JP2021187364A

JP2021187364A - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP2021187364A
Application number: JP2020096237A
Authority: JP
Inventors: 俊哉橋本; Toshiya Hashimoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-06-02
Filing date: 2020-06-02
Publication date: 2021-12-13

Abstract

【課題】内燃機関の効率が悪化することを抑制しつつ内燃機関の暖機を促進可能なハイブリッド車両の制御装置を提供すること。【解決手段】本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関を駆動して発電可能なハイブリッド車両の制御装置であって、内燃機関の暖機が完了していない場合、内燃機関の出力をかさ上げするかさ上げ処理を実行する制御手段を備え、制御手段は、内燃機関が運転中は、現在の内燃機関の出力と内燃機関の熱効率変化量とに基づいて算出される値を内燃機関の出力のかさ上げ量として用い、内燃機関が停止から運転中に切り換わる始動のタイミングでは、暖機後における内燃機関の冷却水温と始動時における内燃機関の冷却水温とに基づいて算出される値を内燃機関の出力のかさ上げ量として用いる。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関を駆動して発電可能なハイブリッド車両の制御装置に関する。

特許文献１には、ＥＶ走行が禁止されているとき（間欠運転禁止時）、ＥＶ走行が許可されているとき（間欠運転許可時）よりも走行パワーが小さい領域において、発電装置を動作させることによって内燃機関の負荷を増加させる技術が記載されている。

特開２０１０−３６６０１号公報

一般に、冷間時の内燃機関の効率は暖機後の内燃機関の効率より悪いために、内燃機関の出力を上げることによって内燃機関を早急に温めることが望ましい。一方、効率の悪い状態で内燃機関の出力を上げると内燃機関の効率は悪化する。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、燃費が最適となる内燃機関の出力（エンジンパワー、Ｐチャージ量）を実現できていない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の効率が悪化することを抑制しつつ内燃機関の暖機を促進可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関を駆動して発電可能なハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関の暖機が完了していない場合、前記内燃機関の出力をかさ上げするかさ上げ処理を実行する制御手段を備え、前記制御手段は、前記内燃機関が運転中は、現在の内燃機関の出力と内燃機関の熱効率変化量とに基づいて算出される値を前記内燃機関の出力のかさ上げ量として用い、前記内燃機関が停止から運転中に切り換わる始動のタイミングでは、暖機後における内燃機関の冷却水温と始動時における内燃機関の冷却水温とに基づいて算出される値を前記内燃機関の出力のかさ上げ量として用いる。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の暖機状態を考慮して内燃機関の出力をかさ上げするので、内燃機関の効率が悪化することを抑制しつつ内燃機関の暖機を促進することができる。

図１は、本発明の一実施形態であるハイブリッド車両の構成を示すブロック図である。図２は、本発明の一実施形態であるかさ上げ処理の流れを示すフローチャートである。図３は、図２に示すかさ上げ処理の変形例の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態であるハイブリッド車両について説明する。

〔構成〕
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態であるハイブリッド車両の構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態であるハイブリッド車両の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本発明の一実施形態であるハイブリッド車両１は、エンジン２、発電機３、インバータ４、バッテリ５、モータ６、駆動輪７、及びＥＣＵ（Electronic Control Unit）８を備えている。

エンジン２は、周知の内燃機関によって構成され、燃料タンク２ａ内に貯留されている燃料を用いて動力を出力する。また、エンジン２は触媒２ｂを備えている。触媒２ｂは、エンジン２から排出された排ガスを浄化するためのものであり、エンジン２の排気通路に設置されている。触媒２ｂは、排ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを酸化・還元作用によって除去・浄化する機能を有している。

発電機３は、発電機能に加えてモータ機能を有する発電用モータジェネレータである。また、モータ６は、モータ機能に加えて発電機能を有する駆動用モータジェネレータである。発電機３は、インバータ４を介してモータ６と電気的に接続されている。

バッテリ５には、モータ６を駆動させるための電力が充電される。バッテリ５は、インバータ４を介して発電機３及びモータ６と電気的に接続されている。なお、発電機３で発電された電力は、バッテリ５に充電せずに発電機３からインバータ４を介してモータ６に供給されてもよい。

ハイブリッド車両１は、エンジン２から出力された動力によって発電機３を駆動させて発電した電力をバッテリ５に蓄える。加速時（力行時）には、ハイブリッド車両１は、バッテリ５から出力された電力によってモータ６を駆動させることにより、モータ６から出力された動力によって駆動輪７を駆動させる。また、制動時（回生時）には、ハイブリッド車両１は、駆動輪７からモータ６に伝達される外力によってモータ６を発電機として機能させて、モータ６で発電した電力をバッテリ５に蓄える。また、ハイブリッド車両１は、モータ６のみで走行するＥＶ走行とエンジン２及びモータ６を併用するＨＶ走行とを行うことが可能である。

ＥＣＵ８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを主要構成部品とした電子制御装置であり、各種コンピュータプログラムを実行する。ＥＣＵ８は、本発明に係る制御装置として機能する。

ＥＣＵ８は、例えばハイブリッド車両１の走行モードがＥＶ走行からＨＶ走行に切り替わる際に、エンジン２の間欠始動運転を行う。この間欠始動運転では、まずエンジン２に燃料を噴射する前に、モータ６によってエンジン２を空回しさせるモータリングを行う。そして、このモータリングを経て、燃料噴射によってエンジン２を始動させる。

このような構成を有するハイブリッド車両１では、ＥＣＵ８が、以下に示すかさ上げ処理を実行することにより、エンジン２の効率が悪化することを抑制しつつエンジン２の暖機を促進する。以下、図２を参照して、かさ上げ処理を実行する際のＥＣＵ８の動作について説明する。

〔かさ上げ処理〕
図２は、本発明の一実施形態であるかさ上げ処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、ハイブリッド車両１のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り換えられたタイミングでスタートとなり、かさ上げ処理はステップＳ１の処理に進む。かさ上げ処理は、ハイブリッド車両１のイグニッションスイッチがオン状態である間、繰り返し実行される。

ステップＳ１の処理では、ＥＣＵ８が、エンジン２が運転中であるか否かを判別する。判別の結果、エンジン２が運転中である場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８は、かさ上げ処理をステップＳ２の処理に進める。一方、エンジン２が運転中でない場合には（ステップＳ１：Ｎｏ）、ＥＣＵ８は、かさ上げ処理をステップＳ６の処理に進める。

ステップＳ２の処理では、ＥＣＵ８が、エンジン２の暖機が完了しているか否かを判別する。判別の結果、エンジン２の暖機が完了している場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８は、かさ上げ処理をステップＳ６の処理に進める。一方、エンジン２の暖機が完了していない場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、ＥＣＵ８は、かさ上げ処理をステップＳ３の処理に進める。

ステップＳ３の処理では、ＥＣＵ８が、エンジン２の始動時（エンジン２が停止中から運転中に切り換わるタイミング）であるか否かを判別する。判別の結果、エンジン２の始動時である場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８は、かさ上げ処理をステップＳ４の処理に進める。一方、エンジン２の始動時でない場合には（ステップＳ３：Ｎｏ）、ＥＣＵ８は、かさ上げ処理をステップＳ５の処理に進める。

ステップＳ４の処理では、ＥＣＵ８が、暖機後のエンジン２の冷却水温と始動時のエンジン２の冷却水温との差分値に定数Ａを乗算した値をかさ上げ量Ａｄｄ＿Ｐチャージとして算出する。そして、ＥＣＵ８は、算出されたかさ上げ量Ａｄｄ＿Ｐチャージだけエンジン２の出力をかさ上げする。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、かさ上げ処理はステップＳ１の処理に戻る。

ステップＳ５の処理では、ＥＣＵ８が、前回のかさ上げ処理におけるかさ上げ量Ａｄｄ＿Ｐチャージ｜_ｎからエンジン２の熱効率変化量に定数Ｂを乗算した値を減算した値を今回のかさ上げ処理におけるかさ上げ量Ａｄｄ＿Ｐチャージ｜_ｎ＋１として算出する。なお、ＥＣＵ８は、パワートレインの出力及び温度とエンジン２の熱効率変化量との関係を示すテーブルからそのときのエンジン２の熱効率変化量を算出する。そして、ＥＣＵ８は、算出されたかさ上げ量Ａｄｄ＿Ｐチャージ｜_ｎ＋１だけエンジン２の出力をかさ上げする。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、かさ上げ処理はステップＳ１の処理に戻る。

ステップＳ６の処理では、ＥＣＵ８が、内燃機関の出力（パワーチャージ（Ｐチャージ））のかさ上げを禁止する。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、かさ上げ処理はステップＳ１の処理に戻る。

〔変形例〕
図３は、図２に示すかさ上げ処理の変形例の流れを示すフローチャートである。図３に示すフローチャートは、ハイブリッド車両１のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り換えられたタイミングでスタートとなり、かさ上げ処理はステップＳ１１の処理に進む。かさ上げ処理は、ハイブリッド車両１のイグニッションスイッチがオン状態である間、繰り返し実行される。

ステップＳ１１の処理では、ＥＣＵ８が、エンジン２が運転中であるか否かを判別する。判別の結果、エンジン２が運転中である場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８は、かさ上げ処理をステップＳ１２の処理に進める。一方、エンジン２が運転中でない場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ＥＣＵ８は、かさ上げ処理をステップＳ１７の処理に進める。

ステップＳ１２の処理では、ＥＣＵ８が、触媒２ｂの暖機過程であるか否かを判別する。判別の結果、触媒２ｂの暖機過程である場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８は、エミッションを優先するためにかさ上げ処理をステップＳ１７の処理に進める。一方、触媒２ｂの暖機過程でない場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、ＥＣＵ８は、かさ上げ処理をステップＳ１３の処理に進める。以後、ステップＳ１３〜ステップＳ１７の処理は、図２に示すステップＳ２〜ステップＳ６の処理と同じであるので、以下ではその説明を省略する。

以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態であるハイブリッド車両１では、エンジン２が運転中は、現在のエンジン２の出力とエンジン２の熱効率変化量とに基づいて算出される値をエンジン２の出力のかさ上げ量として用い、エンジン２が停止から運転中に切り換わる始動のタイミングでは、暖機後におけるエンジン２の冷却水温と始動時におけるエンジン２の冷却水温とに基づいて算出される値をエンジン２の出力のかさ上げ量として用いる。このような構成によれば、エンジン２の暖機状態を考慮してエンジン２の出力をかさ上げするので、エンジン２の効率が悪化することを抑制しつつエンジン２の暖機を促進することができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ハイブリッド車両
２エンジン
２ａ燃料タンク
２ｂ触媒
３発電機
４インバータ
５バッテリ
６モータ
７駆動輪

Claims

内燃機関を駆動して発電可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関の暖機が完了していない場合、前記内燃機関の出力をかさ上げするかさ上げ処理を実行する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関が運転中は、現在の内燃機関の出力と内燃機関の熱効率変化量とに基づいて算出される値を前記内燃機関の出力のかさ上げ量として用い、前記内燃機関が停止から運転中に切り換わる始動のタイミングでは、暖機後における内燃機関の冷却水温と始動時における内燃機関の冷却水温とに基づいて算出される値を前記内燃機関の出力のかさ上げ量として用いる
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。