JP2010138868A - Control device and control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンとモータを駆動源として車両を走行させる制御装置、及び、制御方法に関する。 The present invention relates to a control device and a control method for driving a vehicle using an engine and a motor as drive sources.
近年、環境問題に配慮して、動力分割機構を介して接続されたエンジンとモータジェネレータを搭載したハイブリッド車両が注目されている。 In recent years, in consideration of environmental problems, a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor generator connected via a power split mechanism has attracted attention.
ハイブリッド車両は、動力分割機構を介してエンジンにより駆動されるジェネレータによる発電電力を二次電池に蓄え、二次電池から供給される電力でモータを駆動することにより、エンジン以外の動力によって車両の走行が可能に構成されている。 A hybrid vehicle stores power generated by a generator driven by an engine via a power split mechanism in a secondary battery, and drives the motor with power supplied from the secondary battery, thereby driving the vehicle with power other than the engine. Is configured to be possible.
ハイブリッド車両の制御装置は、運転者によるアクセルペダルの操作量と、二次電池の充電状態(State of charge;以下、「SOC」と記す。)に基づいて、エンジン走行するかモータ走行するかを切替制御する。 The control device for the hybrid vehicle determines whether the engine travels or the motor travels based on the amount of operation of the accelerator pedal by the driver and the state of charge (hereinafter referred to as “SOC”) of the secondary battery. Switch control.
このようなハイブリッド車両では、エンジンを冷却する冷却水の適正温度と、モータジェネレータ及びモータジェネレータの駆動回路を冷却する冷却水の適正温度が異なり、また、エンジンの発熱量とモータジェネレータ等の発熱量が異なるため、エンジンを冷却する冷却装置とモータ制御部を冷却する冷却装置がそれぞれ独立に設けられている。 In such a hybrid vehicle, the appropriate temperature of the cooling water for cooling the engine and the appropriate temperature of the cooling water for cooling the motor generator and the motor generator drive circuit are different, and the heat value of the engine and the heat value of the motor generator, etc. Therefore, a cooling device that cools the engine and a cooling device that cools the motor control unit are provided independently.
各冷却装置は、冷却水を循環させて冷却対象であるエンジンやモータジェネレータを冷却する冷却水路と、冷却水路で加熱された冷却水を放熱する冷却ファンを備えたラジエータと、ラジエータで冷却された冷却水を冷却水路に循環させるウォータポンプを備えている。 Each cooling device is cooled by a cooling water passage that circulates cooling water to cool the engine or motor generator to be cooled, a radiator that dissipates cooling water heated in the cooling water passage, and a radiator A water pump for circulating the cooling water through the cooling water channel is provided.
しかし、大きな走行トルクを要さない通常の走行時には、制御装置により専らモータによる走行制御が実行され、エンジンの始動機会が減少するため、エンジンを予熱することができない。 However, during normal travel that does not require a large travel torque, travel control by the motor is executed exclusively by the control device, and the engine start opportunity decreases, so the engine cannot be preheated.
エンジンの温度が低いときにエンジンを始動させて走行すると、エンジン内の各摺動部の油膜温度が低く、オイルの粘性も大きいためエンジンの摩擦損失が大きくなるという問題がある。 When the engine is started when the engine temperature is low, there is a problem that the friction loss of the engine increases because the oil film temperature of each sliding portion in the engine is low and the viscosity of the oil is high.
そこで、特許文献1には、エンジンを冷却する第一冷却回路と、駆動用モータの制御部を冷却する第二冷却回路と、第一冷却回路と第二冷却回路をつなぐバイパス通路と、該バイパス通路へ各冷却回路の流路を切換える切換手段と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、第一冷却回路内の水温を検出する第一水温センサと、第二冷却回路内の水温を検出する第二水温センサと、これらの検出値に応じて前記切換手段を制御する制御手段と備えることを特徴とするハイブリッド型電気自動車の冷却装置が提案されている。
しかし、特許文献1に記載された冷却装置は、冷却温度がそれぞれ異なる第一冷却回路と第二冷却回路をバイパス通路で連結するように構成されていたため、流路に複数のサーモスタット(温度調整弁)を組み込んで流路切替する必要があり、制御が複雑になるという問題があった。例えば、駆動用モータの制御部の冷却水温度は50℃から70℃以下に保つ必要があり、エンジンの冷却水温度は100℃に保つ必要があると例示されている通りである。
However, since the cooling device described in
尚、各冷却水の温度の相違により冷却水の組成を異ならせる必要がある場合には、対応できないという問題もある。 In addition, there is also a problem that it is impossible to cope with the case where the composition of the cooling water needs to be varied due to the difference in the temperature of each cooling water.
また、エンジンの冷却水温が低いときに、任意に第二冷却回路の冷却水を第一冷却水に循環させると、第一冷却回路のウォータポンプの動力等のエネルギーを浪費するという問題もあった。 Further, when the cooling water temperature of the engine is low, if the cooling water of the second cooling circuit is arbitrarily circulated to the first cooling water, there is a problem that energy such as the power of the water pump of the first cooling circuit is wasted. .
本発明の目的は、上述の問題に鑑み、シンプルな流路構成で、必要な場合にのみエンジンの冷却水を予熱することで、エネルギー効率を向上させながらエンジンの始動条件を良好に保つことができる制御装置及び制御方法を提供する点にある。 In view of the above-described problems, the object of the present invention is to preheat engine cooling water only when necessary with a simple flow path configuration, thereby maintaining good engine starting conditions while improving energy efficiency. It is the point which provides the control apparatus and control method which can be performed.
上述の目的を達成するため、本発明による制御装置の特徴構成は、エンジンとモータを駆動源として車両を走行させる制御装置であって、外部から受信したパラメータを記憶する記憶部と、記憶部に記憶されたパラメータに基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジンを冷却する第一冷却装置またはモータジェネレータを冷却する第二冷却装置の冷却水を余熱流路に通流させる弁機構を制御して、余熱流路を介して第二冷却装置の冷却水により第一冷却装置の冷却水を予熱する制御部と、を備えている点にある。 In order to achieve the above-described object, a characteristic configuration of the control device according to the present invention is a control device that causes a vehicle to travel using an engine and a motor as drive sources, the storage unit storing parameters received from the outside, and the storage unit The engine start time is predicted based on the stored parameters, and before the predicted engine start time, the cooling water of the first cooling device that cools the engine or the second cooling device that cools the motor generator is passed through the remaining heat flow path. And a controller that preheats the cooling water of the first cooling device with the cooling water of the second cooling device through the residual heat flow path by controlling the valve mechanism to be flowed.
上述の構成によれば、記憶部に記憶されたパラメータに基づいてエンジンが始動される時期を予測し、当該予測時期に対応してエンジンの冷却水が適切に予熱されるようになる。 According to the above-described configuration, the time when the engine is started is predicted based on the parameters stored in the storage unit, and the engine coolant is appropriately preheated corresponding to the predicted time.
しかも、モータジェネレータを冷却する第二冷却装置の冷却水と、エンジンを冷却する第一冷却装置の冷却水の何れかが余熱流路に通水され、互いに連通するものではないため、各冷却水の温度の相違により冷却水の組成が異なる場合であっても、シンプルな流路構成を実現できるのである。 Moreover, since either the cooling water of the second cooling device that cools the motor generator or the cooling water of the first cooling device that cools the engine is passed through the residual heat flow path and does not communicate with each other, each cooling water Even if the composition of the cooling water is different due to the difference in temperature, a simple flow path configuration can be realized.
以上説明した通り、本発明によれば、シンプルな流路構成で、必要な場合にのみエンジンの冷却水を予熱することで、エネルギー効率を向上させながらエンジンの始動条件を良好に保つことができる制御装置を提供することができるようになった。 As described above, according to the present invention, the engine cooling condition can be kept good while improving the energy efficiency by preheating the engine cooling water only when necessary with a simple flow path configuration. A control device can be provided.
以下、本発明による制御装置を説明する。 Hereinafter, a control device according to the present invention will be described.
図1に示すように、ハイブリッド車1は、動力源としてエンジン100、第1MG(Motor Generator)110、第2MG(Motor Generator)120を備えている。
As shown in FIG. 1, the
ハイブリッド車1は、エンジン100及び第2MG120の少なくとも一方からの駆動力によって走行可能なように、エンジン100、第1MG110及び第2MG120が動力分割機構130に連結されている。
The
第1MG110及び第2MG120は交流回転電機で構成され、例えば、U相コイル、V相コイル及びW相コイルを備える三相交流同期回転機(図3参照)が用いられる。 1st MG110 and 2nd MG120 are comprised with an alternating current rotating electrical machine, for example, the three-phase alternating current synchronous rotating machine (refer FIG. 3) provided with a U-phase coil, a V-phase coil, and a W-phase coil is used.
動力分割機構130は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含み、ピニオンギヤがサンギヤ及びリングギヤと係合する遊星歯車機構で構成されている。
ピニオンギヤを自転可能に支持するキャリアがエンジン100のクランクシャフトに連結され、サンギヤが第1MG110の回転軸に連結され、リングギヤが第2MG120の回転軸及び減速機140に連結され、図2に示すように、エンジン100、第1MG110、及び第2MG120の回転数が共線図上に直線で結ばれるように関係付けられている。
A carrier that supports the pinion gear so as to rotate is connected to the crankshaft of the
ハイブリッド車1には、エンジン100の駆動力によって第1MG110で発電された電力によって充電され、充電された電力を第2MG120に給電するDC280V程度の高圧バッテリである電池ユニット10が搭載されている。
The
電池ユニット10は、ニッケル水素バッテリやリチウムイオンバッテリで構成されている。
The
図1及び図3に示すように、ハイブリッド車1には、車両の動力を統括制御するシステム制御部としてのハイブリッドビークルECU(以下、「HV−ECU」と記す。)170、第1MG110及び第2MG120を制御するモータジェネレータECU(以下、「MG−ECU」と記す。)171、エンジンを制御するエンジンECU1(以下、「ENG−ECU」と記す。)172、電池ユニットに備えたバッテリECU(以下、「BAT−ECU」と記す。)174、車両を目的地までルート案内するナビゲーション装置173の他、制動機構を制御するブレーキECU、盗難防止機能を実現する防盗ECU等の複数の電子制御装置(Electric Control Unit;以下、「ECU」と記す。)が搭載されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
各ECUは、単一または複数のCPUと、CPUにより実行される制御プログラムが格納されたROMと、CPUのワーキング領域として使用されるRAMと、入出力回路と、バス型ネットワークであるCAN(Controller Area Network)用のインタフェース回路(以下、「CAN−I/F」と記す。)等を備え、DC12V程度の低圧バッテリから供給される電力で駆動される。 Each ECU includes a single CPU or a plurality of CPUs, a ROM storing a control program executed by the CPU, a RAM used as a working area of the CPU, an input / output circuit, and a CAN (Controller An area network interface circuit (hereinafter referred to as “CAN-I / F”) and the like are provided, and are driven by electric power supplied from a low-voltage battery of about DC 12V.
各ECUは、CAN−I/Fを介してCAN通信線で接続され、ECU間で必要な各種の制御情報がCANを介して授受される。 Each ECU is connected via a CAN communication line via a CAN-I / F, and various control information required between the ECUs is exchanged via the CAN.
電池ユニット10がシステムメインリレーRy1を介して昇降圧コンバータ30に接続され、昇降圧コンバータ30の出力電圧が第1インバータ40及び第2インバータ50で交流電圧に変換された後に、第1MG110及び第2MG120に印加されるように構成されている。
The
昇降圧コンバータ30は、リアクトルと、電力スイッチング素子である2つのnpn型トランジスタと、2つのダイオードとを含む。リアクトルの一端が電池ユニット10の正極側に接続され、他端が2つのnpn型トランジスタの接続ノードに接続されている。2つのnpn方トランジスタは直列に接続され、各npn型トランジスタにダイオードが逆並列に接続されている。
Buck-
npn型トランジスタとして、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を好適に用いることができる。また、npn型トランジスタに代えて、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)等の電力スイッチング素子を用いることも可能である。 As the npn-type transistor, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can be suitably used. In place of the npn transistor, a power switching element such as a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) can be used.
第1インバータ40は、互いに並列に接続されたU相アーム、V相アーム、及びW相アームを備えている。各相アームは、直列に接続された2つのnpn型トランジスタを含み、各npn型トランジスタにはダイオードが逆並列に接続されている。各相アームを構成する2つのnpn型トランジスタの接続ノードが、第1MG110の対応するコイル端に接続されている。
第1インバータ40は、昇降圧コンバータ30から供給される直流電力を交流電力に変換して第1MG110へ供給し、或は、第1MG110により発電された交流電力を直流電力に変換してコンバータ30へ供給する。
First inverter 40 converts DC power supplied from buck-
第2インバータ50も、第1インバータ40と同様に構成され、各相アームを構成する2つのnpn型トランジスタの接続ノードが、第2MG120の対応するコイル端に接続されている。
The
第2インバータ50は、昇降圧コンバータ30から供給される直流電力を交流電力に変換して第2MG120へ供給し、或は、第2MG120により発電された交流電力を直流電流に電力して昇降圧コンバータ30へ供給する。
The
HV−ECU170は、システムの起動スイッチであるイグニッションスイッチがオン操作されると、低圧バッテリから各ECUに給電するための電源リレーを閉じて各ECUを起動した後、システムメインリレーRy1を閉じ、運転者のアクセル操作等に基づいてMG−ECU171及び必要に応じてEGN−ECU172を制御して車両を走行制御する。
When the ignition switch, which is a system start switch, is turned on, the HV-
HV−ECU170は、BAT−ECU174を介して電池ユニット10の充電状態(以下、「SOC(State Of Charge)」と記す。)を監視し、SOCが所定範囲内にあるとき、MG−ECU171を介して、電池ユニット10に蓄えられた電力または第1MG110により発電された電力の少なくとも一方を用いて第2MG120を駆動し、エンジン100の動力をアシストする。第2MG120の駆動力は減速機140を介して駆動輪160に伝達される。
The HV-ECU 170 monitors the state of charge of the battery unit 10 (hereinafter referred to as “SOC (State Of Charge)”) via the BAT-ECU 174. When the SOC is within a predetermined range, the HV-
HV−ECU170は、電池ユニット10のSOCが予め定められた値よりも低くなると、エンジンECU172を介してエンジン100を始動し、動力分割機構130を介して駆動される第1MG110の発電電力を電池ユニット10に蓄えるように制御する。
When the SOC of
さらに、HV−ECU170は、電池ユニット10のSOCが予め定められた値よりも高くなると、エンジンECU172を介してエンジン100を停止し、MG−ECU171を介し電池ユニット10に蓄えられた電力を用いて第2MG120を駆動する。
Further, when the SOC of
MG−ECU171は、HV−ECU170からの制御指令に基づいて、モータ走行時には昇降圧コンバータ30の電力スイッチング素子を制御して、電池ユニット10の出力電圧を所定レベルに昇圧し、第2インバータ50の各相アームを制御して第2MG120を駆動し、充電時には第1インバータ40の各相アームを制御して、第1MG110からの発電電力を直流電力に変換し、昇降圧コンバータ30で降圧して電池ユニット10を充電する。
Based on the control command from HV-
一方、車両の制動時等に、MG−ECU171は、HV−ECU170からの制御指令に基づいて、減速機140を介して駆動輪160により駆動される第2MG120を発電機として制御し、第2MG120により発電された電力を電池ユニット10に蓄える。つまり、第2MG120は、制動エネルギーを電力に変換する回生ブレーキとして用いられる。
On the other hand, at the time of braking of the vehicle, the MG-
図4に示すように、ハイブリッド車両1には、エンジンを冷却する第一冷却装置60と、第一MG110と第二MG120及びインバータ40,50を冷却する第二冷却装置70が設けられている。
As shown in FIG. 4, the
第一冷却装置60は、冷却水を循環させて冷却対象であるエンジン100を冷却する冷却水路61と、エンジン100で加熱された冷却水を熱源とするヒータ64と、高温の冷却水を放熱する冷却ファン63を備えたラジエータ62と、ラジエータ62で冷却された冷却水を冷却水路61に循環させるウォータポンプ65を備えている。
The
また、冷却水路61のうちエンジン100の出口近傍には冷却水の温度を検知する温度センサ68が設けられている。エンジン100が駆動されると、通常の運転状態で温度センサ68の検出温度が100℃〜110℃程度に維持される。
Further, a
第二冷却装置70は、冷却水を循環させて冷却対象である第一MG110と第二MG120及びインバータ等の駆動回路を冷却する冷却水路71と、第一MG110や第二MG120等で加熱された冷却水を放熱する冷却ファン73を備えたラジエータ72と、ラジエータ72で冷却された冷却水を冷却水路71に循環させるウォータポンプ75を備えている。
The
また、冷却水路71のうち、第一MG110と第二MG120の出口近傍には冷却水の温度を検知する温度センサ78が設けられている。第一MG110または第二MG120が駆動されると、通常の運転状態で温度センサ78の検出温度が70℃〜80℃程度に維持される。
Further, a
第一冷却装置を構成する冷却水路61のうち、ウォータポンプ65とエンジン100との間には、本発明の弁機構である三方弁66を介して余熱流路67が接続されている。
Of the cooling
余熱流路67の一部に、第二冷却装置70の冷却水路71のうち第一MG110や第二MG120等の冷却部に沿うように配設された熱交換部67aが設けられている。
A
余熱流路67を通流する第一冷却装置60の冷却水が、熱交換部67aを介して、第二冷却装置70の冷却水との間で熱交換可能に構成されている。
The cooling water of the
例えば、第一冷却装置60の冷却水の水温が第二冷却装置70の冷却水の水温より低温であれば、第一冷却装置60の冷却水の水温が加熱され、第一冷却装置60の冷却水の水温が第二冷却装置70の冷却水の水温より高温であれば、第一冷却装置60の冷却水の水温が冷却される。
For example, if the coolant temperature of the
余熱流路67で熱交換された第一冷却装置60の冷却水は、エンジン100と三方弁66の間の冷却水路61に合流して、エンジン100の冷却部に通流する。
The cooling water of the
ハイブリッド車1では、電池ユニットが十分に充電され、市街地走行のような車両の要求トルクがそれほど高くない走行条件では、専ら第二MG120によるモータ駆動されるため、エンジン100の始動機会が少なく、エンジンを予熱することができない。
In the
このような状態でエンジンを始動させて走行すると、エンジン内の各摺動部の油膜温度が低く、オイルの粘性も大きいためエンジンの摩擦損失が大きくなる。 When the engine is started in such a state and travels, the oil film temperature of each sliding portion in the engine is low, and the viscosity of the oil is large, so the friction loss of the engine increases.
そこで、メモリとしての記憶部に記憶された制御条件としての外部から受信したパラメータに基づいてエンジン100の始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、第一冷却装置60の冷却水を余熱流路67に通流させる弁機構である三方弁66を制御して、余熱流路67を介して第二冷却装置70の冷却水により第一冷却装置60の冷却水を予熱する制御部CUを備えている。
Therefore, the start timing of the
ここで、外部とは、例えば、以下で説明するように、パラメータを制御部CUに送信するBAT−ECU174、ENG−ECU172、MG−ECU171、ナビゲーション装置173等のことである。
Here, the outside refers to, for example, a BAT-
以下、制御部CUの動作について説明する。 Hereinafter, the operation of the control unit CU will be described.
BAT−ECU174は、電池ユニット10に備えた電流センサ、電圧センサ及び温度センサの出力に基づき、所定の演算式で電池ユニット10のSOCを算出し、算出したSOCを所定インタバルでHV−ECU170に送信するように構成されている。
The BAT-
当該SOCは、CANを介して送信されるものであってもよいし、BAT−ECU174とHV−ECU170を結ぶローカルの通信線を介して送信されるものであってもよい。HV−ECU170は、BAT−ECU174から送信されたSOCを制御情報、つまりパラメータ(以下、制御情報と記す。)としてメモリ(RAM)に記憶している。
The SOC may be transmitted via CAN, or may be transmitted via a local communication line connecting BAT-
HV−ECU170は、CANを介して、ENG−ECU172からエンジン100に関する各種の制御情報を受信するとともに、MG−ECU171からモータジェネレータ110,120に関する各種の制御情報を受信し、それらの制御情報をメモリ(RAM)に記憶している。これらの制御情報は、CANを介して送信されるものであってもよいし、ENG−ECU172とHV−ECU170、及びMG−ECU171とHV−ECU170を結ぶローカルの通信線を介して送信されるものであってもよい。
The HV-
エンジン100に関する制御情報には、回転数等エンジンの駆動状態を示す制御情報の他に、第一冷却装置60の冷却水の水温情報が含まれる。
The control information related to the
モータジェネレータ110,120に関する制御情報には、コンバータ30の入力電圧や電流、モータジェネレータ110,120の回転数等の駆動状態を示す制御情報の他に、第二冷却装置70の冷却水の水温情報が含まれる。
The control information related to the
また、HV−ECU170は、ナビゲーション装置173との間でCANを介して制御情報を収集して当該制御情報をメモリに記憶している。HV−ECU170からナビゲーション装置173に速度情報等の車両情報が送信され、ナビゲーション装置173は、当該速度情報等に基づいて、目的地までの到着時間情報が算出され、表示画面に到着予測時刻等が表示される。
The HV-
ナビゲーション装置173は、速度情報等と設定されたルート情報に基づいて、高速走行が可能な高速道路や自動車専用道路までの到達予測時間を算出し、算出した高速道路や自動車専用道路までの到達予測時間をHV−ECU170に送信するように構成されている。
The
HV−ECU170は、アクセルペダルの踏込み量から必要トルクを算出し、モータ走行を行なうべきと判断した場合に、メモリ(RAM)に記憶したSOCが所定範囲、例えば、30%から60%の間に維持されていると、MG−ECU171に制御指令を出力して、第二MG120によるモータ走行を行なう。
When the HV-
図5に示すように、HV−ECU170は、モータジェネレータ120を駆動中に(SA1)、SOCが下限許容値である30%より所定の余裕度α(本実施形態ではα=10%に設定されているが、この値に限定されるものではなく、電池ユニットの特性等に応じて適宜設定される)だけ高い値以下であるか否かを判定し(SA2)、30+α%以下であれば、第一冷却装置60の冷却水の水温、つまり、エンジン水温が余熱必要所定値(本実施形態では65℃に設定されているが、この値に限定されるものではない)以下であり(SA3)、第二冷却装置70の冷却水の水温、つまりモータ水温が余熱開始所定値(本実施形態では75℃に設定されているが、この値に限定されるものではない)以上であると(SA4)、余熱制御を開始するように、余熱制御フラグをセットする(SA5)。
As shown in FIG. 5, the HV-
ステップSA2で、SOCが30+α%より高い場合には、メモリに記憶された制御情報に基づいてエンジンの始動予測を行ない、エンジンを所定時間経過後に始動する必要があると予測すると、上述のステップSA3以降の処理を実行する。 If the SOC is higher than 30 + α% in step SA2, the engine start is predicted based on the control information stored in the memory, and if it is predicted that the engine needs to be started after a predetermined time has elapsed, step SA3 described above is performed. The subsequent processing is executed.
例えば、HV−ECU170は、制御情報である第二MG120による消費電力から所定時間経過後のSOCの低下量を算出し、所定時間経過後にSOCが下限値である30%より低下すると判定すると、所定時間経過後にエンジン100を始動して第一MG110によって発電制御する必要があると予測する。
For example, when the HV-
また、HV−ECU170は、現在走行している一般道路から高速道路や自動車専用道路に到達するまでの到達予測時間をナビゲーション装置173から受信すると、当該到達予測時間が予め設定された所定時間に一致すると、所定時間経過後に高速走行のためにエンジン100を始動する必要があると予測する。
In addition, when the HV-
所定時間とは、第一冷却装置60の冷却水を所定温度まで予熱するために必要な平均時間であり、予め実験等に基づいて設定された値である。
The predetermined time is an average time necessary for preheating the cooling water of the
つまり、ステップSA6では、メモリに記憶された制御情報に基づいて、所定時間経過後にエンジン100を始動させる必要があるか否かが予測される。
That is, in step SA6, it is predicted whether or not
即ち、記憶部において記憶する外部から受信するパラメータは、モータジェネレータ110、120との間で充放電する二次電池としての電池ユニット10の充電状態に関するものであり、HV−ECU170は該パラメータに基づいてエンジン始動時期を予測する、または、記憶部において記憶する外部から受信するパラメータは、ナビゲーション装置173から受信する走行ルート情報に関するものであり、HV−ECU170は該パラメータに基づいてエンジン始動時期を予測する。
That is, the parameter received from the outside stored in the storage unit is related to the state of charge of the
ステップSA6でエンジン100の始動予測がされなかった場合には、現在余熱制御中であるか否かが余熱制御フラグの状態に基づいて判定され(SA7)、余熱制御中であれば、エンジン水温が余熱不要な所定値である目標余熱温度(本実施形態では80℃に設定されているが、この値に限定されるものではない)に余熱され(SA8)、または、モータ水温が余熱終了所定値(本実施形態では65℃に設定されているが、この値に限定されるものではない)よりも低下していると判定すると(SA9)、余熱制御を終了するべく、余熱制御フラグをリセットする(SA10)。
If the
つまり、余熱制御は、エンジン水温が65℃以下で実行され、80℃で終了するように、また、モータ水温が75℃以上で実行され、65℃以下で終了するように、夫々の温度にヒステリシスを設けている。これは、余熱制御の開始と終了との間のハンチング現象の発生を回避するためである。 In other words, the residual heat control is executed at the engine water temperature of 65 ° C. or less and finished at 80 ° C., and the motor water temperature is executed at 75 ° C. or more and finished at 65 ° C. or less. Is provided. This is to avoid the occurrence of a hunting phenomenon between the start and end of the residual heat control.
ステップSA1で、モータジェネレータ120が停止していると、ステップSA10に移行して、余熱制御を終了するべく、余熱制御フラグをリセットする(SA10)。
If the
余熱制御フラグがセットされると、HV−ECU170は、ENG−ECU172に対して、第一冷却装置60の冷却水を予熱するための制御指令を出力する。
When the remaining heat control flag is set, the HV-
ENG−ECU172は、三方弁66を制御して、余熱流路67を介して第二冷却装置70の冷却水により第一冷却装置60の冷却水を予熱する。以下、詳述する。
The ENG-
図6に示すように、ENG−ECU172は、第一冷却装置60の現在の冷却水温度と目標余熱温度(ここでは、上述した通り、80℃に設定されている)との差分を算出し(SB1)、HV−ECU170から送信されたモータ120の出力トルクが所定値以上であるか否かを判定し(SB2)、所定値以上であれば、ウォータポンプ65を駆動するとともに、マップAに基づいて三方弁66の開度を制御し(SB3)、所定値より低い場合にはマップBに基づいて三方弁66の開度を制御する(SB4)。
As shown in FIG. 6, the ENG-
マップA,マップBは制御マップ情報としてENG−ECU172のメモリ(ROM)に格納されている。
Map A and map B are stored in the memory (ROM) of ENG-
図7(a)にはマップAが、図7(b)にはマップBが例示されている。横軸は、第一冷却装置60の現在の冷却水温度と目標余熱温度の温度差であり、縦軸は三方弁66の開度である。マップAはマップBよりも温度差が小さい領域で三方弁66の開度が大きめに設定されている。
FIG. 7A illustrates a map A, and FIG. 7B illustrates a map B. The horizontal axis is the temperature difference between the current cooling water temperature of the
モータ120の出力トルクが所定値以上である場合には、より大きな発熱量となるため、効果的にエンジン水温を余熱することができ、モータ120の出力トルクが所定値より小さい場合には、モータ水温が必要以上に低下しないように制限する必要があるためである。
When the output torque of the
尚、各マップの具体的な数値は、適用するシステムに応じて適宜設定すればよい。 In addition, what is necessary is just to set the specific numerical value of each map suitably according to the system to apply.
図8は、余熱制御に従って、エンジン水温が余熱される様子が示されている。モータ120の出力トルクが所定値以下のときで、エンジン水温が65℃以下で、モータ水温が75℃以上のときに余熱制御が開始される(図8のA点)。
FIG. 8 shows how the engine water temperature is preheated according to the preheat control. Residual heat control is started when the output torque of the
このとき、マップBに基づいて三方弁66の開度が制御され、エンジン水温が次第に上昇する。初期には、現在の冷却水温度と目標余熱温度の温度差が大であるため、三方弁66の開度が大きく設定され、温度差が小さくなるにつれて三方弁66の開度が次第に絞られる(図8のB点からC点の間)。
At this time, the opening degree of the three-
モータ120のトルクが所定値より大きくなると(図8のD点)、マップBに切り替えられて、モータ120の発熱量の上昇とともに、エンジン水温が上昇する(図8のD点からE点の間)。
When the torque of the
エンジン水温が目標余熱温度に達すると、三方弁66が閉じられて、エンジン始動に向けた余熱制御が終了する。
When the engine water temperature reaches the target residual heat temperature, the three-
つまり、HV−ECU170とENG−ECU172が協働して、メモリに記憶された制御条件に基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジンを冷却する第一冷却装置60の冷却水を余熱流路67に通流させる弁機構66を制御して、余熱流路67を介して第二冷却装置70の冷却水により第一冷却装置60の冷却水を予熱する制御部CUが構成されている。
That is, the HV-
尚、上述した制御部CUをHV−ECU170のみで構成してもよい。この場合には、弁機構がHV−ECU170により制御される。また、制御部CUをENG−ECU172のみで構成してもよい。この場合には、余熱制御に必要な制御情報をHV−ECU170を介して入手するように構成すればよい。
In addition, you may comprise the control part CU mentioned above only by HV-ECU170. In this case, the valve mechanism is controlled by HV-
上述した実施形態では、余熱制御が弁機構の開度の調整により実行される場合を説明したが、弁機構の開度の調整に替えて、或は、弁機構の開度の調整に加えて、ウォータポンプ65の送水量を調整することにより、余熱制御を行なってもよい。
In the above-described embodiment, the case where the residual heat control is executed by adjusting the opening degree of the valve mechanism has been described, but instead of adjusting the opening degree of the valve mechanism, or in addition to the adjustment of the opening degree of the valve mechanism. The residual heat control may be performed by adjusting the amount of water supplied by the
例えば、三方弁66により冷却水の全量が余熱流路67に送られるように調整し、その循環量をウォータポンプ65の回転数で調整するのである。この場合には、第一冷却装置60の現在の冷却水温度と目標余熱温度の温度差に対するウォータポンプ65の回転数を規定し、上述のマップA,マップBに対応する制御マップを構成すればよい。
For example, the three-
また、弁機構の開度の調整に替えて、或は、弁機構の開度の調整に加えて、冷却ファン73を調整することにより、余熱制御を行なってもよい。
Further, instead of adjusting the opening degree of the valve mechanism, or in addition to adjusting the opening degree of the valve mechanism, the remaining heat control may be performed by adjusting the cooling
例えば、三方弁66により冷却水の全量が余熱流路67に送られるように調整するとともに、ウォータポンプ65を一定の回転数に調整し、冷却ファン73の回転数を調整するのである。余熱制御時には、冷却ファン73の回転数を低下または停止して、ラジエータ72での放熱量を低減させることにより、効率的に余熱制御が行なえるようになる。
For example, the three-
この場合には、第一冷却装置60の現在の冷却水温度と目標余熱温度の温度差に対する冷却ファン73の回転数の回転数を規定し、上述のマップA,マップBに対応する制御マップを構成すればよい。
In this case, the number of rotations of the cooling
つまり、制御部CUは、第一冷却装置60の冷却水温度と目標余熱温度との偏差に対応して、弁機構の開度、ウォータポンプの吐出し量、ラジエータの冷却ファンの回転数の何れかまたはそれらの複数の制御量が規定された制御マップ情報に基づいて、弁機構の開度、ウォータポンプの吐出し量、ラジエータの冷却ファンの回転数の何れかまたはそれらの複数を制御することができる。
That is, the control unit CU corresponds to the deviation between the cooling water temperature of the
また、図9に示すように、第二冷却装置70を構成する冷却水路71のうち、ウォータポンプ76とラジエータ72のとの間に、本発明の弁機構である三方弁76を介して余熱流路77を接続するように構成し、上述した各実施形態と同様の余熱制御を実行するように構成してもよい。
Further, as shown in FIG. 9, the remaining heat flow between the
余熱流路77の一部に、第一冷却装置60の冷却水路61のうちエンジン100の冷却部に沿うように配設された熱交換部77aが設けられている。
A
余熱流路77を通流する第二冷却装置70の冷却水が、熱交換部77aを介して、第一冷却装置60の冷却水との間で熱交換可能に構成されている。
The cooling water of the
第一冷却装置60の冷却水の水温が第二冷却装置70の冷却水の水温より低温であれば、第一冷却装置60の冷却水の水温が加熱され、第一冷却装置60の冷却水の水温が第二冷却装置70の冷却水の水温より高温であれば、第一冷却装置60の冷却水の水温が冷却される。
If the coolant temperature of the
余熱流路77で熱交換された第二冷却装置70の冷却水は、ラジエータ72と三方弁76の間の冷却水路71に合流して、モータジェネレータ110,120の冷却部に通流する。
The cooling water of the
この場合、MG−ECU171により弁機構である三方弁76を制御するように構成すればよい。つまり、HV−ECU170とMG−ECU171が協働して、メモリに記憶された制御条件に基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジンを冷却する第一冷却装置またはモータジェネレータを冷却する第二冷却装置の冷却水を余熱流路に通流させる弁機構を制御して、余熱流路を介して第二冷却装置の冷却水により第一冷却装置の冷却水を予熱する制御部CUを構成すればよい。
In this case, the MG-
同様に、弁機構をHV−ECU170により制御すれば、制御部CUをHV−ECU170のみで構成することお可能であり、また、余熱制御に必要な制御情報をHV−ECU170を介して入手するように構成すれば、制御部CUをMG−ECU171のみで構成することも可能である。
Similarly, if the valve mechanism is controlled by the HV-
つまり、HV−ECU170とENG−ECU172が協働して、メモリに記憶された制御条件に基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、モータジェネレータを冷却する第二冷却装置70の冷却水を余熱流路77に通流させる弁機構76を制御して、余熱流路77を介して第二冷却装置70の冷却水により第一冷却装置60の冷却水を予熱する制御部CUが構成されている。
That is, the HV-
以上説明したように、本発明による制御装置は、メモリに記憶された制御条件、つまり記憶部に記憶されたパラメータに基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジンを冷却する第一冷却装置60またはモータジェネレータを冷却する第二冷却装置70の冷却水を余熱流路67,77に通流させる弁機構66,76を制御して、余熱流路67,77を介して第二冷却装置70の冷却水により第一冷却装置60の冷却水を予熱する制御部CUを備えていればよい。
As described above, the control device according to the present invention predicts the engine start time based on the control conditions stored in the memory, that is, the parameters stored in the storage unit, and the engine is started before the predicted engine start time. The
また、以上説明したように、本発明による制御方法は、外部から受信したパラメータを記憶する記憶部に記憶されたパラメータに基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジンを冷却する第一冷却装置またはモータジェネレータを冷却する第二冷却装置の冷却水を余熱流路に通流させる弁機構を制御して、余熱流路を介して第二冷却装置の冷却水により第一冷却装置の冷却水を予熱する方法である。 Further, as described above, the control method according to the present invention predicts the engine start time based on the parameter stored in the storage unit that stores the parameter received from the outside, and before the predicted engine start time, The first cooling device that cools the first cooling device or the second cooling device that cools the motor generator is controlled by a valve mechanism that passes the cooling water through the remaining heat flow path, and the second cooling device passes through the remaining heat flow path to This is a method of preheating the cooling water of one cooling device.
また、図5に示すフローチャートに、ヒータ64がオンされたか否かを判別するステップを加え、ヒータ64がオンされると、ステップSA2,3,6の判断にかかわらず、余熱制御フラグをセットして余熱制御を開始するように構成してもよい。ヒータ64がオン操作されても、エンジン水温が低下していると、ヒータによる過熱ができないからである。
Further, a step of determining whether or not the
同様の目的で、温度センサ68による検知温度が所定温度、例えば、15度以下である場合に、ステップSA2,3,6の判断にかかわらず、余熱制御フラグをセットして余熱制御を開始するように構成してもよい。
For the same purpose, when the temperature detected by the
さらに、車両の運転者の運転特性を学習する学習部をHV−ECU170に備えて、学習の結果、運転者に急加速運転の傾向が高い場合には、ステップSA2,3,6の判断にかかわらず、余熱制御フラグをセットして余熱制御を開始するステップを備えてもよい。
Further, the HV-
また、ステップSA2,3,6の判断により余熱制御フラグをセットして余熱制御を開始する自動余熱制御モードと、ステップSA2,3,6の判断にかかわらず、余熱制御フラグをセットして余熱制御を開始する強制余熱モードを切替可能な操作スイッチを運転席に備えてもよい。 In addition, an automatic residual heat control mode in which the residual heat control flag is set based on the determination in steps SA2, 3, 6 and the residual heat control is started, and the residual heat control flag is set regardless of the determination in steps SA2, 3, 6 The driver's seat may be provided with an operation switch capable of switching the forced residual heat mode for starting the operation.
上述した実施形態では、制御部CUが、エンジン水温をモータ水温で余熱する制御構成を説明したが、モータ水温が異常に上昇し、エンジン水温が低い場合に、エンジン冷却水でモータ冷却水の温度を低下させるために、制御部CUが弁機構を制御するように構成してもよい。 In the above-described embodiment, the control unit CU explained the control configuration in which the engine water temperature is preheated with the motor water temperature. However, when the motor water temperature rises abnormally and the engine water temperature is low, the temperature of the motor cooling water with the engine cooling water is low. In order to lower the value, the control unit CU may be configured to control the valve mechanism.
即ち、制御部CUは、第二冷却装置の冷却水温度が許容温度以上になる場合に、第一冷却装置のウォータポンプ66を駆動し、且つ、弁機構を制御して、余熱流路を介して第一冷却装置の冷却水により第二冷却装置の冷却水を冷却するのである。
That is, the control unit CU drives the
このとき、第一冷却装置の冷却ファン63を駆動することにより、より効果的にモータ水温を低下させることができる。
At this time, the motor water temperature can be reduced more effectively by driving the cooling
例えば、第二冷却装置70のウォータポンプ75または冷却ファン73が故障して、モータジェネレータを冷却できなくなった場合で、エンジン水温が低い場合に、上述の制御部CUにより冷却制御が実行される。
For example, when the
上述した実施形態では、動力分割機構130を介して接続されたエンジン100とモータジェネレータ110、120を車両の要求パワーに基づいて制御する場合、つまり本発明の制御装置及び制御方法をシリーズ/パラレル型のハイブリッド車に適用した場合について説明したが、本発明の制御装置及び制御方法は、エンジン100とモータを駆動源として車両を走行させるのであれば、上述したような構成に限らない。
In the embodiment described above, when the
例えば、本発明の制御装置及び制御方法は、その他の形式のハイブリッド車にも適用可能である。具体的には、第一MG110を駆動するためにのみエンジン100を用い、第二MG120のみで車両の駆動力を発生する、所謂シリーズ型のハイブリッド車や、エンジン100で生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車や、エンジン100を主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車等にも、本発明は適用可能である。
For example, the control device and the control method of the present invention can be applied to other types of hybrid vehicles. Specifically, the
上述の実施形態は何れも一具体例であり、各部の具体的な回路構成、制御構成は、本発明の作用効果を奏する範囲で適宜変更設計可能である。 Each of the above-described embodiments is a specific example, and the specific circuit configuration and control configuration of each unit can be appropriately changed and designed within the scope of the effects of the present invention.
1:プラグインハイブリッド車
60:第一冷却装置
67:余熱流路
66:弁機構(三方弁)
70:第二冷却装置
100:エンジン
110:モータジェネレータ(第一MG)
120:モータジェネレータ(第二MG)
130:動力分割機構
CU:制御部
1: plug-in hybrid vehicle 60: first cooling device 67: residual heat flow path 66: valve mechanism (three-way valve)
70: Second cooling device 100: Engine 110: Motor generator (first MG)
120: Motor generator (second MG)
130: Power split mechanism CU: Control unit
Claims (5)
外部から受信したパラメータを記憶する記憶部と、
記憶部に記憶されたパラメータに基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジンを冷却する第一冷却装置またはモータジェネレータを冷却する第二冷却装置の冷却水を余熱流路に通流させる弁機構を制御して、余熱流路を介して第二冷却装置の冷却水により第一冷却装置の冷却水を予熱する制御部と、
を備えている制御装置。 A control device for running a vehicle using an engine and a motor as drive sources,
A storage unit for storing parameters received from the outside;
The engine start time is predicted based on the parameters stored in the storage unit, and before the predicted engine start time, the cooling water of the first cooling device that cools the engine or the cooling water of the second cooling device that cools the motor generator flows. A control unit for controlling the valve mechanism to flow through the passage and preheating the cooling water of the first cooling device with the cooling water of the second cooling device via the remaining heat flow path;
A control device comprising:
外部から受信したパラメータを記憶する記憶部に記憶されたパラメータに基づいてエンジン始動時期を予測し、予測したエンジン始動時期の前に、エンジンを冷却する第一冷却装置またはモータジェネレータを冷却する第二冷却装置の冷却水を余熱流路に通流させる弁機構を制御して、余熱流路を介して第二冷却装置の冷却水により第一冷却装置の冷却水を予熱する制御方法。 A method for controlling the running of a vehicle using an engine and a motor as drive sources,
The engine start time is predicted based on the parameter stored in the storage unit that stores the parameter received from the outside, and the first cooling device that cools the engine or the second motor motor that cools the motor generator before the predicted engine start time. A control method for controlling a valve mechanism for passing cooling water of a cooling device through a remaining heat flow path and preheating cooling water of the first cooling device with cooling water of the second cooling device through the remaining heat flow path.
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