JP4682920B2 - VEHICLE POWER DEVICE AND CONTROL DEVICE THEREOF - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの出力軸に接続・切断可能なフライホールを有する車両用動力装置に関し、特に、フライホイールを接続・切断する制御に関する。 The present invention relates to a vehicle power device having a flyhole that can be connected to and disconnected from an output shaft of an engine, and more particularly to control for connecting and disconnecting a flywheel.
一般的に、エンジンの出力軸であるクランク軸には、エンジンの回転変動を低減するためのフライホイールが結合されている。フライホイールの慣性モーメントを大きくすれば、回転変動が低減され、特にエンジンアイドリングや、低回転運転において、その効果は大きい。一方、フライホイールの慣性モーメントが大きいと、車両加速時において、フライホイールを加速させるために、エネルギを消費し、車両の加速性能が低下する。また、車両減速時において、フライホールに蓄えられたエネルギのために、エンジンブレーキの効きが悪くなる。 Generally, a flywheel is connected to a crankshaft, which is an output shaft of an engine, for reducing engine rotational fluctuation. Increasing the flywheel's moment of inertia reduces rotational fluctuations, and is particularly effective in engine idling and low-speed operation. On the other hand, when the inertial moment of the flywheel is large, energy is consumed to accelerate the flywheel during vehicle acceleration, and the acceleration performance of the vehicle decreases. In addition, when the vehicle is decelerated, the engine brake is less effective due to the energy stored in the flyhole.
低速時の回転変動の低減、加減速時の応答性の向上という相反する要求を満足すべく、慣性モーメントを変更することができるフライホイールの提案がなされている。下記特許文献1においては、エンジンのクランク軸に結合された第1のフライホイールと、この第1のフライホイールに対して接続・切断可能な第2のフライホイールを設ける技術が開示されている。この技術においては、アイドリング時においては、第2のフライホイールを第1のフライホイールと係合し、クランク軸に結合される慣性モーメントを増加させ、加速時においては、切り離して慣性モーメントを低下させている。 In order to satisfy the conflicting demands of reducing rotational fluctuation at low speed and improving responsiveness at acceleration / deceleration, a flywheel capable of changing the moment of inertia has been proposed. In the following Patent Document 1, a technique is disclosed in which a first flywheel coupled to an engine crankshaft and a second flywheel that can be connected to and disconnected from the first flywheel are provided. In this technique, when idling, the second flywheel is engaged with the first flywheel to increase the moment of inertia coupled to the crankshaft, and when accelerating, it is separated to reduce the moment of inertia. ing.
車両に搭載されたエンジンにおいて、エンジンの出力を必要としないときに燃料の供給を絶つ、いわゆるフューエルカットの制御を行うことがある。フューエルカットを行うと、その前後ではエンジンの出力が大きく変動するために、振動が発生し、これが車体に伝達され、車両の搭乗者がこれを感じる場合がある。前述の特許文献1においては、第2のフライホイールを接続する際に振動には、着目しているものの、エンジン本体にかかる制御、特にフューエルカット制御における振動、およびこの対策について記載されていない。 An engine mounted on a vehicle may perform so-called fuel cut control in which fuel supply is cut off when engine output is not required. When the fuel cut is performed, the engine output fluctuates greatly before and after the fuel cut, so that vibration is generated and transmitted to the vehicle body, and the vehicle occupant may feel this. In the above-mentioned Patent Document 1, although attention is paid to vibration when the second flywheel is connected, control related to the engine body, particularly vibration in fuel cut control, and countermeasures thereof are not described.
本発明は、フューエルカット時に発生する振動を、エンジンの出力軸に対し接続・切断可能なフライホイールを利用して低減することを目的とする。 An object of the present invention is to reduce vibration generated during fuel cut by using a flywheel that can be connected to and disconnected from an output shaft of an engine.
前述の課題を解決するために、本発明に係る車両用動力装置は、エンジンと、エンジンの出力軸に対し接続・切断可能なフライホイールと、エンジンの制御およびフライホイールの接続・切断の制御を行う制御部と、を有し、前記制御部は、エンジンを停止する際に、燃料の供給を絶ってから所定時間経過後にフライホイールを切断する制御を実行する。 In order to solve the above-described problems, a vehicle power device according to the present invention includes an engine, a flywheel that can be connected to and disconnected from the output shaft of the engine, an engine control, and a flywheel connection and disconnection control. A control unit that performs the control of cutting the flywheel after a predetermined time has elapsed after the fuel supply is stopped when the engine is stopped.
または、前記制御部を、エンジンを停止する際に、燃料の供給を絶ってからエンジン回転速度が所定値低下した後にフライホイールを切断する制御を実行するものとすることができる。 Alternatively, when the engine is stopped, the control unit may execute control for cutting the flywheel after the engine rotation speed has decreased by a predetermined value after the supply of fuel is stopped.
または、前記制御部を、エンジンを停止する際に、燃料の供給を絶ってから振動検出部による振動が所定レベルまで低下した後にフライホイールを切断する制御を実行するものとすることができる。 Alternatively, when the engine is stopped, the control unit may execute control for cutting the flywheel after the fuel supply is stopped and the vibration by the vibration detection unit is reduced to a predetermined level.
この車両用動力装置は、原動機として、エンジンとモータを有するハイブリッド車両に搭載されるものとすることができる。 This vehicle power unit can be mounted on a hybrid vehicle having an engine and a motor as a prime mover.
また、本発明の他の態様である、車両用動力装置の制御装置は、車両を駆動するエンジンと、エンジンの出力軸に対し接続・切断可能なフライホイールと、を有する車両用動力装置を制御する制御装置であって、エンジンへの燃料の供給を絶って、エンジンを停止させる制御を行うエンジン停止制御部と、燃料の供給が絶たれてから所定時間経過後に、フライホイールを切断する制御を行うフライホイール切断制御部と、を有している。 In addition, a control device for a vehicle power device according to another aspect of the present invention controls a vehicle power device having an engine that drives the vehicle and a flywheel that can be connected to and disconnected from the output shaft of the engine. An engine stop control unit that controls to stop the engine by stopping the supply of fuel to the engine, and a control to cut the flywheel after a predetermined time has elapsed since the fuel supply was stopped And a flywheel cutting control unit for performing.
または、フライホイール切断制御部は、燃料の供給が絶たれてからエンジンの回転速度が所定値低下した後にフライホイールを切断する制御を行うものとすることができる。 Or a flywheel cutting | disconnection control part shall perform control which cut | disconnects a flywheel after the rotation speed of an engine falls by a predetermined value after supply of fuel is cut off.
または、フライホイール切断制御部は、燃料の供給が立たれてから所定時間経過後に、車両の所定部位の振動レベルを取得して、取得された振動レベルが所定レベルまで低下した後にフライホイールを切断する制御を行うものとすることができる。 Alternatively, the flywheel cutting control unit acquires the vibration level of a predetermined part of the vehicle after a predetermined time has elapsed after the fuel supply is established, and cuts the flywheel after the acquired vibration level has decreased to the predetermined level. It is possible to perform control.
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図1は、本実施形態に係るハイブリッド車両の動力装置10の概略構成を示す図である。動力装置10は、車両を駆動する原動機としてエンジン12、発電が可能な第1および第2モータ14,16を有する。これらの原動機は、動力分配統合機構18を構成する遊星歯車機構の三要素にそれぞれ接続されている。すなわち、遊星歯車機構のプラネタリキャリア20にエンジン12が、サンギア22に第1モータ14が、リングギア24に第2モータ16が接続されている。またリングギア24には、出力ギア26が接続され、この出力ギア26から各原動機の出力が統合された動力が、減速歯車列28、差動装置30およびドライブシャフト32を介して駆動輪34に伝達される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a
動力分配統合機構18を設け、エンジン12、第1および第2モータ14,16の回転速度、出力トルクを制御することにより、エンジン12と第2モータ16で車両を駆動する、またエンジン12により第1モータ14を駆動して発電を行う、また車両の慣性による駆動輪34からの回転力により第2モータ16で回生発電を行うなど、動力装置10は、様々な態様の運用を行うことが可能となっている。
A power distribution and
第1モータ14とサンギア22は、第1モータ14の出力軸を介して直接結合されている。一方、第2モータ16は、減速機構36を介してリングギア24に接続されている。減速機構36は、遊星歯車機構を採用することができ、サンギアに第2モータ16の出力軸が接続され、リングギアに、動力分配統合機構のリングギア24が接続される。プラネタリキャリアは固定され、これにより第2モータ16の回転は減速して出力ギア26に伝達される。
The
エンジン12とプラネタリキャリア20は、捩りダンパ38を介して接続されている。さらに、エンジン出力軸40の、エンジン12と捩りダンパ38の間には、回転エネルギを蓄えるフライホイール42がクラッチ44を介して設けられている。このフライホイール42は、一般的なフライホイール、すなわちエンジンのクランク軸に結合され、これと一体に回転するフライホイールとは異なるものであり、これらを区別するために、以降、フライホイール42を付加フライホイール42と記す。なお、付加フライホイール42は、通常のフライホイールとの間にクラッチを設け、これに接続・切断するように構成して、エンジン出力軸に対して接続・切断できるようにしてもよい。
The
付加フライホイール42は、クラッチ44によりエンジン出力軸40と接続・切断が可能となっている。エンジン12が回転しているときにクラッチ44を接続状態とし、エンジン12などの原動機、または車両の慣性によって、付加フライホイール42を回転駆動し、これに回転エネルギを蓄える。エンジンの回転速度が所定値より低くなったら、またはエンジンを停止する状況になったら、クラッチ44を切断状態として、付加フライホイール42を回転させたままの状態とする。エンジン12を再始動する際、付加フライホイール42に蓄えられたエネルギを利用する。すなわち、エンジン12の再始動時、クラッチ44を接続してエンジン出力軸40を回転させる。このとき、第1モータ14もエンジン12を回転させるようにすることもできる。
The
また、この付加フライホイール42がエンジン出力軸40に接続されている状態においては、エンジン12の回転系の慣性モーメントが増加し、エンジン12の回転変動を小さくすることができ、振動騒音を低減する効果がある。また、付加フライホイール42をエンジン出力軸40から切断した場合、慣性モーメントが減少し、エンジンを加速させる際などの応答性を良好にする効果がある。
Further, in a state where the
第1および第2モータ14,16は、それぞれ第1および第2インバータ46,48を介してバッテリ50に接続されている。バッテリ50に蓄えられた電力は、第1および第2インバータ46,48にて交流に変換され、第1および第2モータ14,16に供給され、これらを駆動する。また、第1および第2モータ14,16により発電された電力は、第1および第2インバータ46,48により直流または脈流に変換されてバッテリ50に送られ、ここに蓄えられる。
The first and
エンジン12、第1および第2モータ14,16、付加フライホイール42の回転速度を検出するためにそれぞれに回転速度センサ52,54,56,58が設けられている。エンジンの回転速度センサ52は、回転速度信号をエンジン電子制御装置(エンジンECU)60に送出し、エンジンECU60は、この信号およびエンジン制御にかかる他の信号に基づきエンジンの回転速度、出力トルクを制御する。第1および第2モータ14,16の回転速度センサ54,56は、回転速度信号をモータECU62に送出し、モータ電子制御装置(モータECU)62は、この信号等に基づきモータの回転速度、出力トルクを制御する。さらに、バッテリ50の蓄電量等を制御するために、バッテリ電子制御装置(バッテリECU)64が設けられている。これらのECU60,62,64は、さらに上位のハイブリッド電子制御装置(ハイブリッドECU)66に接続されている。ハイブリッドECU66には、運転者が操作するイグニッションスイッチ68、アクセルペダル70、ブレーキペダル72、シフトレバー74などからの、加速したい、減速したいなどの運転者の意図を反映する信号が入力される。また、車両の走行速度を検出する車速センサ76からの信号も入力される。なお、この車速センサ76からの信号は、第2モータ16の回転速度をモータECU62を介して取得し、代用することもできる。
In order to detect the rotational speeds of the
ハイブリッドECU66は、上述の運転者が操作するアクセルペダル70等の操作子からの信号に基づき、運転者の要求を判断し、一方で各ECU60,62,64および車速センサ76からの情報に基づき車両の状態を把握して、運転者の要求および車両の状態に適用した運転を行うように、各ECUに指示を行う。また、ハイブリッドECU66は、運転者の要求、車両の状態に基づき、付加フライホイール42に関する制御も行う。
The
付加フライホイール42の動作について、さらに詳細に説明する。この動力装置10においては、信号待ちなどで車両が一時的に停止しているか、また車速が低速であってエンジン12の効率が低いときなどに、バッテリ50の充電を行う必要がないなどの条件が満たされると、エンジン12を一時的に停止する。このような一時的な停止状態から、所定の車速以上になるなど、所定の条件が満たされると、ハイブリッドECU66はエンジンの再始動に係る制御を行う。このときの始動を、イグニッションスイッチ68が操作されたことに基づく始動と区別するために、以降、再始動と記す。この動力装置10においては、再始動を、付加フライホイール42に蓄えられたエネルギと、第1モータ14の出力とにより行う。
The operation of the
エンジン再始動の条件が満足されたとハイブリッドECU66が判断すると、エンジンECU60およびモータECU62に対して、エンジン12およびモータ特に第1モータ14の所定の制御を実行するよう指令がなされる。また、エンジン12および第1モータ14の制御と同期してクラッチ44の接続制御も行う。したがって、ハイブリッドECU66、エンジンECU60およびモータECU62は、エンジン、モータの運転制御および付加フライホイール42の接続・切断を行うクラッチを制御する制御部として機能する。
When the
上述のように、本実施形態の動力装置10は、所定の条件が満たされるとエンジンを停止する。ハイブリッドECU66が、エンジン停止のための条件が満たされたことを判断すると、エンジンECU60に対し、エンジン停止の指示を行う。エンジンECU60は、燃料の供給を絶ち(フューエルカット)、点火プラグへの電力の供給をやめる。これによりエンジン12が停止する。一方、ハイブリッドECU66は、クラッチ44を切り、付加フライホイール42が回転を続けられるように制御する。回転する蓄エネフライホール42に蓄えられたエネルギを、再始動時に使用できるようにする。このときのクラッチ44の切断は、フューエルカットされてから遅れて実行される。このフューエルカット後の遅延量は、時間に基づいて定めてもよく、また低下したエンジン回転速度に基づいて定めてもよい。時間に基づく場合には、フューエルカット時点から所定時間経過後、クラッチ44を切断する。また、エンジン回転速度に基づく場合には、フューエルカット時のエンジン回転速度から所定の回転速度低下後、クラッチ44を切断する。したがって、フューエルカット時点では、エンジンの回転系の慣性モーメントは、大きい状態が維持され、フューエルカット前後におけるトルク変動による回転変動を抑制することができる。そして、エンジンがまだ停止していないときにクラッチ44を切断して、付加フライホイール42の回転が維持された状態とする。
As described above, the
図2には、エンジン12を停止させる際の付加フライホイール42の回転速度100、エンジン12の回転速度102および燃料供給信号104、クラッチ制御信号106の関係を示すタイムチャートが示されている。
FIG. 2 shows a time chart showing the relationship among the
エンジン12を停止制御する際には、燃料供給信号をオン(ON)からオフ(OFF)とする(時刻t1)。この制御により燃料の供給が絶たれ、エンジンの回転速度102は、低下を始める。付加フライホイール42は、フューエルカット前においては、クラッチ44が接続状態とされ、エンジン12の出力軸40と一体となって回転している。フューエルカットされた時刻t1においても、クラッチはオン(ON)となっており、付加フライホイール42もエンジン12と共に回転速度が低下し始める。このとき、エンジン12の回転系の慣性モーメントは大きい状態にあり、フューエルカットの前後のトルク変化による回転変動を抑制できる。
When the
フューエルカットの開始時刻t1から所定の時間経過したt2において、クラッチ44を切断する制御が行われる。この切断は、クラッチの滑った状態が短時間となるように、速やかに行われる。クラッチ44が切断された後は、エンジン12の回転速度は低下し、最終的には停止する。一方、付加フライホイール42は、クラッチ44を切った時刻t2における回転速度を維持し、次回のエンジン再始動に備える。時刻t1から時刻t2までの時間は、フューエルカット時の振動を抑制でき、かつ付加フライホイール42の回転速度がなるべく高くなるような時間に設定される。実際には、振動のレベルが許容できる範囲で、最も短い時間が選択される。
At a time t2 when a predetermined time has elapsed from the fuel cut start time t1, a control for disengaging the clutch 44 is performed. This disconnection is performed quickly so that the clutch slips for a short time. After the clutch 44 is disengaged, the rotational speed of the
本実施形態の動力装置10は、原動機としてエンジンとモータを備えたものであり、走行中であってもエンジンを停止し、モータでの走行が可能である。したがって、エンジンの停止制御が比較的頻繁に実施されるが、その時のフューエルカットによる振動が低減することができる。また、原動機としてエンジンのみを有する車両においても、例えば信号待ち時などのアイドリング時に自動的にエンジンを停止させ、発進時に再始動を行う車両においても本実施形態と同様の付加フライホイールおよびその制御を採用することができる。
The
上記の実施形態においては、フューエルカット時点から時間、エンジン回転速度などに基づき遅延をもってクラッチの切断を行うようにした。しかし、所定量の遅延を行うのではなく、実際にフューエルカットによる、問題となる影響がなくなってから、クラッチを切断することもできる。具体的には、フェールカットにより発生する振動が問題とならないレベルとなった時点で、クラッチを切断する。振動の検出は、例えばエンジンの回転速度センサにより、回転速度の振動として検出することができる。また、車両の内、エンジンなどの動力装置以外の部分である車体の振動をセンサを設けて検出することができる。 In the above embodiment, the clutch is disengaged with a delay based on the time from the fuel cut time, the engine speed, and the like. However, instead of performing a predetermined amount of delay, the clutch can be disengaged after the actual problem due to the fuel cut is eliminated. Specifically, the clutch is disengaged when the vibration generated by the fail cut reaches a level that does not cause a problem. The vibration can be detected, for example, as vibration at a rotational speed by an engine rotational speed sensor. Further, it is possible to detect the vibration of the vehicle body, which is a part of the vehicle other than the power device such as the engine, by providing a sensor.
10 動力装置、12 エンジン、14 第1モータ、16 第2モータ、18 動力分統合配機構、40 エンジン出力軸、42 付加フライホイール、44 クラッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
エンジンの出力軸に対し接続・切断可能なフライホイールと、
エンジンの制御およびフライホイールの接続・切断の制御を行う制御部と、
を有し、
前記制御部は、エンジン停止の指示を行った後に燃料の供給を絶ち、燃料の供給を絶ってから所定時間経過後、フライホイールがまだ回転している時にフライホイールを切断制御し、
フライホイールの切断を燃料供給停止から遅らせることにより燃料供給停止によるエンジンの振動を抑制する、
車両用動力装置。 An engine that drives the vehicle;
A flywheel that can be connected to and disconnected from the engine output shaft;
A control unit for controlling the engine and connecting / disconnecting the flywheel;
Have
The control unit may cut off the supply of fuel after the instruction of engine stop, after a standing supply of fuel predetermined time, and cut control flywheel when the flywheel is still spinning,
Suppresses the vibration of the engine due to the fuel supply stop by delaying the flywheel cutting from the fuel supply stop.
Vehicle power unit.
エンジンの出力軸に対し接続・切断可能なフライホイールと、
エンジンの制御およびフライホイールの接続・切断の制御を行う制御部と、
を有し、
前記制御部は、エンジン停止の指示を行った後に燃料の供給を絶ち、燃料の供給を絶ってからエンジン回転速度が所定値低下した後、フライホイールがまだ回転している時にフライホイールを切断制御し、
フライホイールの切断を燃料供給停止から遅らせることにより燃料供給停止によるエンジンの振動を抑制する、
車両用動力装置。 An engine that drives the vehicle;
A flywheel that can be connected to and disconnected from the engine output shaft;
A control unit for controlling the engine and connecting / disconnecting the flywheel;
Have
The control unit may cut off the supply of fuel after the instruction of engine stop, after the engine rotational speed from the standing fuel supply is decreased a predetermined value, the flywheel when the flywheel is still spinning Cutting control and
Suppresses the vibration of the engine due to the fuel supply stop by delaying the flywheel cutting from the fuel supply stop.
Vehicle power unit.
エンジンの出力軸に対し接続・切断可能なフライホイールと、
エンジンの制御およびフライホイールの接続・切断の制御を行う制御部と、
車両の所定部位の振動を検出する振動検出部と、
を有し、
前記制御部は、エンジンを停止する際に、燃料の供給を絶ってから振動検出部による振動が所定レベルまで低下した後にフライホイールを切断制御する、
車両用動力装置。 An engine that drives the vehicle;
A flywheel that can be connected to and disconnected from the engine output shaft;
A control unit for controlling the engine and connecting / disconnecting the flywheel;
A vibration detection unit for detecting vibration of a predetermined part of the vehicle;
Have
When the engine is stopped, the control unit cuts off the flywheel after the vibration by the vibration detection unit is reduced to a predetermined level after the supply of fuel is stopped.
Vehicle power unit.
エンジンへの燃料の供給を絶って、エンジンを停止させる制御を行うエンジン停止制御部と、
燃料の供給が絶たれてから所定時間経過後、フライホイールがまだ回転している時にフライホイールを切断する制御を行うフライホイール切断制御部と、
を有し、
フライホイールの切断を燃料供給停止から遅らせることにより燃料供給停止によるエンジンの振動を抑制する、車両用動力装置の制御装置。 A control device for controlling a vehicle power unit having an engine that drives a vehicle and a flywheel that can be connected to and disconnected from an output shaft of the engine,
An engine stop control unit for controlling the engine to stop by stopping the fuel supply to the engine;
A flywheel cutting control unit that performs control to cut the flywheel when the flywheel is still rotating after a predetermined time has elapsed after the fuel supply is cut off;
I have a,
A control device for a vehicular power unit that suppresses engine vibration caused by fuel supply stoppage by delaying flywheel cutting from fuel supply stoppage .
エンジンへの燃料の供給を絶って、エンジンを停止させる制御を行うエンジン停止制御部と、
燃料の供給が絶たれてからエンジン回転速度が所定値低下した後、フライホイールがまだ回転している時にフライホイールを切断する制御を行うフライホイール切断制御部と、
を有し、
フライホイールの切断を燃料供給停止から遅れせることにより燃料供給停止によるエンジンの振動を抑制する、車両用動力装置の制御装置。 A control device for controlling a vehicle power unit having an engine that drives a vehicle and a flywheel that can be connected to and disconnected from an output shaft of the engine,
An engine stop control unit for controlling the engine to stop by stopping the fuel supply to the engine;
A flywheel cutting control unit for controlling the flywheel to be cut when the flywheel is still rotating after the engine rotation speed is reduced by a predetermined value after the fuel supply is cut off;
I have a,
A control device for a vehicle power unit that suppresses engine vibration caused by stopping fuel supply by delaying flywheel cutting from stopping fuel supply .
エンジンへの燃料の供給を絶って、エンジンを停止させる制御を行うエンジン停止制御部と、
燃料の供給が絶たれてから所定時間経過後に、車両の所定部位の振動レベルを取得して、取得された振動レベルが所定レベルまで低下した後にフライホイールを切断する制御を行うフライホイール切断制御部と、
を有する、車両用動力装置の制御装置。
A control device for controlling a vehicle power unit having an engine that drives a vehicle and a flywheel that can be connected to and disconnected from an output shaft of the engine,
An engine stop control unit for controlling the engine to stop by stopping the fuel supply to the engine;
A flywheel cutting control unit that acquires a vibration level of a predetermined part of the vehicle after a lapse of a predetermined time since the fuel supply is cut off, and performs control for cutting the flywheel after the acquired vibration level is reduced to the predetermined level. When,
A control device for a vehicle power unit.
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