JP6645383B2

JP6645383B2 - ハイブリッド自動車

Info

Publication number: JP6645383B2
Application number: JP2016164528A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　啓太; 啓太佐藤; 千裕亀山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2020-02-14
Anticipated expiration: 2036-08-25
Also published as: JP2018030474A

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンが冷間状態にあると判別されたときにエンジンを停止するときには、エンジンの燃焼室の掃気を実行した後にエンジンを停止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、冷間状態にあるエンジンを停止するときに掃気を実行することにより、燃焼室内の水分を除去し、エンジン停止中に点火プラグに水分が付着することによってその後のエンジンの始動性が低下するのを防止している。

特開２００８−８０９１４号公報

しかしながら、上述のハイブリッド自動車では、エンジンを停止する前の掃気制御中にエンジンを再始動すると、制御装置に含まれる一部の電子制御ユニットの再起動や各電子制御ユニット間の通信などによる制御不整合が生じ、意図しない車両挙動が生じる恐れがある。

本発明のハイブリッド自動車は、掃気制御中に意図しない車両挙動が生じるのを抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
前記エンジンをモータリング可能なモータと、
イグニッションオフされたときに、前記エンジンの冷却水温度が所定温度未満であり、且つ、前記エンジンの運転継続時間が所定時間未満のときには、燃料噴射を停止した状態で前記エンジンを前記モータによりモータリングする掃気制御を実行する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記掃気制御の実行中は少なくも走行開始指示の受付を禁止する、
ことを特徴とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、イグニッションオフされたときに、エンジンの冷却水温度が所定温度未満であり、且つ、エンジンの運転継続時間が所定時間未満のときには、燃料噴射を停止した状態でエンジンをモータによりモータリングする掃気制御を実行する。これにより、冷間時のエンジン停止中に燃焼室内に残留する水分による不都合、例えば、バルブの凍結やプラグのと凍結、錆の発生などを抑制することができる。そして、こうした掃気制御の実行中は、少なくも走行開始指示の受付を禁止する。これにより、掃気制御の実行中に、制御装置に含まれる一部の電子制御ユニットが再起動されたり、再起動に伴う各電子制御ユニット間の通信を行なうことがないから、これらに起因して生じる制御不整合を抑制することができ、制御不整合に起因して生じる意図しない車両挙動の発生を防止することできる。ここで、「少なくも走行開始指示の受付を禁止する」には、その上位指示としてのイグニッションオンによるシステム起動指示などを禁止するものも含まれる。

本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。ＨＶＥＣＵ７０により実行されるイグニッションオフ時処理の一例を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θｃｒや、冷却水の流路に取り付けられた温度センサ２３ｂからの冷却水温Ｔｗなどが入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、エンジン２２を継続して運転している時間（運転継続時間）Ｔｏｎを計測したりしている。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２と接続されると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号ＩＧや、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６の要求駆動力を設定し、要求駆動力に見合う要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを運転制御する。エンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２との運転モードとしては、以下の（１）〜（３）のモードがある。
（１）トルク変換運転モード：要求動力に対応する動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に、エンジン２２から出力される動力の全てが、プラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモード
（２）充放電運転モード：要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共に、エンジン２２から出力される動力の全てまたは一部が、バッテリ５０の充放電を伴ってプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とによってトルク変換されて、要求動力が駆動軸３６に
出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモード
（３）モータ運転モード：エンジン２２の運転を停止して、要求動力が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２を駆動制御するモード

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に０℃以下や−１０℃以下などの冷間時にエンジン２２の運転を停止する際の動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行されるイグニッションオフ時処理の一例を示すフローチャートである。このイグニッションオフ時処理は、エンジン２２が運転されている最中に繰り返し実行される。

イグニッションオフ時処理が実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、イグニッションスイッチ８０によりイグニッションオフ（ＩＧ−ＯＦＦ）の操作がなされたか否かを判定する（ステップＳ１００）、イグニッションオフされていないときには、何もせずに処理を終了する。

イグニッションオフされたと判定したときには、エンジン２２の冷却水温Ｔｗと運転継続時間ＴｏｎとエンジンＥＣＵ２４から通信により入力し（ステップＳ１１０）、冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満であるか否かを判定すると共に（ステップＳ１２０）、運転継続時間Ｔｏｎが閾値Ｔｏｎｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。ここで、閾値Ｔｗｒｅｆは、エンジン２２の暖気完了の温度より低い温度であり、閾値Ｔｏｒｅｆは、エンジン２２の暖気を完了するのに必要な時間より短い時間である。

冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満であり、且つ、運転継続時間Ｔｏｎが閾値Ｔｏｎｒｅｆ未満であると判定されたときには、イグニッションスイッチ８０によるイグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）の操作の受付を禁止し（ステップＳ１４０）、燃料噴射を停止した状態でエンジン２２をモータリングする掃気制御を実行する（ステップＳ１５０）。この掃気制御は、冷間時に燃焼室内の水分を排除し、エンジン停止中に燃焼室内に水分が残留することに起因する不都合（点火プラグの凍結や水分による錆の発生など）を抑制するために行なわれる。掃気制御が終了すると、エンジン２２の運転を停止する停止処理やシステム停止するシーケンスを実行し（ステップＳ１６０）、イグニッションスイッチ８０によるイグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）の操作の受付を許可（禁止の解除）して（ステップＳ１７０）、本処理を終了する。このように、掃気制御中のイグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）の操作の受付を禁止するから、掃気制御中にイグニッションオンされる際の不都合、例えば、掃気制御中にモータＥＣＵ４０やバッテリＥＣＵ５２などの再起動やこれらのユニット間の通信などによる制御不整合に基づく意図しない車両挙動の発生などの不都合を抑制することができる。

ステップＳ１２０で冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ以上であると判定されたり、ステップＳ１３０で運転継続時間Ｔｏｎが閾値Ｔｏｎｒｅｆ以上であると判定されたときには、掃気制御は不要と判断し、直ちにエンジン２２の運転を停止する停止処理やシステム停止するシーケンスを実行し（ステップＳ１６０）、イグニッションスイッチ８０によるイグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）の操作の受付を許可して（ステップＳ１７０）、本処理を終了する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の冷却水温Ｔｗが閾値Ｔｗｒｅｆ未満であり、且つ、エンジン２２の運転継続時間Ｔｏｎが閾値Ｔｏｎｒｅｆ未満であるときには、掃気制御を実行する。そして、この掃気制御を実行している最中は、イグニッションスイッチ８０によるイグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）の操作の受付を禁止する。これにより、掃気制御中にイグニッションオンされる際の不都合、例えば、掃気制御中のモータＥＣＵ４０やバッテリＥＣＵ５２などの再起動やこれらのユニット間の通信などによる制御不整合に基づく意図しない車両挙動の発生などの不都合を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、掃気制御を実行している最中は、イグニッションスイッチ８０によるイグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）の操作の受付を禁止するものとしたが、「イグニッションオン」や「レディオン」などの呼び方に拘わらず、少なくとも走行開始指示を禁止するものであればよい。

実施例では、エンジン２２と２つのモータＭＧ１，ＭＧ２とプラネタリギヤ３０とを備えるハイブリッド自動車２０としたが、エンジンと、エンジンをモータリングするモータとを備えるハイブリッド自動車であれば如何なる構成としてもよい。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２３ａクランクポジションセンサ、２３ｂ温度センサ、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、２８ダンパ、３０プラネタリギヤ、３６駆動軸、３８デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ駆動輪、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２インバータ、４３，４４回転位置センサ、５０バッテリ、５１ａ電圧センサ、５１ｂ電流センサ、５１ｃ温度センサ、５２バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４電力ライン、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０イグニッションスイッチ、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

エンジンと、
前記エンジンをモータリング可能なモータと、
イグニッションオフされたときに、前記エンジンの冷却水温度が所定温度未満であり、且つ、前記エンジンの運転継続時間が所定時間未満のときには、燃料噴射を停止した状態で前記エンジンを前記モータによりモータリングする掃気制御を実行する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記掃気制御中は少なくも走行開始指示の受付を禁止する、
ことを特徴とするハイブリッド自動車。