JP2008179262A

JP2008179262A - 暖機制御装置

Info

Publication number: JP2008179262A
Application number: JP2007014409A
Authority: JP
Inventors: Yuuki Fujita; 勇樹藤田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】バッテリが満充電に達しても、排気温度の速やかな上昇を可能にする。
【解決手段】排気浄化触媒を活性化させるために、排気温度が下限値よりも低いときには（ステップＳ１の判定が“No”）、発電トルクを増加させて、エンジン２に対する負荷を高めて暖機を行う（ステップＳ３）。このとき、発電電力はバッテリ９へと充電されるため、ＳＯＣが上限値に達したら（ステップＳ２の判定が“No”）、発電トルクを制限すると共に、変速比を増速側に変更することで（ステップＳ５、Ｓ６）、バッテリ９の過充電を防ぎつつ、暖機を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、暖機制御装置に関するものである。

排気浄化触媒を備えた車両では、この触媒を活性化させるために、排気温度の上昇を要求されることがあり、このような要求に対して、ハイブリッド車両では、発電負荷を上昇させることでエンジンの暖機を行い、排気温度の速やかな上昇を図るものがあった（特許文献１参照）。
特開２００５−６１２３４号公報

しかしながら、バッテリが満充電に達すると（飽和状態）、過充電を避けるために、発電を制限せざるを得ないので、暖機を行うことができない。
本発明の課題は、バッテリが満充電に達しても、排気温度の速やかな上昇を可能にすることである。

上記課題を解決するために、本発明に係る暖機制御装置は、エンジンの動力で発電する発電機と、発電機の電力を充電可能なバッテリと、エンジンと車輪の間に介装された変速機とを備え、エンジンの排気温度を上昇させる必要があるときに、バッテリの充電量に応じて、発電機の発電負荷を増加させる発電制御、及び変速機の変速比を増速側に変更する変速制御の何れか一方又は双方を行うことを特徴とする。

本発明によれば、発電負荷の増加だけではなく、変速比の変更によっても、エンジンに対する負荷を高めて暖機を行うことができる。したがって、バッテリの充電量に応じて、発電負荷の増加による暖機か、変速比の変更による暖機か、又は両方による暖機かを選択することで、バッテリが満充電に達しても、排気温度の速やかな上昇が可能になる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）の概略構成であり、前輪１ＦＬ・１ＦＲをエンジン２で駆動し、後輪１ＲＬ・１ＲＲを電動モータ３で駆動可能なハイブリッド車両である。
エンジン２の出力は、無段変速式の自動変速機４を介して前輪１ＦＬ・１ＦＲに伝達され、電動モータ３の出力は、減速機５、クラッチ６を順に介して後輪１ＲＬ・１ＲＲに伝達される。

エンジン２の出力は、ベルト７を介して発電機８にも伝達される。発電機８は、エンジンの動力で発電し、その電力は、電動モータ３に直接供給するか、バッテリ９に充電する。
電動モータ３は、力行及び回生が可能で、力行時には、発電機８の電力、又はバッテリ９の電力によって後輪１ＲＬ・１ＲＲを駆動し、回生時には、回転状態にある後輪１ＲＬ・１ＲＲの回転エネルギによってバッテリ９を充電する。これらはコントローラ１０によって制御され、通常、速やかな加速要求があるときや前輪のスリップ傾向を検知したとき力行運転となり、減速要求や制動操作があるときに回生運転となる。

発電機８は、界磁電流に応じて発電トルク（負荷トルク）を調整でき、通常、必要とされる発電電力に応じて、コントローラ１０によって制御される。
自動変速機４は、通常、運転者による変速操作や、車速及びアクセル開度に応じて、コントローラ１０によって制御される。
エンジン２の排気経路には、触媒コンバータ１１を設け、排気ガスを浄化する。
コントローラ１０には、バッテリ９の充電量（ＳＯＣ）と、エンジン冷却水の温度とを入力する。

次に、コントローラ１０で実行する暖機制御処理を、図２のフローチャートに従って説明する。
ステップＳ１では、冷却水の温度から排気温度を推定し、この排気温度が下限値（例えば３５０℃）よりも高いか否かを判定する。排気温度が下限値より高ければ、触媒の浄化能力は十分であると判断して、そのまま所定のメインプログラムに復帰する。一方、排気温度が下限値より低ければ、触媒の浄化能力が低く、排気温度を上昇させる必要があると判断してステップＳ２に移行する。

ステップＳ２では、バッテリ９のＳＯＣが上限値（例えば８０％）未満であるか否かを判定する。ＳＯＣが上限値より低ければ、満充電ではないと判断してステップＳ３に移行する。一方、ＳＯＣが上限値より高ければ、満充電に達していると判断してステップＳ５に移行する。
ステップＳ３では、発電機８の発電トルクを所定値Ｔｇまで増加させ、エンジン２に対する負荷を高める。ここでは、所定値Ｔｇまで増加させているが、一定量だけ増加させてもよいし、排気温度と下限値との差分に応じた量だけ増加させてもよい。

続くステップＳ４では、エンジン２に対する負荷を増加させた分だけ、電動モータ３の駆動トルクを増加させてから所定のメインプログラムに復帰する。
一方、ステップＳ５では、発電機８の発電トルクをΔＴだけ減少させる。ここでは、演算周期毎にΔＴずつ減少させているが、一度に所定値まで減少させてもよいし、発電自体を停止してもよい。

続くステップＳ６では、ΔＴに相当する分だけ、エンジン２に対する負荷が増加するように、自動変速機４の変速比を増速側に変更してから前記ステップＳ４に移行する。有段式の変速機であれば、少なくともΔＴ分はエンジン２に対する負荷が増加するようにシフトアップする。
以上より、ステップＳ１〜Ｓ３、Ｓ５、Ｓ６の処理が「暖機手段」に対応し、ステップＳ４の処理が「力行手段」に対応する。

次に、作用効果について説明する。
エンジン始動直後は、触媒の温度が低く、これでは所望の浄化作用を得ることができないので、排気温度を速やかに上昇させて、触媒を温め、これを活性化させたい。
そのため、排気温度が下限値よりも低いときに（ステップＳ１の判定が“No”）、図３に示すように、発電トルクを増加させて、エンジン２に対する負荷を高めて暖機を行う（ステップＳ３）。このとき、発電電力はバッテリ９へと充電されるが、ＳＯＣが満充電に達してしまうと、過充電を避けるために、発電自体を停止せざるを得ないので、暖機を行うことができない。

それで、ＳＯＣが上限値に達したら（ステップＳ２の判定が“No”）、発電トルクを制限すると共に、変速比を増速側に変更する（ステップＳ５、Ｓ６）。これにより、バッテリ９の過充電を防ぎつつ、エンジン２に対する負荷を高めて暖機を行うことができる。したがって、排気温度の速やかな上昇が可能になる。
また、発電トルクの減少量ΔＴに相当する分だけ、エンジン２に対する負荷が増加するように、変速比を増速側に変更する。これにより、エンジン２に対する負荷を一定に維持し、過不足なくエンジン２に対する負荷を増加させて、最適な暖機を行うことができる。

また、発電トルクの増加であれ、変速比の増速側への変更であれ、エンジン２に対する負荷を増加させた分だけ、駆動力が低下することになる。それで、エンジン２に対する負荷が増加した分だけ、電動モータ３のモータトルクを増加させる（ステップＳ４）。これにより、車両の総駆動力を一定に維持できるので、運転者に違和感を与えることがない。
こうして、排気温度が下限値まで上昇したら（ステップＳ１の判定が“Yes”）、上記のような発電制御や変速制御を解除し、暖機を終了する。すなわち、発電トルクも変速比も通常状態に戻され、発電負荷であれば必要とされる発電電力に応じて制御され、変速比であれば運転者の変速操作や車速及びアクセル開度に応じて制御される。これにより、無用な暖機を最小限に抑制することができる。

なお、運転者のアクセル操作量が所定量を超えたときにも、上記のような発電制御や変速制御を解除し、暖機を終了する。この所定量とは、比較的大きなアクセル開度である。すなわち、運転者が大きな加速を要求しているときには、それ自体が高負荷となるため、上記のような暖機は必要ないからである。但し、アクセル操作量が所定量を下回った時点で、未だ排気温度が下限値より低ければ、再び暖機を行えばよい。

また、暖機を開始してから所定時間（例えば１分）が経過したときにも、上記のような発電制御や変速制御を解除し、暖機を終了するようにしてもよい。
また、エンジン冷却水の温度から排気温度を推定しているが、触媒コンバータ１１の近傍に排気温度センサを設け、直接検出してもよい。
また、１台の電動モータ３で後輪１ＲＬ・１ＲＲを駆動する１モータ方式のパワートレインとしているが、２台の電動モータで夫々の車輪を駆動する２モータ方式や、モータそのものを駆動輪とするホイールインモータ方式であってもよい。

ＨＥＶの概略構成である。暖機制御処理を示すフローチャートである。タイムチャートである。

符号の説明

２エンジン
３電動モータ
４自動変速機
８発電機
９バッテリ
１０コントローラ
１１触媒コンバータ

Claims

エンジンの動力で発電する発電機と、該発電機の電力を充電可能なバッテリと、前記エンジンと車輪の間に介装された変速機と、前記エンジンの排気温度を上昇させる必要があるときに、前記バッテリの充電量に応じて、前記発電機の発電負荷を増加させる発電制御及び前記変速機の変速比を増速側に変更する変速制御の何れか一方又は双方を行う暖機手段と、を備えることを特徴とする暖機制御装置。
前記暖機手段は、前記バッテリの充電量が所定量未満であれば、前記発電制御のみを行い、前記バッテリの充電量が前記所定量以上であれば、前記発電制御を制限すると共に、前記変速制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の暖機制御装置。
前記暖機手段は、前記発電機の発電負荷を減少させることで前記発電制御を制限すると共に、当該発電負荷の減少量に応じて、前記変速機の変速比を増速側に変更することで前記変速制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の暖機制御装置。
前記バッテリの電力で車輪を駆動可能な電動機と、前記暖機手段が行う前記発電制御及び前記変速制御によって、前記エンジンに対する負荷が増加する分だけ、前記電動機の駆動力を増加させる力行手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の暖機制御装置。
前記暖機手段は、前記エンジンの排気温度が所定温度まで上昇したら、前記発電制御及び前記変速制御を解除することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の暖機制御装置。
前記暖機手段は、運転者のアクセル操作量が所定量を超えたら、前記発電制御及び前記変速制御を解除することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の暖機制御装置。