JP2010173377A - Vehicle and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両およびその制御方法に関する。 The present invention relates to a vehicle and a control method thereof.
従来、この種の車両としては、電気加熱式吸気マニホールドと電気加熱式触媒とを有し走行用の動力源としてのエンジンと、走行用の動力源としてのモータと、エンジンにより駆動されるオルタネータやモータの発電電力を充電可能なバッテリと、オルタネータやモータの発電電力を充電可能なキャパシタとが搭載され、バッテリやキャパシタの電力を電気加熱式吸気マニホールドや電気加熱式触媒に供給可能なものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この車両では、オルタネータの発電電力のうちモータやバッテリに供給して余った分の電力でキャパシタを充電し、キャパシタからの電力で電気加熱式吸気マニホールドや電気加熱式触媒を通電している。 Conventionally, this type of vehicle has an electrically heated intake manifold and an electrically heated catalyst, an engine as a power source for traveling, a motor as a power source for traveling, an alternator driven by the engine, A battery that can charge the power generated by the motor and a capacitor that can charge the power generated by the alternator and the motor is installed, and a battery that can supply the power from the battery or capacitor to the electrically heated intake manifold or electrically heated catalyst is proposed. (For example, refer to Patent Document 1). In this vehicle, the capacitor is charged with the surplus power supplied to the motor and battery from the generated power of the alternator, and the electric heating type intake manifold and the electric heating type catalyst are energized with the electric power from the capacitor.
しかしながら、上述の車両では、電気加熱式触媒に通電を開始するときにキャパシタが充電されていないことがあり、この場合、電気加熱式触媒に通電できず触媒の温度が低い状態でエンジンが運転されてエミッションが悪化することがある。こうしたエミッションの悪化を回避するために常にキャパシタを比較的高い充電状態にすることも考えられるが、この場合、電気加熱式触媒が十分に暖まっていて通電する必要がないときでもキャパシタを高い充電状態にしておくため、キャパシタに充電した分の電力を有効に使えず、エネルギー効率が低下することがある。よって、より適正なタイミングでキャパシタを充電してエネルギー効率の向上を図ることが望ましい。また、外部電源に接続されたときに外部電源からの電力を用いて充電可能なバッテリを備える車両では、外部電源に接続されたときに外部電源から供給される電力でバッテリをより良好な充電状態にすることがエネルギー効率の観点上望ましいため、こうしたバッテリの状態を考慮してより適正なタイミングでキャパシタを充電してエネルギー効率の向上を図ることが望ましい。 However, in the above-described vehicle, the capacitor may not be charged when energization of the electrically heated catalyst is started. In this case, the engine is operated in a state where the electrically heated catalyst cannot be energized and the temperature of the catalyst is low. Emissions may worsen. In order to avoid such deterioration of emissions, it is conceivable to always keep the capacitor in a relatively high charge state. However, in this case, even when the electrically heated catalyst is sufficiently warm and does not need to be energized, the capacitor is in a high charge state. For this reason, the electric power charged in the capacitor cannot be used effectively, and the energy efficiency may be lowered. Therefore, it is desirable to improve the energy efficiency by charging the capacitor at a more appropriate timing. In addition, in vehicles equipped with a battery that can be charged using power from the external power supply when connected to the external power supply, the battery is charged better with power supplied from the external power supply when connected to the external power supply. Therefore, it is desirable to improve the energy efficiency by charging the capacitor at a more appropriate timing in consideration of the state of the battery.
本発明の車両およびその制御方法は、排気を浄化するための浄化触媒を有し走行用の動力を出力する内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機とを備える車両において、より確実に内燃機関の浄化触媒を加熱することを主目的の一つとする。また、本発明の車両およびその制御方法は、排気を浄化するための浄化触媒を有し走行用の動力を出力する内燃機関と、排気を浄化するための浄化触媒を有し走行用の動力を出力する内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機とを備える車両において、エネルギー効率の向上を図ることを主目的の一つとする。 The vehicle and the control method thereof according to the present invention are more reliable in a vehicle including an internal combustion engine that has a purification catalyst for purifying exhaust gas and outputs driving power, and an electric motor that can input and output the driving power. One of the main purposes is to heat the purification catalyst of the internal combustion engine. In addition, the vehicle and the control method thereof according to the present invention include an internal combustion engine that has a purification catalyst for purifying exhaust gas and outputs driving power, and a purification catalyst that purifies exhaust gas and supplies driving power. One of the main purposes is to improve energy efficiency in a vehicle including an internal combustion engine that outputs power and an electric motor that can input and output driving power.
本発明の車両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 vehicle and the control method thereof according to the present invention employ the following means in order to achieve the main object described above.
本発明の第1の車両は、
排気を浄化するための浄化触媒を有し走行用の動力を出力する内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両であって、
電力の供給を受けて前記内燃機関の浄化触媒を加熱する触媒加熱手段と、
該触媒加熱手段に電力を供給可能なコンデンサと、
前記蓄電手段からの電力を用いて前記コンデンサを充電可能な充電手段と、
前記内燃機関の運転を停止して走行に要求される要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する電動機走行制御を実行している最中に前記触媒加熱手段による前記内燃機関の浄化触媒の加熱が予測される所定の加熱予測条件が成立しているときに、前記コンデンサが前記内燃機関の浄化触媒を加熱するために予め設定された所定の充電状態に至るよう前記充電手段を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The first vehicle of the present invention is
A vehicle comprising an internal combustion engine having a purification catalyst for purifying exhaust gas and outputting driving power, an electric motor capable of inputting / outputting the driving power, and power storage means capable of exchanging electric power with the motor Because
Catalyst heating means for heating the purification catalyst of the internal combustion engine in response to power supply;
A capacitor capable of supplying power to the catalyst heating means;
Charging means capable of charging the capacitor using electric power from the power storage means;
The internal combustion engine by the catalyst heating means during execution of motor travel control for controlling the internal combustion engine and the electric motor so as to travel with the required driving force required for travel with the operation of the internal combustion engine stopped When the predetermined heating prediction condition for predicting the heating of the purification catalyst is satisfied, the charging means is configured so that the capacitor reaches a predetermined charging state set in advance to heat the purification catalyst of the internal combustion engine. Control means for controlling
It is a summary to provide.
この本発明の第1の車両では、内燃機関の運転を停止して走行に要求される要求駆動力によって走行するよう内燃機関と電動機とを制御する電動機走行制御を実行している最中に触媒加熱手段による内燃機関の浄化触媒の加熱が予測される所定の加熱予測条件が成立しているときに、コンデンサが内燃機関の浄化触媒を加熱するために予め設定された所定の充電状態に至るよう充電手段を制御する。触媒加熱手段による内燃機関の浄化触媒の加熱に先立ってコンデンサを所定の充電状態にすることができるから、より確実に浄化触媒を加熱することができる。また、常にコンデンサを所定の充電状態にするものに比して、エネルギー効率の向上を図ることができる。 In the first vehicle of the present invention, during the execution of the motor traveling control for controlling the internal combustion engine and the electric motor so as to travel with the required driving force required for traveling with the operation of the internal combustion engine stopped, When a predetermined heating prediction condition for predicting heating of the purification catalyst of the internal combustion engine by the heating means is satisfied, the capacitor reaches a predetermined charging state set in advance to heat the purification catalyst of the internal combustion engine. Control the charging means. Prior to heating the purification catalyst of the internal combustion engine by the catalyst heating means, the capacitor can be brought into a predetermined charged state, so that the purification catalyst can be heated more reliably. Further, energy efficiency can be improved as compared with the case where the capacitor is always in a predetermined charged state.
こうした本発明の第1の車両において、前記所定の加熱予測条件は、前記蓄電手段の充放電可能な状態としての全容量に対する容量の割合が前記内燃機関の浄化触媒の加熱を開始するために予め設定された第1の割合より大きい第2の割合未満であることを含む条件であるものとすることもできる。こうすれば、内燃機関の浄化触媒の加熱の開始に先立ってより確実にコンデンサを充電することができ、より確実に浄化触媒を加熱することができる。 In the first vehicle of the present invention, the predetermined heating prediction condition is that the ratio of the capacity with respect to the total capacity as the chargeable / dischargeable state of the power storage means starts heating the purification catalyst of the internal combustion engine in advance. It may be a condition including being less than a second ratio that is greater than the set first ratio. In this way, the capacitor can be more reliably charged prior to the start of heating of the purification catalyst of the internal combustion engine, and the purification catalyst can be heated more reliably.
また、本発明の第1の車両において、前記所定の加熱予測条件は、前記蓄電手段の充放電可能な状態としての全容量に対する容量の割合である容量割合と前記触媒の加熱を開始すべき前記容量割合の範囲の下限として予め設定されている加熱開始容量割合と前記蓄電手段の全容量と走行に要求される要求パワーとから得られる前記触媒の加熱の開始が予測される時間である触媒加熱開始時間が前記コンデンサの容量と前記コンデンサを所定の充電状態にするために前記コンデンサに印加すべき電圧として予め設定された目標電圧と前記コンデンサの電圧との差分と前記充電手段が前記コンデンサを充電する際のパワーとして予め設定されている定格パワーとから得られる前記コンデンサの電圧が前記目標電圧に至るまでに要する時間である充電所要時間未満であることを含む条件であるものとすることもできる。こうすれば、触媒加熱開始予測時間が充電所要時間以上であるとき,即ち,触媒の加熱が開始されるまでにコンデンサを目標電圧にすることができないときにはコンデンサを充電しないから、コンデンサを目標電圧にすることができないにも拘わらず充電が行なわれるのを抑制することができ、エネルギー効率の向上を図ることができる。 Further, in the first vehicle of the present invention, the predetermined heating prediction condition includes a capacity ratio that is a ratio of a capacity with respect to a total capacity as a chargeable / dischargeable state of the power storage means and the heating of the catalyst Catalyst heating, which is a predicted time to start heating the catalyst, obtained from a heating start capacity ratio preset as a lower limit of the capacity ratio range, the total capacity of the power storage means, and the required power required for traveling The charging time is charged by the charging means and the difference between the capacitance of the capacitor and the target voltage preset as the voltage to be applied to the capacitor to bring the capacitor into a predetermined charging state and the voltage of the capacitor. Charge that is the time required for the voltage of the capacitor to be obtained from the rated power set in advance as the power at the time of reaching the target voltage. It may be a condition that involves less than the time required. In this way, when the estimated catalyst heating start time is equal to or longer than the required charging time, that is, when the capacitor cannot be set to the target voltage until the heating of the catalyst is started, the capacitor is not charged. Although it cannot be performed, charging can be suppressed, and energy efficiency can be improved.
さらに、本発明の第1の車両において、前記所定の充電状態は、前記所定の充電状態は、前記コンデンサの電圧が前記コンデンサを前記所定の充電状態にするために予め設定された目標電圧に至った状態であるものとすることもできる。こうすれば、コンデンサを目標電圧まで充電することができる。 Furthermore, in the first vehicle of the present invention, the predetermined charging state is that the predetermined charging state is such that the voltage of the capacitor reaches a preset target voltage for setting the capacitor to the predetermined charging state. It can also be a state. In this way, the capacitor can be charged to the target voltage.
また、本発明の第1の車両において、車外の電源である外部電源に接続される接続部を有し、前記接続部が前記外部電源に接続されたときに該外部電源からの電力を用いて前記蓄電手段を充電可能な充電手段を備えるものとしたり、動力を入出力可能な発電機と、車軸に接続された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、を備え、前記電動機は、回転軸が前記駆動軸に接続されてなるものとすることもできる。 Further, the first vehicle of the present invention has a connection portion connected to an external power source that is a power source outside the vehicle, and uses the power from the external power source when the connection portion is connected to the external power source. The power storage means may be provided with charging means, or a generator capable of inputting / outputting power, a drive shaft connected to an axle, an output shaft of the internal combustion engine, and a rotary shaft of the generator. And a three-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from the remaining shaft based on power input / output to / from any two of the three shafts. It can also be connected to the drive shaft.
本発明の第2の車両は、
排気を浄化するための浄化触媒を有し走行用の動力を出力する内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両であって、
電力の供給を受けて前記内燃機関の浄化触媒を加熱する触媒加熱手段と、
該触媒加熱手段に電力を供給可能なコンデンサと、
車外の電源である外部電源に接続される接続部を有し、前記接続部が前記外部電源に接続されたときに該外部電源からの電力を用いて前記蓄電手段と前記コンデンサとを充電可能な充電手段と、
前記充電手段の接続部が前記外部電源に接続された状態で前記蓄電手段が予め設定された第1の充電状態に至っていないときに、前記蓄電手段が前記第1の充電状態に至るまで充電した後に前記コンデンサが予め設定された第2の充電状態に至るよう前記充電手段を制御する外部電源接続時制御手段と、
を備えることを要旨とする。
The second vehicle of the present invention is
A vehicle comprising an internal combustion engine having a purification catalyst for purifying exhaust gas and outputting motive power for traveling, an electric motor capable of inputting / outputting motive power for traveling, and power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor Because
Catalyst heating means for heating the purification catalyst of the internal combustion engine in response to power supply;
A capacitor capable of supplying power to the catalyst heating means;
It has a connection portion connected to an external power source that is a power source outside the vehicle, and can charge the power storage means and the capacitor using electric power from the external power source when the connection portion is connected to the external power source Charging means;
When the storage means is connected to the external power source and the power storage means does not reach the preset first charge state, the power storage means is charged until the first charge state is reached. An external power source connection time control means for controlling the charging means so that the capacitor reaches a preset second charging state later;
It is a summary to provide.
この本発明の第2の車両では、充電手段の接続部が外部電源に接続された状態で蓄電手段が予め設定された第1の充電状態に至っていないときに、蓄電手段が第1の充電状態に至るまで充電した後にコンデンサが予め設定された第2の充電状態に至るよう充電手段を制御する。外部電源からの電力を用いて蓄電手段とコンデンサとを充電するから、車両のエネルギー効率の向上を図ることができる。この際、蓄電手段を第1の充電状態にした後でコンデンサを充電するから、電動機を駆動するための電力を確保した状態でコンデンサを充電することができ、よりエネルギー効率の向上を図ることができる。 In the second vehicle of the present invention, when the power storage means has not reached the preset first charging state with the connecting portion of the charging means connected to the external power source, the power storage means is in the first charging state. The charging means is controlled so that the capacitor reaches the second charging state set in advance after charging up to. Since the power storage means and the capacitor are charged using the electric power from the external power source, the energy efficiency of the vehicle can be improved. At this time, since the capacitor is charged after the power storage means is set to the first charging state, the capacitor can be charged in a state where electric power for driving the electric motor is secured, and the energy efficiency can be further improved. it can.
こうした本発明の第2の車両において、前記第1の充電状態は、前記蓄電手段の充放電可能な状態としての全容量に対する容量の割合である容量割合が走行中に前記蓄電手段が通常動作すべき容量割合の範囲内の容量割合として予め設定されている所定の容量割合に至っている状態であり、前記第2の充電状態は、前記コンデンサの電圧が前記コンデンサを所定の充電状態にするために前記コンデンサに印加すべき電圧として予め設定された目標電圧に至っている状態であるものとすることもできる。 In such a second vehicle of the present invention, the first charging state is that the power storage means normally operates while the capacity ratio, which is the ratio of the capacity with respect to the total capacity as the chargeable / dischargeable state of the power storage means, is running. A predetermined capacity ratio that is preset as a capacity ratio within the range of the power capacity ratio, and the second charging state is for the voltage of the capacitor to bring the capacitor into a predetermined charging state. It may be in a state where a target voltage set in advance as a voltage to be applied to the capacitor is reached.
また、本発明の第2の車両において、動力を入出力可能な発電機と、車軸に接続された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、を備え、前記電動機は、回転軸が前記駆動軸に接続されてなるものとすることもできる。 In the second vehicle of the present invention, the generator is connected to three axes of a generator capable of inputting and outputting power, a drive shaft connected to an axle, an output shaft of the internal combustion engine, and a rotating shaft of the generator. Three-axis power input / output means for inputting / outputting power to the remaining shaft based on power input / output to / from any two of the three shafts, and the electric motor has a rotating shaft as the drive shaft. It can also be connected.
本発明の第1の車両の制御方法は、
排気を浄化するための浄化触媒を有し走行用の動力を出力する内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、電力の供給を受けて前記内燃機関の浄化触媒を加熱する触媒加熱手段と、該触媒加熱手段に電力を供給可能なコンデンサと、前記蓄電手段からの電力を用いて前記コンデンサを充電可能な充電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記内燃機関の運転を停止して走行に要求される要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する電動機走行制御を実行している最中に前記触媒加熱手段による前記内燃機関の浄化触媒の加熱が予測される所定の加熱予測条件が成立しているときに、前記コンデンサが前記内燃機関の浄化触媒を加熱するために予め設定された所定の充電状態に至るよう前記充電手段を制御する
ことを特徴とする。
The first vehicle control method of the present invention comprises:
An internal combustion engine having a purification catalyst for purifying exhaust gas and outputting driving power, an electric motor capable of inputting / outputting driving power, power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, and supply of electric power Receiving a catalyst heating means for heating the purification catalyst of the internal combustion engine, a capacitor capable of supplying electric power to the catalyst heating means, and a charging means capable of charging the capacitor using electric power from the power storage means, A vehicle control method comprising:
The internal combustion engine by the catalyst heating means during execution of electric motor traveling control for controlling the internal combustion engine and the electric motor so as to travel with the required driving force required for traveling with the operation of the internal combustion engine stopped When the predetermined heating prediction condition for predicting the heating of the purification catalyst is satisfied, the charging means causes the capacitor to reach a predetermined charging state set in advance to heat the purification catalyst of the internal combustion engine. It is characterized by controlling.
この本発明の第1の車両の制御方法では、内燃機関の運転を停止して走行に要求される要求駆動力によって走行するよう内燃機関と電動機とを制御する電動機走行制御を実行している最中に触媒加熱手段による内燃機関の浄化触媒の加熱が予測される所定の加熱予測条件が成立しているときに、コンデンサが内燃機関の浄化触媒を加熱するために予め設定された所定の充電状態に至るよう充電手段を制御する。触媒加熱手段による内燃機関の浄化触媒の加熱に先立ってコンデンサを所定の充電状態にすることができるから、より確実に浄化触媒を加熱することができる。また、常にコンデンサを所定の充電状態にするものに比して、エネルギー効率の向上を図ることができる。 In the first vehicle control method of the present invention, the motor traveling control for controlling the internal combustion engine and the electric motor so as to travel with the required driving force required for traveling with the operation of the internal combustion engine stopped is executed. When a predetermined heating prediction condition for predicting heating of the purification catalyst of the internal combustion engine by the catalyst heating means is established, a predetermined charging state set in advance for the capacitor to heat the purification catalyst of the internal combustion engine To control the charging means. Prior to heating the purification catalyst of the internal combustion engine by the catalyst heating means, the capacitor can be brought into a predetermined charged state, so that the purification catalyst can be heated more reliably. Further, energy efficiency can be improved as compared with the case where the capacitor is always in a predetermined charged state.
本発明の第2の車両の制御方法は、
排気を浄化するための浄化触媒を有し走行用の動力を出力する内燃機関と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、電力の供給を受けて前記内燃機関の浄化触媒を加熱する触媒加熱手段と、該触媒加熱手段に電力を供給可能なコンデンサと、車外の電源である外部電源に接続される接続部を有し、前記接続部が前記外部電源に接続されたときに該外部電源からの電力を用いて前記蓄電手段と前記コンデンサとを充電可能な充電手段と、を備える車両の制御方法であって、
前記充電手段の接続部が前記外部電源に接続された状態で前記蓄電手段が予め設定された第1の充電状態に至っていないときに、前記蓄電手段が前記第1の充電状態に至るまで充電した後に前記コンデンサが予め設定された第2の充電状態に至るよう前記充電手段を制御する
ことを特徴とする。
The second vehicle control method of the present invention comprises:
An internal combustion engine having a purification catalyst for purifying exhaust gas and outputting driving power, an electric motor capable of inputting / outputting driving power, power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, and supply of electric power Receiving a catalyst heating means for heating the purification catalyst of the internal combustion engine, a capacitor capable of supplying electric power to the catalyst heating means, and a connection portion connected to an external power source that is a power source outside the vehicle, the connection portion A vehicle control method comprising: charging means capable of charging the power storage means and the capacitor using electric power from the external power supply when connected to the external power supply,
When the storage means is connected to the external power source and the power storage means does not reach the preset first charge state, the power storage means is charged until the first charge state is reached. The charging means is controlled so that the capacitor reaches a preset second charging state later.
この本発明の第2の車両の制御方法では、充電手段の接続部が外部電源に接続された状態で蓄電手段が予め設定された第1の充電状態に至っていないときに、蓄電手段が第1の充電状態に至るまで充電した後にコンデンサが予め設定された第2の充電状態に至るよう充電手段を制御する。外部電源からの電力を用いて蓄電手段とコンデンサとを充電するから、車両のエネルギー効率の向上を図ることができる。この際、蓄電手段を第1の充電状態にした後でコンデンサを充電するから、電動機を駆動するための電力を確保した状態でコンデンサを充電することができ、よりエネルギー効率の向上を図ることができる。 In the second vehicle control method of the present invention, when the power storage means has not reached the preset first charge state with the connecting portion of the charging means connected to the external power source, the power storage means is the first The charging means is controlled so that the capacitor reaches the second charged state set in advance after charging until the charged state is reached. Since the power storage means and the capacitor are charged using the electric power from the external power source, the energy efficiency of the vehicle can be improved. At this time, since the capacitor is charged after the power storage means is set to the first charging state, the capacitor can be charged in a state where electric power for driving the electric motor is secured, and the energy efficiency can be further improved. it can.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の第1実施例である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、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として構成されたエンジン22と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト24にキャリアが接続されると共にデファレンシャルギヤ34を介して駆動輪36a,36bに連結された駆動軸32にリングギヤが接続されたシングルピニオン式の遊星歯車機構30と、この遊星歯車機構30のサンギヤに接続されて同期発電電動機として構成されたモータMG1と、駆動軸32に接続されて同期発電電動機として構成されたモータMG2と、モータMG1,MG2の駆動回路としてのインバータ41,42にシステムメインリレー44を介して接続されたバッテリ50と、車両全体をコントロールするメイン電子制御ユニット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、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として構成されている。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)を介して外気へ排出される。浄化装置には、通電すると通電抵抗により発熱する発熱部材(例えば、ステンレスなど)である加熱ヒータ(EHC)22aが取り付けられている。加熱ヒータ22aは、バッテリ50からの電力を変圧するDC/DCコンバータ54に加熱ヒータ用リレー56を介して取り付けられており、加熱ヒータ用リレー56のDC/DCコンバータ54側には加熱ヒータ22aに対して並列に容量Cの加熱ヒータ用コンデンサ58が接続されている。したがって、加熱ヒータ用リレー56をオンにすることによりバッテリ50からの電力をDC/DCコンバータ54を介して供給して加熱ヒータ用コンデンサ58を充電し、加熱ヒータ用リレー56をオフにすることにより加熱ヒータ用コンデンサ58に充電されている電力を加熱ヒータ22aに供給して、加熱ヒータ22aで三元触媒を加熱することができる。なお、エンジン22は、メイン電子制御ユニット70により燃料噴射制御や点火制御,吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。
The
バッテリ50は、リチウムイオン二次電池として構成されており、バッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52によって管理されている。また、バッテリ50には、例えば家庭用電源(AC100V)などの外部電源90と電気的に接続されたソケット91に結合可能なプラグ92が交流電力を直流電力に変換する充電器93がバッテリ側プラグリレー94を介して取り付けられており、プラグ92は加熱ヒータ側プラグリレー96を介してDC/DCコンバータ54と並列に加熱ヒータ用コンデンサ58にも取り付けられている。図2は、外部電源90からの交流電力をバッテリ50に供給する外部電力供給系の構成の一例を示す説明図である。充電器93は、外部電源90から交流電力をトランスTRで所定の電圧に変圧すると共に直流電力に変換してバッテリ50側と加熱ヒータ22a側とに供給可能なAC/DCコンバータとして構成されており、電力ライン99としての正極母線99aと負極母線99bとに対してソース側およびシンク側となるよう2個ずつペアで直列に接続されると共に接続点が外部電力90に接続されトランジスタT1〜T4と、正極母線99aと負極母線99bとに対してソース側およびシンク側となるよう2個ずつペアで直列に接続されると共に接続点がトランスTRに接続されたトランジスタT5〜T8と、トランジスタT1〜T8に逆方向に並列接続された8つのダイオードD1〜D8と、正極母線99aと負極母線99bとに対して並列に接続された平滑用コンデンサC1と、トランスTRで変圧した交流電力を整流してバッテリ50側に供給するための4つのダイオードD9〜D12と、トランスTRで変圧した交流電力を整流して加熱ヒータ22a側に供給するための2つのダイオードD13,D14と、ダイオードD9〜D12で整流した電力を平滑する平滑用コンデンサC2とを備える。これにより、バッテリ50は、ソケット91とプラグ92とが連結された状態で、バッテリ用プラグリレー94がオンされたときには外部電源90からの電力で充電器93により充電することができ、加熱ヒータ側プラグリレー96がオンされると共に加熱ヒータ用リレー56がオフされたときには外部電源90からの電力で充電器93により加熱ヒータ用コンデンサ58を充電できるようになっている。これにより、バッテリ50や加熱ヒータ用コンデンサ58を充電した状態での走行開始が可能となっている。バッテリECU52には、例えばバッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの端子間電圧Vbやバッテリ50の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ51bからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などのバッテリ50を管理するのに必要な信号などが入力されており、充電器93のトランジスタT1〜T8へのスイッチング制御信号を出力したり、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりメイン電子制御ユニット70に送信する。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために電流センサ51bにより検出された充放電電流の積算値に基づいてバッテリの充放電可能な状態としてバッテリの全容量Whに対する容量の割合である残容量SOCを演算したり、演算した残容量SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算している。なお、バッテリ50の残容量SOCは、下限容量SOCmin以上上限容量SOCmax以下となるよう管理されているものとする。
The
メイン電子制御ユニット70は、CPU72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、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、計時処理を実行するタイマ78と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。メイン電子制御ユニット70には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号や例えば図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などのモータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号,イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速V,加熱ヒータ用コンデンサ58の電圧を検出する電圧センサ58aからのコンデンサ電圧Vcなどが入力ポートを介して入力されている。メイン電子制御ユニット70からは、エンジン22を運転制御するための信号やインバータ41,42へのスイッチング制御信号,システムメインリレー44,加熱ヒータ用リレー56,バッテリ側プラグリレー94,加熱ヒータ側プラグリレー96をオンオフする信号,DC/DCコンバータ54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。メイン電子制御ユニット70は、前述したように、バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
The main
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸に出力すべき要求トルクTr*を計算し、要求トルクTr*に車速Vから換算した駆動軸32の回転数を乗じたものにバッテリ50の損失を加えて走行に要求される要求パワーP*を計算し、要求パワーP*がエンジン22から出力されると共に要求トルクTr*が駆動軸32に出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求パワーP*に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてが遊星歯車機構30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されて駆動軸32に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求パワーP*とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部が遊星歯車機構30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求トルクTr*が駆動軸32に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求トルクTr*に見合うトルクを駆動軸32に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。
The
次に、こうして構成された第1実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にモータ運転モードで走行するようエンジン22やモータMG1,MG2を制御している最中に浄化装置を加熱ヒータ22aで加熱する際の動作について説明する。図3はメイン電子制御ユニット70により実行される触媒加熱予測時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、加熱ヒータ用リレー56がオフされた状態でモータ運転モードで走行している最中に、バッテリ50の残容量SOCが加熱ヒータ22aでのエンジン22の浄化装置の加熱を開始するための残容量の閾値である第1容量SOC1より若干高い第2容量SOC2となったときに所定時間Δt毎(例えば数msec毎)に実行される。
Next, the purification device is heated by the
触媒加熱予測時制御ルーチンが実行されると、メイン電子制御ユニット70のCPU72は、バッテリ50の残容量SOCと電圧センサ58aからのコンデンサ電圧Vc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S100)。バッテリ50の残容量SOCは、バッテリECU52で演算したものを通信により入力するものとした。
When the catalyst heating prediction control routine is executed, the
こうしてデータを入力したら、バッテリ50の残容量SOCと第1容量SOC1と全容量Whと現在設定されて要求パワーP*と本ルーチンの実行間隔である所定時間Δtとに基づいて次式(1)を用いてエンジン22の浄化装置(三元触媒)の加熱の開始が予測される触媒加熱開始予測時間tstを計算すると共に(ステップS110)加熱ヒータ用コンデンサ58の容量Cとコンデンサ電圧Vcと浄化装置からのエミッションが許容できる温度に浄化装置を加熱することができる程度に加熱用ヒータ22aを通電することができる電圧として予め実験や解析などで設定された加熱ヒータ用コンデンサ58の目標電圧Vtagとバッテリ50が加熱用コンデンサ50を充電する際のパワーとして予め設定されている定格パワーPehとに基づいて次式(2)を用いて加熱ヒータ用コンデンサ58が目標電圧Vtagに至るまでに要する充電所要時間tcを計算し(ステップS120)、触媒加熱開始予測時間tstと充電所要時間tcとを比較すると共に(ステップS130)コンデンサ電圧Vcと目標電圧Vtagとを比較する(ステップS140)。
When the data is input in this way, the following expression (1) is established based on the remaining capacity SOC of the
tst=(SOC-SOC1)・Wh/(P*/Δt) (1)
tc=1/2・C・(Vtag-Vc)2/Peh (2)
tst = (SOC-SOC1) ・ Wh / (P * / Δt) (1)
tc = 1/2 ・ C ・ (Vtag-Vc) 2 / Peh (2)
触媒加熱開始予測時間tstが充電所要時間tc未満であり、且つ、コンデンサ電圧Vcが目標電圧Vtag未満であるときには(ステップS130,S140)、加熱用ヒータ22aによるエンジン22の浄化装置の加熱が開始される前に加熱ヒータ用コンデンサ58を目標電圧Vtagになるまで充電することができ浄化装置の加熱が予測されているにも拘わらずコンデンサ電圧Vcが目標電圧Vtagに至っていないため加熱ヒータ用コンデンサ58の充電が必要であると判断して、バッテリ50からの電力で加熱ヒータ用コンデンサ58が充電されてコンデンサ電圧Vcが目標電圧Vtagに至るようDC/DCコンバータ54を制御し(ステップS150)、触媒加熱開始予測時間tstが充電所要時間tc以上であるとき,即ち,加熱用ヒータ22aによるエンジン22の浄化装置の加熱が開始される前に加熱ヒータ用コンデンサ58を目標電圧Vtagになるまで充電することができないときや(ステップS130)、コンデンサ電圧Vcが目標電圧Vtag以上であるとき,即ち,コンデンサ電圧Vcが比較的高い充電状態にあるためこれ以上充電する必要がないときには(ステップS130,S140)、触媒加熱予測時制御ルーチンを終了する。こうした制御により、加熱用ヒータ22aによるエンジン22の浄化装置(三元触媒)の加熱に先立って加熱ヒータ用コンデンサ58を十分に充電することができるから、より確実に浄化装置(三元触媒)を加熱することができる。また、エンジン22の浄化装置(三元触媒)の加熱が予測されたときに加熱ヒータ用コンデンサ58の充電を行なうため、常に加熱ヒータ用コンデンサ58の充電を行なうものに比してエネルギー効率の向上を図ることができる。さらに、触媒加熱開始予測時間tstが充電所要時間tc以上であるとき,即ち,エンジン22の浄化装置(三元触媒)の加熱が開始されるまでに加熱ヒータ用コンデンサ58を目標電圧Vtagにすることができないときには加熱ヒータ用コンデンサ58を充電しないから、加熱ヒータ用コンデンサ58を目標電圧Vtagにすることができないにも拘わらず充電が行なわれるのを抑制することができ、エネルギー効率の向上を図ることができる。
When the estimated catalyst heating start time tst is less than the required charging time tc and the capacitor voltage Vc is less than the target voltage Vtag (steps S130 and S140), heating of the purifier of the
以上説明した第1実施例のハイブリッド自動車20によれば、エンジン22の浄化装置(三元触媒)の加熱が予測されたときに加熱ヒータ用コンデンサ58の充電を行なうから、加熱用ヒータ22aによるエンジン22の浄化装置(三元触媒)の加熱に先立って加熱ヒータ用コンデンサ58を加熱ヒータへの通電に十分な充電状態にすることができ、より確実に浄化装置(三元触媒)を加熱することができる。また、エンジン22の浄化装置(三元触媒)の加熱が予測されたときに加熱ヒータ用コンデンサ58の充電を行なうため、常に加熱ヒータ用コンデンサ58の充電を行なうものに比してエネルギー効率の向上を図ることができる。さらに、触媒加熱開始予測時間tstが充電所要時間tc以上であるとき,即ち,エンジン22の浄化装置(三元触媒)の加熱が開始されるまでに加熱ヒータ用コンデンサ58を目標電圧Vtagにすることができないときには加熱ヒータ用コンデンサ58を充電しないから、加熱ヒータ用コンデンサ58を目標電圧Vtagにすることができないにも拘わらず充電が行なわれるのを抑制することができ、エネルギー効率の向上を図ることができる。
According to the
第1実施例のハイブリッド自動車20では、図3の触媒加熱予測時制御ルーチンにおいて、触媒加熱開始予測時間tstが充電所要時間tc未満であるときに加熱ヒータ22aにより浄化装置の加熱が予測されたものとしたが、触媒加熱開始予測時間tstと充電所要時間tcとを比較することなく図3の触媒加熱予測時制御ルーチンが実行されたとき、即ち、バッテリ50の残容量SOCが加熱ヒータ22aでのエンジン22の浄化装置の加熱を開始するための残容量の閾値である第1容量SOC1より若干高い第2容量SOC2となったときに浄化装置の加熱が予測されたものとして加熱ヒータ用コンデンサ58が目標電圧Vtagに至るよう充電するものとしてもよいし、要求パワーPe*がエンジン22を始動する際のパワーの閾値Prefより若干小さいパワーとなるときに浄化装置の加熱が予測されたものとして加熱ヒータ用コンデンサ58が目標電圧Vtagに至るよう充電するものとしてもよい。
In the
第1実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50は、外部電源90からの交流電力を直流電力に変換する充電器93と電気的に接続されたソケット91に結合可能なプラグ92がバッテリ側プラグリレー94を介して取り付けられており、プラグ92は加熱ヒータ側プラグリレー96を介してDC/DCコンバータ54と並列に加熱ヒータ用コンデンサ58にも取り付けられているものとしたが、図4の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、外部電源90から電力の供給を受けないものとして、プラグ92,ヒータ側プラグリレー96を備えていないものとしてもよい。
In the
第2実施例のハイブリッド自動車220は、第1実施例のハイブリッド自動車20と同一のハード構成である。したがって、第2実施例のハイブリッド自動車220のハード構成については、第1実施例のハイブリッド自動車20のハード構成と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
The hybrid vehicle 220 of the second embodiment has the same hardware configuration as the
次に、こうして構成された第2実施例のハイブリッド自動車220の動作、特に外部電源90からの電力で加熱ヒータ用コンデンサ58を充電する際の動作について説明する。図5はメイン電子制御ユニット70により実行される外部電源接続時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、ソケット91とプラグ92とが連結されてバッテリ側プラグリレー94がオンされているときに所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。
Next, the operation of the thus configured hybrid vehicle 220 of the second embodiment, particularly the operation when the
外部電源接続時制御ルーチンが実行されると、メイン電子制御ユニット70のCPU72は、図3に例示した触媒加熱予測時制御ルーチンのステップS110の処理と同様にバッテリ50の残容量SOCと電圧センサ58aからのコンデンサ電圧Vcなど制御に必要なデータを入力し(ステップS200)、バッテリ50の残容量SOCとバッテリ50の容量の上限値SOCmaxとを比較すると共に(ステップS210)コンデンサ電圧Vcと上述した目標電圧Vtagとを比較する処理を実行する(ステップS220)。
When the control routine at the time of external power supply connection is executed, the
残容量SOCが上限容量SOCmax以上であり且つコンデンサ電圧Vcが目標電圧Vtag未満であるときには(ステップS210,S220)、バッテリ50が満充電であるが加熱ヒータ用コンデンサ58が十分に充電されていないため加熱ヒータ用コンデンサ58を充電する必要があると判断して、加熱ヒータ側プラグリレー96をオンして加熱ヒータ用コンデンサ58を充電し(ステップS230)、残容量SOCが上限容量SOCmax未満であるとき,即ち,バッテリ50が満充電でなくバッテリ50の充電を優先すべきときや(ステップS210)、コンデンサ電圧Vcが目標電圧Vtag未満であるとき,即ち,加熱ヒータ用コンデンサ58が十分に充電されているときには(ステップS220)加熱ヒータ側プラグリレー96をオフして加熱ヒータ用コンデンサ58の充電を停止して(ステップS240)、外部電源接続時制御ルーチンを終了する。こうした制御により、外部電源90からの電力を用いてバッテリ50と加熱ヒータ用コンデンサ58とを充電するから、車両のエネルギー効率の向上を図ることができる。この際、バッテリ50を満充電にした後で加熱ヒータ用コンデンサ58を充電するから、次に走行を開始する際にモータMG2を駆動するための電力を確保した状態で加熱ヒータ用コンデンサ58を充電することができ、よりエネルギー効率の向上を図ることができる。
When the remaining capacity SOC is equal to or greater than the upper limit capacity SOCmax and the capacitor voltage Vc is less than the target voltage Vtag (steps S210 and S220), the
以上説明した第2実施例のハイブリッド自動車220によれば、ソケット91とプラグ92とが連結されているときに外部電源90からの電力を用いてバッテリ50と加熱ヒータ用コンデンサ58とを充電するから、車両のエネルギー効率の向上を図ることができる。この際、バッテリ50を満充電にした後で加熱ヒータ用コンデンサ58を充電するから、次に走行を開始する際にモータMG2を駆動するための電力を確保した状態で加熱ヒータ用コンデンサ58を充電することができ、よりエネルギー効率の向上を図ることができる。
According to the hybrid vehicle 220 of the second embodiment described above, the
第2実施例のハイブリッド自動車220では、バッテリ50を満充電にした後で加熱ヒータ用コンデンサ58を充電するものとしたが、加熱ヒータ用コンデンサ58を充電する際のバッテリ50の状態は満充電より若干高い充電状態や満充電よりも低い充電状態であってもよい。
In the hybrid vehicle 220 of the second embodiment, the
第1実施例およびその変形例や第2実施例のハイブリッド自動車20,120,220では、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24にキャリアが接続されると共に駆動軸32にリングギヤが接続された遊星歯車機構30と、この遊星歯車機構30のサンギヤに接続されたモータMG1と、駆動軸32に接続されてモータMG2と、を備えるものとしたが、走行用の動力源としてエンジンとモータとを備える車両であれば如何なる車両に適用しても構わない。
In the
また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、列車など自動車以外の車両の形態としても構わない。さらに、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。 Moreover, it is not limited to what is applied to such a hybrid vehicle, It is good also as forms of vehicles other than motor vehicles, such as a train. Furthermore, it is good also as a form of the control method of such a vehicle.
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。第1実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」に相当し、加熱用ヒータ22aが「触媒加熱手段」に相当し、加熱ヒータ用コンデンサ58が「コンデンサ」に相当し、DC/DCコンバータ54が「充電手段」に相当し、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求トルクTr*に見合うトルクを駆動軸32に出力するよう運転制御するモータ運転モードで走行するようモータMG2やエンジン22を制御している最中にエンジン22の浄化装置の加熱を予測する所定の加熱予測条件が成立したときにコンデンサ電圧Vcが目標電圧Vtagに至るようDC/DCコンバータ54を制御する図3の触媒加熱予測時制御ルーチンのステップS110〜S170の処理を実行するメイン電子制御ユニット70が「制御手段」に相当する。また、バッテリ側リレー94とコンデンサ側リレー96とプラグ92とが「充電手段」に相当し、モータMG1が「発電機」に相当し、遊星歯車機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当する。
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 first embodiment, the
第2実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、バッテリ50が「蓄電手段」に相当し、加熱用ヒータ22aが「触媒加熱手段」に相当し、加熱ヒータ用コンデンサ58が「コンデンサ」に相当し、バッテリ側リレー94とコンデンサ側リレー96とプラグ92と充電器93とが「充電手段」に相当し、ソケット91とプラグ92とが連結されてバッテリ50の残容量SOCが上限容量SOCmax未満であるときに、バッテリ50の残容量SOCが上限容量SOCmax以上となったときに加熱ヒータ用コンデンサ58を充電する図5の外部電源接続時制御ルーチンのステップS200〜S240の処理を実行するメイン電子制御ユニット70が「外部電源接続時制御手段」に相当する。また、モータMG1が「発電機」に相当し、遊星歯車機構30が「3軸式動力入出力手段」に相当する。
In the second embodiment, the
ここで、本発明の第1の車両では、「内燃機関」としては、排気を浄化するための浄化触媒を有し走行用の動力を出力するものではあれば、如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を入出力可能な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。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ50に限定されるものではなく、キャパシタなど、電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「触媒加熱手段」としては、加熱用ヒータ22aに限定されるものではなく、電力の供給を受けて内燃機関の浄化触媒を加熱するものであれば如何なるものとしても構わない。「コンデンサ」としては、加熱ヒータ用コンデンサ58に限定されるものではなく、触媒加熱手段に電力を供給可能なものあれば如何なるものとしても構わない。「充電手段」としては、DC/DCコンバータ54に限定されるものではなく、蓄電手段からの電力を用いてコンデンサを充電可能なものあれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、単一の電子制御ユニットにより構成されるものに限定されるものではなく、複数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。「制御手段」としては、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求トルクTr*に見合うトルクを駆動軸32に出力するよう運転制御するモータ運転モードで走行するようモータMG2やエンジン22を制御している最中にエンジン22の浄化装置の加熱を予測する所定の加熱予測条件が成立したときにコンデンサ電圧Vcが目標電圧Vtagに至るようDC/DCコンバータ54を制御するものに限定されるものではなく、内燃機関の運転を停止して走行に要求される要求駆動力によって走行するよう内燃機関と電動機とを制御する電動機走行制御を実行している最中に触媒加熱手段による内燃機関の浄化触媒の加熱が予測される所定の加熱予測条件が成立しているときに、コンデンサが内燃機関の浄化触媒を加熱するために予め設定された所定の充電状態に至るよう充電手段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。「充電手段」としては、バッテリ側リレー94とコンデンサ側リレー96とプラグ92とから構成されるものに限定されるものではなく、車外の電源である外部電源に接続される接続部を有し、接続部が外部電源に接続されたときに外部電源からの電力を用いて蓄電手段を充電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「3軸式動力入出力手段」としては、遊星歯車機構30に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせたものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、車軸に接続された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との3軸に接続され3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。
Here, in the first vehicle of the present invention, the “internal combustion engine” is any type of internal combustion engine as long as it has a purification catalyst for purifying exhaust gas and outputs driving power. It doesn't matter. The “motor” is not limited to the motor MG2 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor as long as it can input and output driving power, such as an induction motor. . The “storage means” is not limited to the
本発明の第2の車両では、「内燃機関」としては、排気を浄化するための浄化触媒を有し走行用の動力を出力するものではあれば、如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG2に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を入出力可能な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。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ50に限定されるものではなく、キャパシタなど、電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「触媒加熱手段」としては、加熱用ヒータ22aに限定されるものではなく、電力の供給を受けて内燃機関の浄化触媒を加熱するものであれば如何なるものとしても構わない。「コンデンサ」としては、加熱ヒータ用コンデンサ58に限定されるものではなく、触媒加熱手段に電力を供給可能なものあれば如何なるものとしても構わない。「充電手段」としては、バッテリ側リレー94とコンデンサ側リレー96とプラグ92と充電器93とから構成されるものに限定されるものではなく、車外の電源である外部電源に接続される接続部を有し、接続部が外部電源に接続されたときに外部電源からの電力を用いて蓄電手段を充電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「外部電源接続時制御手段」としては、単一の電子制御ユニットにより構成されるものに限定されるものではなく、複数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。「外部電源接続時制御手段」としては、ソケット91とプラグ92とが連結されてバッテリ50の残容量SOCが上限容量SOCmax未満であるときに、バッテリ50の残容量SOCが上限容量SOCmax以上となったときに加熱ヒータ用コンデンサ58を充電するものに限定されるものではなく、充電手段の接続部が外部電源に接続された状態で蓄電手段が予め設定された第1の充電状態に至っていないときに、蓄電手段が第1の充電状態に至るまで充電した後にコンデンサが予め設定された第2の充電状態に至るよう充電手段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。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「3軸式動力入出力手段」としては、遊星歯車機構30に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせたものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、車軸に接続された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との3軸に接続され3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。
In the second vehicle of the present invention, the “internal combustion engine” may be any type of internal combustion engine as long as it has a purification catalyst for purifying exhaust gas and outputs driving power. . The “motor” is not limited to the motor MG2 configured as a synchronous generator motor, and may be any type of motor as long as it can input and output driving power, such as an induction motor. . The “storage means” is not limited to the
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 correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するため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。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、車両の製造産業等に利用可能である。 The present invention can be used in the vehicle manufacturing industry.
20,120,220 ハイブリッド自動車、22 エンジン、22a 加熱用ヒータ(EHC)、24 クランクシャフト、30 遊星歯車機構、32 駆動軸、34 デファレンシャルギヤ、36a,36b 駆動輪、41,42 インバータ、44 システムメインリレー、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 DC/DCコンバータ、56 加熱ヒータ用リレー、58 加熱ヒータ用コンデンサ、70 メイン電子制御ユニット、72 CPU、74 ROM、76 RAM、78 タイマ、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、90 外部電源、91 ソケット、92 プラグ、93 充電器、94 バッテリ側リレー、96 加熱ヒータ側リレー、99 電力ライン、99a 正極母線、99b 負極母線、D1〜D14 ダイオード、MG1,MG2 モータ、T1〜T8 トランジスタ、TR トランス、C1,C2 平滑用コンデンサ。 20, 120, 220 Hybrid vehicle, 22 engine, 22a Heater (EHC), 24 crankshaft, 30 planetary gear mechanism, 32 drive shaft, 34 differential gear, 36a, 36b drive wheel, 41, 42 inverter, 44 system main Relay, 50 battery, 51a Voltage sensor, 51b Current sensor, 52 Battery electronic control unit (battery ECU), 54 DC / DC converter, 56 Heating heater relay, 58 Heating heater capacitor, 70 Main electronic control unit, 72 CPU , 74 ROM, 76 RAM, 78 timer, 80 ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake Dull, 86 Brake pedal position sensor, 88 Vehicle speed sensor, 90 External power supply, 91 Socket, 92 Plug, 93 Battery charger, 94 Battery side relay, 96 Heater side relay, 99 Power line, 99a Positive bus, 99b Negative bus, D1 ~ D14 Diode, MG1, MG2 motor, T1-T8 transistor, TR transformer, C1, C2 smoothing capacitor.
Claims (7)
電力の供給を受けて前記内燃機関の浄化触媒を加熱する触媒加熱手段と、
該触媒加熱手段に電力を供給可能なコンデンサと、
前記蓄電手段からの電力を用いて前記コンデンサを充電可能な充電手段と、
前記内燃機関の運転を停止して走行に要求される要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する電動機走行制御を実行している最中に前記触媒加熱手段による前記内燃機関の浄化触媒の加熱が予測される所定の加熱予測条件が成立しているときに、前記コンデンサが前記内燃機関の浄化触媒を加熱するために予め設定された所定の充電状態に至るよう前記充電手段を制御する制御手段と、
を備える車両。 A vehicle comprising an internal combustion engine having a purification catalyst for purifying exhaust gas and outputting motive power for traveling, an electric motor capable of inputting / outputting motive power for traveling, and power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor Because
Catalyst heating means for heating the purification catalyst of the internal combustion engine in response to power supply;
A capacitor capable of supplying power to the catalyst heating means;
Charging means capable of charging the capacitor using electric power from the power storage means;
The internal combustion engine by the catalyst heating means during execution of electric motor traveling control for controlling the internal combustion engine and the electric motor so as to travel with the required driving force required for traveling with the operation of the internal combustion engine stopped When the predetermined heating prediction condition for predicting the heating of the purification catalyst is satisfied, the charging means causes the capacitor to reach a predetermined charging state set in advance to heat the purification catalyst of the internal combustion engine. Control means for controlling
A vehicle comprising:
前記所定の加熱予測条件は、前記蓄電手段の充放電可能な状態としての全容量に対する容量の割合が前記内燃機関の浄化触媒の加熱を開始するために予め設定された第1の割合より大きい第2の割合未満であることを含む条件である
車両。 The vehicle according to claim 1,
The predetermined heating prediction condition is that the ratio of the capacity with respect to the total capacity as the chargeable / dischargeable state of the power storage means is larger than a first ratio set in advance to start heating the purification catalyst of the internal combustion engine. Vehicle that is a condition that includes a ratio of less than 2.
前記所定の加熱予測条件は、前記蓄電手段の充放電可能な状態としての全容量に対する容量の割合である容量割合と前記触媒の加熱を開始すべき前記容量割合の範囲の下限として予め設定されている加熱開始容量割合と前記蓄電手段の全容量と走行に要求される要求パワーとから得られる前記触媒の加熱の開始が予測される時間である触媒加熱開始時間が前記コンデンサの容量と前記コンデンサを所定の充電状態にするために前記コンデンサに印加すべき電圧として予め設定された目標電圧と前記コンデンサの電圧との差分と前記充電手段が前記コンデンサを充電する際のパワーとして予め設定されている定格パワーとから得られる前記コンデンサの電圧が前記目標電圧に至るまでに要する時間である充電所要時間未満であることを含む条件である
車両。 The vehicle according to claim 1 or 2,
The predetermined heating prediction condition is set in advance as a lower limit of a capacity ratio that is a ratio of a capacity to a total capacity as a chargeable / dischargeable state of the power storage unit and a range of the capacity ratio at which heating of the catalyst is to be started. The catalyst heating start time, which is the time at which the start of heating of the catalyst is predicted, obtained from the heating start capacity ratio, the total capacity of the power storage means, and the required power required for travel, is determined by the capacity of the capacitor and the capacitor. A difference between a target voltage set in advance as a voltage to be applied to the capacitor to obtain a predetermined charging state and the voltage of the capacitor, and a rating set in advance as power when the charging means charges the capacitor A condition that the voltage of the capacitor obtained from the power is less than the time required for charging, which is the time required to reach the target voltage A vehicle.
前記所定の充電状態は、前記コンデンサの電圧が前記コンデンサを前記所定の充電状態にするために予め設定された目標電圧に至った状態である
車両。 A vehicle according to any one of claims 1 to 3,
The predetermined charging state is a state in which the voltage of the capacitor has reached a target voltage set in advance to bring the capacitor into the predetermined charging state.
車外の電源である外部電源に接続される接続部を有し、前記接続部が前記外部電源に接続されたときに該外部電源からの電力を用いて前記蓄電手段を充電可能な充電手段
を備える車両。 A vehicle according to any one of claims 1 to 4,
A charging unit having a connection unit connected to an external power source that is a power source outside the vehicle, and capable of charging the power storage unit using electric power from the external power source when the connection unit is connected to the external power source; vehicle.
動力を入出力可能な発電機と、
車軸に接続された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との3軸に接続され該3軸のうちのいずれか2軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する3軸式動力入出力手段と、
を備え、
前記電動機は、回転軸が前記駆動軸に接続されてなる
車両。 A vehicle according to any one of claims 1 to 5,
A generator capable of inputting and outputting power;
The remaining shaft is connected to three shafts of the drive shaft connected to the axle, the output shaft of the internal combustion engine, and the rotating shaft of the generator and is input / output to / from any two of the three shafts. 3-axis power input / output means for inputting / outputting power to / from,
With
The electric motor has a rotating shaft connected to the drive shaft.
前記内燃機関の運転を停止して走行に要求される要求駆動力によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する電動機走行制御を実行している最中に前記触媒加熱手段による前記内燃機関の浄化触媒の加熱が予測される所定の加熱予測条件が成立しているときに、前記コンデンサが前記内燃機関の浄化触媒を加熱するために予め設定された所定の充電状態に至るよう前記充電手段を制御する
ことを特徴とする車両の制御方法。 An internal combustion engine having a purification catalyst for purifying exhaust gas and outputting driving power, an electric motor capable of inputting / outputting driving power, power storage means capable of exchanging electric power with the electric motor, and supply of electric power Receiving a catalyst heating means for heating the purification catalyst of the internal combustion engine, a capacitor capable of supplying electric power to the catalyst heating means, and a charging means capable of charging the capacitor using electric power from the power storage means, A vehicle control method comprising:
The internal combustion engine by the catalyst heating means during execution of electric motor traveling control for controlling the internal combustion engine and the electric motor so as to travel with the required driving force required for traveling with the operation of the internal combustion engine stopped When the predetermined heating prediction condition for predicting the heating of the purification catalyst is satisfied, the charging means causes the capacitor to reach a predetermined charging state set in advance to heat the purification catalyst of the internal combustion engine. The vehicle control method characterized by controlling.
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---|---|---|---|
JP2009015753A JP2010173377A (en) | 2009-01-27 | 2009-01-27 | Vehicle and method for controlling the same |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2012081101A1 (en) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | Vehicle and method for controlling same |
JP2013103557A (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Denso Corp | Power supply device |
CN107303821A (en) * | 2016-04-20 | 2017-10-31 | 丰田自动车株式会社 | Motor vehicle driven by mixed power |
CN113226829A (en) * | 2018-12-20 | 2021-08-06 | 纬湃技术有限公司 | Power supply network and hybrid vehicle |
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2009
- 2009-01-27 JP JP2009015753A patent/JP2010173377A/en active Pending
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