KR102382447B1 - 하이브리드 차량 및 그 제어 방법 - Google Patents

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KR102382447B1
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가즈키 구보
기미히토 나카무라
겐타 후지모토
다카유키 오시노
요시히로 우치다
고이치 츠지
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Abstract

차량(100)은, 엔진(1)과, 엔진(1)으로부터의 배기 가스를 배출하는 배기관(21)과, 배기관(21)의 근방에 배치된 전지팩(7)과, 차량(100)의 퇴피 주행 중에, 전지팩(7)을 충방전시키지 않는 제어와, 엔진(1)의 출력을 억제하는 출력 억제 제어를 실행하는 ECU(10)를 구비한다. 출력 억제 제어는, 촉매 온도가 문턱값을 상회한 경우에, 엔진(1)을 출력이 가능한 상태로 유지하면서, 촉매 온도가 문턱값을 하회하는 경우와 비교하여 엔진(1)의 출력을 억제하는 제어이다.

Description

하이브리드 차량 및 그 제어 방법{HYBRID VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 개시는, 하이브리드 차량 및 그 제어 방법에 관한 것이며, 보다 특정적으로는, 하이브리드 차량에 탑재된 엔진의 제어 기술에 관한 것이다.
근래, 하이브리드 차량의 보급이 진척되고 있다. 하이브리드 차량에는 주행용의 전지팩이 탑재되어 있고, 전지팩을 보호하기 위한 기술이 제안되어 있다. 예를 들면 일본공개특허 특개2008-239079호 공보에 개시된 하이브리드 차량은, 전지팩의 이상을 검출한 경우, 모터 제너레이터를 포함하는 전기 부하로부터 전지팩을 전기적으로 분리하고, 엔진을 구동원으로 하여 주행한다. 이 하이브리드 차량에서는, 이와 같은 퇴피 주행 중에 전지팩의 가일층의 이상을 검출하면, 엔진에 의한 주행이 금지된다.
하이브리드 차량에 비교적 대형의 전지팩을 탑재하는 경우 등에는, 전지팩의 탑재 스페이스를 확보하는 것이 요구된다. 이와 같은 경우, 하이브리드 차량의 차실 내에 전지팩을 배치하는 것에 대신하여, 하이브리드 차량의 차실 외에 전지팩을 배치하는 것을 생각할 수 있다.
전지팩이 차실 외, 특히 엔진으로부터의 배기 통로의 근방에 배치되어 있는 경우, 배기 통로로부터의 복사열에 의해 전지팩이 데워짐으로써 전지팩의 온도가 상승할 수 있다. 전지팩의 온도가 과도하게 상승했을 때에는, 전지팩 보호의 관점에서, 하이브리드 차량의 주행을 중단하지 않을 수 없게 될 가능성이 있다. 따라서, 하이브리드 차량이 주행 가능한 상태를 유지하면서, 전지팩을 적절히 보호하는 것이 바람직하다.
(1) 본 개시의 어느 국면에 따르는 하이브리드 차량은, 엔진과, 엔진으로부터의 배기 가스를 배출하는 배기 통로와, 배기 통로의 근방에 배치된 전지팩과, 제어 장치를 구비한다. 제어 장치는, 하이브리드 차량의 퇴피 주행 중에, 전지팩을 충방전시키지 않는 제어와, 엔진의 출력을 억제하는 출력 억제 제어를 실행한다. 출력 억제 제어는, 전지팩의 추정 온도가 문턱값을 상회한 경우에, 엔진을 출력이 가능한 상태로 유지하면서, 추정 온도가 문턱값을 하회하는 경우와 비교하여 엔진의 출력을 억제하는 제어이다.
(2) 하이브리드 차량은, 하이브리드 차량의 주행용 모터의 구동 장치와, 전지팩과 구동 장치의 사이에 전기적으로 접속된 릴레이를 더 구비한다. 제어 장치는, 퇴피 주행 중에, 전지팩이 구동 장치로부터 전기적으로 분리되도록 릴레이를 개방시킨다.
(3) 배기 통로는, 배기 가스를 정화하는 촉매를 포함한다. 하이브리드 차량은, 촉매의 온도를 출력하는 센서를 더 구비한다. 제어 장치는, 촉매의 온도를 추정 온도로서 이용한다.
(4) 배기 통로는, 배기 가스를 정화하는 촉매를 포함한다. 하이브리드 차량은, 엔진의 운전 상태를 출력하는 센서를 더 구비한다. 제어 장치는, 센서로부터의 출력에 기초하여 촉매의 온도를 추정하고, 추정된 온도를 추정 온도로서 이용한다.
(5) 전지팩은, 조전지(組電池)와, 조전지를 냉각하도록 구성된 냉각 장치와, 냉각 장치에 의해 냉각되지 않도록 구성된 기기류를 포함한다. 하이브리드 차량은, 조전지의 온도를 추정 온도로서 출력하는 센서를 더 구비한다.
상기 (1)∼(5)의 구성에 있어서는, 출력 억제 제어에서는, 추정 온도(촉매의 온도 또는 조전지의 온도)가 문턱값을 상회한 경우에, 엔진을 출력이 가능한 상태로 유지한 채로, 추정 온도가 문턱값을 하회하는 경우와 비교하여 엔진의 출력이 억제된다. 특히, 전지팩이 구동 장치로부터 전기적으로 분리된 상태에서는, 하이브리드 차량이 엔진의 출력만으로 주행하고 있으므로, 배기 통로로부터의 복사열이 커져, 전지팩의 온도 상승폭이 커질 가능성이 높다. 엔진의 출력 억제에 따라 배기 통로의 가일층의 온도 상승이 억제되므로, 배기 통로로부터의 복사열에 의한 전지팩(또는 전지팩 내의 기기류)의 과도한 온도 상승이 방지된다. 따라서, 상기 (1)∼(5)의 구성에 의하면, 하이브리드 차량이 주행 가능한 상태를 유지하면서 전지팩을 보호할 수 있다.
(6) 제어 장치는, 추정 온도가 문턱값을 상회하는 상태가 제 1 소정 시간보다 오래 계속된 경우에, 출력 억제 제어를 실행한다.
추정 온도의 상승이 일시적인 것인 경우에는, 전지팩의 과도한 온도 상승은 일어나지 않는다. 그 때문에, 상기 (6)의 구성에서는, 출력 억제 제어를 실행하는 것을 추정 온도가 문턱값을 상회한 상태가 계속된 경우로 한정한다. 이에 의해, 전지팩의 온도 상승의 방지에 기여하지 않는 과잉의 엔진 출력 억제를 피할 수 있다.
(7) 제어 장치는, 하이브리드 차량의 속도가 제 1 소정 속도보다 빠른 경우에는, 하이브리드 차량의 속도가 제 1 소정 속도보다 느린 경우와 비교하여, 출력 억제 제어의 실행 개시를 늦춘다.
차량의 속도가 빠를수록, 전지팩에 닿는 주행풍이 강해진다. 차량의 속도가 제 1 소정 속도보다 빠른 경우에는, 주행풍에 의해 전지팩이 충분히 냉각되므로, 그 냉각 효과를 고려하여 출력 억제 제어의 실행 개시 타이밍을 결정하는 것이 바람직하다. 상기 (7)의 구성에 의하면, 차량의 속도가 제 1 소정 속도보다 빠른 경우에는, 차량의 속도가 제 1 소정 속도보다 느린 경우와 비교하여, 출력 억제 제어의 실행 개시를 늦춘다. 이에 의해, 전지팩이 냉각되고 있음에도 불구하고 출력 억제 제어를 실행하는 것을 방지할 수 있다.
(8) 제어 장치는, 엔진의 출력 억제 후에 추정 온도가 문턱값보다 낮은 다른 문턱값을 하회한 경우에는, 출력 억제 제어를 정지한다.
추정 온도가 상기 다른 문턱값을 하회한 경우, 즉 추정 온도가 저하한 경우에는, 전지팩의 과도한 온도 상승이 방지되므로, 출력 억제 제어가 정지(해제)된다. 이에 의해, 상기 (8)의 구성에 의하면, 하이브리드 차량의 주행 성능을 회복할 수 있다.
(9) 제어 장치는, 엔진의 출력 억제 후에 추정 온도가 다른 문턱값을 하회하는 상태가 제 2 소정 시간보다 오래 계속된 경우에, 출력 억제 제어를 정지한다.
추정 온도의 저하가 일시적인 것임에도 불구하고 출력 억제 제어를 정지해 버리면, 전지팩의 과도한 온도 상승을 방지할 수 없을 가능성이 있다. 그 때문에, 상기 (8)의 구성에서는, 출력 억제 제어를 정지하는 것을 추정 온도가 상기 다른 문턱값을 하회한 상태가 계속된 경우로 한정한다. 이에 의해, 전지팩의 과도한 온도 상승을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(10) 제어 장치는, 하이브리드 차량의 속도가 제 2 소정 속도보다 빠른 경우에는, 하이브리드 차량의 속도가 상기 제 2 소정 속도보다 느린 경우와 비교하여, 출력 억제 제어의 정지를 빠르게 한다.
상기 (10)의 구성에 의하면, 차량의 속도가 제 2 소정 속도보다 빠른 경우에는, 차량의 속도가 상기 제 2 소정 속도보다 느린 경우와 비교하여, 출력 억제 제어의 정지를 앞당긴다. 이에 의해, 전지팩이 냉각되고 있음에도 불구하고 출력 억제 제어를 계속하는 것을 방지할 수 있다.
(11) 제어 장치는, 추정 온도가 높을수록 엔진의 출력의 억제 정도를 크게 한다.
추정 온도가 높을수록, 배기 통로로부터의 복사열이 커서, 전지팩의 온도 상승폭이 커질 가능성이 높다. 그 때문에, 상기 (11)의 구성에서는, 추정 온도가 높을수록 엔진의 출력의 억제 정도를 크게 한다. 이에 의해, 전지팩의 과도한 온도 상승을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(12) 제어 장치는, 하이브리드 차량의 차속이 빠를수록 엔진의 출력의 억제 정도를 작게 한다.
하이브리드 차량의 차속이 빠를수록, 전지팩에 부는 주행풍이 강해지므로, 전지팩으로부터의 방열량이 커진다. 그러면, 배기 통로로부터의 복사열에 기인하는 전지팩의 온도 상승이 일어나기 어려워지므로, 엔진의 출력 억제의 필요성이 작아진다. 그 때문에, 상기 (12)의 구성에서는, 차속이 빠를수록 엔진의 출력의 억제 정도를 작게 한다. 이에 의해, 하이브리드 차량의 주행 성능의 과도한 저하를 방지할 수 있다.
(13) 하이브리드 차량의 이용자에 대하여, 출력 억제 제어의 실행 중에는 그 취지를 알리는 알림 장치를 더 구비한다.
상기 (13)의 구성에 의하면, 알림을 받은 이용자가 출력 억제 제어의 실행 중인 것을 인식함으로써, 하이브리드 차량의 주행 성능의 저하에 따른 이용자의 위화감을 저감할 수 있다.
(14) 출력 억제 제어는, 추정 온도가 문턱값을 상회한 경우에, 추정 온도가 문턱값을 하회하는 경우와 비교하여, 엔진의 상한 출력을 낮추는 제어이다.
(15) 출력 억제 제어는, 추정 온도가 문턱값을 상회한 경우에, 추정 온도가 문턱값을 하회하는 경우와 비교하여, 동일한 액셀 개도에 대응하는 요구 출력을 낮추는 제어이다.
상기 (14), (15)의 구성에 의하면, 엔진의 상한 출력 또는 요구 출력의 저하에 의해 출력 억제 제어를 실현함으로써, 전지팩의 과도한 온도 상승을 방지할 수 있다.
(16) 본 개시의 다른 국면에 따르는 하이브리드 차량은, 엔진과, 엔진으로부터의 배기 가스를 정화하는 촉매를 포함하고, 정화된 배기 가스를 배출하는 배기 통로와, 배기 통로의 근방에 배치된 전지팩과, 제어 장치를 구비한다. 제어 장치는, 하이브리드 차량의 퇴피 주행 중에, 전지팩을 충방전시키지 않는 제어와, 엔진의 출력을 억제하는 출력 억제 제어를 실행한다. 출력 억제 제어는, 촉매의 온도가 문턱값을 상회하는 상태가 소정 시간보다 오래 계속된 경우에, 엔진을 출력이 가능한 상태로 유지하면서, 촉매의 온도가 문턱값을 하회하는 경우와 비교하여 엔진의 출력을 억제하는 제어이다.
상기 (16)의 구성에 의하면, 상기 (1)의 구성과 마찬가지로, 하이브리드 차량이 주행 가능한 상태를 유지하면서 전지팩을 보호할 수 있다.
(17) 본 개시의 또 다른 국면에 따르는 하이브리드 차량의 제어 방법에 있어서, 하이브리드 차량은, 엔진과, 엔진으로부터의 배기 가스를 배출하는 배기 통로와, 배기 통로의 근방에 배치된 전지팩을 구비한다. 하이브리드 차량의 제어 방법은, 제 1 및 제 2 단계를 포함한다. 제 1 단계는, 전지팩의 추정 온도를 검출하는 단계이다. 제 2 단계는, 하이브리드 차량의 퇴피 주행 중에, 전지팩을 충방전시키지 않고, 또한, 추정 온도가 문턱값을 상회한 경우에, 엔진을 출력이 가능한 상태로 유지하면서, 추정 온도가 문턱값을 하회하는 경우와 비교하여 엔진의 출력을 억제하는 단계를 포함한다.
상기 (17)의 방법에 의하면, 상기 (1)의 구성과 마찬가지로, 하이브리드 차량이 주행 가능한 상태를 유지하면서 전지팩을 보호할 수 있다.
이 발명의 상기 및 다른 목적, 특징, 국면 및 이점은, 첨부의 도면과 관련하여 이해되는 이 발명에 관한 다음의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은, 실시형태 1에 관련되는 차량의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는, 엔진, 배기관 및 전지팩의 배치예를 나타내는 도이다.
도 3은, 출력 억제 제어의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 4는, 출력 억제 제어의 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 5는, 실시형태 1에 있어서의 엔진의 출력 제어를 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 6은, 실시형태 1에 있어서의 엔진의 플래그 제어를 나타내는 플로우 차트이다.
도 7은, 실시형태 1에 있어서의 엔진의 출력 제어를 나타내는 플로우 차트이다.
도 8은, 상한 출력의 촉매 온도 의존성 및 차속 의존성을 설명하기 위한 도이다.
도 9는, 실시형태 1의 변형례 1에 있어서의 출력 억제 제어를 나타내는 플로우 차트이다.
도 10은, 실시형태 1의 변형례 2에 있어서의 출력 억제 제어의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 11은, 실시형태 2에 관련되는 하이브리드 차량의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 12는, 실시형태 2에 있어서의 엔진의 플래그 제어를 나타내는 플로우 차트이다.
도 13은, 실시형태 3에 있어서의 엔진의 출력 제어를 설명하기 위한 타임 차트이다.
도 14는, 실시형태 3에 있어서의 엔진의 플래그 제어를 나타내는 플로우 차트이다.
도 15는, 실시형태 3에 있어서의 엔진의 출력 제어를 나타내는 플로우 차트이다.
이하, 본 실시형태에 관하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 도면 중 동일 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 붙여, 그 설명은 반복하지 않는다.
[실시형태 1]
<하이브리드 차량의 구성>
도 1은, 실시형태 1에 관련되는 하이브리드 차량의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하여, 본 실시형태에 있어서, 차량(100)은 하이브리드 차량(HV:Hybrid Vehicle)이다. 그러나, 차량(100)은, 차량 외부로부터의 전력에 의한 충전이 가능한 플러그인 하이브리드 차량(PHV:Plug-in Hybrid Vehicle)이어도 된다.
차량(100)은, 엔진(1)과, 배기 시스템(2)과, 제 1 모터 제너레이터(MG:Motor Generator)(31)와, 제 2 MG(32)와, 동력 분할 장치(33)와, 출력축(41)과, 구동륜(42)과, 전력 제어 장치(PCU:Power Control Unit)(5)와, 시스템 메인 릴레이(SMR:System Main Relay)(6)와, 전지팩(7)과, 휴먼 머신 인터페이스(HMI:Human Machine Interface)(8)와, 액셀 포지션 센서(91)와, 차속 센서(92)와, 전자 제어 장치(ECU:Electric Control Unit)(10)를 구비한다. ECU(10)는, 하이브리드 ECU(101)와, 엔진 ECU(102)와, 전지 ECU(103)를 포함한다.
엔진(1)은, 엔진 ECU(102)로부터의 제어 신호에 기초하여, 연료를 연소시켜 동력을 출력한다. 엔진(1)은, 예를 들면 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진이다. 엔진(1)은, 제 1 MG(31)의 크랭킹에 의해 시동되면, 동력 분할 장치(33)를 개재하여 제 1 MG(31) 및 출력축(41) 중의 적어도 일방에 동력을 공급한다.
배기 시스템(2)은, 엔진(1)으로부터의 배기 가스를 차외로 배출한다. 배기 시스템(2)은, 배기관(21)과, 촉매 온도 센서(22)를 포함한다. 배기관(21)에는, 배기 가스의 유통 경로를 따라, 촉매 장치(211)와, 필터(212)와, 머플러(213)가 마련되어 있다.
촉매 장치(211)는, 엔진(1)으로부터 배출되는 배기 가스에 포함되는 미연(未然) 성분(예를 들면 탄화수소(HC) 또는 일산화탄소(CO))을 산화하거나, 산화 성분(예를 들면 질소 산화물(NOx))을 환원한다. 필터(212)는, 엔진(1)으로부터 배출된 입자상(粒子狀) 물질(PM:Particulate Matter)을 포집한다. 필터(212)는, 엔진(1)이 가솔린 엔진인 경우에는 GPF(Gasoline Particulate Filter)이고, 엔진(1)이 디젤 엔진인 경우에는 DPF(Diesel Particulate Filter)이다. 머플러(213)는, 배기 가스가 차외로 배출될 때에 발생하는 소리(배기음)를 저감한다. 또한, 배기관(21)은, 본 개시에 관련되는 「배기 통로」에 상당한다.
촉매 온도 센서(22)는, 촉매 장치(211)에 포함되는 촉매의 바닥 온도(이하, 「촉매 온도(Tc)」라고도 기재함)를 검출하고, 그 검출 결과를 엔진 ECU(102)에 출력한다.
제 1 MG(31) 및 제 2 MG(32)의 각각은 교류 회전 전기(電機)이고, 예를 들면 삼상 교류 영구 자석형 동기 모터이다. 제 1 MG(31)는, 동력 분할 장치(33)를 개재하여 받는 엔진(1)의 동력을 이용하여 발전할 수 있다. 예를 들면 전지팩(7)의 SOC(State Of Charge)가 소정의 하한값에 도달하면, 엔진(1)이 시동하여 제 1 MG(31)에 의해 발전이 행해진다. 제 1 MG(31)에 의해 발전된 전력은, PCU(5)에 의해 전압 변환되어, 전지팩(7)에 축적되거나, 제 2 MG(32)에 직접 공급된다.
제 2 MG(32)는, 전지팩(7)에 축적된 전력 및 제 1 MG(31)에 의해 발전된 전력 중의 적어도 일방을 이용하여 구동력을 발생한다. 제 2 MG(32)의 구동력은, 출력축(41)을 개재하여 구동륜(42)에 전달된다. 차량(100)의 제동 시에는, 구동륜(42)에 의해 제 2 MG(32)가 구동되기 때문에, 제 2 MG(32)는 제동 에너지를 전력으로 변환하는 회생 브레이크로서 작동한다. 제 2 MG(32)에 의해 발전된 전력은, 전지팩(7)에 축적된다.
동력 분할 장치(33)는, 엔진(1)이 발생하는 구동력을, 구동륜(42)을 구동하기 위한 동력과, 제 1 MG(31)를 구동하기 위한 동력으로 분할 가능하게 구성 되어 있다. 동력 분할 장치(33)는, 예를 들면 유성 기어 기구이고, 선 기어(S)와, 플래너테리 기어(P)와, 링 기어(R)와, 캐리어(C)를 포함한다.
PCU(5)는, 하이브리드 ECU(101)로부터의 제어 신호에 기초하여, 전지팩(7)으로부터 공급되는 고전압의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 제 1 MG(31) 및/또는 제 2 MG(32)에 출력한다. 이에 의해, 제 1 MG(31) 및/또는 제 2 MG(32)가 구동된다. 또한, PCU(5)는, 제 1 MG(31) 및/또는 제 2 MG(32)에 의해 발전되는 교류 전력을 직류 전력으로 변환하여 전지팩(7)으로 출력한다. 이에 의해, 전지팩(7)이 충전된다. 또한, PCU(5)는, 제 1 MG(31)에 의해 발전된 전력으로 제 2 MG(32)를 구동할 수도 있다.
SMR(6)은, PCU(5)와 전지팩(7)의 사이에 전기적으로 접속되어 있다. SMR(6)은, 하이브리드 ECU(101)로부터의 제어 신호에 기초하여, 전지팩(7)을 PCU(5)에 전기적으로 접속하거나, 전지팩(7)을 PCU(5)로부터 전기적으로 분리한다.
전지팩(7)은, 제 1 MG(31) 및/또는 제 2 MG(32)를 구동하기 위한 고전압의 직류 전력을 축적한다. 전지팩(7)은 조전지(71)를 포함한다. 조전지를 구성하는 각 셀은, 니켈 수소 전지 또는 리튬 이온 이차 전지 등의 이차 전지이다.
HMI(8)는, 하이브리드 ECU(101)와의 사이에서 신호의 수수(授受)를 행하고, 차량(100)에 관한 여러 가지 정보를 차량(100)의 이용자(대표적으로는 드라이버)에게 제공하거나, 이용자의 조작을 접수한다. HMI(8)는, 모두 도시하지 않지만, 인스트루먼트 패널, 헤드업 디스플레이, 카 네비게이션 시스템의 터치 패널을 가지는 디스플레이, 스마트 스피커 등을 포함한다.
액셀 포지션 센서(91)는, 이용자에 의한 액셀 페달의 밟음량을 액셀 개도(Acc)로서 검출하고, 그 검출 결과를 하이브리드 ECU(101)에 출력한다. 차속 센서(92)는, 출력축(41)의 회전 속도를 차속(V)으로서 검출하고, 그 검출 결과를 하이브리드 ECU(101)에 출력한다.
하이브리드 ECU(101), 엔진 ECU(102) 및 전지 ECU(103)의 각각은, 도시하지 않은 CPU(Central Processing Unit), 메모리 및 입출력 포트를 내장한다. 각 ECU는, 메모리에 기억된 정보 및 대응하는 센서로부터의 데이터에 기초하여, 소정의 연산 처리를 실행한다. 하이브리드 ECU(101)와, 엔진 ECU(102)와, 전지 ECU(103)는, 통신선(19)에 의해 접속되어 있다. 하이브리드 ECU(101)는, 엔진 ECU(102) 및 전지 ECU(103)와의 사이에서 쌍방향으로 통신함으로써, 차량(100) 전체를 통괄적으로 제어한다.
보다 구체적으로는, 하이브리드 ECU(101)는, 액셀 개도(Acc) 및 차속(V) 등에 기초하여, 이용자가 차량(100)에 요구하는 구동력(이용자 요구 파워)을 산출한다. 하이브리드 ECU(101)는, 이용자 요구 파워가 구동륜(42)에 전달되도록, 엔진 지령 신호를 생성하여 엔진 ECU(102)에 출력함과 함께, 제 1 MG 지령 신호 및 제 2 MG 지령 신호를 생성하여 PCU(5)에 출력한다. 이에 의해, 엔진 ECU(102)는, 엔진 파워가 엔진 지령 신호로 지령된 파워가 되도록 엔진(1)의 출력(구체적으로는 스로틀 개도, 점화 시기, 연료 분사량 등)을 제어한다. 또한, PCU(5)는, 하이브리드 ECU(101)로부터의 제 1 MG 지령 신호 및 제 2 MG 지령 신호에 따라, 제 1 MG(31) 및 제 2 MG(32)의 출력(구체적으로는 통전량 등)을 각각 제어한다.
본 실시형태에 있어서, 하이브리드 ECU(101)는, 전지팩(7)에 어떠한 이상(과전압 등)이 발생한 경우에, 전지팩(7)의 전력을 이용하지 않는 퇴피 주행(페일 세이프 주행)을 행하도록 차량(100)을 제어한다. 이하, 이 퇴피 주행을 「배터리리스 주행」이라고 부른다. 배터리리스 주행에 있어서, 하이브리드 ECU(101)는, SMR(6)을 오프(개방 상태)로 제어함으로써 전지팩(7)을 PCU(5)로부터 전기적으로 분리한다. 이 상태를 「배터리리스 상태」라고 한다. 하이브리드 ECU(101)는, 배터리리스 상태에서 엔진(1)으로부터의 출력에 의해 차량(100)을 주행시킨다. 하이브리드 ECU(101)는, 배터리리스 상태에서, 엔진(1)의 출력을 이용하여 제 1 MG(31)가 발전한 전력으로 제 2 MG(32)를 구동시킴으로써 차량(100)을 주행시켜도 된다.
또한, 도 1에서는 ECU(10)가 3개의 유닛으로 분할되어 있지만, ECU(10)가 분할되어 있는 것은 필수가 아니다. 반대로, ECU(10)는, 기능마다 보다 많은(4 이상) 유닛으로 분할되어 있어도 된다. 이하에서는, 설명의 간략화를 위해, 하이브리드 ECU(101)와 엔진 ECU(102)와 전지 ECU(103)를 특별히 구별하지 않고, 단순히 ECU(10)라고 기재하는 경우가 있다.
<전지팩의 배치>
도 2는, 엔진(1), 배기관(21) 및 전지팩(7)의 배치예를 나타내는 도이다. 도 2에는 차량(100)을 하방으로부터 본 저면도가 나타내어져 있다. 도 2를 참조하여, 엔진(1)은, 차량(100)의 전방의 엔진 컴파트먼트에 배치되어 있다. 차량(100)의 후방에는 머플러(213)가 배치되어 있다. 배기관(21)은, 차량(100)의 전후 방향으로 배치되어 있다.
이 예에서는, 전지팩(7)은, 차실 외의 바닥 아래에 탑재되고, 또한, 배기관(21)의 근방에 배치되어 있다. 전지팩(7)과 배기관(21)의 사이의 간격이 좁으므로, 차량(100)의 주행 중에 엔진(1)으로부터의 배열(排熱)이 배기관(21)으로부터 복사되어, 전지팩(7)이 데워진다. 전지팩(7)의 온도 상승은 차량(100)의 배터리리스 주행 중에도 일어날 수 있다.
또한, 도 2에 나타내는 저면도에서는, 도면 중 우측에 전지팩(7)이 배치되고, 좌측에 배기관(21)이 배치되어 있다. 그러나, 전지팩(7)의 배치는, 배기관(21)으로부터의 복사열의 영향을 받을 수 있는 위치면 된다. 전지팩(7)과 배기관(21)의 배치는, 도 2에 나타낸 배치에 특별히 한정되는 것은 아니다.
<출력 억제 제어>
본 실시형태에 있어서는, 차량(100)의 배터리리스 주행을 계속하면서 엔진(1)의 배열로부터 전지팩(7)을 적절히 보호하기 위하여, 통상 시와 비교하여 엔진(1)의 출력을 억제하는 「출력 억제 제어」가 실행된다. 출력 억제 제어를 실행함으로써, 출력 억제 제어의 비실행 시(통상 시)와 비교하여, 배기관(21)으로부터 전지팩(7)으로의 열복사가 억제되므로, 전지팩(7)의 온도 상승이 일어나기 어려워진다. 그 결과, 전지팩(7)의 과도한 온도 상승으로부터 전지팩(7)을 보호할 수 있다.
도 3은, 출력 억제 제어의 일례를 설명하기 위한 도이다. 엔진(1)의 출력은, 엔진(1)에 대한 요구 출력(Preq)과, 엔진(1)의 출력의 상한값(이하, 「상한 출력(Plim)」이라고도 기재함) 중의 낮은 쪽이 되도록 제어된다.
도 3 및 후술하는 도 4에서는, 상한 출력(Plim)이 촉매 온도(Tc)에 따라 설정된다. 가로축은 촉매 온도(Tc)를 나타내고, 세로축은 상한 출력(Plim)을 나타낸다. 도 3에 나타내는 바와 같은 촉매 온도(Tc)와 상한 출력(Plim)의 대응 관계가 미리 정해져, 맵(MP1)으로서 ECU(10)의 메모리에 저장되어 있다. 또는, 도 4에 나타내는 대응 관계가 맵(MP2)으로서 ECU(10)의 메모리에 저장되어 있다. ECU(10)는, 맵(MP1) 또는 맵(MP2)을 참조함으로써, 촉매 온도(Tc)로부터 상한 출력(Plim)을 결정할 수 있다.
도 3에 나타내는 예에서는, 촉매 온도(Tc)가 4개의 온도 영역으로 구분되어 있다. 4개의 온도 영역이란, T1 미만의 온도 영역, T1 이상이고 또한 T2 미만의 온도 영역, T2 이상이고 또한 T3 미만의 온도 영역, 및, T3 이상의 온도 영역이다.
T1 미만의 온도 영역에서는, 엔진(1)의 출력이 상한 출력(Plim)에 의해 제한되어 있지 않고(즉 출력 억제 제어는 실행되어 있지 않고), 상한 출력(Plim)은 P0(예를 들면 P0=131kW)이다. 한편, T1 이상의 온도 영역에서는 출력 억제 제어가 실행된다. T1 이상이고 또한 T2 미만의 온도 영역에서는, 상한 출력(Plim)=P1(예를 들면 P1=70kW)이다. T2 이상이고 또한 T3 미만의 온도 영역에서는, 상한 출력(Plim)=P2(예를 들면 P2=60kW)이다. T3 이상의 온도 영역에서는, 상한 출력(Plim)=P3(예를 들면 P3=50kW)이다.
이와 같이, T1 이상의 온도 영역에서는 출력 억제 제어를 실행하고, 촉매 온도(Tc)가 높아짐에 따라 상한 출력(Plim)의 감소 정도를 크게 한다. 그러면, 출력 억제 제어의 비실행 시와의 비교에 있어서, 상한 출력(Plim)의 감소 정도가 클수록, 엔진(1)의 출력이 상한 출력(Plim)에 도달하여 상한 출력(Plim)에 의해 제한되기 쉬워진다. 따라서, 엔진(1)의 배열이 작아지는 분만큼 배기관(21)으로부터의 복사열도 작아져, 촉매 온도(Tc)의 온도 상승을 억제하는 효과가 높아진다. 따라서, 과도한 온도 상승으로부터 전지팩(7)을 보다 효과적으로 보호할 수 있다. 한편, 촉매 온도(Tc)가 크게 상승하고 있지 않은 단계(촉매 온도(Tc)가 T1 이상이고 또한 T2 미만의 온도 영역에 있는 경우 등)에서는, 상한 출력(Plim)의 감소 정도를 상대적으로 작게 함으로써, 차량(100)의 퇴피 주행 성능을 확보할 수 있다.
또한, 도 3에서 촉매 온도(Tc)를 4개의 온도 영역으로 구분한 것은 예시에 불과하다. 촉매 온도(Tc)를 2개의 온도 영역으로 구분해도 된다. 이 경우에는, 촉매 온도(Tc)가 출력 억제 제어를 실행하는 온도 영역과 출력 억제 제어를 실행하지 않는 온도 영역으로 구분된다. 또는, 3개 또는 5개 이상의 온도 영역으로 촉매 온도(Tc)를 구분해도 된다.
도 4는, 출력 억제 제어의 다른 일례를 설명하기 위한 도이다. 도 4에 나타내는 예에서는, T1 이상의 온도 영역에 있어서, 촉매 온도(Tc)가 상승함에 따라 상한 출력(Plim)이 직선적으로 감소한다.
이와 같이, 엔진(1)의 출력의 억제 양태는, 촉매 온도(Tc)가 높아짐에 따라 상한 출력(Plim)이 단조롭게 감소하는 것이면, 도 3에 나타낸 바와 같은 단계적인 변화에 한정되는 것은 아니다. 상한 출력(Plim)은, 도 4에 나타내는 바와 같이 직선적으로 변화해도 되고, 도시하지 않지만 곡선적으로 변화해도 된다.
<엔진 제어의 타임 차트>
도 5는, 실시형태 1에 있어서의 엔진(1)의 출력 제어를 설명하기 위한 타임 차트이다. 도 5를 참조하여, 가로축은 경과 시간을 나타낸다. 세로축은, 위에서부터 차례로, 촉매 온도(Tc), 고온 카운터의 값, 냉각 카운터의 값, 고온 판정 플래그의 온/오프, 냉각 판정 플래그의 온/오프, 및, 출력 억제 요구의 온/오프를 나타낸다.
촉매 온도(Tc)에는, 촉매 온도(Tc)가 고온이라고 판정되는 제 1 문턱값(TH1)과, 촉매 온도(Tc)가 통상 온도라고 판정되는 제 2 문턱값(TH2)이 정해져 있다. 예를 들면, 제 1 문턱값(TH1)은 900℃이고, 제 2 문턱값(TH2)은 700℃이다.
또한, 고온 카운터의 값(이하, 「고온 카운트값(X1)」이라고 기재함)에는, 촉매 온도(Tc)가 고온이라는 판정을 확정하기 위한 제 1 기준값(REF1)이 정해져 있다. 냉각 카운터의 값(이하, 「냉각 카운트값(X2)」이라고 기재함)에는, 촉매 온도(Tc)가 냉각이 끝났다는 판정을 확정하기 위한 제 2 기준값(REF2)이 정해져 있다. 예를 들면, 고온 카운트값(X1)은 4시간에 상당하는 카운트값이고, 냉각 카운트값(X2)은 1시간에 상당하는 카운트값이다.
출력 억제 요구는, 하이브리드 ECU(101)가 엔진(1)의 출력 억제가 필요하다고 판단한 경우에 하이브리드 ECU(101)로부터 엔진 ECU(102)에 대하여 출력되는 요구이다. 엔진 ECU(102)는, 하이브리드 ECU(101)로부터의 출력 억제 요구에 응답하여 엔진(1)의 출력이 억제되도록 엔진(1)을 제어한다.
도 5에 나타내는 예에서는, 시각 t10에 있어서 차량(100)은 배터리리스 주행 중이다. 시각 t10에 있어서의 촉매 온도(Tc)는, 제 1 문턱값(TH1)과 제 2 문턱값(TH2)의 사이의 온도이다. 고온 카운트값(X1) 및 냉각 카운트값(X2)은, 모두 0이다. 고온 판정 플래그 및 냉각 판정 플래그의 각각은 오프이다. 또한, 출력 억제 요구도 오프이다.
엔진(1)으로부터의 출력이 계속됨으로써 촉매 온도(Tc)가 상승하여, 시각 t11에 있어서 제 1 문턱값(TH1)을 넘는다. 그러면, 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1)을 상회하고 있는 기간 중, 고온 카운트값(X1)이 인크리멘트된다.
고온 카운트값(X1)의 인크리멘트가 계속되어, 시각 t12에 있어서 고온 카운트값(X1)이 제 1 기준값(REF1)에 도달한다. 촉매 온도(Tc)가 계속해서 제 1 문턱값(TH1) 이상의 고온인 경우에는, 배기관(21)으로부터의 복사열의 영향에 의해 전지팩(7)도 고온이 되어 있을 가능성이 높다. 그 때문에, 고온 판정 플래그가 오프로부터 온으로 전환된다. 고온 판정 플래그가 온이 되면, 하이브리드 ECU(101)로부터 엔진 ECU(102)에 대하여 출력 억제 요구가 출력된다.
엔진 ECU(102)는, 하이브리드 ECU(101)로부터 출력 억제 요구를 받으면, 출력 억제 요구의 수신 전과 비교하여, 엔진(1)의 상한 출력(Plim)을 낮춘다(도 3 또는 도 4 참조).
엔진(1)의 출력 저하에 따라 촉매 온도(Tc)가 저하하고, 시각 t13에 있어서 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2)을 밑돈다. 그러면, 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2)을 하회하고 있는 기간 중, 냉각 카운트값(X2)이 인크리멘트된다.
시각 t14에 있어서 냉각 카운트값(X2)이 제 2 기준값(REF2)에 도달하면, 냉각 판정 플래그가 오프로부터 온으로 전환된다. 이에 의해, 하이브리드 ECU(101)로부터 엔진 ECU(102)로의 출력 억제 요구의 출력이 정지(출력 억제 제어가 해제)된다. 그 후, 고온 카운트값(X1) 및 냉각 카운트값(X2)이 리셋됨과 함께, 고온 판정 플래그 및 냉각 판정 플래그가 오프된다(시각 t15).
또한, 촉매 온도(Tc)는, 본 개시에 관련되는 「추정 온도」에 상당한다. 도 5에 나타내는 예에서는, 제 1 문턱값(TH1)이 본 개시에 관련되는 「문턱값」에 상당하고, 시각 t11부터 시각 t12까지의 기간이 본 개시에 관련되는 「제 1 소정 시간」에 상당한다. 단, 후술하는 플로우 차트에 나타내는 바와 같이, 본 개시에 있어서 「추정 온도가 문턱값을 상회하는 상태가 제 1 소정 시간보다 오래 계속된다」란, 촉매 온도(Tc)가 항상 제 1 문턱값(TH1)을 상회하는 것에 한정되지 않는다. 촉매 온도(Tc)는, 제 2 문턱값(TH2)을 하회하지 않는 한에 있어서 제 1 문턱값(TH1)과 제 2 문턱값(TH2)의 사이의 온도 영역 내에서 변화해도 된다. 이와 같이 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1)을 단속적으로 상회하는 경우에는, 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1)을 상회한 시간의 적산값을 본 개시에 관련되는 「제 1 소정 시간」으로 할 수 있다.
또한, 제 2 문턱값(TH2)이 본 개시에 관련되는 「다른 문턱값」에 상당하고, 시각 t13부터 시각 t14까지의 기간이 본 개시에 관련되는 「제 2 소정 시간」에 상당한다. 「제 2 소정 시간」도 「제 1 소정 시간」과 마찬가지로, 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2)을 하회한 시간의 적산값이어도 된다.
<엔진 제어의 플로우 차트>
도 6은, 실시형태 1에 있어서의 엔진(1)의 플래그 제어를 나타내는 플로우 차트이다. 도 6 및 후술하는 도 12 및 도 14에 나타내는 플로우 차트는, ECU(10)의 메모리에 미리 저장된 프로그램을 소정의 제어 주기로 메인 루틴(도시 생략)으로부터 호출함으로써 실현된다. 단, 전용의 하드웨어(전자 회로)를 구축하여 일부 또는 모든 단계의 처리를 실현하는 것도 가능하다. 이하에서는 각 단계를 「S」라고 간단히 한다.
도 6을 참조하여, S101에 있어서, ECU(10)는, 차량(100)이 배터리리스 주행 중인지의 여부를 판정한다. 차량(100)이 배터리리스 주행 중이 아닌 경우(S101에 있어서 NO)에는 처리가 메인 루틴으로 되돌려진다.
차량(100)이 배터리리스 주행 중인 경우(S101에 있어서 YES), ECU(10)는, 촉매 온도 센서(22)에 의해 검출된 촉매 온도(Tc)를 취득한다(S102). 또한, 일정 기간 동안에 취득된 촉매 온도(Tc)는, 상한 출력(Plim)의 결정에 사용하기 위해, ECU(10)의 메모리에 일시적으로 보존된다.
S103에 있어서, ECU(10)는, 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1) 이상인지의 여부를 판정한다. 제 1 문턱값(TH1)은, 촉매 온도(Tc)와 전지팩(7)의 온도의 사이의 대응 관계에 기초하여 미리 정해져 있다. 보다 구체적으로는, 배기관(21) 및 전지팩(7)의 열용량 때문에, 엔진(1)의 출력을 억제해도 전지팩(7)의 온도가 즉시 저하한다고는 할 수 없다. 따라서, 엔진(1)의 출력 억제 개시로부터 전지팩(7)의 온도 저하 개시까지 생기는 시간 지연(타임래그)을 고려한 후에, 촉매 온도(Tc)와 전지팩(7)의 온도의 대응 관계를 실험적으로 취득한다. 그리고, 전지팩(7)의 보호의 관점에서, 그 이상의 온도 상승이 일어나지 않는 것이 바람직한 전지팩(7)의 온도를 결정한다. 결정한 온도에 대응하는 촉매 온도(Tc)를 제 1 문턱값(TH1)으로 설정할 수 있다.
촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1) 이상인 경우(S103에 있어서 YES), ECU(10)는, 고온 카운트값(X1)을 인크리멘트한다(S104)(도 5의 시각 t11 참조). 또한, ECU(10)는, 냉각 카운트값(X2)을 0으로 리셋한다.
S105에 있어서, ECU(10)는, 고온 카운트값(X1)이 제 1 기준값(REF1) 이상인지의 여부를 판정한다. 제 1 기준값(REF1)은 이하와 같이 정할 수 있다. 촉매 온도(Tc)의 상승과 전지팩(7)의 온도 상승의 사이에는 타임래그가 있고, 촉매 온도(Tc)의 상승이 일시적인 것인 경우에는 전지팩(7)의 과도한 온도 상승은 일어나지 않는다. 그 때문에, 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1) 이상인 상태가 계속되고, 그에 의한 전지팩(7)의 온도 상승이 현저해질 수 있는 기간(예를 들면 4시간)을 실험적으로 구한다. 그리고, 구한 기간을 일련의 처리의 제어 주기로 나눈다.
고온 카운트값(X1)이 제 1 기준값(REF1) 미만인 경우(S105에 있어서 NO)에는, ECU(10)는, 처리를 메인 루틴으로 되돌린다. 그러면, 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1) 이상인 기간 중, 고온 카운트값(X1)의 인크리멘트가 계속된다. 고온 카운트값(X1)이 제 1 기준값(REF1) 이상이 되면(S105에 있어서 YES), ECU(10)는, 고온 판정 플래그를 오프로부터 온으로 전환한다(S106)(도 5의 시각 t12 참조). 이에 의해, 출력 억제 제어가 실행된다. ECU(10)는, 출력 억제 제어를 실행하고 있지 않은 경우에는 출력 억제 제어를 개시하고, 출력 억제 제어를 실행 중인 경우에는 출력 억제 제어를 계속한다.
S102에서 검출된 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1) 미만인 경우(S103에 있어서 NO), ECU(10)는, 처리를 S107로 이동하고, 고온 판정 플래그가 온인지의 여부를 판정한다. 또한, S103에 있어서 NO라고 판정되는 것은, 촉매 온도(Tc)가 상승하여 고온 판정 플래그가 온되고, 출력 억제 제어의 실행에 따라 촉매 온도(Tc)가 저하한 경우에 한정되지 않는다. 출력 억제 제어를 실행하고 있지 않은 경우(촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1)보다 상승하고 있지 않은 경우, 또는, 촉매 온도(Tc)가 상승했지만, 그것이 일시적인 것으로 출력 억제 제어를 실행하지 않아도 촉매 온도(Tc)가 저하한 경우 등)에도 S103에 있어서 NO 판정이 행해질 수 있다.
고온 판정 플래그가 오프인 경우(S107에 있어서 NO)에는, ECU(10)는, 고온 카운트값(X1) 및 냉각 카운트값(X2)을 보지(保持)한다(S108). 그 후, 처리가 메인 루틴으로 되돌려진다.
고온 판정 플래그가 온인 경우(S107에 있어서 YES)에는, ECU(10)는, 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2) 이하인지의 여부를 판정한다(S109). 제 2 문턱값(TH2)으로서는, 전지팩(7)을 보호 가능한 온도까지 전지팩(7)의 온도가 저하하는 것이 실험적으로 확인된 촉매 온도(Tc)를 정할 수 있다.
출력 억제 제어의 실행 중에 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2)을 넘고 있는 동안(S109에 있어서 NO)은 냉각 카운트값(X2)은 보지된다. 고온 카운트값(X1)도 리셋되지 않고, 카운트 도중의 값으로 보지된다(S114). 그 후, ECU(10)는, 처리를 메인 루틴으로 되돌린다.
촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2) 이하가 되면(S109에 있어서 YES), ECU(10)는, 냉각 카운트값(X2)을 인크리멘트한다(S110)(도 5의 시각 t13 참조).
S111에 있어서, ECU(10)는, 냉각 카운트값(X2)이 제 2 기준값(REF2) 이상인지의 여부를 판정한다. 제 2 기준값(REF2)은, 촉매 온도(Tc)의 저하가 일시적인 것이 아니라고 판단하는 것이 가능한 기간(예를 들면 1시간)을 처리의 제어 주기로 나눔으로써 설정된다.
냉각 카운트값(X2)이 제 2 기준값(REF2) 미만인 경우(S111에 있어서 NO)에는, ECU(10)는, 처리를 메인 루틴으로 되돌린다. 그러면, 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2) 이상인 기간 중, 냉각 카운트값(X2)이 제 2 기준값(REF2)에 도달할 때까지, 냉각 카운트값(X2)의 인크리멘트가 계속된다. 냉각 카운트값(X2)이 제 2 기준값(REF2) 이상이 되면(S111에 있어서 YES), ECU(10)는, 냉각 판정 플래그를 오프로부터 온으로 전환한다(S112)(도 5의 시각 t14 참조). 이에 의해, 출력 억제 제어가 정지(출력의 억제가 해제)된다. 그리고, ECU(10)는, 고온 판정 플래그 및 냉각 판정 플래그를 오프함과 함께, 고온 카운트값(X1) 및 냉각 카운트값(X2)을 리셋한다(S113)(도 5의 시각 t15 참조).
도 7은, 실시형태 1에 있어서의 엔진(1)의 출력 제어를 나타내는 플로우 차트이다. 도 7을 참조하여, S201에 있어서, ECU(10)는, 액셀 포지션 센서(91)에 의해 검출된 액셀 개도(Acc)와, 차속 센서(92)에 의해 검출된 차속(V)에 기초하여, 엔진(1)에 대한 요구 출력(Preq)의 잠정치를 산출한다.
S202에 있어서, ECU(10)는, 고온 판정 플래그가 온인지의 여부를 판정한다. 고온 판정 플래그가 오프이고, 출력 억제 제어를 실행하고 있지 않은 경우(S202에 있어서 NO)에는, ECU(10)는, S201에서 산출한 요구 출력(Preq)을 엔진(1)에 대한 요구 출력으로서 확정시킨다(S210).
고온 판정 플래그가 온인 경우(S202에 있어서 YES), ECU(10)는, 냉각 판정 플래그가 온인지의 여부를 판정한다(S203). 고온 판정 플래그가 온인 반면에 냉각 판정 플래그가 오프인 경우(S203에 있어서 NO), ECU(10)는, 처리를 S206으로 진행시킨다.
S206에 있어서, ECU(10)는, 메모리에 저장된 촉매 온도(Tc)를 독출하여, 최근의 소정 기간(예를 들면 1시간)에 있어서의 촉매 온도(Tc)의 평균값을 산출한다.
S207에 있어서, ECU(10)는, 맵(MP1)(도 3 참조)을 참조함으로써 촉매 온도(Tc)의 평균값에 대응하는 상한 출력(Plim)을 결정한다. 또한, ECU(10)는, 맵(MP1) 대신에 맵(MP2)(도 4 참조)을 이용해도 된다.
S208에 있어서, ECU(10)는, S201에서 산출된 요구 출력(Preq)과 상한 출력(Plim)을 비교하여, 요구 출력(Preq)과 상한 출력(Plim) 중의 낮은 쪽을 엔진(1)의 요구 출력(Preq)의 확정값으로 한다.
S209에 있어서, ECU(10)는, 출력 억제 제어의 실행 중인 것을 알리도록 HMI(8)를 제어한다. 알림을 받은 이용자가 엔진(1)의 출력 억제 중인 것을 인식함으로써, 퇴피 주행 성능의 저하에 따른 이용자의 위화감을 저감할 수 있다.
S203에서 냉각 판정 플래그가 온인 경우(S203에 있어서 YES)에는, 출력 억제 제어에 의해 촉매 온도(Tc)가 계속적으로 저하하고 있다. 따라서, ECU(10)는, 통상과 같이, S201에서 산출한 요구 출력(Preq)을 엔진(1)에 대한 요구 출력으로서 확정시킨다(S204).
S205에 있어서, ECU(10)는, 출력 억제 제어를 정지한 것을 알리도록 HMI(8)를 제어한다. 이에 의해, 엔진(1)의 출력이 증가하는 이유를 이용자가 이해할 수 있으므로, 퇴피 주행 성능의 회복에 따른 이용자의 위화감을 저감할 수 있다.
이상과 같이, 실시형태 1에 있어서는, 차량(100)의 배터리리스 주행 중에 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1)을 초과한 경우, 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1)을 초과하기 전과 비교하여 엔진(1)의 출력을 저하시킨다. 엔진 출력 저하에 의해 배기관(21)의 온도가 저하함으로써, 배기관(21)으로부터의 복사열이 저감되어, 전지팩(7)의 온도 상승이 억제된다. 따라서, 실시형태 1에 의하면, 차량(100)의 배터리리스 주행을 계속하면서 전지팩(7)을 보호할 수 있다.
또한, 본 개시에 관련되는 「추정 온도」는, 촉매 온도(Tc)(촉매의 바닥 온도)에 한정되지 않고, 예를 들면, 배기관(21)을 흐르는 배기 가스의 온도여도 된다. 또한, 엔진(1)의 운전 상태 및 차량(100)의 구동력으로부터 추정 가능한 엔진 온도를 「추정 온도」로 해도 된다. 또는, 엔진(1)의 운전 상태 및 차량(100)의 구동력으로부터 추정 가능한 촉매 온도(Tc)를 「추정 온도」로 해도 된다. 또한, ECU(10)는, 엔진(1)의 운전 상태를 액셀 포지션 센서(91), 차속 센서(92), 엔진 회전 속도 센서, 에어 플로우 센서, 흡기압 센서(모두 도시 생략) 등으로부터의 출력에 기초한 공지의 방법에 의해 구할 수 있다.
또한, 도 6에서는 차량(100)의 배터리리스 주행 중에 출력 억제 제어가 실행된다고 설명했다. 배터리리스 주행 중에는 차량(100)이 엔진(1)의 출력만으로 주행하고 있으므로, 엔진(1)에 대한 요구 출력(Preq)이 커진다. 그 결과, 통상 주행 중과 비교하여 배기관(21)으로부터의 복사열이 커져, 전지팩(7)의 온도 상승폭이 커질 가능성이 높다. 따라서, 배터리리스 주행 중에는 출력 억제 제어가 전지팩(7)의 온도 상승 방지에 특히 유효하다.
[실시형태 1의 변형례 1]
실시형태 1에서는, 엔진(1)의 출력의 억제 정도가 촉매 온도(Tc)에 따라 정해지는 예에 관하여 설명했다(도 3 및 도 4 참조). 실시형태 1의 변형례 1에서는, 엔진(1)의 출력의 억제 정도가 촉매 온도(Tc)에 더하여 차속(V)에 의존하는 예에 관하여 설명한다.
전지팩(7)이 차량(100)의 차실 외 바닥면에 배치되어 있는 구성(도 2 참조)에 있어서는, 차량(100)의 차속(V)이 빨라질수록, 전지팩(7)에 부는 주행풍이 강해지므로, 전지팩(7)으로부터의 방열량이 커진다. 그러면, 배기관(21)으로부터의 복사열에 기인하는 전지팩(7)의 온도 상승이 일어나기 어려워진다. 그 결과, 엔진(1)의 출력 억제의 필요성이 작아진다.
도 8은, 상한 출력(Plim)의 촉매 온도 의존성 및 차속 의존성을 설명하기 위한 도이다. 도 8에 있어서, 가로축은 차속(V)를 나타내고, 세로축은 엔진(1)의 상한 출력(Plim)을 나타낸다. V1∼V3은, 저속 또는 중속의 속도 영역(예를 들면 시속 60km 미만의 속도 영역)에 속하는 속도이다.
도 8의 맵(MP3)에 나타내는 바와 같이, 차속(V)이 소정 속도(V1∼V3) 이하인 경우에서는, 상한 출력(Plim)은, 촉매 온도(Tc)에 의존하는(촉매 온도(Tc)가 높을수록 상한 출력(Plim)은 낮아짐) 반면에, 차속(V)에는 의존하지 않는다.
그러나, 차속(V)의 고속 영역(예를 들면 시속 60km 이상의 속도 영역)에서는, 상한 출력(Plim)은, 촉매 온도(Tc) 및 차속(V)의 양방에 의존한다. 상한 출력(Plim)은, 촉매 온도(Tc)가 높을수록 낮아지는 반면에, 차속(V)이 높을수록 높아진다.
도 9는, 실시형태 1의 변형례 1에 있어서의 엔진(1)의 출력 제어를 나타내는 플로우 차트이다. 또한, 실시형태 1의 변형례 1에 있어서의 엔진(1)의 출력 제어의 전체 플로우 차트는, 실시형태 1에서 설명한 플로우 차트(도 6 참조)와 마찬가지이기 때문에, 설명은 반복하지 않는다. 도 9에 나타내는 플로우 차트는, S306B의 처리를 더 포함하는 점, 및, S207의 처리 대신에 S307의 처리를 포함하는 점에 있어서, 실시형태 1에 있어서의 플로우 차트(도 7 참조)와 상이하다.
도 9를 참조하여, 고온 판정 플래그가 온인 반면에 냉각 판정 플래그가 오프인 경우(S303에 있어서 NO), ECU(10)는, 최근의 소정 기간(예를 들면 1시간)에 있어서의 촉매 온도(Tc)의 평균값을 산출한다(S306A).
S306B에 있어서, ECU(10)는, 최근의 다른 소정 기간(예를 들면 몇 분간)에 있어서의 차속(V)의 평균값을 산출한다.
S307에 있어서, ECU(10)는, 맵(MP3)(도 8 참조)을 참조함으로써, 촉매 온도(Tc)의 평균값과 차속(V)의 평균값의 조합에 대응하는 상한 출력(Plim)을 결정한다.
S308에 있어서, ECU(10)는, S301에서 잠정적으로 산출된 요구 출력(Preq)과, S307에서 결정된 상한 출력(Plim)을 비교하여, 요구 출력(Preq)과 상한 출력(Plim) 중의 낮은 쪽을 엔진(1)에 대한 요구 출력(Preq)으로서 확정한다.
이상과 같이, 실시형태 1의 변형례 1에 있어서는, 출력 억제 제어 중의 엔진(1)의 출력이 촉매 온도(Tc)에 더하여 차속(V)에 따라 설정된다. 차량(100)의 차속(V)이 빠를수록, 전지팩(7)으로의 주행풍에 의한 전지팩(7)의 냉각 효과가 높아진다. 따라서, 차량(100)의 차속(V)이 소정 속도(도 8의 V1∼V3 중 어느 것)보다 빠른 경우에는, 차속(V)이 소정 속도보다 느린 경우와 비교하여, 엔진(1)의 출력의 억제 정도를 작게 할 수 있다. 이에 의해, 실시형태 1의 변형례 1에 의하면, 실시형태 1과 비교하여, 차량(100)의 배터리리스 주행의 주행 성능을 향상시킬 수 있다.
[실시형태 1의 변형례 2]
실시형태 1 및 변형례 1에서는, 출력 억제 제어의 실행 중에는 출력 억제 제어의 비실행 시와 비교하여, 엔진(1)의 상한 출력(Plim)을 저하시킨다고 설명했다. 실시형태 1의 변형례 2에 있어서는, 엔진(1)의 요구 출력(Preq)을 변경함으로써 출력 억제 제어가 실현되는 구성에 관하여 설명한다.
도 10은, 실시형태 1의 변형례 2에 있어서의 출력 억제 제어의 일례를 설명하기 위한 도이다. 도 10 참조하여, 가로축은 액셀 개도(Acc)를 나타낸다. 세로축은, 엔진(1)에 대한 요구 출력(Preq)을 나타낸다.
출력 억제 제어의 비실행 시에는, 액셀 개도(Acc)와 요구 출력(Preq)의 사이에 1점 쇄선으로 나타내는 바와 같은 선형의 관계가 존재한다. 이에 대하여, 도 10에 나타내는 예에서는, 출력 억제 제어의 실행 중에는 T1 이상의 온도 영역에 있어서, 액셀 개도(Acc)의 증가에 따른 요구 출력(Preq)의 증가 정도(=직선의 기울기)를 작게 한다(실선 참조). 환언하면, 출력 억제 제어의 실행 시에는, 출력 억제 제어의 비실행 시와 비교하여, 동일한 액셀 개도(Acc)에 대응하는 요구 출력(Preq)을 작게 한다.
이와 같이, 엔진(1)의 출력 억제는 상한 출력(Plim)의 저하에 의한 것에 한정되지 않고, 요구 출력(Preq)을 저하시켜도 된다. 전술과 같이, 엔진(1)의 출력은 요구 출력(Preq)과 상한 출력(Plim) 중의 낮은 쪽으로 제어되므로, 요구 출력(Preq)의 저하에 의해서도 엔진(1)의 출력을 억제할 수 있다. 실시형태 1의 변형례 2에 있어서도 실시형태 1 및 그 변형례 1과 마찬가지로, 차량(100)이 배터리리스 주행 가능한 상태를 유지하면서, 전지팩(7)을 과도한 온도 상승으로부터 보호할 수 있다.
도시하지 않지만, 실시형태 1의 변형례 2에 있어서의 출력 억제 제어에 있어서도, 실시형태 1의 변형례 1에서 설명한 바와 같은 차속 의존성을, 액셀 개도(Acc)와 요구 출력(Preq)의 사이의 관계에 갖게 해도 된다. 보다 구체적으로는, 출력 억제 제어의 비실행 시에 있어서의 요구 출력(Preq)의 범위 내에서, 차속(V)이 빠를수록, 동일한 액셀 개도(Acc)에 대응하는 요구 출력(Preq)을 높게 할 수 있다.
[실시형태 2]
실시형태 1에서는, 촉매 온도(Tc)에 따라 출력 억제 제어의 개시 및 정지를 행하는 제어에 관하여 설명했다. 그러나, 출력 억제 제어를 실행할지의 여부의 판단이 촉매 온도(Tc)에 기초하는 것은 필수가 아니다. 실시형태 2에 있어서는, 전지팩(7)의 온도에 기초한 출력 억제 제어에 관하여 설명한다.
도 11은, 실시형태 2에 관련되는 하이브리드 차량의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 11을 참조하여, 실시형태 2에 있어서는, 전지 ECU(103)가 전지팩(7)의 내부에 마련되어 있다. 또한, 전지팩(7)은, 조전지(71)에 더하여, 냉각 시스템(72)과, 정크션 박스(73)와, 전지 온도 센서(74)를 더 포함한다. 차량(200)의 다른 구성은, 실시형태 1에 있어서의 차량(100)의 구성과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 반복하지 않는다.
냉각 시스템(72)은, 냉각액(도시 생략)을 순환시킴으로써 조전지(71)를 냉각한다. 단, 냉각 시스템(72)의 냉각 방식은 액랭식에 한정되지 않고, 공랭식이어도 된다.
정크션 박스(73)는, 전지팩(7) 내에 마련된 와이어 하니스(도시 생략)의 결합 또는 분기 등에 이용되는 단자의 보호 상자이다.
전지 온도 센서(74)는, 조전지(71)의 온도(이하, 「전지 온도(Tb)」라고도 기재함)를 검출하고, 그 검출 결과를 전지 ECU(103)에 출력한다.
조전지(71)가 냉각 시스템(72)에 의해 냉각되는 반면에, 정크션 박스(73) 및 전지 ECU(103)에 대해서는 냉각 시스템(72)에 의한 냉각은 행해지지 않는다. 따라서, 전지 온도 센서(74)에 의해 검출되는 조전지(71)의 온도(전지 온도(Tb))와, 정크션 박스(73) 및 전지 ECU(103)의 온도는, 반드시 일치하지는 않는다. 그 때문에, 조전지(71)는 저온이지만, 정크션 박스(73) 및 전지 ECU(103)의 온도는 고온이 되는 경우가 있다. 또한, 전지 온도(Tb)와, 정크션 박스(73) 및 전지 ECU(103)의 온도의 사이에는 타임래그가 발생할 수 있다. 따라서, 당해 타임래그를 고려하여 설정되는 고온 판정 플래그 및 저온 판정 플래그가 이용된다.
또한, 정크션 박스(73) 및 전지 ECU(103)는, 본 개시에 관련되는 「기기류」에 상당한다. 「기기류」는, 모두 도시하지 않지만, 전지팩(7)의 점검용의 서비스 플러그, 조전지(71)의 과전류 대책을 위한 퓨즈, 또는, 조전지(71)의 전압 검출에 이용되는 소형 ECU(새틀라이트 ECU) 등을 포함해도 된다.
도 12는, 실시형태 2에 있어서의 엔진(1)의 플래그 제어를 나타내는 플로우 차트이다. 도 12를 참조하여, 차량(100)의 배터리리스 주행 중에(S401에 있어서 YES), ECU(10)는, 전지 온도 센서(74)에 의해 검출된 전지 온도(Tb)를 취득한다(S402).
전지 온도(Tb)가 제 3 문턱값(TH3)(본 개시에 관련되는 「문턱값」에 상당) 이상인 경우(S403에 있어서 YES), ECU(10)는, 처리를 S404로 진행시킨다. S404∼S406의 처리는, 고온 카운트값(X1) 및 냉각 카운트값(X2) 대신에 고온 카운트값(X3) 및 냉각 카운트값(X4)을 각각 이용하는 점, 및, 제 1 기준값(REF1) 대신에 제 3 기준값(REF3)을 이용하는 점을 제외하고, 실시형태 1에 있어서의 대응하는 처리(도 6 참조)와 동등하다. 고온 카운트값(X3), 냉각 카운트값(X4) 및 제 3 기준값(REF3)은, 전지 온도(Tb)와 정크션 박스(73) 및 전지 ECU(103)의 온도와의 사이의 대응 관계(냉각 시스템(72)에 의한 냉각 효과의 유무)에 따라 사전에 정할 수 있다. 또한, 출력 억제 제어(S406)의 구체적 수단으로서는, 실시형태 2에 있어서도 실시형태 1 및 그 변형례 1, 2와 마찬가지의 수단(도 3, 도 4, 도 8 또는 도 10 참조)을 채용할 수 있다.
그 후, 고온 판정 플래그의 온 중(S407에 있어서 YES)에 전지 온도(Tb)가 제 4 문턱값(TH4)(본 개시에 관련되는 「다른 문턱값」에 상당) 이하가 된 경우(S409에 있어서 YES), ECU(10)는, 처리를 S410으로 진행시킨다. S410∼S413의 처리도, 제 2 기준값(REF2) 대신에 제 4 기준값(REF4)을 이용하는 점을 제외하고, 실시형태 1에 있어서의 대응하는 처리(도 6 참조)와 동등하다.
이상과 같이, 실시형태 2에 있어서는, 차량(100)의 배터리리스 주행 중에 전지 온도(Tb)가 제 3 문턱값(TH3)을 초과한 경우, 전지 온도(Tb)가 제 3 문턱값(TH3)을 초과하기 전과 비교하여 엔진(1)의 출력을 저하시킨다. 배터리리스 주행 중에는 전지팩(7)이 충방전되지 않으므로, 배터리리스 주행 시의 전지팩(7)의 온도 상승은 배기관(21)으로부터의 복사열에 의한 온도 상승이라고 생각할 수 있다. 따라서, 전지팩(7)의 온도로부터, 복사열에 의한 전지팩(7)의 온도 상승의 유무를 추정하는 것이 가능하다. 엔진(1)의 출력 억제에 의해 배기관(21)의 온도가 저하함으로써, 배기관(21)으로부터의 복사열이 저감되고, 전지팩(7)의 온도 상승이 억제된다. 따라서, 실시형태 2에 의하면, 실시형태 1과 마찬가지로, 차량(100)의 배터리리스 주행을 계속하면서, 전지팩(7)을 보호할 수 있다.
[실시형태 3]
실시형태 1에서는, 2종류의 카운터(고온 카운터 및 냉각 카운터)가 이용되는 예에 관하여 설명했다. 실시형태 3에 있어서는, 2종류의 카운터를 1개로 통합한 카운터(이것도 고온 카운터라고 함)를 사용하는 예에 관하여 설명한다. 또한, 실시형태 3에 관련되는 하이브리드 차량의 구성은, 실시형태 1에 있어서의 차량(100)의 구성(도 1 및 도 2 참조)과 마찬가지이기 때문에, 상세한 설명은 반복하지 않는다.
<엔진 제어의 타임 차트>
도 13은, 실시형태 3에 있어서의 엔진(1)의 출력 제어를 설명하기 위한 타임 차트이다. 도 13을 참조하여, 가로축은 경과 시간을 나타낸다. 세로축은, 위에서부터 차례로, 차속(V), 촉매 온도(Tc), 고온 카운터의 값, 고온 판정 플래그의 온/오프, 및, 출력 억제 요구의 온/오프를 나타낸다. 실시형태 1과 비교했을 때, 실시형태 3에서는 냉각 카운터 및 냉각 판정 플래그가 삭제되어 있다.
차속(V)이 높을수록, 차량(100)이 받는 주행풍이 강해지므로, 차실 외에 배치된 전지팩(7)이 냉각되기 쉬워진다. 따라서, 실시형태 3에서는, 차속(V)이 미리 정해진 상한 속도(UL)(예를 들면 UL=시속 50km) 이하인 경우에, 전지팩(7)이 고온이 될 가능성이 있다고 하여 고온 카운터의 카운트업(고온 카운트값의 인크리멘트)을 행한다. 또한, 도 13에 나타내는 예에서는, 차속(V)은 항상 상한 속도(UL)를 하회하고 있다고 가정한다.
촉매 온도(Tc)에는, 촉매 온도(Tc)가 고온이라고 판정되는 제 1 문턱값(TH1)과, 촉매 온도(Tc)가 통상 온도라고 판정되는 제 2 문턱값(TH2)이 정해져 있다. 또한, 고온 카운터의 값(이하, 「고온 카운트값(Y)」이라고 기재함)에는, 촉매 온도(Tc)가 고온이라는 판정을 확정하기 위한 제 1 판정값(DET1)과, 촉매 온도(Tc)가 통상 온도로 저하하고 있다(촉매가 냉각이 끝남)는 판정을 확정하기 위한 제 2 판정값(DET2)이 정해져 있다.
도 13에 나타내는 예에 있어서도, 시각 t20에서는 차량(100)은 배터리리스 주행 중이다. 시각 t20에 있어서의 촉매 온도(Tc)는, 제 1 문턱값(TH1)과 제 2 문턱값(TH2)의 사이의 온도이다. 고온 카운트값(Y)은 0이다. 고온 판정 플래그는 오프이다. 또한, 출력 억제 요구도 오프이다.
엔진(1)으로부터의 출력이 계속됨으로써 촉매 온도(Tc)가 상승하고, 시각 t21에 있어서 제 1 문턱값(TH1)을 넘는다. 그러면, 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1)을 상회하고 있는 기간 중, 고온 카운트값(Y)이 인크리멘트된다.
고온 카운트값(Y)의 인크리멘트가 계속되어, 시각 t22에 있어서 고온 카운트값(Y)이 제 1 판정값(DET1)에 도달한다. 이 경우에는 배기관(21)으로부터의 복사열에 의해 전지팩(7)이 고온이 되어 있을 가능성이 높으므로, 고온 판정 플래그가 오프로부터 온으로 전환된다. 그에 따라, 하이브리드 ECU(101)로부터 엔진 ECU(102)에 대하여 출력 억제 요구가 출력된다. 엔진 ECU(102)는, 하이브리드 ECU(101)로부터 출력 억제 요구에 응답하여 엔진(1)의 상한 출력(Plim)을 저하시킨다.
엔진(1)의 출력 저하에 따라 촉매 온도(Tc)가 저하하고, 시각 t23에 있어서 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2)을 밑돈다. 그러면, 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2)을 하회하고 있는 기간 중, 고온 카운트값(Y)이 디크리멘트된다.
시각 t24에 있어서 고온 카운트값(Y)이 제 2 판정값(DET2)(단, DET2<DET1)에 도달하면, 고온 판정 플래그가 온으로부터 오프로 전환된다. 이에 의해, 하이브리드 ECU(101)로부터 엔진 ECU(102)로의 출력 억제 요구의 출력이 정지(출력 억제 제어가 해제)된다. 그 후, 고온 카운트값(Y)이 리셋된다(시각 t25).
도 13에 나타내는 예에서는, 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1)을 상회하고 있는 기간, 즉 시각 t21부터 시각 t22까지의 기간이 본 개시에 관련되는 「제 1 소정 시간」에 상당한다. 실시형태 1에서 설명한 바와 같이, 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1)을 단속적으로 상회하는 경우에는, 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1)을 상회한 시간의 적산값을 본 개시에 관련되는 「제 1 소정 시간」으로 할 수 있다. 또한, 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2)을 하회하고 있는 시각 t23부터 시각 t24까지의 기간이 본 개시에 관련되는 「제 2 소정 시간」에 상당한다. 「제 2 소정 시간」도 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2)을 하회한 시간의 적산값이어도 된다.
<엔진 제어의 플로우 차트>
도 14는, 실시형태 3에 있어서의 엔진(1)의 플래그 제어를 나타내는 플로우 차트이다. 지면의 사정상, 도시하고 있지 않지만, 먼저, ECU(10)는, 차량(100)이 배터리리스 주행 중인지의 여부를 판정한다. 차량(100)이 배터리리스 주행 중이 아닌 경우에는, ECU(10)는 처리를 메인 루틴으로 되돌린다.
차량(100)이 배터리리스 주행 중인 경우, ECU(10)는, 촉매 온도 센서(22)로부터 촉매 온도(Tc)를 취득한다(S501). 그리고, ECU(10)는, 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1) 이상인지의 여부를 판정한다(S502). 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1) 이상인 경우(S504에 있어서 YES), ECU(10)는 처리를 S503으로 진행시킨다.
S503에 있어서, ECU(100)는, 차속(V)이 상한 속도(UL) 이하인지의 여부를 판정한다. 차속(V)이 상한 속도(UL) 이하인 경우(S503에 있어서 YES)에는, 주행풍에 의한 전지팩(7)의 냉각 효과가 비교적 작다. 따라서, ECU(10)는, 처리를 S504로 진행시키고, 고온 카운트값(Y)을 인크리멘트한다(도 13의 시각 t21 참조).
S505에 있어서, ECU(10)는, 고온 카운트값(Y)이 제 1 판정값(DET1) 이상인지의 여부를 판정한다. 제 1 판정값(DET1)은 제 1 기준값과 마찬가지로 정할 수 있다.
고온 카운트값(Y)이 제 1 판정값(DET1) 미만인 경우(S505에 있어서 NO)에는, ECU(10)는, 처리를 메인 루틴으로 되돌린다. 그러면, 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1) 이상인 기간 중, 고온 카운트값(Y)의 인크리멘트가 계속된다. 고온 카운트값(Y)이 제 1 판정값(DET1) 이상이 되면(S505에 있어서 YES), ECU(10)는, 고온 판정 플래그를 오프로부터 온으로 전환한다(S506)(도 13의 시각 t22 참조). 이에 의해, 출력 억제 제어가 실행된다.
S502에서 취득된 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1) 미만인 경우(S502에 있어서 NO), 또는, 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1) 이상이라도 차속(V)이 상한 속도(UL)보다 빠른 경우(S502에 있어서 YES 또한 S503에 있어서 NO), ECU(10)는, 처리를 S507로 이동하고, 고온 판정 플래그가 온인지의 여부를 판정한다. 고온 판정 플래그가 오프인 경우(S507에 있어서 NO)에는, ECU(10)는, 고온 카운트값(Y)을 보지한다(S508). 그 후, 처리가 메인 루틴으로 되돌려진다.
고온 판정 플래그가 온인 경우(S507에 있어서 YES)에는, ECU(10)는, 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2) 이하인지의 여부를 판정한다(S509). 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2) 이하가 되면(S509에 있어서 YES), ECU(10)는, 고온 카운트값(Y)을 디크리멘트한다(S510)(도 13의 시각 t23 참조).
또한, ECU(10)는, 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2)을 넘고 있어도 차속(V)이 상한 속도(UL)보다 빠른 경우(S509에 있어서 NO이고 또한 S513에 있어서 YES)에는, 주행풍에 의한 전지팩(7)의 냉각 효과를 고려하여 고온 카운트값(Y)을 디크리멘트한다(S510).
한편, ECU(10)는, 출력 억제 제어의 실행 중에 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2)을 넘고 있고, 또한, 차속(V)이 상한 속도(UL) 이하인 기간 중(S509에 있어서 NO이고 또한 S513에 있어서 NO), 고온 카운트값(Y)을 보지한다(S514). 그 후, ECU(10)는, 처리를 메인 루틴으로 되돌린다.
S511에 있어서, ECU(10)는, 고온 카운트값(Y)이 제 2 판정값(DET2) 이하인지의 여부를 판정한다. 제 2 판정값(DET2)은, 제 2 기준값(REF2)과 마찬가지로 설정할 수 있다.
고온 카운트값(Y)이 제 2 판정값(DET2)보다 큰 경우(S511에 있어서 NO)에는, ECU(10)는, 처리를 메인 루틴으로 되돌린다. 그러면, 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2) 이상이고, 또한, 차속(V)이 상한 속도(UL) 이하인 기간 중, 고온 카운트값(Y)이 제 2 판정값(DET2)에 도달할 때까지, 고온 카운트값(Y)의 디크리멘트가 계속된다. 고온 카운트값(Y)이 제 2 판정값(DET2) 이하가 되면(S511에 있어서 YES), ECU(10)는, 고온 판정 플래그를 온으로부터 오프로 전환한다(S512)(도 13의 시각 t24 참조). 이에 의해, 출력 억제 제어가 정지(출력의 억제가 해제)된다. 도 14에는 도시하지 않지만, 그 후, ECU(10)는 고온 카운트값(Y)을 리셋한다(도 13의 시각 t25 참조).
이와 같이, ECU(10)는, 차속(V)이 상한 속도(UL)보다 빠른 경우에는, 고온 카운트값(Y)을 보지한다. 즉, ECU(10)는, 차속(V)이 상한 속도(UL)보다 빠른 경우에는, 차속(V)이 상한 속도(UL)보다 느린 경우와 비교하여, 출력 억제 제어의 실행 개시를 늦춘다. 이에 의해, 전지팩(7)이 주행풍에 의해 냉각되고 있음에도 불구하고 출력 억제 제어를 불필요하게 실행 개시해 버리는 상황을 회피할 수 있다.
또한, ECU(10)는, 차속(V)이 상한 속도(UL)보다 빠른 경우에는, 촉매 온도(Tc)가 제 2 문턱값(TH2)을 넘고 있어도 고온 카운트값(Y)을 디크리멘트한다. 즉, ECU(10)는, 차속(V)이 상한 속도(UL)보다 빠른 경우에는, 차속(V)이 상한 속도(UL)보다 느린 경우와 비교하여, 출력 억제 제어의 정지를 빠르게 한다. 이에 의해, 전지팩(7)이 주행풍에 의해 냉각되고 있음에도 불구하고 출력 억제 제어를 불필요하게 계속해 버리는 상황을 회피할 수 있다.
또한, 상기의 예에서는, 고온 카운트값(Y)을 인크리멘트시킬지의 여부의 결정에 이용되는 상한 속도(UL)(본 개시에 관련되는 「제 1 소정 속도」)와, 고온 카운트값(Y)을 디크리멘트시킬지의 여부의 결정에 이용되는 상한 속도(UL)(「제 2 소정 속도」)가 동일하다. 그러나, 본 개시에 관련되는 「제 1 소정 속도」와 「제 2 소정 속도」는 서로 상이한 속도여도 된다.
또한, 도 14에서는, 차속(V)이 상한 속도(UL)보다 빠른 경우에는, 고온 카운트값(Y)을 보지한다(S508 참조)고 설명했지만, 고온 카운트값(Y)을 디크리멘트해도 된다. 차속(V)이 상한 속도(UL)보다 빠른 경우에 촉매 온도(Tc)에 상관없이 고온 카운트값(Y)을 디크리멘트함으로써, 조기에 출력 억제 제어를 정지하여 차량(100)의 주행 성능을 회복시킬 수 있다. 단, 전지팩(7)의 보호를 중시하는 것이면, 차속(V)이 상한 속도(UL)보다 빠른 경우라도 고온 카운트값(Y)을 보지하는 쪽이 바람직하다.
도 15는, 실시형태 3에 있어서의 엔진(1)의 출력 제어를 나타내는 플로우 차트이다. 도 15을 참조하여, S601에 있어서, ECU(10)는, 액셀 개도(Acc)와 차속(V)에 기초하여, 엔진(1)에 대한 요구 출력(Preq)의 잠정치를 산출한다.
S602에 있어서, ECU(10)는, 고온 판정 플래그가 온인지의 여부를 판정한다. 고온 판정 플래그가 오프인 경우(S602에 있어서 NO)에는, ECU(10)는, 요구 출력(Preq)을 엔진(1)에 대한 요구 출력으로서 확정시킨다(S603).
고온 판정 플래그가 온인 경우(S602에 있어서 YES), ECU(10)는, 메모리에 저장된 촉매 온도(Tc)를 독출하여, 최근의 소정 기간에 있어서의 촉매 온도(Tc)의 평균값을 산출한다(S604).
S605에 있어서, ECU(10)는, 맵(MP1) 또는 맵(MP2)(도 3 또는 도 4 참조 등)을 참조함으로써, 촉매 온도(Tc)의 평균값에 대응하는 상한 출력(Plim)을 결정한다.
S606에 있어서, ECU(10)는, 요구 출력(Preq)과 상한 출력(Plim)을 비교하여, 요구 출력(Preq)과 상한 출력(Plim) 중의 낮은 쪽을 엔진(1)의 요구 출력(Preq)의 확정값으로 한다.
S607에 있어서, ECU(10)는, 출력 억제 제어의 실행 중인 것을 알리도록 HMI(8)를 제어한다. 알림을 받은 이용자가 엔진(1)의 출력 억제 중인 것을 인식함으로써, 퇴피 주행 성능의 저하에 따른 이용자의 위화감을 저감할 수 있다.
이상과 같이, 실시형태 3에 있어서는, 2종류의 카운터 대신에 1종류의 카운터만이 이용된다. 이와 같이 카운터를 통합해도 실시형태 1과 마찬가지로, 차량(100)의 배터리리스 주행 중에 촉매 온도(Tc)가 제 1 문턱값(TH1)을 초과한 경우에는 엔진(1)의 출력을 저하시킴으로써, 배기관(21)으로부터의 복사열을 저감하여, 전지팩(7)의 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 실시형태 3에 의해서도, 차량(100)의 배터리리스 주행을 계속하면서 전지팩(7)을 보호할 수 있다.
또한, 실시형태 3에서는, 차속(V)이 상한 속도(UL) 이하인 경우에 고온 카운트값(Y)의 인크리멘트(S505) 또는 디크리멘트(S511)가 행해진다. 이와 같이, 주행풍에 의한 전지팩(7)의 냉각의 영향을 고려하여, 고온 카운트값(Y)의 인크리멘트/디크리멘트의 판정 조건에 차속(V)를 더함으로써, 전지팩(7)이 냉각되고 있음에도 불구하고 출력 억제 제어를 실행하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 불필요한 출력 억제 제어에 따른 차량(100)의 주행 성능의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 실시형태 3에 있어서도 실시형태 1의 변형례 1과 마찬가지로, 엔진(1)의 출력의 억제 정도가 촉매 온도(Tc)에 더하여 차속(V)에 의존해도 된다. 또한, 도 15에서는, 엔진(1)의 상한 출력(Plim)을 저하시키는 예에 관하여 설명했지만, 실시형태 1의 변형례 2에서 설명한 바와 같이, 엔진(1)의 요구 출력(Preq)을 변경함으로써 출력 억제 제어를 실현해도 된다.
또한, 도 13∼도 15에서는, 촉매 온도(Tc)에 기초한 출력 억제 제어에 관하여 설명했다. 그러나, 실시형태 2에서 설명한 바와 같이, 실시형태 3에 있어서도(즉, 카운터를 1개밖에 이용하지 않는 경우라도), 실시형태 2에서 설명한 바와 같이 전지팩(7)의 온도에 기초한 출력 억제 제어를 실행해도 된다.
본 발명의 실시형태에 관하여 설명했지만, 금번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의해 나타내어지고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (17)

  1. 하이브리드 차량으로서,
    엔진과,
    상기 엔진으로부터의 배기 가스를 배출하는 배기 통로와,
    상기 배기 통로의 근방에 배치된 전지팩과,
    상기 하이브리드 차량의 퇴피 주행 중에, 상기 전지팩을 충방전시키지 않는 제어와, 상기 엔진의 출력을 억제하는 출력 억제 제어를 실행하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 출력 억제 제어는, 상기 전지팩의 추정 온도가 문턱값을 상회한 경우에, 상기 엔진을 출력이 가능한 상태로 유지하면서, 상기 추정 온도가 상기 문턱값을 하회하는 경우와 비교하여 상기 엔진의 출력을 억제하는 제어인, 하이브리드 차량.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하이브리드 차량의 주행용 모터의 구동 장치와,
    상기 전지팩과 상기 구동 장치의 사이에 전기적으로 접속된 릴레이를 더 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 퇴피 주행 중에, 상기 전지팩이 상기 구동 장치로부터 전기적으로 분리되도록 상기 릴레이를 개방시키는, 하이브리드 차량.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배기 통로는, 상기 배기 가스를 정화하는 촉매를 포함하고,
    상기 하이브리드 차량은, 상기 촉매의 온도를 출력하는 센서를 더 구비하며,
    상기 제어 장치는, 상기 촉매의 온도를 상기 추정 온도로서 이용하는, 하이브리드 차량.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배기 통로는, 상기 배기 가스를 정화하는 촉매를 포함하고,
    상기 하이브리드 차량은, 상기 엔진의 운전 상태를 출력하는 센서를 더 구비하며,
    상기 제어 장치는, 상기 센서로부터의 출력에 기초하여 상기 촉매의 온도를 추정하고, 추정된 온도를 상기 추정 온도로서 이용하는, 하이브리드 차량.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전지팩은,
    조전지와,
    상기 조전지를 냉각하도록 구성된 냉각 장치와,
    상기 냉각 장치에 의해 냉각되지 않도록 구성된 기기류를 포함하고,
    상기 하이브리드 차량은, 상기 조전지의 온도를 상기 추정 온도로서 출력하는 센서를 더 구비하는, 하이브리드 차량.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 추정 온도가 상기 문턱값을 상회하는 상태가 제 1 소정 시간보다 오래 계속된 경우에, 상기 출력 억제 제어를 실행하는, 하이브리드 차량.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 하이브리드 차량의 속도가 제 1 소정 속도보다 빠른 경우에는, 상기 하이브리드 차량의 속도가 상기 제 1 소정 속도보다 느린 경우와 비교하여, 상기 출력 억제 제어의 실행 개시를 늦추는, 하이브리드 차량.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 엔진의 출력 억제의 실행 개시 후에 상기 추정 온도가 상기 문턱값보다 낮은 다른 문턱값을 하회한 경우에는, 상기 출력 억제 제어를 정지하는, 하이브리드 차량.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 엔진의 출력 억제의 실행 개시 후에 상기 추정 온도가 상기 다른 문턱값을 하회하는 상태가 제 2 소정 시간보다 오래 계속된 경우에, 상기 출력 억제 제어를 정지하는, 하이브리드 차량.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 하이브리드 차량의 속도가 제 2 소정 속도보다 빠른 경우에는, 상기 하이브리드 차량의 속도가 상기 제 2 소정 속도보다 느린 경우와 비교하여, 상기 출력 억제 제어의 정지를 빠르게 하는, 하이브리드 차량.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 추정 온도가 높을수록 상기 엔진의 출력의 억제 정도를 크게 하는, 하이브리드 차량.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 하이브리드 차량의 차속이 빠를수록 상기 엔진의 출력의 억제 정도를 작게 하는, 하이브리드 차량.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하이브리드 차량의 이용자에 대하여, 상기 출력 억제 제어의 실행 중에는 그 취지를 알리는 알림 장치를 더 구비하는, 하이브리드 차량.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 출력 억제 제어는, 상기 추정 온도가 상기 문턱값을 상회한 경우에, 상기 추정 온도가 상기 문턱값을 하회하는 경우와 비교하여, 상기 엔진의 상한 출력을 낮추는 제어인, 하이브리드 차량.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 출력 억제 제어는, 상기 추정 온도가 상기 문턱값을 상회한 경우에, 상기 추정 온도가 상기 문턱값을 하회하는 경우와 비교하여, 동일한 액셀 개도에 대응하는 요구 출력을 낮추는 제어인, 하이브리드 차량.
  16. 하이브리드 차량으로서,
    엔진과,
    상기 엔진으로부터의 배기 가스를 정화하는 촉매를 포함하고, 정화된 배기 가스를 배출하는 배기 통로와,
    상기 배기 통로의 근방에 배치된 전지팩과,
    상기 하이브리드 차량의 퇴피 주행 중에, 상기 전지팩을 충방전시키지 않는 제어와, 상기 엔진의 출력을 억제하는 출력 억제 제어를 실행하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 출력 억제 제어는, 상기 촉매의 온도가 문턱값을 상회하는 상태가 소정 시간보다 오래 계속된 경우에, 상기 엔진을 출력이 가능한 상태로 유지하면서, 상기 촉매의 온도가 상기 문턱값을 하회하는 경우와 비교하여 상기 엔진의 출력을 억제하는 제어인, 하이브리드 차량.
  17. 하이브리드 차량의 제어 방법으로서,
    상기 하이브리드 차량은,
    엔진과,
    상기 엔진으로부터의 배기 가스를 배출하는 배기 통로와,
    상기 배기 통로의 근방에 배치된 전지팩을 구비하고,
    상기 하이브리드 차량의 제어 방법은,
    상기 전지팩의 추정 온도를 검출하는 단계와,
    상기 하이브리드 차량의 퇴피 주행 중에, 상기 전지팩을 충방전시키지 않고, 또한, 상기 추정 온도가 문턱값을 상회한 경우에, 상기 엔진을 출력이 가능한 상태로 유지하면서, 상기 추정 온도가 상기 문턱값을 하회하는 경우와 비교하여 상기 엔진의 출력을 억제하는 단계를 포함하는, 하이브리드 차량의 제어 방법.
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