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JP2016112975A - Output control device of hybrid vehicle - Google Patents

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JP2016112975A
JP2016112975A JP2014252007A JP2014252007A JP2016112975A JP 2016112975 A JP2016112975 A JP 2016112975A JP 2014252007 A JP2014252007 A JP 2014252007A JP 2014252007 A JP2014252007 A JP 2014252007A JP 2016112975 A JP2016112975 A JP 2016112975A
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JP
Japan
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engine
output
limit value
internal combustion
torque limit
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Application number
JP2014252007A
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Japanese (ja)
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泰毅 森田
Yasutake Morita
泰毅 森田
善仁 菅野
Yoshihito Sugano
善仁 菅野
木下 剛生
Takeo Kinoshita
剛生 木下
太輔 泉岡
Daisuke Izuoka
太輔 泉岡
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
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Abstract

【課題】内燃機関のエンジントルクの増加に伴うPN値の増加を抑制できるハイブリッド車両の出力制御装置を提供する。【解決手段】ECU40は、エンジン3の燃焼室内温度が所定値未満のときに、燃焼室内温度に応じたエンジントルク制限値を設定し、エンジン3に対するエンジン要求出力がエンジントルク制限値を超えると判断した場合に、バッテリ36の蓄電率を下限値以上に維持でき、かつエンジントルク制限値を超えない範囲でエンジン要求出力に近づくようにエンジン3のエンジン回転数を変化させる。【選択図】図1An output control device for a hybrid vehicle capable of suppressing an increase in a PN value accompanying an increase in engine torque of an internal combustion engine. An ECU sets an engine torque limit value according to the temperature in the combustion chamber when the temperature in the combustion chamber of the engine is less than a predetermined value, and determines that the engine request output for the engine exceeds the engine torque limit value. In this case, the engine speed of the engine 3 is changed so that the power storage rate of the battery 36 can be maintained above the lower limit value and approaches the engine required output within a range not exceeding the engine torque limit value. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、走行用駆動源として内燃機関と電動機とが設けられたハイブリッド車両に適用される出力制御装置に関する。   The present invention relates to an output control device applied to a hybrid vehicle provided with an internal combustion engine and an electric motor as a driving source for traveling.

ハイブリッド車両に適用される出力制御装置として、内燃機関の低温始動時に燃焼室温度であるピストン頂面温度が所定値以上となるまでの間、内燃機関の出力制限値を算出し、その出力制限値に基づいて目標エンジン回転数とエンジントルク制限値とを設定するとともに、バッテリの充電状態に基づくバッテリの入出力制限範囲内でモータトルク指令値を設定して内燃機関及びモータを制御することによって、内燃機関の不完全燃焼を原因としたエミッションの悪化を抑制するものが知られている(特許文献1)。   As an output control device applied to a hybrid vehicle, the output limit value of the internal combustion engine is calculated until the piston top surface temperature, which is the combustion chamber temperature, exceeds a predetermined value at the time of low temperature start of the internal combustion engine. By setting the target engine speed and the engine torque limit value based on the battery, and setting the motor torque command value within the battery input / output limit range based on the charge state of the battery to control the internal combustion engine and the motor, One that suppresses the deterioration of emissions caused by incomplete combustion of an internal combustion engine is known (Patent Document 1).

特開2006−299817号公報JP 2006-299817 A

特許文献1の出力制御装置は、内燃機関の出力制限によって燃料噴射量に影響するエミッションの増加抑制を行い、バッテリの充電状態に基づく入出力制限範囲内でモータトルクを制限している。そのため、内燃機関の出力制限範囲内であってもトルクの増加とともに燃料噴射量が増加するので、特に内燃機関の冷間始動時はエミッション値の一つである粒子状物質の個数(PN:particulate number)の値が望ましくない値となるおそれがある。   The output control device of Patent Document 1 suppresses an increase in emission that affects the fuel injection amount by limiting the output of the internal combustion engine, and limits the motor torque within an input / output limit range based on the state of charge of the battery. Therefore, the fuel injection amount increases as the torque increases even within the output limit range of the internal combustion engine. Therefore, especially during the cold start of the internal combustion engine, the number of particulate matter (PN: particulate) which is one of the emission values. number) may be an undesirable value.

そこで、本発明は、内燃機関のエンジントルクの増加に伴うPN値の増加を抑制できるハイブリッド車両の出力制御装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an output control device for a hybrid vehicle that can suppress an increase in PN value accompanying an increase in engine torque of an internal combustion engine.

本発明の出力制御装置は、内燃機関と電動機とを走行用駆動源として備え、前記内燃機関及び前記電動機の両方が分担して車両全体の駆動力として動力を発生可能であり、かつ前記電動機を駆動するために使用される蓄電手段が設けられたハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の出力制御装置であって、前記内燃機関の燃焼室内温度が所定値未満のときに、前記燃焼室内温度に応じた前記内燃機関のエンジントルク制限値を設定する設定手段と、前記内燃機関に対するエンジン要求出力が前記エンジントルク制限値を超えると判断した場合に、前記蓄電手段の蓄電率を所定値以上に維持でき、かつ前記エンジントルク制限値を超えない範囲で前記エンジン要求出力に近づくように前記内燃機関のエンジン回転数を変化させる制御手段と、を備えるものである。   An output control device according to the present invention includes an internal combustion engine and an electric motor as a driving source for travel, and both the internal combustion engine and the electric motor can share and generate power as a driving force of the entire vehicle. An output control device for a hybrid vehicle applied to a hybrid vehicle provided with power storage means used for driving, wherein the combustion chamber temperature of the internal combustion engine is less than a predetermined value according to the combustion chamber temperature. And setting means for setting the engine torque limit value of the internal combustion engine, and when it is determined that the engine required output for the internal combustion engine exceeds the engine torque limit value, the power storage rate of the power storage means can be maintained at a predetermined value or more. And a control means for changing the engine speed of the internal combustion engine so as to approach the engine required output within a range not exceeding the engine torque limit value. And, those with a.

この出力制御装置によれば、エンジントルク制限値をPN値に関連して設定することにより、エンジントルク制限値を超えず、かつ蓄電率を所定値以上に維持するような出力制御が行われる。これにより、内燃機関のトルク増加に伴うPN値の悪化を抑制でき、かつ蓄電手段の蓄電率の低下による内燃機関の余計な出力増加によるPN値の悪化も抑制できる。   According to this output control device, by setting the engine torque limit value in relation to the PN value, output control is performed such that the engine torque limit value is not exceeded and the storage rate is maintained at a predetermined value or more. Thereby, the deterioration of the PN value accompanying the increase in the torque of the internal combustion engine can be suppressed, and the deterioration of the PN value due to the extra output increase of the internal combustion engine due to the decrease in the storage rate of the power storage means can be suppressed.

本発明の一形態に係る出力制御装置が適用されたハイブリッド車両の全体構成を示した図。The figure which showed the whole structure of the hybrid vehicle to which the output control apparatus which concerns on one form of this invention was applied. 本発明の一形態に係る制御の概要を示した図。The figure which showed the outline | summary of the control which concerns on one form of this invention. エンジン要求出力との差と蓄電率との関係を示した図。The figure which showed the relationship between the difference with an engine request output, and an electrical storage rate. 本発明の一形態に係る制御ルーチンの一例を示したフローチャート。6 is a flowchart illustrating an example of a control routine according to an embodiment of the present invention.

図1に示すように、車両1は複数の動力源を組み合わせたハイブリッド車両として構成されている。車両1は、エンジン3と、2つのモータ・ジェネレータ4、5とを走行用の動力源として備えている。エンジン3は4つの気筒10を備えた直列4気筒型の内燃機関である。エンジン3は本発明に係る内燃機関に相当し、第2モータ・ジェネレータ5は本発明に係る電動機に相当する。車両1は、エンジン3及び第2モータ・ジェネレータ5の両方が分担して車両全体の駆動力として動力を発生可能に構成されている。   As shown in FIG. 1, the vehicle 1 is configured as a hybrid vehicle in which a plurality of power sources are combined. The vehicle 1 includes an engine 3 and two motor generators 4 and 5 as driving power sources. The engine 3 is an in-line four-cylinder internal combustion engine including four cylinders 10. The engine 3 corresponds to the internal combustion engine according to the present invention, and the second motor / generator 5 corresponds to the electric motor according to the present invention. The vehicle 1 is configured so that both the engine 3 and the second motor / generator 5 can share and generate power as a driving force of the entire vehicle.

エンジン3の各気筒10には吸気通路11と排気通路12とがそれぞれ接続されている。吸気通路11には各気筒10に吸気を分配する吸気マニホールド11aが含まれ、排気通路12には各気筒10の排気を集合する排気マニホールド12aが含まれている。吸気通路11には、空気濾過用のエアクリーナ13、空気流量を調整可能なスロットルバルブ14、ターボチャージャ15のコンプレッサ15a、及びインタークーラ16がそれぞれ設けられている。排気通路12には、ターボチャージャ15のタービン15b、主に冷間時の排気浄化を行うスタート触媒17、及び排気中の有害成分を浄化する排気浄化触媒18がそれぞれ設けられている。   An intake passage 11 and an exhaust passage 12 are connected to each cylinder 10 of the engine 3. The intake passage 11 includes an intake manifold 11 a that distributes intake air to each cylinder 10, and the exhaust passage 12 includes an exhaust manifold 12 a that collects exhaust from each cylinder 10. The intake passage 11 is provided with an air cleaner 13 for air filtration, a throttle valve 14 capable of adjusting the air flow rate, a compressor 15 a of a turbocharger 15, and an intercooler 16. The exhaust passage 12 is provided with a turbine 15b of the turbocharger 15, a start catalyst 17 that mainly purifies exhaust when cold, and an exhaust purification catalyst 18 that purifies harmful components in the exhaust.

エンジン3には排気の一部を吸気系に還流するEGR装置20が設けられている。EGR装置20は、排気通路12と吸気通路11とを結ぶEGR通路21と、EGR通路21に導かれる排気を冷却するEGRクーラ22と、EGRガスの流量を調整するEGRバルブ23とを備えている。EGR通路21は、その排気側の一端がスタート触媒17とNOx触媒18との間の排気通路12に接続され、吸気側の一端がスロットルバルブ14とターボチャージャ15のコンプレッサ15aとの間の吸気通路11に接続されている。   The engine 3 is provided with an EGR device 20 that recirculates part of the exhaust gas to the intake system. The EGR device 20 includes an EGR passage 21 that connects the exhaust passage 12 and the intake passage 11, an EGR cooler 22 that cools the exhaust led to the EGR passage 21, and an EGR valve 23 that adjusts the flow rate of EGR gas. . One end of the exhaust side of the EGR passage 21 is connected to the exhaust passage 12 between the start catalyst 17 and the NOx catalyst 18, and one end of the intake side is connected to the intake passage between the throttle valve 14 and the compressor 15a of the turbocharger 15. 11 is connected.

エンジン3と第1モータ・ジェネレータ4とは差動機構である動力分割機構6に接続されている。動力分割機構6の出力は出力ギア30に伝達される。出力ギア30と第2モータ・ジェネレータ5とは互いに連結されていて一体回転する。出力ギア30から出力した動力は減速装置31及び差動装置32を介して駆動輪33に伝達される。第1モータ・ジェネレータ4はステータ4aとロータ4bとを有する。第1モータ・ジェネレータ4は、動力分割機構6にて分割されたエンジン3の動力を受けて発電する発電機として機能するとともに、交流電力にて駆動される電動機としても機能する。同様に、第2モータ・ジェネレータ5はステータ5aとロータ5bとを有し、電動機及び発電機としてそれぞれ機能する。各モータ・ジェネレータ4、5はモータ用制御装置35を介して蓄電手段としてのバッテリ36に接続される。なお、バッテリ36の代わりに周知のキャパシタを設けることもできる。モータ用制御装置35は各モータ・ジェネレータ4、5が発電した電力を直流変換してバッテリ36に蓄電するとともにバッテリ36の電力を交流変換して各モータ・ジェネレータ4、5に供給する。   The engine 3 and the first motor / generator 4 are connected to a power split mechanism 6 which is a differential mechanism. The output of the power split mechanism 6 is transmitted to the output gear 30. The output gear 30 and the second motor / generator 5 are connected to each other and rotate together. The power output from the output gear 30 is transmitted to the drive wheels 33 via the speed reducer 31 and the differential device 32. The first motor / generator 4 has a stator 4a and a rotor 4b. The first motor / generator 4 functions as a generator that generates power by receiving the power of the engine 3 divided by the power split mechanism 6 and also functions as an electric motor driven by AC power. Similarly, the second motor / generator 5 includes a stator 5a and a rotor 5b, and functions as an electric motor and a generator, respectively. Each motor / generator 4, 5 is connected to a battery 36 as a power storage means via a motor control device 35. A well-known capacitor can be provided in place of the battery 36. The motor control device 35 converts the electric power generated by the motor / generators 4 and 5 into direct current and stores it in the battery 36, and converts the electric power of the battery 36 into alternating current and supplies it to the motor / generator 4 and 5.

動力分割機構6はシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されており、サンギアSと、リングギアRと、これらのギアS、Rに噛み合うピニオンPを自転及び公転可能な状態で保持するプラネタリキャリアCとを有している。サンギアSは第1モータ・ジェネレータ4のロータ4aに連結され、リングギアRは出力ギア30に連結され、プラネタリキャリアCはエンジン3のクランク軸7に連結される。なお、クランク軸7とプラネタリキャリアCとの間にはダンパ8が介在し、そのダンパ8はエンジン3のトルク変動を吸収する。   The power split mechanism 6 is configured as a single-pinion type planetary gear mechanism, and has a planetary carrier C that holds a sun gear S, a ring gear R, and a pinion P meshing with these gears S and R in a state capable of rotating and revolving. And have. The sun gear S is connected to the rotor 4 a of the first motor / generator 4, the ring gear R is connected to the output gear 30, and the planetary carrier C is connected to the crankshaft 7 of the engine 3. A damper 8 is interposed between the crankshaft 7 and the planetary carrier C, and the damper 8 absorbs torque fluctuations of the engine 3.

車両1の制御は電子制御装置(ECU)40にて制御される。ECU40はエンジン3及び各モータ・ジェネレータ4、5に対して各種の制御を行う。以下、本発明に関連してECU40が行う主要な制御について説明する。ECU40には、多数のセンサの信号が入力されるが、本発明に関連するものとしては、不図示のアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)に応じた信号を出力するアクセル開度センサ41、車両1の速度(車速)に応じた信号を出力する車速センサ42、バッテリ36の蓄電率に応じた信号を出力するSOCセンサ43、エンジン3のエンジン回転数に応じた信号を出力するクランク角センサ44、及びエンジン3の燃焼室内温度に応じた信号を出力する筒内温度センサ45の各信号がECU40に入力される。   Control of the vehicle 1 is controlled by an electronic control unit (ECU) 40. The ECU 40 performs various controls on the engine 3 and the motor generators 4 and 5. Hereinafter, main control performed by the ECU 40 in relation to the present invention will be described. The ECU 40 receives signals from a large number of sensors. As an example related to the present invention, an accelerator opening sensor 41 that outputs a signal corresponding to a depression amount (accelerator opening) of an accelerator pedal (not shown), A vehicle speed sensor 42 that outputs a signal according to the speed (vehicle speed) of the vehicle 1, an SOC sensor 43 that outputs a signal according to the storage rate of the battery 36, and a crank angle sensor that outputs a signal according to the engine speed of the engine 3 44 and each signal of the in-cylinder temperature sensor 45 that outputs a signal corresponding to the temperature in the combustion chamber of the engine 3 are input to the ECU 40.

ECU40は、アクセル開度センサ41の出力信号と車速センサ42の出力信号とを参照して運転者が車両1に対して要求する要求出力を計算し、その要求出力に対するシステム効率が最適となるように各種のモードを切り替えながら車両1を制御する。例えば、エンジン3の熱効率が低下する低負荷領域ではエンジン3の燃焼を停止して第2モータ・ジェネレータ5を駆動するEVモードが選択される。また、エンジン3だけではトルクが不足する場合は、エンジン3とともに第2モータ・ジェネレータ5を走行用駆動源とするハイブリッドモードが選択される。   The ECU 40 refers to the output signal of the accelerator opening sensor 41 and the output signal of the vehicle speed sensor 42 to calculate the required output requested by the driver to the vehicle 1 so that the system efficiency for the required output is optimized. The vehicle 1 is controlled while switching various modes. For example, in the low load region where the thermal efficiency of the engine 3 is reduced, the EV mode in which the combustion of the engine 3 is stopped and the second motor / generator 5 is driven is selected. When the torque is insufficient with only the engine 3, the hybrid mode is selected in which the engine 3 and the second motor / generator 5 are used as a driving source for traveling.

ハイブリッドモードが選択された場合、車両1の全体に対する要求出力はエンジン3のエンジン要求出力と第2モータ・ジェネレータ5のモータ要求出力との合計に等しい。つまり、車両1の全体に対する要求出力をエンジン3の出力だけで賄えない場合には第2モータ・ジェネレータ5の出力でその不足分が補われる。要求出力に対するエンジン要求出力とモータ要求出力との配分はエンジン回転数とエンジントルクとで定義されたエンジン3の動作点の変化に応じて変化する。エンジン要求出力が特定されると、そのエンジン要求出力を実現できるエンジン3の動作点が定められる。特別な条件が成立しない限りエンジン3の動作点はあらかじめ設定された最適燃費線L(図2参照)上を移動するように制御されるので、エンジン要求出力を実現するエンジン3の動作点は原則として最適燃費線L上に設定される。なお、最適燃費線Lはエンジン3の熱効率が最適となるように、実機又はシミュレーション等を用いた適合によって定められる。   When the hybrid mode is selected, the required output for the entire vehicle 1 is equal to the sum of the required engine output of the engine 3 and the required motor output of the second motor / generator 5. That is, when the required output for the entire vehicle 1 cannot be covered only by the output of the engine 3, the shortage is compensated by the output of the second motor / generator 5. The distribution of the engine request output and the motor request output with respect to the request output changes according to the change in the operating point of the engine 3 defined by the engine speed and the engine torque. When the engine request output is specified, the operating point of the engine 3 that can realize the engine request output is determined. Unless the special condition is satisfied, the operating point of the engine 3 is controlled so as to move on the preset optimum fuel consumption line L (see FIG. 2). Is set on the optimum fuel consumption line L. The optimum fuel consumption line L is determined by adaptation using an actual machine or a simulation so that the thermal efficiency of the engine 3 is optimized.

ここで、出力制御装置としてのECU40が実施する本形態の制御の概要を図2及び図3を参照しながら説明する。一般に、内燃機関の燃焼室温度が低いほど同じ燃料噴射量(エンジントルク)で運転した排気中のPN値が悪化する。そこで、ECU40は、PN値の悪化を抑制できるようにエンジン3の燃焼室温度に応じてエンジントルク制限値を設定する。エンジントルク制限値は燃焼室内温度が低いほど小さな値となるように、換言すれば燃焼室温度が高いほど大きな値となるようにエンジントルク制限値が設定される。   Here, an outline of the control of the present embodiment performed by the ECU 40 as the output control device will be described with reference to FIGS. 2 and 3. In general, the lower the combustion chamber temperature of the internal combustion engine, the worse the PN value in the exhaust operated with the same fuel injection amount (engine torque). Therefore, the ECU 40 sets an engine torque limit value according to the combustion chamber temperature of the engine 3 so that deterioration of the PN value can be suppressed. The engine torque limit value is set so that the engine torque limit value decreases as the combustion chamber temperature decreases, in other words, the engine torque limit value increases as the combustion chamber temperature increases.

図2に示すように、エンジン要求出力に基づくエンジン出力Bのエンジントルクがエンジントルク制限値Aを超える場合、エンジン動作点を最適燃費線L上に維持したままではエンジン要求出力を達成できない(動作点F′参照)。そのため、エンジン3の動作点を、最適燃費線L上の動作点F′からエンジントルク制限値Aを超えずにエンジン要求出力に近づくように変化させながら、第2モータ・ジェネレータ5のモータ出力によってエンジン要求出力に達するまでの出力不足を補う。しかし、第2モータ・ジェネレータ5から出力可能なモータ出力はバッテリ36の入出力制限によって制約を受けるので、無条件にエンジン出力の不足を補うことはできない。つまり、第2モータ・ジェネレータ5による出力補助はバッテリ36の入出力制限の範囲内に限られる。   As shown in FIG. 2, when the engine torque of the engine output B based on the engine required output exceeds the engine torque limit value A, the engine required output cannot be achieved while maintaining the engine operating point on the optimum fuel consumption line L (operation (See point F '). Therefore, the operating point of the engine 3 is changed from the operating point F ′ on the optimum fuel consumption line L so as to approach the engine required output without exceeding the engine torque limit value A, and the motor output of the second motor / generator 5 Compensate for insufficient output until engine output is reached. However, since the motor output that can be output from the second motor / generator 5 is restricted by the input / output restriction of the battery 36, the shortage of the engine output cannot be compensated unconditionally. That is, the output assistance by the second motor / generator 5 is limited to the input / output restriction range of the battery 36.

図3に示したように、バッテリ36の充電状態(SOC)の代表値としての蓄電率には入出力制限で規定される下限値が存在する。そこで、ECU40は、バッテリ36の蓄電率の下限値を超えない範囲で、エンジン動作点をエンジン要求出力に近づけていく。図2及び図3に示した例では、F′点からG点まで移動しても蓄電率の下限値を下回らないので、バッテリ36の蓄電率を下限値以上に維持しながらエンジン動作点をF′点からG点まで移動させてエンジン要求出力を達成できる。なお、図2の縦軸はエンジン要求出力との差を示しているが、G点とF′点とが図1の位置関係にあるときには、図2の縦軸はエンジン回転数差とすることもできる。   As shown in FIG. 3, there is a lower limit value defined by input / output restrictions on the storage rate as a representative value of the state of charge (SOC) of the battery 36. Therefore, the ECU 40 brings the engine operating point closer to the engine required output within a range that does not exceed the lower limit value of the storage rate of the battery 36. In the example shown in FIGS. 2 and 3, even if the battery moves from the point F ′ to the point G, it does not fall below the lower limit value of the storage rate. The required engine output can be achieved by moving from the point 'to the point G. The vertical axis in FIG. 2 indicates the difference from the engine required output, but when the G point and the F ′ point are in the positional relationship in FIG. 1, the vertical axis in FIG. 2 is the engine speed difference. You can also.

以上の制御を実現するため、ECU40は図4の制御ルーチンを実施する。図4の制御ルーチンのプログラムはECU40に記憶されており、適時に読み出されて燃焼室内温度が冷間時に相当する所定値未満の場合に実行される。   In order to realize the above control, the ECU 40 executes the control routine of FIG. The program of the control routine of FIG. 4 is stored in the ECU 40, and is read out in a timely manner and executed when the temperature in the combustion chamber is less than a predetermined value corresponding to the cold state.

ECU40は、ステップS0で所定の始動要求等に応じてエンジン3が始動された後、ステップS1において、エンジン3の停止要求があるか否かを判定する。停止要求がある場合は、ステップS13に進みエンジン3に対する停止処理を実施してエンジン3を停止させてルーチンを抜ける。一方、停止要求がない場合はステップS2に処理を進める。   The ECU 40 determines whether or not there is a stop request for the engine 3 in step S1 after the engine 3 is started in response to a predetermined start request in step S0. If there is a stop request, the process proceeds to step S13, the stop process for the engine 3 is performed, the engine 3 is stopped, and the routine is exited. On the other hand, if there is no stop request, the process proceeds to step S2.

ステップS2において、ECU40はアクセル開度及び車速に基づいてエンジン要求出力Bを算出する。アクセル開度はアクセル開度センサ41の出力信号に基づいて、車速は車速センサ42の出力信号に基づいてそれぞれ取得される。ステップS3において、ECU40は燃焼室内温度に基づいてエンジントルク制限値Aを設定する。エンジントルク制限値Aはエンジン3のエンジントルクを制限するためのものであり、燃焼室内温度が高いほど大きな値となるように不図示の算出マップに基づいて設定される。   In step S2, the ECU 40 calculates the engine required output B based on the accelerator opening and the vehicle speed. The accelerator opening is acquired based on the output signal of the accelerator opening sensor 41, and the vehicle speed is acquired based on the output signal of the vehicle speed sensor 42, respectively. In step S3, the ECU 40 sets the engine torque limit value A based on the combustion chamber temperature. The engine torque limit value A is for limiting the engine torque of the engine 3, and is set based on a calculation map (not shown) so as to increase as the temperature in the combustion chamber increases.

この算出マップには、PN値が許容範囲内に抑制され得るエンジントルク制限値Aが燃焼室内温度毎に設定されている。したがって、ECU40がこの算出マップに基づいてエンジントルク制限値Aを設定することによりPN値が許容範囲内に抑制されることが補償される。なお、燃焼室内温度は筒内温度センサ45の出力信号に基づいて取得されるが、燃焼室内温度を筒内温度センサ45で取得する代わりに、冷却水温、間欠時間、始動後のエンジン仕事量等の燃焼室内温度と相関する物理量に基づいて燃焼室内温度を推定して取得することも可能である。   In this calculation map, an engine torque limit value A at which the PN value can be suppressed within an allowable range is set for each temperature in the combustion chamber. Therefore, it is compensated that the PN value is suppressed within the allowable range by the ECU 40 setting the engine torque limit value A based on this calculation map. The combustion chamber temperature is acquired based on the output signal of the in-cylinder temperature sensor 45. Instead of acquiring the combustion chamber temperature by the in-cylinder temperature sensor 45, the cooling water temperature, the intermittent time, the engine work after the start, etc. It is also possible to estimate and obtain the combustion chamber temperature based on the physical quantity correlated with the combustion chamber temperature.

ステップS4において、ECU40はステップS2で算出したエンジン要求出力Bに基づいて、最適燃費線L(図2参照)上のトルクB′を算出する。ステップS5において、ECU40はトルクB′がエンジントルク制限値Aよりも大きいか否かを判定する。トルクB′がエンジントルク制限値Aよりも大きい場合はステップS6に進み、そうでない場合は以後の処理をスキップしてステップS1に処理を戻す。   In step S4, the ECU 40 calculates the torque B ′ on the optimum fuel consumption line L (see FIG. 2) based on the engine required output B calculated in step S2. In step S5, the ECU 40 determines whether or not the torque B 'is larger than the engine torque limit value A. If the torque B 'is greater than the engine torque limit value A, the process proceeds to step S6. If not, the subsequent process is skipped and the process returns to step S1.

ステップS6において、ECU40は最適燃費線Lとエンジントルク制限値Aとの交点に相当する出力F′(図2参照)を仮に設定する。ステップS7において、ECU40はSOCセンサ43の出力信号を参照してバッテリ36の蓄電率を取得する。ステップS8において、ECU40はステップS7で取得した蓄電率に基づいてエンジン出力とエンジン要求出力との許容差C(図3参照)を算出する。エンジン3の動作点の変更量がこの許容差C以下であれば、動作点変更時に第2モータ・ジェネレータ5による出力補助を実施してもバッテリ36の蓄電率の下限値未満とならないことが補償される。つまりバッテリ36の蓄電率が下限値以上に維持される。この下限値は本発明に係る所定値に相当する。   In step S6, the ECU 40 temporarily sets an output F ′ (see FIG. 2) corresponding to the intersection of the optimum fuel consumption line L and the engine torque limit value A. In step S <b> 7, the ECU 40 refers to the output signal of the SOC sensor 43 and acquires the storage rate of the battery 36. In step S8, the ECU 40 calculates a tolerance C (see FIG. 3) between the engine output and the engine request output based on the storage rate obtained in step S7. If the change amount of the operating point of the engine 3 is equal to or smaller than the tolerance C, it is compensated that the output assist by the second motor / generator 5 is not less than the lower limit value of the battery 36 when the operating point is changed. Is done. That is, the storage rate of the battery 36 is maintained at the lower limit value or more. This lower limit corresponds to a predetermined value according to the present invention.

ステップS9において、ECU40は今回の計算でエンジン出力に追加する出力追加分Gを算出する。出力追加分Gは、エンジン要求出力BからステップS6で設定した動作点F′及びステップS8で算出した許容差Cのそれぞれを減じることにより算出される。   In step S9, the ECU 40 calculates an additional output G to be added to the engine output in the current calculation. The additional output G is calculated by subtracting the operating point F ′ set in step S6 and the tolerance C calculated in step S8 from the engine required output B.

ステップS10において、ECU40はエンジン3に対する出力指令値であるエンジン指示出力Fを算出する。エンジン指示出力Fは、ステップS6で設定した出力F′にステップS9で算出した出力追加分Gを加算することにより算出される。   In step S <b> 10, the ECU 40 calculates an engine instruction output F that is an output command value for the engine 3. The engine instruction output F is calculated by adding the output addition G calculated in step S9 to the output F ′ set in step S6.

ステップS11において、ECU40はステップS10で算出したエンジン指示出力Fとエンジントルク制限値Aとに基づいて、制御目標となるエンジン回転数Eを算出する。ステップS12において、ECU40は、エンジン3の動作点が、エンジントルク制限値A及びエンジン回転数Eであるエンジン動作点に変更されるように動力分割機構6に連結された第1モータ・ジェネレータ4を制御する。そして、処理をステップS1に戻す。   In step S11, the ECU 40 calculates an engine speed E that is a control target based on the engine instruction output F and the engine torque limit value A calculated in step S10. In step S12, the ECU 40 changes the first motor / generator 4 connected to the power split mechanism 6 so that the operating point of the engine 3 is changed to the engine operating point that is the engine torque limit value A and the engine speed E. Control. Then, the process returns to step S1.

以上の制御ルーチンによれば、エンジントルク制限値を超えず、かつ蓄電率が下限値以上に維持されるように出力制御が行われる。これにより、エンジン3のトルク増加に伴うPN値の悪化を抑制でき、かつバッテリ36の蓄電率の低下によるエンジン3の余計な出力増加によるPN値の悪化も抑制できる。ECU40は、図4の制御ルーチンのステップS3を実行することにより本発明に係る設定手段として機能し、ステップS4〜ステップS12を実行することにより本発明に係る制御手段として機能する。   According to the above control routine, output control is performed so that the engine torque limit value is not exceeded and the power storage rate is maintained at or above the lower limit value. Thereby, the deterioration of the PN value accompanying the increase in the torque of the engine 3 can be suppressed, and the deterioration of the PN value due to the extra output increase of the engine 3 due to the decrease in the storage rate of the battery 36 can also be suppressed. The ECU 40 functions as setting means according to the present invention by executing step S3 of the control routine of FIG. 4, and functions as control means according to the present invention by executing steps S4 to S12.

本発明は上記形態に限定されずに種々の形態にて実施できる。上記形態では車両に搭載された内燃機関として過給機付きのエンジンが用いられているが、本発明の出力制御装置は自然吸気エンジンが搭載されたハイブリッド車両に適用されてもよい。   The present invention can be implemented in various forms without being limited to the above forms. In the above embodiment, an engine with a supercharger is used as the internal combustion engine mounted on the vehicle. However, the output control device of the present invention may be applied to a hybrid vehicle mounted with a naturally aspirated engine.

また、本発明は、図示の駆動装置の形態に適用範囲が限定されるものではない。図示の形態はいわゆるシリーズパラレル型のハイブリッド車両であるが、本発明の出力制御装置をパラレル型のハイブリッド車両に適用することも可能である。また、図示の形態は、第1モータ・ジェネレータ5とエンジン3とが動力分割機構6に連結されることによって電気的な無段変速機を構成しているが、内燃機関の動作点を任意に変更できる限りにおいて駆動装置の形態は問わない。例えば、ベルト式等の無段変速機が搭載されていて、単一の電動機でエンジン出力を補助する形態のハイブリッド車両に本発明を適用することもできる。   Further, the scope of application of the present invention is not limited to the configuration of the illustrated driving device. The illustrated form is a so-called series-parallel type hybrid vehicle, but the output control device of the present invention can also be applied to a parallel type hybrid vehicle. In the illustrated embodiment, an electric continuously variable transmission is configured by connecting the first motor / generator 5 and the engine 3 to the power split mechanism 6, but the operating point of the internal combustion engine can be arbitrarily set. The form of the driving device is not limited as long as it can be changed. For example, the present invention can be applied to a hybrid vehicle in which a continuously variable transmission such as a belt type is mounted and the engine output is assisted by a single electric motor.

1 車両
3 エンジン(内燃機関)
5 第2モータ・ジェネレータ(電動機)
36 バッテリ(蓄電手段)
40 ECU(設定手段、制御手段)
1 Vehicle 3 Engine (Internal combustion engine)
5 Second motor / generator (electric motor)
36 battery (electric storage means)
40 ECU (setting means, control means)

Claims (1)

内燃機関と電動機とを走行用駆動源として備え、前記内燃機関及び前記電動機の両方が分担して車両全体の駆動力として動力を発生可能であり、かつ前記電動機を駆動するために使用される蓄電手段が設けられたハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の出力制御装置であって、
前記内燃機関の燃焼室内温度が所定値未満のときに、前記燃焼室内温度に応じた前記内燃機関のエンジントルク制限値を設定する設定手段と、
前記内燃機関に対するエンジン要求出力が前記エンジントルク制限値を超えると判断した場合に、前記蓄電手段の蓄電率を所定値以上に維持でき、かつ前記エンジントルク制限値を超えない範囲で前記エンジン要求出力に近づくように前記内燃機関のエンジン回転数を変化させる制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の出力制御装置。
An electric storage provided with an internal combustion engine and an electric motor as a driving source for traveling, both of the internal combustion engine and the electric motor can share and generate power as a driving force of the entire vehicle, and is used for driving the electric motor A hybrid vehicle output control device applied to a hybrid vehicle provided with means,
Setting means for setting an engine torque limit value of the internal combustion engine according to the temperature in the combustion chamber when the temperature in the combustion chamber of the internal combustion engine is less than a predetermined value;
When it is determined that the engine required output for the internal combustion engine exceeds the engine torque limit value, the power storage ratio of the power storage means can be maintained at a predetermined value or more, and the engine request output is within a range not exceeding the engine torque limit value. Control means for changing the engine speed of the internal combustion engine so as to approach
An output control device for a hybrid vehicle, comprising:
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