JP7124722B2 - hybrid car - Google Patents
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Description
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンと、モータと、ヒートポンプシステムと、制御装置と、を備えるハイブリッド自動車に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hybrid vehicle, and more particularly to a hybrid vehicle including an engine, a motor, a heat pump system, and a control device.
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、モータと、ヒートポンプシステムと、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。エンジンは、走行用の動力を出力する。モータは、走行用の動力を出力する。ヒートポンプシステムは、乗員室の空気調和に用いられる冷媒の熱をエンジンの冷却に用いられる冷却水へ移動させる。このハイブリッド自動車は、エンジンを間欠運転しながら走行できる。 Conventionally, hybrid vehicles of this type have been proposed that include an engine, a motor, and a heat pump system (see Patent Document 1, for example). The engine outputs power for running. The motor outputs power for running. The heat pump system transfers heat from the refrigerant used to air condition the passenger compartment to the cooling water used to cool the engine. This hybrid vehicle can run while intermittently operating the engine.
上述の自動車では、エミッションの悪化を抑制するために、エンジンを始動した後の冷却水温が所定温度以下のときには、エンジンの間欠運転を停止してエンジンを継続して運転することがある。この場合、冷却水温が所定温度を超えるまでエンジンの運転が継続するから、エネルギ効率が低下する場合がある。 In order to suppress the deterioration of emissions in the above-described automobile, when the coolant temperature after starting the engine is below a predetermined temperature, intermittent operation of the engine may be stopped and the engine may continue to operate. In this case, the engine continues to operate until the cooling water temperature exceeds the predetermined temperature, which may reduce the energy efficiency.
本発明のハイブリッド自動車は、エネルギ効率の向上を図ることを主目的とする。 A main object of the hybrid vehicle of the present invention is to improve energy efficiency.
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the above main object.
本発明のハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力するエンジンと、
走行用の動力を出力するモータと、
乗員室の空気調和に用いられる冷媒の熱を前記エンジンの冷却水へ移動させるヒートポンプシステムと、
前記エンジンの間欠運転を伴って走行するように前記エンジンと前記モータとを制御すると共に前記ヒートポンプシステムを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、前記冷却水の温度が所定温度未満であるときには、前記エンジンの間欠運転を停止して前記エンジンを継続して運転しながら走行するように前記エンジンと前記モータとを制御し、
前記制御装置は、更に、
前記エンジンを自動停止している場合において、前記冷却水の温度に基づいてエミッションを担保可能な時間を設定し、前記エンジンを自動停止してからの経過時間が設定した前記エミッションを担保可能な時間を超えたときには、前記ヒートポンプシステムを作動し、その後、前記冷却水の温度が前記所定温度以上となったときには、前記ヒートポンプシステムを停止する、
ことを要旨とする。
The hybrid vehicle of the present invention is
an engine that outputs power for running;
a motor that outputs power for running;
a heat pump system that transfers the heat of the refrigerant used for air conditioning of the passenger compartment to the cooling water of the engine;
a control device that controls the engine and the motor and controls the heat pump system so that the vehicle travels with intermittent operation of the engine;
A hybrid vehicle comprising
The control device controls the engine and the motor so that when the temperature of the cooling water is less than a predetermined temperature, the intermittent operation of the engine is stopped and the vehicle is driven while the engine is continuously operated,
The control device further
When the engine is automatically stopped, the time for which emissions can be secured is set based on the temperature of the cooling water, and the set time for which emissions can be secured is the elapsed time after the engine is automatically stopped. is exceeded, the heat pump system is operated, and thereafter, when the temperature of the cooling water reaches the predetermined temperature or higher, the heat pump system is stopped.
This is the gist of it.
この本発明のハイブリッド自動車では、エンジンを自動停止している場合において、冷却水の温度に基づいてエミッションを許容範囲に収めることが担保可能な担保可能時間を設定する。ここで、「エミッションを担保可能な時間」とは、エンジンを自動停止してからエンジンの温度が所定温度に低下するまでの時間である。所定温度は、エンジンの自動停止を更に継続すると、エンジンの温度が始動時にエミッションの量または濃度が所定の基準値を超える温度まで低下することが想定される温度である。そして、エンジンを自動停止してからの経過時間が設定したエミッションを担保可能な時間を超えたときには、ヒートポンプシステムを作動する。エンジンを自動停止してからの経過時間が設定したエミッションを担保可能な時間を超えたときには、これ以上自動停止が継続すると次回始動時にエミッションの悪化が想定される。この場合、ヒートポンプシステムを作動させることにより、エンジンの温度がエミッションを悪化する温度に低下する前に、冷却水の温度を上昇させて、エンジンの温度の低下を抑制する。一般に、ヒートポンプシステムは、エンジンよりエネルギ効率が良いことから、ヒートポンプシステムを作動させることにより、エネルギ効率の向上を図ることができる。そして、冷却水の温度が所定温度以上となったときには、ヒートポンプシステムを停止する。これにより、次回始動時に冷却水の温度が所定温度未満となって、間欠運転が停止されることを抑制でき、エネルギ効率の向上を図ることができる。また、冷却水の温度が所定温度以上となったときにヒートポンプシステムを停止するから、冷却水の温度が所定温度以上となったときにヒートポンプシステムの駆動を継続するものに比して、エネルギ効率の向上を図ることできる。この結果、エネルギ効率の向上を図ることができる。 In the hybrid vehicle of the present invention, when the engine is automatically stopped, the securityable time is set based on the temperature of the cooling water to ensure that the emissions are kept within the allowable range. Here, the "time for which emission can be guaranteed" is the time from when the engine is automatically stopped until the temperature of the engine drops to a predetermined temperature. The predetermined temperature is a temperature at which it is assumed that if the automatic stop of the engine continues further, the temperature of the engine will drop to a temperature at which the amount or concentration of emissions exceeds a predetermined reference value at the time of starting. Then, when the elapsed time from the automatic stop of the engine exceeds the set time for which the emission can be guaranteed, the heat pump system is operated. When the elapsed time from the automatic stop of the engine exceeds the set time for which the emission can be guaranteed, if the automatic stop continues beyond this time, it is assumed that the emission will deteriorate at the next start. In this case, by operating the heat pump system, the temperature of the cooling water is raised before the temperature of the engine drops to a temperature that deteriorates emissions, thereby suppressing the drop in the temperature of the engine. In general, a heat pump system has better energy efficiency than an engine, so operating the heat pump system can improve the energy efficiency. Then, when the temperature of the cooling water reaches or exceeds a predetermined temperature, the heat pump system is stopped. As a result, it is possible to prevent the intermittent operation from being stopped due to the temperature of the cooling water falling below the predetermined temperature at the next start-up, thereby improving the energy efficiency. Moreover, since the heat pump system is stopped when the temperature of the cooling water reaches or exceeds the predetermined temperature, the heat pump system is more energy efficient than the heat pump system which continues to operate when the temperature of the cooling water reaches or exceeds the predetermined temperature. can be improved. As a result, energy efficiency can be improved.
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記ヒートポンプシステムは、前記エンジンに前記冷却水を循環させる第1循環系と、前記冷媒が循環する第2循環系を備え、前記第1循環系は、前記冷却水と前記冷媒とを熱交換する熱交換器を有していてもよい。 In such a hybrid vehicle of the present invention, the heat pump system includes a first circulation system that circulates the cooling water in the engine and a second circulation system that circulates the refrigerant, and the first circulation system includes the cooling water. and a heat exchanger that exchanges heat with the refrigerant.
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。 Next, a mode for carrying out the present invention will be described using examples.
図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図であり、図2は、ヒートポンプシステム56の構成の概略を示す説明図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図1に示すように、エンジン22と、ヒートポンプシステム56と、プラネタリギヤ30と、モータMG1,MG2と、インバータ41,42と、バッテリ50と、ブレーキアクチュエータ94と、ハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)90と、を備える。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a
エンジン22は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン22は、エンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24によって運転制御されている。
The
ヒートポンプシステム56は、エンジン22の冷却や暖機を行なういわゆるエンジン22の冷却装置として機能すると共に、乗員室21の空気調和を行なう空調装置として機能する。このヒートポンプシステム56は、図2に示すように、冷却水(LLC(ロングライフクーラント))が循環する第1循環系60と、冷媒(ハイドロフルオロカーボンなど)が循環する第2循環系70と、を有する。
The
第1循環系60は、冷却水の流路61,62と、ラジエータ63と、サーモスタット64と、電動ポンプ65と、ヒータコア66と、熱交換器73と、を有する。流路61は、ラジエータ63,サーモスタット64,電動ポンプ65,エンジン22,ラジエータ63の順に冷却水が循環するように構成されている。流路62は、エンジン22とラジエータ63との間で流路61から分岐し、熱交換器73,ヒータコア66を経由し、サーモスタット64と電動ポンプ65との間で流路61に合流するように構成されている。ラジエータ63は、冷却水と外気との間で熱交換を行なう。サーモスタット64は、水温条件(例えば、冷却水温が所定温度(例えば、75℃,80℃,85℃など)以上である条件)が成立していないときには、ラジエータ63を通過後の冷却水がエンジン22側(電動ポンプ65側)に流入するのを遮断し、水温条件が成立しているときには、ラジエータ63を通過後の冷却水がエンジン22側に流入するのを許容する。電動ポンプ65は、冷却水をエンジン22側に圧送する。ヒータコア66は、図示しない空調ダクト内に配置されており、エンジン22を通過後の冷却水により、図示しないブロワによって乗員室21に送風される空気を暖める。熱交換器73は、第1循環系60の冷却水と第2循環系70の冷媒との間で熱交換を行なう。
The
第2循環系70は、ヒートポンプ(冷凍サイクル)として構成されている。図2では、第2循環系70がヒートポンプとして機能する際に必要な構成を図示した。この第2循環系70は、流路71と、コンプレッサ72と、熱交換器73と、エキスパンションバルブ74と、熱交換器75と、アキュムレータ76と、を備える。流路71は、コンプレッサ72,熱交換器73,エキスパンションバルブ74,熱交換器75,アキュムレータ76,コンプレッサ72の順に冷媒が循環するように構成されている。コンプレッサ72は、低温低圧で気体の冷媒を圧縮して高温高圧の半液体とする。このコンプレッサ72は、インバータ72aを介して電力ライン54に接続されており、インバータ72aによって駆動される。熱交換器73は、ヒートポンプにおけるコンデンサとして機能し、コンプレッサ72を通過後の高温高圧で半液体の冷媒を常温高圧の液体とする。このとき、熱交換器73は、第2循環系70のコンプレッサ72を通過後の冷媒と、第1循環系60におけるエンジン22を通過後の冷却水と、の間で熱交換を行なう。基本的には、前者の温度が後者の温度よりも高いから、第2循環系70の冷媒の熱を第1循環系60の冷却水に伝達することになる。エキスパンションバルブ74は、熱交換器73を通過後の常温高圧で液体の冷媒を低温低圧の液体とする。熱交換器75は、ヒートポンプにおけるエバポレータとして機能し、エキスパンションバルブ74を通過後の低温低圧の液体を低温低圧の気体とする。このとき、熱交換器75は、冷媒と外気との間で熱交換を行なう。アキュムレータ76は、コンプレッサ72に気体の冷媒を供給するために用いられる。なお、第2循環系70が冷凍サイクルとして機能する場合、詳細は省略するが、冷媒は以下のように循環する。冷媒は、コンプレッサ72を通過後に、熱交換器73およびエキスパンションバルブ74を介さずに、熱交換器75に流通する。この場合、熱交換器75は、冷凍サイクルにおけるコンデンサとして機能し、コンプレッサ72を通過後の高温高圧で半液体の冷媒を常温高圧の液体とする。そして、冷媒は、熱交換器75の通過後に、エキスパンションバルブ(図示せず),空調ダクト内に配置されたエバポレータ(図示せず),アキュムレータ76,コンプレッサ72の順に流通する。このエバポレータ(図示せず)は、ブロワによって乗員室21に送風される空気を冷却する。
The
このヒートポンプシステム56において、第1循環系60の電動ポンプ65は、エンジンECU24によって制御されており、第2循環系70のコンプレッサ72は、空調用電子制御ユニット(以下、「空調ECU」という)78によって制御されている。
In this
エンジンECU24は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。
Although not shown, the
エンジンECU24には、図1や図2に示すように、エンジン22を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。各種センサからの信号としては、エンジン22のクランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサ23からのクランク角θcrやスロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度TH、ヒートポンプシステム56におけるエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサ68からの冷却水温Twなどを上げることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
エンジンECU24からは、エンジン22を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、燃料噴射弁への駆動制御信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動制御信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの駆動制御信号、ヒートポンプシステム56における第1循環系60の電動ポンプ65への駆動制御信号などを挙げることができる。
Various control signals for controlling the operation of the
エンジンECU24は、HVECU90と通信ポートを介して接続されている。このエンジンECU24は、HVECU90からの制御信号によってエンジン22を運転制御する。また、エンジンECU24は、必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをHVECU90に出力する。エンジンECU24は、クランクポジションセンサ23からのクランク角θcrに基づいて、クランクシャフト26の回転数、即ち、エンジン22の回転数Neを演算している。
The
空調ECU78は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。
Although not shown, the
空調ECU78には、図1や図2に示すように、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、操作パネル77に取り付けられて冷暖房のオンオフを操作するブロワスイッチ77aからのオンオフ信号や操作パネル77に取り付けられて乗員室21内の温度を設定する設定温度スイッチ77bからの設定温度Tin*、操作パネル77に取り付けられて乗員室21内の温度を検出する温度センサ77cからの乗員室温Tin、コンプレッサ72の回転数を検出する回転数センサ72bからの回転数Ncなどを挙げることができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
空調ECU78からは、種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、ブロワへの駆動制御信号やコンプレッサ72を駆動するためのインバータ72aへの駆動制御信号などを挙げることができる。
Various control signals are output from the
空調ECU78は、HVECU90と通信ポートを介して接続されている。この空調ECU78は、必要に応じて各種データをHVECU90に送信したり、HVECU90からの制御信号を受信したりする。
The
プラネタリギヤ30は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。図1に示すように、プラネタリギヤ30のサンギヤには、モータMG1の回転子が接続されている。プラネタリギヤ30のリングギヤには、駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36とモータMG2の回転子とが接続されている。プラネタリギヤ30のキャリヤには、エンジン22のクランクシャフト26が接続されている。
The
モータMG1は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータMG1は、上述したように、回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されている。モータMG2は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータMG2は、上述したように、回転子が駆動軸36に接続されている。インバータ41,42は、バッテリ50と共に電力ライン54に接続されている。モータMG1,MG2は、モータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40によって、インバータ41,42の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
The motor MG1 is configured as, for example, a synchronous generator motor. The rotor of the motor MG1 is connected to the sun gear of the
モータECU40は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。
Although not shown, the
モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの回転位置θm1,θm2やモータMG1,MG2の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流などを挙げることができる。
Signals from various sensors necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2 are input to the
モータECU40からは、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。
The
モータECU40は、HVECU90と通信ポートを介して接続されている。このモータECU40は、HVECU90からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御する。また、モータECU40は、必要に応じてモータMG1,MG2の駆動状態に関するデータをHVECU90に出力する。モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2を演算している。
The
バッテリ50は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。このバッテリ50は、上述したように、インバータ41,42と共に電力ライン54に接続されている。このバッテリ50は、バッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52によって管理されている。
The
バッテリECU52は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。
Although not shown, the
バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、バッテリ50の端子間に設置された電圧センサ51aからの電池電圧Vbやバッテリ50の出力端子に取り付けられた電流センサ51bからの電池電流Ib(バッテリ50から放電するときが正の値)、バッテリ50に取り付けられた温度センサ51cからの電池温度Tbなどを挙げることができる。
Signals from various sensors necessary for managing the
バッテリECU52は、HVECU90と通信ポートを介して接続されている。このバッテリECU52は、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータをHVECU90に出力する。バッテリECU52は、電圧センサ51aからの電池電圧Vbと電流センサ51bからの電池電流Ibとの積として充放電電力Pbを演算している。また、バッテリECU52は、電流センサ51bからの電池電流Ibの積算値に基づいて蓄電割合SOCを演算している。蓄電割合SOCは、バッテリ50の全容量に対するバッテリ50から放電可能な電力の容量の割合である。更に、バッテリECU52は、演算した蓄電割合SOCと、温度センサ51cからの電池温度Tbと、に基づいて入出力制限Win,Woutを演算している。入出力制限Win,Woutは、バッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である。
The
HVECU90は、図示しないが、CPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROM,データを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU90には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号やシフトレバー81の操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP、アクセルペダル83の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP、車速センサ88からの車速Vなどを挙げることができる。HVECU90は、上述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52,空調ECU78と通信ポートを介して接続されている。このHVECU90は、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52,空調ECU78と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
Although not shown, the
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、ハイブリッド走行モード(HV走行モード)で走行したり、電動走行モード(EV走行モード)で走行したりする。HV走行モードでは、エンジン22の運転を伴って走行する。EV走行モードでは、エンジン22を運転停止して走行する。即ち、ハイブリッド自動車20は、エンジン22の間欠運転を伴って走行する。
The
HV走行モードでは、HVECU90は、まず、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36に要求される(走行に要求される)要求トルクTd*を設定し、設定した要求トルクTd*に駆動軸36の回転数Nd(モータMG2の回転数Nm2)を乗じて駆動軸36に要求される要求パワーPd*を計算する。続いて、バッテリ50の充電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を要求パワーPd*から減じてエンジン22の目標パワーPe*を計算する。そして、エンジン22から目標パワーPe*が出力されると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTd*(要求パワーPd*)が駆動軸36に出力されるようにエンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*,モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定する。そして、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECU24に送信すると共に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。エンジンECU24は、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*を受信すると、この目標回転数Ne*および目標トルクTe*に基づいてエンジン22が運転されるようにエンジン22の吸入空気量制御,燃料噴射制御,点火制御などを行なう。また、エンジンECU24は、エンジン22の冷却水温Twが所定温度となるようにヒートポンプシステム56における第1循環系60の電動ポンプ65を制御する。モータECU40は、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信すると、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようにインバータ41,42の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。HV走行モードでは、目標パワーPe*が停止用閾値Pstop未満である条件が成立したときに、エンジン22の停止条件が成立したとして、エンジン22の運転を停止してEV走行モードに移行する。
In the HV running mode, the
EV走行モードでは、HVECU90は、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36に要求される要求トルクTd*を設定し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTd*が駆動軸36に出力されるようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信する。モータECU40によるインバータ41,42の制御については上述した。このとき、エンジン22は運転していないことから、エンジンECU24は、基本的には、ヒートポンプシステム56における第1循環系60の電動ポンプ65を停止させる。EV走行モードでは、HV走行モードと同様に計算した目標パワーPe*が始動用閾値Pstart以上である条件が成立したときに、エンジン22の始動条件が成立したとして、エンジン22を始動してHV走行モードに移行する。なお、始動用閾値Pstartは、エンジン22の始動と停止とが短時間に頻繁に行なわれるのを抑制するために、停止用閾値Pstopよりもマージン(例えば、数kW程度)だけ大きい値が用いられるのが好ましい。
In the EV running mode, the
実施例のハイブリッド自動車20では、水温センサ68からの冷却水温Twが閾値Twref未満であるときには、エンジン22の間欠運転を停止して、HV走行モードでの走行を継続する。このとき、目標パワーPe*が停止用閾値Pstop未満である条件が成立したときでも、水温センサ68からの冷却水温Twが閾値Twref以上となるまでは、EV走行モードに移行せずに、HV走行モードでの走行を継続する。
In the
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特に、冷却水温Twが低いときの動作について説明する。図3は、HVECU90により実行される自動停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、HV走行モードからEV走行モードに移行してエンジン22を自動停止しているときに実行される。
Next, the operation of the
本ルーチンが実行されると、HVECU90のCPUは、冷却水温Twを入力する処理を実行する(ステップS100)。冷却水温Twは、水温センサ68により検出されたものをエンジンECU24を介して入力している。
When this routine is executed, the CPU of the
次に、入力した冷却水温Twを用いて担保可能時間temを設定する(ステップS110)。担保可能時間temは、エンジン22を自動停止してからエンジン22の温度が所定温度Terefに低下するまでの時間である。所定温度Terefは、エンジン22の自動停止を更に継続すると、エンジン22の温度が始動時にエミッションの量または濃度が所定の基準値を超える温度まで低下することが想定される温度である。ステップS110では、担保可能時間temを、冷却水温Twと担保可能時間temとの関係を設定用マップとして予めHVECU90のROMに記憶しておき、冷却水温Twと設定用マップとを用いて設定する。設定用マップでは、冷却水温Twが高いときに低いときに比して担保可能時間temが長くなるように、即ち、冷却水温Twが高いほど長くなるように担保可能時間temを設定する。
Next, the collateral available time tem is set using the input cooling water temperature Tw (step S110). The collateralable time tem is the time from when the
こうして担保可能時間temを設定すると、エンジン22を自動停止してからの経過時間tsが担保可能時間temを超えるまで待つ(ステップS120)。このとき、エンジン22は運転されていないから、時間の経過と共に温度が低下する。
After the collateral available time tem is set in this way, the system waits until the elapsed time ts after the automatic stop of the
そして、経過時間tsが担保可能時間temを超えたときには、エンジン22の自動停止を更に継続すると、エンジン22の温度が始動時にエミッションの量または濃度が所定の基準値を超える温度まで低下すると判断して、コンプレッサ72の駆動開始信号を空調ECU78に送信すると共に電動ポンプ65の駆動開始信号をエンジンECU24に送信する(ステップS130)。コンプレッサ72の駆動開始信号を受信した空調ECU78は、コンプレッサ72が駆動開始するようにインバータ72aを制御する。電動ポンプ65の駆動開始信号を受信したエンジンECU24は、電動ポンプ65の駆動開始する。こうした制御により、ヒートポンプシステム56が駆動を開始する。熱交換器73は、第2循環系70のコンプレッサ72を通過後の冷媒と、第1循環系60におけるエンジン22を通過後の冷却水と、の間で熱交換を行なう。基本的には、前者の温度が後者の温度よりも高いから、第2循環系70の冷媒の熱を第1循環系60の冷却水に伝達して、第1循環系60の冷却水の温度を上昇させることができる。これにより、エンジン22の温度の更なる低下を抑制して、次回始動時のエミッションの悪化を抑制することができる。一般に、ヒートポンプシステム56は、エンジン22よりエネルギ効率良く作動する。したがって、経過時間tsが担保可能時間temを超えたときに、ヒートポンプシステム56を駆動することにより、エンジン22を自動停止して直ちにヒートポンプシステム56を駆動するものやヒートポンプシステム56に代えてエンジン22を運転するものに比して、エネルギ効率の向上を図ることができる。
When the elapsed time ts exceeds the collateralizable time tem, it is determined that if the automatic stop of the
こうしてヒートポンプシステム56を駆動すると、続いて、ステップS100と同様の処理で冷却水温Twを入力し(ステップS140)、冷却水温Twが閾値Twref以上となるまでコンプレッサ72と電動ポンプ65を駆動しながら待つ(ステップS150)。こうすれば、上述したように、第2循環系70の冷媒の熱を第1循環系60の冷却水に伝達して、第1循環系60の冷却水の温度を上昇させることができる。
After the
そして、冷却水温Twが閾値Twref以上となったときには、コンプレッサ72の駆動停止信号を空調ECU78に送信すると共に電動ポンプ65の駆動停止信号をエンジンECU24に送信して(ステップS160)、本ルーチンを終了する。コンプレッサ72の駆動停止信号を受信した空調ECU78は、コンプレッサ72の駆動が停止するようにインバータ72aを制御する。電動ポンプ65の駆動停止信号を受信したエンジンECU24は、電動ポンプ65を駆動停止する。こうした制御により、ヒートポンプシステム56を停止する。こうした制御により、冷却水温Twが閾値Twref以上となったときもヒートポンプシステム56の駆動を継続するものに比して、エネルギ効率の向上を図ることができる。また、冷却水温Twが閾値Twref以上となることから、エンジン22の間欠運転を継続させることができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。
When the cooling water temperature Tw reaches or exceeds the threshold value Twref, a signal to stop driving the
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、エンジン22を自動停止している場合において、冷却水温Twに基づいてエミッションを担保可能な担保可能時間temを設定し、エンジン22を自動停止してからの経過時間tsが設定した担保可能時間temを超えたときには、ヒートポンプシステム56を作動し、その後、冷却水温Twが閾値Twref以上となったときには、ヒートポンプシステム56を停止することにより、エネルギ効率の向上を図ることができる。
According to the
実施例のハイブリッド自動車20では、ヒートポンプシステム56を、図2に例示する、第1循環系60と、第2循環系70と、を有するシステムとしている。しかしながら、ヒートポンプシステム56は、乗員室21の空気調和に用いられる冷媒の熱をエンジン22の冷却水へ移動可能でものであれば、如何なる構成としてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、蓄電装置として、バッテリ50を用いるものとしたが、バッテリ50に代えて、キャパシタを用いるものとしてもよい。
In the
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジンECU24と空調ECU78とHVECU90とを備えるものとしたが、これらのうちの少なくとも2つを単一の電子制御ユニットとして構成するものしてもよい。
Although the
実施例のハイブリッド自動車20では、駆動輪38a,38bに連結された駆動軸36にプラネタリギヤ30を介してエンジン22およびモータMG1を接続すると共に駆動軸36にモータMG2を接続し、モータMG1,MG2に電力ライン54を介してバッテリ50を接続する構成としている。しかしながら、ハイブリッド自動車20では、走行用の動力を出力するエンジン、モータを備える構成であればよく、例えば、エンジン22に発電用のモータMG1を接続すると共に駆動輪38a,38bに連結された駆動軸36に走行用のモータMG2を接続し、モータMG1,MG2に電力ラインを介してバッテリ50を接続するいわゆるシリーズハイブリッド自動車の構成としてもよい。
In the
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG2が「モータ」に相当し、ヒートポンプシステム56が「ヒートポンプシステム」に相当し、エンジンECU24と空調ECU78とHVECU90とが「制御装置」に相当する。
The correspondence relationship between the main elements of the embodiments and the main elements of the invention described in the column of Means for Solving the Problems will be described. In the embodiment, the
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。 Note that the correspondence relationship between the main elements of the examples and the main elements of the invention described in the column of Means for Solving the Problems is the Since it is an example for specifically explaining the mode for solving the problem, it does not limit the elements of the invention described in the column of the means for solving the problem. That is, the interpretation of the invention described in the column of Means to Solve the Problem should be made based on the description in that column, and the Examples are based on the description of the invention described in the column of Means to Solve the Problem. This is only a specific example.
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例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。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments at all, and can be modified in various forms without departing from the scope of the present invention. Of course, it can be implemented.
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to the manufacturing industry of hybrid vehicles and the like.
20 ハイブリッド自動車、21 乗員室、22 エンジン、23 クランクポジションセンサ、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、51a 電圧センサ、51b 電流センサ、51c 温度センサ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、56 ヒートポンプシステム、60 第1循環系、61,62 流路、63 ラジエータ、64 サーモスタット、65 電動ポンプ、66 ヒータコア、68 水温センサ、70 第2循環系、71 流路、72 コンプレッサ、72a インバータ、72b 回転数センサ、73 熱交換器、74 エキスパンションバルブ、75 熱交換器、76 アキュムレータ、77a ブロワスイッチ、77b 設定温度スイッチ、77c 温度センサ、78 空調用電子制御ユニット(空調ECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、90 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)。
20 hybrid vehicle, 21 passenger compartment, 22 engine, 23 crank position sensor, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear, 36 drive shaft, 37 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU) 41, 42
Claims (1)
走行用の動力を出力するモータと、
前記エンジンに比して効率良く作動し、乗員室の空気調和に用いられる冷媒の熱を前記エンジンの冷却水へ移動させるヒートポンプシステムと、
前記エンジンの間欠運転を伴って走行するように前記エンジンと前記モータとを制御すると共に前記ヒートポンプシステムを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記冷却水の温度が所定温度未満であるときには、前記エンジンの間欠運転を停止して前記エンジンを継続して運転しながら走行するように前記エンジンと前記モータとを制御する、
ハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、
前記エンジンを自動停止している場合において、前記冷却水の温度に基づいてエミッションを担保可能な時間を設定し、前記エンジンを自動停止してからの経過時間が設定した前記エミッションを担保可能な時間を超えたときには、前記ヒートポンプシステムを作動し、その後、前記冷却水の温度が前記所定温度以上となったときには、前記ヒートポンプシステムを停止する、
ハイブリッド自動車。
an engine that outputs power for running;
a motor that outputs power for running;
a heat pump system that operates more efficiently than the engine and transfers the heat of the refrigerant used for air conditioning of the passenger compartment to the cooling water of the engine;
a control device that controls the engine and the motor and controls the heat pump system so that the vehicle travels with intermittent operation of the engine;
with
When the temperature of the cooling water is less than a predetermined temperature, the control device controls the engine and the motor so that the intermittent operation of the engine is stopped and the vehicle is driven while the engine is continuously operated.
A hybrid vehicle,
The control device is
When the engine is automatically stopped, the time for which emissions can be secured is set based on the temperature of the cooling water, and the set time for which emissions can be secured is the elapsed time after the engine is automatically stopped. is exceeded, the heat pump system is operated, and thereafter, when the temperature of the cooling water reaches the predetermined temperature or higher, the heat pump system is stopped.
hybrid car.
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