ハイブリッド車両の制御装置
【課題】 過給機を保護するとともにエンジンの再始動性を良好に保ち、更にはエンジン動力を有効に利用してエネルギ効率の向上を図る。
【解決手段】 過給機が組み付けられるエンジンと、これに駆動されるジェネレータとを備えるハイブリッド車両の制御装置において、エンジンを停止させる際には、過給機のタービン温度Ｔｔに基づいてエンジン停止前の冷却時間Ｔｃが設定され(ステップＳ４)、バッテリの充電状態ＳＯＣに基づいてエンジン停止前の発電時間Ｔｇが設定される(ステップＳ７)。冷却時間Ｔｃの方が長い場合にはアイドル時間ＴｉとしてＴｃが設定され(ステップＳ１１)、発電時間Ｔｇの方が長い場合にはアイドル時間ＴｉとしてＴｇが設定される(ステップＳ１２)。そして、アイドル時間Ｔｉが経過するまで、エンジンはアイドリング状態に保たれ、エンジンの余剰動力を用いてジェネレータは発電駆動される(ステップＳ１４)。
【解決手段】 過給機が組み付けられるエンジンと、これに駆動されるジェネレータとを備えるハイブリッド車両の制御装置において、エンジンを停止させる際には、過給機のタービン温度Ｔｔに基づいてエンジン停止前の冷却時間Ｔｃが設定され(ステップＳ４)、バッテリの充電状態ＳＯＣに基づいてエンジン停止前の発電時間Ｔｇが設定される(ステップＳ７)。冷却時間Ｔｃの方が長い場合にはアイドル時間ＴｉとしてＴｃが設定され(ステップＳ１１)、発電時間Ｔｇの方が長い場合にはアイドル時間ＴｉとしてＴｇが設定される(ステップＳ１２)。そして、アイドル時間Ｔｉが経過するまで、エンジンはアイドリング状態に保たれ、エンジンの余剰動力を用いてジェネレータは発電駆動される(ステップＳ１４)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機が組み付けられるエンジンと、これに駆動されるジェネレータとを備えるハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよび電動モータを駆動源とするハイブリッド車両の駆動方式としては、発電用の動力源としてエンジンを備え、走行用の動力源として電動モータを備えるようにしたシリーズ方式や、走行用の駆動源としてエンジンと電動モータとを備えるようにしたパラレル方式がある。また、シリーズ方式とパラレル方式とを組み合わせるようにしたシリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両も開発されている。
【０００３】
このようなハイブリッド車両にあっては、エネルギ効率を高めて燃料消費量を抑制することが重要となっている。そこで、走行用の動力源として搭載される電動モータにあっては、車両の減速エネルギを用いて発電することができるモータジェネレータとなっており、車両の減速エネルギを電気エネルギに変換してバッテリに回収するようにしている。また、停止時などエンジン動力が不要となる場合には、エンジンを自動的に停止させて燃料消費量を抑制するようにしたアイドルストップ機構も提案されている。
【０００４】
ところで、駆動源として搭載されるエンジンには、排気容量当たりの出力向上やエンジン出力当たりの重量軽減を図るため、過給機であるターボチャージャが組み付けられることも多い。このターボチャージャを備えるエンジンにあっては、高速回転するタービン軸の温度が数百度に達するため、潤滑油を循環させながらタービン軸に供給することにより、タービン軸を冷却するとともにその潤滑状態を保つようにしている。しかしながら、潤滑油を吐出するオイルポンプはエンジンによって駆動されるため、タービン温度が上昇した状態のもとでエンジンを停止させた場合には、潤滑油の供給停止に伴ってタービン軸に焼き付き等を生じさせてしまうおそれがある。そこで、タービン温度が所定温度を上回っている場合には、イグニッションスイッチがオフ操作された場合であっても、エンジンの駆動状態を維持するようにしたエンジン制御装置が提案されている(たとえば、特許文献１参照)。
【特許文献１】実開昭６２−１１４１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されるようなエンジン制御装置は、単にエンジンの運転時間を延長させるものであるため、このようなエンジン制御装置をそのままハイブリッド車両に適用すると、潤滑油を吐出させるためだけにエンジンを駆動させることになり、燃料を無駄に消費してしまうとともにエネルギ効率を低下させることになっていた。一方、燃料消費量を削減してエネルギ効率を向上させるため、イグニッションスイッチのオフ操作とともにエンジンを停止させようとすると、タービン温度によってはターボチャージャに焼き付き等を生じさせてしまうおそれがある。また、イグニッションスイッチのオフ操作によって、エンジンを直ちに停止させようとすると、バッテリの充電状態によってはエンジンの再始動が困難になるおそれもある。
【０００６】
本発明の目的は、過給機を保護するとともにエンジンの再始動性を良好に保ち、更にはエンジン動力を有効に利用してエネルギ効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、過給機が組み付けられるエンジンと、前記エンジンに駆動されるジェネレータとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記過給機の温度に基づいて、エンジン停止信号出力時からエンジン停止までの冷却時間を設定する冷却時間設定手段と、バッテリの充電状態に基づいて、エンジン停止信号出力時からエンジン停止までの発電時間を設定する発電時間設定手段と、前記冷却時間と前記発電時間とに基づいて、エンジン停止信号が出力された後のエンジン運転時間を設定する運転時間設定手段と、前記エンジン運転時間の経過中に前記ジェネレータを発電制御する発電制御手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記エンジンに駆動されるオイルポンプから前記過給機に潤滑油が供給されることを特徴とする。
【０００９】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記エンジンを駆動制御するエンジン制御手段を備え、前記エンジン制御手段は前記エンジン運転時間の経過中に前記エンジンをアイドリング状態に制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記運転時間設定手段は前記冷却時間と前記発電時間とを比較判定し、いずれか長い方の時間に合わせて前記エンジン運転時間を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、過給機の温度に基づいてエンジン停止前の冷却時間を設定し、バッテリの充電状態に基づいてエンジン停止前の発電時間を設定し、冷却時間と発電時間とに基づいてエンジン停止信号が出力された後のエンジン運転時間を設定するようにしたので、過給機を保護することができるとともに、再始動用の電力を確保することができる。しかも、発電だけでなく冷却のためにエンジンが駆動されるエンジン運転時間の経過中に、エンジンの余剰動力を用いてジェネレータを発電駆動させるようにしたので、エンジン動力の有効利用を図ることができ、ハイブリッド車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はハイブリッド車両１０を示す概略図であり、このハイブリッド車両１０に搭載される駆動ユニット１１は、本発明の一実施の形態である制御装置によって駆動制御されるようになっている。また、図２は駆動ユニット１１とその制御系とを示す概略図である。
【００１３】
図１に示すように、ハイブリッド車両１０には複数の動力源を備える駆動ユニット１１が縦置きに搭載されており、駆動ユニット１１に組み込まれるフロントデファレンシャル機構１２から前輪１３に動力が伝達される一方、駆動ユニット１１の後端部に接続されるプロペラシャフト１４から、これに連結されるリヤデファレンシャル機構１５を介して後輪１６に動力が伝達される。この駆動ユニット１１は、動力源としてエンジン１７とモータジェネレータ(ジェネレータ)１８とを備えており、走行用の主要な動力源としてエンジン１７が駆動される一方、発進時や加速時にはモータジェネレータ１８が補助的に駆動される。また、減速時や定常走行時にはモータジェネレータ１８を発電駆動することにより、減速エネルギや余剰動力を電気エネルギに変換して回収するようにしている。つまり、図示する駆動ユニット１１は、パラレル方式のハイブリッド車両１０に搭載される駆動ユニットとなっている。
【００１４】
図２に示すように、エンジン１７には過給機としてのターボチャージャ２０が組み付けられており、エンジン１７に供給される吸入空気はターボチャージャ２０を介して圧縮される。ターボチャージャ２０は、吸気マニホールド２１上流側の吸気通路２２に回転自在に設けられるインペラ２３と、排気マニホールド２４下流側の排気通路２５に回転自在に設けられるタービン２６とを備えており、インペラ２３とタービン２６とはタービン軸２７を介して連結されている。つまり、インペラ２３とタービン２６とは一体に回転するようになっており、排気マニホールド２４から排出される燃焼ガスによってタービン２６を回転駆動させると、タービン２６と共に回転駆動するインペラ２３によって吸入空気を圧縮することが可能となるため、大気圧力よりも高い過給圧力によって吸入空気をエンジン１７に供給することができ、エンジン出力を増大させることが可能となる。
【００１５】
また、エンジン１７にはクランク軸３０に駆動されるオイルポンプ３１が組み付けられており、エンジン１７の各摺動部に向けてオイルポンプ３１から潤滑油が吐出されるようになっている。吐出される潤滑油の一部はタービン軸２７に対しても供給されるようになっており、高温状態となるタービン軸２７を潤滑油によって冷却するとともにその潤滑状態を保つようにしている。なお、タービン軸２７の近傍には温度センサ３２が取り付けられており、温度センサ３２によって検出されるタービン温度Ｔｔは、後述するハイブリッド制御ユニット５２によって監視されるようになっている。この温度センサ３２としては、軸受部の温度を直接的に測定する温度センサに限られることはなく、ターボチャージャ２０のハウジング温度を測定する温度センサであっても良い。
【００１６】
このようなエンジン１７に連結されるモータジェネレータ１８は、ケース３３に固定されるステータ３４と、クランク軸３０に固定されるロータ３５とを備えている。モータジェネレータ１８のロータ３５はトルクコンバータ３６のポンプシェル３７に固定されており、クランク軸３０とトルクコンバータ３６とはロータ３５を介して直結されている。また、トルクコンバータ３６のポンプシェル３７にはポンプインペラ３８が固定されるとともに、ポンプインペラ３８に対向してタービンランナ３９が収容されており、タービンランナ３９には変速入力軸４０が連結されている。さらに、トルクコンバータ３６にはクランク軸３０と変速入力軸４０とを直結するロックアップクラッチ４１が設けられており、定常走行時にはロックアップクラッチ４１を締結してエンジン動力やモータ動力の伝達効率を向上させることが可能となっている。
【００１７】
また、エンジン動力やモータ動力が伝達される変速入力軸４０には、遊星歯車列、クラッチ、ブレーキ等を備える変速機構４２が連結されている。この変速機構４２内のクラッチやブレーキを締結制御することにより、変速入力軸４０と変速出力軸４３との間の動力伝達径路を切り換えて変速することが可能となる。さらに、変速出力軸４３とこれの同心上に設けられる後輪出力軸４４との間には、前後輪１３，１６に駆動トルクを分配する複合遊星歯車式のセンタデファレンシャル機構４５が装着されており、このセンタデファレンシャル機構４５を介して前輪出力軸４６と後輪出力軸４４とには所定の分配比で駆動トルクが分配される。なお、センタデファレンシャル機構４５に設けられる差動制限クラッチ４７を締結することにより、ピニオンギヤ４８の差動回転を抑制して前後輪１３，１６のトルク分配比を５０：５０に固定することが可能となる。
【００１８】
このようなハイブリッド車両１０には、モータジェネレータ１８に対して電力を供給するとともに、モータジェネレータ１８によって発電される電力を蓄えるためのバッテリ５０が搭載されている。このバッテリ５０に接続されるバッテリ制御ユニット５１は、バッテリ５０の電圧や電流を制御することによってバッテリ５０の充電量や放電量を制御するとともに、電圧、電流、セル温度に基づいてバッテリ５０の充電状態ＳＯＣ(state of charge)を算出する。バッテリ制御ユニット５１によって算出される充電状態ＳＯＣは、エンジン１７とモータジェネレータ１８とを用いた発電制御を実行するか否かの判定基準となっており、充電状態ＳＯＣはエンジン１７やモータジェネレータ１８等を駆動制御するハイブリッド制御ユニット５２に向けて出力されるようになっている。
【００１９】
また、ハイブリッド制御ユニット５２には、バッテリ制御ユニット５１によって算出される充電状態ＳＯＣの入力だけでなく、エンジン制御ユニット５６、トランスミッション制御ユニット５７、そして図示しない各種センサから、アクセル開度、スロットル開度、車速、シフトレンジ等の車両状態を示す各種検出信号が入力される。これらの検出信号に基づきハイブリッド制御ユニット５２は、エンジン制御ユニット５６に対してエンジントルクやエンジン回転数等の制御信号を出力し、この制御信号が入力されるエンジン制御ユニット５６は、スロットルバルブ５３、インジェクタ５４、イグナイタ等に対して制御信号を出力することによってエンジントルクやエンジン回転数等を制御している。また、ハイブリッド制御ユニット５２は、後述するインバータ５５に対して制御信号を出力することにより、モータトルク、モータ回転数、発電量等を制御している。つまり、エンジン制御ユニット５６はエンジン制御手段として機能し、ハイブリッド制御ユニット５２は発電制御手段として機能するようになっている。さらに、ハイブリッド制御ユニット５２は、エンジン動力やモータ動力を駆動輪に伝達するための変速段やトルク分配比の制御信号をトランスミッション制御ユニット５７に対して出力する。これらの制御信号に基づいてトランスミッション制御ユニット５７は、図示しないバルブユニット等に制御信号を出力することにより、駆動ユニット１１内のクラッチやブレーキの締結状態を切り換えている。
【００２０】
前述したように、ハイブリッド制御ユニット５２によってモータジェネレータ１８の駆動状態を制御するため、バッテリ５０とモータジェネレータ１８との間にはインバータ５５が設けられている。ハイブリッド制御ユニット５２から出力される制御信号によってインバータ５５の作動状態を制御することにより、交流同期型モータのモータジェネレータ１８を電動機として駆動させる際には、バッテリ５０からの直流電流が交流電流に変換されてモータジェネレータ１８に供給される一方、モータジェネレータ１８を発電機として駆動させる際には、発電された交流電流が直流電流に変換されてバッテリ５０に蓄えられることになる。なお、モータジェネレータ１８を流れる交流電流の電流値や周波数を制御することにより、モータジェネレータ１８のモータトルクやモータ回転数が制御されるようになっている。
【００２１】
これらの制御ユニット５１，５２，５６，５７は、制御信号等を演算するＣＰＵを備えるとともに、制御プログラム、演算式、マップデータ等を格納するＲＯＭや、一時的にデータを格納するＲＡＭを備えている。また、ハイブリッド制御ユニット５２、バッテリ制御ユニット５１、エンジン制御ユニット５６、およびトランスミッション制御ユニット５７は、通信ケーブルを介して相互に接続されることによって制御信号や検出信号を共有するようになっている。
【００２２】
以下、ハイブリッド制御ユニット５２によって実行されるエンジン停止処理について説明する。ここで、図３はエンジン停止処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、まずステップＳ１では、エンジン制御ユニット５６に向けてエンジン停止信号が出力されているか否かが判定される。つまり、運転者により図示しないイグニッションスイッチがオフ操作された状況や、エンジン１７を自動的に停止させるアイドルストップ条件に車両状態が合致した状況などのように、エンジン制御ユニット５６に向けてエンジン停止信号が出力される場合には、ステップＳ２に進み、エンジン停止処理が開始される一方、ハイブリッド制御ユニット５２に向けてエンジン停止信号が出力されない場合には、エンジン停止処理を行うことなくそのままルーチンを抜けることになる。
【００２３】
ステップＳ２では、温度センサ３２によって検出されるタービン温度Ｔｔが、エンジン制御ユニット５６を介してハイブリッド制御ユニット５２に入力されるとともに、バッテリ制御ユニット５１によって算出される充電状態ＳＯＣがハイブリッド制御ユニット５２に入力される。そして、ステップＳ３では、タービン温度Ｔｔが所定の判定温度αを上回るか否かが判定され、タービン温度Ｔｔが判定温度αを上回ると判定された場合には、ステップＳ４に進み、冷却時間設定手段として機能するハイブリッド制御ユニット５２により、タービン温度Ｔｔに基づいてエンジン停止信号出力時からエンジン停止までの冷却時間Ｔｃが設定される一方、ステップＳ３においてタービン温度Ｔｔが判定温度αを下回ると判定された場合には、ステップＳ５に進み、エンジン停止までの冷却時間Ｔｃはゼロに設定されることになる。
【００２４】
ここで、図４は冷却時間Ｔｃを設定する際に参照されるマップであり、タービン温度Ｔｔと冷却時間Ｔｃとの関係を示している。図４に示すように、タービン温度Ｔｔがｔ０(たとえば１００℃)とｔ１(たとえば４００℃)との間に収束している場合には冷却時間ＴｃとしてＴ１(たとえば６０秒)が設定され、タービン温度Ｔｔがｔ１とｔ２(たとえば７００℃)との間に収束している場合には冷却時間ＴｃとしてＴ２(たとえば１２０秒)が設定され、タービン温度Ｔｔがｔ２を上回る場合には冷却時間ＴｃとしてＴ３(たとえば２４０秒)が設定されることになる。このように、タービン温度Ｔｔが高温域に達していると判定された場合には、タービン温度Ｔｔが判定温度αを下回るまでタービン軸２７に対する潤滑油の供給を継続する必要があるため、エンジン１７をアイドリング状態に保ちながらターボチャージャ２０を判定温度αまで冷却するために必要な冷却時間Ｔｃが設定されることになる。
【００２５】
そして、続くステップＳ６では、充電状態ＳＯＣが所定の下限値βを下回るか否かが判定される。ステップＳ６において、充電状態ＳＯＣが下限値βを下回ると判定された場合には、ステップＳ７に進み、発電時間設定手段として機能するハイブリッド制御ユニット５２により、充電状態ＳＯＣに基づいてエンジン停止信号出力時からエンジン停止までの発電時間Ｔｇが設定される一方、充電状態ＳＯＣが下限値βを上回ると判定された場合には、ステップＳ８に進み、エンジン停止までの発電時間Ｔｇはゼロに設定されることになる。
【００２６】
ここで、図５は発電時間Ｔｇを設定する際に参照されるマップであり、発電時間Ｔｇと充電状態ＳＯＣとの関係を示している。図５に示すように、充電状態ＳＯＣがｃ０(たとえば１０％)とｃ１(たとえば５％)との間に収束している場合には発電時間ＴｇとしてＴ１’(たとえば６０秒)が設定され、充電状態ＳＯＣがｃ１を下回る場合には発電時間としてＴ２’(たとえば１２０秒)が設定されることになる。このように、充電状態ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の電力が枯渇していると判定された場合には、再始動時にモータジェネレータ１８によってエンジン１７をクランキングさせるための電力を確保する必要があるため、この電力に相当する発電量を発電するために必要な発電時間Ｔｇが設定されることになる。
【００２７】
続いて、ステップＳ９では、冷却時間Ｔｃと発電時間Ｔｇとの少なくともいずれか一方がゼロ以外に設定されているか否かが判定される。つまり、ステップＳ４やステップＳ７を経て冷却時間Ｔｃや発電時間Ｔｇが設定されている場合には、ステップＳ１０に進み、冷却時間Ｔｃと発電時間Ｔｇとの長さが比較判定される。ステップＳ１０において、発電時間Ｔｇよりも冷却時間Ｔｃが長い場合には、ステップＳ１１に進み、運転時間設定手段として機能するハイブリッド制御ユニット５２により、エンジン運転時間としてのアイドル時間ＴｉがＴｃに設定される一方、冷却時間Ｔｃよりも発電時間Ｔｇが長い場合には、ステップＳ１２に進み、アイドル時間ＴｉがＴｇに設定されることになる。
【００２８】
そして、ステップＳ１３においてタイマリセット処理が実行された後に、ステップＳ１４において、エンジン１７をアイドリング状態に保つアイドル制御が実行されるとともに、エンジン１７の余剰動力を有効に利用するためモータジェネレータ１８に対する発電制御が実行される。次いで、ステップＳ１５においてタイマカウント処理が実行され、ステップＳ１６においてアイドル時間Ｔｉを経過したか否かが判定される。ステップＳ１６においてアイドル時間Ｔｉを経過したと判定された場合には、ステップＳ１７に進み、アイドリング状態で運転されていたエンジン１７が停止される一方、ステップＳ１６においてアイドル時間Ｔｉが経過していないと判定された場合には、再びステップＳ１４においてタイマカウント処理が実行され、アイドル時間Ｔｉが経過するまでエンジン１７のアイドル制御およびモータジェネレータ１８の発電制御は継続されることになる。
【００２９】
なお、ステップＳ９において、冷却時間Ｔｃと発電時間Ｔｇとの双方がゼロに設定されていると判定された場合には、再始動に必要な電力がバッテリ５０に蓄えられた状態であり、かつターボチャージャ２０の冷却が不要な状態であるため、アイドル制御や発電制御を実行することなく、ステップＳ１７に進み、エンジン１７が直ちに停止されることになる。
【００３０】
これまで説明したように、ターボチャージャ２０を保護するための冷却時間Ｔｃと、再始動に必要な電力を確保するための発電時間Ｔｇとを設定し、冷却時間Ｔｃと発電時間Ｔｇとのいずれか長い方の時間が経過した後に、エンジン１７を停止させるようにしたので、ターボチャージャ２０を確実に保護することができるとともに、エンジン１７を再始動させる際に必要な電力を確保することができる。しかも、発電時間Ｔｇの経過中は勿論のこと、ターボチャージャ２０に向けて潤滑油を吐出するためにエンジン１７が駆動される冷却時間Ｔｃの経過中にあっても、エンジン１７の余剰動力を用いてモータジェネレータ１８を発電駆動させるようにしたので、エンジン動力の有効利用を図ることができ、ハイブリッド車両１０のエネルギ効率を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００３１】
なお、図示するハイブリッド車両１０にあっては、モータジェネレータ１８を発電駆動する際のエンジン負荷(単位時間当たりの発電量)を一定に保つようにしているため、図５のマップに示すように、充電状態ＳＯＣから直接的に発電時間Ｔｇが求められているが、これに限られることはなく、たとえば、充電状態ＳＯＣに基づいて必要な発電量Ｗを設定した後に、発電量Ｗとタービン温度Ｔｔとに基づいて発電時間Ｔｇを設定するようにしても良い。このようにタービン温度Ｔｔに応じて発電時間Ｔｇを増減させることにより、同じ発電量Ｗが要求される充電状態ＳＯＣであっても、タービン温度Ｔｔが高い場合にはエンジン負荷を引き下げて発電時間Ｔｇを長く設定することにより、タービン温度Ｔｔの上昇を回避しながら発電制御を行うことが可能となる一方、タービン温度Ｔｔが低い場合にはエンジン負荷を引き上げて発電時間Ｔｇを短く設定することにより、エンジン停止前の発電制御を素早く完了させることが可能となる。
【００３２】
続いて、冷却時間Ｔｃを設定する際の他の手順について説明する。図３に示すフローチャートにあっては、温度センサ３２から検出されるタービン温度Ｔｔに基づいて冷却時間Ｔｃを設定するようにしているが、これに限られることはなく、エンジン負荷からタービン温度Ｔｔを推定することによって冷却時間Ｔｃを設定するようにしても良い。ここで、図６はエンジン停止処理の他の実行手順を示すフローチャートであり、図７はエンジン負荷係数Ｓｅを算出する際の手順を示す説明図である。なお、図６のフローチャートにおいて、図３のフローチャートに示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
図６に示すように、ステップＳ１において、エンジン制御ユニット５６に向けてエンジン停止信号が出力されていると判定された場合には、ステップＳ２０に進み、エンジン制御ユニット５６によってエンジン負荷係数Ｓｅが算出されるとともに、バッテリ制御ユニット５１によって充電状態ＳＯＣが算出される。ここで、エンジン負荷係数Ｓｅとは、直近３００秒の運転状態に応じて変動する係数であり、エンジン負荷を時間で積分することによって算出される係数である。図７に一点鎖線で示すように、直近３００秒のエンジン負荷が低い場合にはエンジン負荷係数Ｓｅが小さい値(たとえば５０)に設定される一方、図７に破線で示すように、直近３００秒のエンジン負荷が高い場合にはエンジン負荷係数Ｓｅが大きい値(たとえば２００)に設定されることになる。なお、図示する場合には、直近３００秒のエンジン負荷に基づいてエンジン負荷係数Ｓｅを算出するようにしているが、これに限られることはなく、たとえば直近２００秒や４００秒のエンジン負荷に基づいてエンジン負荷係数Ｓｅを算出するようにしても良い。
【００３４】
次いで、ステップＳ２１では、エンジン負荷係数Ｓｅが所定値γを上回るか否かが判定され、エンジン負荷係数Ｓｅが所定値γを上回ると判定された場合には、ステップＳ２２に進み、エンジン負荷係数Ｓｅに基づいてエンジン停止前の冷却時間Ｔｃが設定される一方、ステップＳ２１おいてエンジン負荷係数Ｓｅが所定値γを下回ると判定された場合には、ステップＳ５に進み、エンジン停止前の冷却時間Ｔｃはゼロに設定されることになる。
【００３５】
ここで、図８は冷却時間Ｔｃを設定する際に参照されるマップであり、エンジン負荷係数Ｓｅと冷却時間Ｔｃとの関係を示している。図８に示すように、エンジン負荷係数Ｓｅがｓ０(たとえば５０)とｓ１(たとえば２００)との間に収束している場合には冷却時間ＴｃとしてＴ１’’(たとえば６０秒)が設定され、エンジン負荷係数Ｓｅがｓ１とｓ２(たとえば４００)との間に収束している場合には冷却時間ＴｃとしてＴ２’’(たとえば１２０秒)が設定され、エンジン負荷係数Ｓｅがｓ２を上回る場合には冷却時間ＴｃとしてＴ３’’(たとえば２４０秒)が設定されることになる。
【００３６】
このように、エンジン負荷に基づいてエンジン負荷係数Ｓｅを設定し、このエンジン負荷係数Ｓｅに基づいて冷却時間Ｔｃを設定することにより、エンジン負荷からタービン温度Ｔｔを推定するとともにこれに基づいて冷却時間Ｔｃを設定することができるため、冷却時間Ｔｃを設定するための温度センサ３２を削減することができ、駆動ユニット１１の低コスト化を図ることが可能となる。
【００３７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、図示する場合には、パラレル方式のハイブリッド車両１０に本発明を適用しているが、これに限られることはなく、シリーズ方式やシリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両に対して本発明を適用しても良い。
【００３８】
また、図３に示すフローチャートにあっては、ステップＳ１１，Ｓ１２において、アイドル時間Ｔｉが設定された後に、アイドル制御や発電制御が実行されているが、これに限られることはなく、ステップＳ１において、エンジン停止信号が出力されたと判定された後に、直ちにアイドル制御や発電制御を実行するようにしても良い。さらに、ステップＳ７において、充電状態ＳＯＣに基づき発電時間Ｔｇを設定することによって、エンジン１７を再始動する際に必要な電力を確保しているが、発電時間Ｔｇを更に延ばして設定することにより、アイドルストップ中における電動機器の駆動に必要な電力を確保しても良いことは言うまでもない。
【００３９】
さらに、図４，図５および図８に示す各マップにあっては、冷却時間Ｔｃや発電時間Ｔｇが段階的に設定されているが、これに限られることはなく、タービン温度Ｔｔや充電状態ＳＯＣに応じて、冷却時間Ｔｃや発電時間Ｔｇを連続的に設定するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ハイブリッド車両を示す概略図である。
【図２】駆動ユニットとその制御系とを示す概略図である。
【図３】エンジン停止処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】冷却時間を設定する際に参照されるマップである。
【図５】発電時間を設定する際に参照されるマップである。
【図６】エンジン停止処理の他の実行手順を示すフローチャートである。
【図７】エンジン負荷係数を算出する際の手順を示す説明図である。
【図８】冷却時間を設定する際に参照されるマップである。
【符号の説明】
【００４１】
１０ ハイブリッド車両
１７ エンジン
１８ モータジェネレータ(ジェネレータ)
２０ ターボチャージャ(過給機)
３１ オイルポンプ
５０ バッテリ
５２ ハイブリッド制御ユニット(冷却時間設定手段，発電時間設定手段，運転時間設定手段，発電制御手段)
５６ エンジン制御ユニット(エンジン制御手段)
Ｔｃ 冷却時間
Ｔｇ 発電時間
Ｔｉ アイドル時間(エンジン運転時間)
Ｔｔ タービン温度(温度)
ＳＯＣ 充電状態
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過給機が組み付けられるエンジンと、これに駆動されるジェネレータとを備えるハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよび電動モータを駆動源とするハイブリッド車両の駆動方式としては、発電用の動力源としてエンジンを備え、走行用の動力源として電動モータを備えるようにしたシリーズ方式や、走行用の駆動源としてエンジンと電動モータとを備えるようにしたパラレル方式がある。また、シリーズ方式とパラレル方式とを組み合わせるようにしたシリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両も開発されている。
【０００３】
このようなハイブリッド車両にあっては、エネルギ効率を高めて燃料消費量を抑制することが重要となっている。そこで、走行用の動力源として搭載される電動モータにあっては、車両の減速エネルギを用いて発電することができるモータジェネレータとなっており、車両の減速エネルギを電気エネルギに変換してバッテリに回収するようにしている。また、停止時などエンジン動力が不要となる場合には、エンジンを自動的に停止させて燃料消費量を抑制するようにしたアイドルストップ機構も提案されている。
【０００４】
ところで、駆動源として搭載されるエンジンには、排気容量当たりの出力向上やエンジン出力当たりの重量軽減を図るため、過給機であるターボチャージャが組み付けられることも多い。このターボチャージャを備えるエンジンにあっては、高速回転するタービン軸の温度が数百度に達するため、潤滑油を循環させながらタービン軸に供給することにより、タービン軸を冷却するとともにその潤滑状態を保つようにしている。しかしながら、潤滑油を吐出するオイルポンプはエンジンによって駆動されるため、タービン温度が上昇した状態のもとでエンジンを停止させた場合には、潤滑油の供給停止に伴ってタービン軸に焼き付き等を生じさせてしまうおそれがある。そこで、タービン温度が所定温度を上回っている場合には、イグニッションスイッチがオフ操作された場合であっても、エンジンの駆動状態を維持するようにしたエンジン制御装置が提案されている(たとえば、特許文献１参照)。
【特許文献１】実開昭６２−１１４１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に示されるようなエンジン制御装置は、単にエンジンの運転時間を延長させるものであるため、このようなエンジン制御装置をそのままハイブリッド車両に適用すると、潤滑油を吐出させるためだけにエンジンを駆動させることになり、燃料を無駄に消費してしまうとともにエネルギ効率を低下させることになっていた。一方、燃料消費量を削減してエネルギ効率を向上させるため、イグニッションスイッチのオフ操作とともにエンジンを停止させようとすると、タービン温度によってはターボチャージャに焼き付き等を生じさせてしまうおそれがある。また、イグニッションスイッチのオフ操作によって、エンジンを直ちに停止させようとすると、バッテリの充電状態によってはエンジンの再始動が困難になるおそれもある。
【０００６】
本発明の目的は、過給機を保護するとともにエンジンの再始動性を良好に保ち、更にはエンジン動力を有効に利用してエネルギ効率を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、過給機が組み付けられるエンジンと、前記エンジンに駆動されるジェネレータとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記過給機の温度に基づいて、エンジン停止信号出力時からエンジン停止までの冷却時間を設定する冷却時間設定手段と、バッテリの充電状態に基づいて、エンジン停止信号出力時からエンジン停止までの発電時間を設定する発電時間設定手段と、前記冷却時間と前記発電時間とに基づいて、エンジン停止信号が出力された後のエンジン運転時間を設定する運転時間設定手段と、前記エンジン運転時間の経過中に前記ジェネレータを発電制御する発電制御手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記エンジンに駆動されるオイルポンプから前記過給機に潤滑油が供給されることを特徴とする。
【０００９】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記エンジンを駆動制御するエンジン制御手段を備え、前記エンジン制御手段は前記エンジン運転時間の経過中に前記エンジンをアイドリング状態に制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記運転時間設定手段は前記冷却時間と前記発電時間とを比較判定し、いずれか長い方の時間に合わせて前記エンジン運転時間を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、過給機の温度に基づいてエンジン停止前の冷却時間を設定し、バッテリの充電状態に基づいてエンジン停止前の発電時間を設定し、冷却時間と発電時間とに基づいてエンジン停止信号が出力された後のエンジン運転時間を設定するようにしたので、過給機を保護することができるとともに、再始動用の電力を確保することができる。しかも、発電だけでなく冷却のためにエンジンが駆動されるエンジン運転時間の経過中に、エンジンの余剰動力を用いてジェネレータを発電駆動させるようにしたので、エンジン動力の有効利用を図ることができ、ハイブリッド車両のエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はハイブリッド車両１０を示す概略図であり、このハイブリッド車両１０に搭載される駆動ユニット１１は、本発明の一実施の形態である制御装置によって駆動制御されるようになっている。また、図２は駆動ユニット１１とその制御系とを示す概略図である。
【００１３】
図１に示すように、ハイブリッド車両１０には複数の動力源を備える駆動ユニット１１が縦置きに搭載されており、駆動ユニット１１に組み込まれるフロントデファレンシャル機構１２から前輪１３に動力が伝達される一方、駆動ユニット１１の後端部に接続されるプロペラシャフト１４から、これに連結されるリヤデファレンシャル機構１５を介して後輪１６に動力が伝達される。この駆動ユニット１１は、動力源としてエンジン１７とモータジェネレータ(ジェネレータ)１８とを備えており、走行用の主要な動力源としてエンジン１７が駆動される一方、発進時や加速時にはモータジェネレータ１８が補助的に駆動される。また、減速時や定常走行時にはモータジェネレータ１８を発電駆動することにより、減速エネルギや余剰動力を電気エネルギに変換して回収するようにしている。つまり、図示する駆動ユニット１１は、パラレル方式のハイブリッド車両１０に搭載される駆動ユニットとなっている。
【００１４】
図２に示すように、エンジン１７には過給機としてのターボチャージャ２０が組み付けられており、エンジン１７に供給される吸入空気はターボチャージャ２０を介して圧縮される。ターボチャージャ２０は、吸気マニホールド２１上流側の吸気通路２２に回転自在に設けられるインペラ２３と、排気マニホールド２４下流側の排気通路２５に回転自在に設けられるタービン２６とを備えており、インペラ２３とタービン２６とはタービン軸２７を介して連結されている。つまり、インペラ２３とタービン２６とは一体に回転するようになっており、排気マニホールド２４から排出される燃焼ガスによってタービン２６を回転駆動させると、タービン２６と共に回転駆動するインペラ２３によって吸入空気を圧縮することが可能となるため、大気圧力よりも高い過給圧力によって吸入空気をエンジン１７に供給することができ、エンジン出力を増大させることが可能となる。
【００１５】
また、エンジン１７にはクランク軸３０に駆動されるオイルポンプ３１が組み付けられており、エンジン１７の各摺動部に向けてオイルポンプ３１から潤滑油が吐出されるようになっている。吐出される潤滑油の一部はタービン軸２７に対しても供給されるようになっており、高温状態となるタービン軸２７を潤滑油によって冷却するとともにその潤滑状態を保つようにしている。なお、タービン軸２７の近傍には温度センサ３２が取り付けられており、温度センサ３２によって検出されるタービン温度Ｔｔは、後述するハイブリッド制御ユニット５２によって監視されるようになっている。この温度センサ３２としては、軸受部の温度を直接的に測定する温度センサに限られることはなく、ターボチャージャ２０のハウジング温度を測定する温度センサであっても良い。
【００１６】
このようなエンジン１７に連結されるモータジェネレータ１８は、ケース３３に固定されるステータ３４と、クランク軸３０に固定されるロータ３５とを備えている。モータジェネレータ１８のロータ３５はトルクコンバータ３６のポンプシェル３７に固定されており、クランク軸３０とトルクコンバータ３６とはロータ３５を介して直結されている。また、トルクコンバータ３６のポンプシェル３７にはポンプインペラ３８が固定されるとともに、ポンプインペラ３８に対向してタービンランナ３９が収容されており、タービンランナ３９には変速入力軸４０が連結されている。さらに、トルクコンバータ３６にはクランク軸３０と変速入力軸４０とを直結するロックアップクラッチ４１が設けられており、定常走行時にはロックアップクラッチ４１を締結してエンジン動力やモータ動力の伝達効率を向上させることが可能となっている。
【００１７】
また、エンジン動力やモータ動力が伝達される変速入力軸４０には、遊星歯車列、クラッチ、ブレーキ等を備える変速機構４２が連結されている。この変速機構４２内のクラッチやブレーキを締結制御することにより、変速入力軸４０と変速出力軸４３との間の動力伝達径路を切り換えて変速することが可能となる。さらに、変速出力軸４３とこれの同心上に設けられる後輪出力軸４４との間には、前後輪１３，１６に駆動トルクを分配する複合遊星歯車式のセンタデファレンシャル機構４５が装着されており、このセンタデファレンシャル機構４５を介して前輪出力軸４６と後輪出力軸４４とには所定の分配比で駆動トルクが分配される。なお、センタデファレンシャル機構４５に設けられる差動制限クラッチ４７を締結することにより、ピニオンギヤ４８の差動回転を抑制して前後輪１３，１６のトルク分配比を５０：５０に固定することが可能となる。
【００１８】
このようなハイブリッド車両１０には、モータジェネレータ１８に対して電力を供給するとともに、モータジェネレータ１８によって発電される電力を蓄えるためのバッテリ５０が搭載されている。このバッテリ５０に接続されるバッテリ制御ユニット５１は、バッテリ５０の電圧や電流を制御することによってバッテリ５０の充電量や放電量を制御するとともに、電圧、電流、セル温度に基づいてバッテリ５０の充電状態ＳＯＣ(state of charge)を算出する。バッテリ制御ユニット５１によって算出される充電状態ＳＯＣは、エンジン１７とモータジェネレータ１８とを用いた発電制御を実行するか否かの判定基準となっており、充電状態ＳＯＣはエンジン１７やモータジェネレータ１８等を駆動制御するハイブリッド制御ユニット５２に向けて出力されるようになっている。
【００１９】
また、ハイブリッド制御ユニット５２には、バッテリ制御ユニット５１によって算出される充電状態ＳＯＣの入力だけでなく、エンジン制御ユニット５６、トランスミッション制御ユニット５７、そして図示しない各種センサから、アクセル開度、スロットル開度、車速、シフトレンジ等の車両状態を示す各種検出信号が入力される。これらの検出信号に基づきハイブリッド制御ユニット５２は、エンジン制御ユニット５６に対してエンジントルクやエンジン回転数等の制御信号を出力し、この制御信号が入力されるエンジン制御ユニット５６は、スロットルバルブ５３、インジェクタ５４、イグナイタ等に対して制御信号を出力することによってエンジントルクやエンジン回転数等を制御している。また、ハイブリッド制御ユニット５２は、後述するインバータ５５に対して制御信号を出力することにより、モータトルク、モータ回転数、発電量等を制御している。つまり、エンジン制御ユニット５６はエンジン制御手段として機能し、ハイブリッド制御ユニット５２は発電制御手段として機能するようになっている。さらに、ハイブリッド制御ユニット５２は、エンジン動力やモータ動力を駆動輪に伝達するための変速段やトルク分配比の制御信号をトランスミッション制御ユニット５７に対して出力する。これらの制御信号に基づいてトランスミッション制御ユニット５７は、図示しないバルブユニット等に制御信号を出力することにより、駆動ユニット１１内のクラッチやブレーキの締結状態を切り換えている。
【００２０】
前述したように、ハイブリッド制御ユニット５２によってモータジェネレータ１８の駆動状態を制御するため、バッテリ５０とモータジェネレータ１８との間にはインバータ５５が設けられている。ハイブリッド制御ユニット５２から出力される制御信号によってインバータ５５の作動状態を制御することにより、交流同期型モータのモータジェネレータ１８を電動機として駆動させる際には、バッテリ５０からの直流電流が交流電流に変換されてモータジェネレータ１８に供給される一方、モータジェネレータ１８を発電機として駆動させる際には、発電された交流電流が直流電流に変換されてバッテリ５０に蓄えられることになる。なお、モータジェネレータ１８を流れる交流電流の電流値や周波数を制御することにより、モータジェネレータ１８のモータトルクやモータ回転数が制御されるようになっている。
【００２１】
これらの制御ユニット５１，５２，５６，５７は、制御信号等を演算するＣＰＵを備えるとともに、制御プログラム、演算式、マップデータ等を格納するＲＯＭや、一時的にデータを格納するＲＡＭを備えている。また、ハイブリッド制御ユニット５２、バッテリ制御ユニット５１、エンジン制御ユニット５６、およびトランスミッション制御ユニット５７は、通信ケーブルを介して相互に接続されることによって制御信号や検出信号を共有するようになっている。
【００２２】
以下、ハイブリッド制御ユニット５２によって実行されるエンジン停止処理について説明する。ここで、図３はエンジン停止処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、まずステップＳ１では、エンジン制御ユニット５６に向けてエンジン停止信号が出力されているか否かが判定される。つまり、運転者により図示しないイグニッションスイッチがオフ操作された状況や、エンジン１７を自動的に停止させるアイドルストップ条件に車両状態が合致した状況などのように、エンジン制御ユニット５６に向けてエンジン停止信号が出力される場合には、ステップＳ２に進み、エンジン停止処理が開始される一方、ハイブリッド制御ユニット５２に向けてエンジン停止信号が出力されない場合には、エンジン停止処理を行うことなくそのままルーチンを抜けることになる。
【００２３】
ステップＳ２では、温度センサ３２によって検出されるタービン温度Ｔｔが、エンジン制御ユニット５６を介してハイブリッド制御ユニット５２に入力されるとともに、バッテリ制御ユニット５１によって算出される充電状態ＳＯＣがハイブリッド制御ユニット５２に入力される。そして、ステップＳ３では、タービン温度Ｔｔが所定の判定温度αを上回るか否かが判定され、タービン温度Ｔｔが判定温度αを上回ると判定された場合には、ステップＳ４に進み、冷却時間設定手段として機能するハイブリッド制御ユニット５２により、タービン温度Ｔｔに基づいてエンジン停止信号出力時からエンジン停止までの冷却時間Ｔｃが設定される一方、ステップＳ３においてタービン温度Ｔｔが判定温度αを下回ると判定された場合には、ステップＳ５に進み、エンジン停止までの冷却時間Ｔｃはゼロに設定されることになる。
【００２４】
ここで、図４は冷却時間Ｔｃを設定する際に参照されるマップであり、タービン温度Ｔｔと冷却時間Ｔｃとの関係を示している。図４に示すように、タービン温度Ｔｔがｔ０(たとえば１００℃)とｔ１(たとえば４００℃)との間に収束している場合には冷却時間ＴｃとしてＴ１(たとえば６０秒)が設定され、タービン温度Ｔｔがｔ１とｔ２(たとえば７００℃)との間に収束している場合には冷却時間ＴｃとしてＴ２(たとえば１２０秒)が設定され、タービン温度Ｔｔがｔ２を上回る場合には冷却時間ＴｃとしてＴ３(たとえば２４０秒)が設定されることになる。このように、タービン温度Ｔｔが高温域に達していると判定された場合には、タービン温度Ｔｔが判定温度αを下回るまでタービン軸２７に対する潤滑油の供給を継続する必要があるため、エンジン１７をアイドリング状態に保ちながらターボチャージャ２０を判定温度αまで冷却するために必要な冷却時間Ｔｃが設定されることになる。
【００２５】
そして、続くステップＳ６では、充電状態ＳＯＣが所定の下限値βを下回るか否かが判定される。ステップＳ６において、充電状態ＳＯＣが下限値βを下回ると判定された場合には、ステップＳ７に進み、発電時間設定手段として機能するハイブリッド制御ユニット５２により、充電状態ＳＯＣに基づいてエンジン停止信号出力時からエンジン停止までの発電時間Ｔｇが設定される一方、充電状態ＳＯＣが下限値βを上回ると判定された場合には、ステップＳ８に進み、エンジン停止までの発電時間Ｔｇはゼロに設定されることになる。
【００２６】
ここで、図５は発電時間Ｔｇを設定する際に参照されるマップであり、発電時間Ｔｇと充電状態ＳＯＣとの関係を示している。図５に示すように、充電状態ＳＯＣがｃ０(たとえば１０％)とｃ１(たとえば５％)との間に収束している場合には発電時間ＴｇとしてＴ１’(たとえば６０秒)が設定され、充電状態ＳＯＣがｃ１を下回る場合には発電時間としてＴ２’(たとえば１２０秒)が設定されることになる。このように、充電状態ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の電力が枯渇していると判定された場合には、再始動時にモータジェネレータ１８によってエンジン１７をクランキングさせるための電力を確保する必要があるため、この電力に相当する発電量を発電するために必要な発電時間Ｔｇが設定されることになる。
【００２７】
続いて、ステップＳ９では、冷却時間Ｔｃと発電時間Ｔｇとの少なくともいずれか一方がゼロ以外に設定されているか否かが判定される。つまり、ステップＳ４やステップＳ７を経て冷却時間Ｔｃや発電時間Ｔｇが設定されている場合には、ステップＳ１０に進み、冷却時間Ｔｃと発電時間Ｔｇとの長さが比較判定される。ステップＳ１０において、発電時間Ｔｇよりも冷却時間Ｔｃが長い場合には、ステップＳ１１に進み、運転時間設定手段として機能するハイブリッド制御ユニット５２により、エンジン運転時間としてのアイドル時間ＴｉがＴｃに設定される一方、冷却時間Ｔｃよりも発電時間Ｔｇが長い場合には、ステップＳ１２に進み、アイドル時間ＴｉがＴｇに設定されることになる。
【００２８】
そして、ステップＳ１３においてタイマリセット処理が実行された後に、ステップＳ１４において、エンジン１７をアイドリング状態に保つアイドル制御が実行されるとともに、エンジン１７の余剰動力を有効に利用するためモータジェネレータ１８に対する発電制御が実行される。次いで、ステップＳ１５においてタイマカウント処理が実行され、ステップＳ１６においてアイドル時間Ｔｉを経過したか否かが判定される。ステップＳ１６においてアイドル時間Ｔｉを経過したと判定された場合には、ステップＳ１７に進み、アイドリング状態で運転されていたエンジン１７が停止される一方、ステップＳ１６においてアイドル時間Ｔｉが経過していないと判定された場合には、再びステップＳ１４においてタイマカウント処理が実行され、アイドル時間Ｔｉが経過するまでエンジン１７のアイドル制御およびモータジェネレータ１８の発電制御は継続されることになる。
【００２９】
なお、ステップＳ９において、冷却時間Ｔｃと発電時間Ｔｇとの双方がゼロに設定されていると判定された場合には、再始動に必要な電力がバッテリ５０に蓄えられた状態であり、かつターボチャージャ２０の冷却が不要な状態であるため、アイドル制御や発電制御を実行することなく、ステップＳ１７に進み、エンジン１７が直ちに停止されることになる。
【００３０】
これまで説明したように、ターボチャージャ２０を保護するための冷却時間Ｔｃと、再始動に必要な電力を確保するための発電時間Ｔｇとを設定し、冷却時間Ｔｃと発電時間Ｔｇとのいずれか長い方の時間が経過した後に、エンジン１７を停止させるようにしたので、ターボチャージャ２０を確実に保護することができるとともに、エンジン１７を再始動させる際に必要な電力を確保することができる。しかも、発電時間Ｔｇの経過中は勿論のこと、ターボチャージャ２０に向けて潤滑油を吐出するためにエンジン１７が駆動される冷却時間Ｔｃの経過中にあっても、エンジン１７の余剰動力を用いてモータジェネレータ１８を発電駆動させるようにしたので、エンジン動力の有効利用を図ることができ、ハイブリッド車両１０のエネルギ効率を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００３１】
なお、図示するハイブリッド車両１０にあっては、モータジェネレータ１８を発電駆動する際のエンジン負荷(単位時間当たりの発電量)を一定に保つようにしているため、図５のマップに示すように、充電状態ＳＯＣから直接的に発電時間Ｔｇが求められているが、これに限られることはなく、たとえば、充電状態ＳＯＣに基づいて必要な発電量Ｗを設定した後に、発電量Ｗとタービン温度Ｔｔとに基づいて発電時間Ｔｇを設定するようにしても良い。このようにタービン温度Ｔｔに応じて発電時間Ｔｇを増減させることにより、同じ発電量Ｗが要求される充電状態ＳＯＣであっても、タービン温度Ｔｔが高い場合にはエンジン負荷を引き下げて発電時間Ｔｇを長く設定することにより、タービン温度Ｔｔの上昇を回避しながら発電制御を行うことが可能となる一方、タービン温度Ｔｔが低い場合にはエンジン負荷を引き上げて発電時間Ｔｇを短く設定することにより、エンジン停止前の発電制御を素早く完了させることが可能となる。
【００３２】
続いて、冷却時間Ｔｃを設定する際の他の手順について説明する。図３に示すフローチャートにあっては、温度センサ３２から検出されるタービン温度Ｔｔに基づいて冷却時間Ｔｃを設定するようにしているが、これに限られることはなく、エンジン負荷からタービン温度Ｔｔを推定することによって冷却時間Ｔｃを設定するようにしても良い。ここで、図６はエンジン停止処理の他の実行手順を示すフローチャートであり、図７はエンジン負荷係数Ｓｅを算出する際の手順を示す説明図である。なお、図６のフローチャートにおいて、図３のフローチャートに示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
図６に示すように、ステップＳ１において、エンジン制御ユニット５６に向けてエンジン停止信号が出力されていると判定された場合には、ステップＳ２０に進み、エンジン制御ユニット５６によってエンジン負荷係数Ｓｅが算出されるとともに、バッテリ制御ユニット５１によって充電状態ＳＯＣが算出される。ここで、エンジン負荷係数Ｓｅとは、直近３００秒の運転状態に応じて変動する係数であり、エンジン負荷を時間で積分することによって算出される係数である。図７に一点鎖線で示すように、直近３００秒のエンジン負荷が低い場合にはエンジン負荷係数Ｓｅが小さい値(たとえば５０)に設定される一方、図７に破線で示すように、直近３００秒のエンジン負荷が高い場合にはエンジン負荷係数Ｓｅが大きい値(たとえば２００)に設定されることになる。なお、図示する場合には、直近３００秒のエンジン負荷に基づいてエンジン負荷係数Ｓｅを算出するようにしているが、これに限られることはなく、たとえば直近２００秒や４００秒のエンジン負荷に基づいてエンジン負荷係数Ｓｅを算出するようにしても良い。
【００３４】
次いで、ステップＳ２１では、エンジン負荷係数Ｓｅが所定値γを上回るか否かが判定され、エンジン負荷係数Ｓｅが所定値γを上回ると判定された場合には、ステップＳ２２に進み、エンジン負荷係数Ｓｅに基づいてエンジン停止前の冷却時間Ｔｃが設定される一方、ステップＳ２１おいてエンジン負荷係数Ｓｅが所定値γを下回ると判定された場合には、ステップＳ５に進み、エンジン停止前の冷却時間Ｔｃはゼロに設定されることになる。
【００３５】
ここで、図８は冷却時間Ｔｃを設定する際に参照されるマップであり、エンジン負荷係数Ｓｅと冷却時間Ｔｃとの関係を示している。図８に示すように、エンジン負荷係数Ｓｅがｓ０(たとえば５０)とｓ１(たとえば２００)との間に収束している場合には冷却時間ＴｃとしてＴ１’’(たとえば６０秒)が設定され、エンジン負荷係数Ｓｅがｓ１とｓ２(たとえば４００)との間に収束している場合には冷却時間ＴｃとしてＴ２’’(たとえば１２０秒)が設定され、エンジン負荷係数Ｓｅがｓ２を上回る場合には冷却時間ＴｃとしてＴ３’’(たとえば２４０秒)が設定されることになる。
【００３６】
このように、エンジン負荷に基づいてエンジン負荷係数Ｓｅを設定し、このエンジン負荷係数Ｓｅに基づいて冷却時間Ｔｃを設定することにより、エンジン負荷からタービン温度Ｔｔを推定するとともにこれに基づいて冷却時間Ｔｃを設定することができるため、冷却時間Ｔｃを設定するための温度センサ３２を削減することができ、駆動ユニット１１の低コスト化を図ることが可能となる。
【００３７】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、図示する場合には、パラレル方式のハイブリッド車両１０に本発明を適用しているが、これに限られることはなく、シリーズ方式やシリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両に対して本発明を適用しても良い。
【００３８】
また、図３に示すフローチャートにあっては、ステップＳ１１，Ｓ１２において、アイドル時間Ｔｉが設定された後に、アイドル制御や発電制御が実行されているが、これに限られることはなく、ステップＳ１において、エンジン停止信号が出力されたと判定された後に、直ちにアイドル制御や発電制御を実行するようにしても良い。さらに、ステップＳ７において、充電状態ＳＯＣに基づき発電時間Ｔｇを設定することによって、エンジン１７を再始動する際に必要な電力を確保しているが、発電時間Ｔｇを更に延ばして設定することにより、アイドルストップ中における電動機器の駆動に必要な電力を確保しても良いことは言うまでもない。
【００３９】
さらに、図４，図５および図８に示す各マップにあっては、冷却時間Ｔｃや発電時間Ｔｇが段階的に設定されているが、これに限られることはなく、タービン温度Ｔｔや充電状態ＳＯＣに応じて、冷却時間Ｔｃや発電時間Ｔｇを連続的に設定するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】ハイブリッド車両を示す概略図である。
【図２】駆動ユニットとその制御系とを示す概略図である。
【図３】エンジン停止処理の実行手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】冷却時間を設定する際に参照されるマップである。
【図５】発電時間を設定する際に参照されるマップである。
【図６】エンジン停止処理の他の実行手順を示すフローチャートである。
【図７】エンジン負荷係数を算出する際の手順を示す説明図である。
【図８】冷却時間を設定する際に参照されるマップである。
【符号の説明】
【００４１】
１０ ハイブリッド車両
１７ エンジン
１８ モータジェネレータ(ジェネレータ)
２０ ターボチャージャ(過給機)
３１ オイルポンプ
５０ バッテリ
５２ ハイブリッド制御ユニット(冷却時間設定手段，発電時間設定手段，運転時間設定手段，発電制御手段)
５６ エンジン制御ユニット(エンジン制御手段)
Ｔｃ 冷却時間
Ｔｇ 発電時間
Ｔｉ アイドル時間(エンジン運転時間)
Ｔｔ タービン温度(温度)
ＳＯＣ 充電状態
【特許請求の範囲】
【請求項１】
過給機が組み付けられるエンジンと、前記エンジンに駆動されるジェネレータとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記過給機の温度に基づいて、エンジン停止信号出力時からエンジン停止までの冷却時間を設定する冷却時間設定手段と、
バッテリの充電状態に基づいて、エンジン停止信号出力時からエンジン停止までの発電時間を設定する発電時間設定手段と、
前記冷却時間と前記発電時間とに基づいて、エンジン停止信号が出力された後のエンジン運転時間を設定する運転時間設定手段と、
前記エンジン運転時間の経過中に前記ジェネレータを発電制御する発電制御手段とを有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンに駆動されるオイルポンプから前記過給機に潤滑油が供給されることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンを駆動制御するエンジン制御手段を備え、前記エンジン制御手段は前記エンジン運転時間の経過中に前記エンジンをアイドリング状態に制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記運転時間設定手段は前記冷却時間と前記発電時間とを比較判定し、いずれか長い方の時間に合わせて前記エンジン運転時間を設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１】
過給機が組み付けられるエンジンと、前記エンジンに駆動されるジェネレータとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記過給機の温度に基づいて、エンジン停止信号出力時からエンジン停止までの冷却時間を設定する冷却時間設定手段と、
バッテリの充電状態に基づいて、エンジン停止信号出力時からエンジン停止までの発電時間を設定する発電時間設定手段と、
前記冷却時間と前記発電時間とに基づいて、エンジン停止信号が出力された後のエンジン運転時間を設定する運転時間設定手段と、
前記エンジン運転時間の経過中に前記ジェネレータを発電制御する発電制御手段とを有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンに駆動されるオイルポンプから前記過給機に潤滑油が供給されることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンを駆動制御するエンジン制御手段を備え、前記エンジン制御手段は前記エンジン運転時間の経過中に前記エンジンをアイドリング状態に制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記運転時間設定手段は前記冷却時間と前記発電時間とを比較判定し、いずれか長い方の時間に合わせて前記エンジン運転時間を設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２７５０１１（Ｐ２００６−２７５０１１Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９８９４４（Ｐ２００５−９８９４４）
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月３０日（２００５．３．３０）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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