JP2003269208A - 車両制御装置 - Google Patents

車両制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エミッションの悪化を防止し適切な車両走行
が行える車両制御装置を提供すること。 【解決手段】 エンジン２及びモータ３の少なくとも一
方の駆動力により走行可能なハイブリッド車両に設置さ
れ、モータ３に電力を供給するバッテリ５のＳＯＣが所
定のＳＯＣ１以下となったときにエンジン２を駆動させ
てバッテリ５の充電を行う車両制御装置であって、バッ
テリ５のＳＯＣがＳＯＣ１より大きい蓄電量として設定
されるＳＯＣ２となったときに、エンジン２、触媒５３
などをプレヒートさせる。これにより、エンジン２の始
動時にすでにエンジン２などが暖機されているので、エ
ミッションの悪化を防止でき、適切な車両走行が可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
に搭載され車両制御を行う車両制御装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来、ハイブリッド車両の制御を行う装
置としては、特開２０００−３２４６１５号公報に記載
されるように、エンジン及びモータを搭載するハイブリ
ッド車両に設置され、エンジンとモータの駆動を制御し
てそれら少なくとも一方の駆動力により車両を走行させ
る装置が知られている。この種の装置では、一般に、モ
ータに電力を供給するバッテリの蓄電量も制御してお
り、バッテリの蓄電量を所定の量に維持している。例え
ば、バッテリの蓄電量が所定量以下となったときには、
エンジンを強制的に駆動させ、そのエンジンの駆動力を
用いて発電を行い、その発電電力によりバッテリを充電
し、蓄電量を回復させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バッテ
リ充電のためにエンジンをすぐに始動すると、エンジン
が暖機されていないため、エミッションの悪化なども不
具合を生ずる。このため、エンジンを始動する前に、エ
ンジン、触媒などを予備加熱する必要がある。ところ
が、予備加熱によってエンジン始動までに時間がかかる
と、バッテリの蓄電量が使用下限値を下回ってしまい、
車両走行が不能となるおそれがある。
【０００４】そこで本発明は、このような問題点を解決
するためになされたものであって、バッテリ充電量低下
時に適切な車両走行を可能とする車両制御装置を提供す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
車両制御装置は、内燃機関及び電動機を搭載し内燃機関
及び電動機の少なくとも一方の駆動力により走行する車
両に設置され、電動機に電力を供給する蓄電手段の蓄電
量が下限値以下となったときに内燃機関を始動させて蓄
電手段の充電を行う車両制御装置において、蓄電手段の
蓄電量が下限値より大きい蓄電量として設定される設定
値となったときに、少なくとも内燃機関をプレヒートさ
せる加熱手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】また本発明に係る車両制御装置は、内燃機
関及び電動機を搭載し内燃機関及び電動機の少なくとも
一方の駆動力により走行する車両に設置され、電動機に
電力を供給する蓄電手段の蓄電量が下限値以下となった
ときに内燃機関を始動させて蓄電手段の充電を行う車両
制御装置において、蓄電手段における単位時間当たりの
蓄電変位量が予め設定される設定値以上となったとき
に、少なくとも内燃機関をプレヒートさせる加熱手段を
備えたことを特徴とする。
【０００７】また本発明に係る車両制御装置は、前述の
加熱手段が内燃機関と共に内燃機関の排気ガスを浄化す
る触媒をプレヒートさせることを特徴とする。また本発
明に係る車両制御装置は、前述の加熱手段が内燃機関と
共に内燃機関の駆動に関するセンサをプレヒートさせる
ことを特徴とする。
【０００８】これらの発明によれば、内燃機関を駆動さ
せて蓄電手段を充電する前にエンジンがプレヒートされ
る。このため、蓄電手段の充電のために内燃機関を始動
した際にエンジンが暖機されているので、エミッション
の悪化などの不具合の発生を防止できる。また、内燃機
関を駆動して発電する際、暖機のために内燃機関の駆動
を待たせる必要がない。従って、必要に応じて蓄電手段
の充電が迅速に行え、蓄電手段の過放電により車両走行
が不可能になるような事態が避けられる。これにより、
バッテリ充電量の低下時に適切な車両走行を行える。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。
【００１０】（第一実施形態）図１は第一実施形態に係
る車両制御装置の構成概要図である。
【００１１】図１に示すように、本実施形態に係る車両
制御装置１は、エンジン２及びモータ３を搭載してエン
ジン２又はモータ３の駆動により走行可能なハイブリッ
ド車両に設置されている。モータ３は、バッテリ５から
電力供給を受けて駆動する電動機であり、減速機６を介
して駆動輪７に機械的に接続され、駆動輪７に駆動力を
伝達する。エンジン２は、動力分配機構８及び減速機６
を介して駆動輪７に機械的に接続され、駆動輪７に駆動
力を伝達する。動力分配機構８としては、例えば遊星歯
車機構が用いられる。
【００１２】動力分配機構８には、ジェネレータ９が接
続されている。ジェネレータ９は、エンジン２又は駆動
輪７の駆動力を受けて発電する発電手段として機能す
る。ジェネレータ９及びモータ３は、インバータ１０を
介してバッテリ５に対し電気的に接続されている。ジェ
ネレータ９により発電された交流電力は、インバータ１
０により直流変換されてバッテリ５に充電される。その
際、バッテリ５は、ジェネレータ９が発電した電力を蓄
電する蓄電手段として機能する。バッテリ５の直流電力
は、インバータ１０により交流変換されてモータ３に供
給され、その交流電力の供給によりモータ３が駆動す
る。
【００１３】車両制御装置１が設置されるハイブリッド
車両としては、上述したようなハイブリッド車両に限ら
れるものではなく、内燃機関及び電動機の少なくとも一
方の駆動力により走行可能なものであれば、モータとジ
ェネレータの双方の機能を備えるモータジェネレータを
搭載するものでもよい。また、車両制御装置１が設置さ
れるハイブリッド車両は、車輪駆動をモータで行いエン
ジンをジェネレータへの電力供給源として用いるシリー
ズタイプ、エンジンとモータの双方で車輪を駆動可能と
したパラレルタイプなど、いずれのタイプのものであっ
てもよい。
【００１４】車両制御装置１には、エンジンＥＣＵ２
０、ハイブリッドＥＣＵ３０及びモータＥＣＵ４０が設
けられている。エンジンＥＣＵ２０は、ハイブリッドＥ
ＣＵ３０からの駆動要求に従い、エンジン２のスロット
ル開度指令信号を出力する制御器である。モータＥＣＵ
４０は、ハイブリッドＥＣＵ３０からの駆動要求に従
い、インバータ１０を通じてモータ３の駆動信号を出力
する制御器であり、インバータ１０と接続されている。
【００１５】ハイブリッドＥＣＵ３０は、アクセル開
度、車速などから運転者の要求による動力を算出し、バ
ッテリ５の充電量（ＳＯＣ：State of Charge）の低下
時などにおける発電要求電力を算出し、これらの運転者
の要求動力と発電要求電力に基づいてトータル動力を算
出する。そして、トータル動力に基づいて必要なエンジ
ン出力、モータトルクなどを演算し、エンジンＥＣＵ２
０、モータＥＣＵ４０に駆動要求信号を出力し、エンジ
ン２及びモータ３の駆動を制御する。
【００１６】また、ハイブリッドＥＣＵ３０は、バッテ
リ５の充電量（蓄電量）を所定の目標値に保つ蓄電制御
器として機能する。ハイブリッドＥＣＵ３０は、バッテ
リ５の充電量における下限値及び上限値が予め設定さ
れ、バッテリ５の充電量が下限値を下回らず、かつ上限
値を上回らないように蓄電制御を行う。
【００１７】なお、図１では、エンジンＥＣＵ２０、ハ
イブリッドＥＣＵ３０、モータＥＣＵ４０がそれぞれ別
体に設けられているが、これらの全部又は一部が一体に
構成されていてもよい。
【００１８】エンジン２には、ヒータ５１が設置されて
いる。ヒータ５１は、エンジン２を加熱する加熱手段で
ある。ヒータ５１としては、例えばエンジン２に取り付
けらる電気式の電熱器、冷却水の温度を上げる温水式の
ものなどが用いられる。
【００１９】エンジン２の排気経路５２の途中には、触
媒５３が設けられている。触媒５３は、エンジン２から
排出される排気ガスの有害成分を浄化するものである。
また、触媒５３には、ヒータ５４が設置されている。ヒ
ータ５４は、触媒５３を加熱する加熱手段である。ヒー
タ５４としては、触媒５３を加熱できれば、いずれのも
のを用いてもよい。
【００２０】また、エンジン２の排気経路５２の途中に
は、Ｏ２センサ５５が設けられている。Ｏ２センサ５５
は、排気ガス中の酸素濃度を検出するセンサであり、セ
ンサを加熱させるヒータを備えている。
【００２１】次に本実施形態に係る車両制御装置の動作
を説明する。
【００２２】図２は、本実施形態に係る車両制御装置１
の動作を示すフローチャートである。この図２における
制御処理は、例えばモータ３の駆動力により車両走行を
行っているときに行われる。
【００２３】図２のＳ１０に示すように、車両要求動力
が所定動力より大きいか否かが判断される。車両要求動
力は、車両全体において必要となるトータル動力であ
り、その算出はアクセル開度、車速及びジェネレータ９
の必要発電量などに基づいてハイブリッドＥＣＵ３０に
よって行われる。所定動力は、予めハイブリッドＥＣＵ
３０に設定される設定値であり、エンジン２の駆動が必
要となる動力値が設定される。
【００２４】Ｓ１０にて車両要求動力が所定動力より大
きくエンジン２の駆動が必要と判断されたときには、Ｓ
１２に移行し、エンジン２が始動される。エンジン２の
始動は、ハイブリッドＥＣＵ３０からエンジンＥＣＵ２
０に駆動要求信号が出力され、その信号に従ってエンジ
ンＥＣＵ２０がエンジン２を駆動させることにより行わ
れる。
【００２５】一方、Ｓ１０にて車両要求動力が所定動力
より大きくないと判断されたときには、Ｓ１４に移行
し、バッテリ５のＳＯＣ（蓄電量、充電量）が下限値Ｓ
ＯＣ１以下であるか否かが判断される。バッテリ５のＳ
ＯＣは、例えば、バッテリ５とインバータ１０と接続部
分に設置される電流センサ（図示なし）の出力又はバッ
テリ５の蓄電電圧に基づいて検出される。下限値ＳＯＣ
１は、ハイブリッドＥＣＵ３０に予め設定される設定値
であり、バッテリ５の使用下限値として設定される。
【００２６】Ｓ１４にてバッテリ５のＳＯＣが下限値Ｓ
ＯＣ１以下であると判断されたときには、エンジン２が
始動される（Ｓ１２）。一方、Ｓ１４にてバッテリ５の
ＳＯＣが下限値ＳＯＣ１以下でないと判断されたときに
は、Ｓ１６に移行し、バッテリ５のＳＯＣが設定値ＳＯ
Ｃ２以下であるか否かが判断される。設定値ＳＯＣ２
は、ハイブリッドＥＣＵ３０に予め設定される設定値で
あり、下限値ＳＯＣ１より大きな蓄電量として設定され
ている。
【００２７】Ｓ１６にてバッテリ５のＳＯＣが設定値Ｓ
ＯＣ２以下でないと判断されたときには、制御処理を終
了する。一方、Ｓ１６にてバッテリ５のＳＯＣが設定値
ＳＯＣ２以下であると判断されたときには、Ｓ１８に移
行し、プレヒートが行われる。プレヒートは、少なくと
もエンジン２を加熱する処理であり、エンジン２と共に
触媒５３、Ｏ２センサ５５を加熱することが望ましい。
【００２８】このプレヒートは、ハイブリッドＥＣＵ３
０から加熱信号を出力することにより行われる。加熱信
号は、エンジンＥＣＵ２０を介してヒータ５１、ヒータ
５４、Ｏ２センサ５５に出力される。これにより、ヒー
タ５１、ヒータ５４、Ｏ２センサ５５のヒータが発熱
し、エンジン２、触媒５３、Ｏ２センサ５５が加熱され
る。そして、制御処理が終了する。
【００２９】図３に本実施形態に係る車両制御装置にお
けるバッテリＳＯＣの変化を示す。図４に比較例におけ
るバッテリＳＯＣの変化を示す。
【００３０】図３に示すように、本実施形態に係る車両
制御装置において、モータ３の駆動力により車両走行し
ていると、バッテリ５のＳＯＣが徐々に減少していく。
そして、バッテリ５のＳＯＣが設定値ＳＯＣ２になった
ときに、ヒータ５１等の加熱（プレヒート）が開始され
る。これにより、エンジン２、触媒５３などがエンジン
２の始動前に加熱され暖機される。
【００３１】その際、設定値ＳＯＣ２は、プレヒート時
間が５秒〜３０秒になるように設定され、望ましくはプ
レヒート時間が５〜１５秒となるように設定される。こ
のＳＯＣ２は、固定値とする場合もあるが、ＳＯＣの単
位時間当たりの変化ΔＳＯＣの関数として設定すること
が望ましい。この場合、プレヒート時間のバラツキを抑
制でき、必要なプレヒートを無駄なく確実に行える。
【００３２】そして、バッテリ５のＳＯＣが下限値ＳＯ
Ｃ１になったときに、エンジン２が始動されエンジン２
の駆動力により発電が行われる。このとき、エンジン２
は既に暖機され触媒５３が活性化している。従って、エ
ミッションの悪化が防止できる。また、バッテリ５のＳ
ＯＣが下限値ＳＯＣ１になったときにエンジン２をすぐ
に始動できるため、バッテリ５の過放電により車両走行
が不能になるというような事態を回避できる。そして、
発電によりバッテリ５が充電されＳＯＣが増加し回復す
る。
【００３３】これに対し、図４に示すように、比較例
（従来技術）にあっては、モータ駆動の車両走行によ
り、バッテリ５のＳＯＣが徐々に減少し、バッテリ５の
ＳＯＣが下限値ＳＯＣ１になったときに、ヒータ５１等
の加熱（プレヒート）が開始される。このとき、エンジ
ン２、触媒５３等は冷えた状態であるため、直ちにエン
ジン２を始動することができない。
【００３４】すなわち、エンジン２の始動は、プレヒー
ト完了を待って行われることとなる。このため、プレヒ
ート時間の間、バッテリ５のＳＯＣが減少し続けるた
め、バッテリ５が過放電となり、走行不能となるおそれ
がある。
【００３５】以上のように、本実施形態に係る車両制御
装置１によれば、エンジン２を駆動させてバッテリ５を
充電する前にエンジン２、触媒５３、Ｏ２センサ５５が
プレヒートされる。このため、バッテリ５の充電のため
にエンジン２を始動する際にエンジン２がすでに暖機さ
れているので、エミッションの悪化などの不具合の発生
を防止できる。また、エンジン２を駆動して発電する
際、暖機のためにエンジン２の駆動を待つ必要がない。
従って、必要に応じてバッテリ５の充電が迅速に行え、
バッテリ５の過放電により車両走行が不可能になるよう
な事態が避けられる。これによって、バッテリ５の充電
量の低下時に適切な車両走行が可能となる。
【００３６】（第二実施形態）次に第二実施形態に係る
車両制御装置について説明する。
【００３７】本実施形態に係る車両制御装置は、プレヒ
ートの開始条件をバッテリ５における単位時間当たりの
蓄電変位量ΔＳＯＣが予め設定される設定値ΔＳＯＣ３
以上であるときに、少なくともエンジン２をプレヒート
させるものである。
【００３８】本実施形態に係る車両制御装置のハード構
成は、図１の第一実施形態の車両制御装置と同様に構成
される。
【００３９】図５に本実施形態に係る車両制御装置の動
作についてのフローチャートを示す。図５における制御
処理は、例えばモータ３の駆動力により車両走行を行っ
ているときに行われる。
【００４０】図５のＳ２０に示すように、車両要求動力
が所定動力より大きいか否かが判断される。車両要求動
力が所定動力より大きくエンジン２の駆動が必要と判断
されたときには、エンジン２が始動される（Ｓ２２）。
一方、Ｓ２０にて車両要求動力が所定動力より大きくな
いと判断されたときには、バッテリ５のＳＯＣが下限値
ＳＯＣ１以下であるか否かが判断される（Ｓ２４）。バ
ッテリ５のＳＯＣが下限値ＳＯＣ１以下であると判断さ
れたときには、エンジン２が始動される（Ｓ２２）。一
方、バッテリ５のＳＯＣが下限値ＳＯＣ１以下でないと
判断されたときには、Ｓ２６に移行し、バッテリ５の単
位時間当たりの蓄電変位量ΔＳＯＣが設定値ΔＳＯＣ３
以上であるか否かが判断される。設定値ΔＳＯＣ３は、
ハイブリッドＥＣＵ３０に予め設定される設定値であ
り、例えばプレヒート時間を考慮して設定される。
【００４１】Ｓ２６にてバッテリ５の単位時間当たりの
蓄電変位量ΔＳＯＣが設定値ΔＳＯＣ３以上でないと判
断されたときには、制御処理を終了する。一方、バッテ
リ５の単位時間当たりの蓄電変位量ΔＳＯＣが設定値Δ
ＳＯＣ３以上であると判断されたときには、プレヒート
が行われる（Ｓ２８）。そして、制御処理を終了する。
【００４２】なお、図５のＳ２０〜２４の処理は、図１
のＳ１０〜１４の処理と同様に行われる。また、図５の
Ｓ２８のプレヒート処理は、図１のＳ１８のプレヒート
処理と同様に行われる。
【００４３】以上説明した本実施形態に係る車両制御装
置によれば、第一実施形態に係る車両制御装置と同様な
作用効果が得られる。すなわち、エンジン２を駆動させ
てバッテリ５を充電する前にエンジン２、触媒５３、Ｏ
２センサ５５がプレヒートされるため、バッテリ５の充
電のためにエンジン２を始動する際エンジン２がすでに
暖機されており、エミッションの悪化などの不具合の発
生を防止できる。また、エンジン２を駆動して発電する
際、暖機のためにエンジン２の駆動を待つ必要がない。
従って、必要に応じてバッテリ５の充電が迅速に行え、
バッテリ５の過放電により車両走行が不可能になるよう
な事態が避けられる。これによって、バッテリ５の充電
量の低下時に適切な車両走行が可能となる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、バ
ッテリ充電量低下時に適切な車両走行が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る車両制御装置の構
成図である。
【図２】図１の車両制御装置の動作を示すフローチャー
トである。
【図３】図１の車両制御装置におけるモータ駆動走行時
におけるＳＯＣ変化を示す図である。
【図４】比較例（従来技術）におけるモータ駆動走行時
におけるＳＯＣ変化を示す図である。
【図５】第二実施形態に係る車両制御装置の動作を示す
フローチャートである。
【符号の説明】
１…車両制御装置、２…エンジン（内燃機関）、３…モ
ータ（電動機）、５…バッテリ（蓄電手段）、９…ジェ
ネレータ、２０…エンジンＥＣＵ、３０…ハイブリッド
ＥＣＵ、４０…モータＥＣＵ、５１…ヒータ、５３…触
媒、５４…ヒータ、５５…Ｏ２センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ６０Ｋ 6/04 ５５３ Ｂ６０Ｌ 11/14 Ｂ６０Ｌ 11/14 Ｆ０１Ｎ 3/00 Ｆ Ｆ０１Ｎ 3/00 3/20 Ｋ 3/20 3/24 Ｒ 3/24 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１０Ｂ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１０ ３１０Ｓ Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｄ Ｆ０２Ｎ 11/04 17/02 Ａ 17/02 Ｂ６０Ｋ 6/04 Ｆターム(参考） 3G084 BA24 BA28 CA01 DA00 EB23 EC01 FA03 3G091 AA02 AA14 AA17 AA28 AB01 BA03 BA26 BA27 CA03 CA04 CA05 CB08 EA01 EA07 EA26 EA27 EA28 EA30 EA34 EA39 FA01 FA02 FA04 FB02 FC07 HA36 3G093 BA00 CA01 CB00 DA06 DB05 DB19 EA00 EC01 FA12 FB01 5H115 PG04 PI16 PO01 PO04 PU21 PU25 PV09 QN02 QN10 SE06 TE02 TI02 TO12 TU16

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関及び電動機を搭載し前記内燃機
    関及び前記電動機の少なくとも一方の駆動力により走行
    する車両に設置され、前記電動機に電力を供給する蓄電
    手段の蓄電量が下限値以下となったときに前記内燃機関
    を始動させて前記蓄電手段の充電を行う車両制御装置に
    おいて、 前記蓄電手段の蓄電量が前記下限値より大きい蓄電量と
    して設定される設定値となったときに、少なくとも前記
    内燃機関をプレヒートさせる加熱手段を備えたこと、を
    特徴とする車両制御装置。
  2. 【請求項２】 内燃機関及び電動機を搭載し前記内燃機
    関及び前記電動機の少なくとも一方の駆動力により走行
    する車両に設置され、前記電動機に電力を供給する蓄電
    手段の蓄電量が下限値以下となったときに前記内燃機関
    を始動させて前記蓄電手段の充電を行う車両制御装置に
    おいて、 前記蓄電手段における単位時間当たりの蓄電変位量が予
    め設定される設定値以上となったときに、少なくとも前
    記内燃機関をプレヒートさせる加熱手段を備えたこと、
    を特徴とする車両制御装置。
  3. 【請求項３】 前記加熱手段は、前記内燃機関と共に前
    記内燃機関の排気ガスを浄化する触媒をプレヒートさせ
    ることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装
    置。
  4. 【請求項４】 前記加熱手段は、前記内燃機関と共に前
    記内燃機関の駆動に関するセンサをプレヒートさせるこ
    とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両制
    御装置。
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