JP2003247441A

JP2003247441A - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP2003247441A
Application number: JP2002044411A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Yoshino; 太容吉野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-09-05
Anticipated expiration: 2022-02-21
Also published as: JP3714417B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において完爆不能と判断さ
れても可能な限りエンジンの再始動が試行されるように
し、ハイブリッド車両の航続可能距離を長くする。【解決手段】エンジン１と、エンジン１のクランク軸
に連結される発電機４と、車両の駆動輪に連結されるモ
ータ５と、発電機４及びモータ５に接続されるバッテリ
２７とを備えたハイブリッド車両において、コントロー
ラ１３は、エンジン１が正トルクを発生しているか否か
によりエンジン１の完爆を判断し、完爆判定が成立しな
かったときはエンジン１の始動が不可能であると判断す
るが、エンジン１の始動が不可能であると判断されても
車両が停車状態となった場合はエンジン１の始動が不可
能であるとの判断を解除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はハイブリッド車両の制御
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハイブリッド車両（以下、ＨＥＶ）の中
には、エンジンに何らかの不具合が発生して動作しない
場合であっても、バッテリからの電力供給により、モー
タのみによる動力で走行可能となっているものがある。
これはエンジン故障時においてもモータを使用して自力
走行を可能とするＨＥＶならではのフェールセーフ機構
となっている。

【０００３】さらに、特開2001-145210では、エンジン
故障検出時に、モータのみによる走行とし、かつ走行距
離を可能な限り延長できるような処理を行っている。具
体的には、できるだけ電力消費が少なく運転できるよう
に変速機の効率が良くなる運転状態とするほか、通常時
よりも低い充電状態になるまでバッテリが使用できるよ
うにバッテリの制限範囲を広げている。

【０００４】

【発明が解決しようとしている問題点】ところで、この
ような従来の制御装置では、一般的にシステムに異常を
判定した場合には、少なくともそのトリップ中（イグニ
ッションキーをＯＦＦにするまで）はその異常判定を維
持することが多い。

【０００５】しかし、ＨＥＶでは、一般にエンジンの燃
料消費率の高い運転領域、すなわち低出力領域で運転中
や停車中は燃費向上のためにエンジンを自動的に停止す
るため、エンジンの停止及び再始動を行う機会が多く、
また、再始動時におけるエンジンの状態も変化に富んで
おり、なかなか完爆に達しないような状態が従来の普通
のエンジン車両と比較して頻度が高くなる。

【０００６】そのため、ＨＥＶにおける完爆不能の多く
は、エンジンの故障によるものではなく、一時的な要因
により完爆不能となっている場合である。例えば、高速
道路を比較的高出力で長時間巡航した後、そのまま直ち
に停止してアイドルストップへ移行する場合のように、
高濃度のエバポガスが大量にシリンダに流入すると、シ
リンダ内の混合比が過濃となり、エバポガス濃度が低下
してくるまで完爆に達せず、完爆不能と判定されてしま
う。このような一時的な要因で完爆不能と判定し、これ
を「故障」の一種と判断してそのトリップ中はエンジン
始動禁止としてしまうと、それ以後エンジン及び発電機
による電力供給手段が使えなくなり、車両の走行可能距
離をかえって短縮させる結果となる。

【０００７】本発明は、このような技術的課題を鑑みて
なされたもので、ハイブリッド車両において完爆不能と
判断されても可能な限りエンジンの再始動を試行するよ
うにし、ハイブリッド車両の走行可能距離を長くするこ
とを目的とする。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本発明は、エンジン
と、エンジンのクランク軸に連結される発電機と、車両
の駆動輪に連結される駆動モータと、前記発電機及びモ
ータに接続されるバッテリとを備えたハイブリッド車両
の制御装置において、前記エンジンを停止し前記発電機
による発電を停止するエンジン停止モードと、前記エン
ジンに正トルクを発生させて発電機を駆動する発電モー
ドとを含む複数の運転モードから現在の運転状況に適し
た運転モードを選択する運転モード判定手段と、前記エ
ンジンが正トルクを発生しているか否かを判断する完爆
判定手段と、前記運転モードがエンジン停止モードから
発電モードへ変化した後所定期間内に前記完爆判定が成
立しなかったとき、前記エンジンの始動が不可能である
と判定する完爆不能判定手段と、車両が停車状態となっ
たときに前記完爆不能判定を解除する完爆不能判定解除
手段とを備え、前記運転モード判定手段は、前記完爆不
能判定が成立している場合にエンジン停止モードを選択
することを特徴とするものである。

【０００９】

【作用及び効果】ハイブリッド車両ではエンジンが故障
していなくても一時的にエンジンが完爆不能に陥ること
があり、完爆不能判定によりエンジンの再始動が禁止さ
れる可能性が高くなるところ、本発明によれば、完爆不
能判定を受けてエンジンの始動が禁止されたとしても、
車両が停車状態となったときに完爆不能判定が解除さ
れ、エンジンの始動動作が再び許可される。

【００１０】これにより、完爆不能と判断されたとして
もそのトリップ中でエンジンの始動動作が再び行われる
ようになり、エンジンの始動に成功した場合には残った
燃料を用いてエンジン及び発電機に発電を行わせること
ができるので、バッテリに残っている電力のみで走行を
続ける場合よりも車両の航続距離を延ばすことができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づき本発明の
実施の形態について説明する。

【００１２】図１は本発明に係る制御装置を備えたハイ
ブリッド車両の概略構成を示しており、エンジン１の駆
動力は無段変速機（以下、ＣＶＴ）３を介して図示しな
い駆動輪に伝達される。ＣＶＴ３は回転電機４、５から
なり、入力側の回転電機４がエンジン１の出力軸２に、
出力側の回転電機５が駆動軸７に連結されている。基本
的に、回転電機４が発電機として働き、回転電機５は回
転電機４の発電した電力によって駆動されるモータとし
て働くので、以下、回転電機４を発電機、回転電機５を
モータという。

【００１３】発電機４、モータ５は永久磁石式交流同期
モータ等の交流機であり、それぞれインバータ８と接続
されている。発電機４、モータ５の回転速度はインバー
タ８の駆動周波数に応じて制御され、インバータ８の駆
動周波数の比がＣＶＴ３の変速比（＝入力回転速度／出
力回転速度）となる。また、インバータ８にはバッテリ
２７が接続されている。

【００１４】トランスミッションコントローラ１１に
は、回転速度センサ２１（入力回転速度検出手段）から
の発電機回転速度（ＣＶＴ３の入力回転速度）Ｎｉ、回
転速度センサ２２（出力回転速度検出手段）からのモー
タ回転速度（ＣＶＴ３の出力回転速度）Ｎｏが入力され
る。トランスミッションコントローラ１１は、統合コン
トローラ１３により演算される目標発電機回転速度ｔＮ
ｉと目標モータトルクｔＴｏとが得られるようにインバ
ータ８の駆動周波数を制御する。

【００１５】また、発電機４、モータ５の間にはクラッ
チ６が介装されており、クラッチ６を締結することによ
り発電機４の入力軸とモータ５の出力軸とを連結するこ
とができる。クラッチ６はエンジンコントローラ１２か
らの指令に応じて制御され、例えば、ＣＶＴ３の入力回
転速度と出力回転速度が等しいときにクラッチ６を締結
してエンジン１の駆動力を直接駆動輪に伝達し、これに
よって発電機４、モータ５の損失を抑制して車両の燃費
性能を向上させる。

【００１６】エンジンコントローラ１２は、統合コント
ローラ１３により演算される目標エンジントルクｔＴｅ
が得られるように電子制御スロットル１４の開度ＴＶＯ
を制御する。このときスロットル開度に応じた吸入空気
量がエンジン１に流れ込み、吸入空気流量Ｑａは電子制
御スロットル１４上流に設けたエアフローメータ２３
（吸入空気量検出手段）により計量される。エンジンコ
ントローラ１２では、吸入空気流量Ｑａとクランク角セ
ンサ２４で検出されるエンジン回転速度とに基づいて燃
料インジェクタ１５を用いての燃料噴射制御と点火プラ
グ１６を用いての点火時期制御とを行う。

【００１７】統合コントローラ１３には、上記トランス
ミッションコントローラ１１、エンジンコントローラ１
２を介して、回転速度センサ２１、２２検出される入力
回転速度Ｎｉ及び出力回転速度Ｎｏ、エアフローメータ
２３で検出される吸入空気流量Ｑａ、クランク角センサ
２４で検出されるエンジン回転速度Ｎｅが入力される
他、アクセルセンサ３１（アクセル踏み込み量検出手
段）で検出されるアクセルペダルの踏み込み量ＡＰＯ、
ブレーキペダルが踏み込まれていることを検出するブレ
ーキスイッチ３２（ブレーキ操作検出手段）の出力、ア
クセルペダルが踏み込まれていないことを検出するアイ
ドルスイッチ３３（アイドル状態検出手段）の出力等が
入力される。統合コントローラ１３は、これら入力され
る各種信号に基づきエンジン１、発電機４及びモータ５
を協調動作制御し（制御内容の詳細は後述）、運転者が
望む駆動力を高い効率でもって実現する。さらに、停車
時や低負荷運転時には、所定のエンジン自動停止条件
（車速が所定車速以下、アクセル踏み込み量が所定量以
下等）が成立したことを条件としてエンジン１を自動的
に停止させ、燃料消費量及び排気エミッションの更なる
低減を図る。

【００１８】また、運転者による始動操作（イグニッシ
ョンキーＯＮ）を受けた始動及びアイドルストップ解除
時の自動的な始動を含むエンジン始動時において、エン
ジン１が完爆し正トルクを発生して自力回転を開始した
か否かを判定し、何らかの原因でエンジン１が完爆不能
になっていると判定された場合は以後のエンジン１の始
動を禁止する。なお、エンジン１の始動させる場合は、
バッテリ２７から発電機４に電力を供給し、発電機４を
モータとして動作させてエンジン１のクランキングを行
うものとする。

【００１９】ここで従来のハイブリッド車両では一旦完
爆不能と判断された場合は以後完爆不能判定が継続され
エンジンの始動は行われなかったのであるが、本発明に
係る制御装置を備えたハイブリッド車両においては、車
両が停車状態になると所定条件下で完爆不能判定を解除
し、エンジン１の始動が再び行われるようにする。これ
は完爆不能には故障によるもの以外に混合気過濃などに
よる一時的なものもあることを考慮したものであり、こ
れによってエンジン1の再始動を行う機会をできるだけ
多く確保する。

【００２０】以下、統合コントローラ１３が行う制御の
内容について詳細に説明する。なお、各制御ブロック図
はエンジン１、発電機４及びモータ５への目標値が所定
時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に演算されるよう動作する
ものとする。

【００２１】図２は統合コントローラ１３が行う協調動
作制御の制御ブロック図を示したものである。

【００２２】これについて説明すると、乗算部Ｂ１で
は、目標駆動トルク基本値ｔＴｏ０［Ｎｍ］に出力回転
速度Ｎｏ［ｒａｄ／ｓ］（＝モータ回転速度）を乗じて
目標駆動出力基本値ｔＰｏ０［Ｗ］を演算する。ここで
用いられる出力回転速度Ｎｏは、センサ２２で検出され
た出力回転速度Ｎｏ［ｒｐｍ］をブロックＢ２で所定回
転速度ＮＯＭＩＮ＃［ｒｐｍ］以上に制限し、ブロック
Ｂ３で定数Ｇ１を乗じて単位を［ｒａｄ／ｓ］に換算し
た値である。出力回転速度Ｎｏを所定回転速度ＮＯＭＩ
Ｎ＃以上に制限するのは停車時においても目標駆動出力
基本値ｔＰｏ０をゼロ以上の値とし、クリープトルクを
発生させるためである。目標駆動トルク基本値ｔＴｏ０
は、例えばアクセル踏み込み量ＡＰＯと車速ＶＳＰに基
づき所定のマップを参照して演算される値である。

【００２３】そして、ブロックＢ４では、上記目標駆動
出力基本値ｔＰｏ０に対し、後述する駆動出力制限値Ｔ
ＰＯＬＩＭ［Ｗ］に従い制限処理を行う（モータ目標値
制限手段）。このブロックＢ４の働きによりエンジン１
の始動動作を行う際にモータ５の目標駆動力を低く抑
え、モータ５の消費電力を抑えて始動に用いられる電力
を確保する。なお、ブロックＢ４内の「ｍｉｎ」はブロ
ックＢ４に入力される２つ値のうち小さいほうを選択し
出力することを意味する。この制限後の目標駆動出力基
本値ｔＰｏ０がエンジン１、発電機４及びモータ５の制
御目標値を決定するための基本的なパラメータとなる。

【００２４】ブロックＢ５では、上記制限処理後の目標
駆動力基本値ｔＰｏ０に対し、駆動力の応答性を補正す
るフィルタ処理を施し、ブロックＢ６、Ｂ７ではフィル
タ処理後の値ｔＰｏを出力回転速度Ｎｏ［ｒａｄ／ｓ］
で除し、さらに定数Ｇ３を乗じて目標出力軸トルクｔＴ
ｏ［Ｎｍ］を演算しトランスミッションコントローラ１
１に出力する。

【００２５】一方、加算器Ｂ８は上記ｔＰｏ０にモータ
損失ＬＯＳＳｍを加算して目標入力基本値ｔＰｏ１
［Ｗ］を演算し、加算器Ｂ９はこれに発電機損失ＬＯＳ
Ｓｇを加算して目標入力仕事率基本値ｔＰｏ２［Ｗ］を
演算する。さらに加算器Ｂ１０は目標入力仕事率基本値
ｔＰｏ２にバッテリ２７の目標充放電量ｔＰｃ［Ｗ］を
加算し目標入力仕事率ｔＰｏ３［Ｗ］を演算する。この
ｔＰｏ３が発電機４の目標入力回転速度ｔＮｉ［ｒｐ
ｍ］とエンジン１の目標トルクｔＴｅ［Ｎｍ］を演算す
る際の基本値となる。

【００２６】ここで、モータ損失ＬＯＳＳｍは、ブロッ
クＢ１１において、出力回転速度Ｎｏ及び目標モータト
ルクｔＴｏに基づき図中に示すモータ損失マップＭ１を
参照することにより演算される。また、発電機損失ＬＯ
ＳＳｇは、ブロックＢ１２において、入力回転速度Ｎｉ
及び目標エンジントルクｔＴｅの前回値に基づき図中に
示す発電機損失マップＭ２を参照することにより演算さ
れる。ブロックＢ１２で発電機トルクではなく目標エン
ジントルクｔＴｅに基づき発電機損失ＬＯＳＳｇを演算
するようにしているのは、発電機４は回転速度制御を行
っているので、目標回転速度を実現するために発電機４
のトルクは短い周期で変動していることが多く、そのト
ルク値を用いて発電機損失ＬＯＳＳｇを求めようとする
と上記ｔＰｏ２、ｔＰｏ３が変動し、それにより目標入
力回転速度ｔＮｉ及び目標エンジントルクｔＴｅまでも
変動してしまい、結果としてさらに発電機トルク変動を
増大させてしまうことがあるからである。

【００２７】なお、エンジン１を燃料カットして発電機
４により力行動作させる場合には、ブロックＢ１３のス
イッチ切換により、ブロックＢ１４において入力回転速
度Ｎｉに基づきエンジンブレーキトルクテーブルＴ１を
参照して演算されるエンジン１のエンジンブレーキトル
クＴｅｎｂｒ［Ｎｍ］がブロックＢ１２に入力され、ブ
ロックＢ１２は、目標エンジントルクｔＴｅの前回値に
代えてエンジンブレーキトルクＴｅｎｂｒに基づいて発
電機損失ＬＯＳＳｇを演算する。なお、ブロックＢ１３
はブロック上方から入力される値（ここでは運転モード
ＦＭＯＤＥ）応じてブロック左側から入力される値のい
ずれかを選択するスイッチであり、ブロック上方から入
力される値に応じていずれの値が選択されるかはブロッ
ク左側の各入力線の脇に記載されている（他の図面にお
ける同様のブロックも同様に機能するものとする。）。

【００２８】ブロックＢ１５では、目標入力仕事率ｔＰ
ｏ３に基づき図中に示す目標入力回転テーブルＴ２を参
照することにより第１目標入力回転速度基本値ｔＮｉ１
［ｒｐｍ］を演算する。テーブルＴ２は発電状態におい
て、目標とする仕事率に対して、予めエンジン１及び発
電機４の回転速度を定めておいたものである。例えば、
各目標入力仕事率、すなわち各エンジン出力に対して、
その出力が得られる回転速度とトルクの組み合わせの中
から、最もエンジン１ならびに発電機４の効率が良く、
燃費が最良となる組み合わせを定めておく。また、発電
機４が力行動作中は、ブロックＢ１６において、目標入
力仕事率ｔＰｏ３に基づきｔＮｉ１算出用のテーブルＴ
２とは別のテーブルＴ３を参照することにより第２目標
入力回転速度基本値ｔＮｉ２が演算される。

【００２９】ブロックＢ１７では、後述する運転モード
判定（エンジン停止、発電、モータリング）に従い０ｒ
ｐｍ、ｔＮｉ１、ｔＮｉ２のいずれかを選択し出力す
る。ブロックＢ１８では、ブロックＢ１７の出力値に対
してブロックＢ５におけるフィルタ処理と同じ位相補正
フィルタ処理を施し、フィルタ処理後の値を目標入力回
転速度ｔＮｉとしてトランスミッションコントローラ１
１に出力する。この目標入力回転速度ｔＮｉが発電機４
の回転速度制御目標値となる。

【００３０】ブロックＢ２０では、目標入力仕事率ｔＰ
ｏ３を現在の入力回転速度Ｎｉで除し、これを目標エン
ジントルクｔＴｅとしてエンジンコントローラ１２に出
力する。ここで用いる入力回転速度Ｎｉはセンサ２１で
検出された入力回転速度Ｎｉ［ｒｐｍ］にブロックＢ２
１において定数Ｇ３を掛けて単位を［ｒａｄ／ｓ］に変
換した値である。

【００３１】また、ブロックＢ２２では運転モードＦＭ
ＯＤＥが０（エンジン停止）または２（モータリング）
のときに燃料カット要求フラグｆＦＣＲＯに燃料カット
実行を許可する１をセットし、エンジンコントローラ１
３に出力する。燃料カット要求フラグｆＦＣＲＯに１が
セットされたときはエンジンコントローラ１３は燃料イ
ンジェクタ１５による燃料噴射を停止する。

【００３２】次に、図３は、統合コントローラ１３が行
う運転モード判定（運転モード判定手段）の制御ブロッ
ク図である。

【００３３】制御ブロックは、目標駆動トルクｔＴｏの
値に基づいてモータ５の力行／回生すなわち発電機４の
発電／モータリングを判定する発電モード判定部（Ｂ３
１、Ｂ３２）と、バッテリ２７の充電状態ＳＯＣ及び完
爆不能判定ｆＩＧＮＧに基づいてエンジン停止判定を行
うエンジン停止判定部（ブロックＢ３３ないしＢ３６）
と、これら発電モード判定部及びエンジン停止判定部に
おける判定結果に基づき運転モードＦＭＯＤＥを選択す
るブロックＢ３７とから構成される。なお、ブロックＢ
３１、Ｂ３３、Ｂ３４は、ブロックに入力される２つの
値の間でブロック内に記載される不等号あるいは等号が
成立する場合（ただし、上側に入力される値を左辺に置
き、下側に入力される値を右辺に置く）に１を出力し、
成立しない場合に０を出力するように機能する（他の図
面における同様のブロックも同様に機能するものとす
る。）。

【００３４】発電モード判定部においては、ブロックＢ
３１で目標駆動トルクｔＴｏ０と減速判定トルクＣＳＴ
ＴＯ＃［Ｎｍ］とを比較し、目標駆動トルクｔＴｏ０が
減速判定トルクＣＳＴＴＯ＃以下で車両が減速状態にあ
るときはブロックＢ３２において発電モードフラグＧＥ
ＮＭＯＤに「モータリング」を意味する２をセットす
る。これに対し、目標駆動トルクｔＴｏ０が減速判定ト
ルクＣＳＴＴＯ＃よりも大きい場合は発電モードフラグ
ＧＥＮＭＯＤに「発電」を意味する１をセットする。

【００３５】一方、エンジン停止判定部のブロックＢ３
３、Ｂ３４においては次の２つの条件、バッテリ２７の充電状態ＳＯＣ［％］が所定値ＩＳＳ
ＯＣ＃［％］（エンジン停止許可ＳＯＣ）以上であり、
バッテリ２７から電力を放電可能な状態であるか否か目標余裕駆動電力ＰＯＭＧＮ［Ｗ］に再始動で必要と
なる電力（始動時電力ＰＥＮＧＳＴ＃［Ｗ］）を加えた
値がバッテリ余裕出力ＰＢＭＧＮ［Ｗ］よりも小さく、
バッテリ２７から供給できるか否かが判断され、ブロッ
クＢ３５、Ｂ３６ではこれらの条件及びの両方が成
立したとき、あるいは、後述する完爆不能判定処理（図
６）によって完爆不能判定がなされているとき（フラグ
ｆＩＧＮＧ＝１）にエンジン停止判定フラグｆＥＮＧＳ
ＴＰにエンジン１の始動禁止を示す１をセットする。

【００３６】上記条件における目標余裕駆動電力ＰＯ
ＭＧＮは、運転者が加速しようとしてモータ５を最大ト
ルク（許容されるトルクの最大値）まで出そうとした場
合に現在の走行状態におけるモータ５の消費電力からみ
て必要となる追加分の電力を意味する。また、バッテリ
余裕出力ＰＢＭＧＮは、現在のバッテリ出力に対して、
さらにどれくらいの出力をバッテリ２７から供給できる
かを意味する。これによって、エンジン停止状態からエ
ンジンを再始動して発電を再開するまでモータ５の電力
を全てバッテリ２７から供給できる場合にエンジン１を
停止し発電機４による発電を停止するエンジン停止モー
ドと判定するようにしている。

【００３７】また、完爆不能判定時はエンジン停止判定
フラグｆＥＮＧＳＴＰには常に１がセットされるので、
ブロックＢ３７では発電モード判定部の判定結果に拘わ
らず運転モードＦＭＯＤＥは常に１にセットされ、エン
ジン１及び発電機４は停止状態になるように制御され
る。

【００３８】また、図４は統合コントローラ１３が行う
目標余裕駆動電力ＰＧＭＧＮの演算処理（目標駆動力演
算手段）の制御ブロック図である。

【００３９】ブロックＢ４１では、出力回転速度Ｎｏ
［ｒｐｍ］に基づき図中に示すテーブルＴ４を参照する
ことにより当該回転速度におけるモータ５の最大トルク
ＴＯＭＡＸ［Ｎｍ］を演算する。

【００４０】減算器Ｂ４２ではこの最大トルクＴＯＭＡ
Ｘから現在の目標駆動トルク基本値ｔＴｏ０を差し引い
て余裕駆動トルクＴＯＭＧＮ［Ｎｍ］を演算する。この
余裕駆動トルクＴＯＭＧＮはモータ５の性能よって決ま
る値であるが、モータ５の仕様によってはこの余裕トル
クをすべて出してしまうと駆動力が過大となり、運転者
に違和感を与える場合があるので、ブロックＢ４３では
これを避けるべく最大許容加速度Ｇに基づき設定される
余裕駆動力上限値ＴＯＭＧＭＸ［Ｎｍ］により余裕駆動
トルクＴＯＭＧＮを制限する。余裕駆動トルク上限値Ｔ
ＯＭＧＭＸは最大許容加速度Ｇに重力加速度９．８［ｍ
／ｓ²］、車両重量［ｋｇ］、タイヤ半径［ｍ］を乗じ
て得られる値を減速比で除して演算される値である。

【００４１】ブロックＢ４４は上記制限処理後の余裕駆
動トルクＴＯＭＧＮにモータ回転速度Ｎｏを乗じて目標
余裕駆動電力ＰＯＭＧＮ［Ｗ］を演算する。ここで演算
に用いられる出力回転速度ＮｏはブロックＢ４５におい
て出力回転速度Ｎｏ［ｒｐｍ］に定数Ｇ３を乗じて単位
を［ｒａｄ／ｓ］に変換したものである。

【００４２】また、図５は統合コントローラ１３が行う
バッテリ余裕出力ＰＧＭＧＮの演算処理（バッテリ余裕
出力演算手段）の制御ブロック図である。

【００４３】ブロックＢ５１ではバッテリ２７の充電状
態ＳＯＣ［％］に基づき図中に示すテーブルＴ５を参照
してバッテリ２７の最大出力ＰＢｍａｘ［Ｗ］を演算
し、ブロックＢ５２ではこのバッテリ最大出力ＰＢｍａ
ｘから現在のバッテリ出力ＰＢＯＵＴ［Ｗ］を差し引い
てバッテリ余裕出力ＰＢＭＧＮ［Ｗ］を演算する。

【００４４】また、図６は統合コントローラ１３が行う
完爆不能判定（完爆不能判定手段）の制御ブロック図で
ある。

【００４５】これによれば、運転モードＦＭＯＤＥが１
（発電）、かつ完爆判定を行うブロックＢ６１（詳しく
は後述）でセットされる完爆判定フラグｆＩＧＯＫが０
（非完爆）の状態が駆動力制限判定時間ＤＬＰＷＬＭ＃
継続すると駆動力制限判定フラグｆＰＷＬＭを１にセッ
トする。同様に、クランキング継続上限時間ＤＬＩＧＮ
Ｇ＃（＞ＤＬＩＧＮＭ＃）継続したら完爆不能と判定
し、完爆不能判定フラグｆＩＧＮＧに１をセットする。

【００４６】ブロックＢ６２、Ｂ６３におけるタイマル
ーチンは減算タイマであり、タイマ値が０となったら１
を出力し、１が入力されるとタイマがそれぞれの所定の
タイマ時間にリセットされ、入力が１のままであればタ
イマはリセットされ続け出力は０となる。つまり、ブロ
ックＢ６２、Ｂ６３は、リセット入力によって出力が０
になり、そのまま新たなリセット入力が無い状態が所定
時間継続すると１を出力するように機能する。

【００４７】したがって、完爆判定フラグｆＩＧＯＫが
１あるいは運転モードＦＭＯＤＥが１でない（エンジン
停止またはモータリング）ときは常に両方のタイマとも
のリセットされ、それぞれの出力は０となる。完爆判定
フラグｆＩＧＯＫが０（非完爆）かつ運転モードＦＭＯ
ＤＥが１（発電）となるとタイマがリセットされなくな
るので、そのまま所定時間が経過するとそれぞれの出力
が１となる。

【００４８】ブロックＢ６２、Ｂ６３はこのように動作
し、ブロックＢ６４、Ｂ６５のスイッチング動作を受け
て駆動力制限判定フラグｆＰＷＬＭおよび完爆不能判定
フラグｆＩＧＮＧがセットされる。ただし、完爆不能判
定の解除判定を行うブロックＢ６６（詳しくは後述）に
おいて完爆不能判定解除フラグｆＩＧＮＣＬが１となる
と、ブロックＢ６７ないしＢ７０のスイッチング動作に
より駆動力制限判定フラグｆＰＷＬＭおよび完爆不能判
定フラグｆＩＧＮＧは上記処理に拘わらず０にセットさ
れる（完爆不能判定解除）。

【００４９】また、図７は統合コントローラ１３が行う
完爆判定（完爆判定手段）の制御ブロック図であり、図
６のブロックＢ６１における処理に対応する。

【００５０】完爆判定においては、エンジン１が完爆し
たか否か、すなわちエンジン１が正のトルクを発生して
いるか否かを判断するために、発電機５のトルクを参照
する。つまり、発電機５はエンジン１と連動して回転し
ており、また、目標入力回転速度ｔＮｉに基づいて回転
速度制御（回転速度フィードバックによるトルク制御）
を行っているので、目標入力回転速度ｔＮｉに応じて演
算される発電機５の目標発電機トルクＴＴＭＧからエン
ジントルクを知ることができる（発電機トルク＝−エン
ジントルク）。

【００５１】具体的には、運転モードＦＭＯＤＥが０で
なく（ブロックＢ７１で判定）、かつ目標発電機トルク
ＴＴＭＧが所定値ＴＩＧＪＤ＃（負値）以下（ブロック
Ｂ７２で判定）、かつ入力回転速度Ｎｉが所定値ＮＩＧ
ＪＤ＃以上（ブロックＢ７３で判定）の状態が所定時間
ＤＬＩＧＯＫ＃経過したらブロックＢ７４において完爆
判定フラグｆＩＧＯＫを１にセットする。

【００５２】これにより、一旦完爆判定フラグｆＩＧＯ
Ｋが１となると運転モードＦＭＯＤＥが０（エンジン停
止）となるまでは完爆判定フラグｆＩＧＯＫはクリアさ
れず１のままとなる。

【００５３】また、図８は統合コントローラ１３が行う
完爆不能判定の解除判定（完爆不能判定解除手段）の制
御ブロック図であり、図６のブロックＢ６６における処
理に対応する。

【００５４】この実施例では、簡易的にバッテリ２７の
放出可能エネルギに基づく解除判定を行えるように、バ
ッテリ２７の充電状態ＳＯＣに従って解除判定を行うこ
ととしている。具体的には、ブロックＢ８１は、バッテ
リ２７の充電状態ＳＯＣがクランキング許可下限ＳＯＣ
であるＳＯＣＲＥＮ＃以上（ブロックＢ８３で判断）、
車速ＶＳＰが所定値ＶＩＧＮＧＣＬ＃以下で車両が停車
状態（ブロックＢ８４で判断）、かつブレーキスイッチ
３２及びアイドルスイッチ３３がＯＮであるかを判断
し、すべての条件が成立した時に1を出力する。そして
ブロックＢ６２、Ｂ６３と同様の減算タイマであるブロ
ックＢ８２では、ブロックＢ８１の出力が１の状態が所
定時間ＤＩＧＮＧＣＬ＃継続したら完爆不能判定解除フ
ラグｆＩＧＮＧＣＬを１にセットする。

【００５５】これにより、バッテリ２７が十分に放出可
能エネルギを有しており、車両及び運転者の状態から
「車両停止状態」と判断されたら、完爆不能判定が解除
され、再度エンジン始動が試行されることになる。

【００５６】また、図９は統合コントローラ１３が行う
エンジン１の始動動作を行う際のモータ目標駆動出力の
制限値である駆動出力制限値ＴＰＯＬＩＭ［Ｗ］の演算
処理（モータ目標値制限値演算手段）の制御ブロック図
である。

【００５７】これによると、ブロックＢ９１には駆動力
制限判定フラグｆＰＷＬＭが入力され、フラグｆＰＷＬ
Ｍが０の場合はモータ５の最大駆動出力ＴＰＯＭＡＸ＃
を、フラグｆＰＷＬＭが１の場合は所定の制限値（完爆
不能時駆動出力上限）ＰＭＸＩＧＮＧ＃（ＰＭＸＩＧＮ
Ｇ＃＜ＴＰＯＭＡＸ＃）をそれぞれ駆動出力制限値ＴＰ
ＯＬＩＭとして出力する。

【００５８】次に上記制御を行うことによる全体的な作
用について説明する。

【００５９】本発明に係るハイブリッド車両において
は、統合コントローラ１３は、トランスミッションコン
トローラ１１、エンジンコントローラ１２を介してエン
ジン１、発電機４及びモータ５を協調制御し、運転者が
望む駆動力を高い効率でもって実現する。

【００６０】エンジン停止状態からエンジン１を始動す
る際には、統合コントローラ１３はエンジン１が完爆し
たか否かを判定し、何らかの原因で完爆不能になってい
ると判定された場合はエンジン１の始動を禁止する。但
し、完爆不能にはエンジン１の故障によるもの以外に過
濃混合気の供給によるもの等一時的なものもあることか
ら、統合コントローラ１３は車両が停止状態になると完
爆不能判定を解除し、可能な限りエンジン１の再始動の
機会を確保する。

【００６１】これにより、一旦完爆不能と判定とされて
も車両が停車状態となったときに完爆不能判定が解除さ
れるので、エンジン１の始動が再度試みられることにな
る。したがって、エンジン１の再始動に成功した場合に
は残燃料を用いてエンジン１及び発電機４に発電を行わ
せ、発電された電力を用いてモータ５を駆動及びバッテ
リ２７を充電することができ、バッテリ２７に残ってい
る電力のみ用いて走行を続ける場合よりも車両の航続距
離を延ばすことができる。

【００６２】また、完爆不能判定に先立ちモータ５の出
力を制限して始動動作中のモータ５の電力消費が抑制さ
れるので、エンジン１の再始動に用いることができるバ
ッテリ電力、すなわちエンジン１をクランキングする際
に発電機４に供給することができる電力を少しでも多く
確保することができ、エンジン始動の試行回数、試行時
間を増やしてエンジン１が完爆に達する可能性を高める
ことができる。なお、上記実施形態ではモータ５の目標
駆動出力を制限することでモータ５の消費電力を抑えて
いるが、モータ５の目標駆動トルクを制限することでモ
ータ５の消費電力を抑えるように構成しても良い。

【００６３】さらに、本発明によれば、始動動作に必要
な電力及び最低限必要な走行距離等を考慮して完爆不能
判定を解除するので、バッテリ電力の残量が少ないのに
無理に始動動作を行ってバッテリ電力を使い果たしてし
まい、始動もできない上にモータ走行もできないという
事態を回避でき、車両の信頼性を向上させることができ
る。

【００６４】続いて、本発明の第２の実施形態について
説明する。

【００６５】図１０は第２の実施形態において統合コン
トローラ１３が行う完爆不能判定の制御ブロック図であ
る。図６に示した第１の実施形態に対し、クランキング
継続上限時間の演算処理を行うブロックＢ１０１が追加
されており、ブロックＢ６６における完爆不能の解除判
定の内容が異なっている。

【００６６】図１１はブロックＢ１０１におけるクラン
キング継続上限時間ＤＬＩＧＮＧ＃の演算処理（クラン
キング継続上限時間演算手段）の具体的な内容を示した
ものである。

【００６７】これについて説明すると、ブロックＢ１１
１では、バッテリ２７の充電状態ＳＯＣ［％］に基づき
図中に示すテーブルＴ６を参照してバッテリ出力可能エ
ネルギＥＢＯＭＡＸ［Ｗｈ］を演算する。そして、ブロ
ックＢ１１２では、このバッテリ出力可能エネルギＥＢ
ＯＭＡＸをエンジン１をクランキングする際の単位時間
当たりの消費電力であるクランキング電力ＰＣＲＡＮＫ
［Ｗ］で除し、ブロックではこれに係数Ｋを掛けて単位
換算してクランキング継続上限時間ＤＬＩＧＮＧ［ｓ］
を演算する。

【００６８】図１２はブロックＢ６６における完爆不能
判定の解除判定（完爆不能判定解除手段）の制御ブロッ
ク図である。図８に示した第１の実施形態と異なり、ブ
ロックＢ８３ではバッテリ２７の充電状態ＳＯＣではな
くクランキング継続上限時間ＤＬＩＧＮＧ＃が所定値
（要求下限クランキング時間）以上か否かを判断し、そ
の結果に応じて完爆不能判定の解除判定を行う。

【００６９】すなわち、クランキング継続上限時間ＤＬ
ＩＧＮＧ＃をバッテリ２７の出力可能エネルギから求
め、エンジン１が完爆するために必要なクランキング時
間（要求下限クランキング時間ＴＯＣＲＭＮ［ｓ］）が
クランキング継続上限時間ＤＬＩＧＮＧ＃以内であれば
バッテリ２７から電力を供給することが可能であるとし
て完爆不能判定の解除判定を行い（フラグｆＩＧＮＣＬ
＝１）、クランキング上限時間ＤＬＩＧＮＧ＃よりも大
きければ完爆不能判定の解除判定を行わないこととして
いる（フラグｆＩＧＮＣＬ＝０）。

【００７０】これにより、第２の実施形態では、バッテ
リ２７の充電状態ＳＯＣが少なくクランキング可能な時
間が短いために完爆不能判定を解除してエンジン１の始
動動作が行われるようにしたとしてもエンジン１が完爆
に達しないと見込まれるときは、車両が停車状態になっ
たとしても完爆不能判定は解除されないことになる。ま
た、ブロックＢ６２においては、バッテリ２７の充電状
態ＳＯＣが少なくなるほどエンジン１の始動動作を開始
してから完爆不能と判定するまでの時間が短くなるの
で、バッテリ２７の電力が始動動作によって使い果たさ
れるのが防止される。これにより、無理に始動動作を行
ってバッテリ電力を使い果たし、エンジンの始動もでき
ない上にモータによる走行もできないという事態を回避
することができる。

【００７１】なお、この第２の実施形態ではクランキン
グ継続上限時間ＤＬＩＧＮＧ＃をバッテリ２７の充電状
態ＳＯＣに応じて可変としたが、駆動力制限判定時間Ｄ
ＬＰＷＬＭ＃をクランキング継続上限時間ＤＬＩＧＮＧ
＃に対応させて（あるいは独立に）バッテリ２７の充電
状態ＳＯＣに応じて可変とし、バッテリ２７の充電状態
ＳＯＣが少なくなるほど短くなるように設定するように
してもよい。

【００７２】続いて、本発明の第３の実施形態について
説明する。

【００７３】図１３は第３の実施形態において統合コン
トローラ１３が行う完爆不能判定（完爆不能判定手段）
の制御ブロック図である。図６に示した第１の実施形態
に対し、完爆不能判定の経験回数に基づいて駆動力制限
判定時間ＤＬＰＷＬＭ＃を演算するブロックＢ１３１が
追加されている。

【００７４】図１４はブロックＢ１３１における駆動力
制限判定時間ＤＬＰＷＬＭ＃の演算処理（駆動力制限判
定時間演算手段）の制御ブロック図である。

【００７５】これによると、ブロックＢ１４１ないしＢ
１４４では、完爆不能判定フラグｆＩＧＮＧの立ち上が
り、すなわちフラグｆＩＧＮＧの０から１への変化を検
出し、完爆不能判定フラグｆＩＧＮＧの立ち上がりを検
出すると１を出力し、ブロックＢ１４５ないしＢ１４７
では、完爆不能判定フラグｆＩＧＮＧの立ち上がりを受
けると完爆不能判定カウンタＣＩＧＮＧに１を加算す
る。これらブロックＢ１４１ないしＢ１４７が完爆不能
回数カウント手段を構成する。

【００７６】そして、ブロックＢ１４８では、このカウ
ンタＣＩＧＮＧの値に基づき図中に示すテーブルＴ７を
参照して駆動力制限判定時間ＤＬＰＷＬＭ＃を演算す
る。カウンタＣＩＧＮＧが大きくなる程、すなわち完爆
不能と判定された回数（完爆不能回数）が大きくなるほ
どエンジン１が完爆しにくい傾向にあるので、ブロック
Ｂ１４８では、完爆不能カウンタＣＩＧＮＧが大きくな
るにつれ駆動力制限判定時間ＤＬＰＷＬＭ＃を小さく設
定し、より早い時期からモータ５の駆動力制限が行われ
るようにする。

【００７７】したがって、この第３の実施形態では、完
爆に達しにくい個体ではエンジン１の始動動作を開始し
てからモータ５の目標駆動力制限が行われるまでの時間
が短縮されることになり、完爆に達しにくい個体である
ほど早い時期からモータ５の消費電力が抑えられるよう
になる。これにより、エンジン１の始動動作に使用でき
る電力をさらに多く確保でき、運転性と発電電力確保の
両立を図ることができる。

【００７８】なお、この第３の実施形態では駆動力制限
判定時間ＤＬＰＷＬＭ＃を完爆不能回数に応じて可変と
したが、クランキング継続上限時間ＤＬＩＧＮＧ＃を駆
動力制限判定時間ＤＬＰＷＬＭ＃に対応させて（あるい
は独立に）バッテリ２７の充電状態ＳＯＣに応じて可変
とし、バッテリ２７の充電状態ＳＯＣが少なくなるほど
短くなるように設定するようにしてもよい。また、この
第３の実施形態を上記第２の実施形態と組み合わせても
よい。

【００７９】以上、本発明を実施形態に基づき説明した
が、上記各実施形態は本発明の適用例の一部を示すに過
ぎず、本発明の範囲を上記実施形態の構成に限定する趣
旨ではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る制御装置が適用されるハイブリッ
ド車両の概略構成図である。

【図２】統合コントローラが行う協調動作制御の制御ブ
ロック図である。

【図３】統合コントローラが行う運転モード判定の制御
ブロック図である。

【図４】統合コントローラが行う目標余裕駆動電力の演
算処理の制御ブロック図である。

【図５】統合コントローラが行うバッテリ余裕出力の演
算処理の制御ブロック図である。

【図６】統合コントローラが行う完爆不能判定の制御ブ
ロック図である。

【図７】統合コントローラが行う完爆判定の制御ブロッ
ク図である。

【図８】統合コントローラが行う完爆不能判定の解除判
定の制御ブロック図である。

【図９】統合コントローラが行う駆動出力制限値の演算
処理の制御ブロック図である。

【図１０】統合コントローラが行う完爆不能判定の制御
ブロック図の別の例を示す（第２の実施形態）。

【図１１】統合コントローラが行うクランキング継続上
限時間の演算処理の制御ブロック図である。

【図１２】統合コントローラが行う完爆不能判定の解除
判定の制御ブロック図の別の例を示す。

【図１３】統合コントローラが行う完爆不能判定の制御
ブロック図のさらに別の例を示す（第３の実施形態）。

【図１４】統合コントローラが行う駆動力制限判定時間
の演算処理の制御ブロック図である。

【符号の説明】

１エンジン４発電機５ジェネレータ１１トランスミッションコントローラ１２エンジンコントローラ１３統合コントローラ２１、２２回転速度センサ２３エアフローメータ２４クランク角センサ３１アクセルセンサ３２ブレーキスイッチ３３アイドルスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６０Ｋ 6/04 ３２０Ｂ６０Ｋ 6/04 ３３０３３０４００４００５５１５５１７３０７３０Ｂ６０Ｌ 11/14 ＺＨＶＢ６０Ｌ 11/14 ＺＨＶＦ０２Ｄ 29/06 ＪＦ０２Ｄ 29/06 Ｋ 45/00 ３１４Ｂ 45/00 ３１４３１４ＳＦ０２Ｎ 11/04 ＤＦ０２Ｎ 11/04 11/08 Ｇ 11/08 Ｂ６０Ｋ 6/04 Ｆターム(参考） 3G084 BA28 CA01 DA09 DA15 EA11 EB06 FA06 FA07 FA10 FA33 FA38 3G093 AA06 BA28 CA01 CA02 DA01 DA06 DA07 DA09 DB15 DB19 EC02 FA11 FA12 FB05 5H115 PA08 PC06 PG04 PI16 PO06 PU10 PU25 PV09 QE12 RE01 RE03 SE05 SJ11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと、エンジンのクランク軸に連結
される発電機と、車両の駆動輪に連結される駆動モータ
と、前記発電機及びモータに接続されるバッテリとを備
えたハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンを停止し前記発電機による発電を停止する
エンジン停止モードと、前記エンジンに正トルクを発生
させて発電機を駆動する発電モードとを含む複数の運転
モードから現在の運転状況に適した運転モードを選択す
る運転モード判定手段と、前記エンジンが正トルクを発生しているか否かを判断す
る完爆判定手段と、前記運転モードがエンジン停止モードから発電モードへ
変化した後所定期間内に前記完爆判定が成立しなかった
とき、前記エンジンの始動が不可能であると判定する完爆不能判定手段と、車両が停車状態となったと
きに前記完爆不能判定を解除する完爆不能判定解除手段
と、を備え、前記運転モード判定手段は、前記完爆不能判定が成立し
ている場合にエンジン停止モードを選択することを特徴
とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】前記完爆不能判定解除手段は、前記バッテ
リの放出可能エネルギの大きさに基づいて完爆不能判定
を解除するかどうか決定することを特徴とする請求項１
に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】前記完爆不能判定手段が前記エンジンの始
動が不可能であると判定する前に前記モータの目標駆動
力あるいは目標トルクを制限するモータ目標値制限手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記
載のハイブリッド車両。
【請求項４】前記運転モードがエンジン停止モードから
発電モードに変化した後第１の所定時間以上完爆判定が
成立しない場合に前記モータの目標駆動力あるいは目標
トルクを制限するモータ目標値制限手段をさらに備え、前記完爆不能判定手段は、前記運転モードがエンジン停
止モードから発電モードに変化した後第１の所定時間よ
りも長い第２の所定時間以上完爆判定が成立しない場合
に前記エンジンの始動が不可能であると判定することを
特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両
の制御装置。
【請求項５】前記第１の所定時間、第２の所定時間のう
ち少なくとも１つ以上をバッテリ放出可能エネルギに応
じて可変としたことを特徴とする請求項４に記載のハイ
ブリッド車両の制御装置。
【請求項６】完爆不能判定の経験回数をカウントする完
爆不能回数カウント手段をさらに備え、前記第１の所定時間、第２の所定時間の少なくとも１つ
以上を完爆不能判定回数に応じて可変としたことを特徴
とする請求項４または５に記載のハイブリッド車両の制
御装置。