JP6693347B2 - Hybrid car - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to hybrid vehicles.
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンが冷間状態にあると判別されたときにエンジンを停止するときには、エンジンの燃焼室の掃気を実行した後にエンジンを停止するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この自動車では、冷間状態にあるエンジンを停止するときに掃気を実行することにより、燃焼室内の水分を除去し、エンジン停止中に点火プラグに水分が付着することによってその後のエンジンの始動性が低下するのを防止している。 Conventionally, as a hybrid vehicle of this type, when stopping the engine when it is determined that the engine is in a cold state, a method of stopping the engine after performing scavenging of the combustion chamber of the engine has been proposed ( For example, see Patent Document 1). In this vehicle, by performing scavenging when stopping the engine in the cold state, water in the combustion chamber is removed, and water adheres to the spark plug while the engine is stopped. It prevents it from falling.
一般的なハイブリッド自動車では、衝突などの緊急時にモータを駆動するインバータを緊急遮断する必要から、車両の走行を制御する制御装置は緊急遮断線によりインバータと接続されている場合が多い。そして、イグニッションオフされてエンジンが停止した後に緊急遮断線の結線状態の故障診断を行なう場合がある。上述のハイブリッド自動車では、エンジンが運転されている状態でイグニッションオフされたときにエンジンが冷間状態にあるときには、掃気制御を実行するため、掃気制御を完了し、エンジンを停止してから緊急遮断線の故障診断を実行し、その後、システム停止処理を行なうことになる。これでは、イグニッションオフに伴ってシステム停止が完了するまでに時間を要し、次のイグニッションオンの受付が遅くなってしまう。 In a general hybrid vehicle, an inverter that drives a motor needs to be shut off in an emergency such as a collision. Therefore, a control device that controls traveling of the vehicle is often connected to the inverter by an emergency shutoff line. Then, after the ignition is turned off and the engine is stopped, a failure diagnosis of the connection state of the emergency cutoff line may be performed. In the hybrid vehicle described above, when the engine is in the cold state when the ignition is turned off while the engine is running, the scavenging control is executed, so the scavenging control is completed, the engine is stopped, and then the emergency shutoff is performed. A line fault diagnosis is executed, and then a system stop process is performed. In this case, it takes time until the system stop is completed due to the ignition off, and reception of the next ignition on is delayed.
本発明のハイブリッド自動車は、掃気制御を実行する場合でも、より迅速にシステム停止を完了することを主目的とする。 The hybrid vehicle of the present invention mainly aims to complete the system stop more quickly even when executing scavenging control.
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the above-mentioned main object.
本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
前記エンジンをモータリング可能なモータと、
前記モータを駆動するインバータと、
イグニッションオフされたときに、前記エンジンの冷却水温度が所定温度未満であり、且つ、前記エンジンの運転継続時間が所定時間未満のときには、燃料噴射を停止した状態で前記エンジンを前記モータによりモータリングする掃気制御を実行する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記インバータを緊急遮断するための緊急遮断信号を前記インバータに送信する緊急遮断線により前記インバータと接続されており、
前記制御装置は、前記掃気制御の完了直後に前記緊急遮断線を用いた前記緊急遮断信号の送信と同時に前記エンジンがそのときの回転数でモータリングされるよう前記モータを制御することにより前記緊急遮断線の故障診断を行なう、
ことを特徴とする。
The hybrid vehicle of the present invention is
Engine,
A motor capable of motoring the engine,
An inverter for driving the motor,
When the temperature of the cooling water of the engine is lower than a predetermined temperature when the ignition is turned off and the operation duration of the engine is shorter than the predetermined time, the engine is motored by the motor in a state where fuel injection is stopped. A controller for executing scavenging control to
A hybrid vehicle comprising:
The control device is connected to the inverter by an emergency cutoff line that transmits an emergency cutoff signal for emergency cutoff of the inverter to the inverter,
Immediately after the completion of the scavenging control, the control device transmits the emergency cutoff signal using the emergency cutoff line and at the same time controls the motor so that the engine is motored at the rotation speed at that time, thereby performing the emergency. Diagnosis of faults in the breaking line,
It is characterized by
この本発明のハイブリッド自動車では、イグニッションオフされたときに、エンジンの冷却水温度が所定温度未満であり、且つ、エンジンの運転継続時間が所定時間未満のときには、燃料噴射を停止した状態でエンジンをモータによりモータリングする掃気制御を実行する。そして、掃気制御の完了直後に緊急遮断線を用いた緊急遮断信号の送信と同時にエンジンがそのときの回転数でモータリングされるようモータを制御することにより緊急遮断線の故障診断を行なう。これにより、掃気制御の完了後にエンジンの停止を待って緊急遮断線の故障診断を行なう場合に比して、早期にシステム停止処理を実行することができる。これらの結果、より迅速にシステム停止を完了することができる。 In this hybrid vehicle of the present invention, when the temperature of the cooling water of the engine is lower than the predetermined temperature when the ignition is turned off, and the operation duration time of the engine is shorter than the predetermined time, the engine is stopped with the fuel injection stopped. Executes scavenging control for motoring by a motor. Immediately after the completion of the scavenging control, the emergency cutoff signal is transmitted through the emergency cutoff line, and at the same time, the motor is controlled so that the engine is motored at the rotation speed at that time, thereby performing the failure diagnosis of the emergency cutoff line. As a result, the system stop process can be executed earlier than in the case where the engine shutdown is waited for after the completion of the scavenging control and the failure diagnosis of the emergency cutoff line is performed. As a result, the system shutdown can be completed more quickly.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, modes for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、バッテリ50と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a
エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン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によって運転制御されている。
The
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン22のクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ23aからのクランク角θcrや、冷却水の流路に取り付けられた温度センサ23bからの冷却水温Twなどが入力ポートから入力されている。エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23aからのクランク角θcrに基づいてエンジン22の回転数Neを演算したり、エンジン22を継続して運転している時間(運転継続時間)Tonを計測したりしている。
Although not shown, the engine ECU 24 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes, in addition to the CPU, a ROM for storing a processing program, a RAM for temporarily storing data, an input / output port, and a communication port. .. The engine ECU 24 sends signals from various sensors necessary for controlling the operation of the
プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、駆動輪39a,39bにデファレンシャルギヤ38を介して連結された駆動軸36が接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、ダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
The
モータMG1は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸36に接続されている。インバータ41,42は、モータMG1,MG2と接続されると共に電力ライン54を介してバッテリ50と接続されている。モータMG1,MG2は、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によって、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
The motor MG1 is configured as, for example, a synchronous generator motor, and the rotor is connected to the sun gear of the
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2などが入力ポートを介して入力されている。モータECU40からは、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータECU40は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。
Although not shown, the motor ECU 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes, in addition to the CPU, a ROM that stores a processing program, a RAM that temporarily stores data, an input / output port, and a communication port. .. The motor ECU 40 has signals from various sensors necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, for example, rotational positions θm1 from rotational
バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン54を介してインバータ41,42と接続されている。このバッテリ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。
The battery 50 is configured as, for example, a lithium ion secondary battery or a nickel hydrogen secondary battery, and is connected to the
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリECU52に入力される信号としては、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの電池電圧Vbやバッテリ50の出力端子に取り付けられた電流センサ51bからの電池電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tbを挙げることができる。バッテリECU52は、HVECU70と通信ポートを介して接続されている。バッテリECU52は、電流センサ51bからの電池電流Ibの積算値に基づいて蓄電割合SOCを演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ50の全容量に対するバッテリ50から放電可能な電力の容量の割合である。
Although not shown, the
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。HVECU70に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号IGや、シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSPを挙げることができる。また、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や、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も挙げることができる。HVECU70は、インバータ41,42を緊急遮断するために緊急遮断線72によりインバータ41,42に接続されており、緊急遮断線72に緊急遮断信号を送信することにより、インバータ41,42を遮断する。また、HVECU70は、上述したように、エンジンECU24,モータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されている。
Although not shown, the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36の要求駆動力を設定し、要求駆動力に見合う要求動力が駆動軸36に出力されるように、エンジン22とモータMG1,MG2とを運転制御する。エンジン22とモータMG1,MG2との運転モードとしては、以下の(1)〜(3)のモードがある。
(1)トルク変換運転モード:要求動力に対応する動力がエンジン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全てが、プラネタリギヤ30とモータMG1,MG2とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸36に出力されるようにモータMG1,MG2を駆動制御するモード
(2)充放電運転モード: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、エンジン22から出力される動力の全てまたは一部が、バッテリ50の充放電を伴ってプラネタリギヤ30とモータMG1,MG2とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸36に
出力されるようにモータMG1,MG2を駆動制御するモード
(3)モータ運転モード:エンジン22の運転を停止して、要求動力が駆動軸36に出力されるようにモータMG2を駆動制御するモード
In the
(1) Torque conversion operation mode: The
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に0℃以下や−10℃以下などの冷間時にエンジン22の運転を停止する際の動作について説明する。図2は、HVECU70により実行されるイグニッションオフ時処理の一例を示すフローチャートである。このイグニッションオフ時処理は、エンジン22が運転されている最中に繰り返し実行される。
Next, the operation of the
イグニッションオフ時処理が実行されると、HVECU70は、まず、イグニッションスイッチ80によりイグニッションオフ(IG−OFF)の操作がなされたか否かを判定する(ステップS100)、イグニッションオフされていないときには、何もせずに処理を終了する。
When the ignition-off processing is executed, the
イグニッションオフされたと判定したときには、イグニッションスイッチ80によるイグニッションオン(IG−ON)の操作の受付を禁止し(ステップS110)、エンジン22の冷却水温Twと運転継続時間TonとエンジンECU24から通信により入力する(ステップS120)。そして、冷却水温Twが閾値Twref未満であるか否かを判定すると共に(ステップS130)、運転継続時間Tonが閾値Tonref未満であるか否かを判定する(ステップS140)。ここで、閾値Twrefは、エンジン22の暖気完了の温度より低い温度であり、閾値Torefは、エンジン22の暖気を完了するのに必要な時間より短い時間である。
When it is determined that the ignition has been turned off, the acceptance of the ignition on (IG-ON) operation by the
冷却水温Twが閾値Twref未満であり、且つ、運転継続時間Tonが閾値Tonref未満であると判定されたときには、燃料噴射を停止した状態でエンジン22をモータリングする掃気制御を実行する(ステップS150)。この掃気制御は、冷間時に燃焼室内の水分を排除し、エンジン停止中に燃焼室内に水分が残留することに起因する不都合(点火プラグの凍結や水分による錆の発生など)を抑制するために行なわれる。
When it is determined that the cooling water temperature Tw is less than the threshold Twref and the operation duration Ton is less than the threshold Tonref, the scavenging control for motoring the
掃気制御が終了すると、緊急遮断線72に緊急遮断信号を送信してインバータ41,42を遮断すると共にそのときのエンジン22の回転数Neを目標回転数Ne*としてエンジン22がモータリングされるようにモータECU40に制御指令を送信する(ステップS160)。そして、所定時間が経過するのを待って(ステップS170)、エンジン22の回転数Neを入力し(ステップS180)、目標回転数Ne*から入力した回転数Neを減じた値が閾値Nref未満であるか否かを判定する(ステップS190)。インバータ41,42は緊急遮断信号により遮断されているため、モータリング制御が行なわれてもモータMG1,MG2は駆動できない。このため、緊急遮断線72に結線異常が生じていないときにはエンジン22の回転数Neは減少する。一方、緊急遮断線72に結線異常が生じているときには緊急遮断信号がインバータ41,42に送信されないので、モータリング制御が行なわれ、エンジン22の回転数Neは減少しない。したがって、ステップS190の判定は、緊急遮断線72に結線異常が生じているか否かの判定となる。ここで、ステップS170の所定時間は、インバータ41,42を遮断してからエンジン22の回転数Neが明らかに減少しているのを確認することができる程度の時間であり、例えば、1秒や2秒などを用いることができる。また、ステップS190の閾値Nrefは、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*から明らかに減少しているのを確認することができる程度の回転数であり、例えば100rpmや200rpmなどを用いることができる。
When the scavenging control ends, an emergency cutoff signal is transmitted to the
ステップS190で目標回転数Ne*から入力した回転数Neを減じた値が閾値Nref未満であるときには緊急遮断線72の結線異常は生じていない(正常である)とし(ステップS200)、目標回転数Ne*から入力した回転数Neを減じた値が閾値Nref以上であるときには緊急遮断線72に結線異常が生じているとする(ステップS210)。そして、エンジン22の運転を停止する停止処理やシステム停止するシーケンスを実行し(ステップS220)、イグニッションスイッチ80によるイグニッションオン(IG−ON)の操作の受付を許可(禁止の解除)して(ステップS230)、本処理を終了する。
When the value obtained by subtracting the input rotation speed Ne from the target rotation speed Ne * in step S190 is less than the threshold value Nref, it is determined that no abnormal connection of the
ステップS130およびステップS140で冷却水温Twが閾値Twref以上であると判定されたときや、運転継続時間Tonが閾値Tonref以上であると判定されたときには、掃気制御を実行することなく、緊急遮断線72に結線異常が生じているか否かを判定し(ステップS160〜S210)、エンジン22の運転を停止する停止処理やシステム停止するシーケンスを実行し(ステップS220)、イグニッションスイッチ80によるイグニッションオン(IG−ON)の操作の受付を許可(禁止の解除)して(ステップS230)、本処理を終了する。
When it is determined in step S130 and step S140 that the cooling water temperature Tw is equal to or greater than the threshold value Twref, or when the operation duration time Ton is determined to be equal to or greater than the threshold value Tonref, the scavenging control is not executed and the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の冷却水温Twが閾値Twref未満であり、且つ、エンジン22の運転継続時間Tonが閾値Tonref未満であるときには、掃気制御を実行する。そして、この掃気制御が終了すると、その直後に緊急遮断線72に緊急遮断信号を送信してインバータ41,42を遮断すると共に、そのときのエンジン22の回転数Neを目標回転数Ne*としてエンジン22がモータリングされるように制御指令を送信し、緊急遮断線72に結線異常が生じているか否かを判定する。これにより、掃気制御の完了後にエンジン22の停止を待って緊急遮断線72の故障診断を行なう場合に比して、早期にシステム停止処理を実行することができる。これらの結果、より迅速にシステム停止を完了することができる。
In the
実施例では、HVECU70とインバータ41,42とが緊急遮断線72により接続されているものとしたが、モータECU40とインバータ41,42とが緊急遮断線で接続されているものとしてもよい。この場合、緊急遮断線72に結線異常が生じているか否かの判定に際して、HVECU70からモータECU40に緊急遮断線72に緊急遮断信号を出力すると同時にエンジン22をモータリングする旨の制御信号を送信すればよい。
In the embodiment, the
実施例では、エンジン22と2つのモータMG1,MG2とプラネタリギヤ30とを備えるハイブリッド自動車20としたが、エンジンと、エンジンをモータリングするモータとを備えるハイブリッド自動車であれば如何なる構成としてもよい。
Although the
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments are possible within the scope not departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the hybrid vehicle manufacturing industry and the like.
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、23a クランクポジションセンサ、23b 温度センサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、28 ダンパ、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、38 デファレンシャルギヤ、39a,39b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置センサ、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、72 緊急遮断線、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、MG,MG1,MG2 モータ。 20 hybrid vehicle, 22 engine, 23a crank position sensor, 23b temperature sensor, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 28 damper, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 38 differential gear, 39a, 39b drive wheel , 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position sensor, 50 battery, 51a voltage sensor, 51b current sensor, 51c temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 electric power line, 70 hybrid electronic control unit (HVECU), 72 emergency cutoff line, 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, MG, MG1, MG2 motor.
Claims (1)
前記エンジンをモータリング可能なモータと、
前記モータを駆動するインバータと、
イグニッションオフされたときに、前記エンジンの冷却水温度が所定温度未満であり、且つ、前記エンジンの運転継続時間が所定時間未満のときには、燃料噴射を停止した状態で前記エンジンを前記モータによりモータリングする掃気制御を実行する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記インバータを緊急遮断するための緊急遮断信号を前記インバータに送信する緊急遮断線により前記インバータと接続されており、
前記制御装置は、前記掃気制御の完了直後に前記緊急遮断線を用いた前記緊急遮断信号の送信と同時に前記エンジンがそのときの回転数でモータリングされるよう前記モータを制御することにより前記緊急遮断線の故障診断を行なう、
ことを特徴とするハイブリッド自動車。 Engine,
A motor capable of motoring the engine,
An inverter for driving the motor,
When the temperature of the cooling water of the engine is lower than a predetermined temperature when the ignition is turned off and the operation duration of the engine is shorter than the predetermined time, the engine is motored by the motor in a state where fuel injection is stopped. A controller for executing scavenging control to
A hybrid vehicle comprising:
The control device is connected to the inverter by an emergency cutoff line that transmits an emergency cutoff signal for emergency cutoff of the inverter to the inverter,
Immediately after the completion of the scavenging control, the control device transmits the emergency cutoff signal using the emergency cutoff line and at the same time controls the motor so that the engine is motored at the rotation speed at that time, thereby performing the emergency. Diagnosis of faults in the breaking line,
A hybrid vehicle characterized by the following.
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