混合动力车辆的控制装置

摘要

提供能够抑制内燃机的起动性的恶化的混合动力车辆的控制装置。本发明的控制装置，在停车中的车辆(1)的行驶开始前起动内燃机的情况下，在辅机用电池(22)的电池电压为预定值以上时在实施对电热塞(5)通电而加热燃料的燃料加热处理后起动内燃机(2)，在辅机用电池(22)的电池电压不足预定值时在实施使用主电池(21)而对辅机用电池(22)充电的充电处理后实施燃料加热处理，然后起动内燃机(2)。

权利要求

1.一种混合动力车辆的控制装置，适用于混合动力车辆，该混合动力车辆具有：内燃机；

能成为行驶用动力源的电动机；

与所述电动机电连接的主电池；

能加热在所述内燃机中使用的燃料的燃料加热单元；以及辅机用电池，该辅机用电池能由所述主电池充电，并且能将电力供给到所述燃料加热单元；

所述控制装置的特征在于，具有：

加热控制单元，该加热控制单元实施利用所述燃料加热单元来加热所述燃料的燃料加热处理；

充电控制单元，该充电控制单元实施使用所述主电池对所述辅机用电池充电的充电处理；以及起动控制单元，该起动控制单元在停车中的所述车辆的行驶开始前需要所述燃料的加热的起动条件成立了的状态下起动所述内燃机的情况下，在所述辅机用电池的电池电压为预定值以上时，在使所述燃料加热处理开始后使所述内燃机起动，并且，在所述辅机用电池的所述电池电压不足所述预定值时，在使所述充电处理开始后使所述燃料加热处理开始、并在所述燃料加热处理开始后使所述内燃机起动。

2.如权利要求1所述的混合动力车辆的控制装置，所述起动控制单元以检测出停车中的所述车辆的行驶开始前进行的预定操作作为条件，在起动所述内燃机前使所述燃料加热处理和所述充电处理开始。

3.如权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，所述内燃机构成为能使用含醇的燃料来运转；

还具有判定单元，该判定单元基于所述燃料的醇浓度和所述车辆的环境温度来判定所述起动条件是否成立。

4.如权利要求3所述的混合动力车辆的控制装置，所述预定值被设定为所述燃料的醇浓度越高则所述预定值越大的关系以及所述车辆的环境温度越低则所述预定值越大的关系中的至少一方的关系成立。

5.如权利要求1或2所述的混合动力车辆的控制装置，所述起动控制单元在所述电池电压超过比所述预定值大的结束判定值的情况下使所述充电处理结束；

所述结束判定值被设定为所述燃料的醇浓度越高则所述结束判定值越大的关系和所述车辆的环境温度越低则所述结束判定值越大的关系中的至少一方的关系成立。

说明书

混合动力车辆的控制装置

技术领域

[0001] 本发明涉及适用于具有内燃机和电动机作为行驶用动力源的混合动力车辆的控制装置。

背景技术

[0002] 已知有为了提高内燃机的起动性而在内燃机的起动前加热燃料的技术。例如，存在如下的控制装置：为了缩短直到燃料加热完毕为止的用户的等待时间，在检测出车辆的门从上锁状态向解锁状态变更时，开始燃料的加热(参照专利文献1)。

[0003] 在先技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1:日本特开2005－002933号公报

发明内容

[0006] 发明要解决的课题

[0007] 燃料的加热采用电加热器等，所以，若在内燃机起动前实施燃料加热的话，就会消耗搭载于车辆的电池的电力。因此，若在电池的电压低的状态下在内燃机的起动前进行燃料的加热的话，内燃机的起动所需的电力就会不足，会导致内燃机的起动性恶化。

[0008] 因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制内燃机的起动性恶化的混合动力车辆的控制装置。

[0009] 用于解决课题的手段

[0010] 本发明的混合动力车辆的控制装置是适用于混合动力车辆的控制装置，该混合动力车辆具有：内燃机；能成为行驶用动力源的电动机；与所述电动机电连接的主电池；能加热在所述内燃机中使用的燃料的燃料加热单元；以及辅机用电池，该辅机用电池能由所述主电池充电，并且能将电力供给到所述燃料加热单元；所述控制装置具有：加热控制单元，该加热控制单元实施利用所述燃料加热单元来加热所述燃料的燃料加热处理；充电控制单元，该充电控制单元实施使用所述主电池对所述辅机用电池充电的充电处理；以及起动控制单元，该起动控制单元在停车中的所述车辆的行驶开始前需要所述燃料的加热的起动条件成立了的状态下起动所述内燃机的情况下，在所述辅机用电池的电池电压为预定值以上时，在使所述燃料加热处理开始后使所述内燃机起动，并且，在所述辅机用电池的所述电池电压不足所述预定值时，在使所述充电处理开始后使所述燃料加热处理开始、并在所述燃料加热处理开始后使所述内燃机起动(技术方案1)。

[0011] 根据该控制装置，在辅机用电池的电池电压不足预定值时在开始利用主电池对辅机用电池进行充电处理后进行燃料加热处理。因此，能够由该充电处理来确保燃料加热处理所需的电力。由此，能够降低因辅机用电池的电力不足所导致的燃料加热处理不充分而带来的内燃机起动的失败。另外，能够避免如下问题：由于因实施燃料加热处理而使得辅机用电池的电池电压过于低下，从而无法进行用于起动内燃机的控制或者内燃机的起转所需的电力不足，内燃机无法起动。

[0012] 在本发明的控制装置的一方式中，可以是，所述起动控制单元以检测出停车中的所述车辆的行驶开始前进行的预定操作作为条件，在起动所述内燃机前使所述燃料加热处理和所述充电处理开始(技术方案2)。根据该方式，检测出在停车中的行驶开始前进行的预定操作作为燃料加热处理和充电处理的开始条件，所以，能够缩短在车辆的行驶开始前等待燃料加热处理和充电处理完毕的用户的等待时间。

[0013] 在本发明的控制装置的一方式中，可以是，所述内燃机构成为能使用含醇的燃料来运转；还具有判定单元，该判定单元基于所述燃料的醇浓度和所述车辆的环境温度来判定所述起动条件是否成立(技术方案3)。燃料的挥发性越低则燃料加热的必要性越高。在能使用含醇的燃料来运转的内燃机时，燃料的挥发性根据燃料的醇浓度和车辆的环境温度而变化。根据该方式，基于燃料的醇浓度和车辆的环境温度来判定需要燃料加热的起动条件是否成立，所以，能够省去燃料加热处理的无谓的实施。

[0014] 在本发明的控制装置的一方式中，可以是，所述预定值被设定为所述燃料的醇浓度越高则所述预定值越大的关系以及所述车辆的环境温度越低则所述预定值越大的关系中的至少一方的关系成立(技术方案4)。醇浓度越高则燃料的挥发性越低，车辆的环境温度越低则燃料的挥发性越低。因此，醇浓度越高、车辆的环境温度越低，则为了确保起动时所需的燃料的挥发性而施加给燃料的热量就越多，所以，燃料加热处理所需的电力就越大。也就是说，醇浓度越高、车辆的环境温度越低，则燃料加热处理就会越消耗辅机用电池的电力。根据该方式，相应于燃料加热处理所需的电力来对辅机用电池进行充电处理，所以，能够避免无谓的充电处理的实施。

[0015] 在本发明的控制装置的一方式中，可以是，所述起动控制单元在所述电池电压超过比所述预定值大的结束判定值时结束所述充电处理；所述结束判定值被设定为所述燃料的醇浓度越高则所述结束判定值越大的关系和所述车辆的环境温度越低则所述结束判定值越大的关系中的至少一方的关系成立(技术方案5)。根据该方式，因为实施与伴随于燃料加热处理的实施的辅机用电池的电力消耗相适的充电处理，所以，成为高效的充电处理。

[0016] 发明效果

[0017] 根据本发明的控制装置，能够由充电处理来确保燃料加热处理所需的电力，所以，能够避免辅机用电池的电力不足。因此，能够充分地实施燃料加热处理，并且，能够防止因燃料加热处理的实施所导致的辅机用电池的电池电压过于低下的问题。

附图说明

[0018] 图1是概略地表示适用了本发明的一方式的控制装置的混合动力车辆的系统构成的图。

[0019] 图2是表示控制例程的一个例子的流程图。

[0020] 图3是表示用于算出预定值的算出映射的图。

[0021] 图4是表示用于算出充电处理的结束判定值的算出映射的图。

[0022] 图5是表示用于算出燃料加热处理的结束判定值的算出映射的图。

[0023] 标号说明

[0024] 1 车辆

[0025] 2 内燃机

[0026] 5 电热塞(加热机构)

[0027] 8 第1电动发电机(电动机)

[0028] 9 第2电动发电机(电动机)

[0029] 21 主电池

[0030] 22 辅机用电池

[0031] 25 ECU(起动控制单元、加热控制单元、充电控制单元、判定单元)具体实施方式

[0032] 如图1所示，车辆1作为具有内燃机2和混合动力驱动桥3的串并联型的混合动力车辆而构成。内燃机2是具有四个汽缸2a的直列四缸型的内燃机，可使用含有醇的燃料来运转。一般来说，搭载有可使用含醇燃料来运转的内燃机的车辆被称为灵活燃料车辆(FFV)。内燃机2设有用于将使用燃料分配给各汽缸2a的输送管4。在输送管4，可加热在内燃机2中使用的燃料的四个电热塞5以对于一个汽缸2a对应一个电热塞5的方式设置。各电热塞5相当于本发明的燃料加热单元的一个例子。

[0033] 混合动力驱动桥3包括第1和第2电动发电机8、9这两个电动发电机；与内燃机2和第1电动发电机8连结、作为行星齿轮机构构成的动力分割机构10；以及将从动力分割机构10输出的动力分配给左右驱动轮15的差动机构11。混合动力驱动桥3所包含的这些构成要素被收容于未图示的箱体里。

[0034] 内燃机2的动力被动力分割机构10分割。被动力分割机构10分割出的一方动力用于第1电动发电机8的发电，被分割出的另一方动力被传递给差动机构11。第2电动发电机9以可相对于从动力分割机构10至差动机构11为止的动力传递路径进行动力传递的状态而设置。

[0035] 各电动发电机8、9经由作为DC－DC转换器(converter)和变换器(inverter)而分别发挥功能的电气电路20，与主电池21电连接。主电池21作为直流200V左右的较高电压的例如镍氢电池而构成。电气电路20能够一边升压主电池21的直流电力一边将其转换成交流电力而供给到各电动发电机8、9，并且，能够一边减压各电动发电机8、9的发电电力一边将其转换成直流电力而供给到主电池21。第1电动发电机8或第2电动发电机9相当于本发明的电动机的一个例子。

[0036] 在车辆1设有作为各种电气件等辅机类的电源而被使用的辅机用电池22。辅机用电池22作为电压比主电池21低的直流12V左右的例如铅电池而构成。辅机用电池22作为上述的各电热塞5的电源而被使用，辅机用电池22的电力经由驱动电路24而被供给到各电热塞5。另外，辅机用电池22经由电气电路20而与主电池21电连接，可由主电池21来进行充电。

[0037] 车辆1被作为计算机而构成的电子控制装置(ECU)25所控制。ECU25使辅机用电池22作为电源而工作。ECU25控制被设置于车辆1的内燃机2的运转状态，并通过操作电气电路
20来控制各电动发电机8、9。另外，ECU25通过操作驱动电路24而能够实施用各电热塞5加热燃料的燃料加热处理。而且，ECU25通过操作电气电路20而能够实施使用主电池21来对辅机用电池22进行充电的充电处理。

[0038] 为了实施上述的控制和处理，向ECU25输入来自检测出车辆1的各部的信息的各种传感器类的信号。在图示的例子中，在车辆1分别设置：输出与辅机用电池22的电池电压相应的信号的电压传感器26、设置于内燃机2的未图示的进气通路的外部气温传感器27、输出于输送管4内燃料的温度相应的信号的燃料温度传感器28、设置于未图示的燃料路径并输出与燃料的醇浓度相应的信号的醇浓度传感器29、以及在驾驶席的门D从关闭状态变化成了打开状态时输出信号的门开闭传感器30。这些传感器的输出信号被输入到ECU25。

[0039] 在本方式中，在停车中的车辆1的行驶开始前的阶段起动内燃机2时，ECU25实施下述的控制。以下，参照图2～图5等对该控制进行说明。图2所示的控制例程的程序被保持于ECU25并被适时地读出、执行。此外，车辆1即使是在停车中，也将辅机用电池22维持为可作为电源而工作的状态。本方式的停车中意味着车辆1的启动开关、点火开关等处于关断的状态，本方式并不以在车辆行驶开始后车速成为零时暂时停止内燃机2的运转的所谓怠速熄火作为对象。

[0040] 如图2所示，在步骤S1中，ECU25参照门开闭传感器30的输出信号，判定驾驶席的门D是否从关闭状态变化成了打开状态。换言之，ECU25判定是否检测出停车中的车辆1的驾驶席的门D被打开的开门操作。该开门操作相当于本发明的预定操作的一个例子。当检测出开门操作时，前进到步骤S2。另一方面，在没有检测出开门操作时，跳过之后的处理而结束例程。

[0041] 在步骤S2中，ECU25判定在内燃机2的起动前是否需要燃料加热处理。在需要燃料加热处理时，前进到步骤S3，而在不需要燃料加热处理时，前进到步骤S8。

[0042] 关于是否需要燃料加热处理，作为一个例子，基于作为影响燃料的挥发性的参数的燃料的醇浓度和外部气温来判断。外部气温是车辆1的环境温度的一个例子。是否需要燃料加热处理的具体判断如下进行：ECU25参照醇浓度传感器29的输出信号而取得燃料的醇浓度，并参照外部气温传感器27的输出信号而取得外部气温，基于对于燃料的醇浓度和外部气温各自设定的阈值来实施。ECU25在醇浓度超过阈值和外部气温为阈值以下中的至少一个成立时判断为需要燃料加热处理。在本方式中，醇浓度超过阈值和外部气温为阈值以下中的至少一个成立时相当于本发明的起动条件成立时的一个例子。这样，由于基于燃料的醇浓度和外部气温来判定是否需要燃料加热处理，能够省去燃料加热处理的无谓的实施。

[0043] 此外，燃料的醇浓度与内燃机2的空燃比控制中的空燃比的目标值和测定值的偏差相关。因此，也可以代替本方式那样由醇浓度传感器29测定醇浓度，而基于该偏差来推定取得燃料的醇浓度。另外，作为车辆1的环境温度，可以代替外部气温而采用内燃机2的冷却水温、润滑油温等内燃机温度，或者在存在测定燃料的温度的单元的情况下也可以代替外部气温而采用燃料温度。

[0044] 在步骤S3中，ECU25判定辅机用电池22的电池电压是否不足预定值A。在电池电压不足预定值A时，前进到步骤S4，在电池电压为预定值A以上时，跳过步骤S4和步骤S5而前进到步骤S6。预定值A是用于决定是否对辅机用电池22进行后述的充电处理的阈值。

[0045] 预定值A可以是不因状况而变化的固定值，但在本方式中是基于燃料的醇浓度和外部气温来设定预定值A以使其相应于燃料的醇浓度和外部气温而变化。例如，ECU25参照图3所示那样的算出映射M1而算出预定值A。从算出映射M1的构造可知，预定值A被设定为：燃料的醇浓度越高就越大且外部气温越低就越大。在醇浓度高而外部气温低的条件等那样的燃料加热处理需要较多的能量时，预定值A被设定为大值，所以，充电处理的实施机会增加。于是，能够确保与在充电处理后实施的加热处理的实施相抵的电池电压。由此，能够进行相应于燃料加热处理所需的电力的充电处理。另外，在与这样的状况相反的、燃料的醇浓度低而外部气温高的状况下，预定值A被设定为小值，从而减少充电处理的实施机会，所以，能够避免无谓的充电处理的实施。

[0046] 在步骤S4中，ECU25通过操作电气电路20来实施使用主电池21对辅机用电池22进行充电的充电处理。充电处理持续进行，直到在步骤S5中辅机用电池22的电池电压超过结束判定值B。结束判定值B被设定为比预定值A大的值。在电池电压超过结束判定值B时，结束充电处理，前进到步骤S6。结束判定值B可以是不因状况而变化的固定值，但在本方式中是基于燃料的醇浓度和作为车辆1的环境温度的一个例子的外部气温来设定的。例如，ECU25参照图4所示那样的算出映射M2而算出结束判定值B。从算出映射M2的构造可知，结束判定值B与预定值A的情况同样地被设定为：燃料的醇浓度越高就越大且外部气温越低就越大。通过这样设定结束判定值B，在与燃料加热处理的实施相伴的辅机用电池22的消耗电力多时以电池余量多的方式充电，在其消耗电力少时以电池余量少的方式充电。也就是说，因为实施与伴随于燃料加热处理的实施的辅机用电池22的电力消耗相适的充电处理，所以，成为高效的充电处理。

[0047] 在步骤S6中，ECU25操作驱动电路24而实施对各电热塞5通电从而加热燃料的燃料加热处理。燃料加热处理持续进行，直到在步骤S7中燃料温度超过结束判定值C。ECU25参照燃料温度传感器28的输出信号由此取得燃料温度。此外，燃料温度也可以基于内燃机2的内燃机温度进行推定来取得。

[0048] 结束判定值C可以是不因状况而变化的固定值，但在本方式中是基于燃料的醇浓度来设定的。例如，ECU25参照图5所示的算出映射M3而算出结束判定值C。从算出映射M3的构造可知，结束判定值C被设定为：燃料的醇浓度越高就越大。这是因为：醇浓度越高，则能得到充分的挥发性的燃料温度越高。此外，也可以代替步骤S7的处理而实施如下处理：预先决定燃料加热处理的实施时间，将经过该实施时间作为条件来结束燃料加热处理。另外，也可以使该实施时间相应于醇浓度和外部气温而变化。

[0049] 在步骤S8中，ECU25判定是否存在应起动内燃机2的起动要求。例如，在检测出设置于车辆1的未图示的启动开关的操作时，ECU25判定为存在起动要求。在存在起动要求时，前进到步骤S9，在没有起动要求时，跳过步骤S9而结束例程。

[0050] 在步骤S9中，ECU25一边操作电气电路20而驱动第1电动发电机8由此起转内燃机2一边执行燃料喷射控制和点火控制来起动内燃机2。然后，结束图2的控制例程。

[0051] ECU25通过执行图2的控制例程而作为本发明的起动控制单元的一个例子发挥功能。另外，ECU25通过执行图2的步骤S2而作为本发明的判定单元的一个例子发挥功能，通过执行图2的步骤S4而作为本发明的充电控制单元的一个例子发挥功能，通过执行图2的步骤S6而作为本发明的加热控制单元的一个例子发挥功能。

[0052] 根据本方式，在辅机用电池22的电池电压不足预定值A时，在开始利用主电池21来对辅机用电池22进行充电处理后进行燃料加热处理。因此，通过该充电处理，能够确保燃料加热处理所需的电力。由此，能够排除如下的顾虑：因辅机用电池22的电力不足而导致燃料加热处理不充分，从而使得内燃机2的起动失败。另外，能够避免如下的顾虑：由于因燃料加热处理的实施而导致辅机用电池22的电池电压过于低下，从而使得例如ECU25无法工作、不能进行内燃机2的起动。

[0053] 另外，在本方式中，通过实施图2的步骤S1的处理，以检测出停车中的车辆1的驾驶席的门D打开的开门操作为条件而开始燃料加热处理和充电处理。由此，能够缩短车辆1的行驶开始前等待燃料加热处理和充电处理完毕的用户的等待时间。

[0054] 本发明不限于上述方式，在本发明的主旨的范围内能够以各种方式来实施。上述方式是使用与主电池21电连接的第1电动发电机8来起转内燃机2而起动的方式，但本发明不限于该方式。

[0055] 例如，本发明也能够适用于设有将辅机用电池作为电源的内燃机2的起动专用的起动机的方式的混合动力车辆。在这样的方式的情况下，同样在辅机用电池的电池电压不足预定值时在实施辅机用电池的充电处理后实施加热处理，所以，能够排除燃料加热处理不充分而导致内燃机的起动失败的顾虑。另外，能够避免如下的顾虑：由于因燃料加热处理的实施而导致辅机用电池的电池电压过于低下，从而使得起动机带动内燃机的起转所需的电力不足、不能进行内燃机的起动。

[0056] 上述方式是以检测出驾驶席的门D打开的开门操作作为条件而开始燃料加热处理和充电处理的，但也能够以不将开门操作等在车辆的行驶开始前进行的预定操作的检测作为条件而开始这些处理的方式来实施本发明。

[0057] 上述方式是作为预定操作的一个例子而检测开门操作的方式，但也可以变更为如下的方式：例如以驾驶席的门D的解锁、向驾驶席的落座、从驾驶席D进入车内等在车辆的行驶开始前进行的各种操作作为预定操作而检测出，以此作为条件，来实施燃料加热处理和充电处理。

[0058] 在上述方式中，在充电处理完毕后开始燃料加热处理并在燃料加热处理完毕后起动内燃机，但也可以以在充电处理完毕前开始燃料加热处理的方式和/或在燃料加热处理完毕前起动内燃机的方式来实施本发明。也就是说，只要是在充电处理开始后开始燃料加热处理、在燃料加热处理开始后起动内燃机即可。

[0059] 在上述方式中，决定是否需要充电处理的预定值和判定充电处理的结束的结束判定值是基于醇浓度和作为环境温度的一个例子的外部气温这两者而设定的，但基于醇浓度和环境温度这两者来设定它们只不过是一个例子。例如，也可以以醇浓度越高就将上述预定值和结束判定值设定得越大而不考虑环境温度的方式来实施本发明。反之，也可以以环境温度越低就将上述预定值和结束判定值设定得越大而不考虑醇浓度的方式来实施本发明。也就是说，只要将预定值和/或结束判定值设定成燃料的醇浓度越高就越大的关系以及车辆的环境温度越低就越大的关系中的至少一方的关系成立即可。

[0060] 上述方式的内燃机是可使用含醇的燃料来运转的内燃机，但本发明也能够作为搭载有通常的汽油发动机的混合动力车辆的控制装置来实施。此外，在可使用含醇的燃料来运转的内燃机时，由于醇的浓度越高则燃料的挥发性越恶化，所以，进行燃料加热的机会比通常的汽油发动机多。因此，通过将搭载有这样的内燃机的混合动力车辆作为对象，更能够发挥本发明的效果。