JP2017185967A - ハイブリッド車及びハイブリッド車の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車の排気管の腐食の発生を抑制する。【解決手段】走行駆動源としてエンジン１０及びモータ３０を備え、モータ３０による単独走行が可能なハイブリッド車１は、エンジン１０の排ガスを排出するための排気管５０ａと、排気管５０ａ内の温度を検出する温度検出部１２２と、排気管５０ａ内の温度が所定値以下で、かつエンジン１０が停止している場合には、モータ３０による単独走行での減速時に駆動輪２１の回転力を前記エンジン１０に伝達してエンジン１０を強制的に回転させる駆動制御部１２６と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車及びハイブリッド車の制御方法に関する。

近年、低燃費を図るために、ハイブリッド車が開発されている。ハイブリッド車は、エンジン及び電気モータを備え、エンジンによって発電機を駆動し、発電した電力をバッテリに蓄電すると共に、必要に応じてバッテリから電力を供給して電気モータを回転駆動し、車両を走行させる。また、ハイブリッド車においては、エンジンを停止した状態で電気モータによって車両を走行させるモータ走行が可能である。

特開２０１１−２０１３９３号公報

ハイブリッド車において、エンジンの燃焼済みガス（排ガス）は、排気管を介して排出される。ここで、排ガスは水を含んでいるため、エンジンが停止している場合には、排気管内に凝縮水が生成されやすい。そして、ハイブリッド車のモータ走行のようにエンジンが長期間停止する場合には、凝縮水が排気管内に溜まってしまい、排気管の腐食が発生する恐れがある。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド車の排気管の腐食の発生を抑制することを目的とする。

本発明の第１の態様においては、走行駆動源としてエンジン及びモータを備え、前記モータによる単独走行が可能なハイブリッド車であって、前記エンジンの排ガスを排出するための排気管と、前記排気管内の温度を検出する検出部と、前記排気管内の温度が所定値以下で、かつ前記エンジンが停止している場合には、前記モータによる単独走行での減速時に駆動輪の回転力を前記エンジンに伝達して前記エンジンを強制的に回転させる制御部と、を備える、ハイブリッド車を提供する。
かかるハイブリッド車によれば、排気管内の温度が凝縮水の発生確率が高い所定値以下である場合に、モータによる単独走行での減速時にエンジンを強制回転させることで、エンジンから排気管へ空気の流れが発生する。この空気の流れによって、排気管内に溜まった凝縮水を排気管外へ排出できる。この結果、凝縮水に起因する排気管の腐食の発生を抑制できる。

また、前記ハイブリッド車は、前記排気管から分岐しており、排ガスを前記エンジンへ向けて還流させる還流通路と、前記還流通路に設けられ、排ガスの流量を調整する調整バルブと、を更に備えることとしてもよい。

また、前記排気管には、過給機のタービンが設けられており、前記タービンは、通過する排ガスの流量を調整する可変ベーンを有することとしてもよい。

また、前記制御部は、前記モータによる単独走行での減速時に前記エンジンを強制的に回転させる際には、前記モータによる発電量を小さくすることとしてもよい。

本発明の第２の態様においては、走行駆動源としてエンジン及びモータを備え、前記モータによる単独走行が可能なハイブリッド車の制御方法であって、前記エンジンの排ガスを排出するための排気管内の温度を検出するステップと、前記排気管内の温度が所定値以下で、かつ前記エンジンが停止している場合には、前記モータによる単独走行での減速時に駆動輪の回転力を前記エンジンに伝達して前記エンジンを強制的に回転させるステップと、を有する、ハイブリッド車の制御方法を提供する。
かかるハイブリッド車の制御方法によれば、排気管内の温度が凝縮水の発生確率が高い所定値以下である場合に、モータによる単独走行での減速時にエンジンを強制回転させることで、エンジンから排気管へ空気の流れが発生する。これにより、排気管内に溜まった凝縮水を排気管外へ排出できるので、凝縮水に起因する排気管の腐食の発生を抑制できる。

本発明によれば、ハイブリッド車の排気管の腐食の発生を抑制できるという効果を奏する。

本発明の一の実施形態に係るハイブリッド車１の構成の一例を示す図である。 制御装置１００の詳細構成の一例を示すブロック図である。 モータ走行時のエンジン１０の強制回転の制御例を説明するためのフローチャートである。

＜ハイブリッド車の構成＞
図１を参照しながら、本発明の一の実施形態に係るハイブリッド車１の構成について説明する。

図１は、一の実施形態に係るハイブリッド車１の構成の一例を示す図である。ハイブリッド車１は、ここではバスやトラック等の大型車両である。図１に示すように、ハイブリッド車１は、エンジン１０と、出力軸２０と、モータ３０と、吸気通路４０と、排気通路５０と、ＥＧＲ通路６０とを有する。

エンジン１０は、ここでは４気筒のディーゼルエンジンであるが、これに限定されない。エンジン１０は、気筒で燃料と吸気の混合気を燃焼・膨張させて、駆動輪２１を駆動させる駆動力を発生させる。エンジン１０は、クランク軸１１と、多岐管であるインテークマニホールド１２及びエキゾーストマニホールド１３とを有する。

出力軸２０は、一対の駆動輪２１に駆動力を伝達する。出力軸２０は、変速機２２を介して、エンジン１０とモータ３０に連結されている。例えば、変速機２２は、エンジン１０のクランク軸１１とモータ３０の回転軸３１とを、無端状のベルト又はチェーンで接続するベルト式の無段変速機である。また、変速機２２とエンジン１０の間には、クラッチ２３が設けられている。

モータ３０は、駆動輪２１を駆動させる駆動力を発生させる。例えば、モータ３０は、ハイブリッド車１の走行時に出力軸２０に加わる負荷等に応じて、エンジン１０の駆動力をアシストする。また、モータ３０は、ハイブリッド車１の制動時における回生エネルギーを電力として回収して、インバータ３２を介してバッテリ３３に充電する。バッテリ３３は、例えばリチウムイオンバッテリ等が用いられる。また、バッテリ３３は、エンジン１０が回転することで充電可能となっている。

なお、本実施形態のハイブリッド車１では、エンジン１０を停止した状態で、モータ３０による単独走行（以下、モータ走行とも呼ぶ）が可能となっている。このように、本実施形態では、エンジン１０及びモータ３０が走行駆動源として機能する。

吸気通路４０は、エンジン１０のインテークマニホールド１２に接続されており、吸気をエンジン１０の気筒へ吸入させるための通路である。吸気通路４０には、エアークリーナ４１と、過給機のコンプレッサ４２と、インタークーラ４３と、吸気スロットル４４とが設けられている。エアークリーナ４１は、吸気中の異物を除去する。コンプレッサ４２は、回転することで吸気を圧縮する。インタークーラ４３は、例えば冷却液や大気により吸気を冷却する。吸気スロットル４４は、吸気の流量を調整する。

排気通路５０は、エンジン１０の排ガスを外部へ排出するための通路である。排気通路５０は、エンジン１０のエキゾーストマニホールド１３に接続されている排気管５０ａを有する。この排気管５０ａ内の温度を測定するための温度センサ５０ｂが、排気通路５０に設けられている。

また、排気通路５０（具体的には、排気管５０ａ）には、過給機のタービン５１と、排ガス浄化装置５２とが設けられている。タービン５１は、連結軸５３によりコンプレッサ４２と連結されており、通過する排ガスのエネルギーを受けて回転することで連結軸５３を介してコンプレッサ４２も回転させる。タービン５１は、通過する排ガスの流量を調整する回動可能な可変ベーン５１ａを有する。排ガス浄化装置５２は、排ガスを浄化する。

ＥＧＲ通路６０は、排気通路５０と吸気通路４０を接続しており、排気通路５０の排ガスの一部又は全部を吸気通路４０へ向けて還流させる還流通路である。ＥＧＲ通路６０には、ＥＧＲクーラ６１と、ＥＧＲバルブ６２とが設けられている。ＥＧＲクーラ６１は、排ガスを冷却する。ＥＧＲバルブ６２は、通過する排ガスの流量を調整する調整バルブである。

ところで、排気通路５０においては、エンジン１０の排ガスが排気管５０ａを介して排出される。ここで、排ガスは水を含んでいるため、エンジン１０が停止している場合には、排気管５０ａ内に凝縮水が生成されやすい。そして、エンジン１０が長期間停止している場合には、排気管５０ａ内の温度が低下して凝縮水が排気管５０ａ内に溜まってしまい、排気管５０ａの腐食が発生する恐れがある。

これに対して、本実施形態では、排気管５０ａ内の温度が低くなっている場合には、詳細は後述するが、モータ走行での減速時に駆動輪２１の回転力をエンジン１０に伝達して、エンジン１０を強制的に回転させる制御を行う。かかる場合には、エンジン１０の強制回転に伴い、エンジン１０から排気管５０ａへ空気の流れが発生する。この空気の流れによって、排気管５０ａ内に溜まった凝縮水を排気管５０ａ外へ排出できる。エンジン１０の強制回転は、ハイブリッド車１の制御装置１００（図２）によって制御される。

＜制御装置の構成＞
図２を参照しながら、制御装置１００の詳細構成について説明する。

図２は、制御装置１００の詳細構成の一例を示すブロック図である。制御装置１００は、ハイブリッド車１の動作全体を制御する。図２に示すように、制御装置１００は、記憶部１１０と、制御部１２０とを有する。

記憶部１１０は、例えばEEPROM（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）又はフラッシュメモリを含む。記憶部１１０は、制御部１２０が実行するためのプログラムや各種データを記憶する。

制御部１２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。制御部１２０は、記憶部１１０に記憶されたプログラムを実行することにより、エンジン１０の動作を制御する。制御部１２０は、温度検出部１２２と、回転状態検出部１２４と、駆動制御部１２６として機能する。

温度検出部１２２は、排気管５０ａ内の温度を検出する。温度検出部１２２は、ここでは排気通路５０に設けられた温度センサ５０ｂの測定結果によって、排気管５０ａ内の温度を検出する。ただし、これに限定されず、例えば、温度検出部１２２は、エンジン１０の冷却水の温度又はエンジンオイルの温度に基づいて、排気管５０ａ内の温度を検出してもよい。具体的には、冷却水やエンジンオイルの温度と、排気管５０ａ内の温度とには、所定の対応関係があるので、冷却水やエンジンオイルの温度との対応関係に基づいて、排気管５０ａの温度を検出する。

また、温度検出部１２２は、排気管５０ａ内の温度が所定値以下になっているか否かを判断する。ここで、所定値は、排気管５０ａ内で凝縮水が発生する可能性が高い温度であり、例えば記憶部１１０に記憶されている。温度検出部１２２は、排気管５０ａ内の温度が所定値以下になっていると判断した場合には、駆動制御部１２６にその旨を出力する。

回転状態検出部１２４は、エンジン１０の回転状態を検出する。例えば、回転状態検出部１２４は、エンジン１０の停止期間を検出する。回転状態検出部１２４は、エンジン１０が停止している場合には、駆動制御部１２６にその旨を出力する。

駆動制御部１２６は、走行駆動源であるエンジン１０及びモータ３０の動作を制御する。駆動制御部１２６は、排気管５０ａ内の温度が所定値以下で、かつエンジン１０が停止している場合には、モータ走行での減速時に駆動輪２１の回転力をエンジン１０に伝達してエンジン１０を強制的に回転させる。すなわち、駆動制御部１２６は、温度検出部１２２によって排気管５０ａ内の温度が所定値以下であると検出され、かつ回転状態検出部１２４によってエンジン１０が停止していると検出されると、駆動輪２１の回転力を用いてエンジン１０を強制的に回転させる。この際、駆動制御部１２６は、所定の回転量だけエンジン１０を強制回転させる。なお、エンジン１０を強制的に回転させる際には、エンジン１０の気筒内に燃料は噴射されない。

上記のように、排気管５０ａ内の温度が凝縮水の発生確率が高い所定値以下である場合には、モータ走行の減速時にエンジン１０を強制回転させることで、エンジン１０から排気管５０ａへ空気の流れが発生する。この空気の流れによって、排気管５０ａ内に溜まった凝縮水を排気管５０ａ外へ排出できる。この結果、凝縮水に起因する排気管５０ａの腐食の発生を抑制できる。

また、本実施形態では、排気管５０ａの途中に位置するタービン５１は、可変ベーン５１ａを有するが、エンジン１０が停止した場合に、可変ベーン５１ａに凝縮水が付着する恐れがある。これに対して、モータ走行の減速時にエンジン１０を強制回転させることで、空気の流れによって、可変ベーン５１ａに付着した凝縮水を排出できる。この結果、可変ベーン５１ａが適切に動作することが可能となる。

ハイブリッド車１においては、ＥＧＲ通路６０が排気通路５０から分岐しているので、エンジン１０が停止している場合にＥＧＲ通路６０にも凝縮水が発生することがある。そこで、本実施形態では、駆動制御部１２６は、モータ走行の減速時にエンジン１０を強制回転させる際に、ＥＧＲ通路６０のＥＧＲバルブ６２を開放させる。かかる場合には、エンジン１０を強制回転させることで発生する空気の流れが、ＥＧＲ通路６０にも流れる。これにより、ＥＧＲ通路６０内の凝縮水をＥＧＲ通路６０から排出させることが可能となり、ＥＧＲ通路６０の管が腐食することを抑制できる。

駆動制御部１２６は、モータ走行での減速時にエンジン１０を強制的に回転させる際には、モータ３０による発電量を小さくする。すなわち、駆動制御部１２６は、減速時のモータ３０による回生エネルギーの回収量を小さくする。通常、エンジン１０を強制的に回転させる際にモータ３０も発電すると、ブレーキ力が過大になる恐れがある。これに対して、本実施形態では、エンジン１０の強制回転時にモータ３０の発電量を少なくすることで、ブレーキ力が過大になることを抑制できる。

駆動制御部１２６は、モータ走行での減速時にエンジン１０を強制的に回転させる際には、例えばモータ３０のオン・オフを切り替えてモータ３０の発電量を小さくする。ここで、モータ３０のオン・オフの切り替えは、一定期間毎に行ってもよいし、エンジン１０の回転量に応じてオフの期間を設定してもよい。これにより、ブレーキ力を一定に保ちやすくなる。

＜モータ走行時の制御例＞
図３を参照しながら、ハイブリッド車１のモータ走行時のエンジン１０の強制回転の制御例について説明する。本制御は、制御装置１００の制御部１２０が記憶部１１０に記憶されたプログラムを実行することで実現される。

図３は、モータ走行時のエンジン１０の強制回転の制御例を説明するためのフローチャートである。図３のフローチャートは、ハイブリッド車１が、モータ３０単独によるモータ走行を行っているところから開始される（ステップＳ１０２）。モータ走行中に、モータ３０は、バッテリ３３の電力を用いて駆動する。モータ走行時に、エンジン１０は停止している。

次に、温度検出部１２２は、排気管５０ａ内の温度が所定値以下になっているか否かを判断する（ステップＳ１０４）。例えば、温度検出部１２２は、排気通路５０に設けられた温度センサ５０ｂが温度を測定することで、排気管５０ａ内の温度を検出する。そして、ステップＳ１０４において排気管５０ａ内の温度が所定値以下であると判断された場合には（Ｙｅｓ）、回転状態検出部１２４は、エンジン１０が停止しているか否かを判断する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０６においてエンジン１０が停止していると判断された場合には（Ｙｅｓ）、駆動制御部１２６は、モータ走行での減速時に、駆動輪２１の回転力を用いてエンジン１０を強制回転させる（ステップＳ１０８）。これにより、エンジン１０から排気管５０ａへ空気の流れが発生する。これにより、排気管５０ａ内に溜まっていた凝縮水が排出される。なお、エンジン１０の強制回転は、例えばエンジン１０の回転量が所定数に達したら停止する。また、エンジン１０を強制回転させる際に、ＥＧＲ通路６０のＥＧＲバルブ６２を開放することで、ＥＧＲ通路６０内に溜まっている凝縮水を排出できる。

＜本実施形態における効果＞
上述した実施形態のハイブリッド車１においては、排気管５０ａ内の温度が所定値以下である場合には、モータ走行での減速時に駆動輪２１の回転力をエンジン１０に伝達してエンジン１０を強制的に回転させる。すなわち、エンジン１０内に燃料を噴射せずに、駆動輪２１の回転力を用いてエンジン１０を強制回転させる。
すなわち、排気管５０ａ内の温度が凝縮水の発生確率が高い所定値以下である場合に、モータ走行の減速時にエンジン１０を強制回転させることで、エンジン１０から排気管５０ａへ空気の流れが発生する。この空気の流れによって、排気管５０ａ内に溜まった凝縮水を排気管５０ａ外へ排出できる。この結果、凝縮水に起因する排気管５０ａの腐食の発生を抑制できる。

なお、上記では、エンジン１０が燃料を気筒内に直噴するディーゼルエンジンであることとしたが、これに限定されない。例えば、エンジン１０は、ガソリンエンジンであってもよい。
また、上記では、ハイブリッド車１がトラックやバス等の大型車両であることとしたが、これに限定されない。例えば、ハイブリッド車１は、乗用車、建設機械であってもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１ ハイブリッド車
１０ エンジン
２１ 駆動輪
３０ モータ
５０ａ 排気管
５１ タービン
５１ａ 可変ベーン
６０ ＥＧＲ通路
６２ ＥＧＲバルブ
１２２ 温度検出部
１２６ 駆動制御部

Claims (5)

1. 走行駆動源としてエンジン及びモータを備え、前記モータによる単独走行が可能なハイブリッド車であって、
   前記エンジンの排ガスを排出するための排気管と、
   前記排気管内の温度を検出する検出部と、
   前記排気管内の温度が所定値以下で、かつ前記エンジンが停止している場合には、前記モータによる単独走行での減速時に駆動輪の回転力を前記エンジンに伝達して前記エンジンを強制的に回転させる制御部と、
   を備える、ハイブリッド車。
2. 前記排気管から分岐しており、排ガスを前記エンジンへ向けて還流させる還流通路と、
   前記還流通路に設けられ、排ガスの流量を調整する調整バルブと、を更に備える、
   請求項１に記載のハイブリッド車。
3. 前記排気管には、過給機のタービンが設けられており、
   前記タービンは、通過する排ガスの流量を調整する可変ベーンを有する、
   請求項１又は２に記載のハイブリッド車。
4. 前記制御部は、前記モータによる単独走行での減速時に前記エンジンを強制的に回転させる際には、前記モータによる発電量を小さくする、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のハイブリッド車。
5. 走行駆動源としてエンジン及びモータを備え、前記モータによる単独走行が可能なハイブリッド車の制御方法であって、
   前記エンジンの排ガスを排出するための排気管内の温度を検出するステップと、
   前記排気管内の温度が所定値以下で、かつ前記エンジンが停止している場合には、前記モータによる単独走行での減速時に駆動輪の回転力を前記エンジンに伝達して前記エンジンを強制的に回転させるステップと、
   を有する、ハイブリッド車の制御方法。
   
   

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