JP3539357B2 - Engine operation control device for hybrid electric vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より内燃機関(エンジン)と電動機(モータ)とを組み合わせて車両の駆動力を得るようにしたハイブリッド電気自動車が開発、実用化されている。このようなハイブリッド電気自動車には、エンジンを専らモータの電力供給源として用いるシリーズ式ハイブリッド電気自動車や、エンジンの出力軸とモータの出力軸とがともに駆動輪に機械的に接続されたパラレル式ハイブリッド電気自動車が知られている。
【0003】
このうち、シリーズ式ハイブリッド電気自動車では、バッテリからの電力供給によりモータを作動させて車両を走行させる。そして、図4に示すように、バッテリの電力残存容量が第1の所定値(例えば60%)未満になると、エンジンを作動させて発電機を駆動し、バッテリの充電とモータへの電力供給を行なうのである。また、図4に示すように、このときの充電によりバッテリ1の残存容量が第2の所定値(例えば65%)以上に回復すると、エンジン4の運転が中止されて、発電が中止されるようになっている。
【0004】
ところで、上述のようなシリーズ式ハイブリッド電気自動車のエンジン始動時において、エンジン水温が所定温度(例えば60℃)未満の場合にはエンジン保護のため暖機運転が行なわれる。この場合、発電機を無負荷として予め設定された所定時間(例えば60sec)だけ暖機運転が行なわれる。
これを図5に示すフローチャートを用いて説明すると、まずエンジンの運転が開始されると、ステップS10においてエンジン水温が所定温度(60℃)未満か否かが判定され、所定温度未満の場合にはステップS20に進み、そうでない場合にはステップS40に進む。ステップS20に進んだ場合には、暖機運転が開始されるとともに、暖機運転の時間がカウントされる。そして、暖機運転時間が60secに達するまでは、ステップS30を通って暖機運転が継続され、60sec経過するとステップS20からステップS40に進んで暖機運転が終了するのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、暖機運転開始時に、バッテリの残存容量が第1の所定値近傍であれば良いが、このときすでにバッテリの残存容量が僅かになっていると、暖機運転の間にバッテリ残存容量がさらに低下して、車両の動力性能に悪影響を及ぼすことが考えられる。
【0006】
すなわち、通常走行時には、上述したようにバッテリの残存容量が第1の所定値未満になるとエンジンが始動するので、このときのバッテリ残存容量は当然ながら第1の所定値近傍であり、上記のような課題は生じない。これに対して、例えば車両起動時にバッテリ残存容量がすでに20%位であって、且つエンジン水温が低い時には、暖機運転中にバッテリの残存容量がさらに低下して、車両の走行に支障をきたすという課題が生じるのである。
【0007】
なお、エンジン水温が低い時に暖機運転を実行せずにいきなり発電機に負荷をかけて発電を行なことも考えられるが、このような運転はエンジンに悪影響を及ぼすので、エンジン水温が低い時には暖機運転を省略することはできない。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、エンジンの暖機運転中にバッテリの残存容量が走行に支障をきたすほど低下するような事態を防止できるようにした、ハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置では、エンジンの始動時に、水温検出手段からの検出情報に基づいてエンジンの冷却水の温度が所定温度未満であると制御手段により暖機運転が実行される。また、このときの暖機運転時間が、残存容量検出手段で得られたバッテリの残存容量に基づいて設定されるとともに暖機運転時には発電機を無負荷としてエンジンの回転速度が略一定の回転速度に保持される。これによりバッテリの残存容量に応じた暖機運転を実行することができ、エンジンの暖機運転中に、バッテリ残存容量が走行に支障をきたすほど低下するようなことを防止できる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかるハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置について説明すると、図1はその要部構成を示す模式図である。
図1に示すように、ハイブリッド電気自動車にはバッテリ1が搭載され、バッテリ1はモータコントローラ2を介して電動機(モータ)3に電気的に接続されている。モータ3は図示しない車両の駆動輪側に連結されており、モータ3の駆動によりハイブリッド電気自動車が走行するようになっている。
【0010】
また、ハイブリッド電気自動車にはエンジン4も設けられており、このエンジ4の出力側にはバッテリ1及びモータ3に電力を供給する発電機5が機械的に連結されている。そして、エンジン4により発電機5が駆動されることで、発電機5の負荷に応じた電力が発生するようになっている。
また、この車両には、各種のセンサ類が接続された制御手段としての制御装置(又は、単にコントローラという)6が設けられており、エンジン4及び発電機5は、コントローラ6からの制御信号に基づいてその作動が制御されるようになっている。
【0011】
一方、アクセルペダル7にはアクセル開度センサ8が付設され、運転者によるアクセルペダル7の踏込み量に応じた出力がモータコントローラ2及びコントローラ6に入力されるようになっている。そして、アクセル開度センサ8の出力信号によりモータコントローラ2でモータ3への指示出力が設定され、モータ3への指示出力に応じてモータ3が駆動されるようになっている。
【0012】
また、バッテリ1には、電力残存容量を検出する残存容量検出手段(比重計)10が付設されており、この比重計10によりバッテリ1の残存容量が検出されてコントローラ6に入力されるようになっている。そして、通常はバッテリ1の残存容量が第1の所定値(例えば60%)未満になると、エンジン4を作動させて充電を開始するようになっている。また、残存容量が第2の所定値(例えば65%)以上になると、エンジン4の運転を中止するようになっている。
【0013】
また、エンジン4には、ウォータジャケット21内の冷却水の温度を検出する水温センサ(水温検出手段)22が設けられており、エンジン4の始動時には、この水温センサからの検出情報に基づいて、水温が所定温度(例えば60℃)未満であると、コントローラ6ではエンジン4の暖機運転を実行するようになっている。
【0014】
なお、暖機運転中は、コントローラ6により発電機5を無負荷(発電しない状態)とし、エンジン回転速度が略一定の回転速度(例えば1500rpm)に保持されるようになっている。
また、コントローラ6には、図3に示すようなマップが格納されており、比重計10で検出されたバッテリ1の残存容量に応じて、エンジン4の暖機運転時間が設定されるようになっている。
【0015】
すなわち、ここではバッテリ1の残存容量が60%以上であれば、一定の暖機運転時間(例えば60sec)が設定され、また、バッテリ1の残存容量が30%以下であれば、上記の暖機運転時間よりも小さい一定の暖機運転時間(例えば10sec)が設定されるようになっている。そして、バッテリ1の残存容量が30%から60%の間では、この残存容量が低くなるにしたがって暖気運転時間が短く設定されるようになっているのである。
【0016】
つまり、エンジン4の暖気運転中にもバッテリ1の電力は消費されるため、例えばバッテリ1の残存容量が30%程度の低い状態の時に車両を起動すると、エンジン4の暖機運転が実行されている間に、走行に支障をきたす程度までバッテリ1の残存容量が低下してしまうことが考えられる。このため、本発明では、バッテリ1の残存容量が低い場合には、極力暖機運転時間を短く設定するようになっているのである。
【0017】
また、図3に示すマップで設定された暖機運転時間が経過する前にエンジン水温が60℃以上になったことが検出されると、この時点で暖機運転が終了するようになっている。
なお、図3に示す暖気運転時間の設定マップは、その特性の一例を示すものであって、必ずしもこのような特性に限定されるものではなく、少なくとも残存容量が低下するにしたがって暖気運転時間が短くなる特性を有していれば良い。
【0018】
また、本実施形態では、暖機運転時間の最低値として10secが設定されているが、これは、エンジン4の冷態始動時に最低限必要とされる暖機運転時間であって、エンジン4の諸元等に基づいて設定されるようになっている。
本発明の一実施形態としてのハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置は、上述のように構成されているので、例えば図2に示すフローチャートにしたがってエンジン4の暖機運転が実行される。
【0019】
すなわち、バッテリ1の残存容量が所定値未満となった等のエンジン4の始動条件が成立すると、このルーチンがスタートし、まずステップS1で水温センサ22からのエンジン水温が取り込まれる。そして、エンジン水温が所定温度(例えば60℃)以上であればステップS6に進み、エンジン4の暖機運転が禁止されて通常のエンジン運転が行なわれる。この場合には、コントローラ6からの制御信号に基づいて発電機5に負荷を与えて速やかに発電が行われる。
【0020】
一方、エンジン水温が所定温度未満の場合にはステップS2に進み、エンジン4の暖機運転が実行されるとともに、ステップS3でエンジン水温に基づいて図3に示すようなマップを用いてエンジンの暖機運転時間が設定される。なお、暖機運転中には、コントローラ6からの制御信号により発電機5が無負荷に制御されるとともに、エンジン回転速度が略一定に保持される。
【0021】
その後、ステップS3からステップS4に進み、ステップS3で設定された暖機運転時間が経過したか否かが判定される。そして、この設定時間が経過した場合にはステップS6に進み、暖機運転が禁止される。また、設定された暖機運転時間が経過していなければ、ステップS5に進み暖機運転が継続されてリターンする。
【0022】
したがって、本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置によれば、バッテリ1の残存容量が大きく低下した状態で車両を起動させるような場合(例えば長期間車両を放置した後の起動時)に、エンジン4の暖機運転中にさらにバッテリ1の残存容量が低下して車両の動力性能に影響を及ぼすような事態が確実に回避されるとともに、エンジン4の暖機運転を最低限必要な時間だけ実行するのでエンジン4に対する悪影響も回避できるという特有の利点を有している。また、従来の技術に対して新たな部品を追加することもなく、簡単なロジックを追加するだけでよいので、車両重量の増加やコストの増加を招くこともないという利点がある。
【0023】
なお、本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。例えば、コントローラ6内に図3に示すマップを設ける代わりに、バッテリ残存容量をパラメータとして、計算により暖機運転時間を設定するようにしてもよい。また、上述の実施形態で用いた数値は、エンジン4,発電機1及びモータ3等の特性に応じて適宜変更できる。
【0024】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置によれば、バッテリの残存容量が大きく低下した状態で車両を起動させるような場合に、エンジンの暖機運転中にさらにバッテリの残存容量が低下して車両の動力性能に影響を及ぼすような事態を確実に防止できるとともに、エンジンの暖機運転を最低限必要な時間だけ実行するのでエンジンに対する悪影響も回避できるという特有の利点を有している。また、従来の技術に対して新たな部品を追加することもなく、簡単なロジックの追加だけでよいので、車両重量の増加やコストの増加を招くこともないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置の要部構成を示す模式図である。
【図2】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置の手順を説明するためのフローチャートである。
【図3】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置の特性を説明するためのマップである。
【図4】従来の技術について説明するための図である。
【図5】従来の技術について説明するための図である。
【符号の説明】
1 バッテリ
3 電動機(モータ)
4 エンジン
6 制御手段(コントローラ)
10 残存容量検出手段(比重計)
22 水温検出手段(水温センサ)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an engine operation control device for a hybrid electric vehicle.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Hitherto, a hybrid electric vehicle in which a driving force of a vehicle is obtained by combining an internal combustion engine (engine) and an electric motor (motor) has been developed and put into practical use. Such hybrid electric vehicles include a series hybrid electric vehicle that uses an engine exclusively as a power supply source for a motor, and a parallel hybrid electric vehicle in which both an output shaft of an engine and an output shaft of a motor are mechanically connected to drive wheels. Electric vehicles are known.
[0003]
Among them, in a series hybrid electric vehicle, a motor is operated by power supply from a battery to run the vehicle. Then, as shown in FIG. 4, when the remaining power of the battery is less than the first predetermined value (for example, 60%), the engine is operated to drive the generator, and the battery is charged and the power is supplied to the motor. Do it. Further, as shown in FIG. 4, when the remaining capacity of the
[0004]
When the engine water temperature of the series hybrid electric vehicle as described above is lower than a predetermined temperature (for example, 60 ° C.), a warm-up operation is performed to protect the engine. In this case, the warm-up operation is performed for a predetermined period of time (for example, 60 seconds) with the generator set to no load.
This will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 5. First, when the operation of the engine is started, it is determined in step S10 whether or not the engine water temperature is lower than a predetermined temperature (60 ° C.). Proceed to step S20, otherwise proceed to step S40. When the process proceeds to step S20, the warm-up operation is started and the time of the warm-up operation is counted. Then, the warm-up operation is continued through step S30 until the warm-up operation time reaches 60 seconds, and after 60 seconds elapses, the process proceeds from step S20 to step S40, and the warm-up operation ends.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, at the start of the warm-up operation, the remaining capacity of the battery may be close to the first predetermined value. However, if the remaining capacity of the battery is already small at this time, the remaining capacity of the battery during the warm-up operation may increase. It is conceivable that the temperature will further decrease and adversely affect the power performance of the vehicle.
[0006]
That is, during normal running, the engine is started when the remaining capacity of the battery falls below the first predetermined value, as described above. Therefore, the remaining battery capacity at this time is, of course, near the first predetermined value, as described above. No major issues arise. On the other hand, for example, when the battery remaining capacity is already about 20% at the time of starting the vehicle and the engine water temperature is low, the remaining capacity of the battery is further reduced during the warm-up operation, which hinders the running of the vehicle. The problem arises.
[0007]
In addition, it is conceivable that a load is applied to the generator to generate electricity without performing the warm-up operation when the engine water temperature is low.However, such an operation has a bad effect on the engine. Warm-up operation cannot be omitted.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to prevent a situation in which the remaining capacity of a battery decreases so as to hinder traveling during a warm-up operation of an engine. It is an object to provide an engine operation control device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the engine operation control device for a hybrid electric vehicle according to the first aspect of the present invention, when the engine is started, if the temperature of the cooling water of the engine is lower than a predetermined temperature based on the detection information from the water temperature detection means, the control means warms up. Machine operation is executed. In addition, the warm-up operation time at this time is set based on the remaining capacity of the battery obtained by the remaining capacity detection means, and during the warm-up operation, the generator is not loaded and the rotation speed of the engine is substantially constant. Is held . As a result, the warm-up operation according to the remaining capacity of the battery can be executed, and it is possible to prevent the remaining capacity of the battery from being reduced so as to hinder the running during the warm-up operation of the engine.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an engine operation control device for a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a main part thereof.
As shown in FIG. 1, a
[0010]
The hybrid electric vehicle is also provided with an
In addition, the vehicle is provided with a control device (or simply referred to as a controller) 6 as control means to which various sensors are connected. The
[0011]
On the other hand, an
[0012]
Further, the
[0013]
Further, the
[0014]
During the warm-up operation, the
A map as shown in FIG. 3 is stored in the
[0015]
That is, if the remaining capacity of the
[0016]
That is, since the power of the
[0017]
Further, if it is detected that the engine coolant temperature has reached 60 ° C. or higher before the warm-up operation time set in the map shown in FIG. 3 has elapsed, the warm-up operation is terminated at this point. .
Note that the setting map of the warm-up operation time shown in FIG. 3 is an example of the characteristic, and is not necessarily limited to such a characteristic. What is necessary is just to have the characteristic which becomes short.
[0018]
Further, in the present embodiment, 10 seconds is set as the minimum value of the warm-up operation time, but this is the minimum warm-up operation time required when the
Since the engine operation control device of the hybrid electric vehicle as one embodiment of the present invention is configured as described above, the warm-up operation of the
[0019]
That is, when a start condition of the
[0020]
On the other hand, if the engine water temperature is lower than the predetermined temperature, the process proceeds to step S2, where the warm-up operation of the
[0021]
Thereafter, the process proceeds from step S3 to step S4, and it is determined whether the warm-up operation time set in step S3 has elapsed. If the set time has elapsed, the process proceeds to step S6, and the warm-up operation is prohibited. If the set warm-up operation time has not elapsed, the process proceeds to step S5, where the warm-up operation is continued and returns.
[0022]
Therefore, according to the engine operation control device for a hybrid electric vehicle of the present invention, when the vehicle is started in a state where the remaining capacity of the
[0023]
The engine operation control device for a hybrid electric vehicle according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. For example, instead of providing the map shown in FIG. 3 in the
[0024]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the engine operation control device for a hybrid electric vehicle of the present invention, when the vehicle is started in a state where the remaining capacity of the battery is greatly reduced, the battery is further increased during the warm-up operation of the engine. The unique advantage of this system is that it can reliably prevent the situation where the remaining capacity of the vehicle will be reduced and affect the vehicle's power performance, and it also performs the warm-up operation of the engine only for the minimum necessary time, thus avoiding any adverse effects on the engine. have. In addition, since there is no need to add new parts to the conventional technology and only to add a simple logic, there is an advantage that increase in vehicle weight and cost is not caused.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a main configuration of an engine operation control device for a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a procedure of an engine operation control device for a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a map for explaining characteristics of the engine operation control device of the hybrid electric vehicle according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a conventional technique.
FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1
4
10 Remaining capacity detection means (specific gravity meter)
22 Water temperature detecting means (water temperature sensor)
Claims (1)
該エンジンの冷却水の温度を検出する水温検出手段と、
バッテリの電力残存容量を検出する残存容量検出手段と、
該エンジンの始動時に、該水温検出手段により検出された該冷却水の温度が所定温度未満であると暖機運転を実行させる制御手段とをそなえ、
該制御手段は、暖機運転時に該発電機を無負荷として該エンジンの回転速度を略一定の回転速度に保持するとともに、該暖機運転時間を該残存容量検出手段で得られた該バッテリの残存容量に基づいて設定する
ことを特徴とする、ハイブリッド電気自動車のエンジン運転制御装置。 A generator mechanically connected to the engine, and a battery electrically connected to the generator and the electric motor; and operating the engine to drive the generator to charge and / or charge the battery. An engine operation control device for a hybrid electric vehicle that supplies power to the electric motor,
Water temperature detecting means for detecting the temperature of the cooling water of the engine;
Remaining capacity detection means for detecting the remaining power of the battery;
Control means for performing a warm-up operation when the temperature of the cooling water detected by the water temperature detecting means is lower than a predetermined temperature when the engine is started,
The control means keeps the rotation speed of the engine at a substantially constant rotation speed by setting the generator at no load during the warm-up operation, and the warm-up operation time of the battery obtained by the remaining capacity detection means. An engine operation control device for a hybrid electric vehicle, wherein the setting is performed based on a state of charge .
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