JP6631220B2 - ハイブリッド自動車の制御装置 - Google Patents
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Description
そして、排気浄化装置を制御する制御装置は、車両の要求駆動力を検出する要求駆動力検出手段と、バッテリーの充電残量を検出する充電残量検出手段と、各検出手段によって検出された車両の要求駆動力とバッテリーの充電残量とに基づいて、エンジンの運転要否判断を行う運転要否判断手段と、運転要否判断手段がエンジンの運転が必要と判断してエンジンが始動されたとき、排気浄化装置の再生の要否を判断する再生要否判断手段と、再生要否判断手段によって排気浄化装置の再生が必要と判断されたとき、該排気浄化装置の再生が完了するまで、排気浄化装置に捕集されたパティキュレートを酸化除去可能な出力範囲でエンジンを継続運転させた状態で、バッテリーの充電残量に応じて、車両の要求駆動力のうちエンジン及びモータジェネレータ各々が負担する出力を変更制御する駆動パターン変更制御手段とを含んで構成されている。
かかる制御装置によれば、排気浄化装置の状態、車両の要求駆動力及びバッテリーの充電残量に応じて、車両の要求駆動力のうちエンジン及びモータジェネレータ各々が負担する出力を変更制御するため、バッテリーが過充電となって性能を低下させることがなく、排気浄化装置の再生及び排気浄化の性能を確保できるとされている。
上記(2)の構成によれば、充電レベル監視部で監視された再生開始後の充電レベルの増加率が予め設定された増加率よりも小である場合に、主噴射の燃料噴射量が予め設定された主噴射基準量よりも増大するとともに、ポスト噴射の燃料噴射量が予め設定されたポスト噴射基準量よりも減少する。これにより、内燃機関により駆動される発電機の発電量が増大し、充電レベルを高めることができる。
上記(3)の構成によれば、充電レベル監視部で監視された再生開始後の充電レベルの増加率が予め設定された増加率よりも大である場合に、主噴射の燃料噴射量が予め設定された主噴射基準量よりも減少するとともに、ポスト噴射の燃料噴射量が予め設定されたポスト噴射基準量よりも増大する。これにより、排気浄化装置の再生を早めることができる。
上記(4)の構成によれば、充電レベル監視部で監視された再生開始後の充電レベルが予め設定された充電レベルよりも低い場合に、主噴射の燃料噴射量が予め設定された主噴射基準量よりも増大するとともに、ポスト噴射の燃料噴射量が予め設定されたポスト噴射基準量よりも減少する。これにより、内燃機関により駆動される発電機の発電量が増大し、充電レベルを高めることができる。
上記(5)の構成によれば、充電レベル監視部で監視された再生開始後の充電レベルが予め設定された充電レベルより高い場合に、主噴射の燃料噴射量が予め設定された主噴射基準量よりも減少するとともに、ポスト噴射の燃料噴射量が予め設定されたポスト噴射基準量よりも増大する。これにより、排気浄化装置の再生を早めることができる。
上記(6)の構成によれば、充電レベル監視部で監視された充電レベルが所定閾値よりも低い第1の閾値よりもさらに低い場合に、主噴射の燃料噴射量が主噴射基準量を増大させた量よりもさらに増大し、ポスト噴射の燃料噴射量がポスト噴射基準量を減少させた量よりもさらに減少する。これにより、内燃機関により駆動される発電機の発電量がさらに増大し、充電を早めることができる。
上記(7)の構成によれば、充電レベル監視部で監視された再生開始後の充電レベルが所定閾値よりも高い第2の閾値よりもさらに高い場合に、主噴射の燃料噴射量が主噴射基準量を減少させた量よりもさらに減少し、ポスト噴射の燃料噴射量がポスト噴射基準量を増大させた量よりもさらに増大する。これにより、内燃機関により駆動される発電機の発電量がさらに減少し、充電を遅らせるとともに、排気浄化装置の再生を早めることができる。
上記(8)の構成によれば、排気浄化装置の再生が終了するまで内燃機関を運転することで発電機から走行用バッテリーに電力を供給しても走行用バッテリーの充電レベルに余裕を残すことができる。
上記(9)の構成によれば、走行用バッテリーに電力が充電され、排気浄化装置の再生後に第1走行することができる。
上記(10)の構成によれば、走行用バッテリーが満充電になるのを遅らせることができる。
上記(11)の構成によれば、走行用バッテリーが満充電になるのを遅らせることができる。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
また、本発明の実施形態に係るハイブリッド自動車1は、エンジン21に供給する燃料を貯留するための燃料タンク27と、モータ22及びジェネレータ23を制御するコントロールユニット28(フロントモータ等コントロールユニット28A,リヤモータコントロールユニット28B)とを備えている。
シリーズ走行モードは、図2(b)に示すように、エンジン21によりジェネレータ23を駆動し、ジェネレータ23で発電された電力でモータ22(22A,22B)を駆動するモードで、エンジン21で駆動されたジェネレータ23で発電された電力がモータ22(22A,22B)と駆動用バッテリー24とに供給される。これにより、エンジン21が運転され、モータ22(22A,22B)を動力源として走行装置25(25A,25B)が駆動される(第2走行)(以下、「シリーズ走行」という)。
パラレル走行モードは、図2(c)に示すように、エンジン21及びモータ22(22A,22B)を動力源とするモードで、エンジン21及びモータ22(22A、22B)で走行装置25(25A,25B)が駆動され、エンジン21で駆動されたジェネレータ23から駆動用バッテリー24に余剰電力が供給される。これにより、エンジン21が運転され、エンジン21及びモータ22(22A,22B)を動力源として走行装置25(25A,25B)が駆動される(第3走行)(以下「パラレル走行」という)。
また、各吸気ポート312には、吸気ポート312を開閉する吸気弁が取り付けられている。吸気ポート312は、吸入行程において開放され、吸気ポート312からシリンダ311内に空気の吸入が可能となり、圧縮行程、膨張行程、排気行程において閉鎖される。また、各排気ポート313には、排気ポート313を開閉する排気弁が取り付けられている。排気ポート313は、排気行程において開放され、排気ポート313から排気ガスの排出が可能となり、吸入行程、圧縮行程、膨張行程において閉鎖される。これにより、燃焼室36は、圧縮行程と膨張行程において閉鎖される。
第1温度センサ511は、外部から吸入した空気の温度を計測するためのもので、エアクリーナ52の下流、エアクリーナ52とターボチャージャ(コンプレッサ)53との間に設けられている。
酸素濃度センサ512は、吸気ポート312に供給する空気に含まれる酸素の濃度を計測するためのもので、後述するEGR通路71の合流位置よりも下流であって、吸気スロットル56とインテークマニホールド57との間に設けられている。
第2温度センサ513は、吸気ポート312に供給する空気の温度を計測するためのもので、インテークマニホールド57に設けられている。
酸素濃度センサ611は、エンジン本体3から排出された排気ガスに含まれる酸素の濃度を計測するためのもので、ターボチャージャ(排気タービン)53の下流、排気タービンと酸化触媒63との間に設けられている。
第2温度センサ613は、酸化触媒63を通過した排気ガスの温度を計測するためのもので、酸化触媒63と微粒子捕集フィルター64との間となる第1触媒収容部68の中程に設けられている。
第3温度センサ614は、微粒子捕集フィルター64を通過した排気ガスの温度を計測するためのもので、第1触媒収容部68の出口側に設けられている。
第4温度センサ615は、SCR触媒67の温度を計測するためのもので、第2触媒収容部69の入口側に設けられている。
第2NOxセンサ617は、SCR触媒67から排出された排気ガスに含まれる窒素酸化物(NOx)の濃度を計測するためのもので、SCR触媒67の下流に設けられている。
アンモニアセンサ618は、SCR触媒67から排出された排気ガスに含まれるアンモニアの濃度を計測するためのもので、SCR触媒67の下流に設けられている。
EGRクーラ72は、EGR通路71に導入された排気ガスを冷却するためのもので、EGR通路71に導入された排気ガスは、EGRクーラ72を通過する際に冷却される。
EGRバルブ73は、排気再循環する排気ガスの流量を調整するためのもので、その開度により任意の流量の排気ガスがEGR通路71を通り吸気通路51に供給される。
微粒子捕集フィルター64の再生は、エンジン21の運転中にポスト噴射することにより行われる。エンジン21の運転中にポスト噴射されると、エンジン本体3(燃焼室36)から排気通路61に未燃燃料が排出され、酸化触媒63で燃焼される。これにより、エンジン本体3(燃焼室36)から排出された排気ガスは加熱され、微粒子捕集フィルター64に堆積した微粒子は燃焼され、微粒子捕集フィルター64は再生される。したがって、微粒子捕集フィルター64の再生が完了するまで、エンジン21の運転を継続するとともにポスト噴射を継続することが求められる。
制御装置8は、各種演算処理を実行するためのCPU(図示せず)、その制御に必要なプログラムやデータが記憶されたROM(図示せず)、CPUの演算結果が一時記憶されるRAM(図示せず)、及び外部との間で信号を入出力するための入・出力ポート(図示せず)を備えて構成される。これらは、図5に示すように、堆積量監視部81、再生要否判断部82、充電レベル監視部83、及び再生制御部84を構成する。
ここで、再生開始の閾値は、図6に示すように、微粒子捕集フィルター64の再生が終了するまでエンジン21の運転することで駆動用バッテリー24に電力を供給しても駆動用バッテリー24の充電レベルに余裕が残る充電レベル(満充電とならない充電レベル)である。本実施形態において、再生開始の閾値は、微粒子捕集フィルター64の再生が終了するまでシリーズ走行を継続することで駆動用バッテリー24に電力を供給した場合に駆動用バッテリー24の充電レベルが後述する第2閾値となる充電レベルである。尚、ここで想定するシリーズ走行における充電レベルは予め設定されたものであり、予め設定された充電レベルは走行時間(再生時間)と正比例の関係にある。これにより、予め設定された充電レベルは再生時間の経過に伴い徐々に増大する。したがって、充電レベルの増加率も設定されたものであり、予め設定された充電レベルの増加率は一定である。また、ここで想定するシリーズ走行における燃料噴射量は基準量であり、一燃焼サイクル中における主噴射(Main)の燃料噴射量は予め設定されたものであり(以下「主噴射基準量」という)、ポスト噴射の燃料噴射量は予め設定されたされたものである(以下「ポスト噴射基準量」という)(図13(a))。
ここで、第1の閾値は、EV走行からシリーズ走行に移行する際の閾値となる充電レベルである。
ここで、主噴射(Main)をさらに減少させる燃料噴射量は、エンジン21が失火直前となる燃料噴射量である。
そして、再生制御部84は、EV走行モードへの移行を禁止するとともに、エンジン21を始動し、エンジン21の運転中にインジェクターにポスト噴射(Post)を実行させる(ステップS4)。これにより、ハイブリッド自動車1は、高速走行などで大きな駆動力が必要となるとき以外は、シリーズ走行モードで走行することになる。
また、ハイブリッド自動車1は、高速走行などで大きな駆動力が必要となるとき以外は、シリーズ走行モードで走行することになるので、微粒子捕集フィルター64を安定して再生することができる。
例えば、上述した実施形態では、燃料噴射装置41が燃焼室36にポスト噴射(Post)することにより排気通路61に未燃燃料を供給するものとしたが、別途設けた未燃燃料供給装置が排気通路61に直接未燃燃料を供給するものとしてもよい。
また、上述した実施形態では、微粒子(有害物質)を捕集する微粒子捕集フィルター64を再生するものとしたが、これに限られるものではなく、例えば、窒素酸化物(NOx)(有害物質)を浄化するSCR触媒を再生するものとしてもよいし、ガソリンエンジンの排気系統に設けられる三元触媒を再生するものとしてもよい。
また、上述した実施形態では、微粒子捕集フィルター64を再生するときにシリーズ走行モードとするものとしたが、シリーズ走行モードにおいて急速に満充電に近づけるバッテリーチャージモードにするものとしてもよい。
2 動力源
21 エンジン
22 モータ
22A フロントモータ
22B リヤモータ
23 ジェネレータ
24 駆動用バッテリー
25 走行装置
26A フロントトランスアスクル
26B リヤトランスアスクル
27 燃料タンク
28A フロントモータ等コントロールユニット
28B リヤモータコントロールユニット
3 エンジン本体
31 シリンダブロック
311 シリンダ
312 吸気ポート
313 排気ポート
32 シリンダヘッド
33 クランクシャフト
34 ピストン
342 ピストンピン
35 コネクティングロッド
36 燃焼室
37 グロープラグ
4 燃料供給系統
41 燃料噴射装置
42 インジェクター
43 コモンレール
44 高圧燃料ポンプ
5 吸気系統
51 吸気通路
511 第1温度センサ
512 酸素濃度センサ
513 第2温度センサ
52 エアクリーナ
53 ターボチャージャ
54 インタークーラ
56 吸気スロットル
57 インテークマニホールド
6 排気系統
61 排気通路
611 酸素濃度センサ
612 第1温度センサ
613 第2温度センサ
614 第3温度センサ
615 第4温度センサ
616 第1NOxセンサ
617 第2NOxセンサ
618 アンモニアセンサ
62 エキゾーストマニホールド
63 酸化触媒
64 微粒子捕集フィルター
65 尿素水噴射インジェクター
66 撹拌ミキサ
67 SCR触媒
68 第1触媒収容部
69 第2触媒収容部
7 再循環系統
71 EGR通路
72 EGRクーラ
73 EGRバルブ
8 制御装置
81 堆積量監視部
82 再生要否判断部
83 充電レベル監視部
84 再生制御部
Claims (4)
- 内燃機関及び電動機を含む動力源と、
前記内燃機関により駆動されて発電する発電機と、
前記電動機に電力を供給するとともに、前記発電機で発電された電力が供給される走行用バッテリーと、
前記内燃機関に付設された排気通路に未燃燃料を供給する未燃燃料供給装置と、
前記排気通路に設けられ、前記排気通路に供給された未燃燃料で微粒子を燃焼再生する排気浄化装置と、
を備え、
少なくとも、
前記走行用バッテリーに充電された電力で前記電動機を駆動する第1走行と、
前記内燃機関により前記発電機を駆動し、前記発電機で発電された電力で前記電動機を駆動する第2走行と、
を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、
前記排気浄化装置の再生の要否を判断する再生要否判断部と、
前記走行用バッテリーの充電レベルを監視する充電レベル監視部と、
前記再生要否判断部で前記排気浄化装置の再生が要と判断され、且つ、前記充電レベル監視部で監視された充電レベルが所定閾値未満である場合に、前記排気浄化装置の再生が完了するまで前記第1走行を禁止し、前記内燃機関の運転中に前記未燃燃料供給装置に未燃燃料を供給させる再生制御部と、
を備え、
前記未燃燃料供給装置は、
前記内燃機関の燃焼室への主噴射及び該主噴射後のポスト噴射を可能にする燃料供給装置で構成され、
前記再生制御部は、
前記充電レベル監視部で監視された再生開始後の充電レベルの増加率が予め設定された増加率よりも小である場合に、前記主噴射の燃料噴射量を予め設定された主噴射基準量よりも増大させるとともに、前記ポスト噴射の燃料噴射量を予め設定されたポスト噴射基準量よりも減少させることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。 - 内燃機関及び電動機を含む動力源と、
前記内燃機関により駆動されて発電する発電機と、
前記電動機に電力を供給するとともに、前記発電機で発電された電力が供給される走行用バッテリーと、
前記内燃機関に付設された排気通路に未燃燃料を供給する未燃燃料供給装置と、
前記排気通路に設けられ、前記排気通路に供給された未燃燃料で微粒子を燃焼再生する排気浄化装置と、
を備え、
少なくとも、
前記走行用バッテリーに充電された電力で前記電動機を駆動する第1走行と、
前記内燃機関により前記発電機を駆動し、前記発電機で発電された電力で前記電動機を駆動する第2走行と、
を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、
前記排気浄化装置の再生の要否を判断する再生要否判断部と、
前記走行用バッテリーの充電レベルを監視する充電レベル監視部と、
前記再生要否判断部で前記排気浄化装置の再生が要と判断され、且つ、前記充電レベル監視部で監視された充電レベルが所定閾値未満である場合に、前記排気浄化装置の再生が完了するまで前記第1走行を禁止し、前記内燃機関の運転中に前記未燃燃料供給装置に未燃燃料を供給させる再生制御部と、
を備え、
前記未燃燃料供給装置は、
前記内燃機関の燃焼室への主噴射及び該主噴射後のポスト噴射を可能にする燃料供給装置で構成され、
前記再生制御部は、
前記充電レベル監視部で監視された再生開始後の充電レベルの増加率が予め設定された増加率よりも大である場合に、前記主噴射の燃料噴射量を予め設定された主噴射基準量よりも減少させるとともに、前記ポスト噴射の燃料噴射量を予め設定されたポスト噴射基準量よりも増大させる
ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。 - 前記所定閾値は、前記排気浄化装置の再生が終了するまで前記内燃機関を運転することで前記発電機から前記走行用バッテリーに電力を供給しても前記走行用バッテリーの充電レベルに余裕が残る充電レベルであ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自動車の制御装置。
- 内燃機関及び電動機を含む動力源と、
前記内燃機関により駆動されて発電する発電機と、
前記電動機に電力を供給するとともに、前記発電機で発電された電力が供給される走行用バッテリーと、
前記内燃機関に付設された排気通路に未燃燃料を供給する未燃燃料供給装置と、
前記排気通路に設けられ、前記排気通路に供給された未燃燃料で微粒子を燃焼再生する排気浄化装置と、
を備え、
少なくとも、
前記走行用バッテリーに充電された電力で前記電動機を駆動する第1走行と、
前記内燃機関により前記発電機を駆動し、前記発電機で発電された電力で前記電動機を駆動する第2走行と、
を有するハイブリッド自動車の制御装置であって、
前記排気浄化装置の再生の要否を判断する再生要否判断部と、
前記走行用バッテリーの充電レベルを監視する充電レベル監視部と、
前記再生要否判断部で前記排気浄化装置の再生が要と判断され、且つ、前記充電レベル監視部で監視された充電レベルが所定閾値未満である場合に、前記排気浄化装置の再生が完了するまで前記第1走行を禁止し、前記内燃機関の運転中に前記未燃燃料供給装置に未燃燃料を供給させる再生制御部と、
を備え
前記未燃燃料供給装置は、
前記内燃機関の燃焼室への主噴射及び該主噴射後のポスト噴射を可能にする燃料供給装置で構成され、
前記再生制御部は、
前記充電レベル監視部で監視された再生開始後の充電レベルが予め設定された充電レベルよりも低い場合に、前記主噴射の燃料噴射量を予め設定された主噴射基準量よりも増大させるとともに、前記ポスト噴射の燃料噴射量を予め設定されたポスト噴射基準量よりも減少させ、
前記充電レベル監視部で監視された再生開始後の充電レベルが前記所定閾値よりも低い第1の閾値よりもさらに低い場合に、前記主噴射の燃料噴射量を前記主噴射基準量を増大させた量よりもさらに増大させるとともに、前記ポスト噴射の燃料噴射量を前記ポスト噴射基準量を減少させた量よりもさらに減少させるハイブリッド自動車の制御装置であり、
前記第1の閾値は、前記第1走行から前記第2走行に移行する際の閾値となる充電レベルであることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
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