JP2024013533A - 車両 - Google Patents
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Abstract
【課題】内燃機関をより早く暖機完了状態とする。【解決手段】車両VCは、水素を燃料とする内燃機関10と、冷却機構80と、を備えている。ラジエタ85は、メイン流路82の途中に配置される。バイパス流路83は、メイン流路82のうち内燃機関10よりも下流側であり且つラジエタ85よりも上流側の箇所から、メイン流路82のうちラジエタ85よりも下流側の箇所へと繋がっている。バルブ84は、バイパス流路83に取り付けられている。制御装置100は、内燃機関10の機関温度に基づいて暖機完了判定処理を行う。制御装置100は、内燃機関10が暖機完了状態であると判定されたことを条件に、バルブ84を閉弁する閉弁処理を実行する。制御装置100は、内燃機関10が暖機完了状態でないと判定されたことを条件に、バルブ84を開弁する開弁処理を行う。【選択図】図3
Description
本発明は、車両に関する。
特許文献1には、内燃機関と、冷却機構と、を備える車両が記載されている。内燃機関は、燃料タンクと、燃料配管と、レギュレータと、インジェクタと、を有している。燃料タンクは、高圧の気体燃料を貯留する。燃料配管は、燃料タンクとインジェクタとを繋ぐ気体燃料の通路を構成している。レギュレータは、燃料配管を流れる気体燃料の圧力を低下させる。インジェクタは、燃料配管のレギュレータよりも下流側に取り付けられている。一方、冷却機構は、冷却水を流す流路を備えている。冷却機構の流路上には、レギュレータが位置している。
特許文献1に記載のような内燃機関において、内燃機関の温度が低い場合には、例えば、インジェクタの噴口付近に付着した水が氷結することがある。インジェクタの噴口付近で水が氷結すると、インジェクタから適正な量の気体燃料を噴射できない虞がある。そのため、内燃機関をより早く暖機完了状態とすることが望まれている。
上記課題を解決するため、本発明は、水素を燃料とする内燃機関と、前記内燃機関を冷却するための冷却水の流路を有する冷却機構と、前記冷却機構を制御する制御装置と、を備え、前記内燃機関は、水素タンクに接続しており前記水素の通路を構成する燃料配管と、前記燃料配管の途中に取り付けられており、前記水素を減圧するレギュレータと、前記燃料配管の前記レギュレータよりも下流側に取り付けられているインジェクタと、を有し、前記冷却機構は、前記冷却水を圧送するポンプと、前記ポンプから圧送される前記冷却水が流通し、当該冷却水が前記ポンプへと戻るメイン流路と、前記メイン流路の途中に配置されるラジエタと、前記メイン流路のうち前記内燃機関よりも下流側であり且つ前記ラジエタよりも上流側の箇所から、前記メイン流路のうち前記ラジエタよりも下流側の箇所へと繋がっているバイパス流路と、前記バイパス流路に取り付けられているバルブと、を有し、前記レギュレータは、前記バイパス流路のうち前記バルブよりも下流側の箇所に配置されており、前記制御装置は、前記内燃機関の機関温度に基づいて、前記内燃機関が暖機完了状態であるか否かを判定する暖機完了判定処理と、前記暖機完了判定処理によって前記内燃機関が暖機完了状態であると判定されたことを条件に、前記バルブを閉弁する閉弁処理と、前記暖機完了判定処理によって前記内燃機関が暖機完了状態でないと判定されたことを条件に、前記バルブを開弁する開弁処理と、を実行する車両である。
上記構成によれば、内燃機関が暖機完了状態である場合、冷却水はバイパス流路に流れずにメイン流路に流れる。一方で、内燃機関が暖機完了状態でない場合、冷却水はメイン流路に流れずにバイパス流路に流れる。そのため、内燃機関が暖機完了状態でない場合には、冷却水とレギュレータとの間で熱交換が行われる。内燃機関が暖機完了状態でない場合には、冷却水の温度が低くなっているため、レギュレータにおいて、水素が膨張することに伴う熱で、冷却水を暖められる。
上記車両において、前記制御装置は、前記暖機完了判定処理では、前記水素の温度に基づいて前記機関温度を算出してもよい。
上記構成によれば、水素の温度に基づいて、内燃機関が暖機完了状態であるか否かを判定する。水素の温度は、内燃機関における燃焼による熱の影響を受けやすい。また、水素の温度がわかれば、内燃機関内で設計通りに水素が燃焼できるかどうかを判定しやすい。そのため、内燃機関が暖機完了状態であるか否か、すなわち内燃機関が設計通りに駆動できる温度状況であるか否かを感度よく検出できる。
上記構成によれば、水素の温度に基づいて、内燃機関が暖機完了状態であるか否かを判定する。水素の温度は、内燃機関における燃焼による熱の影響を受けやすい。また、水素の温度がわかれば、内燃機関内で設計通りに水素が燃焼できるかどうかを判定しやすい。そのため、内燃機関が暖機完了状態であるか否か、すなわち内燃機関が設計通りに駆動できる温度状況であるか否かを感度よく検出できる。
上記車両において、前記制御装置は、前記暖機完了判定処理では、前記レギュレータの温度に基づいて前記機関温度を算出してもよい。
上記構成によれば、レギュレータの温度に基づいて内燃機関が暖機完了状態であるか否かを判定する。レギュレータの温度は、レギュレータに温度を検出するセンサを取り付けることによって取得できる。つまり、レギュレータの温度は、比較的に検出しやすいパラメータであるため、実現が容易である。
上記構成によれば、レギュレータの温度に基づいて内燃機関が暖機完了状態であるか否かを判定する。レギュレータの温度は、レギュレータに温度を検出するセンサを取り付けることによって取得できる。つまり、レギュレータの温度は、比較的に検出しやすいパラメータであるため、実現が容易である。
上記車両において、前記内燃機関は、前記内燃機関から流出する前記冷却水の温度を検出する温度センサを、さらに有し、前記制御装置は、前記暖機完了判定処理では、前記冷却水の温度に基づいて前記機関温度を算出してもよい。
上記構成によれば、冷却水の温度に基づいて、内燃機関が暖機完了状態であるか否かを判定する。冷却水は、レギュレータと熱交換する対象である。そのため、内燃機関から流出する冷却水の温度を通じて、レギュレータ、ひいては水素の温度を検出できる。
上記車両において、駆動源としてモータジェネレータをさらに備え、前記制御装置は、前記内燃機関及び前記モータジェネレータを制御対象としており、前記制御装置は、前記暖機完了判定処理において、少なくとも前記機関温度が予め定められた第1温度以上であることを条件に、前記内燃機関が暖機完了状態であると判定し、前記制御装置は、前記機関温度が前記第1温度よりも低い温度として定められた第2温度より小さい場合に、前記内燃機関を停止させ、前記モータジェネレータを駆動源として駆動させるEV走行処理を実行してもよい。
上記構成によれば、内燃機関が暖機完了状態でないときに、駆動源としてモータジェネレータが駆動する。一方で、駆動源として内燃機関は駆動しない。そのため、内燃機関が冷えているときに駆動させないことで、内燃機関が冷えているときに駆動させることに伴う不具合の発生を抑制できる。
(一実施形態)
以下、車両の一実施形態について、図面を参照して説明する。
<車両の概略構成>
図1に示すように、車両VCは、火花点火式の内燃機関10を備えている。また、車両VCは、電動機及び発電機の双方の機能を兼ね備える第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72を備えている。したがって、車両VCは、いわゆるハイブリッド車両である。つまり、車両VCは、駆動源として、内燃機関10、第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72を備えている。
以下、車両の一実施形態について、図面を参照して説明する。
<車両の概略構成>
図1に示すように、車両VCは、火花点火式の内燃機関10を備えている。また、車両VCは、電動機及び発電機の双方の機能を兼ね備える第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72を備えている。したがって、車両VCは、いわゆるハイブリッド車両である。つまり、車両VCは、駆動源として、内燃機関10、第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72を備えている。
<内燃機関の構成>
先ず、内燃機関10の全体構成について説明する。
図2に示すように、内燃機関10は、シリンダブロック11と、シリンダヘッド12と、ピストン13と、気筒14と、を備えている。気筒14は、シリンダブロック11の内部に区画されている円柱状の空間である。気筒14の軸方向における両側は、シリンダブロック11の外部に開口している。ピストン13は、気筒14に配置されている。ピストン13の頂面は、気筒14の軸方向の第1端を向いている。シリンダヘッド12は、シリンダブロック11に連結している。シリンダヘッド12の外面は、凹部15を有している。凹部15は、気筒14の軸方向で、当該気筒14と向かい合っている。気筒14を区画するシリンダブロック11の壁面、凹部15の壁面、及びピストン13の頂面は、燃焼室Rを区画している。なお、シリンダヘッド12は、その内部にウォータジャケットWJを有する。ウォータジャケットWJは、後述する冷却機構80の冷却水が流通する通路である。
先ず、内燃機関10の全体構成について説明する。
図2に示すように、内燃機関10は、シリンダブロック11と、シリンダヘッド12と、ピストン13と、気筒14と、を備えている。気筒14は、シリンダブロック11の内部に区画されている円柱状の空間である。気筒14の軸方向における両側は、シリンダブロック11の外部に開口している。ピストン13は、気筒14に配置されている。ピストン13の頂面は、気筒14の軸方向の第1端を向いている。シリンダヘッド12は、シリンダブロック11に連結している。シリンダヘッド12の外面は、凹部15を有している。凹部15は、気筒14の軸方向で、当該気筒14と向かい合っている。気筒14を区画するシリンダブロック11の壁面、凹部15の壁面、及びピストン13の頂面は、燃焼室Rを区画している。なお、シリンダヘッド12は、その内部にウォータジャケットWJを有する。ウォータジャケットWJは、後述する冷却機構80の冷却水が流通する通路である。
内燃機関10は、コネクティングロッド16と、クランク軸17とを備えている。コネクティングロッド16は、ピストン13に連結している。コネクティングロッド16は、ピストン13を挟んでシリンダヘッド12とは反対方向に延びている。クランク軸17は、コネクティングロッド16に連結している。クランク軸17及びコネクティングロッド16は、ピストン13の往復運動を回転運動に変換する。
シリンダヘッド12は、吸気ポート18を有している。吸気ポート18は、シリンダヘッド12の内部に区画されている空間である。吸気ポート18の第1端は、凹部15に向けて開口している。吸気ポート18の第2端は、シリンダヘッド12の外部に向けて開口している。
シリンダヘッド12は、排気ポート19を有している。排気ポート19は、シリンダヘッド12の内部に区画されている空間である。排気ポート19の第1端は、凹部15に向けて開口している。排気ポート19の第2端は、シリンダヘッド12の外部に向けて開口している。
内燃機関10は、吸気バルブ20と、排気バルブ21とを備えている。吸気バルブ20は、吸気ポート18の第1端を開閉する弁である。排気バルブ21は、排気ポート19の第1端を開閉する弁である。
なお、図1では、燃焼室Rと、燃焼室Rに連結している吸気ポート18及び排気ポート19とを1組のみ図示しているが、内燃機関10は、燃焼室Rと、燃焼室Rに連結している吸気ポート18及び排気ポート19等と、を複数組備えている。
内燃機関10は、外気を吸入するための吸気通路22を備えている。吸気通路22は、吸気ポート18の第2端に接続している。吸気通路22は、スロットルバルブ23を収容している。スロットルバルブ23は、弁開度の変更を通じて、吸気通路22を流れる空気の流量である吸入空気量を調整する。吸気通路22から吸入された空気は、吸気ポート18を介して、燃焼室Rに流れ込む。
内燃機関10は、ポートインジェクタ24を備えている。ポートインジェクタ24は、シリンダヘッド12に取り付けられている。そのため、ポートインジェクタ24は、吸気通路22のスロットルバルブ23よりも下流側の部分に位置している。ポートインジェクタ24は、吸気ポート18に燃料を噴射する。
内燃機関10は、筒内インジェクタ25を備えている。筒内インジェクタ25は、シリンダヘッド12に取り付けられている。筒内インジェクタ25は、燃焼室Rに直接燃料を噴射する。
内燃機関10は、点火プラグ26を備えている。点火プラグ26は、シリンダヘッド12に取り付けられている。点火プラグ26は、吸気ポート18と排気ポート19との間に位置している。点火プラグ26は、燃焼室Rに導入された混合気をスパークにより点火する。
内燃機関10は、燃焼室Rでの燃焼により生じた排ガスの排出路である排気通路27を備えている。排気通路27は、排気ポート19の第2端に接続している。排気通路27は、排気浄化触媒28を収容している。排気浄化触媒28は、排気中の例えば窒素酸化物を浄化する。
また、内燃機関10は、燃料供給装置30を備えている。燃料供給装置30は、水素タンク31と、燃料配管32と、レギュレータ35と、を備えている。
水素タンク31は、燃料である水素を高圧状態で貯留するタンクである。燃料配管32は、水素の通路を構成している。燃料配管32は、第1燃料配管33と第2燃料配管34とで構成されている。第1燃料配管33の第1端は、水素タンク31に接続している。また、第1燃料配管33の第2端は、筒内インジェクタ25に接続している。そして、レギュレータ35は、第1燃料配管33の途中に位置している。レギュレータ35は、水素を減圧する。
水素タンク31は、燃料である水素を高圧状態で貯留するタンクである。燃料配管32は、水素の通路を構成している。燃料配管32は、第1燃料配管33と第2燃料配管34とで構成されている。第1燃料配管33の第1端は、水素タンク31に接続している。また、第1燃料配管33の第2端は、筒内インジェクタ25に接続している。そして、レギュレータ35は、第1燃料配管33の途中に位置している。レギュレータ35は、水素を減圧する。
第2燃料配管34の第1端は、第1燃料配管33のうちレギュレータ35よりもポートインジェクタ24側に連結している。第2燃料配管34の第2端は、筒内インジェクタ25に接続している。
<車両の構成>
図1に示すように、車両VCは、第1遊星ギア機構40、リングギア軸45、第2遊星ギア機構50、減速機構62、差動機構63、及び複数の駆動輪64を備えている。
図1に示すように、車両VCは、第1遊星ギア機構40、リングギア軸45、第2遊星ギア機構50、減速機構62、差動機構63、及び複数の駆動輪64を備えている。
第1遊星ギア機構40は、サンギア41、リングギア42、複数のピニオンギア43、及びキャリア44を備えている。サンギア41は、外歯歯車である。サンギア41は、第1モータジェネレータ71に接続している。リングギア42は、内歯歯車であり、サンギア41と同軸上に位置している。各ピニオンギア43は、サンギア41とリングギア42との間に位置している。各ピニオンギア43は、サンギア41及びリングギア42の双方に噛み合っている。キャリア44は、ピニオンギア43を支持している。ピニオンギア43は、自転可能になっており、且つキャリア44と共に回転することにより公転可能になっている。キャリア44は、クランク軸17に接続している。
リングギア軸45は、リングギア42に接続している。また、リングギア軸45は、減速機構62及び差動機構63を介して駆動輪64に接続している。減速機構62は、リングギア軸45の回転速度を減速して出力する。差動機構63は、左右の駆動輪64に回転速度の差が生じることを許容する。
第2遊星ギア機構50は、サンギア51、リングギア52、複数のピニオンギア53、キャリア54、及びケース55を備えている。サンギア51は、外歯歯車である。サンギア51は、第2モータジェネレータ72に接続している。リングギア52は、内歯歯車であり、サンギア51と同軸上に位置している。リングギア52は、リングギア軸45に接続している。各ピニオンギア53は、サンギア51とリングギア52との間に位置している。各ピニオンギア53は、サンギア51及びリングギア52の双方に噛み合っている。キャリア54は、ピニオンギア53を支持している。ピニオンギア53は、自転可能になっている。キャリア54は、ケース55に固定されている。したがって、ピニオンギア53は、公転不可能な状態になっている。
車両VCは、バッテリ75、第1インバータ76、及び第2インバータ77を備えている。
バッテリ75は、二次電池である。第1インバータ76は、第1モータジェネレータ71とバッテリ75との間で、交流・直流の電力変換を行う。また、第1インバータ76は、第1モータジェネレータ71とバッテリ75との間の電力の授受量を調整する。第2インバータ77は、第2モータジェネレータ72とバッテリ75との間で、交流・直流の電力変換を行う。第2インバータ77は、第2モータジェネレータ72とバッテリ75との間の電力の授受量を調整する。
バッテリ75は、二次電池である。第1インバータ76は、第1モータジェネレータ71とバッテリ75との間で、交流・直流の電力変換を行う。また、第1インバータ76は、第1モータジェネレータ71とバッテリ75との間の電力の授受量を調整する。第2インバータ77は、第2モータジェネレータ72とバッテリ75との間で、交流・直流の電力変換を行う。第2インバータ77は、第2モータジェネレータ72とバッテリ75との間の電力の授受量を調整する。
図3に示すように、車両VCは、冷却機構80を備えている。冷却機構80は、冷却対象装置である内燃機関10を冷却する。冷却機構80は、ポンプ81と、メイン流路82と、バイパス流路83と、バルブ84と、ラジエタ85と、を有している。
ポンプ81は、冷媒としての冷却水を圧送する電動ポンプである。
メイン流路82は、ポンプ81から圧送される冷却水が流通し、当該冷却水がポンプ81へと戻る流路である。メイン流路82の上流端は、ポンプ81の吐出口に接続している。また、メイン流路82の下流端は、ポンプ81の吸入口に接続している。そして、メイン流路82上には、冷却対象装置である内燃機関10のウォータジャケットWJが位置している。なお、ウォータジャケットWJは、メイン流路82の一部を構成している。ウォータジャケットWJは、メイン流路82におけるポンプ81よりも下流側に位置している。
メイン流路82は、ポンプ81から圧送される冷却水が流通し、当該冷却水がポンプ81へと戻る流路である。メイン流路82の上流端は、ポンプ81の吐出口に接続している。また、メイン流路82の下流端は、ポンプ81の吸入口に接続している。そして、メイン流路82上には、冷却対象装置である内燃機関10のウォータジャケットWJが位置している。なお、ウォータジャケットWJは、メイン流路82の一部を構成している。ウォータジャケットWJは、メイン流路82におけるポンプ81よりも下流側に位置している。
また、メイン流路82の内燃機関10よりも下流側の箇所には、ラジエタ85が位置している。ラジエタ85は、ラジエタ85内を流れる冷却水と、ラジエタ85の外部の空気とで、熱交換を行う。
バイパス流路83は、メイン流路82のうち内燃機関10よりも下流側であり且つラジエタ85よりも上流側の箇所から、メイン流路82のうちラジエタ85よりも下流側の箇所へと繋がっている。そして、レギュレータ35は、バイパス流路83のうちバルブ84よりも下流側の箇所に配置されている。レギュレータ35は、バイパス流路83を流れる冷却水と熱交換をする。
バルブ84は、バイパス流路83に取り付けられている。バルブ84が開弁状態であるとき、冷却水はバイパス流路83を流れる。バルブ84が閉弁状態であるとき、冷却水はバイパス流路83を流れない。なお、図3では、冷却水の流れを二点鎖線の矢印で示す。
図1に示すように、車両VCは、アクセル操作量センサ95、車速センサ96、冷却水温度センサ97、及び電源スイッチ98を備えている。
アクセル操作量センサ95は、運転者が操作するアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量ACCを検出する。車速センサ96は、車両VCの速度である車速Vを検出する。冷却水温度センサ97は、冷却機構80の冷媒である冷却水の温度である冷却水温度WTを検出する。具体的には、冷却水温度センサ97は、ウォータジャケットWJの出口温度を、冷却水温度WTとして検出する。したがって、冷却水温度センサ97は、内燃機関10から流出する冷却水の温度を検出する。電源スイッチ98は、車両VCの電源がオフ状態でオン操作されることで、始動要求R1を発信する。電源スイッチ98は、車両VCの電源がオン状態でオフ操作されることで、停止要求R2を発信する。
アクセル操作量センサ95は、運転者が操作するアクセルペダルの操作量であるアクセル操作量ACCを検出する。車速センサ96は、車両VCの速度である車速Vを検出する。冷却水温度センサ97は、冷却機構80の冷媒である冷却水の温度である冷却水温度WTを検出する。具体的には、冷却水温度センサ97は、ウォータジャケットWJの出口温度を、冷却水温度WTとして検出する。したがって、冷却水温度センサ97は、内燃機関10から流出する冷却水の温度を検出する。電源スイッチ98は、車両VCの電源がオフ状態でオン操作されることで、始動要求R1を発信する。電源スイッチ98は、車両VCの電源がオン状態でオフ操作されることで、停止要求R2を発信する。
<制御装置>
図1に示すように、車両VCは、制御装置100を備えている。制御装置100は、内燃機関10、第1モータジェネレータ71、第2モータジェネレータ72、及び冷却機構80を制御対象としている。制御装置100は、アクセル操作量ACCを示す信号をアクセル操作量センサ95から取得する。制御装置100は、車速Vを示す信号を車速センサ96から取得する。制御装置100は、バッテリ75から、バッテリ75の電流IB及びバッテリ温度TBを示す信号を取得する。制御装置100は、冷却水温度センサ97から冷却水温度WTを示す信号を取得する。制御装置100は、電源スイッチ98から始動要求R1を示す信号、及び停止要求R2を示す信号を取得する。
図1に示すように、車両VCは、制御装置100を備えている。制御装置100は、内燃機関10、第1モータジェネレータ71、第2モータジェネレータ72、及び冷却機構80を制御対象としている。制御装置100は、アクセル操作量ACCを示す信号をアクセル操作量センサ95から取得する。制御装置100は、車速Vを示す信号を車速センサ96から取得する。制御装置100は、バッテリ75から、バッテリ75の電流IB及びバッテリ温度TBを示す信号を取得する。制御装置100は、冷却水温度センサ97から冷却水温度WTを示す信号を取得する。制御装置100は、電源スイッチ98から始動要求R1を示す信号、及び停止要求R2を示す信号を取得する。
制御装置100は、CPU101、周辺回路102、ROM103、記憶装置104、及びバス105を備えている。バス105は、CPU101、周辺回路102、ROM103、及び記憶装置104を互いに通信可能に接続している。周辺回路102は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路、電源回路、リセット回路等を含む。ROM103は、CPU101が各種の制御を実行するための各種のプログラムを予め記憶している。CPU101は、ROM103に記憶された各種のプログラムを実行することにより、内燃機関10、第1モータジェネレータ71、第2モータジェネレータ72、及び冷却機構80を制御する。
<駆動プログラムによる制御>
ROM103は、内燃機関10、第1モータジェネレータ71、及び第2モータジェネレータ72を駆動するための駆動プログラムを記憶している。CPU101は、始動要求R1を取得すると、駆動プログラムを繰り返し実行する。
ROM103は、内燃機関10、第1モータジェネレータ71、及び第2モータジェネレータ72を駆動するための駆動プログラムを記憶している。CPU101は、始動要求R1を取得すると、駆動プログラムを繰り返し実行する。
CPU101は、アクセル操作量ACC及び車速Vに基づいて、車両VCが走行するために必要な駆動力の要求値である車両要求駆動力を算出する。CPU101は、車両要求駆動力に基づいて、内燃機関10、第1モータジェネレータ71、及び第2モータジェネレータ72のトルク配分を決定する。CPU101は、内燃機関10、第1モータジェネレータ71、及び第2モータジェネレータ72のトルク配分に基づいて、内燃機関10の出力と、第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72の力行及び回生とを制御する。
CPU101は、内燃機関10、第1モータジェネレータ71、及び第2モータジェネレータ72のトルク配分に基づいて、内燃機関10の出力の目標値を算出する。CPU101は、内燃機関10の出力の目標値に基づいて内燃機関10に制御信号を出力する。これにより、CPU101は、スロットルバルブ23の開度、筒内インジェクタ25からの燃料噴射量、ポートインジェクタ24からの燃料噴射量、点火プラグ26の点火タイミング等を制御する。また、CPU101は、第1インバータ76に制御信号を出力することにより、第1インバータ76を介して第1モータジェネレータ71を制御する。さらに、CPU101は、第2インバータ77に制御信号を出力することにより、第2インバータ77を介して第2モータジェネレータ72を制御する。
CPU101は、トルク配分を決定するうえで、バッテリ75の蓄電率、と、入力上限値と、を演算する。CPU101は、電流IBの積算値に基づいて蓄電率を演算する。また、CPU101は、演算した蓄電率とバッテリ温度TBに基づいて、バッテリ75に充電してもよい最大許容電力である入力上限値を演算する。なお、入力上限値はゼロ又は正の値で表現され、絶対値が大きいほどバッテリ75に対して大きな電力を充電することが許容されることになる。バッテリ75の蓄電率が一定の制御範囲内で維持されるように、CPU101は、内燃機関10、第1モータジェネレータ71、及び第2モータジェネレータ72のトルク配分を決定する。
<制御プログラムによる制御>
ROM103は、冷却水温度WTに基づいて、内燃機関10、第1モータジェネレータ71、第2モータジェネレータ72、及び冷却機構80を制御するための制御プログラムを記憶している。CPU101は、始動要求R1を取得すると、制御プログラムを繰り返し実行する。
ROM103は、冷却水温度WTに基づいて、内燃機関10、第1モータジェネレータ71、第2モータジェネレータ72、及び冷却機構80を制御するための制御プログラムを記憶している。CPU101は、始動要求R1を取得すると、制御プログラムを繰り返し実行する。
図4に示すように、CPU101は、制御プログラムが開始されると、先ずステップS11の処理を行う。ステップS11では、CPU101は、内燃機関10の機関温度ETに基づいて、内燃機関10が暖機完了状態であるか否かを判定する暖機完了判定処理を行う。
具体的には、CPU101は、機関温度ETと、予め定められた第1温度T1とを比較して、内燃機関10が暖機完了状態であるか否かを判定する。第1温度T1は、試験やシミュレーションによって、内燃機関10が暖機完了状態である温度として、予め設定されている。例えば、第1温度T1は、60度以上95度未満の範囲内で定められる。
ステップS11では、CPU101は、機関温度ETを推定する。本実施形態では、CPU101は、冷却水温度センサ97が検出する冷却水温度WTに基づいて機関温度ETを算出する。冷却水は、内燃機関10のウォータジャケットWJを流通することで、内燃機関10の例えば燃焼室Rで発生する熱の影響を受ける。そのため、機関温度ETが高くなるほど冷却水温度WTは高くなる。この実施形態では、冷却水温度WTを、そのまま機関温度ETとする。
次に、CPU101は、機関温度ETと第1温度T1とを比較する。機関温度ETが第1温度T1よりも小さい場合、CPU101は、内燃機関10は暖機完了状態でないと判定する。そして、内燃機関10が暖機完了状態でないと判定した場合(S11:YES)、CPU101は、処理をステップS12へ進める。
ステップS12では、CPU101は、バルブ84の開弁処理を行う。つまり、CPU101は、内燃機関10が暖機完了状態でないことを条件として、開弁処理を行う。その後、CPU101は、処理をステップS13へ進める。
ステップS13では、CPU101は、機関温度ETが予め定められた第2温度T2より小さいか否かを判定する。第2温度T2は、第1温度T1よりも低い温度として予め定められている。第2温度T2は、予め試験やシミュレーションによって、内燃機関10のポートインジェクタ24及び筒内インジェクタ25が氷結する虞のある温度として設定されている。さらに、第2温度T2は、仮に機関温度ETが第2温度以下となった状態で、第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72を駆動させることで、機関温度ETが第2温度T2より大きくなる温度として設定されている。例えば、第2温度T2は、10度未満の温度として定められている。機関温度ETが第2温度T2より小さい場合(S13:YES)、CPU101は、処理をステップS14へ進める。
ステップS14では、CPU101は、EV走行処理を行う。EV走行処理では、CPU101は、内燃機関10のトルク配分を0%としたうえで、第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72のトルク配分の和を100%とする。これにより、CPU101は、上述した駆動プログラムで算出したトルク配分に拘わらず、強制的に内燃機関10のトルク配分を0%として第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72を駆動させる。つまり、EV走行処理では、CPU101は、内燃機関10を停止させ、第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72を駆動源として駆動させる。その後、CPU101は、一連の処理を終了する。
ところで、ステップS11において、機関温度ETが第1温度T1以上である場合、CPU101は、内燃機関10は暖機完了状態であると判定する。そして、内燃機関10が暖機完了状態であると判定した場合(S11:NO)、CPU101は、処理をステップS15へ進める。
ステップS15では、CPU101は、バルブ84の閉弁処理を行う。つまり、CPU101は、内燃機関10が暖機完了状態であることを条件として、閉弁処理を行う。その後、CPU101は、処理をステップS16へ進める。
ステップS16では、CPU101は、通常走行処理を行う。通常走行処理では、CPU101は、上述した駆動プログラムで算出したトルク配分で、内燃機関10、第1モータジェネレータ71、及び第2モータジェネレータ72を駆動させる。つまり、ステップS16では、CPU101は、上述したステップS14によるEV走行処理を解除する。その後、CPU101は、一連の処理を終了する。
また、ステップS13において、機関温度ETが第2温度T2以上である場合(S13:NO)も、CPU101は、処理をステップS16へ進める。つまり、機関温度ETが第2温度T2以上である場合には、内燃機関10を強制的に停止させない。
<実施形態の作用>
上記実施形態によれば、ステップS12の開弁処理では、CPU101は、バルブ84を開弁する。これにより、バイパス流路83に冷却水が流れる。そのため、バイパス流路83を流れる冷却水は、バイパス流路83上に位置するレギュレータ35と、熱交換する。
上記実施形態によれば、ステップS12の開弁処理では、CPU101は、バルブ84を開弁する。これにより、バイパス流路83に冷却水が流れる。そのため、バイパス流路83を流れる冷却水は、バイパス流路83上に位置するレギュレータ35と、熱交換する。
一方で、ステップS15の閉弁処理では、CPU101は、バルブ84を閉弁する。これにより、バイパス流路83に冷却水が流れなくなる。そのため、冷却水は、レギュレータ35と熱交換しなくなる。
<実施形態の効果>
(1)上記実施形態によれば、CPU101は、内燃機関10が暖機完了状態であることを条件に閉弁処理を行う。そのため、内燃機関10が暖機完了状態である場合には、バルブ84が閉弁状態となることで、バイパス流路83に冷却水が流れない。一方で、CPU101は、内燃機関10が暖機完了状態でないことを条件に開弁処理を行う。そのため、内燃機関10が暖機完了状態でない場合には、バルブ84が開弁状態となることで、バイパス流路83に冷却水が流れる。よって、内燃機関10が暖機完了状態でない場合には、冷却水とレギュレータ35との間で熱交換が行われる。ここで、水素は、レギュレータ35において減圧膨張されることに伴って発熱する。一方で、内燃機関10が暖機完了状態でない場合には、冷却水の温度が低くなっている。その結果、レギュレータ35において水素が膨張することに伴う熱でも、充分に冷却水を暖められる。
(1)上記実施形態によれば、CPU101は、内燃機関10が暖機完了状態であることを条件に閉弁処理を行う。そのため、内燃機関10が暖機完了状態である場合には、バルブ84が閉弁状態となることで、バイパス流路83に冷却水が流れない。一方で、CPU101は、内燃機関10が暖機完了状態でないことを条件に開弁処理を行う。そのため、内燃機関10が暖機完了状態でない場合には、バルブ84が開弁状態となることで、バイパス流路83に冷却水が流れる。よって、内燃機関10が暖機完了状態でない場合には、冷却水とレギュレータ35との間で熱交換が行われる。ここで、水素は、レギュレータ35において減圧膨張されることに伴って発熱する。一方で、内燃機関10が暖機完了状態でない場合には、冷却水の温度が低くなっている。その結果、レギュレータ35において水素が膨張することに伴う熱でも、充分に冷却水を暖められる。
(2)上記実施形態によれば、冷却水温度WTに基づいて、内燃機関10が暖機完了状態であるか否かを判定する。冷却水は、レギュレータ35と熱交換する対象である。そのため、内燃機関10から流出する冷却水の温度である冷却水温度WTを通じて、レギュレータ35、ひいては水素の温度を検出できる。
(3)上記実施形態によれば、機関温度ETが第2温度T2より小さい場合に、CPU101は、EV走行処理を行う。EV走行処理では、CPU101は、内燃機関10を停止させ、第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72を駆動源として駆動させる。そのため、機関温度ETが第2温度T2以下であるときに内燃機関10を駆動させることに伴う不具合の発生を抑制できる。
なお、第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72は、駆動に伴い発熱する。この熱が内燃機関10に伝わることで、内燃機関10のウォータジャケットWJから流出する冷却水の温度は上昇する。したがって、EV走行処理が継続することにより、機関温度ETが第2温度T2という状況は解消される。機関温度ETが第2温度T2以上であれば、各インジェクタの噴口付近で水が氷結するなどといった機関温度ETが低いことに伴い弊害は解消している蓋然性がある。そのため、内燃機関10の駆動が許容されても、不具合は発生しにくい。さらに、機関温度ETが第2温度T2以上になることに伴い内燃機関10が駆動すれば、水素の燃焼によって内燃機関10の機関温度ETは速やかに上昇する。
(その他の実施形態)
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・車両VCは、駆動源として1つのモータジェネレータを有する構成であってもよい。
・車両VCは、駆動源として第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72を有していなくてもよい。この場合、駆動源として内燃機関10を有しており、CPU101はステップS13、ステップS14及びステップS16の処理を省けばよい。
・車両VCは、駆動源として第1モータジェネレータ71及び第2モータジェネレータ72を有していなくてもよい。この場合、駆動源として内燃機関10を有しており、CPU101はステップS13、ステップS14及びステップS16の処理を省けばよい。
・内燃機関10は、ポートインジェクタ24又は筒内インジェクタ25を省いてもよい。この場合、併せて燃料供給装置30の燃料配管32の構成を適宜変更してもよい。
・上記実施形態において、メイン流路82及びバイパス流路83上に、他のバルブが位置していてもよい。この種のバルブとしては、例えば、バイパス流路83の上流端に取り付けられるサーモスタットバルブが挙げられる。
・上記実施形態において、メイン流路82及びバイパス流路83上に、他のバルブが位置していてもよい。この種のバルブとしては、例えば、バイパス流路83の上流端に取り付けられるサーモスタットバルブが挙げられる。
・上記実施形態におけるバルブ84は、バイパス流路83を開閉できるものであれば、どのようなバルブであっても構わない。例えば、バイパス流路83の上流端に取り付けられた電磁三方弁であってもよい。この変更例の電磁三方弁は、バイパス流路83を閉じる際には、メイン流路82におけるラジエタ85側の通路を開ける。したがって、この状態では、冷却水は、バイパス流路83を流通しない一方で、メイン流路82におけるラジエタ85側の流路を流通する。一方、バイパス流路83を開ける際には、メイン流路82におけるラジエタ85側の通路を閉じる。したがって、この状態では、冷却水は、バイパス流路83を流通する一方で、メイン流路82におけるラジエタ85側の流路を流通しない。
・機関温度ETは、冷却水温度WTに基づいて算出されるものに限られない。例えば、車両VCの燃料配管32を流れる水素の温度を検出するセンサを備えている場合、CPU101は、水素の温度に基づいて機関温度ETを算出してもよい。水素の温度は、燃料配管32の温度と略同じである。そして、燃料配管32は、内燃機関10の近くに位置しているため、内燃機関10からの熱の影響を受ける。そのため、燃料配管32の温度、すなわち水素の温度は、内燃機関10の温度である機関温度ETと強い相関がある。この場合、水素の温度は、水素の温度を検出するセンサによって取得できる。この変更例によれば、機関温度ETを検出するために、冷却水の温度を検出するセンサを用いなくても済む。
なお、上記の変更例において、水素の温度は、レギュレータ35による減圧前の水素の温度でもよいし、レギュレータ35による減圧後の水素の温度でもよい。ただし、レギュレータ35による減圧後の水素の温度を検出する場合、その温度は、水素の膨張に伴う発熱後の温度であることを差し引いて、機関温度ETを推定する必要がある。
・また例えば、車両VCがレギュレータ35の温度を検出するセンサを備えている場合、CPU101は、機関温度ETを、レギュレータ35の温度に基づいて推定してもよい。この場合、レギュレータ35の温度は、レギュレータ35の温度を検出するセンサによって取得できる。この変更例によれば、機関温度ET、すなわち水素の温度を検出するために、冷却水の温度を検出するセンサを用いなくても済む。
・上記実施形態のようにモータジェネレータを有している場合であっても、ステップS13、ステップS14、ステップS16の処理を省略してもよい。つまり、機関温度ETが第2温度T2より小さいか否かに拘わらず、通常走行処理をしてもよい。また、機関温度ETが第2温度T2より小さいか否かに拘わらず、他の条件に応じてEV走行処理をしてもよい。
・CPU101は、EV走行処理を、車両VCが停止していることを条件として行ってもよい。この場合、車両VCが走行中に内燃機関10が停止することを防ぐことができる。そのため、車両VCの走行中に内燃機関10が急に停止することによる違和感が車両VCの乗員に与えられることを防止できる。
10…内燃機関
24…ポートインジェクタ
25…筒内インジェクタ
30…燃料供給装置
31…水素タンク
32…燃料配管
35…レギュレータ
71…第1モータジェネレータ
72…第2モータジェネレータ
80…冷却機構
81…ポンプ
82…メイン流路
83…バイパス流路
84…バルブ
85…ラジエタ
97…冷却水温度センサ
100…制御装置
ET…機関温度
T1…第1温度
T2…第2温度
VC…車両
WJ…ウォータジャケット
WT…冷却水温度
24…ポートインジェクタ
25…筒内インジェクタ
30…燃料供給装置
31…水素タンク
32…燃料配管
35…レギュレータ
71…第1モータジェネレータ
72…第2モータジェネレータ
80…冷却機構
81…ポンプ
82…メイン流路
83…バイパス流路
84…バルブ
85…ラジエタ
97…冷却水温度センサ
100…制御装置
ET…機関温度
T1…第1温度
T2…第2温度
VC…車両
WJ…ウォータジャケット
WT…冷却水温度
Claims (5)
- 水素を燃料とする内燃機関と、前記内燃機関を冷却するための冷却水の流路を有する冷却機構と、前記冷却機構を制御する制御装置と、を備え、
前記内燃機関は、
水素タンクに接続しており前記水素の通路を構成する燃料配管と、
前記燃料配管の途中に取り付けられており、前記水素を減圧するレギュレータと、
前記燃料配管の前記レギュレータよりも下流側に取り付けられているインジェクタと、を有し、
前記冷却機構は、
前記冷却水を圧送するポンプと、
前記ポンプから圧送される前記冷却水が流通し、当該冷却水が前記ポンプへと戻るメイン流路と、
前記メイン流路の途中に配置されるラジエタと、
前記メイン流路のうち前記内燃機関よりも下流側であり且つ前記ラジエタよりも上流側の箇所から、前記メイン流路のうち前記ラジエタよりも下流側の箇所へと繋がっているバイパス流路と、
前記バイパス流路に取り付けられているバルブと、
を有し、
前記レギュレータは、前記バイパス流路のうち前記バルブよりも下流側の箇所に配置されており、
前記制御装置は、
前記内燃機関の機関温度に基づいて、前記内燃機関が暖機完了状態であるか否かを判定する暖機完了判定処理と、
前記暖機完了判定処理によって前記内燃機関が暖機完了状態であると判定されたことを条件に、前記バルブを閉弁する閉弁処理と、
前記暖機完了判定処理によって前記内燃機関が暖機完了状態でないと判定されたことを条件に、前記バルブを開弁する開弁処理と、
を実行する
車両。 - 前記制御装置は、前記暖機完了判定処理では、前記水素の温度に基づいて前記機関温度を算出する
請求項1に記載の車両。 - 前記制御装置は、前記暖機完了判定処理では、前記レギュレータの温度に基づいて前記機関温度を算出する
請求項1に記載の車両。 - 前記内燃機関は、前記内燃機関から流出する前記冷却水の温度を検出する温度センサを、さらに有し、
前記制御装置は、前記暖機完了判定処理では、前記冷却水の温度に基づいて前記機関温度を算出する
請求項1に記載の車両。 - 駆動源としてモータジェネレータをさらに備え、
前記制御装置は、前記内燃機関及び前記モータジェネレータを制御対象としており、
前記制御装置は、前記暖機完了判定処理において、少なくとも前記機関温度が予め定められた第1温度以上であることを条件に、前記内燃機関が暖機完了状態であると判定し、
前記制御装置は、前記機関温度が前記第1温度よりも低い温度として定められた第2温度より小さい場合に、前記内燃機関を停止させ、前記モータジェネレータを駆動源として駆動させるEV走行処理を実行する
請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の車両。
Priority Applications (1)
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JP2022115692A JP2024013533A (ja) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 車両 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022115692A JP2024013533A (ja) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 車両 |
Publications (1)
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---|---|
JP2024013533A true JP2024013533A (ja) | 2024-02-01 |
Family
ID=89718961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022115692A Pending JP2024013533A (ja) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 車両 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2024013533A (ja) |
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2022
- 2022-07-20 JP JP2022115692A patent/JP2024013533A/ja active Pending
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