JP2015217930A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン、オルタネータ、回転機、バッテリを備えた車両において、エンジン動作中であってエンジン冷間時の場合に、エンジンを速やかに暖機することができる制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン動作中にエンジン１４の温度が所定値以下のときは、回転機ＭＧとオルタネータ４４との両方が発電状態とされるので、エンジン負荷を増大することができる。よって、エンジン動作中であってエンジン冷間時の場合に、エンジン１４を速やかに暖機することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジン、オルタネータ、回転機、バッテリを備えた車両の制御装置に関するものである。

エンジンと、エンジンの動力により発電するオルタネータと、エンジンの動力により発電する回転機と、オルタネータにより発電された電力と回転機により発電された電力とを蓄電するバッテリとを備えた車両が良く知られている。例えば、特許文献１に記載された車両がそれである。この特許文献１には、エンジンと、回転電機と、インバータを介して回転電機との間で電力を授受する高圧バッテリと、高圧バッテリよりも低い定格電圧で電力を蓄える低圧バッテリと、高圧バッテリの出力を降圧して低圧バッテリの充電電力を生成するコンバータと、エンジンの動力により発電して低圧バッテリの充電電力を生成するオルタネータとを備える車両において、低圧バッテリの充電要求電力とエンジン回転速度とに応じて、コンバータ及びオルタネータのうちで充電電力を生成する際の効率が高い方に充電電力を生成させて低圧バッテリを充電することが開示されている。

特開２０１１−１６０５３０号公報

ところで、車両は、種々の異なる状況に置かれる。その為、バッテリに充電する複数の経路のうちで充電効率が高い一つの経路のみを用いることでは、その時々の車両状況に合わせた適切な充電が行えない可能性がある。例えば、充電効率を高くすることでは、エンジン冷間時に、エンジンを速やかに暖機することができない可能性がある。尚、上述したような課題は未公知である。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジン動作中であってエンジン冷間時の場合に、エンジンを速やかに暖機することができる車両の制御装置を提供することにある。

前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、(a) エンジンと、前記エンジンの動力により発電するオルタネータと、前記エンジンの動力により発電する回転機と、前記オルタネータにより発電された電力と前記回転機により発電された電力とを蓄電するバッテリとを備えた車両の、制御装置であって、(b) 前記エンジンの動作中であり且つ前記エンジンの温度が所定温度以下の場合には、前記オルタネータによる発電と前記回転機による発電とを行うことにある。

このようにすれば、エンジン動作中にエンジンの温度が所定値以下のときは、回転機とオルタネータとの両方が発電状態とされるので、エンジン負荷を増大することができる。よって、エンジン動作中であってエンジン冷間時の場合に、エンジンを速やかに暖機することができる。

本発明が適用される車両に備えられた動力伝達装置の概略構成を説明する図であると共に、車両における制御系統の要部及び制御機能の要部を説明する図である。 エンジンの最適燃費率曲線とエンジン動作点との一例を示す図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジン動作中であってエンジン冷間時の場合にエンジンを速やかに暖機する為の制御作動を説明するフローチャートである。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち車両状況に合わせて補機バッテリを充電する為の制御作動を説明するフローチャートである。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち車両状況に合わせて補機バッテリを充電する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図４とは別の実施例である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち車両状況に合わせて補機バッテリを充電する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図４とは別の実施例である。 エンジン停止制御において、オルタ発電を実施する場合とオルタ発電を実施しない場合とで、エンジン回転速度の変化を比較した一例を示す図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち車両状況に合わせて補機バッテリを充電する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図４とは別の実施例である。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される車両１０に備えられた動力伝達装置１２の概略構成を説明する図であると共に、車両１０における各種制御の為の制御系統の要部及び制御機能の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、走行用駆動力源として機能するエンジン１４及び回転機ＭＧを備えたハイブリッド車両である。動力伝達装置１２は、非回転部材としてのトランスミッションケース１６内において、エンジン１４側から順番に、エンジン断接用クラッチＫ０(以下、クラッチＫ０という)、トルクコンバータ１８、及び自動変速機２０等を備えている。又、動力伝達装置１２は、自動変速機２０の出力回転部材である変速機出力軸２２に連結されたプロペラシャフト２４、そのプロペラシャフト２４に連結されたディファレンシャルギヤ２６、そのディファレンシャルギヤ２６に連結された１対の車軸２８等を備えている。トルクコンバータ１８のポンプ翼車１８ａは、クラッチＫ０を介してエンジン連結軸３０と連結されていると共に、直接的に回転機ＭＧと連結されている。トルクコンバータ１８のタービン翼車１８ｂは、自動変速機２０の入力回転部材である変速機入力軸３２と直接的に連結されている。このように構成された動力伝達装置１２は、例えばＦＲ型の車両１０に好適に用いられる。動力伝達装置１２において、エンジン１４の動力(特に区別しない場合にはトルクや力も同義)は、クラッチＫ０が係合された場合に、エンジン１４とクラッチＫ０とを連結するエンジン連結軸３０から、クラッチＫ０、トルクコンバータ１８、自動変速機２０、プロペラシャフト２４、ディファレンシャルギヤ２６、及び１対の車軸２８等を順次介して１対の駆動輪３４へ伝達される。このように、動力伝達装置１２は、エンジン１４から駆動輪３４までの動力伝達経路を構成する。

又、車両１０には、更に、例えばポンプ翼車１８ａに連結された機械式オイルポンプ３６、自動変速機２０の変速に関わる油圧アクチュエータやクラッチＫ０などに給排される作動油の油圧を調圧する油圧制御回路４０、エンジン１４の停止時に上記作動油の元圧を発生する電動式オイルポンプ４２、エンジン１４の動力により発電するオルタネータ４４、エンジン始動時にエンジン１４を回転駆動するスタータ４６、ラジエータ４８に設けられた電動ファンシステム５０用のファンモータ５２、電動パワーステアリング用のパワステモータ５４、電動ウォーターポンプ５６、電子制御ブレーキシステム５８、モータ駆動によるコンプレッサーを使用した電動エアコンシステム６０、電力制御ユニット(ＰＣＵ)６２、バッテリユニット６４、補機バッテリ６６などが備えられている。

自動変速機２０は、トルクコンバータ１８と駆動輪３４との間の動力伝達経路に介在させられて、エンジン１４と駆動輪３４との間の動力伝達経路の一部を構成し、走行用駆動力源(エンジン１４及び回転機ＭＧ)からの動力を駆動輪３４側へ伝達する変速機である。自動変速機２０は、例えば変速比γ(＝変速機入力軸回転速度Ｎin／変速機出力軸回転速度Ｎout)が異なる複数の変速段が選択的に成立させられる公知の遊星歯車式多段変速機や同期噛合型平行２軸式自動変速機やＤＣＴ、或いは変速比γが無段階に連続的に変化させられる公知の無段変速機などである。自動変速機２０では、例えば油圧アクチュエータが油圧制御回路４０によって制御されることにより、アクセル開度θaccや車速Ｖ等に応じて所定の変速比γが成立させられる。

回転機ＭＧは、電力から機械的な動力を発生させる発動機としての機能及び機械的な動力から電力を発生させる発電機としての機能を有する所謂モータジェネレータである。回転機ＭＧは、電力制御ユニット６２を介してバッテリユニット６４に接続されている。回転機ＭＧは、エンジン１４に替えて或いはエンジン１４に加えて、電力制御ユニット６２を介してバッテリユニット６４から供給される電力(特に区別しない場合には電気エネルギも同意)により走行用の動力を発生する。又、回転機ＭＧは、エンジン１４の動力や駆動輪３４側から入力される被駆動力により発電(回生)を行う。回転機ＭＧの発電(回生)により発生させられた電力は、電力制御ユニット６２を介してバッテリユニット６４に蓄積される。回転機ＭＧは、エンジン１４と駆動輪３４との間の動力伝達経路に設けられて、クラッチＫ０とトルクコンバータ１８との間の動力伝達経路に連結されており、回転機ＭＧとポンプ翼車１８ａとの間では、相互に動力が伝達される。このように、回転機ＭＧは、クラッチＫ０を介することなく自動変速機２０の変速機入力軸３２と動力伝達可能に連結されている。

クラッチＫ０は、例えば湿式多板型の油圧式摩擦係合装置であり、機械式オイルポンプ３６が発生する油圧を元圧とし油圧制御回路４０によって係合解放制御される。その係合解放制御においては、例えば油圧制御回路４０内のソレノイドバルブ等の調圧により、クラッチＫ０のトルク容量が変化させられる。クラッチＫ０の係合状態では、エンジン連結軸３０を介してポンプ翼車１８ａとエンジン１４とが一体的に回転させられる。一方で、クラッチＫ０の解放状態では、エンジン１４とポンプ翼車１８ａとの間の動力伝達が遮断される。すなわち、クラッチＫ０を解放することでエンジン１４と駆動輪３４とが切り離される。回転機ＭＧはポンプ翼車１８ａに連結されているので、クラッチＫ０は、エンジン１４と回転機ＭＧとの間の動力伝達経路に設けられて、その動力伝達経路を断接するクラッチ、すなわちエンジン１４を回転機ＭＧと断接するクラッチとしても機能する。

電力制御ユニット６２は、回転機ＭＧに接続されたインバータ部６８と、バッテリユニット６４とインバータ部６８との間に配設された昇圧コンバータ部７０と、バッテリユニット６４と昇圧コンバータ部７０との間の電気経路に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ７２(以下、ＤＤＣ７２という)とを含んで構成された電気回路である。インバータ部６８は、例えば公知のスイッチング素子等を備えており、後述する電子制御装置８０(特には、回転機制御部ＭＧＥＣＵ)からの指令によってそのスイッチング素子のスイッチング作動が制御されることで、回転機ＭＧに対して要求された出力トルク或いは回生トルクが得られるように、回転機ＭＧの作動に関わる電力の授受を制御する。昇圧コンバータ部７０は、例えば公知のリアクトルやスイッチング素子等を備えており、電子制御装置８０(特には、回転機制御部ＭＧＥＣＵ)からの指令によってスイッチング素子のオンオフが切り替えられることで、バッテリユニット６４側の電圧を昇圧したりインバータ部６８側の電圧を降圧する。ＤＤＣ７２は、例えば公知のトランジスタ回路やトランス等を備えており、電子制御装置８０(特には、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵ)からの出力電圧要求値に応じて、バッテリユニット６４と昇圧コンバータ部７０との間の電気経路における電圧を降圧することで、補機バッテリ６６の充電や車両１０の補機類(例えばファンモータ５２、パワステモータ５４、不図示のランプやオーディオなど)への電力供給を行う。

バッテリユニット６４は、例えばリチウムイオン組電池やニッケル水素組電池などの充放電可能な２次電池であるバッテリ部７４と、電力制御ユニット６２とバッテリ部７４との間に配設されたシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２とを備えている。バッテリ部７４は、例えば回転機ＭＧを駆動する為の電力や補機バッテリ６６を充電する為の電力や車両１０の補機類を駆動する為の電力を供給する。又、バッテリ部７４は、例えば回転機ＭＧにより発電された電力を蓄電する。又、バッテリ部７４は、補機バッテリ６６よりも高い電圧を蓄電する高圧バッテリ(高圧系のバッテリ)である。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、電子制御装置８０(特には、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵ)からの指令によって電力制御ユニット６２とバッテリユニット６４との間の電気経路の開閉を行う(すなわち電力制御ユニット６２に対するバッテリ部７４の接続と遮断とを行う)。

補機バッテリ６６は、バッテリユニット６４から供給される電力を源として、バッテリ部７４よりも低い電圧を蓄電する低圧バッテリである。加えて、補機バッテリ６６は、エンジン１４の動力を源としてオルタネータ４４により発電された電力と、回転機ＭＧにより発電された電力とを蓄電するバッテリである。上記回転機ＭＧにより発電された電力は、エンジン１４の動力を源として回転機ＭＧの発電により発生させられる電力であったり、又、駆動輪３４側から入力される被駆動力を源として回転機ＭＧの発電により発生させられる電力である。

図１に戻り、車両１０は、更に、例えば補機バッテリ６６の充電制御などに関連する車両１０の制御装置を含む電子制御装置８０を備えている。電子制御装置８０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置８０は、エンジン１４の出力制御、回転機ＭＧの回生制御を含む回転機ＭＧの駆動制御、自動変速機２０の変速制御、クラッチＫ０のトルク容量制御等を実行するようになっており、必要に応じて車両１０全体の制御を行うハイブリッド制御用のコンピュータであるハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵや回転機制御用のコンピュータである回転機制御部ＭＧＥＣＵや変速制御用のコンピュータである変速機制御部ＡＴＥＣＵ等を含んで構成される。

電子制御装置８０には、車両１０に備えられた各種センサ(例えば各種回転速度センサ８２，８４，８６，８８、アクセル開度センサ９０、スロットル弁開度センサ９２、水温センサ９４、高圧バッテリセンサ９６など)による検出値に基づく各種信号(例えばエンジン回転速度Ｎe、タービン回転速度Ｎtすなわち変速機入力軸回転速度Ｎin、車速Ｖに対応する変速機出力軸回転速度Ｎout、回転機回転速度Ｎmg、アクセル開度θacc、スロットル弁開度θth、エンジン冷却水温TEMPw、バッテリ部７４の充電状態(充電容量)ＳＯＣなど)が、それぞれ供給される。電子制御装置８０からは、車両１０に設けられた各装置(例えばスロットルアクチュエータ等のエンジン制御装置、インバータ部６８、油圧制御回路４０、バッテリユニット６４など)に各種指令信号(例えばエンジン制御指令信号Ｓe、回転機制御指令信号Ｓm、油圧制御指令信号Ｓp、電源制御指令信号Ｓbatなど)が供給される。

変速機制御部ＡＴＥＣＵは、例えば車速Ｖと駆動要求量(例えばアクセル開度θacc等)とを変数として予め実験的或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)公知の関係(変速線図、変速マップ；不図示)から車両状態(例えば実際の車速Ｖ及びアクセル開度θacc等)に基づいて、成立させるべき自動変速機２０の変速比γを判断し、その判断した変速比γが得られる為の変速指令値を油圧制御回路４０へ出力して、自動変速機２０の自動変速制御を実行する。この変速指令値は、油圧制御指令信号Ｓpの１つである。

ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、エンジン１４の駆動を制御する機能と、回転機ＭＧによる駆動力源又は発電機としての作動を制御する機能を含んでおり、それら制御機能によりエンジン１４及び回転機ＭＧによるハイブリッド駆動制御等を含む車両１０全体の制御を実行する。例えば、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、アクセル開度θaccや車速Ｖに基づいて運転者による車両１０に対する駆動要求量としての要求駆動パワーＰddemを算出する。そして、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、伝達損失、補機負荷、自動変速機２０の変速比γ、バッテリ部７４の充電容量ＳＯＣ等を考慮して、その要求駆動パワーＰddemが得られる走行用駆動力源(エンジン１４及び回転機ＭＧ)の目標出力を算出する。ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、算出した目標エンジン出力Ｐetgtが得られるように、スロットル弁開度θthなどを各々制御するエンジン制御指令信号Ｓeを出力する。又、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、算出した目標回転機出力Ｐmgtgtを回転機ＭＧから出力させる指令信号を回転機制御部ＭＧＥＣＵへ出力する。前記駆動要求量としては、上記要求駆動パワーＰddem[Ｗ]の他に、駆動輪３４における要求駆動力[Ｎ]、駆動輪３４における要求駆動トルク[Ｎｍ]等を用いることもできる。又、駆動要求量として、単にアクセル開度θacc[％]やスロットル弁開度θth[％]や吸入空気量[g/sec]等を用いることもできる。

具体的には、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、例えば要求駆動パワーＰddemが回転機ＭＧの出力のみで賄える範囲の場合には、走行モードをモータ走行モード(ＥＶ走行モード)とし、クラッチＫ０を解放させた状態で、回転機ＭＧのみを走行用駆動力源として走行するモータ走行(ＥＶ走行)を行う。一方で、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、例えば要求駆動パワーＰddemが少なくともエンジン１４の出力を用いないと賄えない範囲の場合には、走行モードをエンジン走行モードすなわちハイブリッド走行モード(ＨＶ走行モード)とし、クラッチＫ０を係合させた状態で、少なくともエンジン１４を走行用駆動力源として走行するエンジン走行すなわちハイブリッド走行(ＨＶ走行)を行う。

回転機制御部ＭＧＥＣＵは、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵからの指令信号に基づいて(すなわちハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵとの間での通信に基づいて)、目標回転機出力Ｐmgtgtが得られるようにインバータ部６８などを制御する回転機制御指令信号Ｓmを出力して、回転機ＭＧによる駆動力源又は発電機としての作動を制御する。

ここで、本実施例の車両１０は、以下に示すような、補機バッテリ６６に充電(蓄電)する経路を複数持っている。例えば、エンジン１４の動力をオルタネータ４４の発電により電力に変換し、その発電電力を補機バッテリ６６に充電する、オルタ発電(オルタ充電も同意)の経路。又、エンジン１４の動力を回転機ＭＧの発電により電力に変換し、インバータ部６８、昇圧コンバータ部７０、ＤＤＣ７２を介して、その発電電力を補機バッテリ６６に充電する、ＤＤＣ７２による充電の経路(特にはエンジン動力を源としたＭＧ発電による経路)。又、バッテリ部７４の電力をＤＤＣ７２を介して補機バッテリ６６に充電する、ＤＤＣ７２による充電の経路(特には高圧バッテリ電力を源とした充電による経路)。又、駆動輪３４からの被駆動力を回転機ＭＧの発電により電力に変換し、インバータ部６８、昇圧コンバータ部７０、ＤＤＣ７２を介して、その発電電力を補機バッテリ６６に充電する、ＤＤＣ７２による充電の経路(特には被駆動力を源としたＭＧ発電による経路)。

一方で、車両１０が置かれる状況も種々存在する。その為、シーンに合わせて、補機バッテリ６６の充電に用いる経路を切り替えることが望ましい。以下に、種々の車両状況に合わせて補機バッテリ６６を充電する態様を説明する。

具体的には、エンジン冷間時には、エンジン１４を速やかに暖機させたい。駆動要求量(要求駆動パワーＰddem)から決まる目標エンジン出力Ｐetgtを超えるエンジン出力Ｐeを発生させてエンジン負荷を増大させれば、エンジン１４を速やかに暖機させられる。目標エンジン出力Ｐetgtを超える分のエンジン出力Ｐeについては、補機バッテリ６６を充電する動力として用いる。エンジン１４の動力を発電に用いる経路は、オルタ発電の経路、及びＤＤＣ７２による充電の経路のうちでエンジン動力を源としたＭＧ発電による経路である。これら２つの経路を用いることで、何れか一方の経路を用いること比較してエンジン負荷をより増大させられる。そこで、電子制御装置８０(特には、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵ)は、エンジン１４の動作中であり且つエンジン１４の温度が所定温度以下の場合には、オルタネータ４４による発電と回転機ＭＧによる発電とを行う。ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、例えば、エンジン冷却水温TEMPwが所定水温以下であるか否かに基づいて、エンジン１４の温度が所定温度以下であるか否かを判定する。この所定水温は、例えばエンジン１４の暖機が必要とされる程の低いエンジン冷却水温TEMPwの範囲の上限値として予め定められた判定閾値である。従って、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、エンジン冷却水温TEMPwが所定水温以下であるか否かを判定することで、エンジン１４の暖機が必要であるか否かを判定する。ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、エンジン１４の暖機が必要であると判定した場合には、オルタ発電を実施すると共にエンジン動力を源としたＭＧ発電を実施する。例えば、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、オルタ発電及びエンジン動力を源としたＭＧ発電にて各々可能な最大の発電を実施する。

自動変速機２０が有段変速機である場合、そのときの車速Ｖと自動変速機２０の変速段(ギヤ段)とでエンジン回転速度Ｎeが一意に決定される。その為、目標エンジン出力Ｐetgtを実現する際、図２に示すように、エンジン回転速度ＮeとエンジントルクＴeとで決まるエンジン動作点Ｐegを、公知の最適燃費率曲線Ｌe上乃至その近傍とすることができない場合がある。このような場合、エンジントルクＴeについては変化させられるので、エンジントルクＴeを増大することでエンジン動作点Ｐegを最適燃費率曲線Ｌeに近づけられるのであれば(図２参照)、エンジントルクＴeの増大によるエンジン出力Ｐeの増大分にてオルタ発電及びエンジン動力を源としたＭＧ発電を実施することができる。ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、そのときのエンジントルクＴeにおいて、エンジン動作点Ｐegを最適燃費率曲線Ｌe上とする為のエンジン１４の燃費最適パワーが、現在のエンジンパワーＰe(例えば目標エンジン出力Ｐetgt)よりも大きいか否かを判定する。ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、エンジン１４の燃費最適パワーが現在のエンジンパワーＰeよりも大きいと判定した場合には、エンジン１４の燃費最適パワーと現在のエンジンパワーＰeとの差分のエンジンパワー分にて、オルタ発電を実施すると共にエンジン動力を源としたＭＧ発電を実施する。

図３は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわちエンジン動作中であってエンジン冷間時の場合にエンジン１４を速やかに暖機する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

図３において、先ず、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するステップ(以下、ステップを省略する)ＳＡ１０において、例えばエンジン運転中であるか否かが判定される。このＳＡ１０の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＡ２０において、例えばエンジン１４の暖機が必要か否かが判定される。このＳＡ２０の判断が否定される場合はハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＡ３０において、例えばエンジン１４の燃費最適パワーが現在のエンジンパワーＰeよりも大きいか否かが判定される。上記ＳＡ２０の判断が肯定されるか或いは上記ＳＡ３０の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＡ４０において、例えばオルタ発電が実施されると共にエンジン動力を源としたＭＧ発電が実施される。一方で、上記ＳＡ１０の判断が否定されるか或いは上記ＳＡ３０の判断が否定される場合はハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＡ５０において、例えばＤＤＣ７２による充電が実施される。尚、このＳＡ５０では、エンジン運転中でない場合は、ＤＤＣ７２による充電のうちでエンジン動力を源としたＭＧ発電は実施されない。

上述のように、本実施例によれば、エンジン動作中にエンジン１４の温度が所定値以下のときは、回転機ＭＧとオルタネータ４４との両方が発電状態とされるので、エンジン負荷を増大することができる。よって、エンジン動作中であってエンジン冷間時の場合に、エンジン１４を速やかに暖機することができる。

次に、種々の車両状況に合わせて補機バッテリ６６を充電する別の態様を、他の実施例として説明する。尚、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

例えばバッテリ部７４のフェールや回転機ＭＧのフェールやインバータ部６８のフェールなどの高圧系フェールが発生した場合、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオープン(オフ)してバッテリ部７４をシャットダウン(Ｓ／Ｄ)することが考えられる。このような場合でも、車両１０はエンジン走行を実行することができる。そこで、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、バッテリ部７４のオープン時は、エンジン走行による走行性能を確保する為に、オルタ充電を実施する。

図４は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわち車両状況に合わせて補機バッテリ６６を充電する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

図４において、先ず、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＢ１０において、例えば高圧系フェールが発生した為にバッテリ部７４のシャットダウン(Ｓ／Ｄ)が必要であるか否かが判定される。このＳＢ１０の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＢ２０において、例えばエンジン運転中でなければスタータ４６を用いてエンジン始動が為される。そして、エンジン運転状態において、オルタ充電が実施される。一方で、上記ＳＢ１０の判断が否定される場合はハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＢ３０において、例えばＤＤＣ７２による充電が実施される。

オルタ発電とエンジン動力を源としたＭＧ発電とを比較した場合、ＭＧ発電ではインバータ部６８、ＤＤＣ７２などより多くの機器を介すので、ＭＧ発電における１つ１つの機器の変換効率が高くても、オルタ発電の方が効率が良くなる場合がある。このような場合、エンジン運転中であれば、オルタ発電を実施し、エンジン動力を源としたＭＧ発電を実施しないことが適切である。そこで、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、エンジン１４の運転中(動作中)には、補機バッテリ６６の充電要求以外による回転機ＭＧの動作要求が無いことを条件として、オルタ発電を実施し、インバータ部をシャットダウンしてＭＧ発電を実施しない。これにより、補機バッテリ６６を充電する際の損失が低減される。又、バッテリ部７４の充電容量ＳＯＣの低下も抑制される。

図５は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわち車両状況に合わせて補機バッテリ６６を充電する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

図５において、先ず、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＣ１０において、例えばエンジン運転中であるか否かが判定される。このＳＣ１０の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＣ２０において、例えば補機バッテリ６６の充電要求以外による回転機ＭＧの動作要求が無いか否かが判定される。このＳＣ２０の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＣ３０において、例えばオルタ発電が実施される。一方で、上記ＳＣ１０の判断が否定されるか或いは上記ＳＣ２０の判断が否定される場合は、本ルーチンが終了させられる。

本実施例の車両１０では、必要に応じてエンジン走行とモータ走行とが切り替えられる。その為、エンジン１４の始動制御と停止制御とが繰り返される。このエンジン１４の始動制御では、エンジン１４の始動中(始動過渡中)は、エンジン１４が自立運転するまではオルタ発電に用いるエンジン動力が出力されない。又、エンジン１４の始動中にオルタ発電を実施すると、エンジン始動が速やかに行われない可能性がある。そこで、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、エンジン１４の始動中は(すなわち、エンジン間欠始動時に、エンジン１４が完爆したと判定される為の予め定められた完爆判定閾値にエンジン回転速度Ｎeが到達するまでは)、オルタ発電を禁止して、ＤＤＣ７２による充電のみを許可(実施)する。又、補機類の負荷が増大したことにより、ＤＤＣ７２による充電では電力を賄えない場合、エンジン始動させて、オルタ発電を実施することが考えられる。この場合、エンジン始動中に補機バッテリ６６が電圧低下する可能性がある。その為、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、エンジン始動中は、一時的に補機類の負荷をカット(低下)させたり、ＤＤＣ７２と並列に接続された電動エアコンシステム６０の稼働状態を抑制する。

図６は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわち車両状況に合わせて補機バッテリ６６を充電する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

図６において、先ず、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＤ１０において、例えばエンジン始動中であるか否かが判定される。このＳＤ１０の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＤ２０において、例えばオルタ発電が禁止される。一方で、上記ＳＤ１０の判断が否定される場合はハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＤ３０において、例えばオルタ発電が許可される。

本実施例の車両１０では、必要に応じてエンジン走行とモータ走行とが切り替えられる。その為、エンジン１４の始動制御と停止制御とが繰り返される。このエンジン１４の停止制御では、エンジン１４が速やかに停止されることが望まれる。そこで、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵは、エンジン１４の停止制御中には、オルタ発電を実施することで、エンジン負荷を増大させる。これにより、図７に示すように、オルタ発電を実施する場合は、オルタ発電を実施しない場合と比較して、エンジン回転速度Ｎeの低下勾配が大きくされて、速やかにエンジン１４が停止される。

図８は、電子制御装置８０の制御作動の要部すなわち車両状況に合わせて補機バッテリ６６を充電する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

図８において、先ず、ハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＥ１０において、例えばエンジン停止が可能であるか否かが判定される。このＳＥ１０の判断が肯定される場合はハイブリッド制御部ＨＶＥＣＵに対応するＳＥ２０において、例えばオルタ発電が実施される。そして、エンジン１４の停止制御が実行されれば、エンジン１４が速やかに停止(早期停止)させられる。一方で、上記ＳＥ１０の判断が否定される場合は、本ルーチンが終了させられる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例において、各実施例が独立して実施されているが、上記各実施例は必ずしも独立して実施する必要はなく、適宜組み合わせて実施しても構わない。

また、前述の実施例では、エンジン１４の温度が所定温度以下であるか否かを、エンジン冷却水温TEMPwが所定水温以下であるか否かに基づいて判定したが、これに限らない。例えば、直接的にエンジン１４の温度を検出し、その検出した温度がエンジン１４の暖機が必要であるか否かを判定する為の所定温度以下であるか否かを判定しても良い。

また、前述の実施例では、回転機ＭＧとは別に設けられたスタータ４６によってエンジン１４を始動するものであったが、これに限らない。例えば、着火始動によってエンジン１４を始動するものであっても良い。この着火始動によるエンジン始動方法では、例えば回転停止中のエンジン１４の膨張行程にある気筒内に燃料を噴射し且つ点火することでその気筒を燃焼させ、発生した爆発トルクによってピストンを押し下げてクランク軸を回転させることでエンジン１４を始動する。この着火始動のみでエンジン１４を始動できるのであれば、車両１０はスタータ４６を備える必要はない。又、着火始動にてアシストしつつ、スタータ４６によってエンジン１４を始動するものであっても良い。又、回転機ＭＧが故障していないときには、例えば解放されているクラッチＫ０を係合に向けて制御することで回転機ＭＧによってエンジン１４をクランキングしつつ、燃料供給やエンジン点火などを開始してエンジン１４を始動するという態様を採用することができる。

また、前述の実施例では、エンジン１４と回転機ＭＧとはクラッチＫ０を介して間接的に連結されているが、それらの連結状態はこの態様に限らない。例えば、車両１０は、クラッチＫ０を備えず、エンジン１４と回転機ＭＧとは直接的に連結されていても良い。又、流体式伝動装置としてトルクコンバータ１８が用いられていたが、トルク増幅作用のない流体継手などの他の流体式伝動装置が用いられても良い。又、この流体式伝動装置は必ずしも設けられなくても良い。又、車両１０には、自動変速機２０が設けられていたが、この自動変速機２０は必ずしも設けられなくても良い。又、例えば補機バッテリ６６から回転機ＭＧの駆動用の電力を供給できる態様であれば、バッテリユニット６４を設けないという態様も考えられる。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両
１４：エンジン
４４：オルタネータ
６６：補機バッテリ(バッテリ)
８０：電子制御装置(制御装置)
ＭＧ：回転機

Claims (1)

1. エンジンと、前記エンジンの動力により発電するオルタネータと、前記エンジンの動力により発電する回転機と、前記オルタネータにより発電された電力と前記回転機により発電された電力とを蓄電するバッテリとを備えた車両の、制御装置であって、
   前記エンジンの動作中であり且つ前記エンジンの温度が所定温度以下の場合には、前記オルタネータによる発電と前記回転機による発電とを行うことを特徴とする車両の制御装置。

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