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JP2021066309A - Control unit for series hybrid vehicle - Google Patents

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JP2021066309A
JP2021066309A JP2019192910A JP2019192910A JP2021066309A JP 2021066309 A JP2021066309 A JP 2021066309A JP 2019192910 A JP2019192910 A JP 2019192910A JP 2019192910 A JP2019192910 A JP 2019192910A JP 2021066309 A JP2021066309 A JP 2021066309A
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engine
power generation
battery
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catalyst
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JP2019192910A
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Japanese (ja)
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俊介 伏木
Shunsuke Fushiki
俊介 伏木
貴士 天野
Takashi Amano
貴士 天野
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】発電のためにエンジンを駆動させる際に、適切な温度に触媒温度を制御することで触媒の劣化を抑制すること。【解決手段】エンジン2と、エンジンの排気経路に設けられた触媒と、発電モータMG1と、バッテリ6と、走行用の駆動モータMG2と、を備えるシリーズハイブリッド車両1の制御装置であって、バッテリ6の実SOCが目標値よりも低い場合には、エンジントルクとエンジン回転数とによって定まるエンジン動作点を、現在の動作点からエンジン出力を変化させずに排気温度を低下させることができる動作点に変更する制御を実行し、実SOCが目標値以上の場合には、エンジン出力を低下させる制御を実行する。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress deterioration of a catalyst by controlling a catalyst temperature to an appropriate temperature when driving an engine for power generation. A control device for a series hybrid vehicle 1 including an engine 2, a catalyst provided in an exhaust path of the engine, a power generation motor MG1, a battery 6, and a drive motor MG2 for traveling, wherein the battery is used. When the actual SOC of 6 is lower than the target value, the operating point determined by the engine torque and the engine speed can be reduced from the current operating point without changing the engine output. The control to change to is executed, and when the actual SOC is equal to or more than the target value, the control to reduce the engine output is executed. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、シリーズハイブリッド車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a series hybrid vehicle.

特許文献1には、走行モードがEVモードとシリーズモードとに切り替わるハイブリッド車両の制御装置について、走行モードがEVモードからシリーズモードに切り替わる際、エンジンの排気経路に設けられた排気浄化触媒を暖める暖機制御を実行することが開示されている。 Patent Document 1 describes a control device for a hybrid vehicle in which a traveling mode is switched between an EV mode and a series mode. When the traveling mode is switched from the EV mode to the series mode, the exhaust purifying catalyst provided in the exhaust path of the engine is warmed. It is disclosed to perform machine control.

特開2018−052343号公報JP-A-2018-052343

特許文献1に記載の構成では、EVモードの場合にエンジンを停止して走行するため、走行モードがEVモードからシリーズモードに切り替わる際、暖機制御を実行することにより、触媒機能を発揮するために必要な所定温度(活性温度)まで触媒温度を上昇させている。一方、シリーズモードの場合、エンジンを駆動させて走行するため、エンジンの排気が継続的に触媒を通過することになり、排気の熱によって触媒温度が上昇する。このようにエンジンを駆動させる走行状態では、排気の熱によって触媒が高温になりすぎると、触媒を急速に劣化させてしまう虞がある。 In the configuration described in Patent Document 1, the engine is stopped and the vehicle runs in the EV mode. Therefore, when the driving mode is switched from the EV mode to the series mode, the warm-up control is executed to exert the catalytic function. The catalyst temperature is raised to the predetermined temperature (active temperature) required for the above. On the other hand, in the case of the series mode, since the engine is driven to run, the exhaust gas of the engine continuously passes through the catalyst, and the catalyst temperature rises due to the heat of the exhaust gas. In the running state in which the engine is driven in this way, if the temperature of the catalyst becomes too high due to the heat of the exhaust gas, the catalyst may be rapidly deteriorated.

特に、シリーズハイブリッド車両では、小型エンジンと大容量バッテリとを組み合わせて構成されることが多い。小型エンジン(例えばREEV用エンジン)の場合には、発電のために高負荷状態で駆動することが多くなるため、高温の排気を排出する頻度が高くなり、触媒が高温になる頻度が高くなる。そのため、シリーズハイブリッド車両では、触媒の劣化を抑制する観点から、エンジンを駆動させる場合に触媒温度を低下させることが求められる場合がある。 In particular, series hybrid vehicles are often configured by combining a small engine and a large capacity battery. In the case of a small engine (for example, a REEV engine), since it is often driven in a high load state for power generation, the frequency of discharging high-temperature exhaust gas increases and the frequency of high temperature of the catalyst increases. Therefore, in a series hybrid vehicle, it may be required to lower the catalyst temperature when driving the engine from the viewpoint of suppressing deterioration of the catalyst.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、発電のためにエンジンを駆動させる際に、適切な温度に触媒温度を制御することで触媒の劣化を抑制することができるシリーズハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a series hybrid vehicle capable of suppressing deterioration of the catalyst by controlling the catalyst temperature to an appropriate temperature when driving the engine for power generation. It is an object of the present invention to provide a control device for the above.

本発明は、エンジンと、前記エンジンの排気経路に設けられ、排気を浄化する触媒と、前記エンジンから出力された動力によって発電する発電機と、前記発電機で発電した電力を蓄えるバッテリと、前記バッテリの電力を用いて駆動する走行用の電動機と、を備えるシリーズハイブリッド車両の制御装置であって、前記バッテリの実際のSOCである実SOCが目標値よりも低い場合には、エンジントルクとエンジン回転数とによって定まるエンジン動作点を、現在の動作点からエンジン出力を変化させずに排気温度を低下させることができる動作点に変更する制御を実行し、前記実SOCが目標値以上の場合には、エンジン出力を低下させる制御を実行することを特徴とする。 The present invention includes an engine, a catalyst provided in the exhaust path of the engine to purify the exhaust, a generator that generates power by the power output from the engine, a battery that stores the power generated by the generator, and the like. A control device for a series hybrid vehicle including a traveling electric motor driven by the power of a battery, and when the actual SOC, which is the actual SOC of the battery, is lower than the target value, the engine torque and the engine When the control is executed to change the engine operating point determined by the number of revolutions from the current operating point to an operating point where the exhaust temperature can be lowered without changing the engine output, and the actual SOC is equal to or higher than the target value. Is characterized by executing a control that reduces the engine output.

本発明によれば、エンジンを用いて発電機で発電する際、バッテリの実SOCに応じてエンジン出力を制御するので、排気温度を低下させることができ、触媒温度の上昇を抑制することができる。これにより、適切な温度に触媒温度を制御することができるため、触媒の劣化を抑制することができる。 According to the present invention, when power is generated by a generator using an engine, the engine output is controlled according to the actual SOC of the battery, so that the exhaust temperature can be lowered and the increase in the catalyst temperature can be suppressed. .. As a result, the catalyst temperature can be controlled to an appropriate temperature, so that deterioration of the catalyst can be suppressed.

図1は、実施形態のシリーズハイブリッド車両を模式的に示すスケルトン図である。FIG. 1 is a skeleton diagram schematically showing a series hybrid vehicle of the embodiment. 図2は、発電制御フローを示すフローチャート図である。FIG. 2 is a flowchart showing a power generation control flow. 図3は、触媒の温度と触媒機能との関係を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the temperature of the catalyst and the catalyst function. 図4は、エンジン動作点の変化を説明するためのマップ図である。FIG. 4 is a map diagram for explaining changes in engine operating points. 図5は、車速と発電量との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the vehicle speed and the amount of power generation.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態におけるシリーズハイブリッド車両の制御装について具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, the control device of the series hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below.

図1は、実施形態のシリーズハイブリッド車両を模式的に示すスケルトン図である。シリーズハイブリッド車両1では、エンジン2の出力軸に発電用のモータ(以下、発電モータという)MG1が接続され、走行用のモータ(以下、駆動モータという)MG2には駆動軸3を介して駆動輪4a,4bが連結されている。このシリーズハイブリッド車両1は、エンジン2、発電モータMG1、駆動モータMG2、インバータ5a,5b、バッテリ6、ハイブリッド走行用電子制御装置(以下、HVECUという)7を備えている。 FIG. 1 is a skeleton diagram schematically showing a series hybrid vehicle of the embodiment. In the series hybrid vehicle 1, a power generation motor (hereinafter referred to as a power generation motor) MG1 is connected to the output shaft of the engine 2, and a driving motor (hereinafter referred to as a drive motor) MG2 is connected to a drive wheel via a drive shaft 3. 4a and 4b are connected. This series hybrid vehicle 1 includes an engine 2, a power generation motor MG1, a drive motor MG2, inverters 5a and 5b, a battery 6, and an electronic control device for hybrid traveling (hereinafter referred to as HVECU) 7.

エンジン2は、周知の内燃機関によって構成されている。また、エンジン2の排気経路には、排気を浄化するための触媒が設けられている。すなわち、シリーズハイブリッド車両1は、三元触媒によって排気を浄化する触媒コンバータを備えている。このエンジン2は、エンジン用電子制御装置(以下、エンジンECUという)21によって制御される。 The engine 2 is composed of a well-known internal combustion engine. Further, a catalyst for purifying the exhaust gas is provided in the exhaust path of the engine 2. That is, the series hybrid vehicle 1 includes a catalytic converter that purifies the exhaust gas with a three-way catalyst. The engine 2 is controlled by an electronic control device for an engine (hereinafter referred to as an engine ECU) 21.

エンジンECU21は、マイクロプロセッサによって構成されており、CPU、ROM、RAM等を備える。エンジンECU21は、HVECU7と通信可能に接続されており、HVECU7から入力される指令信号に基づいてエンジン2を制御する。例えば、エンジンECU21はエンジン2への燃料噴射および点火時期を制御する。 The engine ECU 21 is composed of a microprocessor and includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The engine ECU 21 is communicably connected to the HVECU 7, and controls the engine 2 based on a command signal input from the HVECU 7. For example, the engine ECU 21 controls fuel injection and ignition timing to the engine 2.

発電モータMG1と駆動モータMG2とは、いずれもモータ・ジェネレータにより構成されている。発電モータMG1は、エンジン2によって駆動される発電機である。発電モータMG1の回転子はエンジン2の出力軸に接続されており、発電モータMG1はエンジン2から出力された動力によって発電する。駆動モータMG2は、バッテリ6の電力を用いて駆動する走行用の電動機である。駆動モータMG2の回転子は駆動軸3に接続されており、駆動モータMG2はバッテリ6の電力を用いて駆動する。インバータ5a,5bは、発電モータMG1および駆動モータMG2と電気的に接続されているとともに、バッテリ6と電気的に接続されている。発電モータMG1はインバータ5a,5bを介して駆動モータMG2と電気的に接続されている。また、発電モータMG1および駆動モータMG2は、モータ用電子制御装置(以下、モータECUという)31によって制御される。 Both the power generation motor MG1 and the drive motor MG2 are composed of a motor generator. The power generation motor MG1 is a generator driven by the engine 2. The rotor of the power generation motor MG1 is connected to the output shaft of the engine 2, and the power generation motor MG1 generates power by the power output from the engine 2. The drive motor MG2 is a traveling electric motor that is driven by using the electric power of the battery 6. The rotor of the drive motor MG2 is connected to the drive shaft 3, and the drive motor MG2 is driven by using the electric power of the battery 6. The inverters 5a and 5b are electrically connected to the power generation motor MG1 and the drive motor MG2, and are also electrically connected to the battery 6. The power generation motor MG1 is electrically connected to the drive motor MG2 via the inverters 5a and 5b. Further, the power generation motor MG1 and the drive motor MG2 are controlled by an electronic control device for a motor (hereinafter referred to as a motor ECU) 31.

モータECU31は、エンジンECU21と同様のマイクロプロセッサによって構成されている。このモータECU31は、HVECU7と通信可能に接続されている。例えば、モータECU31は、HVECU7から入力される指令信号に基づいて、インバータ5a,5bが備える複数のスイッチング素子をスイッチング制御することにより、各モータMG1,MG2を制御する。より詳細には、モータECU31は、発電モータMG1を発電機として機能させ、同時に、駆動モータMG2を電動機として機能される制御(力行制御)を実行する。また、モータECU31は、発電モータMG1を発電機として機能させ、同時に、駆動モータMG2を発電機として機能させる制御(回生制御)を実行する。さらに、モータECU31は、発電モータMG1での発電量を最低にし、あるいは発電モータMG1での発電を行わずに、駆動モータMG2を発電機として機能させる制御を実行する。 The motor ECU 31 is composed of the same microprocessor as the engine ECU 21. The motor ECU 31 is communicably connected to the HVECU 7. For example, the motor ECU 31 controls each of the motors MG1 and MG2 by switching and controlling a plurality of switching elements included in the inverters 5a and 5b based on a command signal input from the HVECU 7. More specifically, the motor ECU 31 executes control (power running control) in which the power generation motor MG1 functions as a generator and at the same time, the drive motor MG2 functions as an electric motor. Further, the motor ECU 31 executes control (regeneration control) in which the power generation motor MG1 functions as a generator and at the same time, the drive motor MG2 functions as a generator. Further, the motor ECU 31 executes control to minimize the amount of power generated by the power generation motor MG1 or to make the drive motor MG2 function as a generator without generating power by the power generation motor MG1.

バッテリ6は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池によって構成されている。また、バッテリ6はインバータ5a,5bと電気的に接続されている。このバッテリ6は、バッテリ用電子制御装置(以下、バッテリECUという)61によって制御される。 The battery 6 is composed of a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel hydrogen battery. Further, the battery 6 is electrically connected to the inverters 5a and 5b. The battery 6 is controlled by an electronic control device for a battery (hereinafter referred to as a battery ECU) 61.

バッテリECU61は、マイクロプロセッサによって構成されており、HVECU7と通信可能に接続されている。このバッテリECU61は、バッテリ6の充電状態(SOC:State of charge)を管理する。 The battery ECU 61 is composed of a microprocessor and is communicably connected to the HVECU 7. The battery ECU 61 manages the state of charge (SOC) of the battery 6.

HVECU7は、マイクロプロセッサによって構成されており、シリーズハイブリッド車両1を制御する。HVECU7には、各種センサからの信号が入力される。HVECU7に入力される信号としては、エンジン2の回転数を検出するエンジン回転数センサ71からのエンジン回転数信号、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ72からのアクセル開度信号、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキストロークセンサ73からのブレーキペダルポジション信号、車速センサ74からの車速信号、バッテリ6のSOCを検出するSOCセンサ75からのSOC信号、触媒の温度を検出する触媒温度センサ76からの触媒温度信号等を挙げられる。そして、HVECU7は、各種演算を行った結果、エンジンECU21、モータECU31、およびバッテリECU61に指令信号を出力することができる。実施形態におけるシリーズハイブリッド車両1の制御装置は、HVECU7、エンジンECU21、モータECU31、バッテリECU61のうち、少なくともHVECU7を含んで構成される。 The HVECU 7 is composed of a microprocessor and controls the series hybrid vehicle 1. Signals from various sensors are input to the HVECU 7. The signals input to the HVECU 7 include an engine rotation speed signal from the engine rotation speed sensor 71 that detects the rotation speed of the engine 2, an accelerator opening signal from the accelerator opening sensor 72 that detects the amount of depression of the accelerator pedal, and a brake. A brake pedal position signal from the brake stroke sensor 73 that detects the amount of pedal depression, a vehicle speed signal from the vehicle speed sensor 74, an SOC signal from the SOC sensor 75 that detects the SOC of the battery 6, and a catalyst temperature sensor that detects the temperature of the catalyst. Examples include the catalyst temperature signal from 76. Then, the HVECU 7 can output a command signal to the engine ECU 21, the motor ECU 31, and the battery ECU 61 as a result of performing various calculations. The control device of the series hybrid vehicle 1 in the embodiment includes at least the HVECU 7 among the HVECU 7, the engine ECU 21, the motor ECU 31, and the battery ECU 61.

また、HVECU7は、バッテリ6のSOCをバッテリ充電能力の範囲内に管理するSOC制御を実行する。例えば、HVECU7とバッテリECU61とは、SOCセンサ75からHVECU7に入力されたSOC信号に基づいて、バッテリ6の実際のSOCである実SOCを検出(モニタリング)することができる。そして、HVECU7は、シリーズハイブリッド車両1の走行状態に応じて、発電モータMG1での発電量と駆動モータMG2での電力消費量との電力収支を管理して、バッテリ6が過充電および過放電とはならないよう、SOCをバッテリ充電能力の範囲内に収めるように制御する。 Further, the HVECU 7 executes SOC control for managing the SOC of the battery 6 within the range of the battery charging capacity. For example, the HVECU 7 and the battery ECU 61 can detect (monitor) the actual SOC, which is the actual SOC of the battery 6, based on the SOC signal input from the SOC sensor 75 to the HVECU 7. Then, the HVECU 7 manages the power balance between the amount of power generated by the power generation motor MG1 and the amount of power consumed by the drive motor MG2 according to the running state of the series hybrid vehicle 1, and the battery 6 is overcharged and overdischarged. The SOC is controlled so as to be within the range of the battery charging capacity.

さらに、HVECU7は、エンジン2を駆動する際、エンジン2の動作点(エンジン動作点)を制御する動作点制御を実行する。エンジン動作点は、エンジン2のトルク(エンジントルク)とエンジン2の回転数(エンジン回転数)とによって定まる動作点である。例えば、シリーズハイブリッド車両1が走行中に、エンジン2から出力される動力を用いて発電モータMG1で発電を行う際、HVECU7は、エンジン動作点が最適燃費ライン上に位置するようにエンジン2を制御する。このようにエンジン2を駆動させる場合、エンジン2の排気経路に設けられた触媒によって排気が浄化される。そこで、HVECU7は、減速時に、加速および定常走行中の触媒温度に基づいて触媒温度を下げる発電制御を実行する。より詳細には、HVECU7は、減速時には、バッテリ6の実SOCと触媒温度とに基づいて、エンジン2を用いた発電モータMG1での発電量(エンジン発電量)を調整するように発電制御を実行する。この発電制御の一例を図2に示す。 Further, when driving the engine 2, the HVECU 7 executes an operating point control for controlling an operating point (engine operating point) of the engine 2. The engine operating point is an operating point determined by the torque of the engine 2 (engine torque) and the rotation speed of the engine 2 (engine rotation speed). For example, when the series hybrid vehicle 1 is running and the power generated from the engine 2 is used to generate power with the power generation motor MG1, the HVECU 7 controls the engine 2 so that the engine operating point is located on the optimum fuel consumption line. To do. When the engine 2 is driven in this way, the exhaust gas is purified by a catalyst provided in the exhaust path of the engine 2. Therefore, the HVECU 7 executes power generation control that lowers the catalyst temperature based on the catalyst temperature during acceleration and steady running during deceleration. More specifically, at the time of deceleration, the HVECU 7 executes power generation control so as to adjust the power generation amount (engine power generation amount) in the power generation motor MG1 using the engine 2 based on the actual SOC of the battery 6 and the catalyst temperature. To do. An example of this power generation control is shown in FIG.

図2は、発電制御フローを示すフローチャート図である。なお、図2に示す制御は、シリーズハイブリッド車両1が走行中に、HVECU7によって実行される。 FIG. 2 is a flowchart showing a power generation control flow. The control shown in FIG. 2 is executed by the HVECU 7 while the series hybrid vehicle 1 is running.

HVECU7は、シリーズハイブリッド車両1が走行中(車両走行中)に、触媒の温度を常時把握する(ステップS1)。ステップS1では、触媒温度センサ76からHVECU7に入力される触媒温度信号に基づいて、触媒温度を把握する。なお、ステップS1では、HVECU7は触媒の温度を推定し、この推定値に基づいて触媒の温度を常時把握してもよい。すなわち、シリーズハイブリッド車両1は、必ずしも触媒温度センサ76を備えた構成に限定されない。 The HVECU 7 constantly grasps the temperature of the catalyst while the series hybrid vehicle 1 is traveling (while the vehicle is traveling) (step S1). In step S1, the catalyst temperature is grasped based on the catalyst temperature signal input from the catalyst temperature sensor 76 to the HVECU 7. In step S1, the HVECU 7 may estimate the temperature of the catalyst and constantly grasp the temperature of the catalyst based on this estimated value. That is, the series hybrid vehicle 1 is not necessarily limited to the configuration including the catalyst temperature sensor 76.

また、HVECU7は、車両走行中に、アクセルオフとなったか否かを判定する(ステップS2)。ステップS2では、アクセルペダルが踏み込まれていた走行状態、例えば加速時や定常走行時から、アクセルオフされた走行状態、すなわち減速時に、走行状態が移行したか否かが判定される。具体的には、アクセル開度センサ72からHVECU7に入力されるアクセル開度信号に基づいて、車両走行中にアクセルオフとなったか否かが判定される。 Further, the HVECU 7 determines whether or not the accelerator is off while the vehicle is running (step S2). In step S2, it is determined whether or not the traveling state has changed from the traveling state in which the accelerator pedal is depressed, for example, during acceleration or steady traveling, to the traveling state in which the accelerator is off, that is, during deceleration. Specifically, it is determined whether or not the accelerator is turned off while the vehicle is running, based on the accelerator opening signal input from the accelerator opening sensor 72 to the HVECU 7.

車両走行中にアクセルオフとはならない場合(ステップS2:No)、この制御ルーチンはステップS1にリターンする。 If the accelerator is not turned off while the vehicle is running (step S2: No), this control routine returns to step S1.

車両走行中にアクセルオフとなった場合(ステップS2:Yes)、HVECU7は、バッテリ6の実SOCが目標SOCよりも低いか否かを判定する(ステップS3)。目標SOCは、SOCの目標値である。シリーズハイブリッド車両1ではエンジン2が駆動輪4a,4bを直接駆動しないのため、HVECU7は、現在SOCと車速とに基づいて発電量を決定する。 When the accelerator is turned off while the vehicle is running (step S2: Yes), the HVECU 7 determines whether or not the actual SOC of the battery 6 is lower than the target SOC (step S3). The target SOC is the target value of the SOC. In the series hybrid vehicle 1, the engine 2 does not directly drive the drive wheels 4a and 4b, so the HVECU 7 currently determines the amount of power generation based on the SOC and the vehicle speed.

例えば、発電量の大小関係は、現在SOCが同じ場合、車速が高速側に変化するにつれて、決定される発電量は大きな値に変化する。一方、車速が同じ場合、現在SOCが低い側に変化するにつれて、決定される発電量は大きな値に変化する。つまり、現在SOCが低い第1状態と、現在SOCが第1状態よりも高い第2状態とについて、車速が同じ場合で比較すると、SOCが低い第1状態のほうが、SOCが高い第2状態よりも大きな発電量に決定される。そして、かつ駆動モータMG2で電力を消費して駆動輪4a,4bを駆動させる走行状態(加速時、定常走行時)では、現在SOCと車速によって決定された発電量を賄うために、エンジン2を駆動して発電モータMG1で発電する。その際、決定された発電量が、駆動モータMG2での電力消費量よりも少ない場合には、バッテリ6からの電力の持ち出しが生じるため、SOCが低下することがある。つまり、目標SOCに対いて発電量が不足する場合には、目標SOCよりも低いSOCとなってしまう。そこで、上述した場合には、発電モータMG1での発電量を増大させるように発電制御を実行する。 For example, regarding the magnitude relationship of the amount of power generation, when the SOC is the same at present, the determined amount of power generation changes to a large value as the vehicle speed changes to the high speed side. On the other hand, when the vehicle speed is the same, the determined power generation amount changes to a large value as the SOC changes to the lower side. That is, when comparing the first state where the SOC is currently low and the second state where the SOC is currently higher than the first state when the vehicle speed is the same, the first state where the SOC is low is higher than the second state where the SOC is high. Is also determined to be a large amount of power generation. Then, in the running state (during acceleration, steady running) in which the drive motor MG2 consumes electric power to drive the drive wheels 4a and 4b, the engine 2 is used to cover the amount of power generation currently determined by the SOC and the vehicle speed. It is driven and power is generated by the power generation motor MG1. At that time, if the determined power generation amount is smaller than the power consumption amount of the drive motor MG2, the power is taken out from the battery 6 and the SOC may decrease. That is, if the amount of power generation is insufficient with respect to the target SOC, the SOC will be lower than the target SOC. Therefore, in the above case, the power generation control is executed so as to increase the amount of power generated by the power generation motor MG1.

ステップS3の判定の結果、実SOCが目標SOCよりも小さい場合(ステップS3:Yes)、HVECU7は、触媒温度が所定温度以上であるか否かを判定する(ステップS4)。この所定温度は、700〜750℃の範囲内で任意の値に設定される。 As a result of the determination in step S3, when the actual SOC is smaller than the target SOC (step S3: Yes), the HVECU 7 determines whether or not the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined temperature (step S4). This predetermined temperature is set to an arbitrary value within the range of 700 to 750 ° C.

ここで、触媒温度について、図3に示すように、触媒機能を発揮するために活性温度以上、例えば300〜400℃以上に昇温する必要がある。一方、触媒温度が高すぎると、触媒の劣化が急速に進行し、最悪の場合には溶損する虞がある。図3に示すように、常用上限温度を950℃とする場合、常用上限温度をよりも高温域では、例えば1000℃で急速劣化域となり、1200℃で溶損する虞がある。そこで、実施形態では、触媒温度で常用したい領域が、400〜750℃の温度域に設定されている。そのため、ステップS4で用いる所定温度は、常用温度域(劣化保証域)に含まれる値であって、上述した常用したい領域の上限値となる700〜750℃の値に設定される。 Here, as shown in FIG. 3, it is necessary to raise the catalyst temperature to an active temperature or higher, for example, 300 to 400 ° C. or higher in order to exert the catalyst function. On the other hand, if the catalyst temperature is too high, the deterioration of the catalyst progresses rapidly, and in the worst case, there is a risk of melting damage. As shown in FIG. 3, when the upper limit temperature for normal use is set to 950 ° C., in a region higher than the upper limit temperature for normal use, for example, a rapid deterioration region is reached at 1000 ° C., and there is a risk of melting at 1200 ° C. Therefore, in the embodiment, the region to be used regularly at the catalyst temperature is set to the temperature range of 400 to 750 ° C. Therefore, the predetermined temperature used in step S4 is set to a value included in the normal temperature range (deterioration guarantee range) and is set to a value of 700 to 750 ° C., which is the upper limit value of the above-mentioned range to be used regularly.

ステップS4の判定の結果、触媒温度が所定温度以上である場合(ステップS4:Yes)、HVECU7は、走行用の駆動モータMG2による回生を行う(ステップS5)。ステップS5では、減速時に、HVECU7によって駆動モータMG2を発電機として機能させる回生制御が実行される。その際、HVECU7は、エンジン2をアイドル状態またはエンジン2を発電モータMG1での発電が最低発電となる状態に制御する。要するに、ステップS4で肯定的に判定された場合には、触媒の劣化を抑制する観点から、触媒温度を上昇させないようにするため、排気の熱を低減する必要がある。そこで、ステップS5の処理によって、減速時の発電量を制限し、触媒温度を低下させる。 As a result of the determination in step S4, when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined temperature (step S4: Yes), the HVECU 7 regenerates by the traveling drive motor MG2 (step S5). In step S5, the regenerative control for causing the drive motor MG2 to function as a generator is executed by the HVECU 7 during deceleration. At that time, the HVECU 7 controls the engine 2 to an idle state or the engine 2 to a state in which the power generation by the power generation motor MG1 is the minimum power generation. In short, when it is positively determined in step S4, it is necessary to reduce the heat of the exhaust gas in order not to raise the catalyst temperature from the viewpoint of suppressing the deterioration of the catalyst. Therefore, the process of step S5 limits the amount of power generated during deceleration and lowers the catalyst temperature.

ステップS4の判定の結果、触媒温度が所定温度よりも低い場合(ステップS4:No)、HVECU7は、バッテリ充電能力の範囲内で走行用の駆動モータMG2での回生、およびエンジン2を用いた発電モータMG1での発電を行う(ステップS6)。ステップS6の処理を実行すると、この制御ルーチンは終了する。 As a result of the determination in step S4, when the catalyst temperature is lower than the predetermined temperature (step S4: No), the HVECU 7 regenerates with the driving motor MG2 for traveling within the range of the battery charging capacity, and generates electricity using the engine 2. Power is generated by the motor MG1 (step S6). When the process of step S6 is executed, this control routine ends.

一方、ステップS3での判定の結果、実SOCが目標SOC以上である場合(ステップS3:No)、HVECU7は、触媒温度が所定温度以上であるか否かを判定する(ステップS7)。このステップS7で用いる所定温度は、上述したステップS4で用いる所定温度と同じである。 On the other hand, as a result of the determination in step S3, when the actual SOC is equal to or higher than the target SOC (step S3: No), the HVECU 7 determines whether or not the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined temperature (step S7). The predetermined temperature used in step S7 is the same as the predetermined temperature used in step S4 described above.

ステップS7での判定の結果、触媒温度が所定温度以上である場合(ステップS7:Yes)、HVECU7は、エンジン動作点を、現在の動作点から、エンジン2による発電量を変えずに排気温度を低下させることができる動作点に変更する制御を実行する(ステップS8)。ステップS8の制御を実行すると、この制御ルーチンは終了する。なお、ステップS8で実行される制御について、図4を参照して詳細を後述する。 As a result of the determination in step S7, when the catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined temperature (step S7: Yes), the HVECU 7 sets the engine operating point from the current operating point to the exhaust temperature without changing the amount of power generated by the engine 2. The control for changing to the operating point that can be lowered is executed (step S8). When the control in step S8 is executed, this control routine ends. The details of the control executed in step S8 will be described later with reference to FIG.

ステップS7での判定の結果、触媒温度が所定温度よりも低い場合(ステップS7:No)、HVECU7は、バッテリ充電能力の範囲内で走行用の駆動モータMG2での回生、およびエンジン2を用いた発電モータMG1での発電を行う(ステップS9)。ステップS9の制御を実行すると、この制御ルーチンは終了する。 As a result of the determination in step S7, when the catalyst temperature is lower than the predetermined temperature (step S7: No), the HVECU 7 uses the regeneration by the drive motor MG2 for traveling and the engine 2 within the range of the battery charging capacity. Power is generated by the power generation motor MG1 (step S9). When the control in step S9 is executed, this control routine ends.

図4は、エンジン動作点の変化を説明するためのマップ図である。なお、図4には、太い破線で最適燃費ラインL1、細い破線で等出力ラインL2〜L4、細い実線で等温度ラインL5〜L8が示されている。等出力ラインは、L2>L3>L4の順に低出力となる。等温度ラインは、L5>L6>L7>L8の順に低温側となる。また、説明の便宜上、エンジン動作点Pと記載して説明する場合がある。 FIG. 4 is a map diagram for explaining changes in engine operating points. In FIG. 4, the optimum fuel consumption line L1 is shown by a thick broken line, the iso-output lines L2 to L4 are shown by a thin broken line, and the iso-temperature lines L5 to L8 are shown by a thin solid line. The equal output line has lower output in the order of L2> L3> L4. The isothermal line is on the lower temperature side in the order of L5> L6> L7> L8. Further, for convenience of explanation, it may be described as an engine operating point P.

図4に示すように、HVECU7は、エンジン2を駆動する際に、エンジン動作点を制御する。例えば、定常走行中、エンジン動作点は最適燃費ラインL1上を移動するように制御される。そして、定常走行状態からアクセルオフされて減速状態に移行すると、減速時において、エンジン2により発電モータMG1で発電を行う。その際、バッテリ6の実SOCと目標SOCとの大小関係に応じて、HVECU7はエンジン動作点を変更する。 As shown in FIG. 4, the HVECU 7 controls the engine operating point when driving the engine 2. For example, during steady driving, the engine operating point is controlled to move on the optimum fuel consumption line L1. Then, when the accelerator is released from the steady running state and the deceleration state is entered, the engine 2 generates power with the power generation motor MG1 during deceleration. At that time, the HVECU 7 changes the engine operating point according to the magnitude relationship between the actual SOC of the battery 6 and the target SOC.

例えば、走行中にアクセルオフされた減速時に、実SOCが目標SOC以上であり、かつ実SOCと目標SOCとの乖離が大きい場合、HVECU7は、発電モータMG1での発電量(エンジン発電量)を変えずに排気温度を低下させる制御を実行する。この場合、エンジン2の出力が同等出力でも排気温度が低い側となる動作点に、エンジン動作点Pを変更する制御を実行する。図4に示すように、HVECU7は、現在のエンジン動作点Pが、最適燃費ラインL1上の動作点P1である場合、等出力ラインL2上で排気温度を低下させる側に、動作点を移動させる制御を実行する。これにより、エンジン動作点Pは、等出力ラインL2上で動作点P1から排気温度が低温側の動作点P2に変更される。また、現在のエンジン動作点Pが最適燃費ラインL1上の動作点P3である場合、等出力ラインL4上で排気温度を低下させる側に移動させため、エンジン動作点Pは、等出力ラインL4上で動作点P3から動作点P4に変更される。 For example, when the actual SOC is equal to or higher than the target SOC and the difference between the actual SOC and the target SOC is large during deceleration when the accelerator is off during driving, the HVECU 7 determines the amount of power generated by the power generation motor MG1 (engine power generation amount). Perform control to lower the exhaust temperature without changing it. In this case, the control for changing the engine operating point P is executed at the operating point on the side where the exhaust temperature is low even if the output of the engine 2 is the same. As shown in FIG. 4, when the current engine operating point P is the operating point P1 on the optimum fuel consumption line L1, the HVECU 7 moves the operating point to the side where the exhaust temperature is lowered on the equal output line L2. Take control. As a result, the engine operating point P is changed from the operating point P1 on the equal output line L2 to the operating point P2 on the low exhaust temperature side. Further, when the current engine operating point P is the operating point P3 on the optimum fuel consumption line L1, the engine operating point P is moved on the equal output line L4 to the side where the exhaust temperature is lowered, so that the engine operating point P is on the equal output line L4. Is changed from the operating point P3 to the operating point P4.

一方、走行中にアクセルオフされた減速時に、実SOCが目標SOCよりも低い場合、または実SOCが目標SOC以上であるものの実SOCと目標SOCとの乖離が小さい場合、HVECU7は、発電モータMG1での発電量を制限し、触媒温度を低下させるように制御する。つまり、発電モータMG1での発電量を減らすことによって、エンジン排気の温度を下げるように制御される。この場合、発電モータMG1での発電量が低減されるように、エンジン2の出力を低下させる制御が実行される。このエンジン出力を低下させる方法は、図4に示すようにエンジン動作点を変更する方法と、図5に示すように発電量を段階的に下げる方法とのいずれかにより実現可能である。 On the other hand, when the actual SOC is lower than the target SOC or the actual SOC is equal to or higher than the target SOC but the difference between the actual SOC and the target SOC is small during deceleration when the accelerator is off during traveling, the HVECU 7 uses the power generation motor MG1. The amount of power generated in the system is limited and the catalyst temperature is controlled to be lowered. That is, by reducing the amount of power generated by the power generation motor MG1, the temperature of the engine exhaust is controlled to be lowered. In this case, control for reducing the output of the engine 2 is executed so that the amount of power generated by the power generation motor MG1 is reduced. This method of reducing the engine output can be realized by either a method of changing the engine operating point as shown in FIG. 4 or a method of gradually reducing the amount of power generation as shown in FIG.

図4に示すように、現在の動作点が最適燃費ラインL1上の動作点P1である場合、HVECU7は、最適燃費ラインL1上で低出力側に向けて動作点を移動させ、現在よりも低出力域まで変更する。これにより、エンジン動作点Pは、最適燃費ラインL1上で動作点P1からエンジン出力が低出力側の動作点P3に変更される。 As shown in FIG. 4, when the current operating point is the operating point P1 on the optimum fuel consumption line L1, the HVECU 7 moves the operating point toward the low output side on the optimum fuel consumption line L1 and is lower than the present. Change to the output area. As a result, the engine operating point P is changed from the operating point P1 on the optimum fuel consumption line L1 to the operating point P3 on the low output side of the engine output.

図5に破線で示すように、アクセルオフの場合には、発電モータMG1での発電量を段階的に低減するように制御される。また、同じ車速で比較すると、アクセルオンの場合はアクセルオフの場合よりも発電量が多くなるように設定されている。要するに、車両走行中にアクセルオン状態からアクセルオフ状態に切り替わった際、エンジン発電量を少なくなるように設定されている。そのうえで、アクセルオフの場合には、上述した触媒温度とSOCとの関係に基づいて発電量が段階的に少なくなるように制御される。 As shown by the broken line in FIG. 5, when the accelerator is off, the amount of power generated by the power generation motor MG1 is controlled to be gradually reduced. Moreover, when compared at the same vehicle speed, the amount of power generation is set to be larger when the accelerator is on than when the accelerator is off. In short, it is set to reduce the amount of engine power generation when the accelerator is switched from the accelerator on state to the accelerator off state while the vehicle is running. Then, when the accelerator is off, the amount of power generation is controlled to be gradually reduced based on the relationship between the catalyst temperature and the SOC described above.

以上説明した通り、実施形態によれば、減速時に、バッテリ6のSOCと触媒温度とに基づいて、触媒温度が低下するようにエンジン発電量を制御することができる。これにより、減速時に必要な発電量を確保しつつ触媒温度を低下できるため、触媒の劣化を抑制することができる。その結果、減速時のエネルギーマネジメントと触媒の耐久性とを両立することができる。 As described above, according to the embodiment, it is possible to control the amount of engine power generation so that the catalyst temperature is lowered based on the SOC of the battery 6 and the catalyst temperature during deceleration. As a result, the catalyst temperature can be lowered while securing the required amount of power generation during deceleration, so that deterioration of the catalyst can be suppressed. As a result, both energy management during deceleration and durability of the catalyst can be achieved at the same time.

1 シリーズハイブリッド車両
2 エンジン
3 駆動軸
4a,4b 駆動輪
5a,5b インバータ
6 バッテリ
7 ハイブリッド走行用電子制御装置(HVECU)
75 SOCセンサ
76 触媒温度センサ
MG1 発電用のモータ(発電モータ)
MG2 走行用のモータ(駆動モータ)
1 series hybrid vehicle 2 engine 3 drive shaft 4a, 4b drive wheel 5a, 5b inverter 6 battery 7 hybrid driving electronic control device (HVECU)
75 SOC sensor 76 Catalyst temperature sensor MG1 Power generation motor (power generation motor)
MG2 running motor (drive motor)

Claims (1)

エンジンと、
前記エンジンの排気経路に設けられ、排気を浄化する触媒と、
前記エンジンから出力された動力によって発電する発電機と、
前記発電機で発電した電力を蓄えるバッテリと、
前記バッテリの電力を用いて駆動する走行用の電動機と、
を備えるシリーズハイブリッド車両の制御装置であって、
前記バッテリの実際のSOCである実SOCが目標値よりも低い場合には、エンジントルクとエンジン回転数とによって定まるエンジン動作点を、現在の動作点からエンジン出力を変化させずに排気温度を低下させることができる動作点に変更する制御を実行し、
前記実SOCが目標値以上の場合には、エンジン出力を低下させる制御を実行する
ことを特徴とするシリーズハイブリッド車両の制御装置。
With the engine
A catalyst provided in the exhaust path of the engine to purify the exhaust,
A generator that generates electricity from the power output from the engine,
A battery that stores the electric power generated by the generator and
A traveling electric motor driven by using the electric power of the battery,
It is a control device of a series hybrid vehicle equipped with
When the actual SOC, which is the actual SOC of the battery, is lower than the target value, the exhaust temperature is lowered without changing the engine output from the current operating point at the engine operating point determined by the engine torque and the engine speed. Execute control to change to the operating point that can be made
A control device for a series hybrid vehicle, characterized in that when the actual SOC is equal to or higher than a target value, control for reducing engine output is executed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2023104588A (en) * 2022-01-18 2023-07-28 トヨタ自動車株式会社 Control device for hybrid vehicle

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