JP6939470B2 - Vehicle control device - Google Patents
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Description
本発明は、車両の制御装置に関する。 The present invention relates to a vehicle control device.
特許文献1には、暖房要求があると判定された場合において、バッテリの充電余力があるとき、バッテリのSOC(State Of Charge)上限値を通常上限値より大きくし、エンジン効率が良い動作点を目標動作点としてエンジンの動作点を制御する車両の制御装置が記載されている。この制御装置は、暖房要求があると判定された場合において、バッテリの充電余力がないときには、バッテリのSOC上限値を通常上限値とし、エンジン効率が悪い動作点を目標動作点としてエンジンの動作点を制御する。エンジン効率が悪い動作点を目標動作点としてエンジンの動作点を制御することにより、エンジンの排熱量が増加するので、エンジンの排熱を利用して暖房運転をすることができる。
According to
しかしながら、特許文献1に記載の車両の制御装置は、エンジンの排熱を利用した暖房運転が開始されるバッテリの充電量の設定に改善の余地がある。すなわち、特許文献1に記載の車両の制御装置によれば、エンジンの排熱を利用した暖房運転が開始されるまでの間にバッテリの電力が必要以上に消費されることにより、車両の電費が悪化する可能性がある。
However, in the vehicle control device described in
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、暖房運転時に電費が悪化することを抑制可能な車両の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle control device capable of suppressing deterioration of electricity costs during heating operation.
本発明に係る車両の制御装置は、エンジンの排熱及びバッテリの電力の少なくとも一方を利用して車室内を暖房する暖房装置を有し、バッテリの電力のみを利用した走行とエンジン出力及びバッテリの電力を利用した走行とを実行可能な車両の制御装置であって、暖房運転時、エンジン出力の要求値に応じてエンジンの動作点を制御すると共に、暖房運転を行っていない通常動作時よりもエンジンを始動させるバッテリの充電量の閾値を高く設定する制御手段を備える。 The vehicle control device according to the present invention has a heating device that heats the vehicle interior by using at least one of the exhaust heat of the engine and the electric power of the battery, and runs using only the electric power of the battery, the engine output, and the battery. It is a vehicle control device that can run using electric power. During heating operation, the operating point of the engine is controlled according to the required value of engine output, and compared to normal operation without heating operation. A control means for setting a high threshold for the amount of charge of the battery for starting the engine is provided.
なお、制御手段は、エンジン出力の要求値が所定値未満である場合、エンジンの回転数を一定に保持しつつエンジンの負荷を増加させるとよい。これにより、エンジンの回転数が増加することによってエンジン起因の騒音・振動が発生することを抑制できる。 When the required value of the engine output is less than a predetermined value, the control means may increase the load on the engine while keeping the engine speed constant. As a result, it is possible to suppress the generation of noise and vibration caused by the engine due to the increase in the engine speed.
また、制御手段は、車両が停車中である場合、エンジンを駆動させてエンジンの排熱を利用して車室内を暖房すると共に、通常動作時のエンジンの動作点におけるエンジンの負荷と比較してエンジンの負荷が大きい動作点を目標動作点としてエンジンの動作点を制御するとよい。これにより、車両が停車中であるときにも暖房性能を維持することができる。 Further, when the vehicle is stopped, the control means drives the engine and uses the exhaust heat of the engine to heat the interior of the vehicle, and compares it with the load of the engine at the operating point of the engine during normal operation. It is preferable to control the operating point of the engine by setting the operating point where the load of the engine is large as the target operating point. As a result, the heating performance can be maintained even when the vehicle is stopped.
本発明に係る車両の制御装置によれば、暖房運転時、エンジン出力の要求値に応じてエンジンの動作点を制御すると共に、暖房運転を行っていない通常動作時よりもエンジンを始動させるバッテリの充電量の閾値を高く設定する。これにより、暖房運転時はエンジンが始動しやすくなり、エンジンの排熱を利用して暖房運転を早期に行うことができるので、暖房運転時に電費が悪化することを抑制できる。 According to the vehicle control device according to the present invention, the operating point of the engine is controlled according to the required value of the engine output during the heating operation, and the engine is started more than during the normal operation when the heating operation is not performed. Set the charge amount threshold high. As a result, the engine can be easily started during the heating operation, and the heating operation can be performed at an early stage by utilizing the exhaust heat of the engine, so that it is possible to suppress the deterioration of the electricity cost during the heating operation.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態である車両の制御装置の構成について説明する。 Hereinafter, the configuration of the vehicle control device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
〔車両の構成〕
まず、図1を参照して、本発明の一実施形態である車両の制御装置が適用される車両の構成について説明する。
[Vehicle configuration]
First, with reference to FIG. 1, the configuration of the vehicle to which the vehicle control device according to the embodiment of the present invention is applied will be described.
図1は、本発明の一実施形態である車両の制御装置が適用される車両の構成を示すブロック図である。図1に示すように、本発明の一実施形態である車両の制御装置が適用される車両1は、PHV(Plug-in Hybrid Vehicle)やREEV(Range Extended Electric Vehicle)等のバッテリの電力のみを利用した走行(EV走行)とエンジン出力及びバッテリの電力を利用した走行(HV走行)とが可能な車両により構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing a vehicle configuration to which a vehicle control device according to an embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the
車両1は、エンジン2、動力分割機構3、クラッチ4、モータ5、クラッチ6、ディファレンシャルギヤ7、駆動輪8、発電機9、バッテリ10、及びPCU(Power Control Unit)11を主な構成要素として備えている。
The
エンジン2は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関により構成されている。エンジン2は、車両1が走行するための駆動トルクを出力する。
The engine 2 is composed of an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine. The engine 2 outputs a driving torque for the
動力分割機構3は、例えば遊星歯車機構により構成されている。動力分割機構3は、クラッチ4を介してエンジン出力を駆動輪8側に伝達する動力伝達経路とエンジン出力を発電機9側に伝達する動力伝達経路との間で動力伝達経路を分割可能に構成されている。
The power split mechanism 3 is composed of, for example, a planetary gear mechanism. The power dividing mechanism 3 is configured to be able to divide the power transmission path between the power transmission path for transmitting the engine output to the drive wheel 8 side and the power transmission path for transmitting the engine output to the generator 9 side via the
モータ5は、例えば3相交流電動機により構成されている。モータ5は、バッテリ10の電力を利用してクラッチ6及びディファレンシャルギヤ7を介して駆動輪8に駆動力を伝達する機能を有している。また、モータ5は、エンジン出力を利用した走行時や車両1の制動時に駆動されて発電するジェネレータ(発電装置)としての機能も有している。モータ5の発電電力はPCU11を介してバッテリ10に供給される。
The motor 5 is composed of, for example, a three-phase AC motor. The motor 5 has a function of transmitting a driving force to the driving wheels 8 via the
発電機9は、動力分割機構3によって分割されたエンジン出力を用いて発電するジェネレータとしての機能を有している。発電機9の発電電力は、PCU11を介してバッテリ10に供給される。 The generator 9 has a function as a generator that generates electricity by using the engine output divided by the power dividing mechanism 3. The generated power of the generator 9 is supplied to the battery 10 via the PCU 11.
バッテリ10は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池によって構成されている。バッテリ10は、モータ5及び/又は発電機9によって発電された電力を用いて充電される他、外部電源から供給される電力を用いて充電されてもよい。なお、バッテリ10は、二次電池に限らず、直流電圧を生成でき、且つ、充電が可能な蓄電装置であればよく、例えばキャパシタ等であってもよい。 The battery 10 is composed of a secondary battery such as a nickel hydrogen battery or a lithium ion battery. The battery 10 may be charged using the electric power generated by the motor 5 and / or the generator 9, or may be charged using the electric power supplied from an external power source. The battery 10 is not limited to a secondary battery, and may be a power storage device that can generate a DC voltage and can be charged, and may be, for example, a capacitor or the like.
PCU11は、バッテリ10から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ5を駆動する機能を有している。また、PCU11は、モータ5及び発電機9が発電した交流電力を直流電力に変換してバッテリ10を充電する機能を有している。 The PCU 11 has a function of converting the DC power supplied from the battery 10 into AC power to drive the motor 5. Further, the PCU 11 has a function of converting the AC power generated by the motor 5 and the generator 9 into DC power to charge the battery 10.
〔暖房装置の構成〕
次に、図2,図3を参照して、上記車両1に搭載されている暖房装置の構成について説明する。図2は、図1に示す車両1に搭載されている暖房装置20の構成を示すブロック図である。図3は、図2に示す暖房装置20の動作を説明するためのタイミングチャートである。
[Structure of heating device]
Next, the configuration of the heating device mounted on the
図2に示すように、車両1に搭載されている暖房装置20は、エンジン2の排熱及びバッテリ10の電力の少なくとも一方を利用して車室内を暖房する装置であり、ヒートポンプ(H/P)21、ヒータ22、ウォータポンプ(W/P)23、及びW/P24を主な構成要素として備えている。
As shown in FIG. 2, the
H/P21は、バッテリ10の電力を利用して冷媒を加圧圧縮及び断熱膨張させて冷媒とエンジン冷却水との間で熱交換を行うことによって、エンジン2及びW/P23から供給されたエンジン冷却水を加熱する。
The H /
ヒータ22は、車室内の空気とH/P21から排出されたエンジン冷却水との間で熱交換を行うヒータコアを有している。ヒータ22は、車室内の空気をヒータコアに送り込み、ヒータコアにおいて車室内の空気とH/P21から排出されたエンジン冷却水との間で熱交換することにより、車室内を暖房する。
The
W/P23は、ヒータ22から排出されたエンジン冷却水をH/P21に圧送する。W/P24は、ヒータ22から排出されたエンジン冷却水をエンジン2及びH/P21の順に圧送する。
The W / P 23 pumps the engine cooling water discharged from the
このような構成を有する暖房装置20では、図3(a),(b)に示すように、エンジン冷却水の温度が第1閾値(例えば40℃)未満である場合、エンジン冷却水によって車室内を暖房することは困難であることから、エンジン2とW/P24との間を循環する冷却水流路R1内、H/P21、ヒータ22、及びW/P23の間を循環するエンジン冷却水流路R2内とにエンジン冷却水を循環させる。そして、H/P21を駆動することによってH/P21のみを利用して車室内を暖房するH/P独立運転を実行する。
In the
一方、図3(a),(c)に示すように、エンジン冷却水の温度が第1閾値以上第2閾値(例えば60℃)未満である場合には、エンジン冷却水の温度が上昇し、エンジン冷却水を利用して暖房することが可能になってくることから、エンジン2、H/P21、ヒータ22、及びW/P24の間を循環するエンジン冷却水流路R3内にエンジン冷却水を循環させる。そして、H/P21を駆動することによってエンジン冷却水及びH/P21の両方を利用して車室内を暖房するH/P&エンジン冷却水協調運転を実行する。なお、H/P独立運転及びH/P&エンジン冷却水協調運転を実行している間は、エンジン2が作動及び停止を適宜繰り返す間欠運転は禁止される。
On the other hand, as shown in FIGS. 3A and 3C, when the temperature of the engine cooling water is equal to or higher than the first threshold value and lower than the second threshold value (for example, 60 ° C.), the temperature of the engine cooling water rises. Since it becomes possible to heat using the engine cooling water, the engine cooling water is circulated in the engine cooling water flow path R3 that circulates between the engine 2, the H /
また、図3(a),(c)に示すように、エンジン冷却水の温度が第2閾値以上である場合には、エンジン冷却水のみを利用して車室内を暖房することが可能であることから、エンジン2、H/P21、ヒータ22、及びW/P24の間を循環するエンジン冷却水流路R3内にエンジン冷却水を循環させる。そして、H/P21の駆動を停止させてエンジン冷却水のみを利用して車室内を暖房するエンジン冷却水暖房運転を実行する。なお、エンジン冷却水暖房運転を実行している際にエンジン冷却水の温度が第2閾値未満になった場合には、H/P&エンジン冷却水協調運転を実行する。また、エンジン冷却水暖房運転を実行している間は、エンジン2が作動及び停止を適宜繰り返す間欠運転は許可される。
Further, as shown in FIGS. 3A and 3C, when the temperature of the engine cooling water is equal to or higher than the second threshold value, it is possible to heat the vehicle interior using only the engine cooling water. Therefore, the engine cooling water is circulated in the engine cooling water flow path R3 that circulates between the engine 2, the H /
〔車両の制御装置の構成〕
次に、図4を参照して、本発明の一実施形態である車両の制御装置の構成について説明する。
[Vehicle control device configuration]
Next, the configuration of the vehicle control device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図4は、本発明の一実施形態である車両の制御装置の構成を示すブロック図である。図4に示すように、本発明の一実施形態である車両の制御装置30は、暖房スイッチ31、暖房設定部32、車速センサ33、傾斜センサ34、車室内温度センサ35、エンジン冷却水温度センサ36、及びECU(Electronic Control Unit)38を主な構成要素として備えている。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a vehicle control device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the
暖房スイッチ31は、暖房装置20をオン/オフするための操作子により構成されている。暖房スイッチ31は、操作子が操作されるのに応じて暖房装置20のオン/オフ(暖房要求の有無)を示す電気信号をECU38に出力する。
The
暖房設定部32は、車室内の温度を設定するための操作子により構成されている。暖房設定部32は、操作子が操作されるのに応じて設定された車室内の温度を示す電気信号をECU38に出力する。 The heating setting unit 32 is composed of an operator for setting the temperature inside the vehicle interior. The heating setting unit 32 outputs an electric signal indicating the temperature in the vehicle interior, which is set according to the operation of the operator, to the ECU 38.
車速センサ33は、車両1の速度(車速)を検出し、検出された車速を示す電気信号をECU38に出力する。
The
傾斜センサ34は、車両1が位置している場所における車両1の前後方向の傾斜角度を検出し、検出された傾斜角度を示す電気信号をECU38に出力する。
The
車室内温度センサ35は、車室内の温度を検出し、検出された車室内の温度を示す電気信号をECU38に出力する。
The vehicle
エンジン冷却水温度センサ36は、エンジン冷却水の温度を検出し、検出されたエンジン冷却水の温度を示す電気信号をECU38に出力する。
The engine cooling
ECU38は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を備えるマイクロコンピュータを主体として構成されており、ROM内に格納されている各種制御プログラムを実行することによって後述する暖房制御処理を含む各種制御処理を実行する。 The ECU 38 is mainly composed of a microcomputer equipped with a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), etc., and executes various control programs stored in the ROM. Executes various control processes including the heating control process described later.
〔暖房制御処理〕
このような構成を有する車両の制御装置30では、ECU38が、以下に示す暖房制御処理を実行することにより、暖房運転時に車両1の電費が悪化することを抑制する。以下、図5〜図7を参照して、本発明の第1及び第2の実施形態である暖房制御処理を実行する際のECU38の動作について説明する。
[Heating control process]
In the
[第1の実施形態]
まず、図5を参照して、本発明の第1の実施形態である暖房制御処理を実行する際のECU38の動作について説明する。図5は、本発明の第1の実施形態である暖房制御処理の流れを示すフローチャートである。図5に示すフローチャートは、車両1の乗員が暖房スイッチ31を操作することによって暖房装置20をオンしたタイミングで開始となり、暖房制御処理はステップS1の処理に進む。なお、この暖房制御処理は、暖房装置20がオンされている間、繰り返し実行される。
[First Embodiment]
First, with reference to FIG. 5, the operation of the ECU 38 when executing the heating control process according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the heating control process according to the first embodiment of the present invention. The flowchart shown in FIG. 5 starts at the timing when the occupant of the
ステップS1の処理では、ECU38が、車両1の走行モードがEV走行モード(CDモード)であるか否かを判別する。判別の結果、車両1の走行モードがEV走行モードである場合(ステップS1:Yes)、ECU38は、暖房制御処理をステップS2の処理に進める。一方、車両1の走行モードがEV走行モードではなく、HV走行モード(CSモード)である場合には(ステップS1:No)、ECU38は、暖房制御処理をステップS5の処理に進める。
In the process of step S1, the ECU 38 determines whether or not the traveling mode of the
ステップS2の処理では、ECU38が、PCU11を介してバッテリ10の充電量(SOC)を検出し、検出されたSOCが所定値α(例えば50%)未満であるか否かを判別する。判別の結果、SOCが所定値α未満である場合(ステップS2:Yes)、ECU38は、暖房制御処理をステップS4の処理に進める。一方、SOCが所定値α以上である場合には(ステップS2:No)、ECU38は、暖房制御処理をステップS3の処理に進める。
In the process of step S2, the ECU 38 detects the charge amount (SOC) of the battery 10 via the
ステップS3の処理では、ECU38が、暖房設定部32から出力される電気信号を用いて要求されている車室内の温度(要求暖房レベル)を検出すると共に、車室内温度センサ35から出力される電気信号を用いて車室内の温度(車室内空調レベル)を検出する。そして、ECU38は、車室内空調レベルが要求暖房レベルになるようにH/P独立運転を実行する。すなわち、ECU38は、H/P21のみを用いて車室内を暖房する。これにより、ステップS3の処理は完了し、暖房制御処理はステップS1の処理に戻る。
In the process of step S3, the ECU 38 detects the temperature in the vehicle interior (required heating level) using the electric signal output from the heating setting unit 32, and the electricity output from the vehicle
ステップS4の処理では、ECU38が、暖房運転を行っていない通常動作時よりもエンジン2を始動させるバッテリ10のSOCの閾値を高く設定する(エンジン排熱エネルギー早期活用モード)。これにより、ステップS4の処理は完了し、暖房制御処理はステップS5の処理に進む。 In the process of step S4, the ECU 38 sets the SOC threshold value of the battery 10 for starting the engine 2 higher than that in the normal operation when the heating operation is not performed (engine exhaust heat energy early utilization mode). As a result, the process of step S4 is completed, and the heating control process proceeds to the process of step S5.
ステップS5の処理では、暖房設定部32から出力される電気信号を用いて要求暖房レベルを検出する。これにより、ステップS5の処理は完了し、暖房制御処理はステップS6の処理に進む。 In the process of step S5, the required heating level is detected by using the electric signal output from the heating setting unit 32. As a result, the process of step S5 is completed, and the heating control process proceeds to the process of step S6.
ステップS6の処理では、ECU38が、車室内温度センサ35から出力される電気信号を用いて車室内空調レベルを検出する。これにより、ステップS6の処理は完了し、暖房制御処理はステップS7の処理に進む。
In the process of step S6, the ECU 38 detects the vehicle interior air conditioning level using the electric signal output from the vehicle
ステップS7の処理では、ECU38が、エンジン冷却水温度センサ36から出力される電気信号を用いてエンジン冷却水の温度thwを検出し、検出されたエンジン冷却水の温度thwが所定温度(例えば60℃)未満であるか否かを判別する。判別の結果、エンジン冷却水の温度thwが所定温度未満である場合(ステップS7:Yes)、ECU38は、暖房制御処理をステップS9の処理に進める。一方、エンジン冷却水の温度thwが所定温度以上である場合には(ステップS7:No)、ECU38は、暖房制御処理をステップS8の処理に進める。
In the process of step S7, the ECU 38 detects the temperature thw of the engine cooling water using the electric signal output from the engine cooling
ステップS8の処理では、ECU38が、ステップS6の処理において検出された車室内空調レベルがステップS5の処理において検出された要求暖房レベルになるようにエンジン冷却水(温水)暖房運転を実行する。すなわち、ECU38は、H/P21の動作を停止し、エンジン冷却水のみを用いて車室内を暖房する。これにより、ステップS8の処理は完了し、暖房制御処理はステップS1の処理に戻る。
In the process of step S8, the ECU 38 executes the engine cooling water (hot water) heating operation so that the vehicle interior air conditioning level detected in the process of step S6 becomes the required heating level detected in the process of step S5. That is, the ECU 38 stops the operation of the H /
ステップS9の処理では、まず、ECU38が、車速センサ33が出力する電気信号に基づいて車速を検出し、傾斜センサ34が出力する電気信号に基づいて車両1の前後方向の傾斜角度を検出する。次に、ECU38は、車速及び傾斜角度とエンジン出力の要求値との関係とを示すマップから、検出された車速及び傾斜角度に対応するエンジン出力の要求値を運転者要求駆動力として読み出す。そして、ECU38は、運転者要求駆動力が所定値A未満であるか否かを判別する。ここで、所定値Aは、エンジン2の排熱によって温められたエンジン冷却水を用いて暖房運転を行ってもエンジン冷却水の温度上昇が妨げられないエンジン出力の要求値(例えば25[kW]以上)、換言すれば、エンジン2が高負荷状態で動作しているときのエンジン出力の要求値に相当する。判別の結果、運転者要求駆動力が所定値A未満である場合(ステップS9:Yes)、ECU38は、暖房制御処理をステップS10の処理に進める。一方、運転者要求駆動力が所定値A以上である場合には(ステップS9:No)、ECU38は、暖房制御処理をステップS11の処理に進める。
In the process of step S9, the ECU 38 first detects the vehicle speed based on the electric signal output by the
ステップS10の処理では、ECU38が、エンジン2は高負荷状態で動作していないと判断し、暖房運転を行っていない通常動作時のエンジン2の動作点におけるエンジン2の負荷及び回転数よりもエンジン2の負荷及び回転数が大きい動作点を目標動作点としてエンジン2の動作点を制御する。なお、本実施形態において、“エンジン2の動作点”とは、エンジン回転数及びエンジン出力トルク(負荷)等で例示されるエンジン2の動作状態を示す状態量を座標軸とした二次元座標においてエンジン2の動作状態を示す動作点のことを意味する(図7(b)参照)。結果、暖房運転を行っていない通常動作時よりもエンジン出力が増加し、多くの熱エネルギーを発生させることができる。これにより、ステップS10の処理は完了し、暖房制御処理はステップS12の処理に進む。 In the process of step S10, the ECU 38 determines that the engine 2 is not operating in a high load state, and the engine is more than the load and the number of revolutions of the engine 2 at the operating point of the engine 2 during the normal operation in which the heating operation is not performed. The operating point of the engine 2 is controlled with the operating point having a large load and the number of rotations of 2 as the target operating point. In the present embodiment, the "operating point of the engine 2" refers to the engine in two-dimensional coordinates with the state quantity indicating the operating state of the engine 2 exemplified by the engine rotation speed and the engine output torque (load) as the coordinate axes. It means an operating point indicating the operating state of No. 2 (see FIG. 7B). As a result, the engine output is increased as compared with the normal operation in which the heating operation is not performed, and a large amount of heat energy can be generated. As a result, the process of step S10 is completed, and the heating control process proceeds to the process of step S12.
ステップS11の処理では、ECU38が、エンジン2は高負荷状態で動作していると判断し、暖房運転を行っていない通常動作時のエンジン2の動作点と同じ動作点を目標動作点としてエンジン2の動作点を制御する。これにより、ステップS11の処理は完了し、暖房制御処理はステップS12の処理に進む。 In the process of step S11, the ECU 38 determines that the engine 2 is operating in a high load state, and sets the same operating point as the operating point of the engine 2 during normal operation when the heating operation is not performed as the target operating point. Control the operating point of. As a result, the process of step S11 is completed, and the heating control process proceeds to the process of step S12.
ステップS12の処理では、ECU38が、ステップS6の処理において検出された車室内空調レベルがステップS5の処理において検出された要求暖房レベルになるようにH/P&エンジン冷却水協調運転を実行する。すなわち、ECU38は、H/P21及びエンジン冷却水の両方を用いて車室内を暖房する。これにより、ステップS12の処理は完了し、暖房制御処理はステップS1の処理に戻る。
In the process of step S12, the ECU 38 executes the H / P & engine cooling water cooperative operation so that the vehicle interior air conditioning level detected in the process of step S6 becomes the required heating level detected in the process of step S5. That is, the ECU 38 heats the vehicle interior using both the H /
以上の説明から明らかなように、本発明の第1の実施形態である暖房制御処理では、暖房運転時、ECU38が、運転者要求駆動力に応じてエンジン2の動作点を制御すると共に、暖房運転を行っていない通常動作時よりもエンジン2を始動させるバッテリ10のSOCの閾値を高く設定する。このような構成によれば、暖房運転時はエンジン2が始動しやすくなり、エンジン2の排熱を利用して暖房運転を早期に行うことができるので、暖房運転時に車両1の電費が悪化することを抑制できる。
As is clear from the above description, in the heating control process according to the first embodiment of the present invention, during the heating operation, the ECU 38 controls the operating point of the engine 2 according to the driving force required by the driver and heats the engine 2. The SOC threshold value of the battery 10 for starting the engine 2 is set higher than that during normal operation when the engine is not in operation. According to such a configuration, the engine 2 can be easily started during the heating operation, and the heating operation can be performed at an early stage by utilizing the exhaust heat of the engine 2, so that the electricity cost of the
[第2の実施形態]
次に、図6,図7を参照して、本発明の第2の実施形態である暖房制御処理を実行する際のECU38の動作について説明する。図6は、本発明の第2の実施形態である暖房制御処理の流れを示すフローチャートである。図7は、本発明の第2の実施形態である暖房制御処理を説明するための図であり、図7(a)は図7(b)に示すエンジンの動作点P1〜P4に対応する運転者要求駆動力、エンジン回転数差、及びエンジン負荷差の一例を示す図であり、図7(b)は通常動作時及び暖房運転時におけるエンジン2の動作点の一例を示す図である。
[Second Embodiment]
Next, the operation of the ECU 38 when executing the heating control process according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the heating control process according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram for explaining a heating control process according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7A is an operation corresponding to operating points P1 to P4 of the engine shown in FIG. 7B. FIG. 7B is a diagram showing an example of a driving force required by a person, a difference in engine speed, and a difference in engine load, and FIG. 7B is a diagram showing an example of operating points of the engine 2 during normal operation and heating operation.
図6に示すフローチャートは、車両1の乗員が暖房スイッチ31を操作することによって暖房装置20をオンしたタイミングで開始となり、暖房制御処理はステップS21の処理に進む。なお、この暖房制御処理は、暖房装置20がオンされている間、繰り返し実行される。また、図6に示すステップS21〜S26の処理の内容は、図5に示すステップS1〜S6の処理の内容と同じであるので、以下ではその説明を省略し、ステップS27の処理から説明をはじめる。
The flowchart shown in FIG. 6 starts at the timing when the occupant of the
ステップS27の処理では、ECU38が、エンジン冷却水温度センサ36から出力される電気信号を用いてエンジン冷却水の温度thwを検出し、検出されたエンジン冷却水の温度thwが所定温度(例えば60℃)未満であるか否かを判別する。判別の結果、エンジン冷却水の温度thwが所定温度未満である場合(ステップS27:Yes)、ECU38は、暖房制御処理をステップS29の処理に進める。一方、エンジン冷却水の温度thwが所定温度以上である場合には(ステップS27:No)、ECU38は、暖房制御処理をステップS28の処理に進める。
In the process of step S27, the ECU 38 detects the temperature thw of the engine cooling water using the electric signal output from the engine cooling
ステップS28の処理では、ECU38が、ステップS26の処理において検出された車室内空調レベルがステップS25の処理において検出された要求暖房レベルになるようにエンジン冷却水暖房運転を実行する。すなわち、ECU38は、エンジン冷却水のみを用いて車室内を暖房する。これにより、ステップS28の処理は完了し、暖房制御処理はステップS1の処理に戻る。 In the process of step S28, the ECU 38 executes the engine cooling water heating operation so that the vehicle interior air conditioning level detected in the process of step S26 becomes the required heating level detected in the process of step S25. That is, the ECU 38 heats the vehicle interior using only the engine cooling water. As a result, the process of step S28 is completed, and the heating control process returns to the process of step S1.
ステップS29の処理では、ECU38が、エンジン2の間欠運転を禁止する。これにより、ステップS29の処理は完了し、暖房制御処理はステップS30の処理に進む。 In the process of step S29, the ECU 38 prohibits the intermittent operation of the engine 2. As a result, the process of step S29 is completed, and the heating control process proceeds to the process of step S30.
ステップS30の処理では、ECU38が、車速センサ33が出力する電気信号に基づいて車速を検出し、検出された車速に基づいて車両1が停車中であるか否かを判別する。判別の結果、車両1が停車中である場合(ステップS30:Yes)、ECU38は、暖房制御処理をステップS31の処理に進める。一方、車両1が走行中である場合には(ステップS30:No)、ECU38は、暖房制御処理をステップS32の処理に進める。
In the process of step S30, the ECU 38 detects the vehicle speed based on the electric signal output from the
ステップS31の処理では、ECU38は、エンジン出力によって発電機9を駆動することによってバッテリ10を充電すると共に、暖房運転をしていない通常動作時のエンジン2の動作点における負荷よりもエンジン2の負荷が大きくなるようにエンジン2の動作点を制御する。具体的には、図7(a),(b)に示すように、ECU38は、エンジン2の動作点を通常動作時の動作点P1’から動作点P1に制御することにより、エンジン2の回転数を維持しつつエンジン2の負荷を20[Nm]程度増加させる。なお、図7(b)において、L1は暖房制御処理実行(暖房オン)時のエンジン2の動作ラインを示し、L1’は通常動作(暖房オフ)時のエンジン2の動作ラインを示し、Laはエンジン2の等負荷曲線(車速に比例)を示し、Lbはエンジン2の等効率曲線を示している。これにより、ステップS31の処理は完了し、暖房制御処理はステップS37の処理に進む。 In the process of step S31, the ECU 38 charges the battery 10 by driving the generator 9 by the engine output, and the load of the engine 2 is larger than the load at the operating point of the engine 2 during the normal operation when the heating operation is not performed. The operating point of the engine 2 is controlled so that Specifically, as shown in FIGS. 7A and 7B, the ECU 38 controls the operating point of the engine 2 from the operating point P1'during normal operation to the operating point P1 to rotate the engine 2. The load of the engine 2 is increased by about 20 [Nm] while maintaining the number. In FIG. 7B, L1 indicates the operation line of the engine 2 when the heating control process is executed (heating on), L1'indicates the operation line of the engine 2 during the normal operation (heating off), and La is La. The equal load curve of the engine 2 (proportional to the vehicle speed) is shown, and Lb shows the equal efficiency curve of the engine 2. As a result, the process of step S31 is completed, and the heating control process proceeds to the process of step S37.
ステップS32の処理では、まず、ECU38が、車速センサ33が出力する電気信号に基づいて車速を検出し、傾斜センサ34が出力する電気信号に基づいて車両1の前後方向の傾斜角度を検出する。次に、ECU38は、車速及び傾斜角度とエンジン出力の要求値の関係を示すマップから、検出された車速及び傾斜角度に対応するエンジン出力の要求値を運転者要求駆動力として読み出す。そして、ECU38は、運転者要求駆動力が所定値A未満であるか否かを判別する。判別の結果、運転者要求駆動力が所定値A未満である場合(ステップS32:Yes)、ECU38は、暖房制御処理をステップS34の処理に進める。一方、運転者要求駆動力が所定値A以上である場合には(ステップS32:No)、ECU38は、暖房制御処理をステップS33の処理に進める。
In the process of step S32, the ECU 38 first detects the vehicle speed based on the electric signal output by the
ステップS33の処理では、ECU38が、エンジン2は高負荷状態で動作していると判断し、暖房運転を行っていない通常動作時のエンジン2の動作点と同じ動作点を目標動作点としてエンジン2の動作点を制御する。具体的には、図7(b)に示すように、ECU38は、エンジン2の動作点を通常動作時の動作点P4に制御する。これにより、ステップS33の処理は完了し、暖房制御処理はステップS37の処理に進む。 In the process of step S33, the ECU 38 determines that the engine 2 is operating in a high load state, and sets the same operating point as the operating point of the engine 2 during normal operation when the heating operation is not performed as the target operating point. Control the operating point of. Specifically, as shown in FIG. 7B, the ECU 38 controls the operating point of the engine 2 to the operating point P4 during normal operation. As a result, the process of step S33 is completed, and the heating control process proceeds to the process of step S37.
ステップS34の処理では、ECU38が、ステップS32の処理において読み出された運転者要求駆動力が所定値B未満であるか否かを判別する。ここで、所定値Bは、エンジン2の排熱で温められたエンジン冷却水を用いて暖房運転を行った場合にエンジン冷却水の温度が上昇しない又は低下(例えば1[kW]未満の放熱)するエンジン出力の要求値(例えば10〜25[kW]の範囲内)、換言すれば、エンジン2が中負荷領域で動作しているときのエンジン出力の要求値に相当する。判別の結果、運転者要求駆動力が所定値B未満である場合(ステップS34:Yes)、ECU38は、暖房制御処理をステップS35の処理に進める。一方、運転者要求駆動力が所定値B以上である場合には(ステップS34:No)、ECU38は、暖房制御処理をステップS36の処理に進める。 In the process of step S34, the ECU 38 determines whether or not the driver-requested driving force read in the process of step S32 is less than the predetermined value B. Here, the predetermined value B is such that the temperature of the engine cooling water does not rise or falls (for example, heat dissipation of less than 1 [kW]) when the heating operation is performed using the engine cooling water warmed by the exhaust heat of the engine 2. It corresponds to the required value of the engine output (for example, within the range of 10 to 25 [kW]), in other words, the required value of the engine output when the engine 2 is operating in the medium load region. As a result of the determination, when the driver's required driving force is less than the predetermined value B (step S34: Yes), the ECU 38 advances the heating control process to the process of step S35. On the other hand, when the driver-requested driving force is equal to or higher than the predetermined value B (step S34: No), the ECU 38 advances the heating control process to the process of step S36.
ステップS35の処理では、ECU38が、エンジン2は低負荷状態で動作していると判断し、暖房運転を行っていない通常動作時のエンジン2の動作点におけるエンジン2の回転数を維持しつつエンジン2の負荷が増加するようにエンジン2の動作点を制御する。具体的には、図7(a),(b)に示すように、ECU38は、エンジン回転数をエンジン回転数NAに維持しつつ、エンジン2の動作点を通常動作時の動作点P2’から動作点P2に制御してエンジン2の負荷を30[Nm]未満増加させる。結果、エンジン2の回転数が増加することによってエンジン起因の騒音・振動が発生することを抑制しつつ、暖房装置20がオンしていないときよりもエンジン出力を増加させ、多くの熱エネルギーを発生させることができる。なお、低負荷状態とは、エンジン2の排熱で温められたエンジン冷却水を用いて暖房運転を行った場合にエンジン冷却水の温度が大幅に低下(例えば1[kW]以上の放熱)するエンジン2の負荷状態のことを意味する。これにより、ステップS35の処理は完了し、暖房制御処理はステップS37の処理に進む。
In the process of step S35, the ECU 38 determines that the engine 2 is operating in a low load state, and maintains the engine speed at the operating point of the engine 2 during normal operation when the heating operation is not performed. The operating point of the engine 2 is controlled so that the load of the engine 2 increases. Specifically, as shown in FIGS. 7A and 7B, the ECU 38 keeps the engine speed at the engine speed NA and sets the operating point of the engine 2 from the operating point P2'during normal operation. The load of the engine 2 is increased by less than 30 [Nm] by controlling the operating point P2. As a result, while suppressing the generation of noise and vibration caused by the engine due to the increase in the number of revolutions of the engine 2, the engine output is increased as compared with when the
ステップS36の処理では、ECU38が、エンジン2は中負荷状態で動作していると判断し、暖房運転を行っていない通常動作時のエンジン2の動作点におけるエンジン2の負荷及び回転数よりもエンジン2の負荷及び回転数が大きい動作点を目標動作点としてエンジン2の動作点を制御する。具体的には、図7(a),(b)に示すように、ECU38は、エンジン2の動作点を通常動作時の動作点P3’から動作点P3に制御することにより、エンジン2の回転数を400[rpm]未満増加させ、エンジン2の負荷を40[Nm]未満増加させる。結果、暖房装置20がオンしていないときよりもエンジン出力を増加させ、多くの熱エネルギーを発生させることができる。なお、ECU38は、運転者要求駆動力の大きさに応じてエンジン2の回転数を変化させてもよい。これにより、ステップS36の処理は完了し、暖房制御処理はステップS37の処理に進む。
In the process of step S36, the ECU 38 determines that the engine 2 is operating in a medium load state, and the engine is more than the load and the number of revolutions of the engine 2 at the operating point of the engine 2 during normal operation when the heating operation is not performed. The operating point of the engine 2 is controlled with the operating point having a large load and the number of rotations of 2 as the target operating point. Specifically, as shown in FIGS. 7A and 7B, the ECU 38 rotates the engine 2 by controlling the operating point of the engine 2 from the operating point P3'during normal operation to the operating point P3. The number is increased by less than 400 [rpm] and the load of the engine 2 is increased by less than 40 [Nm]. As a result, the engine output can be increased and more heat energy can be generated than when the
ステップS37の処理では、ECU38が、ステップS26の処理において検出された車室内空調レベルがステップS25の処理において検出された要求暖房レベルになるようにH/P&エンジン冷却水協調運転を実行する。すなわち、ECU38は、H/P21及びエンジン冷却水の両方を用いて車室内を暖房する。これにより、ステップS37の処理は完了し、暖房制御処理はステップS21の処理に戻る。
In the process of step S37, the ECU 38 executes the H / P & engine cooling water cooperative operation so that the vehicle interior air conditioning level detected in the process of step S26 becomes the required heating level detected in the process of step S25. That is, the ECU 38 heats the vehicle interior using both the H /
以上の説明から明らかなように、本発明の第2の実施形態である暖房制御処理では、ECU38が、運転者要求駆動力が所定値B未満である場合、エンジン2の回転数を一定に保持しつつエンジン2の負荷を増加させる。このような構成によれば、本発明の第1の実施形態である暖房制御処理により得られる効果に加えて、エンジン2の回転数が増加することによってエンジン起因の騒音・振動が発生することを抑制できるという効果を奏することができる。 As is clear from the above description, in the heating control process according to the second embodiment of the present invention, the ECU 38 keeps the rotation speed of the engine 2 constant when the driving force required by the driver is less than the predetermined value B. While doing so, the load on the engine 2 is increased. According to such a configuration, in addition to the effect obtained by the heating control process according to the first embodiment of the present invention, noise and vibration caused by the engine are generated by increasing the rotation speed of the engine 2. The effect of being able to suppress it can be achieved.
また、本発明の第2の実施形態である暖房制御処理では、ECU38が、車両1が停車中である場合、エンジン2を駆動させてエンジン2の排熱を利用して車室内を暖房すると共に、通常動作時のエンジン2の動作点におけるエンジン2の負荷と比較してエンジン2の負荷が大きい動作点を目標動作点としてエンジン2の動作点を制御する。このような構成によれば、本発明の第1の実施形態である暖房制御処理により得られる効果に加えて、車両1が停車中であるときにも暖房性能を維持することができるという効果を奏することができる。
Further, in the heating control process according to the second embodiment of the present invention, when the
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。 Although the embodiment to which the invention made by the present inventors has been applied has been described above, the present invention is not limited by the description and the drawings which form a part of the disclosure of the present invention according to the present embodiment. That is, other embodiments, examples, operational techniques, and the like made by those skilled in the art based on the present embodiment are all included in the scope of the present invention.
1 車両
2 エンジン
3 動力分割機構
4,6 クラッチ
5 モータ
7 ディファレンシャルギヤ
8 駆動輪
9 発電機
10 バッテリ
11 PCU(Power Control Unit)
20 暖房装置
21 ヒートポンプ(H/P)
22 ヒータ
23,24 ウォータポンプ(W/P)
30 車両の制御装置
31 暖房スイッチ
32 暖房設定部
33 車速センサ
34 傾斜センサ
35 車室内温度センサ
36 エンジン冷却水温度センサ
38 ECU(Electronic Control Unit)
1 Vehicle 2 Engine 3
20
22
30
Claims (3)
暖房運転時、エンジン出力の要求値に応じてエンジンの動作点を制御すると共に、暖房運転を行っていない通常動作時よりもエンジンを始動させるバッテリの充電量の閾値を高く設定する制御手段を備えることを特徴とする車両の制御装置。 It has a heating device that heats the passenger compartment using at least one of the exhaust heat of the engine and the electric power of the battery, and can execute the running using only the electric power of the battery and the running using the engine output and the electric power of the battery. It is a vehicle control device
It is equipped with a control means that controls the operating point of the engine according to the required value of the engine output during the heating operation and sets the threshold value of the charge amount of the battery that starts the engine higher than that during the normal operation when the heating operation is not performed. A vehicle control device characterized by the fact that.
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