(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関及び電動機を搭載し前記内燃機関及び前記電動機の少なくとも一方の駆動力により走行する車両に設置され、前記電動機に電力を供給する蓄電手段の蓄電量が下限値以下となったときに前記内燃機関を始動させて前記蓄電手段の充電を行う車両制御装置において、
前記蓄電手段における単位時間当たりの蓄電変位量が予め設定される設定値以上となったときに、少なくとも前記内燃機関をプレヒートさせる加熱手段を備えたこと、
を特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記内燃機関と共に前記内燃機関の排気ガスを浄化する触媒をプレヒートさせることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記加熱手段は、前記内燃機関と共に前記内燃機関の駆動に関するセンサをプレヒートさせることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両に搭載され車両制御を行う車両制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ハイブリッド車両の制御を行う装置としては、特開２０００−３２４６１５号公報に記載されるように、エンジン及びモータを搭載するハイブリッド車両に設置され、エンジンとモータの駆動を制御してそれら少なくとも一方の駆動力により車両を走行させる装置が知られている。この種の装置では、一般に、モータに電力を供給するバッテリの蓄電量も制御しており、バッテリの蓄電量を所定の量に維持している。例えば、バッテリの蓄電量が所定量以下となったときには、エンジンを強制的に駆動させ、そのエンジンの駆動力を用いて発電を行い、その発電電力によりバッテリを充電し、蓄電量を回復させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バッテリ充電のためにエンジンをすぐに始動すると、エンジンが暖機されていないため、エミッションの悪化なども不具合を生ずる。このため、エンジンを始動する前に、エンジン、触媒などを予備加熱する必要がある。ところが、予備加熱によってエンジン始動までに時間がかかると、バッテリの蓄電量が使用下限値を下回ってしまい、車両走行が不能となるおそれがある。
【０００４】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、バッテリ充電量低下時に適切な車両走行を可能とする車両制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る車両制御装置は、内燃機関及び電動機を搭載し内燃機関及び電動機の少なくとも一方の駆動力により走行する車両に設置され、電動機に電力を供給する蓄電手段の蓄電量が下限値以下となったときに内燃機関を始動させて蓄電手段の充電を行う車両制御装置において、蓄電手段における単位時間当たりの蓄電変位量が予め設定される設定値以上となったときに、少なくとも内燃機関をプレヒートさせる加熱手段を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また本発明に係る車両制御装置は、前述の加熱手段が内燃機関と共に内燃機関の排気ガスを浄化する触媒をプレヒートさせることを特徴とする。また本発明に係る車両制御装置は、前述の加熱手段が内燃機関と共に内燃機関の駆動に関するセンサをプレヒートさせることを特徴とする。
【０００８】
これらの発明によれば、内燃機関を駆動させて蓄電手段を充電する前にエンジンがプレヒートされる。このため、蓄電手段の充電のために内燃機関を始動した際にエンジンが暖機されているので、エミッションの悪化などの不具合の発生を防止できる。また、内燃機関を駆動して発電する際、暖機のために内燃機関の駆動を待たせる必要がない。従って、必要に応じて蓄電手段の充電が迅速に行え、蓄電手段の過放電により車両走行が不可能になるような事態が避けられる。これにより、バッテリ充電量の低下時に適切な車両走行を行える。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
（第一実施形態）
図１は第一実施形態に係る車両制御装置の構成概要図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態に係る車両制御装置１は、エンジン２及びモータ３を搭載してエンジン２又はモータ３の駆動により走行可能なハイブリッド車両に設置されている。モータ３は、バッテリ５から電力供給を受けて駆動する電動機であり、減速機６を介して駆動輪７に機械的に接続され、駆動輪７に駆動力を伝達する。エンジン２は、動力分配機構８及び減速機６を介して駆動輪７に機械的に接続され、駆動輪７に駆動力を伝達する。動力分配機構８としては、例えば遊星歯車機構が用いられる。
【００１２】
動力分配機構８には、ジェネレータ９が接続されている。ジェネレータ９は、エンジン２又は駆動輪７の駆動力を受けて発電する発電手段として機能する。ジェネレータ９及びモータ３は、インバータ１０を介してバッテリ５に対し電気的に接続されている。ジェネレータ９により発電された交流電力は、インバータ１０により直流変換されてバッテリ５に充電される。その際、バッテリ５は、ジェネレータ９が発電した電力を蓄電する蓄電手段として機能する。バッテリ５の直流電力は、インバータ１０により交流変換されてモータ３に供給され、その交流電力の供給によりモータ３が駆動する。
【００１３】
車両制御装置１が設置されるハイブリッド車両としては、上述したようなハイブリッド車両に限られるものではなく、内燃機関及び電動機の少なくとも一方の駆動力により走行可能なものであれば、モータとジェネレータの双方の機能を備えるモータジェネレータを搭載するものでもよい。また、車両制御装置１が設置されるハイブリッド車両は、車輪駆動をモータで行いエンジンをジェネレータへの電力供給源として用いるシリーズタイプ、エンジンとモータの双方で車輪を駆動可能としたパラレルタイプなど、いずれのタイプのものであってもよい。
【００１４】
車両制御装置１には、エンジンＥＣＵ２０、ハイブリッドＥＣＵ３０及びモータＥＣＵ４０が設けられている。エンジンＥＣＵ２０は、ハイブリッドＥＣＵ３０からの駆動要求に従い、エンジン２のスロットル開度指令信号を出力する制御器である。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ３０からの駆動要求に従い、インバータ１０を通じてモータ３の駆動信号を出力する制御器であり、インバータ１０と接続されている。
【００１５】
ハイブリッドＥＣＵ３０は、アクセル開度、車速などから運転者の要求による動力を算出し、バッテリ５の充電量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の低下時などにおける発電要求電力を算出し、これらの運転者の要求動力と発電要求電力に基づいてトータル動力を算出する。そして、トータル動力に基づいて必要なエンジン出力、モータトルクなどを演算し、エンジンＥＣＵ２０、モータＥＣＵ４０に駆動要求信号を出力し、エンジン２及びモータ３の駆動を制御する。
【００１６】
また、ハイブリッドＥＣＵ３０は、バッテリ５の充電量（蓄電量）を所定の目標値に保つ蓄電制御器として機能する。ハイブリッドＥＣＵ３０は、バッテリ５の充電量における下限値及び上限値が予め設定され、バッテリ５の充電量が下限値を下回らず、かつ上限値を上回らないように蓄電制御を行う。
【００１７】
なお、図１では、エンジンＥＣＵ２０、ハイブリッドＥＣＵ３０、モータＥＣＵ４０がそれぞれ別体に設けられているが、これらの全部又は一部が一体に構成されていてもよい。
【００１８】
エンジン２には、ヒータ５１が設置されている。ヒータ５１は、エンジン２を加熱する加熱手段である。ヒータ５１としては、例えばエンジン２に取り付けらる電気式の電熱器、冷却水の温度を上げる温水式のものなどが用いられる。
【００１９】
エンジン２の排気経路５２の途中には、触媒５３が設けられている。触媒５３は、エンジン２から排出される排気ガスの有害成分を浄化するものである。また、触媒５３には、ヒータ５４が設置されている。ヒータ５４は、触媒５３を加熱する加熱手段である。ヒータ５４としては、触媒５３を加熱できれば、いずれのものを用いてもよい。
【００２０】
また、エンジン２の排気経路５２の途中には、Ｏ２センサ５５が設けられている。Ｏ２センサ５５は、排気ガス中の酸素濃度を検出するセンサであり、センサを加熱させるヒータを備えている。
【００２１】
次に本実施形態に係る車両制御装置の動作を説明する。
【００２２】
図２は、本実施形態に係る車両制御装置１の動作を示すフローチャートである。この図２における制御処理は、例えばモータ３の駆動力により車両走行を行っているときに行われる。
【００２３】
図２のＳ１０に示すように、車両要求動力が所定動力より大きいか否かが判断される。車両要求動力は、車両全体において必要となるトータル動力であり、その算出はアクセル開度、車速及びジェネレータ９の必要発電量などに基づいてハイブリッドＥＣＵ３０によって行われる。所定動力は、予めハイブリッドＥＣＵ３０に設定される設定値であり、エンジン２の駆動が必要となる動力値が設定される。
【００２４】
Ｓ１０にて車両要求動力が所定動力より大きくエンジン２の駆動が必要と判断されたときには、Ｓ１２に移行し、エンジン２が始動される。エンジン２の始動は、ハイブリッドＥＣＵ３０からエンジンＥＣＵ２０に駆動要求信号が出力され、その信号に従ってエンジンＥＣＵ２０がエンジン２を駆動させることにより行われる。
【００２５】
一方、Ｓ１０にて車両要求動力が所定動力より大きくないと判断されたときには、Ｓ１４に移行し、バッテリ５のＳＯＣ（蓄電量、充電量）が下限値ＳＯＣ１以下であるか否かが判断される。バッテリ５のＳＯＣは、例えば、バッテリ５とインバータ１０と接続部分に設置される電流センサ（図示なし）の出力又はバッテリ５の蓄電電圧に基づいて検出される。下限値ＳＯＣ１は、ハイブリッドＥＣＵ３０に予め設定される設定値であり、バッテリ５の使用下限値として設定される。
【００２６】
Ｓ１４にてバッテリ５のＳＯＣが下限値ＳＯＣ１以下であると判断されたときには、エンジン２が始動される（Ｓ１２）。一方、Ｓ１４にてバッテリ５のＳＯＣが下限値ＳＯＣ１以下でないと判断されたときには、Ｓ１６に移行し、バッテリ５のＳＯＣが設定値ＳＯＣ２以下であるか否かが判断される。設定値ＳＯＣ２は、ハイブリッドＥＣＵ３０に予め設定される設定値であり、下限値ＳＯＣ１より大きな蓄電量として設定されている。
【００２７】
Ｓ１６にてバッテリ５のＳＯＣが設定値ＳＯＣ２以下でないと判断されたときには、制御処理を終了する。一方、Ｓ１６にてバッテリ５のＳＯＣが設定値ＳＯＣ２以下であると判断されたときには、Ｓ１８に移行し、プレヒートが行われる。プレヒートは、少なくともエンジン２を加熱する処理であり、エンジン２と共に触媒５３、Ｏ２センサ５５を加熱することが望ましい。
【００２８】
このプレヒートは、ハイブリッドＥＣＵ３０から加熱信号を出力することにより行われる。加熱信号は、エンジンＥＣＵ２０を介してヒータ５１、ヒータ５４、Ｏ２センサ５５に出力される。これにより、ヒータ５１、ヒータ５４、Ｏ２センサ５５のヒータが発熱し、エンジン２、触媒５３、Ｏ２センサ５５が加熱される。そして、制御処理が終了する。
【００２９】
図３に本実施形態に係る車両制御装置におけるバッテリＳＯＣの変化を示す。図４に比較例におけるバッテリＳＯＣの変化を示す。
【００３０】
図３に示すように、本実施形態に係る車両制御装置において、モータ３の駆動力により車両走行していると、バッテリ５のＳＯＣが徐々に減少していく。そして、バッテリ５のＳＯＣが設定値ＳＯＣ２になったときに、ヒータ５１等の加熱（プレヒート）が開始される。これにより、エンジン２、触媒５３などがエンジン２の始動前に加熱され暖機される。
【００３１】
その際、設定値ＳＯＣ２は、プレヒート時間が５秒〜３０秒になるように設定され、望ましくはプレヒート時間が５〜１５秒となるように設定される。このＳＯＣ２は、固定値とする場合もあるが、ＳＯＣの単位時間当たりの変化ΔＳＯＣの関数として設定することが望ましい。この場合、プレヒート時間のバラツキを抑制でき、必要なプレヒートを無駄なく確実に行える。
【００３２】
そして、バッテリ５のＳＯＣが下限値ＳＯＣ１になったときに、エンジン２が始動されエンジン２の駆動力により発電が行われる。このとき、エンジン２は既に暖機され触媒５３が活性化している。従って、エミッションの悪化が防止できる。また、バッテリ５のＳＯＣが下限値ＳＯＣ１になったときにエンジン２をすぐに始動できるため、バッテリ５の過放電により車両走行が不能になるというような事態を回避できる。そして、発電によりバッテリ５が充電されＳＯＣが増加し回復する。
【００３３】
これに対し、図４に示すように、比較例（従来技術）にあっては、モータ駆動の車両走行により、バッテリ５のＳＯＣが徐々に減少し、バッテリ５のＳＯＣが下限値ＳＯＣ１になったときに、ヒータ５１等の加熱（プレヒート）が開始される。このとき、エンジン２、触媒５３等は冷えた状態であるため、直ちにエンジン２を始動することができない。
【００３４】
すなわち、エンジン２の始動は、プレヒート完了を待って行われることとなる。このため、プレヒート時間の間、バッテリ５のＳＯＣが減少し続けるため、バッテリ５が過放電となり、走行不能となるおそれがある。
【００３５】
以上のように、本実施形態に係る車両制御装置１によれば、エンジン２を駆動させてバッテリ５を充電する前にエンジン２、触媒５３、Ｏ２センサ５５がプレヒートされる。このため、バッテリ５の充電のためにエンジン２を始動する際にエンジン２がすでに暖機されているので、エミッションの悪化などの不具合の発生を防止できる。また、エンジン２を駆動して発電する際、暖機のためにエンジン２の駆動を待つ必要がない。従って、必要に応じてバッテリ５の充電が迅速に行え、バッテリ５の過放電により車両走行が不可能になるような事態が避けられる。これによって、バッテリ５の充電量の低下時に適切な車両走行が可能となる。
【００３６】
（第二実施形態）
次に第二実施形態に係る車両制御装置について説明する。
【００３７】
本実施形態に係る車両制御装置は、プレヒートの開始条件をバッテリ５における単位時間当たりの蓄電変位量ΔＳＯＣが予め設定される設定値ΔＳＯＣ３以上であるときに、少なくともエンジン２をプレヒートさせるものである。
【００３８】
本実施形態に係る車両制御装置のハード構成は、図１の第一実施形態の車両制御装置と同様に構成される。
【００３９】
図５に本実施形態に係る車両制御装置の動作についてのフローチャートを示す。図５における制御処理は、例えばモータ３の駆動力により車両走行を行っているときに行われる。
【００４０】
図５のＳ２０に示すように、車両要求動力が所定動力より大きいか否かが判断される。車両要求動力が所定動力より大きくエンジン２の駆動が必要と判断されたときには、エンジン２が始動される（Ｓ２２）。一方、Ｓ２０にて車両要求動力が所定動力より大きくないと判断されたときには、バッテリ５のＳＯＣが下限値ＳＯＣ１以下であるか否かが判断される（Ｓ２４）。バッテリ５のＳＯＣが下限値ＳＯＣ１以下であると判断されたときには、エンジン２が始動される（Ｓ２２）。一方、バッテリ５のＳＯＣが下限値ＳＯＣ１以下でないと判断されたときには、Ｓ２６に移行し、バッテリ５の単位時間当たりの蓄電変位量ΔＳＯＣが設定値ΔＳＯＣ３以上であるか否かが判断される。設定値ΔＳＯＣ３は、ハイブリッドＥＣＵ３０に予め設定される設定値であり、例えばプレヒート時間を考慮して設定される。
【００４１】
Ｓ２６にてバッテリ５の単位時間当たりの蓄電変位量ΔＳＯＣが設定値ΔＳＯＣ３以上でないと判断されたときには、制御処理を終了する。一方、バッテリ５の単位時間当たりの蓄電変位量ΔＳＯＣが設定値ΔＳＯＣ３以上であると判断されたときには、プレヒートが行われる（Ｓ２８）。そして、制御処理を終了する。
【００４２】
なお、図５のＳ２０〜２４の処理は、図１のＳ１０〜１４の処理と同様に行われる。また、図５のＳ２８のプレヒート処理は、図１のＳ１８のプレヒート処理と同様に行われる。
【００４３】
以上説明した本実施形態に係る車両制御装置によれば、第一実施形態に係る車両制御装置と同様な作用効果が得られる。すなわち、エンジン２を駆動させてバッテリ５を充電する前にエンジン２、触媒５３、Ｏ２センサ５５がプレヒートされるため、バッテリ５の充電のためにエンジン２を始動する際エンジン２がすでに暖機されており、エミッションの悪化などの不具合の発生を防止できる。また、エンジン２を駆動して発電する際、暖機のためにエンジン２の駆動を待つ必要がない。従って、必要に応じてバッテリ５の充電が迅速に行え、バッテリ５の過放電により車両走行が不可能になるような事態が避けられる。これによって、バッテリ５の充電量の低下時に適切な車両走行が可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、バッテリ充電量低下時に適切な車両走行が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る車両制御装置の構成図である。
【図２】図１の車両制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１の車両制御装置におけるモータ駆動走行時におけるＳＯＣ変化を示す図である。
【図４】比較例（従来技術）におけるモータ駆動走行時におけるＳＯＣ変化を示す図である。
【図５】第二実施形態に係る車両制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…車両制御装置、２…エンジン（内燃機関）、３…モータ（電動機）、５…バッテリ（蓄電手段）、９…ジェネレータ、２０…エンジンＥＣＵ、３０…ハイブリッドＥＣＵ、４０…モータＥＣＵ、５１…ヒータ、５３…触媒、５４…ヒータ、５５…Ｏ２センサ。
【図１】
0003573206.tif 000002
【図２】
0003573206.tif 000003
【図３】
0003573206.tif 000004
【図４】
0003573206.tif 000005
【図５】
0003573206.tif 000006