KR100321190B1 - 하이브리드차량의제어장치 - Google Patents

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KR100321190B1
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regenerative
amount
engine
valve
driving
Prior art date
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KR19990029849A (ko
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요시카즈 오오시마
히데키 미나미
유스케 다타라
도오루 야노
유타카 다마가와
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가와모토 노부히코
혼다 기켄 고교 가부시키가이샤
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Abstract

제어 장치는 구동축을 구동하는 엔진, 회생 모드에서 구동축의 운동 에너지를 전기 에너지로 변환하는 전동모터, 전동 모터를 제어하는 구동 제어회로, 및 전기 에너지를 축적하는 전기 에너지 축적 수단을 구비한 하이브리드 차량을 제어한다. 상기 제어 장치는 엔진에 공급되는 흡입 공기의 양을 제어하는 흡입 공기 제어어유닛과, 엔진의 배기 장치에서 엔진의 흡입 장치로의 배기 가스의 환류를 제어하는 배기 가스 환류 제어 밸브를 구비하고 있다. 제어 유닛은 흡입 공기 제어 유닛을 작동시켜 흡입 공기의 양을 감소시키고, 하이브리드 차량이 감속하는 동안에 전동 모터가 회생 모드에서 작동할 때 개방 방향으로 배기 가스 환류 제어 밸브를 작동시킨다.

Description

하이브리드 차량의 제어장치{ABSTRACT OF THE DISCLOSURE}
본발명은 원동기로서 엔진 및 전동모터를 구비한 하이브리드 차량의 제어장치에 관한 것이고, 특히 전동모터에 의한 에너지 회생을 행하는 경우의 하이브리드 차량의 제어장치에 관한 것이다.
원동기로서 엔진 및 모터를 구비한 하이브리드 차량의 제어장치가 공지되어 알려져 있고, 또 전동모터에 회생기능을 설치하고, 차량의 감속상태에서 전동모터에 의한 회생을 행하는 경우에 있어서 회생효율을 향상시키는 하이브리드 차량의 제어장치도 이미 제안되고 있다. 예를 들면, 일본 특원평 8-112190호에 개시되어 있는 제어장치에 있어서는 스로틀밸브를 전기적으로 제어가능하게 구성하고, 차량의 감속상태에서의 회생시에는 스로틀밸브를 대략 완전 개방한다. 이로서, 회생시에 스로틀 밸브를 폐쇄상태로 한 경우와 비교하여 엔진의 흡입공기량이 증가할수 있으므로 엔진의 펌프손실에 의한 기계적 에너지 손실을 저감하고, 차량의 운동에너지를 효율있게 회생에너지로서 회수할 수가 있다.
그러나, 회생시에 스로틀밸브를 완전 개방하면 대량의 차가운 새로운 기체가 엔진을 통하여 배기계에 유입하기 때문에 배기계에 설치된 3원 촉매의 온도가 저하하고, 배기 이미션 특성의 악화를 초래한다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적는 내연 엔진과 전동모터를 구비하는 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서, 차량 감속시에 차량의 운동에너지를 전기에너지로 회생할 때 엔진의 펌프손실을 감소하게 하여 회생의 효율을 향상시킴과 동시에, 엔진의 배기로의 공기유입을 억제하여 배기촉매의 온도저하를 방지하고 배기 이미션 특성의 악화를 방지할수 있는 하이브리드 차량의 제어장치를 제공하는 것에 있다.
본발명은 배기관으로부터 흡입관의 배기환류를 제어하는 배기환류밸브를 구동제어함으로써 엔진의 펌프손실을 저감하는 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
더욱더 본발명은 흡기밸브 또는 배기밸브를 구동제어함으로써 엔진의 펌프손실을 저감하는 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
더욱더 본발명은 엔진의 펌프손실을 저감하는 배기환류밸브 또는 흡기밸브 또는 배기밸브를 회생제한량에 의거하여 구동제어하는 하이브리드 차량의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량의 구동축을 구동하는 엔진, 상기 구동축의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 회생기능을 갖는 전동모터 및 전동모터의 구동제어회로와 축전수단을 구비한 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서, 상기 엔진의 흡입공기량을 제어하기 위한 흡입공기량 제어수단, 상기 엔진의 배기가스 환류량을 제어하기 위한 배기환류 제어밸브, 및 상기 차량의 감속상태로 상기 전동모터에 의한 회생을 행할 때, 상기 흡입공기량 제어수단을 흡입공기량이 감소하는 방향으로 구동함과 동시에 상기 배기환류 제어밸브를 개방 방향으로 구동하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
더욱더, 본발명은 차속에 응하여 감속시의 회생량을 설정하는 회생량 설정수단과, 축전수단의 잔용량에 응하여 회생제한량을 설정하는 회생제한량 설정수단을 구비하고, 회생제한량에 의거하여 배기환류 제어밸브를 폐쇄 방향으로 구동제어수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본발명은 차량의 구동축을 구동하는 엔진, 상기 구동축의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 회생기능을 갖는 전동모터 및 전동모터의 구동제어회로와 축전수단을 구비한 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서, 상기 엔진의 흡입공기량을 제어하기 위한 흡입공기량 제어수단, 상기 엔진의 흡기밸브를 구동하는 흡기밸브 구동수단, 및 상기 차량의 감속상태에서 상기 전동모터에 의한 회생을 행할 때, 상기 흡입공기량 제어수단을 흡입공기량이 감소하는 방향으로 구동함과 동시에 상기 흡기밸브 구동수단을 통하여 상기 흡기밸브를 개방함으로써 구동하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
더욱더 본발명은 차량의 구동축을 구동하는 엔진, 상기 구동축의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 회생기능을 갖는 전동모터 및 전동모터의 구동제어회로와 축전수단을 구비한 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서, 상기 엔진의 흡입공기량을 제어하기 위한 흡입공기량 제어수단, 상기 엔진의 배기밸브를 구동하는 배기밸브 구동수단, 및 상기 차량의 감속상태에서 상기 전동모터에 의한 회생을 행할 때, 상기 흡입 공기량 제어수단을 흡입공기량이 감소하는 방향으로 구동함과 동시에 상기 배기밸브 구동수단을 통하여 상기 배기밸브를 개방 방향으로 구동하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
더욱더 본발명은 차량의 구동축을 구동하는 엔진, 상기 구동축의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 회생기능을 갖는 전동모터, 및 전동모터의 구동제어회로와 축전수단을 구비한 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서, 상기 엔진의 흡기밸브를 구동하는 흡기밸브 구동수단, 상기 엔진의 배기밸브를 구동하는 배기밸브 구동수단, 및 상기 차량의 감속상태에서 상기 전동모터에 의한 회생을 행할 때, 상기 흡입밸브 구동수단 및 상기 배기밸브 구동수단을 통하여 상기 흡기밸브 및 상기 배기밸브를 각각 폐쇄 방향으로 구동하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
도 1은 본발명에 관한 하이브리드 차량의 구동장치 및 그 제어장치의 구성을 개략적으로 도시하는 블록도.
도 2는 도 1에 도시하는 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서의 엔진제어계의 구성을 도시하는 블록도.
도 3은 도 1에 도시하는 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서의 전동모터 제어계의 구성을 도시하는 블록도.
도 4는 도 1에 도시하는 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서의 변속기구의 제어계의 구성을 도시하는 블록도.
도 5는 도 1에 도시하는 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서의 구동력 배분처리의 수순을 도시하는 흐름도.
도 6은 구동력 배분처리의 수순을 도시하는 (도 5의 계속) 흐름도.
도 7은 본발명에 관한 출력배분율 설정테이블의 일예를 도시하는 도면.
도 8은 본발명의 액셀-스로틀 특성의 설정테이블을 도시하는 도면.
도 9는 본발명에 관한 전동모터 출력배분의 설정테이블을 도시하는 도면.
도 10은 본발명에 관한 요구 구동력맵을 도시하는 도면.
도 11은 본발명에 관한 주행 상태량 설정맵을 도시하는 도면.
도 12는 본발명에 관한 주행 저항(RUNRST) 테이블을 도시하는 도면.
도 13은 본발명에 관한 전동모터 목표출력(POWERmot)과 전동모터 토크지령치(TRQcom)의 관계를 도시하는 도면.
도 14는 엔진제어처리의 전체구성을 도시하는 흐름도.
도 15는 본발명에 관한 감속회생량 결정처리의 흐름도.
도 16은 감속회생량 결정처리의 (도 15의 계속) 흐름도.
도 17은 본발명의 소망 감속저항 테이블(RUNRSTcom)을 도시하는 도면.
도 18은 본발명에 관한 REGperml 테이블을 도시하는 도면.
도 19는 본발명에 관한 REGperm2 테이블을 도시하는 도면.
도 20은 본발명에 관한 제 1실시예의 동작상태을 개략적으로 도시하는 도면.
도 21은 본발명의 제 2실시예에 있어서의 감속회생량 결정처리의 (도 15의 계속) 흐름도.
도 22는 본발명의 제 2 실시예의 동작상태을 개략적으로 도시하는 도면.
도 23은 본발명의 제 3 실시예에 있어서의 감속회생량 결정처리의 (도 15의 계속) 흐름도.
도 24는 본발명의 제 3 실시예의 동작상태를 개략적으로 도시하는 도면.
이하, 본발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본발명의 실시예인 하이브리드 차량의 구동계 및 그의 제어장치의 구성을 모식적으로 도시하는(센서, 액츄에이터 등의 구성요소는 생략) 도면이고, 내연엔진(이하「엔진」)(1)에 의해 구동되는 구동축(2)은 변속기구(4)를 통하여 구동바퀴(5)를 구동할수 있도록 구성되어 있다. 전동모터(3)는 구동축(2)을 직접 회전구동할수 있도록 배열 설치되어 있고, 또 구동축(2)의 회전에 의한 운동에너지를 전기에너지로 변환하여 출력하는 회생기능을 갖는다. 전동모터(3)는 전동모터의 구동제어회로를 포함하는 파워 드라이브 유닛(13)을 통하여 울트라 커패시터(정전용량이 큰 콘덴서)(14)와 접속되어 있고, 파워 드라이브유닛(13)을 통하여 구동 회생의 제어가 행해진다.
엔진(1)을 제어하는 엔진 제어유닛(11), 전동모터(3)를 제어하는 전동모터 제어유닛(12), 울트라커패시터(14)의 상태를 판별하여 에너지를 배분제어하는 에너지 배분 제어유닛(15) 및 변속기구(4)를 제어하는 변속제어유닛(16)이 설치되어 있고, 이 제어유닛은 데이터버스(21)를 통하여 상호 접속되어 검출데이터와 플래그의 정보등을 상호 전송한다.
도 2는 엔진(1), 엔진제어유닛(11) 및 그 주변장치의 구성을 도시하는 도면이다. 엔진(1)의 흡기관(102) 도중에는 스로틀밸브(103)가 배치되어 있다. 스로틀밸브(103)에는 스로틀밸브 개도센서(104)가 연결되어 있고, 이 스로틀밸브(103)의 개도에 응하여 전기신호를 출력하여 엔진제어유닛(11)에 공급한다. 또 스로틀밸브(103)에는 그 밸브개도를 전기적으로 제어하기 위한 스로틀 액츄에이터(105)가 연결되어 있다. 스로틀 액츄에이터(105)는 엔진제어유닛(11)에 의해 그 작동이 제어된다.
흡기관(102)의 스로틀밸브(103)의 하류측에는 배기환류통로(124)를 통하여 배기관(114)에 접속되어있고, 배기환류통로(124)의 도중에는 배기가스 환류량을 제어하기위한 배기환류 제어밸브(이하, EGR 제어밸브)(121)가 설치되어 있다.
EGR 제어밸브(121)는 솔레노이드를 갖는 전자밸브이고, 그 솔레노이드는 엔진제어유닛(11)에 접속되고, 그 밸브개도가 엔진제어유닛(11)으로부터 제어신호에 의해 변화하도록 구성되어 있다.
더욱더, 스로틀밸브(103)의 하류에는 관(107)을 통하여 흡기관내 절대압을 검출하는 압력센서(108)가 설치되어 있고, 이 압력센서(108)에 의해 전기신호로 변환된 압력신호는 엔진제어유닛(11)에 공급된다.
또, 압력센서(108)의 하류에는 흡기온 센서(109)가 장치되어 있고, 흡기온을 검출하여 대응하는 전기신호를 출력하여 엔진제어유닛(11)에 공급한다.
연료분사밸브(106)는 스로틀밸브(103)의 하류에, 동시에 엔진(1)의 흡기밸브(122)의 약간 상류측에 각 기통마다 설치되어 있고, 각 연료분사밸브(106)는 압력조절기(도시생략)를 통하여 연료탱크(도시생략)에 접속되어 있음과 동시에, 엔진제어유닛(11)에 전기적으로 접속되어 이 엔진제어유닛(11)으로부터의 신호에 의해 연료분사밸브(106)의 밸브개방시간 및 밸브개방시기가 제어된다.
엔진(1)의 실린더블록에는 냉각수온센서(110)가 장착되어 있다. 냉각수온센서(110)는 서미스터 등으로 이루어지고, 엔진의 냉각수온을 검출하여 대응하는 온도신호를 출력하여 엔진제어유닛(11)에 공급한다.
엔진회전수센서(111)는 엔진(1)의 도시하지 않는 캠축주위 또는 크랭크축 주위에 장치되고, 엔진(1)의 크랭크축의 180도 회전마다 소정의 크랭크 각도위치에서 TDC 신호 펄스를 출력하고, 엔진제어유닛(11)에 공급된다.
엔진(1)의 각 기통의 점화플러그(113)는 엔진제어유닛(11)에 접속되어 있고, 엔진제어유닛(11)에 의해 점화시기가 제어된다.
흡기밸브(122)는 엔진(1)의 연소실(도시생략)에서 개구하는 흡기포트(도시생략)에 설치되고, 흡기밸브(122)에는 흡기밸브(122)를 개방상태 또는 폐쇄상태로 유지할 수가 있고, 더욱더 흡기밸브의 리프트량 또는 밸브개방시간을 제어가능한 흡기밸브 액츄에이터(125)가 연결되어 있다. 흡기밸브(122)는 도시하지 않는 캠축의 회전운동을 통하여 기계적으로 구동되는 것외에, 흡기밸브 액츄에이터(125)에 의해 엔진(1)의 회전과 비동기로 전자 구동되도록 구성되어 있다. 흡기밸브 액츄에이터(125)는 엔진제어유닛(11)에 의해 그 작동이 제어된다.
또, 엔진(1)의 연소실에서 개구하는 배기포트(도시생략)에는 배기밸브(123)가 설치되고, 배기밸브(123)에는, 배기밸브(123)를 개방상태 또는 폐쇄상태로 유지할 수가 있고, 더욱더 배기밸브(123)의 리프트량 또는 밸브개방시간을 제어가능한 배기밸브 액츄에이터(126)가 연결되어 있다. 배기밸브(123)는 도시하지 않는 캠축의 회전운동을 통하여 기계적으로 구동되는 것외에, 배기밸브 액츄에이터(126)에 의해 엔진(1)의 회전과 비동기로 전자 구동되도록 구성되어 있다. 배기밸브 액츄에이터(126)는 엔진제어유닛(11)에 의해 그 작동이 제어된다.
엔진(1)의 배기관(114)의 도중에는 배기가스중의 HC, CO, NOx등을 정화하는 3원 촉매(115)가 장착되어 있고, 또 그 상류측에는 공연비 센서(117)가 장착되어 있다. 공연비센서(117)는 배기가스중의 산소농도에 대략 비례하는 전기신호를 출력하고 엔진제어유닛(11)에 공급한다. 공연비센서(117)에 의해 엔진(1)에 공급되는 혼합기의 공연비를 이론 공연비로부터 린측에서 리치측까지의 광범위에 걸쳐서 검출할 수가 있다.
3원 촉매(115)에는 그 온도를 검출하는 촉매온도센서(118)가 설치되어 있고, 그 검출신호가 엔진제어유닛(11)에 공급된다. 또, 이 차량의 차속(Vcar)을 검출하는 차속센서(119) 및 액셀페달의 디딤량(이하「액셀 개도」)(θap)을 검출하는 액셀개도센서(120)가 엔진제어유닛(11)에 접속되어 있고, 이들 센서의 검출신호가 엔진제어유닛(11)에 공급된다. 또한, 112는 크랭크축의 소정회전각도 펄스를 발신하는 센서로, 연료분사를 행하는 실린더를 식별하는데 이용한다.
엔진제어유닛(11)은 각종 센서로부터의 입력신호파형을 정형하고, 전압레벨을 소정 레벨로 수정하고, 아날로그 신호치를 디지털 신호치로 변환하는 등의 기능을 갖는 입력회로, 중앙연산처리회로(이하,「CPU」), CPU로 실행되는 각종연산 프로그램 및 연산결과등을 기억하는 기억수단, 연료분사밸브(106), 점화플러그(113)에 구동신호를 공급하는 출력회로등으로 구성된다. 다른 각 제어유닛의 기본적인 구성도 엔진제어유닛(11)과 동일 형태의 구성을 갖는다.
도 3은 전동모터(3), 파워 드라이브유닛(13), 울트라 커패시터(14), 전동모터 제어유닛(12) 및 에너지 배분제어유닛(15)의 접속상태를 도시하는 도면이다.
전동모터(3)에는 그 회전수를 검출하기 위한 전동모터 회전수센서(202)가 설치되고, 그 검출신호가 전동모터 제어유닛(12)에 공급된다. 파워 드라이브유닛(13)과 전동모터(3)를 접속하는 접속선에는 전동모터(3)에 공급하는 또는 전동모터(3)로부터 출력되는 전압 및 전류를 검출하는 전류전압센서(201)가 설치되어 있고, 또 파워 드라이브유닛(13)에는 그 온도, 구체적으로는 전동모터(3)의 구동제어회로의 보호저항의 온도를 검출하는 온도센서(203)가 설치되어 있다. 이들 센서(201, 203)의 검출신호가 전동모터 제어유닛(12)에 공급된다.
울트라 커패시터(14)와 파워드라이브 유닛(13)을 접속하는 접속선에는 울트라 커패시터(14)의 출력단자간의 전압, 및 울트라 커패시터(14)로부터 출력되는 또는 울트라 커패시터(14)로 공급되는 전류를 검출하는 전압전류센서(204)가 설치되어 있고, 그 검출신호가 에너지 배분제어유닛(15)에 공급된다.
도 4는 변속기구(4)와 변속제어유닛(16)의 접속상태를 도시하는 도면이다. 변속기구(4)에는 기어위치를 검출하는 기어위치센서(301)가 설치되어 있고, 그 검출신호가 변속제어유닛(16)에 공급된다. 본 실시예에 있어서는 변속기구(4)가 자동변속기이기 때문에 변속 액츄에이터(302)가 설치되고 변속제어유닛(16)에 의해그 작동이 제어된다.
도 5 및 도 6은 요구구동력, 즉 운전자가 차량에 요구하는 구동력에 의거하여 전동모터(3)가 부담하는 전동모터출력을 산출하고, 요구구동력을 전동모터(3)와 엔진(1)에 어떻게 배분하는가를 결정하는 구동력 배분처리의 수순을 도시하는 흐름도이고, 본처리는 에너지 배분제어유닛(15)에 의해 소정시간마다 실행된다.
도 5에 있어서, 우선 스텝 S1에서는 울트라 커패시터(14)의 잔용량을 다음 방법에 의해 검출한다.
즉, 상기 전류전압센서(204)에 의해 검출된 커패시터 출력전류 및 입력전류(충전전류)를 소정시간마다 적산하여 방전량 적산치(CAPdis)(양의 값) 및 충전량 적산치(CAPchg)(음의 값)를 산출하고, 커패시터 잔용량(CAPrem)을 다음식(1)에 의해 산출한다.
CAPrem = CAPful - (CAPdis + CAPchg) … (1)
다만, CAPful은 울트라 커패시터(14)가 풀차아지(만충전) 상태일때의 방전가능량이다.
그리고, 이 산출된 커패시터 잔용량(CAPrem)에 온도등에 의해 변화하는 울트라 커패시터(14)의 내부저항에 응한 보정을 실시하여 최종적인 울트라 커패시터(14)의 잔용량을 검출한다. 더욱이 상기의 검출방법 대신 울트라 커패시터(14)의 개방단전압을 검출하여 잔용량을 추정하여도 좋다.
다음에 스텝 S2에서는 검출된 잔용량에 응하여 전동모터(3)의 출력, 즉 요구구동력(POWERcom)중 전동모터(3)가 부담하여야할 구동력(목표구동력에 대한 비율로표현하기 때문에 이하「배분율」)(PRATIO)을 출력배분율 설정테이블을 검색하여 결정한다.
도 7은 출력배분율 설정테이블의 일예를 도시하는 도면이고, 가로축이 울트라 커패시터(14)의 잔용량을 도시하고, 세로축이 배분율(PRATIO)을 도시하고 있다. 이 출력배분율 설정테이블에는 이의 울트라 커패시터(14)에서 충방전 효율이 가장 좋은 잔용량에 대한 배분율이 설정되어 있다.
계속되는 스텝 S3에서는 상기 액셀개도센서(120)에 의해 검출된 액셀개도(θap)에 응하여 도 8에 도시하는 액셀스로틀 특성의 설정테이블을 검색하고, 스로틀 액츄에이터(105)에 대한 지령치(이하,「스로틀 밸브 개도 지령치」)(θthCOM)를 결정한다.
도 8에 도시하는 엑셀-스로틀 특성의 설정테이블은 액셀 개도(θap)와 스로틀 밸브개도 지령치(θthCOM)를 동일한 값으로 설정하고 있지만, 이를 한정할 필요는 없다.
그리고, 스텝 S4에서는 이 결정된 스로틀 밸브 개도 지령치(θthCOM)에 응하여 도 9에 도시하는 스로틀 밸브개도에 응하여 전동모터 출력배분의 설정테이블을 검색하고, 배분율(PRATIOth)을 결정한다.
스로틀 밸브개도-전동모터 출력배분의 설정테이블은, 도 9에 도시하는 바와같이 스로틀밸브 개도지령치(θthCOM)가 50도 이상일때에 전동모터(3)의 출력을 증가하도록 설정되어 있다.
더욱이, 본 실시예에서는 스로틀 밸브개도 지령치(θthCOM)에 응하여배분율(PRATIOth)을 결정하도록 하였지만, 이를 한정하는 것이 아니고, 차속(Vcar) 또는 엔진회전수(NE) 등중 어느하나 또는 복수의 파라미터에 의거하여 상기 배분율(PRATIOth)을 결정하도록 하더라도 좋다.
계속되는 스텝 S5에서는 스로틀 밸브개도 지령치(θthCOM) 및 엔진회전수(NE)에 의거하여 도 10에 도시하는 요구 구동맵을 검색하고, 요구 구동력(POWERcom)을 산출한다.
요구 구동력맵은 운전자가 요구하는 요구 구동력(POWERcom)을 결정하기 위한 맵이고, 이 맵에서는 스로틀 밸브 개도 지령치(θthCOM) 또는 액셀개도(θap) 및 엔진회전수(NE)에 응하여 요구 구동력(POWERcom)이 설정되어 있다.
더욱더, 스텝 S6에서는 이 요구 구동력(POWERcom)을 발생하기 위한 스로틀 밸브 개도의 보정항(θthADD)(θthADD = θthCOM - θthi (전회의 스로틀 개도치))을 산출한다. 스텝 S7에서는 차속센서(119)에 의해 검출된 차속(Vcar), 및 엔진의 여유출력(POWERex)에 응하여 도 11에 도시하는 주행상태량 맵을 검색하여 차량의 주행상태량(VSTATUS)을 결정한다. 주행상태량(VSTATUS)은 차속(Vcar)이 클수록 또 여유출력(POWERex)이 클수록 보다 큰 값을 취하도록 설정되어 있다.
여기서, 엔진의 여유출력 POWERex는 다음식(2)에 의해 산출된다.
POWERex = POWERcom - RUNRST … (2)
다만, RUNRST 는 이 차량의 주행저항이고, 차량 감속시에는 엔진(1)의 펌프손실에 의한 감속토크, 회생저항에 의한 회생토크 및 차륜의 구름저항이나 차량의 공기저항 등에 의한 제동토크의 총합이다. 주행저항(RUNRST)은 도 12에도시하는RUNRST 테이블로부터 검색된다. RUNRST 테이블은 차속(Vcar)이 클수록 주행저항(RUNRST)이 보다 큰 값을 취하도록 설정되어 있고, EGR 제어밸브(121)가 완전개방상태로 설정되어 있다.
이와같이 차속(Vcar) 및 여유출력(POWERex)에 의해 결정되는 주행상태량(VSTATUS)이란, 여유출력(POWERex)에 대한 전동모터(3)의 어시스트 배분비율을 말하고, 예를 들면 0에서 200까지의 정수치(단위는 %)로 설정된다. 그리고, 주행상태량(VSTATUS)이「0」일 때, 어시스트하지 않아야할 상태(감속상태 또는 일부의 순항상태등)이고, 주행상태량(VSTATUS)이「0」보다 클때에는 어시스트하여야할 상태(어시스트 상태)이다.
계속되는 스텝 S8에서는 주행상태량(VSTATUS)이 「0」보다 큰가의 여부를 판별하고, VSTATUS > 0일 때, 즉 어시스트 상태일때에는 어시스트 모드로서, 도 6의 스텝 S9으로 진행하는 한편, VSTATUS = 0일 때, 즉 감속상태 또는 순항상태일때에는 회생모드(감속회생모드 또는 크로즈 충전모드)로서 도 6의 스텝 S12로 진행한다.
스텝 S9에서는 다음식(3)에 의해 전동모터 출력(POWERmot)을 산출한다.
POWERmot = POWERcom × PRATIO × PRATIOth × VSTATUS …(3)
계속되는 스텝 S10에서는 전동모터출력(POWERmot)을 목표로 시정수를 갖고 전동모터 토크지령치(TRQcom)로 변환한다.
도 13은 전동모터출력(POWERmot)과 변환된 전동모터 토크지령치(TRQcom)와의 관계를 도시하는 도면이고, 도면중 실선은 전동모터출력(POWERmot)의 시간추이의일례를 도시하고, 쇄선은 그 전동모터 토크지령치(TRQcom)의 시간추이를 가리키고 있다.
동일 도면으로부터 알 수 있는 바와같이, 전동모터토크 지령치(TRQcom)는 전동모터출력(POWERmot)을 목표로 시정수를 갖고, 즉 시간지연을 갖고 서서히 근접하도록 제어되어 있다. 이는 전동모터토크 지령치(TRQcom)를 전동모터(3)가 전동모터출력(POWERmot)을 곧 출력하도록 설정하면 엔진출력의 상승지연에 의해 이 출력을 받아들일 준비가 되지않고, 운전용이도의 악화를 초래한다. 따라서 이 준비가 될 때까지 기다렸다가 전동모터출력(POWERmot)을 출력하도록 전동모터(3)를 제어할 필요가 있기 때문이다.
계속되는 스텝 S11에서는 이 전동모터 토크지령치(TRQcom)에 응하여 스로틀 밸브 개도의 목표개도(θthO)를 폐쇄방향으로 제어하기 위한 보정량(θthASSIST)을 산출한후에 스텝 S18로 진행한다.
이 보정량(θthASSIST)은 전동모터 토크지령치(TRQcom)로 전동모터(3)의 출력이 늘어난 몫만큼 엔진(1)의 출력을 감소시키기 위한 것이고, 이 보정량(θthASSIST)을 산출하는 것은 다음 이유이다.
즉, 스텝 S3에서 결정된 스로틀 밸브 개도지령치(θthCOM) 및 스로틀 개도의 전회값(θthi)에 의거하여 상기 스텝 S6에서 산출된 보정항(θthADD)의 합에 의해 스로틀 밸브 개도의 목표개도(θthO)를 결정하고, 이 목표개도(θthO)에 의해 상기 스로틀 액츄에이터(105)를 제어한 경우에는 엔진(1)의 출력에 의해서만 요구 구동력(POWERcom)이 발생한다. 따라서 보정량(θthASSIST)에 의한 보정을 하지 않고목표치(θthO)로서 엔진(1)의 출력을 제어하고, 상기 스텝 S10에서 변환된 전동모터 토크지령치(TRQcom)에 의해 전동모터(3)를 제어하였을때에는 엔진(1)의 출력과 전동모터(3)의 출력의 총합이 요구 구동력(POWERcom)을 초과하는 것으로 되고, 운전자가 요구한 구동력 이상의 구동력이 발생한다. 이 때문에 전동모터(3)의 출력분이 상당한 엔진(1)의 출력을 억제하고, 이로서 전동모터(3)의 출력과 엔진(1)의 출력의 총합이 요구 구동력(POWERcom)으로 되도록 보정량(θthASSIST)을 산출하여 스로틀밸브(103)의 목표치(θthO)를 결정하고, 이로서 스로틀밸브(103)를 제어하고 엔진출력을 억제한다(θthO = θthi + θthADD - θthASSIST).
스텝 S12에서는 현재의 회생모드가 감속회생모드인가 여부를 판별한다. 이 판별은 예를들면 액셀개도(θap)의 변화량 Dap( = θapj(금회치) - θapi(전회치))가 음의 소정량(DapD) 보다 작은가 여부를 판별함으로써 행한다. 더욱이, 이 판별은 여유출력(POWERex)에 의거하여 행할수도 있다.
스텝 S12에서 Dap < DapD 일 때, 또는 여유출력 POWERex < 0인가 여부에 의거하여, 감속 회생 모드로 판별하여 전동 모터 출력(POWERmot)을 감속 회생 출력(POWERreg)으로 설정한다(스텝 S13). 여기서 감속회생출력(POWERreg)은 후술하는 감속회생량 결정처리(도 15, 도 16)로 산출된다.
계속되는 스텝 S14에서는 감속회생모드에 있어서 최적의 스로틀 밸브개도의 목표개도(θthO), 즉 후술하는 감속회생량 결정처리(도 15, 도 16)로 산출된 스로틀 밸브 개도의 목표개도(θthO)를 판독하여 설정한후, 스텝(19)으로 진행한다.
한편, 스텝 S12에서 Dap ≥ DapD 일 때, 또는 여유출력(POWERex)이 대략 0이고, 동시에 주행상태량(VSTATUS)이 0인 경우는 순항 충전모드로 판별하여 전동모터 출력(POWERmot)을 순항 충전 출력(POWERcruis)으로 설정한다(스텝 S15). 여기서 순항 충전출력(POWERcruis)은 도시하지 않는 순항 충전처리 루틴으로 산출된 것을 사용한다.
계속되는 스텝 S16에서는 상기 스텝 S10과 동일하게 전동모터출력(POWERmot)을 목표로 시정수를 갖고 전동모터 토크지령치(TRQcom)로 변환, 스텝 S17에서는 이 전동모터 토크지령치(TRQcom)에 응하여 스로틀 밸브 개도의 목표개도(θthO)를 개방방향으로 제어하기 위한 보정량(중량값)(θthSUB)을 산출한후에 스텝 S18으로 진행한다.
여기서 보정량(θthSUB)을 산출하는 것은 상기 보정량(θthASSIST)을 산출한 이유와 반대의 이유이다.
즉, 순항 충전모드일때에는 전동모터출력(POWERmot)으로서는 어시스트모드일때의 전동모터출력(POWERmot)과 역부호의 값이 설정된다. 즉, 순항 충전모드일때의 전동모터 토크지령치(TRQcom)에 의해 전동모터(3)는 요구 구동력(POWERcom)을 감소시키는 방향으로 제어된다. 이 때문에 순항 충전모드일때에 요구 구동력(POWERcom)을 유지하기 위하여는 전동모터 토크지령치(TRQcom)에 의해 감소한 출력분을 엔진(1) 측의 출력에 의해 조달하여야 하기 때문이다.
스텝 S18에서는 다음식(4)에 의해 스로틀 밸브 개도의 목표 개도(θthO)를 산출한다.
θthO = θth + θthADD + θthSUB … (4)
계속되는 스텝 S19에서는 스로틀밸브 개도의 목표개도(θthO)가 소정치(θth REF) 이상인가 여부를 판별하고, θthO < θthREF 일때에는 흡기관내 절대압(Pba)이 소정치(PbaREF) 이하인가 여부를 판별한다(스텝 S20).
스텝 S20에서, NO인 경우, 즉 Pba > PbaREF 일때에는 본 구동력 배분처리를 종료하는 한편, 스텝 S19에서, YES로되고 θthO ≥ θthREF일 때, 또는 스텝 S20에서 YES의 경우, Pba ≤ PbaREF 일때에는 변속기구(4)의 변속비를 저속비(Low) 측으로 변경한(스텝 S21)후에 본 구동력 배출처리를 종료한다.
스텝 21에 처리가 이행하는 상태는 울트라 커패시터(14)의 잔용량이 감소하여 전동모터 출력(POWERmot)이 감소하고, 그 감소분을 엔진(1) 측에 조달할 필요가 있지만, 엔진(1) 측에서는 그 이상 출력을 올릴수 없는 상태이다. 이와같은 때에는 변속기구(4)의 변속비를 저속비측으로 변경하여 상기 구동측(2)에 발생하는 토크를 일정(스텝 S21로 이행하는 직전과 같은 토크)하게 유지함으로써, 운전 용이도의 악화를 방지하고 있다.
다음에 엔진제어유닛(11)이 실행하는 엔진제어에 대하여 설명한다.
도 14는 엔진제어처리의 전체구성을 도시하는 흐름도이고, 본처리는 엔진제어유닛(11)에 의해 예를들면 소정시간마다 실행된다.
우선 엔진회전수(NE), 흡기관내 절대압(PBA) 등의 각종 엔진 운전파라미터를 검출하고(스텝 S131), 뒤이어 운전상태 판별처리(스텝 S132), 연료 제어처리(스텝 S133) 및 점화시기 제어처리(스텝 S134)를 순차 실행한다.
즉, 연료제어처리에 의해 상기 판독한 또는 상기 산출한 스로틀 밸브 개도의목표개도(θthO)에 응하여 엔진(1)에 공급하는 연료량을 산출한다.
도 15 및 도 16은 본발명의 제1 실시예에 있어서 감속회생량 결정처리의 흐름도를 도시하는 도면이고, 본처리는 전동모터 제어유닛(12)에 의해 소정시간마다 실행된다.
우선, 후술하는 연료컷 조건이 성립하고 있는가 여부를 판별하고(스텝 S1501), 그 판별의 결과 연료컷 조건이 성립하고 있을때는 연료컷으로부터의 강제 복귀조건이 성립하고 있는가 여부를 판별하고(스텝 S1502), 그 판별결과, 연료컷으로부터의 강제복귀 조건이 성립하고 있지 않을때에는 연료컷으로부터의 복귀조건이 성립하고 있는가 여부를 판별한다(스텝 S1503).
여기서, 이들의 조건은 상술한 도 14의 운전상태 판별처리(스텝 S132)에서 액셀개도(θap)의 변화량(Dap)에 의해 판별된다. 예를들면 Dap < DapD (음의 소정량)일 때 연료컷 조건이 성립하고, Dap > DapH (DapD 보다 큰 양의 소정량)일 때 연료컷으로 부터의 강제 복귀조건이 성립하고, Dap ≥ DapD일 때 연료컷으로 부터의 복귀조건이 성립하였다고 판별된다.
상기 스텝 S1503의 판별결과, 연료컷으로부터의 복귀조건이 성립하고 있지 않을때에는 주행저항(RUNRST)을 상술한 도 12에 도시하는 RUNRST 테이블에 의해 검색하고(스텝 S1504), 소망 주행저항(RUNRSTcom)을 RUNRSTcom 테이블에 의해 검색한다(스텝 S1505). 여기서 소망주행저항(RUNRSTcom)은 차량에 적당한 음의 가속도를 부여하기 위한 제동토크이다. RUNRSTcom 테이블은, 도 17에 도시하는 바와 같이 차속(Vcar) 또는 구동축 회전수가 클수록 소망 주행저항(RUNRSTcom)이 보다 큰 값을 취하도록 설정되어 있다.
뒤이어 감속회생량(REGdec)을 다음식(5)에 의해 산출한다(스텝 S1506).
REGdec = RUNRSTcom - RUNRST… (5)
뒤이어, 제1 허용회생량(REGperm1)을 REGperm1 테이블에 의해 검색한다(스텝 S1507). REGperm1 테이블은 도 18에 도시하는 바와 같이 제1 허용회생량(REGperm1)은 울트라 커패시터(14)의 잔용량(CAPrem)이 소정치 이하인 경우는 일정하고, 잔용량(CAPrem)이 소정치 이상인 경우는 잔용량(CAPrem)이 클수록 작은 값을 취하도록 설정되어 있다.
뒤이어, 제2 허용회생량(REGperm2)을 REGperm2 테이블에 의해 검색한다(스텝 S1508). REGperm2 테이블은 도 19에 도시하는 바와 같이 제2 허용회생량(REGperm2)은 파워 드라이브 유닛(13)의 회로온도(보호저항온도)(TD)가 소정치 이하인 경우는 일정하고, 보호저항온도(TD)가 소정치 이상인 경우는 보호저항온도 TD가 클수록 작은 값을 취하도록 설정되어 있다.
뒤이어, 제1 허용회생량(REGperm1)이 제2 허용회생량(REGperm2) 이상인가 여부를 판별하고(스텝 S1509). 그 판별결과, REGperm1 < REGperm2 일때에는 허용회생량(REGperm)을 REGperm1로 설정하여(스텝 S1510), 도 16의 스텝 S2212로 진행하는 한편, REGperm1 ≥ REGperm2 일때에는 허용회생량(REGperm)을 REGperm2로 설정하여(스텝 S1511), 도 16의 스텝 S2212로 진행한다.
더욱이, 제1, 제2 허용회생량(REGperm1, REGperm2)을 테이블로 검색하는 대신 울트라 커패시터(14)의 잔용량(CAPrem) 또는 전동모터의 구동제어회로 온도(TD)의 어느것인가가 소정의 임계치를 초과하였을 때 허용회생량(REGperm)을 일률적으로「0」으로 설정하도록 하여도 좋다.
뒤이어, 도 16의 스텝 S2212에서는 허용회생량(REGperm)이 감속회생량(REGdec) 이상인가 여부를 판별하고, 그 판별결과, REGperm ≥ REGdec일 때, 스로틀밸브(103)의 목표개도(θthO)를「0」으로 설정함과 동시에(스텝 S2213), 본 실시예에 있어서, 펌프 손실제어수단인 EGR제어밸브(121)의 완전개방지령을 출력한다(스텝 S2214). 이로서, 엔진(1)의 펌프손실을 저감할 수가 있다.
즉, 도 20에 도시하는 바와같이, EGR 제어밸브(121)를 완전개방상태로 함으로써, 흡기계의 감압도가 저감하고, 더욱더 고온의 환류가스가 흡입관측으로 혼입하므로, 엔진(1)의 펌프손실을 저감함과 동시에 3원 촉매(115)의 온도저하를 방지할 수가 있다.
도 16으로 되돌아가서 뒤이어 감속회생출력(POWERreg)을 감속회생량(REGdec)에 설정하여(스텝 S2215), 다운카운트 타이머(tmF/C)에 소정시간(TmF/C)을 세트하여 스타트시켜(스텝 S2221), 본처리를 종료한다. 소정시간(TmF/C)은 EGR제어밸브(121)의 통상제어를 개시한후 배기가스의 환류율이 정상으로 되는데 충분한 시간으로 설정된다.
한편, 상기 스텝 S2212의 판별결과, REGperm < REGdec 일 때, 스로틀밸브(103)의 목표개도(θthO)를「0」(거의 완전 폐쇄)로 설정하고(스텝 S2216), 회생제한량(REGlim)을 다음 식(6)에 의해 산출한다(스텝 S2217).
REGlim = REGdec - REGperm … (6)
뒤이어, 감속저항(감속도)의 보정치에서 EGR 제어밸브(121)의 목표밸브개도 (θEGRO)를 산출한다(스텝 S2218). 이 목표밸브개도(θEGRO)는 맵에 의거하여 산출되고, θEGRO맵은 회생제한량(REGlim) 및 차속(Vcar)을 파라미터로서 설정되어 있고, 회생제한량(REGlim)이 크고, 또 차속(Vcar)이 클수록 목표밸브 개도(θEGRO)가 보다 작은 값을 취하도록 설정되어 있다. 뒤이어, EGR 제어밸브(121)를 목표밸브개도(θEGRO)로 제어하기 위한 지령을 출력함으로써, 감속저항의 보정처리를 행한다(스텝 S2219). 이로서, 회생의 제한시는 엔진(1)의 펌프손실이 적당히 증가하여 제동토크가 변동하는 일이 없이 감속시의 위화감이 해소된다.
뒤이어 감속회생출력(POWERreg)을 감속회생량(REGdec)에 설정하여(스텝 S2220), 상기 스텝 S2221를 실행하여 본처리를 종료한다.
한편, 도 15의 상기 스텝 S1501에서, 연료컷 조건이 성립하여 있지않을 때 또는 상기 스텝 S1502에서 연료컷으로부터의 강제복귀 조건이 성립하고 있을때에는 EGR제어밸브(121)의 통상 제어를 실행하고(스텝 S2224), 연료컷으로부터의 복귀처리를 실행하여(스텝 S2225), 본처리를 종료한다.
또, 상기 스텝(S1503)의 판별결과, 연료컷으로부터 복귀조건이 성립하고 있을때에는 다운 카운터 타이머(tmF/C)가「0」에 도달하였는가 여부를 판별하고(스텝 S2222), 그 판별결과, 다운 카운트 타이머(tmF/C)가 아직도「0」에 도달하여 있지않을때는 EGR제어밸브(121)의 통상제어를 실행하여(스텝 S2223), 본처리를 종료하는 한편, 다운 카운트 타이머(tmF/C)가 「0」에 도달하였을 때, 상기 스텝 S2224로 진행한다.
본 실시예에 의하면, 차량의 감속시에서 회생에 제한이 되지 않을때에는 EGR제어밸브(121)가 개방방향(거의 완전개방)으로 구동된다(스텝 S2214). 따라서 엔진(1)에 환류가스가 원활히 순환하므로, 엔진(1)의 펌프손실을 저감할 수가 있고, 회생효율을 향상할 수가 있다.
더욱더, 동시에 스로틀밸브(103)가 폐쇄방향(거의 완전 폐쇄상태)으로 구동된다(스텝 S2213). 따라서 엔진(1)의 작동에 의해 스로틀밸브(103)로부터 유입하는 차가운 신기체는 약간이고, 고온의 배기가스가 환류하기 때문에 3원촉매(115)의 온도저하를 방지할 수가 있고, 따라서 배기이미션 특성의 악화를 방지할 수가 있다.
한편, 회생이 제한되었을때는 회생이 제한되지 않았을 경우에 비하여, EGR제어밸브(121)가 보다 폐쇄방향으로 구동되고, 게다가 그때의 목표개도(θEGRO)는 회생제한량(REGlim)에 응하여 설정된다(스텝 S2217∼S2219). 따라서 회생토크의 감소에 응하여 펌프손실이 증가하므로, 제동토크가 변동하지 않는다. 따라서 감속도의 변화에 의한 위화감을 저감할수 있는 등, 회생의 제한에 기인하는 운전용이도의 악화를 억제할 수가 있다.
다음에 본발명의 제2 실시예에 대하여 설명한다. 제2 실시예에 있어서는 펌프손실 제어수단으로서 흡기밸브 또는 배기밸브를 사용하는 것으로, 감속회생량 결정처리만이 제1 실시예와 다르다. 따라서, 각 장치 및 제어계의 구성, 기타 각처리에 대하여는 제1 실시예와 동일하다.
도 15 및 도 21는 제2 실시형태에 있어서, 감속회생량 결정처리의 흐름도를도시하는 도면이다. 도 15의 스텝 S1501∼ S1511의 처리는 상술한 바와 같다.
도 21의 스텝 S2512에서는 허용회생량(REGperm)이 감속회생량(REGdec) 이상인가 여부를 판별하고, 그 판별결과, REGperm ≥ REGdec 일때에는 스로틀밸브(103)의 목표개도(θthO)를「0」(거의 완전 폐쇄)로 설정함과 동시에(스텝 S2513), 흡기밸브(122)의 완전개방지령을 출력한다(스텝 S2514). 이로서, 도 22에 도시하는 바와같이, 흡기밸브(122)가 개방상태로 유지되므로, 펌프손실은 완전히 저감하고, 더욱더 배기계의 신기체의 유입이 억제되고 3원촉매가 과냉으로 되는 일은 없다.
도 21로 되돌아가서 뒤이어 감속회생출력(POWERreg)을 감속회생량(REGdec)에 설정하여(스텝 S2515), 다운카운트 타이머(tmF/C)에 소정시간(TmF/C)을 세트하여 스타트시켜(스텝 S2521), 본처리를 종료한다. 소정시간(TmF/C)은 흡기밸브(122)의 통상제어를 개시한후 적당한 신기류량이 확보되는데 충분한 시간으로 설정된다.
한편 상기 스텝 S2512의 판별결과, REGperm < REGdec 일때에는 스로틀밸브(103)의 목표개도(θthO)를「0」(거의 완전 폐쇄)으로 설정하고(스텝 S2516), 회생제한량(REGlim)을 상기 식(6)에 의해 산출한다(스텝 S2517).
뒤이어 감속저항(감속도)의 보정치로서 흡기밸브(122)의 목표리프트량 (LIFTin) 및 밸브개방시간(Tin)을 산출한다(스텝 S2518). 이 목표리프트량 및 밸브개방시간은 맵에 의거하여 산출된다. 맵은 회생제한량(REGlim) 및 차속(Vcar)을 파라미터로서 설정되어 있고, 예를들면 거의 대부분의 영역에서는 회생제한량(REGlim)이 작고, 또 차속(Vcar)이 클수록 목표리프트량(LIFTin) 및 밸브개방시간(Tin)이 보다 큰 값을 각각 취하도록 설정되어 있다.
뒤이어 흡기밸브(122)를 목표리프트량(LIFTin) 또는 밸브개방시간(Tin)으로 제어하기 위한 지령을 출력함으로써 감속저항의 보정처리를 행한다(스텝 S2519). 이로서 회생이 제한된 경우에 있어서도 회생토크의 감소에 응하여 펌프손실이 증가함으로 감속시의 제동토크는 변동하는 일없이 운전용이도의 악화가 방지된다.
뒤이어, 감속회생출력(POWERreg)을 감속회생량(REGdec)에 설정하여(스텝 S2520), 상기 스텝 S2521을 실행하여 본처리를 종료한다.
더욱이, 상술한 스텝 S2514에 있어서, 배기밸브(123)의 완전개방지령을 출력하도록 하더라도 꼭같은 효과가 얻어진다. 이 경우, 스텝 S2518에서는 배기밸브(123)의 목표리프트량(LIFTex) 또는 밸브개방시간(Tex)이 맵으로부터 검색되어, 이 목표리프트량(LIFTex) 또는 밸브개방시간(Tex)에 배기밸브(123)를 제어함으로써 감속저항의 보정처리를 행한다.
한편, 도 15의 상기 스텝 S1501에서 연료컷 조건이 성립하지 않을 때, 또는 상기 스텝 S1502에서 연료컷으로부터의 강제 복귀 조건이 성립할 때에는 흡기밸브(122)의 통상제어를 실행하고(스텝 S2524), 연료컷으로부터 복귀처리를 실행하여(스텝 S2525), 본처리를 종료한다.
또, 상기 스텝 S1503 의 판별결과, 연료컷으로부터의 복귀조건이 성립할때에는 다운 카운터 타이머(tmF/C)가「0」에 도달하였는가 여부를 판별하고(스텝 S2522), 그 판별결과, 다운카운트 타이머(tmF/C)가 아직 「0」에 도달하고 있지않을 때 흡기밸브(122)의 통상제어를 실행하고(스텝 S2523), 본처리를 종료하는 한편, 다운카운트 타이머(tmF/C)가「0」에 도달하였을때에는 상기 스텝 S2524으로 진행한다.
본 제2 실시예에 의하면 차량의 감속시에 있어서, 회생에 제한이 되지 않을때는 흡기밸브(122) 또는 배기밸브(123)가 거의 완전개방상태로 유지된다(스텝 S2514). 따라서, 펌프손실은 저감되지만, 배기계로의 신기체의 유입은 억제된다. 이 때문에 3원촉매(115)의 온도저하를 방지할 수가 있다. 따라서 회생효율향상 및 배기이미션 특성의 악화를 억제하는 효과를 얻는다.
한편, 회생이 제한되었을때는, 회생이 제한되지 않는 경우에 비하여, 흡기밸브(122) 또는 배기밸브(123)가 보다 폐쇄방향으로 구동되어, 게다가 그때의 목표리프트량 및 밸브개방시간은 회생제한량(REGlim)에 응하여 설정된다(스텝 S2517∼S2519). 따라서 회생제한에 의한 회생토크의 감소에 대응하여 펌프손실이 적당히 증가하고, 따라서 제동토크가 변동하는 일없이 운전용이도의 악화가 방지될수 있다.
본발명의 제3 실시예는 제2 실시예와 동일형태로, 펌프 손실제어수단으로서 흡배기밸브를 제어하는 것이지만 제어방법이 다르다.
도 15 및 도 23은 본 실시예에 있어서 감속회생량 결정처리의 흐름도를 도시하는 도면이다. 도 15의 스텝 S1501∼ S1511 의 처리는 상술한 바와같다.
도 23의 스텝 S3112에서는 허용희생량(REGperm)이 감속회생량(REGdec) 이상인가 여부를 판별하고, 판별결과 REGperm ≥ REGdec 일때에는 스로틀 밸브(103)의 목표개도(θthO)를「0」(거의 완전 폐쇄)로 설정함과 동시에(스텝 S3113), 흡기밸브(122) 및 배기밸브(123)의 완전 폐쇄지령을 각각 출력한다(스텝 S3114). 이로서, 도 24에 도시하는 바와같이, 엔진(1)의 펌프손실을 저감하면서 3원 촉매(115)의 새로운 기체 유입을 억제할 수가 있다.
도 23으로 되돌아가서 뒤이어 감속회생출력(POWERreg)을 감속회생량(REGdec)에 설정하여(스텝 S3115), 다운카운트 타이머(tmF/C)에 소정시간(TmF/C)을 세트하여 스타트시켜(스텝 S3121), 본처리를 종료한다. 소정시간(TmF/C)은 흡기밸브(122) 및 배기밸브(123)의 통상제어를 개시한후 적당한 신기체 유량이 확보되는데 충분한 시간으로 설정된다.
한편, 상기 스텝 S3112의 판별결과, REGperm < REGdec 일때는 스로틀밸브(103)의 목표개도(θthO)를 「0」(거의 완전폐쇄)로 설정하고(스텝 S3116), 회생제한량(REGlim)을 상기 식(6)에 의해 산출한다(스텝 S3117).
뒤이어, 감속 저항(감속도)의 보정치로서 흡기 밸브(122)의 목표 리프트량 (LIFTin) 및 밸브개방시간(Tin)과 배기밸브(123)의 목표리프트량(LIFTex) 및 밸브개방시간(Tex)을 산출한다(스텝 S3118). 이들의 목표리프트량(LIFTin, LIFTex) 및 밸브개방시간(Tin, Tex)은 LIFTin·LIFTex 맵에 의거하여 산출된다. 맵은 회생제한량(REGlim) 및 차속(Vcar)을 파라미터로서 설정되어 있고, 예를들면 거의 대부분의 영역에서는 회생제한량(REGlim)이 작고, 또 차속(Vcar)이 클수록 목표리프트량 (LIFTin, LIFTex) 및 밸브개방시간(Tin, Tex) 각각이 보다 큰 값을 취하도록 설정되어 있다. 엔진(1)의 펌프손실은 흡기밸브(122) 및 배기밸브(123)가 완전 폐쇄일 때 최소로 되지만, 흡기밸브(122) 및 배기밸브(123)를 약간 개방한 소정의 밸브개방상태일 때 최대로 된다. 흡기밸브(122) 및 배기밸브(123)를 그 소정의 밸브개방상태보다 밸브개방하면 엔진(1)의 펌프손실은 서서히 감소한다. 따라서, 상기 맵은 이와같은 성질을 고려하여 목표리프트량(LIFTin, LIFTex) 및 밸브개방시간(Tin, Tex)이 설정되어 있다.
뒤이어, 흡기밸브(122)를 목표 리프트량(LIFTin) 및 밸브개방시간(Tin)으로 제어하기 위한 지령, 및 배기밸브(123)를 목표 리프트량(LIFTex) 및 밸브개방시간 (Tex)으로 제어하기 위한 지령을 각각 출력함으로써, 감속저항의 보정처리를 행한다(스텝 S3119). 이로서, 회생의 제한시는 회생토크의 감소에 대응하여 엔진(1)의 펌프손실이 적당히 증가하여 제동토크가 변동하는 일은 없다. 더욱더 감속저항은 목표리프트량(LIFTin, LIFTex) 및 밸브개방시간(Tin, Tex)중 적어도 하나에 의해 보정되도록 할수 있다.
뒤이어, 감속회생출력(PORWEreg)을 감속회생량(REGdec)으로 설정하여(스텝 S3120), 상기 스텝 S3121를 실행하여 본처리를 종료한다.
한편, 도 15의 상기 스텝 S1501에서 연료컷 조건이 성립하지 않을 때, 또는 상기 스텝 S1502에서 연료컷으로부터의 강제 복귀 조건이 성립할때에는 흡기밸브(122) 및 배기밸브(123)의 통상제어를 실행하고(스텝 S3124), 연료컷으로부터의 복귀처리를 실행하여(스텝 S3125), 본처리를 종료한다.
또, 상기 스텝 S1503 의 판별결과, 연료 컷으로부터의 복귀조건이 성립할때에는 다운 카운터 타이머(tmF/C)가「0」에 도달하였는가 여부를 판별하고(스텝 S3122), 그 판별결과, 다운카운트 타이머(tmF/C)가 아직「0」에 도달하고 있지 않을 때 흡기밸브(122) 및 배기밸브(123)의 통상제어를 실행하고(스텝 S3123), 본처리를 종료하는 한편 다운카운트 타이머(tmF/C)가「0」에 도달하였을때에는 상기 스텝 S3124으로 진행한다.
본 실시예에 의하면 차량의 감속시에서, 회생에 제한이 되지 않을때는 흡기밸브(122) 및 배기밸브(123)가 함께 폐쇄방향(거의 완전 폐쇄상태)으로 구동된다(스텝 S3114). 따라서 연소실의 기체출입이 거의 없어지기 때문에, 엔진(1)의 펌프손실을 저감할수 있을 뿐아니라, 3원 촉매(115)에 차가운 새로운 기체등이 유입하지 않기 때문에 3원 촉매(115)의 온도저하를 방지할 수가 있다. 따라서 회생효율향상 및 배기이미션 특성의 악화를 억제하는 효과를 얻는다.
한편, 회생이 제한되었을때는 회생이 제한되지 않는 경우에 비하여, 흡기밸브(122) 또는 배기밸브(123)가 보다 개방방향으로 구동되어, 게다가 그때의 목표리프트량(LIFTin, LIFTex) 및 밸브개방시간(Tin, Tex)은 회생제한량(REGlim)에 응하여 설정된다(스텝 S3117∼S3119). 따라서 회생의 제한에 의해 감소하는 회생토크에 대응하여 펌프손실이 적당히 증가하기 때문에 제동토크는 변동하는 일없이 감속시의 운전용이도의 악화가 방지될수 있다.
본 실시예의 경우, 흡기밸브 액츄에이터(125), 배기밸브 액츄에이터(126)를 작동하여 흡배기밸브를 폐쇄 위치로 구동하는 구성 대신 공지의 밸브휴지기능을 갖는 리프트량 또는 개폐시간의 가변 밸브 구동장치를 사용하는 구성이여도 좋다.
더욱이 상기 실시예에 있어서는 스로틀 액츄에이터에 의해 전기적으로 밸브개도를 제어하는 스로틀 밸브를 사용하였지만, 대신에 액셀페달과 기계적으로 링크한 통상의 스로틀 밸브를 구비한 엔진에 본발명을 적용하여도 좋다. 그 경우에는 회생제한량에 응한 흡입공기량의 제어는 스로틀 밸브를 바이패스하는 통로와 그 통로의 도중에 설치한 제어밸브에 의해 행하도록 하면 된다.
더욱이, 흡배기 밸브를 펌프손실 제어수단으로서 사용하는 실시예에 있어서는 흡기밸브(122), 배기밸브(123)의 리프트량이나 밸브개방시간을 연속적으로 변화시키는 구성으로서 설명하였지만, 감속저항의 보정치가 소정의 임계값을 초과하였을때에만 각 밸브의 리프트량이나 밸브개방시간을 단계적으로 변경하는 구성이라도 좋다.
더욱이, 축전수단으로서 울트라 커패시터(14) 뿐만아니라, 배터리를 사용할수도 있다.

Claims (7)

  1. 차량의 구동축을 구동하는 엔진, 상기 구동축의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 회생기능을 갖는 전동모터, 전동모터의 구동제어회로, 및 축전수단을 구비한 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서,
    상기 엔진의 흡입공기량을 제어하기 위한 흡입공기량 제어수단,
    상기 엔진의 배기측으로부터 흡입측으로의 배기환류를 제어하는 배기환류 제어밸브, 및
    상기 차량의 감속상태에서 상기 전동모터에 의한 회생을 행할 때, 상기 흡입공기량 제어수단을 흡입공기량이 감소하는 방향으로 구동함과 동시에 상기 배기환류제어밸브를 개방방향으로 구동하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 차속에 응하여 감속시의 회생량을 설정하는 회생량 설정수단과, 상기 축전수단의 잔용량에 응하여 회생량을 제한하는 회생제한량을 설정하는 회생제한량 설정수단을 더 구비하고,
    상기 제어수단은, 상기 배기환류 제어밸브를 상기 회생제한량 설정수단의 설정하는 회생제한량에 의거하여 폐쇄방향으로 구동하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  3. 차량의 구동축을 구동하는 엔진, 상기 구동축의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 회생기능을 갖는 전동모터, 전동모터의 구동제어회로, 및 축전수단을 구비한 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서,
    상기 엔진의 흡입공기량을 제어하기위한 흡입공기량 제어수단,
    상기 엔진의 흡기밸브를 구동하는 흡기밸브 구동수단, 및
    상기 차량의 감속상태에서 상기 전동모터에 의한 회생을 행할 때, 상기 흡입공기량 제어수단을 흡입공기량이 감소하는 방향으로 구동함과 동시에 상기 흡기밸브 구동수단을 통하여 상기 흡기밸브를 개방방향으로 구동하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 차속에 응하여 감속시의 회생량을 설정하는 회생량 설정수단과, 상기 축전수단의 잔용량에 응하여 회생량을 제한하는 회생제한량을 설정하는 회생제한량 설정수단을 더 구비하고,
    상기 제어수단은, 상기 흡기밸브 구동수단 또는 상기 배기밸브 구동수단을 상기 회생제한수단의 설정하는 회생제한량에 대응하여 설정된 밸브리프트량 또는 밸브개방시간에 의거하여 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  5. 차량의 구동축을 구동하는 엔진, 상기 구동축의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 회생기능을 갖는 전동모터, 전동모터의 구동제어회로, 및 축전수단을 구비한 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서,
    상기 엔진의 흡입공기량을 제어하기 위한 흡입공기량 제어수단,
    상기 엔진의 배기밸브를 구동하는 배기밸브 구동수단, 및
    상기 차량의 감속상태에서 상기 전동모터에 의한 회생을 행할 때, 상기 흡입 공기량 제어수단을 흡입공기량이 감소하는 방향으로 구동함과 동시에 상기 배기밸브 구동수단을 통하여 상기 배기밸브를 개방방향으로 구동하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  6. 차량의 구동축을 구동하는 엔진과, 상기 구동축의 운동에너지를 전기에너지로 변환하는 회생기능을 갖는 전동모터를 구비한 하이브리드 차량의 제어장치에 있어서,
    상기 엔진의 흡기밸브를 구동하는 흡기밸브 구동수단,
    상기 엔진의 배기밸브를 구동하는 배기밸브 구동수단, 및
    상기 차량의 감속상태에서 상기 전동모터에 의한 회생을 행할 때, 상기 흡기밸브 구동수단 및 상기 배기밸브 구동수단을 통하여 상기 흡기밸브 및 상기 배기밸브를 각각 폐쇄방향으로 구동하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 차속에 응하여 감속시의 회생량을 설정하는 회생량 설정수단과, 상기 축전수단의 잔용량에 응하여 회생량을 제한하는 회생제한량을 설정하는 회생제한량 설정수단을 더 구비하고,
    상기 제어수단은, 상기 흡기 밸브구동수단 또는 상기 배기밸브 구동수단을 상기 회생제한수단의 설정하는 회생제한량에 대응하여 설정된 밸브리프트량 또는 밸브개방시간에 의거하여 제어하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어장치.
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