JP4293183B2 - Hybrid vehicle and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle and a control method thereof.
従来から、ハイブリッド自動車の一例として、主として高温状態にある排ガス浄化用の触媒がリーン雰囲気に晒されて劣化するのを抑制するために、エンジンの間欠運転等に伴ってエンジンを停止させる際に、燃焼室に供給する燃料の量を従前の状態よりも増加させる燃料増大化処理を実行した後、燃料供給を停止させる処理を実行するものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。なお、ハイブリッド自動車の他の例としては、エンジンと、このエンジンとクラッチを介して接続された駆動モータと、駆動モータの出力軸に接続された無段変速機と、無段変速機に接続されたドライブシャフトとを備えるものも知られている(例えば、特許文献2参照。)。このハイブリッド自動車では、クラッチを締結した状態で駆動モータのみを動力出力源とするモータ走行時に、駆動モータに連れ回されるエンジンに吸入された空気が排ガス浄化装置に送り込まれることにより触媒の温度が低下して排ガスの浄化性能が低下することを抑制するために、スロットル開度が大きいほど、あるいはエンジンの回転数が高いほど駆動モータによる駆動の継続時間を短く設定している。
ところで、上述のようなハイブリッド自動車において、エンジンの運転を伴った所定の走行条件下でアクセルオフに基づく減速要求がなされときには、エンジンに対する燃料供給を停止すること(燃料カット)によりエンジンブレーキを利用して要求される駆動力としての制動力を得ることが好ましい。ただし、所定条件下でアクセル操作状態がアクセルオフ状態になって燃料カットが実行されるときに、排ガス浄化用の触媒が高温状態にあると、燃料カットに起因して排ガス浄化用の触媒がリーン雰囲気に晒されて昇温することにより触媒の劣化を生じさせるおそれがある。 By the way, in the hybrid vehicle as described above, when a deceleration request based on the accelerator off is made under a predetermined traveling condition accompanied by the operation of the engine, the engine brake is used by stopping the fuel supply to the engine (fuel cut). It is preferable to obtain a braking force as a required driving force. However, if the exhaust gas purification catalyst is in a high temperature state when the accelerator operation state is the accelerator off state under a predetermined condition and the fuel cut is performed, the exhaust gas purification catalyst is lean due to the fuel cut. There is a possibility of causing deterioration of the catalyst by heating to exposure to the atmosphere.
そこで、本発明によるハイブリッド自動車およびその制御方法は、アクセル操作状態がアクセルオフ状態になったときに要求される駆動力を良好に確保しつつ排ガス浄化用の触媒の劣化を抑制することを目的の一つとする。また、本発明によるハイブリッド自動車およびその制御方法は、アクセル操作状態がアクセルオフ状態になったときに排ガス浄化用の触媒がなお高温状態にある場合に当該触媒の劣化を抑制することを目的の一つとする。 Therefore, a hybrid vehicle and a control method thereof according to the present invention are intended to suppress deterioration of an exhaust gas purifying catalyst while satisfactorily securing a driving force required when an accelerator operation state becomes an accelerator off state. One. In addition, the hybrid vehicle and the control method thereof according to the present invention have an object of suppressing deterioration of the catalyst when the exhaust gas purification catalyst is still in a high temperature state when the accelerator operation state is in the accelerator off state. I will.
本発明によるハイブリッド自動車およびその制御方法は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採っている。 The hybrid vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve at least a part of the above-described object.
本発明によるハイブリッド自動車は、
内燃機関と、
前記内燃機関から排出される排ガスを浄化する触媒を含む浄化手段と、
前記触媒の温度を取得する触媒温度取得手段と、
何れかの車軸である第1車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第1車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記第1車軸または該第1車軸とは異なる車軸の何れかである第2車軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段と、
アクセル操作状態に基づいて走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに、前記取得された触媒の温度が所定温度未満である場合には、第1の制約に従った吸入空気量の設定および燃料供給の停止を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する一方、前記取得された触媒の温度が前記所定温度以上である場合には、第1の制約に比べて吸入空気量を増量する傾向をもった第2の制約に従った吸入空気量の設定および燃料供給の停止を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
The hybrid vehicle according to the present invention is
An internal combustion engine;
Purification means including a catalyst for purifying exhaust gas discharged from the internal combustion engine;
Catalyst temperature acquisition means for acquiring the temperature of the catalyst;
Power power input / output means connected to the first axle as one of the axles and the output shaft of the internal combustion engine and capable of inputting / outputting power to / from the first axle and the output shaft with input / output of power and power When,
An electric motor capable of inputting / outputting power to / from a second axle that is either the first axle or an axle different from the first axle;
Power storage means capable of exchanging power between the power drive input / output means and the electric motor;
Requested driving force setting means for setting a requested driving force required for traveling based on the accelerator operation state;
When the accelerator operation state is the accelerator off state, and the acquired catalyst temperature is lower than a predetermined temperature, the intake air amount is set and the fuel supply is stopped according to the first constraint. While controlling the internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor so that the internal combustion engine is operated and a driving force based on the set required driving force is output, When the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the intake air amount is set according to the second constraint and the fuel supply is stopped according to the second constraint, which tends to increase the intake air amount as compared with the first constraint. Control means for controlling the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor so that a driving force based on the set required driving force is output when the internal combustion engine is operated;
Is provided.
このハイブリッド自動車では、アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに、取得された触媒の温度が所定温度未満である場合には、第1の制約に従った吸入空気量の設定および燃料供給の停止を伴って内燃機関が運転されると共に設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する一方、取得された触媒の温度が所定温度以上である場合には、第1の制約に比べて吸入空気量を増量する傾向をもった第2の制約に従った吸入空気量の設定および燃料供給の停止を伴って内燃機関が運転されると共に設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように内燃機関と電力動力入出力手段と電動機とを制御する。このように、アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに触媒の温度が所定温度以上である場合には、内燃機関の吸入空気量を増量しつつ内燃機関に対する燃料供給を停止すれば、燃料供給の停止によりエンジンブレーキを利用してアクセルオフに基づく要求駆動力を良好に確保しつつ、吸入空気量を増加させて浄化手段に多くの空気を送り込んで触媒の温度上昇を抑制することにより排ガス浄化用の触媒の劣化を抑制することが可能となる。 In this hybrid vehicle, when the accelerator operation state is the accelerator off state and the acquired catalyst temperature is lower than a predetermined temperature, the intake air amount is set and the fuel supply is stopped according to the first constraint. The internal combustion engine is operated, and the internal combustion engine, the power drive input / output means and the electric motor are controlled so that a driving force based on the set required driving force is output, while the obtained temperature of the catalyst is predetermined. When the temperature is higher than the temperature, the internal combustion engine is operated with the intake air amount setting and the fuel supply stop according to the second constraint, which has a tendency to increase the intake air amount as compared with the first constraint. And the internal combustion engine, the power drive input / output means, and the electric motor are controlled so that a drive force based on the set required drive force is output. Thus, when the temperature of the catalyst is equal to or higher than a predetermined temperature when the accelerator operation state is the accelerator off state, the fuel supply can be performed by stopping the fuel supply to the internal combustion engine while increasing the intake air amount of the internal combustion engine. The engine brake is used to stop the engine and the required driving force based on the accelerator off is secured, while the intake air amount is increased and a large amount of air is sent to the purification means to suppress the temperature rise of the catalyst. It becomes possible to suppress deterioration of the catalyst for use.
また、本発明によるハイブリッド自動車において、前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに、前記取得された触媒の温度が前記所定温度未満である場合には、前記第1の制約として第1のスロットル開度制約を設定すると共に前記設定された要求駆動力と第1の運転ポイント制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する一方、前記取得された触媒の温度が前記所定温度以上である場合には、前記第2の制約として前記第1のスロットル開度制約に比べてスロットル開度を大きくする傾向をもった第2のスロットル開度制約を設定すると共に前記設定された要求駆動力と前記第1の運転ポイント制約に比べて前記内燃機関の回転数を高める傾向をもった第2の運転ポイント制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段を更に備えてもよく、前記制御手段は、前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに、前記設定されたスロットル開度制約に従った吸入空気量の設定および燃料供給の停止を伴って前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するものであってもよい。このように、アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに触媒の温度が所定温度以上である場合には、内燃機関のスロットル開度を大きく設定しつつ、更に内燃機関の回転数を高めることにより、より多くの空気を浄化手段へと送り込むことができるので、それにより触媒の温度上昇を良好に抑えてその劣化を抑制することが可能となる。 In the hybrid vehicle according to the present invention, when the accelerator operation state is the accelerator off state, and the acquired catalyst temperature is lower than the predetermined temperature, the first throttle is set as the first restriction. While setting the opening degree constraint and setting the target operating point of the internal combustion engine based on the set required driving force and the first operating point constraint, the obtained temperature of the catalyst is equal to or higher than the predetermined temperature. In some cases, a second throttle opening restriction that tends to increase the throttle opening as compared to the first throttle opening restriction is set as the second restriction, and the set required driving force is set. And a second operating point constraint that tends to increase the rotational speed of the internal combustion engine as compared to the first operating point constraint. The control means may further include target operation point setting means for setting a turning point, and the control means may control the intake air amount in accordance with the set throttle opening restriction when the accelerator operation state is in an accelerator off state. The internal combustion engine and the electric power are input so that the internal combustion engine is operated at the set target operating point with the setting and the stop of fuel supply, and a driving force based on the set required driving force is output. It may control the output means and the electric motor. Thus, when the temperature of the catalyst is equal to or higher than the predetermined temperature when the accelerator operation state is the accelerator off state, the throttle opening degree of the internal combustion engine is set to be large and the rotational speed of the internal combustion engine is further increased. Since more air can be sent to the purification means, it is possible to suppress the temperature rise of the catalyst satisfactorily and to suppress its deterioration.
更に、本発明によるハイブリッド自動車において、前記取得された触媒の温度が所定の温度域にある場合に前記内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止する燃料供給停止禁止手段を更に備えるとよく、前記制御手段は、前記燃料供給停止禁止手段によって前記内燃機関に対する燃料供給の停止が禁止されているときに、所定の燃料増量条件に従った前記触媒の温度を調整するための燃料供給量の増量を伴って前記内燃機関が運転されると共に、前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するものであってもよい。このように、触媒の温度が所定の温度域にある場合に燃料供給の停止を禁止すると共に所定の燃料増量条件に従って燃料供給量を増量すれば、触媒の温度上昇の抑制や温度低下の促進といった触媒の温度調整を行って、燃料供給の停止の禁止が解除されたときに触媒がリーン雰囲気に晒されても触媒の劣化をできるだけ抑制可能な状態にしておくことができる。そして、このような燃料供給量の増量処理と、内燃機関に対する燃料供給の停止に伴う吸入空気量の増量処理とを組み合わせることにより、燃料供給量の増量処理が不十分なことに起因してアクセル操作状態がアクセルオフ状態になったときに触媒がなお高温状態にあっても、排ガス浄化用の触媒の劣化を良好に抑制することが可能となる。 Furthermore, the hybrid vehicle according to the present invention may further comprise fuel supply stop prohibiting means for prohibiting stop of fuel supply to the internal combustion engine when the obtained temperature of the catalyst is in a predetermined temperature range. Is accompanied by an increase in the fuel supply amount for adjusting the temperature of the catalyst according to a predetermined fuel increase condition when the fuel supply stop prohibiting means is prohibited from stopping the fuel supply to the internal combustion engine. The internal combustion engine, the power power input / output means, and the electric motor may be controlled so that the internal combustion engine is operated and a driving force based on the set required driving force is output. In this way, when the temperature of the catalyst is in a predetermined temperature range, prohibiting the stop of the fuel supply and increasing the fuel supply amount in accordance with the predetermined fuel increase condition can suppress the catalyst temperature increase or promote the temperature decrease. By adjusting the temperature of the catalyst, even if the catalyst is exposed to a lean atmosphere when the prohibition of stopping the fuel supply is released, the deterioration of the catalyst can be suppressed as much as possible. Further, by combining such an increase process of the fuel supply amount with an increase process of the intake air amount accompanying the stop of the fuel supply to the internal combustion engine, the accelerator supply amount is increased due to insufficient fuel supply amount increase process. Even if the catalyst is still in a high temperature state when the operation state is the accelerator off state, it is possible to satisfactorily suppress the deterioration of the exhaust gas purifying catalyst.
また、本発明によるハイブリッド自動車において、前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段の充電に許容される電力である充電許容電力を設定する充電許容電力設定手段を更に備えてもよく、前記燃料供給停止禁止手段は、前記取得された触媒の温度が前記所定の温度域にあり、かつ前記設定された充電許容電力が充電電力として所定の限界値以上であるときに前記内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止するものであってもよい。ハイブリッド自動車では、内燃機関に対する燃料供給の停止が禁止されているときに、内燃機関に対する燃料供給を継続させた状態でアクセルオフに基づく駆動力(制動力)を電動機による回生制動力でまかなうことができるが、このような電動機による回生が蓄電手段の状態に基づいて設定される充電許容電力との関係から制限されることもある。これに対して、上述のような内燃機関に対する燃料供給の停止に伴う吸入空気量の増量処理等を行えば、蓄電手段の充電許容電力に基づいて燃料供給の停止の禁止が解除されている状態でアクセル操作状態がアクセルオフ状態になったときに触媒が高温状態にあっても、触媒の温度上昇を抑えてその劣化を抑制することが可能となる。 The hybrid vehicle according to the present invention may further include charge allowable power setting means for setting charge allowable power, which is power allowed for charging the power storage means based on a state of the power storage means, and the fuel supply The stop prohibiting means stops the fuel supply to the internal combustion engine when the acquired temperature of the catalyst is in the predetermined temperature range and the set charge allowable power is equal to or higher than a predetermined limit value as the charge power. May be prohibited. In a hybrid vehicle, when stopping the fuel supply to the internal combustion engine is prohibited, the driving force (braking force) based on the accelerator off may be provided by the regenerative braking force by the electric motor while the fuel supply to the internal combustion engine is continued. However, regeneration by such an electric motor may be limited due to the relationship with the chargeable power set based on the state of the power storage means. On the other hand, if the intake air amount increasing process accompanying the stop of the fuel supply to the internal combustion engine as described above is performed, the prohibition of the stop of the fuel supply is released based on the charge allowable power of the power storage means Thus, even when the accelerator operation state becomes the accelerator off state, even if the catalyst is in a high temperature state, it is possible to suppress the temperature rise of the catalyst and suppress its deterioration.
更に、前記燃料増量条件は、前記設定された充電許容電力が前記限界値よりも充電電力として大きい値である仮限界値以上であるときに第1の増量制約に従って前記燃料供給量を増量させると共に前記設定された充電許容電力が充電電力として前記仮限界値未満になると前記第1の増量制約に比べて前記燃料供給量をより増量する傾向をもった第2の増量制約に従って前記燃料供給量を増量させるものであってもよい。このように、燃料供給量の増量による触媒の温度調整を行う場合には、充電許容電力が限界値にある程度近づいた時点で内燃機関に対する燃料供給量をより増量することにより、充電許容電力に基づいて内燃機関に対する燃料供給の停止の禁止が解除されて燃料供給が停止されたときに触媒の劣化を抑制できるように触媒の温度を調整しておくことが可能となる。 Further, the fuel increase condition increases the fuel supply amount according to a first increase restriction when the set charge allowable power is equal to or greater than a temporary limit value which is a value larger than the limit value as the charge power. When the set allowable charging power is less than the temporary limit value as the charging power, the fuel supply amount is set according to the second increase restriction having a tendency to increase the fuel supply amount more than the first increase restriction. The amount may be increased. As described above, when the temperature of the catalyst is adjusted by increasing the fuel supply amount, the fuel supply amount to the internal combustion engine is further increased when the charge allowable power approaches the limit value to some extent, so that Thus, the temperature of the catalyst can be adjusted so that the deterioration of the catalyst can be suppressed when the prohibition of the fuel supply to the internal combustion engine is released and the fuel supply is stopped.
また、本発明によるハイブリッド自動車において、前記電力動力入出力手段は、前記第1車軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な第3軸とに接続され、これら3軸のうちの何れか2軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する3軸式動力入出力手段と、前記第3軸に動力を入出力可能な発電機とを備えるものであってもよい。 In the hybrid vehicle according to the present invention, the power input / output means is connected to the first axle, the output shaft of the internal combustion engine, and a rotatable third shaft, and any two of these three shafts. And a three-axis power input / output means for inputting / outputting power determined based on power input / output to / from the remaining shaft, and a generator capable of inputting / outputting power to / from the third shaft. .
本発明によるハイブリッド自動車の制御方法は、内燃機関と、該内燃機関から排出される排ガスを浄化する触媒を含む浄化手段と、前記触媒の温度を取得する触媒温度取得手段と、何れかの車軸である第1車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第1車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、前記第1車軸または該第1車軸とは異なる車軸の何れかである第2車軸に動力を入出力可能な電動機と、前記電力動力入出力手段および前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
前記ハイブリッド自動車におけるアクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに、前記温度取得手段により取得された触媒の温度が所定温度未満である場合には、第1の制約に従った吸入空気量の設定および燃料供給の停止を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記アクセル操作状態に応じて設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する一方、前記取得された触媒の温度が前記所定温度以上である場合には、第1の制約に比べて吸入空気量を増量する傾向をもった第2の制約に従った吸入空気量の設定および燃料供給の停止を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するステップを含むものである。
A hybrid vehicle control method according to the present invention includes an internal combustion engine, a purification means including a catalyst for purifying exhaust gas discharged from the internal combustion engine, a catalyst temperature acquisition means for acquiring the temperature of the catalyst, and any axle. Power power input / output means connected to a first axle and an output shaft of the internal combustion engine and capable of inputting / outputting power to / from the first axle and the output shaft with input / output of power and power; An electric motor capable of inputting / outputting power to / from a second axle which is either an axle or an axle different from the first axle; and an electric power input / output means and an electric storage means capable of exchanging electric power between the electric motor. A hybrid vehicle control method comprising:
When the accelerator operation state in the hybrid vehicle is in an accelerator off state, if the temperature of the catalyst acquired by the temperature acquisition means is less than a predetermined temperature, the setting of the intake air amount according to the first constraint and The internal combustion engine, the electric power drive input / output means, and the output power so that the internal combustion engine is operated with the stop of fuel supply and the driving force based on the required driving force set according to the accelerator operation state is output. When the temperature of the obtained catalyst is equal to or higher than the predetermined temperature while controlling the electric motor, the suction according to the second constraint has a tendency to increase the amount of intake air compared to the first constraint. The internal combustion engine and the electric power are output so that the internal combustion engine is operated with the air amount setting and the fuel supply stop, and the driving force based on the set required driving force is output. It is intended to include the step of controlling the the force output means and said motor.
この方法のように、アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに触媒の温度が所定温度以上である場合には、内燃機関の吸入空気量を増量しつつ内燃機関に対する燃料供給を停止すれば、燃料供給の停止によりエンジンブレーキを利用してアクセルオフに基づく要求駆動力を良好に確保しつつ、吸入空気量を増加させて触媒の温度上昇を抑制することにより排ガス浄化用の触媒の劣化を抑制することが可能となる。 If the temperature of the catalyst is equal to or higher than a predetermined temperature when the accelerator operation state is in the accelerator-off state as in this method, if the fuel supply to the internal combustion engine is stopped while increasing the intake air amount of the internal combustion engine, Suppressing deterioration of exhaust gas purification catalyst by increasing intake air volume and suppressing catalyst temperature rise while ensuring required driving force based on accelerator off by using engine brake by stopping fuel supply It becomes possible to do.
本発明による他のハイブリッド自動車は、
車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、
前記内燃機関から排出される排ガスを浄化する触媒を含む浄化手段と、
前記触媒の温度を取得する触媒温度取得手段と、
前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸とに接続され、前記内燃機関をモータリング可能な電動機と、
前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段と、
アクセル操作状態に基づいて走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに、前記取得された触媒の温度が所定温度未満である場合には、前記内燃機関の吸入空気量を定めるための第1の制約を設定すると共に前記設定された要求駆動力と第1の運転ポイント制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する一方、前記取得された触媒の温度が前記所定温度以上である場合には、前記第1の制約に比べて吸入空気量を増量する傾向をもった第2の制約を設定すると共に前記設定された要求駆動力と前記第1の運転ポイント制約に比べて前記内燃機関の回転数を高める傾向をもった第2の運転ポイント制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに、前記設定された制約に従った吸入空気量の設定および燃料供給の停止を伴って前記設定された目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
Other hybrid vehicles according to the present invention are:
An internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft connected to an axle;
Purification means including a catalyst for purifying exhaust gas discharged from the internal combustion engine;
Catalyst temperature acquisition means for acquiring the temperature of the catalyst;
An electric motor connected to the drive shaft and an output shaft of the internal combustion engine and capable of motoring the internal combustion engine;
Power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor;
Requested driving force setting means for setting a requested driving force required for traveling based on the accelerator operation state;
When the accelerator operation state is in an accelerator off state, and the acquired temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature, a first constraint for determining the intake air amount of the internal combustion engine is set and the When the target operating point of the internal combustion engine is set based on the set required driving force and the first operating point constraint, when the acquired temperature of the catalyst is equal to or higher than the predetermined temperature, the first operating point is set. The second constraint has a tendency to increase the intake air amount as compared to the above-mentioned constraint, and tends to increase the rotational speed of the internal combustion engine as compared to the set required driving force and the first operating point constraint. Target operating point setting means for setting a target operating point of the internal combustion engine based on a second operating point constraint with
When the accelerator operation state is an accelerator off state, the internal combustion engine is operated at the set target operation point with the intake air amount setting and the fuel supply stop according to the set restrictions. Control means for controlling the internal combustion engine and the electric motor so that a driving force based on the set required driving force is output;
Is provided.
本発明による他のハイブリッド自動車の制御方法は、車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関と、前記内燃機関から排出される排ガスを浄化する触媒を含む浄化手段と、前記駆動軸と前記内燃機関の出力軸とに接続され、前記内燃機関をモータリング可能な電動機と、該電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段とを備えたハイブリッド自動車の制御方法であって、
(a)アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに、前記触媒の温度が所定温度未満である場合には、前記内燃機関の吸入空気量を定めるための第1の設定すると共に走行に要求される要求駆動力と第1の運転ポイント制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する一方、前記触媒の温度が前記所定温度以上である場合には、前記第1の制約に比べて吸入空気量を増量する傾向をもった第2の制約を設定すると共に前記要求駆動力と前記第1の運転ポイント制約に比べて前記内燃機関の回転数を高める傾向をもった第2の運転ポイント制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定するステップと、
(b)アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに、ステップ(a)で設定した制約に従った吸入空気量の設定および燃料供給の停止を伴ってステップ(a)で設定した目標運転ポイントで前記内燃機関が運転されると共に前記要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電動機とを制御するステップと、
を含むものである。
Another hybrid vehicle control method according to the present invention includes an internal combustion engine capable of outputting power to a drive shaft connected to an axle, a purification means including a catalyst for purifying exhaust gas discharged from the internal combustion engine, and the drive shaft. And a control method for a hybrid vehicle comprising: an electric motor connected to the output shaft of the internal combustion engine and capable of motoring the internal combustion engine; and a storage means capable of exchanging electric power with the electric motor,
(A) When the accelerator operation state is in the accelerator off state and the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature, the first setting for determining the intake air amount of the internal combustion engine and the travel are required. When the target operating point of the internal combustion engine is set based on the required driving force and the first operating point constraint, the temperature of the catalyst is equal to or higher than the predetermined temperature, compared with the first constraint. A second operating point has a tendency to increase the number of revolutions of the internal combustion engine as compared with the required driving force and the first operating point constraint while setting a second constraint that tends to increase the intake air amount Setting a target operating point of the internal combustion engine based on constraints;
(B) When the accelerator operating state is in the accelerator off state, the target operating point set in step (a) with the setting of the intake air amount and the stop of fuel supply in accordance with the constraints set in step (a). Controlling the internal combustion engine and the electric motor so that the internal combustion engine is operated and a driving force based on the required driving force is output;
Is included.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の第1の実施例に係るハイブリッド自動車の概略構成図である。図1に示すハイブリッド自動車20は、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にダンパ28を介して接続された3軸式の動力分配統合機構30と、動力分配統合機構30に接続された発電可能なモータMG1と、動力分配統合機構30に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに取り付けられた減速ギヤ35と、この減速ギヤ35に接続されたモータMG2と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「ハイブリッドECU」という)70とを備える。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid vehicle according to a first embodiment of the present invention. A
エンジン22は、例えばガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料を用いて動力を出力可能な内燃機関として構成されている。エンジン22は、図2からわかるように、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を介して吸気ポートに取り入れると共に燃料噴射弁126からガソリンを噴射して吸入空気とガソリンとを混合させ、この混合気を吸気バルブ128を介して燃焼室に吸入すると共に点火プラグ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ものである。エンジン22からの排気ガスは、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)といった有害成分を浄化する排ガス浄化触媒(三元触媒)を備えた浄化装置134を介して外部へと排出される。浄化装置134の排ガス浄化触媒は、白金(Pt)やパラジウム(Pd)等の酸化触媒と、ロジウム(Rh)等の還元触媒と、セリア(CeO2)等の助触媒等から構成されるとよい。この場合、酸化触媒の作用により排ガスに含まれるCOやHCが水(H2O)や二酸化炭素(CO2)に浄化され、還元触媒の作用により排ガスに含まれるNOxが窒素(N2)や酸素(O2)に浄化される。
The
このように構成されるエンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24により制御される。エンジンECU24は、図2に示すように、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。例えば、エンジンECU24には、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、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、燃焼室内の圧力である筒内圧力を検出する圧力センサ143からの筒内圧力、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、吸気管に設けられたエアフローメータ148からの信号、同様に吸気管に設けられた温度センサ149からの吸気温度、浄化装置134に設けられた温度センサ135からの触媒床温Tcat等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への制御信号等が出力ポートを介して出力される。なお、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ハイブリッドECU70に出力する。
The
動力分配統合機構30は、外歯歯車のサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ32と、サンギヤ31に噛合すると共にリングギヤ32に噛合する複数のピニオンギヤ33と、複数のピニオンギヤ33を自転かつ公転自在に保持するキャリア34とを備え、サンギヤ31とリングギヤ32とキャリア34とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。キャリア34にはエンジン22のクランクシャフト26が、サンギヤ31にはモータMG1が、リングギヤ32にはリングギヤ軸32aを介して減速ギヤ35がそれぞれ連結されており、動力分配統合機構30は、モータMG1が発電機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力をサンギヤ31側とリングギヤ32側にそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはキャリア34から入力されるエンジン22からの動力とサンギヤ31から入力されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32側に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構60およびデファレンシャルギヤ62を介して、最終的には車両の駆動輪63a,63bに出力される。
The power distribution and
モータMG1およびモータMG2は、何れも発電機として作動することができると共に電動機として作動可能な周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやりとりを行なう。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1,MG2の何れかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ50は、モータMG1,MG2の何れかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータMG1,MG2により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ50は充放電されない。モータMG1,MG2は、何れもモータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40により駆動制御されている。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からの信号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等が入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70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ハイブリッドECU70に出力する。
Both the motor MG1 and the motor MG2 are configured as well-known synchronous generator motors that can operate as a generator and operate as an electric motor, and exchange power with the
バッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流、バッテリ50に取り付けられた温度センサ51からの電池温度Tb等が入力されており、バッテリECU52は、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッドECU70やエンジンECU24に出力する。なお、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量(SOC)も演算している。
The
ハイブリッドECU70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。ハイブリッドECU70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号、シフトレバー81の操作位置であるシフトポジションSP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等が入力ポートを介して入力される。ハイブリッドECU70は、上述したように、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
また、実施例のハイブリッド自動車20では、シフトレバー81のシフトポジションSPとして、駐車時に用いる駐車ポジション、後進走行用のリバースポジション、中立のニュートラルポジション、前進走行用の通常のドライブポジション(以下、「Dポジション」という)の他に、主として例えば下り坂を比較的高速で走行しているような場合に選択されるブレーキポジション(以下、「Bポジション」という)が用意されている。DポジションやBポジションには、走行に要求される要求駆動力を設定するための駆動力設定制約と要求駆動力に対応するエンジン22の運転ポイントを設定するための運転ポイント制約とを規定する運転条件が対応づけられている。すなわち、シフトポジションSPとしてDポジションが選択されると、Dポジションに対応した駆動力制約としての動力範囲内で運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に応じた要求駆動力としての要求トルクTr*が設定されると共に、エンジン22が効率よく運転されるように定められた運転ポイント制約に従って要求トルクTr*に対応したエンジン22の目標運転ポイントである目標回転数Ne*や目標トルクTe*が設定される。また、シフトポジションSPとしてBポジションが選択されると、Bポジションに対応した駆動力制約や運転ポイント制約に従って要求トルクTr*、目標回転数Ne*および目標トルクTe*が設定される。本実施例では、Bポジションに対応した駆動力制約や運転ポイント制約は、基本的にDポジションに対応したものと同様とされるが、Bポジションに対応した運転条件における駆動力制約はDポジションに対応した運転条件における駆動力制約に比べて動力範囲の下限が小さく(制動力として大きく)定められており、Bポジション選択時には、所定条件下でアクセルオフとなったときにDポジション選択時に比べて大きな制動力を得ることができる。
In the
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*を計算し、この要求トルクTr*に対応する動力がリングギヤ軸32a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の運転制御モードとしては、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動力分配統合機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32a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動力分配統合機構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リングギヤ軸32a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から要求動力に見合う動力をリングギヤ軸32aに出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。
The
次に、実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、アクセルオフ時のハイブリッド自動車20の動作について説明する。図3は、アクセルオフ時にハイブリッドECU70により実行される駆動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、アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあ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。
Next, the operation of the
図3のアクセルオフ時駆動制御ルーチンが開始されると、ハイブリッドECU70のCPU72は、まず、車速センサ88からの車速V、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2、シフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP、温度センサ135からの触媒床温Tcat、後述の触媒劣化抑制判定ルーチンを経て設定される燃料カット禁止フラグFcの値、バッテリ50が充放電すべき充放電要求パワーPb*、バッテリ50の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Winといった制御に必要なデータの入力処理を実行する(ステップS100)。この場合、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計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、触媒床温Tcatについては、浄化装置134の温度センサ135が省略されている場合には、例えばエンジンECU24によりエンジン22の回転数Neや吸入空気量、後述の燃料噴射量の増量分等から推定されるものを入力してもよい。更に、充放電要求パワーPb*は、バッテリECU52から通信により入力するものとした。バッテリ50の入力制限Winは、温度センサ51により検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて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。なお、バッテリ50の入力制限Winは、電池温度Tbに基づいて入力制限Winの基本値を設定し、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて入力制限用補正係数とを設定し、設定した入力制限Winの基本値に補正係数を乗じて設定することが可能である。図4に電池温度Tbと入力制限Winとの関係の一例を示し、図5にバッテリ50の残容量(SOC)と入力制限Winの補正係数との関係の一例を示す。
When the accelerator-off-time drive control routine of FIG. 3 is started, first, the
ステップS100のデータ入力処理の後、入力した車速VおよびシフトポジションSPに基づいて駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルク(制動トルク)Tr*と、車両走行に要求される要求パワー(減速パワー)P*とを設定する(ステップS110)。本実施例では、アクセル開度Acc、車速VおよびシフトポジションSPと要求トルクTr*との関係を予め定めて駆動力設定制約たる要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセルオフ時には車速VとシフトポジションSPとが与えられると当該マップから両者に対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図6に要求トルク設定用マップの一例を示す。また、本実施例では、設定した要求トルクTr*にリングギヤ軸32aの回転数Nr(=Nm2/Gr)を乗じたものとバッテリ50が充放電すべき充放電要求パワーPb*とロスLossとの和として要求パワーP*を設定するものとした。続いて、ステップS100で入力した燃料カット禁止フラグFcが値0であるか否かを判定し(ステップS120)、燃料カット禁止フラグFcが値1であれば、エンジン22に対する燃料噴射および点火(ファイアリング)の継続を伴いながら要求トルクTr*を出力させるためのS130以降の処理が実行され、燃料カット禁止フラグFcが値0であれば、エンジン22に対する燃料噴射の停止(燃料カット)を伴いながら要求トルクTr*を出力させるためのS200以降の処理が実行される。ここで、アクセルオフ時駆動制御ルーチンの説明を一旦中断し、図7に示す触媒劣化抑制判定ルーチンについて説明する。
After the data input process in step S100, the required torque (braking torque) Tr * to be output to the
図7は、触媒劣化抑制判定ルーチンの一例を示すフローチャートであり、このルーチンは、エンジンECU24により所定時間毎に繰り返し実行される。図7の触媒劣化抑制判定ルーチンが開始されると、エンジンECU24のCPU24aは、まず、浄化装置134に設けられた温度センサ135からの触媒床温Tcat、バッテリ50の入力制限Winといった判定に必要なデータの入力処理を実行する(ステップS300)。この場合、バッテリ50の入力制限Winは、バッテリECU52から通信により入力するものとした。また、触媒床温Tcatについては、エンジン22の回転数Neや吸入空気量、後述の燃料噴射量の増量分等から推定されるものを入力してもよい。ステップS300のデータ入力処理の後、入力した触媒床温Tcatが予め定められている第1の閾値Tref1以上であるか否かを判定する(ステップS310)。なお、第1の閾値Tref1は、排ガス浄化触媒の劣化が抑制される程度に触媒床温Tcatの上昇を抑制するときの第1の目標床温T1(例えば920℃)に基づいて定められるものである。
FIG. 7 is a flowchart showing an example of a catalyst deterioration suppression determination routine. This routine is repeatedly executed by the
触媒床温Tcatが第1の閾値Tref1以上であって排ガス浄化触媒が高温状態にあると判断される場合には、ステップS300で入力した入力制限Winが仮限界値Win0以下であるか否かを判定する(ステップS320)。バッテリ50の入力制限Winに関連する閾値としての仮限界値Win0は、アクセルオフ時に要求されるトルク(制動トルク)を燃料カットせずにモータMG2による回生制動力でまかなった場合におけるバッテリ50の入力制限値Winの限界値(充電電力としての最小値)Win1よりも小さな値、すなわち充電電力として大きな(余裕をもった)値として定められるものであり、限界値Win1と共に予め実験・解析を経て求められる値である。なお、入力制限Winは本来負の値であるので、入力制限Winが仮限界値Win0以下である、すなわち入力制限Winが仮限界値Win0を充電電力として上回るということは、バッテリ50を充電する電力として比較的大きな値(絶対値が大きな値)を設定できることを意味する。入力制限Winが仮限界値Win0以下である場合には、仮禁止フラグFtを値0に設定した上で(ステップS330)、所定の燃料噴射量設定用マップ(図示省略)を用いて設定されるエンジン22に対する燃料噴射量を増量補正する増量係数を設定するためのマップとして図8(a)に例示する第1OT増量係数設定用マップをROM24bから読み出して設定すると共に、所定のスロットル開度設定用マップ(図示省略)を用いて設定されるスロットルバルブ124の開度を補正するための図示しない第1TA補正用マップをROM24bから読み出して設定し(ステップS340)、更に、燃料カットを禁止すべく、燃料カットを許容する際に値0とされる燃料カット禁止フラグFcを値1に設定して(ステップS350)、本ルーチンを一旦終了させる。
When the catalyst bed temperature Tcat is equal to or higher than the first threshold value Tref1 and it is determined that the exhaust gas purification catalyst is in a high temperature state, it is determined whether or not the input limit Win input in step S300 is equal to or lower than the temporary limit value Win0. Determination is made (step S320). The temporary limit value Win0 as a threshold value related to the input limit Win of the
第1OT増量係数設定用マップは、図8(a)に例示するように、エンジン22の目標回転数Ne*と吸入空気量に関連した体積効率KLとに応じて排ガス浄化触媒の温度を調整してその劣化を抑制するための燃料噴射量の増量係数を規定するものであり、基本的に目標回転数Ne*と体積効率KLとが大きくなるにつれて増量係数として大きな値をとるように作成されている。本実施例において、第1OT増量係数設定用マップは、エンジン22の目標回転数Ne*と体積効率KLとに応じて触媒床温Tcatを概ね上述の第1の目標床温T1に保ってその上昇を抑制するための燃料噴射量の増量係数を規定するように作成されている。これにより、第1OT増量係数設定用マップが設定された際には、燃料噴射量の増量分は比較的少なくなるので、排ガス浄化触媒の劣化を抑制するための温度調整に要する燃費を低減することができる。なお、図示しない第1TA補正用マップは、第1OT増量係数設定用マップに基づいて燃料噴射量を増量したことに起因する目標トルクTe*と実際にエンジン22から出力されるトルクとの偏差がキャンセルされるように目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに応じたスロットル開度の補正係数を規定するものとして予め作成される。すなわち、第1TA補正用マップにおけるスロットル開度の補正係数は、例えば燃料噴射量の増量時にトルクが増加する運転領域についてはスロットル開度を通常よりも小さくするものとして設定され、燃料噴射量の増量時にトルクが減少する運転領域についてはスロットル開度を通常よりも小さくするように定められる。これにより、第1OT増量係数設定用マップを用いて燃料噴射量の増量補正が実行された際に、目標トルクTe*と実際にエンジン22から出力されるトルクとの偏差に起因するショックを低減することができる。
As illustrated in FIG. 8A, the first OT increase coefficient setting map adjusts the temperature of the exhaust gas purification catalyst according to the target rotational speed Ne * of the
これに対して、ステップS320にて入力制限Winが仮限界値Win0を上回っていると判断された場合には、入力制限Winが仮限界値Win0以下である場合に値0とされる仮禁止フラグFtを値1に設定した上で(ステップS360)、ステップS300で入力した入力制限Winが上述の限界値Win1以下であるか否かを判定する(ステップS370)。入力制限Winが限界値Win1以下である場合には、上述の燃料噴射量設定用マップを用いて設定されたエンジン22に対する燃料噴射量を増量補正する増量係数を設定するためのマップとして第1OT増量係数設定用マップに比べて燃料噴射量をより増量する傾向をもった図8(b)に例示する第2OT増量係数設定用マップをROM24bから読み出して設定すると共に、上述のスロットル開度設定用マップを用いて設定されたスロットルバルブ124の開度を補正するための図示しない第2TA補正用マップをROM24bから読み出して設定し(ステップS380)、更に燃料カット禁止フラグFcを値1に設定して(ステップS350)、本ルーチンを一旦終了させる。また、ステップS370にて入力制限Winが限界値Win1を上回っていると判断された場合には、仮禁止フラグFtを値0に設定した上で(ステップS410)、バッテリ50の状態に応じて燃料カットの禁止を解除すべく燃料カット禁止フラグFcを値0に設定する(ステップS420)。
On the other hand, if it is determined in step S320 that the input limit Win is greater than the temporary limit value Win0, the temporary prohibition flag that is set to 0 when the input limit Win is equal to or less than the temporary limit value Win0. After setting Ft to a value 1 (step S360), it is determined whether or not the input limit Win input in step S300 is equal to or less than the limit value Win1 (step S370). When the input limit Win is less than or equal to the limit value Win1, the first OT increase is used as a map for setting an increase coefficient for increasing the fuel injection amount for the
第2OT増量係数設定用マップも、図8(b)に例示するように、エンジン22の目標回転数Ne*と吸入空気量に関連した体積効率KLとに応じて排ガス浄化触媒の温度を調整してその劣化を抑制するための燃料噴射量の増量係数を規定するものであり、基本的に目標回転数Ne*と体積効率KLとが大きくなるにつれて増量係数として大きな値をとるように作成されている。本実施例において、第2OT増量係数設定用マップは、エンジン22の目標回転数Ne*と体積効率KLとに応じて触媒床温Tcatを排ガス浄化触媒がリーン雰囲気に晒されても劣化するおそれの少ない第2の目標床温T2(例えば850℃)まで低下させるための燃料噴射量の増量係数を規定するように作成されている。すなわち、第2OT増量係数設定用マップは、第1OT増量係数設定用マップに比べて目標回転数Ne*と体積効率KLとが比較的低いうちにより大きな増量係数をとるように作成されており、第2OT増量係数設定用マップの設定時には、第1OT増量係数設定用マップの設定時に比べて、基本的に車速Vが高いほど燃料噴射量の増量分が多くなる。また、図示しない第2TA補正用マップは、第2OT増量係数設定用マップに基づいて燃料噴射量を増量したことに起因する目標トルクTe*と実際にエンジン22から出力されるトルクとの偏差がキャンセルされるように目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに応じたスロットル開度の補正係数を規定するものとして予め作成される。これにより、第2OT増量係数設定用マップを用いて燃料噴射量の増量補正が実行された際にも、目標トルクTe*と実際にエンジン22から出力されるトルクとの偏差に起因するショックを低減することができる。
The second OT increase coefficient setting map also adjusts the temperature of the exhaust gas purification catalyst according to the target rotational speed Ne * of the
ここで、第1OT増量係数設定用マップと第2OT増量係数設定用マップとの何れかを選択するための閾値である仮限界値Win0は、上述のように限界値Win1よりも充電電力として大きな値として定められるが、かかる仮限界値Win0は、第2OT増量係数設定用マップを用いて燃料噴射量を増量することを前提として次のように定められる。すなわち、本実施例において、仮限界値Win0は、次式(1)に従い、触媒床温Tcatが排ガス浄化触媒の劣化が抑制される程度に温度上昇を抑制するときの第1の目標床温T1に概ね一致しているときに第2OT増量係数設定用マップを用いて燃料噴射量を増量して触媒床温Tcatを排ガス浄化触媒がリーン雰囲気に晒されても劣化するおそれの少ない第2の目標床温T2まで低下させるのに要する最小時間Tを実験・解析により求め、同様に実験・解析による求められる入力制限Winの単位時間あたりの最大変化量ΔWinに求めた最小時間Tを乗じた値と限界値Win1とを加算することにより定められる。 Here, the temporary limit value Win0, which is a threshold value for selecting either the first OT increase coefficient setting map or the second OT increase coefficient setting map, is a value larger than the limit value Win1 as described above. However, the temporary limit value Win0 is determined as follows on the assumption that the fuel injection amount is increased using the second OT increase coefficient setting map. That is, in this embodiment, the temporary limit value Win0 is the first target bed temperature T1 when the catalyst bed temperature Tcat suppresses the temperature rise to the extent that deterioration of the exhaust gas purification catalyst is suppressed according to the following equation (1). When the exhaust gas purification catalyst is exposed to a lean atmosphere, the second target is less likely to be deteriorated by increasing the fuel injection amount using the second OT increase coefficient setting map. The minimum time T required to decrease to the bed temperature T2 is obtained by experiment / analysis, and the value obtained by multiplying the maximum change amount ΔWin per unit time of the input restriction Win obtained by the experiment / analysis similarly by the obtained minimum time T It is determined by adding the limit value Win1.
Win0=Win1+ΔWin・T …(1) Win0 = Win1 + ΔWin · T (1)
ところで、上述のようにステップS360で仮禁止フラグFtが値1とされると共にステップS380で第2OT増量係数設定用マップが設定されると、基本的に触媒床温Tcatは低下していくので、触媒劣化抑制判定ルーチンが再度実行された際にステップS300にて入力した触媒床温Tcatが第1の閾値Tref1未満であると判断されることがあり、触媒床温Tcatが第1の閾値Tref1未満であるときには、仮禁止フラグFtが値1であるか否かを判定し(ステップS390)、仮禁止フラグFtが値1であれば、入力した触媒床温Tcatが上述の第2の目標床温T2に基づいて定められる第2の閾値Tref2未満であるか否かを判定する(ステップS400)。触媒床温Tcatが第2の閾値Tref2以上である場合には、入力した入力制限Winが限界値Win1以下であるか否かを判定し(ステップS370)、入力制限Winが限界値Win1以下であれば、第2OT増量係数設定用マップと第2TA補正用マップとをROM24bから読み出して設定すると共に(ステップS380)、燃料カットを禁止すべく燃料カット禁止フラグFcを値1に設定して(ステップS350)、本ルーチンを一旦終了させる。また、入力制限Winが限界値Win1を上回っていれば、仮禁止フラグFtを値0に設定した上で(ステップS410)、バッテリ50の状態に応じて燃料カットの禁止を解除すべく燃料カット禁止フラグFcを値0に設定する(ステップS420)。これに対して、触媒床温Tcatが第2の閾値Tref2未満である場合には、排ガス浄化触媒がリーン雰囲気に晒されても劣化するおそれの少ない第2の目標床温T2まで触媒床温Tcatが低下しているとみなし、仮禁止フラグFtを値0に設定した上で(ステップS410)、燃料カットの禁止を解除すべく燃料カット禁止フラグFcを値0に設定する(ステップS420)。更に、ステップS390で仮禁止フラグFtが値0であると判断される場合、第2OT増量係数設定用マップに従った燃料噴射量の増量を行うことなく触媒床温Tcatが比較的低温の状態にあることになるので、この場合は、燃料カットを許容しても排ガス浄化触媒が劣化するおそれが少ないとみなして、燃料カット禁止フラグFcを値0に設定する(ステップS420)。
Incidentally, as described above, when the temporary prohibition flag Ft is set to the
上述した一連の処理が実行されたときの入力制限Winの推移、触媒床温Tcatの時間的推移、増量係数や燃料カット禁止フラグFc、仮禁止フラグFtの設定状態を図9のタイムチャートに例示する。なお、入力制限Winは、必ずしも時間変化に依存するものではないが、図9では、説明をわかりやすくするために経時的に変化するものとして示している。図9からわかるように、排ガス浄化触媒が高温状態(Tcat≧Tref1)にあるときにバッテリ50の状態に応じて第1OT増量係数設定用マップが設定されると、当該マップに従ってエンジン22に対する燃料噴射量が増量補正され、基本的に触媒床温Tcatが概ね第1の目標床温T1に保たれることになる。また、ガス浄化触媒が所定の温度域(例えば、850℃を超える領域)にあり、かつバッテリ50の入力制限Winが仮限界値Win0から限界値Win1の範囲内にあるときには、仮禁止フラグFtが値1とされると共に第2OT増量係数設定用マップが設定され、基本的に触媒床温Tcatが概ね第2の目標床温T2まで低下するようにエンジン22に対する燃料噴射量が増量補正されることになる。このように、入力制限Winが限界値Win1にある程度近づいた時点(充電電力として仮限界値Win0未満となった時点)からエンジン22に対する燃料噴射量をより増量することにより、入力制限Winに基づいて燃料カットの禁止が解除されて実際に燃料カットが行われたときに排ガス浄化触媒の劣化を抑制できるように排ガス浄化触媒の温度を調整しておくことが可能となる。そして、燃料カット禁止フラグFcは、触媒床温Tcatが上記所定の温度域にあり、かつ入力制限Winが限界値Win1以下(充電電力として限界値Win1以上)であるときに値1に設定される。また、入力制限Winが限界値Win1を上回ると(充電電力として限界値Win1未満になると)、エンジン22に対する燃料噴射を継続させた状態でアクセルオフに基づく制動力をモータMG2による回生制動力でまかなうことができなくなるので、この場合、燃料カットの禁止を解除すべく、燃料カット禁止フラグFcは値0に設定される。
The time chart of FIG. 9 illustrates the transition of the input limit Win, the temporal transition of the catalyst bed temperature Tcat, the setting of the increase coefficient, the fuel cut prohibition flag Fc, and the temporary prohibition flag Ft when the above-described series of processing is executed. To do. Note that the input limit Win does not necessarily depend on a change with time, but in FIG. 9, it is shown as a change with time in order to make the description easy to understand. As can be seen from FIG. 9, when the first OT increase coefficient setting map is set according to the state of the
さて、再度図3に戻って、アクセルオフ時駆動制御ルーチンについて説明すると、ステップS120にてステップS100で入力した燃料カット禁止フラグFcが値1であると、すなわち上述の触媒劣化抑制判定ルーチンにより排ガス浄化触媒の温度やバッテリ50の状態に応じて排ガス浄化触媒の劣化を抑制すべくエンジン22に対する燃料カットを禁止すべきと判断されている場合には、エンジン22に対する指令(エンジン指令)としてエンジン22の爆発燃焼(ファイアリング)を継続させるための指令を設定し(ステップS130)、更に、エンジン22の目標回転数Ne*を当該爆発燃焼を継続させるときの回転数Ne0に設定する(ステップS140)。実施例では、回転数Ne0は、例えばアイドル時の回転数(800〜1000rpm)であるものとした。エンジン22の目標回転数Ne*を設定したならば、設定した目標回転数Ne*とステップS100で入力したエンジン22の回転数Neとに基づいて次式(2)に従った計算を行い、爆発燃焼を継続させた状態でエンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*(=Ne0)に至るようにするためのモータMG1のトルク指令Tm1*を設定する(ステップS150)。式(2)は、エンジン22の爆発燃焼の継続を伴ってエンジン22の回転数Neを目標回転数Ne*にするためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺第1項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第2項の「k2」は積分項のゲインである。これらのゲイン「k1」,「k2」は、エンジン22の爆発燃焼を継続する必要から、エンジン22から比較的大きなトルクを出力しているときに比べて小さな値に設定されている。図10に、エンジン22の爆発燃焼を継続させるときの動力分配統合機構30における各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を表す共線図を示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1に一致するサンギヤ31の回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neに一致するキャリア34の回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2を減速ギヤ35のギヤ比Grで除したリングギヤ32の回転数Nrを示す。また、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1からトルクTm1を出力したときにこのトルク出力によりリングギヤ軸32aに作用するトルクと、モータMG2から出力されるトルクTm2が減速ギヤ35を介してリングギヤ軸32aに作用するトルクとを示す。モータMG1の目標回転数Nm1*を求めるための式(2)は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導くことができる。
Returning to FIG. 3 again, the accelerator-off-time drive control routine will be described. In step S120, if the fuel cut prohibition flag Fc input in step S100 is a
Tm1*=k1・(Ne*−Ne)+k2∫(Ne*−Ne)・dt …(2) Tm1 * = k1 ・ (Ne * −Ne) + k2∫ (Ne * −Ne) ・ dt (2)
こうしてトルク指令Tm1*を設定すると、次式(3)に従ってステップS100で入力したバッテリ50の入力制限Winと、設定したモータMG1のトルク指令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の消費電力との偏差をモータMG2の回転数Nm2で除することによりモータMG2から出力してもよいトルクの下限としてのトルク制限Tminを計算する(ステップS160)。更に、要求トルクTr*とトルク指令Tm1*と動力分配統合機構30のギヤ比ρと減速ギヤ35のギヤ比Grとを用いて次式(4)に従ってモータMG2から出力すべきトルクとしての仮モータトルクTm2tmpを計算し(ステップS170)、計算した仮モータトルクTm2tmpをトルク制限Tminで制限することによりモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS180)。このようにしてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、リングギヤ軸32aに出力する要求トルクTr*を基本的にバッテリ50の入力制限Winで制限したトルクとして設定することができる。なお、式(4)は、図10の共線図から容易に導き出すことができる。こうしてエンジン指令やモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、エンジン指令をエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40にそれぞれ送信する(ステップS190)。
When the torque command Tm1 * is set in this way, it is obtained by multiplying the input limit Win of the
Tmin=(Win−Tm1*・Nm1)/Nm2 …(3)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(4)
Tmin = (Win−Tm1 * ・ Nm1) / Nm2 (3)
Tm2tmp = (Tr * + Tm1 * / ρ) / Gr (4)
このように、ステップS120にて燃料カット禁止フラグが値1であり燃料カットが禁止されていると判断された場合、上述のように第1または第2OT増量係数設定用マップおよび第1または第2TA補正用マップが設定されているので、ハイブリッドECU70からエンジン指令を受信したエンジンECU24は、燃料噴射継続時用の燃料噴射量設定用マップから求められるエンジン22への燃料噴射量を第1または第2OT増量係数設定用マップから得られる増量係数で補正すると共に、燃料噴射継続時用のスロットル開度設定用マップから求められるスロットルバルブ124のポジション(スロットル開度)を第1または第2TA補正用マップから得られる補正係数で補正しながらエンジン22の爆発燃焼を継続させるための制御を実行する。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*に従ってモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*に従ってモータMG2が駆動されるようにインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。なお、図10に示すように、燃料カットが禁止されているときには、エンジン22の爆発燃焼を継続させた状態でモータMG1の駆動制御することにより、エンジン22の回転数Neを目標回転数Ne*(=Ne0)まで迅速に低下させることができる。この際、図10からわかるように、エンジン22からは若干の駆動トルクが出力され、この駆動トルクが出力軸としてのリングギヤ軸32aに作用するので、モータMG2は、要求トルク(制動トルク)Tr*に基づくトルクと当該駆動トルクをキャンセルする分のトルクとの和を出力することになる。
As described above, when it is determined in step S120 that the fuel cut prohibition flag is 1 and fuel cut is prohibited, the first or second OT increase coefficient setting map and the first or second TA are set as described above. Since the correction map is set, the
一方、ステップS120にてステップS100で入力した燃料カット禁止フラグFcが値0であると、すなわち上述の触媒劣化抑制判定ルーチンによりエンジン22に対する燃料カットの禁止が解除されていると判断された場合には、エンジン指令として燃料噴射および点火を停止させる燃料カット指令を設定した上で(ステップS200)、ステップS100で入力した触媒床温Tcatが上述の第2の閾値Tref2未満であるか否かを判定する(ステップS210)。触媒床温Tcatが第2の閾値Tref2未満であれば、上述したように、排ガス浄化触媒がリーン雰囲気に晒されても劣化するおそれの少ない第2の目標床温T2まで触媒床温Tcatが低下しているとみなされるので、この場合、図11に示すような第1の運転ポイント制約としての通常時用の第1FC時目標回転数設定用マップfne1(Pr*)を用いてエンジンブレーキを作用させるときのエンジン22の目標回転数Ne*を設定すると共に、エンジンECU24によるスロットル開度の設定に際して図12に示すような通常時用の第1FC時スロットル開度設定用マップfta1(Ne*)を用いるべき旨をエンジン指令として設定する(ステップS220)。実施例では、予め定られたリングギヤ軸32aに出力すべきトルクTr*のうちのエンジン22の分担割合(エンジンブレーキ相当分)を定める係数に基づいて要求駆動力としての要求パワーP*と目標回転数Ne*との関係を予め定めて第1FC時目標回転数設定用マップfne1(Pr*)としてROM74に記憶しておき、要求パワーP*が与えられると、それに対応する目標回転数Ne*を当該マップから導出して設定するものとした。エンジンブレーキ相当分を示す係数は、例えば0.5とされてもよく、あるいは、車速Vに応じて0から1までの範囲内で変化させてもよい。また、第1FC時スロットル開度設定用マップfta1(Ne*)は、燃料カットを伴ってエンジン22からエンジンブレーキによる制動力を出力させる際のエンジン22の目標回転数Ne*とスロットル開度との関係を規定するように予め定められたものであり、エンジンECU24のROM24bに記憶されている。
On the other hand, when it is determined in step S120 that the fuel cut prohibition flag Fc input in step S100 is 0, that is, when the above-described catalyst deterioration suppression determination routine determines that the fuel cut prohibition for the
こうしてステップS220にて目標回転数Ne*等が設定されると、上述のステップS150からS180の処理が実行され、ステップS190にてエンジン指令として燃料カット指令と通常時用の第1FC時スロットル開度設定用マップfta1(Ne*)を用いるべき旨とがエンジンECU24に送信されると共に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*がモータECU40に送信される。エンジン指令を受信したエンジンECU24は、エンジン22への燃料供給および点火を停止させると共に、第1FC時スロットル開度設定用マップfta1(Ne*)を用いてスロットルバルブ124のポジションを設定し、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*およびTm2*に従ってインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行う。これにより、駆動軸としてのリングギヤ軸32aには、エンジン22からのエンジンブレーキによる制動トルクとモータMG2からの回生による制動力とが出力されることになる。図13に、エンジン22にエンジンブレーキを発生させるときの動力分配統合機構30における各回転要素の回転数とトルクとの力学的な関係を表す共線図の一例を示す。
When the target rotational speed Ne * and the like are set in step S220 in this way, the processing in steps S150 to S180 described above is executed, and in step S190, the fuel cut command and the first FC throttle opening for normal operation are used as engine commands. The fact that setting map fta1 (Ne *) should be used is transmitted to
これに対して、ステップS210にて触媒床温Tcatが第2の閾値Tref2以上であると判断される場合には、第1および/または第2OT増量係数設定用マップに従った燃料噴射量の増量が十分に行われないうちに入力制限Winが限界値Win1を上回り、触媒床温Tcatが上記閾値Tref2以上であるにも拘わらず燃料カットの禁止が解除されていることになるので、この場合、通常の手順に従ってエンジン22に対する燃料カットを行うと、排ガス浄化触媒がリーン雰囲気に晒されて劣化してしまうおそれがある。このため、触媒床温Tcatが第2の閾値Tref2以上である場合には、浄化装置134により多くの空気を送り込んで排ガス浄化触媒の温度上昇を抑制すべく、図11に示すような通常時用の第1FC時目標回転数設定用マップfne1(Pr*)に比べてエンジン22の回転数を高める傾向をもった第2の運転ポイント制約としての第2FC時目標回転数設定用マップfne2(Pr*)を用いてエンジンブレーキを作用させるときのエンジン22の目標回転数Ne*を設定すると共に、エンジンECU24によるスロットル開度の設定に際して図12に示すような通常時用の第1FC時スロットル開度設定用マップfta1(Ne*)に比べてスロットル開度を大きくする傾向をもった第2の制約としての第2FC時スロットル開度設定用マップfta2(Ne*)を用いるべき旨をエンジン指令として設定する(ステップS230)。
On the other hand, if it is determined in step S210 that the catalyst bed temperature Tcat is equal to or higher than the second threshold value Tref2, the fuel injection amount is increased according to the first and / or second OT increase factor setting map. Since the input restriction Win exceeds the limit value Win1 and the catalyst bed temperature Tcat is equal to or higher than the threshold value Tref2, the fuel cut prohibition has been canceled. If fuel cut is performed on the
第2FC時目標回転数設定用マップfne2(Pr*)は、第1FC時目標回転数設定用マップfne1(Pr*)と同様に要求パワーP*と目標回転数Ne*との関係を規定するものであり、ハイブリッドECU70のROM74に記憶されている。また、第2FC時スロットル開度設定用マップfta2(Ne*)は、第1FC時スロットル開度設定用マップfta1(Ne*)と同様にエンジン22の目標回転数Ne*とスロットル開度との関係を規定するものであり、エンジンECU24のROM24bに記憶されている。そして、第2FC時目標回転数設定用マップfne2(Pr*)における第1FC時目標回転数設定用マップfne1(Pr*)に対する回転数の増加分と、第2FC時スロットル開度設定用マップfta2(Ne*)における第1FC時スロットル開度設定用マップfta1(Ne*)に対するスロットル開度の増加分とは、排ガス浄化触媒の温度上昇を抑制するのに必要とされる空気の量に基づいて実験・解析を経て定めることができる。こうしてステップS230にてエンジン指令が設定されると、上述のステップS150からS190の処理が実行される。この場合、エンジンECU24は、エンジン22への燃料供給および点火を停止させると共に、第2FC時スロットル開度設定用マップfta2(Ne*)を用いてスロットルバルブ124のポジションを設定し、モータECU40は、トルク指令Tm1*およびTm2*に従ってインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行う。そして、駆動軸としてのリングギヤ軸32aには、エンジン22からのエンジンブレーキによる制動トルクとモータMG2からの回生による制動力とが出力されることになるが、この場合、図13において二点鎖線で示すように、エンジン22の目標回転数Ne*が大きくなる分、エンジン22から出力されるエンジンブレーキによるトルクが大きくなる。
The second FC target rotational speed setting map fne2 (Pr *) defines the relationship between the required power P * and the target rotational speed Ne * in the same manner as the first FC target rotational speed setting map fne1 (Pr *). And is stored in the
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車20では、アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに触媒床温Tcatが上記閾値Tref2未満である場合には、要求パワーP*と通常時用の第1FC時目標回転数設定用マップfne1(Pr*)とに基づいてエンジンブレーキを作用させるときのエンジン22の目標回転数Ne*を目標運転ポイントとして設定した上で、通常時用の第1FC時スロットル開度設定用マップfta1(Ne*)を用いた吸入空気量の設定および燃料カットを伴ってエンジン22が運転されると共に要求トルクTr*に基づく駆動力(制動力)が出力されるようにエンジン22、モータMG1およびMG2を制御する。また、ハイブリッド自動車20では、アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに触媒床温Tcatが上記閾値Tref2以上である場合には、要求パワーP*と通常時用の第1FC時目標回転数設定用マップfne1(Pr*)に比べてエンジン22の回転数を高める傾向をもった第2FC時目標回転数設定用マップfne2(Pr*)とに基づいてエンジンブレーキを作用させるときのエンジン22の目標回転数Ne*を目標運転ポイントとして設定した上で、通常時用の第1FC時スロットル開度設定用マップfta1(Ne*)に比べてスロットル開度を大きくする傾向をもった第2FC時スロットル開度設定用マップfta2(Ne*)を用いた吸入空気量の設定および燃料カットを伴ってエンジン22が運転されると共に要求トルクTr*に基づく駆動力(制動力)が出力されるようにエンジン22、モータMG1およびMG2を制御する。
As described above, in the
すなわち、ハイブリッド自動車20では、触媒床温Tcatが所定の温度域(例えば、850℃を超える領域)にあり、かつバッテリ50の入力制限Winが充電電力として限界値Win1以上であるときに燃料カットが禁止される。そして、バッテリ50の入力制限Winが充電電力として仮限界値Win0以上であるときに第1OT増量係数設定用マップに従って燃料噴射量が増量され、入力制限Winが充電電力として仮限界値Win0未満になると第1OT増量係数設定用マップに比べて燃料噴射量をより増量する傾向をもった第2OT増量係数設定用マップに従って燃料噴射が増量されるが、バッテリ50の入力制限Winが充電電力として限界値Win1未満になるとエンジン22に対する燃料噴射を継続させた状態でアクセルオフに基づく制動力をモータMG2による回生制動力でまかなうことができなくなるので、その場合には、排ガス浄化触媒の状態に拘わらず燃料カットの禁止が解除される。このため、ハイブリッド自動車20では、第1および/または第2OT増量係数設定用マップに従った燃料噴射量の増量が十分に行われないうちに入力制限Winが充電電力として限界値Win1未満となり、触媒床温Tcatが上記閾値Tref2以上となっているにも拘わらず燃料カットの禁止が解除されることがあり得る。これに対して、アクセル操作状態がアクセルオフ状態になったときに触媒床温Tcatが上記閾値Tref2以上である場合、エンジン22の吸入空気量を増量すると共にエンジン22の回転数を高めつつ燃料カットを行えば、モータMG2による回生量を抑えながら燃料カットによりエンジンブレーキを利用してアクセルオフに基づく制動力を良好に確保しつつ、吸入空気量の増量とエンジン22の回転数を高めることにより浄化装置134により多くの空気を送り込んで触媒排ガス浄化の温度上昇を抑制することで排ガス浄化触媒の劣化を良好に抑制することが可能となる。
That is, in the
このように、上述の燃料カットに伴う吸入空気量の増量処理やエンジン22の回転数を高める処理は、燃料噴射の増量処理が不十分なことに起因してアクセルオフ時に排ガス浄化触媒がなお高温状態にあっても、排ガス浄化用の触媒の劣化を抑制可能とするので、上述の第1および第2OT増量係数設定用マップを用いた燃料噴射量の増量処理と組み合わせると極めて有用である。ただし、排ガス浄化触媒の劣化抑制処理として、上記吸入空気量の増量処理とエンジン22の回転数を高める処理との少なくとも何れか一方を増量処理の実行に拘わらず単独で実行してもよいことはいうまでもない。また、上述のようにエンジン22のスロットル開度を大きく設定しつつ、更にエンジン22の回転数を高めることにより、より多くの空気を浄化装置134へと送り込むことが可能となるが、排ガス浄化触媒の温度上昇を抑えるという観点からみれば、エンジン22の回転数を高めることを省略してもよく、アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに触媒床温Tcatが上記閾値Tref2以上である場合、第2FC時スロットル開度設定用マップfta2(Ne*)を用いてエンジン22のスロットル開度のみを大きく設定してもよい。
As described above, the process for increasing the intake air amount accompanying the fuel cut and the process for increasing the rotational speed of the
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。 The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Needless to say.
すなわち、上記実施例のハイブリッド自動車20では、駆動軸としてのリングギヤ軸32aとモータMG2とがモータMG2の回転数を減速してリングギヤ軸32aに伝達する減速ギヤ35を介して連結しているが、減速ギヤ35の代わりに、例えばHi,Loの2段の変速段あるいは3段以上の変速段を有し、モータMG2の回転数を変速してリングギヤ軸32aに伝達する変速機を採用してもよい。
That is, in the
また、上記実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を減速ギヤ35により減速してリングギヤ軸32aに出力しているが、図14に示す変形例としてのハイブリッド自動車120のように、モータMG2の動力を変速機65により変速してリングギヤ軸32aが接続された車軸(駆動輪63a,63bが接続された車軸)とは異なる車軸(図14中、車輪63c,63dに接続された車軸)に伝達するようにしてもよい。
Further, in the
更に、上記各実施例のハイブリッド自動車20、20Bは、エンジン22の動力を動力分配統合機構30を介して駆動輪63a,63bに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力するものであるが、図15に示す変形例としてのハイブリッド自動車220のように、エンジン22のクランクシャフト26に接続されたインナーロータ232と駆動輪63a,63bに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ234とを有し、エンジン22の動力の一部を駆動軸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を備えるものであってもよい。
Furthermore, the
20,120,220 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)、24a,72 CPU、24b,74 ROM、24c,76 RAM、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 動力分配統合機構、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 キャリア、35 減速ギヤ、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 バッテリ、51 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 ギヤ機構、62 デファレンシャルギヤ、63a,63b 駆動輪、63c,63d 車輪、65 変速機、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(ハイブリッドECU)、80 イグニッションスイッチ、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、135 温度センサ、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、MG1,MG2 モータ。 20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 24a, 72 CPU, 24b, 74 ROM, 24c, 76 RAM, 26 crankshaft, 28 damper, 30 power distribution integration mechanism, 31 sun gear, 32 ring gear, 32a ring gear shaft, 33 pinion gear, 34 carrier, 35 reduction gear, 40 electronic control unit for motor (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51 temperature sensor , 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 power line, 60 gear mechanism, 62 differential gear, 63a, 63b driving wheel, 63c, 63d wheel, 65 transmission, 70 electronic control for hybrid Unit (hybrid ECU), 80 ignition 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, 135 Temperature sensor, 136 Throttle motor, 138 Ignition coil, 140 Crank 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 pair-rotor motor, 232 an inner rotor, 234 outer rotor, MG1, MG2 motor.
Claims (5)
前記内燃機関から排出される排ガスを浄化する触媒を含む浄化手段と、
前記触媒の温度を取得する触媒温度取得手段と、
何れかの車軸である第1車軸と前記内燃機関の出力軸とに接続されて電力と動力の入出力を伴って前記第1車軸および前記出力軸に動力を入出力可能な電力動力入出力手段と、
前記第1車軸または該第1車軸とは異なる車軸の何れかである第2車軸に動力を入出力可能な電動機と、
前記電力動力入出力手段および前記電動機との間で電力をやりとり可能な蓄電手段と、
アクセル操作状態に基づいて走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに前記取得された触媒の温度が所定温度未満である場合には、前記設定された要求駆動力と第1の運転ポイント制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する一方、前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに前記取得された触媒の温度が前記所定温度以上である場合には、前記設定された要求駆動力と前記第1の運転ポイント制約に比べて前記内燃機関の回転数を高める傾向をもった第2の運転ポイント制約とに基づいて前記内燃機関の目標運転ポイントを設定する目標運転ポイント設定手段と、
前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに前記取得された触媒の温度が前記所定温度未満である場合には、第1のスロットル開度制約に従った吸入空気量の設定および燃料供給の停止を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する一方、前記アクセル操作状態がアクセルオフ状態にあるときに前記取得された触媒の温度が前記所定温度以上である場合には、前記第1のスロットル開度制約に比べてスロットル開度を大きくする傾向をもった第2のスロットル開度制約に従った吸入空気量の設定および燃料供給の停止を伴って前記内燃機関が運転されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。 An internal combustion engine;
Purification means including a catalyst for purifying exhaust gas discharged from the internal combustion engine;
Catalyst temperature acquisition means for acquiring the temperature of the catalyst;
Power power input / output means connected to the first axle as one of the axles and the output shaft of the internal combustion engine and capable of inputting / outputting power to / from the first axle and the output shaft with input / output of power and power When,
An electric motor capable of inputting / outputting power to / from a second axle that is either the first axle or an axle different from the first axle;
Power storage means capable of exchanging power between the power drive input / output means and the electric motor;
Requested driving force setting means for setting a requested driving force required for traveling based on the accelerator operation state;
If the acquired catalyst temperature is lower than a predetermined temperature when the accelerator operation state is the accelerator off state, the internal combustion engine is based on the set required driving force and the first operating point constraint. If the obtained catalyst temperature is equal to or higher than the predetermined temperature when the accelerator operation state is the accelerator off state, the set required driving force and the first driving point are set. Target operating point setting means for setting a target operating point of the internal combustion engine based on a second operating point constraint that tends to increase the rotational speed of the internal combustion engine compared to the operating point constraint of
The accelerator when the temperature of the operation state is the acquisition when in the accelerator-off state catalyst is lower than the predetermined temperature, the setting of the first intake air amount in accordance with the throttle opening restriction and stop of the fuel supply wherein with one that controls said internal combustion engine and the electric power-mechanical power input output mechanism and the motor so that the driving force based on the set required driving force with the internal combustion engine is operated is outputted, the accelerator operation When the acquired temperature of the catalyst is equal to or higher than the predetermined temperature when the accelerator is in the off state, there is a second tendency to increase the throttle opening as compared with the first throttle opening restriction. output driving force of based on the set required driving force with the internal combustion engine with a stop configuration and the fuel supply amount of intake air in accordance with the throttle opening restriction is operation It said control means for controlling the internal combustion engine and the electric power-mechanical power input output mechanism and said electric motor so as to,
A hybrid car with
前記取得された触媒の温度が所定の温度域にある場合に前記内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止する燃料供給停止禁止手段を更に備え、
前記制御手段は、前記燃料供給停止禁止手段によって前記内燃機関に対する燃料供給の停止が禁止されているときに、所定の燃料増量条件に従った前記触媒の温度を調整するための燃料供給量の増量を伴って前記内燃機関が運転されると共に、前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が出力されるように前記内燃機関と前記電力動力入出力手段と前記電動機とを制御するハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 1 ,
A fuel supply stop prohibiting means for prohibiting the stop of fuel supply to the internal combustion engine when the obtained temperature of the catalyst is in a predetermined temperature range;
The control means increases the fuel supply amount for adjusting the temperature of the catalyst according to a predetermined fuel increase condition when the fuel supply stop prohibiting means prohibits the fuel supply to the internal combustion engine from being stopped. The hybrid vehicle controls the internal combustion engine, the electric power drive input / output unit, and the electric motor so that the internal combustion engine is operated and the driving force based on the set required driving force is output.
前記蓄電手段の状態に基づいて該蓄電手段の充電に許容される電力である充電許容電力
を設定する充電許容電力設定手段を更に備え、
前記燃料供給停止禁止手段は、前記取得された触媒の温度が前記所定の温度域にあり、かつ前記設定された充電許容電力が充電電力として所定の限界値以上であるときに前記内燃機関に対する燃料供給の停止を禁止するハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 2 ,
Further comprising charge allowable power setting means for setting charge allowable power, which is power allowed for charging of the power storage means based on the state of the power storage means,
The fuel supply stop prohibiting means is configured to provide fuel for the internal combustion engine when the obtained temperature of the catalyst is in the predetermined temperature range and the set charge allowable power is equal to or higher than a predetermined limit value as charge power. A hybrid vehicle that prohibits the suspension of supply.
The power power input / output means is connected to the first axle, the output shaft of the internal combustion engine, and a rotatable third shaft, and based on power input / output to any two of these three shafts. a three shaft-type power input output assembly configured to input and output determined power to residual shaft, the hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 4, and a third shaft capable of inputting and outputting power to the generators.
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