JP2023062212A - ハイブリッド制御装置およびハイブリッド制御装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】インバータなどの電力変換部を有効に活用しておらず、エンジン冷却水などの流体媒体の温度が低い状態では、燃費が低下する課題があった。【解決手段】EV走行である場合に、制御部30は、流路切替弁22、24へそれぞれ切替信号SW1、SW2を出力し、図2に示すように、流体媒体がシリンダヘッド11からヒーターコア13を経て電力変換部25へと循環する強電系発熱流路を形成する。そして、制御部30は、水温ETW、水温の低下速度ETV、外気温度OT、エアコンからの発熱指令AC、ブロアファン信号BCまたは車両の減速度NAの少なくとも一つに基づいて、およびバッテリのSOCであるBTに基づいて、電力変換部25または電動機28の発熱を大きくして流体媒体を加熱する。【選択図】図2
Description
本発明は、ハイブリッド制御装置およびハイブリッド制御装置の制御方法に関する。
近年、環境性能の向上を目的として開発されたハイブリッド(HV)車両の普及が進められている。ハイブリッド車両には、燃料燃焼型のエンジンと走行用の電動機との2つの駆動源が設けられ、またバッテリからの直流電流を交流電流に変換して走行用の電動機に供給するインバータが搭載されている。
こうしたハイブリッド車両では、エンジンの冷却に加え、ハイブリッド走行用の電動機やインバータの冷却も必要となる。そのため、ハイブリッド車両には、エンジン冷却用の冷却流路とハイブリッドシステム冷却用の冷却流路との2つの冷却流路が設けられ、各冷却流路に流体媒体を循環させることでエンジンやハイブリッドシステムの冷却を行っている。
特許文献1には、HV(ハイブリッド)冷却水の熱をエンジン冷却水に伝えることにより、HV冷却水からエンジン冷却水への熱伝達が行われ、走行用電動機やインバータの廃熱で加熱されたHV冷却水の熱でエンジン冷却水が加温されるようになり、走行用電動機やインバータの廃熱をエンジンの暖機に利用することが開示されている。
上述した、特許文献1に記載のシステムでは、インバータなどの電力変換部を有効に活用しておらず、エンジン冷却水などの流体媒体の温度が低い状態では、燃費が低下する課題があった。
本発明によるハイブリッド制御装置は、シリンダヘッドを有しかつ燃料燃焼型のエンジンと、循環する流体媒体を冷却するラジエータと、走行用の電動機と、前記電動機を駆動する電力変換部と、前記シリンダヘッドと前記電力変換部と前記電動機を通って前記流体媒体を循環させる流路形成体と、前記流路形成体の流路を制御すると供に、前記電動機および前記電力変換部の駆動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記電力変換部または前記電動機の発熱を大きくして前記流体媒体を加熱する。
本発明によるハイブリッド制御装置の制御方法は、燃料燃焼型のエンジンのシリンダヘッドと走行用の電動機を駆動する電力変換部と前記電動機とを通って流体媒体を循環させる強電系発熱流路を形成し、前記電力変換部または前記電動機の発熱を大きくして前記流体媒体を加熱する。
本発明によるハイブリッド制御装置の制御方法は、燃料燃焼型のエンジンのシリンダヘッドと走行用の電動機を駆動する電力変換部と前記電動機とを通って流体媒体を循環させる強電系発熱流路を形成し、前記電力変換部または前記電動機の発熱を大きくして前記流体媒体を加熱する。
本発明によれば、EV走行中であっても必要に応じて流体媒体の温度を上げることにより、燃費を向上することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
図1は、ハイブリッド制御装置100を示す構成図であり、エンジン稼働中におけるエンジン冷却流路を示す。
図1に示すように、燃料燃焼型のエンジン10は、シリンダヘッド11、シリンダブロック12、ヒーターコア13、EGRクーラ14を備える。流体媒体がシリンダヘッド11からシリンダブロック12を通る流路は、流路切替弁22を経てウォータポンプ23へ至り、シリンダヘッド11へ戻る。また、流体媒体がシリンダヘッド11からヒーターコア13を通る流路は、EGRクーラ14から流路切替弁22を経てウォータポンプ23へ至り、シリンダヘッド11へ戻る。さらに、流体媒体がシリンダヘッド11からラジエータ20を通る流路は、リザーバタンク21を備え、ラジエータ20から流路切替弁22を経てウォータポンプ23へ至り、シリンダヘッド11へ戻る。
図1に示すように、燃料燃焼型のエンジン10は、シリンダヘッド11、シリンダブロック12、ヒーターコア13、EGRクーラ14を備える。流体媒体がシリンダヘッド11からシリンダブロック12を通る流路は、流路切替弁22を経てウォータポンプ23へ至り、シリンダヘッド11へ戻る。また、流体媒体がシリンダヘッド11からヒーターコア13を通る流路は、EGRクーラ14から流路切替弁22を経てウォータポンプ23へ至り、シリンダヘッド11へ戻る。さらに、流体媒体がシリンダヘッド11からラジエータ20を通る流路は、リザーバタンク21を備え、ラジエータ20から流路切替弁22を経てウォータポンプ23へ至り、シリンダヘッド11へ戻る。
ラジエータ20から流路切替弁22までの経路の途中から流体媒体は流路切替弁24へも流れる。なお、ヒーターコア13からEGRクーラ14までの経路の途中から流体媒体は流路切替弁24へ流れる経路を備えるが、後述する制御部30によりエンジン冷却流路が形成されている場合は、流路切替弁24の作用により、ヒーターコア13から流路切替弁24へ流れる経路は閉塞されている。
流路切替弁24から出た流体媒体は、強電系の電力変換部25、発熱素子27、電動機28、発電機29を経て、流路切替弁22とウォータポンプ23とを結ぶ流路に合流する。電力変換部25は、その詳細は後述するが、図示省略した電気系統により、バッテリ26から供給される直流電力を交流電力に変換し、車両走行用の電動機28を駆動する。
発電機29は、エンジン10に結合されており、エンジン10の稼働中に発電を行い、バッテリ26を充電する。
発熱素子27は、例えばPTCヒーター、ペルチェ素子であり、流路途中に、あるいは電力変換部25内の流路に組み込まれ、制御部30からの信号により駆動されて流体媒体を加熱する。なお、図1に示すエンジン冷却流路の場合は、エンジン稼働中における流体媒体の流路であって、電力変換部25、電動機28、発電機29は流体媒体によって冷却され、発熱素子27は駆動されていないが、エンジン水温が低い場合は駆動させても良い。
制御部30は、流体媒体が通る流路形成体の流路を制御すると供に、電力変換部25および電動機28の駆動を制御する。流路形成体は、少なくともシリンダヘッド11と電力変換部25と電動機28を通って流体媒体を循環させる流路を形成し、制御部30によってその流路が制御される。
また、制御部30には、温度に係わる環境情報が入力される。具体的には、制御部30には、エンジン10の近傍に設けられた温度センサ(図示省略)からのエンジン10の水温ETW、車両の外気温度OT、エアコンからの発熱指令AC、エアコンからのブロアファン信号BC、車両の減速度NA、バッテリ26のSOC(充電状態)BTが入力される。さらに、制御部30は、入力されたエンジン10の水温ETWに基づいて水温ETWの低下速度ETVを求める。詳細は後述するが、制御部30は、入力された環境情報に基づいて、流路切替弁22、24へそれぞれ切替信号SW1、SW2を、電力変換部25、発熱素子27、電動機28へそれぞれ制御信号CT1、CT2、CT3を出力する。
エンジン稼働中において、制御部30は、切替信号SW1、SW2を流路切替弁22、24へ出力する。その結果、図1に示すように、制御部30は、車両がエンジン走行である場合に、流体媒体がシリンダヘッド11からヒーターコア13およびラジエータ20を経て循環するエンジン冷却流路を形成する。ラジエータ20で冷却された流体媒体は、流路切替弁22、ウォータポンプ23を経てエンジン10を冷却する。流路切替弁22は、エアコンなどからの要求温度に合わせてその流路面積が制御される。また、ラジエータ20で冷却された流体媒体は、流路切替弁24を経由して、強電系である電力変換部25、電動機28を冷却する。
図2は、ハイブリッド制御装置100を示す構成図であり、車両がEV走行モードである場合に形成される強電系発熱流路を示す。図1と同一箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、EV走行とは燃料燃焼型のエンジン10の稼働を停止し、走行用の電動機28を駆動して車両を走行させることを言う。
EV走行である場合に、制御部30は、流路切替弁22、24へそれぞれ切替信号SW1、SW2を出力し、図2に示すように、流体媒体がシリンダヘッド11からヒーターコア13を経て電力変換部25へと循環する強電系発熱流路を形成する。
図2に示すように、流体媒体がシリンダヘッド11からシリンダブロック12を通る流路は、流路切替弁22によって閉塞される。さらに、流体媒体がシリンダヘッド11からヒーターコア13、EGRクーラ14を通る流路は流路切替弁22によって閉塞される。さらに、流体媒体がシリンダヘッド11からラジエータ20を通る流路は、流路切替弁22によって閉塞される。さらに、流体媒体がラジエータ20から流路切替弁22までの経路の途中から流路切替弁24へ流れる流路も閉鎖される。替わって、ヒーターコア13からEGRクーラ14までの経路の途中から流路切替弁24へ流れる経路が流路切替弁24によって形成される。
これにより、流体媒体は、シリンダヘッド11からヒーターコア13、流路切替弁24、電力変換部25、発熱素子27、電動機28、発電機29を経て、すなわち強電系を経て、流路切替弁22とウォータポンプ23とを結ぶ流路に合流する。そして、制御部30は、水温ETW、水温の低下速度ETV、外気温度OT、エアコンからの発熱指令AC、ブロアファン信号BCまたは車両の減速度NAの少なくとも一つに基づいて、およびバッテリ26のSOCであるBTに基づいて、流体媒体を加熱する。
図3は、電力変換部25の回路構成図である。
電力変換部25内のインバータ251は、UVW相の上下アーム直列回路を有する。U相上下アーム直列回路は、U相上アームスイッチング素子Tuu及びU相上アームダイオードDuuと、U相下アームスイッチング素子Tul及びU相下アームダイオードDulとよりなる。V相上下アーム直列回路は、V相上アームスイッチング素子Tvu及びV相上アームダイオードDvuと、V相下アームスイッチング素子Tvl及びV相下アームダイオードDvlとよりなる。W相上下アーム直列回路は、W相上アームスイッチング素子Twu及びW相上アームダイオードDwuと、W相下アームスイッチング素子Twl及びW相下アームダイオードDwlとよりなる。
電力変換部25内のインバータ251は、UVW相の上下アーム直列回路を有する。U相上下アーム直列回路は、U相上アームスイッチング素子Tuu及びU相上アームダイオードDuuと、U相下アームスイッチング素子Tul及びU相下アームダイオードDulとよりなる。V相上下アーム直列回路は、V相上アームスイッチング素子Tvu及びV相上アームダイオードDvuと、V相下アームスイッチング素子Tvl及びV相下アームダイオードDvlとよりなる。W相上下アーム直列回路は、W相上アームスイッチング素子Twu及びW相上アームダイオードDwuと、W相下アームスイッチング素子Twl及びW相下アームダイオードDwlとよりなる。
スイッチング素子は、例えばパワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などである。
平滑コンデンサ252は、スイッチング素子のON/OFFによって生じる電流を平滑化し、バッテリ26からインバータ251へ供給される直流電流のリップルを抑制する。この平滑コンデンサ252は、例えば電解コンデンサやフィルムコンデンサを用いる。
電動機制御部253は、三相電圧指令Vcおよび駆動周波数Fcに基づいてパルス幅変調を行い、インバータ251を駆動させるためのゲート信号を生成し、このゲート信号をインバータ251のスイッチング素子へ出力する。インバータ251は、スイッチング素子のON/OFFによって発熱する。電動機制御部253は、制御部30からの制御信号CT1に応じて、駆動周波数Fcを増加して、スイッチング素子のスイッチング損失を増加する。これによりスイッチング素子の発熱が増加する。また、電動機制御部253は、制御部30からの制御信号CT3に応じて電動機の位相調整などにより無効電流を増やして、消費電流や銅損失を増加する。これにより電動機28の発熱が増加する。
インバータ251は、力行時において、バッテリ26から得られる直流電力を交流電力に変換して電動機28を駆動する。また、回生時において、電動機28の動力を直流電力に変換してバッテリ26を充電する。
図3においては、流体媒体の流路は図示を省略しているが、各スイッチング素子はモールドされており、流路は封止されたスイッチング素子の近傍に配置される。制御部30からの制御信号CT1に応じて駆動周波数Fcが増加されてスイッチング素子のスイッチング損失が増加することにより、電力変換部25内に形成されている流路の流体媒体を加熱することができる。なお、発熱素子27は、インバータ251内の流路に配置されるが、配置位置は強電系発熱流路のいずれの個所でもよい。
電動機28は、インバータ251により駆動されて発熱する。電動機28の内部には、電気的絶縁を保持した状態で流路が形成されている。制御部30からの制御信号CT3に応じて電動機28の無効電流を増加することにより、電動機28内に形成されている流路の流体媒体を加熱することができる。
図4(A)~図4(F)は、環境情報に対応した設定値を示すグラフである。これらの設定値は、制御部30に予め記憶されている。制御部30は、車両がEV走行モードである場合に、検出された環境情報に対応した設定値を読み出し、後述の処理を行い、切替信号SW1、SW2や制御信号CT1、CT2、CT3を出力する。
図4(A)は、横軸にエンジン10の水温ETW、縦軸にその出力値kETWを示す。検出されたエンジン10の水温ETW、例えば0℃~100℃に対応して、出力値kETWは0~1を出力する。例えば、水温ETWが約40℃以下の場合は出力値kETWは1を出力し、水温ETWが約40℃から約70℃と上昇するに従って、出力値kETWは1から漸次0になり、水温ETWが約70℃以上では出力値kETWは0を出力する。
図4(B)は、横軸に外気温度OT、縦軸にその出力値kOTを示す。検出された外気温度OT、例えば0℃~50℃に対応して、出力値kOTは0~1を出力する。例えば、外気温度OTが約20℃以下の場合は出力値kOTは1を出力し、外気温度OTが約20℃から約30℃と上昇するに従って、出力値kOTは1から漸次0になり、外気温度OTが約30℃以上では出力値kOTは0を出力する。
図4(C)は、横軸にエアコンからの発熱指令AC、縦軸にその出力値kACを示す。エアコンの操作等により発熱指令ACがOFFであれば、出力値kACは0を出力する。発熱指令ACがONであれば、出力値kACは1を出力する。
図4(D)は、横軸にブロアファン信号BC、縦軸にその出力値kBCを示す。ブロアファンの操作等によりブロアファン信号BCがOFFであれば、出力値kBCは0を出力する。ブロアファン信号BCがONであれば、出力値kBCは1を出力する。
図4(E)は、横軸に車両の減速度NA、縦軸にその出力値kNAを示す。検出された車両の減速度NA、例えば減速度NAが約-1Gから-0.7Gの場合は出力値kNAは1を出力し、減速度NAが約-0.7Gから約-0.9Gとなるに従って、出力値kNAは1から漸次0.5になり、減速度NAが約-0.9Gより大きい場合は出力値kOTは0.5を出力する。なお、制御部30に車両の減速度NAが入力される例で説明するが、車両の速度が入力されてもよい。この場合は制御部30において、車両の速度をモニタし、この車両の速度から車両の減速度NAを求める。
図4(F)は、横軸にバッテリ26のSOC(充電状態)BT、縦軸にその出力値kBTを示す。バッテリ26のSOC(充電状態)BTが約30%以下の場合は出力値kBTは0を出力し、SOC(充電状態)BTが約30%から約60%となるに従って、出力値kBTは0から漸次1になり、SOC(充電状態)BTが約60%より大きい場合は出力値kBTは1を出力する。
なお、図示省略したが、制御部30はエンジン10の水温ETWに基づいて水温ETWの低下速度ETVを求め、低下速度ETVとその出力値kETVとの関係を設定値として予め記憶する。例えば水温ETWの低下速度ETVが早い場合は、出力値kETVは1を、低下速度ETVが遅くなるほど出力値kETVは漸次0に近づく。
制御部30は、入力された環境情報に基づいて、図4(A)~図4(F)等に示す設定値を参照して、出力値を求め、以下の式(1)より、強電系発熱レベルELHLを求める。
ELHL=(kETW+kETV+kOT+kAC+kBC+kNA)×kBT (1)
ただし、ELHLが1以上になる場合は1とする。この式(1)では、バッテリ26のSOCについてはその優先度を高くしている。例えば、バッテリ26のSOCが低い場合に、バッテリ26の直流電力を消費する強電系の発熱を少なくする。
ELHL=(kETW+kETV+kOT+kAC+kBC+kNA)×kBT (1)
ただし、ELHLが1以上になる場合は1とする。この式(1)では、バッテリ26のSOCについてはその優先度を高くしている。例えば、バッテリ26のSOCが低い場合に、バッテリ26の直流電力を消費する強電系の発熱を少なくする。
図5は、強電系発熱レベルELHLと制御信号との対応を示すグラフである。図の横軸は強電系発熱レベルELHLを、縦軸は制御信号CT1によるインバータ251の駆動周波数Fcと、制御信号CT3による電動機28の無効電流とを示す。
図5に示すように、強電系発熱レベルELHLが0から約0.8以下の場合は、駆動周波数Fcを漸次高くするとともに、無効電流を漸次大きくする。すなわち、制御部30は、式(1)より求めた強電系発熱レベルELHLに対応して、インバータ251の駆動周波数Fcと、電動機28の無効電流とを決定し、制御信号CT1、CT3を電力変換部25へ出力する。なお、図5では図示を省略しているが、強電系発熱レベルELHLに対応して制御信号CT2を出力して発熱素子27を駆動してもよい。例えば、強電系発熱レベルELHLが約0.8以上の場合は、発熱素子27を駆動する信号を漸次高くして流体媒体が発熱するように制御信号CT2を出力する。
なお、図5では強電系発熱レベルELHLに対応して、制御信号CT1、CT3を同時に出力する例を示したがこれに限定されない。例えば、強電系発熱レベルELHLに対応して、まず制御信号CT1を出力し、更に加熱が必要な場合は、制御信号CT2を出力し、更に加熱が必要な場合は、制御信号CT3を出力するなど段階的に出力してもよい。
図6は制御部30における強電系発熱の制御を示すフローチャートである。なお、このフローチャートで示したプログラムを、CPU、メモリなどを備えたコンピュータにより実行することができる。全部の処理、または一部の処理をハードロジック回路により実現してもよい。更に、このプログラムは、予めハイブリッド制御装置100の記憶媒体に格納して提供することができる。あるいは、独立した記憶媒体にプログラムを格納して提供したり、ネットワーク回線によりプログラムをハイブリッド制御装置100の記憶媒体に記録して格納することもできる。データ信号(搬送波)などの種々の形態のコンピュータ読み込み可能なコンピュータプログラム製品として供給してもよい。図6のフローチャートで示したプログラムの全部の処理、または一部の処理を、電動機制御部253またはハイブリッド制御装置100内のその他の制御部で実行してもよい。
図6のステップS301において、制御部30は車両がEV走行モードであるかを判定する。車両がEV走行モードでなければ図6のフローチャートで示す制御を終了する。なお、図6のフローチャートで示す制御は所定時間ごとに繰り返し実行される。車両がEV走行モードであれば次のステップS302へ進む。
ステップS302では、制御部30は流路切替弁22、24へそれぞれ切替信号SW1、SW2を出力し、図2に示すように、流路形成体を流体媒体がシリンダヘッド11からヒーターコア13を経て電力変換部25へと循環する強電系発熱流路に切り替える。なお、エンジン稼働中は流路形成体を、図1に示すよう、エンジン冷却流路に切り替えられている。この強電系発熱流路への切り替えにおいて、流体媒体を全て強電系発熱流路にのみ流す流路を例に説明するが、流体媒体の一部はエンジン冷却流路を流れてもよく、車両の運転状態等に基づいてその流量を制御する。その後、ステップS303へ進む。
ステップS303では、制御部30は、温度に係わる環境情報を読み込む。すなわち、水温ETW、外気温度OT、エアコンからの発熱指令AC、ブロアファン信号BC、車両の減速度NA、バッテリのSOCであるBTを読み込む。さらに、読み込まれたエンジン10の水温ETWに基づいて水温ETWの低下速度ETVを求める。その後、ステップS304へ進む。
ステップS304では、制御部30は、図4(A)~図4(F)に示した設定値を参照して、環境情報に対応した出力値kETW、kETV、kOT、kAC、kBC、kNA、kBTを求める。次に、式(1)に基づいて強電系発熱レベルELHLを求める。そして、図5に示す強電系発熱レベルELHLと制御信号との対応を示すグラフを参照し、強電系発熱流路の制御許可条件が成立すれば、ステップS305へ進む。制御許可条件が成立しなければ、図6のフローチャートで示す制御を終了する。例えば、バッテリのSOCが約30%以下であれば、式(1)の結果は0となり、制御許可条件が成立しない。
ステップS305では、制御部30は、式(1)より求めた強電系発熱レベルELHLに対応して、インバータ251の駆動周波数Fcと、電動機28の無効電流とを決定し、制御信号CT1、CT3を電力変換部25へ出力する。なお、強電系発熱レベルELHLに対応して制御信号CT2を出力して発熱素子27を駆動してもよい。これにより、強電系発熱流路における流体媒体が加熱される。
加熱された流体媒体は、ウォータポンプ23、シリンダヘッド11を経てヒーターコア13、流路切替弁24へと循環する。これにより、EV走行においても、シリンダヘッド11やヒーターコア13に、加熱により温度が上昇した流体媒体を供給することができる。例えば、エンジン10の稼働を停止してEV走行している場合に、エンジン10の水温の低下速度を減らすことができ、エンジン10の再稼働までの時間を長くすることによりエンジン10の稼働時間を減らし、燃料と排気ガス低減に効果がある。また、EV走行であっても、ヒーターコア13に温度が上昇した流体媒体が供給されるので、空調性能を維持することができる。
図7は、暖気後のEV走行モードにおける強電系発熱流路の制御を示すタイムチャートである。図7(A)は車速を、図7(B)はエンジン回転数を、図7(C)はエンジン水温を、図7(D)は強電系の発熱要求であり、横軸はいずれも時間である。
図7(C)に示すように、暖気後にEV走行モードにおいては徐々にはエンジン水温が低下する。エンジン水温が60℃に低下すると、エンジン10が始動するものとする。時刻t1において、温度に係わる環境情報に基づいて制御部30は図6のステップS304、S305の制御により、図7(D)に示すように、強電系発熱要求がオンになったとする。これにより、強電系発熱流路における流体媒体が加熱され、図7(C)の実線に示すように、エンジン水温の低下速度が鈍る。
図7(C)の点線は、流体媒体の加熱を行わなかった場合のエンジン水温を示す。流体媒体の加熱を行わなければ、エンジン水温が60℃に早く低下し、その結果、図7(B)の点線で示すように、早くエンジン10が始動する。しかし、強電系発熱流路における流体媒体を加熱した場合は、時刻t2でエンジン水温が60℃になり、この時、エンジン10が始動する。すなわち、図7(B)に示すT1の期間だけエンジンの始動を遅らせることができる。
次に、時刻t3において、温度に係わる環境情報に基づいて制御部30は図6のステップS304、S305の制御により、図7(D)に示すように、強電系発熱要求がオンになる。そして、流体媒体が加熱されるので、時刻t4でエンジン水温が60℃になり、この時、エンジン10が始動する。すなわち、図7(B)に示すT2の期間だけエンジンの始動を遅らせることができる。これにより、エンジン10の稼働を停止してEV走行している場合に、エンジン10の水温の低下速度を減らすことができ、エンジン10の再稼働までの時間を長くすることによりエンジン10の稼働時間を減らし、燃料と排気ガス低減に効果がある。なお、図7(A)に示す車速に応じて図7(B)に示すエンジン回転数は上下する。
図8は、冷温時のEV走行モードにおける強電系発熱の制御を示すタイムチャートである。図8(A)は車速を、図8(B)はエンジン回転数を、図8(C)はエンジン水温を、図8(D)は強電系の発熱要求であり、横軸はいずれも時間である。
車両がEV走行している場合に、時刻t1において、温度に係わる環境情報に基づいて制御部30は図6のステップS304、S305の制御により、図8(D)に示すように、強電系発熱要求がオンになったとする。これにより、強電系発熱流路における流体媒体が加熱され、図8(C)の実線に示すように、エンジン水温の上昇速度が速まる。図8(C)の点線は、流体媒体の加熱を行わなかった場合のエンジン水温を示す。時刻t2でエンジン10が始動する。このように、EV走行であっても、ヒーターコア13に温度が上昇した流体媒体が供給されるので、空調性能を高めることができる。また、EV走行時にエンジン水温を上昇させ、エンジン始動時の排気ガス濃度が低減する。
以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)ハイブリッド制御装置100は、シリンダヘッド11を有しかつ燃料燃焼型のエンジン10と、循環する流体媒体を冷却するラジエータ20と、走行用の電動機28と、電動機28を駆動する電力変換部25と、シリンダヘッド11と電力変換部25と電動機28を通って流体媒体を循環させる流路形成体(シリンダヘッド11と電力変換部25と電動機28を通る流路を形成)と、流路形成体の流路を制御すると供に、電動機28および電力変換部25の駆動を制御する制御部30とを備え、制御部30は、電力変換部25または電動機28の発熱を大きくして流体媒体を加熱する。これにより、EV走行中であっても必要に応じて流体媒体の温度を上げることにより、燃費を向上することができる。
(1)ハイブリッド制御装置100は、シリンダヘッド11を有しかつ燃料燃焼型のエンジン10と、循環する流体媒体を冷却するラジエータ20と、走行用の電動機28と、電動機28を駆動する電力変換部25と、シリンダヘッド11と電力変換部25と電動機28を通って流体媒体を循環させる流路形成体(シリンダヘッド11と電力変換部25と電動機28を通る流路を形成)と、流路形成体の流路を制御すると供に、電動機28および電力変換部25の駆動を制御する制御部30とを備え、制御部30は、電力変換部25または電動機28の発熱を大きくして流体媒体を加熱する。これにより、EV走行中であっても必要に応じて流体媒体の温度を上げることにより、燃費を向上することができる。
(2)ハイブリッド制御装置100の制御方法は、燃料燃焼型のエンジン10のシリンダヘッド11と走行用の電動機28を駆動する電力変換部25と電動機28とを通って流体媒体を循環させる強電系発熱流路を形成し、電力変換部25または電動機28の発熱を大きくして流体媒体を加熱する。これにより、EV走行中であっても必要に応じて流体媒体の温度を上げることにより、燃費を向上することができる。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
10・・・エンジン、11・・・シリンダヘッド、12・・・シリンダブロック、13・・・ヒーターコア、14・・・EGRクーラ、20・・・ラジエータ、21・・・リザーバタンク、22、24・・・流路切替弁、23・・・ウォータポンプ、25・・・電力変換部、26・・・バッテリ、27・・・発熱素子、28・・・電動機、29・・・発電機、30・・・制御部、100・・・ハイブリッド制御装置、251・・・インバータ、252・・・平滑コンデンサ、253・・・電動機制御部、Tuu・・・U相上アームスイッチング素子、Duu・・・U相上アームダイオード、Tul・・・U相下アームスイッチング素子、Dul・・・U相下アームダイオード、Tvu・・・V相上アームスイッチング素子、Dvu・・・V相上アームダイオード、Tvl・・・V相下アームスイッチング素子、Dvl・・・V相下アームダイオード、Twu・・・W相上アームスイッチング素子、Dwu・・・W相上アームダイオード、Twl・・・W相下アームスイッチング素子、Dwl・・・W相下アームダイオード。
Claims (11)
- シリンダヘッドを有しかつ燃料燃焼型のエンジンと、
循環する流体媒体を冷却するラジエータと、
走行用の電動機と、
前記電動機を駆動する電力変換部と、
前記シリンダヘッドと前記電力変換部と前記電動機を通って前記流体媒体を循環させる流路形成体と、
前記流路形成体の流路を制御すると供に、前記電動機および前記電力変換部の駆動を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電力変換部または前記電動機の発熱を大きくして前記流体媒体を加熱するハイブリッド制御装置。 - 請求項1に記載のハイブリッド制御装置において、
前記制御部は、前記電力変換部のスイッチング素子の駆動周波数を増加することにより前記流体媒体を加熱するハイブリッド制御装置。 - 請求項1に記載のハイブリッド制御装置において、
前記制御部は、前記電動機の無効電流を増加することにより前記流体媒体を加熱するハイブリッド制御装置。 - 請求項1に記載のハイブリッド制御装置において、
前記流路形成体の流路に発熱素子を設け、
前記制御部は、前記発熱素子を駆動することにより前記流体媒体を加熱するハイブリッド制御装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のハイブリッド制御装置において、
前記制御部は、前記エンジンの水温、前記エンジンの水温の低下速度、車両の外気温度、エアコンからの発熱指令、ブロアファン信号または前記車両の減速度の少なくとも一つに基づいて、および前記電力変換部に直流電力を供給するバッテリのSOCに基づいて、前記流体媒体の加熱を制御するハイブリッド制御装置。 - 請求項5に記載のハイブリッド制御装置において、
前記制御部は、前記バッテリのSOCの優先度を高くして、前記バッテリのSOCに基づいて、前記流体媒体を加熱するハイブリッド制御装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のハイブリッド制御装置において、
前記制御部は、前記流体媒体が前記シリンダヘッドからヒーターコアを経て前記電力変換部へと循環する強電系発熱流路を形成するように前記流路形成体の流路を制御するハイブリッド制御装置。 - 請求項7に記載のハイブリッド制御装置において、
前記制御部は、車両がEV走行である場合に、前記強電系発熱流路を形成するハイブリッド制御装置。 - 請求項7に記載のハイブリッド制御装置において、
前記制御部は、車両がエンジン走行である場合に、前記流体媒体が前記シリンダヘッドから前記ヒーターコアおよび前記ラジエータを経て循環するエンジン冷却流路を形成するように前記流路形成体の流路を制御するハイブリッド制御装置。 - 燃料燃焼型のエンジンのシリンダヘッドと走行用の電動機を駆動する電力変換部と前記電動機とを通って流体媒体を循環させる強電系発熱流路を形成し、
前記電力変換部または前記電動機の発熱を大きくして前記流体媒体を加熱するハイブリッド制御装置の制御方法。 - 請求項10に記載のハイブリッド制御装置の制御方法において、
車両がEV走行である場合に、前記強電系発熱流路を形成し、
前記エンジンの水温、前記エンジンの水温の低下速度、前記車両の外気温度、エアコンからの発熱指令、ブロアファン信号または前記車両の減速度の少なくとも一つに基づいて、および前記電力変換部に直流電力を供給するバッテリのSOCに基づいて、前記流体媒体の加熱を制御するハイブリッド制御装置の制御方法。
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