JP2012091728A - Plug-in hybrid electric vehicle and control method thereof - Google Patents

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健 土野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To strike a balance between the antifreezing of urea aqueous solution as a reducing agent for exhaust purification and securing the charging amount of a battery under situation that electric energy which can charge per unit time is restricted in a plug-in hybrid electric vehicle.SOLUTION: The plug-in hybrid electric vehicle (1) includes: a means (24) to heat the urea aqueous solution as the reducing agent; a means (17) to detect outside air temperature; a means (26) to detect a charged amount of a battery (11); a means (26) to determine a charged mode of a battery (11); and a means (26) to operate a heating means, when outside air temperature is under a predetermined temperature, and when the charged amount of the battery is less than a predetermined charged amount and a first charging mode (normal charging mode) is chosen, while switching the charging mode to the second charging mode (quick charging mode).

Description

本発明は内燃機関と外部電源から充電可能なバッテリに蓄えられた電力を動力源として駆動可能な電動機との少なくとも一方から出力される動力によって走行可能なプラグインハイブリッド電気自動車及び該プラグインハイブリッド電気自動車の制御方法の技術分野に関する。   The present invention relates to a plug-in hybrid electric vehicle that can be driven by power output from at least one of an internal combustion engine and an electric motor that can be driven by using electric power stored in a battery that can be charged from an external power source, and the plug-in hybrid electric The present invention relates to the technical field of automobile control methods.

近年、内燃機関及び電動機の少なくとも一方を動力として走行可能、且つ、外部電源からバッテリに充電可能なプラグインハイブリッド電気自動車が注目されている。プラグインハイブリッド電気自動車では、外部電源から供給された電力をバッテリに蓄え、当該バッテリに蓄えられた電力を用いて電動機を駆動することにより走行することで、内燃機関の燃料消費量を抑制し、燃料消費効率の向上が達成される。   2. Description of the Related Art In recent years, a plug-in hybrid electric vehicle that can run using at least one of an internal combustion engine and an electric motor as motive power and can charge a battery from an external power source has attracted attention. In a plug-in hybrid electric vehicle, the electric power supplied from an external power source is stored in a battery, and the electric power stored in the battery is driven to drive the motor, thereby suppressing the fuel consumption of the internal combustion engine, An improvement in fuel consumption efficiency is achieved.

寒冷地などの低温環境下でプラグインハイブリッド電気自動車を使用する場合、内燃機関の始動性を確保するために、電力で作動可能なブロックヒータを内燃機関に設け、始動時に内燃機関の暖気を行うことが知られている。例えば特許文献1には、内燃機関の暖気が必要であると判定された場合には、外部電源から供給された電力をバッテリの充電やプレ空調動作よりブロックヒータの作動に優先的に用いることによって、内燃機関の始動性を確保する技術が開示されている。   When a plug-in hybrid electric vehicle is used in a low-temperature environment such as a cold region, a block heater that can be operated with electric power is provided in the internal combustion engine in order to ensure the startability of the internal combustion engine, and the internal combustion engine is warmed up at the time of starting. It is known. For example, in Patent Document 1, when it is determined that warming up of the internal combustion engine is necessary, the power supplied from the external power source is preferentially used for the operation of the block heater rather than the battery charging or the pre-air conditioning operation. A technique for ensuring startability of an internal combustion engine is disclosed.

特開2009−274470号公報JP 2009-274470 A

ここで、内燃機関の排気通路には、排ガス中に含まれる窒素酸化物を浄化するために、尿素水溶液を還元剤として利用した選択還元触媒システム(以下、「尿素SCRシステム」と称する)が設けられることがある。尿素SCRシステムでは、内燃機関の排気通路に設けられた選択還元型NOx触媒(以下、「SCR触媒」と称する)の上流側に噴射ノズルを設け、当該噴射ノズルから尿素水溶液を噴射することにより排ガスに尿素水溶液を供給する。供給された尿素水溶液は、加水分解されることによってアンモニアを生成し、当該アンモニアはSCR触媒において、排ガスに含まれる窒素酸化物を無害な窒素と水に還元する。   Here, the exhaust passage of the internal combustion engine is provided with a selective reduction catalyst system (hereinafter referred to as “urea SCR system”) that uses an aqueous urea solution as a reducing agent in order to purify nitrogen oxides contained in the exhaust gas. May be. In a urea SCR system, an exhaust nozzle is provided upstream of a selective reduction type NOx catalyst (hereinafter referred to as “SCR catalyst”) provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, and an aqueous urea solution is injected from the injection nozzle to exhaust gas. Aqueous urea solution is supplied. The supplied urea aqueous solution is hydrolyzed to generate ammonia, and the ammonia reduces nitrogen oxides contained in the exhaust gas into harmless nitrogen and water in the SCR catalyst.

尿素SCRシステムにおいて、還元剤たる尿素水溶液は予め貯留タンクに貯留されている。尿素SCRシステムを搭載したプラグインハイブリッド電気自動車が低温環境下にある場合、貯留タンクに蓄えられた尿素水溶液が凍結することによって噴射ノズルから噴射不能となり、排気浄化能力が著しく低下してしまうという技術的問題点がある。このような問題点の解決策として、上述した内燃機関の暖気用のブロックヒータのように、外部電源から供給された電力によって作動可能なヒータを貯留タンクに設置し、貯留タンク内の尿素水溶液を加熱することによって凍結防止を図ることが有効である。   In the urea SCR system, a urea aqueous solution as a reducing agent is stored in a storage tank in advance. Technology in which when a plug-in hybrid electric vehicle equipped with a urea SCR system is in a low-temperature environment, the urea aqueous solution stored in the storage tank freezes, making it impossible to inject from the injection nozzle, and the exhaust purification capability significantly decreases. There is a problem. As a solution to such a problem, a heater that can be operated by electric power supplied from an external power source is installed in the storage tank, such as the block heater for warming up the internal combustion engine described above, and the urea aqueous solution in the storage tank is removed. It is effective to prevent freezing by heating.

しかしながら、特許文献1では、外部電源から供給された電力をバッテリの充電やプレ空調動作よりブロックヒータの作動に常に優先的に用いるとしているため、バッテリへの充電を十分行うことができず、バッテリの充電量が不足してしまう場合がある。従って、尿素水溶液の凍結防止用のヒータについて、特許文献1の技術をそのまま適応すると、このようなバッテリの充電量不足が生じてしまうおそれがある。この場合、外部電源からバッテリに充電された電力を用いて走行することによって、内燃機関の燃料消費量を抑制するというプラグインハイブリッド電気自動車のメリットを活かすことができなくなってしまう。   However, in Patent Document 1, the power supplied from the external power source is always used preferentially for the operation of the block heater over the battery charging or the pre-air-conditioning operation. May be insufficient. Therefore, if the technique of Patent Document 1 is applied as it is to a heater for preventing freezing of an aqueous urea solution, there is a risk that such a shortage of battery charge will occur. In this case, by using the electric power charged in the battery from the external power source, it becomes impossible to make use of the merit of the plug-in hybrid electric vehicle that suppresses the fuel consumption of the internal combustion engine.

また、プラグインハイブリッド電気自動車では、外部電源からバッテリに充電を行う際に、単位時間あたりに充電可能な電力量が小さい通常充電モードと、通常充電モードに比べて単位時間あたりに充電可能な電力量が大きい急速充電モードとを選択可能なものがある。充電モードとして急速充電モードが選択されている場合には、外部電源から供給可能な電力量が大きいため尿素水溶液の凍結防止のためのヒータを作動させながら、バッテリの充電が可能である。しかしながら、充電モードとして通常充電モードが選択されている場合には、外部電源から供給可能な電力量が小さいため、尿素水溶液の凍結防止のためにヒータを作動させると、バッテリの充電を十分に行うことができず、上述のようなバッテリの充電量不足が、より一層生じやすくなってしまう。   In plug-in hybrid electric vehicles, when charging a battery from an external power supply, the normal charge mode has a small amount of power that can be charged per unit time, and the power that can be charged per unit time compared to the normal charge mode. There is one that can select a quick charge mode with a large amount. When the quick charge mode is selected as the charge mode, the amount of electric power that can be supplied from the external power source is large, so that the battery can be charged while operating the heater for preventing the urea aqueous solution from freezing. However, when the normal charging mode is selected as the charging mode, the amount of electric power that can be supplied from the external power source is small. Therefore, when the heater is operated to prevent the urea aqueous solution from freezing, the battery is sufficiently charged. This makes it more likely that the above-described battery charge shortage will occur more easily.

本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、単位時間あたりに充電可能な電力量が制限される状況下においても、排気浄化のための還元剤の凍結防止とバッテリの充電量の確保を両立可能なプラグインハイブリッド電気自動車及び該プラグインハイブリッド電気自動車の制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems. Even in a situation where the amount of power that can be charged per unit time is limited, freezing of the reducing agent for exhaust purification and the amount of charge of the battery can be prevented. It is an object of the present invention to provide a plug-in hybrid electric vehicle that can be secured and a method for controlling the plug-in hybrid electric vehicle.

本発明のプラグインハイブリッド電気自動車は上記課題を解決するために、内燃機関と外部電源から充電可能なバッテリに蓄えられた電力を動力源として駆動可能な電動機との少なくとも一方から出力される動力によって走行し、前記バッテリの充電モードとして、第1の充電モードと前記第1の充電モードより単位時間あたりに充電可能な電力量が大きい第2の充電モードとを選択可能なプラグインハイブリッド電気自動車において、前記内燃機関の排気通路に設置された尿素還元触媒の上流側へ還元剤として供給される尿素水溶液を貯留する尿素水タンクと、前記尿素水タンクに貯留された尿素水溶液を加熱する加熱手段と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、前記バッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出手段と、前記バッテリの充電モードとして、前記第1の充電モード及び前記第2の充電モードのいずれが選択されているかを判定する充電モード判定手段と、前記外気温度検出手段によって検出された外気温度が所定温度未満である場合に、前記バッテリ充電量検出手段によって検出された充電量が所定充電量未満であり、且つ、前記充電モード判定手段によって前記第1の充電モードが選択されていると判定された場合には、前記バッテリの充電モードを前記第1の充電モードから前記第2の充電モードに切り替えると共に、前記加熱手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the plug-in hybrid electric vehicle of the present invention is driven by power output from at least one of an internal combustion engine and an electric motor that can be driven using power stored in a battery that can be charged from an external power source as a power source. In a plug-in hybrid electric vehicle that travels and can select a first charging mode and a second charging mode in which the amount of power that can be charged per unit time is larger than that in the first charging mode as the charging mode of the battery A urea water tank that stores a urea aqueous solution that is supplied as a reducing agent upstream of the urea reduction catalyst installed in the exhaust passage of the internal combustion engine, and a heating unit that heats the urea aqueous solution stored in the urea water tank; An outside air temperature detecting means for detecting an outside air temperature, a battery charge amount detecting means for detecting a charge amount of the battery, and the battery The charge mode determination means for determining which of the first charge mode and the second charge mode is selected as the battery charge mode, and the outside air temperature detected by the outside air temperature detection means is less than a predetermined temperature If the charge amount detected by the battery charge amount detection means is less than a predetermined charge amount, and the charge mode determination means determines that the first charge mode is selected. Comprises a control means for switching the charging mode of the battery from the first charging mode to the second charging mode and operating the heating means.

本発明によれば、外気温度が所定温度未満であることにより尿素水溶液の凍結防止が必要な場合に、バッテリの充電量が少なく、且つ、単位時間あたりに充電可能な電力量が少ない第1の充電モードが選択されている場合には、充電モードを第1の充電モードから第2の充電モードに切り替える。第2の充電モードでは第1の充電モードに比べて単位時間あたりに充電可能な電力量が多いため、尿素水溶液の凍結防止のためにヒータを作動させながら、バッテリの充電を行うことが可能となる。これにより、単位時間あたりに充電可能な電力量が少ない充電モードが設定されている状況下においても、排気浄化のための還元剤の凍結防止とバッテリの充電量の確保を両立することができる。   According to the present invention, when it is necessary to prevent the aqueous urea solution from being frozen because the outside air temperature is lower than the predetermined temperature, the battery charge amount is small and the amount of power that can be charged per unit time is small. When the charging mode is selected, the charging mode is switched from the first charging mode to the second charging mode. In the second charging mode, the amount of electric power that can be charged per unit time is larger than that in the first charging mode. Therefore, it is possible to charge the battery while operating the heater to prevent the urea aqueous solution from freezing. Become. This makes it possible to achieve both prevention of freezing of the reducing agent for exhaust purification and securing of the charge amount of the battery even in a situation where a charge mode with a small amount of power that can be charged per unit time is set.

本発明のプラグインハイブリッド電気自動車の一態様では、前記制御手段は、前記バッテリ充電量検出手段によって検出された充電量が前記所定充電量以上である場合に、前記バッテリへの充電を停止させることを特徴とする。   In one aspect of the plug-in hybrid electric vehicle of the present invention, the control unit stops charging the battery when the charge amount detected by the battery charge amount detection unit is equal to or greater than the predetermined charge amount. It is characterized by.

この態様によれば、バッテリの充電量が所定充電量以上になるとバッテリへの充電が停止されるため、バッテリが過充電されることによりバッテリ寿命が短縮することを防止することができる。また、バッテリの充電量が所定充電量以上ある場合には、バッテリの充電量がすでに十分確保できているとして、外部電源から供給された電力を専ら加熱手段の作動に用いることができるので、加熱手段によって尿素水溶液の凍結防止をより迅速に図ることができる。   According to this aspect, since the charging to the battery is stopped when the charging amount of the battery becomes equal to or higher than the predetermined charging amount, it is possible to prevent the battery life from being shortened by overcharging the battery. Also, when the battery charge amount is greater than or equal to the predetermined charge amount, it is assumed that the battery charge amount has already been sufficiently secured, and the power supplied from the external power source can be used exclusively for the operation of the heating means. By means, it is possible to more quickly prevent the urea aqueous solution from freezing.

本発明のプラグインハイブリッド電気自動車の他の態様では、前記加熱手段が作動を開始した時点からの経過時間を計時する計時手段と、前記外気温度検出手段によって検出された外気温度に応じて、前記加熱手段を連続的に継続して作動する作動継続期間を設定する作動継続期間設定手段とを更に備え、前記制御手段は、前記計時手段によって計時された経過時間が前記作動継続期間設定手段によって設定された作動継続期間に達した場合に、前記加熱手段の作動を所定期間停止することを特徴とする。   In another aspect of the plug-in hybrid electric vehicle of the present invention, according to the time measuring means for measuring the elapsed time from the time when the heating means started operation, the outside air temperature detected by the outside air temperature detecting means, An operation continuation period setting means for setting an operation continuation period for continuously operating the heating means, and the control means sets the elapsed time measured by the time measurement means by the operation continuation period setting means. When the operation continuation period is reached, the operation of the heating means is stopped for a predetermined period.

この態様によれば、加熱手段は、作動継続期間設定手段によって設定された作動継続期間作動された後に、所定期間停止されるという動作パターンを繰り返す、いわゆるインターバル動作を行う。加熱手段が停止される所定期間においては、外部電源から供給される電力を専らバッテリの充電に用いることができるので、排気浄化のための還元剤の凍結防止を迅速に行うことができる。ここで、作動継続期間設定手段は、作動継続期間を外気温度に応じて設定する。例えば、外気温度が低くなるに従い尿素水溶液の温度も低下するので作動継続期間を長く設定し、外気温度が高くなるに従い尿素水溶液の温度も高くなるので作動継続期間を短く設定するとよい。   According to this aspect, the heating unit performs a so-called interval operation in which an operation pattern of being stopped for a predetermined period after being operated for the operation duration set by the operation duration setting unit is repeated. In the predetermined period in which the heating means is stopped, the electric power supplied from the external power source can be used exclusively for charging the battery, so that the reducing agent can be prevented from freezing for exhaust purification. Here, the operation duration setting means sets the operation duration according to the outside air temperature. For example, the temperature of the urea aqueous solution also decreases as the outside air temperature decreases, so that the operation continuation period is set longer, and the temperature of the urea aqueous solution increases as the outside air temperature increases, so the operation continuation period may be set short.

本発明のプラグインハイブリッド電気自動車の制御方法は上記課題を解決するために、内燃機関と外部電源から充電可能なバッテリに蓄えられた電力を動力源として駆動可能な電動機との少なくとも一方から出力される動力によって走行し、前記内燃機関の排気通路に設置された尿素還元触媒の上流側へ還元剤として供給される尿素水溶液を貯留する尿素水タンクと、前記尿素水タンクに貯留された尿素水溶液を加熱する加熱手段とを有し、前記バッテリの充電モードとして、第1の充電モードと前記第1の充電モードより単位時間あたりに充電可能な電力量が大きい第2の充電モードとを選択可能なプラグインハイブリッド電気自動車の制御方法において、外気温度を検出する外気温度検出工程と、前記バッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出工程と、前記バッテリの充電モードとして、前記第1の充電モード及び前記第2の充電モードのいずれが選択されているかを判定する充電モード判定工程と、前記検出された外気温度が所定温度未満である場合に、前記検出された充電量が所定充電量未満であり、且つ、前記第1の充電モードが選択されていると判定された場合には、前記バッテリの充電モードを前記第1の充電モードから前記第2の充電モードに切り替えると共に、前記加熱手段を作動させる制御工程とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a control method for a plug-in hybrid electric vehicle of the present invention is output from at least one of an internal combustion engine and an electric motor that can be driven by using electric power stored in a battery that can be charged from an external power source as a power source. A urea water tank that stores a urea aqueous solution that is supplied as a reducing agent upstream of the urea reduction catalyst installed in the exhaust passage of the internal combustion engine, and a urea aqueous solution that is stored in the urea water tank. Heating means for heating, and the charging mode of the battery can be selected from a first charging mode and a second charging mode in which the amount of electric power that can be charged per unit time is larger than in the first charging mode. In a control method for a plug-in hybrid electric vehicle, an outside air temperature detecting step for detecting an outside air temperature, and a battery for detecting a charge amount of the battery A charge amount detection step; a charge mode determination step for determining which of the first charge mode and the second charge mode is selected as a charge mode of the battery; and the detected outside air temperature is predetermined. When it is determined that the detected charge amount is less than a predetermined charge amount and the first charge mode is selected when the temperature is less than the temperature, the charge mode of the battery is changed to the first charge mode. And a control step of operating the heating means while switching from the first charging mode to the second charging mode.

本発明のプラグインハイブリッド電気自動車の制御方法によれば、上記プラグインハイブリッド電気自動車(上述の各種態様を含む)を好適に実現することにより、排気浄化のための還元剤の凍結防止とバッテリの充電量の確保を両立することができる。   According to the control method of the plug-in hybrid electric vehicle of the present invention, the above-described plug-in hybrid electric vehicle (including the above-described various aspects) is preferably realized, thereby preventing the reducing agent from freezing and purifying the battery. The amount of charge can be secured at the same time.

本発明によれば、外気温度が所定温度未満であることにより尿素水溶液の凍結防止が必要な場合に、バッテリの充電量が少なく、且つ、単位時間あたりに充電可能な電力量が少ない第1の充電モードが選択されている場合には、充電モードを第1の充電モードから第2の充電モードに切り替える。第2の充電モードでは第1の充電モードに比べて単位時間あたりに充電可能な電力量が多いため、尿素水溶液の凍結防止のためにヒータを作動させながら、バッテリの充電を行うことが可能となる。これにより、単位時間あたりに充電可能な電力量が少ない充電モードが設定されている状況下においても、排気浄化のための還元剤の凍結防止とバッテリの充電量の確保を両立することができる。   According to the present invention, when it is necessary to prevent the aqueous urea solution from being frozen because the outside air temperature is lower than the predetermined temperature, the battery charge amount is small and the amount of power that can be charged per unit time is small. When the charging mode is selected, the charging mode is switched from the first charging mode to the second charging mode. In the second charging mode, the amount of electric power that can be charged per unit time is larger than that in the first charging mode. Therefore, it is possible to charge the battery while operating the heater to prevent the urea aqueous solution from freezing. Become. This makes it possible to achieve both prevention of freezing of the reducing agent for exhaust purification and securing of the charge amount of the battery even in a situation where a charge mode with a small amount of power that can be charged per unit time is set.

本実施形態に係るプラグインハイブリッド電気自動車の全体構成を概念的に示すブロック図である。1 is a block diagram conceptually showing an overall configuration of a plug-in hybrid electric vehicle according to an embodiment. 尿素水凍結防止制御の基本フローを示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the basic flow of urea water freezing prevention control. 図2に示した尿素水凍結防止制御の詳細な制御内容を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the detailed control content of urea water freezing prevention control shown in FIG. 作動継続期間と外気温度との対応関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the correspondence of an operation continuation period and external temperature.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.

まず、図1を参照して、本実施形態に係るプラグインハイブリッド電気自動車の全体構成について説明する。ここに図1は、プラグインハイブリッド電気自動車の全体構成を概念的に示すブロック図である。   First, the overall configuration of the plug-in hybrid electric vehicle according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram conceptually showing the overall configuration of the plug-in hybrid electric vehicle.

プラグインハイブリッド電気自動車1はパラレル式プラグインハイブリッド電気自動車であり、ディーゼルエンジン2(以下、「エンジン2」と称する)の出力軸にクラッチ3の入力軸が連結されており、クラッチ3の出力軸にモータ4の回転軸を介して変速機5の入力軸が連結されている。変速機5の出力軸には、プロペラシャフト6、差動装置7及び駆動軸8を介して左右の駆動輪9が接続されている。   The plug-in hybrid electric vehicle 1 is a parallel plug-in hybrid electric vehicle, and an input shaft of the clutch 3 is connected to an output shaft of a diesel engine 2 (hereinafter referred to as “engine 2”). Further, the input shaft of the transmission 5 is connected to the motor 4 through the rotation shaft. Left and right drive wheels 9 are connected to the output shaft of the transmission 5 via a propeller shaft 6, a differential 7 and a drive shaft 8.

エンジン2は、プラグインハイブリッド電気自動車1の動力源の一つとして機能する内燃機関である。エンジン2はディーゼルエンジンであり、例えば燃焼室において空気を高温圧縮し燃料を噴射することで、自然発火を利用した燃焼による爆発力によって生じるピストンの往復運動を出力軸の回転運動に変換することが可能に構成されている。   The engine 2 is an internal combustion engine that functions as one of the power sources of the plug-in hybrid electric vehicle 1. The engine 2 is a diesel engine. For example, by reciprocating the air at high temperature and injecting fuel in the combustion chamber, the reciprocating motion of the piston caused by the explosive force by combustion using spontaneous ignition can be converted into the rotational motion of the output shaft. It is configured to be possible.

クラッチ3は、エンジン2の出力軸とモータ4の回転軸との間に設けられており、これらの機械的な接続状態を切り替え可能に構成された動力伝達機構である。クラッチ3が接続されている場合、エンジン2の出力軸はモータ4の回転軸に機械的に接続されるため、駆動輪9はエンジン2の出力軸及びモータ4の回転軸の双方に接続されることとなる。一方、クラッチ3が切断されている場合、エンジン2の出力軸はモータ4の回転軸と機械的に切断されるため、駆動輪9にはモータ4の回転軸のみが変速機5を介して機械的に接続されることとなる。   The clutch 3 is provided between the output shaft of the engine 2 and the rotating shaft of the motor 4, and is a power transmission mechanism configured to be able to switch these mechanical connection states. When the clutch 3 is connected, since the output shaft of the engine 2 is mechanically connected to the rotation shaft of the motor 4, the drive wheel 9 is connected to both the output shaft of the engine 2 and the rotation shaft of the motor 4. It will be. On the other hand, when the clutch 3 is disengaged, the output shaft of the engine 2 is mechanically disconnected from the rotating shaft of the motor 4, so that only the rotating shaft of the motor 4 is connected to the drive wheel 9 via the transmission 5. Will be connected.

モータ4は、力行時にはバッテリ11に蓄えられた電力を用いて回転駆動することによりプラグインハイブリッド電気自動車1の動力源の一つとして機能すると共に、回生時にはバッテリ11を充電するための電力を発電する発電機として機能する電動機である。   The motor 4 functions as one of the power sources of the plug-in hybrid electric vehicle 1 by rotating using electric power stored in the battery 11 during power running, and generates electric power for charging the battery 11 during regeneration. It is an electric motor that functions as a generator.

変速機5は、エンジン2及びモータ4から出力される動力を変換し、プロペラシャフト6、差動装置7及び駆動軸8を介して左右の駆動輪9に伝達する変速機である。尚、変速機5の変速比は、段階的に可変であってもよいし、連続的に可変であってもよい。   The transmission 5 is a transmission that converts power output from the engine 2 and the motor 4 and transmits the power to the left and right drive wheels 9 via the propeller shaft 6, the differential device 7, and the drive shaft 8. Note that the transmission ratio of the transmission 5 may be variable stepwise or continuously.

バッテリ11は、モータ4を力行するための電力供給源として機能する、充電可能な蓄電池である。バッテリ11には直流電力が蓄えられており、当該直流電力はインバータ10によって交流変換された後、モータ4に供給される。一方、バッテリ11の充電は、車外に設けられた外部電源14からの電力、或いは、モータ4の回生時に発電された電力を用いて行うことが可能である。外部電源14を用いてバッテリ11を充電する場合には、充電器12に接続された充電コネクタ13を、外部電源14に接続することによって充電用の電力を取り込むことができる。また、モータ4の回生時に発電された電力は、インバータ10によって直流変換された後、バッテリ11に供給されることによって充電される。   The battery 11 is a rechargeable storage battery that functions as a power supply source for powering the motor 4. Direct current power is stored in the battery 11, and the direct current power is AC converted by the inverter 10 and then supplied to the motor 4. On the other hand, the battery 11 can be charged using electric power from an external power source 14 provided outside the vehicle or electric power generated during regeneration of the motor 4. When the battery 11 is charged using the external power source 14, charging power can be taken in by connecting the charging connector 13 connected to the charger 12 to the external power source 14. Further, the electric power generated during regeneration of the motor 4 is DC-converted by the inverter 10 and then charged by being supplied to the battery 11.

クラッチ3が接続状態にある場合、エンジン2の出力軸はモータ4の回転軸と機械的に接続されるため、駆動輪9はエンジン2の出力軸及びモータ4の回転軸の双方と接続される。この場合、モータ4の力行時には、駆動輪9にはエンジン2の出力トルクとモータ4の出力トルクの双方が変速機5を介して伝達される。即ち、駆動輪9を駆動させるためのトルクの一部はエンジン2から供給されると共に、残りはモータ4から供給される。また、走行中にバッテリ11の充電量が少なくなった場合には、エンジン2の出力トルクの一部を用いて駆動輪9を駆動しつつ、エンジン2の出力トルクの残りを用いてモータ4を回生駆動させることにより、バッテリ11を充電することもできる。一方、プラグインハイブリッド電気自動車1の制動時には、モータ4を回生駆動することによって発電機として機能させ、バッテリ11を充電することもできる。   When the clutch 3 is in the connected state, the output shaft of the engine 2 is mechanically connected to the rotating shaft of the motor 4, so that the drive wheel 9 is connected to both the output shaft of the engine 2 and the rotating shaft of the motor 4. . In this case, when the motor 4 is powered, both the output torque of the engine 2 and the output torque of the motor 4 are transmitted to the drive wheels 9 via the transmission 5. That is, a part of the torque for driving the drive wheels 9 is supplied from the engine 2 and the rest is supplied from the motor 4. Further, when the charge amount of the battery 11 decreases during traveling, the motor 4 is driven using the remaining output torque of the engine 2 while driving the drive wheels 9 using a part of the output torque of the engine 2. The battery 11 can be charged by regenerative driving. On the other hand, when the plug-in hybrid electric vehicle 1 is braked, the motor 4 can be regeneratively driven to function as a generator and the battery 11 can be charged.

クラッチが切断されている場合(即ち、接続状態にない場合)には、エンジン2の出力軸はモータ4の回転軸と機械的に切断され、駆動輪9にはモータ4の回転軸のみが変速機5を介して機械的に接続される。この場合、モータ4の力行時には、駆動輪9にエンジン2の出力トルクは伝達されず、モータ4の出力トルクのみが伝達される。即ち、プラグインハイブリッド電気自動車1の走行は、専ら、バッテリ11に蓄えられた電力を用いてモータ4を駆動することによって行われる。一方、プラグインハイブリッド電気自動車1の制動時には、モータ4を回生駆動することによって発電機として機能させ、バッテリ11を充電することができる。   When the clutch is disengaged (that is, when the clutch is not connected), the output shaft of the engine 2 is mechanically disconnected from the rotating shaft of the motor 4 and only the rotating shaft of the motor 4 is shifted to the drive wheels 9. It is mechanically connected via the machine 5. In this case, when the motor 4 is powered, the output torque of the engine 2 is not transmitted to the drive wheels 9 and only the output torque of the motor 4 is transmitted. In other words, the travel of the plug-in hybrid electric vehicle 1 is performed exclusively by driving the motor 4 using the electric power stored in the battery 11. On the other hand, when the plug-in hybrid electric vehicle 1 is braked, the motor 4 is regeneratively driven to function as a generator, and the battery 11 can be charged.

エンジン2の排気通路19には、排ガスを浄化するために、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ(以下、DPF20と称する)と、尿素SCRシステム21とが設けられている。DPF20では排気中の粒子状物質(以下、PMと称する)を捕集すると共に、尿素SCRシステム21では尿素水溶液をNOx還元剤として使用することによって、排気中に含まれるNOxを低減する。   An exhaust passage 19 of the engine 2 is provided with a diesel particulate filter (hereinafter referred to as DPF 20) and a urea SCR system 21 in order to purify the exhaust gas. The DPF 20 collects particulate matter (hereinafter referred to as PM) in the exhaust, and the urea SCR system 21 reduces the NOx contained in the exhaust by using an aqueous urea solution as a NOx reducing agent.

DPF20は、排気中のPMを捕集するための排気フィルタであり、典型的には、金属製の筐体に、コージェライトやSiC等のセラミック製フィルタ担体が収容された構造を有する。尚、DPF20には、排気中のPMの堆積によって目詰まりが発生し、エンジン2等の動力性能が低下することを防ぐために、堆積したPMを燃焼させるDPF再生装置(図不示)が設けられている。   The DPF 20 is an exhaust filter for collecting PM in the exhaust gas, and typically has a structure in which a ceramic filter carrier such as cordierite or SiC is accommodated in a metal housing. The DPF 20 is provided with a DPF regeneration device (not shown) for burning the accumulated PM in order to prevent clogging due to accumulation of PM in the exhaust gas and deterioration of the power performance of the engine 2 and the like. ing.

尿素SCRシステム21は、NOx還元剤たる尿素水溶液を貯留するための尿素水タンク22、尿素水溶液を排気通路19に導入するための導入配管23、導入配管23の排気通路側先端に設けられた尿素水添加ノズル(図不示)、尿素水タンク22に貯留された尿素水溶液の凍結防止用のヒータ24、及び、選択還元型NOx触媒(以下、「SCR触媒25」と称する)を含んで構成される。排気中に含まれるNOxは、尿素水添加ノズルから排気通路19に添加(噴射)された尿素水溶液を通過することにより、無害なNとHOに分解されることにより、排気の浄化が行われる。 The urea SCR system 21 includes a urea water tank 22 for storing a urea aqueous solution as a NOx reducing agent, an introduction pipe 23 for introducing the urea aqueous solution into the exhaust passage 19, and urea provided at the tip of the introduction pipe 23 on the exhaust passage side. It includes a water addition nozzle (not shown), a heater 24 for preventing freezing of the urea aqueous solution stored in the urea water tank 22, and a selective reduction type NOx catalyst (hereinafter referred to as “SCR catalyst 25”). The NOx contained in the exhaust gas is decomposed into harmless N 2 and H 2 O by passing through the urea aqueous solution added (injected) to the exhaust passage 19 from the urea water addition nozzle, thereby purifying the exhaust gas. Done.

ヒータ24は、尿素水溶液が貯留されている尿素水タンク22に設置されており、バッテリ11に蓄えられた電力又は外部電源14から供給される電力によって作動(加熱)可能な加熱手段である。   The heater 24 is a heating unit that is installed in a urea water tank 22 in which a urea aqueous solution is stored, and can be operated (heated) by electric power stored in the battery 11 or electric power supplied from an external power source 14.

バッテリ電流センサ15及びバッテリ電圧センサ16は、それぞれバッテリ11の電流及び電圧を検出可能なセンサである。外気温度センサ17は、尿素水タンク22から離れた所定の位置に設置され、外気温度を検出可能なセンサである。計時カウンタ18は、ヒータ24の作動を開始した時点からの経過時間を計時可能なカウンタである。   The battery current sensor 15 and the battery voltage sensor 16 are sensors that can detect the current and voltage of the battery 11, respectively. The outside air temperature sensor 17 is a sensor that is installed at a predetermined position away from the urea water tank 22 and can detect the outside air temperature. The time counter 18 is a counter capable of measuring the elapsed time from the time when the operation of the heater 24 is started.

車両ECU26は、エンジンECU27、インバータECU28及びバッテリECU29、並びにバッテリ電流センサ15、バッテリ電圧センサ16、外気温度センサ17及び計時カウンタ18を含む各種センサから取得した情報に基づいて、プラグインハイブリッド電気自動車1の動作全体を制御可能に構成された電子制御ユニットである。具体的には、車両ECU26は、エンジンECU27、インバータECU28及びバッテリECU29に制御信号を送受信することによって、エンジン2、クラッチ3、モータ4及び変速機5をはじめとするプラグインハイブリッド電気自動車1を構成する各部位の動作状態を制御する。   The vehicle ECU 26 is a plug-in hybrid electric vehicle 1 based on information obtained from various sensors including an engine ECU 27, an inverter ECU 28, a battery ECU 29, a battery current sensor 15, a battery voltage sensor 16, an outside air temperature sensor 17, and a time counter 18. It is the electronic control unit comprised so that control of the whole operation | movement of this was possible. Specifically, the vehicle ECU 26 configures the plug-in hybrid electric vehicle 1 including the engine 2, the clutch 3, the motor 4, and the transmission 5 by transmitting and receiving control signals to and from the engine ECU 27, the inverter ECU 28, and the battery ECU 29. The operation state of each part to be controlled is controlled.

エンジンECU27は、エンジン2の動作に必要な各種制御を行うための電子制御ユニットであり、例えば、車両ECU26によって設定されたエンジン2から出力すべきトルクを出力可能なようにエンジン2における燃料の噴射量や噴射タイミングなどを制御する。   The engine ECU 27 is an electronic control unit for performing various controls necessary for the operation of the engine 2. For example, fuel injection in the engine 2 is performed so that torque to be output from the engine 2 set by the vehicle ECU 26 can be output. Control the amount and injection timing.

インバータECU28は、インバータ10の動作に必要な各種制御を行うための電子制御ユニットであり、例えば、車両ECU26によって設定されたモータ4から出力すべきトルクを出力可能なようにインバータ10を制御することにより、モータ4を力行又は回生作動するように制御する。   The inverter ECU 28 is an electronic control unit for performing various controls necessary for the operation of the inverter 10. For example, the inverter ECU 28 controls the inverter 10 so that torque to be output from the motor 4 set by the vehicle ECU 26 can be output. Thus, the motor 4 is controlled to be powered or regeneratively operated.

バッテリECU29は、バッテリ電流センサ15及びバッテリ電圧センサ16からの情報を、車両ECU26を介して取得することにより、バッテリ11の充電量(以下、適宜「SOC」と称する)を求め、当該求めたSOCを車両ECU26に送信する。   The battery ECU 29 obtains information from the battery current sensor 15 and the battery voltage sensor 16 via the vehicle ECU 26 to obtain a charge amount (hereinafter referred to as “SOC” as appropriate) of the battery 11 and obtains the obtained SOC. Is transmitted to the vehicle ECU 26.

上述の車両ECU26、エンジンECU27、インバータECU28及びバッテリECU29は、それぞれCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備えて構成される電子制御ユニットであり、ROMに格納された制御プログラムに従って、後述する各種制御を実行することが可能に構成されている。これらの各種の制御の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではない。   The vehicle ECU 26, the engine ECU 27, the inverter ECU 28, and the battery ECU 29 described above are electronic control units each including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. In accordance with the control program stored in the program, various controls described later can be executed. The physical, mechanical and electrical configurations of these various controls are not limited to this.

本実施形態では特に、外部電源14を用いてバッテリ11に充電する際には、単位時間あたりに充電可能な電力量が小さい通常充電モードと、通常充電モードに比べて単位時間あたりに充電可能な電力量が大きい急速充電モードとを選択可能に構成されている。即ち、通常充電モードは本発明に係る「第1の充電モード」の一例であり、急速充電モードは本発明に係る「第2の充電モード」の一例である。   Particularly in this embodiment, when the battery 11 is charged using the external power source 14, the normal charge mode in which the amount of power that can be charged per unit time is small and the charge can be charged per unit time compared to the normal charge mode. The quick charge mode with a large amount of electric power can be selected. That is, the normal charging mode is an example of the “first charging mode” according to the present invention, and the quick charging mode is an example of the “second charging mode” according to the present invention.

充電モードの選択は、ユーザがモニタ30上に表示されるタッチパネルを操作することにより行う。具体的には、モニタ30上には、通常充電モードと急速充電モードに対応する2つのタッチアイコンが表示されており、ユーザが意図する充電モードに対応するタッチアイコンを押圧することによって、充電モードを選択することができる。尚、本実施形態では、充電モードの選択はモニタ30を介して行うとして説明を進めるが、このような充電モードの選択手段は、例えば、外部電源14(例えば電気スタンドなど)側に設けられていてもよい。   The charging mode is selected by operating the touch panel displayed on the monitor 30 by the user. Specifically, two touch icons corresponding to the normal charging mode and the quick charging mode are displayed on the monitor 30, and the charging mode is pressed by pressing the touch icon corresponding to the charging mode intended by the user. Can be selected. In the present embodiment, the description will be given assuming that the selection of the charging mode is performed via the monitor 30, but such a charging mode selection means is provided on the external power source 14 (for example, a desk lamp) side, for example. May be.

以上のように構成されたプラグインハイブリッド電気自動車1では、尿素水凍結防止制御が実行されることによって、尿素SCRシステム21に貯留された尿素水溶液の凍結防止が図られる。ここで、尿素水凍結防止制御の基本フローについて図2を参照して説明する。図2は、尿素水凍結防止制御の基本フローを示すフローチャート図である。   In the plug-in hybrid electric vehicle 1 configured as above, the urea aqueous solution stored in the urea SCR system 21 is prevented from being frozen by executing the urea water freeze prevention control. Here, the basic flow of urea water freezing prevention control is demonstrated with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the basic flow of urea water freezing prevention control.

尿素水凍結防止制御が実行されると、まず車両ECU26は、外気温度判定処理を実行し(ステップS100)、外気温度に基づいて尿素水溶液の凍結防止処理を実行する必要があるか否かを判断する。次いで、車両ECU26は、プラグインハイブリッド電気自動車1のバッテリの充電量や選択された充電モードから充電の要否を、バッテリ充電処理にて判断する(ステップS200)。続いて、車両ECU26は、外気温度判定処理及びバッテリ充電処理での判断結果に応じて、尿素水凍結防止処理を実行する(ステップS300)。   When the urea water freeze prevention control is executed, the vehicle ECU 26 first executes an outside air temperature determination process (step S100), and determines whether or not the urea aqueous solution freeze prevention process needs to be executed based on the outside air temperature. To do. Next, the vehicle ECU 26 determines whether or not charging is necessary based on the amount of charge of the battery of the plug-in hybrid electric vehicle 1 and the selected charging mode (step S200). Subsequently, the vehicle ECU 26 executes urea water freeze prevention processing according to the determination results in the outside air temperature determination processing and the battery charging processing (step S300).

続いて図3を参照して、図2に示した尿素水凍結防止制御の詳細な制御内容について説明する。ここで図3は、図2に示した尿素水凍結防止制御の詳細な制御内容を示すフローチャート図である。   Next, with reference to FIG. 3, the detailed control content of the urea water freeze prevention control shown in FIG. 2 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing the detailed control contents of the urea water freeze prevention control shown in FIG.

まず、外気温度判定処理(ステップS100)では、車両ECU26は外気温度センサ17から外気温度Tを検出し(ステップS101)、当該検出された外気温度Tが所定温度T1未満であるか否かを判定する(ステップS102)。ここで、所定温度T1は、尿素水タンク17に貯留されている尿素水溶液の凍結が懸念される外気温度として規定される閾値である。尿素水溶液の典型的な凍結温度は約−11℃であるため、所定温度T1を当該凍結温度として設定してもよい。但し、より好ましくは、外気温度センサ17は尿素水タンク22から離れた位置に設置されているため、尿素水タンク22に貯留されている尿素水溶液の本来の温度と外気温度との間には少なからずギャップが存在する。そこで、当該温度ギャップを考慮して、所定温度T1を実際の尿素水の凍結温度より若干高い温度(例えば、−6℃〜−8℃)に設定することが好ましい。   First, in the outside air temperature determination process (step S100), the vehicle ECU 26 detects the outside air temperature T from the outside air temperature sensor 17 (step S101), and determines whether or not the detected outside air temperature T is lower than a predetermined temperature T1. (Step S102). Here, the predetermined temperature T1 is a threshold value defined as an outside air temperature at which the urea aqueous solution stored in the urea water tank 17 may be frozen. Since the typical freezing temperature of the urea aqueous solution is about −11 ° C., the predetermined temperature T1 may be set as the freezing temperature. However, more preferably, since the outside air temperature sensor 17 is installed at a position away from the urea water tank 22, there is little difference between the original temperature of the urea aqueous solution stored in the urea water tank 22 and the outside air temperature. There is a gap. Therefore, in consideration of the temperature gap, it is preferable to set the predetermined temperature T1 to a temperature (for example, −6 ° C. to −8 ° C.) slightly higher than the actual urea water freezing temperature.

外気温度Tが所定温度T1未満でない場合(ステップS102:NO)、尿素水溶液の凍結防止を行う必要がないとして、車両ECU26はヒータ24をオフに設定し、処理を終了する(ステップS306)。一方、外気温度Tが所定温度T1未満である場合(ステップS102:YES)、車両ECU26は尿素水溶液の凍結防止を行う必要があるとして、処理をバッテリ充電処理(ステップS200)に進める。   If the outside air temperature T is not lower than the predetermined temperature T1 (step S102: NO), the vehicle ECU 26 sets the heater 24 to be off and terminates the process (step S306), assuming that it is not necessary to prevent the urea aqueous solution from being frozen. On the other hand, when the outside air temperature T is lower than the predetermined temperature T1 (step S102: YES), the vehicle ECU 26 proceeds to the battery charging process (step S200), assuming that the urea aqueous solution needs to be prevented from freezing.

バッテリ充電処理(ステップS200)では、まず車両ECU26は、バッテリ11の充電量が所定充電量SOC1未満であるか否かを判定する(ステップS201)。ここで、所定充電量SOC1は、プラグインハイブリッド電気自動車1の始動に必要な充電量として規定された閾値である。具体的には、所定充電量SOC1として、バッテリ11のフル充電時におけるSOC値を用いてもよいが、バッテリ11をフル充電するために要する時間が長いと見込まれる場合には、フル充電時におけるSOC値より小さい値を設定することが好ましい。本実施形態では、所定充電量SOC1として、バッテリ11のフル充電時におけるSOC値の70%の値を設定している。   In the battery charging process (step S200), the vehicle ECU 26 first determines whether or not the charge amount of the battery 11 is less than the predetermined charge amount SOC1 (step S201). Here, the predetermined charge amount SOC1 is a threshold value defined as a charge amount necessary for starting the plug-in hybrid electric vehicle 1. Specifically, the SOC value at the time of full charge of the battery 11 may be used as the predetermined charge amount SOC1, but when the time required to fully charge the battery 11 is expected to be long, at the time of full charge It is preferable to set a value smaller than the SOC value. In the present embodiment, a value that is 70% of the SOC value when the battery 11 is fully charged is set as the predetermined charge amount SOC1.

バッテリ11の充電量が所定充電量SOC1未満である場合(ステップS201:YES)、車両ECU26は、モニタ30を介してユーザが選択した充電モードが通常電力モードであるか否かを判定する(ステップS202)。充電モードが通常充電モードである場合(ステップS202:YES)、車両ECU26は、充電モードを通常充電モードから急速充電モードに切り替え(ステップS203)、バッテリ11の充電を開始する(ステップS204)。続くステップS301では、ヒータ24をオンに設定することによって、尿素水タンク22に貯留された尿素水溶液を加熱し、凍結防止を図る。急速充電モードは通常充電モードに比べて単位時間あたりに充電可能な電力量が大きいため、尿素水溶液の凍結防止のためにヒータ24を作動させながら、バッテリの充電を行うことが可能となる。これにより、単位時間あたりに充電可能な電力量が少ない通常充電モードが設定されている状況下においても、尿素水溶液の凍結防止とバッテリ11の充電量の確保を両立することができる。   When the charge amount of the battery 11 is less than the predetermined charge amount SOC1 (step S201: YES), the vehicle ECU 26 determines whether or not the charge mode selected by the user via the monitor 30 is the normal power mode (step). S202). When the charging mode is the normal charging mode (step S202: YES), the vehicle ECU 26 switches the charging mode from the normal charging mode to the quick charging mode (step S203), and starts charging the battery 11 (step S204). In the subsequent step S301, the urea aqueous solution stored in the urea water tank 22 is heated by turning on the heater 24 to prevent freezing. In the quick charge mode, the amount of electric power that can be charged per unit time is larger than that in the normal charge mode. Therefore, it is possible to charge the battery while operating the heater 24 to prevent the urea aqueous solution from freezing. This makes it possible to achieve both prevention of freezing of the urea aqueous solution and securing of the charge amount of the battery 11 even in a state where the normal charge mode with a small amount of power that can be charged per unit time is set.

一方、バッテリ11の充電量が所定充電量SOC1以上である場合(ステップS201:NO)、車両ECU26は、バッテリ11の充電量が十分にあるとして充電を停止し(ステップS205)、ヒータ24をオンに設定する(ステップS301)。このようにバッテリ11の充電量が十分にある場合には充電を停止することによって、バッテリ11の過充電を防止し、バッテリ11の高寿命化を図ることができる。   On the other hand, when the charge amount of the battery 11 is equal to or greater than the predetermined charge amount SOC1 (step S201: NO), the vehicle ECU 26 stops charging because the charge amount of the battery 11 is sufficient (step S205), and turns on the heater 24. (Step S301). As described above, when the charge amount of the battery 11 is sufficient, by stopping the charge, the battery 11 can be prevented from being overcharged and the life of the battery 11 can be extended.

尿素水凍結防止処理(ステップS300)では、ヒータ24をオンに設定することによって、尿素水タンク22に貯留された尿素水溶液を加熱し、凍結防止を図る。まず車両ECU26は、ステップS301においてヒータ24がオンに設定された時点からの経過期間tを、計時カウンタ18から取得し(ステップS302)、当該取得した経過期間tが予め設定された作動継続期間t1より大きいか否かを判定する(ステップS303)。ステップS303の判定は所定間隔毎に(典型的には一定のサンプリング周波数に従って)行われ、経過時間tが作動継続期間t1より大きくなるまで繰り返される。   In the urea water freeze prevention process (step S300), the urea aqueous solution stored in the urea water tank 22 is heated by turning on the heater 24 to prevent freezing. First, the vehicle ECU 26 acquires an elapsed period t from the time point when the heater 24 is set to ON in step S301 (step S302), and the acquired elapsed period t is a preset operation continuation period t1. It is determined whether it is larger (step S303). The determination in step S303 is performed at predetermined intervals (typically according to a constant sampling frequency), and is repeated until the elapsed time t becomes greater than the operation duration t1.

ここで、ステップS303で用いられる作動継続期間t1は、ステップS101で検出された外気温度Tに依存して設定される。図4は、作動継続期間t1と外気温度Tとの対応関係を示すグラフ図である。図4に示すように、作動継続期間t1は外気温度Tが低下するに従い長くなるように設定される。これは、外気温度Tが低くなるに従い尿素水溶液の温度も低くなるため、凍結防止を図るためにヒータ24を作動させる期間を長く設ける必要があることによるものである。   Here, the operation continuation period t1 used in step S303 is set depending on the outside air temperature T detected in step S101. FIG. 4 is a graph showing a correspondence relationship between the operation continuation period t1 and the outside air temperature T. As shown in FIG. 4, the operation continuation period t1 is set to become longer as the outside air temperature T decreases. This is because the temperature of the urea aqueous solution also decreases as the outside air temperature T decreases, so that it is necessary to provide a longer period for operating the heater 24 in order to prevent freezing.

経過時間tが作動継続期間t1より大きくなると(ステップS303:YES)、車両ECU26はヒータ24を予め規定された所定期間t2の間、オフに設定する(ステップS304)。上述のように尿素タンク22内の尿素水溶液はヒータ24で加熱されることによって、少なくとも一時的に凍結の懸念が無くなるため、ヒータ24は所定期間t2の間停止する。   When the elapsed time t becomes longer than the operation continuation period t1 (step S303: YES), the vehicle ECU 26 turns off the heater 24 for a predetermined period t2 (step S304). As described above, since the urea aqueous solution in the urea tank 22 is heated by the heater 24, there is no fear of freezing at least temporarily, so the heater 24 stops for a predetermined period t2.

所定期間t2は、外気温度Tに依存することのない一定値として予め設定されている。具体的には、所定期間t2は、ヒータ24の作動期間tが作動継続期間t1に達した時点における尿素水溶液の温度や外気温度Tに基づいて、尿素水溶液の温度が、再び凍結が懸念される温度まで低下すると見込まれる期間として設定するとよい。尚、所定期間t2を外気温度Tに依存しるように設定することも可能であるが、この場合、上述の作動継続期間t1とのバランスを考慮して設定することが好ましい。即ち、外部電源14から供給された電力が、バッテリ11の充電又はヒータ24の作動のいずれか一方に極端に偏って使用されないように、作動継続期間t1と所定期間t2をバランスよく設定することが好ましい。   The predetermined period t2 is set in advance as a constant value that does not depend on the outside air temperature T. Specifically, during the predetermined period t2, the temperature of the urea aqueous solution or the outside air temperature T at the time when the operation period t of the heater 24 reaches the operation continuation period t1 is concerned that the temperature of the urea aqueous solution may freeze again. It may be set as a period that is expected to decrease to the temperature. The predetermined period t2 can be set to depend on the outside air temperature T. In this case, it is preferable to set the predetermined period t2 in consideration of the balance with the operation continuation period t1. That is, the operation continuation period t1 and the predetermined period t2 can be set in a well-balanced manner so that the power supplied from the external power source 14 is not used extremely biased to either charge the battery 11 or the heater 24. preferable.

ステップS304においてヒータ24をオフに設定した後、車両ECU26は計時カウンタ18がカウントした経過時間tをリセットし(ステップS305)、処理を戻す(RETURN)。そして、再び上記の各ステップが実行され、バッテリ11の充電とヒータ24による尿素水溶液の凍結防止が繰り返し行われる。   After setting the heater 24 to OFF in step S304, the vehicle ECU 26 resets the elapsed time t counted by the time counter 18 (step S305) and returns the process (RETURN). Then, the above steps are executed again, and charging of the battery 11 and prevention of freezing of the urea aqueous solution by the heater 24 are repeatedly performed.

以上説明した尿素水凍結防止制御によれば、単位時間あたりに充電可能な電力量が少ない通常充電モードが選択されている場合であっても、急速充電モードに切り替え制御することによって、尿素水溶液の凍結防止のためにヒータ24を作動させながら、バッテリ11の充電を行うことが可能となる。これにより、単位時間あたりに充電可能な電力量が少ない充電モードが設定されている状況下においても、尿素水溶液の凍結防止とバッテリ11の充電量の確保を両立することができる。   According to the urea water freeze prevention control described above, even when the normal charge mode with a small amount of power that can be charged per unit time is selected, by switching to the quick charge mode, the urea aqueous solution is controlled. The battery 11 can be charged while operating the heater 24 to prevent freezing. This makes it possible to achieve both prevention of freezing of the urea aqueous solution and securing of the charge amount of the battery 11 even in a state where a charge mode with a small amount of power that can be charged per unit time is set.

本発明は、例えば、内燃機関と外部電源から充電可能なバッテリに蓄えられた電力を動力源として駆動可能な電動機との少なくとも一方から出力される動力によって走行可能なプラグインハイブリッド電気自動車に利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for, for example, a plug-in hybrid electric vehicle that can be driven by power output from at least one of an internal combustion engine and an electric motor that can be driven by using electric power stored in a battery that can be charged from an external power source. It is.

1 プラグインハイブリッド電気自動車
2 エンジン
3 クラッチ
4 モータ
5 変速機
9 駆動輪
11 バッテリ
14 外部電源
17 外気温度センサ
19 排気通路
20 DPF
21 尿素SCRシステム
22 尿素水タンク
24 ヒータ
26 車両ECU
27 エンジンECU
28 インバータECU
29 バッテリECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plug-in hybrid electric vehicle 2 Engine 3 Clutch 4 Motor 5 Transmission 9 Drive wheel 11 Battery 14 External power supply 17 Outside temperature sensor 19 Exhaust passage 20 DPF
21 Urea SCR system 22 Urea water tank 24 Heater 26 Vehicle ECU
27 Engine ECU
28 Inverter ECU
29 Battery ECU

Claims (4)

内燃機関と外部電源から充電可能なバッテリに蓄えられた電力を動力源として駆動可能な電動機との少なくとも一方から出力される動力によって走行し、前記バッテリの充電モードとして、第1の充電モードと前記第1の充電モードより単位時間あたりに充電可能な電力量が大きい第2の充電モードとを選択可能なプラグインハイブリッド電気自動車において、
前記内燃機関の排気通路に設置された尿素還元触媒の上流側へ還元剤として供給される尿素水溶液を貯留する尿素水タンクと、
前記尿素水タンクに貯留された尿素水溶液を加熱する加熱手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
前記バッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出手段と、
前記バッテリの充電モードとして、前記第1の充電モード及び前記第2の充電モードのいずれが選択されているかを判定する充電モード判定手段と、
前記外気温度検出手段によって検出された外気温度が所定温度未満である場合に、前記バッテリ充電量検出手段によって検出された充電量が所定充電量未満であり、且つ、前記充電モード判定手段によって前記第1の充電モードが選択されていると判定された場合には、前記バッテリの充電モードを前記第1の充電モードから前記第2の充電モードに切り替えると共に、前記加熱手段を作動させる制御手段と
を備えたことを特徴とするプラグインハイブリッド電気自動車。
The vehicle is driven by power output from at least one of an internal combustion engine and an electric motor that can be driven using a power source stored in a battery that can be charged from an external power source. In a plug-in hybrid electric vehicle capable of selecting a second charging mode in which the amount of power that can be charged per unit time is larger than that in the first charging mode,
A urea water tank for storing a urea aqueous solution supplied as a reducing agent to the upstream side of the urea reduction catalyst installed in the exhaust passage of the internal combustion engine;
Heating means for heating the urea aqueous solution stored in the urea water tank;
Outside temperature detecting means for detecting outside temperature;
Battery charge amount detecting means for detecting the charge amount of the battery;
Charging mode determination means for determining which of the first charging mode and the second charging mode is selected as the charging mode of the battery;
When the outside air temperature detected by the outside air temperature detection means is less than a predetermined temperature, the charge amount detected by the battery charge amount detection means is less than a predetermined charge amount, and the charge mode determination means causes the first charge amount to be detected. When it is determined that the first charging mode is selected, the charging mode of the battery is switched from the first charging mode to the second charging mode, and a control unit that operates the heating unit is provided. A plug-in hybrid electric vehicle characterized by comprising.
前記制御手段は、前記バッテリ充電量検出手段によって検出された充電量が前記所定充電量以上である場合に、前記バッテリへの充電を停止させることを特徴とする請求項1に記載のプラグインハイブリッド電気自動車。   2. The plug-in hybrid according to claim 1, wherein the control unit stops charging the battery when a charge amount detected by the battery charge amount detection unit is equal to or greater than the predetermined charge amount. 3. Electric car. 前記加熱手段が作動を開始した時点からの経過時間を計時する計時手段と、
前記外気温度検出手段によって検出された外気温度に応じて、前記加熱手段を連続的に継続して作動する作動継続期間を設定する作動継続期間設定手段と
を更に備え、
前記制御手段は、前記計時手段によって計時された経過時間が前記作動継続期間設定手段によって設定された作動継続期間に達した場合に、前記加熱手段の作動を所定期間停止することを特徴とする請求項1又は2に記載のプラグインハイブリッド電気自動車。
A time measuring means for measuring an elapsed time from the time when the heating means starts operating;
An operation continuation period setting means for setting an operation continuation period in which the heating means is continuously operated according to the outside air temperature detected by the outside air temperature detection means, and
The said control means stops the operation | movement of the said heating means for a predetermined period, when the elapsed time time-measured by the said time measuring means reaches the operation | movement continuation period set by the said operation continuation period setting means. Item 3. The plug-in hybrid electric vehicle according to Item 1 or 2.
内燃機関と外部電源から充電可能なバッテリに蓄えられた電力を動力源として駆動可能な電動機との少なくとも一方から出力される動力によって走行し、前記内燃機関の排気通路に設置された尿素還元触媒の上流側へ還元剤として供給される尿素水溶液を貯留する尿素水タンクと、前記尿素水タンクに貯留された尿素水溶液を加熱する加熱手段とを有し、前記バッテリの充電モードとして、第1の充電モードと前記第1の充電モードより単位時間あたりに充電可能な電力量が大きい第2の充電モードとを選択可能なプラグインハイブリッド電気自動車の制御方法において、
外気温度を検出する外気温度検出工程と、
前記バッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出工程と、
前記バッテリの充電モードとして、前記第1の充電モード及び前記第2の充電モードのいずれが選択されているかを判定する充電モード判定工程と、
前記検出された外気温度が所定温度未満である場合に、前記検出された充電量が所定充電量未満であり、且つ、前記第1の充電モードが選択されていると判定された場合には、前記バッテリの充電モードを前記第1の充電モードから前記第2の充電モードに切り替えると共に、前記加熱手段を作動させる制御工程と
を備えたことを特徴とするプラグインハイブリッド電気自動車の制御方法。
A urea reduction catalyst installed in the exhaust passage of the internal combustion engine is driven by power output from at least one of an internal combustion engine and an electric motor that can be driven by using electric power stored in a battery that can be charged from an external power source. A urea water tank for storing a urea aqueous solution supplied as a reducing agent to the upstream side; and a heating means for heating the urea aqueous solution stored in the urea water tank. In a control method for a plug-in hybrid electric vehicle capable of selecting a mode and a second charging mode in which the amount of power that can be charged per unit time is larger than that in the first charging mode,
An outside air temperature detecting step for detecting the outside air temperature;
A battery charge amount detecting step for detecting a charge amount of the battery;
A charging mode determination step for determining which of the first charging mode and the second charging mode is selected as the charging mode of the battery;
When the detected outside air temperature is less than a predetermined temperature, when it is determined that the detected charge amount is less than a predetermined charge amount and the first charge mode is selected, A control method for a plug-in hybrid electric vehicle, comprising: a control step of switching the charging mode of the battery from the first charging mode to the second charging mode and operating the heating means.
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