JP2013119381A - ハイブリッド車両のエンジン制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ハイブリッド車両のエンジンオフ状態で出力要求パワーを探知し続けて、要求パワーが予め設定されたエンジン遅延始動パワーを超えるか否かを判断するステップと、要求パワーが予め設定されたエンジン無遅延始動パワーを超えるか否かを判断するステップと、要求パワーがエンジン遅延始動パワーを超えた後に第1の設定時間以内にエンジン無遅延始動パワーを超える場合に、エンジンを始動するステップと、を含むハイブリッド車両のエンジン制御方法。
【選択図】図3
Description
走行中にエンジンをどの時点においてオンにしたりオフにするかによって、車両のエネルギー効率が変化し、有効にエンジンのオン時点を決定することにより車両の燃費を向上させることができる。
都心走行などの渋滞区間の走行時に運転者がアクセルペダルを頻繁に操作すると、図1に示すように、エンジンのオン/オフが頻繁に行われる。
このため、エンジンを起動するときに必要とされる燃料と、起動モータのエネルギー及びエンジンをオフにするときに必要とされるモータのエネルギーが車両の走行とは無関係に無駄使いされて実際に都心走行の燃費が下がるという問題が発生する。
また、一応エンジンを始動すると、たとえ運転者が直ちにアクセルペダルを完全にオフにしたとしても、運転性の側面や再加速に対応するために数秒間エンジンをアイドル状態で始動させておくため、この時にも燃料の消耗が発生して燃費を悪化させるという問題が発生する。
また、本発明によれば、不要なエンジンのオン/オフを防いで有害ガスの発生量を低減することができ、車両の出力効率を向上させることができる。
図2は、本発明の実施形態によるハイブリッド車両のエンジン制御方法が適用されるハイブリッドシステムを示す概略図である。
図2に示すように、本発明が適用されるハイブリッドシステムは、運転要求検出部10と、ECU(Engine Control Unit)20と、バッテリー40と、BMS(Battery Management System)50と、HCU(Hybrid Control Unit)60と、MCU(Motor Control Unit)70と、モータ80と、エンジン90と、変速機100及び駆動輪110を備える。
ECU20は、運転要求検出部10からの運行要求(要求パワー)信号と、冷却水温及びエンジントルクなどのエンジン状態情報に基づいて、エンジン90の全般的な動作を制御する。
バッテリー40は、ハイブリッドモードにてモータ80に電圧を供給し、減速時に回生制動エネルギーを回収して充電される。
HCU60は、ハイブリッド車両の全般的な動作を制御する上位制御器であり、各装置別に制御器をネットワークに接続して相互間の情報を授受し、協力制御を実行してエンジン90及びモータ80の出力トルクを制御し、目標ギア比を制御して走行を維持する。
上記のハイブリッドシステムは、一般に当業者に広く知られているものであるため、各構成要素についての詳細な説明は省略する。
図3及び図4に示すように、電気車(EV)走行モードのようにエンジン90の始動がオフになった状態で、車両のECU20またはHCU60において車両の出力要求パワーを探知し続けて(S1)、要求パワーが予め設定されたエンジン遅延始動パワーP2を超えるか否かを判断する(S10)。
一つまたは多数の実施形態において、エンジンの要求パワーは、運転者がアクセルのペダルを踏み込む度合いを運転要求検出部10において感知した信号(APS)から把握することができる。
一方、車両のECU20またはHCU60においては、要求パワーが予め設定されたエンジン無遅延始動パワーP3を超えるか否かも判断する(S20)。図4及び図5に示すように、エンジン無遅延始動パワーP3は、エンジン遅延始動パワーP2よりも大きな値に設定される。そして、エンジンオフパワーP1は、エンジン遅延始動パワーP2よりも小さな値に設定される。
従来の技術の場合、エンジン無遅延始動パワーP3及びエンジンオフパワーP1のみから構成されていたが、本発明の場合には、これらに加えて、エンジン遅延始動パワーP2をも含む。
一方、要求パワーがエンジン遅延始動パワーP2よりも大きく、且つ、エンジン無遅延始動パワーP3よりも小さい場合には、車両のECU20またはHCU60は、カウントされた第1の時間が第1の設定時間T1を超えるか否かを判断する(S21)。
もし、要求パワーの変化量、すなわち、要求パワーの勾配が0よりも大きな値を有すると(S41)、要求パワーが増加している状態であるため、この場合には、車両のECU20またはHCU60においてエンジン90を直ちに始動する。
これに対し、要求パワーの変化量、すなわち、図4の要求パワーLの勾配が0またはそれよりも小さな値を有すると(S42)、エンジン90を直ちに始動しない。
この場合には、車両のECU20またはHCU60において第2の時間をカウントし(S43)、2つの場合に分けて判断する。
これは、図5に示すケース3(CASE○3○)の場合である。ケース3の場合に、第1の設定時間T1の経過時点K1において勾配が負の値を有するため、第2の時間カウントが0にリセットされる(S45)。このため、第2の設定時間T2が経過しても、エンジン90が始動されない(M3)。
一方、図3に示すように、第2の設定時間が0にリセットされた後に、要求パワーがエンジン遅延始動パワーP2以下になるか否かを車両のECU20またはHCU60において判断する(S46)。
この判断ステップにおいて、要求パワーがエンジン遅延始動パワーP2を超えると判断されると(S48)、ステップS40に戻り、要求パワーの変化量が正の値を有するか否かを判断する。
図5に示すケース3(CASE○3○)は、要求パワーがエンジン遅延始動パワーP2よりも小さな場合であるため、ステップS46における判断によりステップS47に移行する。
車両のECU20またはHCU60において、要求パワーが予め設定されたエンジンオフパワーP1を超えると判断された場合には、エンジン90の始動を維持し、要求パワーがエンジンオフパワーP1以下になると、エンジン90の始動をオフにするように制御する(S50)。
上述した本発明の実施形態によるハイブリッド車両のエンジン制御方法によれば、要求パワーがP3を超えると、エンジンを直ちに始動して、遅延することなく直ちに高パワーのエンジンを駆動することにより、所望の出力性能が得られる。
一方、運転者の要求パワーがP2とP3との間に存在する場合に、これをさらに細分化して、要求パワーの変化量によりエンジンの始動を制御することにより、一層精度よく不要なエンジンのオン/オフ回数を減らすことができる。
すなわち、図7に示すように、要求パワーがP2とP3との間にあると、所定時間を遅延した後に要求パワーの変化量(勾配)を判断して、勾配が負の値を有すると、不要なエンジン始動を防ぐことにより車両の燃費向上に寄与する。
P2…エンジン遅延始動パワー
P3…エンジン無遅延始動パワー
T1…第1の設定時間
T2…第2の設定時間
Claims (11)
- ハイブリッド車両のエンジン制御方法において、
(a)前記車両のエンジンオフ状態で出力要求パワーを探知し続けて、前記要求パワーが予め設定されたエンジン遅延始動パワーを超えるか否かを判断するステップと、
(b)前記要求パワーが予め設定されたエンジン無遅延始動パワーを超えるか否かを判断するステップと、
(c)前記要求パワーが前記エンジン遅延始動パワーを超えた後に第1の設定時間以内に前記エンジン無遅延始動パワーを超える場合に、前記エンジンを始動するステップと、
を含み、前記エンジン無遅延始動パワーは、前記エンジン遅延始動パワーよりも大きな値に設定されることを特徴とするハイブリッド車両のエンジン制御方法。 - 前記要求パワーが前記エンジン遅延始動パワーよりも大きく、且つ、前記エンジン無遅延始動パワーよりも小さな場合に、前記第1の設定時間の経過後に前記エンジンを始動することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両のエンジン制御方法。
- (d)前記第1の設定時間の経過時点において時間に対する要求パワーの変化量(勾配)を計算し、これを用いて前記エンジンの始動有無を決定するステップを含むことを特徴とする請求項2に記載のハイブリッド車両のエンジン制御方法。
- 前記要求パワーの変化量が0よりも大きな場合に、前記エンジンを始動することを特徴とする請求項3に記載のハイブリッド車両のエンジン制御方法。
- 前記要求パワーの変化量が0である場合に、第2の設定時間の経過後に前記エンジンを始動することを特徴とする請求項3に記載のハイブリッド車両のエンジン制御方法。
- 前記要求パワーの変化量が0よりも小さな場合に、前記エンジンの始動をオフに維持することを特徴とする請求項3に記載のハイブリッド車両のエンジン制御方法。
- 前記第1の設定時間後に前記第2の設定時間が経過する前に要求パワーが増加して前記エンジン無遅延始動パワーを超えると、前記エンジンを始動することを特徴とする請求項5に記載のハイブリッド車両のエンジン制御方法。
- 前記第1の設定時間の経過後に前記第2の設定時間が経過する前に前記要求パワーの変化量が0よりも小さくなると、前記第2の設定時間を0にリセットすることを特徴とする請求項5に記載のハイブリッド車両のエンジン制御方法。
- 前記第2の設定時間が0にリセットされた後に前記要求パワーが前記エンジン遅延始動パワー以下になると、前記第1の設定時間及び前記第2の設定時間を0にリセットすることを特徴とする請求項8に記載のハイブリッド車両のエンジン制御方法。
- 前記第2の設定時間が0にリセットされた後に前記要求パワーが前記エンジン遅延始動パワーを超えると、前記ステップ(d)に戻ることを特徴とする請求項8に記載のハイブリッド車両のエンジン制御方法。
- (e)前記エンジンの始動後に前記要求パワーが予め設定されたエンジンオフパワーを超えると、前記エンジンの始動を維持し、それ以下であれば、前記エンジンの始動をオフにするように制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載のハイブリッド車両のエンジン制御方法。
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