(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジン始動後のスイッチング素子温度が許容上限値を超えるのを防止しつつ、エンジンの始動タイミングが不必要に早まるのを防止する。【解決手段】ステップＳ１０２において、スイッチング素子温度の許容上限値Ｔｃから温度センサで検出されたスイッチング素子温度Ｔとエンジンの始動によるスイッチング素子温度の予測上昇量ΔＴｅ＿ｓｕｉｔを減算した値（Ｔｃ−Ｔ−ΔＴｅ＿ｓｕｉｔ）が設定値ΔＴｅ＿ｍａｒｊｉｎ以下である場合は、ステップＳ１０３において、エンジンの始動を行う。予測上昇量ΔＴｅ＿ｓｕｉｔは、温度上昇量記憶部に記憶された過去Ｎ回のエンジンの始動によるスイッチング素子温度の上昇量ΔＴｅに基づいて設定される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の動力を利用してエンジンの始動が可能であり、エンジン及び回転電機のいずれか１つ以上の動力を利用して駆動軸の駆動が可能であるハイブリッド車両の制御装置であって、
スイッチング素子のスイッチング動作により回転電機の運転を行う電力変換装置と、
スイッチング素子温度を検出する温度検出部と、
エンジンの始動を行った場合のスイッチング素子温度の上昇量を記憶する温度上昇量記憶部と、
エンジンの運転を行っていない状態において、スイッチング素子温度の許容上限値から温度検出部で検出されたスイッチング素子温度とエンジンの始動によるスイッチング素子温度の予測上昇量を減算した値が設定値以下になった場合は、エンジンの始動を行うエンジン始動制御部と、
を備え、
エンジン始動制御部は、温度上昇量記憶部に記憶されたスイッチング素子温度の上昇量に基づいて前記予測上昇量を設定する、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、回転電機の動力を利用してエンジンの始動が可能であり、エンジン及び回転電機のいずれか１つ以上の動力を利用して駆動軸の駆動が可能であるハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１では、エンジンの停止状態で電力変換装置のスイッチング素子温度が所定の温度閾値に達したときに、スイッチング素子を駆動して回転電機に動力を発生させることでエンジンの始動を行う。所定の温度閾値は、エンジンの始動によるスイッチング素子温度の上昇量を考慮して、エンジン始動後のスイッチング素子温度が許容上限値以下になるように設定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−９１９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１において、エンジンの始動によるスイッチング素子温度の上昇量は、エンジンの経年変化等によって変化するため、エンジンの経年変化等に対して所定の温度閾値を精度よく設定することが困難となる。所定の温度閾値が低すぎると、エンジンの始動タイミングが不必要に早くなりすぎて、エンジンの燃費低下、排気エミッション増加を招くことになる。一方、所定の温度閾値が高すぎると、エンジン始動後のスイッチング素子温度が許容上限値を超える虞があり、スイッチング素子の破壊を招く虞がある。
【０００５】
本発明は、エンジン始動後のスイッチング素子温度が許容上限値を超えるのを防止しつつ、エンジンの始動タイミングが不必要に早まるのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、回転電機の動力を利用してエンジンの始動が可能であり、エンジン及び回転電機のいずれか１つ以上の動力を利用して駆動軸の駆動が可能であるハイブリッド車両の制御装置であって、スイッチング素子のスイッチング動作により回転電機の運転を行う電力変換装置と、スイッチング素子温度を検出する温度検出部と、エンジンの始動を行った場合のスイッチング素子温度の上昇量を記憶する温度上昇量記憶部と、エンジンの運転を行っていない状態において、スイッチング素子温度の許容上限値から温度検出部で検出されたスイッチング素子温度とエンジンの始動によるスイッチング素子温度の予測上昇量を減算した値が設定値以下になった場合は、エンジンの始動を行うエンジン始動制御部と、を備え、エンジン始動制御部は、温度上昇量記憶部に記憶されたスイッチング素子温度の上昇量に基づいて前記予測上昇量を設定することを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、エンジンの始動によるスイッチング素子温度の予測上昇量をエンジンの経年変化等に対応して設定することができるので、エンジン始動後のスイッチング素子温度が許容上限値を超えるのを防止しつつ、エンジンの始動タイミングが不必要に早まるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る制御装置を備えるハイブリッド車両の構成例を示す図である。
【図２】電子制御装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】電子制御装置により実行される処理を説明するフローチャートである。
【図４】スイッチング素子温度の時間変化の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る制御装置を備えるハイブリッド車両の構成例を示す図である。エンジン１２とモータジェネレータ（回転電機）１４との間にクラッチ１３が設けられており、モータジェネレータ１４が変速機１６を介して駆動軸１７（駆動輪１８）に連結されている。クラッチ１３の係合状態においてモータジェネレータ１４の力行運転を行うことで、モータジェネレータ１４の動力を利用して停止状態のエンジン１２を始動することが可能である。クラッチ１３の係合状態においてエンジン１２が発生する動力は変速機１６で変速されて駆動軸１７へ伝達可能であるため、エンジン１２の動力を利用して駆動軸１７を駆動することで車両の走行を行うことが可能である。また、モータジェネレータ１４の力行運転による動力も変速機１６で変速されて駆動軸１７へ伝達可能である。そのため、クラッチ１３の係合状態においてエンジン１２及びモータジェネレータ１４の動力を利用して駆動軸１７を駆動することで車両の走行を行うことも可能であり、クラッチ１３の解放状態においてエンジン１２の動力を利用せずにモータジェネレータ１４の動力を利用して駆動軸１７を駆動することでＥＶ（Electric Vehicle）走行を行うことも可能である。このように、エンジン１２及びモータジェネレータ１４のいずれか１つ以上の動力を利用して駆動軸１７の駆動が可能である。一方、駆動軸１７またはエンジン１２の動力を利用してモータジェネレータ１４の発電運転を行うことも可能である。
【００１２】
モータジェネレータ１４の運転は、インバータ（電力変換装置）２６のスイッチング素子のスイッチング動作により行われる。モータジェネレータ１４の力行運転時には、蓄電装置２４からの直流電力がインバータ２６でスイッチング動作により交流（例えば三相交流）に変換されてモータジェネレータ１４のコイルへ供給される。一方、モータジェネレータ１４の発電運転時には、モータジェネレータ１４のコイルの交流電力がインバータ２６でスイッチング動作により直流に変換されて蓄電装置２４に充電される。インバータ２６には、スイッチング素子の温度Ｔを検出する温度センサ（温度検出部）６１が付設されている。温度センサ６１で検出されたスイッチング素子温度Ｔを示す信号は、電子制御装置（ＥＣＵ）４０に入力される。電子制御装置４０は、インバータ２６のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、モータジェネレータ１４の運転状態を制御する。
【００１３】
電子制御装置４０の機能ブロック図の一例を図２に示す。エンジン始動制御部４２は、例えばＥＶ走行時等、エンジン１２の運転を行っていない状態でエンジン１２の自動始動条件が成立した場合は、クラッチ１３を係合させるとともにインバータ２６のスイッチング動作によりモータジェネレータ１４の力行運転を行うことで、エンジン１２の自動始動を行う。ここでの自動始動条件の詳細については後述する。停止状態のエンジン１２を回転させるためには、モータジェネレータ１４に大トルクを発生させることが必要であり、インバータ２６のスイッチング素子の通電量が増大し、スイッチング素子の抵抗損失によりスイッチング素子温度Ｔが大きく上昇する。エンジン始動制御部４２は、エンジン１２の自動始動を行う度に、エンジン１２の自動始動前後において温度センサ６１で検出されたスイッチング素子温度Ｔの差を演算することで、エンジン１２の自動始動を行った場合のスイッチング素子温度の上昇量ΔＴｅを取得する。エンジン１２の自動始動を行う度に、取得されたスイッチング素子温度の上昇量ΔＴｅが温度上昇量記憶部４４に記憶される。温度上昇量記憶部４４には、過去Ｎ回（例えば過去３〜１０回程度）のスイッチング素子温度の上昇量ΔＴｅが記憶され、エンジン１２の自動始動を行う度に、最も過去の上昇量ΔＴｅが最新の上昇量ΔＴｅに書き換えられることで、過去Ｎ回のスイッチング素子温度の上昇量ΔＴｅが更新される。
【００１４】
ＥＶ走行時やエンジン１２の始動時等には、モータジェネレータ１４の力行運転を行うためにインバータ２６のスイッチング動作を行うが、インバータ２６のスイッチング素子の破壊を防止するためには、スイッチング素子温度Ｔが許容上限値Ｔｃを超えないようにする必要がある。特にＥＶ走行時にエンジン１２の始動を行う場合は、スイッチング素子の通電量が増大してスイッチング素子温度Ｔが大きく上昇しやすくなる。本実施形態では、エンジン１２の始動によるスイッチング素子温度の上昇量ΔＴｅを考慮して、スイッチング素子温度Ｔが許容上限値Ｔｃを超える前にエンジン１２の自動始動を行う。以下、その場合に電子制御装置４０が実行する処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。図３のフローチャートによる処理は、エンジン１２の運転を行っていない場合（例えばＥＶ走行時等）に実行される。
【００１５】
まずステップＳ１０１では、温度センサ６１で検出されたスイッチング素子温度Ｔが読み込まれる。次にステップＳ１０２では、スイッチング素子温度の許容上限値Ｔｃから温度センサ６１で検出されたスイッチング素子温度Ｔとエンジン１２の始動によるスイッチング素子温度の予測上昇量ΔＴｅ＿ｓｕｉｔを減算した値（Ｔｃ−Ｔ−ΔＴｅ＿ｓｕｉｔ）が設定値ΔＴ＿ｍａｒｊｉｎ以下であるか否かがエンジン始動制御部４２で判定される。ここでの予測上昇量ΔＴｅ＿ｓｕｉｔは、温度上昇量記憶部４４に記憶された過去Ｎ回のスイッチング素子温度の上昇量ΔＴｅに基づいて設定され、例えば過去Ｎ回の上昇量ΔＴｅの平均値に設定される。また、設定値ΔＴ＿ｍａｒｊｉｎは、スイッチング素子温度上昇の傾きと制御周期を考慮して設定される。Ｔｃ−Ｔ−ΔＴｅ＿ｓｕｉｔ＞ΔＴ＿ｍａｒｊｉｎの場合（ステップＳ１０２の判定結果がＮＯの場合）は、エンジン１２の自動始動条件が成立していないと判定し、ステップＳ１０１に戻る。一方、Ｔｃ−Ｔ−ΔＴｅ＿ｓｕｉｔ≦ΔＴ＿ｍａｒｊｉｎの場合（ステップＳ１０２の判定結果がＹＥＳの場合）は、エンジン１２の自動始動条件が成立したと判定し、ステップＳ１０３に進む。
【００１６】
ステップＳ１０３では、エンジン１２の自動始動がエンジン始動制御部４２で行われる。その際には、クラッチ１３を係合させるとともにインバータ２６のスイッチング動作によりモータジェネレータ１４の力行運転を行うことで、モータジェネレータ１４の動力を利用してエンジン１２のクランキングを行う。ステップＳ１０４では、エンジン１２の自動始動を行った場合のスイッチング素子温度の上昇量ΔＴｅがエンジン始動制御部４２で取得される。ステップＳ１０５では、温度上昇量記憶部４４において、最も過去の上昇量ΔＴｅがステップＳ１０４で取得された最新の上昇量ΔＴｅに書き換えられることで、過去Ｎ回のスイッチング素子温度の上昇量ΔＴｅが更新される。
【００１７】
本実施形態におけるスイッチング素子温度Ｔの時間変化の一例を図４のタイムチャートに示す。時刻ｔ０以降において、ＥＶ走行が行われ、インバータ２６のスイッチング素子に通電することで、スイッチング素子温度Ｔが徐々に上昇する。時刻ｔ１において、Ｔｃ−Ｔ−ΔＴｅ＿ｓｕｉｔ≦ΔＴ＿ｍａｒｊｉｎが成立すると、エンジン１２の自動始動が行われる。エンジン１２のクランキング時にはスイッチング素子の通電量が増大してスイッチング素子温度Ｔが大きく上昇するが、エンジン１２の始動によるスイッチング素子温度の上昇量ΔＴｅを考慮してエンジン１２の始動を予め行うことで、スイッチング素子温度Ｔが許容上限値Ｔｃを超えないように保たれる。
【００１８】
エンジン１２の始動に要する時間（エンジン１２の始動時におけるスイッチング素子の通電時間）は、エンジンオイルの粘度変化やカーボンの堆積や燃料噴射ノズルの詰まり等、エンジン１２の経年変化によって変化する。そのため、エンジン１２の始動を行った場合のスイッチング素子温度の上昇量ΔＴｅもエンジン１２の経年変化によって変化する。これに対して本実施形態によれば、過去にエンジン１２の始動を行った場合のスイッチング素子温度の上昇量ΔＴｅを学習して温度上昇量記憶部４４に記憶することで、次回のエンジン１２の始動によるスイッチング素子温度の予測上昇量ΔＴｅ＿ｓｕｉｔを過去Ｎ回の上昇量ΔＴｅに基づいてエンジン１２の経年変化に対応して設定することができる。そして、エンジン１２の経年変化に対応した予測上昇量ΔＴｅ＿ｓｕｉｔを考慮して、エンジン１２の始動後のスイッチング素子温度Ｔが許容上限値Ｔｃを超えないようにエンジン１２の始動を予め行う。これによって、スイッチング素子の破壊及び寿命低下を防止することができるとともに、エンジン１２の始動タイミングが不必要に早まるのを防止してエンジン１２の燃費向上及び排気エミッション低減を実現することができる。
【００１９】
本実施形態では、エンジン１２の始動を行った場合のスイッチング素子温度の上昇量ΔＴｅを例えばエンジンオイル温度Ｔｏｉｌ（温度センサで検出）と対応付けて温度上昇量記憶部４４に記憶することも可能である。その場合、図３のフローチャートのステップＳ１０１では、エンジンオイル温度Ｔｏｉｌを読み込み、ステップＳ１０２では、温度上昇量記憶部４４に記憶された（Ｔｏｉｌ，ΔＴｅ）の組み合わせのうち、ステップＳ１０１で読み込まれたエンジンオイル温度Ｔｏｉｌに対応するΔＴｅを予測上昇量ΔＴｅ＿ｓｕｉｔとして設定する。これによって、エンジン１２の始動によるスイッチング素子温度の予測上昇量ΔＴｅ＿ｓｕｉｔをエンジンオイルの粘度変化に対応して設定することができる。エンジンオイル温度Ｔｏｉｌに代えて、エンジン冷却水温度Ｔｗや外気温度Ｔｇを用いることも可能である。
【００２０】
また、図３のフローチャートのステップＳ１０２では、設定値ΔＴ＿ｍａｒｊｉｎを変化させることも可能である。例えば設定値ΔＴ＿ｍａｒｊｉｎを予測上昇量ΔＴｅ＿ｓｕｉｔに比例させて変化させることも可能である。また、過去にエンジン１２の始動を行った場合のスイッチング素子温度Ｔと許容上限値Ｔｃとの差を学習して設定値ΔＴ＿ｍａｒｊｉｎを更新することも可能である。
【００２１】
以上の実施形態では、図１に示す構成のハイブリッド車両を例に挙げて説明したが、本発明の適用が可能なハイブリッド車両は、図１に示す構成に限られるものではなく、回転電機の動力を利用してエンジンの始動が可能であり、エンジン及び回転電機のいずれか１つ以上の動力を利用して駆動軸の駆動が可能であるハイブリッド車両であれば本発明の適用が可能である。
【００２２】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００２３】
１２  エンジン、１３  クラッチ、１４  モータジェネレータ、１６  変速機、１７  駆動軸、１８  駆動輪、２４  蓄電装置、２６  インバータ、４０  電子制御装置、４２  エンジン始動制御部、４４  温度上昇量記憶部、６１  温度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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