JP5070004B2

JP5070004B2 - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP5070004B2
Application number: JP2007282595A
Authority: JP
Inventors: 逸郎沢田; 宏之坂本
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: JP2009107502A

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

エンジンと、ひとつまたは複数のモータジェネレータとを備えたハイブリッド自動車が提案されている（例えば特許文献１参照）。

ハイブリッド自動車では、停車中にエンジンを停止し無駄な燃料消費を低減するいわゆるアイドリングストップや、エンジン効率の悪い領域でエンジンを停止しモータの動力のみで走行するいわゆるモータ走行をすることによって燃費を向上することができる。

特許第３６４７３９９号

エンジンと、１つのモータジェネレータから構成されるいわゆる１モータのハイブリッドシステムでは、エンジンを停止してモータの動力で走行するモータ走行から、エンジンの動力で走行するエンジン走行に移行する際、モータジェネレータとエンジンとを締結してモータジェネレータの動力の一部を使ってエンジンを始動する必要がある。このとき、エンジンの回転数を始動可能な回転数以上に回転させる必要がある。一方、モータジェネレータは、走行のために出力軸にギアなどを介して連結されており、走行中のモータジェネレータの回転数はモータジェネレータと出力軸との間の変速比と出力軸とタイヤ軸との変速比（最終減速機の減速比）とタイヤ動半径と車速とによって決まる。このため、エンジンを始動するために必要な回転数と、モータジェネレータと出力軸との間の変速比と、エンジンとモータジェネレータとの間の変速比との関係によっては、モータジェネレータと出力軸を連結したままではエンジンを始動することができない車速が存在する。

エンジンを始動する際に、モータジェネレータと出力軸との間の連結を一度開放し、エンジンをモータジェネレータの動力により始動した後に、再度モータジェネレータと出力軸とを連結することによってエンジンを始動することが出来るが、この場合、エンジンを始動している間、モータジェネレータの動力が出力軸に伝達されないため、車両の駆動力が抜けることになり、運転者に違和感を与える。

また、モータジェネレータと出力軸との間にすべり要素を設け、モータジェネレータと出力軸との間を滑らせることによって、モータジェネレータの回転数を上げてエンジンを始動することが考えられるが、すべり要素を設けることによる部品点数が増大しコストアップを招き、また、すべり要素におけるエネルギーの損失により燃費が悪化する。

また、エンジンを始動するために、駆動のためのモータジェネレータのほかに、新たにモータ（スタータモータ）を設けることにより車速によらずにエンジンを始動することができるが、部品点数が増大しコストアップを招く。

本発明は、モータ走行中にエンジン始動ができない状態に陥ることを迎えることができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。

上記制御装置の提供にあたっては、簡単な構成で実施でき、しかも燃費を向上できることが好ましい。

ここに、本発明は、モータ走行中の車速が、エンジン始動に必要なエンジンの回転数に対応する車速より低くならないように制御することを特徴とする。本発明によれば、駆動力の抜けを生じさせることなくモータ走行からエンジン走行へ移行させることができる。

本発明によれば、駆動力の抜けを生じさせることなくモータ走行するエンジン走行へ移行させることができるので、モータ走行中にエンジン始動ができない状態に陥ることを迎えることができる。

また、本発明によれば、すべり要素などの部品を増加することなくモータ走行からエンジン走行へ切り替えることできるので、システムのコスト低減が可能である。

さらに、本発明によれば、すべり要素を加えることによるすべり要素でのエネルギー損失をなくすことが出来るので、高い燃費向上効果が得られる。

（実施例１）

本発明のハイブリッド車両の制御装置の第１実施例を図１〜図３に示す。

図１は、ハイブリッド車両の構成図である。

エンジン１は、締結／開放可能なクラッチ２ａを介してモータジェネレータ３に連結されている。

モータジェネレータ３は、締結／開放可能なクラッチ２ｂを介して変速機４に連結されている。

クラッチ２ａおよび２ｂは摩擦クラッチであっても噛み合い式のドッグクラッチであっても良い。

クラッチ２ｂが無く、モータジェネレータ３が変速機４に直接連結されていても良い。

変速機４は、出力軸１４を介して図示していない最終減速機に接続され、図示していない車輪に駆動力および回転を伝達する。

モータジェネレータ３は、インバータ５を介してバッテリ６に電気的に接続されている。

モータジェネレータ３を力行させるときは、バッテリ６に蓄積した直流電力をインバータ５で三相の直流電力変換してモータモータジェネレータ３に供給し、モータジェネレータ３により発電するときは、発電した三相の交流電力をインバータ５で直流電力に変換してバッテリ６に供給し、バッテリ６に蓄積する。

エンジン１は、エンジンコントロールユニット１０１からの指令？号に基づいて、燃料供給弁，空気絞り弁，吸排気弁の作動が制御されることにより、その作動が制御される。モータジェネレータ３は、インバータ５によってその作動が制御される。インバータ５は、モータコントロールユニット１０３からの指令信号に基づいて、電力変換用の半導体エッチング装置のオンオフが制御されることにより、その作動が制御される。バッテリ６には、その充電状態（ＳＯＣ）を監視し、上位制御装置に充電状態（ＳＯＣ）や充放電許容電力情報を出力する。バッテリコントロールユニット１０４が設けられている。変速機４は、オートマチックトランスミッションコントロールユニット１０２によって、その変速動作が制御される。クラッチ２ａ，２ｂは、クラッチコントロールユニット１０５によって、その作動が制御されている。

上記各コントロールユニットは、車内通信網を介して、互いに情報のやり取りができるようになっているとともに、ジェネラルコントロールユニット１００との間でも情報のやり取りができ、ジェネラルコントロールユニット１００から指令信号を受けている。

本実施例では、上記各コントロールユニットを備え、上記各コントロールユニットの間で協調しながら、図２以降で説明する制御を行っている。

本実施例のハイブリッド車両の制御装置では、車速やバッテリ６の蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）、アクセル開度などによりあらかじめ定めた条件を満たす場合には、エンジン１を停止し、クラッチ２ａを開放し、クラッチ２ｂを締結し、モータジェネレータ３を力行し、モータジェネレータ３の動力のみで車両を走行させる（以下、この状態を「ＥＶモード」と記す）。

車速やバッテリ６の蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）、アクセル開度などがあらかじめ定めたＥＶモードを維持するための条件を外れた場合、クラッチ２ａを締結し、モータジェネレータ３の動力の一部をエンジン１に付加することによりエンジン１を始動して、エンジン１のみ、またはエンジン１とモータジェネレータ３の動力で車両を走行させる（以下、この状態を「ＨＥＶモード」と記す）。

一般に、エンジン１を停止状態から始動させるためには、エンジン１の回転数をある回転数、すなわちエンジン始動可能下限回転数Ｎ_eminより高くする必要がある。このＮ_eminは、エンジンが自立回転可能となる最低回転数（約１００min^-1〜２００min^-1）やエンジンのアイドリング回転数（約５００min^-1〜８００min^-1）を意味する。

ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替える際、エンジン１は、クラッチ２ａを介してモータジェネレータ３により始動する。このため、エンジン１の回転数Ｎ_eはモータジェネレータ３の回転数Ｎ_mより高くはなりえない。

一方、モータジェネレータ３は、クラッチ２ｂ，変速機４を介して、車輪に連結されている。このため、モータジェネレータ３の回転数Ｎ_mは、変速機の変速比ｉｔと車速ＶＳＰによって次式によって決まる。

ここで
Ｎ_m：モータジェネレータ回転数［min^-1］
ＶＳＰ：車速［km／ｈ］
π：円周率［−］
Ｒ_t：タイヤ動半径［ｍ］
ｉｆ：最終減速機の減速比［−］
ｉｔ：変速機の変速比［−］
したがって、モータジェネレータ３の回転数Ｎ_mが、エンジン１の始動可能下限回転数Ｎ_eminより小さい場合、エンジン１を始動することができない。すなわち、エンジン始動下限車速Ｖ_{engon_min}は次式となる。

ここで、
Ｖ_{engon_min}：エンジン始動下限車速［km／ｈ］
Ｎ_emin：エンジン始動可能下限回転数［min^-1］
そこで本発明の第１の実施形態では、バッテリの蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）に対するＳＯＣしきい値ＳＯＣ_engonと、前記エンジン始動下限車速以上の値に設定した車速しきい値を設け、ＥＶモードで走行中にバッテリの蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）が前記ＳＯＣしきい値より低くなったとき、車速が前記車速しきい値より高い場合には、モータジェネレータ３と変速機４とを接続するクラッチ２ｂを締結し、モータジェネレータのトルクの一部を変速機４に伝達したままエンジン１とモータジェネレータ３とを接続するクラッチ２ａを締結してモータジェネレータのトルクの一部を用いてエンジン１を始動し（このエンジン始動方法を「トルク継続エンジン始動」と呼ぶ）、ＥＶモードで走行中にバッテリの蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）が前記ＳＯＣしきい値より低くなったとき、車速が前記車速しきい値以下である場合には、モータジェネレータ３と変速機４を締結するクラッチ２ｂを開放するか、あるいは変速機４をニュートラル状態にし、モータジェネレータ３のトルクが車輪側に伝達されないようにした状態で、エンジン１とモータジェネレータ３とを接続するクラッチ２ａを締結して、モータジェネレータ３のトルクを用いてエンジン１を始動する（このエンジン始動方法を「トルク中断変速」と呼ぶ）ことを特徴としている。

ここで、ＳＯＣしきい値はＳＯＣ_engonは、車両が停止した状態である一定期間（例えば１ヶ月）放置した後にもエンジンを始動するためのバッテリ出力を確保することや、低温時にエンジンを始動するためのバッテリ出力を確保することなどの条件から決定する。また車速しきい値ＶＳＰ_evminは、前述のように、エンジンが自立可能となる最低回転数やエンジンのアイドリング回転数などを考慮して決定する。

図２は、本発明の第１の実施形態のフローチャートである。ＥＶモードで走行中に、ステップＳ２１でバッテリの蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）がＳＯＣしきい値・ＳＯＣ_engonより低くなったらステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、車速が車速しきい値Ｖ_evminより高い場合にはステップＳ２３に進みトルク継続エンジン始動をしてＨＥＶモードに切り替える。

一方、ステップＳ２２で、車速がＶ_evmin以下の場合にはステップＳ２４に進みトルク中断エンジン始動をしてＨＥＶモードに切り替える。

図３にＳＯＣしきい値と車速しきい値とエンジン始動方法との関係を示す。

本発明の実施形態によれば、ＥＶモードで走行中にバッテリの蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）がＳＯＣしきい値より低くなったときには、車速が車速しきい値よりも高い場合にはトルク継続エンジン始動を行いＨＥＶモードに切り替え、車速が車速しきい値以下である場合にはトルク中断エンジン始動を行いＨＥＶモードに切り替える。これにより、車速によらずにエンジン始動を行いＨＥＶモードに切り替えることができるので、ＥＶモードを継続しバッテリが過放電状態になりバッテリを劣化させることや、バッテリの蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）が低下してエンジン始動をするために必要な出力を確保できずに最終的に走行不能となるような事態を避けることができる。

（実施例２）
本発明のハイブリッド車両の制御装置の第２実施例を図４に示す。

図４は第２実施例のＳＯＣしきい値と車速しきい値とエンジン始動方法との関係を示したものである。図３に示す第１実施例では、ＳＯＣしきい値は一定値としているが、本実施例では、図３に示す第１実施例に対して、ＳＯＣしきい値を車速ごとに設定している。本実施例によって、車速が車速しきい値Ｖ_evmin近傍ではＳＯＣしきい値を高く設定し、トルク中断エンジン始動になる頻度を少なくすることができる。

（実施例３）
本発明のハイブリッド車両の制御装置の第３実施例を図５〜図８に示す。

図５は、本発明のハイブリッド車両の第３実施例を示す構成図である。

エンジン１は、ギアＧ０〜Ｇ２、締結／開放可能な第１クラッチ２ｃおよび第２クラッチ２ｄ，ギアｇ０〜ｇ２を介してモータジェネレータ３に連結されている。

エンジン１の回転数Ｎ_eとモータジェネレータ３の回転数Ｎ_mとの関係は、第１クラッチ２ｃを締結した場合には、

の関係がある。また第２クラッチ２ｄを締結した場合には

の関係がある。ここで、ｎ_g0〜ｎ_g2およびｎ_G0〜ｎ_G2はギアｇ０〜ｇ２およびギアＧ１〜Ｇ２の歯数である。すなわち，モータジェネレータに対するエンジンの変速比は、第１クラッチ２ｃを締結した場合には、

であり、第２クラッチ２ｄを締結した場合には、

となる。ここでは、第１クラッチ２ｃを締結した場合の変速比よりも第２クラッチ２ｄを締結した場合の変速比の方が大きい場合、すなわち

である場合について説明する。

モータジェネレータ３は、締結／開放可能なクラッチ２ｂを介して変速機４に連結されている。クラッチ２ｂが無く、モータジェネレータ３が変速機４に直接連結されていても良い。

モータジェネレータ３は、バッテリ６にインバータ５を介して、電気的に接続されている。

モータジェネレータ３を力行させるときは、バッテリ６に蓄積した電力を用い、この電力をインバータ５を介してモータジェネレータ３に供給し、モータジェネレータ３により発電するときは、発電した電力をインバータ５を介してバッテリ６に供給し、バッテリに蓄積する。

本実施例のハイブリッド車両の制御装置では、車速やバッテリ６の蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）、アクセル開度などによりあらかじめ定めた条件を満たす場合には、エンジン１を停止し、第１クラッチ２ｃを開放し、第２クラッチ２ｂを締結し、モータジェネレータ３を力行し、モータジェネレータ３の動力のみで車両を走行させる（以下、この状態を「ＥＶモード」と記す）。

車速やバッテリの蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）、アクセル開度などがあらかじめ定めたＥＶモードを維持するための条件を外れた場合、第１クラッチ２ｃまたは第２クラッチ２ｄのいずれかを締結し、モータジェネレータ３の動力の一部をエンジン１に付加することによりエンジン１を始動して、エンジン１のみ、またはエンジン１とモータジェネレータ３の動力で車両を走行させる（以下、この状態を「ＨＥＶモード」と記す）。

図６は、第３実施例のハイブリッド車両の車速とエンジン回転数の関係を示したものである。第１の車速しきい値・Ｖ_evmin１は、第１クラッチ２ｃを締結した場合のエンジン始動可能下限回転数Ｎ_eminに対応する車速Ｖ_{engon_min}１よりも高い車速に設定し、第２の車速しきい値・Ｖ_evmin２はＶ_evmin１より低く、かつ、第２クラッチ２ｄを締結した場合のエンジン始動可能下限回転数Ｎｅminに対応する車速Ｖ_{engon_min}２より高い車速に設定する。ここで、エンジン始動可能下限回転数は、エンジンが自立回転可能となる最低回転数（約１００min^-1〜２００min^-1）やエンジンのアイドリング回転数（約５００min^-1〜８００min^-1）を意味する。

さらに、バッテリの蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）に対して、ＳＯＣしきい値・を設定する。

図７は、第３実施例のフローチャートである。

ＥＶモードで走行中に、ステップ７１でバッテリの蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）がＳＯＣしきい値ＳＯＣ_engonより低くなったらステップＳ７２に進む。

Ｓ７２では、車速が第１の車速しきい値Ｖ_evmin１より高ければ、Ｓ７３に進み第１クラッチエンジン始動を行いＨＥＶモードへ切り替える。一方、Ｓ７２で車速がＶ_evmin１以下である場合にはステップＳ７４に進む。

ステップＳ７４では、車速が第２の車速しきい値Ｖ_evmin２より高ければステップＳ７５に進み第２クラッチエンジン始動を行いＨＥＶモードへ切り替える。一方、Ｓ７４で車速がＶ_evmin２以下である場合にはステップＳ７６に進みトルク中断エンジン始動を行いＨＥＶモードへ切り替える。

ここで、第１クラッチエンジン始動とは、図５におけるクラッチ２ｂを締結したまま第１クラッチ２ｃを締結し、モータジェネレータ３のトルクの一部を用いてエンジンを始動する方法である。また、第２クラッチエンジン始動とは、図５におけるクラッチ２ｂを締結したまま第２クラッチ２ｄを締結し、モータジェネレータ３のトルクの一部を用いてエンジンを始動する方法である。また、トルク抜けエンジン始動とは、図５におけるクラッチ２ｂを開放して、あるいは変速機４をニュートラル状態にして、モータジェネレータ３のトルクおよび回転が車輪側に伝達されない状態で第１クラッチ２ｃあるいは第２クラッチ２ｄを締結して、モータジェネレータ３のトルクを用いてエンジン１を始動する方法である。

図８にＳＯＣしきい値と車速しきい値とエンジン始動方法との関係を示す。

（実施例４）
本発明の第４実施例を図９に示す。第３実施例の図５〜図７に示したハイブリッド車両の制御装置において、ＳＯＣしきい値ＳＯＣ_engonを図９に示すように車速ごとに設定しても良い。

（実施例５）
前述した第１〜第４実施例を実現するためのハイブリッド車両としては、図１０に示す構成でも良い。

図１０では、モータジェネレータ３を、変速機４の中に組み込んだ構成となっている。

変速機４は、第１クラッチ軸１５、および第２クラッチ軸１６の複数の回転軸を持ち，エンジン結合ギア１ａ〜１ｃ、および第１クラッチ２ｃと第２クラッチ２ｄのいずれかを介してエンジン１と連結される。

モータジェネレータ３は、回転子と固定子がともに回転する構成となっており、ギアを介して固定子は第１クラッチ軸１５に連結されており、回転子は第２クラッチ軸１６に連結されている。この結果、モータジェネレータ３は、第１クラッチ軸１５の回転数と第２クラッチ軸１６の回転数との差で回転することになる。

第１クラッチ軸１５と第２入力軸１６は、変速ギア３１〜３６を備えており、ギアクラッチ２１〜２４により締結するギアを選択できる。

ＥＶモードで走行する場合には、エンジン１を停止し、第１クラッチ２ｃおよび第２クラッチ２ｄをともに開放し、第１クラッチ軸１５の持つ変速ギア３１〜３３のうちのいずれか１つと、第２クラッチ軸１６の持つ変速ギア３４〜３６のいずれか１つを締結し、モータジェネレータ３を駆動することにより走行する。

ＥＶモードからＨＥＶモードに切り替える場合には、第１クラッチ２ｃ、または第２クラッチ２ｄのいずれかを締結し、モータジェネレータ３のトルクの一部をエンジン１に付与することによりエンジン１を始動する。

なお、本実施例では、インバータ，バッテリ，バッテリコントロールユニットを図示省略しているが、前述の実施例と同様に備えている。また、モータコントロールユニット，クラッチコントロールユニットは、トランスミッションコントロールユニット１０２に収納されている。

（実施例６）
本発明のハイブリッド車両の制御装置の第６実施例を図１１に示す。

本実施例のハイブリッド車両は、図１に示す構成、または図５に示す構成、または図１０に示す構成のいずれかに、過去の渋滞履歴を参照することにより将来の渋滞状況を予測することができる機能と、現在の渋滞状況を受信することができる機能との、いずれかまたは両方の機能を持つカーナビゲーションシステムを付加したものである。

図１１は、第６実施例を示すフローチャートである。

ＥＶモードで走行中にステップＳ１１１でバッテリの蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）が第１のＳＯＣしきい値・ＳＯＣ_engon１より低くなったらステップＳ１１２に進む。

Ｓ１１２でカーナビゲーションシステムが、あらかじめ設定した目的地までの予定経路上の、現在地からある距離の範囲内に、将来、渋滞することを予測した場合、または現在渋滞している状況を受信した場合、ステップＳ１１３に進み、そうでない場合ステップＳ１１４に進む。

Ｓ１１３では、車速が車速しきい値・Ｖ_evminより高ければＳ１１５に進みトルク継続エンジン始動を行い、そうでなければＳ１１４に進む。

Ｓ１１４では、バッテリの蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）が第１のＳＯＣしきい値・ＳＯＣ_engon１より低い値に設定した第２のＳＯＣしきい値・ＳＯＣ_engon２より低ければステップＳ１１６に進み、そうでなければステップＳ１１２に戻る。

Ｓ１１６では、車速が車速しきい値・Ｖ_evminより高ければＳ１１５に進みトルク継続エンジン始動を行い、そうでなければＳ１１７に進みトルク抜けエンジン始動を行う。

ここで、第２のＳＯＣしきい値はＳＯＣ_engon２は、車両が停止した状態である一定期間（例えば１ヶ月）放置した後にもエンジンを始動するためのバッテリ出力を確保することや、低温時にエンジンを始動するためのバッテリ出力を確保することなどの条件から決定する。また車速しきい値ＶＳＰ_evminは、前述のように、エンジンが自立可能となる最低回転数やエンジンのアイドリング回転数などを考慮して決定し、第１のＳＯＣしきい値は前記のように設定した第２のＳＯＣしきい値よりも高い値に設定する。これにより、ＥＶモードで走行中に渋滞があり低車速でのＥＶ走行が長時間連続すると想定できる場合には、車速が車速しきい値よりも高い場合にのみ、高めに設定した第１のＳＯＣしきい値よりもＳＯＣが低くなったらトルク継続エンジン始動を行いＨＥＶモードに切り替えるため、トルク抜けエンジン始動を行う頻度を低減することができ、運転者の違和感を減らすことができる。

（実施例７）
本発明のハイブリッド車両の制御装置の第７実施例を図１２に示す。

本実施例のハイブリッド車両は、図１に示す構成、または図５に示す構成、または図１０に示す構成のいずれかに、現在の道路勾配を求める道路勾配演算部と、道路勾配の情報をあらかじめ記憶してあるカーナビゲーションシステムとの、いずれかまたは両方を付加したものである。

図１２は、第７実施例を示すフローチャートである。

ＥＶモードで走行中にステップＳ１２１でバッテリの蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）が第１のＳＯＣしきい値・ＳＯＣ_engon１より低くなったらステップＳ１２２に進む。

Ｓ１２２で道路勾配演算部が算出した現在地の道路勾配θ、またはカーナビゲーションシステムが、あらかじめ設定した目的地までの予定経路上の、現在地からある距離の範囲内の最大道路勾配θが勾配しきい値θ_engonより大きい場合、ステップＳ１２３に進み、そうでない場合ステップＳ１２４に進む。

Ｓ１２３では、車速が車速しきい値・Ｖ_evminより高ければＳ１２５に進みトルク継続エンジン始動を行い、そうでなければＳ１２４に進む。

Ｓ１２４では、バッテリの蓄電状態（バッテリ充電率ＳＯＣ）が第１のＳＯＣしきい値・ＳＯＣ_engon１より低い値に設定した第２のＳＯＣしきい値・ＳＯＣ_engon２より低ければステップＳ１２６に進み、そうでなければステップＳ１２２に戻る。

Ｓ１２６では、車速が車速しきい値・Ｖ_evminより高ければＳ１２５に進みトルク継続エンジン始動を行い、そうでなければＳ１２７に進み、トルク中断エンジン始動を行う。

ここで、第２のＳＯＣしきい値はＳＯＣ_engon２は、車両が停止した状態である一定期間（例えば１ヶ月）放置した後にもエンジンを始動するためのバッテリ出力を確保することや、低温時にエンジンを始動するためのバッテリ出力を確保することなどの条件から決定する。また車速しきい値Ｖ_evminは、前述のように、エンジンが自立可能となる最低回転数やエンジンのアイドリング回転数などを考慮して決定し、第１のＳＯＣしきい値は前記のように設定した第２のＳＯＣしきい値よりも高い値に設定する。これにより、ＥＶモードで走行中に上り勾配があり低車速でのＥＶ走行が長時間連続すると想定できる場合には、車速が車速しきい値よりも高い場合にのみ、高めに設定した第１のＳＯＣしきい値よりもＳＯＣが低くなったらトルク継続エンジン始動を行いＨＥＶモードに切り替えるため、トルク抜けエンジン始動を行う頻度を低減することができ、運転者の違和感を減らすことができる。

本発明の第１の実施形態を示す構成図。本発明の第１の実施形態を示すフローチャート。本発明の第１の実施形態を示すＳＯＣしきい値と車速しきい値とエンジン始動方法との関係。本発明の第２の実施形態を示すＳＯＣしきい値と車速しきい値とエンジン始動方法との関係。本発明の第３の実施形態を示す構成図。本発明の第３の実施形態における車速とエンジン回転数の関係。本発明の第３の実施形態を示すフローチャート。本発明の第３の実施形態を示すＳＯＣしきい値と車速しきい値とエンジン始動方法との関係。本発明の第４の実施形態を示すＳＯＣしきい値と車速しきい値とエンジン始動方法との関係。本発明の第５の実施形態を示す構成図。本発明の第６の実施形態を示すフローチャート。本発明の第７の実施形態を示すフローチャート。

符号の説明

１エンジン
１ａ，１ｂ，１ｃエンジン結合ギア
２ａ，２ｂクラッチ
２ｃ第１クラッチ
２ｄ第２クラッチ
３モータジェネレータ
４変速機
１０エンジン出力軸
１１，１２軸
１３変速機入力軸
１４出力軸
１５第１クラッチ軸
１６第２クラッチ軸
２１〜２４ギアクラッチ
３１〜３６変速ギア
４１〜４３ドリブンギア
ｇ０〜ｇ２，Ｇ０〜Ｇ２ギア
ｉｆ最終減速機減速比
ｉｔ変速機変速比
Ｎ_e エンジン回転数
Ｎ_emin エンジン始動可能下限回転数
ｎ_g0〜ｎ_g2 ギアｇ０〜ｇ２の歯数
ｎ_G0〜ｎ_G2 ギアＧ０〜ギアＧ２の歯数
Ｎ_m モータジェネレータ回転数
ＳＯＣ State Of Charge、バッテリ充電率
ＳＯＣ_engon ＳＯＣしきい値
ＳＯＣ_engon１第１のＳＯＣしきい値
ＳＯＣ_engon２第２のＳＯＣしきい値
Ｖ_evmin 車速しきい値
Ｖ_evmin１第１の車速しきい値
Ｖ_evmin２第２の車速しきい値
ＶＳＰ車速
Ｖ_{engon_min} エンジン始動下限車速

Claims

エンジン、
モータジェネレータ、および
前記モータジェネレータが力行するときには該モータジェネレータに電力を供給し、前記モータジェネレータが発電するときには該モータジェネレータが発生した電力を蓄電するバッテリ、を備えるとともに、
少なくとも２つ以上の走行モードを切り替えて走行し、
前記走行モードのうち第１の走行モードでは少なくとも前記エンジンの動力により走行し、
前記走行モードのうち第２の走行モードでは前記エンジンを停止し前記モータジェネレータの動力のみにより走行する、
ハイブリッド車両に用いられる制御装置であって、
前記バッテリの充電状態（ＳＯＣ）に対するＳＯＣしきい値と、
車速に対する車速しきい値と、を設定し、
前記車速しきい値は前記モータジェネレータと出力軸を連結したままでは前記エンジンを始動することができない車速であり、
前記ＳＯＣしきい値は車速ごとに設定され、前記車速しきい値近傍であって前記車速しきい値より高い車速では前記ＳＯＣしきい値はその他の車速での前記ＳＯＣしきい値より高く設定されており、
前記第２の走行モードで走行中に前記バッテリのＳＯＣが前記ＳＯＣしきい値より低くなったときに、車速が前記車速しきい値より高い場合には、前記モータジェネレータのトルクの一部を車輪に伝達したまま前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動し、
前記第２の走行モードで走行中に前記バッテリのＳＯＣが前記ＳＯＣしきい値より低くなったときに、車速が前記車速しきい値以下の場合には、前記モータジェネレータのトルクを車輪に伝達せずに、前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
エンジン、
モータジェネレータ、
前記モータジェネレータが力行するときには該モータジェネレータに電力を供給し、前記モータジェネレータが発電するときには該モータジェネレータが発生した電力を蓄電するバッテリ、および
前記エンジンと前記モータジェネレータとの間に切替可能な複数のギア、を備えるとともに、
少なくとも２つ以上の走行モードを切り替えて走行し、
前記走行モードのうち第１の走行モードでは少なくとも前記エンジンの動力により走行し、
前記走行モードのうち第２の走行モードでは前記エンジンを停止し前記モータジェネレータの動力のみにより走行する、
ハイブリッド車両に用いられる制御装置であって、
前記バッテリの充電状態（ＳＯＣ）に対するＳＯＣしきい値と、
車速に対する第１の車速しきい値と、
前記第１の車速しきい値より低い車速である第２の車速しきい値と、を設定し、
前記第１の車速しきい値は、前記複数のギアのうちの第１のギアを締結した場合に前記エンジンを始動可能な下限回転数に対応する車速よりも高い車速であり、
前記第２の車速しきい値は、前記複数のギアのうちの第２のギアを締結した場合に前記エンジンを始動可能な下限回転数に対応する車速よりも高い車速であり、
前記ＳＯＣしきい値は車速ごとに設定され、前記第１の車速しきい値近傍であって前記第１の車速しきい値より高い車速では前記ＳＯＣしきい値はその他の車速での前記ＳＯＣしきい値より高く設定されており、
前記第２の走行モードで走行中に前記バッテリのＳＯＣが前記ＳＯＣしきい値より低くなったときに、車速が前記第１の車速しきい値より高い場合には、前記モータジェネレータのトルクの一部を車輪に伝達したまま前記第１のギアを連結することにより前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動し、
前記第２の走行モードで走行中に前記バッテリのＳＯＣが前記ＳＯＣしきい値より低くなったときに、車速が前記第１の車速しきい値以下であり、かつ前記第２の車速しきい値より高い場合には、前記モータジェネレータのトルクの一部を車輪に伝達したまま前記第２のギアを連結することにより前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動し、
前記第２の走行モードで走行中に前記バッテリのＳＯＣが前記ＳＯＣしきい値より低くなったときに、車速が前記第２の車速しきい値以下の場合には、前記モータジェネレータのトルクを車輪に伝達せずに、前記複数のギアのうちのいずれかのギアを連結することにより前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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、
前記ハイブリッド車両が、現在の渋滞状況を受信する機能と、将来の渋滞状況を予測する機能との両方またはいずれかを備えたカーナビゲーションシステムを備えている場合、さらに、渋滞量のしきい値と、
第１のＳＯＣしきい値と、
前記第１のＳＯＣしきい値よりも低い値に設定した第２のＳＯＣしきい値と、を設定し、
前記第２の走行モードで走行中に、
バッテリＳＯＣが前記第１のバッテリＳＯＣしきい値より低く、かつ前記カーナビゲーションシステムが受信した現在の渋滞状況の渋滞量または前記カーナビゲーションシステムが予測した将来の渋滞状況の渋滞量が前記設定した渋滞量しきい値より大きく、かつ車速が車速しきい値よりも高いとき、または、バッテリＳＯＣが前記第２のバッテリＳＯＣしきい値より低く、かつ、車速が前記車速しきい値よりも高いときには、前記モータジェネレータのトルクの一部を車輪に伝達したまま前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動し、
前記バッテリＳＯＣが前記第２のバッテリＳＯＣしきい値より低く、かつ、車速が前記車速しきい値より低いときには、前記モータジェネレータのトルクを車輪に伝達せずに、前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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、
前記ハイブリット車両が、走行中の路面の勾配を計算する勾配演算部と、走行中の路面の勾配を検出する勾配センサーと、路面の勾配のデータを含むカーナビゲーションシステムとのうち、少なくともひとつを備えている場合、
さらに、第１のＳＯＣしきい値と、
前記第１のＳＯＣしきい値よりも低い値に設定した第２のＳＯＣしきい値と、
路面勾配しきい値と、を設定し、
前記第２の走行モードで走行中に、前記バッテリＳＯＣが前記第１のバッテリＳＯＣしきい値より低くかつ前記第２のバッテリＳＯＣしきい値以上であり、かつ、車速が前記車速しきい値以上であり、かつ、前記現在の路面勾配または予定した経路の路面勾配が前記路面勾配しきい値よりも大きい場合、または前記第２の走行モードで走行中に、前記バッテリＳＯＣが前記第２のバッテリＳＯＣしきい値より低く、かつ車速が前記車速しきい値より高い場合には、前記モータジェネレータのトルクの一部を車輪に伝達したまま前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動し、
前記第２の走行モードで走行中に、前記バッテリＳＯＣが前記第２のバッテリＳＯＣしきい値より低く、かつ、車速が前記車速しきい値以下の場合には、前記モータジェネレータのトルクを車輪に伝達せずに、前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
エンジン、
前記エンジンから第１クラッチを介して動力が伝達される第１クラッチ軸、
前記エンジンから第２クラッチを介して動力が伝達される第２クラッチ軸、
前記第１クラッチ軸と出力軸との間、及び、前記第２クラッチ軸と出力軸との間に設けられた複数の変速ギア、
前記複数の変速ギアのいずれかと連結して前記エンジンの回転を前記出力軸に伝達する複数のギアクラッチ、
前記第１クラッチ軸または第２クラッチ軸のいずれかと、前記複数のギアクラッチのいずれかと、を介して前記エンジンの回転を前記出力軸に伝達し、
前記エンジンの回転を前記出力軸に伝達している走行用の前記変速ギアの入力回転数と、該走行用以外の前記変速ギアの入力回転数との差の回転数を利用して駆動されるモータジェネレータおよび、
前記モータジェネレータが力行するときには前記モータジェネレータに電力を供給し、前記モータジェネレータが発電するときには該モータジェネレータが発生した電力を蓄電するバッテリ、を備えているとともに、
前記第１クラッチまたは前記第２クラッチのいずれかと、前記複数のギアクラッチのいずれかとを介して、少なくとも前記エンジンの動力で走行する第１の走行モード、
前記第１クラッチと前記第２クラッチの両方を開放し、前記モータジェネレータの動力のみで走行する第２の走行モード、を切り替えて走行する、ハイブリッド車両の制御装置において、
前記バッテリの充電状態（ＳＯＣ）に対するＳＯＣしきい値と、
車速に対する車速しきい値と、を設定し、
前記車速しきい値は前記モータジェネレータと前記出力軸を連結したままでは前記エンジンを始動することができない車速であり、
前記ＳＯＣしきい値は車速ごとに設定され、前記車速しきい値近傍であって前記車速しきい値より高い車速では前記ＳＯＣしきい値はその他の車速での前記ＳＯＣしきい値より高く設定されており、
前記第２の走行モードで走行中に前記バッテリのＳＯＣが前記ＳＯＣしきい値より低くなったときに、車速が前記車速しきい値より高い場合には、前記モータジェネレータのトルクの一部を車輪に伝達したまま前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動し、
前記第２の走行モードで走行中に前記バッテリのＳＯＣが前記ＳＯＣしきい値より低くなったときに、車速が前記車速しきい値以下の場合には、前記モータジェネレータのトルクを車輪に伝達せずに、前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
さらに、車速に対する第１の車速しきい値と、
前記第１の車速しきい値より低い車速である第２の車速しきい値と、を設定し、
前記第２の走行モードで走行中に前記バッテリのＳＯＣが前記ＳＯＣしきい値より低くなったときに、車速が前記第１の車速しきい値より高い場合には、前記モータジェネレータのトルクの一部を車輪に伝達したまま前記第１クラッチ軸を連結することにより前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動し、
前記第２の走行モードで走行中に前記バッテリのＳＯＣが前記ＳＯＣしきい値より低くなったときに、車速が前記第１の車速しきい値以下であり、かつ前記第２の車速より高い場合には、前記モータジェネレータのトルクの一部を車輪に伝達したまま前記第２クラッチ軸を連結することにより前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動し、
前記第２の走行モードで走行中に前記バッテリのＳＯＣが前記ＳＯＣしきい値より低くなったときに、車速が前記第２の車速しきい値以下の場合には、前記モータジェネレータのトルクを車輪に伝達せずに、前記第１クラッチ軸と前記第２クラッチ軸とのいずれかを連結することにより前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記ハイブリッド車両が、現在の渋滞状況を受信する機能と、将来の渋滞状況を予測する機能との、両方またはいずれかを備えたカーナビゲーションシステムを備えている場合、
さらに、渋滞量のしきい値と、
第１のＳＯＣしきい値と、
前記第１のＳＯＣしきい値よりも低い値に設定した第２のＳＯＣしきい値と、を設定し、
前記第２の走行モードで走行中に、
バッテリＳＯＣが前記第１のバッテリＳＯＣしきい値より低く、かつ前記カーナビゲーションシステムが受信した現在の渋滞状況の渋滞量または前記カーナビゲーションシステムが予測した将来の渋滞状況の渋滞量が前記設定した渋滞量しきい値より大きく、かつ車速が車速しきい値よりも高いとき、または、バッテリＳＯＣが前記第２のバッテリＳＯＣしきい値より低く、かつ、車速が前記車速しきい値よりも高いときには、前記モータジェネレータのトルクの一部を車輪に伝達したまま前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動し、
前記バッテリＳＯＣが前記第２のバッテリＳＯＣしきい値より低く、かつ、車速が前記車速しきい値より低いときには、前記モータジェネレータのトルクを車輪に伝達せずに、前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して、前記エンジンを始動する、ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記ハイブリッド車両が、走行中の路面の勾配を計算する勾配演算部と、走行中の路面の勾配を検出する勾配センサーと、路面の勾配のデータを含むカーナビゲーションシステムとのうち、少なくともひとつを備えている場合、
さらに、第１のＳＯＣしきい値と、
前記第１のＳＯＣしきい値よりも低い値に設定した第２のＳＯＣしきい値と、
路面勾配しきい値と、を設定し、
前記第２の走行モードで走行中に、前記バッテリＳＯＣが前記第１のバッテリＳＯＣしきい値より低くかつ前記第２のバッテリＳＯＣしきい値以上であり、かつ、車速が前記車速しきい値以上であり、かつ、前記現在の路面勾配または予定した経路の路面勾配が前記路面勾配しきい値よりも大きい場合、または前記第２の走行モードで走行中に、前記バッテリＳＯＣが前記第２のバッテリＳＯＣしきい値より低く、かつ車速が前記車速しきい値より高い場合には、前記モータジェネレータのトルクの一部を車輪に伝達したまま前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して前記エンジンを始動し、
前記第２の走行モードで走行中に、前記バッテリＳＯＣが前記第２のバッテリＳＯＣしきい値より低く、かつ、車速が前記車速しきい値以下の場合には、前記モータジェネレータのトルクを車輪に伝達せずに、前記モータジェネレータのトルクを前記エンジンに伝達して、前記エンジンを始動する、
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。