JP2013154706A - Hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられて走行用の動力を出力可能なエンジンと、走行用の動力を入出力可能なモータと、モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、を備えるハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly, an engine in which a purification device having a purification catalyst for purifying exhaust gas is attached to an exhaust system and capable of outputting traveling power, and a motor capable of inputting and outputting traveling power. The present invention relates to a hybrid vehicle including a motor and a battery capable of exchanging electric power.
従来、この種のハイブリッド自動車としては、駆動力を発生可能で排気ガスを浄化する触媒が排気管に設けられたエンジンと、第1モータジェネレータと、エンジンの駆動力を駆動軸への経路と第1モータジェネレータへの経路とに分割する動力分割機構と、駆動軸に動力を出力可能な第2モータジェネレータと、第1モータジェネレータや第2モータジェネレータと電力をやりとりするバッテリと、を備え、触媒の暖機が必要とされたときには、バッテリからの電力を用いて第2モータジェネレータからの駆動力によって車両を走行させる暖機走行を実行するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド自動車では、バッテリの充電量が所定の基準範囲の下限を下回る領域においては、暖機走行時における放電許容電力を通常走行時に比して大きく設定することにより、バッテリの放電電力が暖機走行に必要な電池電力を満たすようにして、車両の走行に必要な駆動力を第2モータジェネレータからの駆動力のみで賄えるようにしている。 Conventionally, in this type of hybrid vehicle, an engine in which an exhaust pipe is provided with a catalyst capable of generating a driving force and purifying exhaust gas, a first motor generator, a path for driving the engine to a driving shaft, A power split mechanism that divides the path to one motor generator, a second motor generator that can output power to the drive shaft, and a battery that exchanges power with the first motor generator and the second motor generator. When the warm-up of the vehicle is required, there has been proposed one that performs warm-up running of the vehicle using the driving force from the second motor generator using the electric power from the battery (see, for example, Patent Document 1). . In this hybrid vehicle, in a region where the amount of charge of the battery is below the lower limit of the predetermined reference range, the discharge power of the battery is increased by setting the discharge allowable power during warm-up travel greater than that during normal travel. By satisfying the battery power required for traveling, the driving force required for traveling of the vehicle can be provided only by the driving force from the second motor generator.
上述のハイブリッド自動車では、バッテリの充電量が低いにも拘わらず放電許容電力を比較的大きくするため、バッテリ電圧が制御用の許容下限電圧以下に比較的迅速に至ってしまう場合がある。バッテリ電圧が低下し過ぎると、バッテリの劣化の促進を招く可能性があることから、できるだけこうした状況にならないようにするのが好ましい。 In the above-described hybrid vehicle, the discharge allowable power is relatively large although the charge amount of the battery is low, so the battery voltage may reach the control lower limit voltage or less relatively quickly. It is preferable to avoid such a situation as much as possible, because if the battery voltage drops too much, it may lead to accelerated battery deterioration.
本発明のハイブリッド自動車は、バッテリ電圧を制御用の許容下限電圧以下に至りにくくすることを主目的とする。 The main purpose of the hybrid vehicle of the present invention is to make it difficult for the battery voltage to reach an allowable lower limit voltage for control.
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の第1のハイブリッド自動車は、
排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられて走行用の動力を出力可能なエンジンと、走行用の動力を入出力可能なモータと、前記モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、前記浄化触媒の暖機要求がなされていて走行に要求される走行用パワーが前記バッテリの制御用出力制限より大きいときには、前記走行用パワーから前記制御用出力制限を減じて得られる差分パワーが前記エンジンから出力され、前記バッテリからの出力電力が前記制御用出力制限以下となり、前記走行用パワーによって走行するよう前記エンジンと前記モータとを制御する触媒暖機要求時制御手段と、を備えるハイブリッド自動車において、
前記触媒暖機要求時制御手段は、バッテリ電圧が制御用の許容下限電圧より高い閾値電圧以下になったときには、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になる前に比して前記制御用出力制限を小さくする手段である、
ことを要旨とする。
The first hybrid vehicle of the present invention is
A purification device having a purification catalyst for purifying exhaust gas is attached to an exhaust system so as to output driving power, a motor capable of inputting / outputting driving power, and a battery capable of exchanging electric power with the motor And the difference power obtained by subtracting the control output limit from the travel power when the travel power required for travel is greater than the control output limit for the battery. Is output from the engine, and the output power from the battery is equal to or lower than the control output limit, and comprises catalyst warm-up request control means for controlling the engine and the motor so as to run with the running power. In hybrid cars,
When the battery voltage falls below a threshold voltage that is higher than the allowable lower limit voltage for control, the catalyst warm-up request control means limits the control output limit compared to before the battery voltage falls below the threshold voltage. A means to make it smaller,
This is the gist.
この本発明の第1のハイブリッド自動車では、浄化触媒の暖機要求がなされていて走行に要求される走行用パワーがバッテリの制御用出力制限より大きいときには、走行用パワーから制御用出力制限を減じて得られる差分パワーがエンジンから出力され、バッテリからの出力電力が制御用出力制限以下となり、走行用パワーによって走行するようエンジンとモータとを制御するものにおいて、バッテリ電圧が制御用の許容下限電圧より高い閾値電圧以下になったときには、バッテリ電圧が閾値電圧以下になる前に比して制御用出力制限を小さくする。これにより、バッテリ電圧が閾値電圧以下になったときには、バッテリ電圧が閾値電圧以下になる前に比して走行用パワーのうちエンジンからの出力の割合を大きくすると共にバッテリからの出力の割合を小さくすることができるから、制御用出力制限を小さくしないものに比してバッテリ電圧を許容下限電圧以下に至りにくくすることができる(至るまでの時間を長くすることができる)。ここで、「許容下限電圧」は、バッテリを保護するために厳守すべき保護下限電圧より高い電圧である、ものとすることもできる。 In the first hybrid vehicle of the present invention, when the warm-up request for the purification catalyst is made and the travel power required for travel is greater than the battery control output limit, the control output limit is subtracted from the travel power. The difference power obtained in this way is output from the engine, the output power from the battery is less than the control output limit, and the engine and the motor are controlled to run with the running power. When the voltage becomes lower than the higher threshold voltage, the control output limit is made smaller than before the battery voltage becomes lower than the threshold voltage. As a result, when the battery voltage falls below the threshold voltage, the proportion of the output from the engine is increased and the proportion of the output from the battery is reduced in the driving power compared to before the battery voltage falls below the threshold voltage. Therefore, it is possible to make it difficult for the battery voltage to reach the allowable lower limit voltage or less as compared with the case where the control output limit is not reduced (the time until the battery voltage can be extended). Here, the “allowable lower limit voltage” may be a voltage higher than the protection lower limit voltage that should be strictly observed in order to protect the battery.
こうした本発明の第1のハイブリッド自動車において、前記触媒暖機要求時制御手段は、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になったとき,前記許容下限電圧以下になったときの順で段階的に前記制御用出力制限を小さくする手段である、ものとすることもできる。 In such a first hybrid vehicle of the present invention, the catalyst warm-up request time control means is configured to perform the step-by-step in order of when the battery voltage falls below the threshold voltage or below the allowable lower limit voltage. It can also be a means for reducing the control output limit.
また、本発明の第1のハイブリッド自動車において、前記触媒暖機要求時制御手段は、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になった後に該閾値電圧より高くなったときには、前記制御用出力制限を保持する手段である、ものとすることもできる。これは、バッテリ電圧が閾値電圧以下になったときには、その後にバッテリ電圧が閾値電圧より高くなったとしても、バッテリ電圧が低下しやすい状態になっていると考えられる、という理由に基づく。 Further, in the first hybrid vehicle of the present invention, the catalyst warm-up request control means holds the control output limit when the battery voltage becomes higher than the threshold voltage after becoming lower than the threshold voltage. It can also be a means to do. This is based on the reason that when the battery voltage becomes equal to or lower than the threshold voltage, it is considered that the battery voltage is likely to decrease even if the battery voltage subsequently becomes higher than the threshold voltage.
さらに、本発明の第1のハイブリッド自動車において、前記触媒暖機要求時制御手段は、前記走行用パワーが前記バッテリの制御用出力制限より大きいときには、前記バッテリからの出力電力が前記制御用出力制限以下となると共に前記バッテリからの出力電流が前記バッテリの制御用電流制限以下となるよう制御する手段であり、更に、前記触媒暖機要求時制御手段は、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になったときには、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になる前に比して、前記制御用出力制限と前記制御用電流制限とを小さくする手段である、ものとすることもできる。 Furthermore, in the first hybrid vehicle of the present invention, the catalyst warm-up request time control means is configured such that when the traveling power is larger than the control output limit for the battery, the output power from the battery is the control output limit. And a control means for controlling the output current from the battery to be less than or equal to the control current limit of the battery. Further, the catalyst warm-up request time control means has the battery voltage less than or equal to the threshold voltage. In this case, the control output limit and the control current limit may be made smaller than before the battery voltage becomes equal to or lower than the threshold voltage.
本発明の第2のハイブリッド自動車は、
排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられて走行用の動力を出力可能なエンジンと、走行用の動力を入出力可能なモータと、前記モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、前記浄化触媒の暖機要求がなされていて走行に要求される走行用パワーが前記バッテリの制御用出力制限より大きいときには、前記走行用パワーから前記制御用出力制限を減じて得られる差分パワーが前記エンジンから出力され、前記バッテリからの出力電力が前記制御用出力制限以下となると共に前記バッテリからの出力電流が前記バッテリの制御用電流制限以下となり、前記走行用パワーによって走行するよう前記エンジンと前記モータとを制御する触媒暖機要求時制御手段と、を備えるハイブリッド自動車において、
前記触媒暖機要求時制御手段は、バッテリ電圧が制御用の許容下限電圧より高い閾値電圧以下になったときには、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になる前に比して前記制御用電流制限を小さくする手段である、
ことを要旨とする。
The second hybrid vehicle of the present invention is
A purification device having a purification catalyst for purifying exhaust gas is attached to an exhaust system so as to output driving power, a motor capable of inputting / outputting driving power, and a battery capable of exchanging electric power with the motor And the difference power obtained by subtracting the control output limit from the travel power when the travel power required for travel is greater than the control output limit for the battery. Is output from the engine, and the output power from the battery is less than or equal to the control output limit, and the output current from the battery is less than or equal to the control current limit for the battery, so that the engine travels with the travel power. And a catalyst warm-up request control means for controlling the motor,
When the battery voltage falls below a threshold voltage higher than the control allowable lower limit voltage, the catalyst warm-up request control means performs the control current limit compared to before the battery voltage falls below the threshold voltage. A means to make it smaller,
This is the gist.
この本発明の第2のハイブリッド自動車では、浄化触媒の暖機要求がなされていて走行に要求される走行用パワーがバッテリの制御用出力制限より大きいときには、走行用パワーから制御用出力制限を減じて得られる差分パワーがエンジンから出力され、バッテリからの出力電力が制御用出力制限以下となると共にバッテリからの出力電流がバッテリの制御用電流制限以下となり、走行用パワーによって走行するようエンジンとモータとを制御するものにおいて、バッテリ電圧が制御用の許容下限電圧より高い閾値電圧以下になったときには、バッテリ電圧が閾値電圧以下になる前に比して制御用電流制限を小さくする。これにより、バッテリ電圧が閾値電圧以下になったときには、バッテリ電圧が閾値電圧以下になる前に比して走行用パワーのうちエンジンからの出力の割合を大きくすると共にバッテリからの出力の割合を小さくすることができるから、制御用電流制限を小さくしないものに比してバッテリ電圧を許容下限電圧以下に至りにくくすることができる(至るまでの時間を長くすることができる)。ここで、「許容下限電圧」は、バッテリを保護するために厳守すべき保護下限電圧より高い電圧である、ものとすることもできる。 In the second hybrid vehicle of the present invention, when the warm-up request for the purification catalyst is made and the travel power required for travel is greater than the battery control output limit, the control output limit is subtracted from the travel power. The difference power obtained in this way is output from the engine, the output power from the battery is less than or equal to the control output limit, and the output current from the battery is less than or equal to the control current limit for the battery so When the battery voltage falls below the threshold voltage higher than the control allowable lower limit voltage, the control current limit is made smaller than before the battery voltage falls below the threshold voltage. As a result, when the battery voltage falls below the threshold voltage, the proportion of the output from the engine is increased and the proportion of the output from the battery is reduced in the driving power compared to before the battery voltage falls below the threshold voltage. Therefore, it is possible to make it difficult for the battery voltage to reach the allowable lower limit voltage or less as compared with the case where the control current limit is not reduced (the time until the battery voltage can be extended). Here, the “allowable lower limit voltage” may be a voltage higher than the protection lower limit voltage that should be strictly observed in order to protect the battery.
本発明の第1または第2のハイブリッド自動車において、前記触媒暖機要求時制御手段は、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になったとき,前記許容下限電圧以下になったときの順で段階的に前記制御用電流制限を小さくする手段である、ものとすることもできる。 In the first or second hybrid vehicle of the present invention, the catalyst warm-up request time control means is stepwise in the order of when the battery voltage falls below the threshold voltage or below the allowable lower limit voltage. It is also possible to use a means for reducing the control current limit.
また、本発明の第1または第2のハイブリッド自動車において、前記触媒暖機要求時制御手段は、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になった後に該閾値電圧より高くなったときには、前記制御用電流制限を保持する手段である、ものとすることもできる。これは、バッテリ電圧が閾値電圧以下になったときには、その後にバッテリ電圧が閾値電圧より高くなったとしても、バッテリ電圧が低下しやすい状態になっていると考えられる、という理由に基づく。 In the first or second hybrid vehicle of the present invention, when the catalyst warm-up request control unit is higher than the threshold voltage after the battery voltage falls below the threshold voltage, the control current It can also be a means of holding a restriction. This is based on the reason that when the battery voltage becomes equal to or lower than the threshold voltage, it is considered that the battery voltage is likely to decrease even if the battery voltage subsequently becomes higher than the threshold voltage.
さらに、本発明の第1または第2のハイブリッド自動車において、前記触媒暖機要求時制御手段は、前記バッテリ電圧が前記許容下限電圧以下になったときには、前記バッテリ電圧が前記許容下限電圧より高い第2閾値電圧以上になるまで、前記走行用パワーより大きなパワーが前記エンジンから出力されると共に前記走行用パワーによって走行するよう制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、バッテリの電圧を第2閾値電圧以上に上昇させることができる。上述したように、本発明の第1または第2のハイブリッド自動車では、バッテリ電圧が閾値電圧以下になったときに、バッテリ電圧が閾値電圧以下になる前に比して走行用パワーのうちエンジンからの出力の割合を大きくすると共にバッテリからの出力の割合を小さくしているから、エンジンからの出力を目標とするパワーにより迅速に近づけることができる。この結果、エンジンの応答遅れによる出力不足を賄うためのバッテリからの出力を抑制することができ、バッテリ電圧が許容下限電圧を下回る程度を抑制することができる。ここで、「第2閾値電圧」は、閾値電圧より高い電圧である、ものとすることもできる。 Further, in the first or second hybrid vehicle of the present invention, the catalyst warm-up request time control means is configured such that when the battery voltage becomes equal to or lower than the allowable lower limit voltage, the battery voltage is higher than the allowable lower limit voltage. Until the threshold voltage is equal to or higher than the threshold voltage, the power that is greater than the power for traveling is output from the engine and is controlled to travel with the power for traveling. If it carries out like this, the voltage of a battery can be raised more than a 2nd threshold voltage. As described above, in the first or second hybrid vehicle of the present invention, when the battery voltage becomes equal to or lower than the threshold voltage, the driving power from the engine is less than before the battery voltage becomes lower than the threshold voltage. Since the output ratio from the battery is increased and the output ratio from the battery is decreased, the output from the engine can be brought closer to the target power more quickly. As a result, it is possible to suppress the output from the battery to cover the output shortage due to the response delay of the engine, and it is possible to suppress the extent that the battery voltage falls below the allowable lower limit voltage. Here, the “second threshold voltage” may be higher than the threshold voltage.
あるいは、本発明の第1または第2のハイブリッド自動車において、前記バッテリと電力のやりとりが可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸とに3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、を備え、前記モータは、前記駆動軸に回転軸が接続されてなる、ものとすることもできる。また、外部電源に接続されて該外部電源からの電力を用いて前記バッテリを充電可能な充電器を備える、ものとすることもできる。 Alternatively, in the first or second hybrid vehicle of the present invention, a generator capable of exchanging electric power with the battery, a drive shaft connected to an axle, an output shaft of the engine, and a rotating shaft of the generator. And a planetary gear to which three rotating elements are connected. The motor may be configured such that a rotating shaft is connected to the drive shaft. In addition, the battery pack may include a charger that is connected to an external power source and can charge the battery using electric power from the external power source.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン22と、エンジン22を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24と、エンジン22のクランクシャフト26にキャリアが接続されると共に駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されたモータMG1と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸36に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するためのインバータ41,42と、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、例えば定格電圧が200Vなどのリチウムイオン二次電池として構成されてシステムメインリレー56とインバータ41,42とを介してモータMG1,MG2と電力をやりとりする高電圧バッテリ50と、高電圧バッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52と、各ECUや補機59などが接続された電力ライン(以下、低電圧系電力ラインという)54bに接続された例えば定格電圧が12Vなどの鉛蓄電池として構成された低電圧バッテリ58と、インバータ41,42と高電圧バッテリ50とを接続する電力ライン(以下、高電圧系電力ラインという)54aからの電力を降圧して低電圧系電力ライン54bに供給するDC/DCコンバータ57と、家庭用電源などの外部電源に接続されて高電圧バッテリ50を充電可能な充電器60と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット(以下、HVECUという)70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、図2に示すように、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共に燃料噴射弁126からガソリンを噴射して吸入された空気とガソリンとを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化触媒(三元触媒)134aを有する浄化装置134を介して外気へ排出される。
The
エンジンECU24は、CPU24aを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU24aの他に、処理プログラムを記憶するROM24bと、データを一時的に記憶するRAM24cと、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。エンジンECU24には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジションやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温Tw,燃焼室内に取り付けられた図示しない圧力センサからの筒内圧力Pin,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジション,スロットルバルブ124のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットルポジション,吸気管に取り付けられたエアフローメータ148からの吸入空気量Qa,同じく吸気管に取り付けられた温度センサ149からの吸気温Tin,浄化触媒134aの温度を検出する温度センサ134bからの触媒温度Tc,空燃比センサ135aからの空燃比AF,酸素センサ135bからの酸素信号Voなどが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号、吸気バルブ128の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構150への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンECU24は、クランクポジションセンサ140からのクランクポジションに基づいてクランクシャフト26の回転数、即ちエンジン22の回転数Neも演算している。
The
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータECU40は、HVECU70と通信しており、HVECU70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをHVECU70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転角速度ωm1,ωm2や回転数Nm1,Nm2も演算している。
Although not shown, the
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、高電圧バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、高電圧バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの端子間電圧Vbや高電圧バッテリ50の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ51bからの充放電電流Ib,高電圧バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じて高電圧バッテリ50の状態に関するデータを通信によりHVECU70に送信する。また、バッテリECU52は、高電圧バッテリ50を管理するために、電流センサ51bにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づいてそのときの高電圧バッテリ50から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合SOCを演算したり、演算した蓄電割合SOCと電池温度Tbとに基づいて高電圧バッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算したりしている。
Although not shown, the
充電器60は、リレー62を介して高電圧系電力ライン54aに接続されており、電源プラグ68を介して供給される外部電源からの交流電力を直流電力に変換するAC/DCコンバータ66と、AC/DCコンバータ66からの直流電力の電圧を変換して高電圧系電力ライン54a側に供給するDC/DCコンバータ64と、を備える。
The
HVECU70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に、処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。HVECU70には、パワースイッチ80からのプッシュ信号やシフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速V,電源プラグ68の外部電源への接続を検出する接続検出センサ69からの接続検出信号などが入力ポートを介して入力されている。HVECU70からは、システムメインリレー56やリレー62への駆動信号,DC/DCコンバータ64やAC/DCコンバータ66へのスイッチング制御信号,DC/DCコンバータ57へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。HVECU70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36に出力すべき要求トルクTr*を計算し、この要求トルクTr*に対応する要求動力が駆動軸36に出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2との運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されて駆動軸36に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力と高電圧バッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共に高電圧バッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸36に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード,エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力を駆動軸36に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力が駆動軸36に出力されるようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
In the
また、実施例のハイブリッド自動車20では、自宅や予め設定された充電ポイントで車両をシステム停止した後に電源プラグ68が外部電源に接続されてその接続が接続検出センサ69によって検出されると、システムメインリレー55とリレー62とをオンとし、充電器60を制御して外部電源からの電力により高電圧バッテリ50を充電する。そして、高電圧バッテリ50の充電後にシステム起動したときには、高電圧バッテリ50の蓄電割合SOCがエンジン22の始動を行なうことができる程度に設定された閾値Shv(例えば、20%や30%など)に至るまでは、エンジン22からの動力とモータMG2からの動力とを用いて走行するハイブリッド走行に比してモータMG2からの動力だけを用いて走行する電動走行を優先して走行する電動走行優先モードによって走行し、高電圧バッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Shvに至った以降は、電動走行に比してハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードによって走行する。
Further, in the
電動走行優先モードでは、アクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて走行に要求される(駆動軸36に出力すべき)要求トルクTr*を設定すると共に設定した要求トルクTr*に駆動軸36の回転数Nr(例えば、モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算する。そして、走行用パワーPdrv*が高電圧バッテリ50の出力制限Wout以下のときには、エンジン22の運転を停止した状態でモータMG2から走行用パワーPdrv*を出力して駆動軸36に要求トルクTr*が出力されるようモータMG2を制御して、電動走行によって走行する。走行用パワーPdrv*が高電圧バッテリ50の出力制限Woutより大きくなると、エンジン22を始動して、走行用パワーPdrv*をエンジン22から出力すべき要求パワーPe*に設定し、エンジン22から要求パワーPe*が出力されると共に駆動軸36に要求トルクTr*が出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御して、ハイブリッド走行によって走行する。その後に、走行用パワーPdrv*が高電圧バッテリ50の出力制限Wout以下になると、エンジン22を運転を停止して、エンジン22の運転を停止して、モータMG2から走行用パワーPdrv*を出力して走行する電動走行に戻る。
In the electric travel priority mode, the required torque Tr * required for travel (to be output to the drive shaft 36) is set and set based on the accelerator opening Acc corresponding to the depression amount of the
ハイブリッド走行優先モードでは、高電圧バッテリ50の蓄電割合SOCに応じて高電圧バッテリ50の充放電要求パワーPb*(高電圧バッテリ50から放電するときが正の値)を設定すると共に設定した充放電要求パワーPb*を走行用パワーPdrv*から減じてエンジン22から出力すべき要求パワーPe*を設定し、要求パワーPe*がエンジン22を比較的効率よく運転することができる最低パワーとして予め定められた運転用閾値Pop以上のときには、エンジン22から要求パワーPe*が出力されると共に駆動軸36に要求トルクTr*が出力されるようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御して、ハイブリッド走行によって走行する。要求パワーPe*が運転用閾値Pop未満になると、エンジン22を比較的効率よく運転できないため、エンジン22の運転を停止してモータMG2から走行用パワーPdrv*を出力して走行する電動走行に移行する。電動走行によって走行している最中に運転者がアクセルペダル83を踏み込んで走行用パワーPdrv*が大きくなって要求パワーPe*が運転用閾値Pop以上になると、エンジン22を始動してエンジン22から要求パワーPe*を出力して走行するハイブリッド走行に移行する。なお、運転用閾値Popは、高電圧バッテリ50の出力制限Woutに比してかなり小さな値として定められている。
In the hybrid travel priority mode, the charge / discharge required power Pb * (a positive value when discharging from the high voltage battery 50) is set according to the storage ratio SOC of the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、浄化装置134の浄化触媒134aの暖機要求がなされているときの動作について説明する。図3は、HVECU70により実行される触媒暖機要求時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、浄化触媒134aの暖機要求がなされているときに所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。なお、浄化触媒134aの暖機要求は、温度センサ134bからの触媒温度Tcが浄化触媒134aが活性化していると想定される活性化温度Tcact(例えば、400℃や420℃,450℃など)未満のときに行なわれるものとした。浄化触媒134aの暖機要求がなされるときとしては、基本的には、車両のシステム起動後に初めてエンジン22を始動したとき(高電圧バッテリ50の充電後にシステム起動したときには、通常、電動走行優先モードによって走行している最中にエンジン22を始動したとき)を考えることができる。
Next, the operation of the
触媒暖機要求時制御ルーチンが実行されると、HVECU70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbや制御用電流制限Ibmax*,制御用出力制限Wout*などのデータを入力する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されたモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbは、電圧センサ51aにより検出されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。制御用電流制限Ibmax*や制御用出力制限Wout*は、図4に例示する制限値設定ルーチンにより設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。図4の制限値設定ルーチンについては後述する。
When the catalyst warm-up request control routine is executed, first, the
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Accと車速Vとに基づいて走行に要求される(駆動軸36に出力すべき)要求トルクTr*を設定すると共に設定した要求トルクTr*に駆動軸36の回転数Nrを乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度Accと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。要求トルク設定用マップの一例を図5に示す。また、駆動軸36の回転数Nrは、車速Vに換算係数を乗じることによって求めたり、モータMG2の回転数Nm2を用いたりすることができる。
When the data is input in this way, the required torque Tr * required for traveling (to be output to the drive shaft 36) is set based on the input accelerator opening Acc and the vehicle speed V, and the drive shaft is set to the set required torque Tr *. The traveling power Pdrv * required for traveling is set by multiplying by the rotation speed Nr of 36 (step S110). In the embodiment, the required torque Tr * is determined in advance by storing the relationship between the accelerator opening Acc, the vehicle speed V, and the required torque Tr * in the
続いて、高電圧バッテリ50を強制充電すべきか否かを示す強制充電要求フラグFcの値を調べ(ステップS120)、強制充電要求フラグFcが値0のときには、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbを制御用の許容下限電圧Vbminと比較する(ステップS130)。ここで、強制充電要求フラグFcは、初期値として値0が設定され、高電圧バッテリ50の強制充電を開始すべきときに値0から値1に切り替えられ、その後に高電圧バッテリ50の強制充電を終了してよいときに値1から値0に切り替えられるフラグである。また、許容下限電圧Vbminは、高電圧バッテリ50を保護するために厳守すべき保護下限電圧(例えば、120Vや130V,140Vなど)より高い電圧範囲で定められ、例えば、150Vや155V,160Vなどを用いることができる。実施例では、この許容下限電圧Vbminを、高電圧バッテリ50の強制充電を開始すべきか否かを判定するための閾値として用いるものとした。
Subsequently, the value of the forced charge request flag Fc indicating whether or not the
強制充電要求フラグFcが値0で高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbminより高いときには、高電圧バッテリ50の強制充電を開始する必要はないと判断し、走行用パワーPdrv*を高電圧バッテリ50の制御用出力制限Wout*と比較する(ステップS140)。
When the forced charge request flag Fc is 0 and the inter-terminal voltage Vb of the
そして、走行用パワーPdrv*が高電圧バッテリ50の制御用出力制限Wout*以下のときには、浄化触媒134aの暖機用の運転ポイントとしての回転数NsetとトルクTsetとをエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに設定する(ステップS150)。ここで、回転数Nsetとしては、例えば、エンジン22を運転する際の下限値(例えば、1000rpmや1200rpm、1300rpm)やそれよりも若干大きな値などを用いることができ、トルクTsetとしては、例えば、値0やそれよりも若干大きな値などを用いることができる。
When the traveling power Pdrv * is equal to or less than the control output limit Wout * of the
続いて、前回に本ルーチンが実行されたときに後述のステップS240の処理で設定したモータMG1のトルク指令(前回Tm1*)とプラネタリギヤ30のギヤ比ρとを用いてエンジン22からの出力トルクとして推定される推定出力トルクTeestを次式(1)により計算し(ステップS230)、エンジン22の目標回転数Ne*とモータMG2の回転数Nm2とプラネタリギヤ30のギヤ比ρとを用いて次式(2)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*と入力したモータMG1の回転数Nm1とエンジン22の推定出力トルクTeestとプラネタリギヤ30のギヤ比ρとに基づいて式(3)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS240)。エンジン22を浄化触媒134aの暖機用の運転ポイントで運転しながら走行しているときのプラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図6に示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2であるリングギヤ32の回転数Nrを示す。なお、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されて駆動軸36に作用するトルクと、モータMG2から出力されて駆動軸36に作用するトルクとを示す。式(1)および式(2)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式(3)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(3)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。なお、浄化触媒134aの暖機用の運転ポイントにおけるトルクTsetは小さな値(例えば、値0やそれよりも若干大きな値など)であるから、その運転ポイントでエンジン22が運転されているときにはモータMG1のトルク指令Tm1*には絶対値が小さな値が設定されることになる。図6の共線図では、図示の必要上、一部の矢印については誇張している。
Subsequently, as the output torque from the
Teest=-(1+ρ)・前回Tm1*/ρ (1)
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/・ρ (2)
Tm1*=-ρ・Teest/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (3)
Teest =-(1 + ρ), previous Tm1 * / ρ (1)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / ・ ρ (2)
Tm1 * =-ρ ・ Teest / (1 + ρ) + k1 ・ (Nm1 * -Nm1) + k2 ・ ∫ (Nm1 * -Nm1) dt (3)
そして、要求トルクTr*にトルク指令Tm1*をプラネタリギヤ30のギヤ比ρで除したものを加えてモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm2tmpを次式(4)により計算すると共に(ステップS250)、高電圧バッテリ50の制御用出力制限Wout*からトルク指令Tm1*に現在のモータMG1の回転数Nm1を乗じて得られるモータMG1の消費パワー(発電パワー)を減じた値をモータMG2の回転数Nm2で除してモータMG2から出力してもよいトルクの上限としてのトルク制限Tm2max1を式(5)により計算し(ステップS260)、式(6)に示すように、高電圧バッテリ50の充放電電流Ibと制御用電流制限Ibmax*とに基づいてトルク制限Tm2max2を設定し(ステップS270)、式(7)に示すように、計算した仮トルクTm2tmpをトルク制限Tm2max1,Tm2max2で制限してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS280)。ここで、式(4)は、図6の共線図から容易に導くことができる。また、トルク制限Tm2ma2は、実施例では、高電圧バッテリ50の充放電電流Ibが制御用電流制限Ibmax*以下のときには高電圧バッテリ50の制御用出力制限Wout*を設定し、高電圧バッテリ50の充放電電流Ibが制御用電流制限Ibmax*より大きいときには充放電電流Ibが大きいほど制御用出力制限Wout*に比して小さくなる傾向の値を設定するものとした。浄化触媒134aの暖機用の運転ポイントにおけるトルクTsetが小さく、モータMG1のトルク指令Tm1*の大きさも小さいことを考えると、トルク指令Tm1*を値0とすれば、仮モータトルクTm2tmpには要求トルクTr*が設定される。そして、走行用パワーPdrv*が高電圧バッテリ50の制御用出力制限Wout*以下であることを考慮すると、モータMG2のトルク指令Tm2*には、仮モータトルクTm2tmpが設定されることになる。
Then, by adding the torque command Tm1 * divided by the gear ratio ρ of the
Tm2tmp=Tr*+Tm1*/ρ (4)
Tm2max1=Wout*-Tm1*・Nm1/Nm2 (5)
Tm2max2=f(Ib,Ibmax) (6)
Tm2*=min(Tm2tmp,Tm2max1,Tm2max2) (7)
Tm2tmp = Tr * + Tm1 * / ρ (4)
Tm2max1 = Wout * -Tm1 * ・ Nm1 / Nm2 (5)
Tm2max2 = f (Ib, Ibmax) (6)
Tm2 * = min (Tm2tmp, Tm2max1, Tm2max2) (7)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS290)、本ルーチンを終了する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、エンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などの制御を行なう。このとき、浄化触媒134aを暖機をより促進させるために、エンジン22の点火時期については、エンジン22を効率よく運転するための点火時期(以下、燃費用点火時期という)よりも遅く且つ触媒暖機に適した点火時期(以下、触媒暖機用点火時期という)を用いるものとした。点火時期を燃費用点火時期より遅くするのは、燃焼を緩慢なものとして燃焼エネルギのうち熱エネルギとして排気系に排出されるエネルギを大きくすることによって浄化触媒134aの暖機を促進させるためである。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、浄化触媒134aの暖機を促進させながら走行用パワーPdrv*によって走行することができる。なお、モータMG2については、上述したように、仮トルクTm2tmpを制御用出力制限Wout*に基づくトルク制限Tm2max1と制御用電流制限Ibmax*に基づくトルク制限Tm2max2とによって制限して得られる値をトルク指令Tm2*に設定して制御に用いるから、高電圧バッテリ50の充放電電流Ibが制御用電流制限Ibmax*以下となると共に高電圧バッテリ50の充放電電力Wb(=Vb×Ib)が制御用出力制限Wout*以下となるよう制御されると考えることができる。
When the target rotational speed Ne * of the
ステップS140で走行用パワーPdrv*が高電圧バッテリ50の制御用出力制限Wout*より大きいときには、走行用パワーPdrv*から高電圧バッテリ50の制御用出力制限Wout*を減じた値(以下、差分パワー(Pdrv*−Wout*)という)をエンジン22から出力すべき要求パワーPe*として設定すると共に(ステップS160)、エンジン22の回転数NeとトルクTeとの制約としてのエンジン22を効率よく運転する動作ラインと、要求パワーPe*と、を用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定し(ステップS170)、上述したステップS230〜S280の処理によってモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定し、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS290)、本ルーチンを終了する。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する様子を図7に示す。図示するように、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とは、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点により求めることができる。また、エンジン22からパワーを出力しながら走行しているときのプラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図8に示す。この場合、走行用パワーPdrv*をエンジン22から出力するものに比して、エミッションの悪化を抑制することができる。
When the traveling power Pdrv * is larger than the control output limit Wout * for the
ステップS120,S130で強制充電要求フラグFcが値0で高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下のときには、高電圧バッテリ50の強制充電を開始すべきと判断し、強制充電要求フラグFcに値1を設定する(ステップS180)。そして、走行用パワーPdrv*から高電圧バッテリ50を充電するための負の所定パワーPc(高電圧バッテリ50から放電するときが正の値)を減じた値(以下、強制充電走行パワー(Pdrv*−Pc)という)をエンジン22の要求パワーPe*として設定すると共に(ステップS190)、エンジン22の回転数NeとトルクTeとの制約としてのエンジン22を効率よく運転する動作ラインと、要求パワーPe*と、を用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定し(ステップS170)、上述したステップS230〜S280の処理によってモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定し、エンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについてはエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40にそれぞれ送信して(ステップS290)、本ルーチンを終了する。こうした制御により、高電圧バッテリ50を充電して高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbを上昇させることができる。
In steps S120 and S130, when the forced charge request flag Fc is 0 and the inter-terminal voltage Vb of the
こうして強制充電要求フラグFcに値1が設定されると、次回に本ルーチンが実行されたときにステップS120で強制充電要求フラグFcが値1であると判定され、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbを許容下限電圧Vbminより高い閾値電圧Vbcstopと比較する(ステップS210)。ここで、閾値電圧Vbcstopは、高電圧バッテリ50の強制充電を終了してよい電圧として定められ、例えば、190Vや200V,210Vなどを用いることができる。なお、この閾値電圧Vbcstopは、実施例では、上述の閾値電圧Vbcstopより高い電圧を用いるものとした。
If the
高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbcstop未満のときには、高電圧バッテリ50の強制充電を継続すべきと判断し、ステップS190以降の処理を実行する。一方、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbcstop以上のときには、高電圧バッテリ50の強制充電を終了してよいと判断し、強制充電要求フラグFcに値0を設定し(ステップS220)、ステップS140以降の処理を実行する。こうして強制充電要求フラグFcに値0が設定されると、次回に本ルーチンが実行されたときには、ステップS120で強制充電要求フラグFcが値0であると判定され、ステップS130以降の処理を実行する。
When the inter-terminal voltage Vb of the high-
以上、図3の触媒暖機要求時制御ルーチンについて説明した。次に、図4の制限値設定ルーチンについて説明する。制限値設定ルーチンが実行されると、バッテリECU52は、まず、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbや電流制限Ibmax,出力制限Woutを入力する処理を実行する(ステップS300)。ここで、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbは、電圧センサ51aにより検出されたものを入力するものとした。また、電流制限Ibmaxは、高電圧バッテリ50の定格値を入力するものとした。さらに、高電圧バッテリ50の出力制限Woutは、高電圧バッテリ50の電池温度Tbと蓄電割合SOCとに基づいて設定されたものを入力するものとした。
The catalyst warm-up request control routine in FIG. 3 has been described above. Next, the limit value setting routine of FIG. 4 will be described. When the limit value setting routine is executed, the
こうしてデータを入力すると、履歴フラグFh1,Fh2の値を調べる(ステップS310)。ここで、履歴フラグFh1は、浄化触媒134aの暖機要求の開始時に初期値として値0が設定され、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが低下して許容下限電圧Vbminより所定電圧αだけ高い閾値電圧Vbref以下になったときに値1が設定されるフラグである。また、履歴フラグFh2は、浄化触媒134aの暖機要求の開始時に初期値として値0が設定され、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが低下して許容下限電圧Vbmin以下になったときに値1が設定されるフラグである。所定電圧αは、例えば、5Vや10V,15Vなど用いることができる。
When data is input in this way, the values of the history flags Fh1 and Fh2 are checked (step S310). Here, the history flag Fh1 is set to a
履歴フラグFc1,Fc2が共に値0のときには、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbを閾値電圧Vbrefと比較し(ステップS320)、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbrefより高いときには、高電圧バッテリ50の電流制限Ibmaxを制御用電流制限Ibmax*に設定すると共に(ステップS330)、高電圧バッテリ50の出力制限Woutを制御用出力制限Wout*に設定して(ステップS340)、本ルーチンを終了する。この場合、走行用パワーPdrv*が高電圧バッテリ50の制御用出力制限Wout*(=Wout)より大きいときには、差分パワー(Pdrv*−Wout*)がエンジン22から出力され、高電圧バッテリ50の充放電電流Ibが制御用電流制限Ibmax*以下となると共に高電圧バッテリ50の充放電電力Wb(=Vb×Ib)が制御用出力制限Wout*以下となり、走行用パワーPdrv*が駆動軸36に出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御して走行することになる。
When the history flags Fc1 and Fc2 are both 0, the inter-terminal voltage Vb of the high-
一方、ステップS320で高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下のときには、履歴フラグFh1に値1を設定し(ステップS350)、高電圧バッテリ50の電流制限Ibmaxから所定値ΔIb1を減じた値を制御用電流制限Ibmax*に設定すると共に(ステップS360)、高電圧バッテリ50の出力制限Woutから所定値ΔW1を減じた値を制御用出力制限Wout*に設定して(ステップS370)、本ルーチンを終了する。ここで、所定値ΔIb1は、例えば、電流制限Ibmaxが200Aや210A,220Aなどのときに55Aや60A,65Aなどを用いることができる。また、所定値ΔW1は、例えば、出力制限Woutが39kWや41kWや43kWなどのときに13kWや14kW,15kWなどを用いることができる。この場合、走行用パワーPdrv*が制御用出力制限Wout*より大きいときにおいて、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になる前(履歴フラグFh1,Fh2が共に値0であり且つ高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbrefより高いとき)に比して走行用パワーPdrv*のうちエンジン22からの出力の割合が大きくなると共に高電圧バッテリ50からの出力の割合が小さくなる。したがって、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になる前と同様に制御用電流制限Ibmax*,制御用出力制限Wout*を設定するものに比して、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbの低下を緩やかにすることができる。この結果、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbを許容下限電圧Vbmin以下に至りにくくすることができる(至るまでの時間を長くすることができる)。
On the other hand, when the inter-terminal voltage Vb of the
こうして履歴フラグFh1に値1が設定されると、次回に本ルーチンが実行されたときには、ステップS310で履歴フラグFh1が値1であると共に履歴フラグFh2が値0であると判定され、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbを許容下限電圧Vbminと比較する(ステップS380)。そして、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbminより高いときには、高電圧バッテリ50の電流制限Ibmaxから所定値ΔIb1を減じた値を制御用電流制限Ibmax*に設定すると共に(ステップS360)、高電圧バッテリ50の出力制限Woutから所定値ΔW1を減じた値を制御用出力制限Wout*に設定して(ステップS370)、本ルーチンを終了する。
When the
一方、ステップS380で高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下のときには、履歴フラグFh2に値1を設定し、高電圧バッテリ50の電流制限Ibmaxから所定値ΔIb1より大きな所定値ΔIb2を減じた値を制御用電流制限Ibmax*に設定すると共に(ステップS400)、高電圧バッテリ50の出力制限Woutから所定値ΔW1より大きな所定値ΔW2を減じた値を制御用出力制限Wout*に設定して(ステップS410)、本ルーチンを終了する。ここで、所定値ΔIb2は、例えば、電流制限Ibmaxが200Aや210A,220Aなどで所定値ΔIb1が55Aや60A,65Aなどのときに85Aや90A,95Aなどを用いることができる。また、所定値ΔW2は、例えば、出力制限Woutが39kWや41kWや43kWなどで所定値ΔW1が13kWや14kW,15kWなどのときに19Wや20W,21Wなどを用いることができる。
On the other hand, when the inter-terminal voltage Vb of the
実施例では、上述したように、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下になった以降は、端子間電圧Vbが閾値電圧Vbcstop以上になるまで、走行用パワーPdrv*より大きな強制充電走行パワー(Pdrv*−Pc)がエンジン22から出力されると共に走行用パワーPdrv*によって走行するようエンジン22とモータMG1,MG2を制御することより、高電圧バッテリ50を充電しながら走行する。その前段階として、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になったときに、閾値電圧Vbref以下になる前に比して、高電圧バッテリ50の制御用電流制限Ibmax*,制御用出力制限Wout*を小さくして走行用パワーPdrv*のうちエンジン22からの出力の割合を大きくすると共に高電圧バッテリ50からの出力の割合を小さくしているから、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下になったときに、エンジン22からの出力を要求パワーPe*(=Pdrv*−Pc)により迅速に近づけることができる。この結果、エンジン22の応答遅れによる出力不足を賄うための高電圧バッテリ50からの出力を抑制することができ、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbminを下回る程度を抑制することができる。しかも、このときには、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下に至る前に比して、高電圧バッテリ50の制御用電流制限Ibmax*や制御用出力制限Wout*を小さくするから、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbminを下回る程度をより抑制することができる。なお、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下に至った以降で許容下限電圧Vbmin以下に至る前には、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下に至った以降に比して大きな値(Ibmax−ΔIb1),(Wout−ΔW1)を制御用電流制限Ibmax*,制御用出力制限Wout*に設定することにより、エミッションの悪化をある程度抑制することができる。
In the embodiment, as described above, after the inter-terminal voltage Vb of the
こうして履歴フラグFh2に値1が設定されると、次回に本ルーチンが実行されたときには、ステップS310で履歴フラグFh1,Fh2が共に値1であると判定され、高電圧バッテリ50の電流制限Ibmaxから所定値ΔIb2を減じた値を制御用電流制限Ibmax*に設定すると共に(ステップS400)、高電圧バッテリ50の出力制限Woutから所定値ΔW2を減じた値を制御用出力制限Wout*に設定して(ステップS410)、本ルーチンを終了する。
When the history flag Fh2 is set to 1 in this way, the next time this routine is executed, it is determined in step S310 that both the history flags Fh1 and Fh2 are 1 and the current limit Ibmax of the high-
ここで、制御用電流制限Ibmax*,制御用出力制限Wout*の設定に履歴フラグFh1,Fh2を用いる理由について説明する。実施例では、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になった後に閾値電圧Vbrefより高くなったとき(履歴フラグFh1が値1,履歴フラグFh2が値0であり高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbrefより高いとき)には、制御用電流制限Ibmax*,制御用出力制限Wout*を電流制限Ibmax,出力制限Woutに復帰させずに、値(Ibmax−ΔIb1),(Wout−ΔW1)で保持する。また、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下になった後に許容下限電圧Vbminより高くなったとき(履歴フラグFh1,Fh2が共に値1であり高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbminより高いとき)には、制御用電流制限Ibmax*,制御用出力制限Wout*を電流制限Ibmax,出力制限Woutや値(Ibmax−ΔIb1),(Wout−ΔW1)に復帰させずに、値(Ibmax−ΔIb2),(Wout−ΔW2)で保持する。これは、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref,許容下限電圧Vbmin以下となったときには、その後に端子間電圧Vbがある程度上昇したとしても、端子間電圧Vbが比較的急峻に低下しやすい状態になっている(劣化しやすい状態になった後にその状態から回復していない)と考えられる、という理由に基づく。したがって、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが低下した後に上昇したときに、制御用電流制限Ibmax*や制御用出力制限Wout*を復帰させない(大きくしない)ことにより、その後に端子間電圧Vbが急峻に低下するのを抑制することができる。
Here, the reason why the history flags Fh1 and Fh2 are used for setting the control current limit Ibmax * and the control output limit Wout * will be described. In the embodiment, when the inter-terminal voltage Vb of the high-
図9は、浄化触媒134aの暖機要求がなされていて走行用パワーPdrv*が高電圧バッテリ50の制御用出力制限Wout*より大きいときの高電圧バッテリ50の端子間電圧Vb,充放電電流Ibおよび制御用電流制限Ibmax*,充放電電力Wbおよび制御用出力制限Wout*,強制充電要求フラグFc,エンジン22の要求パワーPe*および実パワーPeの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図中、左側は高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbに応じて制御用電流制限Ibmax*,制御用出力制限Wout*を設定する実施例の時間変化の様子を示し、右側は高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbに拘わらず電流制限Ibmax,出力制限Woutを制御用電流制限Ibmax*,制御用出力制限Wout*に設定する比較例の時間変化の様子を示す。なお、充放電電力Wbは、例えば、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbと充放電電流Ibとの積によって計算することができる。また、エンジン22の実パワーPeは、例えば、推定出力トルクTeestにエンジン22の回転数Neを乗じることによって計算することができる。
FIG. 9 shows the inter-terminal voltage Vb and charge / discharge current Ib of the high-
実施例も比較例も、同様に、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下に至る前(時刻t12,t22より前)は差分パワー(Pdrv*−Wout*)をエンジン22の要求パワーPe*に設定してエンジン22を制御し、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下に至って強制充電フラグFcが値0から値1に切り替わった以降(時刻t12,t22以降)は強制充電パワー(Pdrv*−Pc)をエンジン22の要求パワーPe*に設定してエンジン22を制御する。なお、図中、時刻t11,t21は、実施例,比較例で高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下となる時刻である。
In both the example and the comparative example, similarly, the differential power (Pdrv * −Wout *) of the
図中右側に示すように、比較例では、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下に至ったときには(時刻t22)、制御用出力制限Wout*が比較的大きい(出力制限Woutに等しい)ことから、強制充電パワー(Pdrv*−Pc)と差分パワー(Pdrv*−Wout*)との差分が比較的大きく、要求パワーPe*が比較的大きく変化する。このため、エンジン22の応答遅れを賄うために、エンジン22からの実パワーPeが要求パワーPe*(=Pdrv*−Pc)にある程度近づくまでは(時刻t22〜t23)、高電圧バッテリ50から比較的大きな電流や電力(電流制限Ibmax,出力制限Woutに近い電流,電力)が出力されることになり、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbminに対してある程度低くなる。そして、実パワーPe*が要求パワーPe*にある程度近づいた以降(時刻t23以降)は、高電圧バッテリ50からの電流や電力が小さくなって高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが上昇する。
As shown on the right side of the figure, in the comparative example, when the inter-terminal voltage Vb of the high-
図中左側に示すように、実施例では、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下に至ると(時刻t11)、高電圧バッテリ50の制御用電流制限Ibmax*,制御用出力制限Wout*を値(Ibmax−ΔIb1),(Wout−ΔW1)に小さくする。これにより、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbを許容下限電圧Vbmin以下に至りくくすることができる。そして、その後に、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下に至ったときには(時刻t12)、比較例に比して制御用出力制限Wout*が小さいことから、強制充電パワー(Pdrv*−Pc)と差分パワー(Pdrv*−Wout*)との差分が小さくなり、要求パワーPe*の変化量が小さくなる。しかも、このときには、高電圧バッテリ50の制御用電流制限Ibmax*,制御用出力制限Wout*を値(Ibmax−ΔIb2),(Wout−ΔW2)により小さくする。これらより、エンジン22からの実パワーPeが要求パワーPe*に比較的迅速に近づき、且つ、高電圧バッテリ50からそれほど大きな電流や電力が出力されないから、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbminを下回る程度を抑制することができる。
As shown on the left side in the figure, in the embodiment, when the inter-terminal voltage Vb of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、浄化触媒134aの暖機要求がなされていて走行用パワーPdrv*が高電圧バッテリ50の制御用出力制限Wout*より大きいときには、走行用パワーPdrv*から制御用出力制限Wout*を減じて得られる差分パワー(Pdrv*−Wout*)がエンジン22から出力されると共に走行用パワーPdrv*によって走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するものにおいて、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbminより高い閾値電圧Vbref以下になったときには、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になる前に比して制御用電流制限Ibmax*と制御用出力制限Wout*とを小さくするから、走行用パワーPdrv*のうちエンジン22からの出力の割合を大きくすると共に高電圧バッテリ50からの出力の割合を小さくすることができ、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbを許容下限電圧Vbmin以下に至りにくくする(許容下限電圧Vbmin以下に至るまでの時間)を長くすることができる。
According to the
また、実施例のハイブリッド自動車20では、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下に至ったときには、走行用パワーPdrv*より大きな強制充電走行パワー(Pdrv*−Pc)がエンジン22から出力されると共に走行用パワーPdrv*によって走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するから、高電圧バッテリ50を充電して高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbを上昇させることができる。しかも、上述したように、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbminより高い閾値電圧Vbref以下になったときに、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になる前に比して走行用パワーPdrv*のうちエンジン22からの出力の割合を大きくすると共に高電圧バッテリ50からの出力の割合を小さくしているから、エンジン22からの出力を強制充電走行パワー(Pdr*−Pc)により迅速に近づけることができ、エンジン22の応答遅れによる出力不足を賄うための高電圧バッテリ50からの出力を抑制することができ、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbminを下回る程度を抑制することができる。
Further, in the
実施例のハイブリッド自動車20では、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になったときには、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になる前に比して、制御用電流制限Ibmax*と制御用出力制限Wout*とを小さくするものとしたが、いずれか一方だけを小さくするものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、高電圧バッテリ50の制御用出力制限Wout*は、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になる前は出力制限Woutを設定し、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になった以降で許容下限電圧Vbmin以下になる前は値(Wout−ΔW1)を設定し、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下になった以降は値(Wout−ΔW2)を設定するものとしたが、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になった以降は、許容下限電圧Vbmin以下になる前かなった以降かに拘わらず値(Wout−ΔW1)または値(Wout−ΔW2)を設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、高電圧バッテリ50の制御用電流制限Ibmax*は、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になる前は電流制限Ibmaxを設定し、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になった以降で許容下限電圧Vbmin以下になる前は値(Ibmax−ΔIb1)を設定し、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下になった以降は値(Ibmax−ΔIb2)を制御用電流制限Ibmax*に設定するものとしたが、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になった以降は、許容下限電圧Vbmin以下になる前かなった以降かに拘わらず値(Ibmax−ΔIb1)または値(Ibmax−ΔIb2)を設定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、高電圧バッテリ50の制御用電流制限Ibmax*,制御用出力制限Wout*の設定において、履歴フラグFh1,Fh2(高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下,許容下限電圧Vbmin以下になった履歴があるか否かを示す情報)を用いるものとしたが、これらを用いないものとしてもよい。この場合、高電圧バッテリ50の制御用電流制限Ibmax*,制御用出力制限Wout*は、単に、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbrefより高いときには高電圧バッテリ50の電流制限Ibmax,出力制限Woutを設定し、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下で許容下限電圧Vbminより高いときには値(Ibmax−ΔIb1),(Wout−ΔW1)を設定し、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下のときには値(Ibmax−ΔIb2),(Wout−ΔW2)を設定すればよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbmin以下になったときには、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbcstop以上になるまで強制充電走行パワー(Pdrv*−Pc)がエンジン22から出力されると共に走行用パワーPdrv*によって走行するよう(高電圧バッテリ50が充電されながら走行するよう)エンジン22とモータMG1,MG2とを制御するものとしたが、走行用パワーPdrv*がエンジン22から出力されると共に走行用パワーPdrv*によって走行するよう(高電圧バッテリ50が充放電されずに走行するよう)エンジン22とモータMG1,MG2とを制御するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、特に説明していないが、浄化触媒134aの暖機要求がなされているときには、浄化触媒134aの暖機要求がなされていないときの出力制限Woutより数kW程度大きな出力制限Woutを用いて制御用出力制限Wout*を設定するものとしてもよい。この場合、浄化触媒134aの暖機要求がなされていて高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下に至る前は、浄化触媒134aの暖機要求がなされていないときの出力制限Woutより数kW程度大きな出力制限Woutを制御用出力制限Wout*に設定することになる。
Although not specifically described in the
実施例のハイブリッド自動車20では、浄化装置134に取り付けられた温度センサ134bにより浄化触媒134aの温度を触媒温度Tcとして検出するものとしたが、温度センサ134bを備えず、吸入空気量Qaの積算値や吸気温Tin,冷却水温Twなどに基づいて浄化触媒134aの温度を推定するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、充電器60を備えるものとしたが、これを備えないものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2からの動力を駆動軸36に出力するものとしたが、図10の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2からの動力を駆動軸36が接続された車軸(駆動輪38a,38bが接続された車軸)とは異なる車軸(図10における車輪39a,39bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ30を介して駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に出力するものとしたが、図11の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフトに接続されたインナーロータ232と駆動輪38a,38bに動力を出力する駆動軸36に接続されたアウターロータ234とを有しエンジン22からの動力の一部を駆動軸36に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ30を介して駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に出力すると共にモータMG2からの動力を駆動軸36に出力するものとしたが、図12の変形例のハイブリッド自動車320に例示するように、駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に変速機330を介してモータMGを取り付けると共にモータMGの回転軸にクラッチ329を介してエンジン22を接続する構成とし、エンジン22からの動力をモータMGの回転軸と変速機330とを介して駆動軸36に出力すると共にモータMGからの動力を変速機330を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。あるいは、図13の変形例のハイブリッド自動車420に例示するように、エンジン22からの動力を変速機430を介して駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に出力すると共にモータMGからの動力を駆動輪38a,38bが接続された車軸とは異なる車軸(図13における車輪39a,39bに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。即ち、エンジンと走行用の動力を入出力する電動機とを備えるものであれば如何なるタイプのハイブリッド自動車としてもよいのである。
In the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG2が「モータ」に相当し、高電圧バッテリ50が「バッテリ」に相当し、図3の触媒暖機要求時制御ルーチンを実行するHVECU70と、図4の制限値設定ルーチンを実行するバッテリECU52と、HVECU70からのデータに基づいてエンジン22を制御するエンジンECU24と、HVECU70からのデータに基づいてモータMG2を制御するモータECU40と、が「触媒暖機要求時制御手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン22に限定されるものではなく、水素エンジンなど、排気を浄化する浄化触媒を有する浄化装置が排気系に取り付けられて走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「モータ」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。「バッテリ」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ50に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池,鉛蓄電池など、モータと電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプのバッテリであっても構わない。「制御手段」としては、HVECU70とエンジンECU24とモータECU40とバッテリECU52とからなる組み合わせに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットによって構成されるものなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、浄化触媒134aの暖機要求がなされていて走行用パワーPdrv*が高電圧バッテリ50の制御用出力制限Wout*より大きいときには、走行用パワーPdrv*から制御用出力制限Wout*を減じて得られる差分パワー(Pdrv*−Wout*)がエンジン22から出力されると共に走行用パワーPdrv*によって走行するようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するものにおいて、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが許容下限電圧Vbminより高い閾値電圧Vbref以下になったときには、高電圧バッテリ50の端子間電圧Vbが閾値電圧Vbref以下になる前に比して制御用電流制限Ibmax*と制御用出力制限Wout*とを小さくするものに限定されるものではなく、浄化触媒の暖機要求がなされていて走行に要求される走行用パワーがバッテリの制御用出力制限より大きいときには、走行用パワーから制御用出力制限を減じて得られる差分パワーがエンジンから出力され、バッテリからの出力電力が制御用出力制限以下となり、走行用パワーによって走行するようエンジンとモータとを制御するものにおいて、バッテリ電圧が制御用の許容下限電圧より高い閾値電圧以下になったときには、バッテリ電圧が閾値電圧以下になる前に比して制御用出力制限を小さくするものや、浄化触媒の暖機要求がなされていて走行に要求される走行用パワーがバッテリの制御用出力制限より大きいときには、走行用パワーから制御用出力制限を減じて得られる差分パワーがエンジンから出力され、バッテリからの出力電力が制御用出力制限以下となると共にバッテリからの出力電流がバッテリの制御用電流制限以下となり、走行用パワーによって走行するようエンジンとモータとを制御するものにおいて、バッテリ電圧が制御用の許容下限電圧より高い閾値電圧以下になったときには、バッテリ電圧が閾値電圧以下になる前に比して制御用電流制限を小さくするものであれば如何なるものとしても構わない。
Here, the “engine” is not limited to the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20,120,220,320,420 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、39a,39b 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 高電圧バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54a 高電圧系電力ライン、54b 低電圧系電力ライン、56 システムメインリレー、57 DC/DCコンバータ、58 低電圧バッテリ、59 補機、60 充電器、62 リレー、64 DC/DCコンバータ、66 AC/DCコンバータ、68 電源プラグ、69 接続検出センサ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、72 CPU、74 ROM、76 RAM、80 パワースイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、134 浄化装置、134a 浄化触媒、134b 温度センサ、135a 空燃比センサ、135b 酸素センサ、136,スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、143 圧力センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、149 温度センサ、150 可変バルブタイミング機構、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ、234 アウターロータ、329 クラッチ、330,430 変速機、MG,MG1,MG2 モータ。 20, 120, 220, 320, 420 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 electronic control unit for engine (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 37 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 39a, 39b Wheel, 40 Motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 High voltage battery, 51a Voltage sensor, 51b Current sensor, 51c Temperature sensor, 52 Electronic control unit for battery ( Battery ECU), 54a High voltage system power line, 54b Low voltage system power line, 56 System main relay, 57 DC / DC converter, 58 Low voltage battery, 59 Auxiliary equipment, 60 Charger, 62 Relay, 64 DC / DC converter, 66 AC / DC converter, 68 power plug, 69 connection detection sensor, 70 electronic control unit for hybrid (HVECU), 72 CPU, 74 ROM, 76 RAM, 80 power switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 122 air cleaner, 124 throttle valve, 126 fuel injection valve, 128 intake valve, 130 spark plug, 132 piston, 134 purification device 134a purification catalyst, 134b temperature sensor, 135a air-fuel ratio sensor, 135b oxygen sensor, 136, throttle motor, 138 ignition coil, 140 Rank position sensor, 142 Water temperature sensor, 143 Pressure sensor, 144 Cam position sensor, 146 Throttle valve position sensor, 148 Air flow meter, 149 Temperature sensor, 150 Variable valve timing mechanism, 230 Counter rotor motor, 232 Inner rotor, 234 Outer rotor, 329 clutch, 330, 430 transmission, MG, MG1, MG2 motor.
Claims (8)
前記触媒暖機要求時制御手段は、バッテリ電圧が制御用の許容下限電圧より高い閾値電圧以下になったときには、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になる前に比して前記制御用出力制限を小さくする手段である、
ハイブリッド自動車。 A purification device having a purification catalyst for purifying exhaust gas is attached to an exhaust system so as to output driving power, a motor capable of inputting / outputting driving power, and a battery capable of exchanging electric power with the motor And the difference power obtained by subtracting the control output limit from the travel power when the travel power required for travel is greater than the control output limit for the battery. Is output from the engine, and the output power from the battery is equal to or lower than the control output limit, and comprises catalyst warm-up request control means for controlling the engine and the motor so as to run with the running power. In hybrid cars,
When the battery voltage falls below a threshold voltage that is higher than the allowable lower limit voltage for control, the catalyst warm-up request control means limits the control output limit compared to before the battery voltage falls below the threshold voltage. A means to make it smaller,
Hybrid car.
前記触媒暖機要求時制御手段は、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になったとき,前記許容下限電圧以下になったときの順で段階的に前記制御用出力制限を小さくする手段である、
ハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 1,
The catalyst warm-up request control means is means for gradually reducing the control output limit in the order of when the battery voltage is less than or equal to the threshold voltage and when the battery voltage is less than or equal to the allowable lower limit voltage.
Hybrid car.
前記触媒暖機要求時制御手段は、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になった後に該閾値電圧より高くなったときには、前記制御用出力制限を保持する手段である、
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to claim 1 or 2,
The catalyst warm-up request control means is means for holding the output limit for control when the battery voltage becomes higher than the threshold voltage after becoming lower than the threshold voltage.
Hybrid car.
前記触媒暖機要求時制御手段は、前記走行用パワーが前記バッテリの制御用出力制限より大きいときには、前記バッテリからの出力電力が前記制御用出力制限以下となると共に前記バッテリからの出力電流が前記バッテリの制御用電流制限以下となるよう制御する手段であり、
更に、前記触媒暖機要求時制御手段は、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になったときには、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になる前に比して、前記制御用出力制限と前記制御用電流制限とを小さくする手段である、
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The catalyst warm-up request control means, when the driving power is greater than the control output limit of the battery, the output power from the battery is less than the control output limit and the output current from the battery is It is a means to control to be below the current control limit of the battery,
Furthermore, the catalyst warm-up request control means, when the battery voltage falls below the threshold voltage, compared to before the battery voltage falls below the threshold voltage, the control output limit and the control A means to reduce the current limit,
Hybrid car.
前記触媒暖機要求時制御手段は、バッテリ電圧が制御用の許容下限電圧より高い閾値電圧以下になったときには、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になる前に比して前記制御用電流制限を小さくする手段である、
ハイブリッド自動車。 A purification device having a purification catalyst for purifying exhaust gas is attached to an exhaust system so as to output driving power, a motor capable of inputting / outputting driving power, and a battery capable of exchanging electric power with the motor And the difference power obtained by subtracting the control output limit from the travel power when the travel power required for travel is greater than the control output limit for the battery. Is output from the engine, and the output power from the battery is less than or equal to the control output limit, and the output current from the battery is less than or equal to the control current limit for the battery, so that the engine travels with the travel power. And a catalyst warm-up request control means for controlling the motor,
When the battery voltage falls below a threshold voltage higher than the control allowable lower limit voltage, the catalyst warm-up request control means performs the control current limit compared to before the battery voltage falls below the threshold voltage. A means to make it smaller,
Hybrid car.
前記触媒暖機要求時制御手段は、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になったとき,前記許容下限電圧以下になったときの順で段階的に前記制御用電流制限を小さくする手段である、
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to claim 4 or 5,
The catalyst warm-up request control means is means for gradually reducing the control current limit in the order of when the battery voltage is lower than the threshold voltage, and when the battery voltage is lower than the allowable lower limit voltage.
Hybrid car.
前記触媒暖機要求時制御手段は、前記バッテリ電圧が前記閾値電圧以下になった後に該閾値電圧より高くなったときには、前記制御用電流制限を保持する手段である、
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to any one of claims 4 to 6,
The catalyst warm-up request control means is means for holding the control current limit when the battery voltage becomes higher than the threshold voltage after becoming lower than the threshold voltage.
Hybrid car.
前記触媒暖機要求時制御手段は、前記バッテリ電圧が前記許容下限電圧以下になったときには、前記バッテリ電圧が前記許容下限電圧より高い第2閾値電圧以上になるまで、前記走行用パワーより大きなパワーが前記エンジンから出力されると共に前記走行用パワーによって走行するよう制御する手段である、
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 7,
The catalyst warm-up request control means, when the battery voltage falls below the allowable lower limit voltage, the power greater than the driving power until the battery voltage becomes equal to or higher than a second threshold voltage higher than the allowable lower limit voltage. Is a means for controlling the vehicle to travel with the traveling power while being output from the engine.
Hybrid car.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104863773A (en) * | 2014-07-29 | 2015-08-26 | 北汽福田汽车股份有限公司 | Engine warming-up control method and system for hybrid electric vehicle |
JP2016104611A (en) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid automobile |
JP2018100013A (en) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | 三菱自動車工業株式会社 | Hybrid vehicle |
JP2018127021A (en) * | 2017-02-06 | 2018-08-16 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid automobile |
CN109835322A (en) * | 2017-11-27 | 2019-06-04 | 丰田自动车株式会社 | Hybrid vehicle |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10288028A (en) * | 1997-04-11 | 1998-10-27 | Toyota Motor Corp | Operation control device for hybrid vehicle |
JP2001132491A (en) * | 1999-08-26 | 2001-05-15 | Honda Motor Co Ltd | Catalyst warm-up control device for hybrid vehicles |
JP2003199208A (en) * | 2001-12-25 | 2003-07-11 | Hitachi Ltd | Hybrid vehicle control device |
JP2008285116A (en) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Toyota Motor Corp | Vehicle control device |
JP2009279965A (en) * | 2008-05-19 | 2009-12-03 | Toyota Motor Corp | Hybrid vehicle and method of controlling the same |
JP2011121520A (en) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Toyota Motor Corp | Hybrid automobile |
-
2012
- 2012-01-27 JP JP2012015626A patent/JP5838831B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10288028A (en) * | 1997-04-11 | 1998-10-27 | Toyota Motor Corp | Operation control device for hybrid vehicle |
JP2001132491A (en) * | 1999-08-26 | 2001-05-15 | Honda Motor Co Ltd | Catalyst warm-up control device for hybrid vehicles |
JP2003199208A (en) * | 2001-12-25 | 2003-07-11 | Hitachi Ltd | Hybrid vehicle control device |
JP2008285116A (en) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Toyota Motor Corp | Vehicle control device |
JP2009279965A (en) * | 2008-05-19 | 2009-12-03 | Toyota Motor Corp | Hybrid vehicle and method of controlling the same |
JP2011121520A (en) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Toyota Motor Corp | Hybrid automobile |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104863773A (en) * | 2014-07-29 | 2015-08-26 | 北汽福田汽车股份有限公司 | Engine warming-up control method and system for hybrid electric vehicle |
JP2016104611A (en) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid automobile |
US9758154B2 (en) | 2014-12-01 | 2017-09-12 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hybrid vehicle |
JP2018100013A (en) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | 三菱自動車工業株式会社 | Hybrid vehicle |
JP2018127021A (en) * | 2017-02-06 | 2018-08-16 | トヨタ自動車株式会社 | Hybrid automobile |
CN109835322A (en) * | 2017-11-27 | 2019-06-04 | 丰田自动车株式会社 | Hybrid vehicle |
US11001251B2 (en) | 2017-11-27 | 2021-05-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hybrid vehicle catalyst warm up |
CN109835322B (en) * | 2017-11-27 | 2022-02-08 | 丰田自动车株式会社 | hybrid car |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP5838831B2 (en) | 2016-01-06 |
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