JPWO2012176309A1 - 車両 - Google Patents

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Abstract

ECUは、車両がEV走行中であって(S100にてYES)、かつ、吸気温度Tairがしきい値T(0)よりも大きい場合(S102にてYES)、ファンを駆動するステップ(S104)と、車両がEV走行中でない場合(S100にてNO)、あるいは、吸気温度TairがT(0)以下である場合(S102にてNO)、ファンの駆動を停止するステップ(S106)とを含む、プログラムを実行する。

Description

本発明は、駆動用回転電機と内燃機関とを搭載したハイブリッド車両の制御に関する。
特開平09−284916号公報(特許文献1)には、車両が減速状態である場合に内燃機関への燃料供給を停止し、発電機による回生を行なうときに、内燃機関の吸入空気量を増加させる技術が開示されている。
特開平09−284916号公報
しかしながら、内燃機関の回転を停止させた状態で駆動用回転電機を用いて車両が走行している場合には、吸入空気量を増加させることができない。そのため、内燃機関の熱によって吸気通路の空気の温度が上昇するという問題がある。吸気通路内の空気の温度上昇により吸気通路内の空気の密度が減少する。そのため、内燃機関の始動後に熱効率が低下する場合がある。
本発明の目的は、EV走行後の内燃機関の始動時において熱効率が低下することを抑制する車両を提供することである。
この発明のある局面に係る車両は、車両に搭載された駆動用回転電機と、内燃機関と、内燃機関を停止させた状態で駆動用回転電機を用いて車両が走行している場合には、内燃機関が停止状態であっても、車両が内燃機関の吸気通路内の温度が高いと予測される状態であると、吸気通路内の空気を換気する換気動作を行なうために車両を制御するための制御部とを含む。
好ましくは、車両は、換気動作を行なうための換気装置を含む。換気装置は、一方端が吸気通路に接続される連通路を含む。
さらに好ましくは、連通路の一方端は、内燃機関のスロットルバルブよりも吸気通路における下流の位置に接続される。
さらに好ましくは、連通路の他方端は、内燃機関の気筒を介在させずに排気通路に接続される。
さらに好ましくは、連通路の他方端は、排気通路に設けられる触媒よりも吸気通路における上流の位置に接続される。
さらに好ましくは、連通路の他方端は、排気通路に設けられる触媒よりも吸気通路における下流の位置に接続される。
さらに好ましくは、連通路の他方端は、車両のエンジンルーム内に放出されるように構成される。
さらに好ましくは、換気装置は、吸気通路から連通路に空気を流通させるためのファンをさらに含む。
さらに好ましくは、車両は、吸気通路内の温度を検出するための検出部をさらに含む。制御部は、検出部によって検出された吸気通路内の温度がしきい値よりも大きい場合にファンを駆動する。
さらに好ましくは、換気装置は、排気再循環装置に設けられる。
この発明によると、車両がEV走行をしており、かつ、吸気通路内の温度がしきい値よりも大きい場合に、換気装置を用いて吸気通路内の空気を換気することができる。そのため、EV走行中の内燃機関の始動前に内燃機関の熱により吸気通路内の空気の温度が上昇することを抑制することができる。したがって、EV走行後の内燃機関の始動時において熱効率が低下することを抑制する車両を提供することができる。
第1の実施の形態に係る車両の全体ブロック図である。 第1の実施の形態に係る車両に搭載された換気装置の構成を示す図である。 第1の実施の形態に係る車両に搭載されたECUの機能ブロック図である。 第1の実施の形態に係る車両に搭載されたECUで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 第1の実施の形態に係る車両に搭載された換気装置の動作を説明するための図である。 他の車両の構成例を示す図である。 第2の実施の形態に係る車両に搭載された換気装置の構成を示す図である。 第3の実施の形態に係る車両に搭載された換気装置の構成を示す図である。 第4の実施の形態に係る車両に搭載された換気装置の構成を示す図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返されない。
<第1の実施の形態>
図1を参照して、本実施の形態に係る車両1の全体ブロック図が説明される。車両1は、エンジン10と、駆動軸16と、第1モータジェネレータ(以下、第1MGと記載する)20と、第2モータジェネレータ(以下、第2MGと記載する)30と、動力分割装置40と、減速機58と、PCU(Power Control Unit)60と、バッテリ70と、駆動輪80と、スタートスイッチ150と、制動装置151と、ECU(Electronic Control Unit)200とを含む。
この車両1は、エンジン10および第2MG30の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン10が発生する動力は、動力分割装置40によって2経路に分割される。2経路のうちの一方の経路は減速機58を介して駆動輪80へ伝達される経路であり、他方の経路は第1MG20へ伝達される経路である。
第1MG20および第2MG30は、たとえば、三相交流回転電機である。第1MG20および第2MG30は、PCU60によって駆動される。
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してPCU60を経由してバッテリ70を充電するジェネレータとしての機能を有する。また、第1MG20は、バッテリ70からの電力を受けてエンジン10の出力軸であるクランク軸を回転させる。これによって、第1MG20は、エンジン10を始動するスタータとしての機能を有する。
第2MG30は、バッテリ70に蓄えられた電力および第1MG20により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて駆動輪80に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第2MG30は、回生制動によって発電された電力を用いてPCU60を経由してバッテリ70を充電するためのジェネレータとしての機能を有する。
エンジン10は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン10は、複数の気筒102と、複数の気筒102の各々に燃料を供給する燃料噴射装置104とを含む。燃料噴射装置104は、ECU200からの制御信号S1に基づいて、各気筒に対して適切な時期に適切な量の燃料を噴射したり、各気筒に対する燃料の噴射を停止したりする。
図2に示すように、エンジン10は、エアクリーナー106と、吸気通路110と、スロットルバルブ112と、吸気バルブ114と、点火プラグ116と、排気バルブ118と、ピストン120と、排気通路122と、触媒124と、換気装置140とを含む。
エアクリーナー106には、吸気温度センサ108が設けられる。吸気温度センサ108は、エアクリーナー106から吸入される空気の温度(以下、吸気温度Tairと記載する)を検出する。吸気温度センサ108は、検出された吸気温度Tairを示す信号をECU200に送信する。なお、吸気温度センサ108は、図示しないエアフローメーター内蔵されるものであってもよいし、あるいは、吸気通路110にエアフローメーターとは独立して設けられるものであってもよい。また、吸気温度センサ108は、吸気通路110の途中に設けられてもよく、図2に示すようにエアクリーナー106に限定して設けられるものではない。たとえば、吸気温度センサ108は、吸気通路110におけるスロットルバルブ112よりも気筒102側の位置に設けられてもよいし、あるいは、吸気通路110における気筒102の直前のエンジンブロック内の位置に設けられてもよい。
吸気通路110の一方端は、エアクリーナー106に接続される。吸気通路110の他方端は、気筒102に接続される。吸気通路110の途中には、スロットルバルブ112が設けられる。スロットルバルブ112には、図示しないスロットルモータが設けられる。ECU200からの制御信号に基づいてスロットルモータが駆動することによってスロットルバルブ112の開度が調整される。
スロットルバルブ112と吸気通路110の他方端との間の吸気通路110における位置には、燃料噴射装置104が設けられる。なお、燃料噴射装置104は、気筒102内に設けられてもよい。
吸気通路110と気筒102との接続部分には、吸気バルブ114が設けられる。吸気バルブ114は、吸気バルブ114側のカムシャフト(図示せず)の回転に連動して作動する。吸気バルブ114側のカムシャフトは、エンジン10のクランク軸の回転に連動して作動する。吸気バルブ114は、エンジン10の回転に応じて、吸気通路110と気筒102との間を、気体の流通が可能となる連通状態にしたり、吸気通路110と気筒102との間を、気体の流通を遮断する遮断状態にしたりする。
気筒102には、排気通路122の一方端と吸気通路110の他方端とがそれぞれ接続される。気筒102の頂部には、点火プラグ116が設けられる。点火プラグ116は、ECU200から制御信号に基づくタイミングで点火する。
気筒102の内部には、ピストン120が収納される。ピストン120は、クランク軸とコネクティングロッドを介在して接続される。気筒102内での燃焼により生じるピストン120の上下方向の運動は、コネクティングロッドとクランク軸とによってクランク軸の回転方向の運動に変換される。
気筒102と排気通路122の一方端との接続部分には、排気バルブ118が設けられる。排気バルブ118は、排気バルブ118側のカムシャフト(図示せず)の回転、すなわち、エンジン10のクランク軸の回転に連動して作動する。排気バルブ118は、エンジン10の回転に応じて、気筒102と排気通路122との間を、気体の流通が可能となる連通状態にしたり、気筒102と排気通路122との間を、気体の流通を遮断する遮断状態にしたりする。排気通路122の他方端は、マフラー(図示せず)に連結される。
排気通路122の途中には、排気ガスを浄化するための触媒124が設けられる。触媒124と排気通路122の一方端との間には、空燃比センサ130が設けられる。
空燃比センサ130は、触媒124と排気通路122の一方端との間を流通する排気ガスの空燃比Rafを検出する。空燃比センサ130は、検出された空燃比Rafを示す信号をECU200に送信する。
換気装置140は、連通路126と、ファン128とを含む。連通路126は、吸気通路110と排気通路122とを気筒102を介在せずに直接的に接続する。ファン128は、ECU200からの制御信号S4に応じて駆動する電動ファンである。ファン128が駆動する場合には、連通路126内の空気は吸気通路110側から排気通路122側に流通する。その結果、吸気通路110内の空気が連通路126に導入される。
なお、連通路126と吸気通路110との間には、連通路126側から吸気通路110側への気体の流通を遮断し、吸気通路110側から連通路126側への気体の流通を許容する逆止弁が設けられてもよい。このようにすると、連通路126から吸気通路110に気体が逆流することが抑制される。
連通路126の一方端は、吸気通路110におけるスロットルバルブ112と燃料噴射装置104との間の位置に接続される。本実施の形態において、連通路126の他方端は、排気通路122における排気通路122の一方端と触媒124との間の位置に接続される。
図1に戻って、エンジン10には、エンジン10のクランク軸の回転速度(以下、エンジン回転速度と記載する)Neを検出するためのエンジン回転速度センサ11が設けられる。エンジン回転速度センサ11は、検出されたエンジン回転速度Neを示す信号をECU200に送信する。
動力分割装置40は、駆動輪80を回転させるための駆動軸16、エンジン10の出力軸および第1MG20の回転軸の三要素の各々を機械的に連結する。動力分割装置40は、上述の三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の2つの要素間での動力の伝達を可能とする。第2MG30の回転軸は、駆動軸16に連結される。
動力分割装置40は、サンギヤ50と、ピニオンギヤ52と、キャリア54と、リングギヤ56とを含む遊星歯車機構である。ピニオンギヤ52は、サンギヤ50およびリングギヤ56の各々と噛み合う。キャリア54は、ピニオンギヤ52を自転可能に支持するとともに、エンジン10のクランク軸に連結される。サンギヤ50は、第1MG20の回転軸に連結される。リングギヤ56は、駆動軸16を介在して第2MG30の回転軸および減速機58に連結される。
減速機58は、動力分割装置40や第2MG30からの動力を駆動輪80に伝達する。また、減速機58は、駆動輪80が受けた路面からの反力を動力分割装置40や第2MG30に伝達する。
PCU60は、バッテリ70に蓄えられた直流電力を第1MG20および第2MG30を駆動するための交流電力に変換する。PCU60は、ECU200からの制御信号S2に基づいて制御されるコンバータおよびインバータ(いずれも図示せず)を含む。コンバータは、バッテリ70から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータに出力する。インバータは、コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して第1MG20および/または第2MG30に出力する。これにより、バッテリ70に蓄えられた電力を用いて第1MG20および/または第2MG30が駆動される。また、インバータは、第1MG20および/または第2MG30によって発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータに出力する。コンバータは、インバータが出力した直流電力の電圧を降圧してバッテリ70へ出力する。これにより、第1MG20および/または第2MG30により発電された電力を用いてバッテリ70が充電される。なお、コンバータは、省略してもよい。
バッテリ70は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。バッテリ70としては、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池が用いられる。バッテリ70の電圧は、たとえば200V程度である。バッテリ70は、上述したように第1MG20および/または第2MG30により発電された電力を用いて充電される他、外部電源(図示せず)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70は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池、燃料電池等であってもよい。
バッテリ70には、バッテリ70の電池温度TBを検出するための電池温度センサ156と、バッテリ70の電流IBを検出するための電流センサ158と、バッテリ70の電圧VBを検出するための電圧センサ160とが設けられる。
電池温度センサ156は、電池温度TBを示す信号をECU200に送信する。電流センサ158は、電流IBを示す信号をECU200に送信する。電圧センサ160は、電圧VBを示す信号をECU200に送信する。
スタートスイッチ150は、たとえば、プッシュ式スイッチである。スタートスイッチ150は、キーをキーシリンダに差し込んで所定の位置まで回転させるものであってもよい。スタートスイッチ150は、ECU200に接続される。運転者がスタートスイッチ150を操作することに応じて、スタートスイッチ150は、信号STをECU200に送信する。
ECU200は、たとえば、車両1のシステムが停止状態である場合に信号STを受信すると、起動指示を受けたと判断して、車両1のシステムを停止状態から起動状態に移行させる。また、ECU200は、車両1のシステムが起動状態である場合に信号STを受信すると、停止指示を受けた判断して、車両1のシステムを起動状態から停止状態に移行させる。以下の説明において、車両1のシステムが起動状態である場合に運転者がスタートスイッチ150を操作することをIGオフ操作といい、車両1のシステムが停止状態である場合に運転者がスタートスイッチ150を操作することをIGオン操作という。また、車両1のシステムが起動状態に移行した場合には、車両1が走行するために必要な複数の機器に電力が供給されるなどして、作動可能な状態となる。一方、車両1のシステムが停止状態に移行した場合には、車両1が走行するために必要な複数の機器のうちの一部への電力の供給が停止されるなどして、作動停止状態となる。
第1レゾルバ12は、第1MG20に設けられる。第1レゾルバ12は、第1MG20の回転速度Nm1を検出する。第1レゾルバ12は、検出された回転速度Nm1を示す信号をECU200に送信する。第2レゾルバ13は、第2MG30に設けられる。第2レゾルバ13は、第2MG30の回転速度Nm2を検出する。第2レゾルバ13は、検出された回転速度Nm2を示す信号をECU200に送信する。
車輪速センサ14は、駆動輪80の回転速度Nwを検出する。車輪速センサ14は、検出された回転速度Nwを示す信号をECU200に送信する。ECU200は、受信した回転速度Nwに基づいて車速Vを算出する。なお、ECU200は、回転速度Nwに代えて第2MG30の回転速度Nm2に基づいて車速Vを算出するようにしてもよい。
制動装置151は、ブレーキアクチュエータ152と、ディスクブレーキ154とを含む。ディスクブレーキ154は、車輪と一体的に回転するブレーキディスクと、油圧を用いてブレーキディスクの回転を制限するブレーキキャリパとを含む。ブレーキキャリパは、ブレーキディスクを回転軸と平行な方向で挟み込むように設けられるブレーキパッドと、油圧をブレーキパッドに伝達するためのホイールシリンダとを含む。ブレーキアクチュエータ152は、ECU200から受信する制御信号S3に基づいて、運転者がブレーキペダルを踏み込むことによって発生する油圧と、ポンプおよび電磁弁等を用いて発生する油圧とを調整してホイールシリンダに供給される油圧を調整する。図1において、制動装置151は、後輪の右側にのみ図示されるが、制動装置151は、各車輪毎に設けられるものとする。
ECU200は、エンジン10を制御するための制御信号S1を生成し、その生成した制御信号S1をエンジン10へ出力する。また、ECU200は、PCU60を制御するための制御信号S2を生成し、その生成した制御信号S2をPCU60へ出力する。さらに、ECU200は、ブレーキアクチュエータ152を制御するための制御信号S3を生成し、その生成した制御信号S3をブレーキアクチュエータ152へ出力する。
ECU200は、エンジン10およびPCU60等を制御することによって車両1が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体、すなわち、バッテリ70の充放電状態、エンジン10、第1MG20および第2MG30の動作状態を制御する。
ECU200は、運転席に設けられたアクセルペダル(図示せず)の踏込み量に対応する要求駆動力を算出する。ECU200は、算出された要求駆動力に応じて、第1MG20および第2MG30のトルクと、エンジン10の出力とを制御する。
上述したような構成を有する車両1においては、発進時や低速走行時等であってエンジン10の効率が悪い場合には、第2MG30のみによる走行が行なわれる。たとえば、エンジン10の所定の停止条件が成立した場合に、ECU200は、エンジン10を停止させた状態で第2MG30を用いて車両1を走行させる。所定の停止条件は、車両1の状態についての条件であって、たとえば、車両1の発進時であるという条件や、車両1が低速走行しているという条件や、エンジン10の作動領域が燃費が悪化する所定領域内であるという条件等を含む。
さらに、車両1の第2MG30のみによる走行が行なわれている場合に、エンジン10の所定の始動条件が成立した場合に、ECU200は、エンジン10を始動させる。所定の始動条件は、車両1の状態についての条件であって、たとえば、バッテリ70のSOCが所定値(>下限値)を下回るという条件や、エンジン10を始動させた場合にエンジン10の作動領域が燃費特性の良い所定領域内となるという条件等を含む。
また、通常走行時には、たとえば動力分割装置40によりエンジン10の動力が2経路の動力に分けられる。一方の動力で駆動輪80が直接的に駆動される。他方の動力で第1MG20を駆動して発電が行なわれる。このとき、ECU200は、発電された電力を用いて第2MG30を駆動させる。このように第2MG30を駆動させることにより駆動輪80の駆動補助が行なわれる。
車両1の減速時には、駆動輪80の回転に従動する第2MG30がジェネレータとして機能して回生制動が行なわれる。回生制動によって回収した電力は、バッテリ70に蓄えられる。なお、ECU200は、蓄電装置の残容量(以下の説明においては、SOC(State of Charge)と記載する)が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン10の出力を増加させて第1MG20による発電量を増加させる。これにより、バッテリ70のSOCが増加させられる。また、ECU200は、低速走行時でも必要に応じてエンジン10からの駆動力を増加させる制御を行なう場合もある。たとえば、上述のようにバッテリ70の充電が必要な場合や、エアコン等の補機が駆動される場合や、エンジン10の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。
ECU200は、バッテリ70の充電量および放電量を制御する際に、電池温度TBおよび現在のSOCに基づいて、バッテリ70の充電時に許容される入力電力(以下の説明においては、「充電電力上限値Win」と記載する)およびバッテリ70の放電時に許容される出力電力(以下の説明においては、「放電電力上限値Wout」と記載する)を設定する。たとえば、現在のSOCが低下すると、放電電力上限値Woutは徐々に低く設定される。一方、現在のSOCが高くなると、充電電力上限値Winは徐々に低下するように設定される。
また、バッテリ70として用いられる二次電池は、低温時に内部抵抗が上昇する温度依存性を有する。また、高温時には、さらなる発熱によって温度が過上昇することを防止する必要がある。このため、電池温度TBの低温時および高温時には、放電電力上限値Woutおよび充電電力上限値Winの各々を低下させることが好ましい。ECU200は、電池温度TBおよび現在SOCに応じて、たとえば、マップ等を用いることによって、充電電力上限値Winおよび放電電力上限値Woutを設定する。
本実施の形態においては、車両1がエンジン10を停止させた状態で第2MG30を用いた走行(以下、EV走行と記載する)をしている場合には、エンジン10が停止状態であっても、車両1がエンジン10の吸気通路110内の温度が高いと予測される状態であると、吸気通路110内の空気を換気する換気動作を行なうためにECU200が車両1を制御する点を特徴とする。なお、「エンジン10が停止状態である」とは、エンジン10の回転が停止した状態(より具体的にはエンジン10のクランク軸の回転が停止した状態)をいう。
具体的には、車両1がEV走行をしている場合であって、かつ、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きい場合に、吸気通路110内の空気を換気するようにECU200がファン128を制御する点に特徴を有する。
図3に、本実施の形態に係る車両1に搭載されたECU200の機能ブロック図を示す。ECU200は、走行状態判定部202と、吸気温度判定部204と、ファン駆動制御部206とを含む。
走行状態判定部202は、車両1がEV走行をしているか否かを判定する。走行状態判定部202は、たとえば、エンジン回転数Neが実質的にゼロであって、かつ、車両1(あるいは、第2MG30)に前進方向の駆動パワーが要求されている場合には、車両1がEV走行していると判定してもよい。
あるいは、走行状態判定部202は、車両1の速度Vが車両1が走行中であると判定するためのしきい値以上であって、かつ、エンジン回転数Neが実質的にゼロである場合に、車両1がEV走行していると判定してもよい。走行状態判定部202は、車両1に要求される前進方向の駆動パワーが第2MG30を用いて出力可能な駆動パワー以下である場合に、車両1がEV走行していると判定してもよい。
なお、走行状態判定部202は、たとえば、車両1がEV走行をしていると判定した場合にEV走行判定フラグをオン状態にしてもよい。また、走行状態判定部202は、車両1のシステムの起動後から停止するまで車両1がEV走行をしているか否かの判定を行なう。
吸気温度判定部204は、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きいか否かを判定する。しきい値Tair(0)は、たとえば、所定値である。しきい値Tair(0)としては、たとえば、エンジン10が始動した場合に熱効率の低下が発生しない値の上限値が設定される。
なお、吸気温度判定部204は、たとえば、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きいと判定された場合に吸気温度判定フラグをオン状態にしてもよい。
ファン駆動制御部206は、走行状態判定部202によって車両1がEV走行していると判定され、かつ、吸気温度判定部204によって吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きいと判定された場合に、ファン128を駆動させる。ファン128の駆動量は、最大駆動量であってもよいし、車両1の乗員に駆動が感知されない騒音レベルとなる駆動量であってもよいし、あるいは、吸気温度Tairを低下させるために必要な駆動量であってもよく、特に限定されるものではない。なお、好ましくは、ファン128の駆動とともにスロットルバルブ112の開度を増加させることが望ましい。たとえば、スロットルバルブ112の開度を全開に対応する開度まで増加させてもよい。
ファン駆動制御部206は、車両1がEV走行をしていない場合、あるいは、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)以下である場合に、ファン128が駆動しているときには、ファン128の駆動を停止させる。
ファン駆動制御部206は、たとえば、EV走行判定フラグおよび吸気温度判定フラグのいずれもがオン状態である場合に制御信号S4を生成して、生成された制御信号S4をファン128に送信することによってファン128を駆動させてもよい。
また、ファン駆動制御部206は、たとえば、EV走行判定フラグおよび吸気温度判定フラグのいずれかがオフ状態である場合に、制御信号S4の送信を停止するなどしてファン128の駆動を停止させてもよい。
本実施の形態において、走行状態判定部202と、吸気温度判定部204と、ファン駆動制御部206とは、いずれもECU200のCPUがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。
図4を参照して、本実施の形態に係る車両1に搭載されたECU200で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
ステップ(以下、ステップをSと記載する)100にて、ECU200は、車両1がEV走行中であるか否かを判定する。車両1がEV走行中である場合には(S100にてYES)、処理はS102に移される。もしそうでない場合には(S100にてNO)、処理はS106に移される。
S102にて、ECU200は、吸気温度TairがTair(0)よりも大きいか否かを判定する。吸気温度TairがTair(0)よりも大きい場合(S102にてYES)、処理はS104に移される。もしそうでない場合(S102にてNO)、処理はS106に移される。
S104にて、ECU200は、ファン128を駆動させる。S106にて、ECU200は、ファン128の駆動を停止させる。
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両1に搭載されたECU200の動作について図5を用いて説明する。
たとえば、車両1がエンジン10を作動させた状態で走行している場合を想定する。ECU200は、エンジン10の所定の停止条件が成立する場合には、エンジン10を停止させる。そのため、車両1は、エンジン10を停止させた状態で第2MG30を用いて走行することとなる(S100にてYES)。
このとき、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きい場合には(S102にてYES)、ファン128が駆動されることとなる(S104)。
ファン128の駆動により図5の破線の矢印に示すように空気が流れる。すなわち、吸気通路110内に滞留していた空気は、連通路126を経由して排気通路122における触媒124よりも上流側の位置に流通する。連通路126から排気通路122に流通した空気は、触媒124を経由してマフラー側に流通する。また、ファン128の駆動により吸気通路110内の圧力が低下するため、エアクリーナー106を経由して空気が吸気通路110に導入される。ファン128の駆動により吸気通路110内の空気が換気された状態が維持されるため、吸気通路110内の空気の温度がエンジン10の熱により上昇することが抑制される。
なお、EV走行中にエンジン10の所定の始動条件が成立した場合(S100にてNO)、あるいは、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)以下である場合には(S102にてNO)、ECU200は、ファン128の駆動を停止させる(S106)。
以上のようにして、本実施の形態に係る車両によると、車両1がEV走行をしており、かつ、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きい場合に、ファン128を駆動させることによって吸気通路110内の空気を換気することができる。その結果、EV走行中にエンジン10の熱により吸気通路110内の空気の温度が上昇することを抑制することができる。したがって、EV走行後のエンジンの始動時において熱効率が低下することを抑制する車両を提供することができる。
なお、本実施の形態においては、吸気温度Tairのしきい値Tair(0)が所定値であるとして説明したが、特に一定値に限定されるものではない。しきい値Tair(0)は、たとえば、エンジン10の停止後の経過時間によって変化する値であってもよい。ECU200は、たとえば、エンジン10の停止後の経過時間が短くなるほどしきい値Tair(0)が低くなるようにしきい値Tair(0)を設定してもよい。あるいは、ECU200は、たとえば、エンジン10の停止後の経過時間が長くなるほどしきい値Tair(0)が低くなるようにしきい値Tair(0)を設定してもよい。
あるいは、ECU200は、たとえば、吸気温度センサ108における吸気温度Tairに基づいて吸気通路110内の空気の温度の最大値Tmaxを予測して、予測された吸気通路110内の空気の温度の最大値Tmaxがしきい値Tair(0)よりも大きいか否かを判定するようにしてもよい。
なお、図1では、駆動輪80を前輪とする車両1を一例として示したが、特にこのような駆動方式に限定されるものではない。たとえば、車両1は、後輪を駆動輪とするものであってもよい。あるいは、車両1は、図1の第2MG30が省略された車両であってもよい。または、車両1は、図1の第2MG30が前輪の駆動軸16に代えて、後輪を駆動するための駆動軸に連結される車両であってもよい。また、駆動軸16と減速機58との間あるいは駆動軸16と第2MG30との間に変速機構が設けられてもよい。
あるいは、車両1は、図6に示すような構成を有していてもよい。具体的には、図6に示す車両1は、図1の車両1の構成と比較して、第2MG30を有しない点と、第1MG20の回転軸をエンジン10の出力軸に直結させている点と、動力分割装置40に代えて、クラッチ22を有する動力伝達装置42を含む点とが異なる。クラッチ22は、第1MG20と駆動輪80とを動力伝達状態と動力遮断状態との間で変化させる。動力伝達装置42は、たとえば、変速機構である。なお、クラッチ22に加えて、エンジン10と第1MG20との間にさらにクラッチ(図6の破線)が設けられるものであってもよい。
本実施の形態においては、「車両1がエンジン10の吸気通路110内の温度が高いと予測される状態」として、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きい場合を一例として説明したが、特にこれに限定されるものではない。たとえば、「エンジン10の吸気通路110内の温度が高いと予測される状態」には、エンジン10の停止後の所定期間を含めてもよい。
すなわち、ECU200は、車両1がEV走行をしている場合に、エンジン10の停止後の所定期間内である場合には、換気動作を行なうようにしてもよい。
エンジン10の停止後の所定期間は、エンジン10の停止直後から予め定められた時間が経過するまでの期間であってもよい。あるいは、エンジン10の停止後の所定期間は、エンジン10の停止後の第1時点から第1時点よりも後の第2時点までの期間であってもよい。エンジン10の停止後の所定期間は、停止後のエンジン10の熱によって吸気通路110内の空気の温度がしきい値Tair(0)よりも大きくなる期間を含むように実験等によって適合されてもよい。
また、エンジン10の停止後の所定期間は、エンジン10の作動時間によって変更されてもよい。たとえば、ECU200は、エンジン10の作動時間が長いほど所定期間を長くしてもよい。
さらに本実施の形態においては、換気動作を行なうための換気装置140は、ファン128を含むとして説明したが、ファン128を省略して、連通路126と、連通路126の開閉を行なうバルブとを含むものであってもよい。
さらに本実施の形態においては、換気動作がファン128によって行われるとして説明したが、換気動作は、ファン128によって行なわれることに限定されるものではない。
たとえば、ECU200は、車両1がEV走行をしている場合に、車両1がエンジン10の吸気通路110内の温度が高いと予測される状態であると、エンジン10のスロットルバルブ112の開度を増加させてもよい。ECU200は、たとえば、スロットルバルブ112の開度を全開に対応する開度まで増加させてもよい。この場合、ファン128は省略されてもよい。このようにすると、走行風が吸気通路110から連通路126に流通することによって、換気動作が行われる。
<第2の実施の形態>
以下、第2の実施の形態に係る車両について説明する。本実施の形態に係る車両1は、上述の第1の実施の形態に係る車両1の構成と比較して、換気装置140に代えて排気再循環装置142を含む点が異なる。それ以外の構成については、上述の第1の実施の形態に係る車両1の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付されている。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返されない。
図7に示すように、本実施の形態に係る車両1は、排気再循環装置142を含む。排気再循環装置142は、EGRバルブ162と、EGRクーラー164と、EGR配管166と、連通路168と、ファン128とを含む。
EGR配管166は、吸気通路110と排気通路122とをバイパスする。すなわち、EGR配管166は、気筒102を介在せずに吸気通路110と排気通路122とを直接的に接続する。
EGRバルブ162は、EGR配管166におけるEGRクーラー164よりも吸気通路110側の位置に設けられる。EGRバルブ162は、ECU200から制御信号S5に応じた開度になるように開弁または閉弁する。ECU200は、エンジン10の状態に応じてEGRバルブ162の開度を調整するための制御信号S5を生成して、生成した制御信号S5をEGRバルブ162に送信する。
EGRクーラー164は、EGR配管166の途中に設けられる熱交換器である。EGRクーラー164は、排気通路122から還流される排気ガスの温度を低下させる。なお、EGRクーラー164は、省略してもよい。
連通路168は、EGRクーラー164をバイパスするようにEGR配管166に接続される。具体的には、連通路168の一方端は、EGR配管166におけるEGRバルブ162とEGRクーラー164との間の位置に接続される。また、連通路168の他方端は、EGRクーラー164と、EGR配管166と排気通路122との接続部分との間の位置に接続される。連通路168の途中には、ファン128が設けられる。
このような構成において、本実施の形態においては、ECU200が、車両1がEV走行をしている場合であって、かつ、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きい場合に、EGRバルブ162を開いて、吸気通路110内の空気を換気するために排気再循環装置142のファン128を制御する点に特徴を有する。
なお、本実施の形態に係る車両1に搭載されたECU200の機能ブロック図は、図3に示す上述の第1の実施の形態におけるECU200の機能ブロック図と比較して、ファン駆動制御部206の動作以外については同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返されない。
本実施の形態において、ファン駆動制御部206は、走行状態判定部202によって車両1がEV走行していると判定され、かつ、吸気温度判定部204によって吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きいと判定された場合に、EGRバルブ162を開くとともにファン128を駆動させる。ファン128の駆動量は、上述の第1の実施の形態において説明したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返されない。
ファン駆動制御部206は、車両1がEV走行をしていない場合、あるいは、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)以下である場合には、ファン128の駆動を停止させるとともにEGRバルブ162を閉じる。
また、本実施の形態に係る車両1に搭載されたECU200で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートは、図4に示されるフローチャートと比較して、S104の処理およびS106の処理以外について同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返されない。
本実施の形態において、S104にて、ECU200は、EGRバルブ162を開くとともにファン128を駆動させる。また、S106にて、ECU200は、ファン128の駆動を停止させるとともにEGRバルブ162を閉じる。
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両1に搭載されたECU200の動作について説明する。
たとえば、車両1がエンジン10を作動させた状態で走行している場合を想定する。ECU200は、エンジン10の所定の停止条件が成立する場合には、エンジン10を停止させる。そのため、車両1は、エンジン10を停止させた状態で第2MG30を用いて走行することとなる(S100にてYES)。
このとき、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きい場合には(S102にてYES)、EGRバルブ162が開かれるとともにファン128が駆動されることとなる(S104)。
ファン128の駆動により図7の破線の矢印に示すように空気が流れる。すなわち、吸気通路110内に滞留していた空気は、EGR配管166から連通路168およびファン128を経由して排気通路122に流通する。排気通路122に流通した空気は、触媒124を経由してマフラー側に流通する。また、ファン128の駆動により吸気通路110内の圧力が低下するため、エアクリーナー106を経由して空気が吸気通路110に導入される。ファン128の駆動により吸気通路110内の空気が換気された状態が維持されるため、吸気通路110内の空気の温度がエンジン10の熱により上昇することが抑制される。
なお、EV走行中にエンジン10の所定の始動条件が成立した場合(S100にてNO)、あるいは、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)以下である場合には(S102にてNO)、ECU200は、ファン128の駆動を停止させるとともに、EGRバルブ162を閉じる(S106)。
以上のようにして、本実施の形態に係る車両によると、車両1がEV走行をしており、かつ、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きい場合に、EGRバルブ162を開くとともにファン128を駆動させることによって吸気通路110内の空気を換気することができる。その結果、EV走行中にエンジン10の熱により吸気通路110内の空気の温度が上昇することを抑制することができる。したがって、EV走行後のエンジンの始動時において熱効率が低下することを抑制する車両を提供することができる。
<第3の実施の形態>
以下、第3の実施の形態に係る車両について説明する。本実施の形態に係る車両1は、上述の第1の実施の形態に係る車両1の構成と比較して、換気装置140が連通路126に代えて連通路132と、連通路132の途中に設けられるファン128とを含む点が異なる。それ以外の構成については、上述の第1の実施の形態に係る車両1の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付されている。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返されない。
図8に示すように、本実施の形態に係る車両1の換気装置140の連通路132は、上述の第1の実施の形態に係る車両1に搭載された換気装置140の連通路126と比較して、連通路132の排気通路122側の接続位置が異なる。
具体的には、連通路132の一方端は、吸気通路110に接続され、連通路132の他方端は、気筒102を経由せずに排気通路122における触媒124よりも下流側(マフラー側)の位置に接続される。
なお、図8の構成のうち上述した構成以外の構成については、図1で説明した構成と同様であり、その機能も同じである。それらの構成には、同じ参照符号が付されている。そのため、その詳細な説明は繰り返されない。
本実施の形態におけるECU200の機能ブロック図は、上述の第1の実施の形態において説明した図3に示されるECU200の機能ブロック図と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返されない。
さらに、本実施の形態における、ECU200で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートは、上述の第1の実施の形態において説明した図4に示されるフローチャートと同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返されない。
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両1に搭載されたECU200の動作について説明する。
たとえば、車両1がエンジン10を作動させた状態で走行している場合を想定する。ECU200は、エンジン10の所定の停止条件が成立する場合には、エンジン10を停止させる。そのため、車両1は、エンジン10を停止させた状態で第2MG30を用いて走行することとなる(S100にてYES)。
このとき、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きい場合には(S102にてYES)、ファン128が駆動されることとなる(S104)。
ファン128の駆動により図8の破線の矢印に示すように空気が流れる。すなわち、吸気通路110内に滞留していた空気は、連通路132を経由して排気通路122における触媒124よりも下流側の位置に流通する。連通路132から排気通路122を流通した空気は、マフラー側に流通する。また、ファン128の駆動により吸気通路110内の圧力が低下するため、エアクリーナー106を経由して空気が吸気通路110に導入される。ファン128の駆動により吸気通路110内の空気が換気された状態が維持されるため、吸気通路110内の空気の温度がエンジン10の熱により上昇することが抑制される。
なお、EV走行中にエンジン10の所定の始動条件が成立した場合(S100にてNO)、あるいは、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)以下である場合には(S102にてNO)、ECU200は、ファン128の駆動を停止させる(S106)。
以上のようにして、本実施の形態に係る車両によると、車両1がEV走行をしており、かつ、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きい場合に、ファン128を駆動させることによって吸気通路110内の空気を換気することができる。その結果、EV走行中にエンジン10の熱により吸気通路110内の空気の温度が上昇することを抑制することができる。したがって、EV走行後のエンジンの始動時において熱効率が低下することを抑制する車両を提供することができる。
さらに、連通路132から排気通路122における触媒124よりも下流側に空気を流通させることができるため、触媒124の温度低下を抑制することができる。その結果、触媒124の浄化性能の低下を抑制することができる。
<第4の実施の形態>
以下、第4の実施の形態に係る車両について説明する。本実施の形態に係る車両1は、上述の第1の実施の形態に係る車両1の構成と比較して、換気装置140が逆止弁136と、連通路126に代えて連通路134と、連通路134の途中に設けられるファン128とを含む点が異なる。それ以外の構成については、上述の第1の実施の形態に係る車両1の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付されている。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返されない。
図9に示すように、本実施の形態に係る車両1の換気装置140の連通路134は、上述の第1の実施の形態に係る車両1に搭載された換気装置140の連通路126と比較して、連通路134の端部が逆止弁136を介在してエンジンルーム内に放出される点が異なる。
具体的には、連通路134の一方端は、吸気通路110に接続され、連通路134の他方端は、逆止弁136を介在してエンジン10の外部の空間(すなわち、エンジンルーム)に放出される。逆止弁136は、連通路134からエンジンルームへの気体の流通を許可するとともにエンジンルームから連通路134への気体の流通を遮断する。
なお、図9の構成のうち上述した構成以外の構成については、図1で説明した構成と同様であり、その機能も同じである。それらの構成には、同じ参照符号が付されている。そのため、その詳細な説明は繰り返されない。
本実施の形態におけるECU200の機能ブロック図は、上述の第1の実施の形態において説明した図3に示されるECU200の機能ブロック図と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返されない。
さらに、本実施の形態における、ECU200で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートは、上述の第1の実施の形態において説明した図4に示されるフローチャートと同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返されない。
以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両1に搭載されたECU200の動作について説明する。
たとえば、車両1がエンジン10を作動させた状態で走行している場合を想定する。ECU200は、エンジン10の所定の停止条件が成立する場合には、エンジン10を停止させる。そのため、車両1は、エンジン10を停止させた状態で第2MG30を用いて走行することとなる(S100にてYES)。
このとき、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きい場合には(S102にてYES)、ファン128が駆動されることとなる(S104)。
ファン128の駆動により図9の破線の矢印に示すように空気が流れる。すなわち、吸気通路110内に滞留していた空気は、連通路134、ファン128および逆止弁136を経由してエンジン10の外部のエンジンルーム内に流通する。また、ファン128の駆動により吸気通路110内の圧力が低下するため、エアクリーナー106を経由して空気が吸気通路110に導入される。ファン128の駆動により吸気通路110内の空気が換気された状態が維持されるため、吸気通路110内の空気の温度がエンジン10の熱により上昇することが抑制される。
なお、EV走行中にエンジン10の所定の始動条件が成立した場合(S100にてNO)、あるいは、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)以下である場合には(S102にてNO)、ECU200は、ファン128の駆動を停止させる(S106)。
以上のようにして、本実施の形態に係る車両によると、車両1がEV走行をしており、かつ、吸気温度Tairがしきい値Tair(0)よりも大きい場合に、ファン128を駆動させることによって吸気通路110内の空気を換気することができる。その結果、EV走行中にエンジン10の熱により吸気通路110内の空気の温度が上昇することを抑制することができる。したがって、EV走行後のエンジンの始動時において熱効率が低下することを抑制する車両を提供することができる。
さらに吸気通路110内の空気を、連通路134を経由して排気通路122を流通することなくエンジンルームに流通させることができるため、触媒124の温度低下を抑制することができる。その結果、触媒124の浄化性能の低下を抑制することができる。
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て請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味およ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 車両、10 エンジン、11 エンジン回転速度センサ、12 第1レゾルバ、13 第2レゾルバ、14 車輪速センサ、16 駆動軸、20 第1MG、22 クラッチ、30 第2MG、40 動力分割装置、42 動力伝達装置、50 サンギヤ、52 ピニオンギヤ、54 キャリア、56 リングギヤ、58 減速機、60 PCU、70 バッテリ、80 駆動輪、102 気筒、104 燃料噴射装置、106 エアクリーナー、108 吸気温度センサ、110 吸気通路、112 スロットルバルブ、114 吸気バルブ、116 点火プラグ、118 排気バルブ、120 ピストン、122 排気通路、124 触媒、126,132,134,168 連通路、128 ファン、130 空燃比センサ、136 逆止弁、140 換気装置、142 排気再循環装置、150 スタートスイッチ、151 制動装置、152 ブレーキアクチュエータ、154 ディスクブレーキ、156 電池温度センサ、158 電流センサ、160 電圧センサ、162 EGRバルブ、164 EGRクーラー、166 EGR配管、200 ECU、202 走行状態判定部、204 吸気温度判定部、206 ファン駆動制御部。
さらに好ましくは、連通路の他方端は、排気通路に設けられる触媒よりも排気通路における上流の位置に接続される。
さらに好ましくは、連通路の他方端は、排気通路に設けられる触媒よりも排気通路における下流の位置に接続される。

Claims (10)

  1. 車両(1)に搭載された駆動用回転電機(30)と、
    内燃機関(10)と、
    前記内燃機関(10)を停止させた状態で前記駆動用回転電機(30)を用いて前記車両(1)が走行している場合には、前記内燃機関(10)が停止状態であっても、前記車両(1)が前記内燃機関(10)の吸気通路(110)内の温度が高いと予測される状態であると、前記吸気通路(110)内の空気を換気する換気動作を行なうために前記車両(1)を制御するための制御部(200)とを含む、車両。
  2. 前記車両(1)は、前記換気動作を行なうための換気装置(140)を含み、
    前記換気装置は、一方端が前記吸気通路(110)に接続される連通路(126)を含む、請求項1に記載の車両。
  3. 前記連通路(126,132,134)の前記一方端は、前記内燃機関(10)のスロットルバルブ(112)よりも前記吸気通路(110)における下流の位置に接続される、請求項2に記載の車両。
  4. 前記連通路(126,132)の他方端は、前記内燃機関(10)の気筒(102)を介在させずに排気通路(122)に接続される、請求項2に記載の車両。
  5. 前記連通路(126)の前記他方端は、前記排気通路(122)に設けられる触媒(124)よりも前記吸気通路(110)における上流の位置に接続される、請求項4に記載の車両。
  6. 前記連通路(132)の前記他方端は、前記排気通路(122)に設けられる触媒(124)よりも前記吸気通路(110)における下流の位置に接続される、請求項4に記載の車両。
  7. 前記連通路(134)の他方端は、前記車両(1)のエンジンルーム内に放出されるように構成される、請求項2に記載の車両。
  8. 前記換気装置(140)は、前記吸気通路(110)から前記連通路(126,132,134)に空気を流通させるためのファン(128)をさらに含む、請求項2に記載の車両。
  9. 前記車両(1)は、前記吸気通路(110)内の前記温度を検出するための検出部(108)をさらに含み、
    前記制御部(200)は、前記検出部(108)によって検出された前記吸気通路(110)内の前記温度がしきい値よりも大きい場合に前記ファン(128)を駆動する、請求項8に記載の車両。
  10. 前記換気装置(140)は、排気再循環装置(160)に設けられる、請求項2に記載の車両。
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