JP2017185926A - ハイブリッド車及びハイブリッド車の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車の排ガスの流量調整部材に付着した煤を除去する。
【解決手段】走行駆動源としてエンジン１０及びモータ３０を備え、モータ３０による単独走行が可能なハイブリッド車１は、エンジン１０の排ガスが通過する排気通路５０やＥＧＲ通路６０と、排気通路５０やＥＧＲ通路６０に設けられ、回動して排ガスの流量を調整する可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２と、モータ３０による単独走行での減速時には、駆動輪２１の回転力をエンジン１０に伝達してエンジン１０を強制的に回転させると共に、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２を回動させる制御部１２０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車及びハイブリッド車の制御方法に関する。

近年、低燃費を図るために、ハイブリッド車が開発されている。ハイブリッド車は、エンジン及び電気モータを備え、エンジンによって発電機を駆動し、発電した電力をバッテリに蓄電すると共に、必要に応じてバッテリから電力を供給して電気モータを回転駆動し、車両を走行させる。また、ハイブリッド車においては、エンジンを停止した状態で電気モータによって車両を走行させるモータ走行が可能である。

特開２０１１−２０１３９３号公報

ところで、エンジンの排ガスの中には、エンジン内での不完全燃焼に起因して発生する煤が含まれる。そして、発生した煤が、回動して排ガスの流量を調整する流量調整部材に付着することがある。例えば、煤が、排気管に設けられた過給機の可変ベーンに固着することがある。このように煤が可変ベーン等の流量調整部材に固着した場合には、その後に流量調整部材が正常に動作できなくなる恐れがある。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド車の排ガスの流量調整部材に付着した煤を除去することを目的とする。

本発明の第１の態様においては、走行駆動源としてエンジン及びモータを備え、前記モータによる単独走行が可能なハイブリッド車であって、前記エンジンの排ガスが通過する通路と、前記通路に設けられ、回動して排ガスの流量を調整する流量調整部材と、前記モータによる単独走行での減速時には、駆動輪の回転力を前記エンジンに伝達して前記エンジンを強制的に回転させると共に、前記流量調整部材を回動させる制御部と、を備える、ハイブリッド車を提供する。
かかるハイブリッド車によれば、流量調整部材を回動させることで、流量調整部材に付着した煤を払うことができる。そして、払われた煤は、エンジンの強制回転によって発生した空気の流れによって、流量調整部材が設けられた通路の下流側に送られる。これにより、流量調整部材に付着した煤を除去できる。

また、前記ハイブリッド車は、前記排ガスの排気管から分岐しており、排ガスを前記エンジンへ向けて還流させる還流通路と、前記還流通路に設けられ、回動して排ガスの流量を調整する調整バルブと、を更に備え、前記制御部は、前記モータによる単独走行での減速時には、前記エンジンを強制的に回転させると共に、前記調整バルブを回動させることとしてもよい。

また、前記排ガスの排気管には、排ガスが通過する過給機のタービンが設けられており、前記タービンは、回動して排ガスの流量を調整する可変ベーンを有し、前記制御部は、前記モータによる単独走行での減速時には、前記エンジンを強制的に回転させると共に、前記可変ベーンを回動させることとしてもよい。

また、前記制御部は、前記駆動輪の回転力を前記エンジンに伝達して前記エンジンを強制的に回転させた場合には、その後に前記エンジン内に燃料が噴射されて前記エンジンが回転するまで、前記エンジンを強制的に回転させることを規制することとしてもよい。

本発明の第２の態様においては、走行駆動源としてのエンジン及びモータと、前記エンジンの排ガスが通過する通路に設けられ回動して排ガスの流量を調整する流量調整部材とを有し、前記モータによる単独走行が可能なハイブリッド車の制御方法であって、前記モータによる単独走行での減速の有無を検出するステップと、前記モータによる単独走行での減速時に、駆動輪の回転力を前記エンジンに伝達して前記エンジンを強制的に回転させると共に、前記流量調整部材を回動させるステップと、を有する、ハイブリッド車の制御方法を提供する。
かかるハイブリッド車の制御方法によれば、流量調整部材を回動させることで、流量調整部材に付着した煤を払うことができる。そして、払われた煤は、エンジンの強制回転によって発生した空気の流れによって、流量調整部材が設けられた通路の下流側に送られる。これにより、流量調整部材に付着した煤を除去できる。

本発明によれば、ハイブリッド車の排ガスの流量調整部材に付着した煤を除去できるという効果を奏する。

本発明の一の実施形態に係るハイブリッド車１の構成の一例を示す図である。 制御装置１００の詳細構成の一例を示すブロック図である。 モータ走行時のエンジン１０の強制回転の制御例を説明するためのフローチャートである。

＜ハイブリッド車の構成＞
図１を参照しながら、本発明の一の実施形態に係るハイブリッド車１の構成について説明する。

図１は、一の実施形態に係るハイブリッド車１の構成の一例を示す図である。ハイブリッド車１は、ここではバスやトラック等の大型車両である。図１に示すように、ハイブリッド車１は、エンジン１０と、出力軸２０と、モータ３０と、吸気通路４０と、排気通路５０と、ＥＧＲ通路６０とを有する。本実施形態では、排気通路５０及びＥＧＲ通路６０が、排ガスが通過する通路に該当する。

エンジン１０は、ここでは４気筒のディーゼルエンジンであるが、これに限定されない。エンジン１０は、気筒で燃料と吸気の混合気を燃焼・膨張させて、駆動輪２１を駆動させる駆動力を発生させる。エンジン１０は、クランク軸１１と、多岐管であるインテークマニホールド１２及びエキゾーストマニホールド１３とを有する。

出力軸２０は、一対の駆動輪２１に駆動力を伝達する。出力軸２０は、変速機２２を介して、エンジン１０とモータ３０に連結されている。例えば、変速機２２は、エンジン１０のクランク軸１１とモータ３０の回転軸３１とを、無端状のベルト又はチェーンで接続するベルト式の無段変速機である。また、変速機２２とエンジン１０の間には、クラッチ２３が設けられている。

モータ３０は、駆動輪２１を駆動させる駆動力を発生させる。例えば、モータ３０は、ハイブリッド車１の走行時に出力軸２０に加わる負荷等に応じて、エンジン１０の駆動力をアシストする。また、モータ３０は、ハイブリッド車１の制動時における回生エネルギーを電力として回収して、インバータ３２を介してバッテリ３３に充電する。バッテリ３３は、例えばリチウムイオンバッテリ等が用いられる。また、バッテリ３３は、エンジン１０が回転することで充電可能となっている。

なお、本実施形態のハイブリッド車１では、エンジン１０を停止した状態で、モータ３０による単独走行（以下、モータ走行とも呼ぶ）が可能となっている。このように、本実施形態では、エンジン１０及びモータ３０が走行駆動源として機能する。

吸気通路４０は、エンジン１０のインテークマニホールド１２に接続されており、吸気をエンジン１０の気筒へ吸入させるための通路である。吸気通路４０には、エアークリーナ４１と、過給機のコンプレッサ４２と、インタークーラ４３と、吸気スロットル４４とが設けられている。エアークリーナ４１は、吸気中の異物を除去する。コンプレッサ４２は、回転することで吸気を圧縮する。インタークーラ４３は、例えば冷却液や大気により吸気を冷却する。吸気スロットル４４は、吸気の流量を調整する。

排気通路５０は、エンジン１０の排ガスを外部へ排出するための通路である。排気通路５０は、エンジン１０のエキゾーストマニホールド１３に接続されている排気管５０ａを有する。また、排気通路５０には、過給機のタービン５１と、排ガス浄化装置５２とが設けられている。タービン５１は、連結軸５３によりコンプレッサ４２と連結されており、通過する排ガスのエネルギーを受けて回転することで連結軸５３を介してコンプレッサ４２も回転させる。タービン５１は、通過する排ガスの流量を調整する流量調整部材である可変ベーン５１ａを有する。可変ベーン５１ａは、例えば羽根状に形成されており、回動することで排ガスの流量を調整する。排ガス浄化装置５２は、排ガスを浄化する。

ＥＧＲ通路６０は、排気通路５０から分岐して吸気通路４０を接続しており、排気通路５０の排ガスの一部又は全部を吸気通路４０へ向けて還流させる還流通路である。ＥＧＲ通路６０には、ＥＧＲクーラ６１と、ＥＧＲバルブ６２とが設けられている。ＥＧＲクーラ６１は、排ガスを冷却する。ＥＧＲバルブ６２は、通過する排ガスの流量を調整する流量調整部材である。ＥＧＲバルブ６２は、回動することで排ガスの流量を調整する。

ところで、エンジン１０の排ガスの中には、エンジン１０内での不完全燃焼に起因して発生する煤が含まれる。そして、発生した煤が、例えば排気通路５０の可変ベーン５１ａやＥＧＲ通路６０のＥＧＲバルブ６２に付着することがある。そして、煤が可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２に固着した場合には、その後に可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２が正常に回動できなくなる恐れがある。

これに対して、本実施形態では、詳細は後述するが、モータ走行の減速時に、駆動輪２１の回転力をエンジン１０に伝達してエンジン１０を強制的に回転させると共に、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２を回動させる制御を行う。かかる場合には、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２を回動させることで、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２に付着した煤を払うことができる。そして、払われた煤は、エンジン１０の強制回転によって発生した空気の流れによって、排気通路５０やＥＧＲ通路６０の下流側に送られる。これにより、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２に付着した煤を除去できる。なお、エンジン１０の強制回転と、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２の回動は、ハイブリッド車１の制御装置１００（図２）によって制御される。

＜制御装置の構成＞
図２を参照しながら、制御装置１００の詳細構成について説明する。

図２は、制御装置１００の詳細構成の一例を示すブロック図である。制御装置１００は、ハイブリッド車１の動作全体を制御する。図２に示すように、制御装置１００は、記憶部１１０と、制御部１２０とを有する。

記憶部１１０は、例えばEEPROM（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）又はフラッシュメモリを含む。記憶部１１０は、制御部１２０が実行するためのプログラムや各種データを記憶する。

制御部１２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部１２０は、記憶部１１０に記憶されたプログラムを実行することにより、エンジン１０の動作を制御する。制御部１２０は、走行状態検出部１２２と、駆動制御部１２４と、回動制御部１２６として機能する。

走行状態検出部１２２は、ハイブリッド車１の走行状態を検出する。例えば、走行状態検出部１２２は、ハイブリッド車１のモータ走行時に減速しているか否かを判断する。走行状態検出部１２２は、モータ走行時に減速している場合には、駆動制御部１２４にその旨を出力する。

駆動制御部１２４は、走行駆動源であるエンジン１０及びモータ３０の動作を制御する。駆動制御部１２４は、モータ走行での減速時には、駆動輪２１の回転力をエンジン１０に伝達してエンジン１０を強制的に回転させる。すなわち、駆動制御部１２４は、走行状態検出部１２２によってモータ走行時に減速していると検出されると、駆動輪２１の回転力を用いてエンジン１０を強制的に回転させる。この際、駆動制御部１２４は、所定の回転量だけエンジン１０を強制回転させる。なお、エンジン１０を強制的に回転させる際には、エンジン１０の気筒内に燃料は噴射されない。

上記のように、モータ走行の減速時にエンジン１０を強制回転させることで、エンジン１０から排気通路５０やＥＧＲ通路６０へ空気の流れが発生する。空気の流れは、例えば、排気通路５０の可変ベーン５１ａやＥＧＲ通路６０のＥＧＲバルブ６２を通過することになる。

回動制御部１２６は、駆動制御部１２４がエンジン１０を強制回転させる際に、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２を回動させる。このように可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２を回動させることで、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２に付着した煤を払うことができる。そして、払われた煤は、エンジン１０の強制回転によって発生した空気の流れによって、排気通路５０やＥＧＲ通路６０の下流側に送られる。例えば、可変ベーン５１ａから払われた煤は、例えば空気の流れによって排ガス浄化装置５２へ送られて、排ガス浄化装置５２によって処理される。これにより、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２に付着した煤を除去できる。

なお、回動制御部１２６は、駆動制御部１２４によるエンジン１０の強制回転と同時に、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２を回動させてもよいし、エンジン１０の強制回転が開始されてから所定時間経過後に、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２を回動させてもよい。また、回動制御部１２６は、可変ベーン５１ａとＥＧＲバルブ６２のうちの一方を選択して回動させてもよい。

また、本実施形態では、駆動制御部１２４は、駆動輪２１の回転力をエンジン１０に伝達してエンジン１０を強制的に回転させた場合には、その後にエンジン１０内に燃料が噴射されてエンジン１０が回転するまで、エンジン１０を強制的に回転させることを規制する。エンジン１０を強制回転させて煤を除去した後は、エンジン１０が燃料を燃焼するまで煤が発生しない。このため、エンジン１０が燃料を燃焼した後にエンジン１０を強制回転させることで、不必要にエンジン１０を強制回転させることを防止できる。

駆動制御部１２４は、モータ走行での減速時にエンジン１０を強制的に回転させる際には、モータ３０による発電量を小さくする。すなわち、駆動制御部１２４は、減速時のモータ３０による回生エネルギーの回収量を小さくする。通常、エンジン１０を強制的に回転させる際にモータ３０も発電すると、ブレーキ力が過大になる恐れがある。これに対して、本実施形態では、エンジン１０の強制回転時にモータ３０の発電量を少なくすることで、ブレーキ力が過大になることを抑制できる。

駆動制御部１２４は、モータ走行での減速時にエンジン１０を強制的に回転させる際には、例えばモータ３０のオン・オフを切り替えてモータ３０の発電量を小さくする。ここで、モータ３０のオン・オフの切り替えは、一定期間毎に行ってもよいし、エンジン１０の回転量に応じてオフの期間を設定してもよい。これにより、ブレーキ力を一定に保ちやすくなる。

＜モータ走行時の制御例＞
図３を参照しながら、ハイブリッド車１のモータ走行時のエンジン１０の強制回転の制御例について説明する。本制御は、制御装置１００の制御部１２０が記憶部１１０に記憶されたプログラムを実行することで実現される。

図３は、モータ走行時のエンジン１０の強制回転の制御例を説明するためのフローチャートである。図３のフローチャートは、ハイブリッド車１が、モータ３０単独によるモータ走行を行っているところから開始される（ステップＳ１０２）。モータ走行中に、モータ３０は、バッテリ３３の電力を用いて駆動する。モータ走行時に、エンジン１０は停止している。

次に、走行状態検出部１２２は、モータ走行中に減速しているか否かを判断する（ステップＳ１０４）。そして、ステップＳ１０４においてモータ走行中に減速していると判断された場合には（Ｙｅｓ）、駆動制御部１２４は、駆動輪２１の回転力を用いてエンジン１０を強制回転させる（ステップＳ１０６）。これにより、エンジン１０から排気通路５０やＥＧＲ通路６０へ空気の流れが発生する。なお、エンジン１０の強制回転は、例えばエンジン１０の回転量が所定数に達したら停止する。

次に、回動制御部１２６は、排気通路５０の可変ベーン５１ａとＥＧＲ通路６０のＥＧＲバルブ６２を回動させる（ステップＳ１０８）。例えば、回動制御部１２６は、駆動制御部１２４がエンジン１０を強制回転させるタイミングと同じタイミングで、可変ベーン５１ａとＥＧＲバルブ６２を回動させる。かかる場合には、可変ベーン５１ａとＥＧＲバルブ６２に付着した煤を払うことができる。そして、払われた煤は、エンジン１０の強制回転によって発生した空気の流れによって、排気通路５０とＥＧＲ通路６０の下流側にそれぞれ送られる。

＜本実施形態における効果＞
上述した実施形態のハイブリッド車１においては、モータ走行での減速時には、駆動輪２１の回転力をエンジン１０に伝達してエンジン１０を強制的に回転させると共に、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２を回動させる。
かかる場合には、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２を回動させることで、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２に付着した煤を払うことができる。そして、払われた煤は、エンジン１０の強制回転によって発生した空気の流れによって、排気通路５０やＥＧＲ通路６０の下流側に送られる。これにより、可変ベーン５１ａやＥＧＲバルブ６２に付着した煤を除去できる。

なお、上記では、エンジン１０が燃料を気筒内に直噴するディーゼルエンジンであることとしたが、これに限定されない。例えば、エンジン１０は、ガソリンエンジンであってもよい。
また、上記では、ハイブリッド車１がトラックやバス等の大型車両であることとしたが、これに限定されない。例えば、ハイブリッド車１は、乗用車、建設機械であってもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ ハイブリッド車
１０ エンジン
２１ 駆動輪
３０ モータ
５０ 排気通路
５１ タービン
５１ａ 可変ベーン
６０ ＥＧＲ通路
６２ ＥＧＲバルブ
１２０ 制御部
１２４ 駆動制御部
１２６ 回動制御部

Claims (5)

1. 走行駆動源としてエンジン及びモータを備え、前記モータによる単独走行が可能なハイブリッド車であって、
   前記エンジンの排ガスが通過する通路と、
   前記通路に設けられ、回動して排ガスの流量を調整する流量調整部材と、
   前記モータによる単独走行での減速時には、駆動輪の回転力を前記エンジンに伝達して前記エンジンを強制的に回転させると共に、前記流量調整部材を回動させる制御部と、
   を備える、ハイブリッド車。
2. 前記排ガスの排気管から分岐しており、排ガスを前記エンジンへ向けて還流させる還流通路と、
   前記還流通路に設けられ、回動して排ガスの流量を調整する調整バルブと、を更に備え、
   前記制御部は、前記モータによる単独走行での減速時には、前記エンジンを強制的に回転させると共に、前記調整バルブを回動させる、
   請求項１に記載のハイブリッド車。
3. 前記排ガスの排気管には、排ガスが通過する過給機のタービンが設けられており、
   前記タービンは、回動して排ガスの流量を調整する可変ベーンを有し、
   前記制御部は、前記モータによる単独走行での減速時には、前記エンジンを強制的に回転させると共に、前記可変ベーンを回動させる、
   請求項１又は２に記載のハイブリッド車。
4. 前記制御部は、前記駆動輪の回転力を前記エンジンに伝達して前記エンジンを強制的に回転させた場合には、その後に前記エンジン内に燃料が噴射されて前記エンジンが回転するまで、前記エンジンを強制的に回転させることを規制する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のハイブリッド車。
5. 走行駆動源としてのエンジン及びモータと、前記エンジンの排ガスが通過する通路に設けられ回動して排ガスの流量を調整する流量調整部材とを有し、前記モータによる単独走行が可能なハイブリッド車の制御方法であって、
   前記モータによる単独走行での減速の有無を検出するステップと、
   前記モータによる単独走行での減速時に、駆動輪の回転力を前記エンジンに伝達して前記エンジンを強制的に回転させると共に、前記流量調整部材を回動させるステップと、
   を有する、ハイブリッド車の制御方法。
   
   

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