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JP4968159B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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Description

この発明は燃料タンクに貯留される燃料が供給される内燃機関と蓄電装置に蓄電される電力が供給される電動機を駆動源として備えるハイブリッド車両の制御装置に関する。
近年、内燃機関と電動機を駆動源として備えるハイブリッド車両が種々提案されている。このようなハイブリッド車両は、内燃機関と電動機の駆動力を車両の走行状況に応じて組み合わせることにより、車両の動力性能を十分に確保しつつ燃料消費率やエミッション性能を向上させることができる。
ここで、内燃機関は燃料タンク内の燃料が供給されることにより駆動するとともに、電動機は同車両に設けられる蓄電装置の電力が供給されて駆動する。この蓄電装置は、充電状態が低下すると内燃機関により稼働される発電機から供給される電力によって充電されることにより、充電状態が所定の範囲に保持されている。さらに近年では、車両外部から蓄電装置を充電することのできるハイブリッド車両が開発されている(例えば特許文献1参照)。このように車両外部から蓄電装置を充電することのできるハイブリッド車両では、上記発電機を稼働するための内燃機関の負荷を軽減することができるため、燃料消費率やエミッション性能をさらに向上させることができる。
特開2007−62638号公報
ところで、こうしたハイブリッド車両では、充電装置の充電状態が良好な状態に保持される場合には内燃機関の負荷が軽減されるため、燃料タンク内の燃料が長期間消費されずに劣化するおそれがある。このように燃料タンク内の燃料が劣化すると、内燃機関の始動性低下や、燃焼状態の悪化等を招くおそれがある。特に、上記特許文献1に記載されるように車両外部から蓄電装置を充電することのできる車両にあっては、継続的な充電が実行されて蓄電装置の充電状態が所定の範囲に保持されることにより内燃機関が長期間運転されない場合があるため、燃料タンク内の燃料の劣化が更に進行するおそれがある。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料タンク内の燃料の劣化状態を正確に把握することのできるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、燃料タンクに貯留される燃料が供給される内燃機関と蓄電装置に蓄電される電力が供給される電動機とを駆動源として備えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記燃料タンクへの複数回の燃料補給について各補給時期および各補給量の履歴を記憶する補給履歴記憶手段と、前記補給履歴記憶手段に記憶される前記履歴に基づき前記燃料タンク内の燃料の劣化度合いを算出する劣化度合算出手段とを備えることを要旨とする。
通常、燃料タンク内の燃料が残存する状態で燃料補給が行われるとともに、この補給時において補給される燃料量は任意に変化する。したがって、この燃料タンク内には、複数回の燃料補給において補給された燃料が混合されて貯留されている。すなわち、古い燃料の残存量がある程度多い状態で燃料が少量だけ補給される場合には、燃料の補給がされた後にも補給後の燃料タンク内の燃料の劣化度合いは高くなる。一方、残存量がある程度少ない状態で燃料が多量に補給される場合には、燃料補給後の燃料タンク内の燃料の劣化度合いは低くなる。
この点、上記構成によれば、燃料タンクへの複数回の燃料補給について各補給時期および各補給量の履歴を記憶し、記憶される履歴に基づき燃料タンク内の燃料の劣化度合いを算出するため、燃料タンク内の燃料の劣化状態を正確に把握することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記劣化度合算出手段は、前記補給履歴記憶手段に記憶される前記履歴に基づき前記補給時期から所定期間を経過した燃料の前記燃料タンク内の燃料に占める割合を算出し、算出された割合が高いほど前記燃料タンク内の燃料の劣化度合いを高く算出することを要旨とする。
補給時期から長期間経過した燃料の割合が高いほど燃料タンク内の燃料の劣化度合いは高くなる。
この点、上記構成によれば、補給履歴記憶手段に記憶される履歴に基づき補給時期から所定期間を経過した燃料の燃料タンク内の燃料に占める割合を算出し、算出された割合が高いほど燃料タンク内の燃料の劣化度合いを高く算出するため、燃料タンク内の燃料の劣化状態を正確に把握することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記劣化度合算出手段は、前記補給履歴記憶手段に記憶される前記履歴に基づき前記複数回の燃料補給のそれぞれについて前記補給時期からの経過時間が長く且つ残存量が多いほど劣化度合いを高く設定するとともに、この劣化度合いを累積することにより前記燃料タンク内の燃料の劣化度合いを算出することを要旨とする。
補給時期からの経過時間が長くなるほど補給された燃料の劣化度合いが高くなるとともに、このような劣化度合いの高い燃料の残存量が多いほど、燃料タンク内の燃料の劣化度合いが高くなる。
この点、上記構成によれば、補給履歴記憶手段に記憶される履歴に基づき複数回の燃料補給のそれぞれについて補給時期からの経過時間が長く且つ残存量が多いほど劣化度合いを高く設定するとともに、この劣化度合いを累積することにより燃料タンク内の燃料の劣化度合いを算出するため、燃料タンク内の燃料の劣化状態を正確に把握することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記車両の走行状態および前記蓄電装置の充電状態に基づき前記機関の第1の要求負荷を算出する要求負荷算出手段と、前記劣化度合算出手段により算出される前記劣化度合いが所定値以上であることを条件として前記機関の要求負荷を第1の要求負荷よりも高い第2の要求負荷に変更する要求負荷変更手段とを更に備えることを要旨とする。
ここで、ハイブリッド車両では、車両の走行状態および蓄電装置の充電状態に基づき内燃機関の要求負荷が算出されることにより内燃機関の運転が実行される。すなわち、上記構成によるように、車両の走行状態および蓄電装置の充電状態に基づき機関の第1の要求負荷が算出されて内燃機関の運転が実行される。
上記構成によれば、劣化度合算出手段により算出される劣化度合いが所定値以上であることを条件として機関の要求負荷を第1の要求負荷よりも高い第2の要求負荷に変更するため、劣化度合いの高い燃料の消費を促進させることができる。これにより、内燃機関の始動性低下や燃焼状態の悪化を抑制することができるようになる。
ここで、機関の要求負荷を第2の要求負荷に変更するとは、例えば、第1の要求負荷を満たすように運転している内燃機関の要求負荷を第2の要求負荷に上昇させる場合の他に、電動機のみを駆動源として車両走行が実行される場合において、内燃機関を運転させて同機関の駆動力を利用して車両走行させるようにすることを含む。このように機関を運転させることにより、電動機のみを駆動源として車両走行がされている場合の要求負荷(第1の要求負荷)よりも機関の要求負荷を上昇させることができ、劣化度合いの高い燃料の消費を促進させることができる。
また、請求項5に記載されるように、請求項1〜3のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、蓄電装置の充電状態が所定水準を下回っているときに機関の要求負荷を高く設定する充電状態保持手段と、劣化度合算出手段により算出される劣化度合いが所定値以上であることを条件として同所定水準を上昇させる充電条件変更手段とを更に備えるようにすることもできる。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記蓄電装置に車外から充電するための接続部を更に備えることを要旨とする。
上記構成のように、蓄電装置に車外から充電するための接続部を更に設ける構成にあっては、蓄電装置の充電状態の低下に基づく内燃機関の負荷が軽減されるため、内燃機関が長期間運転されないことにより燃料タンク内の燃料の劣化が更に進行するおそれがある。
この点、同構成に請求項1〜3の構成が適用されることにより、燃料タンク内の燃料の劣化状態を正確に把握することができるようになる。
さらに、同構成に請求項4の構成が適用されることにより、内燃機関の運転頻度が低くなりやすい蓄電装置に車外から充電するための接続部を備えるハイブリッド車両であっても、例えば、電動機のみを駆動源として車両の走行が行われている場合において、燃料タンク内の燃料の劣化度合いが所定値以上であることを条件として内燃機関を運転させることができるようになる。このように、電動機のみを駆動源として車両走行がされている場合の要求負荷(第1の要求負荷)よりも高い第2の要求負荷に機関の要求負荷を変更することにより、劣化度合いの高い燃料の消費を促進させることができる。
また、同構成に請求項5の構成が適用されることにより、燃料タンク内の燃料の劣化度合いが所定値以上であることを条件として充電条件変更手段により所定水準を上昇させることができるため、充電装置の充電状態の低下に伴い機関の要求負荷を早期に増大させることができるようになる。これにより、例えば電動機のみを駆動源として車両の走行が行われている場合であっても、機関の要求負荷の増大によって早期に内燃機関の運転を実行することができるようになり、劣化度合いの高い燃料の消費を促進させることができる。
(第1の実施形態)
以下、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置を具体化した第1の実施形態について図1〜5を参照して説明する。
同図1に示すように、このハイブリッド車両1には駆動源として内燃機関20と第2モータジェネレータ(第2M/G)32が設けられている。この第2M/G32が電動機に相当する。
内燃機関20は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの動力装置であって、ガソリン燃料またはディーゼル燃料(以下、燃料をいう)を燃焼させることにより駆動力を発生させる。この機関20に供給される燃料が貯留される燃料タンク21には、燃料の給油の際に信号を出力する給油センサ22、同燃料タンク21の燃料の貯留量を検出する貯留量センサ23が取付けられている。
また、同機関20に動力分割機構30を介して接続される第1モータジェネレータ(第1M/G)31は、同機関20の動力を利用して発電を行う。そして、発電された電力は電力変換部50に出力されるとともに、同電力変換部50を介してバッテリ40に供給される。なお、内燃機関20の始動時には、バッテリ40から電力が供給されることにより、この第1M/G31がスタータとして機能する。
第2M/G32は、蓄電装置であるバッテリ40に蓄電される電力が供給されることにより駆動力を発生させる。また、車両1の減速時や制動時等に駆動輪60から受ける回転力を用いて発電する。発電された電力は電力変換部50に出力されるとともに、同電力変換部50を介してバッテリ40に供給される。
上記内燃機関20及び第2M/G32の駆動力は、動力分割機構30によって分配されて駆動輪60に伝達される。具体的には、この動力分割機構30は、これら内燃機関20および第2M/G32と第1M/G31とにそれぞれ連結する3つの回転軸を有する遊星歯車機構で構成されている。そして、内燃機関20の駆動力を第1M/G31と駆動輪60とに分割して同第1M/G31で電力を発電させるとともに駆動輪60を駆動し、駆動輪60に伝達される駆動力を内燃機関20と第2M/G32とで分配する。なお、動力分割機構30によって分配された駆動力は、図示しない減速ギヤおよび差動ギヤを介して駆動輪60に伝達される。
外部充電装置70は、車両外部の電源が接続される装置であって、車両外部の電源から入力される電力を電力変換部50へ出力する。車両外部の電源としては、家庭用電源等の各種電源が挙げられる。なお、この外部充電装置70が蓄電装置であるバッテリ40に車外から充電するための接続部としての機能を実行する。
電力変換部50は、インバータやコンバータなどから構成されて、第1M/G31,第2M/G32および外部充電装置70から入力される交流電力を直流電力に変換するとともにバッテリ40の電圧レベルに変換してバッテリ40に出力する。また、バッテリ40から供給される直流電力を交流電力に変換して同電力を第1M/G31又は第2M/G32に供給する。
バッテリ40は、充放電可能な蓄電装置であって、例えばニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池で構成される。バッテリ40は、電力変換部50へ電力を供給するとともに、電力変換部50から供給される電力によって充電される。具体的には、上記第1M/G31および第2M/G32で発電されて電力変換部50に出力される電力、および外部充電装置70を介して車両外部から供給されて電力変換部50に出力される電力が供給されて充電される。このバッテリ40には、同バッテリ40の電圧VBおよび同バッテリ40に対して入出力される電流IBを検出するバッテリセンサ41が取り付けられている。
車両1には、上述したセンサの他、同車両1の運転状態を把握するための各種センサが設けられる。例えば、車両1の車速を検出する車速センサ11、運転者によって操作される図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダル踏込量センサ12、同じく運転者によって操作される図示しないシフトレバーの位置を検出するシフトポジションセンサ13等が設けられる。そして、これらセンサからの出力信号は、車両1に設けられて同車両1に搭載される各種装置を総括的に制御する電子制御装置10に入力される。なお、図1の点線は、信号の入出力経路を示している。
電子制御装置10は、図示しない演算ユニット(CPU)の他に、各種制御プログラムや演算マップ及び制御の実行に際して算出されるデータ等を記憶保持するメモリ15が設けられている。そして、電子制御装置10は、車両1に設けられる各種センサから出力される信号に基づき同車両1の状態を把握して、各種制御を実行する。
例えば、電子制御装置10は、バッテリセンサ41からの信号に基づきバッテリ40の充電状態(SOC;State of Charge)を検知して、同SOCが所定範囲に保持されるべくバッテリ40の充放電を制御する。具体的には、バッテリ40のSOCがSOC下限値SOCL(所定水準)を下回ることを検知すると、機関20の要求負荷を高く設定して同機関20の駆動力を増大させる。また、車両1の走行状態を考慮しつつ、併せて第1M/G31を稼働させてバッテリ40を充電する。この処理が、充電状態保持手段としての処理に相当する。一方、第1M/G31または外部充電装置70によるバッテリ40の充電が実行されて、バッテリ40のSOCがSOC上限値SOCHに達したことを検知すると、これらによる充電を停止する。
また、電子制御装置10は、車速センサ11、アクセルペダル踏込量センサ12およびシフトポジションセンサ13等からの信号に基づき車両1の走行状態を把握する。なお、このように把握される車両1の走行状態には、運転者の要求する駆動力についても含まれる。そして、この把握された車両1の走行状態と、上記バッテリ40のSOCとに基づき、機関20と第2M/G32の駆動力を配分するとともに機関20の第1の要求負荷を算出する。そして、内燃機関20、動力分割機構30、第2M/G32および第1M/G31の各種制御を実行する。例えば、上記算出された第1の要求負荷に基づき吸入空気量や燃料噴射量、点火時期などの機関20の運転状態を制御する。なお、このように電子制御装置10によって実行される機関20の第1の要求負荷の算出処理が要求負荷算出手段としての処理に相当する。
さらに、電子制御装置10は、給油センサ22および貯留量センサ23等からの信号に基づき、「燃料補給後処理」および「燃料劣化抑制処理」を並行して実行する。以下、これら「燃料補給後処理」および「燃料劣化抑制処理」の詳細について図2〜5を参照して説明する。なお、以下の説明において、図5に示すタイムチャートの開始時点では、燃料タンク21に燃料が貯留されていなかったと仮定するとともに、本タイムチャートの開始からx回目の燃料の補給を「第x補給」と呼ぶ。また、各値の末尾に示す「x」は、「第x補給」に係る各値であることを示すものとする。
図2に示す「燃料補給後処理」は、電子制御装置10により実行される一連の処理の流れを示すフローチャートであって、燃料タンク21への燃料の補給毎に同ルーチンが独立して実行される。
この一連の処理では、まず、燃料補給がされたか否かが判定される(ステップS101)。これは、給油センサ22からの信号に基づき判断される。そして、燃料補給がされていない旨判定された場合には(ステップS101:NO)、本処理を一旦終了する。そして、燃料補給がされた旨判定された場合には(ステップS101:YES)、この補給におけるステップS102以降の各処理が開始される。すなわち、その補給時期txと補給量Qxとが記憶される(ステップS102)。具体的には、給油センサ22からの信号に基づき補給時期txが把握されるとともに、貯留量センサ23からの信号に基づき検知される補給前後の各貯留量から補給量Qxが算出されて、各々メモリ15で記憶される。例えば、図5に示す第1補給では、同補給の補給時期t1であるタイミングt11と、そのときの補給量Q1とがそれぞれメモリ15で記憶される。このメモリ15が補給履歴記憶手段に相当する。このように、燃料の補給ごとにステップS102において補給時期txおよび補給量Qxが記憶されることにより、複数回の燃料補給について各補給時期txおよび各補給量Qxの履歴が記憶される。
続いて、補給時期txからのカウントが開始され(ステップS103)、次いで残存量QRxの把握が開始される(ステップS104)。例えば、第1補給においては、補給時期t1からのカウント(経過時間ΔT1)が開始され、続いて残存量QR1の把握が開始される。
そして、残存量QRxが所定値QRmin未満であるか否かが判定される(ステップS105)。この所定値QRminは、この一連の処理においてx回目に給油された燃料がほぼ全量消費されたと近似することのできる値が予め設定されている。そして、残存量QRxが所定値QRmin未満ではない旨、すなわち燃料が未だ残存している旨判定された場合には(ステップS105:NO)、残存量QRxが所定値QRmin未満である旨の判定結果(ステップS105:YES)が得られるまでステップS105の判定処理が一定の時間周期毎に繰り返し実行される。例えば、第1補給においては、残存量QR1が所定値QRmin未満である旨の判定結果が得られるまでステップS105の判定処理が一定の時間周期毎に繰り返し実行される。なお、この残存量QRxの減少は、後に詳述する「燃料劣化抑制処理」によって、機関20の要求負荷が第1の要求負荷又は第2の要求負荷に設定されることを通じて行われる。
そして、この判定処理を通じて残存量QRxが所定値QRmin未満である旨判定された場合には(ステップS105:YES)、補給時期tx、補給量Qx、残存量QRx、補給時期txからのカウント(経過時間ΔTx)のそれぞれがリセットされて(ステップS106)、一連の処理を終了する。例えば、第1補給においては、タイミングt14において残存量R1が所定値QRmin未満になると、補給時期t1、補給量Q1、残存量QR1、補給時期t1からのカウント(経過時間ΔT1)のそれぞれがリセットされることにより、第1補給において実行される「燃料補給後処理」が終了する。
ところで、補給された燃料が長期間消費されずに残存すると、燃料タンク21内の燃料が劣化して内燃機関20の始動性低下や燃焼状態の悪化等を招くおそれがある。そこで、本実施形態では、上記「燃料補給後処理」と並行して図3に示す「燃料劣化抑制処理」を実行することにより、燃料タンク21内の燃料が劣化することを抑制している。
図3に示す「燃料劣化抑制処理」は、電子制御装置10によって機関20の始動直後から所定の周期をもって繰り返し実行される。この一連の処理では、まず、所定期間Tを経過した燃料の残存量QRxの読み込みがされる(ステップS201)。具体的には、燃料の補給毎に実行される上記「燃料補給後処理」をそれぞれ参照し、補給時期txからのカウント(経過時間ΔTx)が所定期間Tを超えている補給が把握されるとともに、これらの補給における残存量QRxがそれぞれ読み込まれる。本処理において、経過時間ΔTxが所定期間Tを超えていない補給については、残存量QRxが「0」と把握される。例えば、上記ステップS105において、残存量QRxが所定値QRmin未満である旨が所定期間T経過までに判定された場合(ステップS105:YES)には、補給時期txからの経過時間ΔTxが所定期間Tを超えた燃料が全て消費されたため、残存量QRxが「0」と把握される。なお、所定期間Tは、補給された燃料が劣化すると判断することのできる期間であって、実験等に基づいて予め設定されている。
そして、把握されたそれぞれの残存量QRxに基づき、所定期間Tを経過した燃料の燃料タンク内の燃料に占める割合が算出される(ステップS202)。具体的には、ステップS201において把握された残存量QRxの加算量が算出されるとともに、燃料タンク21内の燃料の総量に対する同加算量の割合が算出される。
例えば、図5に示すタイミングt11からタイミングt12までの間は、経過時間ΔTxが所定期間Tを超えている補給が存在しないため、ステップS201において残存量QRxが「0」と把握される。この場合には、ステップS202において、所定期間Tを経過した燃料の燃料タンク21内の燃料に占める割合は0%と算出される。
また、タイミングt12において第1補給における経過時間ΔT1が所定期間Tを経過すると、このタイミングt12からタイミングt14までの間、すなわち上記ステップS106の処理においてこの第1補給における各値がリセットされるまでの間は、同第1補給における残存量QR1が読み込まれる。ここで、第2補給が行われるタイミングt13までは燃料タンク21に貯留されている燃料が第1補給に係る燃料のみであるため、ステップS202において、所定期間Tを経過した燃料の燃料タンク21内の燃料に占める割合は100%(1.0)と算出される。これに対し、タイミングt13において第2補給により補給量Q2が燃料タンク21内に追加されると、このタイミングt13からタイミングt14までの間は、所定期間Tを経過した燃料の燃料タンク21内の燃料に占める割合Yは、次式(1)で算出することができる。
Y=QR1/(QR1+QR2)・・・(1)
さらに、タイミングt15において第2補給における経過時間ΔT2が所定期間Tを超えると、このタイミングt15からタイミングt17までの間、すなわち上記ステップS106の処理においてこの第2補給における各値がリセットされるまでの間は、同第2補給における残存量QR2が読み込まれる。ここで、第3補給が行われるタイミングt16までは、燃料タンク21に貯留されている燃料が第2補給に係る燃料のみであるため、ステップS202において、所定期間Tを経過した燃料の燃料タンク21内の燃料に占める割合は100%(1.0)と算出される。これに対し、タイミングt16において第3補給により補給量Q3が燃料タンク21内に追加されると、このタイミングt16から後は、所定期間Tを経過した燃料の燃料タンク21内の燃料に占める割合Yは、次式(2)で算出することができる。
Y=QR2/(QR2+QR3)・・・(2)
このようにステップS202において所定期間Tを経過した燃料の燃料タンク内の燃料に占める割合が算出されると、続いて、算出された割合に基づき、燃料の劣化度合いKが算出される(ステップS203)。この劣化度合いKは、燃料タンク21内の燃料全体の劣化度合い、すなわち燃料タンク21内の燃料の劣化状態を示す値である。具体的には、図4を参照して、算出された割合が高いほど燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKを高く算出する。なお、同図4に示す燃料タンク内の燃料に占める割合と劣化度合いKとの関係は、実験等によって予め設定されるとともにメモリ15において記憶されている。なお、ステップS201からステップS203までの処理が劣化度合算出手段としての処理に相当する。
そして、算出された劣化度合いKが所定値Ka以上か否かが判定される(ステップS204)。この所定値Kaは、燃料タンク21内の燃料の劣化を抑制するべく燃料タンク21内の燃料の消費を促進させることが望ましいと判断することのできる劣化度合いKの最小値が予め設定されている。なお、燃料消費率やエミッション性能を向上させる上では、燃料消費はできるだけ抑制することが望ましい。これに対し、燃料タンク21内の燃料が劣化すると、上述したように、内燃機関20の始動性低下や燃焼状態の悪化等を招くおそれがある。したがって、これらのことを勘案した上で適切な所定値Kaが設定される。
ここで、劣化度合いKが所定値Ka以上ではない旨判定された場合には(ステップS204:NO)、燃料タンク21内の燃料の劣化度合いは低いと判断されるため、内燃機関の要求負荷を第1の要求負荷に設定して(ステップS205)、一連の処理を終了する。ここで、内燃機関20の第1の要求負荷は、同機関20の要求負荷の基本値であって、上述したように、車両1に設けられる各種センサからの信号に基づき把握される車両1の走行状態とバッテリセンサ41からの信号に基づき検知されるバッテリ40のSOCに基づいて算出される。
例えば、図5のタイミングt11からタイミングt12までの間は、第1補給に係る燃料が所定期間Tを経過しておらず劣化度合いKが所定値Ka未満であるため、機関の要求負荷は第1の要求負荷に設定される。また、タイミングt13において第2補給が行われると、この第2補給に係る燃料によって所定期間Tを経過した燃料(第1補給に係る燃料)の割合が低下する(ステップS202)ことにより、算出される燃料の劣化度合いKが所定値Kaを下回る(ステップS204:NO)ため、機関の要求負荷は第1の要求負荷に設定される。
一方、劣化度合いKが所定値Ka以上である旨判定された場合には(ステップS204:YES)、燃料タンク21内の燃料の劣化度合いが高いと判断されるため、機関の要求負荷が第2の要求負荷に設定される(ステップS206)。本ステップの処理が要求負荷変更手段としての処理に相当する。具体的には、図5のタイミングt12において第1補給に係る燃料が所定期間Tを経過することにより燃料の劣化度合いKが所定値Ka以上に算出されると、機関の要求負荷が上記第1の要求負荷よりも高い第2の要求負荷に設定される。また、タイミングt15において第2補給に係る燃料が所定期間Tを経過することにより燃料の劣化度合いKが所定値Ka以上に算出されると、機関の要求負荷が第2の要求負荷に設定される。このように、機関の要求負荷を第1の要求負荷よりも高い第2の要求負荷に変更することにより、燃料タンク21内の燃料の消費を促進することができる。これにより、一連の処理を終了する。
なお、図5のタイミングt16に示されるように、第3補給によって補給量Q3が燃料タンク21内に追加されても、この補給量Q3が比較的少量であって燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKが所定値Kaを下回らない場合(ステップS204:YES)には、燃料タンク21内の燃料の劣化状態が改善されなかったと判断することができる。かかる場合には、ステップS206において機関の要求負荷を第2の要求負荷に設定して、燃料タンク21内の燃料の消費を引き続き促進させる。そして、「燃料劣化抑制処理」が繰り返し実行されて、ステップS204において燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKが所定値Ka以上でない旨判定された場合(ステップS204:NO)に、内燃機関の要求負荷が第1の要求負荷に設定される(ステップS205)。なお、ステップS204において燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKが所定値Ka以上でない旨判定される場合(ステップS204:NO)とは、燃料補給が新たに行われる場合や所定期間Tを経過した燃料の残存量QRxが所定値QRmin未満に達する場合が挙げられる。すなわち、燃料タンク21内の燃料は、複数回の燃料補給に係る燃料が混合されて貯留されている。この混合割合が変化して、所定期間Tを経過した燃料の燃料タンク21内の燃料に占める割合が低下することにより、同タンク21内の燃料の劣化状態が改善される。
以上説明した第1の実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
(1)通常、燃料タンク21内の燃料が残存する状態で燃料補給が行われるとともに、この補給時において補給される燃料量は任意に変化する。したがって、この燃料タンク21内には、複数回の燃料補給において補給された燃料が混合されて貯留されている。すなわち、古い燃料の残存量がある程度多い状態で燃料が少量だけ補給される場合には、燃料の補給がされた後にも補給後の燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKは高くなる。一方、残存量がある程度少ない状態で燃料が多量に補給される場合には、燃料補給後の燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKは低くなる。この点、本実施形態によれば、燃料タンク21への複数回の燃料補給について各補給時期txおよび各補給量Qxの履歴を記憶(ステップS102)し、記憶される履歴に基づき燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKを算出する(ステップS203)ため、燃料タンク21内の燃料の劣化状態を正確に把握することができる。
(2)メモリ15に記憶される履歴に基づき補給時期txから所定期間Tを経過した燃料の燃料タンク21内の燃料に占める割合を算出し(ステップS202)、算出された割合が高いほど燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKを高く算出する(ステップS203)ため、燃料タンク21内の燃料の劣化状態を正確に把握することができる。
(3)車両1の走行状態およびバッテリ40の充電状態(SOC)に基づき機関20の第1の要求負荷が算出される。また、劣化度合いKが所定値Ka以上であることを条件として機関20の要求負荷を第1の要求負荷よりも高い第2の要求負荷に変更する(ステップS206)ため、劣化度合いKの高い燃料の消費を促進させることができる。これにより、内燃機関20の始動性低下や燃焼状態の悪化を抑制することができるようになる。
(4)燃料タンク21内の燃料の劣化状態を正確に把握した上で機関20の要求負荷を決定するため、無駄な燃料消費を抑制することができる。具体的には、タイミングt13において、所定期間Tを経過した燃料(第1補給に係る燃料)が燃料タンク21内に残存している場合であっても、第2補給が行われることにより第1補給に係る燃料が希釈されて燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKが所定値Kaを下回る場合には(ステップS204:NO)、機関20の要求負荷を第1の要求負荷に設定する(ステップS205)。したがって、機関20の負荷を無駄に増大させることを抑制することができ、燃料消費を抑制することができる。
(5)燃料タンク21内の燃料の劣化状態を正確に把握した上で機関20の要求負荷を決定するため、機関20の要求負荷を適切に増大することができる。具体的には、タイミングt16において第3補給が行われるものの、この補給における補給量Q3が比較的少量であって燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKが所定値Kaを下回らない場合、すなわち所定値Ka以上である場合には(ステップS204:YES)、燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKが高いと判断して機関20の要求負荷を第2の要求負荷に維持する(ステップS206)。したがって、燃料タンク21内の燃料の劣化を適切に抑制することができる。
(6)車両1は外部充電装置70を有しバッテリ40のSOCの低下に基づく内燃機関20の負荷が軽減されるため、同機関20が長期間運転されないことにより燃料タンク21内の燃料の劣化が更に進行するおそれがあるものの、本実施形態によれば、燃料タンク21内の燃料の劣化状態を正確に把握することができるようになるとともに、「燃料劣化抑制処理」によって燃料の劣化を抑制することができるようになる。すなわち、外部充電装置70による燃料消費率やエミッション性能の向上と、燃料タンク21内の燃料の劣化抑制とを両立させることができるようになる。
(第2の実施形態)
以下、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置を具体化した第2の実施形態について図1及び図6〜10を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同様の処理については具体的な態様の説明を省略する。
本実施形態と上記第1の実施形態とは、次の点において異なる。すなわち、上記第1の実施形態では、所定期間Tを経過した燃料の残存量QRxを読み込む(ステップS201)とともに、この残存量QRxに基づき燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKを算出していた(ステップS203)。すなわち、経過時間ΔTxについて所定期間Tを経過したことのみが考慮されて劣化度合いKが算出されていた。これに対し、本実施形態では、補給時期txからの経過時間ΔTxが長くなるほど補給された燃料の劣化度合いkxが高くなるとともに、このような劣化度合いkxの高い燃料の残存量QRxが多いほど、燃料タンク21内の燃料の劣化度合いが高くなるように劣化度合いKを算出する。つまり、残存量QRxが同じである場合には、補給された燃料の経過時間ΔTxが長くなるほど燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKを高く算出する。また、経過時間ΔTxが同じである場合には、残存量QRxが多いほど燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKを高く算出する。
また、上記第1の実施形態では、機関の要求負荷を第2の要求負荷に設定することにより、機関20の負荷を高くして燃料の消費を促進するようにしていた。これに対し、本実施形態では、バッテリ40の充電状態SOCの下限値SOCLを上昇させることにより、機関20の負荷が高く設定される機会を増やすようにする。
以下、図6を参照して「燃料補給後処理」の詳細について説明する。同図6は、電子制御装置10により実行される一連の処理の流れを示すフローチャートであって、燃料タンク21への燃料の補給毎に同ルーチンが独立して実行される。
この一連の処理では、まず、燃料補給がされたか否かが判定される(ステップS301)。そして、燃料補給がされていない旨判定された場合には(ステップS301:NO)、本処理を一旦終了する。そして、燃料補給がされた旨判定された場合には(ステップS301:YES)、この補給におけるステップS302以降の処理が実行される。すなわち、その補給時期txと補給量Qxとが記憶され(ステップS302)、続いて補給時期txからのカウントが開始され(ステップS303)、続いて残存量QRxの把握が開始される(ステップS304)。
次に、経過時間ΔTxによる劣化係数kt、残存量QRxによる劣化係数kqに基づき燃料の劣化度合いkxが設定される(ステップS305)。具体的には、図8を参照して、経過時間ΔTxが長くなるほど経過時間ΔTxによる劣化係数ktが高くなるように設定されるとともに、図9を参照して、残存量QRxが多いほど残存量QRxによる劣化係数kqが高くなるように設定される。そして、これらの劣化係数kxと劣化係数kqとを乗算して、第x補給に係る劣化係数kxが算出される。なお、これら劣化係数ktおよび劣化係数kqは、それぞれ実験等に基づき予め設定されている。具体的には、経過時間ΔTxが長くなると経過時間ΔTxによる劣化係数ktの上昇割合が高くなるように、より詳しくは所定期間Tを経過する頃から急速に上昇割合が高くなるように設定される。この所定期間Tは、補給された燃料が劣化するおそれが高くなると判断することのできる期間である。
そして、残存量QRxが所定値QRmin未満であるか否かが判定される(ステップS306)。そして、残存量QRxが所定値QRmin未満でない旨、すなわち残存量QRxが所定値QRmin以上である旨判定された場合には(ステップS306:NO)、再び上記ステップS305の処理が実行されて、燃料の劣化度合いkxが設定される。
このように、ステップS306の判定処理において残存量QRxが所定値QRmin未満である旨の判定が得られるまで(ステップS306:YES)、所定の時間周期毎にステップS305の処理が実行されて燃料の劣化度合いkxが繰り返し設定される。なお、このように設定される劣化度合いkxは、経過時間ΔTxおよび残存量QRxの変化に伴い変化する。例えば、残存量QRxが変化しない場合であっても、経過時間ΔTxの増加によって劣化度合いkxは高くなる。なお、ここでの残存量QRxの減少は、後に詳述する「燃料劣化抑制処理」によりバッテリ40のSOC判定値が第1の判定値又は第2の判定値に設定されることを通じて行われる。
この処理を通じて、残存量QRxが所定値QRmin未満である旨の判定が得られると(ステップS306:YES)、補給時期tx、補給量Qx、残存量QRx、補給時期txからのカウント(経過時間ΔTx)がリセットされて(ステップS307)、一連の処理が終了する。
次に、図7を参照して、上記「燃料補給後処理」に並行して実行される「燃料劣化抑制処理」について説明する。
同図7に示されるフローチャートは、電子制御装置10によって機関20の始動直後から所定周期毎に繰り返し実行される。
この一連の処理では、まず劣化度合いkxの読み込みがされる(ステップS401)。具体的には、燃料の補給毎に実行される上記「燃料補給後処理」をそれぞれ参照して上記ステップS305で設定される燃料の劣化度合いkxがそれぞれ読み込まれる。
そして、読み込まれた劣化度合いkxに基づき燃料タンク内の燃料の劣化度合いKが算出される(ステップS402)。この劣化度合いKは、各補給に係る燃料の燃料タンク21内の燃料に占める割合を考慮して劣化度合いkxを累積することにより算出される。具体的には、第x補給に係る燃料の割合とこの燃料の劣化度合いkxとの積をそれぞれ求めるとともにこれらの積を加算することによって劣化度合いKが算出される。なお、上記ステップS305、ステップS401およびステップS402の処理が劣化度合算出手段としての処理に相当する。
続いて、算出された劣化度合いKが所定値Kb以上か否かが判定される(ステップS403)。この所定値Kbは、燃料タンク21内の燃料の劣化を抑制するべく燃料タンク21内の燃料の消費を促進させることが望ましいと判断することのできる劣化度合いKの最小値が予め設定されている。
そして、劣化度合いKが所定値Kb以上ではない旨判定された場合には(ステップS403:NO)、燃料タンク21内の燃料の劣化度合いは低いと判断されるため、バッテリのSOCの下限値を第1の下限値SOCL1に設定して(ステップS404)、一連の処理を終了する。
一方、劣化度合いKが所定値Kb以上である旨判定された場合には(ステップS403:YES)、燃料タンク21内の燃料の劣化度合いが高いと判断されるため、バッテリのSOCの下限値を第2の下限値SOCL2に設定する(ステップS405)。この第2の下限値SOCL2は、SOC下限値SOCLの初期値である前記第1の下限値SOCL1よりも高い値である。これにより、バッテリ40のSOCの低下に伴う機関20の要求負荷の増大を早期に実行することができる。具体的には、図10に示されるように、バッテリ40のSOC下限値SOCLが第2の下限値SOCL2に設定される場合には、タイミングt21において機関20の要求負荷の増大が実行される(実線)。これに対し、バッテリ40のSOC下限値SOCLが第1の下限値SOCL1に設定される場合には、タイミングt22において機関20の要求負荷の増大が実行される(一点鎖線)。なお、バッテリ40のSOCがSOC下限値SOCLに達するまでの時間が長くなるほど外部充電装置70によりバッテリ40の充電が実行される頻度が高まるため、上記タイミングt22はさらに遅延する可能性がある。これらのことから、上記ステップS405においてSOC下限値SOCLを第2の下限値SOCL2に設定することにより、機関20の要求負荷の増大が早期に実行されて同機関20の負荷が高く設定される機会を増やすことができ、燃料の消費を促進することができる。本ステップの処理が充電条件変更手段としての処理に相当する。これにより、一連の処理を終了する。
以上説明した第2の実施形態によれば、上記(1)および(4)〜(6)に準ずる作用効果に加えて、以下の作用効果を奏することができる。
(7)本実施形態によれば、メモリ15に記憶される履歴に基づき複数回の燃料補給のそれぞれについて補給時期txからの経過時間ΔTxが長く且つ残存量QRxが多いほど劣化度合いkxを高く設定する(ステップS305)とともに、この劣化度合いkxを累積することにより燃料タンク21内の燃料の劣化度合いKを算出する(ステップS402)ため、燃料タンク21内の燃料の劣化状態を正確に把握することができる。
(8)バッテリ40のSOCが所定水準、すなわちSOCの下限値SOCLを下回っているときに機関20の要求負荷を高く設定する制御を実行する車両1について、算出される劣化度合いKが所定値Kb以上であることを条件としてSOCの下限値SOCLを上昇させて第2の下限値SOCL2に設定する(ステップS405)ため、機関20の負荷の増大をバッテリ40のSOCの低下に伴い早く実行させることができるようになる。したがって、燃料タンク21内の燃料の消費を促進させることができるようになる。
(その他の実施形態)
なお、この発明にかかるハイブリッド車両の制御装置は、上記実施の形態にて例示した構成に限定されるものではなく、同実施の形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
・上記第1の実施形態では、劣化度合いKが所定値Ka以上である旨判定された場合に機関20の要求負荷を第2の要求負荷に設定して(ステップS206)機関20の要求負荷を高く設定する例を示したが、上記第2の実施形態によるように、バッテリ40のSOC下限値SOCLを第2の下限値SOCL2に設定することにより機関20の要求負荷が高く設定される機会を増やす態様を採用することもできる。
・上記第2の実施形態では、劣化度合いKが所定値Kb以上である旨判定された場合にバッテリ40のSOC下限値SOCLを第2の下限値SOCL2に設定(ステップS405)して機関20の要求負荷が高く設定される機会を増やす例を示したが、上記第1の実施形態によるように、機関20の要求負荷を第2の要求負荷に設定することにより機関20の要求負荷を高く設定する態様を採用することもできる。
・また、機関20の要求負荷を高く設定する態様は、燃料タンク21内の燃料の消費を促進させることのできる態様であればよく、上記各実施形態に示した例に限られない。例えば、劣化度合いKが高いほど第2の要求負荷、又は第2の下限値SOCL2を高く設定する態様や、劣化度合いKが高く且つバッテリ40のSOCが所定以下である場合には、第2M/G32の稼働を停止させて内燃機関20の駆動力のみで車両1を走行させる態様等を採用することもできる。
・上記各実施形態では、補給が行われた燃料の残存量QRxが所定値QRmin未満である旨判定された場合にその補給回における各値をリセットする(ステップS106,ステップS307)例を示した。しかし、補給が行われた後に新たに行われる燃料補給回数をカウントするとともに、カウントした回数が所定回数に達した旨判定された場合に、各値をリセットする態様を採用することもできる。これは、補給が行われた後に所定回数の燃料補給が行われた場合には、先の補給に係る燃料の燃料タンク21内の燃料に占める割合が十分低下することにより、同タンク内の燃料の劣化度合いを算出するに際して考慮することを要しないと判断することができるからである。
・上記第1の実施形態では、劣化度合いKが所定値Ka以上でない旨判定された場合に内燃機関20の要求負荷を第1の要求負荷に設定する(ステップS205)例を、上記第2の実施形態では、劣化度合いKが所定値Kb以上でない旨判定された場合にバッテリ40のSOC下限値を第1の下限値SOCL1に設定する(ステップS404)例を示した。つまり、機関20の要求負荷を一旦増大させる場合には、劣化度合いKが十分低下することを条件として機関20の要求負荷を低減させるようにしていた。しかし、燃料タンク21内の燃料の劣化を抑制することのできる態様であればよく、これらの例に限られない。例えば、機関20の要求負荷を高く設定した後には、燃料タンク21内の燃料全体が予め設定した所定量にまで減少するように消費させるとともに、警告ランプを点灯して運転者に給油を促すようにすることもできる。この場合であっても、上記作用効果に準ずる作用効果を奏することができる。
・上記各実施形態では、車両外部の電源が接続される外部充電装置70を備える例を示した。しかし、外部充電装置70が設けられていないハイブリッド車両にも本発明は適用可能である。すなわち、燃料タンクに貯留される燃料が供給される内燃機関とバッテリに蓄電される電力が供給される電動機とを駆動源として備えるハイブリッド車両であれば、上記各実施形態と同様に、同燃料タンク内の燃料の劣化度合いが高いと判断される場合に内燃機関の要求負荷を高く設定することにより燃料の消費を促進させることができる。この場合であっても、上記(6)を除く作用効果を奏することができる。
本発明の第1の実施形態にかかるハイブリッド車両の概略構成を示すブロック図。 同実施形態にかかる「燃料補給後処理」についてその処理手順を示すフローチャート。 同実施形態にかかる「燃料劣化抑制処理」についてその処理手順を示すフローチャート。 同実施形態にかかる「燃料劣化抑制処理」について、所定期間を経過した燃料の燃料タンク内の燃料に占める割合と劣化度合いとの関係を示すグラフ。 同実施形態にかかる制御について、その実行態様の一例を示すタイムチャート。 第2の実施形態にかかる「燃料補給後処理」についてその処理手順を示すフローチャート。 同実施形態にかかる「燃料劣化抑制処理」についてその処理手順を示すフローチャート。 同実施形態にかかる「燃料補給後処理」について、燃料の経過時間と経過時間による劣化係数との関係を示すグラフ。 同実施形態にかかる「燃料補給後処理」について、燃料の残存量と残存量による劣化係数との関係を示すグラフ。 同実施形態の「燃料劣化抑制処理」にかかるバッテリのSOC下限値と機関の要求負荷との変化態様を示すタイムチャート。
符号の説明
1…ハイブリッド車両、10…電子制御装置、11…車速センサ、12…アクセルペダル踏込量センサ、13…シフトポジションセンサ、15…メモリ、20…内燃機関、21…燃料タンク、22…給油センサ、23…貯留量センサ、30…動力分割機構、31…第1モータジェネレータ、32…第2モータジェネレータ、40…バッテリ、41…バッテリセンサ、50…電力変換部、60…駆動輪、70…外部充電装置。

Claims (6)

  1. 燃料タンクに貯留される燃料が供給される内燃機関と蓄電装置に蓄電される電力が供給される電動機とを駆動源として備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
    前記燃料タンクへの複数回の燃料補給について各補給時期および各補給量の履歴を記憶する補給履歴記憶手段と、
    前記補給履歴記憶手段に記憶される前記履歴に基づき前記燃料タンク内の燃料の劣化度合いを算出する劣化度合算出手段とを備える
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. 請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記劣化度合算出手段は、前記補給履歴記憶手段に記憶される前記履歴に基づき前記補給時期から所定期間を経過した燃料の前記燃料タンク内の燃料に占める割合を算出し、算出された割合が高いほど前記燃料タンク内の燃料の劣化度合いを高く算出する
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  3. 請求項1に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記劣化度合算出手段は、前記補給履歴記憶手段に記憶される前記履歴に基づき前記複数回の燃料補給のそれぞれについて前記補給時期からの経過時間が長く且つ残存量が多いほど劣化度合いを高く設定するとともに、この劣化度合いを累積することにより前記燃料タンク内の燃料の劣化度合いを算出する
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記車両の走行状態および前記蓄電装置の充電状態に基づき前記機関の第1の要求負荷を算出する要求負荷算出手段と、
    前記劣化度合算出手段により算出される前記劣化度合いが所定値以上であることを条件として前記機関の要求負荷を第1の要求負荷よりも高い第2の要求負荷に変更する要求負荷変更手段とを更に備える
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  5. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記蓄電装置の充電状態が所定水準を下回っているときに前記機関の要求負荷を高く設定する充電状態保持手段と、
    前記劣化度合算出手段により算出される前記劣化度合いが所定値以上であることを条件として前記所定水準を上昇させる充電条件変更手段とを更に備える
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記蓄電装置に車外から充電するための接続部を更に備える
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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