JP6264258B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、動力源としてエンジン及び電動機を備える車両の制御装置に関する。
この種の車両としては、特許文献1に記載の車両がある。特許文献1に記載の車両は、エンジンと、モータジェネレータと、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルポジションセンサと、制御装置とを備えている。
特許文献1に記載の制御装置は、アクセルペダルポジションセンサを通じてアクセルペダルのオフ操作を検出した際、車載バッテリが満充電状態の場合には、エンジンを停止させた状態で車速保持制御を実行する。車速保持制御は、車速が一定速度で維持されるようにモータを駆動させる制御である。また、特許文献1に記載の制御装置は、アクセルペダルのオフ操作を検出した際、車載バッテリが満充電状態でない場合には、エンジンを停止させた状態で減速度可変制御を実行する。減速度可変制御は、車速が徐々に減少するようにモータを駆動させる制御である。減速度可変制御では、バッテリのSOC値(state of charge:充電状態)が小さくなるほど、減速度を大きくする。特許文献1に記載の装置は、速度保持制御又は減速度可変制御の実行中にアクセルペダルのオン操作を検出した場合、エンジンを再始動させる。これらの速度保持制御及び減速度可変制御の実行により、燃費を向上させることができる。
特許第4079077号公報
ところで、特許文献1に記載の制御装置では、速度保持制御又は減速度可変制御が行われている間、エンジンが駆動していないため、エンジンの冷却水の温度が低下していく。冷却水の温度が低下すると、車両の暖房機能が低下する。その対策として、一般的な制御装置は、その後にエンジンを再始動させた時、冷却水の温度が所定温度以上になるまでエンジンを強制的に駆動させ続ける制御を行う。
また、制御装置が速度保持制御又は回生発電を伴わない減速度可変制御を行っている間は、バッテリの充電が行われないため、例えばモータジェネレータによる電動機としての駆動や補機類の負荷によりSOC値が低下していく。補機類とは、例えばエアーコンディショニング装置やカーナビゲーション装置等の車載機を示す。SOC値が低下して下限値に達すると、一般的な制御装置は、エンジンを強制的に駆動させてバッテリを充電する。
冷却水の温度低下やSOC値の低下に伴いエンジンが強制駆動している間、制御装置は、アクセルペダルがオフ操作された際にエンジンを停止させることができない。そのため、燃費の改善効果が低下するおそれがある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンの強制駆動による燃費の悪化を抑制することのできる車両の制御装置を提供することにある。
上記課題を解決する車両の制御装置(54)は、車両(1)の駆動輪(10)に動力を伝達するエンジン(20)と、駆動輪に動力を伝達するとともに、駆動輪から伝達される回生エネルギに基づき回生発電を行う電動機(21)と、エンジンの駆動に基づき発電する発電機(24)と、発電機により発電される電力、及び電動機により回生発電される電力を充電するとともに、車載機(13)に電力を供給するバッテリ(25)と、を備える。車両の制御装置は、エンジンの冷却水の温度が強制駆動温度以下になることに基づきエンジンを強制駆動させるとともに、バッテリのSOC値が強制駆動SOC値以下になることに基づきエンジンを強制駆動させる。車両の制御装置は、エンジンと駆動輪との間での動力の伝達、及び電動機と駆動輪との間での動力の伝達を遮断する遮断状態に車両を移行させる機能を有する。車両の制御装置は、車両が遮断状態になると推定され、且つ遮断状態の期間中に冷却水の温度が強制駆動温度以下になると推定される場合、あるいは車両が遮断状態になると推定され、且つ遮断状態の期間中にSOC値が強制駆動SOC値以下になると推定される場合には、SOC値を増加させる。
この構成によれば、車両が遮断状態になると推定され、且つ遮断状態の期間中に冷却水の温度が強制駆動温度以下になると推定される場合には、エンジンが駆動するため、冷却水の温度が上昇する。これにより、車両が遮断状態になる前に冷却水の温度を上昇させることができるため、その後に車両が実際に遮断状態になった際に冷却水の温度が強制駆動温度以下になり難くなる。よって、エンジンの強制駆動に起因する燃費の悪化を抑制することができる。
また、車両が遮断状態になると推定され、且つ遮断状態の期間中にバッテリのSOC値が強制駆動SOC値以下になると推定される場合には、エンジンが駆動するため、バッテリのSOC値が増加する。これにより、車両が遮断状態になる前にSOC値が増加するため、その後に車両が実際に遮断状態になった際にSOC値が強制駆動SOC値以下になり難くなる。よって、エンジンの強制駆動に起因する燃費の悪化を抑制することができる。
本発明によれば、エンジンの強制駆動による燃費の悪化を抑制することができる。
車両の制御装置の第1実施形態についてその概略構成を示すブロック図。 (a)〜(d)は、従来の車両の制御装置について車速V、エンジン回転速度Ne、冷却水の温度Tw、及び高圧バッテリのSOC値の推移を示すタイミングチャート。 第1実施形態の車両の制御装置についてHEV制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャート。 第1実施形態の車両の制御装置について高圧バッテリの充電量Cwと、目標SOC値及び現在のSOC値の偏差ΔSOCとの関係を示すマップ。 第1実施形態の車両の制御装置についてエンジン出力の閾値Epthと、車速Vと、車両の前後方向の傾斜角θとの関係を示すマップ。 第1実施形態の車両の制御装置について冷却水の温度Twの推移を示すグラフ。 (a)〜(d)は、第1実施形態の車両の制御装置について車速V、エンジン回転速度Ne、冷却水の温度Tw、及び高圧バッテリのSOC値の推移を示すタイミングチャート。 車両の制御装置の第2実施形態についてその概略構成を示すブロック図。 第2実施形態の車両の制御装置について車速閾値Vthと車間距離Dcとの関係を示すマップ。 車両の制御装置の第3実施形態についてその概略構成を示すブロック図。 車両の制御装置の第4実施形態について送風機の風量Wと、冷却水の温度Twとの関係を示すマップ。 第4実施形態の車両の制御装置について電動ポンプの流量Fと、冷却水の温度Twとの関係を示すマップ。 車両の制御装置の第5実施形態についてその概略構成を示すブロック図。 第5実施形態の車両の制御装置について電動ポンプの流量Fと、冷却水の温度Twとの関係を示すマップ。 車両の制御装置の第6実施形態についてその概略構成を示すブロック図。 第6実施形態の車両の制御装置についてサーモスタットの開度と、冷却水の温度Twとの関係を示すマップ。 第6実施形態の車両の制御装置についてサーモスタット駆動温度の変動量ΔTwaと、外気温Todとの関係を示すマップ。 車両の制御装置の第7実施形態についてその概略構成を示すブロック図。 第7実施形態の車両の制御装置についてグリルシャッタの開度と、冷却水の温度Twとの関係を示すマップ。 第7実施形態の車両の制御装置についてグリルシャッタ駆動温度の変動量ΔTwaと、外気温Todとの関係を示すマップ。 車両の制御装置の第8実施形態についてグリルシャッタの開度とヒートポンプの出力との関係を示すマップ。 車両の制御装置の第9実施形態についてHEV制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャート。 車両の制御装置の他の実施形態についてHEV制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャート。
<第1実施形態>
以下、車両の制御装置の第1実施形態について説明する。はじめに、本実施形態の車両1の概要について説明する。
図1に示されるように、本実施形態の車両1は、駆動システム2と、冷却システム3と、空調装置4とを備えている。
(駆動システム2の構成)
駆動システム2は、エンジン20と、電動機21と、変速機22と、デファレンシャルギア23と、発電機24と、高圧バッテリ25と、インバータ26と、SOC(State of charge;充電状態)センサ27と、回転速度センサ28とを有している。
電動機21は、エンジン20の出力軸200の途中に設けられている。電動機21は、エンジン20の出力軸200にトルクを付与することにより出力軸200を回転させる。
変速機22は、エンジン20の出力軸200の一端部に連結されている。変速機22は、エンジン20から出力軸200を介して伝達される動力をギア段に応じて変速し、出力軸230から出力する。変速機22の出力軸220はデファレンシャルギア23及びドライブシャフト29を介して駆動輪10に連結されている。変速機22はロックアップクラッチ221を有している。ロックアップクラッチ221は、エンジン20の出力軸200と変速機22の出力軸220とを機械的に連結する機能と、その連結を遮断する機能とを有している。
発電機24の入力軸240は、エンジン20の出力軸200における変速機22が連結される側の端部と反対側の端部にプーリ241を介して連結されている。すなわち、発電機24はエンジン20の駆動に基づき発電する。発電機24は、発電した電力を高圧バッテリ25に充電する。また、発電機24は、発電した電力をDC−DCコンバータ11を介してエンジン冷却システム3の電動ポンプ30や各種車載機13に供給するとともに、低圧バッテリ12に充電する。低圧バッテリ12は、電動ポンプ30や車載機13に電力を供給する。
高圧バッテリ25は充電電力をインバータ26に供給する。また、高圧バッテリ25は、充電電力をDC−DCコンバータ11を介してエンジン冷却システム3の電動ポンプ30や各種車載機13に供給するとともに、低圧バッテリ12に充電する。よって、電動ポンプ30及び車載機13は、低圧バッテリ12あるいは高圧バッテリ25から供給される電力に基づき駆動する。
インバータ26は、高圧バッテリ25から供給される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を電動機21に供給する。
SOCセンサ27は高圧バッテリ25のSOC値を検出する。SOC値は、完全放電状態を0%とし、満充電状態を100%と定義した上で、高圧バッテリ25の充電状態を0%から100%の範囲で表したものである。
回転速度センサ28は、エンジン20の出力軸200の回転速度Neを検出する。
駆動システム2では、エンジン20あるいは電動機21から変速機22及びデファレンシャルギア23を介して駆動輪10に動力が伝達されることにより、駆動輪10が回転する。このように、本実施形態の車両1は、動力源としてエンジン20及び電動機21を備えている。
駆動システム2では、駆動輪10からデファレンシャルギア23及び変速機22を介して出力軸220に伝達される回生エネルギに基づき電動機21が回生発電を行う。この際、インバータ26は、回生発電を通じて電動機21により生成される交流電力を直流電力に変換し、高圧バッテリ25に充電する。このように、駆動システム2では、回生充電が可能となっている。
駆動システム2では、ロックアップクラッチ221によりエンジン20の出力軸200と変速機22の出力軸220との間の機械的な連結を遮断することにより、駆動輪10とエンジン20との間の機械的な連結、及び駆動輪10と電動機21との間の機械的な連結を共に遮断することが可能となっている。
(冷却システム3の構成)
冷却システム3は、電動ポンプ30と、ラジエータ31と、ヒータコア32と、水温センサ33とを備えている。電動ポンプ30、ラジエータ31、ヒータコア32、及びエンジン20は冷却水配管34により環状に連結されている。
冷却水配管34には、エンジン20を冷却するための冷却水が流れている。冷却水配管34内の冷却水とエンジン20との間で熱交換が行われることによりエンジン20が冷却される。
電動ポンプ30は、冷却水配管34内の冷却水を「エンジン20→ヒータコア32→ラジエータ31→電動ポンプ30→エンジン20」の順で循環させる。
ラジエータ31は、内部を通過する冷却水と外気との間で熱交換を行うことにより、冷却水を冷却する。
ヒータコア32は、空調装置4の空気通路40内に配置されている。空気通路40は、車内あるいは車外から空気を吸入するとともに、その空気の温度を調整して車内へ吹き出す。ヒータコア32は、内部を流れる冷却水と空気通路40内の空気との間で熱交換を行うことにより、空気通路40内の空気を加熱する。これにより、空気通路40から車内に吹き出される空気の温度が上昇し、車内が暖房される。
水温センサ33は、冷却水配管34を流れる冷却水の温度Twを検出する。
(空調装置4の構成)
空調装置4は、空気通路40と、送風機41とを有している。送風機41は、車外あるいは車内の空気を空気通路40に取り込む。送風機41は、その回転数に応じて空気通路40に取り込まれる空気の流量、換言すれば空気通路40から車内に吹き出される温調空気の風量を調整する。
(車両1の電気的な構成)
車両1は、エアコン制御装置50と、エンジン制御装置51と、電動発電機制御装置52と、電源制御装置53と、HEV( Hybrid Electric Vehicle)制御装置54とを備えている。各制御装置50〜54はマイクロコンピュータを中心に構成されており、メモリ等を有している。各制御装置50〜54は、CAN( Controller Area Network)等の車載ネットワーク55を介して互いに通信可能となっている。
エアコン制御装置50は、送風機41の駆動制御を通じて空気通路40から車内に吹き出される空気の風量を調整する風量制御を実行する。また、エアコン制御装置50は、電動ポンプ30の駆動制御を通じてヒータコア32を流通する冷却水の流量を調整することにより、空気通路40内を流れる空気の加熱量を調整する、換言すれば車内に吹き出される空気の暖房効果を調整する暖房出力制御を実行する。なお、エアコン制御装置50は、空気通路40内に設けられた図示しない複数のダンパの開度を変更したり、図示しない冷房用熱交換器の駆動を制御することにより、空気通路40内を流れる空気の温度を調整する温調制御等も実行する。
エンジン制御装置51は、エンジン20のスロットルバルブ開閉制御や燃料噴射制御、点火時期制御等を行う。
電動発電機制御装置52は、インバータ26により電動機21に供給される電力を制御することにより、電動機21の駆動を制御する。また、電動発電機制御装置52は、発電機24の駆動も制御する。
電源制御装置53は、高圧バッテリ25の充放電を制御する。具体的には、電源制御装置53は、高圧バッテリ25からインバータ26等に放電される電力を制御する。また、電源制御装置53は、電動機21からインバータ26を介して高圧バッテリ25に充電される電力を制御する。
車両1は、車両の状態を検出するためのセンサとして、例えばアクセルペダルポジションセンサ60、シフトポジションセンサ61、ブレーキスイッチ62、車速検出部としての車速センサ63、加速度センサ64、及び温度検出部としての温度センサ65を有している。アクセルペダルポジションセンサ60は、アクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)Paを検出する。シフトポジションセンサ61は、シフトレバーのシフトポジションPsを検出する。ブレーキスイッチ62は、ブレーキペダルの踏み込み操作を検出する。車速センサ63は、車両1の速度(車速)Vを検出する。加速度センサ64は、車両1の3軸方向の加速度(車両加速度)Aを検出する。温度センサ65は、車外の温度(外気温)Todを検出する。
HEV制御装置54は、SOCセンサ27、回転速度センサ28、水温センサ33、アクセルペダルポジションセンサ60、シフトポジションセンサ61、ブレーキスイッチ62、車速センサ63、加速度センサ64、及び温度センサ65のそれぞれの出力を所定の周期で取り込む。HEV制御装置54は、各センサ27,28,33,60〜65の検出値に基づいて各種制御量を設定し、設定した各種制御量を制御装置50〜53に送信する。この各種制御量に基づき制御装置50〜53が制御対象をそれぞれ制御することにより、駆動システム2や冷却システム3、空調装置4が駆動する。
例えば、HEV制御装置54は、アクセル開度Pa、シフトポジションPs、ブレーキペダルの踏み込み操作の有無、車速V、及び車両加速度A等に基づいて車両1の走行駆動力を演算し、燃料消費量(燃費)を最小としつつ必要な走行駆動力が得られるようにエンジン20及び電動機21のそれぞれのトルク指令値を設定する。HEV制御装置54は、設定したトルク指令値をエンジン制御装置51に送信することにより、エンジン20のトルク制御、並びにエンジン20の駆動制御及び停止制御を行う。また、HEV制御装置54は、設定したトルク指令値を電動発電機制御装置52に送信することにより、電動機21のトルク制御、並びに電動機21の駆動制御及び停止制御を行う。HEV制御装置54は、エンジン20及び電動機21の両者の駆動、あるいはそれらのうちのいずれか一方の駆動により車両1を走行させるハイブリッド(HEV)走行制御を行う。
HEV制御装置54は、HEV走行制御中にアクセル開度Paが零となった場合、すなわちアクセルペダルがオフ操作された場合、コースティング制御を実行する。具体的には、HEV制御装置54は、ロックアップクラッチ221によりエンジン20の出力軸200と変速機22の出力軸220とを遮断することにより車両1の惰性走行(コースティング走行)を可能とするとともに、エンジン20を停止させる。これにより、アイドル燃料やエンジン20のフリクション損失、電動機21における回生発電時の損失を伴うことなく車両1が走行できるため、燃費を向上させることができる。
HEV制御装置54は、エンジン20の停止中、冷却水の温度Twが予め定められた強制駆動温度Twc以上であるか否かを判断する。強制駆動温度Twcは、例えば空調装置4において暖房機能を発揮するために必要な冷却水の下限温度に設定されている。HEV制御装置54は、エンジン20が停止している期間に冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下になった場合、その後にアクセルペダルの踏み込み操作に基づきエンジン20を再始動させる際に、冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以上になるまでエンジン20を強制的に駆動させ続ける。なお、エンジン20の強制駆動とは、例えば上記のHEV制御の実行中にアクセル開度Paが零になった場合でも、冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以上になるまでエンジン20を駆動させ続けることを意味する。
HEV制御装置54は、エンジン20の駆動中、高圧バッテリ25のSOC値を目標SOC値Sdとすべくエンジン20の駆動を制御する。目標SOC値の基本値Ssは、電動機21により生成される回生電力を高圧バッテリ25に充電する余力を確保するために、例えば60%に設定される。また、HEV制御装置54は、高圧バッテリ25のSOC値と目標SOC値Sdとの偏差が大きくなるほどエンジン20の回転速度Neを増加させることにより、高圧バッテリ25のSOC値を早期に目標SOC値Sdに近づける。
HEV制御装置54は、エンジン20の停止中、高圧バッテリ25のSOC値が予め設定された強制駆動SOC値以下になると、エンジン20を強制駆動させる。強制駆動SOC値は、目標SOC値の基本値Ssよりも小さい値かなり、例えば40%に設定される。
ところで、図2(a),(b)に示されるように、車両1がコースティング走行している間は、エンジン20が停止している。そのため、図2(c),(d)に示されるように、時間の経過に伴い冷却水の温度Tw及び高圧バッテリ25のSOC値が低下する。これに起因して時刻t1で冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下になると、それ以降に運転者が時刻t2でアクセルペダルを踏み込んで車両1を加速させた際にエンジン20が強制駆動する。よって、冷却水の温度Twが強制駆動温度Twcを超える時刻t4まで、エンジン20が駆動し続けることになる。この際、運転者が時刻t3でコースティング走行をすべくアクセルペダルをオフ操作したとしても、エンジン20は停止しない。結果的に、時刻t3から時刻t4までの期間にエンジン20で燃料が消費されるため、コースティング走行による燃費の改善効果が低下する。また、コースティング走行中の冷却水の温度Twの低下により空調装置4の暖房機能が低下するため、特に冬季において車内の快適性を確保できないおそれがある。
さらに、車両1がコースティング走行している間は、車載機13の駆動に伴い高圧バッテリ25のSOC値が低下していく。これに起因して高圧バッテリ25のSOC値が強制駆動SOC値以下になると、エンジン20が強制駆動する。この際も、運転者がコースティング走行をすべくアクセルペダルをオフ操作したとしても、エンジン20が停止しないため、コースティング走行による燃費の改善効果が低下する。
そこで、本実施形態のHEV制御装置54は、HEV走行中に、コースティング走行が行われるか否かを推定する。HEV制御装置54は、コースティング走行が行われると推定される場合、コースティング走行中に冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下になるか否か、及び高圧バッテリ25のSOC値が強制駆動SOC値以下になるか否かを判断する。HEV制御装置54は、コースティング走行中に冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下になると推定される場合、あるいはコースティング走行中に高圧バッテリ25のSOC値が強制駆動SOC値以下になると推定される場合、目標SOC値Sdを増加させることにより、高圧バッテリ25のSOC値を予め上昇させる。また、目標SOC値Sdを増加させると、目標SOC値Sdと高圧バッテリ25のSOC値との偏差に応じた電力を発電機24により生成するために、エンジン20が駆動する。そのため、冷却水の温度を予め上昇させることもできる。
次に、HEV制御装置54による目標SOC値Sdの設定方法について説明する。
HEV制御装置54は、目標SOC値Sdを設定するに当たり、以下の(a1)〜(a5)に示される情報をメモリ54aに記憶している。
(a1)電動機21の動力に基づく車両1のEV(Electric Vehicle)走行に費やされた消費電力を除く高圧バッテリ25の消費電力の平均値Wa。消費電力平均値Waは電源制御装置53により演算される。電源制御装置53は、例えば現在から所定時間T1前までのEV走行を除く高圧バッテリ25の消費電力を積算し、その積算値に基づいて高圧バッテリ25の消費電力平均値Waを演算する。HEV制御装置54は、電源制御装置53から高圧バッテリ25の消費電力平均値Waの情報を逐次取得し、その情報をメモリ54aに記憶させている。
(a2)現在から所定時間T1前までの期間におけるコースティング走行開始時の車速Vcsと、そのときのコースティング走行の継続時間Tc。これらの情報は、HEV制御装置54により検出されてメモリ54aに記憶されている。
(a3)車両1の走行負荷の平均値Caa。この値はHEV制御装置54により逐次演算される。HEV制御装置54は、例えばアクセル開度Pa、エンジン20の回転速度Ne、及び車速V等に基づいて車両1の走行負荷を周期的に演算しており、現在から所定時間T1前までの車両1の走行負荷の時系列的なデータに基づき車両1の走行負荷の平均値Caaを演算する。
(a4)ヒータコア32における冷却水の放熱量の平均値Hra。換言すれば、ヒータコア32の出力の平均値。HEV制御装置54は、水温センサ33により検出される冷却水の温度Twに基づいて、例えば現在から所定時間T1前までの期間におけるヒータコア32での冷却水の放熱量の時系列的なデータを取得し、そのデータに基づいてヒータコア32における冷却水の放熱量の平均値Hraを演算する。
(a5)現在から所定時間T1前までの期間における冷却水の温度Twの推移。
(a6)現在から所定時間T1前までの期間における高圧バッテリ25のSOC値の推移。
HEV制御装置54は、これらの(a1)〜(a6)の情報を用いて目標SOC値Sdを補正する。次に、HEV制御装置54による目標SOC値Sdの設定手順について詳述する。
HEV制御装置54は、車両1がHEV走行している際に、図3に示される処理を所定の演算周期で繰り返し実行する。すなわち、HEV制御装置54は、まず、目標SOC値Sdを基本値Ssに設定する(ステップS10)。次に、HEV制御装置54は、コースティング走行が行われると推定され、且つコースティング走行中にエンジン20が強制駆動する可能性があるか否かを判定する(ステップS11)。具体的には、HEV制御装置54は、以下の(b1)の条件及び(b2)の条件の少なくとも一方が満たされることをもって、コースティング走行が行われると推定され、且つコースティング走行中にエンジン20が強制駆動する可能性があると推定する。
(b1)冷却水の現在の温度Twが第1温度閾値Tw1以下であり、且つ現在から所定時間T1前までの期間に冷却水の温度Twが第2温度閾値Tw2以下となる状況が発生していること。なお、第2温度閾値Tw2は、冷却水の温度が強制駆動温度Twc付近まで低下したか否かを判断できる値、例えば強制駆動温度Twcよりも若干大きい値に設定される。第1温度閾値Tw1は、例えば第2温度閾値Tw2よりも大きい値に設定される。
(b2)現在のSOC値が第1閾値S1以下であり、且つ現在から所定時間T1前までの期間にSOC値が第2閾値S2以下となる状況が発生していること。なお、第2閾値S2は、SOC値が強制駆動SOC値付近まで低下したか否かを判断できる値、例えば強制駆動SOC値よりも若干大きい値に設定される。第1閾値S1は、例えば第2閾値S2よりも大きい値に設定される。
HEV制御装置54は、(b1)の条件及び(b2)の条件の少なくとも一方が満たされる場合、ステップS11の判定処理で肯定判定し(ステップS11:YES)、目標SOC値Sdを補正する(ステップS12)。目標SOC値Sdの補正方法は以下の通りである。
HEV制御装置54は、まず、次回のコースティング走行時にSOC値の低下に起因するエンジン20の強制駆動を回避すべく、目標SOC値Sdを補正する。具体的には、HEV制御装置54は現在の車速Vを検出する。次に、HEV制御装置54は、現在から所定時間T1前までの期間におけるコースティング走行が開始された際の車速Vcsと、そのときのコースティング走行の継続時間Tcに基づいて、次回のコースティング走行が現在の車速Vで行われたと仮定した際のコースティング走行の推定継続時間Tcfを演算する。HEV制御装置54は、演算した推定継続時間Tcfと高圧バッテリ25の消費電力平均値Waとから以下の式f1に基づいて、次回コースティング走行時における高圧バッテリ25の消費電気エネルギの推定値Eeを演算する。なお、「Ee」の単位は[kJ]であり、「Wa」の単位は[kW]であり、「Tcf」の単位は[sec]である。
Ee=Wa×Tcf (f1)
HEV制御装置54は、高圧バッテリ25の消費電気エネルギとSOC値の低下量との相関関係に基づいて、演算した消費電気エネルギ推定値Eeから、次回コースティング走行時のSOC値の低下量の推定値(以下、「消費SOC推定値」と略記する)Seを演算する。HEV制御装置54は、演算した消費SOC推定値Seと、強制駆動SOC値Scとに基づいて暫定目標SOC値Sdaを以下の式f2に基づいて演算する。
Sda=Sc+Se×γ (f2)
なお、「γ」は1よりも大きい値に設定された安全係数である。
HEV制御装置54は、演算した暫定目標SOC値Sdaと基本値Ssとを比較し、それらのうちの大きい方を第1目標SOC値Sd1に設定する。第1目標SOC値Sd1は、次回コースティング走行時にSOC値の低下に起因するエンジン20の強制駆動を回避することの可能なSOC値である。
次に、HEV制御装置54は、次回コースティング走行時に冷却水の温度Twの低下に起因するエンジン20の強制駆動を回避すべく、第1目標SOC値Sd1を更に補正する必要があるか否かを判定する。
具体的には、HEV制御装置54は、ヒータコア32における冷却水の放熱量の平均値Hraと、現在の車速Vと、現在の外気温Todとに基づき、次回コースティング走行時における冷却水の推定放熱量Hreを演算する。また、HEV制御装置54は、冷却水の現在の温度Twと、強制駆動温度Twcとの偏差に基づき、冷却水の温度Twが現在値から強制駆動温度Twcに低下するまでに許容される冷却水の許容放熱量Hrbを演算する。HEV制御装置54は、この許容放熱量Hrbと、次回コースティング走行時の冷却水の推定放熱量Hreとから冷却水の不足熱量Hsを以下の式f3に基づき演算する。「Hs」、「Hrb」、及び「Hre」のそれぞれの単位は[kJ]である。
Hs=Hrb−Hre (f3)
この不足熱量Hsが、エンジン20による冷却水の加熱量よりも大きい場合、次回コースティング走行時に冷却水の温度Twの低下に起因してエンジン20が強制駆動すると推定することができる。
ここで、エンジン20による冷却水の加熱量は、エンジン20の消費燃料エネルギに平均冷却水加熱効率Eweを乗算することにより求めることができる。平均冷却水加熱効率Eweは、エンジン20の冷却水の加熱量に対する消費燃料エネルギの比率を示したものであり、予め実験等を通じて求められている。エンジン20の消費燃料エネルギは、エンジン20の出力(仕事量)をエンジン平均効率Eaeで除した値である。エンジン20の出力は、大きくは、車両1の走行のための出力と、発電機24の駆動のための出力とからなる。前者の出力は、エンジンの走行負荷とほぼ相関関係がある。後者の出力は、発電機24の発電量とほぼ相関関係がある。発電機24の発電量は高圧バッテリ25の消費電力量にほぼ等しい。そこで、HEV制御装置54は、高圧バッテリ25の消費電力平均値Waに基づき、現在から所定時間T1までの期間における高圧バッテリ25の消費電力量の平均値Whaを求める。そして、HEV制御装置54は、求めた高圧バッテリ25の消費電力量平均値Wha、車両1の走行負荷の平均値Caa、エンジン平均効率Eae、及び平均冷却水加熱効率Eweから以下の式f4に基づき冷却水の加熱量Hfを演算する。「Hf」、「Wha」、及び「Caa」のそれぞれの単位は[kJ]である。
Hf=(Wha+Caa)/Eae×Ewe (f4)
なお、エンジン平均効率Eaeは、エンジン20の全出力に対する全消費燃料エネルギの比率を示すものである。
HEV制御装置54は、式f3により演算される冷却水の不足熱量Hsから、式f4により演算される冷却水の加熱量Hfを減算し、その減算値「Hs−Hf」が零以下であるか否かを判断する。HEV制御装置54は、減算値「Hs−Hf」が零以下の場合には、次回コースティング走行時に冷却水の温度Twの低下に起因するエンジン20の強制駆動が行われないと推定する。この場合、第1目標SOC値Sd1の追加補正は必要ないため、HEV制御装置54は、目標SOC値Sdを第1目標SOC値Sd1に設定する。
一方、HEV制御装置54は、減算値「Hs−Hf」が零以上の場合には、次回コースティング走行時に冷却水の温度Twの低下に起因するエンジン20の強制駆動が行われる可能性があると判断する。この場合、HEV制御装置54は、冷却水の不足熱量Hs、冷却水の加熱量Hf、エンジン平均効率Eae、及び平均冷却水加熱効率Eweから以下の式(f5)に基づき追加電力量Whadを演算する。追加電力量Whadは、次回コースティング走行時に冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下にならないように冷却水を加熱するにあたり、エンジン20を駆動させるのに必要な高圧バッテリ25の充電電力量を表す。
Whad=(Hs−Hf)×Eae/Ewe (f5)
HEV制御装置54は、演算した追加電力量WhadからSOC値の補正量Sadを演算する。HEV制御装置54は、第1目標SOC値Sd1に補正量Sadを加算することにより第2目標SOC値Sd2を求める。すなわち、HEV制御装置54は、以下の式f6に基づき第2目標SOC値Sd2を求める。
Sd2←Sd1+Sad (f6)
そして、HEV制御装置54は、目標SOC値Sdを第2目標SOC値Sd2に設定する。
図3に示されるように、HEV制御装置54は、ステップS12の処理で目標SOC値Sdの補正を行った場合、あるいはステップS11の判定処理で否定判定を行った場合(ステップS11:NO)、目標SOC値Sd及び現在のSOC値に基づき高圧バッテリ25の充電量Cwを演算する(ステップS13)。具体的には、HEV制御装置54は、目標SOC値Sdから現在のSOC値を減算することにより、それらの偏差ΔSOCを演算する。HEV制御装置54は、演算した偏差ΔSOCから図4に示されるマップに基づいて高圧バッテリ25の充電量Cwを演算する。なお、図4に示されるマップは予め実験等を通じて求められており、HEV制御装置54のメモリ54aに記憶されている。
次に、HEV制御装置54は、アクセル開度Paから算出されるドライバ要求パワーに充電量Cwを加算することにより、エンジン出力Epを設定する(ステップS14)。また、HEV制御装置54は、加速度センサ64の検出値に基づき車両1の前後方向の傾斜角(ピッチ方向の傾斜角)θを演算し、この車両1の前後方向の傾斜角θ、現在の車速V、及びエンジン出力Epに基づきエンジン20を駆動させるか否かを判定する(ステップS15)。具体的には、HEV制御装置54は、車両1の前後方向の傾斜角θ及び車速Vから図5に示されるマップに基づいてエンジン出力の閾値Epthを演算する。図5に示されるマップは、車速Vが遅くなるほど、また車両1の傾斜角θが上り方向に大きくなるほど、閾値Epthが小さくなるように設定された三次元マップからなる。図5に示されるマップは予め実験等を通じて求められており、HEV制御装置54のメモリ54aに記憶されている。HEV制御装置54は、ステップS13で演算されたエンジン出力Epが閾値Epthよりも大きい場合には、エンジン20を駆動させる。これに対し、エンジン出力Epが閾値Epth以下の場合には、エンジン20を駆動させずに、電動機21を駆動させる。
次に、本実施形態の車両1の動作例について説明する。
図6に示されるように、時刻t10で冷却水の温度Twが第1温度閾値Tw1以下となり、且つ時刻t10から所定時間T1前までの期間に冷却水の温度Twが第2温度閾値Tw2となる状況が発生している場合、HEV制御装置54は、時刻t10で目標SOC値Sdを補正する。具体的には、HEV制御装置54は、目標SOC値Sdを基本値Ssよりも大きい第2目標SOC値Sd2に設定する。
これにより、高圧バッテリ25のSOC値を目標SOC値Sdに近づけるべくエンジン20が発電機24を駆動させるため、図7(a)〜(d)に実線で示されるように、時刻t10以降、コースティング走行が開始される時刻t11までの間に冷却水の温度Twと共に高圧バッテリ25のSOC値が増加する。なお、図7(b)〜(d)では、図2のエンジンの回転速度Neの推移、冷却水の温度Twの推移、及び高圧バッテリ25のSOC値の推移を一点鎖線で参考のために示している。図7(c),(d)の実線及び一点鎖線を比較して明らかなように、目標SOC値Sdを補正することにより、コースティング走行が開始される時刻t11での冷却水の温度Twが上昇する。そのため、コースティング走行中に冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下になり難くなる。
また、時刻t11以降の時刻t12に運転者が車両1を加速させた際、HEV制御装置54は、時刻t12で冷却水の温度Twが第1温度閾値Tw1となり、且つ時刻t13から所定時間T1前までの期間に冷却水の温度Twが第2温度閾値Tw2となる状況が発生していると判定すると、目標SOC値Sdを補正する。具体的には、HEV制御装置54は、目標SOC値Sdを基本値Ssよりも大きい第2目標SOC値Sd2に設定する。これにより、時刻t12から、コースティング走行が開始される時刻t13までの間に冷却水の温度Twと共に高圧バッテリ25のSOC値が再び増加する。そのため、コースティング走行が開始される時刻t13までに冷却水の温度Twが再度上昇する。これにより、時刻t13以降のコースティング走行の際にも冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下になり難くなる。
なお、時刻t10あるいは時刻t12でSOC値が第1閾値S1以下となり、且つその時点から所定時間T1前までの期間にSOC値が第2閾値S2以下となる状況が発生している場合にも、HEV制御装置54は目標SOC値を補正する。そのため、同様に高圧バッテリ25のSOC値が強制駆動SOC値以下になり難くなる。
以上説明した本実施形態のHEV制御装置54によれば、以下の(1)〜(3)に示される作用及び効果を得ることができる。
(1)コースティング走行中に冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下になり難くなるとともに、高圧バッテリ25のSOC値が強制駆動SOC値以下になり難くなるため、エンジン20の強制駆動を回避し易くなる。これにより、コースティング走行中にエンジン20が強制駆動する状況が生じ難くなるため、エンジンの強制駆動に起因する燃費の悪化を抑制することができる。
(2)HEV制御装置54は、上記の(b1)の条件及び(b2)の条件の少なくとも一方が満たされることをもって、コースティング走行が行われると推定し、且つコースティング走行中にエンジン20が強制駆動する可能性があると推定することとした。これにより、冷却水の温度Tw及びSOC値の低下に起因するエンジン20の強制駆動の可能性を容易に推定することができる。
(3)HEV制御装置54は、上記の(a1)〜(a4)の情報に加え、現在の車速V、冷却水の現在の温度Tw、強制駆動温度Twc、及び強制駆動SOC値に基づいて目標SOC値Sdを補正することとした。これにより、コースティング走行中にエンジン20の強制駆動が行われない程度まで冷却水の温度Tw及び高圧バッテリ25のSOC値を増加させるために必要な目標SOC値Sdを、より適切に設定することができる。
<第2実施形態>
次に、車両の制御装置の第2実施形態について説明する。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
図8に示されるように、本実施形態の車両1は情報機器9を備えている。情報機器9は、車間距離検出部90と、情報機器制御装置91とを有している。
車間距離検出部90は、自車両の前方を走行する前方車両と自車両との間の車間距離Dcを検出するための装置である。車間距離検出部90は、例えば車両前方の画像を撮像する撮像装置や、車両前方にレーダを発射してその反射波が戻るまでの時間幅を検出するレーダ装置等を用いることができる。以下、撮像装置により撮像される画像や、レーダ装置により検出される反射波が戻るまでの時間幅の情報を「車間距離Dcを示す情報」と称する。車間距離検出部90は、検出した車間距離Dcを示す情報を情報機器制御装置91に出力する。
情報機器制御装置91は、車間距離検出部90から送信される車間距離Dcを示す情報に対して各種演算を施し、車間距離Dcを演算する。情報機器制御装置91は、演算した車間距離Dcを介してHEV制御装置54に車載ネットワーク55を送信する。
HEV制御装置54は、情報機器制御装置91から車間距離Dcの情報を逐次取得する。HEV制御装置54は、コースティング走行による前方車両との接触を回避すべく、アクセル開度Paが零となった際に、車間距離Dcと車速Vとに基づいてコースティング走行が可能か否かを判断する。具体的には、HEV制御装置54は、図9に示されるマップに基づいて車間距離Dcから車速閾値Vthを演算する。なお、図9に示されるマップは、予め実験等を通じて求められており、メモリ54aに記憶されている。HEV制御装置54は、現在の車速Vが車速閾値Vth以下である場合には、コースティング制御を実行する。これに対し、HEV制御装置54は、現在の車速Vが車速閾値Vthよりも大きい場合には、コースティング制御を実行しない。
HEV制御装置54は、図3に示されるステップS11の処理において、以下の(d1)の条件、及び(d2)の条件のいずれか一方が満たされることをもって、コースティング走行が行われると推定され、且つコースティング走行中にエンジン20が強制駆動する可能性があると推定する。
(d1)冷却水の現在の温度Twが第1温度閾値Tw1以下であり、且つ現在の車速Vが車速閾値Vth以下であること。
(d2)現在のSOC値が第1閾値S1以下であり、且つ現在の車速Vが車速閾値Vth以下であること。
HEV制御装置54は、図3に示されるステップS12の処理において、上記(a2)の情報の代わりに車間距離Dcの情報を用いて次回コースティング走行時の推定継続時間Tcfを演算する。具体的には、HEV制御装置54は、現在の車速Vを検出した後、車間距離Dcに基づいて、次回のコースティング走行が現在の車速Vで行われたと仮定した際のコースティング走行の推定継続時間Tcfを演算する。
以上説明した本実施形態のHEV制御装置54によれば、上記の(1)に示される作用及び効果に加え、以下の(4)及び(5)に示される作用及び効果を得ることができる。
(4)HEV制御装置54は、上記の(d1)の条件及び(d2)の条件の少なくとも一方が満たされることをもって、コースティング走行が行われると推定し、且つコースティング走行中にエンジン20が強制駆動する可能性があると推定することとした。これにより、冷却水の温度Tw及びSOC値の低下に起因するエンジン20の強制駆動の可能性を、より高い精度で推定することができる。
(5)HEV制御装置54は、上記の(a1),(a3),(a4)の情報に加え、現在の車速V、冷却水の現在の温度Tw、強制駆動温度Twc、強制駆動SOC値、及び車間距離Dcに基づいて目標SOC値Sdを補正することとした。これにより、コースティング走行中にエンジン20の強制駆動が行われない程度まで冷却水の温度Tw及び高圧バッテリ25のSOC値を増加させるために必要な目標SOC値Sdを、より適切に設定することができる。
<第3実施形態>
次に、車両の制御装置の第3実施形態について説明する。以下、第2実施形態との相違点を中心に説明する。
図10に示されるように、本実施形態の情報機器9はカーナビゲーション装置92を有している。カーナビゲーション装置92は目的地までの車両の経路案内を行う。
情報機器制御装置91は、カーナビゲーション装置92から車両1の予想走行ルートの情報を取得するとともに、取得した車両1の予想走行ルートの情報を車載ネットワーク55を介してHEV制御装置54に送信する。
HEV制御装置54は、加速度センサ64の検出値に基づき車両1の前後方向の傾斜角θを演算し、演算した傾斜角θに基づきコースティング制御を行うか否かを判断する。具体的には、HEV制御装置54は、車両1の前後方向の傾斜角θに基づき車両1が所定角以上の上り坂を走行していると判断した場合には、コースティング制御を実行しない。これは、車両1が上り坂を走行している状況は、コースティング走行に適さない状況だからである。また、HEV制御装置54は、車両1の前後方向の傾斜角θに基づき車両1が所定角以上の下り坂を走行していると判断した場合にも、コースティング制御を実行しない。これは、下り坂でコースティング走行を行った際に、車速Vが速くなりすぎることを回避するためである。
HEV制御装置54は、情報機器制御装置91から車両1の予想走行ルートの情報を逐次取得している。HEV制御装置54は、図3に示されるステップS11の処理において、以下の(e1)の条件、及び(e2)の条件のいずれか一方が満たされることをもって、コースティング走行が行われると推定され、且つコースティング走行中にエンジン20が強制駆動する可能性があると推定する。
(e1)冷却水の現在の温度Twが第1温度閾値Tw1以下であり、且つ現在の車速Vが車速閾値Vth以下であり、且つ現在から所定時間先までの予想走行ルートの平均路面勾配が所定範囲内であること。
(e2)現在のSOC値が第1閾値S1以下であり、且つ現在の車速Vが車速閾値Vth以下であり、且つ現在から所定時間先までの予想走行ルートの平均路面勾配が所定範囲内であること。
なお、所定の範囲は、HEV制御装置54によりコースティング制御が実行される車両1の傾斜角θに対応した範囲に設定されている。
HEV制御装置54は、図3に示されるステップS12の処理において、車間距離Dc及び予想走行ルートの情報に基づき次回コースティング走行時の推定継続時間Tcfを演算する。具体的には、HEV制御装置54は、現在の車速Vを検出した後、車間距離Dc及び予想走行ルートに基づいて、仮に次回のコースティング走行が現在の車速Vで行われたとした際のコースティング走行の推定継続時間Tcfを演算する。
HEV制御装置54は、予想走行ルートの情報から車両1の走行パターンを推定するとともに、推定された車両1の走行パターンに基づいて次回コースティング走行時の冷却水の推定放熱量Hreを推定する。HEV制御装置54は、この次回コースティング走行時の冷却水の推定放熱量Hreと許容放熱量Hrbとから上記の式f3に基づき冷却水の不足熱量Hsを演算する。
HEV制御装置54は、予想走行ルートの情報から車両1の走行パターンを推定するとともに、推定された車両1の走行パターンに基づいてエンジン20の出力Peを推定する。HEV制御装置54は、上記の式f4に代えて、エンジン20の出力Peの推定値、エンジン平均効率Eae、及び平均冷却水加熱効率Eweから以下の式f4’に基づき冷却水の加熱量Hfを演算する。なお、「Hf」、及び「Pe」の単位は[kJ]である。
Hf=Pe/Eae×Ewe (f4’)
以上説明した本実施形態のHEV制御装置54によれば、上記(1)の作用及び効果に加え、以下の(6)及び(7)に示される作用及び効果を得ることができる。
(6)HEV制御装置54は、上記の(e1)の条件及び(e2)の条件の少なくとも一方が満たされることをもって、コースティング走行が行われると推定し、且つコースティング走行中にエンジン20が強制駆動する可能性があると推定することとした。これにより、冷却水の温度Tw及びSOC値の低下に起因するエンジン20の強制駆動の可能性を、より高い精度で推定することができる。
(7)HEV制御装置54は、現在の車速V、冷却水の現在の温度Tw、強制駆動温度Twc、強制駆動SOC値、車間距離Dc、及び車両1の予想走行ルートに基づいて目標SOC値Sdを補正することとした。これにより、コースティング走行中にエンジン20の強制駆動が行われない程度まで冷却水の温度Tw及び高圧バッテリ25のSOC値を増加させるために必要な目標SOC値Sdを、より適切に設定することができる。
<第4実施形態>
次に、車両の制御装置の第4実施形態について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心に説明する。
第1〜第3実施形態のHEV制御装置54は、エンジン20の強制駆動を回避するために、次回のコースティング走行が行われる前に冷却水の温度Twを予め上昇させるものであった。これに対し、本実施形態のHEV制御装置54は、冷却水の温度Twの低下を抑制することにより、エンジン20の強制駆動を回避する。以下、その詳細を説明する。
本実施形態のHEV制御装置54は、冷却水の温度Twが第3温度閾値Tw3以下である場合、空調装置4の暖房出力を低減あるいは停止させるべくエアコン制御装置50に対して制御指令を通知する。第3温度閾値Tw3は、コースティング走行中に冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下にならないように、予め実験等を通じて設定されている。
具体的には、HEV制御装置54は、図11に示されるように、冷却水の温度Twが第3温度閾値Tw3以下である場合、冷却水の温度Twが低下するほど送風機41の風量Wを上限値Wmaxから零まで減少させる。なお、送風機41の風量Wが零の状態とは、空調装置4の出力が停止した状態を意味する。
また、HEV制御装置54は、図12に示されるように、冷却水の温度Twが第3温度閾値Tw3以下である場合、冷却水の温度Twが低下するほど、電動ポンプ30の流量Fを上限値Fmaxから下限値Fminまで減少させる。下限値Fminは、エンジン20の冷却のために必要な最低限の流量に設定されている。
以上説明した本実施形態のHEV制御装置54によれば、以下の(8)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
(8)電動ポンプ30の流量Fを減少させることにより冷却水の温度Twの低下を抑制することができるため、コースティング走行中に冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下になり難くなる。これにより、エンジン20の強制駆動に起因する燃費の悪化を、より的確に抑制することができる。
<第5実施形態>
次に、車両の制御装置の第5実施形態について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心に説明する。
図13に示されるように、本実施形態の車両1は、電気暖房装置としてのヒートポンプ7を備えている。ヒートポンプ7は、電動コンプレッサ70と、コンデンサ71と、膨張弁72と、ラジエータ31とを有している。電動コンプレッサ70、コンデンサ71、膨張弁72、ラジエータ31は配管73を介して環状に接続されている。
電動コンプレッサ70は、配管73内の熱媒体を圧縮して熱媒体の温度を上昇させるとともに、配管73内の熱媒体を「電動コンプレッサ70→コンデンサ71→膨張弁72→ラジエータ31→電動コンプレッサ70」の順で循環させる。なお、電動コンプレッサ70は、低圧バッテリ12から動作電源を得ている。コンデンサ71は、空調装置4の空気通路40内に配置されており、電動コンプレッサ70を通じて温度上昇した熱媒体と空気通路40内の空気との間で熱交換を行うことにより、空気通路40内の空気を加熱する。この加熱された空気が車内に吹き出されることにより、車内が暖房される。膨張弁72は、コンデンサ71にて放熱された熱媒体を膨張させてその温度を低下させる。ラジエータ31は、膨張弁72にて膨張して温度低下した熱媒体と外気との間で熱交換を行うことにより熱媒体の温度を上昇させる。
エアコン制御装置50は、電動コンプレッサ70の駆動制御を通じてヒートポンプ7の動作を制御する。
HEV制御装置54は、車両走行中にアクセル開度Paが零になった際、冷却水の温度Twが第4温度閾値Tw4以下である場合には、電動機21にて回生発電を行うとともに、例えば図14に示されるように電動ポンプ30の流量を減少させて空調装置4の暖房出力を絞る。また、HEV制御装置54は、空調装置4の暖房低下分を補うように、ヒートポンプ7の暖房出力を上昇させる。なお、電動機21の回生電力はヒートポンプ7の電動コンプレッサ70の駆動のために用いられるが、余剰分は高圧バッテリ25や低圧バッテリ12に充電される。
以上説明した本実施形態のHEV制御装置54によれば、以下の(9)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
(9)電動ポンプ30の流量を減少させることにより冷却水の温度Twの低下を抑制することができるため、コースティング走行中に冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下になり難くなる。これにより、エンジン20の強制駆動に起因する燃費の悪化を、より的確に抑制することができる。
<第6実施形態>
次に、車両の制御装置の第6実施形態について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心に説明する。
図15に示されるように、本実施形態の冷却システム3は、冷却媒体をヒータコア32からラジエータ31を介さずに電動ポンプ30へと直接流すためのバイパス配管34aを有している。また、冷却システム3は、冷却水配管34におけるラジエータ31の出口側の部分に電動式のサーモスタット34を有している。サーモスタット34は、冷却水配管34を開閉させることにより、ラジエータ31への冷却水の流通及び当該流通の遮断を切り替える。サーモスタット34の駆動は、エンジン制御装置51により制御されている。
エンジン制御装置51は水温センサ33の検出値を取り込む。エンジン制御装置51は、図16に実線で示されるように、冷却水の温度Twがサーモスタット駆動温度Twsよりも低い場合、サーモスタット34を閉状態とする。これにより、ヒータコア32を通過した冷却媒体はラジエータ31を通過せずに電動ポンプ30へと流れるため、冷却水の温度Twの低下が抑制され、エンジン20の暖気を早めることができる。エンジン制御装置51は、HEV制御装置54から送信される変動量ΔTwaに基づきサーモスタット駆動温度Twsを変動させる。
HEV制御装置54は、図17に示されるように、外気温Todが温度閾値Tod1よりも低くなるほど、変動量ΔTwaを所定値ΔTw1まで増加させる。
以上説明した本実施形態のHEV制御装置54によれば、以下の(10)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
(10)外気温Todが低くなるほど、サーモスタット駆動温度Twsが大きくなる。すなわち、外気温Todが低くなるほど、サーモスタット34が閉状態になり始める冷却水の温度Twが上昇する。これにより、冷却水の温度Twの低下を抑制することができるため、コースティング走行中に冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下になり難くなる。よって、エンジン20の強制駆動に起因する燃費の悪化を、より的確に抑制することができる。
<第7実施形態>
次に、車両の制御装置の第7実施形態について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心に説明する。
一般に、車両には、エンジンルームの前面にフロントグリルが設けられており、このフロントグリルに設けられた開口部からエンジンルーム内に冷却用の外気を導入している。本実施形態の車両1は、図18に示されるように、図示しないフロントグリルの開口部に設けられたグリルシャッタ8を有している。グリルシャッタ8は、フロントグリルの開口部を開閉させるためのものである。グリルシャッタ8の駆動は、グリルシャッタ制御装置56により制御されている。
グリルシャッタ制御装置56は、基本的には、車両1の空気抵抗を低減するためにグリルシャッタ8を閉状態にしている。また、グリルシャッタ制御装置56は、水温センサ33の検出値を取り込んでいる。グリルシャッタ制御装置56は、図19に示されるように、冷却水の温度Twがグリルシャッタ駆動温度Twg以上になると、冷却水の温度Twを低下させるべく、グリルシャッタ8を開状態とする。グリルシャッタ制御装置56は、HEV制御装置54から送信される変動量ΔTwbに基づきグリルシャッタ駆動温度Twgを変動させる。
HEV制御装置54は、図20に示されるように、外気温Todが温度閾値Tod2よりも低くなるほど、変動量ΔTwbを所定値ΔTw2まで増加させる。
以上説明した本実施形態のHEV制御装置54によれば、以下の(11)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
(11)外気温Todが低くなるほど、グリルシャッタ駆動温度Twgが大きくなる。すなわち、外気温Todが低くなるほど、グリルシャッタ8が閉状態になり始める冷却水の温度Twが上昇する。これにより、冷却水の温度Twの低下を抑制することができるため、コースティング走行中に冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下になり難くなる。よって、エンジン20の強制駆動に起因する燃費の悪化を、より的確に抑制することができる。
<第8実施形態>
次に、車両の制御装置の第8実施形態について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心に説明する。
本実施形態のHEV制御装置54は、ヒートポンプ7が駆動している場合には、グリルシャッタ8を開状態とすべき旨の指令をグリルシャッタ制御装置56に送信する。あるいは、HEV制御装置54は、図21に示されるように、ヒートポンプ7の出力が大きくなるほどグリルシャッタ8の開度を段階的に大きくなるように変化させる旨の指令をグリルシャッタ制御装置56に送信する。
以上説明した本実施形態のHEV制御装置54によれば、以下の(12)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
(12)グリルシャッタ8が閉状態の場合、ラジエータ31において外気との熱交換が行われ難くなる。そのため、ヒートポンプ7の駆動時にグリルシャッタ8が閉状態になると、ヒートポンプ7のCOP(Coefficient Of Performance)が低下するおそれがある。この点、本実施形態では、ヒートポンプ7の駆動時にグリルシャッタ8が開状態となるか、あるいはグリルシャッタ8の開度が大きくなるため、ラジエータ31において外気との熱交換が適切に行われる。結果的に、ヒートポンプ7のCOPの低下を抑制することができる。
<第9実施形態>
次に、車両の制御装置の第9実施形態について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心に説明する。
本実施形態のHEV制御装置54は、コースティング制御の実行中に図22に示される処理を所定の演算周期で繰り返し実行する。すなわち、HEV制御装置54は、冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下であるか否かを判断する(ステップS20)。HEV制御装置54は、冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下である場合には(ステップS20:YES)、エンジン20を強制駆動させる。
以上説明した本実施形態のHEV制御装置54によれば、以下の(13)に示される作用及び効果を更に得ることができる。
(13)コースティング走行中に冷却水の温度Twが低下すると、空調装置4の暖房機能が低下するため、空調装置4から車内に吹き出される空気の温度が上昇しない。このような状況では、生暖かい空気が車両乗員に当たることになるため、車両乗員に不快感を与えるおそれがある。この点、上記のようにコースティング制御の実行中に冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下になった際に即座にエンジン20を強制駆動させれば、アクセルペダルの踏み込み操作が行われた後にエンジンを強制駆動させる場合と比較すると、冷却水の温度Twが上昇し易くなる。これにより、空調装置4の暖房機能を確保することができるため、乗員の快適性を向上させることができる。
<他の実施形態>
上記各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・上記第3実施形態では、カーナビゲーション装置92の予想走行ルートの情報のみに基づいて次回コースティング走行時の推定継続時間Tcfを推定してもよい。例えば、HEV制御装置54は、コースティング走行が行われる都度、その継続時間と、走行ルートとを学習する。そして、HEV制御装置54は、その学習した継続時間と予想走行ルートとに基づいて、次回コースティング走行時の推定継続時間Tcfを推定してもよい。
・上記第1〜第3実施形態では、目標SOC値Sdを増加させることにより、高圧バッテリ25のSOC値及び冷却水の温度Twを上昇させたが、高圧バッテリ25のSOC値及び冷却水の温度Twを上昇させる方法は適宜変更可能である。例えば高圧バッテリ25のSOC値を予め定められた所定値だけ増加させるようにエンジン20を駆動させることにより、高圧バッテリ25のSOC値及び冷却水の温度Twを上昇させてもよい。
・上記第5〜第8実施形態では、ヒートポンプ7に代えて、適宜の電気暖房装置を用いてもよい。
・上記各実施形態の車両1は、電動機21と発電機24とを別々に備えていたが、それらが一体化された電動発電機(モータジェネレータ)を備えるものであってもよい。
・上記各実施形態のHEV制御装置54は、(a1)の情報として、高圧バッテリ25の消費電力の履歴に関連する適宜の情報を用いることができる。
・上記各実施形態のHEV制御装置54は、(a2)の情報として、コースティング走行の継続時間Tcの履歴に関連する適宜の情報を用いることができる。
・上記各実施形態のHEV制御装置54は、(a3)の情報として、車両1の走行負荷の履歴に関連する適宜の情報を用いることができる。
・上記各実施形態のHEV制御装置54は、(a4)の情報として、冷却水の放熱量の履歴に関連する適宜の情報を用いることができる。
・HEV制御装置54がコースティング制御を開始するための条件は適宜変更可能である。
・車両には、停車時にエンジンを停止させる制御を行うものがある。このような車両に対して、上記各実施形態の構成を採用してもよい。具体的には、HEV制御装置54は、図3に示される処理に代えて、図23に示される処理を実行する。なお、図23に示される処理において、図3に示される処理と同一の処理には同一の符号を付すことにより重複する説明を割愛する。図23に示されるように、HEV制御装置54は、目標SOC値Sdを基本値Ssに設定した後(ステップS10)、車両1が停車すると推定され、且つ停車中にエンジン20が強制駆動する可能性があるか否かを判断する(ステップS16)。ステップS16の判断処理としては、第1実施形態、第2実施形態、及び第3実施形態に例示した方法と同様、あるいはそれに準じた方法を採用することができる。このような構成であれば、車両1の停車中におけるエンジン20の強制駆動を回避することができるため、エンジンの強制駆動に起因する燃費の悪化を抑制することができる。要は、HEV制御装置54は、エンジン20と駆動輪10との間での動力の伝達、及び電動機21と駆動輪10との間での動力の伝達を遮断する遮断状態に車両1を移行させる機能を有するものであればよい。そして、HEV制御装置54は、車両1が遮断状態になると推定され、且つ遮断状態の期間中に冷却水の温度Twが強制駆動温度Twc以下になると推定される場合、あるいは車両1が遮断状態になると推定され、且つ遮断状態の期間中にSOC値が強制駆動SOC値以下になると推定される場合に、SOC値を増加させるべくエンジン20を駆動させるものであればよい。
・本発明は上記の具体例に限定されるものではない。すなわち、上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
1:車両
4:空調装置
7:ヒートポンプ(電気暖房装置)
8:グリルシャッタ
10:駆動輪
13:車載機
20:エンジン
21:電動機
24:発電機
25:高圧バッテリ
34:サーモスタット
54:HEV制御装置
63:車速センサ(車速検出部)
90:車間距離検出部
92:カーナビゲーション装置

Claims (14)

  1. 車両(1)の駆動輪(10)に動力を伝達するエンジン(20)と、
    前記駆動輪に動力を伝達するとともに、前記駆動輪から伝達される回生エネルギに基づき回生発電を行う電動機(21)と、
    前記エンジンの駆動に基づき発電する発電機(24)と、
    前記発電機により発電される電力、及び前記電動機により回生発電される電力を充電するとともに、車載機(13)に電力を供給するバッテリ(25)と、を備える車両の制御装置(54)であって、
    前記エンジンの冷却水の温度が強制駆動温度以下になることに基づき前記エンジンを強制駆動させるとともに、
    前記バッテリのSOC値が強制駆動SOC値以下になることに基づき前記エンジンを強制駆動させ、
    前記エンジンと前記駆動輪との間での動力の伝達、及び前記電動機と前記駆動輪との間での動力の伝達を遮断する遮断状態に前記車両を移行させる機能を有し、
    前記車両が前記遮断状態になると推定され、且つ前記遮断状態の期間中に前記冷却水の温度が前記強制駆動温度以下になると推定される場合、あるいは前記車両が前記遮断状態になると推定され、且つ前記遮断状態の期間中に前記SOC値が前記強制駆動SOC値以下になると推定される場合には、前記SOC値を増加させることを特徴とする車両の制御装置。
  2. 前記冷却水の温度に対して第1温度閾値と、当該第1温度閾値よりも低い温度に設定された第2温度閾値と、を有するとともに、
    前記SOC値に対して第1閾値と、当該第1閾値よりも小さい値に設定された第2閾値と、を有し、
    現在の冷却水の温度が前記第1温度閾値以下であり、且つ現在から所定時間前までの期間に前記冷却水の温度が前記第2温度閾値以下になる状況が発生していることをもって、前記車両が前記遮断状態になると推定され、且つ前記遮断状態の期間中に前記冷却水の温度が前記強制駆動温度以下になる状況であると推定するとともに、
    現在のSOC値が前記第1閾値以下であり、且つ現在から前記所定時間前までの期間に前記SOC値が前記第2閾値以下になる状況が発生していることをもって、前記車両が前記遮断状態になると推定され、且つ前記遮断状態の期間中に前記SOC値が前記強制駆動SOC値以下になると推定することを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  3. 前記車両の速度を検出する車速検出部(63)を更に備え、
    前記バッテリのSOC値を目標SOC値に制御するとともに、
    前記目標SOC値を補正させることにより前記バッテリのSOC値を増加させ、
    前記車両の現在の速度、前記車両の走行負荷の履歴、前記冷却水の放熱量の履歴、前記冷却水の現在の温度、前記強制駆動温度、前記強制駆動SOC値、前記バッテリの消費電力の履歴、及び前記遮断状態の継続時間の履歴に基づき前記目標SOC値の補正量を設定することを特徴とする請求項2に記載の車両の制御装置。
  4. 前方車両との間の車間距離を検出する車間距離検出部(60)と、
    前記車両の速度を検出する車速検出部と、を更に備え、
    前記車間距離に基づき車速閾値を設定し、
    前記車両の速度が前記車速閾値以下であり、且つ前記冷却水の現在の温度が温度閾値以下であることをもって、前記車両が前記遮断状態になると推定され、且つ前記遮断状態の期間中に前記冷却水の温度が前記強制駆動温度以下になると推定するとともに、
    前記車両の速度が前記車速閾値以下であり、且つ現在のSOC値が閾値以下であることをもって、前記車両が前記遮断状態になると推定され、且つ前記遮断状態の期間中に前記SOC値が前記強制駆動SOC値以下になると推定することを特徴とする請求項1に記載の車両の制御装置。
  5. 前記バッテリのSOC値を目標SOC値に制御するとともに、
    前記目標SOC値を補正させることにより前記バッテリのSOC値を増加させ、
    前記車両の現在の速度、前記車両の走行負荷の履歴、前記冷却水の放熱量の履歴、前記冷却水の現在の温度、前記強制駆動温度、前記強制駆動SOC値、前記バッテリの消費電力の履歴、及び前記車間距離に基づき前記目標SOC値の補正量を設定することを特徴とする請求項4に記載の車両の制御装置。
  6. 目的地までの前記車両の経路案内を行うカーナビゲーション装置(62)を更に備え、
    前記カーナビゲーション装置から前記車両の予想走行ルートの情報を取得し、
    前記予想走行ルートの情報に基づき前記車両が前記遮断状態になるか否かを推定することを特徴とする請求項1,4,5のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
  7. 前記バッテリのSOC値を目標SOC値に制御するとともに、
    前記目標SOC値を補正することにより前記バッテリのSOC値を増加させ、
    前記予想走行ルートに基づき前記目標SOC値の補正量を設定することを特徴とする請求項6に記載の車両の制御装置。
  8. 車内の温度を調整する空調装置(4)を更に備え、
    前記冷却水の温度が第3温度閾値以下である場合、前記空調装置の暖房出力を低減、又は停止させることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
  9. 車内の温度を上昇させる電気暖房装置(7)を更に備え、
    前記車両を前記遮断状態に移行させる条件が満たされた際、前記冷却水の温度が第4温度閾値以下である場合には、前記車両を前記遮断状態に移行させずに前記電動機により回生発電を行うとともに、前記電気暖房装置を駆動させることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
  10. 車外の温度を検出する温度検出部(65)と、
    前記車両のラジエータへの前記冷却水の流通及び当該流通の遮断を切り替えるサーモスタット(34)と、を更に備え、
    前記冷却水の温度がサーモスタット駆動温度以下の場合には、前記ラジエータへの前記冷却水の流通が遮断されるように前記サーモスタットを駆動させるものであり、
    前記車外の温度が低くなるほど、前記サーモスタット駆動温度を高くすることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
  11. 車外の温度を検出する温度検出部と、
    前記車両のフロントグリルの開口部に設けられ、当該開口部を開閉させるグリルシャッタ(8)と、を更に備え、
    前記冷却水の温度がグリルシャッタ駆動温度以上の場合には、前記グリルシャッタを開状態とし、
    前記車外の温度が低くなるほど、前記グリルシャッタ駆動温度を高くすることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
  12. 車内の温度を上昇させるための電気暖房装置を更に備え、
    前記電気暖房装置の駆動時、前記グリルシャッタを開状態にすることを特徴とする請求項11に記載の車両の制御装置。
  13. 車内の温度を上昇させるための電気暖房装置を更に備え、
    前記電気暖房装置の駆動時、前記電気暖房装置の出力に応じて前記グリルシャッタの開度を変化させることを特徴とする請求項11に記載の車両の制御装置。
  14. 前記車両が前記遮断状態となっている間に前記冷却水の温度が前記強制駆動温度以下になった場合、前記エンジンを強制駆動させることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
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