JP4364567B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関及びモータを併用して走行駆動するハイブリッド車両に搭載され、少なくとも内燃機関またはモータの何れか一方の駆動力を駆動輪に伝達するハイブリッド車両の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、駆動源としての内燃機関およびモータを備え、少なくとも内燃機関またはモータの何れか一方の駆動力を駆動輪に伝達して走行するハイブリッド車両において、内燃機関の停止状態において空調装置のコンプレッサを駆動可能な電動モータを具備するハイブリッドコンプレッサを備えたハイブリッド車両の制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−159338号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来技術の一例に係るハイブリッド車両の制御装置において、例えば、単に、内燃機関の作動時には内燃機関の駆動力によりコンプレッサを駆動し、内燃機関の停止状態においては電動モータによりコンプレッサを駆動するように切り換えるだけでは、車両の運転状態に応じた適切な駆動制御を行うことができず、システム全体におけるエネルギー効率や燃費を向上させることが困難になるという問題が生じる。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、内燃機関および電装系からの電力供給を駆動源とする空調装置を車両の運転状態に応じて効率よく作動させることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項1に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、動力源としての内燃機関およびモータと、前記モータと電気エネルギーの授受を行う蓄電装置(例えば、実施の形態でのバッテリ3)とを備え、少なくとも前記内燃機関または前記モータの何れか一方をトランスミッションを介して自車両の駆動輪に連結し、駆動力を前記駆動輪に伝達するハイブリッド車両の制御装置であって、少なくとも前記内燃機関または前記モータおよび前記蓄電装置を備えて構成される電装系からの電力供給を駆動源とする空調システム(例えば、実施の形態でのハイブリッドエアコンコンプレッサ(HBAC)6および空調装置用モータ)を備え、前記内燃機関は、全ての気筒を稼働する全筒運転と一部の気筒を休止して運転する休筒運転とに切換可能な可変気筒内燃機関であって、前記内燃機関の休筒運転時において、前記内燃機関および前記モータからなるパワープラントから出力可能なパワープラントトルクに対する目標トルク(例えば、実施の形態でのパワープラント(P/P)目標トルク)が、前記内燃機関から出力可能なエンジントルクの上限値(例えば、実施の形態での休筒上限ENGトルク)と前記モータから出力可能なモータトルクの上限値とを加算して得た休筒上限トルクから、前記内燃機関の駆動力により前記空調システムを駆動する際に要するトルク(例えば、実施の形態でのB_COMPトルク)を減算して得たトルクよりも大きい場合に、前記空調システムの駆動源を前記電装系からの電力供給に設定する電動駆動選択手段(例えば、実施の形態でのステップS08およびステップS02)を備え、前記目標トルクが、前記休筒上限トルクから、前記内燃機関の駆動力により前記空調システムを駆動する際に要するトルクを減算して得たトルクよりも小さい場合に、前記電装系からの電力供給により前記空調システムを駆動する際の駆動効率が前記内燃機関の駆動力により前記空調システムを駆動する際の駆動効率よりも大きいか否かを判定する駆動効率判定手段と、前記駆動効率判定手段の判定結果に応じて前記空調システムの駆動源を前記電装系からの電力供給または前記内燃機関に切り替える駆動源切替手段とを備えることを特徴としている。
【0007】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の休筒運転時において空調システムの駆動源を内燃機関から、電装系からの電力供給へと変更することによって、空調システムを駆動する際に要するトルクに相当する分だけ内燃機関の負荷を低減させることができ、パワープラントから出力可能なパワープラントトルクの目標トルクに対して、休筒運転を継続する領域を拡大させることができ、燃費を向上させることができる。
さらに、駆動効率判定手段の判定結果に応じて空調システムの駆動源を電装系からの電力供給または内燃機関に切り換えることにより、空調システムの駆動時における車両全体でのエネルギー効率を向上させることができる。
【0010】
さらに、請求項2に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記内燃機関の排気ガスを浄化する触媒の温度が所定温度よりも高いか否かを判定する触媒温度判定手段(例えば、実施の形態でのステップS09)を備え、前記電動駆動選択手段は、前記触媒温度判定手段にて前記触媒の温度が所定温度よりも高いと判定された場合に、前記空調システムの駆動源を前記電装系からの電力供給に設定することを特徴としている。
【0011】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、触媒の温度が所定温度よりも高い場合に、空調システムの駆動源を内燃機関から、電装系からの電力供給へと変更することによって、空調システムを駆動する際に要するトルクに相当する分だけ内燃機関の負荷を低減させることができ、これに伴い触媒の温度を低減させることができ、触媒が過剰な高温状態になることを防止して、触媒が劣化してしまうことを抑制することができる。
【0012】
さらに、請求項3に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記空調システムは、前記電装系からの電力供給により駆動される電動モータ(例えば、実施の形態での空調装置用モータ)と、前記電動モータの回転軸に連結された駆動軸を具備する圧縮装置(例えば、実施の形態でのハイブリッドエアコンコンプレッサ(HBAC)6)とを備え、前記圧縮装置の前記駆動軸は、回転動力伝達部材(例えば、実施の形態でのクランク軸プーリおよび駆動軸プーリおよびベルト)および接続分離部材(例えば、実施の形態でのクラッチ)を介して前記内燃機関のクランクシャフトに分離可能に連結されてなることを特徴としている。
【0013】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、駆動源切換手段は、空調システムの駆動源を内燃機関に設定する際には接続分離部材を接続状態に設定し、空調システムの駆動源を電装系からの電力供給に設定する際には接続分離部材を分離状態に設定する。これにより、単一の圧縮装置によって空調システムを構成することができる。
【0014】
さらに、請求項4に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記空調システムは、前記電装系からの電力供給により駆動される電動モータ(例えば、実施の形態での空調装置用モータ)と、前記電動モータの回転軸に連結された駆動軸を有する第1の圧縮装置(例えば、実施の形態での電動コンプレッサ)と、回転動力伝達部材を介して前記内燃機関のクランクシャフトに連結された駆動軸を有する第2の圧縮装置(例えば、実施の形態でのベルト駆動コンプレッサ)とを備えることを特徴としている。
【0015】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、第1の圧縮装置と第2の圧縮装置とを互いに独立に制御することができ、空調システムを容易に駆動制御することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置ついて添付図面を参照しながら説明する。
図1はこの発明の実施形態に係るパラレルハイブリッド車両を示し、内燃機関E、モータM、トランスミッションTを直列に直結した構造のものである。内燃機関EおよびモータMの両方の駆動力は、例えばオートマチックトランスミッション(AT)あるいはマニュアルトランスミッション(MT)等のトランスミッションTから左右の駆動輪(前輪あるいは後輪)W,W間で駆動力を配分するディファレンシャル(図示略)を介して車両の駆動輪W,Wに伝達される。また、ハイブリッド車両の減速時に駆動輪W側からモータM側に駆動力が伝達されると、モータMは発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【0017】
例えば3相のDCブラシレスモータ等からなるモータMは、パワードライブユニット(PDU)2に接続されている。パワードライブユニット2は、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調(PWM)によるPWMインバータを備え、モータMと電力(モータMの力行(駆動またはアシスト)動作時にモータMに供給される供給電力や回生動作時にモータMから出力される回生電力)の授受を行う高圧系のニッケル−水素バッテリ(バッテリ)3が接続されている。
そして、モータMの駆動及び回生作動は、制御部1からの制御指令を受けてパワードライブユニット2により行われる。すなわち、パワードライブユニット2は、例えばモータMの駆動時には、制御部1から出力されるトルク指令に基づき、バッテリ3から出力される直流電力を3相交流電力に変換してモータMへ供給する。一方、モータMの回生動作時には、モータMから出力される3相交流電力を直流電力に変換してバッテリ3を充電する。
【0018】
そして、各種補機類を駆動するための12ボルトの補助バッテリ4は、DC−DCコンバータであるダウンバータ5を介して、パワードライブユニット2およびバッテリ3に対して並列に接続されている。制御部1により制御されるダウンバータ5は、パワードライブユニット2やバッテリ3の電圧を降圧して補助バッテリ4を充電する。
【0019】
また、内燃機関Eのクランクシャフトには、例えばベルトおよびクラッチ等を介して、空調装置用のハイブリッドエアコンコンプレッサ(HBAC)6に具備される空調装置用モータ(図示略)の回転軸が接続され、この空調装置用モータは、空調装置用インバータ(HBAC INV)7に接続されている。空調装置用インバータ7は、パワードライブユニット2およびバッテリ3に対して並列に接続され、制御部1の制御により、パワードライブユニット2やバッテリ3から出力される直流電力を3相交流電力に変換して空調装置用モータへ供給し、ハイブリッドエアコンコンプレッサ6を駆動制御する。
すなわち、前記ハイブリッドエアコンコンプレッサ6は、少なくとも内燃機関Eの駆動力または空調装置用モータの力行動作時の駆動力の何れか一方の駆動力により、駆動負荷量、例えば冷媒の吐出容量が可変制御される。つまり、ハイブリッドエアコンコンプレッサ6における「ハイブリッド」とは、内燃機関Eと空調装置用モータの何れでも駆動できることを意味している。
【0020】
なお、内燃機関Eと空調装置用モータとの間には、例えば内燃機関Eのクランクシャフトと一体に設けられたクランク軸プーリと、このクランク軸プーリと対をなし、クラッチを介して空調装置用モータの回転軸と接続可能な駆動軸と一体に設けられた駆動軸プーリと、クランク軸プーリおよび駆動軸プーリ間に掛け渡されたベルトとが備えられている。すなわち、クランク軸プーリおよび駆動軸プーリ間においては、ベルトを介して駆動力が伝達される。
【0021】
内燃機関Eは、いわゆるSOHCのV型6気筒エンジンであって、一方のバンクの3つの気筒は気筒休止運転可能な可変バルブタイミング機構VTを備えた構造で、他方のバンクの3つの気筒は気筒休止運転(休筒運転)を行わない通常の動弁機構(図示せず)を備えた構造となっている。そして、気筒休止可能な3気筒は各々2つの吸気弁と2つの排気弁が油圧ポンプ11、スプールバルブ12、気筒休止側通路13、気筒休止解除側通路14を介して可変バルブタイミング機構VTにより閉状態を維持できるような構造となっている。
すなわち、内燃機関Eは、片側のバンクの3つの気筒が休止した状態の3気筒運転(休筒運転)と、両方のバンクの6気筒全部が駆動する6気筒運転(全筒運転)とが切り換えられることとなる。
【0022】
具体的には、油圧ポンプ11から潤滑系配管11aを介してエンジン潤滑系へ供給される作動油の一部が、制御部1により制御されるソレノイドを具備するスプールバルブ12を介して、気筒休止可能なバンクの気筒休止側通路13に供給されると、各々ロッカーシャフト15に支持され、それまで一体で駆動していたカムリフト用ロッカーアーム16a(16b)と弁駆動用ロッカーアーム17a,17a(17b,17b)が分離して駆動可能となるため、カムシャフト18の回転により駆動するカムリフト用ロッカーアーム16a,16bの駆動力が弁駆動用ロッカーアーム17a,17bに伝達されず、吸気弁と排気弁が閉状態のままとなる。これにより3つの気筒の吸気弁と排気弁が閉状態となる休筒運転を行うことができる。
そして、内燃機関Eは制振装置(ACM:Active Control Engine Mount)19を介して車体に搭載され、制振装置19は、内燃機関Eの運転状態つまり3気筒運転(休筒運転)と6気筒運転(全筒運転)との切り換えに伴う車体振動の発生を抑制するようになっている。
【0023】
また、この内燃機関Eには、スロットルバルブ(図示略)を電子制御する電子制御スロットル(ETCS:Electronic Throttle Control System)20が備えられている。
電子制御スロットル20は、例えば、運転者によるアクセルペダル(図示略)の操作量に係るアクセルペダル開度、および、例えば車両の速度(車速)VPやエンジン回転数NE等の車両の運転状態、および、例えば内燃機関EとモータMとの間のトルク配分等に基づいて制御部1にて算出されるスロットル開度に応じて、ETCSドライバを駆動し、スロットルバルブを直接的に制御する。
【0024】
例えばオートマチックトランスミッション(AT)とされるトランスミッションTは、ロックアップクラッチ(LC)21を具備するトルクコンバータ22を備えて構成され、さらに、トルクコンバータ22およびトランスミッションTの変速動作を駆動制御するための油圧を発生する電動オイルポンプ23が備えられている。
なお、電動オイルポンプ23は、バッテリ3からの電力供給により制御部1により駆動制御される。
【0025】
トルクコンバータ22は、内部に封入された作動油(ATF:Automatic Transmission Fluid)の螺旋流によってトルクの伝達を行うものであって、ロックアップクラッチ21の係合が解除されたLC_OFF状態では、作動油を介してモータMの回転軸からトランスミッションTの入力軸へとトルクが伝達(例えば、増幅伝達)される。
また、ロックアップクラッチ21が係合状態に設定されたLC_ON状態では、作動油を介さず直接にモータMの回転軸からトランスミッションTの入力軸へと回転駆動力が伝達される。
【0026】
また、ブレーキペダル(図示略)には倍力装置BSが連係され、この倍力装置BSにはブレーキマスターパワー内負圧を検出するマスターパワー内負圧センサS9が設けられている。
また、駆動輪Wにはブレーキデバイス24が備えられ、このブレーキデバイス24は制御部1の制御によって車両の急激な挙動変化の発生を抑制するものであって、例えば、滑りやすい路面等での駆動輪Wの空転を防止したり、オーバーステアやアンダーステア等の横すべリの発生を抑制したり、制動時に駆動輪Wがロック状態となることを防止して、車両の所望の駆動力および操舵能力を確保し、車両の姿勢を安定化させると共に、クリープ力による走行を補助し、例えば内燃機関Eの停止時における勾配路での後退防止等を行う。
【0027】
制御部1には、例えば、車両の速度(車速)VPを検出する車速センサS1からの検出信号と、エンジン回転数NEを検出するエンジン回転数センサS2からの検出信号と、トランスミッションTのシフトポジションSHを検出するシフトポジションセンサS3からの検出信号と、ブレーキ(Br)ペダルの操作状態BRK_SWを検出するブレーキスイッチS4からの検出信号と、アクセルペダルの操作量に係るアクセルペダル開度APを検出するアクセルペダル開度センサS5からの検出信号と、スロットル開度THを検出するスロットル開度センサS6からの検出信号と、吸気管負圧PBを検出する吸気管負圧センサS7からの検出信号と、バッテリ3の温度TBATを検出するバッテリ温度センサS8からの検出信号と、マスターパワー内負圧センサS9からの検出信号と、気筒休止時において気筒休止解除側通路14の油圧を検出するPOILセンサS10からの検出信号と、パワードライブユニット2の温度TPDUを検出するPDU温度センサS11からの検出信号と、ダウンバータ5の温度TDVを検出するDV温度センサS12からの検出信号等とが入力されている。
【0028】
そして、制御部1は、例えば、ブレーキデバイス24を駆動制御して車両の挙動を安定化させるVSA(VSA:Vehicle Stability Assist)ECU31と、制振装置19を駆動制御して内燃機関Eの運転状態に起因する車体振動の発生を抑制するACMECU32と、モータMの駆動および回生作動を制御するMOTECU33と、空調装置用のハイブリッドエアコンコンプレッサ6および空調装置用インバータ7を駆動制御するA/CECU34と、例えばパワードライブユニット2およびバッテリ3およびダウンバータ5およびモータM等からなる高圧電装系の監視および保護やパワードライブユニット2およびダウンバータ5の動作制御を行うHVECU35と、FI/AT/MGECU36とを備えて構成され、各ECU31,…,36は相互に通信可能に接続されている。また、各ECU31,…,36は各種の状態量を表示する計器類からなるメータ37に接続されている。
【0029】
例えば図2に示すように、FI/AT/MGECU36は、例えば内燃機関Eへの燃料供給や点火タイミング等を制御するA/F(空燃比)制御部41およびIG(イグニッション)制御部42と、トルクマネジメント部43と、パワーマネジメント部44と、エネルギーマネジメント部45とを具備するFI/MG−CPU46と、例えばトランスミッションTの変速動作およびロックアップクラッチ21の作動状態等を制御するAT−CPU47とを備えて構成されている。
【0030】
トルクマネジメント部43において、ドライバ要求トルク算出部51は、例えばアクセルペダル(AP)開度と、エンジン回転数NEと、車速VPと、シフトポジションSHと、ブレーキペダルの操作状態BRK_SWと、車両制動時に駆動輪Wがロックされることをブレーキデバイス24によって防止するアンチロックブレーキ動作の作動状態ABSとの各検出信号に基づき、車両の運転者のアクセル操作に応じて運転者から要求されるトルク値(ドライバ要求トルク)を算出し、第1トルク選択部52へ出力する。
また、C/C(クルーズコントロール)制御部53は、例えば、車速センサS1にて検出される車速VPが、車両の走行速度の目標値である目標車速となるように内燃機関EおよびモータMを制御する定速走行制御時や、先行車両に対して所定車間距離を維持した状態で追従する追従走行制御時等のように、予め車両の運転者の入力操作に応じて設定された所定の走行条件を満たす走行制御時、つまりクルーズコントロール時に目標とされるトルク値(C/C要求トルク)を算出し、第1トルク選択部52へ出力する。
第1トルク選択部52は、ドライバ要求トルクまたはC/C要求トルクの何れか大きい方のトルク値を選択し、トルク切替部54へ出力する。これにより、例えばクルーズコントロール時であっても、車両の運転者によるアクセル操作に応じたドライバ要求トルクがC/C要求トルクを超える場合にはドライバ要求トルクに応じたトルクが出力されるようになっている。
【0031】
トルク切替部54は、第1トルク選択部52から入力されるトルク値またはAT―CPU47から入力されるAT要求トルクの何れか一方を選択して、第2トルク選択部55へ出力する。
なお、AT―CPU47は、例えばトランスミッションTの変速制御において設定されるトルク値や、例えばロックアップクラッチ21の駆動時やシフトダウン等の変速時においてトランスミッションTの入力軸とモータMとの回転数の同期等の協調制御を行う際に目標とされるトルク値や、例えば運転者によるアクセルペダル操作およびブレーキペダル操作が同時に行われた場合等でのトランスミッションTの保護制御において設定されるトルク値のうち何れか1つのトルク値をAT要求トルクとして選択している。
また、AT―CPU47は、ロックアップクラッチ21を駆動する油圧をLCリニアソレノイドによって電子制御しており、ロックアップクラッチ21の係合状態であるLC_ON状態と、係合が解除されたLC_OFF状態とに加えて、ロックアップクラッチ21に適宜の滑りを生じさせる中間状態での作動を設定可能である。
【0032】
第2トルク選択部55は、トルク切替部54から入力されるトルク値またはVSAECU31から入力されるVSA要求トルクの何れか小さい方のトルク値を選択し、このトルク値をクランク軸のトルク(クランク端トルク)、つまり駆動輪Wの実質的な回転に対する目標のトルク値として設定し、第1加算部56へ出力する。
また、補機トルク−ENGフリクション算出部57は、例えば空調装置の突出圧(PD)に基づき、補機駆動に要する補機トルク(HAC)を算出すると共に、内燃機関Eの暖機運転完了後のエンジンフリクションの値を基準とした際の低温状態でのエンジンフリクションの増大分に基づき、内燃機関Eのエンジン(ENG)フリクションに係るトルク値を算出し、第1加算部56へ出力する。
第1加算部56は、クランク端トルクと補機トルク−ENGフリクション算出部57から入力されるトルク値とを加算して得た値を、パワープラント(つまり内燃機関EおよびモータM)から出力されるトルクに対する目標トルクであるパワープラント(P/P)トルクとして設定し、トルク配分算出部58へ出力する。
【0033】
トルク配分算出部58は、気筒休止制御部59から出力される内燃機関Eの休筒運転の実行有無に係る休筒判断と、パワーマネジメント部44から出力されるモータMに対する制限トルクおよび要求トルクとに基づき、内燃機関EおよびモータMの所定運転状態を指定する要求トルクモードを選択し、この選択結果に応じて、内燃機関EおよびモータMの各トルク指令に対するパワープラント(P/P)トルクの配分を設定する。
なお、気筒休止制御部59には、後述するパワーマネジメント部44から出力されるモータMに対する制限トルクが入力されており、気筒休止制御部59は、モータMに対する制限トルクに応じて休筒運転の実行有無を判定している。
【0034】
パワーマネジメント部44は、例えば、HVECU35から出力されるバッテリ(BATT)保護制限電力またはエネルギーマネジメント部45から出力される充放電制限電力量の何れか小さい方に基づいてモータ(MOT)制限トルクを算出し、算出したモータ制限トルクまたはHVECU35から出力されるモータ(MOT)巻線保護制限トルクの何れか小さい方を制限トルクとして設定し、トルク配分算出部58および気筒休止制御部59へ出力する。
また、パワーマネジメント部44は、例えば、HVECU35から出力されるバッテリ(BATT)保護制限電力またはエネルギーマネジメント部45から出力される要求充放電電力量の何れか小さい方に基づいてモータ(MOT)要求トルクを算出し、算出したモータ要求トルクまたはHVECU35から出力されるモータ(MOT)巻線保護制限トルクの何れか小さい方を要求トルクとして設定し、トルク配分算出部58へ出力する。
【0035】
なお、エネルギーマネジメント部45から出力される充放電制限電力量および要求充放電電力量は、例えばバッテリ3および補助バッテリ4の充電状態に応じて設定される充電および放電に対する制限量および要求量である。
また、HVECU35から出力されるバッテリ(BATT)保護制限電力は、例えばバッテリ3および補助バッテリ4および他の高圧電装機器の温度状態に応じて設定されるバッテリ3の出力電力の制限値であり、モータ(MOT)巻線保護制限トルクは、モータMの温度状態に応じて設定されるモータMの出力トルクの制限値である。
【0036】
トルク配分算出部58にて算出された内燃機関Eのトルク指令は減算部60に入力されており、減算部60は内燃機関Eのトルク指令から後述するフィードバック(F/B)処理部67から入力されるトルク値を減算して得た値を目標TH算出部61へ入力する。目標TH算出部61は、入力されたトルク値に基づいて、ETCSドライバの駆動に係る電子スロットル開度THに対する目標値を算出し、第3トルク選択部62へ出力する。
【0037】
第3トルク選択部62は、目標TH算出部61から入力される電子スロットル開度THの目標値またはアイドル制御部63から出力されるアイドル開度の何れか大きい方のスロットル開度値を選択し、このスロットル開度値をETCSドライバ64へ出力する。
なお、アイドル制御部63から出力されるアイドル開度は、例えば内燃機関Eのアイドル運転時において、エンジン回転数NEが所定回転数未満となることを防止するためのスロットル開度THに対する制限値である。
【0038】
また、トルクマネジメント部43のENGトルク算出部65には、エアーフローメータ(AFM)66にて検出された内燃機関Eの吸気空気量(もしくは供給酸素量)の検出信号が入力され、ENGトルク算出部65は吸気空気量の検出値に基づいて内燃機関Eから出力されるENGトルクを算出し、フィードバック(F/B)処理部67および第2加算部68へ出力する。
フィードバック(F/B)処理部67は、トルク配分算出部58にて算出された内燃機関Eのトルク指令に対して、例えばエアーフローメータ66の検出値に基づくENGトルクの算出誤差や、例えば内燃機関Eの応答特性や経年劣化や内燃機関Eの量産時における性能ばらつき等をフィードバック処理によって補正するものであって、ENGトルク算出部65にて算出されたENGトルクを減算部60へ入力する。
【0039】
第3加算部68は、ENGトルク算出部65にて算出されたENGトルクと、補機トルク−ENGフリクション算出部57から入力されるトルク値と、MOTECU33から入力されるモータ実トルクとを加算して得たトルク値を実トルク算出部69へ入力しており、実トルク算出部69は入力されたトルク値に基づき、実際にパワープラント(つまり内燃機関EおよびモータM)から出力される実トルク値を算出する。
なお、MOTECU33には、トルクマネジメント部43のトルク配分算出部58にて算出されたモータMのトルク指令がHVECU35を介して入力されており、MOTECU33は、入力されたトルク指令に基づき、実際にモータMから出力されるモータ実トルクを算出し、HVECU35を介してトルクマネジメント部43の第3加算部68へ入力する。
また、実トルク算出部69にて算出された実トルク値は、AT―CPU47に入力されており、この実トルク値に基づいてロックアップクラッチ21を駆動する油圧がLCリニアソレノイドによって電子制御されている。
【0040】
なお、トルクマネジメント部43において算出される各トルク値は、A/F(空燃比)制御部41およびIG(イグニッション)制御部42において制御される内燃機関Eの点火タイミングや空燃比やフューエルカット(燃料供給停止)の有無等に応じて補正されるようになっている。
【0041】
本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置は上記構成を備えており、次に、このハイブリッド車両の制御装置の動作、特に、ハイブリッドエアコンコンプレッサ6の駆動源を内燃機関EとするB_COMP駆動と、空調装置用インバータ7からの電力供給によりハイブリッドエアコンコンプレッサ6を駆動するE_COMP駆動とを切り換える制御について説明する。
【0042】
先ず、図3に示すステップS01においては、車両がアイドル停止状態であることを示すアイドル停止フラグF_IDLESTPのフラグ値が「1」であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合、つまりアイドル停止状態である場合には、ステップS02に進み、空調装置用インバータ7からの電力供給によりハイブリッドエアコンコンプレッサ6を駆動するE_COMP駆動の実行を示す電動フラグF_ECMCNDのフラグ値に「1」を設定して、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS03に進む。
【0043】
ステップS03においては、バッテリ3の残容量QBAT(バッテリ残容量SOCと同等)が所定の下限残容量QCOMLよりも小さいか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、ステップS04に進み、電動フラグF_ECMCNDのフラグ値に「0」を設定、つまり内燃機関Eの駆動力によりハイブリッドエアコンコンプレッサ6を駆動する状態を設定して、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS05に進む。
ステップS05においては、バッテリ3の残容量QBAT(バッテリ残容量SOCと同等)が所定の上限残容量QCOMHよりも大きいか否かを判定する。
ステップS05での判定結果が「YES」の場合には、上述したステップS02に進む。
一方、ステップS05での判定結果が「NO」の場合には、ステップS06に進む。
【0044】
ステップS06においては、車両が減速状態で内燃機関Eへの燃料供給を停止している減速F/C状態であるか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、モータMの回生作動による回生エネルギーによってバッテリ3の充電や空調装置用インバータ7への電力供給が可能であると判断して、上述したステップS02に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS07に進む。
ステップS07においては、内燃機関Eが休筒運転の状態であるか否かを判定する。
ステップS09での判定結果が「NO」の場合、つまり全筒運転の状態である場合には、後述するステップS09に進む。
一方、ステップS09での判定結果が「YES」の場合、つまり休筒運転の状態である場合には、ステップS08に進む。
【0045】
ステップS08においては、内燃機関EおよびモータMからなるパワープラントから出力可能なトルクに対する目標トルクであるパワープラント(P/P)目標トルクが、休筒運転時に内燃機関Eから出力可能なENGトルクの上限値である休筒上限ENGトルクに、例えば高圧電装系のエネルギー状態や車両の運転状態等に応じて設定されるモータトルクの上限値を加算して得た休筒上限トルクから、内燃機関Eによりハイブリッドエアコンコンプレッサ6を駆動する際に要する駆動トルクの推定値であるB_COMPトルクを減算して得た値よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、上述したステップS02に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS09に進む。
【0046】
ステップS09においては、排気ガス中のHC,CO,NOx等の浄化を行う触媒の温度TCATが、所定の活性温度#TC(例えば、880℃等)よりも高いか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合には、上述したステップS02に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合には、ステップS10に進む。
【0047】
ステップS10においては、空調装置用インバータ7からの電力供給によりハイブリッドエアコンコンプレッサ6を駆動するE_COMP駆動における空調装置用モータの回転数NECOMPTGに、所定の電動コンプレッサ容量#CECOMPを乗算して得た値を、さらに動力と電力との変換係数#EIMAECOMで除算して得た値が、エンジン回転数NEと、所定のベルト駆動コンプレッサ容量#CBCOMPと、内燃機関Eと空調装置用モータとの間に設けられたクランク軸プーリおよび駆動軸プーリに対する所定のプーリ比#KPBCOMPとを乗算して得た値よりも小さいか否か、つまりE_COMP駆動の総合的な駆動効率がB_COMP駆動の総合的な駆動効率よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「YES」の場合、つまりE_COMP駆動の仕事量がB_COMP駆動の仕事量よりも大きく、E_COMP駆動の駆動効率がB_COMP駆動の駆動効率よりも大きい場合には、上述したステップS02に進む。
一方、この判定結果が「NO」の場合、つまりE_COMP駆動の仕事量がB_COMP駆動の仕事量以下であり、E_COMP駆動の駆動効率がB_COMP駆動の駆動効率以下である場合には、上述したステップS04に進む。
【0048】
上述したように、本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置によれば、E_COMP駆動の総合的な駆動効率とB_COMP駆動の総合的な駆動効率との比較結果に応じて、E_COMP駆動またはB_COMP駆動の実行を切り換えることにより、ハイブリッドエアコンコンプレッサ6の駆動時における車両全体でのエネルギー効率を向上させることができる。
しかも、内燃機関Eの休筒運転時においてB_COMP駆動からE_COMP駆動へと変更することによって、ハイブリッドエアコンコンプレッサ6を駆動する際に要するB_COMPトルクに相当する分だけ内燃機関Eの負荷を低減させることができ、パワープラント(P/P)目標トルクに対して、休筒運転を継続する領域を拡大させることができ、燃費を向上させることができる。また、触媒の温度TCATに応じてB_COMP駆動からE_COMP駆動へと変更することによって、触媒が過剰な高温状態になることを防止して、触媒が劣化してしまうことを抑制することができる。
【0049】
なお、上述した実施の形態において、ハイブリッドエアコンコンプレッサ6は、空調装置用インバータ(HBAC INV)7からの電力供給により駆動されると共に、クラッチおよびベルトを介して内燃機関Eのクランクシャフトに対して切断可能に連結された空調装置用モータを備えるとしたが、これに限定されず、例えば、ハイブリッドエアコンコンプレッサ6を、空調装置用インバータ(HBAC INV)7からの電力供給により駆動される電動コンプレッサと、この電動コンプレッサとは独立して、ベルトを介して内燃機関Eのクランクシャフトに連結されるベルト駆動コンプレッサとを備えて構成してもよい。
【0050】
なお、上述した実施の形態において、ハイブリッドエアコンコンプレッサ6は、空調装置用インバータ(HBAC INV)7を介してパワードライブユニット2やバッテリ3に対して並列に接続され、パワードライブユニット2やバッテリ3から出力される高圧系の直流電力により駆動されるとしたが、これに限定されず、例えばハイブリッドエアコンコンプレッサ6は、DC−DCコンバータであるダウンバータ5やその他の降圧装置(降圧回路等)を介して、パワードライブユニット2およびバッテリ3に対して並列に接続され、パワードライブユニット2やバッテリ3の電圧を降圧して得た相対的に低い電圧によって駆動されてもよい。
【0051】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、パワープラントから出力可能なパワープラントトルクの目標トルクに対して、休筒運転を継続する領域を拡大させることができ、燃費を向上させることができる。さらに、空調システムの駆動時における車両全体でのエネルギー効率を向上させることができる。
さらに、請求項2に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、触媒が過剰な高温状態になることを防止して、触媒が劣化してしまうことを抑制することができる。
さらに、請求項3に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、単一の圧縮装置によって空調システムの構成を簡略化することができる。
さらに、請求項4に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、第1の圧縮装置と第2の圧縮装置とを互いに独立に制御することができ、空調システムを容易に駆動制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成図である。
【図2】 図1に示す制御部の機能ブロック図である。
【図3】 ハイブリッドエアコンコンプレッサの駆動源を内燃機関EとするB_COMP駆動と、空調装置用インバータからの電力供給によりハイブリッドエアコンコンプレッサを駆動するE_COMP駆動とを切り換える制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 制御部
3 バッテリ(蓄電装置)
6 ハイブリッドエアコンコンプレッサ(HBAC)(空調システム、圧縮装置)
ステップS02 電動駆動選択手段
ステップS02,ステップS04 駆動源切換手段
ステップS02およびステップS08 電動駆動選択手段
ステップS09 触媒温度判定手段
ステップS10 駆動効率判定手段
Claims (4)
- 動力源としての内燃機関およびモータと、前記モータと電気エネルギーの授受を行う蓄電装置とを備え、
少なくとも前記内燃機関または前記モータの何れか一方をトランスミッションを介して自車両の駆動輪に連結し、駆動力を前記駆動輪に伝達するハイブリッド車両の制御装置であって、
少なくとも前記内燃機関または前記モータおよび前記蓄電装置を備えて構成される電装系からの電力供給を駆動源とする空調システムを備え、
前記内燃機関は、全ての気筒を稼働する全筒運転と一部の気筒を休止して運転する休筒運転とに切換可能な可変気筒内燃機関であって、
前記内燃機関の休筒運転時において、前記内燃機関および前記モータからなるパワープラントから出力可能なパワープラントトルクに対する目標トルクが、前記内燃機関から出力可能なエンジントルクの上限値と前記モータから出力可能なモータトルクの上限値とを加算して得た休筒上限トルクから、前記内燃機関の駆動力により前記空調システムを駆動する際に要するトルクを減算して得たトルクよりも大きい場合に、前記空調システムの駆動源を前記電装系からの電力供給に設定する電動駆動選択手段を備え、
前記目標トルクが、前記休筒上限トルクから、前記内燃機関の駆動力により前記空調システムを駆動する際に要するトルクを減算して得たトルクよりも小さい場合に、前記電装系からの電力供給により前記空調システムを駆動する際の駆動効率が前記内燃機関の駆動力により前記空調システムを駆動する際の駆動効率よりも大きいか否かを判定する駆動効率判定手段と、
前記駆動効率判定手段の判定結果に応じて前記空調システムの駆動源を前記電装系からの電力供給または前記内燃機関に切り替える駆動源切替手段とを備える
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 前記内燃機関の排気ガスを浄化する触媒の温度が所定温度よりも高いか否かを判定する触媒温度判定手段を備え、
前記電動駆動選択手段は、前記触媒温度判定手段にて前記触媒の温度が所定温度よりも高いと判定された場合に、前記空調システムの駆動源を前記電装系からの電力供給に設定することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記空調システムは、前記電装系からの電力供給により駆動される電動モータと、前記電動モータの回転軸に連結された駆動軸を具備する圧縮装置とを備え、
前記圧縮装置の前記駆動軸は、回転動力伝達部材および接続分離部材を介して前記内燃機関のクランクシャフトに分離可能に連結されてなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 前記空調システムは、前記電装系からの電力供給により駆動される電動モータと、前記電動モータの回転軸に連結された駆動軸を有する第1の圧縮装置と、
回転動力伝達部材を介して前記内燃機関のクランクシャフトに連結された駆動軸を有する第2の圧縮装置とを備えることを特徴とする請求項1から請求項3の何れかひとつに記載のハイブリッド車両の制御装置。
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