JP2007314127A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ハイブリッド車両において負荷が大きい場合の電動機の故障を効率的且つ効果的に回避する。
【解決手段】ハイブリッド車両10において、ECU100はMG1保護処理を実行する。MG1保護処理では、ハイブリッド車両10がトーイング中であるか否かが判別され、ハイブリッド車両10がトーイング中である場合には、更にモータジェネレータMG1の発熱量Qmg1が上限値Qmg1thより大きいか否かが判別される。発熱量Qmg1が上限値Qmg1thよりも大きい場合、ECU100は、モータジェネレータMG1を発熱による故障等から保護するために、ハイブリッド車両10の要求出力が維持された状態でモータジェネレータMG1の効率が上昇するように、モータジェネレータMG1及びエンジン200の少なくとも一方の動作点を変更する。
【選択図】図4
【解決手段】ハイブリッド車両10において、ECU100はMG1保護処理を実行する。MG1保護処理では、ハイブリッド車両10がトーイング中であるか否かが判別され、ハイブリッド車両10がトーイング中である場合には、更にモータジェネレータMG1の発熱量Qmg1が上限値Qmg1thより大きいか否かが判別される。発熱量Qmg1が上限値Qmg1thよりも大きい場合、ECU100は、モータジェネレータMG1を発熱による故障等から保護するために、ハイブリッド車両10の要求出力が維持された状態でモータジェネレータMG1の効率が上昇するように、モータジェネレータMG1及びエンジン200の少なくとも一方の動作点を変更する。
【選択図】図4
Description
本発明は、例えば動力源として電動機及び内燃機関を有するハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。
この種の装置として、走行速度、その時点で要求される牽引力又は制動力の大きさに従って、多様なモードを選択することが可能なものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示されたハイブリッド自動車(以下、「従来の技術」と称する)によれば、車速及び必要な牽引力に従って、プログラム制御回路が、電動発電機と内燃機関との間、各電動発電機の間及び減速ギアとプロペラ軸との間に設けられたクラッチの接断及び電動発電機の位相速度を制御することにより、走行条件に適合する動作モードを設定することが可能であるため、回生効率が高く、燃料消費量の小さいハイブリッド自動車を実現することが可能であるとされている。
このように要求される牽引力に応じた動作モードが選択される場合、例えば、牽引時等、通常想定される範囲を超えた牽引力が要求される場合等に、ハイブリッド車両に備わる電動機の発熱量が過大となり易い。然るに、従来の技術では、そのような想定範囲を超えた使用状況における電動機の耐熱性については考慮されておらず、使用条件によっては電動機が故障しかねないという技術的な問題点がある。
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、電動機の故障を効率的且つ効果的に回避し得るハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、出力軸を介して動力を出力することが可能な内燃機関、前記出力軸を介して出力される動力を、第1軸及び車軸に連結された第2軸に夫々所定の比率で分配する動力分配手段、前記第1軸を介した動力の入出力が可能な第1電動機並びに前記第2軸を介した動力の入出力が可能な第2電動機を備え、前記第2軸を介して前記車軸に出力される前記内燃機関の動力及び前記第2電動機の動力により走行することが可能なハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、前記ハイブリッド車両の負荷状態を特定する負荷状態特定手段と、前記第1電動機の発熱状態を特定する発熱状態特定手段と、前記特定された負荷状態及び発熱状態に基づいて前記第1電動機を保護すべきか否かを判別する判別手段と、前記第1電動機を保護すべきであると判別された場合に、前記発熱量が低下するように前記内燃機関及び前記第1電動機のうち少なくとも一方を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
本発明のハイブリッド車両における「内燃機関」とは、例えば複数の気筒を有し、当該複数の気筒の各々における燃焼室において燃料が燃焼した際に発生する爆発力たる動力を、例えばピストン及びコネクティングロッド等の機械的な伝達経路を経て、例えばクランク軸等の入出力軸を介して動力として出力可能な機関を包括する概念であり、例えば2サイクル或いは4サイクルレシプロエンジン等を指す。この内燃機関の動力は、例えばプラネタリギアユニット等として構成される動力分配手段により、夫々所定の比率で第1軸及び車軸に連結された第2軸に分配される。
第1軸には、例えばモータ又はモータジェネレータ等の第1電動機が連結されており、係る第1軸を介した動力の入出力が可能に構成されている。尚、例えば、ハイブリッド型の動力出力装置に設けられたモータ装置又はモータジェネレータ装置を構成するモータ又はモータジェネレータを兼用で、或いは、このようなモータ又はモータジェネレータを専用に設けることで、当該第1電動機を比較的簡便に構築可能となる。
他方、車軸に連結された第2軸には、例えばモータ又はモータジェネレータ等として構成された、第1電動機とは相異なる第2電動機が連結されており、係る第2軸を介した動力の入出力が可能に構成されている。尚、第2電動機は、例えば、ハイブリッド型の動力出力装置に設けられたモータ装置又はモータジェネレータ装置を構成するモータ又はモータジェネレータを兼用で、或いは、このようなモータ又はモータジェネレータを専用に設けることで、第1電動機と同様に比較的簡便に構築可能である。
本発明に係るハイブリッド車両とは、内燃機関及び第2電動機によって車軸に出力される動力によって走行可能な車両を包括する概念であり、好適には、動力分配手段によって所定の比率で分配される内燃機関の動力の一部が第1軸を介して入力されたモータジェネレータ装置たる第1電動機によって適宜発電が行われつつ、係る発電された電力により第2電動機が駆動される構成を採る。また、好適には、第2電動機と内燃機関との動力配分が、第1電動機、第2電動機及び内燃機関を包括するハイブリッドシステム全体における燃料消費率(以下、適宜「燃費」と称する)が理論的に、実践的に又は現実的に最小となるように或いは効率が理論的に、実践的に又は現実的に最大となるように相互に協調的に制御される。
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばECU(Electronic Control Unit:電子制御ユニット)等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される負荷状態特定手段の作用により、ハイブリッド車両の負荷状態が特定される。
ここで、本発明に係る「負荷状態」とは、例えば、ハイブリッド車両の要求出力、ハイブリッド車両の牽引重量又は積載重量等といった負荷を規定する指標値を含み、また、例えばこれら指標値によって規定される負荷がどの程度の期間継続したのかといった、負荷及び時間に基づいて規定される一定又は不定の期間についての負荷の積算量等をも含み、更にはこのような、負荷を規定し得る定量的な指標値に限定されず、負荷が大きい(又は重い)、或いは小さい(又は軽い)等といった負荷に関する定性的な指標をも含む広い概念である。
尚、本発明における「特定」とは、例えば、何らかの検出手段を介して直接的に又は間接的に物理的数値又は物理的数値に対応する電気信号等として検出すること、それら検出された物理的数値や電気信号等に基づいて予め然るべき記憶手段等に記憶されたマップ等から該当する数値を選択すること、それら検出された物理的数値、電気信号又は選択された数値等から、予め設定されたアルゴリズムや計算式に従って導出すること、或いはこのように検出、選択又は導出された数値等に対応する電気信号を取得すること等を包括する広い概念である。
更に、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される発熱状態特定手段によって、第1電動機の発熱状態が特定される。
ここで、本発明に係る「発熱状態」とは、発熱の度合いを定性的又は定量的に規定する指標を包括する概念であり、発熱の度合いを規定し得る、例えば、温度や発熱量等の定量的な指標値であってもよいし、或いはそれら定量的な指標値に基づいて発熱の度合いが二値的又は多値的に分類されてなる、例えば「熱い」或いは「冷たい」等と言った定性的な指標であってもよい。
ここで特に、第1電動機の発熱状態は、過渡的或いは瞬間的にみれば、その変動幅が決して小さくなく、単に第1電動機の発熱状態に基づいて、より具体的には、第1電動機の発熱量が大きいことをもって第1電動機の保護を図ろうとした場合には、動力分配手段の作用によってその動力の入出力状態が相互に影響し合う、第1電動機、第2電動機及び内燃機関を含むハイブリッドシステム全体の効率が低下しかねない。
そこで、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、その動作時には、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される判別手段が、例えば、前述した負荷状態が第1電動機の発熱状態を少なくとも冷却方向へ向わせない程度に、より具体的には更に発熱を増大させ得る程度に高負荷な(高出力又は牽引若しくは積載重量が重い)状態にあって、且つ第1電動機の発熱量が所定値以上である発熱状態或いはそのように推定され得る発熱状態である場合に第1電動機を保護すべきであると判別するといったように、前述した負荷状態及び発熱状態に基づいて第1電動機を保護すべきか否かを判別する。
そして、このような判別を経た結果、第1電動機を保護すべきであると判別された場合に、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される制御手段によって、第1電動機の発熱量が低下するように内燃機関及び第1電動機のうち少なくとも一方が制御される。
従って、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、過渡的又は瞬間的な第1電動機の発熱に影響されることなく、真に第1電動機の故障を招きかねない場合について、第1電動機の発熱量を低下せしめることが可能となる。従って、ハイブリッドシステムへの影響を、理論的に、実践的に、或いは現実的にみて最小限に抑制しつつ、第1電動機を保護することが可能となる。即ち、第1電動機の故障を効率的且つ効果的に回避することが可能となるのである。
尚、第1電動機を保護すべきか否かについての判別基準は、負荷状態及び発熱状態に基づいて、第1電動機を発熱による故障又は損傷等から効率的且つ効果的に保護し得るように設定される限りにおいて何ら限定されない。例えば、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、負荷状態(若しくは負荷状態を規定する指標値)及び発熱状態(若しくは発熱状態を規定する指標値)の組み合わせと第1電動機を保護すべきか否かについての指標との対応関係が得られる場合には、係る対応関係に相当するマップ等が、予め然るべき記憶手段等に記憶されていてもよいし、或いはそのような対応関係を導き得るアルゴリズムや算出式が与えられていてもよい。
尚、ハイブリッドシステム全体の動作を考えた場合、システム全体の効率或いは燃費等が良好となるように、第1電動機、第2電動機及び内燃機関の動作状態が制御されるのが一般的であり、第1電動機についてみれば、その効率が最適となる動作条件で動作していない場合が多い。従って、制御手段による上述した制御は、例えばシステム全体の効率よりも、第1電動機の効率を優先し、第1電動機の効率が相対的に高くなるような動作条件で動作させること等によって実現することも可能である。
尚、ハイブリッドシステムを構成するこれら各要素が、動力分配手段により相互に動力の入出力を伴い得るように構成される事情に鑑みれば、内燃機関において機関回転数及び出力トルクの組み合わせとして規定される動作点は、第1電動機の回転速度制御により比較的自由に設定可能であり、反対に、内燃機関の動作点を変化させることにより第1電動機の動作条件を変更することも可能である。即ち、第1電動機及び内燃機関の少なくとも一方を制御することによって第1電動機の発熱量を低下せしめることが可能である。
尚、第1電動機の発熱量を低下せしめる態様は、何ら限定されず、例えば予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等によって、第1電動機の回転速度及びトルク等の動作条件と効率との対応関係が、例えばマップ等として設定され得る場合には、係るマップ等の対応関係に基づいて、第1電動機の動作条件が設定されてもよい。
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記判別手段は、前記特定された負荷状態が予め想定された負荷を超えた状態として規定される過負荷状態に相当するか否かを判別し、且つ前記特定された発熱状態が、前記発熱量が所定値以上である状態として規定される過熱状態に相当するか否かを判別し、前記特定された負荷状態が前記過負荷状態に相当し且つ前記特定された発熱状態が前記過熱状態に相当する場合に、前記第1電動機を保護すべきであると判別する。
ハイブリッド車両の負荷状態が過負荷状態に相当し且つ第1電動機の発熱状態が過熱状態に相当する場合、第1電動機が発熱によって故障又は損傷する可能性は高いものとなる。また、第1電動機を通常想定され得る使用域で使用する限りにおいて、第1電動機が発熱により異常をきたす可能性は著しく低いといってよく、別言すれば、通常想定され得ない使用域又は使用条件において、この種の故障又は損傷は発生し易い。従って、この態様によれば、第1電動機の故障を実践的な意味で極めて効率的且つ効果的に回避し得る。
尚、本発明に係る「過負荷状態」とは、予め本発明に係るハイブリッド車両において、第1電動機、第2電動機及び内燃機関各々の動作に係る信頼性を十分に担保し得るものとして想定された負荷を超えた負荷状態を包括する概念であり、例えば、最大積載荷重を超える荷重を積載した状態や、想定範囲外の牽引力が要求される、例えば家屋等をトーイング(牽引)している状態等を含む趣旨である。
尚、特定された負荷状態が過負荷状態に相当するか否かについての判別基準、或いは過負荷状態に係る定義は、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、発熱による第1電動機の故障を招き易いものとして設定されていてもよい。例えば、通常の使用状況では到達し得ない高出力要求が一定又は不定時間継続している場合等に、過負荷状態であるとの判別が行われてもよい。
また、本発明に係る「過熱状態」とは、第1電動機を発熱による故障から保護する観点から第1電動機に許容される発熱の度合いを超えた発熱状態を包括する概念であり、例えば、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、例えば一定時間継続した場合に第1電動機の故障を招きかねない発熱状態等として規定される。このような過熱状態は、例えば、上述した温度や発熱量等の各種指標値により代替的に規定されていてもよい。
尚、この態様では、前記過負荷状態は、トーイング状態を含んでもよい。
ここで、「トーイング状態」とは、本発明に係るハイブリッド車両が、本発明に係るハイブリッド車両以外の何らかの物体をトーイングしている状態を包括する概念であり、好適には家、車或いはボート等、通常の使用条件としては想定されない比較的重量の大きい物体をトーイングしている状態を指す。
ここで、「トーイング状態」とは、本発明に係るハイブリッド車両が、本発明に係るハイブリッド車両以外の何らかの物体をトーイングしている状態を包括する概念であり、好適には家、車或いはボート等、通常の使用条件としては想定されない比較的重量の大きい物体をトーイングしている状態を指す。
このようなトーイング状態においては、第1電動機が、効率の悪い動作点での動作を強いられ易く、また、内燃機関の要求出力も総じて高いことが多い。従って、ハイブリッド車両がトーイング状態にあるか否かを判断指標として採用することにより、通常の使用条件における言わば冗長な故障回避制御を防止しつつ、第1電動機の発熱量が低下し難い状況では確実に上述した故障回避に係る制御を実行し得るので好適である。
尚、ハイブリッド車両がトーイング中であるか否かについての判断基準は、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいてトーイング状態における負荷状態の挙動が判明している場合等には、或いは、ハイブリッド車両がトーイング状態であると判断し得る負荷条件が確定している場合等には、それら負荷条件の挙動或いは負荷条件等として与えられていてもよい。
尚、過負荷状態及び過熱状態に係る判別を伴う本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記ハイブリッド車両が走行する路面に関する少なくとも勾配を含む位置情報を特定する位置情報特定手段を更に具備し、前記判別手段は、前記特定された位置情報に基づいて前記負荷状態が前記過負荷状態に相当するか否かを判別する。
この場合、例えばECU等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成される位置情報特定手段により、例えばカーナビゲーション装置等によりGPS(Global Positioning System)等の位置検索システムを介して取得された位置情報が、或いは傾斜角計等の検出手段により検出される路面の傾斜角等が、例えば電気データや電気信号等の形態で取得され、ハイブリッド車両が走行する路面に関する、少なくとも勾配を含む位置情報として特定される。判別手段は、係る特定された位置情報に基づいて、負荷状態が過負荷状態に相当するか否かを判別する。ここで、「ハイブリッド車両が走行する路面」とは、少なくともハイブリッド車両が現時点で走行中の路面を含み、更には、近未来的に走行し得る路面をも包括する概念である。
トーイング状態等の過負荷状態では、路面の勾配によっては、通常の負荷状態と比較してハイブリッド車両が定常走行している場合の要求出力に差が出易い。従って、例えば予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて、対象となる勾配の範囲が確定している場合等には、又は勾配と要求出力若しくは車両重量(牽引重量を含む)との相関が得られている場合等には、車速、要求出力或いは内燃機関の出力トルクからハイブリッド車両が過負荷状態であるか否かについての判別を比較的簡便に且つ正確に実行することが可能である。
尚、この態様では、前記特定された位置情報に基づいて現時点よりも未来における前記第1電動機の発熱状態を推定する推定手段を更に具備し、前記判別手段は更に、前記推定された発熱状態が前記過熱状態に相当するか否かを判別し、前記特定された負荷状態が前記過負荷状態に相当し且つ前記推定された発熱状態が前記過熱状態に相当する場合に、前記第1電動機を保護すべきであると判別してもよい。
例えば、ハイブリッド車両が過負荷状態にあると判別されたとしても、第1電動機の発熱状態が過熱状態に相当するか否かは別の問題であるが、例えば、カーナビゲーション装置等に係る走行経路の設定等を介して、ハイブリッド車両が近未来的に第1電動機の発熱状態を過熱状態に誘う程度の登坂路を走行すると推定可能な場合がある。そのような場合には、敢えて特定された発熱状態が過熱状態に相当する領域に到達するまで待機する必要もなく、予め第1電動機の発熱量を低下させておくことにより、能動的に安全性を担保することが可能となる。
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、前記第1電動機の発熱量が低下し且つ前記ハイブリッド車両の要求出力が維持されるように前記少なくとも一方を制御する。
第1電動機の故障を回避する見地からは、第1電動機の発熱量を低下せしめることが最重要であるが、その一方で、実践的な見地から言えば、第1電動機の発熱量を低下せしめることと引き換えに車速が低下することは好ましくない。特に、重量物を牽引している場合等には、一旦低下した車速を元の車速まで戻すには相当時間が必要であり、車速の低下は避けたい事態となり得る。
この態様によれば、制御手段は、第1電動機の発熱量が低下し且つハイブリッド車両の要求出力が維持されるように、内燃機関及び第1電動機のうち少なくとも一方を制御するため、実践的にみて極めて有益な効果が提供される。例えば、この際、第1電動機に関する回転速度及び出力トルク等の使用領域を、発熱量を低下させ得る或いは効率を向上させ得る領域に制御すると共に、内燃機関の動作点を、例えば出力トルク及び機関回転数を軸に取った二次元座標系における現時点の要求出力に対応する等出力線上で移動させることによって、比較的容易に、要求出力を維持しつつ第1電動機の発熱量を低下せしめることが可能となる。
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記内燃機関は、過給器及び該過給器の過給圧を調整可能な過給圧調整手段を更に備え、前記制御手段は、前記第1電動機を保護すべきであると判別された場合に、前記過給圧が変化するように前記過給圧調整手段を制御する。
内燃機関に、例えば排気を利用した例えばターボチャージャ等の過給器及び係る過給器の過給圧を調整可能な、例えばウェストゲートバルブ等の過給圧調整手段が備わる場合、自然吸気型の内燃機関と比較すれば、内燃機関の出力的な余裕は大きいものとなる。従って、例えば内燃機関の出力を維持しつつ内燃機関の動作点を変更する際等には、例えば過給圧を低下せしめることによって出力トルクを低下させつつ、例えば機関回転数が上昇するように例えば第1電動機の回転速度を制御すること等によって、内燃機関の動作点を比較的広範囲で設定することが可能となる。即ち、この場合、内燃機関或いは第1電動機の制御に係る制御上の自由度が増大し、第1電動機の発熱量を低下させつつ、ハイブリッドシステム全体の動作条件を一層最適化することが可能となる。
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
<発明の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
<1:第1実施形態>
<1−1:実施形態の構成>
<1−1−1:ハイブリッド車両の構成>
始めに、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るハイブリッド車両10の構成について説明する。ここに、図1は、ハイブリッド車両10のブロック図である。
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
<1:第1実施形態>
<1−1:実施形態の構成>
<1−1−1:ハイブリッド車両の構成>
始めに、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係るハイブリッド車両10の構成について説明する。ここに、図1は、ハイブリッド車両10のブロック図である。
図1において、ハイブリッド車両10は、車軸11、車輪12、ECU100、エンジン200、モータジェネレータMG1(以下、適宜「MG1」と称する)、モータジェネレータMG2(以下、適宜「MG2」と称する)、動力分割機構300、インバータ400、バッテリ500、SOCセンサ600、車速センサ700、アクセルポジションセンサ800及び温度センサ900を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
車軸11は、エンジン200及びモータジェネレータMG2から出力された動力を車輪に伝達するための軸であり、本発明に係る「車軸」の一例である
車輪12は、車軸11を介して伝達される動力を路面に伝達する手段であり、図1においては左右一輪ずつが示されるが、実際には、前後左右に一輪ずつ備わりハイブリッド車両10全体で計4個備わっている。
車輪12は、車軸11を介して伝達される動力を路面に伝達する手段であり、図1においては左右一輪ずつが示されるが、実際には、前後左右に一輪ずつ備わりハイブリッド車両10全体で計4個備わっている。
ECU100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備え、ハイブリッド車両10の動作全体を制御することが可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ECU100は、ROMに格納された制御プログラムに従って、後述するMG1保護処理を実行することが可能に構成されている。
エンジン200は、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両10の主たる動力源として機能する。尚、エンジン200の詳細な構成については後述する。
モータジェネレータMG1は、本発明に係る「第1電動機」の一例であり、バッテリ500を充電するための或いはモータジェネレータMG2に電力を供給するための発電機として、更にはエンジン200の駆動力をアシストする電動機として機能するように構成されている。
モータジェネレータMG2は、本発明に係る「第2電動機」の一例であり、エンジン200の動力をアシストする電動機として、或いはバッテリ500を充電するための発電機として機能するように構成されている。
尚、これらモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。但し、他の形式のモータジェネレータであっても構わない。
動力分割機構300は、エンジン200の出力をMG1及び車軸11へ分配することが可能に構成された遊星歯車機構であり、本発明に係る「動力分配手段」の一例である。
ここで、図2を参照して、動力分割機構300の詳細な構成について説明する。ここに、図2は、動力分割機構300とその周辺部の関係を示す模式図である。尚、同図において、図1と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
図2において、動力分割機構300は、中心部に設けられたサンギア303と、サンギア303の外周に同心円状に設けられたリングギア301と、サンギア303とリングギア301との間に配置されてサンギア303の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア305と、後述するクランクシャフト205(即ち、本発明に係る「入出力軸」の一例)の端部に結合され、各ピニオンギアの回転軸を軸支するプラネタリキャリア306とを備える。
また、サンギア303は、サンギア軸304(即ち、本発明に係る「第1軸」の一例)を介してMG1のロータ(符合は省略)に結合され、リングギア301は、リングギア軸302(即ち、本発明に係る「第2軸」の一例)を介してMG2の不図示のロータに結合されている。リングギア軸302は、車軸11と連結されており、MG2が発する動力は、リングギア軸302を介して車軸11へと伝達され、同様に車軸11を介して伝達される車輪12からの回転力は、リングギア軸302を介してMG2に入力される。
係る構成の下、動力分割機構300は、エンジン200が発する動力を、プラネタリキャリア306とピニオンギア305とによってサンギア303及びリングギア301に伝達し、エンジン200の動力を2系統に分割することが可能である。
図1に戻り、インバータ400は、バッテリ500から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2に供給すると共に、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ500に供給することが可能に構成されている。
バッテリ500はモータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2を力行するための電力に係る電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
SOCセンサ600は、バッテリ500の残容量を検出することが可能に構成されたセンサである。SOCセンサ600は、ECU100と電気的に接続されており、SOCセンサ600によって検出されたバッテリ500のSOCは、常にECU100によって把握される構成となっている。
車速センサ700は、ハイブリッド車両10の車速を検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ900は、ECU100と電気的に接続されており、検出された車速は、ECU100によって常に把握される構成となっている。
アクセルポジションセンサ800は、不図示のアクセルペダルの操作量(以降、適宜「アクセル開度」と称する)を検出することが可能に構成されたセンサである。アクセルポジションセンサ800は、ECU100と電気的に接続されており、アクセル開度はECU100によって絶えず把握される構成となっている。
温度センサ900は、モータジェネレータMG1の、例えばロータ周辺の温度を検出可能に構成されたセンサである。温度センサ900は、ECU100と電気的に接続されており、検出したモータジェネレータMG1の温度は、ECU100によって絶えず把握されると共に、後述するMG1保護処理において参照される構成となっている。
<1−1−2:エンジンの詳細構成>
次に、図3を参照して、エンジン200の要部構成について、その動作の一部を交えて説明する。ここに、図3は、エンジン200の模式図である。尚、図2において、図1と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
次に、図3を参照して、エンジン200の要部構成について、その動作の一部を交えて説明する。ここに、図3は、エンジン200の模式図である。尚、図2において、図1と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
エンジン200は、気筒201内において燃焼室に点火プラグ(符号省略)の一部が露出してなる点火装置202による点火動作を介して混合気を燃焼せしめると共に、係る燃焼による爆発力に応じて生じるピストン203の往復運動を、コネクティングロッド204を介してクランクシャフト205の回転運動に変換することが可能に構成されている。以下に、エンジン200の要部構成を、その動作の一部と共に説明する。尚、図3は、エンジン200の構成を模式的に説明するものであって、必ずしもエンジン200における各部の空間的な配置態様を正確に表したものではない。
図3において、外部から吸入された空気は、吸気管206を通過し、インジェクタ207から噴射された燃料と混合されて前述の混合気となる。燃料は、不図示の燃料タンクに貯留されており、低圧ポンプ(不図示)の作用によりデリバリパイプ(不図示)を介してインジェクタ207に圧送供給されている。尚、インジェクタ207は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100によって制御される通電時間に応じた量の燃料を吸気管206内に噴射することが可能に構成される。
尚、燃料を噴射する噴射手段の形態は、図3に例示するような所謂吸気ポートインジェクタの構成を採らずともよく、例えば、低圧ポンプにより圧送される燃料の圧力を更に高圧ポンプによって昇圧せしめ、高温高圧の気筒201内部へ燃料を直接噴射することが可能に構成された、所謂直噴インジェクタ等の形態を有していてもよい。
気筒201内部と吸気管206とは、吸気バルブ208の開閉によって連通状態が制御されている。気筒201内部で燃焼した混合気たる排気は、吸気バルブ208の開閉に連動して開閉する排気バルブ209を通過し、排気管210に排出される。
排気管210に排出された排気の一部は、タービン211に流入し、タービン211をその圧力に応じて回転せしめる。タービン211の回転軸は、タービン211と対向配置されたコンプレッサ212と同軸に構成されており、タービン211が排気によって回転すると、それに伴いコンプレッサ212も回転し、過給が行われる構成となっている。タービン211及びコンプレッサ212は、本発明に係る「過給器」の一例を構成している。
吸気管206上には、クリーナ213が配設されており、外部から吸入される空気が浄化される。また、クリーナ213の下流側(気筒201側)には、ホットワイヤー式のエアフローメータ214が配設されており、吸入空気の質量流量を直接測定することが可能に構成されている。エアフローメータ214は、ECU100と電気的に接続されており、その検出値を表す電気信号がECU100に常に供給される構成となっている。
尚、エンジン200では、上述したようにコンプレッサ212による過給が行われており、吸気管206の圧力(即ち、過給圧)を、大気圧以上に上昇せしめることが可能となっている。更に、吸気管206には、インタークーラ215が設置されており、吸入空気はこのインタークーラ215により冷却され、一層コンプレッサ212による過給効率が高められている。
一方、排気管210には、タービン211をバイパスするように排気バイパス管(符号省略)が設けられており、係る排気バイパス管上には、ウェストゲートバルブ216が設置されている。ウェストゲートバルブ216は、ECU100と電気的に接続された、ECU100の制御により開閉する電磁開閉弁であり、その弁開度或いは開弁期間に応じた量の排気を、タービン211を介することなく排気バイパス管を介して排出させることが可能に構成されている。このため、エンジン200では、ウェストゲートバルブ216の開閉状態に応じて、過給圧の調整が可能となっている。即ち、ウェストゲートバルブ216は、本発明に係る「過給圧調整手段」の一例である。タービン211を通過した、或いは排気バイパス管を通過した排気は、三元触媒217によって浄化せしめられ、最終的にハイブリッド車両10の車外へ排出される。
吸気管206における吸気ポート(符号省略)の前段には、気筒201内部への吸入空気量を調節するスロットルバルブ218が配設されている。スロットルバルブ218の開度は、スロットルポジションセンサ220によって検出され、スロットルポジションセンサ220と電気的に接続されたECU100によって絶えず把握される構成となっている。また、スロットルバルブ218の開度は、ECU100と電気的に接続されたスロットルバルブモータ219によって可変に制御される構成となっている。
クランクシャフト205近傍には、クランクシャフト205の回転状態を表すクランク角を検出するためのクランクポジションセンサ221が設置されている。クランクポジションセンサ221は、ECU100と電気的に接続されており、ECU100は、クランクポジションセンサ221によって検出されたクランク角に基づいてピストン203の位置を把握し、点火装置202による点火時期等を制御することが可能に構成されている。また、ECU100は、クランクポジションセンサ221によって検出されたクランク角を時間処理することによって、エンジン200の機関回転数Neを算出することが可能に構成されている。
気筒201を収容するシリンダブロックには、エンジン200のノック強度を測定可能なノックセンサ222が配設されており、また係るシリンダブロック内のウォータージャケット内には、エンジン200の冷却水温を検出するための水温センサ223が配設されている。これらは、夫々ECU100と電気的に接続されており、その検出値が絶えずECU100によって把握される構成となっている。
<1−2:実施形態の動作>
<1−2−1:ハイブリッド車両10の基本動作>
図1のハイブリッド車両10においては、主として発電機として機能するモータジェネレータMG1、主として電動機として機能するモータジェネレータMG2、及びエンジン200の夫々の動力配分がECU100及び動力分割機構300により制御され、走行状態が制御される。以下に、幾つかの状況に応じたハイブリッド車両10の動作について説明する。
<1−2−1:ハイブリッド車両10の基本動作>
図1のハイブリッド車両10においては、主として発電機として機能するモータジェネレータMG1、主として電動機として機能するモータジェネレータMG2、及びエンジン200の夫々の動力配分がECU100及び動力分割機構300により制御され、走行状態が制御される。以下に、幾つかの状況に応じたハイブリッド車両10の動作について説明する。
<1−2−1−1:始動時>
例えば、ハイブリッド車両10の始動時においては、バッテリ500の電気エネルギを用いて駆動されるモータジェネレータMG1が電動機として機能する。この動力によってエンジン200がクランキングされエンジン200が始動する。
例えば、ハイブリッド車両10の始動時においては、バッテリ500の電気エネルギを用いて駆動されるモータジェネレータMG1が電動機として機能する。この動力によってエンジン200がクランキングされエンジン200が始動する。
<1−2−1−2:発進時>
発進時には、SOCセンサ600の出力信号に基づいたバッテリ500の蓄電状態に応じて2種類の態様を採り得る。例えば、通常の(即ち、SOCが良好な)発進時においては、モータジェネレータMG1によってバッテリ500を充電する必要は生じないため、エンジン200は暖機のためだけに始動し、ハイブリッド車両10は、モータジェネレータMG2の動力により発進する。一方、蓄電状態が良好ではない(即ち、SOCが低下している)場合、エンジン200の動力によりモータジェネレータMG1が発電機として機能し、バッテリ500が充電される。
発進時には、SOCセンサ600の出力信号に基づいたバッテリ500の蓄電状態に応じて2種類の態様を採り得る。例えば、通常の(即ち、SOCが良好な)発進時においては、モータジェネレータMG1によってバッテリ500を充電する必要は生じないため、エンジン200は暖機のためだけに始動し、ハイブリッド車両10は、モータジェネレータMG2の動力により発進する。一方、蓄電状態が良好ではない(即ち、SOCが低下している)場合、エンジン200の動力によりモータジェネレータMG1が発電機として機能し、バッテリ500が充電される。
<1−2−1−3:軽負荷走行時>
例えば、低速走行時や緩やかな坂を下っている場合には、比較的エンジン200の効率が悪い為、インジェクタ207を介した燃料の噴射が停止されることによりエンジン200が停止され、ハイブリッド車両10は、モータジェネレータMG2による動力のみで走行する。尚、この際、SOCが低下していれば、エンジン200はモータジェネレータMG1を駆動するために始動し、モータジェネレータMG1によりバッテリ500の充電が行われる。
例えば、低速走行時や緩やかな坂を下っている場合には、比較的エンジン200の効率が悪い為、インジェクタ207を介した燃料の噴射が停止されることによりエンジン200が停止され、ハイブリッド車両10は、モータジェネレータMG2による動力のみで走行する。尚、この際、SOCが低下していれば、エンジン200はモータジェネレータMG1を駆動するために始動し、モータジェネレータMG1によりバッテリ500の充電が行われる。
<1−2−1−4:通常走行時>
エンジン200の効率(例えば、燃焼効率等)が比較的良好な運転領域においては、ハイブリッド車両10は主としてエンジン200の動力によって走行する。この際、エンジン200の動力は、動力分割機構300によって2系統に分割され、一方は、車軸11を介して車輪12に伝達され、他方は、モータジェネレータMG1を駆動して発電を行う。更に、この発電された電力により、モータジェネレータMG2が駆動され、モータジェネレータMG2によりエンジン200の動力がアシストされる。尚、この際、SOCが低下している場合には、エンジン200の出力を上昇させて、モータジェネレータMG1により発電された電力の一部がバッテリ500へ充電される。
エンジン200の効率(例えば、燃焼効率等)が比較的良好な運転領域においては、ハイブリッド車両10は主としてエンジン200の動力によって走行する。この際、エンジン200の動力は、動力分割機構300によって2系統に分割され、一方は、車軸11を介して車輪12に伝達され、他方は、モータジェネレータMG1を駆動して発電を行う。更に、この発電された電力により、モータジェネレータMG2が駆動され、モータジェネレータMG2によりエンジン200の動力がアシストされる。尚、この際、SOCが低下している場合には、エンジン200の出力を上昇させて、モータジェネレータMG1により発電された電力の一部がバッテリ500へ充電される。
<1−2−1−5:制動時>
減速が行われる際には、車輪12から車軸11を介して伝達される動力によってモータジェネレータMG2を回転させ、発電機として動作させる。これにより、車輪12の運動エネルギが電気エネルギに変換され、バッテリ500が充電される、所謂「回生」が行われる。
減速が行われる際には、車輪12から車軸11を介して伝達される動力によってモータジェネレータMG2を回転させ、発電機として動作させる。これにより、車輪12の運動エネルギが電気エネルギに変換され、バッテリ500が充電される、所謂「回生」が行われる。
<1−2−2:エンジン200の基本制御>
次に、エンジン200の基本的な制御動作について説明する。ECU100は、エンジン200に要求される出力であるエンジン要求出力を、一定の周期で繰り返し演算している。この際、ECU100は、アクセルポジションセンサ800によって検出されるアクセル開度及び車速センサ700によって検出される車速に基づいて、予めROMに格納されたマップから現時点におけるアクセル開度及び車速に対応した出力軸トルク(車軸11に出力されるべきトルク)を算出する。
次に、エンジン200の基本的な制御動作について説明する。ECU100は、エンジン200に要求される出力であるエンジン要求出力を、一定の周期で繰り返し演算している。この際、ECU100は、アクセルポジションセンサ800によって検出されるアクセル開度及び車速センサ700によって検出される車速に基づいて、予めROMに格納されたマップから現時点におけるアクセル開度及び車速に対応した出力軸トルク(車軸11に出力されるべきトルク)を算出する。
更に、ECU100は、SOCセンサ600の出力信号に基づいて要求発電量を求め、要求発電量と各種の補機類(エアコンやパワーステアリング等)の要求量とを参照して出力軸トルクを補正することによって、エンジン要求出力を算出する。なお、エンジン要求出力の演算方法は公知のハイブリッド車両で実行されている通りでよく、その細部は必要に応じて種々変更されてよい。
<1−2−3:MG1保護処理の詳細>
ハイブリッド車両10では通常、ECU100により、モータジェネレータMG1、モータジェネレータMG2及びエンジン200の各要素を含むハイブリッドシステム全体の効率が最も高くなるように、即ち、エンジン200の燃費が最も低くなるように(目標であり、必ず最低燃費となるかは別として)、エンジン200及びモータジェネレータMG2の動力配分が決定されている。一方で、このようなシステム全体の要請から規定される動作点は、各要素について最適な効率を得られる動作点とは相違することが多い。従って、このような制御下において、モータジェネレータMG1は必ずしも自身の効率が高くなる動作点で動作しているとは限らない。
ハイブリッド車両10では通常、ECU100により、モータジェネレータMG1、モータジェネレータMG2及びエンジン200の各要素を含むハイブリッドシステム全体の効率が最も高くなるように、即ち、エンジン200の燃費が最も低くなるように(目標であり、必ず最低燃費となるかは別として)、エンジン200及びモータジェネレータMG2の動力配分が決定されている。一方で、このようなシステム全体の要請から規定される動作点は、各要素について最適な効率を得られる動作点とは相違することが多い。従って、このような制御下において、モータジェネレータMG1は必ずしも自身の効率が高くなる動作点で動作しているとは限らない。
一方で、ハイブリッド車両10が、家等、想定外の重量物のトーイングに使用されることがある。この種のトーイングでは、ハイブリッド車両10の負荷状態は、想定された負荷を超えた過負荷状態となる。上述したように、モータジェネレータMG1の動作点は、必ずしもモータジェネレータMG1の効率が高くなるように決定される訳ではないから、このような過負荷状態が継続した場合には、過度の発熱を招き、場合によっては、モータジェネレータMG1の性能低下、故障又は損傷等が生じることがある。
そこで、本実施形態では、ECU100が、ROMに格納された制御プログラムに従ってMG1保護処理を実行し、このような問題に対処している。ここで、図4を参照して、MG1保護処理の詳細について説明する。ここに、図4は、MG1保護処理のフローチャートである。
図4において、ECU100は、ハイブリッド車両10がトーイング中であるか否かを判別する(ステップA10)。ECU100は、ステップA10に係る処理において、前述した要求出力が予め設定される基準値よりも高いか否かを判別し、更に、要求出力が係る基準値よりも高い場合、その状態が予め設定された基準時間以上継続したか否かを判別する。基準値を超えた要求出力が基準時間以上継続している場合、ECU100は、ハイブリッド車両10がトーイング状態にあると判別する(ステップA10:YES)。
ハイブリッド車両10がトーイング中ではない場合(ステップA10:NO)、ECU100は、ステップA10に係る処理を繰り返し実行すると共に、ハイブリッド車両10がトーイング中である場合には、モータジェネレータMG1の発熱量Qmg1が、予め設定された上限値Qmg1thよりも大きいか否かを判別する(ステップA11)。
この際、ECU100は、発熱量Qmg1を、温度センサ900によって検出された温度に基づいて演算し取得する。温度センサ900の温度と、発熱量Qmg1との相関は、予め実験的に、経験的に或いはシミュレーション等に基づいて設定されており、上限値Qmg1thと共にROM等然るべき記憶手段に記憶されている。
発熱量Qmg1が、上限値Qmg1th以下である場合(ステップA11:NO)、ECU100は、処理をステップA10に戻し、一連の処理を繰り返すと共に、発熱量Qmg1が上限値Qmg1thよりも大きい場合には(ステップA11:YES)、エンジン200の動作点を変更する(ステップA12)。
ステップA12に係る処理において、ECU100は、エンジン200の出力が維持されるように、言い換えればハイブリッド車両10の要求出力(即ち、要求車速)が維持されるように、エンジン200の動作点を変更する。エンジン200の動作点は、例えば縦軸及び横軸に夫々トルク及び機関回転数Neを配した二次元座標系における座標点として表すことができる。ステップA12に係る処理では、係る座標系において一の出力値に対し定義される等出力線上で、エンジン200の動作点が変更される。定性的にはこの際、機関回転数Neが上昇し且つトルクが低下する方向か、或いは機関回転数Neが低下し且つトルクが上昇する方向に動作点が変更される。
エンジン200の機関回転数Neは、モータジェネレータMG1の効率が少なくとも上昇するように、望ましくは理論的に或いは現実的に(即ち、実現可能な範囲で)最大となるように決定される。ここで、図5を参照して、モータジェネレータMG1の効率について説明する。ここに、図5は、モータジェネレータMG1における効率の模式図である。
図5において、縦軸及び横軸(夫々、図示破線参照)には、夫々モータジェネレータMG1の出力トルク及び回転速度(単位時間当たりの回転数であり、機関回転数Neと同次元の値である)が表される。
ここで、各軸が図示矩形領域の中心部に表されているのは、モータジェネレータMG1が正負いずれのトルクを出力することも可能であり、また正負いずれの回転速度(回転速度自体は方向の概念を含まないが、MG1がいずれの方向に回転しているかを表すものとして便宜的に規定される)を採ることも可能であることを表している。
図示矩形領域には、菱形状に等効率線EQEFi(i=0,1,・・・,5)が表されている。等効率線EQEFiは、モータジェネレータMG1の効率が等しい座標点を繋ぎ合わせてなる線分である。
各々の等効率線EQEFi相互間の大小関係は、即ち、大きい順にEQEF5、EQEF4、EQEF3、EQEF2、EQEF1となっており、総体的にみて矩形領域の中心に向う程モータジェネレータMG1の効率は上昇する構成となっている。
図4に戻り、ステップA12に係る処理では、モータジェネレータMG1の現時点の動作点(図5矩形領域において定義される)が、現時点の効率よりも高い効率が得られる動作点に変更されるように、エンジン200の動作点が変更される。
ここで特に、エンジン200、モータジェネレータMG1及びモータジェネレータMG2は、動力分割機構300を介して相互に接続された状態にあり、これらの中の一要素に係る動作状態の変更は、他の要素にも影響し合う。即ち、動力分割機構300においては、サンギア303、リングギア301及びプラネタリキャリア306のいずれか二つのギアに係る回転速度(回転数)が定まれば残余の一ギアに係る回転速度(回転数)が決定される。
このうち、リングギア軸302は車軸11に連結されているため、モータジェネレータMG2の回転状態は、ハイブリッド車両10の走行状態に応じて決定される。従って、モータジェネレータMG1又はエンジン200の回転状態を変化させることによって、残余の一方の回転状態が決定される。尚、最終的にモータジェネレータMG1の動作点が、より効率の高い動作点に変更される限りにおいて(必然的にエンジン200の動作点も変更されるが)、エンジン200とモータジェネレータMG1のいずれを積極的に制御するかは自由であってよい。
例えば、モータジェネレータMG1の回転速度を図5における右半分の領域(即ち、便宜的に負の回転速度領域)内から矩形領域の中心方向(総じて、効率の上昇する方向)へ変化させた場合、エンジン200の機関回転数Neは上昇する。ここで、既に述べたように、ステップA12に係る制御では、ハイブリッド車両10の要求出力が維持されるようにエンジン200の動作点が変更するのであるが、トルクの変化を伴わないまま機関回転数Neのみ上昇させると、必然的に出力が上昇して要求出力が維持されない。
そこで、このような場合には、ECU100は、ウェストゲートバルブ216を開弁し、排気の一部がタービン211をバイパスするように排気の流れを制御することによって、過給圧を低下させる。過給圧の低下に伴ってエンジン200の出力トルクは低下するから、エンジン200の機関回転数Neが上昇した分に相当するトルク低下量が得られるようにウェストゲートバルブ216の開度或いは開弁時間を制御することによって、或いは、過給圧の低下量に応じた機関回転数Neが得られるようにモータジェネレータMG1の回転速度を制御することによって(無論、効率が上昇することが前提である)、要求出力を維持したまま、モータジェネレータMG1の効率を上昇させ、発熱量を低下させることが可能となる。
ステップA12においてエンジン動作点が変更されると、ECU100は、処理をステップA10に戻し、一連の処理が繰り返される。
以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッド車両10によれば、モータジェネレータMG1が発熱し易いトーイング状態においてMG1の発熱量が上限値を超えた場合に、モータジェネレータMG1の効率が上昇するようにエンジン200の動作点が変更され、モータジェネレータMG1の発熱を抑制或いは低下させることが可能となる。従って、単にモータジェネレータMG1の発熱のみによって頻繁にエンジン200の動作点が切替えられることがなく、ハイブリッド車両10全体としての効率が可能な限り担保される。即ち、本実施形態によれば、効率的且つ効果的にモータジェネレータMG1の故障が回避されるのである。
<2:第2実施形態>
ハイブリッド車両10がトーイング状態であるか否かの判別は、上述した第1実施形態の手法に限定されない。このような趣旨に基づいた本発明の第2実施形態について説明する。
<2:第2実施形態>
ハイブリッド車両10がトーイング状態であるか否かの判別は、上述した第1実施形態の手法に限定されない。このような趣旨に基づいた本発明の第2実施形態について説明する。
始めに、図6を参照して、第2実施形態に係るハイブリッド車両13の構成について説明する。ここに、図6は、ハイブリッド車両13のブロック図である。尚、同図において、図1と重複する箇所には同一の符合を付してその説明を適宜省略することとする。
図6において、ハイブリッド車両13は、カーナビ装置1000を備える点において、第1実施形態に係るハイブリッド車両10と相違している。
カーナビ装置1000は、GPSを利用してハイブリッド車両13の現在位置に係る緯度、経度及び高度に関する情報を取得可能に構成されると共に、これら取得された情報に基づいて、ハイブリッド車両13が走行する路面に関する、例えば勾配情報、経路情報、各種インフォメーション情報等を生成し、不図示のディスプレイ装置に出力することが可能に構成されている。
次に、図7を参照し、第2実施形態の動作として、ハイブリッド車両13がトーイング状態にあるか否かを判別するためのトーイング判別処理について説明する。ここに、図7は、トーイング判別処理のフローチャートである。
図7において、ECU100は、カーナビ装置1000を介して勾配情報を取得する(ステップB10)。勾配情報とは、ハイブリッド車両13が走行中の路面の絶対的な勾配に関する情報である。
勾配情報を取得すると、ECU100は更に、ハイブリッド車両13が定常走行中であるか否かを判別する(ステップB11)。定常走行とは、例えば、急加速時等の過渡期間に該当しない、エンジン200の動作条件の変動が比較的緩やかな、好適にはそのような変動が顕在化しない程度に抑制された状態を指す。ECU100は、例えば、アクセル開度、車速又は要求出力等の各種指標に基づいて、ハイブリッド車両13が定常走行中であるか否かを判別する。
定常走行中ではない場合(ステップB11:NO)、ECU100は、処理をステップB10に戻すと共に、定常走行中である場合(ステップB11:YES)、ECU100はハイブリッド車両13の重量Mを推定する(ステップB12)。
この際、ECU100は、ハイブリッド車両13の要求出力、或いは要求出力を規定する車速及びエンジントルク等に基づいて、重量Mを推定する。即ち、ハイブリッド車両13が登坂路をトーイング中である場合、定常走行時における要求出力がトーイング中でない場合と比較して高くなる。そこで、このような関係を利用して、勾配情報及び要求出力に基づいてハイブリッド車両13の仮想的な重量(被トーイング物体の重量を含む)である重量Mが推定される。
重量Mが推定されると、ECU100は、推定された重量Mが、予め設定された上限値Mthよりも大きいか否かを判別する(ステップB13)。重量Mが上限値Mth以下である場合(ステップB13:NO)、ECU100は処理をステップB10へ戻し、一連の処理を繰り返すと共に、重量Mが上限値Mthを超えている場合(ステップB13:YES)、ハイブリッド車両13がトーイング中であると判別する(ステップB14)。ハイブリッド車両13がトーイング中であると判別された場合、例えば、その旨を表すフラグが設定され、例えば図4に示すMG1保護処理におけるステップA10に係る処理に供される。
このように、第2実施形態に係るハイブリッド車両13によれば、ハイブリッド車両13がトーイング中であるか否かの判別を、カーナビ装置1000によって提供される勾配情報に基づいて、或いはカーナビ装置1000によって提供される位置情報をECU100が解析した結果として得られる勾配情報に基づいて、効率的且つ効果的に行うことができる。
尚、カーナビ装置1000が備わる構成に鑑みれば、ハイブリッド車両13がトーイング中であるとの判別を行うと同時に、或いは相前後して、ハイブリッド車両13の走行経路上に登坂路が有るか否かについての判別を行うことも可能である。
例えば、現在位置及び周辺領域に関する地図データ等に基づいて、或いは運転者が設定した経路情報等に基づいて、近未来的にハイブリッド車両13がそのような登坂路を走行していると推定される場合、モータジェネレータMG1の発熱量も近未来的に上昇し得ると考えてよく、このような場合には、ECU100が、実際にモータジェネレータMG1の発熱量を参照することなく、或いは現在の発熱量を加味した上で、実際に発熱量が上限値を超えたか否かの別によらずに、上述したエンジン200に係る動作点の変更を行ってもよい。
このような制御により、言わば、能動的にモータジェネレータMG1を過熱による性能低下、故障又は損傷等から保護することが可能となり、一層効果的である。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
10…ハイブリッド車両、100…ECU、200…エンジン、201…気筒、203…ピストン、205…クランクシャフト、211…タービン、212…コンプレッサ、300…動力分割機構、301…リングギア、303…サンギア、306…プラネタリキャリア、500…バッテリ、600…SOCセンサ、700…車速センサ、800…アクセルポジションセンサ、900…温度センサ、1000…カーナビ装置。
Claims (7)
- 出力軸を介して動力を出力することが可能な内燃機関、前記出力軸を介して出力される動力を、第1軸及び車軸に連結された第2軸に夫々所定の比率で分配する動力分配手段、前記第1軸を介した動力の入出力が可能な第1電動機並びに前記第2軸を介した動力の入出力が可能な第2電動機を備え、前記第2軸を介して前記車軸に出力される前記内燃機関の動力及び前記第2電動機の動力により走行することが可能なハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両の負荷状態を特定する負荷状態特定手段と、
前記第1電動機の発熱状態を特定する発熱状態特定手段と、
前記特定された負荷状態及び発熱状態に基づいて前記第1電動機を保護すべきか否かを判別する判別手段と、
前記第1電動機を保護すべきであると判別された場合に、前記発熱量が低下するように前記内燃機関及び前記第1電動機のうち少なくとも一方を制御する制御手段と
を具備することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 前記判別手段は、前記特定された負荷状態が予め想定された負荷を超えた状態として規定される過負荷状態に相当するか否かを判別し、且つ前記特定された発熱状態が、前記発熱量が所定値以上である状態として規定される過熱状態に相当するか否かを判別し、前記特定された負荷状態が前記過負荷状態に相当し且つ前記特定された発熱状態が前記過熱状態に相当する場合に、前記第1電動機を保護すべきであると判別する
ことを特徴とする請求項2に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記過負荷状態は、トーイング状態を含む
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記ハイブリッド車両が走行する路面に関する少なくとも勾配を含む位置情報を特定する位置情報特定手段を更に具備し、
前記判別手段は、前記特定された位置情報に基づいて前記負荷状態が前記過負荷状態に相当するか否かを判別する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記特定された位置情報に基づいて現時点よりも未来における前記第1電動機の発熱状態を推定する推定手段を更に具備し、
前記判別手段は更に、前記推定された発熱状態が前記過熱状態に相当するか否かを判別し、前記特定された負荷状態が前記過負荷状態に相当し且つ前記推定された発熱状態が前記過熱状態に相当する場合に、前記第1電動機を保護すべきであると判別する
ことを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記制御手段は、前記第1電動機の発熱量が低下し且つ前記ハイブリッド車両の要求出力が維持されるように前記少なくとも一方を制御する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記内燃機関は、過給器及び該過給器の過給圧を調整可能な過給圧調整手段を更に備え、
前記制御手段は、前記第1電動機を保護すべきであると判別された場合に、前記過給圧が変化するように前記過給圧調整手段を制御する
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
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