JP2014100928A - Hybrid car - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、走行用の動力を出力可能なエンジンと、エンジンからの動力を用いて発電可能な発電機と、発電機と電力をやりとり可能なバッテリと、車両の構成要素でない外部機器を接続可能な接続部を有しその接続部に外部機器が接続されているときに発電機およびバッテリが接続された電力ラインから外部機器に電力を供給可能な外部電力供給装置と、を備えるハイブリッド自動車に関する。 The present invention relates to a hybrid vehicle, and more specifically, an engine capable of outputting driving power, a generator capable of generating electric power using power from the engine, a battery capable of exchanging electric power with the generator, and a vehicle configuration An external power supply device that has a connection part to which an external device that is not an element can be connected and can supply power to the external device from a power line to which a generator and a battery are connected when the external device is connected to the connection part; The present invention relates to a hybrid vehicle comprising
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第1モータと、車軸に連結された駆動軸とエンジンの出力軸と第1モータの回転軸とにリングギヤとキャリアとサンギヤとが接続された動力分配統合機構と、駆動軸に回転軸が接続された第2モータと、第1モータや第2モータと電力をやりとりするバッテリと、家庭用電化製品に電力を供給するシステムとを備え、駐車中に、バッテリの蓄電容量が第1閾値未満に至ったときにエンジンを始動してエンジンからの動力を用いて第1モータで発電してバッテリの充電を開始し、バッテリの蓄電容量が第1閾値より大きな第2閾値以上に至ったときにエンジンを運転停止してバッテリの充電を終了するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド自動車では、家庭用電化製品への供給電力およびバッテリの放電電力がそれぞれの閾値以上のときに、通常時より大きな値を第2閾値に設定することにより、頻繁にエンジンが始動されたり停止されたりするのを抑制している。 Conventionally, in this type of hybrid vehicle, an engine, a first motor, a drive shaft coupled to an axle, an output shaft of the engine, and a rotating shaft of the first motor are connected to a ring gear, a carrier, and a sun gear. The system includes a distribution and integration mechanism, a second motor having a drive shaft connected to a rotating shaft, a battery that exchanges power with the first motor and the second motor, and a system that supplies electric power to household appliances. In addition, when the storage capacity of the battery reaches less than the first threshold, the engine is started and power is generated by the first motor using the power from the engine to start charging the battery. There has been proposed one that stops the operation of the engine and terminates the charging of the battery when the second threshold value is reached (see, for example, Patent Document 1). In this hybrid vehicle, when the power supplied to household appliances and the discharged power of the battery are equal to or higher than the respective threshold values, the engine is frequently started and stopped by setting a value larger than the normal value as the second threshold value. It is restrained to be done.
上述のハイブリッド自動車では、駐車中に家庭用電化製品が継続して使用されるときには、エンジンの始動と停止とを繰り返すことになるが、エンジンの排気管の温度が十分に上昇する前にバッテリの蓄電容量が第2閾値以上に至った場合、エンジン本体からの排出水が排気管のマフラーなどに溜まった状態でエンジンが停止されて次回のエンジンの始動性の悪化などを招く場合が生じる。 In the above-described hybrid vehicle, when household appliances are continuously used during parking, the engine is repeatedly started and stopped. However, before the temperature of the exhaust pipe of the engine sufficiently rises, When the storage capacity reaches the second threshold value or more, the engine is stopped in a state where the discharged water from the engine main body is accumulated in the exhaust pipe muffler or the like, which may cause deterioration of startability of the next engine.
本発明のハイブリッド自動車は、駐車中にバッテリの蓄電割合が第1所定割合以下に至ったときにそれより大きな第2所定割合以上に至るまでエンジンからの動力を用いた発電機の発電によってバッテリを充電するものにおいて、エンジンの排気管に水が溜まった状態でエンジンが停止されるのを抑制することを主目的とする。 In the hybrid vehicle of the present invention, when the storage ratio of the battery reaches the first predetermined ratio or less during parking, the battery is generated by the power generation of the generator using the power from the engine until it reaches the second predetermined ratio or higher. The main purpose of charging is to suppress the engine from being stopped when water is accumulated in the exhaust pipe of the engine.
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.
本発明のハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力可能なエンジンと、前記エンジンからの動力を用いて発電可能な発電機と、前記発電機と電力をやりとり可能なバッテリと、車両の構成要素でない外部機器を接続可能な接続部を有し該接続部に外部機器が接続されているときに前記発電機および前記バッテリが接続された電力ラインから該外部機器に電力を供給可能な外部電力供給装置と、を備えるハイブリッド自動車であって、
駐車中に前記バッテリの蓄電割合が第1所定割合以下に至ったとき、前記バッテリの蓄電割合が前記第1所定割合より大きな第2所定割合以上に至るまで前記エンジンからの動力を用いた前記発電機の発電によって前記バッテリが充電されるよう前記エンジンと前記発電機とを制御する前記駐車中充電制御手段を備え、
前記駐車中充電制御手段は、前記エンジンの排気管の温度である排気管温度が水の沸点より低い所定温度未満のときには、効率用点火時期より遅い点火時期での点火を伴って効率用パワーが前記エンジンから出力されると共に前記発電機によって発電が行なわれるよう制御する第1制御を実行し、前記排気管温度が前記所定温度以上のときには、前記効率用点火時期での点火を伴って前記効率用パワーより大きなパワーが前記エンジンから出力されると共に前記発電機によって発電が行なわれるよう制御する第2制御を実行する手段である、
ことを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention
Connection capable of connecting an engine capable of outputting driving power, a generator capable of generating electricity using the power from the engine, a battery capable of exchanging power with the generator, and an external device that is not a component of the vehicle And an external power supply device capable of supplying power to the external device from a power line to which the generator and the battery are connected when an external device is connected to the connection portion. There,
The power generation using the power from the engine until the storage ratio of the battery reaches a second predetermined ratio greater than the first predetermined ratio when the storage ratio of the battery reaches a first predetermined ratio or less during parking The parking charge control means for controlling the engine and the generator so that the battery is charged by power generation of a machine,
When the exhaust pipe temperature, which is the temperature of the exhaust pipe of the engine, is lower than a predetermined temperature lower than the boiling point of water, the charge control means during parking has an efficiency power with ignition at an ignition timing later than the efficiency ignition timing. When the exhaust pipe temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the first control is performed to output the engine and to generate power by the generator. When the exhaust pipe temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the efficiency is accompanied by ignition at the efficiency ignition timing. Means for executing a second control for controlling so that a power larger than the power for use is output from the engine and is generated by the generator;
This is the gist.
この本発明のハイブリッド自動車では、駐車中にバッテリの蓄電割合が第1所定割合以下に至ったときに、バッテリの蓄電割合が第1所定割合より大きな第2所定割合以上に至るまでエンジンからの動力を用いた発電機の発電によってバッテリが充電されるようエンジンと発電機とを制御するものにおいて、エンジンの排気管の温度である排気管温度が水の沸点より低い所定温度未満のときには、効率用点火時期より遅い点火時期での点火を伴って効率用パワーがエンジンから出力されると共に発電機によって発電が行なわれるよう制御する第1制御を実行し、排気管温度が所定温度以上のときには、効率用点火時期での点火を伴って効率用パワーより大きなパワーがエンジンから出力されると共に発電機によって発電が行なわれるよう制御する第2制御を実行する。これにより、排気管温度が所定温度未満のときには、エンジンの点火時期を遅くすることによって排気管温度を迅速に上昇させることができ、排気管温度が所定温度以上のときには、エンジンのパワーを大きくすることにより、エンジンの運転によって排気管に溜まった水を外気に迅速に排出したり蒸発させたりすることができる。この結果、バッテリの蓄電割合が第2所定割合以上に至ったときに排気管に水が溜まっているのを抑制する、即ち、エンジンの排気管に水が溜まった状態でエンジンが停止されるのを抑制することができる。そして、エンジンの次回の始動性が悪化するのを抑制することができる。ここで、「効率用点火時期」,「効率用パワー」は、それぞれ、エンジンを効率よく運転するための点火時期,パワーを意味する。 In the hybrid vehicle of the present invention, when the storage ratio of the battery reaches a first predetermined ratio or less during parking, the power from the engine is increased until the storage ratio of the battery reaches a second predetermined ratio that is greater than the first predetermined ratio. When the engine and the generator are controlled so that the battery is charged by the power generation of the generator using the generator, when the exhaust pipe temperature, which is the temperature of the engine exhaust pipe, is lower than the predetermined temperature lower than the boiling point of water, The first control is executed to control so that the power for efficiency is output from the engine with the ignition timing later than the ignition timing and the power is generated by the generator. When the exhaust pipe temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the efficiency is increased. The engine is controlled so that a power larger than the efficiency power is output from the engine with the ignition at the ignition timing and the generator generates power. Executing a second control that. As a result, when the exhaust pipe temperature is lower than the predetermined temperature, the exhaust pipe temperature can be quickly increased by delaying the ignition timing of the engine. When the exhaust pipe temperature is higher than the predetermined temperature, the engine power is increased. Thus, the water accumulated in the exhaust pipe due to the operation of the engine can be quickly discharged to the outside air or evaporated. As a result, it is possible to suppress the accumulation of water in the exhaust pipe when the storage ratio of the battery reaches the second predetermined ratio or more, that is, the engine is stopped in a state where the water is accumulated in the engine exhaust pipe. Can be suppressed. And it can suppress that the next startability of an engine deteriorates. Here, “efficiency ignition timing” and “efficiency power” mean ignition timing and power for operating the engine efficiently, respectively.
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記駐車中充電制御手段は、前記エンジンの排気管に溜まっている総水量としての排気管総水量が所定量以下のときには、前記効率用点火時期での点火を伴って前記効率用パワーが前記エンジンから出力されると共に前記発電機によって発電が行なわれるよう制御する第3制御を実行する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、総水量が所定量以下のときには、エンジンを効率よく運転しながらバッテリを充電することができる。 In such a hybrid vehicle of the present invention, the charge control means during parking is accompanied by ignition at the efficiency ignition timing when the total amount of exhaust pipe water as the total amount of water accumulated in the exhaust pipe of the engine is less than a predetermined amount. The power for efficiency can be output from the engine and can be a means for executing a third control for controlling the power generation by the generator. In this way, when the total amount of water is less than or equal to the predetermined amount, the battery can be charged while operating the engine efficiently.
この排気管総水量が所定量以下のときに第3制御を実行する態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記駐車中充電制御手段は、前記第3制御の実行中に前記排気管総水量が前記所定量より多くなったときに前記第3制御から前記第1制御または前記第2制御に切り替え、前記第1制御の実行中に前記排気管温度が前記所定温度以上になったときに前記第1制御から前記第2制御に切り替え、前記第2制御の実行中に前記排気管総水量が前記所定量以下になったときに前記第2制御から前記第3制御に切り替える手段である、ものとすることもできる。 In the hybrid vehicle of the present invention in which the third control is executed when the total amount of exhaust pipe water is equal to or less than a predetermined amount, the charge control means during parking is configured such that the total amount of exhaust pipe water is during the execution of the third control. When the amount exceeds a predetermined amount, the third control is switched to the first control or the second control, and when the exhaust pipe temperature becomes equal to or higher than the predetermined temperature during the execution of the first control, the first control is performed. A means for switching from the second control to the third control when the exhaust pipe total water amount becomes equal to or less than the predetermined amount during execution of the second control. You can also
本発明のハイブリッド自動車において、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸とに3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に回転軸が接続されたモータと、を備えるものとすることもできる。 In the hybrid vehicle of the present invention, a planetary gear in which three rotation elements are connected to a drive shaft connected to an axle, an output shaft of the engine, and a rotation shaft of the generator, and a rotation shaft is connected to the drive shaft And a motor.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図であり、図2は、エンジン22の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図1に示すように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン22と、エンジン22を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24と、エンジン22のクランクシャフト26にキャリアが接続されると共に駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36にリングギヤが接続されたシングルピニオン式のプラネタリギヤ30と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されたモータMG1と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸36に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するためのインバータ41,42と、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ41,42を介してモータMG1,MG2と電力をやりとりするバッテリ50と、バッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52と、車両の構成要素でない外部機器(例えば、家庭用電化製品など)のプラグを差込可能なコンセント60と、コンセント60に外部機器のプラグが差し込まれているときにインバータ41,42やバッテリ50が接続された電力ライン54の直流電力を所定電圧(例えば100Vなど)の交流電力に変換してコンセント60(外部機器)に供給可能なDC/AC変換器62と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット(以下、HVECUという)70と、を備える。なお、コンセント60とDC/AC変換器62とが本発明の「外部電力供給装置」に相当する。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、図2に示すように、エアクリーナ122により清浄された空気をスロットルバルブ124を介して吸入すると共に燃料噴射弁126から燃料を噴射して吸入された空気と燃料とを混合し、この混合気を吸気バルブ128を介して燃焼室に吸入し、点火プラグ130による電気火花によって爆発燃焼させて、そのエネルギにより押し下げられるピストン132の往復運動をクランクシャフト26の回転運動に変換する。エンジン22の燃焼室からの排気は、排気管133を介して外気に排出される。この排気管133には、一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC),窒素酸化物(NOx)の有害成分を浄化する浄化触媒(三元触媒)を有する浄化装置134や、排気音を低減させるマフラー135が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。エンジンECU24には、エンジン22の状態を検出する種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ140からのクランクポジションθcrやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ142からの冷却水温度Tw,燃焼室内に取り付けられた圧力センサ143からの筒内圧力Pin,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブ128や排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ144からのカムポジションθca,スロットルバルブ124の開度を検出するスロットルバルブポジションセンサ146からのスロットル開度TH,吸気管に取り付けられたエアフローメータ148からの吸入空気量Qa,同じく吸気管に取り付けられた温度センサ149からの吸気温度Ta,吸気管内の圧力を検出する圧力センサからの吸気圧Pa,シリンダブロックに取り付けられてノッキングの発生に伴って生じる振動を検出するノックセンサからのノック信号Ks,浄化装置134の浄化触媒の温度を検出する温度センサからの触媒温度Tc,排気管133における浄化装置134より上流側に取り付けられた空燃比センサからの空燃比AF,排気管133における浄化装置134より下流側に取り付けられた酸素センサからの酸素信号O2などが入力ポートを介して入力されている。また、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁126への駆動信号や、スロットルバルブ124のポジションを調節するスロットルモータ136への駆動信号,イグナイタと一体化されたイグニッションコイル138への制御信号,吸気バルブ128の開閉タイミングを変更可能な可変バルブタイミング機構150への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンECU24は、HVECU70と通信しており、HVECU70からの制御信号によりエンジン22を運転制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータを出力する。なお、エンジンECU24は、クランクポジションセンサ140からのクランクポジションθcrに基づいてクランクシャフト26の回転数即ちエンジン22の回転数Neを演算したり、エアフローメータ148からの吸入空気量Qaとエンジン22の回転数Neとに基づいてエンジン22の負荷としての体積効率(エンジン22の1サイクルあたりの行程容積に対する1サイクルで実際に吸入される空気の容積の比)KLを演算したり、クランクポジションセンサ140からのクランク角θcrに対するカムポジションセンサ144からの吸気バルブ128のインテークカムシャフトのカム角θciの角度(θci−θcr)に基づいて吸気バルブ128の開閉タイミングVTを演算したり、ノックセンサ159からのノック信号Ksの大きさや波形に基づいてノッキングの発生レベルを示すノック強度Krを演算したりしている。
Although not shown, the
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流などが入力ポートを介して入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータECU40は、HVECU70と通信しており、HVECU70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをHVECU70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転角速度ωm1,ωm2や回転数Nm1,Nm2も演算している。
Although not shown, the
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの端子間電圧Vbやバッテリ50の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた電流センサ51bからの充放電電流Ib,バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tbなどが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりHVECU70に送信する。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために、電流センサ51bにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づいてそのときのバッテリ50から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合SOCを演算したり、演算した蓄電割合SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい許容入出力電力である入出力制限Win,Woutを演算したりしている。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
Although not shown, the
HVECU70は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70には、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号やシフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速V,外気温度センサ89からの外気温度Toutなどが入力ポートを介して入力されている。HVECU70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、シフトポジションSPとしては、駐車ポジション(Pポジション)や中立ポジション(Nポジション),前進走行用のドライブポジション(Dポジション),後進走行用のリバースポジション(Rポジション)などがある。
Although not shown, the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36に出力すべき要求トルクTr*を計算し、この要求トルクTr*に対応する要求動力が駆動軸36に出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2との運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されて駆動軸36に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸36に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード,エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力を駆動軸36に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力が駆動軸36に出力されるようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
In the
エンジン運転モードでは、HVECU70は、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ88からの車速Vとに基づいて走行に要求される(駆動軸36に出力すべき)要求トルクTr*を設定し、設定した要求トルクTr*に駆動軸36の回転数Nr(例えば、モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算し、計算した走行用パワーPdrv*からバッテリ50の蓄電割合SOCに基づくバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じて車両に要求される(エンジン22から出力すべき)要求パワーPe*を計算する。そして、要求パワーPe*を効率よくエンジン22から出力することができるエンジン22の回転数NeとトルクTeとの関係としての動作ライン(例えば燃費最適動作ライン)を用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定し、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータMG1から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm1*を設定すると共にモータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときにプラネタリギヤ30を介して駆動軸36に作用するトルクを要求トルクTr*から減じてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、設定した目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについてはエンジンECU24に送信し、トルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信する。目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによってエンジン22が運転されるよう、エンジン22の吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*,Tm2*でモータMG1,MG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン22を効率よく運転しながらバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*を駆動軸36に出力して走行することができる。このエンジン運転モードでは、要求パワーPe*が停止用閾値Pstop以下に至ってエンジン22の停止条件が成立したときに、エンジン22を運転停止してモータ運転モードに移行する。
In the engine operation mode, the
モータ運転モードでは、HVECU70は、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36に出力すべき要求トルクTr*を設定し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定する共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してモータECU40に送信する。そして、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*,Tm2*でモータMG1,MG2が駆動されるようインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン22を運転停止した状態でバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*を駆動軸36に出力して走行することができる。このモータ運転モードでは、エンジン運転モードと同様に計算した要求パワーPe*が停止用閾値Pstopより大きな始動用閾値Pstart以上に至ってエンジン22の始動条件が成立したときに、エンジン22を始動してエンジン運転モードに移行する。
In the motor operation mode, the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、シフトポジションSPが駐車ポジションで駐車しているときの動作について説明する。図3は、実施例のHVECU70により実行される駐車中充電制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、駐車中に、コンセント60にプラグが差し込まれている外部機器に電力を供給するなどしてバッテリ50の蓄電割合SOCが充電を開始する蓄電割合SOCとしての閾値Slo(例えば、20%や22%,25%など)以下に至ったときに実行される。なお、シフトポジションSPが駐車ポジションのときには、図示しないパーキングロック機構によって駆動輪38a,38bがロックされている。
Next, the operation of the
駐車中充電制御ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、エンジン22を始動する制御信号としての始動指令をエンジンECU24とモータECU40とに送信する(ステップS100)。始動指令を受信したモータECU40は、エンジン22をクランキングするためのクランキングトルクがモータMG1から出力されるようインバータ41のスイッチング素子をスイッチング制御する。また、始動指令を受信したエンジンECU24は、エンジン22の回転数Neが所定回転数Nref(例えば、800rpmや1000rpmなど)以上に至ったときにエンジン22の燃料噴射制御や点火制御を開始する。こうした処理により、エンジン22を始動する。
When the parking charge control routine is executed, the
こうしてエンジン22を始動すると、バッテリ50の蓄電割合SOCや、エンジン22の排気管133の温度としての排気管温度Tex,エンジン22の排気管133(特に、マフラー135など)に溜まっている総水量としての排気管総水量Swなどのデータを入力する(ステップS110)。ここで、バッテリ50の蓄電割合SOCは、電流センサ51bにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づいて演算されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。また、排気管温度Tex,排気管総水量Swは、それぞれ、図4に例示する排気管温度推定ルーチン,図5に例示する排気管総水量推定ルーチンにより推定されたものをエンジンECU24から通信により入力するものとした。エンジン22の運転中には、燃焼室からの排気が排気管133を流れることによって排気管温度Texが上昇し、エンジン22の停止中には、自然冷却によって排気管温度Texが低下する。また、エンジン22の運転中には、燃料中の水素と空気中の酸素とが結びついて水が生成されて燃焼室から排気管133に排出されるが、この水は、排気管温度Texが水の沸点Tbp以上のときには、外気に排出されたり蒸発したりして排気管133に残りにくく、排気管温度Texが水の沸点Tbp未満のときには、マフラー135などにおける水が溜まりやすい箇所としての貯留箇所に残りやすい。実施例では、こうした現象を踏まえて、図4に例示する排気管温度推定ルーチン,図5に例示する排気管総水量推定ルーチンにより、それぞれ、排気管温度Tex,排気管総水量Swを推定するものとした。以下、図3の駐車中充電制御ルーチンの説明を一旦中断し、図4の排気管温度推定ルーチンや図5の排気管総水量推定ルーチンについて順に説明する。図4および図5のルーチンは、共に、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
When the
図4の排気管温度推定ルーチンが実行されると、エンジンECU24は、まず、エンジン22が運転中か運転停止中かを判定し(ステップS300)、エンジン22が運転中のときには、エンジン22の始動直後か否かを判定する(ステップS310)。
When the exhaust pipe temperature estimation routine of FIG. 4 is executed, the
そして、エンジン22の始動直後のときには、前回にエンジン22を運転停止してから今回にエンジン22を始動するまでの時間としての停止継続時間tspや、外気温度Toutを入力する(ステップS320)。ここで、エンジン停止継続時間tspは、前回にエンジン22が運転停止されたときに計時が開始された図示しないタイマの計時値を入力するものとした。また、外気温度Toutは、外気温度センサ89により検出されたものをHVECU70を介して通信により入力するものとした。
Then, immediately after the start of the
続いて、前回のエンジン22の停止直前の排気管温度Texとしての停止直前排気管温度Texspと停止継続時間tspとに基づいて、今回のエンジン22の始動直前の排気管温度Texとしての始動直前排気管温度Texstを推定する(ステップS330)。ここで、始動直前排気管温度Texstは、停止継続時間tspに補正係数k1を乗じたものを停止直前排気管温度Texspから減じて推定するものとした。補正係数k1は、停止継続時間tspをその間の排気管温度Texの変化量(低下量)に換算するために用いられるものであり、実験や解析などに基づいて、予め定められた所定値を用いるものとしてもよいし、停止直前排気管温度Texspや外気温度Toutなどに基づく値を用いるものとしてもよい。
Subsequently, exhaust immediately before start as the exhaust pipe temperature Tex immediately before the start of the
こうして始動直前排気管温度Texstを推定すると、推定した始動直前排気管温度Texstと外気温度Toutとに基づいて、排気管温度Texを推定して(ステップS340)、本ルーチンを終了する。エンジン22の始動直後には、外気がエンジン22の燃焼室を介して排気管133に流れ込むことにより、始動直前排気管温度Texstと外気温度Toutとが略同一のときには影響はないが、両者が乖離しているときには排気管温度Texが外気温度Toutに近づくと考えられる。したがって、エンジン22の始動直後の排気管温度Texは、始動直前排気温度Texstと外気温度Toutとの差分に補正係数k2を乗じた値を始動直前排気温度Texstから減じて推定するものとした。補正係数k2は、排気管温度Texが外気温度Toutに近づく程度を求めるのに用いられるものであり、実験や解析などに基づいて、予め定められた所定値を用いるものとしてもよいし、始動直前排気管温度Texstや外気温度Toutなどに基づく値を用いるものとしてもよい。
When the exhaust pipe temperature Texst immediately before start is thus estimated, the exhaust pipe temperature Tex is estimated based on the estimated exhaust pipe temperature Texst immediately before start and the outside air temperature Tout (step S340), and this routine is terminated. Immediately after the
ステップS310でエンジン22の始動直後でないときには、エアフローメータ148からの吸入空気量Qaや水温センサ142からの冷却水温度Twを入力し(ステップS350)、入力した吸入空気量Qaと冷却水温度Twとに基づいて、本ルーチンの実行間隔での排気管温度Texの変化量としての実行間隔温度変化量ΔTexを推定し(ステップS360)、推定した実行間隔温度変化量ΔTexを前回に本ルーチンを実行したときに推定した排気管温度(前回Tex)に加えて排気管温度Texを推定して(ステップS360)、本ルーチンを終了する。
When it is not immediately after starting the
ここで、実行間隔温度変化量ΔTexは、実施例では、吸入空気量Qaと冷却水温度Twと実行間隔温度変化量ΔTexとの関係を予め実験や解析などによって定めて実行間隔温度変化量推定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、吸入空気量Qaと冷却水温度Twとが与えられると記憶したマップから対応する実行間隔温度変化量ΔTexを導出して設定するものとした。実行間隔温度変化量推定用マップの一例を図6に示す。実行間隔温度変化量ΔTexは、図示するように、吸入空気量Qaが大きいほど大きくなる傾向に設定され、冷却水温度Twが高いほど大きくなる傾向に設定される。 Here, in the embodiment, the execution interval temperature change amount ΔTex is used for estimating the execution interval temperature change amount by previously determining the relationship among the intake air amount Qa, the cooling water temperature Tw, and the execution interval temperature change amount ΔTex by experiment or analysis. The map is stored in a ROM (not shown), and when the intake air amount Qa and the cooling water temperature Tw are given, the corresponding execution interval temperature change amount ΔTex is derived and set from the stored map. An example of the execution interval temperature change amount estimation map is shown in FIG. As shown in the figure, the execution interval temperature change amount ΔTex is set so as to increase as the intake air amount Qa increases, and is set to increase as the cooling water temperature Tw increases.
ステップS300でエンジン22の運転中でないと判定されたときには、エンジン22の停止直後か否かを判定し(ステップS370)、エンジン22の停止直後のときには、前回に本ルーチンを実行したときに推定した排気管温度(前回Tex)をエンジン22の停止直前の排気管温度Texとしての停止直前排気管温度Texspに設定して(ステップS380)、本ルーチンを終了し、エンジン22の停止直後でないときには、そのまま本ルーチンを終了する。
If it is determined in step S300 that the
図5の排気管総水量推定ルーチンが実行されると、エンジンECU24は、まず、エンジン22が運転中か運転停止中かを判定し(ステップS400)、エンジン22が運転中のときには、エンジン22の燃料噴射量Qfと、排気管133の温度としての排気管温度Texとを入力する(ステップS410)。ここで、エンジン22の燃料噴射制御に用いられる目標燃料噴射量Qf*を用いるものとした。また、排気管温度Texは、図4の排気管温度推定ルーチンにより設定されたものを入力するものとした。
When the exhaust pipe total water amount estimation routine of FIG. 5 is executed, the
こうしてエンジン22の燃料噴射量Qfと排気管温度Texとを入力すると、入力した排気管温度Texを水の沸点Tbpと比較し(ステップS420)、排気管温度Texが水の沸点Tbp未満のときには、燃料噴射量Qfに基づいて、本ルーチンの実行間隔でエンジン22の燃焼室から排気管133に排出された水量としての実行間隔水量Qwを推定し(ステップS430)、推定した実行間隔水量Qwを前回に本ルーチンを実行したときに推定した排気管総水量(前回Sw)に加えた値(前回Sw+Qw)を貯留箇所の体積Swlimで上限ガードして排気管総水量Swを推定して(ステップS440)、本ルーチンを終了する。
When the fuel injection amount Qf of the
ここで、実行間隔水量Qwは、燃料噴射量Qfと実行間隔水量Qwとの関係を予め実験や解析などによって定めて実行間隔水量推定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、燃料噴射量Qfが与えられると記憶したマップから対応する実行間隔水量Qwを導出して設定するものとした。実行間隔水量推定用マップの一例を図7に示す。実行間隔水量Qwは、図示するように、燃料噴射量Qfが大きいほど大きくなる傾向に設定される。 Here, the execution interval water amount Qw is stored in a ROM (not shown) as an execution interval water amount estimation map by preliminarily determining the relationship between the fuel injection amount Qf and the execution interval water amount Qw by experiment or analysis. , The corresponding execution interval water amount Qw is derived from the stored map and set. An example of the execution interval water amount estimation map is shown in FIG. As shown in the figure, the execution interval water amount Qw is set to increase as the fuel injection amount Qf increases.
また、排気管総水量Swは、実施例では、簡単のために、排気管総水量Swが貯留箇所の体積Swlim以下のときにはエンジン22の燃焼室から排気管133に排出された水が貯留箇所に溜まるが貯留箇所に溜まっている水は外気に放出されたり蒸発したりせず、排気管総水量Swが貯留箇所の体積Swlimを超えるとその超過分が外気に放出されたり蒸発したりすると見なして推定するものとした。
In addition, in the embodiment, for the sake of simplicity, the exhaust pipe total water amount Sw is the amount of water discharged from the combustion chamber of the
ステップS420で排気管温度Texが水の沸点Tbp以上のときには、エンジン22の燃焼室から排気管133に排出された水(排気管温度Texが水の沸点Tbp未満のときに貯留箇所に溜まった水を含む)は外気に排出されたり蒸発したりすると判断し、前回に本ルーチンを実行したときに推定した排気管総水量(前回Sw)から所定値ΔSwを減じた値(前回Sw−ΔSw)を値0で下限ガードして排気管総水量Swを推定して(ステップS450)、本ルーチンを終了する。ここで、所定値ΔSwは、本ルーチンの実行間隔で外気に排出されたり蒸発したりする水量である。この所定値ΔSwの詳細については後述する。
In step S420, when the exhaust pipe temperature Tex is equal to or higher than the boiling point Tbp of water, the water discharged from the combustion chamber of the
ステップS400でエンジン22が運転停止中のときには、何もせずに、即ち、排気管総水量Swを保持して、本ルーチンを終了する。
When the
以上、図4の排気管温度推定ルーチンや図5の排気管総水量推定ルーチンについて説明した。図3の駐車中充電制御ルーチンの説明に戻る。ステップS110でバッテリ50の蓄電割合SOCや排気管温度Tex,排気管総水量Swを入力すると、バッテリ50の蓄電割合SOCを充電を終了する蓄電割合SOCとしての閾値Shi(例えば、40%や42%,45%など)と比較し(ステップS120)、バッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Shi未満のときには、バッテリ50の充電を継続すると判断し、排気管総水量Swを閾値Swrefと比較する(ステップS130)。ここで、閾値Swrefは、排気管総水量Swが略値0か否か(排気管133に水が溜まっていないか)を判定するために用いられるものであり、値0より若干大きな値を用いることができる。
The exhaust pipe temperature estimation routine of FIG. 4 and the exhaust pipe total water amount estimation routine of FIG. 5 have been described above. Returning to the description of the parking charge control routine in FIG. When the storage rate SOC of the
排気管総水量Swが閾値Swref以下のときには、排気管133に水が溜まっていないと判断し、駐車中にバッテリ50の充電を行なうときにエンジン22を効率よく運転するための駐車効率用パワーPchをエンジン22から出力すべき要求パワーPe*に設定すると共に(ステップS150)、エンジン22の点火時期をエンジン22を効率よく運転するための効率用点火時期TFefより遅くする点火遅角フラグFtに値0を設定する(ステップS160)。
When the exhaust pipe total water amount Sw is equal to or less than the threshold value Swref, it is determined that water is not accumulated in the
そして、要求パワーPe*とエンジン22を効率よく動作させる動作ラインとに基づいてエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定し(ステップS210)、エンジン22の目標回転数Ne*とプラネタリギヤ30のギヤ比ρ(サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)とを用いて次式(1)によりモータMG1の目標回転数Nm1*を計算すると共に計算した目標回転数Nm1*とモータMG1の回転数Nm1とエンジン22の目標トルクTe*とプラネタリギヤ30のギヤ比ρとを用いて式(2)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS220)。ここで、式(1)は、プラネタリギヤ30の回転要素に対する力学的な関係式である。図8は、駐車中にエンジン22からのパワーを用いてモータMG1によって発電を行なうときのプラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。図中、左のS軸はモータMG1の回転数Nm1であるサンギヤの回転数を示し、C軸はエンジン22の回転数Neであるキャリアの回転数を示し、R軸はモータMG2の回転数Nm2であるリングギヤの回転数Nrを示す。式(1)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式(2)は、モータMG1を目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(2)中、右辺第2項の「k3」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k4」は積分項のゲインである。
Then, the target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k3(Nm1*-Nm1)+k4∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
Nm1 * = Ne * ・ (1 + ρ) / ρ-Nm2 / (Gr ・ ρ) (1)
Tm1 * =-ρ ・ Te * / (1 + ρ) + k3 (Nm1 * -Nm1) + k4∫ (Nm1 * -Nm1) dt (2)
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,点火遅角フラグFt,モータMG1のトルク指令Tm1*を設定すると、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,点火遅角フラグFtについてはエンジンECU24に送信し、モータMG1のトルク指令Tm1*についてはモータECU40に送信する(ステップS230)。そして、駐車効率用パワーPchに応じた目標回転数Ne*および目標トルクTe*と値0の点火遅角フラグFtとを受信したエンジンECU24は、効率用点火時期TFefでの点火を伴ってエンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とからなる運転ポイントで運転されるよう、スロットルバルブ124の開度を制御する吸入空気量制御や燃料噴射弁126からの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御,点火プラグ130の点火時期を制御する点火制御などを行なう。また、トルク指令Tm1*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*でモータMG1が駆動されるようインバータ41のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このように、効率用点火時期TFefでの点火を伴って駐車効率用パワーPchがエンジン22から出力されると共にモータMG1によって発電が行なわれるようエンジン22とモータMG1とを制御する通常充電制御を実行することにより、エンジン22を効率よく運転しながらバッテリ50を充電することができる。
When the target engine speed Ne *, the target torque Te *, the ignition delay flag Ft, and the torque command Tm1 * of the motor MG1 are thus set, the target engine speed Ne *, the target torque Te *, and the ignition retard flag of the
ステップS130で排気管総水量Swが排気管総水量Swrefより多いときには、排気管温度Texを閾値Texrefと比較する(ステップS140)。ここで、閾値Texrefは、排気管温度Texを迅速に上昇させるべきか否かを判定するために用いられるものであり、水の沸点Tbpより低い温度として、例えば、60℃や70℃,80℃などを用いることができる。 When the exhaust pipe total water amount Sw is larger than the exhaust pipe total water amount Swref in step S130, the exhaust pipe temperature Tex is compared with the threshold value Texref (step S140). Here, the threshold value Texref is used to determine whether or not the exhaust pipe temperature Tex should be rapidly increased. As the temperature lower than the boiling point Tbp of water, for example, 60 ° C., 70 ° C., 80 ° C. Etc. can be used.
排気管温度Texが閾値Texref未満のときには、駐車効率用パワーPchを要求パワーPe*に設定すると共に(ステップS170)、点火遅角フラグFtに値1を設定し(ステップS180)、上述のステップS210〜S230の処理により、要求パワーPe*に応じてエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定し、モータMG1のトルク指令Tm1*を設定し、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*,点火遅角フラグFt,モータMG1のトルク指令Tm1*をエンジンECU24やモータECU40に送信する。そして、駐車効率用パワーPchに応じた目標回転数Ne*および目標トルクTe*と値1の点火遅角フラグFtとを受信したエンジンECU24は、効率用点火時期TFefより遅い点火時期での点火を伴ってエンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とからなる運転ポイントで運転されるよう吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行なう。このように、効率用点火時期TFefより遅い点火時期での点火を伴って駐車効率用パワーPchがエンジン22から出力されると共にモータMG1によって発電が行なわれるようエンジン22とモータMG1とを制御する点火遅角充電制御を実行することにより、通常充電制御を実行する場合に比して排気管温度Texを迅速に上昇させながらバッテリ50を充電させることができる。
When the exhaust pipe temperature Tex is less than the threshold value Texref, the parking efficiency power Pch is set to the required power Pe * (step S170), the
排気管温度Texが閾値Texref以上のときには、駐車効率用パワーPchより所定パワーΔPchだけ大きなパワー(Pch+ΔPch)を要求パワーPe*に設定すると共に(ステップS190)、点火遅角フラグFtに値0を設定し(ステップS200)、ステップS210〜S230の処理を実行する。ここで、所定パワーΔPchは、エンジン22からパワー(Pch+ΔPch)を出力するときに、バッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Shi以上に至る前に排気管温度Texを水の沸点Tbp以上に上昇させることができるパワーとして、エンジン22の定格などに基づいて定めることができる。そして、パワー(Pch+ΔPch)に応じた目標回転数Ne*および目標トルクTe*と値0の点火遅角フラグFtとを受信したエンジンECU24は、効率用点火時期TFefでの点火を伴ってエンジン22が目標回転数Ne*と目標トルクTe*とからなる運転ポイントで運転されるよう吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行なう。このように、効率用点火時期TFefでの点火を伴ってパワー(Pch+ΔPch)がエンジン22から出力されると共にモータMG1によって発電が行なわれるようエンジン22とモータMG1とを制御する大パワー充電制御を実行することにより、排気管温度Texを水の沸点Tbp以上に上昇させて、排気管133に溜まっている水を迅速に外気に排出したり蒸発させたりしながら、バッテリ50を充電することができる。そして、バッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Shi以上に至ったときに排気管133に水が溜まっている(残っている)のを抑制する即ち排気管133に水が溜まった状態でエンジン22が停止されるのを抑制することができ、エンジン22の次回の始動性が悪化するのを抑制することができる。なお、エンジン22の運転効率は、通常充電制御を実行する場合に比して若干低下する場合がある。また、上述の図5の排気管総水量推定ルーチンのステップS450で用いる所定値ΔSwは、この大パワー充電制御の実行によって図5のルーチンの実行間隔で外気に排出されたり蒸発したりする水量を予め実験や解析などによって定めて用いることができる。
When the exhaust pipe temperature Tex is equal to or higher than the threshold Texref, a power (Pch + ΔPch) that is larger than the parking efficiency power Pch by a predetermined power ΔPch is set as the required power Pe * (step S190), and a
こうしてステップS130〜S230の処理を実行する(通常充電制御や点火遅角充電制御,大パワー充電制御を実行する)と、ステップS110に戻り、ステップS110〜S230の処理を繰り返し実行し、その最中にステップS120でバッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Shi以上と判定されると、バッテリ50の充電を終了すると判断し、エンジン22を運転停止する制御信号としての停止指令をエンジンECU24に送信して(ステップS240)、本ルーチンを終了する。停止指令を受信したエンジンECU24は、エンジン22の燃料噴射制御や点火制御を終了する。
When the processes of steps S130 to S230 are executed in this manner (normal charge control, ignition retard charge control, and high power charge control are executed), the process returns to step S110, and the processes of steps S110 to S230 are repeatedly executed. In step S120, if it is determined that the storage ratio SOC of the
図9は、駐車中にバッテリ50を充電するときのエンジン22のパワーPe,点火時期TF,排気管温度Tex,排気管総水量Sw,バッテリ50の蓄電割合SOCの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図示するように、コンセント60にプラグが差し込まれている外部機器に電力を供給するなどしてバッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Slo以下に至ると(時刻t1)、エンジン22を始動し、エンジン22からのパワーを用いたモータMG1の発電によるバッテリ50の充電を開始する。図9の例では、エンジン22の始動直後には、排気管総水量Swが閾値Swref以下であることから、通常充電制御の実行により、エンジン22を効率よく運転しながらバッテリ50を充電する。そして、エンジン22の運転によって排気管総水量Swが閾値Swrefより多くなると(時刻t2)、通常充電制御から点火遅角充電制御に切り替えて、排気管温度Texを迅速に上昇させながらバッテリ50を充電する。その後、排気管温度Texが閾値Texref以上に至ると(時刻t3)、点火遅角充電制御から大パワー充電制御に切り替えることにより、排気管温度Texwを水の沸点Tbp以上に上昇させて(時刻t3〜t4)、排気管133に溜まった水を迅速に外気に排出させたり蒸発させたりしながら(時刻t4〜t5)、バッテリ50を充電する。このとき、通常充電制御や点火遅角充電制御に比してバッテリ50の蓄電割合SOCは迅速に上昇する。こうして排気管総水量Swが閾値Swref以下に至ると(時刻t5)、大パワー充電制御から通常充電制御に切り替えて、エンジン22を効率よく運転しながらバッテリ50を充電し、バッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Shi以上に至ったときに(時刻t6)、エンジン22を運転停止してバッテリ50の充電を終了する。なお、通常充電制御の実行中に排気管温度Texが閾値Texref以上の状態で排気管総水量Swが閾値Swrefより多くなったときには、通常充電制御から点火遅角制御を経由せずに大パワー充電制御に切り替える。
FIG. 9 shows an example of changes over time in the power Pe of the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、駐車中にバッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Slo以下に至ったときに、蓄電割合SOCが閾値Sloより大きな閾値Shi以上に至るまでエンジン22からのパワーを用いたモータMG1の発電によってバッテリ50を充電するものにおいて、排気管温度Texが水の沸点Tbpより低い閾値Texref未満のときには、効率用点火時期TFefより遅い点火時期での点火を伴って駐車効率用パワーPchがエンジン22から出力されると共にモータMG1によって発電が行なわれるようエンジン22とモータMG1とを制御する点火遅角充電制御を実行し、排気管温度Texが閾値Texref以上のときには、効率用点火時期TFefでの点火を伴ってパワー(Pch+ΔPch)がエンジン22から出力されると共にモータMG1によって発電が行なわれるようエンジン22とモータMG1とを制御する大パワー充電制御を実行するから、前者の場合には排気管温度Texを迅速に上昇させることができ、後者の場合には、排気管温度Texを水の沸点Tbp以上に上昇させて排気管133に溜まった水を迅速に外気に排出したり蒸発させたりすることができる。この結果、バッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Shi以上に至ったときに排気管133に水が溜まっている(残っている)のを抑制する、即ち、排気管133に水が溜まった状態でエンジン22が停止されるのを抑制することができる。そして、エンジン22の次回の始動性が悪化するのを抑制することができる。
According to the
また、実施例のハイブリッド自動車20では、効率用点火時期TFefでの点火を伴って駐車効率用パワーPchがエンジン22から出力されると共にモータMG1によって発電が行なわれるようエンジン22とモータMG1とを制御する通常充電制御を実行するから、エンジン22を効率よく運転しながらバッテリ50を充電することができる。
Further, in the
実施例のハイブリッド自動車20では、排気管総水量Swが閾値Swref以下のときには通常充電制御を実行し、排気管総水量Swが閾値Swrefより多く排気管温度Texが閾値Texref未満のときには点火遅角充電制御を実行し、排気管総水量Swが閾値Swrefより多く排気管温度Texが閾値Texref以上のときには大パワー充電制御を実行するものとしたが、排気管総水量Swに拘わらず、排気管温度Texが閾値Texref未満のときには点火遅角充電制御を実行し、排気管温度Texが閾値Texref以上のときには大パワー充電制御を実行するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、排気管総水量Swが閾値Swrefより大きいときにおいて、排気管温度Texが閾値Texref未満のときには点火遅角充電制御を実行し、排気管温度Texが閾値Texref以上のときには大パワー充電制御を実行するものとしたが、排気管総水量Swが閾値Swrefより多い閾値Swref2以下のときには点火遅角充電制御を実行し、排気管総水量Swが閾値Swref2よい多いときには大パワー充電制御を実行するものとしてもよい。ここで、閾値Swrefは、排気管133の貯留箇所の体積Swlimなどを用いることができる。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、排気管133に、1つのマフラー135を設けるものとしたが、複数のマフラー、例えば、上流側にサブマフラー、下流側にメインマフラーなどを設けるものとしてもよい。この場合、複数のマフラーのそれぞれで総水量Sw[i](iは各マフラーを示す番号)を求めて、任意の総水量Sw[i]が閾値Swref以下のときには通常充電制御を実行し、少なくとも1つの総水量Sw[i]が閾値Swrefより大きいときには排気管温度Texに応じて点火遅角充電制御や大パワー充電制御を実行するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、特に説明していないが、家庭用電源などの外部電源に接続されてバッテリ50を充電可能な充電器を備えるものとしてもよい。
Although not specifically described, the
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2からの動力を駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に出力するものとしたが、図10の変形例のハイブリッド自動車120に例示するように、モータMG2からの動力を駆動軸36が接続された車軸(駆動輪38a,38bに接続された車軸)とは異なる車軸(図10における車輪39a,39bに接続された車軸)に出力するものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ30を介して駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に出力するものとしたが、図11の変形例のハイブリッド自動車220に例示するように、エンジン22のクランクシャフトに接続されたインナーロータ232と駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に接続されたアウターロータ234とを有しエンジン22からの動力の一部を駆動軸36に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ30を介して駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に出力すると共にモータMG2からの動力を駆動軸36に出力するものとしたが、図12の変形例のハイブリッド自動車320に例示するように、駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に変速機330を介してモータMGを取り付けると共にモータMGの回転軸にクラッチ329を介してエンジン22を接続する構成とし、エンジン22からの動力をモータMGの回転軸と変速機330とを介して駆動軸36に出力すると共にモータMGからの動力を変速機330を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。
In the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG1が「モータ」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当し、コンセント60とDC/AC変換器62とが「外部電力供給装置」に相当し、HVECU70とエンジンECU24とモータECU40とが「制御手段」に相当する。
The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the
ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン22に限定されるものではなく、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプのエンジンであっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータMG1に限定されるものではなく、誘導電動機など、エンジンからの動力を用いて発電可能なものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「バッテリ」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ50に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池,鉛蓄電池など、発電機と電力をやりとり可能なものであれば如何なるタイプのバッテリであっても構わない。「外部電力供給装置」としては、コンセント60とDC/AC変換器62とに限定されるものではなく、車両の構成要素でない外部機器を接続可能な接続部を有し接続部に外部機器が接続されているときに発電機およびバッテリが接続された電力ラインから外部機器に電力を供給可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、HVECU70とエンジンECU24とモータECU40とからなる組み合わせに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットによって構成されるものなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、駐車中にバッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Slo以下に至ったときに、蓄電割合SOCが閾値Sloより大きな閾値Shi以上に至るまでエンジン22からのパワーを用いたモータMG1の発電によってバッテリ50を充電するものにおいて、排気管温度Texが水の沸点Tbpより低い閾値Texref未満のときには、効率用点火時期TFefより遅い点火時期での点火を伴って駐車効率用パワーPchがエンジン22から出力されると共にモータMG1によって発電が行なわれるようエンジン22とモータMG1とを制御する点火遅角充電制御を実行し、排気管温度Texが閾値Texref以上のときには、効率用点火時期TFefでの点火を伴ってパワー(Pch+ΔPch)がエンジン22から出力されると共にモータMG1によって発電が行なわれるようエンジン22とモータMG1とを制御する大パワー充電制御を実行するものに限定されるものではなく、駐車中にバッテリの蓄電割合が第1所定割合以下に至ったとき、バッテリの蓄電割合が第1所定割合より大きな第2所定割合以上に至るまでエンジンからの動力を用いた発電機の発電によってバッテリが充電されるようエンジンと発電機とを制御し、エンジンの排気管の温度である排気管温度が水の沸点より低い所定温度未満のときには、効率用点火時期より遅い点火時期での点火を伴って効率用パワーがエンジンから出力されると共に発電機によって発電が行なわれるよう制御する第1制御を実行し、排気管温度が所定温度以上のときには、効率用点火時期での点火を伴って効率用パワーより大きなパワーがエンジンから出力されると共に発電機によって発電が行なわれるよう制御する第2制御を実行するものであれば如何なるものとしても構わない。
Here, the “engine” is not limited to the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。 The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.
20,120,220,320 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、39a,39b 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、60 コンセント、62 DC/AC変換器、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、89 外気温度センサ、122 エアクリーナ、124 スロットルバルブ、126 燃料噴射弁、128 吸気バルブ、130 点火プラグ、132 ピストン、133 排気管、134 浄化装置、135 マフラー、136 スロットルモータ、138 イグニッションコイル、140 クランクポジションセンサ、142 水温センサ、143 圧力センサ、144 カムポジションセンサ、146 スロットルバルブポジションセンサ、148 エアフローメータ、149 温度センサ、150 可変バルブタイミング機構、159 ノックセンサ、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ、234 アウターロータ、329 クラッチ、330 変速機、MG,MG1,MG2 モータ。 20, 120, 220, 320 Hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 37 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 39a, 39b wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 inverter, 43, 44 rotational position detection sensor, 50 battery, 51a voltage sensor, 51b current sensor, 51c temperature sensor, 52 battery electronic control unit (battery ECU), 54 Electric power line, 60 outlet, 62 DC / AC converter, 70 Hybrid electronic control unit (HVECU), 80 Ignition switch, 81 Shift lever, 82 Shift position sensor, 83 Accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 88 vehicle speed sensor, 89 outside air temperature sensor, 122 air cleaner, 124 throttle valve, 126 fuel injection valve, 128 intake valve, 130 spark plug, 132 piston, 133 exhaust pipe, 134 purification device, 135 muffler, 136 throttle motor, 138 ignition coil, 140 crank position sensor, 142 water temperature sensor, 143 pressure sensor, 144 cam position sensor, 146 throttle valve position sensor, 148 air flow meter, 149 temperature sensor 150 variable valve timing mechanism, 159 knock sensor, 230 pair rotor motor, 232 inner rotor, 34 outer rotor, 329 clutch, 330 transmission, MG, MG1, MG2 motor.
Claims (4)
駐車中に前記バッテリの蓄電割合が第1所定割合以下に至ったとき、前記バッテリの蓄電割合が前記第1所定割合より大きな第2所定割合以上に至るまで前記エンジンからの動力を用いた前記発電機の発電によって前記バッテリが充電されるよう前記エンジンと前記発電機とを制御する前記駐車中充電制御手段を備え、
前記駐車中充電制御手段は、前記エンジンの排気管の温度である排気管温度が水の沸点より低い所定温度未満のときには、効率用点火時期より遅い点火時期での点火を伴って効率用パワーが前記エンジンから出力されると共に前記発電機によって発電が行なわれるよう制御する第1制御を実行し、前記排気管温度が前記所定温度以上のときには、前記効率用点火時期での点火を伴って前記効率用パワーより大きなパワーが前記エンジンから出力されると共に前記発電機によって発電が行なわれるよう制御する第2制御を実行する手段である、
ハイブリッド自動車。 Connection capable of connecting an engine capable of outputting driving power, a generator capable of generating electricity using the power from the engine, a battery capable of exchanging power with the generator, and an external device that is not a component of the vehicle And an external power supply device capable of supplying power to the external device from a power line to which the generator and the battery are connected when an external device is connected to the connection portion. There,
The power generation using the power from the engine until the storage ratio of the battery reaches a second predetermined ratio greater than the first predetermined ratio when the storage ratio of the battery reaches a first predetermined ratio or less during parking The parking charge control means for controlling the engine and the generator so that the battery is charged by power generation of a machine,
When the exhaust pipe temperature, which is the temperature of the exhaust pipe of the engine, is lower than a predetermined temperature lower than the boiling point of water, the charge control means during parking has an efficiency power with ignition at an ignition timing later than the efficiency ignition timing. When the exhaust pipe temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the first control is performed to output the engine and to generate power by the generator. When the exhaust pipe temperature is equal to or higher than the predetermined temperature, the efficiency is accompanied by ignition at the efficiency ignition timing. Means for executing a second control for controlling so that a power larger than the power for use is output from the engine and is generated by the generator;
Hybrid car.
前記駐車中充電制御手段は、前記エンジンの排気管に溜まっている総水量としての排気管総水量が所定量以下のときには、前記効率用点火時期での点火を伴って前記効率用パワーが前記エンジンから出力されると共に前記発電機によって発電が行なわれるよう制御する第3制御を実行する手段である、
ハイブリッド自動車。 The hybrid vehicle according to claim 1,
When the total charge amount of exhaust pipe as the total amount of water accumulated in the exhaust pipe of the engine is equal to or less than a predetermined amount, the charge control means during parking is configured so that the efficiency power is accompanied by ignition at the efficiency ignition timing. Is a means for executing a third control that is output from the generator and that controls the generator to generate power.
Hybrid car.
前記駐車中充電制御手段は、前記第3制御の実行中に前記排気管総水量が前記所定量より多くなったときに前記第3制御から前記第1制御または前記第2制御に切り替え、前記第1制御の実行中に前記排気管温度が前記所定温度以上になったときに前記第1制御から前記第2制御に切り替え、前記第2制御の実行中に前記排気管総水量が前記所定量以下になったときに前記第2制御から前記第3制御に切り替える手段である、
ハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to claim 2,
The charge control means during parking switches from the third control to the first control or the second control when the total amount of water in the exhaust pipe becomes larger than the predetermined amount during the execution of the third control, When the exhaust pipe temperature becomes equal to or higher than the predetermined temperature during execution of one control, the first control is switched to the second control. Means for switching from the second control to the third control when
Hybrid car.
車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸とに3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に回転軸が接続されたモータと、
を備えるハイブリッド自動車。 A hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 3,
A planetary gear having three rotating elements connected to a driving shaft coupled to an axle, an output shaft of the engine, and a rotating shaft of the generator;
A motor having a rotary shaft connected to the drive shaft;
A hybrid car with
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