JP2024074112A - Vehicle control device - Google Patents
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Abstract
【課題】車両に対する要求駆動力を実現できること。【解決手段】制御装置90は、水素を燃料とするエンジン20、第1MG20、伝達装置50及び第2MG60を備える車両10に適用される。制御装置90のCPU91は、エンジン20の目標空燃比を調整する空燃比調整処理と、目標空燃比が変更されたとしても、エンジン20の出力を保持すること、及び、エンジントルクと第1電動機トルクとの和が入力側負荷トルクと釣り合うことの双方を満たすように、第1電動機トルクを制御し、且つ車両10に対する要求駆動力を満たすように第2電動機トルクを調整する第2駆動処理とを実行する。【選択図】図1[Problem] To be able to realize the required driving force for the vehicle. [Solution] A control device 90 is applied to a vehicle 10 equipped with a hydrogen-fueled engine 20, a first MG 20, a transmission device 50, and a second MG 60. A CPU 91 of the control device 90 executes an air-fuel ratio adjustment process for adjusting a target air-fuel ratio for the engine 20, and a second drive process for controlling the first electric motor torque so as to maintain the output of the engine 20 even if the target air-fuel ratio is changed, and for adjusting the second electric motor torque so as to achieve both of the following: a) maintaining the output of the engine 20 and a) balancing the sum of the engine torque and the first electric motor torque with the input load torque, and b) adjusting the second electric motor torque so as to achieve the required driving force for the vehicle 10. [Selected Figure] FIG.
Description
本発明は、水素を燃料とするエンジンを搭載するハイブリッド車両に適用される車両制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device that is applied to a hybrid vehicle equipped with a hydrogen-fueled engine.
特許文献1は、エンジンと電動機と流体伝達装置とを備えたハイブリッド車両に適用される制御装置を開示している。当該ハイブリッド車両の流体伝達装置は、エンジンのエンジントルク及び電動機の電動機トルクの何れもが入力される入力側回転要素と、車輪に向けてトルクを出力する出力側回転要素とを備えている。
こうしたハイブリッド車両では、エンジントルクと電動機トルクとの和が流体伝達装置の入力側回転要素に入力されることになる。そのため、制御装置は、電動機トルクを調整することにより、エンジンの燃費を向上できる運転点でエンジンを運転させつつも、エンジントルクと電動機トルクとの和を入力側負荷トルクに釣り合わせることができる。入力側負荷トルクとは、流体伝達装置における入力軸と出力軸との速度比に応じて入力側回転要素に生じる負荷トルクである。 In such hybrid vehicles, the sum of engine torque and electric motor torque is input to the input side rotating element of the fluid transmission device. Therefore, by adjusting the electric motor torque, the control device can balance the sum of engine torque and electric motor torque with the input side load torque while operating the engine at an operating point that can improve the engine's fuel efficiency. The input side load torque is the load torque generated in the input side rotating element according to the speed ratio between the input shaft and the output shaft in the fluid transmission device.
上記のハイブリッド車両に搭載するエンジンとして、水素を燃料とするエンジンを採用した場合を考える。水素を燃料とするエンジンでは、水素を含む混合気を気筒内で燃焼させることに起因して当該気筒内で水が発生する。そのため、水素を燃料とするエンジンでは、燃費に加え、気筒内での水の発生量を抑制することも考慮して目標空燃比を調整することになる。気筒内での水の発生量を抑制するために目標空燃比を変更すると、エンジンの運転点が変わるため、エンジンのエンジントルクが変わることがある。また、流体伝達装置ではエンジン回転数に応じて上記の速度比が変化するため、第1電動機の電動機トルクによっては、運転条件に応じた目標空燃比を満たしつつ要求駆動力を満たすことができないおそれがある。 Consider the case where a hydrogen-fueled engine is used as the engine to be mounted on the hybrid vehicle. In a hydrogen-fueled engine, water is generated in a cylinder due to the combustion of a mixture containing hydrogen in the cylinder. Therefore, in a hydrogen-fueled engine, the target air-fuel ratio is adjusted taking into consideration not only fuel efficiency but also suppressing the amount of water generated in the cylinder. If the target air-fuel ratio is changed to suppress the amount of water generated in the cylinder, the operating point of the engine changes, and therefore the engine torque of the engine may change. In addition, since the speed ratio changes according to the engine speed in the fluid transmission device, there is a risk that the required driving force cannot be satisfied while satisfying the target air-fuel ratio according to the operating conditions, depending on the motor torque of the first motor.
上記課題を解決するための車両制御装置は、水素を燃料とするエンジン、第1電動機、第2電動機及び伝達装置を備え、前記伝達装置は、前記エンジンのトルクであるエンジントルク及び前記第1電動機のトルクである第1電動機トルクが入力側回転要素に入力されると、当該エンジントルク及び当該第1電動機トルクに基づいたトルクを車輪に向けて出力するとともに、前記第1電動機トルクが変更されると前記エンジンの運転点を変更できるように構成されており、前記第2電動機のトルクである第2電動機トルクが前記車輪に出力される車両に適用される。当該車両制御装置は、前記エンジン、前記第1電動機及び前記第2電動機を制御する実行装置を備えている。前記実行装置は、前記エンジンの空燃比の目標である目標空燃比を調整する空燃比調整処理と、前記空燃比調整処理の実行によって前記目標空燃比が変更されたとしても、前記エンジンの出力を保持すること、及び、前記エンジントルクと前記第1電動機トルクとの和が、前記伝達装置の速度比に応じて前記入力側回転要素に生じる入力側負荷トルクと釣り合うことの双方を満たすように、前記第1電動機トルクを制御し、且つ前記車両に対する要求駆動力を満たすように前記第2電動機トルクを調整する駆動処理と、を実行する。 A vehicle control device for solving the above problem includes an engine that uses hydrogen as fuel, a first electric motor, a second electric motor, and a transmission device, and the transmission device is configured to output a torque based on the engine torque and the first electric motor torque to the wheels when the engine torque and the first electric motor torque are input to an input side rotating element, and to change the operating point of the engine when the first electric motor torque is changed, and is applied to a vehicle in which the second electric motor torque, which is the torque of the second electric motor, is output to the wheels. The vehicle control device includes an execution device that controls the engine, the first electric motor, and the second electric motor. The execution device executes an air-fuel ratio adjustment process that adjusts a target air-fuel ratio, which is a target for the air-fuel ratio of the engine, and a drive process that controls the first electric motor torque so as to satisfy both of the following: even if the target air-fuel ratio is changed by executing the air-fuel ratio adjustment process, the output of the engine is maintained, and the sum of the engine torque and the first electric motor torque is balanced with the input load torque generated in the input side rotating element according to the speed ratio of the transmission device, and adjusts the second electric motor torque so as to satisfy the required drive force for the vehicle.
上記車両制御装置では、空燃比調整処理によって目標空燃比が変更されたとしても、エンジンの出力を保持すること、及び、エンジントルクと第1電動機トルクとの和が上記入力側負荷トルクと釣り合うことの双方を満たすように、第1電動機トルクが制御される。また、車両に対する要求駆動力を満たすように第2電動機トルクが調整される。したがって、上記車両制御装置は、目標空燃比を変更しても、エンジン及び各電動機によって要求駆動力を実現できる。 In the vehicle control device, even if the target air-fuel ratio is changed by the air-fuel ratio adjustment process, the first electric motor torque is controlled so as to maintain the engine output and to balance the sum of the engine torque and the first electric motor torque with the input side load torque. In addition, the second electric motor torque is adjusted so as to satisfy the required driving force for the vehicle. Therefore, the vehicle control device can achieve the required driving force by the engine and each electric motor even if the target air-fuel ratio is changed.
以下、車両制御装置の一実施形態を図1~図4に従って説明する。
<車両の全体構成>
図1は、車両制御装置の一例である制御装置90を備えるハイブリッド車両10(以下、単に「車両10」という。)を図示している。車両10は、車輪として、複数の後輪11及び複数の前輪12を備えている。車両10は、エンジン20と、クラッチ機構30と、第1MG40と、伝達装置50と、第2MG60と、トルク分配装置70とを備えている。第1MG40が「第1電動機」に対応し、第2MG60が「第2電動機」に対応する。
An embodiment of a vehicle control device will be described below with reference to FIGS.
<Overall vehicle configuration>
1 illustrates a hybrid vehicle 10 (hereinafter simply referred to as "
エンジン20のトルクであるエンジントルクは、クラッチ機構30を介して伝達装置50に入力される。クラッチ機構30は、制御装置90からの指示に従って、エンジントルクを伝達装置50に伝達可能な係合状態になったり、エンジントルクを伝達装置50に伝達不可な開放状態になったりする。
The engine torque, which is the torque of the
第1MG40は、トルク伝達経路におけるクラッチ機構30と伝達装置50との間に配置されている。クラッチ機構30が係合状態である場合、エンジントルクと第1電動機トルクとの和が入力トルクとして伝達装置50に入力される。
The first MG 40 is disposed between the
伝達装置50は、トルクコンバータ51と変速機構56とを備えた自動変速機である。トルクコンバータ51は、ポンプインペラ52とタービンライナ53とステータ54とを有している。ポンプインペラ52は第1MG40の出力軸と一体に回転する。すなわち、ポンプインペラ52は、エンジントルクと第1電動機トルクとの何れもが入力される「伝達装置50の入力側回転要素」である。タービンライナ53は、変速機構56の入力軸57と一体回転する。変速機構56は、入力軸57の回転運動を減速して出力軸58から出力する。具体的には、変速機構56は、制御装置90からの指示に従って変速機構56の速度比を変更する。速度比とは、入力軸57の回転速度に対する出力軸58の回転速度の比である。
The
第2MG60は、トルク伝達経路における変速機構56とトルク分配装置70との間に配置されている。第2MG60の出力軸は、変速機構56の出力軸58と一体に回転する。そのため、第2MG60のトルクである第2電動機トルクと変速機構56の出力トルクとの和が、トルク分配装置70に入力される。
The second MG 60 is disposed between the
トルク分配装置70は、入力されたトルクを後輪11と前輪12とに分配する。トルク分配装置70は、制御装置90の指示に従って作動することにより、後輪11及び前輪12へのトルクの分配比率を調整する。トルク分配装置70から後輪11に向けて出力されたトルクは、ディファレンシャル71を介して各後輪11に伝達される。前輪12に向けて出力されたトルクは、ディファレンシャル72を介して各前輪12に伝達される。
The
車両10では、MG40,60を電動機として機能させたり、発電機として機能させたりすることができる。MGを電動機として機能させる場合、バッテリ81の直流電圧がインバータ82によって交流電圧に変換されてMGに供給される。MGを発電機として機能させる場合、MGで発生した交流電圧がインバータ82によって直流電圧に変換されてバッテリ81に供給される。なお、MGが電動機として機能する場合、電動機トルクは正の値となる。MGが発電機として機能する場合、電動機トルクは負の値となる。
In the
<エンジンの構成>
エンジン20は水素を燃料とするエンジンである。エンジン20は、複数の気筒21と、複数の噴射弁22と、複数の点火プラグ23と、クランク軸24とを備えている。噴射弁22は、気筒21内に供給する水素を燃料として噴射する。点火プラグ23は、気筒21内において水素と空気とを含む混合気を火花放電によって点火するものである。クランク軸24は、複数の気筒21内での混合気の燃焼によって生じた動力によって回転する。
<Engine configuration>
The
エンジン20は、複数の気筒21内に導入する空気が流れる吸気通路25と、吸気通路25に設置されているスロットルバルブ26とを備えている。スロットルバルブ26の開度であるスロットル開度の調整により、吸気通路25における空気流量が調整される。
The
エンジン20は、複数の気筒21内から排気が排出される排気通路27と、排気通路27に設置されている触媒装置28及びフィルタ装置29とを備えている。触媒装置28は、排気通路27を流れる排気に含まれるNOxを浄化する触媒を有している。フィルタ装置29は、排気通路27のうち、触媒装置28よりも下流の部分に配置されている。フィルタ装置29は、排気に含まれる微粒子物質(PM)を捕集する。
The
<制御装置>
制御装置90には、各種のセンサの検出信号が入力される。各種のセンサは、クランク角センサ101、触媒温度センサ102、エアフローメータ103、大気圧センサ104、アクセル開度センサ105、バッテリ温度センサ106及び蓄電量検出センサ107を含んでいる。エアフローメータ103は、吸気通路25を流れる空気の流量を検出する。クランク角センサ101は、クランク軸24の回転角を検出し、クランク軸24の回転速度に応じた信号を出力する。触媒温度センサ102は、触媒装置28の触媒の温度を検出する。大気圧センサ104は大気圧を検出する。アクセル開度センサ105は、車両10の運転者によるアクセルペダルの操作量を検出する。バッテリ温度センサ106はバッテリ81の温度を検出する。蓄電量検出センサ107はバッテリ81の蓄電量を検出する。
<Control device>
The
クランク角センサ101の検出信号に基づいたクランク軸24の回転速度をエンジン回転数Neという。触媒温度センサ102の検出信号に基づいた触媒の温度を触媒温度TMPctという。エアフローメータ103の検出信号に基づいた空気の流量を吸気量GAという。大気圧センサ104の検出信号に基づいた大気圧を大気圧PATという。アクセル開度センサ105の検出信号に基づいたアクセルペダルの操作量をアクセル開度ACという。バッテリ温度センサ106の検出信号に基づいたバッテリ81の温度をバッテリ温度TMPbtという。蓄電量検出センサ107に基づいた蓄電量を蓄電量Qsaという。
The rotation speed of the crankshaft 24 based on the detection signal of the
ここで、車両10の走行モードとして、ノーマルモードとスポーツモードとが用意されている。スポーツモードは、運転者がアクセルペダルを操作した際における車両10の加速の応答性を、ノーマルモードが選択されている場合よりも高くするモードである。
Here, normal mode and sport mode are prepared as driving modes for the
車両10は、走行モードを選択する際に運転者が操作する操作部15を備えている。操作部15は、運転者が選択した走行モードに対応する信号を制御装置90に出力する。
制御装置90は、実行装置の一例であるCPU91と、CPU91が実行する制御プログラムを記憶しているメモリ92とを有している。CPU91は、制御プログラムを実行することにより、各種センサ101~107の検出信号及び操作部15からの信号を基に、エンジン20、各MG40,60、変速機構56及びトルク分配装置70を制御する。
The
The
車両10は、ハイブリッド走行とバッテリ走行とを何れも実現できる。車両10にハイブリッド走行を行わせる場合、CPU91は、クラッチ機構30を係合状態にした上でエンジン20及び各MG40,60を制御する。車両10にバッテリ走行を行わせる場合、CPU91は、クラッチ機構30を開放状態にした上で各MG40,60を制御する。
The
<ハイブリッド走行処理>
図2を参照し、車両10にハイブリッド走行を行わせる際にCPU91が実行するハイブリッド走行処理を示す処理ルーチンを説明する。ハイブリッド走行処理は、エンジン20及び各MG40,60を駆動させるための処理である。CPU91は本処理ルーチンを繰り返し実行する。
<Hybrid driving processing>
2, a processing routine showing a hybrid driving process executed by the CPU 91 when the
ステップS31において、CPU91は、第2MG60の駆動を禁止しているか否かを判定する。例えば、CPU91は、第2MG60やバッテリ81の温度、又は、バッテリ81の蓄電量Qsaなどを基に、第2MG60の駆動を禁止しているか否かを判定する。CPU91は、第2MG60の駆動を禁止している場合(S31:YES)、第1駆動処理を実行する。CPU91は、第2MG60の駆動を禁止していない場合(S31:NO)、第2駆動処理を実行する。
In step S31, the CPU 91 determines whether or not the drive of the
第1駆動処理においてステップS33では、CPU91は、エンジン20の空燃比の目標である目標空燃比λTrを算出する。
図3を参照し、ステップS33での目標空燃比λTrの算出処理について説明する。図3において、エンジン20の等出力線Leが一点鎖線で示されている。図3における複数の実線は、空燃比λを一定とした状態でエンジン回転数Neを可変させた場合の運転点の変化を示す運転線である。エンジン20の運転点は、エンジン回転数NeとエンジントルクTeとで示すエンジン20の運転状態である。第1運転線Le1は、空燃比λを第1空燃比λ1で固定した状態における運転線である。第2運転線Le2は、空燃比λを第2空燃比λ2で固定した状態における運転線である。第3運転線Le3は、空燃比λを第3空燃比λ3で固定した状態における運転線である。第4運転線Le4は、空燃比λを第4空燃比λ4で固定した状態における運転線である。ただし、「理論空燃比<第1空燃比λ1<第2空燃比λ2<第3空燃比λ3<第4空燃比λ4」である。また、図3に示すλ許容範囲Rλは、エンジン20において許容されている空燃比λの範囲である。
In step S 33 of the first drive process, the CPU 91 calculates a target air-fuel ratio λTr that is a target for the air-fuel ratio of the
The calculation process of the target air-fuel ratio λTr in step S33 will be described with reference to FIG. 3. In FIG. 3, the equal power line Le of the
CPU91は、λ許容範囲Rλ内の値を、空燃比基準値λBとして算出する。具体的には、CPU91は、エンジン20の水の排出量を削減する要求がない状態から当該要求がある状態に移行したり、当該要求がある状態から当該要求がない状態に移行したりした場合に、空燃比基準値λBを変更する。例えば、CPU91は、エンジン20の水の排出量を削減する要求がある場合には、当該要求がない場合と比較してリーン側の値(すなわち、大きい値)を空燃比基準値λBとして算出する。
The CPU 91 calculates a value within the lambda tolerance range Rλ as the air-fuel ratio reference value λB. Specifically, the CPU 91 changes the air-fuel ratio reference value λB when there is a transition from a state where there is no request to reduce the amount of water discharged from the
また、CPU91は、エンジン20のエミッションの低減要求がある状態から当該低減要求がない状態に移行したり、当該低減要求がない状態から当該低減要求がある状態に移行したりした場合に、空燃比基準値λBを変更する。例えば、CPU91は、上記低減要求がない場合には、エンジン20の燃費を向上させるために、低減要求がある場合と比較してリーン側の値(すなわち、大きい値)を空燃比基準値λBとして算出する。
The CPU 91 also changes the air-fuel ratio reference value λB when the
本実施形態において、CPU91は、アクセル開度AC、大気圧PAT、触媒温度TMPct、及び車両10の走行モードに基づいて空燃比基準値λBを補正することにより、目標空燃比λTrを算出する。
In this embodiment, the CPU 91 calculates the target air-fuel ratio λTr by correcting the air-fuel ratio reference value λB based on the accelerator opening AC, the atmospheric pressure PAT, the catalyst temperature TMPct, and the driving mode of the
アクセル開度ACの増大速度が大きい場合は、当該増大速度が大きくない場合と比較し、車両10の加速度が大きくなることを運転者が要求していると見なせる。そのため、CPU91は、アクセル開度ACの増大速度が大きいほど小さい値を第1補正係数α1として算出する。大気圧PATが低いほど、エンジン20で燃料(水素)を燃焼させにくい。そのため、CPU91は、大気圧PATが低いほど小さい値を第2補正係数α2として算出する。触媒装置28の触媒は、触媒温度TMPctが低いほど排気の浄化性能が低い。そのため、CPU91は、触媒温度TMPctが低いほど大きい値を第3補正係数α3として算出する。車両10の走行モードとしてスポーツモードが選択されている場合、ノーマルモードが選択されている場合と比較し、車両10の加速度が大きくなることを運転者が要求していると見なせる。そのため、CPU91は、スポーツモードが選択されている場合、ノーマルモードが選択されている場合と比較して小さい値を第4補正係数α4として算出する。そして、CPU91は、以下の関係式(B1)を用いて目標空燃比λTrを算出する。
When the rate of increase of the accelerator opening AC is large, it can be considered that the driver is requesting that the acceleration of the
λTr=λB×α1×α2×α3×α4 ・・・(B1)
図2に戻り、CPU91は、目標空燃比λTrを算出すると、処理をステップS35に移行する。ステップS35において、CPU91は、車両10に対する要求駆動力を基に、エンジン20の運転点(エンジン回転数NeTr及びエンジントルクTeTr)を算出する。車両10に対する要求駆動力は、アクセル開度ACが大きいほど大きい。CPU91は、当該要求駆動力を満たすエンジントルクをエンジン20から出力させることのできる運転点(エンジントルクTeTr及びエンジン回転数NeTr)を算出する。具体的には、CPU91は、要求駆動力が大きいほど大きい値をエンジントルクTeTrとして算出し、図3に示したような等出力線Le上で当該エンジントルクTeTrに対応するエンジン回転数Neをエンジン回転数NeTrとして算出する。
λTr=λB×α1×α2×α3×α4 (B1)
Returning to FIG. 2, after the CPU 91 calculates the target air-fuel ratio λTr, the process proceeds to step S35. In step S35, the CPU 91 calculates an operating point (engine speed NeTr and engine torque TeTr) of the
ステップS37において、CPU91は、ステップS33で算出した目標空燃比λTrと、ステップS35で算出した運転点(エンジン回転数NeTr及びエンジントルクTeTr)とを基に、エンジン20の運転を制御する。CPU91は本処理ルーチンを一旦終了する。
In step S37, the CPU 91 controls the operation of the
第2駆動処理においてステップS41では、CPU91は、目標空燃比λTrを算出する。本実施形態では、ステップS41が「空燃比調整処理」に対応する。
ステップS41での目標空燃比λTrの算出について説明する。CPU91は、上記ステップS33と同様に、図3に示したλ許容範囲Rλ内の値を、空燃比基準値λBとして算出する。すなわち、CPU91は、エンジン20の水の排出量を削減する要求があるか否か、及び、エンジン20のエミッションの低減要求があるか否かを基に、空燃比基準値λBを算出する。そして、CPU91は、当該空燃比基準値λBに応じた値を目標空燃比λTrとして設定する。
In the second drive process, in step S41, the CPU 91 calculates the target air-fuel ratio λTr. In this embodiment, step S41 corresponds to the "air-fuel ratio adjustment process."
The calculation of the target air-fuel ratio λTr in step S41 will be described. As in step S33, the CPU 91 calculates a value within the lambda allowable range Rλ shown in Fig. 3 as the air-fuel ratio reference value λB. That is, the CPU 91 calculates the air-fuel ratio reference value λB based on whether or not there is a request to reduce the amount of water discharged from the
本実施形態において、CPU91は、アクセル開度AC、大気圧PAT、触媒温度TMPct、及び車両10の走行モードに基づいて空燃比基準値λBを補正することにより、目標空燃比λTrを算出する。具体的には、CPU91は、アクセル開度ACの増大速度が大きいほど小さい値を第1補正係数α1として算出する。CPU91は、大気圧PATが低いほど小さい値を第2補正係数α2として算出する。CPU91は、触媒温度TMPctが低いほど大きい値を第3補正係数α3として算出する。CPU91は、スポーツモードが選択されている場合、ノーマルモードが選択されている場合と比較して小さい値を第4補正係数α4として算出する。そして、CPU91は、上記の関係式(B1)を用いて目標空燃比λTrを算出する。
In this embodiment, the CPU 91 calculates the target air-fuel ratio λTr by correcting the air-fuel ratio reference value λB based on the accelerator opening AC, the atmospheric pressure PAT, the catalyst temperature TMPct, and the driving mode of the
CPU91は、目標空燃比λTrを算出すると、処理をステップS43に移行する。ステップS43において、CPU91は、車両10に対する要求出力を基に、エンジン20の運転点(エンジン回転数NeTr及びエンジントルクTeTr)を算出する。
After calculating the target air-fuel ratio λTr, the CPU 91 transitions to step S43. In step S43, the CPU 91 calculates the operating point of the engine 20 (engine speed NeTr and engine torque TeTr) based on the required output for the
図4を参照し、ステップS43における運転点の算出処理について説明する。図4に示す複数の一点鎖線は、等出力線である。図4において、運転点PAは、上記ステップS41の空燃比調整処理によって目標空燃比λTrが変更される前における運転点の一例である。運転点PBは、上記ステップS41の空燃比調整処理によって目標空燃比λTrが変更された後における運転点の一例である。すなわち、CPU91は、運転点PAを通過する運転線LP1上の複数の運転点のうち、変更前の目標空燃比λTrと変更後の目標空燃比λTrとの差を加味した運転点を運転点PBとする。言い換えると、CPU91は、目標空燃比λTrが変更されても、エンジン20の出力が保持されるように運転点を算出する。このとき、CPU91は、変更前の目標空燃比λTrと変更後の目標空燃比λTrとの差が大きいほど、エンジントルクTeが大きい運転点を運転点PBとして選択する。そして、CPU91は、運転点PBが示すエンジン回転数NeTr及びエンジントルクTeTrを算出する。
The calculation process of the operating point in step S43 will be described with reference to FIG. 4. The multiple dashed lines shown in FIG. 4 are equal power lines. In FIG. 4, the operating point PA is an example of an operating point before the target air-fuel ratio λTr is changed by the air-fuel ratio adjustment process in step S41. The operating point PB is an example of an operating point after the target air-fuel ratio λTr is changed by the air-fuel ratio adjustment process in step S41. That is, the CPU 91 sets the operating point PB to an operating point that takes into account the difference between the target air-fuel ratio λTr before the change and the target air-fuel ratio λTr after the change among multiple operating points on the operating line LP1 that pass through the operating point PA. In other words, the CPU 91 calculates the operating point so that the output of the
図2に戻り、CPU91は、エンジン20の運転点を算出すると、処理をステップS45に移行する。ステップS45において、CPU91は、第1MG40の動作点(第1モータ回転数Nmg1及び第1電動機トルクTmg1)を算出する。具体的には、CPU91は、エンジントルクTeTrと第1電動機トルクTmg1との和が伝達装置50の入力側負荷トルクと釣り合うように第1電動機トルクTmg1を算出し、当該第1電動機トルクTmg1に応じた回転数を第1電動機トルクTmg1として算出する。入力側負荷トルクとは、伝達装置50の速度比に応じてポンプインペラ52(すなわち、伝達装置50の入力側回転要素)に生じる負荷トルクである。
Returning to FIG. 2, once the CPU 91 has calculated the operating point of the
ステップS47において、CPU91は、ステップS45で算出した第1モータ回転数Nmg1及び第1電動機トルクTmg1を実現する第1MG40の発電量を算出する。第1MG40に発電させる場合、第1電動機トルクTmg1は負の値である。そのため、CPU91は、第1電動機トルクTmg1が小さいほど発電量が多くなるように第1MG40の発電量を算出する。
In step S47, the CPU 91 calculates the amount of power generated by the
ステップS49において、CPU91は、第2MG60の駆動量として、第2電動機トルクTmg2を算出する。具体的には、CPU91は、エンジントルクTe及び第1電動機トルクTmg1と、伝達装置50の速度比とを基に、伝達装置50の出力トルクを算出する。そして、CPU91は、伝達装置50の出力トルクと第2電動機トルクとによって車両10に対する要求駆動力を満たすように第2電動機トルクTmg2を算出する。例えば、CPU91は、伝達装置50の出力トルクと第2電動機トルクとの和が要求駆動力に応じた値と等しくなるように、第2電動機トルクTmg2を算出する。
In step S49, the CPU 91 calculates the second motor torque Tmg2 as the driving amount of the
ステップS51において、CPU91は、エンジン20、第1MG40及び第2MG60を制御する。具体的には、CPU91は、ステップS41で算出した目標空燃比λTrと、ステップS43で算出した運転点(エンジン回転数NeTr及びエンジントルクTeTr)とを基に、エンジン20の運転を制御する。CPU91は、第1MG40の発電量がステップS47で算出した発電量となるように、第1MG40を制御する。また、CPU91は、ステップS49で算出した駆動量(第2電動機トルクTmg2)を基に、第2MG60を制御する。その後、CPU91は本処理ルーチンを一旦終了する。
In step S51, the CPU 91 controls the
<作用及び効果>
(1)第2MG60を駆動させることが可能であると判定した場合(S31:NO)、第2駆動処理が実行される。第2駆動処理では、空燃比調整処理(S41)の実行によって目標空燃比λTrが変更されたとしても、エンジン20の出力を保持すること、及び、エンジントルクTeと第1電動機トルクTmg1との和が上記入力側負荷トルクと釣り合うことの双方を満たすように、第1電動機トルクTmg1が制御される。また、車両10に対する要求駆動力を満たすように第2電動機トルクTmg2が調整される。したがって、目標空燃比λTrを変更しても、エンジン20及び各MG40,60によって要求駆動力を実現できる。
<Action and Effects>
(1) When it is determined that the
例えば、エンジン20の水の排出量を低減させる要求がある場合には、当該要求がない場合よりも目標空燃比λTrが大きくなる。このように目標空燃比λTrが変更された場合であっても、上記のようにエンジン20及び各MG40,60を制御することにより、各気筒21内での水の生成量を減少させつつ、要求駆動力を実現できる。
For example, when there is a request to reduce the amount of water discharged from the
また例えば、エンジン20のエミッションの低減要求がある場合には、当該低減要求がない場合よりも目標空燃比λTrが小さくなる。このように目標空燃比λTrが変更された場合であっても、上記のようにエンジン20及び各MG40,60を制御することにより、エンジン20のエミッションを低減させつつ、要求駆動力を実現できる。
For example, when there is a request to reduce emissions from the
(2)アクセル開度ACの増大速度が大きいほど小さい値が目標空燃比λTrとして設定される。これにより、エンジントルクを大きくしやすくなる。その結果、アクセル開度ACの増大速度が大きいほど、車両10の加速の応答性が高くできる。
(2) The greater the rate at which the accelerator opening AC increases, the smaller the target air-fuel ratio λTr is set. This makes it easier to increase the engine torque. As a result, the greater the rate at which the accelerator opening AC increases, the higher the acceleration responsiveness of the
(3)車両10の走行モードとしてスポーツモードが選択されている場合には、ノーマルモードが選択されている場合よりも小さい値が目標空燃比λTrとして設定される。そのため、スポーツモードが選択されている場合には、ノーマルモードが選択されている場合よりも車両10の加速の応答性を良くできる。
(3) When the sports mode is selected as the driving mode of the
(4)大気圧PATが低いほど、大気に含まれる酸素量が少ない。そこで、大気圧PATが低いほど小さい値が目標空燃比λTrとして設定される。これにより、大気圧PATの変化に起因してエンジン20での燃料の燃焼状態が悪化することを抑制できる。
(4) The lower the atmospheric pressure PAT, the less oxygen is contained in the air. Therefore, the lower the atmospheric pressure PAT, the smaller the target air-fuel ratio λTr is set. This makes it possible to prevent the fuel combustion state in the
(5)触媒温度TMPctが低いほど触媒装置28での排気の浄化効率が低い。空燃比λが低いほど各気筒21から排出される排気に含まれるNOxの量が少なくなる。そこで、触媒温度TMPctが低いほど大きい値が目標空燃比λTrとして設定される。これにより、触媒温度TMPctが低い場合には、触媒装置28に流入するNOxの量を少なくできる。
(5) The lower the catalyst temperature TMPct, the lower the efficiency of exhaust purification in the
<変更例>
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
<Example of change>
The above embodiment can be modified as follows: The above embodiment and the following modifications can be combined with each other to the extent that no technical contradiction occurs.
・CPU91は、アクセル開度AC、大気圧PAT、触媒温度TMPct、及び車両10の走行モードのうちの一部のパラメータに基づいて目標空燃比λTrを算出すればよい。この場合、CPU91は、残りのパラメータを考慮することなく目標空燃比λTrを算出することになる。
The CPU 91 may calculate the target air-fuel ratio λTr based on some of the parameters, namely, the accelerator opening AC, the atmospheric pressure PAT, the catalyst temperature TMPct, and the driving mode of the
・CPU91は、空燃比基準値λBと第1補正係数α1との積、空燃比基準値λBと第2補正係数α2との積、空燃比基準値λBと第3補正係数α3との積及び空燃比基準値λBと第4補正係数α4との積の中から1つを選択し、選択した値を目標空燃比λTrとして算出してもよい。例えば、CPU91は、4つの値のうち最大値若しくは最小値を目標空燃比λTrとして算出してもよい。 - The CPU 91 may select one from the product of the air-fuel ratio reference value λB and the first correction coefficient α1, the product of the air-fuel ratio reference value λB and the second correction coefficient α2, the product of the air-fuel ratio reference value λB and the third correction coefficient α3, and the product of the air-fuel ratio reference value λB and the fourth correction coefficient α4, and calculate the selected value as the target air-fuel ratio λTr. For example, the CPU 91 may calculate the maximum or minimum value of the four values as the target air-fuel ratio λTr.
・伝達装置は、図1に示した伝達装置50とは異なる構成であってもよい。すなわち、伝達装置は、エンジントルク及び第1電動機トルクに応じたトルクを出力し、且つ第1電動機トルクが変更されるとエンジン20の運転点を変更できるように構成されていればよい。
The transmission device may have a configuration different from that of the
・車両は、前輪12及び後輪11のうちの一方のみが駆動輪となる車両でもよい。
- The vehicle may be one in which only one of the
10…車両、11…後輪、12…前輪、20…エンジン、27…排気通路、28…触媒装置、40…第1MG(第1電動機)、50…伝達装置、60…第2MG(第2電動機)。 10...vehicle, 11...rear wheel, 12...front wheel, 20...engine, 27...exhaust passage, 28...catalyst device, 40...first MG (first electric motor), 50...transmission device, 60...second MG (second electric motor).
Claims (5)
前記伝達装置は、前記エンジンのトルクであるエンジントルク及び前記第1電動機のトルクである第1電動機トルクが入力側回転要素に入力されると、当該エンジントルク及び当該第1電動機トルクに基づいたトルクを車輪に向けて出力するとともに、前記第1電動機トルクが変更されると前記エンジンの運転点を変更できるように構成されており、
前記第2電動機のトルクである第2電動機トルクが前記車輪に出力される車両に適用され、
前記エンジン、前記第1電動機及び前記第2電動機を制御する実行装置を備え、
前記実行装置は、
前記エンジンの空燃比の目標である目標空燃比を調整する空燃比調整処理と、
前記空燃比調整処理の実行によって前記目標空燃比が変更されたとしても、前記エンジンの出力を保持すること、及び、前記エンジントルクと前記第1電動機トルクとの和が、前記伝達装置の速度比に応じて前記入力側回転要素に生じる入力側負荷トルクと釣り合うことの双方を満たすように、前記第1電動機トルクを制御し、且つ前記車両に対する要求駆動力を満たすように前記第2電動機トルクを調整する駆動処理と、を実行する、車両制御装置。 The present invention relates to a hydrogen-fueled engine, a first electric motor, a second electric motor, and a transmission device.
the transmission device is configured to output torque based on the engine torque and the first electric motor torque toward wheels when an engine torque that is a torque of the engine and a first electric motor torque that is a torque of the first electric motor are input to an input side rotating element, and to change an operating point of the engine when the first electric motor torque is changed;
A second electric motor torque is applied to the vehicle and output to the wheels,
an execution device for controlling the engine, the first electric motor, and the second electric motor;
The execution device is
an air-fuel ratio adjustment process for adjusting a target air-fuel ratio, which is a target of the air-fuel ratio of the engine;
a drive process that controls the first electric motor torque so as to satisfy both of the following: even if the target air-fuel ratio is changed by execution of the air-fuel ratio adjustment process, the output of the engine is maintained, and the sum of the engine torque and the first electric motor torque is balanced with the input side load torque generated in the input side rotating element in accordance with the speed ratio of the transmission device, and adjusts the second electric motor torque so as to satisfy the required drive force for the vehicle.
前記実行装置は、前記空燃比調整処理において、前記スポーツモードが選択されている場合には、前記ノーマルモードが選択されている場合よりも小さい値を前記目標空燃比として設定する、請求項1に記載の車両制御装置。 a normal mode and a sports mode that increases the acceleration responsiveness of the vehicle compared to when the normal mode is selected, are prepared as driving modes of the vehicle;
2. The vehicle control device according to claim 1, wherein, in the air-fuel ratio adjustment process, when the sport mode is selected, the execution device sets the target air-fuel ratio to a value smaller than that when the normal mode is selected.
前記実行装置は、前記空燃比調整処理において、前記触媒の温度が低いほど大きい値を前記目標空燃比として設定する、請求項1に記載の車両制御装置。 The engine is provided with a catalyst that purifies exhaust gas flowing through an exhaust passage,
2. The vehicle control device according to claim 1, wherein the execution device sets the target air-fuel ratio to a larger value as the temperature of the catalyst decreases in the air-fuel ratio adjustment process.
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