JP6699766B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents
ハイブリッド車両 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6699766B2 JP6699766B2 JP2019012973A JP2019012973A JP6699766B2 JP 6699766 B2 JP6699766 B2 JP 6699766B2 JP 2019012973 A JP2019012973 A JP 2019012973A JP 2019012973 A JP2019012973 A JP 2019012973A JP 6699766 B2 JP6699766 B2 JP 6699766B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- mode
- power
- ehc
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 147
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 19
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 11
- 230000000779 depleting effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 101100208381 Caenorhabditis elegans tth-1 gene Proteins 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、CD(Charge Depleting)モードとCS(Charge Sustaining)モードとを切り替え可能なハイブリッド車両に関する。
特開2010−23758号公報(特許文献1)は、エンジンと、バッテリと、バッテリから供給される電力に基づいて走行駆動力を生成するモータと、エンジンの排気経路に設置される電気加熱式触媒(以下、「EHC(Electrically Heated Catalyst)」とも称する。)とを備えるハイブリッド車両を開示する。EHCは、内部に触媒を含み、EHCが通電されると、触媒が暖機される。触媒の暖機が完了した状態でエンジンが作動すると、エンジンの排気は浄化される。
バッテリのSOC(State Of Charge)が所定値まで低下するとエンジンが始動する。このハイブリッド車両においては、エンジン始動時までに触媒暖機を完了するために、バッテリのSOCと車速とに基づいて触媒暖機の開始タイミングが決定される(特許文献1参照)。
CD(Charge Depleting)モードとCS(Charge Sustaining)モードとを切り替え可能なハイブリッド車両においては、エンジンの始動タイミングは、必ずしもバッテリのSOC及び車速のみによっては決定されない。したがって、上記特許文献1に開示される技術のように、バッテリのSOC及び車速のみに基づいて触媒暖機の開始タイミングが決定されたとしても、エンジンの始動時に触媒暖機が完了しているとは限らない。
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、CDモードとCSモードとを切り替え可能なハイブリッド車両において、適切に触媒暖機を行なうことである。
この発明のある局面に従うハイブリッド車両は、CDモードとCSモードとを切り替え可能である。ハイブリッド車両は、電動機と、内燃機関と、電気加熱式触媒と、制御装置とを備える。電動機は、走行駆動力を発生する。電気加熱式触媒は、内燃機関の排気経路に設けられ、排気を浄化する触媒を含むとともに蓄電装置から電力の供給を受けて触媒を加熱する。制御装置は、電気加熱式触媒装置の通電状態を制御する。制御装置は、CDモードが選択されている場合には、電気加熱式触媒を非通電状態とする。また、制御装置は、触媒の暖機が完了していない状態でCSモードが選択されている場合には、電気加熱式触媒を通電状態とする。
CDモードが選択されている場合には、内燃機関が始動する可能性が低い。したがって、この場合に触媒暖機を行なったとしても電力が無駄となる可能性がある。一方、CSモードが選択されている場合には、内燃機関が始動する可能性が高い。したがって、この場合に触媒暖機を行なうことは有効である。このハイブリッド車両においては、触媒暖機が完了していない状態でCDモードが選択されている場合には、電気加熱式触媒が非通電状態とされ、触媒暖機が完了していない状態でCSモードが選択されている場合には、電気加熱式触媒が通電状態とされる。したがって、このハイブリッド車両によれば、電力を無駄にせず、必要な場合に触媒暖機を行なうことができる。
この発明の別の局面に従うハイブリッド車両は、CDモードとCSモードとを切り替え可能である。ハイブリッド車両は、蓄電装置と、電動機と、内燃機関と、電気加熱式触媒と、電力調整部と、制御装置とを備える。蓄電装置は、充放電可能である。電動機は、蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する。電気加熱式触媒は、内燃機関の排気経路に設けられ、排気を浄化する触媒を含むとともに触媒を加熱する。電力調整部は、電気加熱式触媒に供給する電力量を調整する。制御装置は、内燃機関及び電力調整部を制御する。制御装置は、触媒の暖機が完了していない状態でCDモードが選択されている場合に、触媒の温度が所定温度よりも高いときは、蓄電装置のSOCが第1のSOCまで低下すると、電気加熱式触媒に第1の電力を供給するように電力調整部を制御し、触媒の温度が所定温度以下であるときは、SOCが第1のSOCよりも高い第2のSOCまで低下すると、電気加熱式触媒に第1の電力よりも小さい第2の電力を供給するように電力調整部を制御する。また、制御装置は、触媒の暖機が完了していない状態でCSモードが選択されている場合に、触媒の温度が所定温度よりも高いときは、電気加熱式触媒に第3の電力を供給するように電力調整部を制御し、触媒の温度が所定温度以下であるときは、電気加熱式触媒に第3の電力よりも小さい第4の電力を供給するように電力調整部を制御するとともに内燃機関が暖機運転をするように内燃機関を制御する。
低温環境下(触媒の温度が所定温度以下である場合)において、電気加熱式触媒の温度は低下している。このような状況下で電気加熱式触媒が急激に加熱されると、電気加熱式触媒の内表面と中心部との温度差が大きくなる。その結果、電気加熱式触媒の内部に生じる熱応力が大きくなり、電気加熱式触媒が破損する可能性がある。このハイブリッド車両においては、CDモード/CSモードに拘わらず、触媒温度が所定温度以下である場合には、触媒温度が所定温度より高い場合よりも、電気加熱式触媒に小さい電力が供給される。したがって、電気加熱式触媒の内表面と中心部との温度差が大きくなることが抑制され、電気加熱式触媒が破損する可能性を低減することができる。
ここで、CDモードが選択されている場合に触媒温度が所定温度以下であるときは、触媒温度が所定温度を上回っているときよりも高いSOCまでSOCが低下した段階で、電気加熱式触媒への電力供給が開始される。したがって、電気加熱式触媒に電力が供給される時間が長くなるため、電気加熱式触媒に供給される電力が小さいとしても、内燃機関が始動するまでに触媒暖機を完了することができる。
一方、CSモードが選択されている場合に触媒温度が所定温度以下であるときは、電気加熱式触媒への電力供給とともに内燃機関が暖機運転を行なう。したがって、電気加熱式触媒に供給される電力が小さいとしても、内燃機関が本格始動するまでに触媒暖機を完了することができる。
この発明によれば、CDモードとCSモードとを切り替え可能なハイブリッド車両において、適切に触媒暖機を行なうことができる。
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
(実施の形態1)
[ハイブリッド車両の構成]
図1は、この実施の形態1に従うハイブリッド車両1の全体ブロック図である。ハイブリッド車両1は、エンジン10と、第1MG(Motor Generator)20と、第2MG30と、動力分割装置40と、減速機50と、PCU(Power Control Unit)60と、バッテリ70と、駆動輪80と、ECU(Electronic Control Unit)200と、を備える。さらに、ハイブリッド車両1は、排気通路130と、排気温度センサ2と、EHC140と、充電ポート160と、充電器170と、CD(Charge Depleting)/CS(Charge Sustaining)切替ボタン210とを備える。
[ハイブリッド車両の構成]
図1は、この実施の形態1に従うハイブリッド車両1の全体ブロック図である。ハイブリッド車両1は、エンジン10と、第1MG(Motor Generator)20と、第2MG30と、動力分割装置40と、減速機50と、PCU(Power Control Unit)60と、バッテリ70と、駆動輪80と、ECU(Electronic Control Unit)200と、を備える。さらに、ハイブリッド車両1は、排気通路130と、排気温度センサ2と、EHC140と、充電ポート160と、充電器170と、CD(Charge Depleting)/CS(Charge Sustaining)切替ボタン210とを備える。
エンジン10、第1MG20及び第2MG30は、動力分割装置40を介して連結される。ハイブリッド車両1は、エンジン10及び第2MG30の少なくとも一方からの駆動力によって走行する。
エンジン10は、空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じる燃焼エネルギによってクランクシャフトを回転させる駆動力を発生する内燃機関である。エンジン10は、ECU200からの制御信号により制御される。エンジン10が発生する動力は、動力分割装置40によって、駆動輪80へ伝達される経路と、第1MG20へ伝達される経路とに分割される。
第1MG20及び第2MG30は、交流で駆動されるモータジェネレータである。第1MG20は、動力分割装置40によって分割されたエンジン10の動力を用いて発電する。第1MG20によって発電された電力はバッテリ70及び第2MG30へ供給される。
第2MG30は、バッテリ70から供給される電力及び第1MG20により発電された電力の少なくとも一方を用いて走行駆動力を発生する。そして、第2MG30の走行駆動力は、駆動輪80に伝達される。ハイブリッド車両1の制動時には、駆動輪80により第2MG30が駆動され、第2MG30がジェネレータとして動作する。これにより、第2MG30は、ハイブリッド車両1の運動エネルギを電気エネルギに変換する回生ブレーキとして機能する。第2MG30による回生発電によって生じた回生電力はPCU60を介してバッテリ70に充電される。なお、バッテリ70に蓄えられた電力及び第1MG20及び/又は第2MG30で発電された回生電力は、後に詳述するように、必要に応じてEHC140にも供給される。
動力分割装置40は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車により構成される。ピニオンギヤは、サンギヤ及びリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン10のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第1MG20の回転軸に連結される。リングギヤは第2MG30の回転軸及び減速機50に連結される。
PCU60は、ECU200からの制御信号によって制御される。PCU60は、バッテリ70から供給された直流電力を第1MG20及び第2MG30を駆動可能な交流電力に変換する。PCU60は、変換された交流電力をそれぞれ第1MG20,第2MG30に出力する。これにより、バッテリ70に蓄えられた電力で第1MG20,第2MG30が駆動される。なお、PCU60は、第1MG20,第2MG30によって発電された交流電力を直流電力に変換し、変換された直流電力でバッテリ70を充電することも可能である。
バッテリ70は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池で構成される。バッテリ70の出力電圧は、たとえば200Vを超える高い電圧である。バッテリ70は、不図示の電圧センサ及び電流センサを含む。電圧センサは、バッテリ70の電圧V1を検知し、電流センサは、バッテリ70に対して入出力される電流I1を検知する。電圧センサ及び電流センサによる検知結果は、ECU200に出力される。なお、バッテリ70に代えて、大容量のキャパシタも採用可能である。
排気通路130は、エンジン10の排気ガスを大気に排出するための通路である。排気通路130の途中には、EHC140が設けられる。EHC140は、エンジン10の排気ガスを浄化する触媒及び電気ヒータを含み、電気ヒータによって触媒を加熱可能に構成される。EHC140とバッテリ70とが通電状態となると、電気ヒータに電力が供給され、触媒が加熱(暖機)される。触媒の暖機が完了した状態でエンジン10が作動すると、エンジン10の排気は浄化される。なお、EHC140には、種々の公知のものを適用することができる。
また、排気通路130の途中には、排気温度センサ2が設けられる。排気温度センサ2は、エンジン10から排出される排気ガスの温度を検知する。なお、排気温度センサ2には、種々の公知のものを適用することができる。
上述の通り、ハイブリッド車両1は、外部電源310から供給される電力でバッテリ70を充電するための充電ポート160及び充電器170を備える。すなわち、ハイブリッド車両1は、いわゆるプラグインハイブリッド自動車である。なお、外部電源310から供給される電力によるバッテリ70の充電を以下では「外部充電」とも称する。
充電ポート160は、外部電源310から受電するための電力インターフェースである。外部充電を行なう際、充電ポート160には、外部電源310から車両へ電力を供給するためのコネクタ300が接続される。
充電器170は、充電ポート160及びバッテリ70に電気的に接続される。そして、充電器170は、外部電源310から供給される電力をバッテリ70を充電可能な電力に変換し、バッテリ70を充電する。
図2は、第1MG20、第2MG30、PCU60、バッテリ70、及びEHC140の回路構成を示す図である。図2を参照して、PCU60とバッテリ70との間には、システムメインリレー(SMR)71が設けられる。SMR71は、ECU200からの制御信号によって制御され、バッテリ70とPCU60との間における電力の供給と遮断とを切り替える。
PCU60は、コンバータ61,100と、インバータ62,63とを含む。コンバータ61は、バッテリ70とインバータ62,63との間に設けられる。コンバータ61は、ECU200からの制御信号によって制御され、バッテリ70とインバータ62,63との間で電圧変換を行なう。
インバータ62は、コンバータ61と第1MG20との間に設けられる。インバータ63は、コンバータ61と第2MG30との間に設けられる。インバータ62,63は、ECU200からの制御信号によって制御され、コンバータ61で電圧変換された直流電力を交流電力に変換してそれぞれ第1MG20、第2MG30に出力する。
コンバータ100は、バッテリ70とEHC140との間に設けられる。コンバータ100は、ECU200からの制御信号によって制御され、バッテリ70とEHC140との間で電圧変換を行なう。たとえば、コンバータ100は、ECU200からの制御信号に従って電圧調整を行なうことにより、EHC140に供給する電力を調整することができる。
EHC140は、コンバータ100に接続される。EHC140においては、バッテリ70の電力をコンバータ100で調整した後の電力を用いて触媒が加熱される。EHC140においては、通電状態と非通電状態とが切り替わる。また、EHC140は不図示の温度センサを含み、温度センサはEHC140に含まれる触媒の温度T1を検知する。温度センサの検知結果は、ECU200に出力される。
再び図1を参照して、CD/CS切替ボタン210は、CDモードとCSモードとを切り替えるためのボタンである。詳細については後述するが、基本的には、バッテリ70のSOCが低下すると、ハイブリッド車両1のモードはCDモードからCSモードに切り替わる。しかしながら、たとえば、CDモードが選択されている場合に、ユーザによりCD/CS切替ボタン210が操作されると、バッテリ70のSOCに拘わらず、モードがCDモードからCSモードに切り替わる。
ECU200は、図示しないCPU(Central Processing Unit)及びメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報に基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。なお、図1ではECU200が1つのユニットとして示されているが、ECU200を2つ以上のユニットに分割してもよい。ECU200は、たとえば、CDモードと、CSモードとを選択的に適用して車両の走行を制御する。また、ECU200は、たとえば、バッテリ70の電圧センサ及び電流センサの検知結果(V1及びI1)に基づいて、バッテリ70のSOCを推定する。
ECU200による主要な機能として、EHC140の通電制御がある。ECU200は、EHC140とバッテリ70との通電状態(通電状態/非通電状態)を制御する。ECU200は、ハイブリッド車両1のモード(CD/CSモード)に応じて、EHC140の通電状態を制御する。以下、CDモード及びCSモードについて説明し、その後、EHC140の通電制御について説明する。
[CD/CSモードの説明]
図3は、CDモード及びCSモードを説明するための図である。図3を参照して、たとえば、外部充電によりバッテリ70が満充電状態となった後、CDモードで走行が開始されるものとする。
図3は、CDモード及びCSモードを説明するための図である。図3を参照して、たとえば、外部充電によりバッテリ70が満充電状態となった後、CDモードで走行が開始されるものとする。
CDモードは、SOCを消費するモードであり、基本的には、バッテリ70に蓄えられた電力(主には外部充電による電気エネルギー)を消費するものである。CDモードでの走行時は、SOCを維持するためにはエンジン10は作動しない。これにより、車両の減速時等に回収される回生電力やエンジン10の作動に伴ない発電される電力により一時的にSOCが増加することはあるものの、結果的に充電よりも放電の割合の方が相対的に大きくなり、全体としては走行距離の増加に伴ないSOCが減少する。
CSモードは、SOCを所定レベルに維持するモードである。一例として、時刻t1において、SOCの低下を示す所定値SLにSOCが低下すると、CSモードが選択され、その後のSOCが制御範囲RNG内に制御される。具体的には、SOCが制御範囲RNGの下限(エンジン始動しきい値)に達するとエンジン10が作動し、SOCが制御範囲RNGの上限に達するとエンジン10が停止する。このように、エンジン10が作動及び停止を適宜繰り返す(間欠運転)ことによって、SOCが制御範囲RNG内に制御される。このように、CSモードでは、SOCを維持するためにエンジン10が作動する。
なお、CDモードにおいても、大きな走行駆動力が要求されればエンジン10は作動する。一方、CSモードにおいても、SOCが上昇すればエンジン10は停止する。すなわち、CDモードは、エンジン10を常時停止させて走行するEV走行に限定されるものではなく、CSモードも、エンジン10を常時作動させて走行するHV走行に限定されるものではない。CDモードにおいても、CSモードにおいても、EV走行とHV走行とが可能である。
また、特に図示しないが、CDモードが選択されている場合に、ユーザによりCD/CS切替ボタン210が操作されると、バッテリ70のSOCに拘わらず、ハイブリッド車両1のモードはCDモードからCSモードに切り替わる。この場合には、CD/CS切替ボタン210がユーザにより操作された時点のSOCを制御中心として制御範囲RNGが設定される。したがって、CSモードが選択されている場合に、常にSOCが所定値SLを中心として制御されるわけではない。
[CD/CSモード対応車両におけるEHCの通電制御]
次に、EHC140の通電制御について説明する。ECU200は、EHC140の触媒を暖機するために、EHC140とバッテリ70とを通電状態にする。しかしながら、EHC140を通電状態にするタイミングが適切でないと、触媒の暖機に用いられた電力が無駄になってしまう。たとえば、エンジン10が使用されない状況においては、エンジン10から排気ガスは排出されない。この場合にEHC140の触媒を暖機したとしても、電力が無駄になってしまう。一方、エンジン10が使用される状況において、触媒の暖機が完了していないと、排気ガスが十分に浄化されず問題である。
次に、EHC140の通電制御について説明する。ECU200は、EHC140の触媒を暖機するために、EHC140とバッテリ70とを通電状態にする。しかしながら、EHC140を通電状態にするタイミングが適切でないと、触媒の暖機に用いられた電力が無駄になってしまう。たとえば、エンジン10が使用されない状況においては、エンジン10から排気ガスは排出されない。この場合にEHC140の触媒を暖機したとしても、電力が無駄になってしまう。一方、エンジン10が使用される状況において、触媒の暖機が完了していないと、排気ガスが十分に浄化されず問題である。
この実施の形態1に従うハイブリッド車両1は、上述の通り、CDモードとCSモードとを切り替え可能である。CDモードが選択されている場合には、エンジン10が始動する可能性が低い。CDモードにおいては、SOCを維持するためにはエンジン10は作動しないからである。したがって、この場合にEHC140を通電状態としたとしても(触媒暖機を行なったとしても)電力が無駄となる可能性が高い。
一方、CSモードが選択されている場合には、エンジン10が始動する可能性が高い。CSモードにおいては、SOCを維持するためにエンジン10が作動するからである。したがって、この場合にEHC140を通電状態とすることは有効である。
また、ハイブリッド車両1のようにCD/CS切替ボタン210が設けられている場合には、単にバッテリ70のSOC低下時にEHC140を通電状態とするだけでは不十分である。SOCが高い状態であっても、ユーザがCD/CS切替ボタン210を操作すると、CSモードが選択され、エンジン10が始動する可能性が高くなるからである。
そこで、この実施の形態1に従うハイブリッド車両1において、ECU200は、CDモードが選択されている場合には、EHC140を非通電状態とし、触媒の暖機が完了していない状態でCSモードが選択されている場合には、EHC140を通電状態とする。これよれば、電力を無駄にせず、必要な場合に触媒暖機を行なうことができる。
[EHC通電制御の処理手順]
図4は、EHC140の通電制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、車両システムの起動後、ECU200により繰り返し実行される。
図4は、EHC140の通電制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、車両システムの起動後、ECU200により繰り返し実行される。
図4を参照して、ECU200は、バッテリ70に含まれる電圧センサ及び電流センサ(不図示)の出力に基づいてバッテリ70のSOCを推定するとともに、EHC140に含まれる温度センサ(不図示)の出力に基づいて触媒の温度を検知する(ステップS100)。
その後、ECU200は、ハイブリッド車両1のモードとしてCDモードが選択されているか、CSモードが選択されているかを判定する(ステップS110)。CDモードが選択されていると判定されると(ステップS110において「CDモード」)、エンジン10が始動する可能性が低いため、EHC140は通電状態にされず(非通電状態)、処理はリターンに移行する。
一方、CSモードが選択されていると判定されると(ステップS110において「CSモード」)、ECU200は、ステップS100において検知された触媒の温度に基づいて、EHC140の触媒が未暖機であるか否かを判定する(ステップS120)。触媒の暖機が完了していると判定されると(ステップS120においてNO)、処理はステップS150に移行する。
一方、触媒が未暖機であると判定されると(ステップS120においてYES)、CSモード時にはエンジン10が始動する可能性が高いため、ECU200は、EHC140を通電状態にする(ステップS130)。
その後、ECU200は、触媒の暖機が完了したか否かを判定し(ステップS140)、触媒の暖機が完了するまでEHC140の通電状態を継続させる(ステップS140においてNO)。
触媒の暖機が完了したと判定されると(ステップS140においてYES)、ECU200は、エンジン10が作動中か否かを判定する(ステップS150)。エンジン10が作動中であると判定されると(ステップS150においてYES)、処理はリターンに移行する。一方、エンジン10が作動中でないと判定されると(ステップS150においてNO)、ECU200は、エンジン10の始動条件が成立したか否かを判定する(ステップS160)。たとえば、ECU200は、バッテリ70のSOCがエンジン始動しきい値まで低下したため、バッテリ70の充電のためにエンジン10を始動する必要が生じたか否かを判定する。
エンジン10の始動条件が成立していないと判定されると(ステップS160においてNO)、処理はリターンに移行する。一方、エンジン10の始動条件が成立したと判定されると、ECU200は、エンジン10が始動するようにエンジン10を制御するとともに、EHC140を通電状態にする(ステップS170)。
ECU200がエンジン10の始動制御を実行するとともにEHC140を通電状態とする理由について説明する。たとえば、低温環境下において、触媒暖機が完了している状態でエンジン10が始動すると、暖機済みの触媒より低い温度の排気ガスが触媒に対して流れ込み、触媒の温度が低下する。その結果、暖機済みの触媒が失活する可能性がある。触媒暖機が完了している状態で、エンジン10を始動させる場合に、併せて、EHC140を通電状態とすることで、触媒より低い温度の排気ガスが触媒に流れ込んだとしても、触媒が加熱中であるため、暖機済みの触媒の失活を防止することができる。
その後、ECU200は、排気温度センサ2の出力(温度T2)に基づいて、エンジン10から排出される排気ガスの温度が所定温度Tth1以上となったか否かを判定する(ステップS180)。所定温度Tth1は、該温度の排気ガスの流入が生じても触媒が失活しない温度である。排気ガスの温度が所定温度Tth1未満であると判定されると(ステップS180においてNO)、ECU200は、排気ガスの温度が所定温度Tth1以上になるまで、EHC140の通電状態を継続させる。
一方、排気ガスの温度が所定温度Tth1以上であると判定されると(ステップS180においてYES)、ECU200は、EHC140の通電状態が遮断されるように(非通電状態になるように)EHC140を制御する(ステップS190)。その後、処理はリターンに移行する。
以上のように、この実施の形態1に従うハイブリッド車両1において、ECU200は、CDモードが選択されている場合には、EHC140を非通電状態とし、触媒の暖機が完了していない状態でCSモードが選択されている場合には、EHC140を通電状態とする。これよれば、電力を無駄にせず、必要な場合に触媒暖機を行なうことができる。
(実施の形態2)
再び図1及び図2を参照して、実施の形態1に従うハイブリッド車両1においては、選択されているモード(CD/CSモード)に応じて、EHC140の制御内容が変更された。この実施の形態2に従うハイブリッド車両1Aにおいては、特に低温環境下におけるEHC140の通電制御に特徴を有し、選択されているモード(CD/CSモード)及び低温環境下か否かに応じて、EHC140の制御内容が変更される。
再び図1及び図2を参照して、実施の形態1に従うハイブリッド車両1においては、選択されているモード(CD/CSモード)に応じて、EHC140の制御内容が変更された。この実施の形態2に従うハイブリッド車両1Aにおいては、特に低温環境下におけるEHC140の通電制御に特徴を有し、選択されているモード(CD/CSモード)及び低温環境下か否かに応じて、EHC140の制御内容が変更される。
ハイブリッド車両1Aは、実施の形態1に従うハイブリッド車両1とは異なり、ECU200Aを備える。他の構成については、実施の形態1に従うハイブリッド車両1と同様である。
低温環境下において、EHC140の温度は低下している。このような状況下でEHC140が急激に加熱されると、EHC140の基材の内表面と基材の中心部との温度差が大きくなる。その結果、EHC140の基材内部に生じる熱応力が大きくなり、EHC140が破損する可能性がある。
そこで、この実施の形態2に従うハイブリッド車両1Aにおいて、ECU200Aは、CDモード/CSモードに拘わらず、触媒温度が所定温度以下である場合には、触媒温度が所定温度より高い場合よりも、EHC140に小さい電力を供給するようにコンバータ100を制御する。これにより、EHC140の基材の内表面と基材の中心部との温度差が大きくなることが抑制され、EHC140が破損する可能性を低減することができる。
しかしながら、単にEHC140に供給する電力を小さくするのみだと、エンジン10の始動時までに触媒の暖機が完了しない可能性が生じる。
そこで、この実施の形態2に従うハイブリッド車両1Aにおいて、ECU200Aは、CDモードが選択されている場合に触媒温度が所定温度以下であるときは、触媒温度が所定温度を上回っているときよりも高いSOCまでバッテリ70のSOCが低下した段階で、EHC140が通電状態となるようにEHC140を制御する。これにより、EHC140の通電開始からCSモードに切り替わるまでの時間が長くなるため、EHC140に供給される電力が小さいとしても、エンジン10が始動するまでに触媒暖機を完了することができる。
また、ECU200Aは、CSモードが選択されている場合に触媒温度が所定温度以下であるときは、EHC140を通電状態とするとともにエンジン10が暖機運転を行なうようにエンジン10を制御する。これにより、EHC140に供給される電力が小さいとしても、エンジン10の排気による暖機の併用により、エンジン10が本格始動するまでに触媒暖機を完了することができる。
[EHC通電制御の処理手順]
図5は、この実施の形態2に従うハイブリッド車両1Aにおける、EHC140の通電制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、車両システムの起動後、ECU200Aにより繰り返し実行される。
図5は、この実施の形態2に従うハイブリッド車両1Aにおける、EHC140の通電制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、車両システムの起動後、ECU200Aにより繰り返し実行される。
図5を参照して、ECU200Aは、バッテリ70に含まれる電圧センサ及び電流センサ(不図示)の出力に基づいてバッテリ70のSOCを推定するとともに、EHC140に含まれる温度センサ(不図示)の出力に基づいて触媒の温度を検知する(ステップS200)。
その後、ECU200Aは、ステップS200において検知された触媒の温度に基づいて、EHC140の触媒が未暖機であるか否かを判定する(ステップS210)。触媒の暖機が完了していると判定されると(ステップS210においてNO)、処理はリターンに移行する。
一方、触媒が未暖機であると判定されると(ステップS210においてYES)、ECU200Aは、ハイブリッド車両1AのモードとしてCDモードが選択されているか、CSモードが選択されているかを判定する(ステップS220)。
CDモードが選択されていると判定されると(ステップS220において「CDモード」)、ECU200Aは、EHC140の触媒温度が所定温度Tth2以下であるか否かを判定する(ステップS230)。触媒温度が所定温度Tth2より高いと判定されると(ステップS230においてNO)、ECU200Aは、バッテリ70のSOCが所定値S2(<所定値S1(後述))以下であるか否かを判定する(ステップS240)。SOCが所定値S2より高いと判定されると(ステップS240においてNO)、処理はリターンに移行する。一方、SOCが所定値S2以下であると判定されると(ステップS240においてYES)、近いうちにCSモードに移行してエンジン10が始動する可能性が高いので、ECU200Aは、EHC140に第1の電力を供給するようにコンバータ100を制御する(ステップS250)。
ステップS230において、触媒温度が所定値Tth2以下であると判定されると(ステップS230においてYES)、ECU200Aは、バッテリ70のSOCが所定値S1(>所定値S2)以下であるか否かを判定する(ステップS260)。SOCが所定値S1より高いと判定されると(ステップS260においてNO)、処理はリターンに移行する。一方、SOCが所定値S1以下であると判定されると(ステップS260においてYES)、ECU200Aは、EHC140に第1の電力よりも小さい第2の電力を供給するようにコンバータ100を制御する(ステップS270)。EHC140に第2の電力(<第1の電力)が供給されるのは、触媒温度が低い場合に(低温環境下で)、EHC140に第1の電力が供給されるとEHC140が破損する可能性が高いからである。なお、EHC140に供給される電力が第2の電力であっても、SOCが所定値S1(>所定値S2)に低下した段階で、EHC140が通電状態となっているため、触媒温度が所定値Tth2より高い場合よりもEHC140の通電開始からCSモードに切り替わるまでの時間が長くなり、エンジン10の始動前に触媒暖機を完了することができる。
ステップS250,S270の後、ECU200Aは、EHC140に含まれる温度センサ(不図示)の出力に基づいて、触媒暖機が完了したか否かを判定する(ステップS280)。触媒暖機が完了していないと判定されると(ステップS280においてNO)、ECU200Aは、触媒暖機が完了するまでEHC140の通電状態を継続させる。一方、触媒暖機が完了したと判定されると(ステップS280においてYES)、ECU200Aは、EHC140の通電状態が遮断されるように(非通電状態になるように)、EHC140を制御する(ステップS285)。その後、処理はリターンに移行する。
ステップS220において、CSモードが選択されていると判定されると(ステップS220において「CSモード」)、ECU200Aは、EHC140の触媒温度が所定温度Tth2以下か否かを判定する(ステップS290)。触媒温度が所定温度Tth2より高いと判定されると(ステップS290においてNO)、ECU200Aは、EHC140に第3の電力を供給するようにコンバータ100を制御する(ステップS300)。
一方、触媒温度が所定温度Tth2以下であると判定されると(ステップS290においてYES)、ECU200Aは、EHC140の破損を防止するために、EHC140に第3の電力よりも小さい第4の電力を供給するようにコンバータ100を制御するとともに、エンジン10が暖機運転を開始するようにエンジン10を制御する(ステップS310)。EHC140に供給される電力が第4の電力(<第3の電力)であっても、エンジン10が暖機運転を行なうため、エンジン10の本格始動前に触媒暖機を完了することができる。
ステップS300,S310の後、ECU200Aは、EHC140に含まれる温度センサ(不図示)の出力に基づいて、触媒暖機が完了したか否かを判定する(ステップS320)。触媒暖機が完了していないと判定されると(ステップS320においてNO)、ECU200Aは、触媒暖機が完了するまでEHC140の通電状態を継続させる。一方、触媒暖機が完了したと判定されると(ステップS320においてYES)、ECU200Aは、EHC140の通電状態が遮断されるように(非通電状態になるように)、EHC140を制御する(ステップS325)。その後、処理はリターンに移行する。
以上のように、この実施の形態2に従うハイブリッド車両1Aにおいて、ECU200Aは、CDモード/CSモードに拘わらず、触媒温度が所定温度以下である場合には、触媒温度が所定温度より高い場合よりも、EHC140に小さい電力を供給するようにコンバータ100を制御する。そして、CDモードが選択されている場合に触媒温度が所定温度以下であるときは、ECU200Aは、触媒温度が所定温度を上回っているときよりも高いSOCまでバッテリ70のSOCが低下した段階で、EHC140が通電状態となるようにEHC140を制御する。一方、CSモードが選択されている場合に触媒温度が所定温度以下であるときは、ECU200Aは、EHC140を通電状態とするとともにエンジン10が暖機運転を行なうようにエンジン10を制御する。これにより、低温の場合にEHC140の内表面と中心部との温度差が大きくなることによるEHC140の破損を防止しつつ、エンジン10の始動前に触媒暖機を完了することができる。
(他の実施の形態)
以上のように、この発明の実施の形態として実施の形態1,2を説明した。しかしながら、この発明は必ずしもこの実施の形態1,2に限定されない。ここでは、他の実施の形態の一例について説明する。
以上のように、この発明の実施の形態として実施の形態1,2を説明した。しかしながら、この発明は必ずしもこの実施の形態1,2に限定されない。ここでは、他の実施の形態の一例について説明する。
実施の形態1においては、CDモードが選択されている場合には、EHC140が非通電状態とされ、CDモードからCSモードに遷移した場合にEHC140が未暖機であるときは、EHC140が通電状態とされることとした。しかしながら、EHC140を通電状態に切り替えるタイミングはこれに限定されない。たとえば、バッテリ70のSOCが所定値SL(図3)よりも高いしきい値まで低下した時点で、EHC140が未暖機である場合には、ECU200がEHC140を通電状態とする構成としてもよい。また、たとえば、バッテリ70のSOC及びSOCの変化量に基づいて、車両のモードがCDモードからCSモードに遷移することが予想された時点で、ECU200がEHC140を通電状態とさせる構成としてもよい。これにより、CSモードに遷移する前の段階で、EHC140の暖機を開始することができる。
また、実施の形態1,2において、EHC140は、バッテリ70から電力の供給を受けることとした。しかしながら、EHC140の電源はバッテリ70に限定されない。たとえば、EHC140がバッテリ70以外の補機バッテリ等から電力供給を受ける構成としてもよい。
また、実施の形態1,2において、ECU200,200Aは、EHC140を制御することにより、EHC140の通電状態を切り替えることとした。しかしながら、EHC140の通電状態を切り替えるために、制御する対象はEHC140に限定されない。たとえば、ECU200,200Aがコンバータ100を制御することにより、EHC140の通電状態を切り替える構成としてもよい。
また、実施の形態1,2において、ハイブリッド車両1,1Aは、プラグインハイブリッド自動車とした。しかしながら、ハイブリッド車両1,1Aは、プラグインハイブリッド自動車に限定されない。たとえば、ハイブリッド車両1,1Aは、充電ポート160、及び充電器170を備えないハイブリッド自動車であってもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 ハイブリッド車両、2 排気温度センサ、10 エンジン、20 第1MG、30 第2MG、40 動力分割装置、50 減速機、60 PCU、61,100 コンバータ、62,63 インバータ、70 バッテリ、71 SMR、80 駆動輪、130 排気通路、140 EHC、160 充電ポート、170 充電器、200 ECU、210 CD/CS切替ボタン、300 コネクタ、310 外部電源。
Claims (1)
- CD(Charge Depleting)モードとCS(Charge Sustaining)モードとを切り替え可能なハイブリッド車両であって、
充放電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機と、
内燃機関と、
前記内燃機関の排気経路に設けられ、排気を浄化する触媒を含むとともに前記触媒を加熱する電気加熱式触媒と、
前記電気加熱式触媒に供給される電力量を調整する電力調整部と、
前記内燃機関及び前記電力調整部を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記触媒の暖機が完了していない状態で前記CDモードが選択されている場合に、
前記触媒の温度が所定温度よりも高いときは、前記蓄電装置のSOCが第1のSOCまで低下すると、前記電気加熱式触媒に第1の電力を供給するように前記電力調整部を制御し、
前記触媒の温度が前記所定温度以下であるときは、前記SOCが前記第1のSOCよりも高い第2のSOCまで低下すると、前記電気加熱式触媒に前記第1の電力よりも小さい第2の電力を供給するように前記電力調整部を制御し、
前記触媒の暖機が完了していない状態で前記CSモードが選択されている場合に、
前記触媒の温度が前記所定温度よりも高いときは、前記電気加熱式触媒に第3の電力を供給するように前記電力調整部を制御し、
前記触媒の温度が前記所定温度以下であるときは、前記電気加熱式触媒に前記第3の電力よりも小さい第4の電力を供給するように前記電力調整部を制御するとともに前記内燃機関が暖機運転をするように前記内燃機関を制御する、ハイブリッド車両。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019012973A JP6699766B2 (ja) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | ハイブリッド車両 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019012973A JP6699766B2 (ja) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | ハイブリッド車両 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016050672A Division JP6500817B2 (ja) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | ハイブリッド車両 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019085108A JP2019085108A (ja) | 2019-06-06 |
JP6699766B2 true JP6699766B2 (ja) | 2020-05-27 |
Family
ID=66763893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019012973A Expired - Fee Related JP6699766B2 (ja) | 2019-01-29 | 2019-01-29 | ハイブリッド車両 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6699766B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6930621B1 (ja) | 2020-03-17 | 2021-09-01 | トヨタ自動車株式会社 | 情報処理装置、及び車両制御システム |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4862621B2 (ja) * | 2006-11-15 | 2012-01-25 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車両およびその制御方法 |
JP5309624B2 (ja) * | 2008-03-11 | 2013-10-09 | 日産自動車株式会社 | ハイブリッド車両の制御装置 |
JP2009227038A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Toyota Motor Corp | バイブリッド自動車の触媒通電制御装置 |
JP2010023758A (ja) * | 2008-07-23 | 2010-02-04 | Toyota Motor Corp | ハイブリッド車両の制御装置 |
JP5703716B2 (ja) * | 2010-11-26 | 2015-04-22 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車 |
EP2672084B1 (en) * | 2011-02-01 | 2016-09-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle and method for controlling temperature of catalytic device |
JP2013056614A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Toyota Motor Corp | ハイブリッド車両および車両用制御方法 |
JP5716681B2 (ja) * | 2012-01-11 | 2015-05-13 | トヨタ自動車株式会社 | 車両および車両の制御方法 |
JP5790790B2 (ja) * | 2012-01-18 | 2015-10-07 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
JP5660104B2 (ja) * | 2012-10-22 | 2015-01-28 | トヨタ自動車株式会社 | 車両 |
-
2019
- 2019-01-29 JP JP2019012973A patent/JP6699766B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019085108A (ja) | 2019-06-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4538418B2 (ja) | 二次電池の充放電制御装置 | |
US8774993B2 (en) | Hybrid vehicle and method of controlling the same | |
JP4978735B2 (ja) | ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法 | |
JP3933096B2 (ja) | 車両に搭載されたバッテリ制御装置および制御方法 | |
US9074509B2 (en) | Control apparatus for vehicle | |
JP5344086B2 (ja) | ハイブリッド車両の制御装置およびそれを備えるハイブリッド車両 | |
JP5040065B2 (ja) | バッテリ充放電制御装置 | |
JPH08289407A (ja) | ハイブリッド車の発電制御装置 | |
JP5660104B2 (ja) | 車両 | |
JPWO2013051104A1 (ja) | 充電制御装置および充電制御方法 | |
JP5716681B2 (ja) | 車両および車両の制御方法 | |
JPWO2012131941A1 (ja) | 車両、エンジンの制御方法およびエンジンの制御装置 | |
JP6424566B2 (ja) | ハイブリッド車両の制御装置 | |
JP2014080163A (ja) | ハイブリッド車両の制御装置 | |
JP5842899B2 (ja) | ハイブリッド車両、ハイブリッド車両の制御方法およびエンジンの制御装置 | |
JP2021075085A (ja) | 車両の制御装置 | |
JP6500817B2 (ja) | ハイブリッド車両 | |
JP2006037780A (ja) | 動力出力装置およびその制御方法 | |
JP6699766B2 (ja) | ハイブリッド車両 | |
JP4064398B2 (ja) | 電動機用バッテリの充放電制御装置 | |
JP2008163867A (ja) | 車両の制御装置 | |
JP6361684B2 (ja) | ハイブリッド車両の制御装置 | |
JP2005105950A (ja) | 自動車 | |
JP2007215293A (ja) | 車両に搭載された二次電池の制御装置 | |
JP2020196408A (ja) | 車両の制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190129 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200331 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200413 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6699766 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |