JP2008094139A

JP2008094139A - ハイブリッド車両の制御装置、制御方法、その制御方法をコンピュータで実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体

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Publication number: JP2008094139A
Application number: JP2006274950A
Authority: JP
Inventors: Keiji Kaida; 啓司海田; Shinobu Nishiyama; 忍西山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-10-06
Filing date: 2006-10-06
Publication date: 2008-04-24
Anticipated expiration: 2026-10-06
Also published as: US8437896B2; KR20090095558A; CN101522492A; CN101522492B; US20100087973A1; WO2008044401A1; EP2078652B1; JP4279865B2; EP2078652A4; EP2078652A1; KR101099072B1

Abstract

【課題】ハイブリッド車両において、システム起動時に運転者がエンジンの始動を求めない場合にはエンジンの始動を確実に回避する。
【解決手段】ＨＶ＿ＥＣＵは、システム起動スイッチがオンされると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、監視タイマがタイムアップするまでＥＶスイッチがオンしたか否かを判断するステップ（Ｓ３００）と、ＥＶスイッチがオンするとＥＶスイッチのオン状態をラッチしてシステム起動時のＥＶモード要求を確定させるステップ（Ｓ４００、Ｓ５００）と、車両の各種状態量を検出するステップ（Ｓ６００）と、ＥＶモード禁止条件が未成立であると（Ｓ７００にてＹＥＳ）、エンジンを始動しないＥＶモードでシステムを起動するステップ（Ｓ８００）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、システム起動時にエンジンを始動させたくないという運転者の要求を確実に受け付けることができる技術に関する。

燃料の燃焼エネルギーで作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行時の動力源として備えているとともに、その動力源と駆動輪との間に自動変速機が設けられているハイブリッド車両が実用化されている。このようなハイブリッド車両においては、たとえば運転状態に応じてエンジンと電動モータとを使い分けて走行することにより、所定の走行性能を維持しつつ燃料消費量や排出ガス量を低減できる。具体的には、エンジンのみを動力源として走行するエンジン走行モード、電動モータのみを動力源として走行するモータ走行モード、エンジンおよび電動モータの両方を動力源として走行するエンジン＋モータ走行モードなど、エンジンおよび電動モータの作動状態が異なる複数の運転モードを備えており、車速（または動力源回転数）およびアクセル操作量などの運転状態をパラメータとする動力源マップ等の予め定められたモード切換条件に従って自動的に切り換えられるようになっている。

さらに、このようなハイブリッド車両においては、深夜や早朝の住宅密集地での騒音低下や屋内駐車場、車庫内での排気ガス低減化を目的として、運転者が選択スイッチ（たとえば、ＥＶドライブモードスイッチやＥＶスイッチと呼ばれる）を押すことにより、エンジンの作動を制限して、モータのみで走行可能な（上述したモータ走行モードと同じ走行状態になる）ＥＶドライブモード（以下、ＥＶドライブモードとＥＶモードとを区別しないで記載する）を備えるものもある。ただし、エンジンの触媒温度や室内温度やＨＶバッテリ温度が低温の場合、エンジン冷却水の温度が低い場合でのヒーターやデフロスターを使用する場合、ＨＶバッテリのＳＯＣ（States Of Charge）が低下している場合には、ＥＶドライブモードを実行することができない。

特開２０００−２０４９９６号公報（特許文献１）に開示されたハイブリッド車両の制御装置は、車輪に動力を伝達するエンジンおよびモータを有し、このエンジンまたはモータの少なくとも一方を駆動させる複数のモードを設定可能であり、所定条件に基づいていずれかのモードが選択されるハイブリッド車両の制御装置であって、停止中のエンジンを始動させることが好ましくない状態では、所定条件に関わりなく、エンジンの始動を禁止もしくは制限するモードを選択するエンジン制御部を備えていることを特徴とする。

このハイブリッド車両の制御装置によると、停止中のエンジンを始動させることが好ましくない状態では、所定条件に関わりなく、エンジンの始動を禁止もしくは制限するモードが選択される。つまり、モードの選択にあたり、運転者の意図が反映される。
特開２０００−２０４９９６号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示されたハイブリッド車両の制御装置であっても以下に示すような問題が発生しうる。

通常の場合、ハイブリッド車両のシステムを起動が完了してから、エンジンの始動を禁止もしくは制限するモードを選択することができる。システムの起動からエンジンの始動までの時間がある程度長いと（たとえば１０秒）、その間にＥＶスイッチを運転者が押すことにより、エンジンの始動を回避できる。ところが、システムの起動直後にエンジンを始動させる条件が成立すると（たとえば、エンジン始動ショックの回避やエンジン触媒の暖機）、システムの起動直後にエンジンが始動されていまう可能性がある。このような場合には、運転者がエンジンを始動させたくないという要求があるにもかかわらず、エンジンが始動してしまう。たとえば、上述したような深夜や早朝の住宅密集地で、システムが停止しているハイブリッド車両において、システムを起動させた場合である。システム起動スイッチ（スタート（ＳＴ）スイッチやパワースイッチと呼ばれる）を押してＥＶスイッチを押してもＥＶ走行の要求をＥＣＵ（Electronic Control Unit）により認識されることがエンジン始動条件の成立よりも遅れて、エンジンがシステム起動直後に始動されてしまう場合である。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、システム起動時に運転者がエンジンの始動を求めない場合に、確実にその運転者の要求を受け付けることができ、さらにその要求に沿ってエンジンの始動を回避することができる、ハイブリッド車両の制御装置、制御方法、その制御方法をコンピュータで実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。

第１の発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、エンジンおよびエンジン以外の動力源を車両の走行源とするハイブリッド車両を制御する。このハイブリッド車両は、ハイブリッドシステムを起動させるために運転者により操作される第１のスイッチと、エンジンを作動させないために運転者により操作される第２のスイッチとを備える。この制御装置は、第１のスイッチが操作されたか否かを検出するための第１の検出手段と、第２のスイッチが操作されたか否かを検出するための第２の検出手段と、第１のスイッチが操作されたことに応答して、ハイブリッドシステムの起動処理を実行するための制御手段と、第１のスイッチと第２のスイッチとが略同時に操作された場合および第１のスイッチの操作に先立って第２のスイッチが操作された場合の少なくともいずれかの場合には、エンジンを作動させないで起動処理を実行したいという運転者の要求を検出するための検出手段とを含む。第７の発明に係るハイブリッド車両の制御方法は、第１の発明に係るハイブリッド車両の制御装置と同様の要件を備える。

第１または第７の発明によると、ハイブリッドシステムを起動させるの第１のスイッチ（たとえば、システム起動スイッチ）とエンジンを作動させないための第２のスイッチとが略同時に操作された場合および第１のスイッチの操作に先立って第２のスイッチが操作された場合の少なくともいずれかの場合には、エンジンを作動させないで起動処理を実行したいという運転者の要求を検出することができる。このようにすると、エンジンを作動させないでハイブリッド車両のシステムを起動させる運転者の要求を確実に検出することができる。その結果、システム起動時に運転者がエンジンの始動を求めない場合に、確実にその運転者の要求を確実に受け付けることができる、ハイブリッド車両の制御装置や制御方法を提供することができる。

第２の発明に係るハイブリッド車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、要求を検出した場合には、エンジンを作動させないで起動処理を実行するための手段を含む。第８の発明に係るハイブリッド車両の制御方法は、第２の発明に係るハイブリッド車両の制御装置と同様の要件を備える。

第２または第８の発明によると、エンジンを作動させないで起動処理を実行したいという運転者の要求を検出した場合には、エンジンを作動させないでハイブリッド車両のシステムを起動させる。このため、運転者のシステム起動処理におけるエンジン始動回避要求を確実に実現することができる。

第３の発明に係るハイブリッド車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、要求を検出した場合において、ハイブリッド車両の状態がエンジンの始動を求めない条件を満足すると、エンジンを作動させないで起動処理を実行するための手段を含む。第９の発明に係るハイブリッド車両の制御方法は、第３の発明に係るハイブリッド車両の制御装置と同様の要件を備える。

第３または第９の発明によると、エンジンを作動させないで起動処理を実行したいという運転者の要求を検出した場合であって、エンジンを始動させなくてもよい条件が成立している場合には、エンジンを作動させないでハイブリッド車両のシステムを起動させることができる。

第４の発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、第２のスイッチである、操作している時だけ操作に対応した信号を出力するモメンタリ型のスイッチが操作された状態を保持するための保持手段をさらに含む。第１０の発明に係るハイブリッド車両の制御方法は、第４の発明に係るハイブリッド車両の制御装置と同様の要件を備える。

第４または第１０の発明によると、第２のスイッチの状態を保持するので、ハイブリッドシステムの起動処理による制御装置の作動開始タイミング直後から、第２のスイッチが操作された状態を保持するので、運転者の第２のスイッチの操作によるエンジン始動回避要求を確実に検出することができる。

第５の発明に係るハイブリッド車両の制御装置においては、第４の発明の構成に加えて、第２の検出手段は、第１のスイッチが操作されてから予め定められた時間の間、第２のスイッチが操作されたか否かを検出するための手段を含む。第１１の発明に係るハイブリッド車両の制御方法は、第５の発明に係るハイブリッド車両の制御装置と同様の要件を備える。

第５または第１１の発明によると、第１のスイッチが操作されてハイブリッドシステムの起動処理による制御装置の作動開始から予め定められた時間の間、第２のスイッチの操作状態を検出する。このため、第１のスイッチと第２のスイッチとが略同時に操作された場合であっても、確実に第２のスイッチの操作を検出することができる。

第１２の発明に係るハイブリッド車両の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、第２のスイッチは、機械的な自己保持機構を有するオルタネイト型のスイッチである。第１２の発明に係るハイブリッド車両の制御方法は、第６の発明に係るハイブリッド車両の制御装置と同様の要件を備える。

第６または第１２の発明によると、第２のスイッチは機械的な自己保持機構を有するので、第１のスイッチが操作される前であってハイブリッドシステムの起動処理による制御装置の作動開始前に操作された第２のスイッチの状態を検出できる。このため、第１のスイッチと第２のスイッチとが略同時に操作された場合および第１のスイッチの操作に先立って第２のスイッチが操作された場合のいずれかの場合であっても、確実に第２のスイッチの操作を検出することができる。

第１３の発明に係るプログラムは、第７〜１２のいずれかの発明に係るハイブリッド車両の制御方法をコンピュータで実現するプログラムであって、第１４の発明に係る記録媒体は、第７〜１２のいずれかの発明に係るハイブリッド車両の制御方法をコンピュータで実現するプログラムを記録した媒体である。

第１３または第１４の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第７〜１２のいずれかの発明に係るハイブリッド車両の制御方法を実現することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を含む、ハイブリッド車両全体の制御ブロック図を説明する。なお、本発明は図１に示すハイブリッド車両に限定されない。本発明は、動力源としての、たとえばガソリンエンジン等の内燃機関（以下、エンジンとして説明する）が、車両を走行させる駆動源であって、かつ、ジェネレータの駆動源であればよい。さらに、駆動源がエンジンおよびモータジェネレータであって、モータジェネレータの動力により走行可能な車両であればよく（エンジンを停止させても停止させなくても）、走行用のバッテリを搭載した他の態様を有するハイブリッド車両であってもよい（いわゆるシリーズ型やパラレル型等のハイブリッド車両に限定されない）。このバッテリは、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などであって、その種類は特に限定されるものではない。また、バッテリの代わりにキャパシタでも構わない。

ハイブリッド車両は、エンジン１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０とを含む。なお、以下においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータジェネレータ１４０Ａ（またはＭＧ（２）１４０Ａ）と、モータジェネレータ１４０Ｂ（またはＭＧ（１）１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータジェネレータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、モータジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。このモータジェネレータがジェネレータとして機能する場合に回生制動が行なわれる。モータジェネレータがジェネレータとして機能するときには、車両の運動エネルギが電気エネルギに変換されて、車両が減速される。

ハイブリッド車両は、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達したりする減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）との２経路に分配する動力分割機構（たとえば、後述する遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）およびモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態（たとえば、ＳＯＣ（State Of Charge））を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０等を含む。

さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、このハイブリッド車両のメインのシステムを起動する要求が運転者により入力されるシステム起動スイッチ１０００からの起動要求信号が入力される。より詳しくは、別途設けられた電源ＥＣＵにシステム起動スイッチ１０００からの信号が入力されて、この電源ＥＣＵがシステムのメインリレーを導通状態にして、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０にも電力が供給されて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、システム起動スイッチ１０００からの起動要求信号を検出できる。また、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、このハイブリッド車両の運転者により操作される、エンジン１２０を始動させないで走行させるＥＶ走行モードを要求するＥＶスイッチ１１００からのＥＶ走行要求信号が入力される。また、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＥＶ表示灯１２００を点灯／消灯させる制御信号を出力する、たとえば、このＥＶ走行モードの要求を受け付けた場合やＥＶ走行モードが実行されている場合にはＥＶ表示灯１２００を点灯させて、これら以外の場合には表示灯１２００を消灯させる。

本実施の形態において、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間には昇圧コンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、モータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）やモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）やモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）に電力を供給するときには、昇圧コンバータ２４２で電力を昇圧する。

なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成としているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。

動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）との両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）の回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の回転力はキャリア（Ｃ）に入力され、それがサンギヤ（Ｓ）によってモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）に、リングギヤ（Ｒ）によってモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）および出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）で電気エネルギに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。

図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の状態について予め定められた条件が成立すると、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、モータジェネレータ１４０のモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）のみによりハイブリッド車両の走行を行なうようにモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）およびエンジンＥＣＵ２８０を介してエンジン１２０を制御する。たとえば、予め定められた条件とは、走行用バッテリ２２０のＳＯＣが予め定められた値以上であるという条件等である。このようにすると、発進時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合に、モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）のみによりハイブリッド車両の走行を行なうことができる。この結果、走行用バッテリ２２０のＳＯＣを低下させることができる（その後の車両停止時に走行用バッテリ２２０を充電することができる）。

また、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）を駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）を駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）に供給してモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）の出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２）１４０Ａ）がジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）１４０Ｂ）による発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。

また、走行用バッテリ２２０の目標ＳＯＣはいつ回生が行なわれてもエネルギーが回収できるように、通常は６０％程度に設定される。また、ＳＯＣの上限値と下限値とは、走行用バッテリ２２０のバッテリの劣化を抑制するために、たとえば、上限値を８０％とし、下限値を３０％として設定され、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＭＧ＿ＥＣＵ３００を介してＳＯＣが上限値および下限値を越えないようにモータジェネレータ１４０による発電や回生、モータ出力を制御している。なお、ここで挙げた値は、一例であって特に限定される値ではない。

図２を参照して、動力分割機構２００についてさらに説明する。動力分割機構２００は、サンギヤ（Ｓ）２０２と（以下、単にサンギヤ２０２と記載する）、ピニオンギヤ２０４と、キャリア（Ｃ）２０６（以下、単にキャリア２０６と記載する）と、リングギヤ（Ｒ）２０８（以下、単にリングギヤ２０８と記載する）とを含む遊星歯車から構成される。

ピニオンギヤ２０４は、サンギヤ２０２およびリングギヤ２０８と係合する。キャリア２０６は、ピニオンギヤ２０４が自転可能であるように支持する。サンギヤ２０２はＭＧ（１）１４０Ｂの回転軸に連結される。キャリア２０６はエンジン１２０のクランクシャフトに連結される。リングギヤ２０８はＭＧ（２）１４０Ａの回転軸および減速機１８０に連結される。

エンジン１２０、ＭＧ（１）１４０ＢおよびＭＧ（２）１４０Ａが、遊星歯車からなる動力分割機構２００を介して連結されることで、エンジン１２０、ＭＧ（１）１４０ＢおよびＭＧ（２）１４０Ａの回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。

本実施の形態に係る制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、システム起動スイッチ１０００によりシステムの起動が運転者により要求されてＨＶ＿ＥＣＵ３２０が作動し始めたときにＥＶスイッチ１１００が押されていると、エンジン１２０を始動しないＥＶ走行モードでシステムを起動する。

図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図について説明する。図３に示すように、この制御装置は、ハイブリッド車両のシステムを起動したいという運転者のシステム起動要求を検出するシステム起動要求検出部１００００と、エンジン１２０を作動させることなくモータジェネレータによりハイブリッド車両を走行させたいという運転者のＥＶ走行要求を検出するＥＶモード検出部１１０００と、制御部２００００と、、制御部２００００に接続されたＳＭＲ（System Main Relay）等のリレー３００００とエンジン１２０を制御するエンジン制御部３１０００（図１のエンジンＥＣＵ２８０に対応）とを含む。

制御部２００００は、システム起動要求検出部１００００に接続された監視タイマ２１０００と、ＥＶモード検出部１１０００に接続された保持部２２０００と、保持部２２０００に接続された要求判断部２３０００と、要求判断部２３０００に接続されたシステム起動処理部２４０００とを含む。

監視タイマ２１０００は、システム起動要求を検出してから予め設定された時間を経過するまで、ＥＶ走行要求を検出するために用いられる。監視タイマ２１０００に設定された時間を経過するまでにＥＶ走行要求をＥＶモード検出部１１０００が検出すると、保持部２２０００がこのＥＶ走行要求を保持する。システム起動要求および保持されたＥＶ走行要求に基づいて、ＥＶモードでのシステム起動要求の有無が判断される。要求判断部２３０００は、（１）システム起動要求検出部１００００により検出されたシステム起動要求とＥＶモード検出部１１０００により検出されたＥＶ走行要求とを略同時に検出（スイッチが略同時に操作）された場合、（２）システム起動要求検出部１００００により検出されたシステム起動要求の検出に先立ってＥＶモード検出部１１０００により検出されたＥＶ走行要求を検出した場合には、エンジン１２０を作動させないでシステム起動処理を実行したいと運転者が要求していると判断する。

要求判断部２３０００は、運転者の要求に従ったシステム起動を行なうようにシステム起動処理部２４０００に指令する。システム起動処理部２４０００は、ＳＭＲ等のリレー３００００やエンジン制御部３１０００に制御信号を出力して、ハイブリッド車両のシステムを起動する。

図３に示す機能ブロックにおける制御部２００００は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０に含まれるＣＰＵおよびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。なお、このようなプログラムを記録した記録媒体についても本発明の一態様である。

図４を参照して、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。なお、図４に示すフローチャートは、システム起動スイッチの入力を受けた電源ＥＣＵによりＨＶ＿ＥＣＵ３２０が作動を開始していることを前提とし、ハイブリッド車両のシステム起動完了までを示している。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、システム起動スイッチ（ＳＴスイッチ）１０００がオンしたか否かを判断する。なお、このときには、電源ＥＣＵの作動によりＨＶ＿ＥＣＵ３２０には電力が供給されており、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０はシステム起動スイッチ１０００から入力された信号の状態（オン／オフ）を検出できる状態である。システム起動スイッチ１０００がオンしていると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻される。

Ｓ２００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、監視タイマをスタートさせる。Ｓ３００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＥＶスイッチ１１００がオンしているか否かを判断する。ＥＶスイッチ１１００がオンしていると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ４００へ移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ３５０へ移される。

Ｓ３５０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、システム起動スイッチ１０００がオンしてからカウントを開始した監視タイマがタイムアップしたか否かを判断する。この監視タイマの設定時間は適宜設定される。たとえば、システム起動スイッチ１０００を押す操作をした運転者が、ＥＶスイッチ１１００を押すまでに必要な時間を目処に設定する。この監視タイマがタイムアップすると（Ｓ３５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１００へ移される。もしそうでないと（Ｓ３５０にてＮＯ）、処理はＳ３００へ戻される。

このような監視タイマを設けることにより、予め定められた監視時間の間（たとえば数百ミリ秒から数秒の間）、ＥＶスイッチ１１００の状態を監視して、監視タイマがタイムアップするまでは繰り返してＥＶスイッチ１１００の状態を判断できる。この監視タイマがタイムアップするまでにＥＶスイッチ１１００のオンしていることを全く検出できなかった場合には、運転者によりＥＶスイッチ１１００が押されなかったと判断される。このようにすることにより、システム起動スイッチ１０００とＥＶスイッチ１１００とが略同時に押された場合であって、その略同時のタイミングが不確定なものであっても、ＥＶスイッチ１１００のオン状態を検出することができる。なお、本発明は、このような監視タイマを設けるものに限定されるものではない。

Ｓ４００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＥＶスイッチ１１００のオン状態をラッチする。Ｓ５００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、システム起動時のＥＶモード要求を確定させる。

Ｓ６００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、車両の各種状態量を検出する。たとえば、エンジン１２０の触媒温度や室内温度や走行用バッテリ２２０の温度、エンジン１２０の冷却水の温度、ヒーターやデフロスターの使用状態、走行用バッテリ２２０のＳＯＣ等である。これらの状態量は、ＥＶドライブモードが実行できるか否かを判断するためのものである。

Ｓ７００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、車両の各種状態量に基づいて、ＥＶモード禁止条件が未成立であるか否かを判断する。これは、ＥＶモード許可条件が成立しているか否かを判断していることと同義である。ＥＶモード禁止条件が未成立であると（Ｓ７００にてＹＥＳ）、処理はＳ８００へ移される。もしそうでないと（Ｓ７００にてＮＯ）、処理はＳ９００へ移される。このＳ７００のＥＶモード禁止条件（ＥＶモード許可条件）は、適宜設定される。ＥＶモードでのシステム起動をできる限り認める場合には、この条件は緩く設定される。

Ｓ８００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＥＶモードでシステムを起動する。すなわち、エンジン１２０を始動させないで、ハイブリッド車両のシステムを起動させる。さらに、、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＥＶ表示灯１２００を点灯させる。これにより、運転者はシステム起動時のＥＶモード要求が受け付けられたことを認知できる。その後、この処理は終了する。

Ｓ９００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＥＶスイッチ１１００のラッチをクリアする。Ｓ１０００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、システム起動時のＥＶモード要求を破棄する。これにより、運転者はシステム起動時のＥＶモード要求が受け付けられたが、ＥＶモード禁止条件が成立していることを認知できる。

Ｓ１１００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＥＶモードではない通常モードでシステムを起動する。すなわち、エンジン１２０を始動させて、ハイブリッド車両のシステムを起動させる。その後、この処理は終了する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＨＶ_ＥＣＵ３２０の動作について説明する。

システムが停止しているハイブリッド車両において、システム起動スイッチ１０００が押されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、監視タイマがスタートする（Ｓ２００）。監視タイマがタイムアップするまでの数百ミリ秒から数秒の監視時間の間は、ＥＶスイッチ１１００がオンしているか否かが判断される（Ｓ３００）。

監視時間内に運転者がＥＶスイッチ１１００を押すと（Ｓ３００にてＹＥＳ）、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０によりＥＶスイッチ１１００のオン状態がラッチされる（Ｓ４００）。システム起動のＥＶモード要求が確定される（Ｓ５００）。

車両の各種状態量に基づいて、ＥＶモード禁止条件が未成立であると判断されると（Ｓ７００にてＹＥＳ）、エンジン１２０を始動させないでハイブリッド車両のシステムが起動される。このとき、ＥＶ表示灯１２００が点灯されて、運転者はシステム起動時のＥＶモード要求が受け付けられたことを認知できる（Ｓ８００）。

一方、車両の各種状態量に基づいて、ＥＶモード禁止条件が未成立でないと判断されると（Ｓ７００にてＮＯ）、ＥＶスイッチ１１００のラッチがクリアされる（Ｓ９００）。さらに、システム起動時のＥＶモード要求は破棄される（Ｓ１０００）。そして、通常モードでエンジン１２０が始動されてハイブリッド車両のシステムが起動される（Ｓ１１００）。

以上のようにして、本実施の形態に係る制御装置によると、システム起動スイッチとＥＶスイッチとが同時に押された場合または略同時に押された場合のいずれの場合であっても、確実に運転者のＥＶモードでのシステム起動要求を検出することができる。

なお、図４のフローチャートのＳ６００およびＳ７００の処理を行なわないようにしても構わない。このようにすると、システム起動時にＥＶモードが要求された場合には、必ずＥＶモードでシステム起動させることができる。

さらに、このような場合でも、ＥＶ走行が不可能な条件が成立している場合（システム起動時にＥＶモードが要求されてエンジン始動することなくシステム起動してもそもそもＥＶ走行できない場合）を除いて、ＥＶモードでシステム起動するようにすることも好ましい。Ｓ７００のＥＶモード禁止条件を極めて限定的に設定し、できる限りＥＶモードでのシステム起動を実行することになる。すなわち、通常のハイブリッド車両においては、Ｐポジションでブレーキペダルを踏んでいる時にシステム起動スイッチによるシステム起動が可能になる。このときにはＰポジションでブレーキペダルを踏んでいるので、エンジン始動のショックが車両に発生しにくい。このため、ＥＶモードでの走行が可能であるにも係わらずシステム起動時にエンジンが始動され得る。ＥＶ走行が不可能な条件が成立している場合を除いてＥＶモードでシステム起動するようにすると、エンジンの振動回避よりも運転者のＥＶモードでのシステム起動の要求を優先させることができ、深夜や早朝の住宅密集地でエンジンを始動することなくシステムを起動させることができる。

＜変形例＞
上述した実施の形態の変形例について説明する。本変形例においては、ＥＶスイッチが上述した実施の形態とは異なり、以下の機械的自己保持機能を有するスイッチであることが特徴である。

図５に、本変形例に係る制御装置を含む、ハイブリッド車両全体の制御ブロック図を説明する。図５は図１に対応するものであって。同じ機能を有する構成部品には同じ符号を付してある。それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

本変形例が、上述した実施の形態と異なるのは、ＥＶスイッチ１１００の代わりに自己保持機能付きＥＶスイッチ１１０２を備えることである。このＥＶスイッチ１１０２は、機械的自己保持回路を有するいわゆるオルタネイト型やプッシュロック型のスイッチ（１回押すとその押された状態を機械的保持して、もう１回押すと元の押されていない状態に戻り、さらに押すとその押された状態を機械的保持することを繰り返すスイッチ）や２接点（ＥＶ／非ＥＶ）のレバー式のセレクタスイッチである。このようなスイッチであると、ＥＶスイッチのオン状態を電気的にＨＶ＿ＥＣＵ３２０がラッチしたりそのラッチをクリアしたりすることができないが以下の長所がある。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０が作動する前において（システム起動スイッチ１０００が押されていない状態であってＨＶ−ＥＣＵも起動していない状態において）、ＥＶスイッチ１１０２が押されると、そのオン状態を機械的に保持している。このため、その後に作動を開始したＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ＥＶスイッチ３２０のオン状態を確実に検出することができる。

図６を参照して、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、図６に示すフローチャートは、図４のフローチャートの一部の処理のみを実行するものである。

図６に示すように、本変形例においては、図４のＳ２００、Ｓ３５０、Ｓ４００、およびＳ９００の処理を有しない。

本変形例によると、システム起動スイッチ１０００が押される前であっても、ＥＶスイッチ１１０２が押されると、ＥＶスイッチ１１０２のオン状態が機械的に保持される。この状態でシステム起動スイッチ１０００が押されると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、ＥＶスイッチ１１０２がオン状態で保持されているので、ＥＶスイッチ１１０２がオン状態であると判断される（Ｓ３００）。

一方、車両の各種状態量に基づいて、ＥＶモード禁止条件が未成立でないと判断されると（Ｓ７００にてＮＯ）、システム起動時のＥＶモード要求は破棄される（Ｓ１０００）。そして、通常モードでエンジン１２０が始動されてハイブリッド車両のシステムが起動される（Ｓ１１００）。

なお、このときに、機械式自己保持機構を有するＥＶスイッチ１１０２の自己保持はＨＶ＿ＥＣＵ３２０によってはクリアできない。ただし、運転者はＥＶ表示灯１２００が点灯しないことにより、ＥＶ走行要求が受け付けられたものの、ＥＶモード許可条件が成立しなかったことを認知できる。このとき、運転者は、ＥＶスイッチ１１０２を押して、自己保持をクリアすることができる。

以上のようにして、本変形例によっても、システム起動スイッチとＥＶスイッチとが同時または略同時に押された場合およびＥＶスイッチが先に押されていた場合のいずれの場合であっても、確実に運転者のＥＶモードでのシステム起動要求を検出することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係る制御装置を含む、ハイブリッド車両全体の制御ブロック図である。動力分割機構を示す図である。本発明の実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図である。本実施の形態に係る制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。本実施の形態の変形例に係る制御装置を含む、ハイブリッド車両全体の制御ブロック図である。本実施の形態の変形例に係る制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１２０エンジン、１４０モータジェネレータ、１６０駆動輪、１８０減速機、２００動力分割機構、２２０走行用バッテリ、２４０インバータ、２４２昇圧コンバータ、２６０バッテリＥＣＵ、２８０エンジンＥＣＵ、３００ＭＧ＿ＥＣＵ、３２０ＨＶ＿ＥＣＵ、１０００システム起動スイッチ、１１００ＥＶスイッチ、１２００ＥＶ表示灯。

Claims

エンジンおよびエンジン以外の動力源を車両の走行源とするハイブリッド車両の制御装置であって、前記ハイブリッド車両は、ハイブリッドシステムを起動させるために運転者により操作される第１のスイッチと、前記エンジンを作動させないために運転者により操作される第２のスイッチとを備え、前記制御装置は、
前記第１のスイッチが操作されたか否かを検出するための第１の検出手段と、
前記第２のスイッチが操作されたか否かを検出するための第２の検出手段と、
前記第１のスイッチが操作されたことに応答して、ハイブリッドシステムの起動処理を実行するための制御手段と、
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチとが略同時に操作された場合および第１のスイッチの操作に先立って前記第２のスイッチが操作された場合の少なくともいずれかの場合には、前記エンジンを作動させないで前記起動処理を実行したいという前記運転者の要求を検出するための検出手段とを含む、ハイブリッド車両の制御装置。
前記制御手段は、前記要求を検出した場合には、前記エンジンを作動させないで前記起動処理を実行するための手段を含む、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記制御手段は、前記要求を検出した場合において、前記ハイブリッド車両の状態が前記エンジンの始動を求めない条件を満足すると、前記エンジンを作動させないで前記起動処理を実行するための手段を含む、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記第２のスイッチは、操作している時だけ前記操作に対応した信号を出力するモメンタリ型のスイッチであって、
前記制御装置は、前記第２のスイッチが操作された状態を保持するための保持手段をさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記第２の検出手段は、前記第１のスイッチが操作されてから予め定められた時間の間、前記第２のスイッチが操作されたか否かを検出するための手段を含む、請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記第２のスイッチは、機械的な自己保持機構を有するオルタネイト型のスイッチである、請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
エンジンおよびエンジン以外の動力源を車両の走行源とするハイブリッド車両の制御方法であって、前記ハイブリッド車両は、ハイブリッドシステムを起動させるために運転者により操作される第１のスイッチと、前記エンジンを作動させないために運転者により操作される第２のスイッチとを備え、前記制御方法は、
前記第１のスイッチが操作されたか否かを検出する第１の検出ステップと、
前記第２のスイッチが操作されたか否かを検出する第２の検出ステップと、
前記第１のスイッチが操作されたことに応答して、ハイブリッドシステムの起動処理を実行する制御ステップと、
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチとが略同時に操作された場合および第１のスイッチの操作に先立って前記第２のスイッチが操作された場合の少なくともいずれかの場合には、前記エンジンを作動させないで前記起動処理を実行したいという前記運転者の要求を検出する検出ステップとを含む、ハイブリッド車両の制御方法。
前記制御ステップは、前記要求を検出した場合には、前記エンジンを作動させないで前記起動処理を実行するステップを含む、請求項７に記載のハイブリッド車両の制御方法。
前記制御ステップは、前記要求を検出した場合において、前記ハイブリッド車両の状態が前記エンジンの始動を求めない条件を満足すると、前記エンジンを作動させないで前記起動処理を実行するステップを含む、請求項７に記載のハイブリッド車両の制御方法。
前記第２のスイッチは、操作している時だけ前記操作に対応した信号を出力するモメンタリ型のスイッチであって、
前記制御方法は、前記第２のスイッチが操作された状態を保持する保持ステップをさらに含む、請求項７〜９のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御方法。
前記第２の検出ステップは、前記第１のスイッチが操作されてから予め定められた時間の間、前記第２のスイッチが操作されたか否かを検出するステップを含む、請求項１０に記載のハイブリッド車両の制御方法。
前記第２のスイッチは、機械的な自己保持機構を有するオルタネイト型のスイッチである、請求項７〜９のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御方法。
請求項７〜１２のいずれかの制御方法をコンピュータに実現させるプログラム。
請求項７〜１２のいずれかの制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体。