JP3925498B2 - Control device for hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem that fully opening a throttle at deceleration for improving regenerative efficiency would cause air quantity and output to be temporarily larger than their requirements upon completion of regeneration, thus causing a torque difference. <P>SOLUTION: This hybrid vehicle is structured so as to transmit the driving force of either or both of an internal combustion engine and a dynamo-electric machine, and equipped with a throttle drive for controlling the throttle opening of the internal combustion engine corresponding to its running state, and a regenerative controller for regeneratively operating the dynamo-electric machine at deceleration at which an engine brake is applied. The throttle drive is controlled so as to always obtain a minimum required throttle opening corresponding to engine speed at regenerative operation. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&amp;NCIPI

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 control device for a hybrid vehicle.

原動機として内燃機関と回転電機(発電機としても機能する電動機)とを併有し、いずれか一方または双方の駆動力により走行するようにしたハイブリッド車両が知られている。   There is known a hybrid vehicle that has both an internal combustion engine and a rotating electrical machine (an electric motor that also functions as a generator) as a prime mover, and is driven by one or both driving forces.

このようないわゆるパラレル方式のハイブリッド車両では、基本的に比較的負荷の小さい運転域では電動機のみで走行し、負荷が増大すると内燃機関を起動して所要の駆動力を確保し、必要に応じて電動機と内燃機関を併用することにより最大の駆動力を発揮させられるようになっている。
鉄道日本社発行「自動車工学」VOL.46 No.7 1997年6月号 39〜52頁
In such a so-called parallel type hybrid vehicle, the vehicle is basically driven only by an electric motor in an operation region where the load is relatively small, and when the load increases, the internal combustion engine is started to ensure a required driving force, and if necessary, The combined use of an electric motor and an internal combustion engine allows the maximum driving force to be exhibited.
Railway Japan Co., Ltd. “Automotive Engineering” VOL.46 No.7 June 1997, pages 39-52

ところで、運転者がアクセルペダルを戻した減速時には駆動系からの逆駆動力により電動機を駆動して発電させることによりバッテリを充電する回生動作というものが行われる。これは内燃機関の内部摩擦によるエンジンブレーキ作用に加えて電動機による発電時の負荷を利用して減速力を確保しつつエネルギ効率を高めようとするものである。この回生動作の効率をより高めるためにはエンジンブレーキの作用をできるだけ少なくしてその分だけ発電負荷を増やしたほうがよい。このような観点から、回生時には内燃機関への燃料供給を停止するとともにスロットル開度を最大にしてポンプロスによる摩擦損失を軽減するようにしたものがある。   By the way, at the time of deceleration when the driver returns the accelerator pedal, a regenerative operation for charging the battery is performed by driving the electric motor with the reverse driving force from the driving system to generate electric power. This is intended to increase energy efficiency while securing a deceleration force by using a load during power generation by an electric motor in addition to an engine braking action due to internal friction of the internal combustion engine. In order to increase the efficiency of this regenerative operation, it is better to reduce the engine brake action as much as possible and increase the power generation load accordingly. From this point of view, there is one that stops the fuel supply to the internal combustion engine during regeneration and maximizes the throttle opening to reduce friction loss due to pump loss.

しかしながら、このようにスロットルを全開にすると回生動作が終了して内燃機関への燃料供給を再開したときに、吸入空気量が大きい状態からの燃料供給再開となるので、その時点で運転者が要求する出力に対して出力過大となってトルク段差が発生し、乗員に不快感を与えるおそれがある。また、スロットル開度を制御するアクチュエータの作動遅れに原因して空気量がすぐには減少しないこともトルク段差の発生を助長する要因となる。   However, when the throttle is fully opened in this way, when the regenerative operation is completed and the fuel supply to the internal combustion engine is resumed, the fuel supply resumes from a state where the intake air amount is large. As a result, the output becomes excessive with respect to the output to be generated, and a torque step is generated, which may cause discomfort to the passenger. In addition, the fact that the amount of air does not decrease immediately due to the delay in the operation of the actuator that controls the throttle opening degree also contributes to the generation of a torque step.

本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、回生終了時のトルク段差の発生を抑制することを目的としている。   The present invention has been made paying attention to such a problem, and an object thereof is to suppress the generation of a torque step at the end of regeneration.

本発明は、内燃機関と回転電機の何れか一方または双方の駆動力を車両の駆動系統に伝達するように構成され、内燃機関のスロットル開度を運転状態に応じて制御するスロットル駆動装置と、減速時に駆動系統に連結した内燃機関への燃料供給を停止すると共に前記回転電機を回生作動させる回生制御装置とを備えたハイブリッド車両において、前記スロットル駆動装置を、前記回生作動時に吸気管負圧が予め定めた目標とする吸気管負圧となるように該吸気管負圧をフィードバックしてスロットル開度を制御するように構成する。   The present invention is configured to transmit a driving force of one or both of an internal combustion engine and a rotating electric machine to a drive system of a vehicle, and controls a throttle opening degree of the internal combustion engine according to an operating state; In a hybrid vehicle including a regenerative control device that stops the fuel supply to the internal combustion engine connected to the drive system during deceleration and regenerates the rotating electrical machine, the throttle drive device is configured so that the intake pipe negative pressure is reduced during the regenerative operation. The throttle opening is controlled by feeding back the intake pipe negative pressure so as to be a predetermined target intake pipe negative pressure.

本発明において、所定の回生条件が成立したとき、一般には車両の駆動系と内燃機関とが連結され、機関回転数または車速が所定値以上の運転状態から運転者がアクセルペダルを戻す操作により減速が開始されたときには、内燃機関への燃料供給が停止されると共に回転電機の発電による回生動作が開始される。この回生動作の間のスロットル開度は一定ではなく、吸気管負圧をフィードバックして、所定の目標とする吸気管負圧が得られるように制御される。なおこのようなスロットル制御は、例えばアクセルセンサ、スロットルを駆動するアクチュエータ、アクチュエータを制御する制御装置等からなるスロットル駆動装置を基本としている。   In the present invention, when a predetermined regeneration condition is established, the vehicle drive system and the internal combustion engine are generally connected, and the driver decelerates by operating the accelerator pedal to return the accelerator pedal from an operating state where the engine speed or vehicle speed is equal to or higher than a predetermined value. Is started, the fuel supply to the internal combustion engine is stopped and the regenerative operation by the power generation of the rotating electrical machine is started. The throttle opening during the regenerative operation is not constant, and is controlled so that a predetermined target intake pipe negative pressure is obtained by feeding back the intake pipe negative pressure. Such throttle control is basically based on a throttle driving device including, for example, an accelerator sensor, an actuator for driving the throttle, and a control device for controlling the actuator.

本発明では、機関回転数にかかわらず目標とする吸気管負圧が得られるようにスロットル開度が制御されるので、ポンプロスの発生に強く相関する吸気管負圧に基づいて、回生効率を高めつつトルク段差を生じない好ましいスロットル開度により精度よく制御することができる。   In the present invention, the throttle opening is controlled so that the target intake pipe negative pressure can be obtained regardless of the engine speed. Therefore, the regeneration efficiency is increased based on the intake pipe negative pressure that strongly correlates with the occurrence of pump loss. However, it can be accurately controlled by a preferable throttle opening that does not cause a torque step.

回生の効率を高めるためには内燃機関のポンプロスを減らすためにスロットルを開いてその下流側の吸気管負圧を減じてやるのが望ましいことは上述した通りである。ただし、図5に示したように吸気管負圧は機関回転数Neに応じて変化し、同一スロットル開度であっても高速回転時ほど発達する。吸気管負圧を一定に保つものとすれば、低速時ほどスロットル開度は減少する。   As described above, in order to increase the regeneration efficiency, it is desirable to open the throttle and reduce the intake pipe negative pressure on the downstream side in order to reduce the pump loss of the internal combustion engine. However, as shown in FIG. 5, the intake pipe negative pressure changes according to the engine rotational speed Ne, and develops at higher speeds even at the same throttle opening. If the intake pipe negative pressure is kept constant, the throttle opening decreases as the speed decreases.

したがって、基本的には低速回転時ほどスロットルを閉じ加減に制御することにより、スロットル開度を最小限にしつつ、ポンプロスを生じない吸気管負圧、例えば−100mmHg以下を維持して高い回生効率を確保できる。また、このようにしてスロットル開度を最小限に維持することにより、例えば運転者の制動操作等により回生動作が終了したときの機関吸入空気量を抑制すると共にスロットル開度を制御するアクチュエータの遅れを最小限にして、燃料供給再開時のトルク段差発生を抑えることができる。   Therefore, basically by controlling the throttle to be closed and adjusted as the engine rotates at a low speed, the throttle opening is minimized and the intake pipe negative pressure that does not cause a pump loss, for example, −100 mmHg or less, is maintained to achieve high regeneration efficiency. It can be secured. In addition, by maintaining the throttle opening to a minimum in this manner, for example, the amount of engine intake air when the regenerative operation ends due to the driver's braking operation or the like is suppressed, and the delay of the actuator that controls the throttle opening is controlled. Can be minimized to prevent the occurrence of a torque step when resuming fuel supply.

なお、高圧縮比機関や吸気充填効率が増大する回転域を有する機関など、機関によっては特定の回転域である程度の吸気管負圧を発生させたほうがポンプロスが減少する場合がある。すなわち機関回転数の低下にしたがってスロットル開度を減らす上述の制御は一般に有効であるが、実際の機関回転数に対する最適スロットル開度の特性は個々の機関の性質に応じて異なったものとなりうる。   Note that depending on the engine, such as a high compression ratio engine or an engine having a rotation range where the intake charge efficiency increases, the pump loss may be reduced by generating a certain amount of intake pipe negative pressure in a specific rotation range. That is, the above-described control for reducing the throttle opening as the engine speed decreases is generally effective, but the characteristic of the optimum throttle opening with respect to the actual engine speed can be different depending on the characteristics of the individual engines.

作用・効果作用・効果 以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず図1〜図4に本願発明が適用可能なハイブリッド車両の構成例を示す。これらはいずれも走行条件に応じてエンジン(内燃機関)または電動モータ(回転電機)の何れか一方または双方の動力を用いて走行するパラレル方式のハイブリッド車両である。 Actions / Effects Actions / Effects Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIGS. 1 to 4 show configuration examples of a hybrid vehicle to which the present invention can be applied. These are parallel type hybrid vehicles that travel using the power of either one or both of an engine (internal combustion engine) and an electric motor (rotary electric machine) according to traveling conditions.

図1において、太い実線は機械力の伝達経路を示し、太い破線は電力線を示す。また、細い実線は制御線を示し、二重線は油圧系統を示す。この車両のパワートレインは、モータ1、エンジン2、クラッチ3、モータ4、無段変速機5、減速装置6、差動装置7および駆動輪8から構成される。モータ1の出力軸、エンジン2の出力軸およびクラッチ3の入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ3の出力軸、モータ4の出力軸および無段変速機5の入力軸は互いに連結されている。   In FIG. 1, a thick solid line indicates a transmission path of mechanical force, and a thick broken line indicates a power line. A thin solid line indicates a control line, and a double line indicates a hydraulic system. The power train of the vehicle includes a motor 1, an engine 2, a clutch 3, a motor 4, a continuously variable transmission 5, a reduction gear 6, a differential device 7, and drive wheels 8. The output shaft of the motor 1, the output shaft of the engine 2, and the input shaft of the clutch 3 are connected to each other, and the output shaft of the clutch 3, the output shaft of the motor 4 and the input shaft of the continuously variable transmission 5 are connected to each other. ing.

クラッチ3締結時はエンジン2とモータ4が車両の推進源となり、クラッチ3解放時はモータ4のみが車両の推進源となる。エンジン2またはモータ4の駆動力は、無段変速機5、減速装置6および差動装置7を介して駆動輪8へ伝達される。無段変速機5には油圧装置9から圧油が供給され、ベルトのクランプと潤滑がなされる。油圧装置9のオイルポンプ(図示せず)はモータ10により駆動される。   When the clutch 3 is engaged, the engine 2 and the motor 4 serve as a vehicle propulsion source, and when the clutch 3 is released, only the motor 4 serves as a vehicle propulsion source. The driving force of the engine 2 or the motor 4 is transmitted to the drive wheels 8 via the continuously variable transmission 5, the speed reducer 6, and the differential device 7. The continuously variable transmission 5 is supplied with pressure oil from the hydraulic device 9, and the belt is clamped and lubricated. An oil pump (not shown) of the hydraulic device 9 is driven by a motor 10.

モータ1は主としてエンジン始動と発電に用いられ、モータ4は主として車両の推進(力行とも言う。)と制動に用いられる。また、モータ10は油圧装置9のオイルポンプ駆動用である。また、クラッチ3締結時に、モータ1を車両の推進と制動に用いることもでき、モータ4をエンジン始動や発電に用いることもできる。クラッチ3はパウダークラッチであり、伝達トルクを調節することができる。無段変速機5はベルト式やトロイダル式などの無段変速機であり、変速比を無段階に調節することができる。   The motor 1 is mainly used for engine start and power generation, and the motor 4 is mainly used for vehicle propulsion (also referred to as power running) and braking. The motor 10 is for driving an oil pump of the hydraulic device 9. In addition, when the clutch 3 is engaged, the motor 1 can be used for vehicle propulsion and braking, and the motor 4 can be used for engine starting and power generation. The clutch 3 is a powder clutch and can adjust the transmission torque. The continuously variable transmission 5 is a continuously variable transmission such as a belt type or a toroidal type, and the gear ratio can be adjusted steplessly.

モータ1,4,10はそれぞれ、インバータ11,12,13により駆動される。なお、モータ1,4,10に直流電動モータを用いる場合には、インバータの代わりにDC/DCコンバータを用いる。インバータ11〜13は共通のDCリンク14を介してメインバッテリ15に接続されており、メインバッテリ15の直流充電電力を交流電力に変換してモータ1,4,10へ供給するとともに、モータ1,4の交流発電電力を直流電力に変換してメインバッテリ15を充電する。なお、インバータ11〜13は互いにDCリンク14を介して接続されているので、回生運転中のモータにより発電された電力をメインバッテリ15を介さずに直接、力行運転中のモータへ供給することができる。メインバッテリ15には、リチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛電池などの各種電池や、電機二重層キャパシターいわゆるパワーキャパシターが適用される。   The motors 1, 4 and 10 are driven by inverters 11, 12 and 13, respectively. In the case where a DC electric motor is used for the motors 1, 4 and 10, a DC / DC converter is used instead of the inverter. The inverters 11 to 13 are connected to the main battery 15 via a common DC link 14. The inverter 11 to 13 converts the DC charging power of the main battery 15 into AC power and supplies it to the motors 1, 4, 10. 4 to convert the AC generated power into DC power and charge the main battery 15. In addition, since the inverters 11 to 13 are connected to each other via the DC link 14, the power generated by the motor during the regenerative operation can be directly supplied to the motor during the power running operation without going through the main battery 15. it can. As the main battery 15, various batteries such as a lithium ion battery, a nickel / hydrogen battery, a lead battery, and an electric double layer capacitor, a so-called power capacitor, are applied.

コントローラ16は本発明の回生制御装置としての機能を有するもので、マイクロコンピュータとその周辺部品や各種アクチュエータなどを備え、クラッチ3の伝達トルク、モータ1,4,10の回転速度や出力トルク、無段変速機5の変速比、エンジン2の燃料噴射量・噴射時期、点火時期などを制御する機能を併有する。   The controller 16 has a function as a regenerative control device of the present invention, and includes a microcomputer, its peripheral components, various actuators, etc., and the transmission torque of the clutch 3, the rotational speed and output torque of the motors 1, 4 and 10, and nothing. It also has functions for controlling the gear ratio of the stepped transmission 5, the fuel injection amount / injection timing of the engine 2, the ignition timing, and the like.

コントローラ16には、図2に示すように、キースイッチ20、セレクトレバースイッチ21、アクセルペダルセンサ22、ブレーキスイッチ23、車速センサ24、バッテリ温度センサ25、バッテリSOC検出装置26、エンジン回転数センサ27、スロットル開度センサ28が接続される。キースイッチ20は、車両のキーが0N位置またはSTART位置に設定されると閉路する(以下、スイッチの閉路をオンまたは0N、開路をオフまたはOFFと呼ぷ)。セレクトレバースイッチ21は、パーキングP、ニュートラルN、リバースRおよびドライブDの何れかのレンジに切り換えるセレクトレバー(図示せず)の設定位置に応じて、P,N,R,Dのいずれかのスイッチがオンする。   As shown in FIG. 2, the controller 16 includes a key switch 20, a select lever switch 21, an accelerator pedal sensor 22, a brake switch 23, a vehicle speed sensor 24, a battery temperature sensor 25, a battery SOC detection device 26, and an engine speed sensor 27. A throttle opening sensor 28 is connected. The key switch 20 is closed when the vehicle key is set to the 0N position or the START position (hereinafter, the switch closing is referred to as ON or 0N, and the opening is referred to as OFF or OFF). The select lever switch 21 is one of P, N, R, and D switches according to the set position of a select lever (not shown) that switches to any of the ranges of parking P, neutral N, reverse R, and drive D. Turns on.

アクセルペダルセンサ22はアクセルペダルの操作量を検出し、ブレーキスイッチ23はブレーキペダルの踏み込み状態(この時、スイッチオン)を検出する。車速センサ24は車両の走行速度を検出し、バッテリ温度センサ25はメインバッテリ15の温度を検出する。また、バッテリSOC検出装置26はメインバッテリ15の実容量の代表値であるSOC(State Of Charge)を検出する。さらに、エンジン回転数センサ27はエンジン2の回転数を検出し、スロットル開度センサ28はエンジン2のスロットルバルブ開度を検出する。   The accelerator pedal sensor 22 detects the amount of operation of the accelerator pedal, and the brake switch 23 detects the depression state (switch-on at this time) of the brake pedal. The vehicle speed sensor 24 detects the traveling speed of the vehicle, and the battery temperature sensor 25 detects the temperature of the main battery 15. Further, the battery SOC detection device 26 detects SOC (State Of Charge) which is a representative value of the actual capacity of the main battery 15. Further, the engine speed sensor 27 detects the speed of the engine 2, and the throttle opening sensor 28 detects the throttle valve opening of the engine 2.

コントローラ16には、エンジン2の燃料噴射装置30、点火装置31、可変動弁装置32などが接続される。コントローラ16は、燃料噴射装置30を制御してエンジン2への燃料の供給と停止および燃料噴射量・噴射時期を調節するとともに、点火装置31を駆動してエンジン2の点火時期制御を行う。また、コントローラ16は可変動弁装置32を制御してエンジン2の吸・排気弁の作動状態を調節するほか後述するスロットル駆動装置の制御装置として機能する。なお、コントローラ16には低圧の補助バッテリ33から電源が供給される。   The controller 16 is connected to a fuel injection device 30, an ignition device 31, a variable valve operating device 32, and the like of the engine 2. The controller 16 controls the fuel injection device 30 to supply and stop the fuel to the engine 2 and adjust the fuel injection amount / injection timing, and drives the ignition device 31 to control the ignition timing of the engine 2. The controller 16 controls the variable valve device 32 to adjust the operating state of the intake / exhaust valves of the engine 2 and also functions as a control device for a throttle drive device to be described later. The controller 16 is supplied with power from a low-voltage auxiliary battery 33.

図3または図4はパワートレインの配置例を示す図である。クラッチ3の入力側のモータ1とエンジン2の配置は、図3に示すようにモータ1をエンジン2の上流に配置してもよいし、図4に示すようにモータ1をエンジン2の下流に配置してもよい。図3に示す配置例では、エンジン2の出力軸をクラッチ3の入力軸と直結して1軸で構成するとともに、エンジン2の出力軸をモータ1の出力軸とベルトや歯車により連結する。また、図4に示す配置例では、エンジン2の出力軸をモータ1のローターを貫通してクラッチ3の入力軸と直結し、クラッチ3の入力側を1軸で構成する。   FIG. 3 or FIG. 4 is a diagram illustrating an arrangement example of the power train. The motor 1 and the engine 2 on the input side of the clutch 3 may be arranged upstream of the engine 2 as shown in FIG. 3, or the motor 1 may be arranged downstream of the engine 2 as shown in FIG. You may arrange. In the arrangement example shown in FIG. 3, the output shaft of the engine 2 is directly connected to the input shaft of the clutch 3 to form one shaft, and the output shaft of the engine 2 is connected to the output shaft of the motor 1 by a belt or a gear. Further, in the arrangement example shown in FIG. 4, the output shaft of the engine 2 passes through the rotor of the motor 1 and is directly connected to the input shaft of the clutch 3, and the input side of the clutch 3 is constituted by one shaft.

一方、クラッチ3の出力側のモータ4と無段変速機5の配置は、図3に示すようにモータ4を無段変速機5の上流に配置してもよいし、図4に示すようにモータ4を無段変速機5の下流に配置してもよい。図3に示す配置例では、クラッチ3の出力軸をモータ4のローターを貫通して無段変速機5の人力軸と直結し、クラッチ3の出力側を1軸で構成する。また、図4に示す配置例では、クラッチ3の出力軸を無段変速機5の入力軸を貫通してモータ4の出力軸と直結し、クラッチ3の出力側を1軸で構成する。いずれの場合でもモータ4を無段変速機5の入力軸に連結する。   On the other hand, the motor 4 and the continuously variable transmission 5 on the output side of the clutch 3 may be arranged upstream of the continuously variable transmission 5 as shown in FIG. 3, or as shown in FIG. The motor 4 may be disposed downstream of the continuously variable transmission 5. In the arrangement example shown in FIG. 3, the output shaft of the clutch 3 passes through the rotor of the motor 4 and is directly connected to the manpower shaft of the continuously variable transmission 5, and the output side of the clutch 3 is configured as a single shaft. Further, in the arrangement example shown in FIG. 4, the output shaft of the clutch 3 passes through the input shaft of the continuously variable transmission 5 and is directly connected to the output shaft of the motor 4, and the output side of the clutch 3 is configured with one shaft. In either case, the motor 4 is connected to the input shaft of the continuously variable transmission 5.

パワートレインの配置は図3および図4に示す配置例に限定されず、クラッチ3の入力軸にエンジン2とモータ1を連結するとともに、クラッチ3の出力軸にモータ4と無段変速機5の入力軸を連結し、無段変速機5の出力軸から減速装置6および差動装置7を介して駆動輪8に動力を伝える推進機構であれば、各機器がどのような配置でも成立する。   The arrangement of the power train is not limited to the arrangement examples shown in FIGS. 3 and 4. The engine 2 and the motor 1 are connected to the input shaft of the clutch 3, and the motor 4 and the continuously variable transmission 5 are connected to the output shaft of the clutch 3. As long as the propulsion mechanism connects the input shaft and transmits power from the output shaft of the continuously variable transmission 5 to the drive wheels 8 via the speed reducer 6 and the differential device 7, each device can be arranged in any arrangement.

以上は本発明が適用可能なハイブリッド車両の基本的な構成例を示したものであり、本発明ではこのようなハイブリッド車両の回生作動時に最適スロットル制御等を行い回生終了時のトルク段差の発生を回避することを主目的としている。次にこのためのスロットル駆動装置の概略構成例とコントローラ16の制御動作例につき図面を参照しながら説明する。   The above is an example of a basic configuration of a hybrid vehicle to which the present invention can be applied. In the present invention, the optimum throttle control is performed at the time of regenerative operation of such a hybrid vehicle to generate a torque step at the end of regeneration. The main purpose is to avoid it. Next, a schematic configuration example of the throttle driving device and a control operation example of the controller 16 for this purpose will be described with reference to the drawings.

図6に上述したエンジン2のスロットル開度を電子制御するスロットル駆動装置の構成例を示す。図中22と27はそれぞれ既述したアクセルペダルの操作量を検出するアクセルペダルセンサとエンジン回転数センサである。34はエアフローメータであり、エンジン2への単位時間当たりの吸入空気量を検出する。35は水温センサであり、エンジン冷却水温を検出する。36は燃料噴射弁、37は点火栓である。エンジン2の吸気通路38にはスロットルバルブ39が介装され、このスロットルバルブ39を駆動するステップモータ等からなるアクチュエータ40が設けられている。アクチュエータ40は、アクセルセンサ22からの信号に基づいて基本的にはアクセルペダルの操作量に応じて判定した出力要求に対してエンジンに要求される出力分のスロットル開度となるようにアクセル開度センサ28(図2参照)により実開度を検出しながらコントローラ16によりフィードバック制御される。ただし回生作動時にはエンジン回転数センサ27からの信号に基づき所定のスロットル開度となるように補正制御される。また、図中41はスロットルバルブ39よりも下流側の吸気管圧力を検出する圧力センサであり、吸気管負圧が予め定めた所定値となるようにフィードバック制御してスロットルバルブ39の開度を制御する場合に用いられる。   FIG. 6 shows a configuration example of a throttle drive device that electronically controls the throttle opening of the engine 2 described above. In the figure, reference numerals 22 and 27 respectively denote an accelerator pedal sensor and an engine speed sensor for detecting the operation amount of the accelerator pedal described above. An air flow meter 34 detects the amount of intake air per unit time to the engine 2. A water temperature sensor 35 detects the engine cooling water temperature. 36 is a fuel injection valve, and 37 is a spark plug. A throttle valve 39 is interposed in the intake passage 38 of the engine 2, and an actuator 40 such as a step motor for driving the throttle valve 39 is provided. The actuator 40 basically opens the accelerator opening so that the throttle opening corresponding to the output required for the engine is obtained in response to the output request determined according to the operation amount of the accelerator pedal based on the signal from the accelerator sensor 22. Feedback control is performed by the controller 16 while detecting the actual opening by the sensor 28 (see FIG. 2). However, during regenerative operation, correction control is performed so that a predetermined throttle opening is obtained based on a signal from the engine speed sensor 27. In the figure, reference numeral 41 denotes a pressure sensor for detecting the intake pipe pressure downstream of the throttle valve 39, and feedback control is performed so that the intake pipe negative pressure becomes a predetermined value to control the opening degree of the throttle valve 39. Used when controlling.

図7はこのスロットル制御の詳細を示したものである。この制御ではまずアクセルペダルの操作量から決定した目標トルクに対してモータ4の発生している駆動力およびエアコンの負荷トルク等のオフセット量TEOFSを加減算してエンジン2が発生すべき正味の目標トルクTTIを算出する(図7のA部参照)。なおKTEHはオフセット量の学習補正量である。次に目標トルクTTIとそのときのエンジン回転数NEとに基づいてテーブル検索により1サイクル毎の必要吸入空気の体積流量TGADNVを求め、さらにこれからテーブル検索により吸気管の必要開口面積TQHOTEを求める(同B〜C部参照)。このTQHOTEは単位量であるので、これにエンジン回転数とシリンダ容積を乗じてエンジンの総吸入空気量に相当する開口面積TTAETDを求め、これをテーブル検索によりスロットルバルブ開度TGTVOに変換する(同D〜E部参照)。前記TGTVOがアクセルペダルが踏み込まれている通常の運転状態での目標スロットル開度となるもので、これに安定動作のために変化速度リミッタによる開度変化速度の制限を施したうえで(同F部参照)、実開度を検出しながらアクチュエータ40(図6参照)をフィードバック制御することにより所要のスロットル開度を得ている。   FIG. 7 shows details of the throttle control. In this control, first, the net target torque to be generated by the engine 2 by adding / subtracting the offset amount TEOFS such as the driving force generated by the motor 4 and the load torque of the air conditioner to the target torque determined from the operation amount of the accelerator pedal. TTI is calculated (see part A in FIG. 7). KTEH is a learning correction amount for the offset amount. Next, based on the target torque TTI and the engine speed NE at that time, the required intake air volumetric flow rate TGADNV is obtained by table search, and further, the required opening area TQHOTE of the intake pipe is determined by table search (same as above). B to C). Since this TQHOTE is a unit amount, it is multiplied by the engine speed and the cylinder volume to obtain an opening area TTAETD corresponding to the total intake air amount of the engine, and this is converted into a throttle valve opening TGTVO by table search (same as above). See D to E). The TGTVO is a target throttle opening degree in a normal operation state where the accelerator pedal is depressed, and the opening changing speed is limited by a changing speed limiter for stable operation (see F The required throttle opening is obtained by feedback control of the actuator 40 (see FIG. 6) while detecting the actual opening.

一方、燃料カットが行われる減速時には、エンジン回転数NEからテーブル検索により求めた燃料カット時のスロットル開度値TGTVFCを目標スロットル開度TGTVOとして出力する(同G部参照)。このときのスロットル開度は既述したように回生効率を高めつつトルク段差の発生を回避できる必要限度に設定されている。なおTVBCVは吸気管負圧が過大とならないようにエンジン回転数NEに応じてテーブルにより与えられるスロットル開度の下限値である(同H部参照)。   On the other hand, at the time of deceleration at which fuel cut is performed, the throttle opening value TGTVFC at the time of fuel cut obtained by table search from the engine speed NE is output as the target throttle opening TGTVO (see the G section). As described above, the throttle opening at this time is set to a necessary limit that can prevent the occurrence of a torque step while increasing the regeneration efficiency. TVBCV is a lower limit value of the throttle opening given by the table in accordance with the engine speed NE so that the intake pipe negative pressure does not become excessive (see part H).

次に、上述した燃料カット時のスロットル開度制御についての実施形態を説明する。図8は第1の実施形態を示す制御特性線図であり、図7におけるG部のテーブルに相当する。この実施例は、図示したように基本的にはエンジン回転数が減少するに従いスロットル開度を減少させることによりスロットル開度を必要最小限にして回生効率を高めつつ燃料供給再開時のトルク段差の発生を回避するようにしているが、これに加えて目標回生量を検出してエンジン回転数毎の目標スロットル開度を補正するようにしたものである。これは、既述したように回生量が少ないときにはモータ1または4の発電負荷による減速作用が少なくなるので、その分だけスロットルを閉じてエンジンブレーキ効果による減速力を確保するようにしたものである。なお、目標回生量はバッテリSOC検出装置26(図2)からの信号により算出する。また、エンジン回転数に応じて吸排気弁の作動角度やリフト量を可変制御する可変動弁装置を備えたエンジンにおいては、可変動弁装置の作動状態に応じてポンプロスが変化するので、この変化を考慮して所要の回生量ないし減速度が得られるように目標スロットル開度を補正するのが望ましい。   Next, an embodiment of the throttle opening control at the time of fuel cut described above will be described. FIG. 8 is a control characteristic diagram showing the first embodiment, and corresponds to the table of G section in FIG. In this embodiment, as shown in the figure, basically, the throttle opening is decreased as the engine speed is decreased, thereby reducing the throttle opening to the minimum necessary level and improving the regeneration efficiency, while increasing the regeneration efficiency. In addition to this, the target regeneration amount is detected to correct the target throttle opening for each engine speed. As described above, when the regenerative amount is small, the deceleration action due to the power generation load of the motor 1 or 4 is reduced, so that the throttle is closed by that amount to ensure the deceleration force due to the engine braking effect. . The target regeneration amount is calculated from a signal from battery SOC detection device 26 (FIG. 2). In an engine equipped with a variable valve device that variably controls the operating angle and lift amount of the intake / exhaust valve according to the engine speed, the pump loss changes according to the operating state of the variable valve device. It is desirable to correct the target throttle opening so that the required regeneration amount or deceleration can be obtained in consideration of the above.

図9は第2の実施形態による減速中の制御動作を示す流れ図である。これは回生終了時の機関回転数と目標スロットル開度とに基づいてトルク段差の大きさを算出し、この段差分のトルクを回転電気を駆動して補償することによりトルク段差の発生を回避するようにしたものである。   FIG. 9 is a flowchart showing a control operation during deceleration according to the second embodiment. This calculates the magnitude of the torque step based on the engine speed at the end of regeneration and the target throttle opening, and avoids the occurrence of a torque step by compensating for the torque corresponding to this step by driving the rotary electricity. It is what I did.

この制御ではまず目標スロットル開度TGTVOを読み込んだのち燃料カット状態が継続しているか否かを判定し、燃料カット中であればそのときの車速に基づいて図10に示したようなテーブルから定めた回生トルクとなるように目標回生量を決定して回生動作を行う(ステップ901〜904)。   In this control, first, after reading the target throttle opening degree TGTVO, it is determined whether or not the fuel cut state continues. If the fuel cut is in progress, it is determined from the table as shown in FIG. 10 based on the vehicle speed at that time. The target regeneration amount is determined so as to obtain the regenerative torque, and the regenerative operation is performed (steps 901 to 904).

減速過程でアクセルペダルの踏み込み操作等がなされると燃料供給が再開され回生動作は終了する。このとき、燃料カット直後であればトルク段差を解消する補償トルクを算出するための準備として、そのときの機関回転数NEと目標スロットル開度TGTVOを読み込む(ステップ905〜906)。次にステップ901で読み込んである目標スロットル開度を前回値TGTVOpとしてこれと今回の値TGTVOとの差からスロットル開度の変化量dTVOを求め、これと回転数NEとに基づき図11に示したようなテーブルを検索して補償トルクTmtaを設定し、この補償トルクが出力されるようにモータを駆動する(ステップ907〜908,912)。このようにして、燃料供給再開時のトルク段差に相当するトルクがモータにより補償されることでトルク段差の発生が回避される。   When the accelerator pedal is depressed during the deceleration process, the fuel supply is resumed and the regenerative operation ends. At this time, if it is immediately after the fuel cut, the engine speed NE and the target throttle opening TGTVO at that time are read in preparation for calculating the compensation torque for eliminating the torque step (steps 905 to 906). Next, the target throttle opening read in step 901 is set as the previous value TGTVOp, and a change amount dTVO of the throttle opening is obtained from the difference between the previous value TGTVOp and the current value TGTVO. By searching such a table, the compensation torque Tmta is set, and the motor is driven so that this compensation torque is output (steps 907 to 908, 912). In this way, the torque corresponding to the torque step at the time of resumption of fuel supply is compensated for by the motor, thereby avoiding the generation of the torque step.

以降の制御ループではステップ905にて燃料供給再開直後ではないと判定されるので、ステップ909以下の処理に入る。これは補償トルクを徐々に減じることにより実トルクを目標スロットル開度に相当する出力へと徐々に変化させるための処理である。このためにはまず回転数NEを読み込み、NEに基づいて図12に示したようなテーブルから補正時定数相当値Kfc(ただしKfc<1)を検索し、補償トルクの前回値TmtapにKfcを乗じたものを新たな補償トルクTmtaとしてモータを駆動する(ステップ909〜912)。これにより、トルク段差補償分のモータトルクが徐々に減じてゆくため、駆動系に入力するトルクを滑らかに変化させて良好な運転性を確保することができる。   In the subsequent control loop, it is determined in step 905 that it is not immediately after the resumption of fuel supply. This is a process for gradually changing the actual torque to an output corresponding to the target throttle opening by gradually reducing the compensation torque. For this purpose, first, the rotational speed NE is read, a correction time constant equivalent value Kfc (where Kfc <1) is retrieved from the table shown in FIG. 12 based on the NE, and the previous value Tmtap of the compensation torque is multiplied by Kfc. The motor is driven with the new compensation torque Tmta as the new compensation torque (steps 909 to 912). Thereby, since the motor torque corresponding to the torque step compensation is gradually reduced, the torque input to the drive system can be smoothly changed to ensure good drivability.

本発明が適用可能なハイブリッド車両の構成例を示す第1の概略構成図。FIG. 1 is a first schematic configuration diagram showing a configuration example of a hybrid vehicle to which the present invention is applicable. 本発明が適用可能なハイブリッド車両の構成例を示す第2の概略構成図。The 2nd schematic block diagram which shows the structural example of the hybrid vehicle which can apply this invention. 本発明が適用可能なハイブリッド車両の構成例を示す第3の概略構成図。The 3rd schematic block diagram which shows the structural example of the hybrid vehicle which can apply this invention. 本発明が適用可能なハイブリッド車両の構成例を示す第4の概略構成図。The 4th schematic block diagram which shows the structural example of the hybrid vehicle which can apply this invention. スロットル開度、吸気管負圧、機関回転数Neの関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between throttle opening, intake pipe negative pressure, and engine speed Ne. スロットル駆動装置の構成例を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the structural example of a throttle drive device. スロットル駆動装置の制御動作の概略を示す制御概念図。The control conceptual diagram which shows the outline of the control action of a throttle drive device. 本発明の制御動作の第1の実施形態によるスロットル開度の制御特性を示す特性線図。The characteristic diagram which shows the control characteristic of the throttle opening by 1st Embodiment of the control action of this invention. 本発明の制御動作の第2の実施形態を示す流れ図。The flowchart which shows 2nd Embodiment of the control action of this invention. 上記第2の実施形態の制御において車速から回生トルクを求めるためのテーブルの特性線図。The characteristic diagram of the table for calculating | requiring the regenerative torque from a vehicle speed in control of the said 2nd Embodiment. 上記第2の実施形態の制御においてエンジン回転数とスロットル開度とから補償トルクを求めるためのテーブルの特性線図。The characteristic line figure of the table for calculating | requiring compensation torque from an engine speed and throttle opening in control of the said 2nd Embodiment. 上記第2の実施形態の制御においてエンジン回転数から補正時定数相当値Kfcを求めるためのテーブルの特性線図。The characteristic line figure of the table for calculating | requiring the correction time constant equivalent value Kfc from an engine speed in control of the said 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1,4 電動モータ
2 エンジン
3 クラッチ
5 無段変速機
9 油圧装置
10 油圧発生用モータ
15 バッテリ
16 コントローラ
20 キースイッチ
21 セレクトレバースイッチ
22 アクセルペダルセンサ
23 ブレーキスイッチ
24 車速センサ
25 バッテリ温度センサ
26 バッテリSOC検出装置(容量検出装置)
27 エンジン回転数センサ
28 スロットル開度センサ
35 水温センサ
39 スロットルバルブ
40 アクチュエータ
41 圧力センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,4 Electric motor 2 Engine 3 Clutch 5 Continuously variable transmission 9 Hydraulic device 10 Oil pressure generation motor 15 Battery 16 Controller 20 Key switch 21 Select lever switch 22 Accelerator pedal sensor 23 Brake switch 24 Vehicle speed sensor 25 Battery temperature sensor 26 Battery SOC Detection device (capacity detection device)
27 Engine speed sensor 28 Throttle opening sensor 35 Water temperature sensor 39 Throttle valve 40 Actuator 41 Pressure sensor

Claims (2)

内燃機関と回転電機の何れか一方または双方の駆動力を車両の駆動系統に伝達するように構成され、内燃機関のスロットル開度を運転状態に応じて制御するスロットル駆動装置と、減速時に駆動系統に連結した内燃機関への燃料供給を停止すると共に前記回転電機を回生作動させる回生制御装置とを備えたハイブリッド車両において、
前記スロットル駆動装置を、前記回生作動時に吸気管負圧が予め定めた目標とする吸気管負圧となるように該吸気管負圧をフィードバックしてスロットル開度を制御するように構成したハイブリッド車両の制御装置。
A throttle drive device configured to transmit the driving force of one or both of the internal combustion engine and the rotating electric machine to a vehicle drive system, and controls the throttle opening of the internal combustion engine according to the operating state, and the drive system during deceleration In a hybrid vehicle comprising a regenerative control device for stopping the fuel supply to the internal combustion engine coupled to the regenerative operation of the rotary electric machine,
A hybrid vehicle configured to control the throttle opening by feeding back the intake pipe negative pressure so that the intake pipe negative pressure becomes a predetermined target intake pipe negative pressure during the regeneration operation. Control device.
スロットル駆動装置は、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサと、スロットルバルブを駆動するアクチュエータと、アクセルセンサからの操作量信号に基づいて前記アクチュエータを駆動する制御装置とを備える請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。   The throttle drive device includes an accelerator sensor that detects an operation amount of an accelerator pedal, an actuator that drives a throttle valve, and a control device that drives the actuator based on an operation amount signal from the accelerator sensor. Hybrid vehicle control device.
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