JP2013180583A - Hybrid vehicle control device - Google Patents

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卓也 山口
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圭樹 田邊
Takuya Kitasei
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid vehicle control device, capable of supplementing a torque load portion of a traveling motor side by an engine side by properly switching an operation mode of a Miller-cycle engine upon the occurrence of failure of a traveling motor system and thereby securing required torque necessary for vehicle traveling to continue the traveling.SOLUTION: When a vehicle performs engine/motor traveling or motor traveling (S4 Yes), a Miller-cycle mode is selected as an operation mode of an engine 2 (S10) when a traveling motor system is normal (S6 Yes). When the traveling motor system is abnormal (S6 No), by selecting a normal cycle mode as the operation mode (S12), the engine torque required when switching to engine traveling is secured.

Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置に係り、詳しくは走行用駆動源としてミラーサイクルエンジン及び走行用モータを備えた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 hybrid vehicle, and more particularly to a control device for a hybrid vehicle provided with a mirror cycle engine and a travel motor as a travel drive source.

周知のようにミラーサイクルエンジンでは、可変バルブタイミング機構などで吸気弁を遅閉じ或いは早閉じさせることにより膨張比に対して有効圧縮比を低下させている。このような有効圧縮比の低下は、ノッキングの防止、熱効率の向上或いはフリクションロスの低減などの種々の効果が得られるため、このようなミラーサイクルエンジンは種々の用途に使用されている。
例えばミラーサイクルエンジンをハイブリッド車両に用いた技術として、特許文献１に記載のものが提案されている。当該特許文献１に記載されたミラーサイクルエンジンは、吸気弁を通常の下死点近傍で閉弁させる通常サイクルモードと、それよりも閉弁タイミングを遅延させて吸気弁を遅閉じさせるミラーサイクルモードとの間で運転モードを切換可能に構成されている。車両の減速走行に伴って走行用モータを回生制御する際には、運転モードを通常サイクルモードからミラーサイクルモードに切り換え、これによりエンジンのフリクションロスを低減してモータの電力回生量を増加させている。 As is well known, in the Miller cycle engine, the effective compression ratio is lowered with respect to the expansion ratio by delaying or closing the intake valve late with a variable valve timing mechanism or the like. Such a reduction in the effective compression ratio can provide various effects such as prevention of knocking, improvement of thermal efficiency, reduction of friction loss, and the like, and such a mirror cycle engine is used in various applications.
For example, a technique described in Patent Document 1 is proposed as a technique using a mirror cycle engine for a hybrid vehicle. The Miller cycle engine described in Patent Document 1 includes a normal cycle mode in which the intake valve is closed near a normal bottom dead center, and a mirror cycle mode in which the intake valve is delayed to close by delaying the valve closing timing. The operation mode can be switched between and. When regenerative control of the motor for traveling is performed as the vehicle decelerates, the operation mode is switched from the normal cycle mode to the mirror cycle mode, thereby reducing the engine friction loss and increasing the power regeneration amount of the motor. Yes.

特開２００９−３５１７４号公報JP 2009-35174 A

ところで、ハイブリッド車両では走行用動力源としてエンジンと共に走行用モータを備えており、車両の走行に必要な要求トルクをエンジン側と走行用モータ側とに適切に配分することにより、それぞれを効率的に運転させて燃費向上などを達成している。上記特許文献１の技術は、このようなハイブリッド車両においてミラーサイクルエンジンの特徴を活用するものであるが、走行用モータが要求トルクを達成不能となる事態については何ら配慮されていない。   By the way, the hybrid vehicle is provided with a driving motor as a driving power source together with the engine, and by efficiently distributing the required torque required for driving the vehicle between the engine side and the driving motor side, each can be efficiently performed. Driving has improved fuel efficiency. Although the technique of the above-mentioned Patent Document 1 utilizes the characteristics of the mirror cycle engine in such a hybrid vehicle, no consideration is given to the situation in which the travel motor cannot achieve the required torque.

しかしながら、走行用モータ自体の異常或いは電源である走行用バッテリの異常など（以下、走行用モータ系の異常と総称する）に起因して、走行用モータが要求トルクを達成不能になる場合もあり得る。例えば、このような事態が車両走行中に発生した場合、走行用モータのトルク負担分をエンジン側で補う必要が生じるが、特許文献１には、このときエンジンの運転モードを如何に適切に切り換えるかについて何ら開示されていない。よって、不適切な運転モードの切換により要求トルクを達成できず、車両の走行を継続できないなどの問題が生じてしまう。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、走行用モータ系の異常発生時に、ミラーサイクルエンジンの運転モードを適切に切り換えて走行用モータ側のトルク負担分をエンジン側で補うことができ、もって車両走行に必要な要求トルクを確保して走行を継続することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。 However, the traveling motor may not be able to achieve the required torque due to an abnormality in the traveling motor itself or an abnormality in the traveling battery that is a power source (hereinafter collectively referred to as an abnormality in the traveling motor system). obtain. For example, when such a situation occurs during traveling of the vehicle, it is necessary to compensate the torque share of the traveling motor on the engine side. However, Patent Document 1 discloses how to appropriately switch the engine operation mode at this time. There is no disclosure about what. Therefore, the required torque cannot be achieved due to inappropriate switching of the operation mode, and there arises a problem that the vehicle cannot continue traveling.
The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to appropriately switch the operation mode of the mirror cycle engine when the abnormality occurs in the traveling motor system and An object of the present invention is to provide a control device for a hybrid vehicle that can compensate for the torque burden on the engine side, and thus can maintain the required torque necessary for vehicle travel and continue travel.

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、走行用駆動源としてエンジン及び走行用モータを備え、少なくとも一部の運転領域で該エンジンをミラーサイクルにより運転するハイブリッド車両の制御装置において、走行用モータを使用するモータ使用走行時に、モータ使用走行の禁止条件が成立したか否かを判定する禁止条件判定手段と、禁止条件判定手段により禁止条件の成立が判定された場合、モータ使用走行からエンジンのみを使用するエンジン走行に切り換える走行モード切換手段と、走行モード切換手段によりモータ使用走行からエンジン走行に切り換えられた場合、エンジンをミラーサイクルから通常サイクルに切り換えて運転するエンジン運転制御手段とを備えたものである。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a control apparatus for a hybrid vehicle that includes an engine and a motor for driving as a driving source for driving, and that drives the engine by a mirror cycle in at least a part of the driving region. When using a motor that uses a motor, the prohibition condition determination means for determining whether or not the prohibition condition for motor use travel is satisfied, and when the prohibition condition determination means determines that the prohibition condition is satisfied, Travel mode switching means for switching to engine travel using only the engine, and engine operation control means for switching the engine from the mirror cycle to the normal cycle when the travel mode switching means switches from motor-driven travel to engine travel. It is provided.

請求項２の発明は、請求項１において、走行用モータを運転するための走行用モータ系の異常を検出する異常検出手段を備え、禁止条件判定手段が、異常検出手段により走行用モータ系の異常が検出されたときにモータ使用走行の禁止条件の成立判定を下すものである。
請求項３の発明は、請求項１または２において、エンジン運転制御手段が、エンジンの回転速度が所定回転速度未満であり且つエンジンのトルクが所定トルク未満である場合に、エンジンをミラーサイクルにより運転するものである。
請求項４の発明は、請求項１乃至３において、ハイブリッド車両が、エンジンと走行用モータとの間にクラッチが介装されており、モータ使用走行の一つとして走行用モータのみを使用するモータ走行時には、クラッチを切断してエンジンを駆動輪側から切り離し、走行用モータにより駆動輪を駆動するように構成され、エンジン運転制御手段が、モータ走行時にエンジンをミラーサイクルによりアイドル運転するものである。 The invention of claim 2 comprises the abnormality detecting means for detecting an abnormality of the traveling motor system for operating the traveling motor according to claim 1, and the prohibition condition determining means is configured to detect the abnormality of the traveling motor system by the abnormality detecting means. When an abnormality is detected, a determination is made as to whether the prohibition condition for running using the motor is satisfied.
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the engine operation control means operates the engine by a mirror cycle when the engine rotational speed is less than the predetermined rotational speed and the engine torque is less than the predetermined torque. To do.
A fourth aspect of the present invention is the motor according to any one of the first to third aspects, wherein the hybrid vehicle has a clutch interposed between the engine and the travel motor, and uses only the travel motor as one of the motor travels. When traveling, the clutch is disengaged to disconnect the engine from the drive wheel side, and the drive wheel is driven by the traveling motor, and the engine operation control means performs the idle operation of the engine by the mirror cycle when the motor travels. .

以上説明したように請求項１の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、モータ使用走行時において禁止条件判定手段によりモータ使用走行の禁止条件が成立したと判定されると、走行モード切換手段によりモータ使用走行からエンジン走行に切り換え、エンジン運転制御手段によりエンジンをミラーサイクルから通常サイクルに切り換えて運転するようにした。
従って、禁止判定に基づきモータ使用走行を継続不能になるとエンジン走行への切換が必要になり、必然的に走行用モータのトルク負担分をエンジン側で補う必要が生じる。このときには通常サイクルモードへの切換によりエンジンが発生可能な最大トルクが増加することから、走行に必要な要求トルクをエンジンにより何ら問題なく達成でき、車両の走行を継続することができる。 As described above, according to the hybrid vehicle control device of the first aspect of the present invention, when the prohibition condition determination means determines that the prohibition condition for motor use travel is established during the motor use travel, the travel mode switching means Switching from motor running to engine running, the engine operation control means switches the engine from the mirror cycle to the normal cycle for operation.
Accordingly, if the motor-use running cannot be continued based on the prohibition determination, it is necessary to switch to the engine running, and it is inevitably necessary to compensate the torque share of the running motor on the engine side. At this time, since the maximum torque that can be generated by the engine is increased by switching to the normal cycle mode, the required torque required for traveling can be achieved by the engine without any problem, and the vehicle can continue to travel.

請求項２の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、請求項１に加えて、異常検出手段により走行用モータ系の異常が検出されたときに禁止条件の成立判定を下すようにした。従って、走行用モータ系の異常に起因してモータ使用走行を継続不能になった場合でも車両の走行を継続することができる。
請求項３の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、請求項１または２に加えて、エンジンの回転速度が所定回転速度未満であり且つエンジンのトルクが所定トルク未満である場合に、エンジンをミラーサイクルにより運転するようにした。この所定回転速度未満で所定トルク未満の運転領域はエンジンの使用頻度が高い常用域であると共に、燃焼悪化することなくミラーサイクルによる効果が顕著に得られる領域でもあるため、ミラーサイクルの効果を最大限に得ることができる。
請求項４の発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、請求項１乃至３に加えて、モータ走行時にクラッチの切断によりエンジンを駆動輪側から切り離して、ミラーサイクルによりエンジンをアイドル運転させるようにした。従って、エンジンのフリクションロスが低減されて燃費を節減することができる。 According to the hybrid vehicle control apparatus of the second aspect of the present invention, in addition to the first aspect, when the abnormality detecting means detects an abnormality of the traveling motor system, the determination of establishment of the prohibition condition is made. Accordingly, the vehicle can continue to travel even when the motor-using travel cannot be continued due to an abnormality in the travel motor system.
According to the hybrid vehicle control device of a third aspect of the present invention, in addition to the first or second aspect, the engine is operated when the rotational speed of the engine is less than the predetermined rotational speed and the engine torque is less than the predetermined torque. It was made to drive by mirror cycle. The operating region where the rotational speed is lower than the predetermined rotational speed and lower than the predetermined torque is a normal operating region where the engine is frequently used, and is also a region where the effect of the mirror cycle is remarkably obtained without deterioration of combustion. Can be obtained to the limit.
According to the hybrid vehicle control device of a fourth aspect of the present invention, in addition to the first to third aspects, the engine is disconnected from the drive wheel side by disconnecting the clutch when the motor is running, and the engine is idled by a mirror cycle. did. Accordingly, the friction loss of the engine can be reduced and fuel consumption can be reduced.

実施形態のエンジン制御装置が適用されたハイブリッド電気自動車を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing a hybrid electric vehicle to which an engine control device of an embodiment is applied. エンジンの運転領域に応じて運転モードを設定するための制御マップを示す図である。It is a figure which shows the control map for setting an operation mode according to the driving | operation area | region of an engine. エンジンＥＣＵが実行するエンジン運転モード切換ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the engine operation mode switching routine which engine ECU performs.

以下、本発明を具体化したハイブリッド車両のエンジン制御装置の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のエンジン制御装置が適用されたハイブリッド電気自動車を示す全体構成図である。エンジン制御装置の説明に先立って、まず同図に基づき車両全体の構成について述べる。
ハイブリッド電気自動車１はいわゆるパラレル型ハイブリッド車両であり、本実施形態ではトラックとして構成されている。なお、以下の説明では、ハイブリッド電気自動車１を車両と称する場合もある。
ディーゼルエンジン（以下、エンジンという）２の出力軸には走行用クラッチ４の入力軸が連結されており、走行用クラッチ４の出力軸には例えば永久磁石式同期電動機のように発電も可能な走行用モータ６の回転軸を介して自動変速機８の入力軸が連結されている。自動変速機８は一般的な手動変速機をベースとして走行用クラッチ４の断接操作及び変速段の切換操作を自動化したものであり、本実施形態では、前進６速後退１速の変速段を有し、発進段としては第２速が設定されている。当然ながら、エンジン２や変速機８の形式はこれに限定されるものではなく任意に変更可能であり、例えばガソリンエンジンに具体化したり、通常の手動変速機に具体化したりしてもよい。 Hereinafter, an embodiment of an engine control device for a hybrid vehicle embodying the present invention will be described.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a hybrid electric vehicle to which the engine control device of this embodiment is applied. Prior to the description of the engine control device, the overall configuration of the vehicle will first be described with reference to FIG.
The hybrid electric vehicle 1 is a so-called parallel type hybrid vehicle, and is configured as a truck in this embodiment. In the following description, the hybrid electric vehicle 1 may be referred to as a vehicle.
An input shaft of a travel clutch 4 is connected to an output shaft of a diesel engine (hereinafter referred to as an engine) 2, and the output shaft of the travel clutch 4 is capable of generating power, such as a permanent magnet synchronous motor. The input shaft of the automatic transmission 8 is connected via the rotating shaft of the motor 6 for use. The automatic transmission 8 automates the connection / disconnection operation of the traveling clutch 4 and the shift speed switching operation based on a general manual transmission. In this embodiment, the shift speed of 6 forward speeds and 1 reverse speed is changed. And the second speed is set as the starting stage. Of course, the types of the engine 2 and the transmission 8 are not limited to this, and can be arbitrarily changed. For example, the engine 2 or the transmission 8 may be embodied in a gasoline engine or a normal manual transmission.

また、変速機８の出力軸はプロペラシャフト１０、差動装置１２及び駆動軸１４を介して左右の駆動輪１６に接続されている。従って、走行用クラッチ４の切断時には走行用モータ６のみが変速機８を介して駆動輪１６側と連結され、走行用クラッチ４の接続時にはエンジン２及び走行用モータ６が共に変速機８を介して駆動輪１６側と連結される。
走行用モータ６は、走行用バッテリ１８に蓄えられた直流電力がインバータ２０によって交流電力に変換されて供給されることによりモータとして作動し、その駆動トルクが変速機８により適宜変速された後に駆動輪１６に伝達されることにより車両１を走行させる。また、アクセルオフにより車両１が減速する惰行運転時には、走行用モータ６が発電機として作動して交流電力を発電すると共に、回生トルクを発生させて駆動輪１６に制動力を作用させながら車両１を減速させる。そして、発電された交流電力はインバータ２０によって直流電力に変換された後にバッテリ１８に充電され、これにより車両１の減速エネルギが電気エネルギとして回収されて、その後に走行用モータ６による走行に有効利用される。 The output shaft of the transmission 8 is connected to the left and right drive wheels 16 via a propeller shaft 10, a differential device 12 and a drive shaft 14. Therefore, when the travel clutch 4 is disconnected, only the travel motor 6 is connected to the drive wheel 16 side via the transmission 8, and when the travel clutch 4 is connected, both the engine 2 and the travel motor 6 are connected via the transmission 8. To the drive wheel 16 side.
The traveling motor 6 operates as a motor when DC power stored in the traveling battery 18 is converted into AC power by the inverter 20 and supplied, and is driven after its drive torque is appropriately shifted by the transmission 8. The vehicle 1 is caused to travel by being transmitted to the wheel 16. Further, during coasting operation in which the vehicle 1 decelerates due to the accelerator being off, the traveling motor 6 operates as a generator to generate AC power, while generating regenerative torque and applying braking force to the drive wheels 16, the vehicle 1. Decelerate. Then, the generated AC power is converted into DC power by the inverter 20 and then charged to the battery 18, whereby the deceleration energy of the vehicle 1 is recovered as electric energy, and is then effectively used for traveling by the traveling motor 6. Is done.

一方、エンジン２の駆動力は、走行用クラッチ４が接続されているときに走行用モータ６の回転軸を経由して変速機８に伝達され、適宜変速された後に駆動輪１６に伝達される。従って、エンジン２の駆動力が駆動輪１６に伝達されているとき、走行用モータ６がモータとして作動しない場合には、エンジン２の駆動力のみが変速機８を介して駆動輪１６に伝達され、走行用モータ６がモータとして作動する場合には、エンジン２及び走行用モータ６の駆動力が共に変速機８を介して駆動輪１６に伝達されることになる。   On the other hand, the driving force of the engine 2 is transmitted to the transmission 8 via the rotating shaft of the traveling motor 6 when the traveling clutch 4 is connected, and is transmitted to the drive wheels 16 after being appropriately shifted. . Therefore, when the driving force of the engine 2 is transmitted to the driving wheels 16 and the traveling motor 6 does not operate as a motor, only the driving force of the engine 2 is transmitted to the driving wheels 16 via the transmission 8. When the traveling motor 6 operates as a motor, both the driving force of the engine 2 and the traveling motor 6 are transmitted to the drive wheels 16 via the transmission 8.

また、バッテリ１８の残存容量（ＳＯＣ：State Of Charge）が低下してバッテリ１８の充電が必要になると、車両１の走行中であっても走行用モータ６が発電機として作動すると共に、エンジン２の駆動力の一部を用いて走行用モータ６を作動することにより発電が行われ、発電された交流電力をインバータ２０によって直流電力に変換した後にバッテリ１８に充電するようにしている。
車両ＥＣＵ２２は、車両１やエンジン２の運転状態、及びエンジンＥＣＵ２４、インバータＥＣＵ２６並びにバッテリＥＣＵ２８からの情報などに応じて、図示しないアクチュエータを駆動制御して走行用クラッチ４の断接制御及び変速機８の変速制御を行うと共に、これらの制御状態や車両１の走行状態に合わせてエンジン２や走行用モータ６を適切に運転するための統合制御を行う。 When the remaining capacity (SOC) of the battery 18 decreases and the battery 18 needs to be charged, the traveling motor 6 operates as a generator even when the vehicle 1 is traveling, and the engine 2 Electricity is generated by operating the traveling motor 6 using a part of the driving force, and the battery 18 is charged after the generated AC power is converted into DC power by the inverter 20.
The vehicle ECU 22 drives and controls an actuator (not shown) according to the operation state of the vehicle 1 and the engine 2 and information from the engine ECU 24, the inverter ECU 26, and the battery ECU 28, and the connection / disconnection control of the traveling clutch 4 and the transmission 8. And the integrated control for appropriately operating the engine 2 and the traveling motor 6 in accordance with these control states and the traveling state of the vehicle 1 are performed.

そして車両ＥＣＵ２２には、このような制御のために、アクセルペダル３０の操作量Ａccを検出するアクセルセンサ３２、車両１の速度Ｖを検出する車速センサ３４、エンジン２の出力軸の回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ３５、走行用モータ６の回転速度Ｎg（変速機８の入力回転速度）を検出する電動機回転速度センサ３６、及びブレーキペダル３９の踏込操作を検出するブレーキセンサ４０などのセンサ類が接続されている。
これらの検出情報に基づき車両ＥＣＵ２２は、車両１の走行に必要な要求トルクを演算し、この要求トルクをエンジン２側と走行用モータ６側とに配分する。また、これと並行して要求トルク、車両１の走行状態、エンジン２及び走行用モータ６の運転状態、或いはバッテリ１８のＳＯＣなどに基づき走行モード（エンジン走行、モータ走行、エンジン・モータ走行）を選択し、選択した走行モードを実行すべくエンジンＥＣＵ２４及びインバータＥＣＵ２６に指令を出力すると共に、適宜変速機８の変速制御を実行する。
加えて、詳細は後述するが、本実施形態ではエンジン・モータ走行やモータ走行時に走行用モータ系（走行用モータ６や走行用バッテリ１８など）に異常が生じた場合、車両ＥＣＵ２２が走行モードをエンジン走行に切り換えるようになっている（走行モード切換手段）。 For such control, the vehicle ECU 22 receives an accelerator sensor 32 for detecting the operation amount Acc of the accelerator pedal 30, a vehicle speed sensor 34 for detecting the speed V of the vehicle 1, and a rotational speed Ne of the output shaft of the engine 2. Sensors such as an engine rotational speed sensor 35 for detecting, an electric motor rotational speed sensor 36 for detecting the rotational speed Ng of the traveling motor 6 (input rotational speed of the transmission 8), and a brake sensor 40 for detecting the depression operation of the brake pedal 39 Is connected.
Based on these pieces of detection information, the vehicle ECU 22 calculates a required torque necessary for traveling of the vehicle 1 and distributes the required torque to the engine 2 side and the traveling motor 6 side. In parallel with this, the travel mode (engine travel, motor travel, engine / motor travel) is set based on the required torque, the travel state of the vehicle 1, the operation state of the engine 2 and the travel motor 6, or the SOC of the battery 18. A command is output to the engine ECU 24 and the inverter ECU 26 to execute the selected travel mode, and the shift control of the transmission 8 is appropriately executed.
In addition, although details will be described later, in the present embodiment, when an abnormality occurs in the traveling motor system (such as the traveling motor 6 or the traveling battery 18) during engine / motor traveling or motor traveling, the vehicle ECU 22 sets the traveling mode. Switching to engine running (running mode switching means).

エンジンＥＣＵ２４は、車両ＥＣＵ２２によって設定された走行モード及びエンジントルクを達成するように、燃料噴射量制御や燃料噴射時期制御を実行してエンジン２を運転させる。
また、インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２によって設定された走行モード及び走行用モータ６のトルクを達成するように、インバータ２０を駆動制御して走行用モータ６を力行制御によりモータ作動させたり、回生制御によりジェネレータ作動させたりする。これと並行して、インバータＥＣＵ２６は常に走行用モータ６の異常を監視している（異常検出手段）。例えば、力行制御や回生制御の指令トルクが走行用モータ６により達成されなかった場合、或いは走行用モータ１６の作動自体が不能に陥った場合などには、インバータＥＣＵ２６は走行用モータ６の異常と見なして車両ＥＣＵ２２にエラー信号を出力する。
また、バッテリＥＣＵ２８は、バッテリ１８の温度、バッテリ１８の電圧、インバータ２０とバッテリ１８との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ１８のＳＯＣを求め、そのＳＯＣを検出結果と共に車両ＥＣＵ２２に出力する（異常検出手段）。 The engine ECU 24 operates the engine 2 by executing fuel injection amount control and fuel injection timing control so as to achieve the travel mode and engine torque set by the vehicle ECU 22.
Further, the inverter ECU 26 drives and controls the inverter 20 so as to achieve the travel mode and the torque of the travel motor 6 set by the vehicle ECU 22, and the motor is operated by the power running control or by the regeneration control. Activate the generator. In parallel with this, the inverter ECU 26 always monitors the traveling motor 6 for abnormality (abnormality detection means). For example, when the command torque for power running control or regenerative control is not achieved by the traveling motor 6, or when the operation of the traveling motor 16 is disabled, the inverter ECU 26 determines that the traveling motor 6 is abnormal. Considering this, an error signal is output to the vehicle ECU 22.
Further, the battery ECU 28 detects the temperature of the battery 18, the voltage of the battery 18, the current flowing between the inverter 20 and the battery 18, obtains the SOC of the battery 18 from these detection results, and detects the SOC. At the same time, it is output to the vehicle ECU 22 (abnormality detection means).

以上の制御により、車両１の走行モードとしてエンジン走行が選択されているときには、車両ＥＣＵ２２により走行用クラッチ４が接続されると共に、エンジンＥＣＵ２４によりエンジン２が運転される。従って、要求トルクに応じたエンジン２の駆動力がクラッチ４を介して駆動輪１６側に伝達されて車両１が走行する。
また、走行モードとしてエンジン・モータ走行が選択されているときには、車両ＥＣＵ２２により走行用クラッチ４が接続され、エンジンＥＣＵ２４によりエンジン２が運転されると共に、インバータＥＣＵ２６により走行用モータ６が運転される。従って、エンジン２の駆動力がクラッチ４を介して走行用モータ６の駆動力と合流し、これらの要求トルクに応じた駆動力が駆動輪１６側に伝達されて車両１が走行する。
また、走行モードとしてモータ走行が選択されているときには、車両ＥＣＵ２２により走行用クラッチ４が切断され、インバータＥＣＵ２６により走行用モータ６が運転される。従って、要求トルクに応じた走行用モータ６の駆動力が駆動輪１６側に伝達されて車両１が走行する。そして、クラッチ切断によりエンジン２は駆動輪１６側から切り離され、エンジンＥＣＵ２４の制御によりモータ走行中には車両１の加減速に関わらず常にエンジン１はアイドル運転を継続する。 With the above control, when engine travel is selected as the travel mode of the vehicle 1, the travel clutch 4 is connected by the vehicle ECU 22, and the engine 2 is operated by the engine ECU 24. Accordingly, the driving force of the engine 2 corresponding to the required torque is transmitted to the driving wheel 16 side via the clutch 4 and the vehicle 1 travels.
When engine / motor travel is selected as the travel mode, the travel clutch 4 is connected by the vehicle ECU 22, the engine 2 is operated by the engine ECU 24, and the travel motor 6 is operated by the inverter ECU 26. Therefore, the driving force of the engine 2 merges with the driving force of the traveling motor 6 via the clutch 4, and the driving force according to these required torques is transmitted to the driving wheel 16 side so that the vehicle 1 travels.
Further, when motor travel is selected as the travel mode, the travel clutch 4 is disconnected by the vehicle ECU 22 and the travel motor 6 is operated by the inverter ECU 26. Therefore, the driving force of the traveling motor 6 corresponding to the required torque is transmitted to the driving wheel 16 side, and the vehicle 1 travels. The engine 2 is disconnected from the drive wheel 16 side by the clutch disengagement, and the engine 1 always continues the idling operation regardless of the acceleration / deceleration of the vehicle 1 while the motor is running under the control of the engine ECU 24.

本実施形態の車両１は以上のように構成されており、そのエンジン２は吸気弁を遅閉じ可能なミラーサイクルエンジンとなっている。以下、エンジン２の構成及び上記エンジンＥＣＵ２４により実行されるエンジン制御について詳述する。
吸気弁の遅閉じによるミラーサイクルを可能とするために、エンジン２には可変バルブタイミング機構が設けられている。可変バルブタイミング機構については、例えば特開２００４−５２５５１号公報のような種々の文献に開示されているため、詳細は図示せずに概略的な説明にとどめる。例えば可変バルブタイミング機構は吸気側のカムスプロケットと吸気カムシャフトとの間に設けられ、カムスプロケットに対する吸気カムシャフトの相対位相を油圧により変更可能に構成されている。 The vehicle 1 of the present embodiment is configured as described above, and the engine 2 is a Miller cycle engine that can close the intake valve slowly. Hereinafter, the configuration of the engine 2 and the engine control executed by the engine ECU 24 will be described in detail.
The engine 2 is provided with a variable valve timing mechanism in order to enable a mirror cycle by the late closing of the intake valve. Since the variable valve timing mechanism is disclosed in various documents such as Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-52551, for example, the details are not illustrated and only a schematic description is given. For example, the variable valve timing mechanism is provided between the intake-side cam sprocket and the intake camshaft, and is configured such that the relative phase of the intake camshaft with respect to the cam sprocket can be changed by hydraulic pressure.

この可変バルブタイミング機構により吸気カムシャフトの位相角を遅角側に制御すれば、吸気弁の閉弁タイミングは通常時の下死点近傍よりも遅延されて吸気弁の遅閉じが達成される。そして、周知のように吸気弁を遅閉じさせたミラーサイクルでは、吸気の充填効率が低下してエンジン２の膨張比に対して実質的な有効圧縮比が低下し、ノッキングの防止、熱効率の向上或いはフリクションロスの低減などの種々の効果が得られる。当然であるが、遅閉じに代えて吸気弁を早閉じさせてもよい。
可変バルブタイミング機構はエンジンＥＣＵ２４により駆動制御され、本実施形態では吸気弁を通常の下死点近傍で閉弁させる通常サイクルモードと、それよりも閉弁タイミングを遅延させて吸気弁を遅閉じさせるミラーサイクルモードとの２位置間でエンジン２の運転モードが切り換えられる。
なお、本実施形態においては、エンジン２がディーゼルエンジンであるため、通常サイクルモードとしては、ディーゼルサイクルとして構成されている。また、エンジン２がガソリンエンジンである場合に通常サイクルモードは、オットーサイクルとして構成される。 If the phase angle of the intake camshaft is controlled to the retarded angle side by this variable valve timing mechanism, the closing timing of the intake valve is delayed from the vicinity of the bottom dead center at the normal time, thereby achieving the late closing of the intake valve. As is well known, in the mirror cycle in which the intake valve is closed late, the charging efficiency of the intake air is reduced, the effective effective compression ratio is reduced with respect to the expansion ratio of the engine 2, and knocking is prevented and thermal efficiency is improved. Alternatively, various effects such as reduction of friction loss can be obtained. As a matter of course, the intake valve may be closed early instead of late closing.
The variable valve timing mechanism is driven and controlled by the engine ECU 24. In this embodiment, the normal valve mode in which the intake valve is closed near the normal bottom dead center, and the intake valve is delayed by delaying the valve closing timing. The operation mode of the engine 2 is switched between two positions with the mirror cycle mode.
In the present embodiment, since the engine 2 is a diesel engine, the normal cycle mode is configured as a diesel cycle. Further, when the engine 2 is a gasoline engine, the normal cycle mode is configured as an Otto cycle.

図２はエンジン２の運転領域に応じて運転モードを設定するための制御マップを示す。エンジン回転速度Ｎeが所定回転速度Ｎe0未満で、且つエンジントルクＴeが所定トルクＴe0未満である運転領域（外周ラインを破線で区画した領域であり、以下、中速・中負荷域という）、及びアイドル運転ではミラーサイクルモードが選択される。また、中速・中負荷域よりも高回転側或いは高負荷側の運転領域では、通常サイクルモードが選択される。ミラーサイクルモードが選択される運転領域はエンジン２の使用頻度が高い常用域であると共に、燃焼悪化することなく上記ミラーサイクルによる効果が顕著に得られる領域でもある。   FIG. 2 shows a control map for setting the operation mode in accordance with the operation region of the engine 2. An operating region where the engine rotational speed Ne is less than the predetermined rotational speed Ne0 and the engine torque Te is less than the predetermined torque Te0 (a region where the outer peripheral line is partitioned by a broken line, hereinafter referred to as a medium speed / medium load region), and idle In operation, the mirror cycle mode is selected. Further, the normal cycle mode is selected in the operation region on the high speed side or the high load side than the medium speed / medium load region. The operation region in which the mirror cycle mode is selected is a normal region where the use frequency of the engine 2 is high, and is also a region in which the effect of the mirror cycle is remarkably obtained without deterioration of combustion.

ところで、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、ハイブリッド車両１の走行用モータ系に異常が発生した場合、走行用モータ６のトルク負担分をエンジン２側で補う必要が生じるが、この点について特許文献１の技術では何ら配慮されていない。このような問題を鑑みて、本実施形態では走行用モータ系の異常を想定した対策を実施しており、以下、当該対策のためにエンジンＥＣＵ２４が実行する処理について詳述する。
図３はエンジンＥＣＵ２４が実行するエンジン運転モード切換ルーチンを示すフローチャートであり、当該ルーチンをエンジンＥＣＵ２４は所定の制御インターバルで実行している。 By the way, as described in [Problems to be Solved by the Invention], when an abnormality occurs in the traveling motor system of the hybrid vehicle 1, it is necessary to compensate the torque share of the traveling motor 6 on the engine 2 side. In this regard, no consideration is given to the technique of Patent Document 1. In view of such a problem, in the present embodiment, measures are taken assuming abnormalities in the traveling motor system. Hereinafter, processing executed by the engine ECU 24 for the measures will be described in detail.
FIG. 3 is a flowchart showing an engine operation mode switching routine executed by the engine ECU 24. The engine ECU 24 executes the routine at a predetermined control interval.

まず、エンジンＥＣＵ２４はステップＳ２で車両ＥＣＵ２２を経由して各種情報を取り込む。情報としては、インバータＥＣＵ２６からの走行用モータ６に関するエラー信号、バッテリＥＣＵ２８からのバッテリ１８のＳＯＣ情報、エンジン回転速度センサ３５により検出されるエンジン回転速度Ｎe、及び現在のエンジン２のトルクＴe（＝車両ＥＣＵ２２から指令された要求トルク）などがある。
続くステップＳ４では現在の走行モードがエンジン・モータ走行或いはモータ走行であるか否かを判定し、Ｎo（否定）のときには一旦ルーチンを終了する。また、ステップＳ４の判定がＹes（肯定）のときにはステップＳ６に移行し、走行用モータ系が正常であるか否かを判定する（禁止条件判定手段、異常検出手段）。
具体的には、インバータＥＣＵ２６から走行用モータ１６のエラー信号を入力せず、且つバッテリＥＣＵ２８から入力したＳＯＣが制御範囲（例えば30〜70%）内である場合には、走行用モータ系の正常判定を下す。また、走行用モータ１６のエラー信号を入力するか、或いはＳＯＣが制御範囲の下限を下回っている場合には、走行用モータ系の異常判定を下す。 First, engine ECU24 takes in various information via vehicle ECU22 at Step S2. The information includes an error signal related to the traveling motor 6 from the inverter ECU 26, the SOC information of the battery 18 from the battery ECU 28, the engine rotational speed Ne detected by the engine rotational speed sensor 35, and the current torque Te (= Requested torque commanded from the vehicle ECU 22).
In the subsequent step S4, it is determined whether or not the current travel mode is engine / motor travel or motor travel. If No (No), the routine is temporarily terminated. When the determination in step S4 is Yes (positive), the process proceeds to step S6 to determine whether or not the traveling motor system is normal (prohibition condition determination means, abnormality detection means).
Specifically, when the error signal of the traveling motor 16 is not input from the inverter ECU 26 and the SOC input from the battery ECU 28 is within the control range (for example, 30 to 70%), the traveling motor system is normal. Make a decision. Further, when an error signal of the traveling motor 16 is input or the SOC is below the lower limit of the control range, the abnormality determination of the traveling motor system is made.

走行用モータ系が正常であるとしてステップＳ６でＹesの判定を下したときには、ステップＳ８に移行してエンジン回転速度Ｎeが所定回転速度Ｎe0未満であり且つエンジントルクＴeが所定トルクＴe0未満であるか否かを判定する。これら所定回転速度Ｎe0及び所定トルクＴe0は上記した中速・中負荷域を特定する閾値であるため、図２中に一例を示すように中速・中負荷域の外周ラインに沿って幾つもの双方の組合せが設定されている。エンジン回転速度Ｎeが所定回転速度Ｎe0未満でエンジントルクＴeが所定トルクＴe0未満であれば、エンジン２の運転領域が中速・中負荷域にあるか、或いはアイドル運転であると見なすことができる。
ステップＳ８の判定がＹesのときにはステップＳ１０に移行してミラーサイクルモードを選択し、可変バルブタイミング機構の駆動制御により吸気弁の閉弁タイミングを遅延させて遅閉じさせる。 If YES is determined in step S6 because the traveling motor system is normal, the process proceeds to step S8 to check whether the engine rotational speed Ne is less than the predetermined rotational speed Ne0 and the engine torque Te is less than the predetermined torque Te0. Determine whether or not. Since the predetermined rotational speed Ne0 and the predetermined torque Te0 are the threshold values for specifying the medium speed / medium load range, a number of both are provided along the outer peripheral line of the medium speed / medium load area as shown in FIG. Is set. If the engine rotational speed Ne is less than the predetermined rotational speed Ne0 and the engine torque Te is less than the predetermined torque Te0, it can be considered that the operation region of the engine 2 is in the medium speed / medium load region, or is an idle operation.
When the determination in step S8 is Yes, the process proceeds to step S10, where the mirror cycle mode is selected, and the closing timing of the intake valve is delayed and delayed by the drive control of the variable valve timing mechanism.

以上の制御により、例えばエンジン・モータ走行中で、走行用モータ系が正常であり、且つエンジン２の運転領域が中速・中負荷域にある場合、ミラーサイクルモードによりエンジン２が運転されて車両ＥＣＵ２２から指令された要求トルクが達成される。また、モータ走行中で、走行用モータ系が正常である場合、エンジン２は駆動輪１６側から切り離されてミラーサイクルモードによりアイドル運転される。従って、これらのエンジン運転状態では、ミラーサイクルによるノッキングの防止、熱効率の向上或いはフリクションロスの低減などの効果が得られる。   By the above control, for example, when the engine / motor is running, the running motor system is normal, and the operating range of the engine 2 is in the medium speed / medium load range, the engine 2 is operated in the mirror cycle mode and the vehicle The required torque commanded from the ECU 22 is achieved. Further, when the motor is traveling and the traveling motor system is normal, the engine 2 is disconnected from the drive wheel 16 side and is idled in the mirror cycle mode. Therefore, in these engine operating states, effects such as prevention of knocking by the mirror cycle, improvement of thermal efficiency, or reduction of friction loss can be obtained.

一方、走行用モータ系が異常であるとして上記ステップＳ６でＮoの判定を下したとき（禁止条件の成立）、或いはエンジン・モータ走行においてエンジン回転速度ＮeやエンジントルクＴeの増加に応じてエンジン運転領域が中速・中負荷域を超えて高回転側或いは高負荷側となったときには、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では通常サイクルモードを選択し、可変バルブタイミング機構の駆動制御により吸気弁の閉弁タイミングを早めて通常時の下死点近傍とする（エンジン運転制御手段）。
以上の制御により、例えばミラーサイクルモードによるエンジン運転でエンジン・モータ走行しているとき、走行用モータ系に異常が発生したりエンジン運転領域が中速・中負荷域を超えたりすると、運転モードが通常サイクルモードに切り換えられる。 On the other hand, when the determination of No is made in the above step S6 because the traveling motor system is abnormal (the prohibition condition is satisfied), or the engine operation is performed in accordance with the increase in the engine rotational speed Ne or the engine torque Te in the engine / motor traveling. When the region exceeds the medium speed / medium load region and becomes the high rotation side or the high load side, the process proceeds to step S12. In step S12, the normal cycle mode is selected, and the valve closing timing of the intake valve is advanced by drive control of the variable valve timing mechanism so that it is close to the bottom dead center at the normal time (engine operation control means).
With the above control, for example, when the engine / motor is running in the engine operation in the mirror cycle mode, if an abnormality occurs in the traveling motor system or the engine operation region exceeds the medium speed / medium load region, the operation mode is changed. Switch to normal cycle mode.

エンジン・モータ走行中に走行用モータ系に異常が生じると、エンジン・モータ走行を継続不能なためエンジン走行への切換が必要になる。このため車両ＥＣＵ２２側の制御により走行モードがエンジン・モータ走行からエンジン走行に切り換えられ（走行モード切換手段）、必然的に走行用モータ６のトルク負担分をエンジン２側で補う必要が生じる。通常サイクルモードへの切換によりエンジン２が発生可能な最大トルクが増加することから、エンジン・モータ走行からエンジン走行に走行モードが切り換えられても、車両ＥＣＵ２２側から要求される要求トルクをエンジン２により何ら問題なく達成でき、車両の走行を継続することができる。
また、エンジン・モータ走行中にエンジン運転領域が中速・中負荷域を超えた場合、走行用モータ系は正常であるためエンジン・モータ走行を継続できるが、エンジン２側はミラーサイクルモードのままでは要求トルクを達成できなくなる。しかし、通常サイクルモードへの切換によりエンジン２が要求トルクを達成可能となるため、エンジン・モータ走行を継続することができる。 If an abnormality occurs in the traveling motor system during engine / motor traveling, the engine / motor traveling cannot be continued, so switching to engine traveling is required. For this reason, the driving mode is switched from engine / motor driving to engine driving by the control on the vehicle ECU 22 side (traveling mode switching means), and it is inevitably necessary to compensate the torque share of the driving motor 6 on the engine 2 side. Since the maximum torque that can be generated by the engine 2 is increased by switching to the normal cycle mode, the required torque requested from the vehicle ECU 22 side is caused by the engine 2 even when the travel mode is switched from engine / motor travel to engine travel. This can be achieved without any problems, and the vehicle can continue to run.
If the engine operating range exceeds the medium speed / medium load range while the engine / motor is running, the running motor system is normal and the engine / motor can continue to run, but the engine 2 side remains in the mirror cycle mode. Then, the required torque cannot be achieved. However, since the engine 2 can achieve the required torque by switching to the normal cycle mode, the engine / motor travel can be continued.

一方、クラッチ切断した上でエンジン２をミラーサイクルモードによりアイドル運転させながらモータ走行しているとき、走行用モータ系に異常が発生すると、運転モードが通常サイクルモードに切り換えられる。
モータ走行中に走行用モータ系に異常が生じると、モータ走行を継続不能なため車両ＥＣＵ２２により走行モードがエンジン走行に切り換えられ（走行モード切換手段）、必然的に走行用モータ６に代えてエンジン２が要求トルクを達成する必要が生じる。通常サイクルモードへの切換によりエンジン２が発生可能な最大トルクが増加することから、モータ走行からエンジン走行に走行モードが切り換えられても、車両ＥＣＵ２２側から要求される要求トルクをエンジン２が何ら問題なく達成でき、車両の走行を継続することができる。 On the other hand, when the motor 2 is running while the clutch 2 is disengaged and the engine 2 is idling in the mirror cycle mode, if an abnormality occurs in the running motor system, the operation mode is switched to the normal cycle mode.
If an abnormality occurs in the travel motor system during motor travel, the travel mode is switched to engine travel by the vehicle ECU 22 because the motor travel cannot be continued (travel mode switching means), and the engine is inevitably replaced by the travel motor 6. 2 needs to achieve the required torque. Since the maximum torque that can be generated by the engine 2 is increased by switching to the normal cycle mode, the engine 2 has no problem with the required torque required from the vehicle ECU 22 side even when the traveling mode is switched from motor traveling to engine traveling. Can be achieved without any problem, and the vehicle can continue to travel.

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、ハイブリッド電気自動車１をトラックとして構成したが、これに代えてバスや乗用車に具体化してもよい。また、エンジン２をディーゼルエンジンとして構成したが、これに代えてガソリンエンジンとして構成しても良い。また、ハイブリッド電気自動車１の形式についても任意に変更可能であり、例えばエンジン２と走行用モータ６との間に走行用クラッチ４を設ける代わりに、エンジン２に走行用モータ６を直結して、走行用モータ６と変速機８との間に走行用クラッチ４を設けてもよい。   This is the end of the description of the embodiment, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment. For example, in the above-described embodiment, the hybrid electric vehicle 1 is configured as a truck, but may be embodied in a bus or a passenger car instead. Moreover, although the engine 2 was comprised as a diesel engine, it may replace with this and may be comprised as a gasoline engine. Further, the type of the hybrid electric vehicle 1 can be arbitrarily changed. For example, instead of providing the traveling clutch 4 between the engine 2 and the traveling motor 6, the traveling motor 6 is directly connected to the engine 2, The traveling clutch 4 may be provided between the traveling motor 6 and the transmission 8.

２ エンジン
４ 走行用クラッチ
６ 走行用モータ
２２ 車両ＥＣＵ（走行モード切換手段）
２４ エンジンＥＣＵ（禁止条件判定手段、エンジン運転制御手段、異常検出手段）
２６ インバータＥＣＵ（異常検出手段）
２８ バッテリＥＣＵ（異常検出手段） 2 Engine 4 Traveling clutch 6 Traveling motor 22 Vehicle ECU (traveling mode switching means)
24 engine ECU (prohibition condition determination means, engine operation control means, abnormality detection means)
26 Inverter ECU (abnormality detection means)
28 battery ECU (abnormality detection means)

Claims (4)

走行用駆動源としてエンジン及び走行用モータを備え、少なくとも一部の運転領域で該エンジンをミラーサイクルにより運転するハイブリッド車両の制御装置において、
前記走行用モータを使用するモータ使用走行時に、該モータ使用走行の禁止条件が成立したか否かを判定する禁止条件判定手段と、
前記禁止条件判定手段により禁止条件の成立が判定された場合、前記モータ使用走行からエンジンのみを使用するエンジン走行に切り換える走行モード切換手段と、
前記走行モード切換手段によりモータ使用走行からエンジン走行に切り換えられた場合、前記エンジンをミラーサイクルから通常サイクルに切り換えて運転するエンジン運転制御手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 In a control apparatus for a hybrid vehicle that includes an engine and a travel motor as a travel drive source, and that drives the engine by a mirror cycle in at least a part of the operation region
A prohibition condition determination means for determining whether or not a prohibition condition for travel using the motor is satisfied during motor use travel using the travel motor;
When it is determined that the prohibition condition is satisfied by the prohibition condition determination unit, a travel mode switching unit that switches from the motor use travel to the engine travel using only the engine;
A hybrid vehicle control device comprising: an engine operation control means for operating the engine by switching from a mirror cycle to a normal cycle when the travel mode switching means is switched from motor running to engine running. 前記走行用モータを運転するための走行用モータ系の異常を検出する異常検出手段を備え、
前記禁止条件判定手段は、前記異常検出手段により前記走行用モータ系の異常が検出されたときに前記モータ使用走行の禁止条件の成立判定を下すことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。 Comprising an abnormality detecting means for detecting an abnormality of a traveling motor system for driving the traveling motor;
2. The hybrid vehicle according to claim 1, wherein the prohibition condition determination unit determines whether the prohibition condition for the travel using the motor is satisfied when the abnormality detection unit detects an abnormality in the traveling motor system. Control device. 前記エンジン運転制御手段は、前記エンジンの回転速度が所定回転速度未満であり且つ該エンジンのトルクが所定トルク未満である場合に、前記エンジンをミラーサイクルにより運転することを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド車両の制御装置。   The engine operation control means operates the engine by a mirror cycle when the rotation speed of the engine is less than a predetermined rotation speed and the torque of the engine is less than a predetermined torque. The hybrid vehicle control device according to claim 2. 前記ハイブリッド車両は、前記エンジンと前記走行用モータとの間にクラッチが介装されており、前記モータ使用走行の一つとして走行用モータのみを使用するモータ走行時には、前記クラッチを切断して前記エンジンを駆動輪側から切り離し、前記走行用モータにより駆動輪を駆動するように構成され、
前記エンジン運転制御手段は、前記モータ走行時に前記エンジンをミラーサイクルによりアイドル運転することを特徴とする請求項１乃至３の何れか記載のハイブリッド車両の制御装置。 In the hybrid vehicle, a clutch is interposed between the engine and the travel motor. When the motor travels using only the travel motor as one of the travels using the motor, the clutch is disengaged to disengage the clutch. The engine is separated from the driving wheel side, and the driving wheel is driven by the traveling motor.
The hybrid vehicle control device according to any one of claims 1 to 3, wherein the engine operation control means idles the engine by a mirror cycle when the motor is running.
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