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JP2005163718A - Controller for hybrid vehicle - Google Patents

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JP2005163718A
JP2005163718A JP2003406115A JP2003406115A JP2005163718A JP 2005163718 A JP2005163718 A JP 2005163718A JP 2003406115 A JP2003406115 A JP 2003406115A JP 2003406115 A JP2003406115 A JP 2003406115A JP 2005163718 A JP2005163718 A JP 2005163718A
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JP
Japan
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engine
output
cylinders
load
clutch
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Pending
Application number
JP2003406115A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinobu Kamata
忍 釜田
Hiroshi Iwano
岩野  浩
Hiroshi Oba
大羽  拓
Michiyuki Haniyu
倫之 羽二生
Kazuhiro Takeda
和宏 竹田
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve energy efficiency when it is required to drive an engine for small demand load when a hybrid vehicle stops in the hybrid vehicle. <P>SOLUTION: This controller for the hybrid vehicle is provided with an operation mode switching means 51 for switching the engine to highly efficient low output/highly efficient operation in a low output zone and normal operation, a generator 13 driven by the engine 3, a driving motor 9 for rotating and driving a driving shaft on one side of the vehicle, a clutch 5 provided in a transmission path of output of the engine 3, a battery 10 charged by the generator 13 and supplying electric power to the driving motor 9 and auxiliary machinery, a driving control means 50 for connecting the clutch 5 under the opertion condition that it is required to transmit engine output to a driving wheel and releasing it in a case other than it, and a cylinder number control means 51 for halting operation of a cylinder in a part of the engine and operating remaining cylinders by low output/highly efficient operation when demand load of the engine is a first predetermined value equivalent to slight load or less when releasing the clutch 5 so that engine output becomes output corresponding to the demand load. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置の改良に関する。   The present invention relates to an improvement of a control device for a hybrid vehicle.

車両が一時的に停車するときなど、エンジンの作動を休止させる、いわゆるアイドルストップを行うハイブリッド車両が、特許文献1により知られている。   A hybrid vehicle that performs so-called idle stop that stops the operation of the engine, such as when the vehicle temporarily stops, is known from Patent Document 1.

このアイドルストップ時に補機に対する電力の供給が必要となる場合は、バッテリから電力を供給している。しかし、このときバッテリの容量が規定値よりも低下すれば、補機が必要とする消費電力が小さくても、エンジンを始動し、低負荷状態で発電機を駆動し、バッテリの充電を行いつつ、補機に電力を供給している。   When it is necessary to supply power to the auxiliary machine during the idle stop, power is supplied from the battery. However, if the battery capacity falls below the specified value at this time, even if the power consumption required by the auxiliary equipment is small, the engine is started, the generator is driven in a low load state, and the battery is being charged. , Supplying power to auxiliary equipment.

なお、ガソリンエンジンにおいて、低負荷運転時に、運転モードを通常のオットーサイクルから、ミラーサイクルに切り換え、熱効率を向上させることが、特許文献2に開示されている。
特開平11−332011号公報 特開平9−166030号公報
Note that Patent Document 2 discloses that in a gasoline engine, during low-load operation, the operation mode is switched from a normal Otto cycle to a mirror cycle to improve thermal efficiency.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-332011 JP-A-9-166030

しかし、上記ハイブリッド車両の場合、エンジンは、小さな補機電気負荷に対応した出力で駆動されるため、エンジンの燃費効率が良くなく、仮に余剰電力を蓄電するにしても、ハイブリッド車両として、システム全体のエネルギ効率は低下してしまう。   However, in the case of the hybrid vehicle, since the engine is driven with an output corresponding to a small auxiliary electric load, the fuel efficiency of the engine is not good, and even if the surplus power is stored, the entire system as a hybrid vehicle The energy efficiency of this will decrease.

本発明は、このような問題を解決するために提案されたもので、ハイブリッド車両において、車両停車時などにおける小さな要求負荷に対してエンジンを駆動する必要のあるときのエネルギ効率を向上させることを目的とする。   The present invention has been proposed to solve such problems, and in a hybrid vehicle, it is intended to improve energy efficiency when it is necessary to drive an engine against a small required load when the vehicle is stopped. Objective.

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、複数の気筒を有するエンジンと、前記エンジンの運転モードを低出力域で高効率な低出力・高効率運転と、通常運転とに切換可能な運転モード切換手段と、前記エンジンにより駆動される発電機と、車両の一方の駆動軸を回転駆動する駆動モータと、前記エンジンの出力を前記車両の他方の駆動軸または前記駆動モータに伝達する経路に介装されたクラッチと、前記発電機により充電されるとともに、前記駆動モータ、並びに車両の補機に電力を供給する蓄電装置とを備える。そして、前記エンジン出力を駆動輪に伝達する必要のある運転条件で前記クラッチを接続し、それ以外では解放するとともに、前記クラッチの解放時にエンジンの要求負荷が軽微な負荷に相当する第1の所定値以下であれば、前記エンジン出力が要求負荷に応じた出力となるように、エンジンの一部の気筒の作動を休止させるとともに、残りの気筒を低出力・高効率運転で稼働させる気筒数制御運転を行う。   A control apparatus for a hybrid vehicle according to the present invention includes an engine having a plurality of cylinders, and an operation mode switching means capable of switching an operation mode of the engine to a low output / high efficiency operation with high efficiency in a low output range and a normal operation. A generator driven by the engine, a drive motor that rotationally drives one drive shaft of the vehicle, and a path that transmits the output of the engine to the other drive shaft of the vehicle or the drive motor. And a power storage device that is charged by the generator and supplies electric power to the drive motor and vehicle auxiliary equipment. Then, the clutch is connected under an operating condition in which the engine output needs to be transmitted to the drive wheels, and the clutch is disengaged in other cases, and the required load of the engine when the clutch is disengaged corresponds to a light load. If it is less than the value, the number of cylinders is controlled so that the operation of some cylinders of the engine is stopped and the remaining cylinders are operated at a low output and high efficiency operation so that the engine output becomes an output corresponding to the required load. Do the driving.

したがって、本発明では、クラッチを解放して車両を停車させたときなど、例えば、補機などに対する電力供給のためにエンジンを駆動する必要のあるときは、一部の気筒のみで運転を行い、かつこのとき稼働する気筒では、通常の運転とは異なり、出力は低いが高効率となる運転に切り換えることで、蓄電装置に負担を強いることなく、極低負荷での高効率運転が可能となり、システム全体のエネルギ効率を高めることができる。   Therefore, in the present invention, when the vehicle is stopped with the clutch released, for example, when it is necessary to drive the engine to supply power to an auxiliary machine, the operation is performed with only some of the cylinders. And in a cylinder that operates at this time, unlike normal operation, switching to operation with low output but high efficiency enables high efficiency operation with extremely low load without imposing a burden on the power storage device, The energy efficiency of the entire system can be increased.

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1、図2は、本発明を適用するハイブリッド車両の駆動システムを示すもので、図1は前後輪駆動タイプ、図2は前輪駆動タイプである。   1 and 2 show a hybrid vehicle drive system to which the present invention is applied. FIG. 1 shows a front-wheel drive type, and FIG. 2 shows a front-wheel drive type.

図1において、1は車両の前輪、2は後輪である。3は車両の駆動源となって車両を走行させたり、発電のために後述する発電機13を駆動するエンジンである。4は有段もしくは無段の変速機であって、エンジン3と変速機4との間には動力の伝達を選択的に遮断するクラッチ5が介装される。変速機4の出力側はデフギヤ7を介して前輪1側の車軸と連結する。したがって、クラッチ5を接続することにより、エンジン1の出力が変速機4を介して前輪1に伝達され、前輪1が駆動される。   In FIG. 1, 1 is a front wheel of the vehicle, and 2 is a rear wheel. Reference numeral 3 denotes an engine that drives the vehicle as a driving source of the vehicle or drives a generator 13 to be described later for power generation. 4 is a stepped or continuously variable transmission, and a clutch 5 for selectively interrupting transmission of power is interposed between the engine 3 and the transmission 4. The output side of the transmission 4 is connected to an axle on the front wheel 1 side via a differential gear 7. Therefore, by connecting the clutch 5, the output of the engine 1 is transmitted to the front wheels 1 via the transmission 4, and the front wheels 1 are driven.

後輪2側の車軸にはデフギヤ8を介して駆動モータ9の出力が伝達される。駆動モータ9は後述するように、バッテリ10からの電力の供給を受けて、後輪2を駆動する。   The output of the drive motor 9 is transmitted to the axle on the rear wheel 2 side via the differential gear 8. As will be described later, the drive motor 9 receives power supplied from the battery 10 and drives the rear wheel 2.

前記エンジン3の出力は、電磁クラッチ11を介して補機12と、発電機13にも伝達される。電磁クラッチ11はオフのときにエンジン3からの動力伝達を遮断する。   The output of the engine 3 is also transmitted to the auxiliary machine 12 and the generator 13 via the electromagnetic clutch 11. When the electromagnetic clutch 11 is off, power transmission from the engine 3 is cut off.

これに対して、図2では、変速機4に駆動モータ9が直列に接続され、駆動モータ9の出力側にデフギヤ7を介して前輪1の車軸が連結され、エンジン3と駆動モータ9の出力が共に前輪1に伝達される。   In contrast, in FIG. 2, a drive motor 9 is connected in series to the transmission 4, and the axle of the front wheel 1 is connected to the output side of the drive motor 9 via the differential gear 7, and the outputs of the engine 3 and the drive motor 9 are connected. Are transmitted to the front wheel 1 together.

ただし、後輪2については、エンジン3、駆動モータ9の出力は伝達されず、従ってこの場合には、車両は前輪駆動タイプとなる。   However, the outputs of the engine 3 and the drive motor 9 are not transmitted to the rear wheels 2, and in this case, the vehicle is a front wheel drive type.

本発明はこれら図1、図2のいずれのタイプのハイブリッド駆動システムについても適用することができる。   The present invention can be applied to any of these types of hybrid drive systems shown in FIGS.

図3は、エンジン3の構成を示すもので、一例として、#1気筒〜#4気筒の直列4気筒エンジンが示されている。ただし、4気筒エンジンに限られるものではなく、他の多気筒エンジン、例えば、2気筒、6気筒、8気筒などを含めて様々なタイプのエンジンついて適用できる。   FIG. 3 shows the configuration of the engine 3. As an example, an in-line four-cylinder engine of # 1 cylinder to # 4 cylinder is shown. However, the present invention is not limited to a four-cylinder engine, and can be applied to other multi-cylinder engines, for example, various types of engines including two-cylinder, six-cylinder, and eight-cylinder.

このエンジン3は、通常の運転と低出力・高効率運転とに運転モードの切換が可能なエンジンであり、具体的には、予混合圧縮自己着火(以下、HCCIともいう)と、予混合火花点火(以下、SIともいう)とに燃焼状態を切り換え可能なエンジンである。   The engine 3 is an engine capable of switching the operation mode between normal operation and low-power / high-efficiency operation. Specifically, the premixed compression self-ignition (hereinafter also referred to as HCCI), premixed spark, and the like. It is an engine capable of switching the combustion state between ignition (hereinafter also referred to as SI).

図9に本発明に適用するエンジン3の熱効率−出力比特性を示す。図中の出力比約10〜25%の領域においてHCCI燃焼を行っており、他の部分ではSI燃焼を行っている。すなわち曲線中の凸部がHCCI燃焼に相当し、HCCI燃焼を行わないでSI燃焼のみを行った場合は凸部を有さない滑らかな曲線となる。
ここでHCCI燃焼については周知技術であるので詳細な説明を省略するが、HCCI燃焼ではエンジンの筒内圧力を利用して自己着火を行っているので、1点から燃焼を開始する火花着火燃焼に比べて複数箇所で燃焼が開始されるため、燃焼を伝播させる必要がなくリーンな空燃比での燃焼が可能になり熱効率が飛躍的に向上する。しかし、HCCI燃焼を行うには筒内温度、筒内圧力、空燃比等を自己着火に最適な条件に整える必要ある。エンジンの設計によりHCCI燃料領域の移動、拡大は可能であるが一般的にはHCCI燃焼領域は非常に狭い。本発明に適用するエンジン3では前述のようにHCCI燃焼が可能な領域を出力比10〜25%の範囲に設定しているが、これは走行に使用できないアイドリング付近を避けて設定することでHCCI燃焼をできうる限り利用できるようにした結果である。またSI燃焼からHCCI燃焼の切り換えは筒内温度、筒内圧力、空燃比等を瞬時に変更する必要があるため、運転性を悪化させる虞がある。したがって、本発明では、後述するように、車両の一時的な停車時などでエンジン3をアイドルストップしたとき、モータのみで走行しているときなど、クラッチを解放して場合に限ってHCCI燃焼を実行することで運転性への影響を回避している。
FIG. 9 shows the thermal efficiency-power ratio characteristic of the engine 3 applied to the present invention. HCCI combustion is performed in the region of the output ratio of about 10 to 25% in the figure, and SI combustion is performed in other parts. That is, the convex portion in the curve corresponds to HCCI combustion, and when only SI combustion is performed without performing HCCI combustion, a smooth curve having no convex portion is obtained.
Here, since HCCI combustion is a well-known technique, a detailed description thereof will be omitted. However, in HCCI combustion, self-ignition is performed using the in-cylinder pressure of the engine, so that spark ignition combustion that starts combustion from one point is performed. In comparison, since combustion is started at a plurality of locations, it is not necessary to propagate the combustion, combustion at a lean air-fuel ratio is possible, and thermal efficiency is dramatically improved. However, in order to perform HCCI combustion, it is necessary to adjust the in-cylinder temperature, the in-cylinder pressure, the air-fuel ratio, and the like to the optimum conditions for self-ignition. Although the HCCI fuel region can be moved and expanded depending on the engine design, the HCCI combustion region is generally very narrow. In the engine 3 applied to the present invention, the region where HCCI combustion is possible is set to a range of 10 to 25% as described above, but this is set by avoiding the vicinity of idling that cannot be used for running. This is the result of making combustion possible to use as much as possible. In addition, switching from SI combustion to HCCI combustion requires that the in-cylinder temperature, in-cylinder pressure, air-fuel ratio, and the like be changed instantaneously, which may deteriorate drivability. Therefore, in the present invention, as will be described later, HCCI combustion is performed only when the clutch is released, such as when the engine 3 is idle-stopped when the vehicle is temporarily stopped, or when the vehicle is running with only the motor. By doing so, the influence on drivability is avoided.

吸気マニホールド30には各ブランチに気筒に対応して燃料噴射弁32がそれぞれ設置され、各気筒に供給する燃料を吸気中に噴射する。排気マニホールド31には、排気を浄化するための三元触媒33が取り付けられ、また三元触媒33の上流側には排気空燃比を検出する空燃比センサ34と、下流側には排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ35がそれぞれ取り付けられる。これら各センサ出力に基づいて、燃料噴射弁32から噴射される燃料量が目標値と一致するようにフィードバック制御される。   The intake manifold 30 is provided with a fuel injection valve 32 corresponding to each cylinder in each branch, and injects fuel supplied to each cylinder into the intake air. A three-way catalyst 33 for purifying exhaust gas is attached to the exhaust manifold 31, an air-fuel ratio sensor 34 for detecting the exhaust air-fuel ratio is upstream of the three-way catalyst 33, and oxygen in the exhaust gas is downstream. Each of the oxygen sensors 35 for detecting the concentration is attached. Based on these sensor outputs, feedback control is performed so that the amount of fuel injected from the fuel injection valve 32 matches the target value.

36は三元触媒33の温度を検出するための温度センサであり、後述するように、触媒温度の低いときには、前記HCCI燃焼の実行を中止し、SI燃焼により排気温度を高めて触媒の活性状態を維持する。   Reference numeral 36 denotes a temperature sensor for detecting the temperature of the three-way catalyst 33. As will be described later, when the catalyst temperature is low, the execution of the HCCI combustion is stopped, and the exhaust gas temperature is increased by SI combustion to activate the catalyst. To maintain.

図4はハイブリッド車両の制御系をブロック図(ただし、図1の構成に対応させてある)として示すものであり、エンジン3を制御するためにエンジンコントローラ(ECUともいう)51が備えられる。ECU51にはエンジン3の運転状態を代表する各種の信号、空気量センサ信号、回転速度センサ信号、ノックセンサ信号、水温センサ信号、油温センサ信号等が入力し、これらに基づいて後述するように、エンジン3の作動を制御する。   FIG. 4 shows a control system of the hybrid vehicle as a block diagram (however, corresponding to the configuration of FIG. 1), and an engine controller (also referred to as an ECU) 51 is provided to control the engine 3. Various signals representative of the operating state of the engine 3, an air amount sensor signal, a rotation speed sensor signal, a knock sensor signal, a water temperature sensor signal, an oil temperature sensor signal, and the like are input to the ECU 51, and will be described later based on these signals. The operation of the engine 3 is controlled.

エンジン3からの動力で駆動されて発電する発電機13は、発電機コントローラ52からのベクトル制御により、発電トルクが制御される。   The generator 13 that is driven by the power from the engine 3 to generate power is controlled in power generation torque by vector control from the generator controller 52.

変速機4は、変速機コントローラ53によって作動油圧が制御され、これに応じて変速段の切換が行われ、また変速機4からは変速完了信号や回転速度、制御油圧などの信号が送られる。変速機4としては、自動変速機、自動機械式変速機、無断変速機などを用いることができる。   In the transmission 4, the operating hydraulic pressure is controlled by the transmission controller 53, and the gear position is switched according to this, and a transmission completion signal, a rotation speed, a control hydraulic pressure, and other signals are transmitted from the transmission 4. As the transmission 4, an automatic transmission, an automatic mechanical transmission, a continuous transmission, or the like can be used.

なお、クラッチ5は、湿式クラッチ、乾式クラッチ、電磁式クラッチなどを用いることができ、エンジン3の出力トルクを十分に伝達できる容量に設定され、クラッチ5の作動は、例えば変速機コントローラ53からの信号により制御する。   The clutch 5 can be a wet clutch, a dry clutch, an electromagnetic clutch, or the like, and is set to a capacity that can sufficiently transmit the output torque of the engine 3. The operation of the clutch 5 is, for example, from the transmission controller 53. Control by signal.

後輪2(または前輪1)を駆動する駆動モータ9は、高効率のモータとして、埋込型永久磁石同期モータ(IPM)、スイッチリトラクタンスモータ(SRM)などが用いられ、駆動モータ9は、車両の走行駆動力を発生するだけでなく、減速時、制動時など発電機として回生制動し、車両の慣性エネルギを回収して発電を行う。駆動モータ9を制御するために、モータコントローラ54が備えられ、駆動時や制動時に駆動モータ9がベクトル制御される。   As the drive motor 9 for driving the rear wheel 2 (or the front wheel 1), an embedded permanent magnet synchronous motor (IPM), a switch reluctance motor (SRM), or the like is used as a highly efficient motor. In addition to generating driving force for the vehicle, regenerative braking is performed as a generator during deceleration, braking, etc., and the inertia energy of the vehicle is recovered to generate power. In order to control the drive motor 9, a motor controller 54 is provided, and the drive motor 9 is vector-controlled during driving or braking.

バッテリ10は、駆動モータ9に電力を供給して走行トルクを発生させるとともに、発電機13や駆動モータ(発電機としての)9の発電電力により充電される。バッテリコントローラ55がバッテリ10の出力を制御する。バッテリコントローラ55にはバッテリ10から、電圧信号、電流信号が送られ、これらに基づいてバッテリ出力が調整される。ただし、駆動モータ9で消費する電力は、極力、発電機13の発電電力で賄われることが望ましく、発電機コントローラ52が駆動モータ9の要求負荷に応じて発電機13の発電量を制御し、このとき余剰の電力はバッテリ10に充電され、電力の不足分はバッテリ10から供給(放電)される。   The battery 10 supplies electric power to the drive motor 9 to generate running torque, and is charged by the generated power of the generator 13 and the drive motor (as a generator) 9. The battery controller 55 controls the output of the battery 10. A voltage signal and a current signal are sent from the battery 10 to the battery controller 55, and the battery output is adjusted based on these signals. However, it is desirable that the power consumed by the drive motor 9 is as much as possible covered by the power generated by the generator 13, and the generator controller 52 controls the power generation amount of the generator 13 according to the required load of the drive motor 9, At this time, surplus power is charged in the battery 10, and the shortage of power is supplied (discharged) from the battery 10.

なお、バッテリ10には、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、もしくはキャパシタなどを用いる。バッテリコントローラ55は、バッテリ10の電圧、電流から計算した電力を積算し、電力の積算値をバッテリ容量で除算して、バッテリ充電状態(SOCという)を算出し、このSOCに基づいて、後述するハイブリッドコントローラ50からの信号により、発電機13による発電量を制御したりする。   As the battery 10, a nickel metal hydride battery, a lithium ion battery, a capacitor, or the like is used. The battery controller 55 integrates the electric power calculated from the voltage and current of the battery 10, divides the integrated electric power value by the battery capacity, calculates the battery charge state (referred to as SOC), and will be described later based on this SOC. The amount of power generated by the generator 13 is controlled by a signal from the hybrid controller 50.

さらに補機コントローラ56が備えられ、前記したエンジン3により直接的に駆動される補機12に加えて、エアコン25、パワステ26などの補機類の駆動を制御する。   Further, an auxiliary machine controller 56 is provided, and controls driving of auxiliary machines such as the air conditioner 25 and the power steering 26 in addition to the auxiliary machine 12 driven directly by the engine 3 described above.

また、前輪1と後輪2のブレーキ装置21、22に、制動時に供給する制動油圧を制御するために、油圧コントローラ57が設けられ、この油圧コントローラ57も、ハイブリッドコントローラ50からの制御信号により、作動が制御される。   In addition, a hydraulic controller 57 is provided to control the braking hydraulic pressure supplied to the braking devices 21 and 22 of the front wheel 1 and the rear wheel 2 during braking, and the hydraulic controller 57 is also controlled by a control signal from the hybrid controller 50. Operation is controlled.

そして、ハイブリッドコントローラ50は、前記エンジンコントローラ51、発電機コントローラ52、変速機コントローラ53、モータコントローラ54、バッテリコントローラ55、補機コントローラ56、油圧コントローラ57の各動作を運転状態に応じて総合的、統合的に適切に制御する。   Then, the hybrid controller 50 comprehensively performs the operations of the engine controller 51, the generator controller 52, the transmission controller 53, the motor controller 54, the battery controller 55, the auxiliary machine controller 56, and the hydraulic controller 57 according to the operating state. Control appropriately in an integrated manner.

基本的には、ハイブリッドコントローラ50は、例えば、車両の運転負荷、車速が小さい領域では、駆動モータ9のみを駆動して車両を走行し、これに対して負荷、車速が大きくなると、クラッチ5を接続し、エンジン3の出力を変速機4を介して車輪側に伝達し、駆動モータ9にエンジン3の駆動力も付加して車両を走行させる、あるいはエンジン3のみで車両を走行させ、また、駆動モータ9での走行時には、エンジン3により発電機13を駆動して発電を行い、このとき駆動モータ9で消費される電力を発電機13が発電し、またバッテリ10の充電量が不足すると、これを適切に充電するために発電機13を駆動し、この場合、できるだけ燃費のよい状態でエンジン3が運転されるように制御が行われる。   Basically, the hybrid controller 50 drives the vehicle by driving only the drive motor 9 in an area where the driving load and the vehicle speed of the vehicle are low, for example. Connected, the output of the engine 3 is transmitted to the wheel side via the transmission 4, and the driving force of the engine 3 is added to the drive motor 9 to drive the vehicle, or the vehicle is driven only by the engine 3 and driven. When the motor 9 travels, the generator 3 is driven by the engine 3 to generate electric power. At this time, when the generator 13 generates electric power consumed by the drive motor 9 and the battery 10 is insufficiently charged, The generator 13 is driven in order to appropriately charge the battery, and in this case, control is performed so that the engine 3 is operated in a state where fuel consumption is as good as possible.

このうち、とくに本発明では、例えば、車両が一時的に停車したときなど、エンジン3の要求負荷が小さい運転条件において、補機の駆動のために電力を消費したり、バッテリ10のSOCが所定値以下となった場合など、エンジン3を極低負荷運転する必要が生じたときに、エンジン3の一部の気筒につき、運転モードを、通常の火花点火(SI)燃焼から、予混合圧縮着火(HCCI)燃焼に切り換え、かつ残りの気筒については、運転を休止させることで、HCCI燃焼時に必要量のエンジン負荷を確保しつつ、燃費の悪化を最小限にくい止めるような制御を行うことに特徴がある。ここで単に理論上の燃費を鑑みれば全気筒でHCCI燃焼を行って余剰分を蓄電装置に充電するのも可能であるが、HCCI燃焼領域は走行に利用可能な領域を設定している為、補機の要求電力に対して過大な出力となってしまう。よって蓄電装置の充放電ロス、蓄電装置の蓄電可能容量を鑑みた場合は補機の要求電力分のみを高効率で出力することが望ましい。よって本発明では一部の気筒を休止して補機の駆動の為のより低負荷領域においてもHCCI燃焼を利用できるようにしている。   Of these, in the present invention, for example, when the vehicle is temporarily stopped, for example, when the required load of the engine 3 is small, power is consumed to drive the auxiliary machine, or the SOC of the battery 10 is predetermined. When it becomes necessary to operate the engine 3 at a very low load, such as when the value becomes lower than the value, the operation mode is changed from normal spark ignition (SI) combustion to premixed compression ignition for some cylinders of the engine 3. (HCCI) By switching to combustion and stopping the operation of the remaining cylinders, control is performed to minimize deterioration of fuel consumption while ensuring the required amount of engine load during HCCI combustion. There is. Here, simply considering the theoretical fuel consumption, it is possible to charge the power storage device with HCCI combustion in all cylinders, but the HCCI combustion region is set to a region that can be used for traveling. The output will be excessive with respect to the required power of the auxiliary equipment. Therefore, when considering the charge / discharge loss of the power storage device and the power storage capacity of the power storage device, it is desirable to output only the required power of the auxiliary machine with high efficiency. Therefore, in the present invention, some cylinders are deactivated so that the HCCI combustion can be used even in a lower load region for driving the auxiliary machine.

このため、前記エンジンコントローラ51には、ブレーキペダルの操作を検出するブレーキセンサ41、車両の車速を検出する車速センサ42、アクセルペダルの操作を検出するアクセル開度センサ43などの各検出信号が入力し、エンジンコントローラ51はこれらに基づいて、車両の停車状態を判断すると、クラッチ5を解放してアイドルストップ制御を行い、さらにハイブリッドコントローラ50を経由して送られる、バッテリ充電状態、補機類の駆動状態などの信号に基づいて、エンジン3の運転モードの切換と気筒休止制御とを実行する。   Therefore, the engine controller 51 receives detection signals such as a brake sensor 41 that detects the operation of the brake pedal, a vehicle speed sensor 42 that detects the vehicle speed of the vehicle, and an accelerator opening sensor 43 that detects the operation of the accelerator pedal. Then, when the engine controller 51 determines the stop state of the vehicle based on these, the clutch 5 is released to perform the idle stop control, and further, the battery charge state and the auxiliary devices sent via the hybrid controller 50 are transmitted. Based on a signal such as the driving state, the operation mode switching of the engine 3 and the cylinder deactivation control are executed.

ここで、図5から図8に示すフローチャートにしたがって、エンジン要求負荷の小さい運転条件での、エンジン運転モード切換え及び気筒休止制御について説明する。なお、以下の制御フローは一定時間(例えば10msec)毎にすべて演算する。制御フロー中の所定の値はヒステリシスを持たせる。   Here, engine operation mode switching and cylinder deactivation control will be described according to the flowcharts shown in FIGS. Note that the following control flow is all calculated every certain time (for example, 10 msec). The predetermined value in the control flow has a hysteresis.

まず、図5にエンジンの気筒休止制御のメインフローを示し、これを説明する。   First, FIG. 5 shows a main flow of engine cylinder deactivation control, which will be described.

ステップS1−1で、クラッチ5の接続状態を読み込み、ステップS1−2でクラッチ5が接続状態に無いときは、ステップS1−3以下に進むが、接続状態であれば、ステップS1−9に進んで、通常の運転である、負荷追従モードを実行する。なお、この負荷追従モードでは、後でも説明するが、エンジン3とともに、あるいは単独で駆動モータ9からの出力が要求されるときに移行するモードであり、発電機13にモータ負荷に応じた発電量をも発生させるべく、エンジン3を通常の火花点火(SI)燃焼により制御を行う。よってHCCI燃焼とSI燃焼が切り換えによる運転性の悪化を回避しえる。   In step S1-1, the connected state of the clutch 5 is read. If the clutch 5 is not in the connected state in step S1-2, the process proceeds to step S1-3 and the subsequent steps. If the clutch 5 is in the connected state, the process proceeds to step S1-9. Then, the load following mode, which is a normal operation, is executed. In addition, although this load follow-up mode is demonstrated later, it is a mode which transfers when the output from the drive motor 9 is requested | required with the engine 3 independently, and the electric power generation amount according to the motor load to the generator 13 The engine 3 is controlled by ordinary spark ignition (SI) combustion. Therefore, it is possible to avoid deterioration of operability due to switching between HCCI combustion and SI combustion.

クラッチ5が接続されていないときには、ステップS1−3で、エンジン3の要求負荷を計算し、読み込む。この場合、負荷計算値は補機負荷と駆動モータ9の各出力に基づいて計算される。   When the clutch 5 is not connected, the required load of the engine 3 is calculated and read in step S1-3. In this case, the calculated load value is calculated based on the auxiliary machine load and each output of the drive motor 9.

クラッチ5が解放されるのは、例えば、車両の一時的な停車時にエンジン3をアイドルストップさせるときや、あるいはエンジン3の出力を車両の走行に必要としないときであり、これらはハイブリッドコントローラ50により運転条件に基づいて判定され、クラッチ5が制御される。   The clutch 5 is released, for example, when the engine 3 is idle-stopped when the vehicle is temporarily stopped, or when the output of the engine 3 is not required for traveling of the vehicle. A determination is made based on the operating conditions, and the clutch 5 is controlled.

そしてステップS1−4ではエンジン3の要求負荷の計算値を所定値Lauxと比較し、もし負荷計算値がLauxよりも小さいときは、ステップS1−5に進んでバッテリSOCを読み込むが、そうでないときは、ステップS1−9に移行して、前記したように、エンジン3を負荷追従モードで制御する。   In step S1-4, the calculated load value of the engine 3 is compared with the predetermined value Lux. If the calculated load value is smaller than Lux, the process proceeds to step S1-5 to read the battery SOC. Shifts to step S1-9 to control the engine 3 in the load following mode as described above.

ここで、Lauxは、補機負荷相当の負荷値であり、エンジン負荷要求が、このLauxよりも小さい負荷かどうかの判断を行うことで、エンジン全気筒を、HCCI燃焼させたときの最低出力以下でよいかどうかを監視している。すなわち、負荷要求がHCCI燃焼での発生出力で対応できる場合はHCCI燃焼を行い、負荷要求がこれよりも大きいときは、SI燃焼により高い出力を発生させられるようにする。   Here, Laux is a load value equivalent to the auxiliary machine load, and by determining whether the engine load request is a load smaller than this Laux, it is less than the minimum output when HCCI combustion is performed on all the cylinders of the engine. We are monitoring whether it is okay. That is, HCCI combustion is performed when the load request can be met by the generated output in HCCI combustion, and when the load request is larger than this, a higher output can be generated by SI combustion.

ステップS1−6では、バッテリ充電状態SOCを規定値Schgと比較し、Schgよりも小さいときは、ステップS1−7に進んで、エンジン全気筒でのHCCI燃焼を行う、すなわち、バッテリ充電モードでエンジン3を運転する。なお、全気筒HCCI燃焼とするのは、エンジンフリクションロスを考慮しているためで、バッテリを過不足なく充電することを可能とする。この後、スタートに戻り、上記の動作を繰り返す。   In step S1-6, the battery state of charge SOC is compared with the prescribed value Schg. If it is smaller than Schg, the routine proceeds to step S1-7, where HCCI combustion is performed in all cylinders of the engine. Drive 3 Note that all cylinder HCCI combustion is performed because engine friction loss is taken into consideration, so that the battery can be charged without excess or deficiency. Thereafter, the process returns to the start and the above operation is repeated.

HCCI燃焼では、図9のように、エンジン出力比が小さい領域において、熱効率が非常に高く、このため、出力そのものは小さくても、燃費の良好な状態でエンジン3を運転することができる。   In HCCI combustion, as shown in FIG. 9, in a region where the engine output ratio is small, the thermal efficiency is very high, and therefore the engine 3 can be operated with good fuel efficiency even if the output itself is small.

この場合、バッテリ充電モードは、ステップS1−4で負荷計算値がLaux以上となるか、バッテリSOCが規定値Schg以上となるまで継続されることになる。   In this case, the battery charging mode is continued until the load calculation value becomes greater than or equal to Lux in step S1-4 or the battery SOC becomes greater than or equal to the specified value Schg.

これに対して、ステップS1−6でバッテリSOCが規定値Schgよりも大きい場合は、ステップS1−11に進んで、負荷計算値を所定値Laux−minと比較する。   On the other hand, when the battery SOC is larger than the specified value Schg in step S1-6, the process proceeds to step S1-11 and the load calculation value is compared with a predetermined value Laux-min.

ここで、負荷要求が所定値Laux−minよりも小さいときは、ステップS1−13に進んで、エンジン全気筒の運転を休止し、アイドルストップ状態にする。所定値Laux−minは、負荷要求が、例えば、車両の灯火類などの比較的軽微な電気負荷(補機負荷)のみであり、例えば一つの気筒だけHCCI燃焼させたときのエンジン出力に相当するような場合であって、このときには、バッテリ10も所定の充電状態にあるので、エンジン3をアイドルストップしても、バッテリ10からの給電により、補機の負荷要求を満たすことができる。   Here, when the load request is smaller than the predetermined value Laux-min, the routine proceeds to step S1-13, the operation of all the engine cylinders is stopped, and the idle stop state is set. The predetermined value Laux-min corresponds to the engine output when the load request is only a relatively light electrical load (auxiliary load) such as a vehicle lamp, for example, and only one cylinder is subjected to HCCI combustion. In this case, since the battery 10 is also in a predetermined charging state at this time, even if the engine 3 is idle-stopped, the load request of the auxiliary machine can be satisfied by the power supply from the battery 10.

ハイブリッド駆動システムを全体的に考慮した場合、バッテリ10に対する不必要な充電は避け、エンジンを最高効率でのみ運転することが好ましい。しかし、負荷要求が小さく、エンジンを、低出力・高効率運転での最低出力としているにもかからず余剰電力があり、バッテリSOCが十分なときには、エンジン3を完全に停止し、アイドルストップを行うのである。   When considering the hybrid drive system as a whole, it is preferable to avoid unnecessary charging of the battery 10 and to run the engine only at maximum efficiency. However, when the load demand is small and the engine is set to the minimum output in the low output / high efficiency operation and there is surplus power, and the battery SOC is sufficient, the engine 3 is completely stopped and the idle stop is stopped. Do it.

この場合、ステップS1−13の後、スタートにリターンする。ここで、エンジン全気筒の休止状態は、負荷要求がLauxを上回り(ステップS1−4)、SOCが規定値Schgよりも低下する(ステップS1−6)、補機負荷が増大する(ステップS1−11)などの変化が起こらない限り、継続する。   In this case, after step S1-13, the process returns to the start. Here, in the resting state of all the cylinders of the engine, the load demand exceeds Laux (step S1-4), the SOC decreases below the specified value Schg (step S1-6), and the auxiliary machine load increases (step S1-). Continue unless changes such as 11) occur.

ステップS1−11で、負荷計算値がLaux−min以上のときは、ステップS1−12に進んで、後述する補機駆動モードを実行する。この補機駆動モードでは、エンジン全気筒休止ではないが、全気筒HCCI燃焼するまでの出力は必要としない極低負荷運転領域であって、一部気筒のみHCCI燃焼を行い、他の気筒は休止させる制御を行う。   If the load calculation value is equal to or greater than Lux-min in step S1-11, the process proceeds to step S1-12 to execute an auxiliary machine drive mode described later. In this auxiliary machine drive mode, the engine is not all cylinders deactivated, but it is an extremely low load operation region in which output until all cylinders HCCI combustion is not required, only some cylinders perform HCCI combustion, and other cylinders deactivate. To control.

したがって、負荷要求が、負荷値Laux(全気筒HCCI燃焼による最低出力)以下、かつ負荷値Laux−minの場合で、バッテリSOCが規定値Schg以上の場合に、補機駆動モードが実行されることになる。   Therefore, when the load request is equal to or less than the load value Laux (minimum output due to all cylinders HCCI combustion) and the load value Laux-min, the accessory drive mode is executed when the battery SOC is equal to or greater than the specified value Schg. become.

ここで、図6のフローチャートにしたがって補機駆動モードの制御を説明する。   Here, the control of the accessory drive mode will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップS2−1で、エンジン気筒数に関する変数iを0に設定する。変数iは稼働させる気筒数に対応し、最大気筒数のときはi=4(ただし、4気筒エンジンの場合)となる。   First, in step S2-1, a variable i relating to the number of engine cylinders is set to zero. The variable i corresponds to the number of cylinders to be operated. When the maximum number of cylinders is used, i = 4 (in the case of a four-cylinder engine).

ステップS2−2では、変数iが最大気筒数に一致するか判定する。一致する場合には、すでに4気筒ともに稼働しているので、ステップS2−6に進んで、前記した負荷追従モードで運転し、図5のスタートに戻る。これに対して、一致しない場合はステップS2−3へ進み、一部気筒休止時のエンジン出力推定値を計算する。エンジン推定値は次式(1)で計算される。   In step S2-2, it is determined whether the variable i matches the maximum number of cylinders. If they match, all four cylinders are already in operation, so the process proceeds to step S2-6 to operate in the load following mode and return to the start of FIG. On the other hand, if they do not match, the process proceeds to step S2-3 to calculate an estimated engine output value when some cylinders are deactivated. The estimated engine value is calculated by the following equation (1).

エンジン推定出力=(HCCI領域最大出力+HCCI領域最小出力)×(1/2)×(気筒数i)×フリクション係数…(1)
なお、制御ループの初回は必ず気筒数0であるので、本制御は2週目のループからが実際の計算が開始されることとなる。
Estimated engine output = (HCCI region maximum output + HCCI region minimum output) × (1/2) × (number of cylinders i) × friction coefficient (1)
Since the number of cylinders is always zero at the first time of the control loop, the actual calculation starts from the second week loop.

なお、フリクション係数は気筒数とフリクションロスの関係からマップ化しておく。   The friction coefficient is mapped from the relationship between the number of cylinders and the friction loss.

ステップS2−4へ進み、前記式(1)で求めたエンジン出力推定値が、補機負荷Laux以上と なる気筒数iを求める。   Proceeding to step S2-4, the number of cylinders i at which the estimated engine output value obtained by the equation (1) is equal to or greater than the auxiliary load Laux is obtained.

これは、HCCI燃焼可能な気筒数を求め、可能な限り休止気筒数を少なくしてフリクションロス を減らすためであり、かつ、バッテリ10への蓄電量も最小にしてバッテリ10への負担および変 換ロスを最小に抑えるためである。   This is to obtain the number of cylinders capable of HCCI combustion, to reduce the friction loss by reducing the number of idle cylinders as much as possible, and to minimize the amount of charge stored in the battery 10 and to convert the burden on the battery 10 and conversion. This is to minimize the loss.

ステップS2−4の条件が満たされない場合は、ステップS2−5へ進み、HCCI燃焼する気筒 数iに1を加え、再びステップS2−2に戻り、上記した動作を繰り返す。   If the condition of step S2-4 is not satisfied, the process proceeds to step S2-5, 1 is added to the number i of cylinders for HCCI combustion, the process returns to step S2-2 again, and the above operation is repeated.

ステップS2−4でエンジン出力がこの条件を満たした場合は、ステップS2−8へ進み、HCCI燃焼する気筒数として、そのときの気筒数iを採用する。ステップS2−9では、休止気筒数として、最大気筒数からステップS2−8で求めたHCCI燃焼気筒数iを差し引いたものを休する止気筒数kとする。   When the engine output satisfies this condition in step S2-4, the process proceeds to step S2-8, and the number i of cylinders at that time is adopted as the number of cylinders for HCCI combustion. In step S2-9, the number of stopped cylinders is set to the number of stopped cylinders obtained by subtracting the number of HCCI combustion cylinders i obtained in step S2-8 from the maximum number of cylinders.

次にステップS2−10へ進み、気筒休止制御、すなわち特定の気筒に対する燃料の供給を停止し 、その気筒の作動を休止させる制御を行う。その後、図5のスタートに戻る。   Next, the process proceeds to step S2-10, and cylinder deactivation control, that is, control for stopping the operation of the cylinder by stopping the supply of fuel to the specific cylinder is performed. Thereafter, the process returns to the start of FIG.

次に図7に示すフローチャートにしたがって気筒休止制御を説明する。   Next, cylinder deactivation control will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

ステップS3−1では、前記したステップS2−9で求めた、休止させる気筒数が、休止気筒数=kになるまで、ステップS3−1からステップS3−5の動作を繰り返す。   In step S3-1, the operations from step S3-1 to step S3-5 are repeated until the number of cylinders to be deactivated obtained in step S2-9 described above becomes the number of deactivated cylinders = k.

ステップS3−2ではクランク角を検出する。クランク角は、例えば、エンジン回転速度センサ(クランク角センサ)の出力から求める。ステップS3−3では、求めたクランク角より排気行程中の気筒を検出する。ステップS3−4では検出した排気行程中の気筒への燃料供給を停止するために、排気行程中の気筒の燃料噴射弁32の作動を禁止、すなわち燃料噴射を停止する。   In step S3-2, the crank angle is detected. The crank angle is obtained from the output of an engine speed sensor (crank angle sensor), for example. In step S3-3, a cylinder in the exhaust stroke is detected from the obtained crank angle. In step S3-4, in order to stop the fuel supply to the detected cylinder in the exhaust stroke, the operation of the fuel injection valve 32 of the cylinder in the exhaust stroke is prohibited, that is, the fuel injection is stopped.

ステップS3−5で気筒休止した気筒の数kを1だけインクリメントし、k=k+1とする。   In step S3-5, the number k of cylinders deactivated is incremented by 1, and k = k + 1.

ステップS3−1で目標とする休止気筒数だけ、休止させた場合、図5のスタートに戻る。   When the target number of cylinders to be deactivated is deactivated in step S3-1, the process returns to the start of FIG.

最後に図8のフローチャートにより、負荷追従モードを説明する。   Finally, the load following mode will be described with reference to the flowchart of FIG.

このフローでは、エンジンの要求負荷に応じてエンジンの燃焼モードの切換を行う。ステップS4−1でアクセルペダル開度APOを読込む。ステップS4−2では、エンジン3に要求される出力を計算する。   In this flow, the engine combustion mode is switched in accordance with the required load of the engine. In step S4-1, the accelerator pedal opening APO is read. In step S4-2, the output required for the engine 3 is calculated.

ステップS4−2の上段の負荷追従モードでは、アクセル開度に対応したエンジン出力を、例えばアクセル開度との関係から規定したマップを参照して読み込む。また、下段のバッテリ充電モードでは、アクセル開度にしたがって要求される出力と、バッテリが受け入れ可能な出力とを加算したものを、エンジン出力とする。この場合も、同じようにマップなどに、予めバッテリ受け入れ可能なバッテリ充電量との関係から規定しておくことができる。   In the load follow mode at the upper stage of step S4-2, the engine output corresponding to the accelerator opening is read with reference to, for example, a map defined from the relationship with the accelerator opening. In the lower battery charging mode, the engine output is obtained by adding the output required according to the accelerator opening and the output acceptable by the battery. In this case as well, it can be defined in advance in a map or the like from the relationship with the amount of battery charge that can be received by the battery.

ついで、ステップS4−3では、三元触媒33の触媒温度を所定の値Tcatと比較して、所定値よりも高い場合には、エンジン低出力でのHCCI燃焼が可能であるとして、ステップS4−4へ進む。   Next, in step S4-3, the catalyst temperature of the three-way catalyst 33 is compared with a predetermined value Tcat. If the catalyst temperature is higher than the predetermined value, it is assumed that HCCI combustion with low engine output is possible, and step S4- Go to 4.

ステップS4−4では、要求されたエンジン出力がHCCI燃焼の出力範囲内であるかどうかを判定する。すなわち、HCCI燃焼での最大出力Lhccihと最小出力Lhccilとの間にあるかどうか判定し、この範囲内の出力でない場合は、ステップS4−5へ進み、全気筒をSI燃焼とするようにエンジン3を制御する。そして、全気筒がSI燃焼に移行した後に、ステップS4−6でクラッチ5を接続(係合)状態にして、図5のスタートに戻る。   In step S4-4, it is determined whether or not the requested engine output is within the output range of HCCI combustion. That is, it is determined whether the output is between the maximum output Lhccih and the minimum output Lhccil in HCCI combustion. If the output is not within this range, the process proceeds to step S4-5, and the engine 3 is set to SI combustion for all cylinders. To control. Then, after all cylinders have shifted to SI combustion, the clutch 5 is brought into an engaged (engaged) state in step S4-6, and the process returns to the start of FIG.

これに対して、ステップS4−4で、要求エンジン出力が、HCCI燃焼の出力範囲内であると判定した場合は、ステップS4−8へ進み、エンジン3の全気筒をHCCI燃焼燃焼させ、図5のスタートへ戻る。   On the other hand, if it is determined in step S4-4 that the requested engine output is within the output range of HCCI combustion, the process proceeds to step S4-8, where all the cylinders of the engine 3 are HCCI-combusted and burned. Return to start.

なお、ステップS4−3で、触媒温度が所定値Tcat以下の場合は、三元触媒33の活性を維持するために、HCCI燃焼を行わず、ステップS4−5へ進み、SI燃焼とすることで触媒温度を上昇させる。   In step S4-3, if the catalyst temperature is equal to or lower than the predetermined value Tcat, the HCCI combustion is not performed in order to maintain the activity of the three-way catalyst 33, and the process proceeds to step S4-5 to perform SI combustion. Increase catalyst temperature.

次に全体的な作用を説明する。   Next, the overall operation will be described.

エンジン3の要求負荷が小さい運転域、例えば、車両の一時的な停車時など、クラッチ5を解放してエンジン3を駆動系から遮断した状態において、エンジン3の運転モードが通常のSI燃焼からHCCI燃焼に切換られ、要求負荷に応じて一部の気筒に対する燃料の供給が停止される。   In an operating region where the required load of the engine 3 is small, for example, when the vehicle is temporarily stopped, the operation mode of the engine 3 is changed from normal SI combustion to HCCI in a state where the clutch 5 is released and the engine 3 is disconnected from the drive system. Switching to combustion is performed, and fuel supply to some cylinders is stopped according to the required load.

HCCI燃焼は低出力ではあるが、熱効率に優れ、このためエンジン3の燃費は非常によい。なお、そのときの要求負荷に応じて、一部の気筒の作動が休止されるので、要求負荷が小さくなるほど、休止気筒数も増加する。   Although HCCI combustion has a low output, it has excellent thermal efficiency, and therefore the fuel consumption of the engine 3 is very good. In addition, since the operation of some cylinders is suspended according to the required load at that time, the number of deactivated cylinders increases as the required load decreases.

また、エンジン要求負荷が、車両の灯火類などの電気負荷のみなど、さらに小さい領域では、バッテリ10の充電状態が規定値以上である場合に、エンジン3は完全に停止させられ、バッテリ10からの電力が供給される。   Further, in a smaller region where the engine required load is only an electric load such as a vehicle lighting, the engine 3 is completely stopped when the state of charge of the battery 10 is equal to or higher than a specified value, Power is supplied.

車両の運転条件によって、エンジン3の駆動力を必要とするときなど、要求負荷が大きくなると、運転モードがHCCI燃焼からSI燃焼に切換られ、したがって、負荷要求に応じた出力を発生させられる。   When the required load becomes large, such as when the driving force of the engine 3 is required depending on the driving conditions of the vehicle, the operation mode is switched from HCCI combustion to SI combustion, and therefore an output corresponding to the load request can be generated.

以上のように本実施形態によれば、クラッチ5を解放してのアイドルストップ時など、エンジン3の要求負荷が補機負荷などに相当する軽微な負荷のときは、エンジン3の一部の気筒の作動を休止させるとともに、残りの気筒を低出力・高効率運転に切り換えることにより、バッテリ10に負担をかけることなく、すなわちバッテリ10を大型化することなく、極低負荷で効率のよい運転が行え、システム全体として燃費の改善がはかれる。   As described above, according to the present embodiment, when the required load of the engine 3 is a light load corresponding to an auxiliary machine load or the like, such as during idling stop with the clutch 5 released, some cylinders of the engine 3 By switching the remaining cylinders to low power / high efficiency operation, the battery 10 is not burdened, that is, without increasing the size of the battery 10, efficient operation at an extremely low load can be achieved. This can improve the fuel efficiency of the entire system.

低出力・高効率運転を、HCCI燃焼、すなわち予混合圧縮自己着火燃焼とすることにより、騒音、振動も少なくでき、いわゆるアイドルストップ中にエンジンを作動させるにしても、運転者に違和感を与えることが少ない。   By making HCCI combustion, that is, premixed compression self-ignition combustion, low-power and high-efficiency operation, noise and vibration can be reduced, and even if the engine is operated during the so-called idle stop, the driver feels uncomfortable. Less is.

また、エンジン要求負荷がさらに小さい場合には、要求負荷に応じて休止させる気筒数を増やすので、本来、燃費の悪化が避けられない低負荷領域であるにもかかわらず確実に燃費の改善ができる。   In addition, when the engine demand load is smaller, the number of cylinders to be deactivated is increased according to the demand load, so that fuel efficiency can be reliably improved even in a low load area where deterioration of fuel efficiency is unavoidable. .

また、バッテリ10が所定の充電状態にある場合、エンジン要求負荷がさらに小さくなったときには、バッテリ10から補機などに電力を供給することで、エンジン全気筒の作動を完全に休止させ、バッテリ10に無理を強いることなく、さらに燃費を改善できる。   In addition, when the battery 10 is in a predetermined charged state, when the engine required load is further reduced, power is supplied from the battery 10 to an auxiliary machine or the like to completely stop the operation of all the engine cylinders. The fuel economy can be further improved without forcing you to do so.

また、バッテリ10の充電を行うときにも、他の補機類などによる、エンジン要求負荷が小さい場合には、全気筒のHCCI燃焼とすることで、効率よくバッテリ充電を行うことができる。   Further, when the battery 10 is charged, if the engine demand load is small due to other auxiliary machines or the like, the battery can be charged efficiently by performing HCCI combustion for all cylinders.

さらに、アイドルストップ中に、アクセルペダルが踏み込まれ、発進要求があり、エンジン要求負荷が大きくなったときにも、クラッチ5が接続される前に、SI燃焼に移行することになるので、休止気筒から復帰時のトルク脈動、HCCI燃焼からSI燃焼への切換に伴うトルク脈動が、いずれも駆動軸に伝わることがなく、車両停車状態からの発進時などの運転性が損なわれることもない。   Further, during idle stop, when the accelerator pedal is depressed, there is a start request, and the engine required load increases, the engine 5 shifts to SI combustion before the clutch 5 is connected. The torque pulsation at the time of return from the engine and the torque pulsation accompanying the switching from the HCCI combustion to the SI combustion are not transmitted to the drive shaft, and the drivability at the time of starting from the vehicle stopped state is not impaired.

一方で、排気系に設置した三元触媒33の温度が活性化温度よりも低くなる可能性があると判断したときには、HCCI燃焼による運転を禁止し、SI燃焼に戻すことで、排気温度を高め、三元触媒33の活性化による触媒機能の維持をはかる。   On the other hand, when it is determined that the temperature of the three-way catalyst 33 installed in the exhaust system may be lower than the activation temperature, the operation by HCCI combustion is prohibited and the exhaust gas temperature is raised by returning to SI combustion. The catalytic function is maintained by the activation of the three-way catalyst 33.

なお、上記の説明では、エンジンを極低負荷運転するにあたり、HCCI燃焼が、比較的低出力、低回転数であるので、車両停車中の違和感が少なく好適な実施形態として例示したが、例えば同じく、SI燃焼での最高効率を利用するようにしてもよいし、あるいはアトキンソンサイクルとオットーサイクルの双方を利用できるエンジンにおいて、熱効率の高い(ただし、出力は相対的に低下するが)アトキンソンサイクルを利用するようにしてもよい。   In the above description, when the engine is operated at an extremely low load, since HCCI combustion has a relatively low output and a low rotation speed, it is exemplified as a preferred embodiment with less uncomfortable feeling while the vehicle is stopped. The maximum efficiency in SI combustion may be used, or the engine that can use both the Atkinson cycle and the Otto cycle uses the Atkinson cycle with high thermal efficiency (although the output is relatively reduced). You may make it do.

本発明はハイブリッド車両の制御装置に適用できる。   The present invention can be applied to a control device for a hybrid vehicle.

本発明の実施形態における駆動システムの一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the drive system in embodiment of this invention. 同じく駆動システムの他の例を示す構成図である。It is a block diagram which similarly shows the other example of a drive system. 同じくエンジンの構成図である。It is a block diagram of an engine similarly. 同じく制御系のブロック図である。It is also a block diagram of the control system. 制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control operation. 制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control operation. 制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control operation. 制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control operation. HCCI燃焼の熱効率を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the thermal efficiency of HCCI combustion.

符号の説明Explanation of symbols

1 前輪
2 後輪
3 エンジン
4 変速機
5 クラッチ
9 駆動モータ
10 バッテリ
13 発電機
35 三元触媒
50 ハイブリッドコントローラ
51 エンジンコントローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Front wheel 2 Rear wheel 3 Engine 4 Transmission 5 Clutch 9 Drive motor 10 Battery 13 Generator 35 Three-way catalyst 50 Hybrid controller 51 Engine controller

Claims (11)

複数の気筒を有するエンジンと、
前記エンジンの運転モードを低出力域で高効率な低出力・高効率運転と、通常運転とに切換可能な運転モード切換手段と、
前記エンジンにより駆動される発電機と、
車両の一方の駆動軸を回転駆動する駆動モータと、
前記エンジンの出力を前記車両の他方の駆動軸または前記駆動モータに伝達する経路に介装されたクラッチと、
前記発電機により充電されるとともに、前記駆動モータ、並びに車両の補機に電力を供給する蓄電装置と、
車両の走行条件及び蓄電装置の蓄電条件に応じて前記エンジンに要求される負荷を検出する要求負荷検出手段と、
前記エンジン出力を駆動輪に伝達する必要のある運転条件で前記クラッチを接続し、それ以外では解放する駆動制御手段と、
前記クラッチの解放時にエンジンの要求負荷が軽微な負荷に相当する第1の所定値以下であれば、前記エンジン出力が要求負荷に応じた出力となるように、エンジンの一部の気筒の作動を休止させるとともに、残りの気筒を低出力・高効率運転で稼働させる気筒数制御手段と、を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
An engine having a plurality of cylinders;
An operation mode switching means capable of switching the operation mode of the engine between a low output and high efficiency operation with high efficiency in a low output range, and normal operation;
A generator driven by the engine;
A drive motor that rotationally drives one drive shaft of the vehicle;
A clutch interposed in a path for transmitting the output of the engine to the other drive shaft of the vehicle or the drive motor;
A power storage device that is charged by the generator and supplies electric power to the drive motor and auxiliary equipment of the vehicle;
Requested load detection means for detecting a load required for the engine in accordance with a running condition of the vehicle and a storage condition of the power storage device;
Drive control means for connecting the clutch under operating conditions where the engine output needs to be transmitted to the drive wheels, and releasing the clutch otherwise;
If the requested load of the engine is equal to or less than a first predetermined value corresponding to a light load when the clutch is released, the operation of some cylinders of the engine is performed so that the engine output becomes an output corresponding to the requested load. A control apparatus for a hybrid vehicle, comprising: a cylinder number control means for stopping and operating the remaining cylinders with low output and high efficiency operation.
前記駆動制御手段は、車両の停車時にクラッチを解放する請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。   The hybrid vehicle control device according to claim 1, wherein the drive control means releases a clutch when the vehicle stops. 前記第1の所定値は、全気筒を低出力・高効率運転させたときのエンジン最低出力に相当する値である請求項1または2に記載のハイブリッド車両の制御装置。   The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 1 or 2, wherein the first predetermined value is a value corresponding to a minimum engine output when all the cylinders are operated at a low output and a high efficiency. 前記気筒数制御手段は、前記要求負荷が大きくなるのにしたがって、休止させる気筒数を減少させる請求項1〜3のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。   The control apparatus for a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the cylinder number control means reduces the number of cylinders to be stopped as the required load increases. 前記気筒数制御手段は、休止させる気筒数がゼロとなり、全気筒での燃焼を低出力・高効率運転としても前記要求負荷を満足させられないときは、通常運転に切り換える請求項4に記載のハイブリッド車両の制御装置。   5. The cylinder number control means according to claim 4, wherein the number of cylinders to be deactivated is switched to normal operation when the number of cylinders to be deactivated becomes zero and the required load cannot be satisfied even when combustion in all cylinders is performed at low output and high efficiency. Control device for hybrid vehicle. 前記蓄電装置の充電状態が規定値以上の場合であって、前記エンジン要求負荷が、前記第1の所定値よりもさらに小さい第2の所定値以下のときは、前記エンジンの全気筒の作動を停止させる請求項1〜4のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。   When the state of charge of the power storage device is equal to or greater than a specified value, and the engine required load is equal to or smaller than a second predetermined value that is smaller than the first predetermined value, the operation of all the cylinders of the engine is performed. The control apparatus of the hybrid vehicle as described in any one of Claims 1-4 stopped. 前記第2の所定値は、少なくとも一つの気筒を低出力・高効率運転させたときのエンジン最低出力に相当する値である請求項6に記載のハイブリッド車両の制御装置。   The control apparatus for a hybrid vehicle according to claim 6, wherein the second predetermined value is a value corresponding to a minimum engine output when at least one cylinder is operated at a low output and a high efficiency. 前記気筒数制御手段は、前記エンジン要求負荷が前記第1の所定値以下で、前記蓄電装置の蓄電量が規定値以下となった場合には、全気筒で低出力・高効率運転を行う請求項1〜7のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。   The cylinder number control means performs low output and high efficiency operation in all cylinders when the engine required load is equal to or less than the first predetermined value and the power storage amount of the power storage device is equal to or less than a specified value. Item 8. The hybrid vehicle control device according to any one of Items 1 to 7. 前記低出力・高効率運転は、予混合圧縮自己着火による燃焼方式での運転であり、前記通常運転は予混合火花点火式の燃焼による運転である請求項1〜8のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。   The low-power / high-efficiency operation is an operation by a combustion method by premixed compression self-ignition, and the normal operation is an operation by combustion by a premixed spark ignition type. Hybrid vehicle control device. 前記気筒数制御手段は、排気系に設置した触媒の温度が活性化温度よりも低くなる可能性があると判断したときには、前記予混合圧縮自己着火による運転を禁止する請求項9に記載のハイブリッド車両の制御装置。   The hybrid according to claim 9, wherein the cylinder number control means prohibits the operation by the premixed compression self-ignition when it is determined that the temperature of the catalyst installed in the exhaust system may be lower than the activation temperature. Vehicle control device. 前記駆動制御手段は、前記クラッチを接続するときには、前記運転モード切換手段が通常運転に切り換えた後に、クラッチの接続を実行する請求項1〜10のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。   11. The hybrid vehicle control device according to claim 1, wherein when the clutch is connected, the drive control unit executes clutch connection after the operation mode switching unit switches to normal operation. 11. .
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