JP2013163495A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジン10、モータジェネレータ11、バッテリ41、ヒータコア20および電気暖房装置30を備えるハイブリッド車両に搭載されるハイブリッド車両の制御装置において、ヒータコア20の熱消費状態と電気暖房装置30の電力消費状態に基づいて、予め設定された所定時間後の冷却水温度とバッテリ充電状態を予測し、その予測結果に基づいて冷却水の熱量やバッテリ充電量の不足や過剰を判定し、熱量と充電量の少なくとも一方が不足または過剰である場合に、不足または過剰を解消する方向にシフトさせたエンジン動作点を設定する。
【選択図】図1
Description
熱負荷(20)の熱消費状態に基づいて、予め設定された所定時間後の冷却水温度を予測する冷却水温度予測手段と、
電気負荷(30)の電力消費状態に基づいて、所定時間後のバッテリ充電状態を予測するバッテリ充電状態予測手段と、
冷却水温度予測手段が予測した冷却水温度に基づいて冷却水の熱量の不足や過剰を判定するとともに、バッテリ充電状態予測手段が予測したバッテリ充電状態に基づいてバッテリの充電量の不足や過剰を判定する判定手段とを備え、
エンジン動作点設定手段は、判定手段の判定結果において、熱量と充電量の少なくとも一方が不足または過剰である場合に、不足または過剰を解消する方向にシフトさせたエンジン動作点を設定することを特徴としている。
エンジン動作点設定手段は、エンジン(10)の軸出力が等しいエンジン動作点の中でエンジン(10)の軸出力に対して燃料消費量が最小となるエンジン動作点の集合を示す第1燃費最適線と、エンジン(10)の軸出力が等しいエンジン動作点の中でエンジン(10)の軸出力および冷却水加熱熱量に対して燃料消費量が最小となるエンジン動作点の集合を示す第2燃費最適線とを有し、
第2燃費最適線は、エンジン(10)の軸出力が等しいエンジン動作点の中でエンジン(10)の冷却水加熱熱量に対して燃料消費量が最小となるエンジン動作点の集合を示す第3燃費最適線よりも第1燃費最適線上の動作点の近くに配置されるものであり、
エンジン動作点設定手段は、判定手段の判定結果が熱量不足でない場合、第1燃費最適線上のエンジン動作点を選択し、判定手段の判定結果が熱量不足の場合、第1燃費最適線よりも冷却水加熱熱量が増加する方向にシフトした第2燃費最適線上のエンジン動作点を選択することを特徴としている。
エンジン動作点設定手段は、
判定手段の判定結果において、熱量と充電量の少なくとも一方が不足し、かつ、熱量と充電量のどちらも過剰でない場合、熱量と充電量の両方が不足でも過剰でもない場合のエンジン動作点に対してエンジン出力が増加する方向にシフトさせたエンジン動作点を選択し、
判定手段の判定結果において、熱量と充電量の両方が過剰である場合、熱量と充電量の両方が不足でも過剰でもない場合のエンジン動作点に対してエンジン出力が減少する方向にシフトさせたエンジン動作点を選択することができる。
暖房作動時であって、冷却水温度が所定温度より低い場合に、電気暖房装置(30)とヒータコア(20)の少なくとも一方を用いた暖房を所定時間実行すると仮定して、バッテリ充電状態および冷却水温度が所定時間後に所定の動作点に配置されるように、電気暖房装置(30)とヒータコア(20)からの供給暖房熱量が設定される場合、冷却水温度予測手段およびバッテリ充電状態予測手段は、設定された電気暖房装置(30)とヒータコア(20)からの供給暖房熱量に基づいて、所定時間後の冷却水温度およびバッテリ充電状態を予測することができる。
変化率は、暖房停止時に、走行停止を含む低負荷な運転として予め設定されている走行パターンで走行している際に、エンジン(10)の軸出力が等しいエンジン動作点の中で、エンジン(10)の軸出力に対して燃料消費量が最小となるエンジン動作点の集合のいずれかのエンジン動作点を選択している場合のバッテリ充電状態と冷却水温度の変動を示す近似線と同じである。
図1に、本実施形態におけるハイブリッド車両に搭載されるシステム全体の概略構成を示す。本実施形態のハイブリッド車両は、エンジン10と、モータジェネレータ(MG)11とを備えている。
目標冷却水温度の下限値は、上述の通り、車両に搭載される電気暖房装置30の暖房能力によって予め設定されており、例えば40℃である。目標冷却水温度の中央値ではなく下限値を通る線とする理由は、冷却水の温度を上げるためには燃料を消費する上に、温度が上がりすぎると、放熱ロスが生じるため、暖房に必要な最小温度に到達すれば良いからである。
ハイブリッド車両に搭載される熱負荷や電気負荷には、第1実施形態で説明した通り、ヒータコア20や電気暖房機器30のように、その消費熱量や消費電力を制御により調整できるものと、エンジン冷却水によるバッテリ暖機装置や電動パワーステアリングのように消費熱量や消費電力を制御により調整できないものとがある。
(1)第1実施形態では、図3に示すように、目標関数を予め定められた所定の勾配a1の直線とし、この所定の勾配を、第1燃費最適線上のエンジン動作点を選択している場合の冷却水温度とSOCの変化を表す近似直線の勾配と同じとしたが、第1燃費最適線上のエンジン動作点を選択している場合の冷却水温度とSOCの変化を表す近似線の変化率としても良い。
11 モータジェネレータ
20 ヒータコア
30 ヒートポンプシステム(電気暖房装置)
41 バッテリ
Claims (4)
- 車両走行用の駆動力と発電用の駆動力とを出力するエンジン(10)と、
充放電するバッテリ(41)と、
前記バッテリ(41)からの電力により車両走行用の駆動力を出力可能であるとともに、前記エンジン(10)の出力により発電して前記バッテリ(41)に電力を供給可能であるモータジェネレータ(11)と、
前記エンジン(10)の冷却水の熱を消費する熱負荷(20)と、
前記バッテリ(41)の電力を消費する電気負荷(30)とを有するハイブリッド車両に搭載され、前記エンジン(10)の動作時に、エンジン動作点の設定を行うエンジン動作点設定手段を備えるハイブリッド車両の制御装置において、
前記熱負荷(20)の熱消費状態に基づいて、予め設定された所定時間後の冷却水温度を予測する冷却水温度予測手段と、
前記電気負荷(30)の電力消費状態に基づいて、前記所定時間後のバッテリ充電状態を予測するバッテリ充電状態予測手段と、
前記冷却水温度予測手段が予測した冷却水温度に基づいて冷却水の熱量の不足や過剰を判定するとともに、前記バッテリ充電状態予測手段が予測したバッテリ充電状態に基づいて前記バッテリ(41)の充電量の不足や過剰を判定する判定手段とを備え、
前記エンジン動作点設定手段は、前記判定手段の判定結果において、熱量と充電量の少なくとも一方が不足または過剰である場合に、不足または過剰を解消する方向にシフトさせたエンジン動作点を設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 前記エンジン動作点設定手段は、前記エンジン(10)の軸出力が等しいエンジン動作点の中で前記エンジン(10)の軸出力に対して燃料消費量が最小となるエンジン動作点の集合を示す第1燃費最適線と、前記エンジン(10)の軸出力が等しいエンジン動作点の中で前記エンジン(10)の軸出力および冷却水加熱熱量に対して燃料消費量が最小となるエンジン動作点の集合を示す第2燃費最適線とを有し、
前記第2燃費最適線は、前記エンジン(10)の軸出力が等しいエンジン動作点の中で前記エンジン(10)の冷却水加熱熱量に対して燃料消費量が最小となるエンジン動作点の集合を示す第3燃費最適線よりも前記第1燃費最適線上の動作点の近くに配置されるものであり、
前記エンジン動作点設定手段は、前記判定手段の判定結果が熱量不足でない場合、前記第1燃費最適線上のエンジン動作点を選択し、前記判定手段の判定結果が熱量不足の場合、前記第1燃費最適線よりも冷却水加熱熱量が増加する方向にシフトした前記第2燃費最適線上のエンジン動作点を選択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制御装置。 - 前記エンジン動作点設定手段は、
前記判定手段の判定結果において、熱量と充電量の少なくとも一方が不足し、かつ、熱量と充電量のどちらも過剰でない場合、熱量と充電量の両方が不足でも過剰でもない場合のエンジン動作点に対してエンジン出力が増加する方向にシフトさせたエンジン動作点を選択し、
前記判定手段の判定結果において、熱量と充電量の両方が過剰である場合、熱量と充電量の両方が不足でも過剰でもない場合のエンジン動作点に対してエンジン出力が減少する方向にシフトさせたエンジン動作点を選択することを特徴とする請求項1または2に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記熱負荷は、前記エンジン(10)の冷却水から取り出した暖房熱を車室内に供給するヒータコア(20)であり、
前記電気負荷は、前記バッテリ(41)から供給される電力を用いて暖房熱を車室内に供給する電気暖房装置(30)であり、
暖房作動時であって、冷却水温度が所定温度より低い場合に、前記電気暖房装置(30)と前記ヒータコア(20)の少なくとも一方を用いた暖房を所定時間実行すると仮定して、バッテリ充電状態および冷却水温度が前記所定時間後に所定の動作点に配置されるように、前記電気暖房装置(30)と前記ヒータコア(20)からの供給暖房熱量が設定されるようになっており、
前記所定の動作点は、バッテリ充電状態と冷却水温度とを座標軸とする座標上に表したときに、目標バッテリ充電状態範囲内の所定値と目標冷却水温度範囲の所定値とを通り、予め定められた変化率を有する線に対して、最も近く、かつ、前記所定時間内に設定可能なバッテリ充電状態および冷却水温度の動作点であり、
前記変化率は、暖房停止時に、走行停止を含む低負荷な運転として予め設定されている走行パターンで走行している際に、前記エンジン(10)の軸出力が等しいエンジン動作点の中で、前記エンジン(10)の軸出力に対して燃料消費量が最小となるエンジン動作点の集合のいずれかのエンジン動作点を選択している場合のバッテリ充電状態と冷却水温度の変動を示す近似線と同じであり、
前記冷却水温度予測手段および前記バッテリ充電状態予測手段は、設定された前記電気暖房装置(30)と前記ヒータコア(20)からの供給暖房熱量に基づいて、所定時間後の冷却水温度およびバッテリ充電状態を予測することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
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