(57)【要約】【課題】オイル希釈量が大きい状況で内燃機関の燃料カットの実施機会を減らすことにより、排気浄化触媒の過熱を抑制できるハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】本発明の制御装置は、内燃機関３と第１及び第２モータ・ジェネレータ４、５とを備えたハイブリッド車両１に適用され、車両減速要求時においてバッテリ２６の残量に応じて設定される充電電力上限値を超えないように回生制御の実施を制限するとともに、回生制御の実施が制限された場合に内燃機関３の燃料カットを実施させる。内燃機関３の潤滑油への燃料の混入量であるオイル希釈量が大きい場合は小さい場合に比べて、バッテリ２６の残量の目標値が低く設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケース内を換気して吸気系に導く換気装置と、排気を浄化する排気浄化触媒とが設けられた内燃機関と、
走行用動力源となり得るモータ・ジェネレータと、
前記モータ・ジェネレータと電気的に接続されたバッテリと、
を備えたハイブリッド車両に適用され、
前記モータ・ジェネレータの発電により前記バッテリを充電する回生制御と前記内燃機関の燃料カットとを車両減速要求時に実施可能であるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記バッテリの残量が目標値となるように前記バッテリの充電及び放電を制御するバッテリ制御手段と、
車両減速要求時において、前記バッテリの残量に応じて設定される充電電力上限値を超えないように前記回生制御の実施を制限するとともに、前記回生制御の実施が制限された場合に前記燃料カットを実施させる減速時制御手段と、
を備え、
前記内燃機関の潤滑油への燃料の混入量であるオイル希釈量が大きい場合は小さい場合に比べて、前記バッテリの残量の前記目標値が低く設定されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関とモータ・ジェネレータとを走行用動力源として備えたハイブリッド車両に適用される制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両の制御装置として、内燃機関に設けられた燃料改質触媒を活性化させるためにエンジン再始動時のエンジン負荷を上昇させる過負荷運転を実施し、その出力の余剰分をモータの出力で調整する制御装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７９４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハイブリッド車両に設けられたバッテリの充電及び放電はバッテリの残量の目標値を基準として制御される。特許文献１の制御装置は内燃機関の出力を上げて運転されるので、バッテリへの充電機会が増してバッテリの残量が高めに推移する。バッテリへの充電電力上限値は残量に応じて設定されバッテリの残量が高いほど充電可能な電力は少なくなる。
【０００５】
ところで、ハイブリッド車両の車両減速要求時には、走行用動力源のモータ・ジェネレータで発電させてバッテリを充電する回生制御を行ったり内燃機関の燃料カットを実施したりして必要な減速度を確保することが一般的である。
【０００６】
燃料カットを実施すると内燃機関の排気浄化触媒にはクランクケース内の換気によって燃料の蒸発成分を含む吸入空気が流入する。潤滑油への燃料の混入量であるオイル希釈量が増えると排気浄化触媒に流入する燃料の蒸発成分が増える。オイル希釈量が大きい状況で燃料カットを実施すると排気浄化触媒での燃焼が促進されて排気浄化触媒が過熱するおそれがある。したがって、オイル希釈量が大きい状況では車両減速要求時に回生制御を優先的に実施し、できるだけ燃料カットの実施を回避して排気浄化触媒の過熱を回避することが好ましい。ところが、回生制御はバッテリへの充電電力上限値を超えて実施できないため、回生制御が制限される場合には燃料カットを実施して必要な減速度を確保せざるを得ない。
【０００７】
そこで、本発明は、オイル希釈量が大きい状況で内燃機関の燃料カットの実施機会を減らすことにより、排気浄化触媒の過熱を抑制できる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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、クランクケース内を換気して吸気系に導く換気装置と、排気を浄化する排気浄化触媒とが設けられた内燃機関と、走行用動力源となり得るモータ・ジェネレータと、前記モータ・ジェネレータと電気的に接続されたバッテリと、を備えたハイブリッド車両に適用され、前記モータ・ジェネレータの発電により前記バッテリを充電する回生制御と前記内燃機関の燃料カットとを車両減速要求時に実施可能であるハイブリッド車両の制御装置であって、前記バッテリの残量が目標値となるように前記バッテリの充電及び放電を制御するバッテリ制御手段と、車両減速要求時において、前記バッテリの残量に応じて設定される充電電力上限値を超えないように前記回生制御の実施を制限するとともに、前記回生制御の実施が制限された場合に前記燃料カットを実施させる減速時制御手段と、を備え、前記内燃機関の潤滑油への燃料の混入量であるオイル希釈量が大きい場合は小さい場合に比べて、前記バッテリの残量の前記目標値が低く設定されているものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の制御装置によれば、オイル希釈量が大きい場合は小さい場合に比べてバッテリの残量の目標値が低く設定されるので、バッテリの残量が低めに推移する。これにより、オイル希釈量が大きい場合は小さい場合に比べてバッテリの充電電力上限値が大きな値となるため回生制御が制限される機会が減少する。つまり、オイル希釈量が大きい状況で燃料カットの実施機会が減少するので排気浄化触媒の過熱を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一形態に係る制御装置が適用されたハイブリッド車両を概略的に示した図。
【図２】制御ルーチンの一例を示したフローチャート。
【図３】各種物理量等の時間的変化を示したタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示すように、車両１は複数の動力源を組み合わせたシリーズパラレル型のハイブリッド車両として構成されている。車両１は、内燃機関３と第１及び第２モータ・ジェネレータ４、５とを備えている。内燃機関３は４つの気筒１０を備えた直列４気筒型の内燃機関であり、アルコールを含有する燃料を使用して運転可能である。一般に、アルコール含有燃料を使用して運転可能な内燃機関を搭載した車両はフレキシブルフューエルビークル（ＦＦＶ）と称される。
【００１２】
内燃機関３の各気筒１０には吸気通路１１と排気通路１２とがそれぞれ接続されている。吸気通路１１には、空気濾過用のエアクリーナ１３、及び空気流量を調整可能なスロットルバルブ１４がそれぞれ設けられている。排気通路１２には、排気中の有害成分を浄化する排気浄化触媒の一例としての三元触媒１５が設けられている。また、内燃機関３にはクランクケース１６内を換気して吸気系に導くための換気装置１７が設けられている。
【００１３】
内燃機関３と第１モータ・ジェネレータ４とは動力分割機構６に連結されている。動力分割機構６の出力は出力ギア２０に伝達される。出力ギア２０と第２モータ・ジェネレータ５とは互いに動力伝達可能な状態で連結されている。出力ギア２０から出力した動力は減速装置２１及び差動装置２２を介して駆動輪２３に伝達される。第１モータ・ジェネレータ４はステータ４ａとロータ４ｂとを有する。第１モータ・ジェネレータ４は、動力分割機構６にて分割された内燃機関３の動力を受けて発電する発電機として機能するとともに、交流電力にて駆動される電動機としても機能する。同様に、第２モータ・ジェネレータ５はステータ５ａとロータ５ｂとを有し、電動機及び発電機としてそれぞれ機能する。各モータ・ジェネレータ４、５は、不図示のインバータ等を含む制御回路２５を介してバッテリ２６に電気的に接続される。制御回路２５は各モータ・ジェネレータ４、５が発電した電力を直流変換してバッテリ２６を充電するとともにバッテリ２６の電力を交流変換して各モータ・ジェネレータ４、５に供給する。
【００１４】
動力分割機構６はシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されており、サンギアＳと、リングギアＲと、これらのギアＳ、Ｒに噛み合うピニオンＰを自転及び公転可能な状態で保持するプラネタリキャリアＣとを有している。サンギアＳは第１モータ・ジェネレータ４のロータ４ａに連結され、リングギアＲは出力ギア２０に連結され、プラネタリキャリアＣは内燃機関３のクランク軸７に連結される。なお、クランク軸７とプラネタリキャリアＣとの間にはダンパ８が介在し、そのダンパ８は内燃機関３のトルク変動を吸収する。
【００１５】
車両１の制御はコンピュータとして構成された電子制御装置（ＥＣＵ）３０にて制御される。ＥＣＵ３０は内燃機関３及び各モータ・ジェネレータ４、５に対して各種の制御を行う。ＥＣＵ３０は、運転者が要求する要求パワーに対するシステム効率が最適となるように各種のモードを切り替えながら車両１を制御する。例えば、内燃機関３の熱効率が低下する低負荷領域では内燃機関３の燃焼を停止して第２モータ・ジェネレータ５を駆動するＥＶモードが選択される。また、内燃機関３だけではトルクが不足する場合は、内燃機関３とともに第２モータ・ジェネレータ５を走行用駆動源とするハイブリッドモードが選択される。ハイブリッドモードが選択された場合、ＥＣＵ３０は車両加速時において第１モータ・ジェネレータ４を発電機として機能させその発電電力でバッテリ２６を充電するとともに、第２モータ・ジェネレータ５を力行させてバッテリ２６を放電する。一方、車両減速時において、ＥＣＵ３０は第２モータ・ジェネレータ５で発電し、その発電電力をバッテリ２６に充電する回生制御を実施する。また、ＥＣＵ３０は車両減速時において内燃機関３の燃料カットを必要に応じて実施する。ＥＣＵ３０は回生制御及び燃料カットの少なくとも一方を車両減速要求時に実施することによって車両１に必要な減速度を確保する。
【００１６】
バッテリ２６の充電及び放電の制御はバッテリ２６の残量（ＳＯＣ）の目標値の一例であるＳＯＣ中心を基準としてＥＣＵ３０にて行われる。具体的には、ＥＣＵ３０はバッテリ２６の残量がＳＯＣ中心よりも高い場合は放電を優先するとともに残量がＳＯＣ中心よりも低い場合は充電を優先するように制御する。それにより、バッテリ２６の残量がＳＯＣ中心となるように充電及び放電が制御され、ＥＣＵ３０はバッテリ制御手段の一例として機能する。さらに、ＥＣＵ３０はバッテリ２６の現在の残量及び温度、並びに予め設定されたバッテリ２６の残量の上限値及び下限値等に基づいて充電電力上限値及び放電電力上限値をそれぞれ算出し、充電電力上限値及び充電電力下限値を超えないように充電及び放電を制限する。例えば、車両減速要求時に回生制御を実施すると充電電力上限値を超えてしまう場合、ＥＣＵ３０は回生制御を制限する。回生制御の制限はその実施が禁止される場合及び充電電力上限値を超えない限度で実施される場合が含まれる。
【００１７】
ＥＣＵ３０には、上述した制御や処理を実施するため、車両１の各部の情報を検出する様々なセンサ類からの信号が入力される。図示の例では、アクセルペダル２８の踏み込み量に応じた信号を出力するアクセル開度センサ３１、車両１の車速に応じた信号を出力する車速センサ３２、バッテリ２６の残量に応じた信号を出力するＳＯＣセンサ３３、バッテリ２６の温度に応じた信号を出力する温度センサ３４、及び燃料のアルコール濃度に応じた信号を出力するアルコール濃度センサ３５が車両１にそれぞれ設けられている。これらのセンサの出力信号はＥＣＵ３０に入力される。
【００１８】
以下、図２及び図３等を参照しながら本形態においてＥＣＵ３０が実施する制御の一例を説明する。図２に示された制御ルーチンのプログラムはＥＣＵ３０に保持されていて適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。
【００１９】
図２のステップＳ１において、ＥＣＵ３０はオイル希釈量を推定する。オイル希釈量は燃料噴射量が多いほど増加し、かつ燃料のアルコール濃度が高いほど増加する。燃料のアルコール濃度が高いほど揮発性が低下して気筒内に付着する燃料が増加するため、オイル希釈量が増加する傾向がある。そこで、オイル希釈量の推定は、一例として、燃料噴射量、アルコール濃度、及びオイル希釈量の関係が定められた推定マップ（不図示）を実験的に作成してＥＣＵ３０に記憶させ、その推定マップをＥＣＵ３０が参照することにより実施される。具体的には、ＥＣＵ３０は、不図示の別ルーチンで算出される燃料噴射量を取得するとともに、アルコール濃度をアルコール濃度センサ３５の信号に基づいて取得し、これら燃料噴射量及びアルコール濃度に対応するオイル希釈量を、推定マップを検索することにより推定する。
【００２０】
ステップＳ２において、ＥＣＵ３０はオイル希釈量が所定値以上であるか否かを判定する。この所定値は、燃料カットの実施により排気浄化触媒１５の過熱を招くおそれがあるか否かを決めるためのオイル希釈量の閾値としての意義がある。したがって、オイル希釈量が所定値以上の場合は排気浄化触媒１５の過熱を抑制するため、ＥＣＵ３０はステップＳ３に処理を進め、そうでない場合はステップＳ４で通常制御を行う。ステップＳ４で実施される通常制御はバッテリ２６の充電及び放電を制御する基準となるＳＯＣ中心を予め定めた値（例えば５０％）とした制御である。
【００２１】
ステップＳ３では、ＥＣＵ３０はＳＯＣ中心を上記通常制御で使用する値よりも低い値（例えば３０％）に設定してバッテリ２６の充電及び放電を制御する。ＳＯＣ中心の低下幅は適宜に設定される。ステップＳ３で設定されるＳＯＣ中心は、固定値でもよいがオイル希釈量に応じて変化させることもできる。ただし、ＳＯＣ中心を過剰に低く設定すると車両１の走行においてバッテリ２６の残量の下限値に達する機会が増えて走行に支障を来すおそれがあるので、そのような支障がないようにＳＯＣ中心が設定される。
【００２２】
ステップＳ５において、ＥＣＵ３０は車両１の車両減速要求があるか否かを判定する。車両減速要求の有無はアクセル開度センサ３１及び車速センサ３２の各信号をＥＣＵ３０が参照することにより判断される。車両減速要求がある場合はステップＳ６に進み、そうでない場合は以後の処理をスキップしてルーチンを終了する。
【００２３】
ステップＳ６において、ＥＣＵ３０は運転車が要求する車両１の減速度をアクセル開度センサ３１及び車速センサ３２の各信号に基づいて推定し、その減速度に基づいて減速パワーＰｄを算出する。続くステップＳ７において、ＥＣＵ３０は、ＳＯＣセンサ３３及び温度センサ３４の各信号に基づいてバッテリ２６の現在の残量及び温度を取得し、これらの物理量と、バッテリ２６の残量の上限値とに基づいて充電電力上限値Ｗｉｎを算出する。充電電力上限値Ｗｉｎはバッテリ２６の残量に応じて設定される。一例として、バッテリ２６の残量の上限値までに十分な余裕がある範囲では充電電力上限値Ｗｉｎは一定値として算出され、バッテリ２６の残量がその範囲を超えて高い場合には充電電力上限値Ｗｉｎはバッテリ２６の残量が高いほど小さな値として算出される（図３参照）。なお、他の例としては、充電電力上限値Ｗｉｎがバッテリ２６の残量が高いほど小さな値として全ての範囲で算出されてもよい。
【００２４】
ステップＳ８において、ＥＣＵ３０は減速パワーＰｄが充電電力上限値Ｗｉｎ以下か否かを判定する。減速パワーＰｄが充電電力上限値Ｗｉｎ以下であれば、回生制御を実施しても充電電力上限値Ｗｉｎを超えることがないので、燃料カットを行わずに必要な減速度を回生制御だけで賄うことができる。
【００２５】
したがって、減速パワーＰｄが充電電力上限値Ｗｉｎ以下である場合は、ＥＣＵ３０はステップＳ９において燃料カットを実施せずに回生制御を実施して車両１を減速させる。一方、減速パワーＰｃが充電電力上限値Ｗｉｎを超える場合、ＥＣＵ３０はステップＳ１０において、充電電力上限値Ｗｉｎを超えない限度で回生制御を実施しつつ燃料カットを行い、回生制御とともにエンジンブレーキで車両１を減速させる。なお、ステップＳ１０の処理を、回生制御の実施を禁止し燃料カットだけを実施して必要な減速度を確保する形態に変更することもできる。ＥＣＵ３０は、図２の制御ルーチンのステップＳ８〜ステップＳ１０を実行することにより、本発明に係る減速時制御手段の一例として機能する。
【００２６】
次に、図３を参照しながら本形態の効果について説明する。図３のタイムチャートは時刻ｔ１にアクセルペダル２８が踏み込まれ、時刻ｔ２でその踏み込み状態が解除された場合における各種物理量等の時間的変化を示している。時刻ｔ１におけるアクセルペダル２８の踏み込みに伴う車両加速要求に対応して車両要求出力及びエンジン回転数がそれぞれ立ち上がる。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間はアクセル開度が一定であるから、そのアクセル開度に応じた加速度に従って車速が上昇する。この加速期間は第２モータ・ジェネレータ５の力行のためバッテリ２６が放電されるのでバッテリ２６の残量は低下する。バッテリ２６の残量を示す破線は、実線で示した通常制御時よりもＳＯＣ中心を低下させた場合（図２のステップＳ３参照）を示している。バッテリ出力は車両要求出力に一致するように変化する。
【００２７】
時刻ｔ２におけるアクセルペダル２８の踏み込みの解除により車両減速要求に転じる。その車両減速要求に対応してエンジン回転数及び車両要求出力は低下する。車両要求出力の減速側は上述した減速パワーＰｄに相当する。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間は減速パワーＰｄが充電電力上限値Ｗｉｎ以下となるので、必要な車両１の減速度を回生制御によって賄うことができる。その回生制御によってバッテリ２６が充電されるため、バッテリ２６の残量は上昇する。時刻ｔ３において減速パワーＰｄが充電電力上限値Ｗｉｎを超えるので、回生制御だけで減速パワーＰｄを賄うことができない。したがって、時刻ｔ３からバッテリ２６の残量が上限値に到達する時刻ｔ４までの期間は、必要な減速度を確保するために充電電力上限値Ｗｉｎを超えない限度に制限された状態で回生制御が実施されるとともに燃料カットが実施される。そして、時刻ｔ４でバッテリ２６の残量が上限値に到達すると回生制御が中止され、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間は燃料カットの実施だけで必要な減速度が確保される。
【００２８】
図示のケースにおいては、ＳＯＣ中心を低下させた場合はバッテリ２６の残量が通常制御時よりも低めに推移し、減速パワーＰｄが充電電力上限値Ｗｉｎ以下になることがない。したがって、燃料カットを実施せずに回生制御の実施だけで必要な減速度を確保できる。本形態は、オイル希釈量が高い場合にＳＯＣ中心が低く設定される。そのため、図示のケースのように車両減速要求時において燃料カットの実施が不要となる機会が増える。換言すれば、オイル希釈量が大きい状況で燃料カットの実施機会が減少する。したがって、オイル希釈量が大きい状況で排気浄化触媒１５の過熱を抑制することができる。
【００２９】
本発明は上記形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。上記形態に係る内燃機関はアルコールを含有する燃料を使用して運転可能な内燃機関であるが、通常のガソリンエンジンを搭載したハイブリッド車両の制御装置として本発明を実施することもできる。なお、アルコールを含有する燃料を使用して運転可能な内燃機関の場合、アルコールの濃度が高いほどオイル希釈量が増えるため排気浄化触媒の過熱を抑制する必要性が高い。したがって、このような内燃機関を搭載したハイブリッド車両を対象とすることにより、本発明の効果をより発揮させることができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  車両
３  内燃機関
５  第２モータ・ジェネレータ（モータ・ジェネレータ）
１５  三元触媒（排気浄化触媒）
１６  クランクケース
１７  換気装置
２６  バッテリ
３０  ＥＣＵ（バッテリ制御手段、減速時制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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