JP2018127017A

JP2018127017A - ハイブリッド車両

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Publication number: JP2018127017A
Application number: JP2017019418A
Authority: JP
Inventors: 陽平細川; Yohei Hosokawa; 正和田畑; Masakazu Tabata; 成人山根; Naruto Yamane; 達弘橋田; Tatsuhiro Hashida
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2018-08-16
Anticipated expiration: 2037-02-06
Also published as: JP6635066B2; US20180222327A1; US10343529B2; DE102018201746B4; DE102018201746A1

Abstract

【課題】バッテリが受け入れ可能な回生電力に制約がある場合であっても、発電機の電力回生によって必要な制動力を得ることができるハイブリッド車両を提供する。
【解決手段】制御装置５０は、第１モータジェネレータ４による回生制動が行われる場合、バッテリ１６の残量が基準量よりも大きいときには、スロットル弁３２を閉じてバイパス弁４２を開くとともに、電動コンプレッサ３４に電力を供給する。電動コンプレッサ３４は吸気通路３０のスロットル弁３２よりも上流に設けられている。バイパス弁４２は電動コンプレッサ３４をバイパスするバイパス通路４０に設けられている。
【選択図】図５

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関し、詳しくは、発電機による回生制動を行うハイブリッド車両に関する。

特許文献１には、減速時に発電機による回生制動を行い、回生制動力を得る過程で発生した回生電力をバッテリに充電するハイブリッド車両が開示されている。このハイブリッド車両では、バッテリの充電量が飽和状態であれば、発電機の電力回生を抑制するとともに、エンジンのフリクション及びポンピング抵抗を大きくしてエンジンブレーキを効かせることで、制動力の変化を回避することが行なわれる。

しかし、エンジンブレーキを効かせると、エンジン回転数が吹き上がることによって、運転者に違和感を与えるおそれがある。ゆえに、バッテリの充電量が飽和状態であり、バッテリが受け入れ可能な回生電力に制約がある場合であっても、発電機の電力回生によって必要な制動力を得られるようにしたい。

特開２００４−２２５５６４号公報特開２０１３−１３２９２０号公報特開平５−９８９８５号公報特開２０１６−１０７８０３号公報特開２００４−２５１２４８号公報

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、バッテリが受け入れ可能な回生電力に制約がある場合であっても発電機の電力回生によって必要な制動力を得ることができるハイブリッド車両を提供することを目的とする。

本発明に係るハイブリッド車両は、内燃機関、スロットル弁、電動コンプレッサ、バイパス通路、バイパス弁、発電機、及びバッテリを備える。内燃機関は車輪に動力伝達機構を介して連結されている。スロットル弁は内燃機関の吸気通路に設けられている。電動コンプレッサは吸気通路のスロットル弁よりも上流に設けられている。バイパス通路は電動コンプレッサと並列に、電動コンプレッサをバイパスするように設けられる。バイパス弁はバイパス通路に設けられる。発電機は車輪に動力伝達機構を介して連結され、電力回生による回生制動力を動力伝達機構に入力可能に設計されている。バッテリは発電機により回生された電力を蓄える。

本ハイブリッド車両は、さらに制御装置を備える。制御装置はスロットル弁及びバイパス弁を操作するとともに、電動コンプレッサへの通電を制御する。電動コンプレッサには、バッテリから電力が供給されてもよいし、発電機による電力回生によって得られた回生電力が供給されてもよい。電動コンプレッサに電力を供給するバッテリは、回生電力を蓄えるバッテリと同一のバッテリでもよいし別のバッテリでもよい。制御装置は、発電機による回生制動が行われる場合、バッテリの残量が基準量よりも大きいときには、スロットル弁を閉じてバイパス弁を開くとともに、電動コンプレッサに電力を供給する。バッテリ残量の基準量は、例えば、バッテリが受け入れ可能な回生電力に基づいて決定してよい。

上記のごとく、本ハイブリッド車両は、内燃機関に吸入される空気を過給する電動コンプレッサを備える。電動コンプレッサによれば、バッテリからの電力の供給を制御することによって、任意のタイミングでまた任意の過給圧で過給を行うことができる。さらに、電動コンプレッサは、過給という本来の用途の他に、意図的な電力の消費にも用いることができる。ただし、単に電動コンプレッサを作動させたのでは、不必要な空気がエンジンに送り込まれてしまい触媒等の後処理工程に悪影響を与えてしまう。また、エンジンに空気が流れないようにスロットル弁を閉じた場合には、過給によりスロットル弁の上流の空気圧力が上昇するため、エンジンの再始動時の空気量の制御性に悪影響を与えてしまう。この点に関し、本ハイブリッド車両は、スロットル弁を閉じてバイバス弁を開いた状態で、電動コンプレッサを作動させることができる。これによれば、不必要な空気がエンジンに送り込まれることはなく、また、電動コンプレッサにより送り出された空気は電動コンプレッサとバイパス通路との間を循環するだけとなるため、空気圧力が過度に高まることは避けられる。

バッテリの残量が基準量よりも大きいときには、発電機の回生電力をバッテリに充電することは控えたい。このため、発電機の電力回生を行うのであれば、発電機の回生電力、或いは、バッテリの充電可能電力を超える回生電力を何らかの方法で消費する必要がある。本ハイブリッド車両によれば、スロットル弁を閉じてバイパス弁を開くとともに、電動コンプレッサに電力を供給することで、空気圧力の上昇を抑えながら、発電機の回生電力、或いは、バッテリの充電可能電力を超える回生電力を消費することができる。ゆえに、本ハイブリッド車両によれば、バッテリが受け入れ可能な回生電力に制約がある場合であっても、発電機の電力回生によって必要な制動力を得ることできる。

制御装置は、電動コンプレッサの入口温度が基準温度より高い場合、入口温度が基準温度以下の場合と比較してバイパス弁の開度を小さくするように構成されてもよい。バイパス弁の開度を小さくすれば、空気圧力はわずかに上昇するものの、空気がバイパス弁を通る際の膨張により温度低下が生じるので、電動コンプレッサの入口温度を低下させることができる。

また、本ハイブリッド車両は、電動コンプレッサとバイパス通路との間を循環する空気を冷却する冷却装置をさらに備えてもよい。冷却装置は、例えば、電動コンプレッサよりも上流の吸気通路や、空気の循環方向においてバイパス弁よりも下流のバイパス通路に設けてもよい。また、電動コンプレッサのハウジングと冷却装置とを一体化してもよい。このような冷却装置を設けることで、電動コンプレッサとバイパス通路との間を循環する空気の温度の上昇を抑えることができる。

以上述べた通り、本発明に係るハイブリッド車両によれば、バッテリが受け入れ可能な回生電力に制約がある場合であっても発電機の電力回生によって必要な制動力を得ることができる。

実施の形態１に係るハイブリッド車両の構成を示す図である。電力消費制御によるスロットル弁とバイパス弁の開度設定と空気の流れを示す図である。比較例によるスロットル弁とバイパス弁の開度設定と空気の流れを示す図である。電動コンプレッサにおける消費電力と空気量と圧力比との関係を示す図である。実施の形態１で実行される制動制御の手順を示すフローチャートである。実施の形態２に係るハイブリッド車両の要部の構成、空気の流れ、及び冷却水の流れを示す図である。実施の形態２に係るハイブリッド車両の変形例１の要部の構成、空気の流れ、及び冷却水の流れを示す図である。実施の形態２に係るハイブリッド車両の変形例２の要部の構成と空気の流れを示す図である。実施の形態２に係るハイブリッド車両の変形例３の要部の構成と空気の流れを示す図である。エンジン水温からバッテリ残量の基準量を決定するマップ（ＭＡＰ３）のイメージを示す図である。冷却水温度と冷却水量とから冷却装置の最大冷却量を算出するマップ（ＭＡＰ４）のイメージを示す図である。冷却装置の最大冷却量から電動コンプレッサの消費可能電力を算出するマップ（ＭＡＰ５）のイメージを示す図である。実施の形態２で実行される制動制御の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、以下に示す実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態において説明する構造は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るハイブリッド車両の構成を示す図である。図１に示すように、ハイブリッド車両１は、車輪１４を回転駆動するための１つの動力装置として、エンジン２を備える。エンジン２は、ガソリン又は軽油などの炭化水素系の燃料の燃焼により動力を出力する内燃機関であって、吸気装置、排気装置、燃料噴射装置、点火装置、冷却装置などを備える。吸気装置を構成する吸気通路３０には、吸入空気量を調整するためのスロットル弁３２が設けられている。吸気通路３０におけるスロットル弁３２の上流にはモータ３４ａによって駆動される電動コンプレッサ３４が設けられている。吸気通路３０は、電動コンプレッサ３４と並列に、電動コンプレッサ３４をバイパスするバイパス通路４０が設けられている。バイパス通路４０には、バイパス通路４０を流れる空気量を調整するためのバイパス弁４２が設けられている。

ハイブリッド車両１は、車輪１４を回転駆動するための別の１つの動力装置として、発電可能な電動機である第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ６を備える。第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ６は、供給された電力によりトルクを出力する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備える交流同期型の発電電動機である。第１モータジェネレータ４は主に発電機として用いられ、第２モータジェネレータ６は主に電動機として用いられる。

エンジン２、第１モータジェネレータ４、及び第２モータジェネレータ６は、動力伝達機構８によって車輪１４と連結されている。動力伝達機構８は、動力分配機構１０と減速機構１２とを含む。動力分配機構１０は、例えばプラネタリギヤユニットであり、エンジン２から出力されるトルクを第１モータジェネレータ４と車輪１４とに分割する。エンジン２から出力されるトルク又は第２モータジェネレータ６から出力されるトルクは、減速機構１２を介して車輪１４に伝達される。

第１モータジェネレータ４は、動力分配機構１０を介して供給されたトルクにより電力を回生発電する。エンジン２及び第２モータジェネレータ６からトルクが出力されていない状態において、第１モータジェネレータ４による電力回生を行うことで、回生制動力が第１モータジェネレータ４から動力伝達機構８を介して車輪１４に伝達され、ハイブリッド車両１は減速する。すなわち、ハイブリッド車両１は第１モータジェネレータ４による回生制動を行うことができる。

第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ６は、インバータ１８とコンバータ２０とを介してバッテリ１６と電力の授受を行う。インバータ１８は、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ６のいずれか一方で発電される電力を他方に消費させることができるように設計されている。インバータ１８は、バッテリ１６に蓄えられた電力を直流から交流に変換して第２モータジェネレータ６に供給するとともに、第１モータジェネレータ４によって発電される電力を交流から直流に変換してバッテリ１６に蓄える。このため、バッテリ１６は、第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ６のいずれかで生じた電力や不足する電力により充放電される。

電動コンプレッサ３４のモータ３４ａは三相の交流モータである。モータ３４ａは、コンバータ３８とインバータ３６とを介してバッテリ１６から電力の供給を受ける。コンバータ３８は、電圧を調整し、インバータ３６は、直流電力を交流電力に変換してモータ３４ａに供給する。また、モータ３４ａには、インバータ１８、コンバータ２０、コンバータ３８、及びインバータ３６を介して第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ６からも電力の供給が可能である。例えば、第１モータジェネレータ４による回生制動が行われる場合において、第１モータジェネレータ４によって回生発電された回生電力の一部あるいは全部をモータ３４ａに供給することもできる。

ハイブリッド車両１は、エンジン２、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ６、動力分配機構１０などの動作を制御してハイブリッド車両１の走行を制御する制御装置５０を備えている。制御装置５０は、少なくとも１つのプロセッサと少なくとも１つのメモリを有するＥＣＵ（Electronic Control Unit）である。メモリには、ハイブリッド車両１の走行制御のための各種のプログラムやマップを含む各種のデータが記憶されている。メモリに記憶されているプログラムがプロセッサで実行されることで、制御装置５０には様々な機能が実現される。なお、制御装置５０は、複数のＥＣＵから構成されていてもよい。

エンジン２の吸入空気量制御、燃料噴射制御、点火時期制御、過給圧制御などは制御装置５０によって行われる。第１モータジェネレータ４や第２モータジェネレータ６を電動機として機能させる力行制御や発電機として機能させる回生制御も制御装置５０によって行われる。詳しくは、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ６に対する制御はインバータ１８を介して行われる。また、制御装置５０は、バッテリ１６から電圧などの情報を取得して、バッテリ１６のＳＯＣ(State of Charge)を監視している。

さらに、制御装置５０により行われるハイブリッド車両１の制御には、電動コンプレッサ３４に意図的に電力を消費させる電力消費制御が含まれる。電力消費制御には、スロットル弁３２の操作とバイパス弁４２の操作が含まれる。図２は、電力消費制御によるスロットル弁３２とバイパス弁４２の開度設定と空気の流れを示す図である。電力消費制御では、スロットル弁３２は閉じてバイパス弁４２は開かれる。この状態で電動コンプレッサ３４に電力を供給して電動コンプレッサ３４を作動させると、電動コンプレッサ３４により送り出された空気は、電動コンプレッサ３４とバイパス通路４０との間を循環する。

電力消費制御の効果について明らかにするため、１つの比較例を挙げる。図３は、比較例によるスロットル弁３２とバイパス弁４２の開度設定と空気の流れを示す図である。比較例では、スロットル弁３２もバイパス弁４２も閉じられる。この状態で電動コンプレッサ３４に電力を供給して電動コンプレッサ３４を作動させると、電動コンプレッサ３４により空気が押し込まれることで電動コンプレッサ３４の出口圧は上昇する。

電動コンプレッサ３４の消費電力は、電動コンプレッサ３４の入口圧に対する出口圧の圧力比と、電動コンプレッサ３４の流入空気量とに関係する。図４は、電動コンプレッサ３４における消費電力と空気量と圧力比との関係を示す図である。消費電力が一定であれば、空気量が大きくなるほど圧力比は小さくなる。空気量が一定であれば、消費電力が大きくなるほど圧力比は大きくなる。圧力比が一定であれば、消費電力が大きくなるほど空気量は大きくなる。

比較例では、エンジン２を停止させている場合、電動コンプレッサ３４により送り出された空気の行き場がないために、あるタイミングで電動コンプレッサ３４への流入空気量はなくなりサージに至る。サージ域では電動コンプレッサ３４による仕事がほとんど行われないため、電動コンプレッサ３４に電力を消費させることができない。一方、エンジンブレーキで減速する場合のようにエンジン２が動作している場合には、スロットル弁３２を通過する空気の流れは生じる。しかし、流入空気量は微小であって大きく増えないので、電動コンプレッサ３４の消費電力の増加につれて圧力比は上昇する。エンジン２の再始動時の空気量の制御性に悪影響を与えるため、電動コンプレッサ３４の圧力比を過度に上昇させることは回避したい。

一方、本実施の形態で実行される電力消費制御によれば、電動コンプレッサ３４により送り出された空気は電動コンプレッサ３４とバイパス通路４０との間を循環する。ゆえに、電動コンプレッサ３４でサージが発生することはなく、電動コンプレッサ３４の圧力比が過度に高まることも避けられる。また、循環する空気量はバイパス弁４２の開度によって調整することができる。ゆえに、電動コンプレッサ３４の消費電力に応じてバイパス弁４２の開度を変更することにより、圧力比が一定に維持されるように流入空気量を調整することもできる。

本実施の形態で実行される電力消費制御では、電動コンプレッサ３４の消費電力とバイパス弁４２の開度との関係を定めた２つのマップが用いられる。第１のマップ（ＭＡＰ１）では、圧力比を低く維持できる消費電力とバイパス弁４２の開度との関係が定められている。第２のマップ（ＭＡＰ２）では、第１のマップに比較して圧力比は若干高くはなるが相対的に流入空気量を減らすことができる消費電力とバイパス弁４２の開度との関係が定められている。これらのマップは、制御装置５０のメモリに記憶されている。

制御装置５０は、例えば、第１モータジェネレータ４による回生制動を行う場合において、回生電力の全てをバッテリ１６が受け入れきることができないときに電力消費制御を実行する。回生制動を作動させるかどうか、そのとき電力消費制御を実行するかどうかは、制御装置５０により実行される制動制御の中で判断される。図５は、本実施の形態において制御装置５０により実行される制動制御の手順を示すフローチャートである。制御装置５０のプロセッサは、このフローチャートで表されるプログラムを所定の周期で実行する。以下、制動制御の内容について、フローチャートに沿って説明する。

まず、ステップＳ１０１では、アクセルオフかどうか判定される。アクセルオフは、アクセルペダルが開放されている状態であって、スイッチによって検知される。アクセルペダルが踏まれている場合は、ハイブリッド車両１は加速中若しくは定常走行中であるために、回生制動は行われない。この場合、ステップＳ１０９の処理が行われる。ステップＳ１０９では、アクセルペダルの開度に応じてハイブリッド車両１の動力装置を制御する通常制御が実施される。

アクセルペダルが開放されると、ハイブリッド車両１は惰性走行する。この場合、ステップＳ１０２の処理が行われる。ステップＳ１０２では、第１モータジェネレータ４による回生制動を実行してハイブリッド車両１を減速させることが行われる。

次に、ステップＳ１０３の判定が行われる。ステップＳ１０３では、バッテリ１６の残量が基準量より大きいかどうか判定される。バッテリ残量とは例えばＳＯＣである。第１モータジェネレータ４による回生制動が実行されるとき、発電によって回生電力が得られる。バッテリ残量が小さければ、この回生電力をバッテリ１６に受け入れることができる。しかし、バッテリ残量が大きい場合には、回生電力を受け入れる余裕はバッテリ１６にはない。判定に用いられる基準量は、回生制動時に発生する回生電力の受け入れに必要な空き容量に基づいて設定されている。

ステップＳ１０３の判定結果が否定の場合、つまり、バッテリ１６に回生電力を受け入れるだけの空き容量がある場合には、これ以降の処理は全てスキップされてルーチンは一旦終了する。この場合は前述の電力消費制御は実行されない。

ステップＳ１０３の判定結果が肯定の場合、つまり、バッテリ１６に回生電力を受け入れるだけの空き容量がない場合には、ステップＳ１０４、Ｓ１０５及びＳ１０６の処理が行われる。ステップＳ１０４では、前述の第１のマップ（図４に示すＭＡＰ１を参照）を参照して必要消費電力からバイパス弁４２の開度が決定される。必要消費電力は、第１モータジェネレータ４による回生制動で得られる回生電力のうち、電動コンプレッサ３４に消費させる電力である。必要消費電力は、回生電力とバッテリ１６の充電可能電力とに基づいて決定される。充電可能電力は、バッテリ１６のＳＯＣ、電流値、電圧値、温度等に基づいて算出してもよい。制御装置５０は、ステップＳ１０４で決定された開度までバイパス弁４２を開く。

ステップＳ１０５では、スロットル弁３２が閉じられる。この操作によって、電動コンプレッサ３４とバイパス通路４０との間を空気が循環する循環経路が形成される。なお、スロットル弁３２を閉じる操作は、バイパス弁４２を開く操作と同時でもよいし、バイパス弁４２を開く操作よりも前でもよい。

ステップＳ１０６では、電動コンプレッサ３４を必要消費電力で作動させることが行われる。この操作によって電動コンプレッサ３４により空気が取り込まれ、取り込まれた空気は、電動コンプレッサ３４とバイパス通路４０との間を循環する（図２参照）。このとき、電動コンプレッサ３４を通過する際に空気圧力は上昇するものの、バイパス弁４２の開度が第１のマップを用いて決定されるので、消費電力の大きさによらず、空気圧力の上昇は低く抑えられる。つまり、ステップＳ１０４、Ｓ１０５及びＳ１０６の処理が行わることにより、空気圧力の上昇を低く抑えながら電力を消費することが可能となる。

ところで、電動コンプレッサ３４を連続して使用すると、電動コンプレッサ３４が発生する熱によって電動コンプレッサ３４とバイパス通路４０との間を循環する空気の温度は次第に上昇する。空気温度の上昇は、エンジン２の再始動時にノッキングの発生の原因になるため、空気温度を過度に上昇させることは回避したい。

そこで、ステップＳ１０７の判定が行われる。ステップＳ１０７では、電動コンプレッサ３４の入口温度が基準温度より大きいかどうか判定される。電動コンプレッサ３４の入口温度は、吸気通路３０に取り付けられた図示しない温度センサによって計測される。基準温度は、空気温度が燃焼に与える影響を考慮して、エンジン２の再始動時のノッキングの発生を回避できる温度に設定されている。詳しくは、好ましい基準温度の決定は、実機を用いた適合作業によって行われる。

ステップＳ１０７の判定結果が否定の場合、つまり、看過できないほどには空気温度が上昇していない場合には、これ以降の処理は全てスキップされてルーチンは一旦終了する。

ステップＳ１０７の判定結果が肯定の場合、つまり、エンジン２の再始動時にノッキングの発生を招くほどに空気温度が上昇している場合には、ステップＳ１０８の処理が行われる。ステップＳ１０８では、前述の第２のマップ（図４に示すＭＡＰ２を参照）を参照して必要消費電力からバイパス弁４２の開度が決定される。第１のマップから第２のマップへ切り替えられることにより、圧力比と流入空気量とで定まる電動コンプレッサ３４の動作点は、等消費電力線上をコンプレッサ効率を高める側に移動する。これにより、流入空気量を減らすようにバイパス弁４２の開度は小さくされる。バイパス弁４２の開度を小さくすれば、圧力比は上昇することになる。しかし、バイパス弁４２の上流側の空気温度は消費電力が同じであれば圧力比に関わらず略同じであるが、空気がバイパス弁４２を通る際の膨張による温度低下は圧力比が大きいほうが大きい。このため、バイパス弁４２の開度を小さくして圧力比を上昇させたほうが、バイパス弁４２を通過後の空気の温度、すなわち、電動コンプレッサ３４の入口温度をより低下させることができる。

以上述べた通り、本実施の形態に係るハイブリッド車両によれば、バッテリ１６が受け入れ可能な回生電力に制約がある場合には、空気の循環経路を形成した上で電動コンプレッサ３４を作動させる電力消費制御が実行される。これにより、エンジンブレーキに頼らずとも、必要な制動力を第１モータジェネレータ４による回生制動で得ることができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図６は、実施の形態２に係るハイブリッド車両の要部の構成、空気の流れ、及び冷却水の流れを示す図である。本実施の形態に係るハイブリッド車両は、電動コンプレッサ３４を通過した空気を冷却する冷却装置４４を備える。冷却装置４４は水冷のインタークーラである。冷却装置４４は、電動コンプレッサ３４とバイパス通路４０との間を循環する空気の温度の上昇を抑える役割を有している。図６に示す例では、冷却装置４４は、吸気通路３０の電動コンプレッサ３４より下流でバイパス通路４０の分岐点よりも上流に設けられている。

冷却装置４４は、冷却水流路６４，６６によってエンジン２に接続されている。冷却水流路６４，６６は、冷却装置４４とエンジン２との間で冷却水を循環させる循環経路を形成している。この循環経路にはラジエータ６０が含まれている。冷却水流路６６には、冷却水を循環させるための電動ポンプ６２が設けられている。電動ポンプ６２が作動しているとき、冷却装置４４では、空気と冷却水との間の熱交換によって冷却水の温度は上昇する。この温められた冷却水を冷間状態のエンジン２に供給すれば、エンジン２の暖機を促進することができる。

なお、冷却水の循環経路は、例えば図７に示すように変形してもよい。図７は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の変形例１の要部の構成、空気の流れ、及び冷却水の流れを示す図である。この変形例１では、ラジエータ６０の前に設置された放熱器６８と冷却装置４４とが冷却水流路６４，６６によって接続されている。冷却装置４４において空気との熱交換によって温められた冷却水を放熱器６８に供給すれば、放熱器６８からの放熱によってラジエータ６０内の冷却水が温められるので、間接的にエンジン２の暖機を促進することができる。

また、冷却装置４４の設置位置は、例えば図８或いは図９に示すように変形してもよい。図８は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の変形例２の要部の構成と空気の流れを示す図である。図９は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の変形例３の要部の構成と空気の流れを示す図である。図８に示す変形例２では、冷却装置４４はバイパス通路４０に設置されている。詳しくは、空気の循環方向においてバイパス弁４２よりも上流に冷却装置４４が設置されている。図９に示す変形例２では、冷却装置４４は電動コンプレッサ３４と一体化されている。詳しくは、電動コンプレッサ３４のハウジングが冷却装置４４により構成されている。

本実施の形態では、バッテリ残量の基準量がエンジン水温から決定される。図１０は、エンジン水温からバッテリ残量の基準量を決定する第３のマップ（ＭＡＰ３）のイメージを示す図である。このマップでは、エンジン水温が低いときには基準量は小さい値に設定される。バッテリ残量が基準量よりも大きいときに電力消費制御が行われるので、基準量が小さくなれば電力消費制御が行われる確率は高くなる。電力消費制御が行われると電動コンプレッサ３４により空気が温められ、冷却装置４４での空気との熱交換によって冷却水が温められる。ゆえに、図１０に示す基準量の設定によれば、エンジン２が低温のときに、電動コンプレッサ３４で作った熱でエンジン２を暖機することができる。また、エンジン水温が高くなれば基準量は大きい値に変更されるので、電力消費制御が無駄に実行されることは抑えられる。

本実施の形態では、冷却装置４４の冷却能力から電動コンプレッサ３４によって消費可能な電力が算出される。消費可能電力は、電動コンプレッサ３４とバイパス通路４０との間を循環する空気の温度を一定温度以上に上昇させないための消費電力の上限値である。この計算のため、制御装置５０のメモリには２つのマップが用意されている。図１１は、その一つ目のマップである第４のマップ（ＭＡＰ４）のイメージを示す図である。第４のマップには、冷却装置４４の最大冷却量が冷却水温度と冷却水量とに関連付けられている。このマップによれば、冷却水温度が低いほど冷却装置４４の最大冷却量は大きくなり、また、冷却水量が多いほど冷却装置４４の最大冷却量は大きくなる。図１２は、その二つ目のマップである第５のマップ（ＭＡＰ５）のイメージを示す図である。第５のマップには、電動コンプレッサ３４の消費可能電力が冷却装置４４の最大冷却量に関連付けられている。このマップによれば、冷却装置４４の最大冷却量が大きいほど、電動コンプレッサ３４の消費可能電力も大きくなる。

以上説明したバッテリ残量の基準量の設定方法と、電動コンプレッサ３４の消費可能電力の計算方法は、制御装置５０により実行される制動制御の中で用いられる。図１３は、本実施の形態において制御装置５０により実行される制動制御の手順を示すフローチャートである。制御装置５０のプロセッサは、このフローチャートで表されるプログラムを所定の周期で実行する。以下、制動制御の内容について、フローチャートに沿って説明する。

まず、ステップＳ２０１では、アクセルオフかどうか判定される。ステップＳ２０１の判定結果が否定の場合、ステップＳ２１４の処理が行われる。ステップＳ２１４では、アクセルペダルの開度に応じてハイブリッド車両１の動力装置を制御する通常制御が実施される。

ステップＳ２０１の判定結果が肯定の場合、ステップＳ２０２の処理が行われる。ステップＳ２０２では、第１モータジェネレータ４による回生制動を実行してハイブリッド車両１を減速させることが行われる。

次に、ステップＳ２０３では、前述の第３のマップ（図１０参照）を参照してエンジン水温からバッテリ残量の基準量が決定される。エンジン水温は、エンジン２に取り付けられた図示しない水温センサによって計測される。そして、ステップＳ２０４では、バッテリ残量が基準量より大きいかどうか判定される。

ステップＳ２０４の判定結果が否定の場合、これ以降の処理は全てスキップされてルーチンは一旦終了する。この場合、電動コンプレッサ３４を作動させて電力を消費する電力消費制御は実行されない。

ステップＳ２０４の判定結果が肯定の場合、続けてステップＳ２０５の判定が行われる。ステップＳ２０５では、電動コンプレッサ３４とバイパス通路４０との間に形成される循環経路の空気温度が上限温度を超えていないかどうか判定される。循環経路の空気温度は、循環経路の何れかの場所に取り付けられた図示しない温度センサによって計測される。なお、上限温度は、エンジン部品の信頼性を担保できる温度範囲の上限、或いは、エンジン２が再始動した場合においてノッキングの発生を回避できる温度範囲の上限である。

ステップＳ２０５の判定結果が否定の場合、これ以降の処理は全てスキップされてルーチンは一旦終了する。この場合、電動コンプレッサ３４を作動させて電力を消費する電力消費制御は実行されない。

ステップＳ２０５の判定結果が肯定の場合には、ステップＳ２０６及びＳ２０７の処理が行われる。ステップＳ２０６では、前述の第４のマップ（図１１参照）を参照して冷却水温度と冷却水量から最大冷却量が算出される。なお、冷却水温度と冷却水量は、それぞれ、冷却水の循環経路に設けられた図示しない温度センサと流量センサとによって計測される。続いてステップＳ２０７では、前述の第５のマップ（図１２参照）を参照して最大冷却量から電動コンプレッサ３４の消費可能電力が算出される。

次に、ステップＳ２０８の判定が行われる。ステップＳ２０８では、ステップＳ２０７で算出された消費可能電力が必要消費電力と比較される。消費可能電力が必要消費電力と同じかそれより大きい場合、ステップＳ２０９に進む。ステップＳ２０９では、必要消費電力が電動コンプレッサ３４の目標消費電力として設定される。消費可能電力が必要消費電力より小さい場合、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、消費可能電力が電動コンプレッサ３４の目標消費電力として設定される。

ステップＳ２０９或いはステップＳ２１０において目標消費電力の設定が行われた後、ステップＳ２１１、ステップＳ２１２及びＳ２１３の処理が行われる。ステップＳ２１１では、前述の第１のマップ（図４に示すＭＡＰ１を参照）を参照して目標消費電力からバイパス弁４２の開度が決定される。制御装置５０は、ステップＳ２１１で決定された開度までバイパス弁４２を開く。ステップＳ２１２では、スロットル弁３２が閉じられる。この操作によって、電動コンプレッサ３４とバイパス通路４０との間を空気が循環する循環経路が形成される。そして、ステップＳ２１３では、電動コンプレッサ３４を目標消費電力で作動させることが行われる。この操作によって電動コンプレッサ３４により空気が取り込まれ、取り込まれた空気は、電動コンプレッサ３４とバイパス通路４０との間を循環する。

以上述べた通り、本実施の形態で実行される制動制御によれば、電動コンプレッサ３４によって循環される空気の過度の温度上昇を抑えながら、回生制動を実行するために必要な電力消費を電動コンプレッサ３４に担わせることができる。なお、消費可能電力が必要消費電力に対して不足するときは、第１モータジェネレータ４による回生制動のみでは必要な制動力を得られない場合がある。その場合には、不足する制動力の分だけエンジンブレーキを効かせればよい。エンジンブレーキが担う制動力は必要な制動力の一部であるので、懸念されるエンジン回転数の上昇は抑えられる。

その他実施の形態．
上述の実施の形態では、電動コンプレッサ３４を作動させて電力を消費する場合、圧力比が一定に維持されるように消費電力に応じてバイパス弁４２の開度を調整しているが、少なくともバイパス弁４２が開いてさえいればよい。つまり、バイパス弁４２が開かれて、電動コンプレッサ３４で送り出された空気が循環するようになっていればよい。

エンジン２の再始動後の空気量の制御性の観点からは、圧力比は低く抑えられることが好ましい。ただし、圧力比をあまりに低く抑えようとすると、目標消費電力が大きい場合には電動コンプレッサ３４の回転数が上限に達してしまうおそれがある。ゆえに、圧力比は必ずしも一定に維持される必要はないが、消費電力によらず圧力比が所定の範囲内に収まるように、消費電力に応じてバイパス弁４２の開度が調整されることが好ましい。

実施の形態２において、冷却装置４４は空冷インタークーラでもよい。冷却装置４４が空冷インタークーラの場合には、外気温度と車速とから最大冷却量を算出すればよい。車速が大きいほど、また、外気温度が低いほど空冷インタークーラの最大冷却量は大きくなる。

また、上述の実施の形態では、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ６の２つのモータジェネレータを備え、一方を発電機として機能させ、他方を電動機として機能させる構成のハイブリッド車両を例示した。しかし、本発明は、単一のモータジェネレータを電動機又は発電機として機能させる構成のハイブリッド車両にも適用することができる。

また、上述の実施の形態では、電動コンプレッサ３４を作動させるための電力を走行用のバッテリ１６から供給しているが、図示しない補機用のバッテリから電動コンプレッサ３４へ電力を供給してもよい。

１ハイブリッド車両
２エンジン
４第１モータジェネレータ
６第２モータジェネレータ
８動力伝達機構
１４車輪
１６バッテリ
３０吸気通路
３２スロットル弁
３４電動コンプレッサ
４０バイパス通路
４２バイパス弁
４４冷却装置
５０制御装置

Claims

車輪に動力伝達機構を介して連結された内燃機関と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットル弁と、
前記吸気通路の前記スロットル弁よりも上流に設けられた電動コンプレッサと、
前記電動コンプレッサをバイパスするバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられたバイパス弁と、
前記車輪に前記動力伝達機構を介して連結され、電力回生による回生制動力を前記動力伝達機構に入力可能な発電機と、
前記発電機により回生された電力を蓄えるバッテリと、
前記発電機による回生制動が行われる場合、前記バッテリの残量が基準量よりも大きいときには、前記スロットル弁を閉じて前記バイパス弁を開くとともに、前記電動コンプレッサに電力を供給するように構成された制御装置と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両。
前記制御装置は、前記電動コンプレッサの入口温度が基準温度より高い場合、前記入口温度が前記基準温度以下の場合と比較して前記バイパス弁の開度を小さくするように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
前記電動コンプレッサと前記バイパス通路との間を循環する空気を冷却する冷却装置をさらに備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両。