JP2009173124A - Hybrid vehicle and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle and a control method thereof.
従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンの排気系に排ガスの熱エネルギを回収する排熱回収器を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド車では、暖房要求がなされているときやエンジンの暖機時に排ガスの熱を回収してエンジンの冷却水を迅速に加温することにより、暖房性能の向上や燃費の向上を図っている。 Conventionally, as this type of hybrid vehicle, one having an exhaust heat recovery device that recovers thermal energy of exhaust gas in an exhaust system of an engine has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this hybrid vehicle, the heating performance and fuel efficiency are improved by collecting the heat of the exhaust gas when heating is requested or when the engine is warmed up to quickly warm the engine coolant. .
また、アイドル運転しているエンジンの運転を停止する条件が成立したときにエンジンの冷却水温が予め設定した温度を超えているときには、メインバッテリの残容量SOCの多少により、燃料カットした状態でエンジンをモータリングしたりエンジンをアイドル運転するものも提案されている(例えば、特許文献2参照)。このハイブリッド車では、こうした制御により、エンジンの冷却水の循環を継続してエンジンの冷却を確保している。 Further, when the engine cooling water temperature exceeds a preset temperature when the condition for stopping the operation of the engine that is idling is satisfied, the engine is cut in fuel depending on the remaining capacity SOC of the main battery. Have also been proposed (for example, see Patent Document 2). In this hybrid vehicle, the cooling of the engine is ensured by continuing the circulation of the cooling water of the engine by such control.
しかしながら、上述の前者のハイブリッド車のような排熱回収器を備えるハイブリッド車では、エンジンを高負荷で運転した直後にエンジンを停止して停車したときには、排熱回収器が高温となり、排熱回収器内の熱交換媒体が過熱する場合が生じる。この場合、エンジンの冷却水の温度が上昇していれば、上述の後者のハイブリッド車のようにエンジンをモータリングしたりアイドル運転することも考えられるが、廃熱回収器が高温となることには対処できない。 However, in a hybrid vehicle having an exhaust heat recovery device such as the former hybrid vehicle described above, when the engine is stopped and stopped immediately after the engine is operated at a high load, the exhaust heat recovery device becomes hot and the exhaust heat recovery device The heat exchange medium in the vessel may overheat. In this case, if the temperature of the cooling water of the engine is increased, the engine may be motored or idled as in the latter hybrid vehicle described above, but the waste heat recovery device becomes hot. Can not cope.
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、内燃機関を高負荷で運転した直後に内燃機関の運転を停止して停車したときに生じ得る排気熱回収装置の熱交換媒体の過熱を抑制することを主目的とする。 The hybrid vehicle of the present invention and the control method thereof suppress the overheating of the heat exchange medium of the exhaust heat recovery device that may occur when the internal combustion engine is stopped and stopped immediately after the internal combustion engine is operated at a high load. Main purpose.
本発明のハイブリッド車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention and its control method employ the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド車は、
走行用の動力を出力する内燃機関と、走行用の動力を出力する走行用電動機と、前記内燃機関をモータリングするモータリング用電動機と、前記内燃機関の排気系に取り付けられて該内燃機関を冷却する冷却媒体を排気の熱を用いて加温する排気熱回収装置と、を備え、前記内燃機関の間欠運転を伴って走行するハイブリッド車であって、
前記排気熱回収装置の熱交換媒体が過熱状態となるのを判定する過熱状態判定手段と、
前記過熱状態判定手段により前記熱交換媒体が過熱状態となるのが判定された状態で前記内燃機関の運転が停止されて停車または所定車速未満の低車速で走行しているときには、前記熱交換媒体の過熱状態が解消される条件を含む所定条件の少なくとも一部が成立するまで前記内燃機関への燃料供給を停止した状態で該内燃機関がモータリングされるよう前記内燃機関と前記モータリング用電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
An internal combustion engine that outputs driving power, a driving motor that outputs driving power, a motoring motor that motors the internal combustion engine, and an exhaust system of the internal combustion engine that is attached to the internal combustion engine. An exhaust heat recovery device that heats the cooling medium to be cooled using the heat of the exhaust, and a hybrid vehicle that travels with intermittent operation of the internal combustion engine,
An overheat state determining means for determining that the heat exchange medium of the exhaust heat recovery device is in an overheat state;
When the operation of the internal combustion engine is stopped and the vehicle is stopped or traveling at a low vehicle speed lower than a predetermined vehicle speed while the heat exchange medium is determined to be in an overheat state by the overheat state determination means, the heat exchange medium is The internal combustion engine and the motor for motoring so that the internal combustion engine is motored in a state where fuel supply to the internal combustion engine is stopped until at least a part of a predetermined condition including a condition for eliminating the overheating state of the engine is satisfied Control means for controlling
It is a summary to provide.
この本発明のハイブリッド車では、熱交換媒体が過熱状態となるときに、内燃機関の運転が停止されて停車または所定車速未満の低車速で走行しているときには、熱交換媒体の過熱状態が解消される条件を含む所定条件の少なくとも一部が成立するまで内燃機関への燃料供給を停止した状態で内燃機関がモータリングされるよう内燃機関とモータリング用電動機とを制御する。即ち、燃料供給を停止した状態で内燃機関をモータリングすることにより、比較的低温の空気を排気として排気熱回収装置に供給するのである。これにより、排気熱回収装置を冷却し、排気熱回収装置の熱交換媒体が過熱状態となるのを抑制することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, when the heat exchange medium is overheated, when the operation of the internal combustion engine is stopped and the vehicle is stopped or traveling at a low vehicle speed lower than a predetermined vehicle speed, the overheat state of the heat exchange medium is eliminated. The internal combustion engine and the motor for motoring are controlled so that the internal combustion engine is motored in a state where the fuel supply to the internal combustion engine is stopped until at least a part of the predetermined condition including the conditions to be satisfied is satisfied. That is, by motoring the internal combustion engine with the fuel supply stopped, relatively low temperature air is supplied as exhaust to the exhaust heat recovery device. Thereby, the exhaust heat recovery device can be cooled, and the heat exchange medium of the exhaust heat recovery device can be prevented from being overheated.
本発明のハイブリッド車において、前記制御手段は、前記内燃機関をモータリングするときには前記内燃機関のスロットルバルブを所定開度以上となるよう前記内燃機関を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、排気熱回収装置に供給される空気量を増加することにより、排気熱回収装置をより迅速に冷却することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, the control means may be means for controlling the internal combustion engine such that a throttle valve of the internal combustion engine is not less than a predetermined opening when the internal combustion engine is motored. In this way, the exhaust heat recovery device can be cooled more quickly by increasing the amount of air supplied to the exhaust heat recovery device.
本発明のハイブリッド車において、前記熱交換媒体の過熱状態が解消される条件は、前記熱交換媒体が所定温度未満となる条件であるものとすることもできる。 In the hybrid vehicle of the present invention, the condition for eliminating the overheated state of the heat exchange medium may be a condition for the heat exchange medium to be below a predetermined temperature.
また、本発明のハイブリッド車では、前記所定条件は、前記内燃機関のモータリングを開始してから所定時間経過した条件を含む条件であるものとすることもできる。こうすれば、所定時間を超えてモータリングが継続することがないから、蓄電手段の残容量(SOC)が著しく低下することを抑制することができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, the predetermined condition may be a condition including a condition that a predetermined time has elapsed since the start of motoring of the internal combustion engine. In this way, since the motoring does not continue beyond the predetermined time, it is possible to suppress a significant decrease in the remaining capacity (SOC) of the power storage means.
本発明のハイブリッド車において、前記熱交換媒体は前記冷却媒体であるものとすることもできる。即ち、排気熱回収装置に熱交換媒体を用いずに、排気の熱を用いて冷却媒体を加温するものにも適用できる。 In the hybrid vehicle of the present invention, the heat exchange medium may be the cooling medium. That is, the present invention can be applied to an apparatus for heating a cooling medium using exhaust heat without using a heat exchange medium in an exhaust heat recovery apparatus.
本発明のハイブリッド車において、前記熱交換媒体を循環させる循環手段を備え、前記制御手段は、前記内燃機関のモータリングの際に前記熱交換媒体が循環するよう前記循環手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の動力によらずに作動する循環手段を有するハイブリッド車においても熱交換媒体が過熱状態となるのを防止することができる。 The hybrid vehicle of the present invention includes a circulation means for circulating the heat exchange medium, and the control means is a means for controlling the circulation means so that the heat exchange medium circulates during motoring of the internal combustion engine. It can also be. In this way, it is possible to prevent the heat exchange medium from being overheated even in a hybrid vehicle having circulation means that operates regardless of the power of the internal combustion engine.
本発明のハイブリッド車の制御方法は、走行用の動力を出力する内燃機関と、走行用の動力を出力する走行用電動機と、前記内燃機関をモータリングするモータリング用電動機と、前記内燃機関の排気系に取り付けられて該内燃機関を冷却する冷却媒体を排気の熱を用いて加温する排気熱回収装置と、を備え、前記内燃機関の間欠運転を伴って走行するハイブリッド車の制御方法であって、
排気熱回収装置の熱交換媒体が過熱状態となるときに前記内燃機関の運転が停止されて停車または所定車速未満の低車速で走行しているときには、前記熱交換媒体の過熱状態が解消される条件を含む所定条件の少なくとも一部が成立するまで前記内燃機関への燃料供給を停止した状態で該内燃機関がモータリングされるよう前記内燃機関と前記モータリング用電動機とを制御する、
ことを要旨とする。
The method for controlling a hybrid vehicle according to the present invention includes an internal combustion engine that outputs power for traveling, a motor for traveling that outputs power for traveling, a motor for motoring that motors the internal combustion engine, and the internal combustion engine. An exhaust heat recovery device that is attached to an exhaust system and heats a cooling medium that cools the internal combustion engine using heat of the exhaust, and is a control method for a hybrid vehicle that travels with intermittent operation of the internal combustion engine. There,
When the heat exchange medium of the exhaust heat recovery device is overheated, the operation of the internal combustion engine is stopped and the vehicle is stopped or traveling at a low vehicle speed lower than a predetermined vehicle speed. Controlling the internal combustion engine and the motoring motor so that the internal combustion engine is motored in a state where fuel supply to the internal combustion engine is stopped until at least part of a predetermined condition including the condition is satisfied,
This is the gist.
本発明のハイブリッド車の制御方法では、熱交換媒体が過熱状態となるときに、内燃機関の運転が停止されて停車または所定車速未満の低車速で走行しているときには、熱交換媒体の過熱状態が解消される条件を含む所定条件の少なくとも一部が成立するまで内燃機関への燃料供給を停止した状態で内燃機関がモータリングされるよう内燃機関とモータリング用電動機とを制御する。即ち、燃料供給を停止した状態で内燃機関をモータリングすることにより、比較的低温の空気を排気として排気熱回収装置に供給するのである。これにより、排気熱回収装置を冷却し、排気熱回収装置の熱交換媒体が過熱状態となるのを抑制することができる。 In the hybrid vehicle control method of the present invention, when the heat exchange medium is overheated, when the operation of the internal combustion engine is stopped and the vehicle is stopped or traveling at a low vehicle speed less than a predetermined vehicle speed, the heat exchange medium is overheated. The internal combustion engine and the motor for motoring are controlled so that the internal combustion engine is motored in a state where the fuel supply to the internal combustion engine is stopped until at least a part of the predetermined condition including the condition for eliminating is satisfied. That is, by motoring the internal combustion engine with the fuel supply stopped, relatively low temperature air is supplied as exhaust to the exhaust heat recovery device. Thereby, the exhaust heat recovery device can be cooled, and the heat exchange medium of the exhaust heat recovery device can be prevented from being overheated.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、エンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26にキャリアが接続されると共に駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ36を介して接続された駆動軸32にリングギヤが接続された遊星歯車機構30と、遊星歯車機構30のサンギヤに回転軸が接続された発電可能なモータMG1と、駆動軸32に回転軸が接続された発電可能なモータMG2と、エンジン22を冷却する冷却系統100と、エンジン22を暖機する際にエンジン22の排気の熱を回収してエンジン22の冷却水を加温する排気熱回収ユニット93と、モータMG1,MG2とインバータ41,42を介して電力のやり取りを行なうバッテリ50と、エンジン22を制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24と、モータMG1,MG2を駆動制御したりバッテリ50を管理したりするモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、ハイブリッド自動車20の全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット(以下、ハイブリッドECUという)70とを備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されており、エアクリーナ82により清浄された空気をスロットルバルブ84を介して吸入し、吸入された空気とガソリンとの混合気を燃料室で爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストンの往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22からの排気は、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化装置(三元触媒)92および排気熱回収ユニット93を介して外気へ排出される。エンジンECU24には、エンジン22の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン22のクランクシャフト26のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、スロットルバルブ84のポジションを調節するスロットルモータ86への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。なお、エンジンECU24は、ハイブリッドECU70と通信しており、ハイブリッドECU70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータを出力する。
The
冷却系統100は、ラジエータ102とエンジン22の冷却水流路とを循環流路に含む冷却水流路に冷却水を流通させることによりエンジン22を冷却している。冷却系統100には、エンジン22の動力によって冷却水を循環させるウォーターポンプ101と、ラジエータ102に送風する電動式の冷却ファン106と、冷却水の温度としての水温Twを検出する水温センサ104とが備えられている。なお、水温センサ104からの水温Twは、信号ラインによりエンジンECU24に入力されている。また、冷却ファン106は、水温Twに基づいてエンジンECU24からの駆動信号によって駆動されている。
The
排気熱回収ユニット93は、冷却水の一部が流通されて排気の熱と冷却水との熱交換が可能な熱交換部96と、排気熱回収ユニット93を通過する排気の経路として熱交換部96側に流通させる経路とそのまま通過させる経路とを切替えることができる流路切替バルブ97とを備える。排気熱回収ユニット93は、ハイブリッド自動車20のシステム始動時など冷却水の水温Twが低く暖機の要求があるときには、流路切替バルブ97が閉鎖状態にされて、エンジン22からの排気を熱交換部96側へ流通させることにより冷却水を加温して暖機を促進し、暖機が終了すると流路切替バルブ97が開放状態にされて、エンジン22からの排気を熱交換部96側に流通させることなくそのまま通過させることにより、熱交換部96では排気の熱と冷却水との熱交換が殆ど行なわれないこととなる。なお、流路切替バルブ97は、エンジンECU24がアクチュエータ98を駆動制御することにより、開放状態/閉鎖状態に切り替えられている。
The exhaust
ハイブリッドECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAMと、入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッドECU70には、運転者の操作に伴う各種信号や図示しない車速センサからの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッドECU70は、エンジンECU24やモータECU40と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
Although not shown, the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に冷却水が過熱状態となるのが判定された状態でエンジン22が停止されて停車している際の動作について説明する。なお、説明の都合上、最初に冷却水が過熱状態となるのを判定する処理を図2に例示する過熱状態判定ルーチンを用いて説明し、その後、エンジン22が停止されて停車している際のエンジン22やモータMG1,MG2の制御を図3に例示するエンジン停止時制御ルーチンを用いて説明する。なお、図2の熱状態判定ルーチンはエンジンECU24により所定時間毎(例えば、数msec毎)に実行され、図3のエンジン停止時制御ルーチンはハイブリッドECU70により所定時間毎(例えば、数msec毎)に実行される。
Next, the operation of the
図2の過熱状態判定ルーチンが実行されると、エンジンECU24は、まず、水温センサ104からの水温Twを入力する処理を実行し(ステップS100)、入力した水温Twを閾値Thと比較すると共に(ステップS110)、入力した水温Twから前回本ルーチンにおいて入力した水温Twを減じた温度上昇値を閾値Trと比較する(ステップS120)。ここで、閾値Thは、冷却水が過熱状態になるおそれがある下限の温度として設定されるものであり、例えば、95℃や100℃,105℃などの過熱状態の直前の温度などを用いることができる。閾値Trは、水温Twが閾値Thを超えたときに過熱状態になると判定できる単位時間当たりの温度上昇値の下限値として設定されるものであり、水温Twの時間変化率の実験値などに基づいて定めることができる。
When the overheat state determination routine of FIG. 2 is executed, the
入力した水温Twが閾値Th未満のときや、水温Twが閾値Th以上ではあるが水温Twの温度上昇値が閾値Tr未満のときには、エンジン22の冷却水が過熱状態にはならないと判断し、直ちに本ルーチンを終了する。
When the input water temperature Tw is less than the threshold value Th, or when the water temperature Tw is equal to or higher than the threshold value Th but the temperature rise value of the water temperature Tw is less than the threshold value Tr, it is determined that the cooling water of the
一方、入力した水温Twが閾値Th以上かつ温度上昇値が閾値Tr以上のときには、エンジン22の冷却水が過熱状態になると判断し、過熱状態フラグFに値1を設定し(ステップS130)、本ルーチンを終了する。ここで、過熱状態フラグFは、実施例では図示しない初期化ルーチンにより初期値として値0が設定されており、過熱状態になると判断されて値1が設定された後は、後述するエンジン停止時制御ルーチンで所定条件が成立したときに値0にリセットされる。こうした判定により、エンジン22の冷却水の水温Twとその温度上昇値を用いて過熱状態となるのを判断することができる。
On the other hand, when the input water temperature Tw is equal to or higher than the threshold Th and the temperature rise value is equal to or higher than the threshold Tr, it is determined that the cooling water of the
次に、エンジン22が停止されて停車している際のエンジン22やモータMG1,MG2の制御について説明する。図3のエンジン停止時制御ルーチンが実行されると、ハイブリッドECU70の図示しないCPUは、まず、水温TwやモータMG1の回転数Nm1,過熱状態フラグFなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS200)。ここで、水温Twは、水温センサ104からの水温TwをエンジンECU24から通信で入力するものとした。また、モータMG1の回転数Nm1は、図示しない回転位置検出センサにより検出されたモータMG1の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、過熱状態フラグFは、エンジンECU24から通信により入力するものとした。
Next, control of the
続いて、過熱状態フラグFの値を調べる(ステップS210)。過熱状態フラグFが値0のときには、即ち、図2の過熱状態判定ルーチンでエンジン22の冷却水は過熱状態になく過熱状態にならないと判定されているときには、エンジン22の運転停止を保持して(ステップS220)、本ルーチンを終了する。
Subsequently, the value of the overheat state flag F is checked (step S210). When the overheat state flag F is 0, that is, when it is determined in the overheat state determination routine of FIG. 2 that the cooling water of the
過熱状態フラグFが値1のとき、即ち、冷却水が過熱状態にあるか過熱状態になると判定されているときには、水温Twを閾値Tcと比較すると共に(ステップS230)、カウンタCを閾値C1と比較する(ステップS240)。ここで、閾値Tcは、冷却水の過熱状態が解消したことを判断する温度の上限値として設定されるものであり、例えば80℃や85℃,90℃など過熱状態を判定する際に用いた閾値Thよりも低い値を用いることができる。また、カウンタCは、後述するステップS250〜S280の処理を実行した回数をカウントするもの、即ち、これらの処理が実行される時間を計測するものであり、閾値C1は、こうした処理が所定時間以上継続されることを制限するために用いられる。 When the overheat state flag F is 1, that is, when it is determined that the cooling water is overheated or overheated, the water temperature Tw is compared with the threshold value Tc (step S230), and the counter C is set to the threshold value C1. Compare (step S240). Here, the threshold value Tc is set as the upper limit value of the temperature at which it is determined that the overheating state of the cooling water has been eliminated. For example, the threshold value Tc is used when determining the overheating state such as 80 ° C, 85 ° C, 90 ° C. A value lower than the threshold Th can be used. The counter C counts the number of times steps S250 to S280, which will be described later, are executed, that is, measures the time during which these processes are executed. Used to limit what is continued.
いま、過熱状態フラグFに値1がセットされた後にエンジン22が停止されて停車したときを考えると、水温Twは閾値Tc以上であると共にカウンタCは閾値C1未満となるから、次式(1)に示すようにエンジン22のアイドル回転数Nidleと遊星歯車機構30のギヤ比ρとに基づいて計算されるモータリング回転数NsetとモータMG1の回転数Nm1とに基づいて式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算して設定し(ステップS250)、式(3)に示すように設定したトルク指令Tm1*を遊星歯車機構30のギヤ比ρで除してモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS260)。ここで、式(1)は、車両が停止しているときにエンジン22をアイドル回転数Nidle(例えば、800rpmや1000rpmなど)でモータリングするときの遊星歯車機構30の回転要素に対する力学的な関係式である。図4にハイブリッド自動車20が停車しているときの遊星歯車機構30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤの回転数を示しC軸はエンジン22の回転数Neであるキャリアの回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2であるリングギヤの回転数を示す。式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されたトルクTm1がリングギヤに作用するトルクと、モータMG2から出力されるTm2がリングギヤに作用するトルクとを示す。また、式(2)は、モータMG1をモータリング回転数Nsetで回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺の第2項の「k1」比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」積分項のゲインである。また、式(3)は、図4の共線図から容易に導くことができる。
Now, considering that the
Nset=Nidle・(1+ρ)/ρ …(1)
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nset−Nm1)+k2∫(Nest−Nm1)dt …(2)
Tm2*=Tm1*/ρ …(3)
Nset = Nidle ・ (1 + ρ) / ρ (1)
Tm1 * = previous Tm1 * + k1 (Nset−Nm1) + k2∫ (Nest−Nm1) dt (2)
Tm2 * = Tm1 * / ρ (3)
こうしてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、設定されたモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信し(ステップS270)、スロットルバルブ84を全開にするためのスロットルバルブ全開指令をエンジンECU24に送信し(ステップS280)、カウンタCを値1だけインクリメントして(ステップS290)、エンジン停止時制御ルーチンを終了する。トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。スロットルバルブ全開指令を受信したエンジンECU24は、燃料噴射などの制御を停止した状態を保持すると共にスロットルバルブ84が全開となるようにスロットルモータ86を制御する。このように燃料供給が停止された状態でエンジン22のモータリングすることにより、比較的低温の空気を排気熱回収ユニット93に供給し、排気熱回収ユニット93の熱交換部96に流通する冷却水を冷却する。これにより冷却水が過熱状態となり、排気熱回収ユニット93が過熱するのを抑制することができる。
When the torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are set in this way, the set torque commands Tm1 * and Tm2 * for the motors MG1 and MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S270), and the
こうしたエンジン22のモータリングを継続している最中に、ステップS230で水温Twが閾値Tc未満であると判定されると、冷却水が過熱状態であるか過熱状態となることが解消したと判断し、エンジン22のモータリングを停止するモータリング停止指示をエンジンECU24及びモータECU40に送信すると共に(ステップS300)、過熱状態フラグFを値0にリセットするフラグリセット指示をエンジンECU24に送信し(ステップS310)、カウンタCを値0にリセットして(ステップS320)、エンジン停止時制御ルーチンを終了する。モータリング停止指示を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2にトルクが生じないようにするなどモータリングを停止する制御を行なう。また、モータリング停止指示及びフラグリセット指示を受信したエンジンECU24は、スロットルバルブ84が所定のポジションに戻るようにスロットルモータ86を制御する処理を実行すると共に過熱状態フラグFを値0にリセットする処理を実行する。
When it is determined in step S230 that the water temperature Tw is lower than the threshold value Tc while the motoring of the
また、エンジン22のモータリングによっても水温Twが閾値Tc未満に至らずにカウンタCが閾値C1を超えると、過剰なモータリングを中止すべきと判断し、エンジン22のモータリングを停止するモータリング停止指示をエンジンECU24及びモータECU40に送信すると共に(ステップS300)、過熱状態フラグFを値0にリセットするフラグリセット指示をエンジンECU24に送信し(ステップS310)、カウンタCを値0にリセットして(ステップS320)、エンジン停止時制御ルーチンを終了する。これにより、長時間に亘ってエンジン22をモータリングするのを回避することができる。
Further, if the water temperature Tw does not reach below the threshold value Tc by the motoring of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、冷却水が過熱状態であるか過熱状態になると判定された状態でエンジン22が停止されて停車したときには、エンジン22への燃料供給を停止した状態でエンジン22をモータMG1でモータリングするから、比較的低温の空気を排気熱回収ユニット93に供給して排気熱回収ユニット93の熱交換部96に流通する冷却水が過熱状態となることを抑制することができる。さらに、エンジン22をモータリングするときには、スロットルバルブ84を全開にして排気熱回収ユニット93に供給する空気を多くするから、より効果的に排気熱回収ユニット93を冷却して冷却水が過熱状態となることを抑制できる。また、所定時間を超えてモータリングが継続されないから、バッテリ50の残容量(SOC)が著しく低下したりすることを抑制することができる。さらに、冷却水の過熱状態や過熱状態になるのを判定するときには、エンジン22の冷却水の水温Twとその温度上昇値を用いて行なうから、より的確に過熱状態となるのを判定することができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22をモータリングする際に、スロットルバルブ84を全開にするものとしたが、全開より少し小さい開度とするものとしたり、スロットルバルブ84をエンジン停止のときの状態を保持するものとしたり、中間の所定の開度に開くものとしたりしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22をアイドル回転数Nidleでモータリングするものとしたが、アイドル回転数Nidleとは異なる回転数であって1000rpmや1100rpm,1200rpmなど所定の回転数でモータリングするものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の運転が停止されて停車したときにエンジン停止時制御ルーチンを実行するものとしたが、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの動力だけで所定の低車速(例えば、5km/hなど)未満で走行しているときにも同様の制御を行なうこともできる。この場合、駆動軸32に要求される動力が駆動軸32に出力されると共にエンジン22がアイドル回転数Nidleで回転されるようモータMG1,MG2を制御すればよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、カウンタCと閾値C1を用いて所定時間以上に亘ってエンジン22のモータリングが継続されないものとしたが、このような時間制限を用いないものとしてもよい。また、バッテリ50の残容量(SOC)が所定値未満に減少したときには、エンジン22のモータリングが継続されないものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、冷却水の一部を排気熱回収ユニット93の熱交換部96に流通することで排気の熱を用いて昇温するものとしたが、冷却水の一部と冷却水とは異なる熱交換媒体とがそれぞれ流通すると共に冷却水と熱交換媒体との熱交換が可能な熱交換装置を備え、熱交換媒体を排気熱回収ユニット93の熱交換部96と熱交換装置との間で循環するものとしてもよい。この場合、冷却水は、熱交換媒体を介して排気の熱を用いて昇温されることとなる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、水温センサ104からの水温Twを用いて冷却水の過熱状態を判定したりエンジン停止時の制御をするものとしたが、排気熱回収ユニット93の温度を用いるなど水温Twを用いずに判定や制御をするものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22の動力で作動するウォータポンプ101を用いるものとしたが、電力で作動する電動ウォータポンプを用いてもよい。この場合、図3のエンジン停止時制御ルーチンにおいて、エンジン22をモータリングする際に、電動ウォータポンプを作動させればよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2の動力を駆動軸32に出力するものとしたが、図5の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2の動力を駆動軸32が接続された車軸(駆動輪38a,38bが接続された車軸)とは異なる車軸(図5における車輪39a,39bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
In the
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG2が「走行用電動機」に相当し、モータMG1が「モータリング用電動機」に相当し、排気熱回収ユニット93が「排気熱回収装置」に相当し、エンジン22の冷却水の水温Twとその温度上昇値とに基づいて過熱状態フラグFを値1に設定する図2の過熱状態判定ルーチンの処理を実行するエンジンECU24が「過熱状態判定手段」に相当し、冷却水が過熱状態となるのが判定された状態でエンジン22が停止されて停車したときには水温Twが閾値Tc未満になるか所定時間が経過するまでエンジン22をアイドル回転数NidleでモータリングするようモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してモータECU40に送信する図3のエンジン停止時制御ルーチンのステップS230〜S290の処理を実行するハイブリッドECU70とハイブリッドECU70からの指令に基づいてエンジン22やエンジン22のスロットルモータ86を制御するエンジンECU24とトルク指令Tm1*,Tm2*に基づいてモータMG1,MG2のインバータ41,42をスイッチング制御するモータECU40とが「制御手段」に相当する。
Here, the correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「走行用電動機」としては、同期発電電動機や誘導電動機など、走行用の動力を出力するものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「モータリング用電動機」としては、遊星歯車機構30を介してエンジン22に接続されたモータMG1に限定されるものではなく、スタータモータなど内燃機関をモータリングするものであれば如何なるものでも構わない。「排気熱回収装置」としては、冷却水の一部を排気熱回収ユニット93の熱交換部96に流通することで排気の熱を用いて昇温するものに限定されるものではなく、冷却水の一部と冷却水とは異なる熱交換媒体とがそれぞれ流通すると共に冷却水と熱交換媒体との熱交換が可能な熱交換装置を備え、熱交換媒体を排気熱回収ユニット93の熱交換部96と熱交換装置との間で循環して冷却水を熱交換媒体を介して排気の熱を用いて昇温するものなど、内燃機関の排気系に取り付けられて内燃機関を冷却する冷却媒体を排気の熱を用いて加温するものであれば如何なるものでも構わない。「過熱状態判定手段」としては、エンジン22の冷却水の水温Twと水温Twの温度上昇値をそれぞれ閾値Thと閾値Trと比較することにより排気熱回収ユニット内に流通する冷却水が過熱状態になるのを判定するものに限定されるものではなく、排気熱回収装置の熱交換媒体が過熱状態となるのを判定するものであれば如何なるものでも構わない。「制御手段」としては、ハイブリッドECU70とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、冷却水が過熱状態となるのが判定された状態でエンジン22が停止されて停車したときに水温Twが閾値Tc未満になるか所定時間が経過するまで燃料供給を停止してエンジン22がアイドル回転数Nidleでモータリングされるようエンジン22やモータMG1,MG2を制御するものに限定されるものではなく、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの動力だけで所定の低車速未満で走行しているときに水温Twが閾値Tc未満になるか所定時間が経過するまで燃料供給を停止してエンジン22がアイドル回転数Nidleでモータリングされるようエンジン22やモータMG1,MG2を制御するものや、冷却水が過熱状態となるのが判定された状態でエンジン22が停止されて停車したときにモータリングの時間制限を用いずに水温Twが閾値Tc未満になるまで燃料供給を停止してエンジン22がアイドル回転数Nidleでモータリングされるようエンジン22やモータMG1,MG2を制御するものや、冷却水が過熱状態となるのが判定された状態でエンジン22が停止されて停車したときに水温Twが閾値Tc未満になるか所定時間が経過するまで燃料供給を停止してエンジン22がアイドル回転数Nidleとは異なる所定の回転数でモータリングされるようエンジン22やモータMG1,MG2を制御するものなど、過熱状態判定手段により熱交換媒体が過熱状態となるのが判定された状態で内燃機関の運転が停止されて停車または所定車速未満の低車速で走行しているときには、熱交換媒体の過熱状態が解消される条件を含む所定条件の少なくとも一部が成立するまで内燃機関への燃料供給を停止した状態で内燃機関がモータリングされるよう内燃機関とモータリング用電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
The “internal combustion engine” is not limited to an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon fuel such as gasoline or light oil, and may be any type of internal combustion engine such as a hydrogen engine. The “traveling motor” may be any type of motor that outputs traveling power, such as a synchronous generator motor or an induction motor. The “motoring motor” is not limited to the motor MG1 connected to the
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 The best mode for carrying out the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course, it can be implemented in the form.
本発明は、車両の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the vehicle manufacturing industry.
20,120 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 遊星歯車機構、32 駆動軸、36 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、39a,39b 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、50 バッテリ、54 電力ライン、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(ハイブリッドECU)、82 エアクリーナ、84 スロットルバルブ、86 スロットルモータ、92 浄化装置(三元触媒)、93 排気熱回収ユニット、96 熱交換部、97 流路切替バルブ、98 アクチュエータ、100 冷却系統、101 ウォーターポンプ、102 ラジエータ、104 水温センサ、106 冷却ファン、MG1,MG2 モータ。 20, 120 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear mechanism, 32 drive shaft, 36 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 39a, 39b wheel, 40 motor Electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 50 battery, 54 power line, 70 hybrid electronic control unit (hybrid ECU), 82 air cleaner, 84 throttle valve, 86 throttle motor, 92 purification device (three-way catalyst) ), 93 Exhaust heat recovery unit, 96 Heat exchange unit, 97 Flow path switching valve, 98 Actuator, 100 Cooling system, 101 Water pump, 102 Radiator, 104 Water temperature sensor, 106 Cooling fan MG1, MG2 motor.
Claims (7)
前記排気熱回収装置の熱交換媒体が過熱状態となるのを判定する過熱状態判定手段と、
前記過熱状態判定手段により前記熱交換媒体が過熱状態となるのが判定された状態で前記内燃機関の運転が停止されて停車または所定車速未満の低車速で走行しているときには、前記熱交換媒体の過熱状態が解消される条件を含む所定条件の少なくとも一部が成立するまで前記内燃機関への燃料供給を停止した状態で該内燃機関がモータリングされるよう前記内燃機関と前記モータリング用電動機とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド車。 An internal combustion engine that outputs driving power, a driving motor that outputs driving power, a motoring motor that motors the internal combustion engine, and an exhaust system of the internal combustion engine that is attached to the internal combustion engine. An exhaust heat recovery device that heats the cooling medium to be cooled using the heat of the exhaust, and a hybrid vehicle that travels with intermittent operation of the internal combustion engine,
An overheat state determining means for determining that the heat exchange medium of the exhaust heat recovery device is in an overheat state;
When the operation of the internal combustion engine is stopped and the vehicle is stopped or traveling at a low vehicle speed lower than a predetermined vehicle speed while the heat exchange medium is determined to be in an overheat state by the overheat state determination means, the heat exchange medium is The internal combustion engine and the motor for motoring so that the internal combustion engine is motored in a state where fuel supply to the internal combustion engine is stopped until at least a part of a predetermined condition including a condition for eliminating the overheating state of the engine is satisfied Control means for controlling
A hybrid car with
前記熱交換媒体を循環させる循環手段を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関のモータリングの際に前記熱交換媒体が循環するよう前記循環手段を制御する手段である、
ハイブリッド車。 A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 5,
A circulation means for circulating the heat exchange medium;
The control means is means for controlling the circulation means so that the heat exchange medium circulates during motoring of the internal combustion engine.
Hybrid car.
排気熱回収装置の熱交換媒体が過熱状態となるときに前記内燃機関の運転が停止されて停車または所定車速未満の低車速で走行しているときには、前記熱交換媒体の過熱状態が解消される条件を含む所定条件の少なくとも一部が成立するまで前記内燃機関への燃料供給を停止した状態で該内燃機関がモータリングされるよう前記内燃機関と前記モータリング用電動機とを制御する、
ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。
An internal combustion engine that outputs driving power, a driving motor that outputs driving power, a motoring motor that motors the internal combustion engine, and an exhaust system of the internal combustion engine that is attached to the internal combustion engine. An exhaust heat recovery device for heating a cooling medium to be cooled using heat of exhaust gas, and a control method for a hybrid vehicle that travels with intermittent operation of the internal combustion engine,
When the heat exchange medium of the exhaust heat recovery device is overheated, the operation of the internal combustion engine is stopped and the vehicle is stopped or traveling at a low vehicle speed lower than a predetermined vehicle speed. Controlling the internal combustion engine and the motoring motor so that the internal combustion engine is motored in a state where fuel supply to the internal combustion engine is stopped until at least part of a predetermined condition including the condition is satisfied,
A control method for a hybrid vehicle.
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