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図面 (4)

課題

従来よりもエンジン暖機を促進することができるハイブリッド車両を提供する。

解決手段

制御装置70は、エンジン10が冷間時であるときは、エンジンクラッチ14を接状態にしてエンジン10を駆動することで、モータージェネレーター21に発電をさせて高電圧バッテリー24を充電し、その高電圧バッテリー24のSOC値が、予め設定された上限SOC値以上となったとき、HEV減速状態になったときは、エンジンクラッチ14を断状態にし、かつモータークラッチ15を接状態にした後に、エンジン10の回転数を増加させ、かつ排気ブレーキバルブ43を全閉する制御を行う。

概要

背景

近年、燃費向上及び環境対策などの観点から、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両(以下「HEV」という。)が注目されている。このHEVにおいては、車両の加速時や発進時には、モータージェネレーターによる駆動力アシストが行われる一方で、慣性走行時や制動時にはモータージェネレーターによる回生発電によりバッテリー充電が行われる。

このHEVにおいて、エンジンの暖機を促進するために、モータージェネレーターによる発電を行うことで、エンジンの出力を増大させる暖機制御方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。

概要

従来よりもエンジンの暖機を促進することができるハイブリッド車両を提供する。制御装置70は、エンジン10が冷間時であるときは、エンジンクラッチ14を接状態にしてエンジン10を駆動することで、モータージェネレーター21に発電をさせて高電圧バッテリー24を充電し、その高電圧バッテリー24のSOC値が、予め設定された上限SOC値以上となったとき、HEVが減速状態になったときは、エンジンクラッチ14を断状態にし、かつモータークラッチ15を接状態にした後に、エンジン10の回転数を増加させ、かつ排気ブレーキバルブ43を全閉する制御を行う。

目的

本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりもエンジンの暖機を促進することができるハイブリッド車両を提供する

効果

実績

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牽制数
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請求項1

エンジンクラッチを介して接続されたエンジン及びモータージェネレーターと、前記モータージェネレーターにモータークラッチを介して接続されたトランスミッションと、前記モータージェネレーターに電気的に接続するバッテリーと、前記モータージェネレーター及びバッテリーを有するハイブリッドシステムと、前記エンジンの排気通路に介設された排気ブレーキバルブと、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、前記制御装置は、前記エンジンが冷間時であるときは、前記エンジンクラッチを接状態にして前記エンジンを駆動することで、前記モータージェネレーターに発電をさせて前記バッテリーを充電し、前記モータージェネレーターで発電させ、前記エンジンの負荷を増加させることで暖機を促進し、前記バッテリーのSOC値が、予め設定された該バッテリーの上限SOC値以上となったとき、又は前記ハイブリッド車両が減速状態になったときは、前記エンジンクラッチを断状態にし、かつ前記モータークラッチを接状態にした後に、前記エンジンの回転数を増加させ、かつ前記排気ブレーキバルブを全閉する制御を行うように構成されていることを特徴とするハイブリッド車両。

請求項2

前記制御装置は、前記バッテリーのSOC値が、予め設定された該バッテリーの上限SOC値以上となったときは、前記エンジンクラッチを断状態にし、かつ前記モータークラッチを接状態にして、前記バッテリーから前記モータージェネレーターに電力を供給してモーター単独走行状態にするとともに、前記エンジンの回転数を増加させ、かつ前記排気ブレーキバルブを全閉する制御を行うように構成されている請求項1に記載のハイブリッド車両。

請求項3

前記制御装置は、前記ハイブリッド車両が減速状態になったときは、前記エンジンクラッチを断状態にし、かつ前記モータークラッチを接状態にして、前記モータージェネレーターによる回生発電を行って前記バッテリーを充電するとともに、前記エンジンの回転数を増加させ、かつ前記排気ブレーキバルブを全閉する制御を行うように構成されている請求項1に記載のハイブリッド車両。

請求項4

前記ハイブリッド車両は、車室内暖房する電熱ヒーターを備え、前記制御手段は、前記エンジンが冷間時であるときは、前記エンジンクラッチを接状態にして前記エンジンを起動することで前記モータージェネレーターに発電をさせて前記バッテリーを充電するとともに、前記電熱ヒーターに電力を供給する制御を行うように構成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載のハイブリッド車両。

技術分野

0001

本発明はハイブリッド車両に関し、更に詳しくは、従来よりもエンジン暖機を促進したハイブリッド車両に関する。

背景技術

0002

近年、燃費向上及び環境対策などの観点から、車両の運転状態に応じて複合的に制御されるエンジン及びモータージェネレーターを有するハイブリッドシステムを備えたハイブリッド車両(以下「HEV」という。)が注目されている。このHEVにおいては、車両の加速時や発進時には、モータージェネレーターによる駆動力アシストが行われる一方で、慣性走行時や制動時にはモータージェネレーターによる回生発電によりバッテリー充電が行われる。

0003

このHEVにおいて、エンジンの暖機を促進するために、モータージェネレーターによる発電を行うことで、エンジンの出力を増大させる暖機制御方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。

先行技術

0004

特許第4086005号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上記特許文献1のような暖機制御方法では、バッテリーの容量やHEVの運転状態によっては、モータージェネレーターによる発電を持続できない場合があるため、エンジンの暖機が不十分になるおそれがある。

0006

本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりもエンジンの暖機を促進することができるハイブリッド車両を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記の目的を達成する本発明のハイブリッド車両は、エンジンクラッチを介して接続されたエンジン及びモータージェネレーターと、前記モータージェネレーターにモータークラッチを介して接続されたトランスミッションと、前記モータージェネレーターに電気的に接続するバッテリーと、前記モータージェネレーター及びバッテリーを有するハイブリッドシステムと、前記エンジンの排気通路に介設された排気ブレーキバルブと、制御装置と、を備えたハイブリッド車両において、前記制御装置は、前記エンジンが冷間時であるときは、前記エンジンクラッチを接状態にして前記エンジンを駆動することで、前記モータージェネレーターに発電をさせて前記バッテリーを充電し、前記モータージェネレーターで発電させ、前記エンジンの負荷を増加させることで暖機を促進し、前記バッテリーのSOC値が、予め設定された該バッテリーの上限SOC値以上となったとき、又は前記ハイブリッド車両が減速状態になったときは、前記エンジンクラッチを断状態にし、かつ前記モータークラッチを接状態にした後に、前記エンジンの回転数を増加させ、かつ前記排気ブレーキバルブを全閉する制御を行うように構成されていることを特徴とするものである。

発明の効果

0008

本発明のハイブリッド車両によれば、エンジンが冷間時であるときには、モータージェネレーターに発電させることでエンジンに負荷を加えるとともに、そのモータージェネレーターの発電が不必要となった後は、アイドルアップ及び排気ブレーキバルブの全閉によりエンジンに負荷を加え続けるようにしたので、従来よりもエンジンの暖機を促進することができる。

図面の簡単な説明

0009

本発明の実施形態からなるハイブリッド車両の構成図である。
本発明の実施形態からなるハイブリッド車両における制御装置の機能を説明するフロー図である。
本発明の実施形態からなるハイブリッド車両における制御装置の機能の別の例を説明するフロー図である。

実施例

0010

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施形態からなるハイブリッド車両を示す。

0011

このハイブリッド車両(以下「HEV」という。)は、普通乗用車又はバストラックなどの大型自動車であり、エンジン10、モータージェネレーター21及びトランスミッション30と、運転状態に応じて車両を複合的に制御するハイブリッドシステム20とを主に備えている。

0012

エンジン10においては、エンジン本体11に形成された複数(この例では4個)の気筒12内における燃料燃焼により発生した熱エネルギーにより、クランクシャフト13が回転駆動される。このエンジン10には、ディーゼルエンジンガソリンエンジンが用いられる。エンジン本体11は、冷却水46が循環するエンジン冷却回路45により冷却される。また、エンジン本体11の排ガスGが流れる排気通路41には、排気ブレーキバルブ43が介設されている。

0013

クランクシャフト13の一端は、エンジンクラッチ14(例えば、湿式多板クラッチなど)を介してモータージェネレーター21の回転軸22の一端に接続されている。

0014

モータージェネレーター21には、発電運転が可能な永久磁石式交流同期モーターが用いられている。このモータージェネレーター21の回転軸22の他端は、モータークラッチ15(例えば、湿式多板クラッチなど)を通じて、トランスミッション30のインプットシャフト31に接続されている。

0015

トランスミッション30には、HEVの運転状態と予め設定されたマップデータとに基づいて決定された目標変速段へ自動的に変速するAMT又はATが用いられている。なお、トランスミッション30は、AMTのような自動変速式に限るものではなく、ドライバー手動で変速するマニュアル式であってもよい。

0016

トランスミッション30で変速された回転動力は、アウトプットシャフト32に接続されたプロペラシャフト33を通じてデファレンシャル34に伝達され、後輪である一対の駆動輪35にそれぞれ駆動力として分配される。

0017

ハイブリッドシステム20は、モータージェネレーター21と、そのモータージェネレーター21に電気的に接続するインバーター23、高電圧バッテリー24、DC/DCコンバーター25及び低電圧バッテリー26とを有している。

0018

高電圧バッテリー24としては、リチウムイオンバッテリーニッケル水素バッテリーなどが好ましく例示される。また、低電圧バッテリー26には鉛バッテリーが用いられる。

0019

DC/DCコンバーター25は、高電圧バッテリー24と低電圧バッテリー26との間における充放電の方向及び出力電圧を制御する機能を有している。また、低電圧バッテリー26は、各種の車両電装品27やHEVの車室内暖房する電熱ヒーター47に電力を供給する。

0020

このハイブリッドシステム20における種々のパラメータ、例えば、電流値電圧値やSOCなどは、BMS28により検出される。

0021

これらのエンジン10及びハイブリッドシステム20は、制御装置70により制御される。具体的には、HEVの発進時や加速時には、ハイブリッドシステム20は高電圧バッテリー24から電力を供給されたモータージェネレーター21により駆動力の少なくとも一部をアシストする一方で、慣性走行時や制動時においては、モータージェネレーター21による回生発電を行い、プロペラシャフト33等に発生する余剰運動エネルギーを電力に変換して高電圧バッテリー24を充電する。また、このHEVは、エンジンクラッチ14を断状態、かつモータークラッチ15を接状態にすることで、モータージェネレーター21のみを駆動源とする、いわゆるモーター単独走行が可能となる。

0022

このようなHEVにおける制御装置70の機能を、図2に基づいて以下に説明する。なお、制御装置70は、信号線(一点鎖線で示す)を通じて、エンジンクラッチ14、モータークラッチ15、BMS28、排気ブレーキバルブ43及びアクセル開度センサ60などの各部と接続している。

0023

制御装置70は、HEVの走行中又は停車中(アイドル中)に、エンジン冷却回路45の冷却水46の水温に基づいて、エンジン10が冷間時であるか否かを判定する(S10)。そして、制御装置70は、エンジン10が冷間時であるときは、エンジンクラッチ14を接状態にして(S20)、エンジン10を駆動することで、モータージェネレーター21に発電を開始させるとともに、車両駆動力を同一にするため、モータージェネレーター21の発電トルクを補うようにエンジン10の出力トルクを増加させ(S30)、高電圧バッテリー24を充電する(S40)。このとき、モータークラッチ15は、HEVが走行中であるときは接状態となり、停車中であるときは断状態となっている。

0024

次に、制御装置70は、BMS28を通じて取得した高電圧バッテリー24のSOC値を、予め設定された上限SOC値と比較する(S50)。この高電圧バッテリー24の上限SOC値は、バッテリーの仕様から定められた推奨使用範囲の上限値であり、例えばリチウムイオンバッテリーの場合には約70〜80%の範囲の値となる。

0025

そして、制御装置70は、高電圧バッテリー24のSOC値が上限SOC値以上となったときは、エンジンクラッチ14を断状態にし、かつモータークラッチ15を接状態にして(S60)、高電圧バッテリー24からモータージェネレーター21に電力を供給してモーター単独走行状態にする(S70)。その後に、制御装置70は、エンジン10の回転数を増加させる(アイドルアップ)とともに、排気ブレーキバルブ43を全閉にする(S80)。

0026

HEVの制御装置の機能の別の例を、図3に基づいて以下に説明する。なお、図2と同じ処理内容には同一のステップ番号を付し、その説明を省略する。

0027

制御装置70は、ステップ40の処理を行った後に、アクセル開度センサ60の測定値からアクセルオフであるか否かを判定する(S55)。そして、制御装置70は、アクセルオフとなったときは、HEVが減速状態であると判断して、エンジンクラッチ14を断状態にし、かつモータークラッチ15を接状態にして(S60)、モータージェネレーター21による回生発電を行って高電圧バッテリー24を充電する(S75)。その後に、制御装置70は、ステップ80を実施する。

0028

このように、エンジン10が冷間時であるときには、モータージェネレーター21に発電させることでエンジン10に負荷を加えるとともに、そのモータージェネレーター21の発電が不必要となった後は、アイドルアップ及び排気ブレーキバルブ43の全閉によりエンジン10に負荷を加え続けるようにしたので、従来よりもエンジン10の暖機を促進することができるのである。

0029

制御装置70は、上記のステップ30においてモータージェネレーター21が発電した電力を、低電圧バッテリー26等を通じて電熱ヒーター47に供給することが望ましい。そのようにすることで、HEVの車室内の暖房も促進されるので、HEVの発進に係る商品性を向上することができる。

0030

10エンジン
14エンジンクラッチ
15モータークラッチ
20ハイブリッドシステム
21モータージェネレーター
24高電圧バッテリー
41排気通路
43排気ブレーキバルブ
45エンジン冷却回路
46冷却水
47電熱ヒーター
60 アクセル開度センサ

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