JP-2026077066-A - ハイブリッド車両、制御装置、および動作方法

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Abstract

【課題】低温下におけるモータによるエンジン始動を容易にする、ハイブリッド車両、ハイブリッド車両の制御装置、および、ハイブリッド車両の動作方法を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両（１００）のモータ（６）は、エンジン（１）をクランキングする。エンジン（１）は、内部に空気を流通させる複数の配管と接続されている。ハイブリッド車両（１００）は、複数のバルブ、第１温度センサ（２７）、および制御装置（８）を備える。複数のバルブは、複数の配管における空気の流通のための経路とエンジン（１）内との間を開閉する。第１温度センサ（２７）はエンジン（１）の温度を得るためのものである。制御装置（８）は、エンジン（１）の始動前に、第１温度センサ（２７）によって得られた温度が第１閾値温度未満である場合に複数のバルブを開状態にし、複数のバルブが開状態になってから第１時間が経過した後に、モータ（６）に動作を開始させる。【選択図】図５

Inventors

草地孝之

Assignees

ロバートボッシュゲーエムベーハー

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20241025

Claims (9)

モータ（６）およびエンジン（１）の各々による動力によって走行するハイブリッド車両（１００）であって、前記エンジン（１）に接続され、前記ハイブリッド車両（１００）の外部の空間と前記エンジン（１）内との間で空気を流通させるための複数の配管と、前記複数の配管における前記空気の流通のための経路と前記エンジン（１）内との間を開閉する複数のバルブと、前記エンジン（１）の温度を得るための第１温度センサ（２７）と、を備え、前記モータ（６）は、前記エンジン（１）をクランキングし、前記複数のバルブは、前記エンジン（１）の始動前に、前記第１温度センサ（２７）によって得られた前記温度が予め定められた第１閾値温度未満である場合に開状態になり、前記モータ（６）は、前記エンジン（１）の始動前に前記温度が前記第１閾値温度未満である場合に、前記複数のバルブが開状態になってから予め定められた第１時間が経過した後に動作を開始する、ハイブリッド車両（１００）。
前記第１時間は、前記エンジン（１）内の気圧が大気圧以上になるまでに要する時間である、請求項１に記載のハイブリッド車両（１００）。
前記エンジン（１）内に供給するための燃料を噴射するインジェクタ（１４）と、前記エンジン（１）内の前記燃料に点火する点火プラグ（１５）と、を更に備え、前記モータ（６）は、前記第１時間の経過後に動作を開始してから、前記エンジン（１）のクランクシャフト（１０）の回転数が予め定められた第１回転数になるまで動作し、前記複数のバルブは、前記第１温度センサ（２７）によって得られた前記温度が前記第１閾値温度未満である場合に前記開状態になってから第２時間が経過するまで前記開状態を維持し、前記第２時間は、前記第１時間よりも長い時間であって、且つ、前記複数のバルブが前記開状態になってから、前記クランクシャフト（１０）の回転数が前記第１回転数になるまでの時間である第３時間以下の時間であり、前記インジェクタ（１４）は、前記第３時間の経過後に前記燃料を噴射し、前記点火プラグ（１５）は、噴射された前記エンジン１内の前記燃料に点火する、請求項１または２に記載のハイブリッド車両（１００）。
モータ（６）およびエンジン（１）の各々による動力によって走行するハイブリッド車両（１００）の制御装置（８）であって、前記ハイブリッド車両（１００）は、前記エンジン（１）に接続され、前記ハイブリッド車両（１００）の外部の空間と前記エンジン（１）内との間で空気を流通させるための複数の配管と、前記複数の配管における前記空気の流通のための経路と前記エンジン（１）内との間を開閉する複数のバルブと、前記エンジン（１）の温度を得るための第１温度センサ（２７）と、を備え、前記モータ（６）は、前記エンジン（１）をクランキングし、前記制御装置（８）は、前記エンジン（１）の始動前に、前記第１温度センサ（２７）によって得られた前記温度が予め定められた第１閾値温度未満である場合に、前記複数のバルブを開状態にし、前記複数のバルブが開状態になってから予め定められた第１時間が経過した後に前記モータ（６）に動作を開始させる、制御装置（８）。
前記第１時間は、前記エンジン（１）内の気圧が大気圧以上になるまでに要する時間である、請求項４に記載の制御装置（８）。
前記ハイブリッド車両（１００）は、前記エンジン（１）内に供給するための燃料を噴射するインジェクタ（１４）と、前記エンジン（１）内の前記燃料に点火する点火プラグ（１５）と、を更に備え、前記制御装置（８）は、前記第１時間の経過後に前記モータ（６）に動作を開始させてから、前記エンジン（１）のクランクシャフト（１０）の回転数が予め定められた第１回転数になるまで、前記モータ（６）に動作を継続させ、前記複数のバルブが前記開状態になってから第２時間が経過するまでの間、前記複数のバルブを前記開状態に維持し、前記第２時間は、前記第１時間よりも長い時間であって、且つ、前記複数のバルブが前記開状態になってから、前記クランクシャフト（１０）の回転数が前記第１回転数になるまでの時間である第３時間以下の時間であり、前記制御装置（８）は、前記第３時間の経過後に前記燃料を噴射するよう前記インジェクタ（１４）を制御し、且つ、噴射された前記エンジン（１）内の前記燃料に点火するよう前記点火プラグ（１５）を制御する、請求項４または５に記載の制御装置（８）。
モータ（６）およびエンジン（１）の各々による動力によって走行するハイブリッド車両（１００）の動作方法であって、前記ハイブリッド車両（１００）は、前記エンジン（１）に接続され、前記ハイブリッド車両（１００）の外部の空間と前記エンジン（１）内との間で空気を流通させるための複数の配管と、前記複数の配管における前記空気の流通のための経路と前記エンジン（１）内との間を開閉する複数のバルブと、前記エンジン（１）の温度を得るための第１温度センサ（２７）と、を備え、前記モータ（６）は、前記エンジン（１）をクランキングし、前記動作方法は、前記エンジン（１）の始動前に、前記第１温度センサ（２７）によって得られた前記温度が予め定められた第１閾値温度未満である場合に、前記複数のバルブが開状態になるステップと、前記複数のバルブが開状態になってから予め定められた第１時間が経過した後に前記モータ（６）が動作を開始するステップと、を含む、動作方法。
前記第１時間は、前記エンジン（１）内の気圧が大気圧以上になるまでに要する時間である、請求項７に記載の動作方法。
前記ハイブリッド車両（１００）は、前記エンジン（１）内に供給するための燃料を噴射するインジェクタ（１４）と、前記エンジン（１）内の前記燃料に点火する点火プラグ（１５）と、を更に備え、前記動作方法は、前記第１時間の経過後に前記モータ（６）が動作を開始してから、前記エンジン（１）のクランクシャフト（１０）の回転数が予め定められた第１回転数になるまで、前記モータ（６）が動作を継続するステップと、前記複数のバルブが前記開状態になってから第２時間が経過するまでの間、前記複数のバルブが前記開状態を維持するステップと、を更に含み、前記第２時間は、前記第１時間よりも長い時間であって、且つ、前記複数のバルブが前記開状態になってから、前記クランクシャフト（１０）の回転数が前記第１回転数になるまでの時間である第３時間以下の時間であり、前記動作方法は、前記インジェクタ（１４）が、前記第３時間の経過後に前記燃料を噴射するステップと、前記点火プラグ（１５）が、噴射された前記エンジン（１）内の前記燃料に点火するステップと、を更に含む、請求項７または８に記載の動作方法。

Description

本発明は、モータとエンジンとを備えるハイブリッド車両、ハイブリッド車両の制御装置、および、ハイブリッド車両の動作方法に関する。従来から、エンジンとモータとを備え、エンジンとモータの各出力によって走行するハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。ハイブリッド車両には、モータがベルトを介してエンジンのクランクシャフトと接続され、ベルトを介してのモータ回転力によりクランクシャフトが回転することでエンジンを始動させるものがある。特開２０００－１５４７５３号公報実施の形態に係るハイブリッド車両に含まれる構成要素を例示する模式図である。実施の形態におけるエンジンの構成を例示する模式図である。実施の形態におけるエンジンおよびモータの各動作のタイミングを例示するタイムチャートである。実施の形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。実施の形態に係るハイブリッド車両のエンジンの始動のための処理の流れを例示するフローチャートである。以下、実施の形態に係るハイブリッド車両、ハイブリッド車両の制御装置、および、ハイブリッド車両の動作方法について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本発明は、以下の実施の形態に示す構成のうち、組合せ可能な構成のあらゆる組合せを含むものである。また、図面におけるハイブリッド車両および制御装置に含まれる構成、ならびにおよび、ハイブリッド車両の動作方法に含まれる各種処理等は例示であって、図面によって本発明が限定されない。また、各図において、同一の符号を付したものは、互いに、同一のもの、または、対応するものであって、このことは明細書の全文において共通する。図１は、実施の形態に係るハイブリッド車両１００に含まれる構成要素を例示する模式図である。ハイブリッド車両１００は、エンジン１、変速機３、車軸４、車輪５、モータ６、ベルト７、および制御装置８を備える。エンジン１は、ガソリンまたは軽油等を燃料とする内燃機関である。エンジン１は、クランクシャフト１０を含み、燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生させ、クランクシャフト１０は、燃焼ガスの熱エネルギーによって回転する。クランクシャフト１０は、変速機３および車軸４と接続されている。変速機３は、クランクシャフト１０から伝達された回転力の変速を行い、変速後の回転力を車軸４に伝達する。車軸４は、変速機３からの回転力を車輪５に伝達する。これにより、車輪５は回転し、ハイブリッド車両１００が走行する。モータ６は、電気エネルギーを回転エネルギーに変換し、回転エネルギーを電気エネルギーに変換する機器である。モータ６は、不図示のインバータを介して、不図示のバッテリーと接続されている。そして、モータ６は、当該インバータを介して、当該バッテリーとの間で電気エネルギーの授受を行う。モータ６は、出力軸６０を有し、当該出力軸６０は、ベルト７を介してエンジン１のクランクシャフト１０と接続されている。モータ６は、エンジン１をクランキングする。すなわち、バッテリーからの電気エネルギーによってモータ６が回転を開始し、モータ６の回転力が出力軸６０とベルト７とを介してクランクシャフト１０に伝達され、クランクシャフト１０が回転を開始する。なお、クランクシャフト１０は、燃焼ガスの発生前に、モータ６の回転によって回転を開始する。モータ６は、ハイブリッド車両１００の減速時などの回生時には、車軸４およびクランクシャフト１０等を介して車輪５から伝達される回転力によって駆動されて、電気エネルギーを生成する。そして、モータ６は、生成した電気エネルギーを、インバータを介してバッテリーに供給する。なお、インバータは、バッテリーとモータ６との間で授受される電気エネルギーを変換するデバイスである。詳細には、インバータは、モータ６がクランクシャフト１０等を介して車輪５を駆動する力行時には、バッテリーからの交流の周波数と電圧とを変換し、変換後の交流の電力をモータ６に出力する。また、インバータは、回生時には、モータ６からの交流の周波数と電圧とを変換し、変換後の交流の電力をバッテリーに出力する。あるいは、インバータは、力行時には、バッテリーからの直流を交流に変換し、変換後の電力をモータ６に出力し、回生時には、モータ６からの交流を直流に変換し、変換後の電力をバッテリーに出力する。制御装置８は、エンジン１等に設けられた１以上のアクチュエータおよび１以上のセンサ等と、例えばワイヤーハーネスなどによって接続されている。そして、制御装置８は、後述するように、当該１以上センサからの信号に基づいて、エンジン１における点火時期および燃料噴射量、ならびに、エンジン１に設けられた各種弁の開度等を調整することでエンジン１を制御する。また、制御装置８は、モータ６に設けられたインバータとＣＡＮ（Controller Area Network）などを介して接続されている。制御装置８は、モータ６に設けられた回転センサ等からの信号に基づいて、インバータに指令信号を出力し、インバータを介してモータ６を制御する。回転センサは、モータ６の回転に関する量を検出するセンサであって、例えば角速度センサまたはトルクセンサ等である。図２は、実施の形態におけるエンジン１の構成を例示する模式図である。エンジン１は、シリンダ１１Ａとクランクケース１１Ｂとが一体化されたシリンダブロック１１を有する。シリンダ１１Ａ内には、燃焼室１２が形成されている。燃焼室１２は、燃料が追加された空気である混合気を収容するための空間であって、当該燃料を燃焼させるための空間である。シリンダブロック１１の上部には、シリンダヘッド１３が設けられている。シリンダヘッド１３には、インジェクタ１４と点火プラグ１５とが設けられている。インジェクタ１４は、空気が収容されている燃焼室１２に燃料を噴射する。インジェクタ１４は、ワイヤーハーネスなどによって制御装置８と接続され、制御装置８からの指示に基づいて噴射を行う。なお、インジェクタ１４は、燃焼室１２に代えて、後述の、空気が流れる吸気ポート１８に燃料を噴射するものでもよい。点火プラグ１５は、ワイヤーハーネスなどによって制御装置８と接続され、制御装置８からの指示に基づいて、燃焼室１２における混合気に点火する。燃焼室１２には、ピストン１６が配置されている。ピストン１６は、コネクティングロッド１７を介してクランクシャフト１０と連動し、燃焼室１２内において上下運動する。具体的には、モータ６の駆動によってクランクシャフト１０が回転し、コネクティングロッド１７を介してクランクシャフト１０の回転力がピストン１６に伝達されて、ピストン１６が上下運動する。また、燃焼した燃料によってピストン１６が押下げられ、ピストン１６の下動がコネクティングロッド１７を介してクランクシャフト１０に伝達されて、クランクシャフト１０が回転する。シリンダヘッド１３には、吸気ポート１８および排気ポート１９が形成されている。エンジン１は、吸気ポート１８によって吸気配管２０および戻り配管２１と接続されている。また、エンジン１は、排気ポート１９によって排気配管２２と接続されている。吸気配管２０、戻り配管２１、排気配管２２には、それぞれ空気が流通する。以下では、吸気配管２０における空気が流通する経路を吸気経路２０Ａと記載し、戻り配管２１における空気の流通する経路を戻り経路２１Ａと記載し、排気配管２２における空気の流通する経路を排気経路２２Ａと記載する場合もある。燃焼室１２は、吸気ポート１８を介して、吸気経路２０Ａおより戻り経路２１Ａに連通し、排気ポート１９を介して排気経路２２Ａに連通している。吸気経路２０Ａと排気経路２２Ａは、それぞれ、ハイブリッド車両１００の外部の空間と連通している。戻り配管２１は、図示していないが、排気配管２２と接続されており、戻り経路２１Ａは、排気経路２２Ａと連通している。ハイブリッド車両１００の外部の空間からの空気は、吸気経路２０Ａを通って燃焼室１２へ流入する。燃焼室１２からの空気は、排気経路２２Ａを通り、一部がハイブリッド車両１００の外部の空間に流れる。排気経路２２Ａを流通する残りの空気は、戻り経路２１Ａに流入し、吸気ポート１８から燃焼室１２に再度流入する。以下、複数の配管と記載する場合には、吸気配管２０と戻り配管２１と排気配管２２とを指すものとする。なお、ハイブリッド車両１００は、戻り配管２１を備えなくともよく、この場合には、複数の配管は、吸気配管２０と排気配管２２とを指すものとする。シリンダヘッド１３には、吸気バルブ２３と排気バルブ２４が設けられている。吸気バルブ２３は、吸気ポート１８と燃焼室１２との間を開閉する。より詳細には、吸気バルブ２３は、不図示のアクチュエータによって開度が調節され、開状態で、吸気ポート１８からの空気を燃焼室１２に流通させ、閉状態で、吸気ポート１８から燃焼室１２への空気の流通を遮断する。排気バルブ２４は、排気ポート１９と燃焼室１２との間を開閉する。より詳細には、排気バルブ２４は、不図示のアクチュエータによって開度が調節され、開状態で、燃焼室１２からの空気を排気ポート１９に流通させ、閉状態で、燃焼室１２から排気ポート１９への空気の流通を遮断する。実施の形態では、吸気バルブ２３および排気バルブ２４の各々を電動式バルブとする。しかし、吸気バルブ２３および排気バルブ２４の各々は、エンジン１により駆動されるオイルポンプによる油圧によって開度が調整される油圧式バルブであってもよい。吸気バルブ２３の開度を調節するアクチュエータと、排気バルブ２４の開度を調節するアクチュエータとは、制御装置８からの指示に基づいて動作する。吸気経路２０Ａには、スロットルバルブ２５が設けられている。スロットルバルブ２５は、不図示のアクチュエータによって開度が調節され、開状態で、吸気経路２０Ａを流れる空気を燃焼室１２に流通させ、閉状態で、吸気経路２０Ａから燃焼室１２への空気の流通を遮断する。戻り経路２１Ａには、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）バルブ２６が設けられている。ＥＧＲバルブ２６は、不図示のアクチュエータによって開度が調節され、開状態で、戻り経路２１Ａを流れる空気を燃焼室１２に流通させ、閉状態で、戻り経路２１Ａから燃焼室１２への空気の流通を遮断する。なお、ハイブリッド車両１００は、戻り配管２１を備えない場合には、ＥＧＲバルブ２６を備えなくともよい。スロットルバルブ２５とＥＧＲバルブ２６の各々は電動式バルブである。スロットルバルブ２５の開度を調節するアクチュエータと、ＥＧＲバルブ２６の開度を調節するアクチュエータとは、制御装置８からの指示に基づいて動作する。以下、複数のバルブと記載する場合には、吸気バルブ２３と排気バルブ２４とスロットルバルブ２５とＥＧＲバルブ２６とを指すものとする。なお、ハイブリッド車両１００がＥＧＲバルブ２６を備えない場合には、複数のバルブは、吸気バルブ２３と排気バルブ２４とスロットルバルブ２５とを指すものとする。エンジン１には、更に、第１温度センサ２７が設けられている。第１温度センサ２７はエンジン１の温度を得るためのものである。具体的には、第１温度センサ２７は、エンジン１の冷却用の水の温度を測定するものである。エンジン１の冷却用の水の温度から、エンジン１の温度が推定される。なお、第１温度センサ２７は、エンジン１の冷却用の水の温度に代え、燃焼室１２に流入する空気の温度を測定するものでもよいし、燃焼室１２から流出した空気の温度を測定するものでもよいし、または、シリンダ１１Ａの温度を測定するものでもよい。第１温度センサ２７は、燃焼室１２に流入する空気の温度を測定するものである場合に