JP2020192902A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ハイブリッド車両に関し、特に、ハイブリッド車両におけるエンジン始動制御に関する。 The present disclosure relates to a hybrid vehicle, and more particularly to engine start control in a hybrid vehicle.
特開2013−113248号公報(特許文献1)には、ハイブリッド車両に搭載されたエンジンを間欠運転する制御装置が開示されている。間欠運転では、制御装置が、エンジンを一時的に停止させた後に再び始動させる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-11248 (Patent Document 1) discloses a control device for intermittently operating an engine mounted on a hybrid vehicle. In intermittent operation, the control device temporarily stops the engine and then restarts it.
ところで、車両の急加速が要求される状況(たとえば、運転者によってアクセルペダルが大きく踏み込まれた状況)でのエンジン始動時には、エンジントルクの立上がりを早めることが求められる。しかし、エンジン始動時にエンジントルクの立上がりを早めることは容易ではない。たとえば、エンジントルクの立上がりが早くなると、エンジン始動に伴う車体への衝撃(以下、「始動ショック」と称する)が生じやすくなる。また、ターボ式過給機を備えるエンジンでは、過給機の応答遅れ(一般に「ターボラグ」とも称される)によっても、エンジントルクの立上がりが遅くなり得る。 By the way, when the engine is started in a situation where sudden acceleration of the vehicle is required (for example, a situation where the accelerator pedal is greatly depressed by the driver), it is required to accelerate the rise of the engine torque. However, it is not easy to accelerate the rise of engine torque when starting the engine. For example, when the engine torque rises faster, an impact on the vehicle body (hereinafter, referred to as "starting shock") due to engine starting is likely to occur. Further, in an engine equipped with a turbocharger, the rise of engine torque may be delayed due to a response delay of the turbocharger (generally also referred to as "turbo lag").
特許文献1に記載されるエンジン始動制御では、ノッキングを抑制するために点火遅角(すなわち、点火時期を遅らせる制御)を実行している。点火遅角により始動ショックは緩和されるが、エンジントルクの立上がりは遅くなると考えられる。
In the engine start control described in
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、急加速が要求される状況でのエンジン始動時において、始動ショックを抑制しつつエンジントルクの立上がりを早めることができるハイブリッド車両を提供することである。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object thereof is to accelerate the rise of engine torque while suppressing a start shock when starting an engine in a situation where sudden acceleration is required. It is to provide a hybrid vehicle.
本開示に係るハイブリッド車両は、走行駆動力を発生するエンジンと、エンジンをクランキング可能に構成される第1電動機と、走行駆動力を発生する第2電動機と、制御装置とを備える。制御装置は、エンジン、第1電動機、及び第2電動機を制御するように構成される。エンジンは、少なくとも1つの気筒と、全ての気筒に接続された吸気通路及び排気通路と、過給機とを含む。上記の気筒は、筒内燃料噴射を行なう燃料噴射弁と、点火を行なう点火装置とを備える。過給機は、吸気通路に設けられたコンプレッサと、排気通路に設けられたタービンとを含む。制御装置は、第1電動機によりエンジンをクランキングするとともに、エンジンの前回停止時に圧縮行程で停止した気筒に、圧縮行程で筒内燃料噴射を実行し、筒内燃料噴射後に点火を行なうことによって初爆させ、第2電動機により走行駆動力を補助しつつ点火遅角を実行する第1始動制御を実行可能に構成される。 The hybrid vehicle according to the present disclosure includes an engine that generates a traveling driving force, a first electric motor that can crank the engine, a second electric motor that generates a traveling driving force, and a control device. The control device is configured to control the engine, the first electric motor, and the second electric motor. The engine includes at least one cylinder, intake and exhaust passages connected to all cylinders, and a supercharger. The cylinder includes a fuel injection valve for injecting fuel in the cylinder and an ignition device for ignition. The supercharger includes a compressor provided in the intake passage and a turbine provided in the exhaust passage. The control device is the first to crank the engine by the first electric motor, execute in-cylinder fuel injection in the compression stroke to the cylinder that stopped in the compression stroke when the engine was stopped last time, and ignite after the in-cylinder fuel injection. It is configured to be able to execute the first start control that executes the ignition retard angle while detonating and assisting the traveling driving force by the second electric motor.
上記第1始動制御では、圧縮行程で停止している気筒に、圧縮行程で筒内燃料噴射を実行するため、エンジンを早期に初爆させることができる。また、エンジンの初爆が早くなることによって、早期に排気温度(ひいては、排気の流速)が上昇するようになる。そして、排気流量及び排気流速の上昇に伴って過給機のタービンの回転速度が上昇することで、エンジントルクの立上がりが早くなる。 In the first start control, the in-cylinder fuel injection is executed in the compression stroke to the cylinder stopped in the compression stroke, so that the engine can be detonated at an early stage. In addition, the earlier the initial explosion of the engine causes the exhaust temperature (and thus the flow velocity of the exhaust) to rise earlier. Then, as the exhaust flow rate and the exhaust flow velocity increase, the rotation speed of the turbine of the turbocharger increases, so that the engine torque rises faster.
圧縮行程で停止している気筒に制御装置が燃料噴射及び点火を行なって気筒が吸気行程を経ることなく初爆する場合には、始動ショックが大きくなる傾向がある。そこで、上記第1始動制御では、制御装置が点火遅角を実行することで、始動ショックを抑制している。また、点火遅角が継続される期間においては、排気温度が高温になって過給機のタービンの回転速度が上昇しやすくなる。 When the control device injects fuel and ignites the cylinder stopped in the compression stroke and the cylinder first explodes without passing through the intake stroke, the starting shock tends to be large. Therefore, in the first start control, the control device suppresses the start shock by executing the ignition retard. Further, during the period in which the ignition retard angle is continued, the exhaust temperature becomes high and the rotation speed of the turbocharger turbine tends to increase.
点火遅角が実行されると、気筒内の燃焼により発生するトルクは小さくなる。このため、点火遅角によってエンジントルクが小さくなり、十分な走行駆動力が得られなくなる可能性がある。そこで、上記第1始動制御では、点火遅角が継続される期間においては、第2電動機により走行駆動力を補助するようにしている。このため、点火遅角によって不足する走行駆動力を第2電動機によって補うことができる。これにより、エンジンの初爆後、点火遅角が継続される期間においても、十分な走行駆動力を確保することが可能になる。 When the ignition retard is executed, the torque generated by the combustion in the cylinder becomes smaller. Therefore, the engine torque becomes small due to the ignition retardation, and there is a possibility that a sufficient running driving force cannot be obtained. Therefore, in the first start control, the traveling driving force is assisted by the second electric motor during the period in which the ignition retard angle is continued. Therefore, the running driving force that is insufficient due to the ignition retard angle can be supplemented by the second electric motor. As a result, it is possible to secure a sufficient running driving force even during the period in which the ignition retard angle is continued after the initial explosion of the engine.
上記の第1始動制御によれば、エンジン始動時において、始動ショックを抑制しつつエンジントルクの立上がりを早めることが可能になる。上記のハイブリッド車両は、こうした第1始動制御を実行可能に構成される制御装置を備えるため、急加速が要求される状況でのエンジン始動時において第1始動制御を実行することにより、始動ショックを抑制しつつエンジントルクの立上がりを早めることができる。 According to the above-mentioned first start control, when the engine is started, it is possible to accelerate the rise of the engine torque while suppressing the start shock. Since the above hybrid vehicle is equipped with a control device configured to be able to execute such a first start control, a start shock is caused by executing the first start control when the engine is started in a situation where sudden acceleration is required. It is possible to accelerate the rise of engine torque while suppressing it.
なお、第1始動制御における初爆のための筒内燃料噴射は、クランキング直前に行なってもよいし、クランキング直後に行なってもよいし、クランキングと同時に行なってもよい。第1始動制御における初爆のための点火は、膨張行程で行なわれてもよい。「前回停止」は、直近の停止を意味する。点火遅角は、通常の点火制御(たとえば、MBT(Minimum advance for the Best Torque)制御)における点火時期に対して点火時期を遅角させる処理である。 The in-cylinder fuel injection for the first explosion in the first start control may be performed immediately before cranking, immediately after cranking, or at the same time as cranking. The ignition for the first explosion in the first start control may be performed in the expansion stroke. "Last stop" means the most recent stop. The ignition retardation is a process of retarding the ignition timing with respect to the ignition timing in normal ignition control (for example, MBT (Minimum advance for the Best Torque) control).
上記の制御装置は、第1電動機によりエンジンをクランキングして、エンジンの回転速度が所定速度を超えると、いずれかの気筒に初爆のための燃料噴射及び点火を行なう第2始動制御を実行可能に構成されてもよい。上記の制御装置は、EV走行(すなわち、エンジンが停止した状態で第2電動機によって行なわれる走行)からHV走行(すなわち、エンジン及び第2電動機によって行なわれる走行)に移行するときに、第1始動制御及び第2始動制御のいずれかを選択して実行するように構成されてもよい。 The above control device cranks the engine by the first electric motor, and when the rotation speed of the engine exceeds a predetermined speed, executes the second start control that injects fuel and ignites one of the cylinders for the first explosion. It may be configured to be possible. The control device is first started when transitioning from EV travel (ie, travel performed by the second motor with the engine stopped) to HV travel (ie, travel performed by the engine and the second motor). It may be configured to select and execute either control or second start control.
EV走行からHV走行への移行時(以下、単に「HV移行時」とも称する)には、停車中のエンジン始動よりも始動ショックが生じやすくなる。第2始動制御では、第1始動制御よりもエンジン回転速度が高速になったタイミングでエンジンを初爆させるため、第1始動制御に比べて始動ショックが生じにくくなる。上記の制御装置は、HV移行時に前述の第1始動制御によってエンジントルクの立上がりを早めることができるとともに、HV移行時に第2始動制御によって始動ショックを生じにくくすることもできる。上記の制御装置は、HV移行時に第1始動制御及び第2始動制御のいずれかを選択して実行することで、エンジン始動時の状況に応じて適した態様でエンジンを始動させることができる。 At the time of transition from EV driving to HV driving (hereinafter, also simply referred to as “HV transition”), a starting shock is more likely to occur than when the engine is started while the vehicle is stopped. In the second start control, the engine is first detonated at a timing when the engine speed becomes higher than that in the first start control, so that a start shock is less likely to occur as compared with the first start control. In the above control device, the rise of the engine torque can be accelerated by the above-mentioned first start control at the time of HV transition, and the start shock can be made less likely to occur by the second start control at the time of HV transition. By selecting and executing either the first start control or the second start control at the time of HV transition, the above-mentioned control device can start the engine in a mode suitable for the situation at the time of engine start.
なお、第2始動制御における初爆のための燃料噴射は、吸気行程で行なわれてもよいし、圧縮行程で行なわれてもよい。第2始動制御における燃料噴射は、前述の燃料噴射弁(すなわち、筒内噴射用の燃料噴射弁)による筒内噴射であってもよい。また、吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁(すなわち、ポート噴射用の燃料噴射弁)を気筒がさらに備える車両では、第2始動制御における燃料噴射は、吸気ポート噴射であってもよい。 The fuel injection for the initial explosion in the second start control may be performed in the intake stroke or the compression stroke. The fuel injection in the second start control may be in-cylinder injection by the above-mentioned fuel injection valve (that is, a fuel injection valve for in-cylinder injection). Further, in a vehicle in which the cylinder further includes a fuel injection valve for injecting fuel into the intake port (that is, a fuel injection valve for port injection), the fuel injection in the second start control may be the intake port injection.
車両の急加速が要求される状況において第1始動制御が実行されることで、急加速の要求に応じて車両を急加速させることができる。より具体的には、上記の制御装置は、HV移行時に下記要件を満たす場合に第1始動制御を実行するように構成されてもよい。 By executing the first start control in a situation where sudden acceleration of the vehicle is required, the vehicle can be rapidly accelerated in response to the request for sudden acceleration. More specifically, the above-mentioned control device may be configured to execute the first start control when the following requirements are satisfied at the time of HV transition.
上記の車両は、ユーザからの要求加速量(たとえば、アクセルペダルの踏込み量)を検出するアクセルセンサをさらに備えてもよい。上記の制御装置は、EV走行からHV走行に移行するときに要求加速量が閾値以上であること(以下、「要件(A)」とも称する)を満たす場合に第1始動制御を選択するように構成されてもよい。 The vehicle may further include an accelerator sensor that detects the amount of acceleration requested by the user (eg, the amount of depression of the accelerator pedal). The above-mentioned control device selects the first start control when the required acceleration amount is equal to or more than the threshold value (hereinafter, also referred to as "requirement (A)") when shifting from EV driving to HV driving. It may be configured.
上記の制御装置は、EV走行からHV走行に移行するときにエンジンに出力させるパワーが閾値以上であること(以下、「要件(B)」とも称する)を満たす場合に第1始動制御を選択するように構成されてもよい。 The above control device selects the first start control when the power output to the engine when shifting from EV driving to HV driving satisfies the threshold value or more (hereinafter, also referred to as "requirement (B)"). It may be configured as follows.
上記の制御装置は、燃費よりも出力パワーを優先してエンジンを動作させるパワーモードを含む複数種の走行モードでHV走行を行なうように構成されてもよい。制御装置は、EV走行からHV走行に移行するときに車両の走行モードがパワーモードになっていること(以下、「要件(C)」とも称する)を満たす場合に第1始動制御を選択するように構成されてもよい。 The control device may be configured to perform HV driving in a plurality of driving modes including a power mode in which the engine is operated by giving priority to output power over fuel consumption. The control device selects the first start control when the driving mode of the vehicle is set to the power mode (hereinafter, also referred to as "requirement (C)") when shifting from EV driving to HV driving. It may be configured in.
上記要件(A)〜(C)のいずれか1つを採用してもよいし、要件(A)〜(C)から選ばれた2つの要件を採用してもよいし、要件(A)〜(C)の全てを採用してもよい。なお、要件(A)〜(C)の全てを採用するとは、HV移行時に要件(A)〜(C)の少なくとも1つの要件が満たされる場合に上記の制御装置が第1始動制御を選択することを意味する。 Any one of the above requirements (A) to (C) may be adopted, or two requirements selected from the requirements (A) to (C) may be adopted, or the requirements (A) to (A) to (C) may be adopted. All of (C) may be adopted. In addition, adopting all of the requirements (A) to (C) means that the above control device selects the first start control when at least one of the requirements (A) to (C) is satisfied at the time of HV transition. It means that.
上記の制御装置は、予め設定された走行モードで車両の走行制御を行なうように構成されてもよい。制御装置は、走行モードを示す情報(以下、「モード情報」とも称する)を記憶する記憶装置を備え、記憶装置内のモード情報を参照して車両の走行モードを特定するように構成されてもよい。上記の車両は、ユーザの入力を受け付ける入力装置をさらに備えてもよい。入力装置は、複数種の走行モードのうちユーザから入力された走行モードを制御装置に設定するように構成されてもよい。 The above control device may be configured to control the travel of the vehicle in a preset travel mode. The control device includes a storage device that stores information indicating a driving mode (hereinafter, also referred to as "mode information"), and may be configured to specify the driving mode of the vehicle by referring to the mode information in the storage device. Good. The vehicle may further include an input device that accepts user input. The input device may be configured to set the driving mode input by the user among the plurality of driving modes in the control device.
上記のエンジンは、上記の気筒(すなわち、上記の燃料噴射弁及び点火装置を備える気筒)を複数備えるとともに、これら複数の気筒に共通のクランクシャフトとをさらに備えてもよい。上記の制御装置は、クランクシャフトの回転位置を検出可能に構成されるとともに、エンジンの停止時にクランクシャフトの回転位置を記憶するように構成されてもよい。上記の制御装置は、第1始動制御において、エンジンの前回停止時に記憶したクランクシャフトの回転位置を用いて、複数の気筒のうち圧縮行程で停止している気筒を特定するように構成されてもよい。 The engine may include a plurality of the cylinders (that is, cylinders including the fuel injection valve and the ignition device), and may further include a crankshaft common to the plurality of cylinders. The control device may be configured to be able to detect the rotational position of the crankshaft and may be configured to store the rotational position of the crankshaft when the engine is stopped. Even if the above-mentioned control device is configured to identify a cylinder stopped in the compression stroke among a plurality of cylinders by using the rotation position of the crankshaft stored at the time of the previous stop of the engine in the first start control. Good.
上記の制御装置によれば、複数の気筒を備えるエンジンにおいて、圧縮行程で停止している気筒を的確に特定することが可能になる。 According to the above control device, in an engine including a plurality of cylinders, it is possible to accurately identify the cylinders stopped in the compression stroke.
上記の制御装置は、点火遅角を開始した後、所定の終了条件が成立すると、点火遅角を終了するように構成されてもよい。 The above-mentioned control device may be configured to end the ignition retard angle when a predetermined end condition is satisfied after starting the ignition retard angle.
上記構成によれば、予め実験又はシミュレーションによって適切な終了条件を制御装置に設定しておくことで、適切なタイミング(たとえば、過給機のタービン回転速度が十分上昇したタイミング)で点火遅角を終了し、通常の点火制御(たとえば、MBT制御)に戻すことが可能になる。 According to the above configuration, by setting an appropriate termination condition in the control device by experiment or simulation in advance, the ignition retard angle can be set at an appropriate timing (for example, the timing when the turbine rotation speed of the turbocharger sufficiently increases). It is possible to exit and return to normal ignition control (eg MBT control).
エンジン及び第1電動機の各々は、プラネタリギヤを介してハイブリッド車両の駆動輪に機械的に連結されてもよい。プラネタリギヤ及び第2電動機は、プラネタリギヤから出力される動力と第2電動機から出力される動力とが合わさって駆動輪に伝達されるように構成されてもよい。 Each of the engine and the first electric motor may be mechanically connected to the drive wheels of the hybrid vehicle via planetary gears. The planetary gear and the second electric motor may be configured so that the power output from the planetary gear and the power output from the second electric motor are combined and transmitted to the drive wheels.
上記の構成によれば、第1電動機及び第2電動機により、前述したクランキングと走行駆動力の補助とを適切に行なうことができる。 According to the above configuration, the above-mentioned cranking and the assistance of the traveling driving force can be appropriately performed by the first electric motor and the second electric motor.
本開示によれば、急加速が要求される状況でのエンジン始動時において、始動ショックを抑制しつつエンジントルクの立上がりを早めることができるハイブリッド車両を提供することが可能になる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a hybrid vehicle capable of accelerating the rise of engine torque while suppressing a start shock when the engine is started in a situation where sudden acceleration is required.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。以下では、電子制御ユニット(Electronic Control Unit)を「ECU」とも称する。また、ハイブリッド車両(Hybrid Vehicle)を「HV」、電気自動車(Electric Vehicle)を「EV」とも称する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will not be repeated. Hereinafter, the electronic control unit is also referred to as an "ECU". Further, the hybrid vehicle is also referred to as "HV", and the electric vehicle is also referred to as "EV".
図1は、この実施の形態に係る車両の駆動装置を示す図である。この実施の形態では、前輪駆動の4輪自動車(より特定的には、ハイブリッド車両)を想定しているが、車輪の数及び駆動方式は適宜変更可能である。たとえば、駆動方式は4輪駆動であってもよい。 FIG. 1 is a diagram showing a vehicle drive device according to this embodiment. In this embodiment, a front-wheel drive four-wheel vehicle (more specifically, a hybrid vehicle) is assumed, but the number of wheels and the drive system can be changed as appropriate. For example, the drive system may be four-wheel drive.
図1を参照して、車両の駆動装置10は、エンジン13及びMG(Motor Generator)14,15を走行用の動力源として備える。MG14及び15の各々は、駆動電力が供給されることによりトルクを出力するモータとしての機能と、トルクが与えられることにより発電電力を発生する発電機としての機能との両方を兼ね備えるモータジェネレータである。MG14及び15の各々としては、交流モータ(たとえば、永久磁石式同期モータ又は誘導モータ)が用いられる。MG14は、第1インバータ16を含む電気回路を介してバッテリ18に電気的に接続されている。MG15は、第2インバータ17を含む電気回路を介してバッテリ18に電気的に接続されている。第1インバータ16及び第2インバータ17は、後述するPCU19(図5参照)に含まれる。MG14、15はそれぞれロータ軸23、30を有する。ロータ軸23、30はそれぞれMG14、15の回転軸に相当する。この実施の形態に係るMG14、MG15はそれぞれ、本開示に係る「第1電動機(MG1)」、「第2電動機(MG2)」の一例に相当する。
With reference to FIG. 1, the
バッテリ18は、たとえば二次電池を含んで構成される。二次電池としては、たとえばリチウムイオン電池を採用できる。バッテリ18は、電気的に接続された複数の二次電池(たとえば、リチウムイオン電池)から構成される組電池を含んでいてもよい。なお、バッテリ18を構成する二次電池は、リチウムイオン電池に限られず、他の二次電池(たとえば、ニッケル水素電池)であってもよい。バッテリ18として、電解液式二次電池を採用してもよいし、全固体式二次電池を採用してもよい。バッテリ18としては、任意の蓄電装置を採用可能であり、大容量のキャパシタなども採用可能である。
The
駆動装置10は、遊星歯車機構20を含む。エンジン13及びMG14は、遊星歯車機構20に連結されている。MG14は、エンジン13の出力軸22を強制的に回転させることができる。エンジン13の出力軸22は、後述する図3に示すクランクシャフト131に接続されており、出力軸22が回転することによってクランクシャフト131も回転する。このように、MG14は、エンジン13をクランキング可能に構成される(詳しくは、後述する図12参照)。遊星歯車機構20は、シングルピニオン型のプラネタリギヤであり、エンジン13の出力軸22と同一の軸線Cnt上に配置されている。
The
遊星歯車機構20は、サンギヤSと、サンギヤSと同軸に配置されたリングギヤRと、サンギヤS及びリングギヤRに噛み合うピニオンギヤPと、ピニオンギヤPを自転及び公転可能に保持するキャリヤCとを有する。エンジン13及びMG14の各々は遊星歯車機構20を介して駆動輪24に機械的に連結される。エンジン13の出力軸22は、キャリヤCに連結されている。MG14のロータ軸23は、サンギヤSに連結されている。リングギヤRは、出力ギヤ21に連結されている。
The
遊星歯車機構20は、3つの回転要素、すなわち入力要素、出力要素、及び反力要素を有する。遊星歯車機構20においては、キャリヤCが入力要素に、リングギヤRが出力要素に、サンギヤSが反力要素になる。キャリヤCには、エンジン13が出力するトルクが入力される。遊星歯車機構20は、エンジン13が出力軸22に出力するトルクをサンギヤS(ひいては、MG14)とリングギヤR(ひいては、出力ギヤ21)とに分割して伝達するように構成される。リングギヤRは出力ギヤ21へトルクを出力し、サンギヤSには、MG14による反力トルクが作用する。遊星歯車機構20(プラネタリギヤ)から出力される動力(すなわち、出力ギヤ21に出力される動力)は、以下に説明するドリブンギヤ26、カウンタシャフト25、ドライブギヤ27、デファレンシャルギヤ28、及びドライブシャフト32,33を介して、駆動輪24に伝達される。
The
駆動装置10は、カウンタシャフト25、ドリブンギヤ26、ドライブギヤ27、デファレンシャルギヤ28、ドライブギヤ31、及びドライブシャフト32,33をさらに備える。デファレンシャルギヤ28は、終減速機に相当し、リングギヤ29を含んで構成される。
The
遊星歯車機構20及びMG15は、遊星歯車機構20から出力される動力とMG15から出力される動力とが合わさって駆動輪24に伝達されるように構成される。具体的には、遊星歯車機構20のリングギヤRに連結された出力ギヤ21は、ドリブンギヤ26に噛み合っている。また、MG15のロータ軸30に取り付けられたドライブギヤ31も、ドリブンギヤ26に噛み合っている。カウンタシャフト25は、ドリブンギヤ26に取り付けられ、軸線Cntと平行に配置されている。ドライブギヤ27は、カウンタシャフト25に取り付けられ、デファレンシャルギヤ28のリングギヤ29に噛み合っている。ドリブンギヤ26は、MG15がロータ軸30に出力したトルクと、リングギヤRから出力ギヤ21に出力されたトルクとを合成するように作用する。このように合成された駆動トルクは、デファレンシャルギヤ28から左右に延びたドライブシャフト32,33を介して駆動輪24に伝達される。
The
駆動装置10は、機械式のオイルポンプ36と電動オイルポンプ38とをさらに備える。オイルポンプ36は、出力軸22と同軸に設けられている。オイルポンプ36は、エンジン13によって駆動される。オイルポンプ36は、エンジン13が作動しているときに、遊星歯車機構20、MG14、MG15、及びデファレンシャルギヤ28に潤滑油を送る。電動オイルポンプ38は、バッテリ18又は図示しない他の車載バッテリ(たとえば、補機バッテリ)から供給される電力によって駆動され、後述するHVECU62(図5参照)によって制御される。電動オイルポンプ38は、エンジン13が停止しているときに、遊星歯車機構20、MG14、MG15、及びデファレンシャルギヤ28に潤滑油を送る。オイルポンプ36及び電動オイルポンプ38の各々によって送られる潤滑油は、冷却機能を有する。
The
図2は、エンジン13の構成を示す図である。図2を参照して、エンジン13は、たとえば直列4気筒型の火花点火式内燃機関である。エンジン13は、4つの気筒40a,40b,40c,40dを含むエンジン本体13aと、全ての気筒(すなわち、気筒40a,40b,40c,40d)に接続された吸気通路41及び排気通路42とを備える。エンジン本体13aにおいては、4つの気筒40a,40b,40c,40dが一方向に並べられている。以下、区別して説明する場合を除いて、気筒40a,40b,40c,40dの各々を「気筒40」と記載する。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
図3は、エンジン本体13aに含まれる各気筒40の構成を示す図である。図2とともに図3を参照して、気筒40の吸気ポート43、排気ポート44は、それぞれ吸気通路41及び排気通路42に接続されている。気筒40は、燃焼室401と、ピストン402と、コネクティングロッド403と、吸気バルブ431と、吸気カムシャフト432と、吸気カム433と、排気バルブ441と、排気カムシャフト442と、排気カム443と、点火装置45と、インジェクタ46とを備える。点火装置45は、点火プラグ及び昇圧回路(図示せず)を含み、燃焼室401内の混合気に点火を行なうように構成される。インジェクタ46は、気筒40に筒内燃料噴射(すなわち、気筒40内への直接燃料噴射)を行なうように構成される。また、エンジン13は、カム角センサ130と、気筒40a,40b,40c,40dに共通のクランクシャフト131と、クランク角センサ132と、エンジン冷却水温センサ70とを備える。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of each
吸気ポート43は吸気バルブ431により開閉され、排気ポート44は排気バルブ441により開閉される。吸気ポート43を通じて気筒40内に供給される空気に燃料(たとえば、ガソリン)を加えることにより空気と燃料との混合気が生成される。燃料は、インジェクタ46により気筒40内に噴射され、気筒40内で混合気が生成される。そして、点火装置45の点火プラグに電圧が印加され、気筒40内で混合気が点火される。これにより、燃焼室401で燃焼及び爆発が起こり、高温高圧の燃焼ガスが膨張してピストン402を押し下げる。こうして生成されるピストン402の動力は、コネクティングロッド403を介してクランクシャフト131に伝達される。エンジン13の気筒40a〜40dで生成される動力は、気筒40a〜40dに共通のクランクシャフト131に出力される。
The
4つの気筒40に共通の吸気カムシャフト432が回転すると、各気筒40の吸気カム433も回転し、吸気バルブ431が吸気カム433によって開閉駆動される。4つの気筒40に共通の排気カムシャフト442が回転すると、各気筒40の排気カム443も回転し、排気バルブ441が排気カム443によって開閉駆動される。吸気カムシャフト432と排気カムシャフト442とクランクシャフト131とは、たとえばタイミングチェーンによって接続されることによって、同期して回転するように構成される。
When the
エンジン13が作動しているときには、エンジン本体13aの各気筒40内をピストン402が往復動し、各気筒40において、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程からなる4行程(以下、「1燃焼サイクル」とも称する)が繰り返される。吸気行程では、ピストン402が下降し、吸気バルブ431が開いて吸気ポート43から気筒40内へ空気が吸い込まれる。圧縮行程では、ピストン402が上昇して気筒40内の空気を圧縮する。膨張行程では、燃焼室401で燃焼及び爆発が起こり、燃焼ガスがピストン402を押し下げる。排気行程では、ピストン402が上昇し、排気バルブ441が開いて気筒40内の燃焼ガスが排気ポート44から排出される。吸気カムシャフト432及び排気カムシャフト442の各々は、クランクシャフト131の1/2の回転速度で回転するように構成される。吸気カムシャフト432及び排気カムシャフト442の各々が1燃焼サイクルにつき1回転(360°回転)することで、吸気行程では吸気バルブ431が開き、排気行程では排気バルブ441が開く。クランクシャフト131は、1燃焼サイクルにつき2回転(720°回転)する。
When the
図4は、気筒40a,40b,40c,40dの1燃焼サイクルを示す図である。図4において、「°CA」はクランク角(すなわち、クランクシャフト131の回転位置)を示す。「#1」、「#2」、「#3」、「#4」は、それぞれ気筒40a、気筒40b、気筒40c、気筒40dを表わしている。
FIG. 4 is a diagram showing one combustion cycle of
図4に示すように、気筒40a,40b,40c,40dは1行程(180°CA)ずつずれて動作する。このため、エンジン13が停止したとき(ひいては、クランクシャフト131の回転が停止したとき)には、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程で停止する気筒40が1つずつ存在する。
As shown in FIG. 4, the
再び図2を参照して、エンジン13は、排気エネルギーを利用して吸入空気を過給するターボ式の過給機47を備える。過給機47は、コンプレッサ48、タービン53、及びシャフト53aを備えるターボチャージャである。コンプレッサ48とタービン53とは、互いにシャフト53aを介して連結されて一体的に回転するように構成される。エンジン本体13aから排出される排気の流れを受けて回転するタービン53の回転力はシャフト53aを介してコンプレッサ48に伝達される。コンプレッサ48が回転することによって、エンジン本体13aへ向かう吸気が圧縮され、圧縮された空気がエンジン本体13aに供給される。過給機47は、排気エネルギーを利用してタービン53及びコンプレッサ48を回転させることによって、吸入空気の過給を行なうように構成される。
With reference to FIG. 2 again, the
コンプレッサ48は、吸気通路41に配置されている。吸気通路41においてコンプレッサ48よりも上流側の位置には、エアフローメータ50が設けられている。エアフローメータ50は、吸気通路41内を流れる空気の流量に応じた信号を出力するように構成される。吸気通路41においてコンプレッサ48よりも下流側の位置には、インタークーラ51が設けられている。インタークーラ51は、コンプレッサ48により圧縮された吸気を冷却するように構成される。吸気通路41においてインタークーラ51よりも下流側の位置には、スロットル弁49(吸気絞り弁)が設けられている。スロットル弁49は、吸気通路41内を流れる吸気の流量を調整可能に構成される。スロットル弁49の開度は、後述するHVECU62(図5参照)によって制御される。吸気通路41に流入する空気は、エアフローメータ50、コンプレッサ48、インタークーラ51、及びスロットル弁49を、この順に通ってエンジン本体13aの各気筒40に供給される。
The
タービン53は、排気通路42に配置されている。また、排気通路42にはWGV(ウェイストゲートバルブ)機構54が設けられている。WGV機構54は、タービン53よりも上流の排気をタービン53よりも下流にバイパス可能に構成される。WGV機構54は、タービン53に導かれる排気の流量を調整可能なWGV(ウェイストゲートバルブ)55を含む。WGV55の開度によって、タービン53に流入する排気流量(ひいては、過給圧)が変わる。WGV55が閉じるほど(すなわち、全閉状態に近づくほど)、タービン53に流入する排気流量が多くなり、吸入空気の圧力(すなわち、過給圧)が高くなる。エンジン本体13aから排出される排気はタービン53及びWGV55のいずれかを通り、スタート触媒コンバータ56及び後処理装置57により有害物質が除去されてから大気に放出される。後処理装置57は、たとえば三元触媒を含む。
The
エンジン13には、吸気通路41に排気を流入させるEGR(Exhaust Gas Recirculation)装置58が設けられている。EGR装置58は、EGR通路59、EGR弁60、及びEGRクーラ61を備える。EGR通路59は、排気通路42から排気の一部をEGRガスとして取り出して吸気通路41に導くように構成される。EGR通路59には、EGR弁60及びEGRクーラ61が設けられている。EGR弁60は、EGR通路59を流れるEGRガスの流量を調整可能に構成される。EGRクーラ61は、EGR通路59を流れるEGRガスを冷却するように構成される。
The
図5は、この実施の形態に係る車両の制御システムを示すブロック図である。図1及び図2とともに図5を参照して、車両の制御システムは、HVECU62、MGECU63、及びエンジンECU64を備える。HVECU62には、アクセルセンサ66、車速センサ67、MG1回転速度センサ68、MG2回転速度センサ69、エンジン冷却水温センサ70、タービン回転速度センサ71、過給圧センサ72、SOCセンサ73、MG1温度センサ74、MG2温度センサ75、INV1温度センサ76、INV2温度センサ77、触媒温度センサ78、及び過給機温度センサ79が接続されている。
FIG. 5 is a block diagram showing a vehicle control system according to this embodiment. With reference to FIG. 5 with FIGS. 1 and 2, the vehicle control system includes an
アクセルセンサ66は、アクセル操作量(たとえば、図示しないアクセルペダルの踏込み量)に応じた信号をHVECU62に出力する。アクセル操作量は、運転者が車両に要求する加速量(以下、「要求加速量」とも称する)を示すパラメータである。アクセル操作量が大きいほど運転者の要求加速量は大きい。車速センサ67は、車速(すなわち、車両の走行速度)に応じた信号をHVECU62に出力する。MG1回転速度センサ68は、MG14の回転速度に応じた信号をHVECU62に出力する。MG2回転速度センサ69は、MG15の回転速度に応じた信号をHVECU62に出力する。エンジン冷却水温センサ70は、エンジン本体13aのシリンダブロックに形成されたウォータージャケットを流通する冷却水の温度に応じた信号をHVECU62に出力する。タービン回転速度センサ71は、過給機47のタービン53の回転速度に応じた信号をHVECU62に出力する。過給圧センサ72は、エンジン13の過給圧に応じた信号をHVECU62に出力する。
The
SOCセンサ73は、バッテリ18の満充電量(すなわち、蓄電容量)に対する残存充電量の比率であるSOC(State of Charge)に応じた信号をHVECU62に出力する。MG1温度センサ74は、MG14の温度に応じた信号をHVECU62に出力する。MG2温度センサ75は、MG15の温度に応じた信号をHVECU62に出力する。INV1温度センサ76は、第1インバータ16の温度に応じた信号をHVECU62に出力する。INV2温度センサ77は、第2インバータ17の温度に応じた信号をHVECU62に出力する。触媒温度センサ78は、後処理装置57の温度に応じた信号をHVECU62に出力する。過給機温度センサ79は、過給機47における所定部位の温度(たとえば、タービン53の温度)に応じた信号をHVECU62に出力する。
The
HVECU62は、プロセッサ62a、RAM(Random Access Memory)62b、及び記憶装置62c、さらには図示しない入出力ポート及びタイマを含んで構成される。プロセッサ62aとしては、たとえばCPU(Central Processing Unit)を採用できる。RAM62bは、プロセッサ62aによって処理されるデータを一時的に記憶する作業用メモリとして機能する。記憶装置62cは、格納された情報を保存可能に構成される。記憶装置62cは、たとえば、ROM(Read Only Memory)及び書き換え可能な不揮発性メモリを含む。記憶装置62cには、プログラムのほか、プログラムで使用される情報(たとえば、マップ、数式、及び各種パラメータ)が記憶されている。記憶装置62cに記憶されているプログラムをプロセッサ62aが実行することで、車両の各種制御が実行される。なお、他のECU(たとえば、MGECU63及びエンジンECU64)も、HVECU62と同様のハードウェア構成を有する。この実施の形態では、HVECU62、MGECU63、及びエンジンECU64が分かれているが、これらの機能を1つのECUが具備してもよい。
The
HVECU62は、エンジン13を制御するための指令(たとえば、エンジン運転状態指令)をエンジンECU64に出力するように構成される。エンジンECU64は、HVECU62からの指令に従って、スロットル弁49、点火装置45、インジェクタ46、WGV55、及びEGR弁60を制御するように構成される。HVECU62はエンジンECU64を通じてエンジン制御を行なうことができる。たとえば、HVECU62は、エンジントルクが所定値を超えた場合にエンジンECU64に過給圧の上昇を要求する。エンジンECU64は、HVECU62からの要求に従い、WGV55を閉じることによって過給圧を高める。
The
HVECU62は、MG14及びMG15の各々を制御するための指令(たとえば、第1MGトルク指令及び第2MGトルク指令)をMGECU63に出力するように構成される。車両はPCU(Power Control Unit)19をさらに備える。MGECU63は、PCU19を通じてMG14及びMG15を制御するように構成される。MGECU63は、HVECU62からの指令に従って、MG14及びMG15の各々の目標トルクに対応した電流信号(たとえば、電流の大きさ及び周波数を示す信号)を生成し、生成した電流信号をPCU19に出力するように構成される。HVECU62はMGECU63を通じてモータ制御を行なうことができる。
The
PCU19は、第1インバータ16、第2インバータ17、及びコンバータ65を備える。MG14及びMG15の各々は、PCU19に電気的に接続される。第1インバータ16及びコンバータ65は、バッテリ18とMG14との間で電力変換を行なうように構成される。第2インバータ17及びコンバータ65は、バッテリ18とMG15との間で電力変換を行なうように構成される。PCU19は、バッテリ18に蓄積された電力をMG14及びMG15の各々に供給するとともに、MG14及びMG15の各々により発電された電力をバッテリ18に供給するように構成される。PCU19は、MG14,15の状態を別々に制御可能に構成され、たとえば、MG14を回生状態(すなわち、発電状態)にしつつ、MG15を力行状態にすることができる。PCU19は、MG14及びMG15の一方で発電された電力を他方に供給可能に構成される。MG14及びMG15は相互に電力の授受が可能に構成される。
The
車両は、HV走行とEV走行とを行なうように構成される。HV走行は、エンジン13で走行駆動力を発生させながらエンジン13及びMG15によって行なわれる走行である。EV走行は、エンジン13が停止した状態でMG15によって行なわれる走行である。エンジン13が停止した状態では、エンジン本体13aにおける燃焼が行なわれなくなる。エンジン本体13aにおける燃焼が停止すると、エンジン13で燃焼エネルギー(ひいては、車両の走行駆動力)が発生しなくなる。HVECU62は状況に応じてEV走行及びHV走行を切り替えるように構成される。
The vehicle is configured to perform HV driving and EV driving. The HV running is a running performed by the
HVECU62は、たとえばアクセル開度及び車速に基づいて要求駆動力を求め、要求駆動力が駆動輪24に出力されるようにエンジン13、MG14、及びMG15を協調制御する。HV走行では、エンジン13が出力するトルクとMG15が出力するトルクとを合算したトルクが、走行駆動力となる。EV走行では、MG15が出力するトルクが走行駆動力となる。MG15に発生させるトルクは、要求駆動力が駆動輪24に出力されるように算出される。
The
HVECU62は、エンジン13の動作点を目標動作点に制御するように構成される。エンジン13の動作点は、エンジントルクとエンジン回転速度とによって規定されるエンジン13の運転状態である。HVECU62は、走行モードと要求駆動力とに基づいて要求エンジンパワーを求め、要求エンジンパワーに基づいて目標動作点を決定する。HVECU62は、たとえば、エンジン回転速度とエンジントルクとの座標平面上において、エンジンパワーが要求エンジンパワーに等しくなるライン(等パワーライン)と、推奨動作線(たとえば、最適燃費線)との交点を、目標動作点とする。最適燃費線は、エンジン回転速度とエンジントルクとの座標平面上において最も燃費が小さくなるエンジンの動作点を結んだ線である。
The
図1に示した遊星歯車機構20は無段変速機構として機能し得る。遊星歯車機構20は、出力要素(リングギヤR)の回転速度に対する入力要素(キャリヤC)の回転速度の比率を連続的に変更可能に構成される。HVECU62がMG14の回転速度を制御することによってエンジン13の回転速度を調整することができる。HVECU62は、MG14に流す電流の大きさ及び周波数に応じてMG14の回転速度を任意に制御することができる。
The
図6は、HV走行中における遊星歯車機構20のサンギヤS、キャリヤC、及びリングギヤRの各々の回転速度の関係の一例を示す共線図である。図6を参照して、HV走行の一例では、エンジン13から出力されたトルク(すなわち、キャリヤCに入力されたトルク)を駆動輪24に伝達する際に、MG14により反力を遊星歯車機構20のサンギヤSに作用させる。そのため、サンギヤSが反力要素として機能する。HV走行では、加速要求に基づく目標エンジントルクに応じたトルクを駆動輪24に作用させるために、目標エンジントルクに対する反力トルクをMG14に出力させる。この反力トルクを利用してMG14に回生発電を実行させることができる。
FIG. 6 is a collinear diagram showing an example of the relationship between the rotation speeds of the sun gear S, the carrier C, and the ring gear R of the
図7は、EV走行中における遊星歯車機構20のサンギヤS、キャリヤC、及びリングギヤRの各々の回転速度の関係の一例を示す共線図である。図7を参照して、EV走行では、エンジン13を停止させてMG15により走行駆動力を発生させる。EV走行中は、HVECU62が点火装置45及びインジェクタ46を制御して、エンジン13で燃焼が行なわれないようにする。EV走行は、エンジン13が回転していない状態で行なわれるため、図7に示すように、キャリヤCの回転速度は0になる。
FIG. 7 is a collinear diagram showing an example of the relationship between the rotation speeds of the sun gear S, the carrier C, and the ring gear R of the
図8は、停車中における遊星歯車機構20のサンギヤS、キャリヤC、及びリングギヤRの各々の回転速度の関係の一例を示す共線図である。図8を参照して、HVECU62がエンジン13及びMG14,15を制御して、サンギヤS、キャリヤC、及びリングギヤRの各々の回転速度を0にすることで、車両の走行が停止し、車両が停車状態になる。
FIG. 8 is a collinear diagram showing an example of the relationship between the rotation speeds of the sun gear S, the carrier C, and the ring gear R of the
ところで、車両の急加速が要求される状況でのエンジン始動時には、エンジントルクの立上がりを早めることが求められる。しかし、エンジン始動時にエンジントルクの立上がりを早めることは容易ではない。たとえば、エンジントルクの立上がりが早くなると、始動ショック(すなわち、エンジン始動に伴う車体への衝撃)が生じやすくなる。また、過給機の応答遅れによっても、エンジントルクの立上がりが遅くなり得る。 By the way, when the engine is started in a situation where rapid acceleration of the vehicle is required, it is required to accelerate the rise of the engine torque. However, it is not easy to accelerate the rise of engine torque when starting the engine. For example, when the engine torque rises faster, a starting shock (that is, an impact on the vehicle body due to engine starting) is likely to occur. In addition, the rise of engine torque may be delayed due to the delay in response of the turbocharger.
そこで、この実施の形態に係る車両は、以下に説明する構成を有することにより、車両の急加速が要求される状況でのエンジン始動時において、始動ショックを抑制しつつエンジントルクの立上がりを早めることを可能にしている。 Therefore, the vehicle according to this embodiment has the configuration described below, so that when the engine is started in a situation where rapid acceleration of the vehicle is required, the start-up of the engine torque is accelerated while suppressing the start shock. Is possible.
HVECU62は、通常のエンジン始動制御に加えて、急加速用のエンジン始動制御を実行可能に構成される。急加速用のエンジン始動制御としては、MG14によりエンジン13をクランキングするとともに、気筒40a〜40dのうちエンジン13の前回停止時に圧縮行程で停止した気筒に、圧縮行程で筒内燃料噴射を実行し、筒内燃料噴射後に点火を行なうことによって初爆させ、MG15により走行駆動力を補助しつつ点火遅角を実行する第1始動制御を採用する。通常のエンジン始動制御としては、MG14によりエンジン13をクランキングして、エンジン13の回転速度が所定速度を超えると、気筒40a〜40dのいずれかに初爆のための燃料噴射及び点火を行なう第2始動制御を採用する。
The
この実施の形態では、HVECU62が、EV走行からHV走行に移行するとき(すなわち、HV移行時)に、第1始動制御及び第2始動制御のいずれかを選択して実行するように構成される。この実施の形態に係るHVECU62は、本開示に係る「制御装置」の一例に相当する。
In this embodiment, the
なお、上記エンジン始動制御の選択を実行するタイミングは、HV移行時に限られない。たとえば、停車中のエンジン始動時に上記エンジン始動制御の選択を実行してもよい。たとえば、HVECU62は、アイドルストップ条件が成立すると、エンジン13を自動的に停止させ、アイドルストップ条件が成立しなくなると、エンジン13を自動的に再始動させるアイドリング制御を実行可能に構成されてもよい。そして、HVECU62は、上記アイドリング制御における自動再始動時に上記エンジン始動制御の選択(たとえば、後述する図10の処理)を実行するように構成されてもよい。アイドルストップ条件は、車両が停止している(すなわち、車速が0である)ことと、アクセル操作量が0であることと、車両のブレーキペダル(図示せず)が踏み込まれていることとの全てを満たすときに成立し、これらのいずれかを満たさなくなると、成立しなくなる条件であってもよい。HVECU62は、エンジン13を始動させる際に要求加速量が閾値以上であると、第1始動制御を選択して実行するように構成されてもよい。
The timing of executing the selection of the engine start control is not limited to the time of HV transition. For example, the selection of the engine start control may be executed when the engine is started while the vehicle is stopped. For example, the
図9は、HVECU62と、クランク角(すなわち、図3に示したクランクシャフト131の回転位置)を検出するための機構との各々の構成の詳細を示す図である。まず、クランク角を検出するための機構について説明し、HVECU62の構成の詳細については後述する。
FIG. 9 is a diagram showing details of each configuration of the
図3とともに図9を参照して、クランクシャフト131にはタイミングロータ133が取り付けられている。タイミングロータ133の外周には複数の突起部133aが等角度ごと(たとえば、10°CAごと)に形成されている。また、タイミングロータ133の外周には、歯(突起部133a)が欠けている部分である欠歯部133bが設けられている。クランク角センサ132は、タイミングロータ133の近傍に配置されている。クランク角センサ132は、正逆回転の両方を検出可能に構成される。クランク角センサ132としては、たとえば電磁ピックアップを採用できる。クランクシャフト131の回転に伴い、タイミングロータ133の凹凸に対応するクランク信号(たとえば、H(ハイ)/L(ロー)レベルを示す信号)がクランク角センサ132からHVECU62へ出力される。たとえば、クランクシャフト131とクランク角センサ132との間をいずれかの突起部133aが通過するときには、クランク信号がHレベルになる。突起部133aは等角度で設けられているため、クランクシャフト131が所定角度(たとえば、10°CA)回転するごとにクランク信号はHレベルになる。欠歯部133bはタイミングロータ133の外周の1箇所に設けられているため、360°CA回転するごとに長いLレベル期間(すなわち、欠歯部133bに対応するLレベル期間)が現れる。HVECU62は、クランク信号を用いてエンジン13の回転速度を算出するように構成される。
A
吸気カムシャフト432にはタイミングロータ434が取り付けられている。タイミングロータ434の外周は3つの突起部434a,434b,434cが形成されている。カム角センサ130は、タイミングロータ434の近傍に配置されている。カム角センサ130としては、たとえば磁気抵抗素子(MRE)を利用したセンサを採用できる。吸気カムシャフト432の回転に伴い、タイミングロータ434の凹凸に対応するカム信号(たとえば、H(ハイ)/L(ロー)レベルを示す信号)がカム角センサ130からHVECU62へ出力される。たとえば、吸気カムシャフト432とカム角センサ130との間を突起部434a,434b,434cのいずれかが通過するときには、カム信号がHレベルになる。こうしたカム信号は、気筒判別信号として機能する。
A
HVECU62は、クランク角を示すクランクカウンタを記憶装置62c内に保有し、クランク信号及びカム信号を用いてクランクカウンタを更新するように構成される。HVECU62は、クランクカウンタに基づいて燃料噴射及び点火を適切なタイミングで行なうことができる。
The
クランクカウンタは、クランクシャフト131の2回転を1周期とするカウンタである。クランクカウンタの基準(0°CA)は任意に設定できるが、この実施の形態では、図4に示すように、気筒40a(#1)の圧縮上死点(圧縮TDC)を基準(0°CA)としてクランクカウンタが生成される。吸気カムシャフト432とクランクシャフト131とは同期して回転するため、クランク角とカム信号との間には一定の相関関係がある。記憶装置62cには、クランク角とカム信号との相関関係を示す情報(以下、「クランク位置情報」とも称する)が予め記憶されている。たとえば、記憶装置62cには、欠歯部133bに対応するクランク角及びカム信号(Hレベル/Lレベル)と、カム信号が反転するとき(すなわち、HレベルからLレベルに切り替わるとき、及び、LレベルからHレベルに切り替わるとき)のクランク角とが予め記憶されている。HVECU62は、クランク信号を用いてクランクカウンタをカウントアップする。HVECU62は、記憶装置62cに記憶されたクランク位置情報を用いてクランクカウンタの値の適否を確認しつつ、クランクシャフト131の回転に伴うクランク角の変化に応じてクランクカウンタをカウントアップする。また、HVECU62は、吸気カムシャフト432が1回転するごとにカムエッジ信号をカム角センサ130から受信する。カムエッジ信号は、たとえばタイミングロータ434の突起部434bの終端部によってカム信号が反転したときにカム角センサ130から出力される信号である。HVECU62は、カムエッジ信号を受信するたびにクランクカウンタをリセットする。互いに180°CAずつ位相のずれた4つの気筒40a,40b,40c,40dが1燃焼サイクルを動作する間、クランクカウンタはカウントアップされる(図4参照)。
The crank counter is a counter in which two rotations of the
上記のように、HVECU62は、クランク角を検出可能に構成される。また、HVECU62は、エンジン13の停止時にクランク角を記憶するように構成される。HVECU62は、クランクシャフト131の回転が停止するときにクランク角を記憶装置62cに保存して、保存されたクランク角をエンジン13の再始動時に記憶装置62cから読み出して使用する。HVECU62は、エンジン13の前回停止時に記憶したクランク角(以下、「前回停止クランク角」とも称する)を用いて、エンジン13の始動時のクランク角を認識することができる。
As described above, the
HVECU62は、エンジン13を始動するときには、前回停止クランク角をクランクカウンタの初期値として、クランクカウンタのカウントアップを開始する。エンジン始動時のクランキングによってクランクシャフト131が回転して、クランク角センサ132により、欠歯部133bに対応するクランク角が検出されると、HVECU62は、記憶装置62cに記憶されたクランク位置情報を用いてクランクカウンタの値の適否を確認し、クランクカウンタがずれている場合にはクランクカウンタを修正する。
When the
ただし、第1始動制御では、クランキングと略同時(たとえば、クランキング直後)に筒内燃料噴射が行なわれる。第1始動制御では、欠歯部133bに対応するクランク角が検出される前に、初爆のための燃料噴射及び点火が行なわれる可能性が高い。このため、第1始動制御では、初爆時には上述のクランクカウンタの修正が行なわれず、前回停止クランク角によって圧縮行程で停止している気筒40が特定され、特定された気筒40に燃料噴射及び点火が行なわれる。なお、第1始動制御において点火時期がずれたとしても、クランクシャフト131の逆回転はクランキングによって抑制される。
However, in the first start control, the in-cylinder fuel injection is performed substantially at the same time as the cranking (for example, immediately after the cranking). In the first start control, it is highly possible that fuel injection and ignition for the initial explosion are performed before the crank angle corresponding to the
一方、第2始動制御では、クランキングによってエンジン13の回転速度が所定速度(以下、「初爆速度」とも称する)を超えるまで上昇してから、初爆のための燃料噴射及び点火が行なわれる。この実施の形態では、始動ショックが十分抑制される程度に高い速度が、初爆速度として設定される。第2始動制御では、欠歯部133bに対応するクランク角が検出されてから、初爆のための燃料噴射及び点火が行なわれる。第2始動制御では、初爆前に上述のクランクカウンタの修正が行なわれる。
On the other hand, in the second start control, the rotation speed of the
次に、HVECU62の構成要素を機能別に説明する。HVECU62は、走行制御部621と、急加速判断部622と、第1始動制御部623と、第2始動制御部624とを含む。HVECU62における上記各部は、たとえば、図5に示したプロセッサ62aと、プロセッサ62aにより実行されるプログラムとによって具現化される。ただしこれに限られず、これら各部は、専用のハードウェア(電子回路)によって具現化されてもよい。
Next, the components of the
走行制御部621は、状況に応じてEV走行/HV走行を切り替えながら、図1に示した駆動輪24に要求駆動力が出力されるように車両の走行制御を行なうように構成される。たとえば、走行制御部621は、低速かつ低負荷の走行条件ではEV走行を行ない、高速かつ高負荷の走行条件ではHV走行を行なう。要求駆動力が大きいほど走行負荷が大きいと判断される。走行制御部621は、エンジン13、MG14、及びMG15を協調制御することによって、車両の走行制御を行なう。
The
急加速判断部622は、車両の急加速が要求される状況であるか否かを判断するように構成される。この実施の形態では、EV走行からHV走行に移行するときに、急加速判断部622が上記判断を行なう。急加速判断部622は、たとえば後述する車両の走行モードに基づいて、車両の急加速が要求される状況であるか否かを判断する。
The sudden
第1始動制御部623は、急加速判断部622によって車両の急加速が要求される状況であると判断された場合に、前述した第1始動制御を実行するように構成される。第2始動制御部624は、急加速判断部622によって車両の急加速が要求される状況ではないと判断された場合に、前述した第2始動制御を実行するように構成される。第1始動制御及び第2始動制御の詳細については後述する(図10参照)。
The first
車両は、ユーザからの入力を受け付ける入力装置101をさらに備える。入力装置101は、ユーザによって操作され、ユーザの操作に対応する信号をHVECU62へ出力する。たとえば、ユーザは、入力装置101を通じて、所定の指示又は要求をHVECU62に入力したり、パラメータの値をHVECU62に設定したりすることができる。通信方式は有線でも無線でもよい。入力装置101としては、たとえば運転席周辺(たとえば、ステアリングホイール又はインストルメントパネル)に設けられた各種スイッチ(たとえば、押しボタンスイッチ又はスライドスイッチ)を採用できる。ただしこれに限られず、各種ポインティングデバイス(たとえば、マウス又はタッチパッド)、キーボード、及びタッチパネルも、入力装置101として採用可能である。入力装置101は、携帯機器(たとえば、スマートフォン)の操作部であってもよいし、カーナビゲーションシステムの操作部であってもよい。
The vehicle further includes an
車両は、報知装置102をさらに備える。報知装置102は、HVECU62から要求があったときに、ユーザ(たとえば、運転者)へ所定の報知処理を行なうように構成される。報知装置102の例としては、表示装置(たとえば、メータパネル又はヘッドアップディスプレイ)、スピーカー、ランプが挙げられる。報知装置102は、携帯機器(たとえば、スマートフォン)の表示部であってもよいし、カーナビゲーションシステムの表示部であってもよい。
The vehicle further includes a
入力装置101は、ユーザから走行モードの入力を受け付けるように構成される。ユーザは入力装置101を通じて車両の走行モードを切り替えることができる。この実施の形態では、走行モードとして標準モード及びパワーモードを採用する。標準モードは、出力パワーと燃費とのバランスをとりながらエンジン13を動作させる走行モードである。パワーモードは、燃費よりも出力パワーを優先してエンジン13を動作させる走行モードである。なお、走行モードは、標準モード及びパワーモードには限られない。たとえば、走行モードとして、さらにエコモードを採用してもよい。エコモードは、出力パワーよりも燃費を優先してエンジン13を動作させる走行モードである。
The
入力装置101は、標準モード及びパワーモードのうちユーザから入力された走行モードをHVECU62に設定するように構成される。記憶装置62cは、モード情報を記憶する。モード情報は、車両の走行モード(ひいては、HVECU62に設定されている走行モード)を示す情報である。入力装置101はモード情報を書き換えることによってHVECU62に新たな走行モードを設定することができる。走行制御部621は、記憶装置62c内のモード情報を参照して車両の走行モードを特定し、その走行モードで車両の走行制御を行なう。
The
車両の走行モードが標準モードであるときには、HVECU62は、燃費が悪化しないように要求駆動力(ひいては、要求エンジンパワー)を決定する。このため、運転者からの要求加速量が大きくなったときに、燃費の悪化を防ぐためにエンジン13の出力パワーが制限されることがある。これに対し、車両の走行モードがパワーモードであるときには、燃費のための出力パワーの制限が緩和される。HVECU62は、運転者からの要求加速量を優先して要求駆動力(ひいては、要求エンジンパワー)を決定する。このため、運転者からの要求加速量が大きくなったときに、その要求加速量に見合うトルクが駆動輪24に出力される可能性が高くなる。このように、パワーモードでは、標準モードよりも大きなパワーをエンジン13から出力させることができる。
When the traveling mode of the vehicle is the standard mode, the
HVECU62は、記憶装置62c内のモード情報が示す走行モードを報知装置102に報知させるように構成されてもよい。HVECU62は、たとえばメータパネルに走行モードを表示させてもよい。報知装置102が走行モードを報知することで、エンジン始動時に第1始動制御及び第2始動制御のいずれが実行されるかをユーザが把握できるようになる。
The
図10は、HVECU62によって実行されるエンジン始動制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、たとえばEV走行を終了してHV走行を開始するときに実行される。EV走行では、エンジン13が停止した状態で車両が走行する。
FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure of engine start control executed by the
図5及び図9とともに図10を参照して、ステップ(以下、単に「S」とも表記する)10では、車両の急加速が要求されているか否かが、急加速判断部622によって判断される。より具体的には、急加速判断部622は、所定の要件(以下、「急加速要件」とも称する)を満たす場合に、車両の急加速が要求されていると判断する。この実施の形態では、車両の走行モードがパワーモードになっていれば急加速要件を満たし、車両の走行モードがパワーモードになっていなければ急加速要件を満たさない。急加速判断部622は、記憶装置62c内のモード情報を確認し、車両の走行モードがパワーモードになっているか否かを判断する。
With reference to FIG. 10 together with FIGS. 5 and 9, in step 10 (hereinafter, also simply referred to as “S”) 10, whether or not the sudden acceleration of the vehicle is required is determined by the sudden
車両の急加速が要求されている場合(S10にてYES)には、第1始動制御部623が、以下に説明するS21〜S24において第1始動制御を実行する。
When sudden acceleration of the vehicle is required (YES in S10), the first
S21では、第1始動制御部623が、記憶装置62c内の前回停止クランク角を用いて、圧縮行程で停止している気筒40(以下、「対象気筒」とも称する)を特定する。
In S21, the first
S22では、第1始動制御部623が、MG14によりエンジン13をクランキングし、インジェクタ46により、対象気筒に圧縮行程で筒内燃料噴射を実行する。さらに、第1始動制御部623は、筒内燃料噴射後、点火装置45により対象気筒に点火を行なって初爆させる。筒内燃料噴射(より特定的には、圧縮行程噴射)のタイミングは、たとえばクランキングの直後である。ただしこれに限られず、第1始動制御における初爆のための燃料噴射は、クランキングの直前に行なわれてもよいし、クランキングと同時に行なわれてもよい。初爆のための点火時期は、燃料噴射時期に合わせて決められる。第1始動制御における初爆のための点火時期は、たとえばTDC(上死点)通過直後であってもよい。第1始動制御における初爆時のエンジン回転速度は、第2始動制御における初爆速度よりも低く、たとえば300rpm〜400rpm程度である。
In S22, the first
S23では、第1始動制御部623が、MG15により車両の走行駆動力を補助しつつ点火遅角を実行する。第1始動制御部623は、点火遅角による走行駆動力の不足分をMG15によって補うことができる。なお、初爆後は、走行制御部621によって通常のエンジン燃焼制御(たとえば、エンジン13の燃料噴射制御及び点火制御)が実行される。ただし、S23の処理によって点火遅角が実行されている間は、通常の燃焼制御における点火時期(たとえば、エンジントルクが最大となる点火時期)よりも遅いタイミングで点火が行なわれる。
In S23, the first
S24では、第1始動制御部623が、所定の終了条件が成立するか否かを判断する。そして、終了条件が成立したと判断されるまでの期間(すなわち、S24にてNOと判断されている期間)は、S23の処理(すなわち、点火遅角、及びMG15による走行駆動力アシスト)が継続される。
In S24, the first
この実施の形態では、点火遅角を開始してから所定時間(以下、「点火遅角時間」とも称する)経過後に終了条件が成立する。適切な点火遅角時間を示す点火遅角情報が予め実験又はシミュレーションによって作成され、記憶装置62cに記憶されている。たとえば、過給機47のタービン回転速度が十分上昇する点火遅角時間を示す点火遅角情報が作成されてもよい。また、点火遅角情報は、エミッションを考慮して作成されてもよい。点火遅角情報により示される点火遅角時間は、固定値であってもよいし、エンジン13の状態(たとえば、エンジン冷却水温)に応じて可変であってもよい。点火遅角情報は、数値であってもよいし、マップであってもよい。
In this embodiment, the end condition is satisfied after a predetermined time (hereinafter, also referred to as “ignition retardation time”) has elapsed from the start of the ignition retardation. Ignition retard information indicating an appropriate ignition retard time is created in advance by experiment or simulation and stored in the
なお、終了条件は、上記に限られず任意に設定できる。たとえば、タービン回転速度センサ71により検出される過給機47のタービン回転速度が所定値以上に上昇したときに終了条件が成立するようにしてもよい。
The end condition is not limited to the above and can be set arbitrarily. For example, the termination condition may be satisfied when the turbine rotation speed of the
他方、車両の急加速が要求されていない場合(S10にてNO)には、第2始動制御部624が、以下に説明するS31〜S33において第2始動制御を実行する。
On the other hand, when the sudden acceleration of the vehicle is not required (NO in S10), the second
S31では、第2始動制御部624が、スロットル弁49を全閉状態にして、MG14によりエンジン13をクランキングする。
In S31, the second
S32では、第2始動制御部624が、S31のクランキングによってエンジン13の回転速度(Ne)が所定の初爆速度を超えたか否かを判断する。初爆速度は、任意に設定できるが、たとえば600rpm〜700rpmの範囲から選ばれる回転速度であってもよい。そして、クランキングによってエンジン13の回転速度が初爆速度を超えると(S32にてYES)、第2始動制御部624は、S33において、気筒40a〜40dのいずれかに初爆のための燃料噴射及び点火を行なう。
In S32, the second
上記の第2始動制御によれば、エンジン回転速度が高く、空気量が少ない状態でエンジン13の初爆が行なわれるため、始動ショックを軽減しやすくなる。
According to the second start control described above, since the initial explosion of the
S24においてYESと判断された場合にも、S33の処理が実行された場合にも、図10の一連の処理は終了する。図10の処理が終了すると、走行制御部621によって通常のエンジン燃焼制御が実行されるようになる。
The series of processes shown in FIG. 10 ends regardless of whether the result is YES in S24 or the process in S33 is executed. When the process of FIG. 10 is completed, the traveling
図11は、本開示の実施の形態に係るハイブリッド車両の動作を説明するための図である。図11を参照して、線L10で示されるように、この例では、タイミングt1前において、車両はEV走行しており、タイミングt1でEV走行からHV走行に切り替わる。すなわち、タイミングt1は、HV移行時に相当する。HVECU62は、タイミングt1において、MG14によるエンジン13のクランキングを開始(ON)する。
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the hybrid vehicle according to the embodiment of the present disclosure. As shown by the line L10 with reference to FIG. 11, in this example, the vehicle is EV traveling before the timing t1, and the EV traveling is switched to the HV traveling at the timing t1. That is, the timing t1 corresponds to the time of HV transition. The
図12は、クランキング中における遊星歯車機構20のサンギヤS、キャリヤC、及びリングギヤRの各々の回転速度の関係の一例を示す共線図である。図1とともに図12を参照して、エンジン13が停止している状態でMG14に正回転方向のトルクを発生させると、エンジン13を正回転させる向きのトルクがサンギヤSに発生する。これにより、エンジン13の回転速度が上昇する。MG14は、こうした作用を利用して、車両の走行中にエンジン13の始動処理(すなわち、クランキング)を行なうことができる。クランキング開始直後においては、負回転状態のMG14に正回転方向のトルクを発生させるため、MG14が発電機として動作し、MG14により発電された電力がバッテリ18へ入力される。また、車両の走行中にMG14がクランキングを行なうと、MG14のクランキング動作に伴ってリングギヤRに反力(すなわち、車両を減速させる向きのトルク)が発生する。このため、車両の走行中にMG14がクランキングを行なうときには、HVECU62がMG15のトルクを増大させることにより、こうした反力を抑制する。
FIG. 12 is a collinear diagram showing an example of the relationship between the rotation speeds of the sun gear S, the carrier C, and the ring gear R of the
再び図11を参照して、HVECU62が第1始動制御を実行するときには、線L12で示されるように、HVECU62の第1始動制御部623が、タイミングt2で初爆を行なう。初爆させる気筒40は、気筒40a〜40dのうち圧縮行程で停止している気筒(より特定的には、エンジン13の前回停止時に圧縮行程で停止した気筒)であり、初爆のための燃料噴射は圧縮行程で行なわれる。初爆のための点火は、燃料噴射と同一の燃焼サイクル中(たとえば、燃料噴射の直後)に行なわれる。このため、クランキング開始(すなわち、タイミングt1)から初爆までの時間は短い。初爆によって、エンジントルク(ひいては、エンジン回転速度)が上昇する。線L11で示されるように、第1始動制御部623は、エンジン回転速度の上昇に伴い、MG14によるクランキングを停止(OFF)させる。また、線L13で示されるように、タイミングt2で点火遅角が開始され、タイミングt4まで継続される。点火遅角の実行中においては、第1始動制御部623によってMG15が駆動される。点火遅角によりエンジントルク(ひいては、走行駆動力)は減少するが、MG15のトルクによって走行駆動力を補うことができる。タイミングt4は、点火遅角の終了条件が成立するタイミングである。
With reference to FIG. 11 again, when the
HVECU62が第2始動制御を実行するときには、線L22で示されるように、HVECU62の第2始動制御部624が、タイミングt3で初爆を行なう。タイミングt3は、クランキングによってエンジン13の回転速度が初爆速度Thを超えるタイミングである。線L21で示されるように、第2始動制御部624は、エンジン回転速度の上昇に伴い、MG14によるクランキングを停止(OFF)させる。クランキング時間は、第1始動制御よりも第2始動制御のほうが長い。線L23で示されるように、第2始動制御では、点火遅角は行なわれない。
When the
上記のように、この実施の形態に係るハイブリッド車両では、HVECU62が、第1始動制御を実行可能に構成される。第1始動制御では、MG14によりエンジン13をクランキングするとともに、エンジン13の前回停止時に圧縮行程で停止した気筒40に、圧縮行程で筒内燃料噴射を実行し、筒内燃料噴射後に点火を行なうことによって初爆させ(図10のS22)、MG15により走行駆動力を補助しつつ点火遅角を実行する(図10のS23)。こうした第1始動制御では、圧縮行程で停止している気筒40に、圧縮行程で筒内燃料噴射を実行するため、エンジン13を早期に初爆させることができる。また、エンジン13の初爆が早くなることによって、早期に排気温度(ひいては、排気の流速)が上昇するようになる。そして、排気流量及び排気流速の上昇に伴って過給機47のタービン53の回転速度が上昇することで、エンジントルクの立上がりが早くなる。さらに、点火遅角が実行されることで、始動ショックが抑制される。点火遅角が継続される期間においては、MG15により走行駆動力が補助されるため、点火遅角の実行に伴って走行駆動力が不足することは抑制される。また、点火遅角が継続される期間においては、排気温度が高温になって過給機47のタービン53の回転速度が上昇しやすくなる。このように、上記の第1始動制御によれば、エンジン始動時において、始動ショックを抑制しつつエンジントルクの立上がりを早めることが可能になる。
As described above, in the hybrid vehicle according to this embodiment, the
上記図10の処理によれば、車両の走行モードがパワーモードである場合(S10にてYES)には第1始動制御(S21〜S24)によってエンジン13を始動させる一方、車両の走行モードが標準モードである場合(S10にてNO)には第2始動制御(S31〜S33)によってエンジン13を始動させることによって、エンジン始動時の状況に応じて適した態様でエンジン13を始動させることができる。
According to the process of FIG. 10, when the traveling mode of the vehicle is the power mode (YES in S10), the
上記実施の形態で示した急加速要件は、一例にすぎない。上記実施の形態では、下記要件(C)を急加速要件として採用したが、要件(C)に代えて又は加えて、次に示す要件(A)及び要件(B)の少なくとも一方を採用してもよい。
(A)EV走行からHV走行に移行するときに要求加速量が閾値(以下、「第1閾値」とも称する)以上であること。
(B)EV走行からHV走行に移行するときにHVECU62がエンジン13に出力させるパワーが閾値(以下、「第2閾値」とも称する)以上であること。
(C)EV走行からHV走行に移行するときに車両の走行モードがパワーモードになっていること。
The rapid acceleration requirement shown in the above embodiment is only an example. In the above embodiment, the following requirement (C) is adopted as the rapid acceleration requirement, but in place of or in addition to the requirement (C), at least one of the following requirement (A) and requirement (B) is adopted. May be good.
(A) The required acceleration amount is equal to or greater than a threshold value (hereinafter, also referred to as "first threshold value") when shifting from EV driving to HV driving.
(B) The power output by the
(C) The driving mode of the vehicle is set to the power mode when shifting from EV driving to HV driving.
第1閾値及び第2閾値の各々は、固定値であってもよいし、車両の状況(たとえば、走行モード)に応じて可変であってもよい。HVECU62は、前述した要求エンジンパワーをエンジン13に出力させるように構成されるため、要求エンジンパワーが第2閾値以上であるか否かに基づいて要件(B)を満たすか否かを判断してもよい。
Each of the first threshold value and the second threshold value may be a fixed value or may be variable depending on the situation of the vehicle (for example, the traveling mode). Since the
HVECU62は、HV移行時に限定して図10の処理を実行してもよいし、HV移行時を含む全てのエンジン始動時に図10の処理を実行してもよい。
The
エンジン13の構成は、図2に示した構成に限られず、適宜変更可能である。たとえば、吸気通路41におけるスロットル弁49の位置は、エアフローメータ50とコンプレッサ48との間であってもよい。また、気筒レイアウトも直列型に限られず、V型又は水平型であってもよい。
The configuration of the
エンジンが備える各気筒が、筒内噴射用の燃料噴射弁(たとえば、インジェクタ46)に加えて、吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁(すなわち、ポート噴射用の燃料噴射弁)をさらに備えてもよい。第2始動制御における燃料噴射は、吸気ポート噴射であってもよい。第2始動制御におけるエンジン初爆のための燃料噴射は、吸気行程で行なわれてもよい。 Each cylinder of the engine is further equipped with a fuel injection valve for in-cylinder injection (for example, an injector 46) and a fuel injection valve for injecting fuel into the intake port (that is, a fuel injection valve for port injection). May be good. The fuel injection in the second start control may be an intake port injection. The fuel injection for the engine initial explosion in the second start control may be performed in the intake stroke.
気筒の数及びバルブの数も任意に変更できる。気筒の数が1つである車両では、制御装置がエンジンを停止させるときにクランクシャフトの回転量を調整してその気筒の圧縮行程でクランクシャフトを停止させるように構成されてもよい。あるいは、制御装置は、前回エンジン停止時に圧縮行程で停止した気筒がない場合には第1始動制御を実行せず、前回エンジン停止時に圧縮行程で停止した気筒がある場合に第1始動制御を実行するように構成されてもよい。 The number of cylinders and the number of valves can be changed arbitrarily. In a vehicle having one cylinder, the control device may be configured to adjust the amount of rotation of the crankshaft when the engine is stopped to stop the crankshaft in the compression stroke of the cylinder. Alternatively, the control device does not execute the first start control when there is no cylinder stopped in the compression stroke when the engine was stopped last time, and executes the first start control when there is a cylinder stopped in the compression stroke when the engine was stopped last time. It may be configured to do so.
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered as exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the description of the embodiment described above, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
10 駆動装置、13 エンジン、13a エンジン本体、14,15 MG、16 第1インバータ、17 第2インバータ、18 バッテリ、19 PCU、20 遊星歯車機構、21 出力ギヤ、22 出力軸、23,30 ロータ軸、24 駆動輪、25 カウンタシャフト、26 ドリブンギヤ、27,31 ドライブギヤ、28 デファレンシャルギヤ、29 リングギヤ、32,33 ドライブシャフト、36 オイルポンプ、38 電動オイルポンプ、40,40a,40b,40c,40d 気筒、41 吸気通路、42 排気通路、43 吸気ポート、44 排気ポート、45 点火プラグ、46 インジェクタ、47 過給機、48 コンプレッサ、49 スロットル弁、50 エアフローメータ、51 インタークーラ、53 タービン、53a シャフト、54 WGV機構、55 WGV、56 スタート触媒コンバータ、57 後処理装置、58 EGR装置、59 EGR通路、60 EGR弁、61 EGRクーラ、62 HVECU、62a プロセッサ、62b RAM、62c 記憶装置、63 MGECU、64 エンジンECU、65 コンバータ、66 アクセルセンサ、67 車速センサ、68 MG1回転速度センサ、69 MG2回転速度センサ、70 エンジン冷却水温センサ、71 タービン回転速度センサ、72 過給圧センサ、73 SOCセンサ、74 MG1温度センサ、75 MG2温度センサ、76 INV1温度センサ、77 INV2温度センサ、78 触媒温度センサ、79 過給機温度センサ、101 入力装置、102 報知装置、130 カム角センサ、131 クランクシャフト、132 クランク角センサ、133 タイミングロータ、133a 突起部、133b 欠歯部、401 燃焼室、402 ピストン、403 コネクティングロッド、431 吸気バルブ、432 吸気カムシャフト、433 吸気カム、434 タイミングロータ、434a,434b,434c 突起部、441 排気バルブ、442 排気カムシャフト、443 排気カム、621 走行制御部、622 急加速判断部、623 第1始動制御部、624 第2始動制御部、C キャリヤ、P ピニオンギヤ、R リングギヤ、S サンギヤ。 10 Drive unit, 13 engine, 13a engine body, 14, 15 MG, 16 1st inverter, 17 2nd inverter, 18 battery, 19 PCU, 20 planetary gear mechanism, 21 output gear, 22 output shaft, 23, 30 rotor shaft , 24 drive wheels, 25 counter shafts, 26 driven gears, 27, 31 drive gears, 28 differential gears, 29 ring gears, 32, 33 drive shafts, 36 oil pumps, 38 electric oil pumps, 40, 40a, 40b, 40c, 40d cylinders. , 41 Intake Passage, 42 Exhaust Passage, 43 Intake Port, 44 Exhaust Port, 45 Ignition Plug, 46 Injector, 47 Supercharger, 48 Compressor, 49 Throttle Valve, 50 Air Flow Meter, 51 Intercooler, 53 Turbine, 53a Shaft, 54 WGV mechanism, 55 WGV, 56 start catalytic converter, 57 aftertreatment device, 58 EGR device, 59 EGR passage, 60 EGR valve, 61 EGR cooler, 62 HVECU, 62a processor, 62b RAM, 62c storage device, 63 MGECU, 64 Engine ECU, 65 converter, 66 accelerator sensor, 67 vehicle speed sensor, 68 MG1 rotation speed sensor, 69 MG2 rotation speed sensor, 70 engine cooling water temperature sensor, 71 turbine rotation speed sensor, 72 boost pressure sensor, 73 SOC sensor, 74 MG1 Temperature sensor, 75 MG2 temperature sensor, 76 INV1 temperature sensor, 77 INV2 temperature sensor, 78 catalyst temperature sensor, 79 supercharger temperature sensor, 101 input device, 102 notification device, 130 cam angle sensor, 131 crank shaft, 132 crank angle Sensor, 133 Timing rotor, 133a Protrusion, 133b Missing tooth, 401 Combustion chamber, 402 Piston, 403 Connecting rod, 431 Intake valve, 432 Intake cam shaft, 433 Intake cam, 434 Timing rotor, 434a, 434b, 434c Protrusion , 441 Exhaust valve, 442 Exhaust cam shaft, 443 Exhaust cam, 621 Travel control unit, 622 Sudden acceleration judgment unit, 623 First start control unit, 62 4 Second start control unit, C carrier, P pinion gear, R ring gear, S sun gear.
Claims (8)
前記エンジンをクランキング可能に構成される第1電動機と、
走行駆動力を発生する第2電動機と、
前記エンジン、前記第1電動機、及び前記第2電動機を制御する制御装置とを備え、
前記エンジンは、少なくとも1つの気筒と、全ての前記気筒に接続された吸気通路及び排気通路と、過給機とを含み、
前記気筒は、筒内燃料噴射を行なう燃料噴射弁と、点火を行なう点火装置とを備え、
前記過給機は、前記吸気通路に設けられたコンプレッサと、前記排気通路に設けられたタービンとを含み、
前記制御装置は、前記第1電動機により前記エンジンをクランキングするとともに、前記エンジンの前回停止時に圧縮行程で停止した前記気筒に、圧縮行程で前記筒内燃料噴射を実行し、前記筒内燃料噴射後に点火を行なうことによって初爆させ、前記第2電動機により走行駆動力を補助しつつ点火遅角を実行する第1始動制御を実行可能に構成される、ハイブリッド車両。 An engine that generates driving force and
The first electric motor configured to crank the engine and
The second electric motor that generates driving force and
It includes the engine, the first electric motor, and a control device for controlling the second electric motor.
The engine includes at least one cylinder, intake and exhaust passages connected to all the cylinders, and a supercharger.
The cylinder includes a fuel injection valve for injecting fuel in the cylinder and an ignition device for igniting.
The supercharger includes a compressor provided in the intake passage and a turbine provided in the exhaust passage.
The control device cranks the engine by the first electric motor, and executes the in-cylinder fuel injection in the compression stroke to the cylinder that was stopped in the compression stroke when the engine was stopped last time, and injects the in-cylinder fuel. A hybrid vehicle configured to be capable of executing a first start control that executes an ignition retard angle while assisting a traveling driving force by the second electric motor after the first explosion by igniting the engine later.
前記制御装置は、前記エンジンが停止した状態で前記第2電動機によって行なわれるEV走行から、前記エンジン及び前記第2電動機によって行なわれるHV走行に移行するときに、前記第1始動制御及び前記第2始動制御のいずれかを選択して実行するように構成される、請求項1に記載のハイブリッド車両。 The control device cranks the engine by the first electric motor, and when the rotation speed of the engine exceeds a predetermined speed, fuel injection and ignition for the initial explosion are performed on any of the at least one cylinder. The second start control is configured to be executable
The control device performs the first start control and the second when shifting from the EV traveling performed by the second electric motor to the HV traveling performed by the engine and the second electric motor with the engine stopped. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein any of the start control is selected and executed.
前記制御装置は、前記EV走行から前記HV走行に移行するときに前記要求加速量が閾値以上であれば前記第1始動制御を選択するように構成される、請求項2に記載のハイブリッド車両。 It also has an accelerator sensor that detects the amount of acceleration requested by the user.
The hybrid vehicle according to claim 2, wherein the control device is configured to select the first start control if the required acceleration amount is equal to or greater than a threshold value when shifting from the EV travel to the HV travel.
前記制御装置は、前記EV走行から前記HV走行に移行するときに当該ハイブリッド車両の走行モードが前記パワーモードになっていれば前記第1始動制御を選択するように構成される、請求項2〜4のいずれか1項に記載のハイブリッド車両。 The control device is configured to perform the HV driving in a plurality of driving modes including a power mode in which the output power is prioritized over fuel consumption to operate the engine.
The control device is configured to select the first start control if the traveling mode of the hybrid vehicle is the power mode when shifting from the EV traveling to the HV traveling. The hybrid vehicle according to any one of 4.
前記制御装置は、前記クランクシャフトの回転位置を検出可能に構成されるとともに、前記エンジンの停止時に前記クランクシャフトの回転位置を記憶するように構成され、
前記制御装置は、前記第1始動制御において、前記エンジンの前回停止時に記憶した前記クランクシャフトの回転位置を用いて、前記複数の気筒のうち圧縮行程で停止している気筒を特定するように構成される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のハイブリッド車両。 The engine includes a plurality of the cylinders, and further includes a crankshaft common to the plurality of cylinders.
The control device is configured to be able to detect the rotational position of the crankshaft, and is configured to store the rotational position of the crankshaft when the engine is stopped.
In the first start control, the control device is configured to identify a cylinder stopped in the compression stroke among the plurality of cylinders by using the rotation position of the crankshaft stored at the time of the previous stop of the engine. The hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 5.
前記プラネタリギヤ及び前記第2電動機は、前記プラネタリギヤから出力される動力と前記第2電動機から出力される動力とが合わさって前記駆動輪に伝達されるように構成される、請求項1〜7のいずれか1項に記載のハイブリッド車両。 Each of the engine and the first electric motor is mechanically connected to the drive wheels of the hybrid vehicle via a planetary gear.
Any of claims 1 to 7, wherein the planetary gear and the second electric motor are configured such that the power output from the planetary gear and the power output from the second electric motor are combined and transmitted to the drive wheels. The hybrid vehicle described in item 1.
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