WO2012070133A1 - ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1による制御装置を搭載したハイブリッド車両100を説明するためにブロック図である。
図2を参照して、エンジン200においては、エアクリーナ(図示せず)から吸入される空気が、吸気管210を流通して、エンジン200の燃焼室202に導入される。スロットルバルブ214の開度(スロットル開度)により、燃焼室202に導入される空気量が調整される。スロットル開度は、スロットルモータ212により制御される。
図6を参照して、エンジン200の動作領域および動作点は、回転数およびトルクの組み合わせによって示される。エンジン200の動作可能領域は、エンジントルクTe<Tmax(最大トルク)かつ、エンジン回転数Ne<Nmax(最大回転数)の範囲内である。
図8を参照して、エンジン200の回転数およびトルク(Te)は、動作点P1に対応した値となる。ハイブリッド車両100の駆動軸に作用するトータル駆動力は、エンジン200を支点として作用するエンジン直達トルクTepと、第2MG120の出力トルクTmg2との和となる。エンジン直達トルクTepは、第1MG110の出力トルクTmg1および動力分割機構130のギヤ比ρを用いて、Tep=-Tmg1/ρで与えられる。第1MG110の出力トルクTmg1は、エンジン200の始動時には正(Tmg1>0)であるが、通常走行時には負(Tmg1<0)であるケースが多い。
図9を図8と比較して、動作点P2では、図8(動作点P1)と比較して、エンジン出力パワーの減少によって、エンジン200の回転数およびトルク(Te)が低下している。これに伴って、エンジン直達トルクTepは、動作点P2のときよりも低下する。
実施の形態1によるハイブリッド車両の走行制御を実現するためには、第2MG120の出力増加によるトルク補償が必要である。したがって、バッテリ150の蓄積エネルギ(SOC)が不足すると、かかる走行制御の実行が困難となる。
エンジン動作点がOT増量領域310(図6)に入るようなパワー配分となるのは、高車速時にアクセル開度が大きくなるという、ある程度特殊な車両状態(高速高負荷)に限られる。たとえば、高速走行時に、追越しのために加速したり、登坂するような走行状態において、OT増量領域に入るようなエンジン動作点が設定される。
図15を参照して、時刻t1から時刻t2の間、所定速度Vtを超える高速走行が所定時間以上継続することにより、時刻t2において、図14のステップS200がYES判定とされる。
ハイブリッド車両は、上述のように、車両状態によっては、エンジン200を停止して第2MG120の出力のみによって走行する。すなわち、ハイブリッド車両では、車両状態に応じてエンジン200が間欠的に運転される。
Claims (12)
- 車両駆動力を発生するための内燃機関(200)および電動機(120)を搭載したハイブリッド車両の制御装置(170)であって、
前記内燃機関の回転数およびトルクによって示される動作領域は、理論空燃比に従って燃料噴射量を算出する第1の動作領域(305)と、前記内燃機関の排気系に設けられた触媒(240)の温度上昇抑制のために前記理論空燃比に従った燃料噴射量よりも燃料を増量する第2の動作領域(310)とを含み、
前記制御装置は、車両状態に応じて前記ハイブリッド車両の全体要求パワーを算出するとともに、全ての車両状態において前記内燃機関のトルクおよび回転数が前記第1の動作領域に含まれるように、前記内燃機関の出力パワーを決定し、かつ、前記全体要求パワーが確保されるように、前記内燃機関の出力パワーに基づいて前記電動機の出力パワーを決定する、ハイブリッド車両の制御装置。 - 前記ハイブリッド車両は、
前記内燃機関(200)の始動時に前記内燃機関をモータリングするための始動電動機(110)をさらに備え、
前記制御装置(170)は、前記内燃機関の始動時において、前記内燃機関の燃料噴射量を前記理論空燃比に従って設定するとともに、前記内燃機関の回転数が始動時の目標回転数(N0)に達するまでの期間において前記始動電動機が前記モータリングのための正トルクを発生するように制御する、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記ハイブリッド車両は、
前記内燃機関(200)の始動時に前記内燃機関をモータリングするための始動電動機(110)をさらに備え、
前記制御装置(170)は、前記内燃機関の始動時において、前記内燃機関の燃料噴射量を前記理論空燃比に従って設定するとともに、前記始動電動機の回転数が、前記内燃機関の回転数が始動時の目標回転数に達したときの定常回転数(N1)よりも一旦上昇した後に、前記定常回転数に整定するように、前記始動電動機を制御する、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記ハイブリッド車両は、
前記電動機(120)の駆動に用いられる電力を蓄積するための蓄電装置(150)と、
前記内燃機関の出力によって前記蓄電装置の充電電力を発生するための発電機構(110)とをさらに備え、
前記制御装置(170)は、前記蓄電装置の蓄積エネルギ(SOC)が基準値(Sth)よりも低い場合に、前記内燃機関(200)の出力パワーが一定の下で前記内燃機関の回転数が上昇するように、前記内燃機関の動作点を変更する、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記ハイブリッド車両は、
前記電動機(120)の駆動に用いられる電力を蓄積するための蓄電装置(150)と、
車両走行中に前記蓄電装置の充電電力を発生するための発電機構(110)とをさらに備え、
前記制御装置(170)は、前記内燃機関(200)への高出力要求に備えた前記蓄電装置の充電レベル上昇制御が必要であるか否かを走行状態に基づいて判定するとともに、前記充電レベル上昇制御が必要であると判定された場合には、前記蓄電装置の蓄積エネルギが増加するように前記発電機構を制御する、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記制御装置(170)は、前記全体要求パワーに対する前記内燃機関および前記電動機の出力パワーの配分を決定するとともに、前記決定されたパワー配分に従う前記内燃機関の動作点が前記第2の動作領域(310)に含まれるときに、前記内燃機関の動作点を前記第1の動作領域(305)内に変更するように前記内燃機関の出力パワーを低下させ、かつ、前記動作点の変更による前記内燃機関の出力パワーの低下分を反映して前記電動機の出力パワーを増加するようにパワー配分を修正する、請求項1から5のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 車両駆動力を発生するための内燃機関(200)および電動機(120)を搭載したハイブリッド車両の制御方法であって、
前記内燃機関の回転数およびトルクによって示される動作領域は、理論空燃比に従って燃料噴射量を算出する第1の動作領域(305)と、前記内燃機関の排気系に設けられた触媒(240)の温度上昇抑制のために前記理論空燃比に従った燃料噴射量よりも燃料を増量する第2の動作領域(310)とを含み、
前記制御方法は、
車両状態に応じて前記ハイブリッド車両の全体要求パワーを算出するステップ(S100)と、
全ての車両状態において前記内燃機関のトルクおよび回転数が前記第1の動作領域に含まれるように、前記内燃機関の出力パワーを決定するステップ(S130,S140)と、
前記全体要求パワーが確保されるように、前記内燃機関の出力パワーに基づいて前記電動機の出力パワーを決定するステップ(S110)とを備える、ハイブリッド車両の制御方法。 - 前記ハイブリッド車両は、
前記内燃機関(200)の始動時に前記内燃機関をモータリングするための始動電動機(110)をさらに備え、
前記内燃機関の始動時において、前記内燃機関の燃料噴射量は記理論空燃比に従って設定され、かつ、前記始動電動機は、前記内燃機関の回転数が始動時の目標回転数(N0)に達するまでの期間において前記始動電動機が前記モータリングのための正トルクを発生するように制御される、請求項7に記載のハイブリッド車両の制御方法。 - 前記ハイブリッド車両は、
前記内燃機関(200)の始動時に前記内燃機関をモータリングするための始動電動機(110)をさらに備え、
前記内燃機関の始動時において、前記内燃機関の燃料噴射量は前記理論空燃比に従って設定され、かつ、前記始動電動機は、前記始動電動機の回転数が、前記内燃機関の回転数が始動時の目標回転数に達したときの定常回転数(N1)よりも一旦上昇した後に、前記定常回転数に整定するように制御される、請求項7に記載のハイブリッド車両の制御方法。 - 前記ハイブリッド車両は、
前記電動機(120)の駆動に用いられる電力を蓄積するための蓄電装置(150)と、
前記内燃機関の出力によって前記蓄電装置の充電電力を発生するための発電機構(110)とをさらに備え、
前記制御方法は、
前記蓄電装置の蓄積エネルギ(SOC)が基準値(Sth)よりも低い場合に、前記内燃機関(200)の出力パワーが一定の下で前記内燃機関の回転数が上昇するように、前記内燃機関の動作点を変更するステップ(S170,S180)をさらに備える、請求項7に記載のハイブリッド車両の制御方法。 - 前記ハイブリッド車両は、
前記電動機(120)の駆動に用いられる電力を蓄積するための蓄電装置(150)と、
車両走行中に前記蓄電装置の充電電力を発生するための発電機構(110)とをさらに備え、
前記制御方法は、
前記内燃機関(200)への高出力要求に備えた前記蓄電装置の充電レベル上昇制御が必要であるか否かを走行状態に基づいて判定するステップ(S210)と、
前記充電レベル上昇制御が必要であると判定された場合に、前記蓄電装置の蓄積エネルギが増加するように前記発電機構を制御するステップ(S220)とをさらに備える、請求項7に記載のハイブリッド車両の制御方法。 - 前記制御方法は、
前記全体要求パワーに対する前記内燃機関(200)および前記電動機(120)の出力パワーの配分を決定するステップ(S120)をさらに備え、
前記内燃機関の出力パワーを決定するステップ(S130,S140)は、前記決定されたパワー配分に従う前記内燃機関の動作点が前記第2の動作領域(310)に含まれるときに、前記内燃機関の動作点を前記第1の動作領域(305)内に変更するように前記内燃機関の出力パワーを低下させ、
前記出力パワーの配分を決定するステップは、前記動作点の変更による前記内燃機関の出力パワーの低下分を反映して、前記電動機の出力パワーを増加するようにパワー配分を修正する、請求項7から11のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御方法。
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