JP2021054109A - Control device of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行用の電動機及び内燃機関を搭載したハイブリッド車両を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for controlling a hybrid vehicle equipped with a traveling electric motor and an internal combustion engine.
近時、電動機及び内燃機関の二種の動力源を備えるハイブリッド車両が一定の普及を見ている。シリーズ方式のハイブリッド車両(例えば、下記特許文献を参照)は、内燃機関により発電用モータジェネレータを駆動して発電を行い、発電した電力を蓄電装置、即ちリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等のバッテリ及び/またはキャパシタに蓄えるとともに、走行用モータジェネレータに供給する。そして、走行用モータジェネレータによって車両の駆動輪を回転させて走行する。 Recently, hybrid vehicles equipped with two types of power sources, an electric motor and an internal combustion engine, have seen a certain degree of widespread use. In series hybrid vehicles (see, for example, the patent documents below), an internal combustion engine drives a motor generator for power generation to generate electricity, and the generated power is used as a power storage device, that is, a lithium ion secondary battery or a nickel hydrogen secondary battery. It is stored in a battery and / or a capacitor such as, and is supplied to a traveling motor generator. Then, the drive wheels of the vehicle are rotated by the traveling motor generator to travel.
発電用モータジェネレータのみならず、走行用モータジェネレータもまた、回生制動により発電を行い、発電した電力を蓄電装置に蓄えることができる。蓄電装置の容量一杯まで既に電荷が蓄えられている場合には、回生制動により得られる電力を敢えて発電用モータジェネレータに供給し、これを電動機として作動させて内燃機関を回転駆動するモータリングを行うことで、余剰の電力を消費する。 Not only the power generation motor generator but also the traveling motor generator can generate power by regenerative braking and store the generated power in the power storage device. When the electric charge is already stored up to the capacity of the power storage device, the electric power obtained by regenerative braking is intentionally supplied to the power generation motor generator, which is operated as an electric motor to rotate and drive the internal combustion engine. This consumes surplus power.
ハイブリッド車両では、内燃機関が燃料を燃焼させて回転駆動力を発生させるファイアリングを行わなくとも、走行用モータジェネレータが出力する回転駆動力により車両を走行させることが可能である。故に、車両の運用中であっても、内燃機関の回転を停止している状態が継続することがある。 In a hybrid vehicle, the vehicle can be driven by the rotational driving force output by the traveling motor generator without the internal combustion engine burning the fuel to generate the rotational driving force. Therefore, even during the operation of the vehicle, the state in which the rotation of the internal combustion engine is stopped may continue.
蓄電装置に蓄えている電荷の量が減少したときや、走行用モータジェネレータに対する要求出力が大きいときには、内燃機関を始動し気筒に燃料を供給してこれを燃焼させ、内燃機関の出力する回転駆動力を以て発電用モータジェネレータを駆動し、発電を実施して蓄電装置を充電、または走行用モータジェネレータに供給する電力を増強する。 When the amount of electric charge stored in the power storage device decreases or when the required output for the traction motor generator is large, the internal combustion engine is started, fuel is supplied to the cylinders and burned, and the rotary drive is output by the internal combustion engine. The power generation motor generator is driven by force to generate power to charge the power storage device or increase the power supplied to the traveling motor generator.
シリーズ方式のハイブリッド車両にあって、発電用モータジェネレータは、停止した内燃機関を始動する準備として内燃機関をモータリング(または、クランキング)する役割を兼ねる。モータリング時には、蓄電装置から必要な電力の供給を受ける。 In a series hybrid vehicle, the power generation motor generator also serves to motor (or crank) the internal combustion engine in preparation for starting the stopped internal combustion engine. At the time of motoring, the necessary electric power is supplied from the power storage device.
従来より、車両の制動時に必要となる操作力、即ちブレーキペダルの踏力を軽減する目的で、内燃機関の吸気通路におけるスロットルバルブの下流側で発生する吸気負圧を利用して踏力を倍力する真空倍力式(バキューム式)のブレーキブースタが広く採用されている。ブレーキブースタに蓄えている負圧が減少したときには、内燃機関をモータリングまたはファイアリングして吸気負圧を発生させ、その負圧をブレーキブースタに供給する。 Conventionally, for the purpose of reducing the operating force required when braking the vehicle, that is, the pedaling force of the brake pedal, the pedaling force is doubled by using the intake negative pressure generated on the downstream side of the throttle valve in the intake passage of the internal combustion engine. Vacuum booster type (vacuum type) brake boosters are widely used. When the negative pressure stored in the brake booster decreases, the internal combustion engine is motorized or fired to generate intake negative pressure, and the negative pressure is supplied to the brake booster.
ブレーキブースタに蓄えた負圧は、車両の運転者がブレーキペダルを踏むことで消費される。既に述べた通り、ハイブリッド車両は、内燃機関の回転を停止したままで走行することが可能である。内燃機関の回転が停止している間は、吸気負圧をブレーキブースタに供給することができない。 The negative pressure stored in the brake booster is consumed when the driver of the vehicle depresses the brake pedal. As already mentioned, the hybrid vehicle can run with the rotation of the internal combustion engine stopped. While the rotation of the internal combustion engine is stopped, the intake negative pressure cannot be supplied to the brake booster.
従って、内燃機関の回転が停止した状態で走行している状況の下、運転者がブレーキペダルを踏んだタイミングで、ブレーキブースタに負圧を補充するべく、内燃機関のモータリングまたはファイアリングが開始される可能性がある。運転者がブレーキペダルを踏んだタイミングで内燃機関が起動すると、その振動や騒音により運転者が違和感を覚えることが懸念される。 Therefore, under the condition that the internal combustion engine is running with the rotation stopped, the motoring or firing of the internal combustion engine is started in order to replenish the negative pressure to the brake booster at the timing when the driver depresses the brake pedal. May be done. If the internal combustion engine is started at the timing when the driver depresses the brake pedal, there is a concern that the driver may feel uncomfortable due to the vibration and noise.
同様のことが、車載の蓄電装置への充電においても生起する。蓄電装置に蓄えている電荷の量が減少すると、内燃機関をファイアリングして発電機を回転駆動し発電を行う必要が生じるが、その内燃機関及び発電機の起動のタイミングが、運転者がブレーキペダルを踏むタイミングと重なることがあり得る。 The same thing happens when charging an in-vehicle power storage device. When the amount of electric charge stored in the power storage device decreases, it becomes necessary to fire the internal combustion engine and drive the generator to generate electricity. However, the driver brakes the start timing of the internal combustion engine and the generator. It may coincide with the timing of pedaling.
本発明は、以上の問題に初めて着目してなされたものであり、運転者がブレーキペダルを踏むタイミングで内燃機関が起動することを抑制しようとするものである。 The present invention has been made by paying attention to the above problems for the first time, and is intended to suppress the start of the internal combustion engine at the timing when the driver depresses the brake pedal.
本発明では、駆動輪に走行のための駆動力を供給できる走行用電動機と、走行用電動機に供給するべき電力を発電する発電機に発電のための駆動力を供給できる、または駆動輪に走行のための駆動力を供給できる内燃機関と、内燃機関の吸気通路におけるスロットルバルブの下流で発生する吸気負圧を蓄えその負圧を利用してブレーキ踏力を倍力するブレーキブースタと、内燃機関に当該内燃機関を回転させるための駆動力を供給できるモータリング用電動機とを具備するハイブリッド車両を制御する制御装置であって、内燃機関の回転が停止した状態で走行している状況下で、ブレーキブースタに蓄えている負圧が閾値を下回ったときに、モータリング用電動機により内燃機関を回転させるモータリングまたは内燃機関に燃料を供給してこれを始動し回転させるファイアリングを行うものであり、運転者によりブレーキペダルが踏まれまたは踏まれることが想定される所定の減速走行条件が成立している場合、そうでない場合と比較して前記閾値をより引き下げるか、一時的にモータリング及びファイアリングを禁止するハイブリッド車両の制御装置を構成した。 In the present invention, a traveling electric motor capable of supplying a driving force for traveling to a driving wheel and a generator capable of supplying a driving force for generating power to be supplied to the traveling electric motor can be supplied with a driving force for power generation, or the driving wheels are driven. To the internal combustion engine that can supply the driving force for the internal combustion engine, the brake booster that stores the negative intake pressure generated downstream of the throttle valve in the intake passage of the internal combustion engine and uses the negative pressure to boost the brake pedal force, and the internal combustion engine. A control device that controls a hybrid vehicle equipped with a motoring electric motor capable of supplying a driving force for rotating the internal combustion engine, and brakes when the internal combustion engine is running in a stopped rotation state. When the negative pressure stored in the booster falls below the threshold value, the motoring that rotates the internal combustion engine by the motoring motor or the firing that supplies fuel to the internal combustion engine to start and rotate it. When the predetermined deceleration running condition that the driver is expected to step on or step on the brake pedal is satisfied, the threshold value is further lowered as compared with the case where it is not, or motoring and firing are temporarily performed. A control device for a hybrid vehicle that prohibits
並びに、本発明では、駆動輪に走行のための駆動力を供給できる走行用電動機と、走行用電動機に供給するべき電力を発電する発電機に発電のための駆動力を供給できる内燃機関と、内燃機関に当該内燃機関を回転させるための駆動力を供給できるモータリング用電動機とを具備するハイブリッド車両を制御する制御装置であって、内燃機関の回転が停止した状態で走行している状況下で、車載の蓄電装置に蓄えている電荷の量が閾値を下回ったときには、内燃機関に燃料を供給してこれを始動し回転させるファイアリングを行うものであり、運転者によりブレーキペダルが踏まれまたは踏まれることが想定される所定の減速走行条件が成立している場合、そうでない場合と比較して前記閾値をより引き下げるか、一時的にファイアリングを禁止するハイブリッド車両の制御装置を構成した。 Further, in the present invention, a traveling electric motor capable of supplying a driving force for traveling to the driving wheels, an internal combustion engine capable of supplying a driving force for power generation to a generator for generating power to be supplied to the traveling electric motor, and an internal combustion engine. A control device that controls a hybrid vehicle equipped with a motoring electric motor capable of supplying a driving force for rotating the internal combustion engine to the internal combustion engine, and is running in a state where the rotation of the internal combustion engine is stopped. When the amount of charge stored in the in-vehicle power storage device falls below the threshold value, fuel is supplied to the internal combustion engine to start and rotate the internal combustion engine, and the driver depresses the brake pedal. Alternatively, when a predetermined deceleration running condition that is expected to be stepped on is satisfied, the threshold value is further lowered as compared with the case where it is not satisfied, or a control device for a hybrid vehicle that temporarily prohibits firing is configured. ..
本発明によれば、ハイブリッド車両にあって、運転者がブレーキペダルを踏むタイミングで内燃機関が起動することを抑制できる。 According to the present invention, in a hybrid vehicle, it is possible to prevent the internal combustion engine from starting when the driver depresses the brake pedal.
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図1に、本実施形態におけるハイブリッド車両の主要システムの概略構成を示している。このハイブリッド車両は、内燃機関1と、内燃機関1により駆動されて発電を行う発電用モータジェネレータ2と、発電用モータジェネレータ2が発電した電力を蓄える蓄電装置3と、発電用モータジェネレータ2及び/または蓄電装置3から電力の供給を受けて車両の駆動輪62を駆動する走行用モータジェネレータ4とを備えている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a main system of a hybrid vehicle according to the present embodiment. This hybrid vehicle includes an internal combustion engine 1, a power
本実施形態のハイブリッド車両は、内燃機関1を発電にのみ使用するシリーズハイブリッド方式の電気自動車であり、車両の駆動輪62には専ら走行用モータジェネレータ4から走行のための駆動力を供給する。内燃機関1と駆動輪62との間は機械的に切り離されており、元来両者の間で回転駆動力の伝達がなされない。つまり、内燃機関1は、走行用モータジェネレータ4及び駆動輪62から完全に独立して回転し、また完全に独立して停止することが可能である。従って、イグニッションスイッチ(パワースイッチ、またはイグニッションキー)がONに操作されている車両の運用中、運転者がアクセルペダルを踏むことで車両が走行可能な状態にあっても、蓄電装置3が充分な電荷を蓄え、かつブレーキブースタ15が充分な負圧を蓄えている状況下では、燃料の燃焼を伴う内燃機関1の運転を実施しないことがある。
The hybrid vehicle of the present embodiment is a series hybrid type electric vehicle that uses the internal combustion engine 1 only for power generation, and the driving force for traveling is supplied exclusively to the
内燃機関1の回転軸であるクランクシャフトは、発電用モータジェネレータ2の回転軸と歯車機構を介して機械的に接続している。そして、内燃機関1が出力する回転駆動力を発電用モータジェネレータ2に入力することで、発電用モータジェネレータ2が発電する。発電した電力は、蓄電装置3に充電し、及び/または、走行用モータジェネレータ4に供給する。また、発電用モータジェネレータ2は、自らが回転駆動力を発生させて内燃機関1のクランクシャフトを回転駆動するモータリング用の電動機としても機能する。例えば、発電用モータジェネレータ2は、停止している内燃機関1を始動する準備としてのモータリング(クランキング)を実行する。
The crankshaft, which is the rotating shaft of the internal combustion engine 1, is mechanically connected to the rotating shaft of the power
走行用モータジェネレータ4は、車両の走行のための駆動力を発生させ、その駆動力を減速機61を介して駆動輪62に入力する。また、走行用モータジェネレータ4は、駆動輪62に連れ回されて回転することで発電し、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収する。この回生制動により発電した電力は、蓄電装置3に充電する。
The traveling motor generator 4 generates a driving force for traveling the vehicle, and inputs the driving force to the
尤も、既に蓄電装置3の容量一杯まで電荷が蓄えられており、それ以上の充電が困難であるならば、走行用モータジェネレータ4が回生発電した電力を敢えて発電用モータジェネレータ2に供給し、発電用モータジェネレータ2を電動機として稼働させて内燃機関1を回転駆動する。これにより、車両の制動性能を維持しながら、余剰の電力を消尽する。また、このとき、内燃機関1の回転が保たれることから、内燃機関1の気筒への燃料供給を一時的に停止する燃料カットを実行することができる。
However, if the charge has already been stored up to the capacity of the power storage device 3 and it is difficult to charge the battery any more, the power generated by the traveling motor generator 4 is intentionally supplied to the power
発電機インバータ21は、発電用モータジェネレータ2が発電する交流電力を直流電力に変換する。そして、その直流電力を蓄電装置3または駆動機インバータ41に入力する。並びに、発電機インバータ21は、発電用モータジェネレータ2を電動機として作動させる際に、蓄電装置3及び/または駆動機インバータ41から供給される直流電力を交流電力に変換した上で発電用モータジェネレータ2に入力する。
The
駆動機インバータ41は、蓄電装置3及び/または発電機インバータ21から供給される直流電力を交流電力に変換した上で走行用モータジェネレータ4に入力する。並びに、駆動機インバータ41は、車両の回生制動を行うときに走行用モータジェネレータ4が発電する交流電力を直流電力に変換した上で蓄電装置3または発電機インバータ21に入力する。発電機インバータ21及び駆動機インバータ41は、PCU(Power Control Unit)の一部をなす。
The
蓄電装置3は、バッテリ及び/またはキャパシタ等である。バッテリは、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の、エネルギ密度の大きい高電圧の二次電池である。蓄電装置3は、発電用モータジェネレータ2及び走行用モータジェネレータ4の各々が発電する電力を充電して蓄える。並びに、蓄電装置3は、発電用モータジェネレータ2及び走行用モータジェネレータ4の各々を電動機として作動させるための電力を放電し、それらモータジェネレータ2、4に必要な電力を供給する。
The power storage device 3 is a battery and / or a capacitor or the like. The battery is a high-voltage secondary battery having a high energy density, such as a lithium ion secondary battery or a nickel-hydrogen secondary battery. The power storage device 3 charges and stores the electric power generated by each of the power
図2に、本実施形態のハイブリッド車両に搭載される内燃機関1の概要を示している。内燃機関1は、火花点火式の4ストロークエンジンであり、複数の気筒11(例えば、三気筒。図1には、そのうち一つを図示)を包有している。各気筒11の吸気ポート近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ111を設けている。また、各気筒11の燃焼室の天井部に、点火プラグ112を取り付けてある。点火プラグ112は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。
FIG. 2 shows an outline of the internal combustion engine 1 mounted on the hybrid vehicle of the present embodiment. The internal combustion engine 1 is a spark-ignition type 4-stroke engine, and includes a plurality of cylinders 11 (for example, three cylinders, one of which is shown in FIG. 1). An
吸気を供給するための吸気通路13は、外部から空気を取り入れて各気筒11の吸気ポートへと導く。吸気通路13上には、エアクリーナ131、電子スロットルバルブ132、サージタンク133、吸気マニホルド134を、上流からこの順序に配置している。エアクリーナ131は、吸気通路13における最上流の位置、即ち空気を取り入れる吸気口に所在する。吸気口は、冷たい空気を取り入れて内燃機関の充填効率を上げるために、車両の前方に開口している。
The
排気を排出するための排気通路14は、気筒11内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒11の排気ポートから外部へと導く。この排気通路14上には、排気マニホルド142及び排気浄化用の三元触媒141を配置している。
The
外部EGR(Exhaust Gas Recirculation)装置12は、いわゆる高圧ループEGRを実現するものである。EGR装置12は、排気通路14における触媒141の上流側と吸気通路13におけるスロットルバルブ132の下流側とを連通する外部EGR通路121と、EGR通路121上に設けたEGRクーラ122と、EGR通路121を開閉し当該EGR通路121を流れるEGRガスの流量を制御するEGRバルブ123とを要素とする。EGR通路121の入口は、排気通路14における排気マニホルド142またはその下流の所定箇所に接続している。EGR通路121の出口は、吸気通路13におけるスロットルバルブ132の下流の所定箇所、具体的にはサージタンク133に接続している。
The external EGR (Exhaust Gas Recirculation)
内燃機関1には、車両の制動時に必要となる操作力、即ちブレーキペダルの踏力を軽減するためのブレーキブースタ15が付帯している。ブレーキブースタ15は、吸気通路13におけるスロットルバルブ132の下流側の部位(または、サージタンク133)から吸気負圧を導き入れ、その負圧を用いてブレーキペダルの踏力を倍力する、この分野では広く知られているものである。ブレーキブースタ15は、負圧を蓄える定圧室(負圧室)と、大気圧が加わる変圧室(大気圧室)とを有し、定圧室が負圧管路151を介して吸気通路13に接続している。負圧管路151は、スロットルバルブ132の下流側の吸気負圧を定圧室へと導く。負圧管路151上には、負圧を定圧室内に留め、定圧室に正圧が加わることを防止するためのチェックバルブ152を設けてある。
The internal combustion engine 1 is provided with a
運転者によりブレーキペダルが操作されていないとき、定圧室と変圧室とが連通し、かつ変圧室が大気圧から隔絶される。ブレーキペダルが操作されると、定圧室と変圧室との間が遮断され、かつ変圧室に大気が導入される。結果、定圧室と変圧室との圧力差が、ブレーキペダルの踏力を倍力する制御圧力となる。ブレーキブースタ15により増幅されたブレーキ踏力は、マスタシリンダ16において液圧力に変換される。マスタシリンダ16が出力するマスタシリンダ圧、即ちマスタシリンダ16が吐出するブレーキ液の圧力は、液圧回路を介してブレーキキャリパやホイールシリンダ等といったブレーキ装置に伝達され、当該ブレーキ装置による車両の制動に用いられる。
When the brake pedal is not operated by the driver, the constant pressure chamber and the transformer chamber communicate with each other, and the transformer chamber is isolated from the atmospheric pressure. When the brake pedal is operated, the space between the constant pressure chamber and the transformer chamber is cut off, and the atmosphere is introduced into the transformer chamber. As a result, the pressure difference between the constant pressure chamber and the transformer chamber becomes the control pressure that doubles the pedaling force of the brake pedal. The brake pedal force amplified by the
内燃機関1、発電用モータジェネレータ2、蓄電装置3、インバータ21、41及び走行用モータジェネレータ4の制御を司る制御装置たるECU(Electronic Control Unit)0は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ECU0は、複数基のECU、即ち内燃機関1を制御するEFI(Electronic Fuel Injection)ECU01、発電用モータジェネレータ2及び発電機インバータ21を制御する発電機ECU02、蓄電装置3を制御するBMS(Battery Management System)ECU03、走行用モータジェネレータ4及び駆動機インバータ41を制御する駆動機ECU04等、並びに、それらの制御を統括する上位のコントローラであるHV(Hybrid Vehicle)ECUが、CAN(Controller Area Network)等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものである。
The ECU (Electronic Control Unit) 0, which is a control device that controls the internal combustion engine 1, the power
ECU0に対しては、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号a、内燃機関1のクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号b、運転者によるアクセルペダルの踏込量をアクセル開度(いわば、運転者が車両に対して要求している駆動力)として検出するセンサから出力されるアクセル開度信号c、運転者がブレーキペダルを踏んでいることを検出するスイッチ、運転者によるブレーキペダルの踏込量を検出するセンサまたはマスタシリンダ16から吐出されるブレーキ液の圧力であるマスタシリンダ圧を検出するセンサから出力されるブレーキ踏量信号d、吸気通路13(特に、サージタンク133)内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号e、内燃機関1の冷却水の温度を検出する水温センサから出力される冷却水温信号f、蓄電装置3に蓄えている電荷量を検出するセンサ(特に、バッテリ電流及び/またはバッテリ電圧センサ)から出力されるバッテリSOC(State Of Charge)信号g、ブレーキブースタ15の定圧室に蓄えている負圧を検出する負圧センサから出力される負圧信号h等が入力される。
For
そして、ECU0は、各種センサを介してセンシングしている、運転者が操作するアクセル開度や、シフトポジション即ちシフトレバー若しくはセレクタレバーの位置、現在の車両の車速、路面の勾配、蓄電装置3が蓄えている電荷の量、ブレーキブースタ15が蓄えている負圧の大きさ、発電用モータジェネレータ2の発電電力等に応じて、走行用モータジェネレータ4が出力する回転駆動力、内燃機関1が出力する回転駆動力、及び発電用モータジェネレータ2が発電する電力の大きさを増減制御する。
Then, the
原則として、蓄電装置3が現在充分な電荷を蓄えており、走行用モータジェネレータ4に対して要求される出力が小さいならば、内燃機関1への燃料の供給を遮断して内燃機関1を運転しない。翻って、蓄電装置3が蓄えている電荷の量が閾値を下回り、または走行用モータジェネレータ4に対して要求される出力が大きいならば、内燃機関1を始動し気筒に燃料を供給してこれを燃焼させるファイアリングを実行し、内燃機関1の出力する回転駆動力を以て発電機モータジェネレータ2を駆動し、発電を実施して蓄電装置3を充電し、または走行用モータジェネレータ4に供給する電力を増強する。
As a general rule, if the power storage device 3 currently stores sufficient electric charge and the output required for the traveling motor generator 4 is small, the supply of fuel to the internal combustion engine 1 is cut off and the internal combustion engine 1 is operated. do not. On the other hand, if the amount of charge stored in the power storage device 3 is below the threshold value or the output required for the traveling motor generator 4 is large, the internal combustion engine 1 is started to supply fuel to the cylinder. Is executed, the
図3に、車両の運転者が要求する出力と、内燃機関1及び発電用モータジェネレータ2の運転の要否との関係を示している。要求出力は、運転者が操作するアクセル開度及び車速によって決まる。駆動輪62に与えるべき駆動力は、アクセル開度が大きいほど大きくなる。要求出力は、駆動輪62に与えるべき駆動力が大きいほど大きくなり、車速が高くなるほど大きくなる。図3上、右上方に向かうほど要求出力が大きいということになる。
FIG. 3 shows the relationship between the output required by the driver of the vehicle and the necessity of operating the internal combustion engine 1 and the power
ECU0は、駆動輪62に与えるべき駆動力が比較的小さく、車速も比較的低い低出力領域Iでは、内燃機関1に燃料を供給せずにその運転を停止し、発電用モータジェネレータ2を発電機として稼働させない。低出力領域Iでは、走行用モータジェネレータ4が、蓄電装置3のみから電力供給を受けて、車両の走行のための駆動力を出力する。低出力領域Iは、典型的には、アクセル開度が0または所定値以下に小さいとき、あるいは車両の減速走行中である。
In the low output region I where the driving force to be applied to the
対して、ECU0は、駆動輪62に与えるべき駆動力がある程度以上大きい、または車速がある程度以上高い中高出力領域II、IIIでは、内燃機関1に燃料を供給してこれを運転し、発電用モータジェネレータ2を発電機として稼働させる。要求出力が顕著に大きくない中出力領域IIでは、走行用モータジェネレータ4が、主として発電用モータジェネレータ2から電力供給を受けて、車両の走行のための駆動力を出力する。このとき、蓄電装置3からは、少量の電力供給を受けるか、または全く電力供給を受けない。要求出力が顕著に大きい高出力領域IIIでは、走行用モータジェネレータ4が、発電用モータジェネレータ2及び蓄電装置3の双方から電力供給を受けて、車両の走行のための駆動力を出力する。
On the other hand, the
内燃機関1の気筒に燃料を供給して内燃機関1を運転しておらず、走行用モータジェネレータ4により駆動輪62を駆動して車両を走行させている最中に、内燃機関1を始動して発電用モータジェネレータ2による発電を実行しようとするためには、まず、発電用モータジェネレータ2を電動機として作動させ、これにより内燃機関1の始動のためのモータリングを行う。そして、内燃機関1のクランクシャフトが所定回数以上または所定角度以上回転し、内燃機関1の各気筒の現在の行程またはピストンの位置を知得する気筒判別が完了した後、内燃機関1の各気筒の行程に合わせて適切なタイミングで燃料を噴射し、かつ適切なタイミングで燃料を着火燃焼させるファイアリングを開始する。内燃機関1のクランクシャフトの回転角度及び回転速度即ちエンジン回転数は、発電用モータジェネレータ2に付帯するレゾルバを介して(発電機ECU02において)検出することができ、内燃機関1に付帯するクランク角センサを介して(EFI ECU01において)検出することもできる。
The internal combustion engine 1 is started while the
内燃機関1が自立的に回転し発電のために必要な回転駆動力を出力可能な状態となった、換言すれば発電用モータジェネレータ2の出力を低減させてもなおエンジン回転数が上昇傾向を維持できるようになったならば、電動機として作動させている発電用モータジェネレータ2の出力を0まで低減させてモータリングを終了し、今度は内燃機関1により発電用モータジェネレータ2を回転駆動する。さらに、発電用モータジェネレータ2を発電機として作動させ、その発電電力を0から増大させる。
The internal combustion engine 1 rotates autonomously and is in a state where it can output the rotational driving force required for power generation. In other words, even if the output of the power
しかして、エンジン回転数を段階的に引き上げられる目標回転数に追従させるように、内燃機関1の気筒1に供給する吸気量及び燃料噴射量、並びに発電用モータジェネレータ2の発電電力を増減調整するフィードバック制御を実施する。最終的な目標回転数は、内燃機関1を最適または最適に近い効率で運転でき燃料消費率にとって最も有利な回転数、あるいは、内燃機関1が最大トルク若しくは最大出力またはこれに近いトルク若しくは出力を達成できるような回転数に設定する。
Then, the intake amount and fuel injection amount supplied to the cylinder 1 of the internal combustion engine 1 and the generated power of the power
因みに、ECU0の一部をなすEFI ECU01は、内燃機関1の運転制御に必要な各種情報a、b、c、d、e、f、g、hを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒11に吸入される空気量を推算する。そして、吸入空気量に見合った(目標空燃比を具現するために必要な)要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング(一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む)、燃料噴射圧、点火タイミング(一度の燃焼に対する点火の回数を含む)、要求EGR率(または、EGRガス量)等といった内燃機関1の運転パラメータを決定する。このEFI ECU01は、運転パラメータに対応した各種制御信号i、j、k、lを、出力インタフェースを介して点火プラグ112のイグナイタ、インジェクタ111、スロットルバルブ132、EGRバルブ123等に対して出力する。
Incidentally, the
但し、図4に示すように、ECU0は、内燃機関1の回転を停止した状態で車両が走行している状況の下で(ステップS1)、ブレーキブースタ15に現在蓄えている負圧が閾値を下回ったときには(ステップS2)、現在の要求出力の大小にかかわらず、発電用モータジェネレータ2により内燃機関1のクランクシャフトを回転駆動するモータリングを行うか、または内燃機関1を始動し気筒11に燃料を供給してクランクシャフトを自立的に回転させるファイアリングを行う(ステップS3)。内燃機関1のクランクシャフトを回転させ、各気筒1のピストン及び吸排気バルブを運動させれば、吸気通路13における吸気の流通が起こり、吸気絞り弁であるスロットルバルブ132の下流に吸気負圧が発生して、その負圧をブレーキブースタ15の定圧室に補充することができる。
However, as shown in FIG. 4, in the
その上で、図5に示すように、本実施形態のEUC0は、ステップS2にてブレーキブースタ15に蓄えている負圧と比較するべき閾値に関して、運転者により現にブレーキペダルが踏まれた場合、またはブレーキペダルが踏まれることが想定される所定の減速走行条件が成立している場合には(ステップS4)、そうでない平常の場合(ステップS5)と比較して、当該閾値を一時的に引き下げる(ステップS6)。これにより、ステップS2の条件が真となる可能性を低下させて、運転者がブレーキペダルを踏んだタイミングで内燃機関1及び発電用モータジェネレータ2が回転し始めることを抑制する。
Then, as shown in FIG. 5, the EUC0 of the present embodiment has a threshold value to be compared with the negative pressure stored in the
ステップS4にいう減速走行条件とは、例えば、現在の車速が所定値以下であり、かつ車速の減速度が所定値(この所定値は、0または0に近い値であることがある)以上の減速走行であることである。このような条件が成立しているときには、運転者により間もなくブレーキペダルが踏まれて車両が制動されることが予想される。 The deceleration running condition referred to in step S4 is, for example, that the current vehicle speed is equal to or less than a predetermined value and the deceleration of the vehicle speed is equal to or greater than a predetermined value (this predetermined value may be 0 or a value close to 0). It is a deceleration run. When such a condition is satisfied, it is expected that the driver will soon step on the brake pedal to brake the vehicle.
図6に、本実施形態のECU0が実施する制御の模様を示している。図6中の一点鎖線は、本実施形態のECU0が適宜上下させる、ブレーキブースタ15に蓄えている負圧と比較するべき閾値を表す。なお、ステップS5にて設定する平常の場合の閾値は、現在の車速に応じて調整することができる。例えば、現在の車速が高いほど、運転者がブレーキペダルを踏む時間が長くなり、ブレーキブースタ15における負圧の消費が多くなることが考えられるので、当該閾値を引き上げることが考えられる。仮に、ステップS4及びS6を通じて閾値を平常の値よりも引き下げることをしないとすると、運転者がブレーキペダルを踏んだ直後のタイミングt0で、ブレーキブースタ15に蓄えている負圧が(平常の)閾値を下回り、内燃機関1のモータリングまたはファイアリングが開始される可能性が生じる。さすれば、運転者にとって、自身がブレーキペダルを踏んだ直後に、内燃機関1及び発電用モータジェネレータ2が起動してその回転に起因する振動や騒音が感じられることになる。このような挙動は、停車と内燃機関1の始動とが重なり運転者に少なからぬ違和感を与える。
FIG. 6 shows a pattern of control performed by
だが、ステップS4及びS6を通じて閾値を平常よりも引き下げれば、運転者がブレーキペダルを踏んだ直後のタイミングt0よりも遅れたタイミングt1で、はじめてブレーキブースタ15に蓄えている負圧が(平常よりも引き下げた)閾値を下回り、内燃機関1のモータリングまたはファイアリングが開始される。従って、運転者に与える違和感を大きく軽減できる。 But Lowering than normal threshold through steps S4 and S6, the timing t 1 to the driver is delayed than the timing t 0 immediately after stepping on the brake pedal, a negative pressure is first stored in the brake booster 15 ( Below the threshold (lowered than normal), the motoring or firing of the internal combustion engine 1 is started. Therefore, the discomfort given to the driver can be greatly reduced.
ステップS6にて一時的に引き下げた閾値は、所定の解除条件が成立した後(ステップS7)、平常の閾値に戻す(ステップS5)。ステップS7にいう解除条件とは、例えば、運転者がブレーキペダルを踏んでから一定の時間が経過したことや、車速が0または0に近い所定値以下となり停車してから一定の時間が経過したこと等である。 The threshold value temporarily lowered in step S6 is returned to the normal threshold value after the predetermined release condition is satisfied (step S7) (step S5). The release condition referred to in step S7 is, for example, that a certain time has passed since the driver stepped on the brake pedal, or that a certain time has passed since the vehicle speed became 0 or a predetermined value close to 0 and the vehicle stopped. That and so on.
ステップS6にて、ブレーキブースタ15に蓄えている負圧と比較するべき閾値を引き下げることに代えて、内燃機関1のモータリング及びファイアリングを一時的に禁止する、即ちブレーキブースタ15に蓄えている負圧が(平常の)閾値を下回ったとしても即時にはモータリング及びファイアリングを行わないようにしてもよい。このときには、ステップS7の解除条件の成立後に、内燃機関1のモータリングまたはファイアリングを解禁することとする。
In step S6, instead of lowering the threshold value to be compared with the negative pressure stored in the
また、ECU0は、内燃機関1の回転を停止した状態で車両が走行している状況の下で、蓄電装置3に現在蓄えている電荷の量が閾値を下回ったときには、現在の要求出力の大小にかかわらず、内燃機関1を始動し気筒11に燃料を供給してクランクシャフトを回転させるファイアリングを行い、発電用モータジェネレータ2を駆動して発電及び蓄電装置3への充電を実行する。
Further, when the amount of electric charge currently stored in the power storage device 3 falls below the threshold value under the condition that the vehicle is running with the rotation of the internal combustion engine 1 stopped, the
ここで、蓄電装置3に蓄えている電荷量と比較するべき閾値もまた、ブレーキブースタ15に蓄えている負圧と比較するべき閾値と同様、運転者によりブレーキペダルが踏まれた場合、またはブレーキペダルが踏まれることが想定される所定の減速走行条件が成立している場合に、そうでない平常の場合と比較して一時的に引き下げることができる。引き下げた閾値は、所定の解除条件が成立した後、平常の閾値に戻す。
Here, the threshold value to be compared with the amount of electric charge stored in the power storage device 3 is also the same as the threshold value to be compared with the negative pressure stored in the
あるいは、閾値を引き下げることに代えて、内燃機関1のファイアリングを一時的に禁止する、即ち蓄電装置3に蓄えている電荷量が(平常の)閾値を下回ったとしても即時にはファイアリングを行わないようにしてもよい。このときには、解除条件の成立後に内燃機関1のファイアリングを解禁する。 Alternatively, instead of lowering the threshold value, firing of the internal combustion engine 1 is temporarily prohibited, that is, even if the amount of electric charge stored in the power storage device 3 falls below the (normal) threshold value, firing is performed immediately. It may not be. At this time, the firing of the internal combustion engine 1 is lifted after the release condition is satisfied.
本実施形態では、駆動輪62に走行のための駆動力を供給できる走行用電動機4と、走行用電動機4に供給するべき電力を発電する発電機2に発電のための駆動力を供給できる内燃機関1と、内燃機関1の吸気通路13におけるスロットルバルブ132の下流で発生する吸気負圧を蓄えその負圧を利用してブレーキ踏力を倍力するブレーキブースタ15と、内燃機関1に当該内燃機関1を回転させるための駆動力を供給できるモータリング用電動機2とを具備するハイブリッド車両を制御する制御装置0であって、内燃機関1の回転が停止した状態で走行している状況下で、ブレーキブースタ15に蓄えている負圧が閾値を下回ったときに、モータリング用電動機2により内燃機関1を回転させるモータリングまたは内燃機関1に燃料を供給してこれを始動し回転させるファイアリングを行うものであり、運転者によりブレーキペダルが踏まれまたは踏まれることが想定される所定の減速走行条件が成立している場合、そうでない場合と比較して前記閾値をより引き下げるか、一時的にモータリング及びファイアリングを禁止するハイブリッド車両の制御装置0を構成した。
In the present embodiment, the traveling electric motor 4 capable of supplying the driving force for traveling to the
並びに、本実施形態では、駆動輪62に走行のための駆動力を供給できる走行用電動機4と、走行用電動機4及び車載の蓄電装置3に供給するべき電力を発電する発電機2に発電のための駆動力を供給できる内燃機関1と、内燃機関1に当該内燃機関1を回転させるための駆動力を供給できるモータリング用電動機2とを具備するハイブリッド車両を制御する制御装置0であって、内燃機関1の回転が停止した状態で走行している状況下で、車載の蓄電装置3に蓄えている電荷の量が閾値を下回ったときには、内燃機関1に燃料を供給してこれを始動し回転させるファイアリングを行うものであり、運転者によりブレーキペダルが踏まれまたは踏まれることが想定される所定の減速走行条件が成立している場合、そうでない場合と比較して前記閾値をより引き下げるか、一時的にファイアリングを禁止するハイブリッド車両の制御装置0を構成した。
Further, in the present embodiment, the traveling electric motor 4 capable of supplying the driving force for traveling to the
本実施形態によれば、ハイブリッド車両にあって、運転者がブレーキペダルを踏むタイミングで内燃機関1が起動することを抑制することができ、運転者に与える違和感を大きく軽減できる。 According to the present embodiment, in the hybrid vehicle, it is possible to suppress the start-up of the internal combustion engine 1 at the timing when the driver depresses the brake pedal, and it is possible to greatly reduce the discomfort given to the driver.
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態における車両はシリーズ方式のハイブリッド車両であり、内燃機関1が出力する駆動力を発電機2ではなく駆動輪62に入力することは考えられていなかった。
The present invention is not limited to the embodiments described in detail above. For example, the vehicle in the above embodiment is a series hybrid vehicle, and it has not been considered that the driving force output by the internal combustion engine 1 is input to the
だが、他の方式のハイブリッド車両、内燃機関が出力する駆動力を車両の走行のために駆動輪に供給する態様のハイブリッド車両に、本発明を適用することも可能である。このときには、内燃機関と駆動輪との間に、両者の間で駆動力を伝達可能な状態と、両者の間で駆動力を伝達せず内燃機関が駆動輪から独立して回転/停止可能な状態とを切換可能な動力伝達機構(断接切換可能なクラッチや、遊星歯車を利用した伝達機構等)を介設しておく。そして、アクセル開度等に対応した要求出力に応じて、内燃機関を運転するか停止するかを判断し、内燃機関を運転する場合には動力伝達機構を後者の状態として内燃機関をモータリングしたり、気筒に燃料を供給して内燃機関をファイアリングし、かつ動力伝達機構を前者の状態として内燃機関が出力する駆動力を駆動輪に供給したりできるようにする。内燃機関の運転を停止する場合には、動力伝達機構を後者の状態とすることは言うまでもない。 However, the present invention can also be applied to hybrid vehicles of other types and hybrid vehicles in which the driving force output by the internal combustion engine is supplied to the drive wheels for the running of the vehicle. At this time, the driving force can be transmitted between the internal combustion engine and the driving wheels, and the internal combustion engine can rotate / stop independently of the driving wheels without transmitting the driving force between the two. A power transmission mechanism that can switch between states (a clutch that can switch between disconnection and disconnection, a transmission mechanism that uses planetary gears, etc.) is provided. Then, it is determined whether to operate or stop the internal combustion engine according to the required output corresponding to the accelerator opening, etc., and when the internal combustion engine is operated, the power transmission mechanism is set to the latter state and the internal combustion engine is motorized. Alternatively, fuel can be supplied to the cylinder to fire the internal combustion engine, and the driving force output by the internal combustion engine can be supplied to the drive wheels with the power transmission mechanism in the former state. Needless to say, when the operation of the internal combustion engine is stopped, the power transmission mechanism is put into the latter state.
その他、各部の具体的な構成や処理の内容は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 In addition, the specific configuration of each part and the content of the process can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.
本発明は、ハイブリッド車両の制御に適用することができる。 The present invention can be applied to the control of a hybrid vehicle.
0…制御装置(ECU)
1…内燃機関
13…吸気通路
132…スロットルバルブ
15…ブレーキブースタ
2…発電機、モータリング用電動機(発電用モータジェネレータ)
3…蓄電装置
4…走行用電動機(走行用モータジェネレータ)
62…駆動輪
0 ... Control device (ECU)
1 ...
3 ... Power storage device 4 ... Driving motor (driving motor generator)
62 ... Drive wheels
Claims (2)
走行用電動機に供給するべき電力を発電する発電機に発電のための駆動力を供給できる、または駆動輪に走行のための駆動力を供給できる内燃機関と、
内燃機関の吸気通路におけるスロットルバルブの下流で発生する吸気負圧を蓄えその負圧を利用してブレーキ踏力を倍力するブレーキブースタと、
内燃機関に当該内燃機関を回転させるための駆動力を供給できるモータリング用電動機と
を具備するハイブリッド車両を制御する制御装置であって、
内燃機関の回転が停止した状態で走行している状況下で、ブレーキブースタに蓄えている負圧が閾値を下回ったときに、モータリング用電動機により内燃機関を回転させるモータリングまたは内燃機関に燃料を供給してこれを始動し回転させるファイアリングを行うものであり、
運転者によりブレーキペダルが踏まれまたは踏まれることが想定される所定の減速走行条件が成立している場合、そうでない場合と比較して前記閾値をより引き下げるか、一時的にモータリング及びファイアリングを禁止するハイブリッド車両の制御装置。 A driving motor that can supply driving force to the driving wheels for driving,
An internal combustion engine that can supply the driving force for power generation to the generator that generates the electric power to be supplied to the traveling electric motor, or can supply the driving force for traveling to the driving wheels.
A brake booster that stores the intake negative pressure generated downstream of the throttle valve in the intake passage of the internal combustion engine and uses the negative pressure to boost the brake pedal force.
A control device for controlling a hybrid vehicle including a motoring electric motor capable of supplying a driving force for rotating the internal combustion engine to the internal combustion engine.
When the negative pressure stored in the brake booster falls below the threshold while the internal combustion engine is running with the rotation stopped, the motoring or internal combustion engine is fueled by the motoring motor. Is used for firing to start and rotate the fuel.
When the predetermined deceleration driving condition that the driver is expected to step on or step on the brake pedal is satisfied, the threshold value is further lowered as compared with the case where it is not, or motoring and firing are temporarily performed. Hybrid vehicle control device that prohibits.
走行用電動機に供給するべき電力を発電する発電機に発電のための駆動力を供給できる内燃機関と、
内燃機関に当該内燃機関を回転させるための駆動力を供給できるモータリング用電動機と
を具備するハイブリッド車両を制御する制御装置であって、
内燃機関の回転が停止した状態で走行している状況下で、車載の蓄電装置に蓄えている電荷の量が閾値を下回ったときには、内燃機関に燃料を供給してこれを始動し回転させるファイアリングを行うものであり、
運転者によりブレーキペダルが踏まれまたは踏まれることが想定される所定の減速走行条件が成立している場合、そうでない場合と比較して前記閾値をより引き下げるか、一時的にファイアリングを禁止するハイブリッド車両の制御装置。 A driving motor that can supply driving force to the driving wheels for driving,
An internal combustion engine that can supply the driving force for power generation to the generator that generates the electric power that should be supplied to the traction motor.
A control device for controlling a hybrid vehicle including a motoring electric motor capable of supplying a driving force for rotating the internal combustion engine to the internal combustion engine.
When the amount of electric charge stored in the on-board power storage device falls below the threshold value while the internal combustion engine is running with the rotation stopped, a fire that supplies fuel to the internal combustion engine to start and rotate it. It is a ring
When the predetermined deceleration driving condition that the driver is expected to step on or step on the brake pedal is satisfied, the threshold value is lowered further or firing is temporarily prohibited as compared with the case where the brake pedal is not depressed. Hybrid vehicle control device.
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