JP2023115607A - Control device of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle control device.
ハイブリッド車両には、内燃機関(エンジン)、エンジンと車輪との動力伝達経路に設けられたモータ、および動力伝達経路であってエンジンとモータとの間に設けられたクラッチ、を備えたものがある。エンジンの始動要求時には、クラッチをスリップさせてモータによりエンジンのクランキングを行ってクラッチを係合して、エンジンを始動する(例えば特許文献1など)。 Some hybrid vehicles include an internal combustion engine (engine), a motor provided in a power transmission path between the engine and wheels, and a clutch provided in the power transmission path between the engine and the motor. . When the engine is requested to start, the clutch is slipped and the engine is cranked by the motor, the clutch is engaged, and the engine is started (for example, Patent Document 1).
エンジン始動時のショックを軽減するために、クラッチを一時的に解放することがある。エンジンにおいて適切な燃焼が行われていない場合、クラッチの解放後にエンジンの回転数が低下し、エンジンがエンスト(エンジンストール)することがある。そこで、内燃機関がエンストしたか否かを判定することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。 The clutch may be released temporarily to reduce the shock at engine start. If proper combustion is not performed in the engine, the number of rotations of the engine may decrease after the clutch is released, causing the engine to stall (engine stall). Accordingly, it is an object of the present invention to provide a hybrid vehicle control apparatus capable of determining whether or not an internal combustion engine has stalled.
上記目的は、内燃機関と、モータと、前記内燃機関と前記モータとの間に設けられたクラッチと、を有するハイブリッド車両の制御装置であって、前記モータによる前記内燃機関のクランキングを制御するクランキング制御部と、前記クラッチの係合圧を制御するクラッチ制御部と、前記クランキングの実施後であって、前記クラッチの係合圧を低下させた後、前記内燃機関の回転数に基づいて前記内燃機関がエンストしたか否か判定する判定部と、を具備するハイブリッド車両の制御装置によって達成することができる。 The above object is a control device for a hybrid vehicle having an internal combustion engine, a motor, and a clutch provided between the internal combustion engine and the motor, the control device controlling cranking of the internal combustion engine by the motor. A cranking control unit, a clutch control unit that controls the engagement pressure of the clutch, and after the cranking is performed and after the engagement pressure of the clutch is reduced, based on the rotational speed of the internal combustion engine and a determination unit that determines whether or not the internal combustion engine has stalled.
内燃機関がエンストしたか否かを判定することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供できる。 It is possible to provide a control device for a hybrid vehicle that can determine whether or not the internal combustion engine has stalled.
(ハイブリッド車両)
図1は、ハイブリッド車両1を例示する模式図である。ハイブリッド車両1には、駆動源としてエンジン10(内燃機関)およびモータ15が搭載されている。ハイブリッド車両1には、エンジン10から車輪13までの動力伝達経路に、K0クラッチ14、モータ15、トルクコンバータ18、および自動変速機19が順に設けられている。エンジン10は例えばV型6気筒エンジンであり、6個の気筒♯1~♯6を有する。エンジン10は、例えばV型エンジンでもよいし直列エンジンでもよい。エンジン10はガソリンエンジンでもよいしディーゼルエンジンでもよい。エンジン10の気筒の数は例えば4個または6個など複数でもよいし、1個でもよい。K0クラッチ14、モータ15、トルクコンバータ18、および自動変速機19は、変速ユニット11内に設けられている。変速ユニット11と左右の車輪13とは、ディファレンシャルギヤ12を介して駆動連結されている。
(hybrid vehicle)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a hybrid vehicle 1. FIG. The hybrid vehicle 1 is equipped with an engine 10 (internal combustion engine) and a
K0クラッチ14は、同動力伝達経路上のエンジン10とモータ15との間に設けられている。K0クラッチ14は、油圧の供給に応じて、解放状態、スリップ状態、及び係合状態の何れかに切り替えられる。詳細には、K0クラッチ14が解放状態の場合に油圧供給により、スリップ状態又は係合状態となり、エンジン10とモータ15との動力伝達が接続される。また、K0クラッチ14は、油圧供給の停止に応じて解放状態となって、エンジン10とモータ15との動力伝達を遮断する。尚、スリップ状態とは、K0クラッチ14のエンジン10側の係合要素とモータ15側の係合要素とが所定の回転数差を有して摺接している状態である。係合状態とは、K0クラッチ14の両係合要素が連結しエンジン10とモータ15とが同じ回転数となっている状態である。解放状態とは、K0クラッチ14の双方の係合要素が離間した状態である。
モータ15は、インバータ17を介してバッテリ16に接続されている。モータ15は、バッテリ16からの給電に応じて車両の駆動力を発生するモータとして機能する一方で、エンジン10や車輪13からの動力伝達に応じてバッテリ16に充電する電力を発電する発電機としても機能する。モータ15とバッテリ16との間で授受される電力は、インバータ17により調整されている。
インバータ17は、後述するECU50によって制御され、バッテリ16からの直流電圧を交流電圧に変換するか、またはモータ15からの交流電圧を直流電圧に変換する。モータ15がトルクを出力する力行運転の場合、インバータ17はバッテリ16の直流電圧を交流電圧に変換してモータ15に供給される電力を調整する。モータ15が発電する回生運転の場合、インバータ17はモータ15からの交流電圧を直流電圧に変換してバッテリ16に供給される電力を調整する。
The
トルクコンバータ18は、トルク増幅機能を有する流体継ぎ手である。自動変速機19は、ギア段の切替えにより変速比を多段階に切替える有段式の自動変速機である。自動変速機19は、動力伝達経路上のモータ15と車輪13の間に設けられている。トルクコンバータ18を介して、モータ15と自動変速機19とが連結されている。トルクコンバータ18には、油圧の供給を受けて係合状態となってモータ15と自動変速機19とを直結するロックアップクラッチ20が設けられている。
The
変速ユニット11には、更にオイルポンプ21と油圧制御機構22とが設けられている。オイルポンプ21で発生した油圧は、油圧制御機構22を介して、K0クラッチ14、トルクコンバータ18、自動変速機19、およびロックアップクラッチ20にそれぞれ供給されている。油圧制御機構22には、K0クラッチ14、トルクコンバータ18、自動変速機19、及びロックアップクラッチ20のそれぞれの油圧回路と、それらの作動油圧を制御するための各種の油圧制御弁と、が設けられている。
The
ハイブリッド車両1には、制御装置としてのECU(Electronic Control Unit)50が設けられている。ECU50は、車両の走行制御に係る各種演算処理を行う演算処理回路と、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリと、を備える電子制御ユニットである。ECU50は、ハイブリッド車両の制御装置の一例であり、クランキング制御部、クラッチ制御部、および判定部として機能する。 The hybrid vehicle 1 is provided with an ECU (Electronic Control Unit) 50 as a control device. The ECU 50 is an electronic control unit that includes an arithmetic processing circuit that performs various kinds of arithmetic processing related to vehicle travel control, and a memory that stores control programs and data. The ECU 50 is an example of a hybrid vehicle control device, and functions as a cranking control section, a clutch control section, and a determination section.
ECU50は、エンジン10およびモータ15の駆動を制御する。例えばECU50は、エンジン10のスロットル開度、点火時期、燃料噴射量を制御することにより、エンジン10のトルクや回転数を制御する。またECU50は、油圧制御機構22の制御を通じて、K0クラッチ14やロックアップクラッチ20、自動変速機19の駆動制御を行う。ECU50は、油圧制御機構22を用いてK0クラッチ14に加わる油圧を制御し、K0クラッチ14の状態を変化させることで、モータ15からエンジン10に伝わるクランキングトルクを制御する。
ECU 50 controls driving of
ECU50は、インバータ17を制御して、モータ15とバッテリ16との間での電力の授受量を調整することで、モータ15の回転数やトルクを制御する。また詳しくは後述するがECU50は、回生運転でのモータ制動トルクが目標値となるように、インバータ17がモータ15からバッテリ16へ供給される電力を制御する。
The ECU 50 controls the rotation speed and torque of the
ECU50には、イグニッションスイッチ71、クランク角センサ72、モータ回転数センサ73、エアフローメータ74、およびアクセル開度センサ75からの信号が入力される。クランク角センサ72は、エンジン10のクランク軸の回転速度を検出する。モータ回転数センサ73は、モータ15の出力軸の回転速度を検出する。エアフローメータ74はエンジン10の吸入空気量を検出する。アクセル開度センサ75は、運転者のアクセルペダルの踏込量であるアクセルペダル開度を検出する。
Signals from an ignition switch 71 , a
ECU50は、モータモードおよびハイブリッドモードのいずれかの走行モードでハイブリッド車両を走行させる。モータモードでは、ECU50はK0クラッチ14を解放し、モータ15の動力により走行する。ハイブリッドモードでは、ECU50はK0クラッチ14を係合して少なくともエンジン10の動力により走行する。なお、ハイブリッドモードでは、エンジン10のみの動力で走行するモード、モータ15を力行運転させてエンジン10およびモータ15の双方を動力源として走行するモードを含む。
The ECU 50 causes the hybrid vehicle to run in one of the motor mode and the hybrid mode. In the motor mode, the ECU 50 releases the
走行モードの切り替えは、車速やアクセル開度から求められた車両の要求駆動力と、バッテリ16の充電状態などに基づいて行われる。例えば、要求駆動力が比較的小さくバッテリ16の蓄電残量を示すSOC(State Of Charge)が比較的高い場合には、燃費を向上させるためにエンジン10を停止したモータモードが選択される。要求駆動力が比較的大きい場合やバッテリ16のSOCが比較的低い場合には、少なくともエンジン10が駆動したハイブリッドモードが選択される。
The switching of the driving mode is performed based on the required driving force of the vehicle obtained from the vehicle speed and the degree of opening of the accelerator, the state of charge of the
ECU50は、ハイブリッドモードにおいて、所定の停止条件が成立した場合にエンジン10を自動停止させ、所定の再始動条件が成立した場合に自動停止したエンジン10を再始動させる間欠運転制御を実行する。例えばECU50は、ハイブリッドモードにおいてアクセル開度がゼロになった場合に、自動停止条件が成立したものとしてエンジン10を自動停止させる。また、ECU50は、アクセル開度がゼロよりも大きくなった場合に、再始動条件が成立したものとしてエンジン10を自動で再始動させる。エンジン10を自動停止させる際には、ECU50はK0クラッチ14を解放して燃料噴射を停止する。エンジン10を自動で再始動させる際には、ECU50はK0クラッチ14を介してモータ15によりエンジン10をクランキングして燃料噴射および点火を開始する。
In the hybrid mode, the
エンジン始動後、K0クラッチ14が係合状態になり、エンジン10の回転数は、モータ15の回転数と等しくなる(同期)。始動時にエンジン10の回転数が上昇することで、ショックが発生する恐れがある。ショックを抑制するため、クランキング後にK0クラッチ14の油圧を低下させ、例えばK0クラッチ14を一時的に解放する。しかし、エンジン10において燃焼が適切に行われていない場合、K0クラッチ14の解放後、エンジン10の回転数が低下する。エンジン10がエンストし、始動に失敗する恐れもある。
After the engine is started, the
図2はECU50が実行する処理を例示するフローチャートである。ECU50は、モータ15によるクランキングを行う(ステップS10)。クランキングの実施後、ECU50は、K0クラッチ14が一時的に解放中であるか否か判定する(ステップS12)。否定判定(No)の場合、処理は終了する。
FIG. 2 is a flow chart illustrating the processing executed by the
肯定判定(Yes)の場合、ECU50は、ピーク時のエンジン回転数Nepとエンジン10の回転数Neとの差Nep-Neが、所定量ΔNeth1未満であるか否か判定する(ステップS14)。肯定判定の場合、ECU50は、エンジン10の回転数Neと、モータ15の回転数Nemとの差Nem-Neが所定量ΔNeth2未満であるか否か判定する(ステップS16)。ステップS16において肯定判定の場合、ECU50は、エンジン10で燃焼が適切に行われておらず、エンストと判定する(ステップS18)。ステップS14およびS16のいずれか一方で否定判定の場合、ECU50は、エンジン10で燃焼が正常に行われていると判定する(ステップS20)。
In the case of an affirmative determination (Yes), the
図3は回転数および油圧を例示するタイムチャートである。横軸は時間を表す。上段はエンジン10の回転数(エンジン回転数)およびモータ15の回転数(モータ回転数)を表す。下段はK0クラッチ14の油圧を表す。
FIG. 3 is a time chart illustrating rotational speed and oil pressure. The horizontal axis represents time. The upper row represents the rotation speed of the engine 10 (engine rotation speed) and the rotation speed of the motor 15 (motor rotation speed). The lower part represents the oil pressure of the
時間t1においてK0クラッチ14の油圧を上昇させ、K0クラッチ14を係合させる。モータ15によるクランキングが行われ、エンジン10の回転数が上昇し始める。エンジン10の回転数Neはピークの値Nepに達する。時間t2においてK0クラッチ14の油圧を低下させ、K0クラッチ14を一時的に解放状態とする(図2のステップS12)。エンジン10の回転数NeはNepから低下していく。
At time t1, the hydraulic pressure of the
図3の点線は、エンジン10がエンストする例である。エンジン回転数Neは低下を続け、モータ回転数Nemから離れていく。ピークの値Nepとエンジン回転数Neとの差Nep-Ne、およびモータ回転数Nemとエンジン回転数Neとの差Nem-Neが大きくなる。Nep-NeがNeth1以上、かつNem-NeがNeth2以上となることで、ECU50はエンジン10がエンストと判定する(図2のステップS18)。
The dotted line in FIG. 3 is an example of the engine stalling. The engine speed Ne continues to decrease and separates from the motor speed Nem. The difference Nep-Ne between the peak value Nep and the engine speed Ne and the difference Nem-Ne between the motor speed Nem and the engine speed Ne increase. When Nep-Ne is greater than or equal to Neth1 and Nem-Ne is greater than or equal to Neth2, the
図3の実線は、エンジン10の燃焼が正常な例である。K0クラッチ14の解放に応じてエンジン回転数Neは一時的に低下する。エンジン10では燃焼が行われるため、エンジン回転数Neは再び上昇し、モータ回転数Nemに同期する。ピークの値Nepとエンジン回転数Neとの差Nep-Ne、およびモータ回転数Nemとエンジン回転数Neとの差Nem-Neは小さくなる。Nep-NeがNeth1未満、またはNem-NeがNeth2未満となることで、ECU50はエンジン10での燃焼が正常と判定する(図2のステップS20)。
The solid line in FIG. 3 is an example of normal combustion in the
本実施形態によれば、エンジン10のクランキング後、K0クラッチ14の係合圧は低下し、例えばK0クラッチ14は解放状態となる。ECU50はエンジン回転数Neに基づいて、エンジン10がエンストしたか否か判定する。
According to this embodiment, after the
クランキングおよびK0クラッチ14の解放後におけるエンジン回転数Neとピークの回転数Nepとの差Nep-NeがΔNeth1以上、かつエンジン回転数Neとモータ回転数Nemとの差Nem-NeがΔNeth2以上である場合、ECU50はエンストと判定する(図2のステップS18)。燃焼が適切に行われておらず、K0クラッチ14の解放によってエンジン回転数Neが低下し、エンジン10がエンストしたことを検出することができる。
The difference Nep-Ne between the engine speed Ne and the peak speed Nep after cranking and the release of the
Nep-NeがΔNeth1未満、またはNem-NeがΔNeth2未満である場合、ECU50はエンジン10において燃焼が正常に行われていると判定する(ステップS20)。エンジン回転数Neがモータ回転数Nemに同期する。クランキング後にK0クラッチ14を一時的に解放するため、エンジン始動によるショックを抑制することができる。
When Nep-Ne is less than ΔNeth1 or Nem-Ne is less than ΔNeth2,
上記の例では、単一のECU50によりハイブリッド車両1を制御する。実施形態はこれに限定されず、例えばエンジン10を制御するエンジンECU、モータ15を制御するモータECU、K0クラッチ14を制御するクラッチECUなど複数のECUによって上述の制御を実行してもよい。
In the above example, the
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and variations can be made within the scope of the gist of the present invention described in the scope of claims. Change is possible.
1 ハイブリッド車両
10 エンジン
11 変速ユニット
12 ディファレンシャルギヤ
13 車輪
14 K0クラッチ
15 モータ
16 バッテリ
17 インバータ
18 トルクコンバータ
19 自動変速機
20 ロックアップクラッチ
21 オイルポンプ
22 油圧制御機構
50 ECU
71 イグニッションスイッチ
72 クランク角センサ
73 モータ回転数センサ
74 エアフローメータ
75 アクセル開度センサ
1
71
Claims (1)
前記モータによる前記内燃機関のクランキングを制御するクランキング制御部と、
前記クラッチの係合圧を制御するクラッチ制御部と、
前記クランキングの実施後であって、前記クラッチの係合圧を低下させた後、前記内燃機関の回転数に基づいて前記内燃機関がエンストしたか否か判定する判定部と、を具備するハイブリッド車両の制御装置。
A control device for a hybrid vehicle having an internal combustion engine, a motor, and a clutch provided between the internal combustion engine and the motor,
a cranking control unit that controls cranking of the internal combustion engine by the motor;
a clutch control unit that controls the engagement pressure of the clutch;
a determination unit that determines whether or not the internal combustion engine has stalled based on the rotational speed of the internal combustion engine after the clutch engagement pressure has been reduced after the cranking is performed. Vehicle controller.
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