JP2008284972A - 自動車およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス欠状態に至った自動車の走行の制限としてのシステム起動の禁止をより適正に行なう。
【解決手段】燃料レベルセンサからの燃料レベルと勾配センサからの路面勾配とに基づいて演算された燃料タンク内の燃料残量Ｑｆを入力し（Ｓ１１０）、燃料残量Ｑｆがガス欠状態を示す所定残量Ｑｒｅｆ未満を継続している最中にシステム起動が閾値Ｃｒｅｆ以上の回数行なわれたときにはシステム起動を禁止する（Ｓ１２０，Ｓ１５０，Ｓ１８０）。これにより、システム起動の禁止をより適正に行なうことができる。また、燃料タンク内の燃料残量Ｑｆが所定残量Ｑｒｅｆ未満を継続している最中のシステム起動の回数が閾値Ｃｒｅｆ未満の範囲内ではモータ運転モードに限定してシステム起動を許可する（Ｓ１２０，Ｓ１５０，Ｓ１６０）。これにより、システム起動の許可をより適正に行なうことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車およびその制御方法に関する。

従来、この種の自動車としては、検出された燃料残量に基づいて燃料残量値を算出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、推定勾配が所定値を超える勾配地では、燃料タンクの燃料残量の検出値をエンジンによる燃料消費量を用いて補正することにより、誤差のない正確な燃料残量を表示しようとしている。
特開２００４−２０３１５６号公報

エンジンだけでなく走行用のモータを搭載するハイブリッド自動車では、ガス欠状態に至ってもバッテリからの電力を用いてモータからの動力により走行することができる。こうしたガス欠状態における走行を無条件に許可すると、バッテリの過放電を招き、バッテリを損傷してしまう場合が生じ、ガス欠状態における走行を無条件に禁止すると、危険回避のための退避走行もできなくなってしまう。これらを考えると、ガス欠状態における走行に何らかの制限を課す必要がある。この場合、制限としては車両のシステム起動の禁止を考えることができるが、どのタイミングで制限を課すかも重要な課題となる。制限を課すタイミングとしては、実際にガス欠状態に至ったとき、即ち、実際にエンジンを始動することができなくなったときを考えることもできるが、複数回のエンジン始動の失敗をもってガス欠状態を判定すると、複数回のエンジン始動の失敗のためにバッテリの電力が無駄に使われてしまう。また、制限を課すタイミングとして、燃料タンクの燃料残量が値０になったときも考えることができるが、燃料タンクの燃料残量をより正確に検出しないと適当なタイミングで制限を課することができない。

本発明の自動車およびその制御方法は、ガス欠状態に至った自動車の走行の制限としてのシステム起動の禁止をより適正に行なうことを主目的とする。

本発明の自動車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
内燃機関と、
該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、
走行用の動力を入出力可能な電動機と、
前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
前記内燃機関に供給する燃料を貯留する燃料タンクに取り付けられて該燃料タンク内の燃料の水位を検出する燃料水位検出手段と、
路面勾配を検出する路面勾配検出手段と、
前記燃料水位検出手段により検出された燃料の水位と前記路面勾配検出手段により検出された路面勾配とに基づいて前記燃料タンク内の燃料残量を演算する燃料残量演算手段と、
前記演算された燃料残量が所定残量以上のとき及び前記演算された燃料残量が前記所定残量未満を継続している最中にシステム起動が行なわれた回数が所定回数未満のときにはシステム起動の許可を設定し、前記演算された燃料残量が前記所定残量未満を継続している最中にシステム起動が行なわれた回数が前記所定回数以上のときにはシステム起動の禁止を設定するシステム起動許可禁止設定手段と、
システム起動が指示されたときには前記システム起動許可禁止設定手段による設定結果に基づいて前記内燃機関，前記発電機，前記電動機が駆動可能にシステム起動する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の自動車では、燃料タンク内の燃料の水位と路面勾配とに基づいて燃料タンク内の燃料残量を演算し、演算された燃料残量が所定残量以上のとき及び演算された燃料残量が所定残量未満を継続している最中にシステム起動が行なわれた回数が所定回数未満のときにはシステム起動の許可を設定すると共に演算された燃料残量が所定残量未満を継続している最中にシステム起動が行なわれた回数が所定回数以上のときにはシステム起動の禁止を設定し、システム起動が指示されたときにはシステム起動の許可又は禁止の設定結果に基づいて内燃機関，発電機，電動機が駆動可能にシステム起動する。したがって、燃料タンク内の燃料の水位と路面勾配とに基づいて燃料タンク内の燃料残量を演算するから、燃料残量をより正確に取得することができる。また、こうして演算された燃料残量が所定残量未満を継続している最中にシステム起動が所定回数以上行なわれたときにはシステム起動を禁止するから、システム起動の禁止をより適正に行なうことができる。ここで、「所定残量」としてガス欠状態を示す残量を用いるものとすれば、ガス欠状態に至った自動車の走行の制限としてのシステム起動の禁止をより適正に行なうことができる。

こうした本発明の自動車において、前記制御手段は、前記演算された燃料残量が前記所定残量未満を継続している最中にシステム起動が行なわれた回数が前記所定回数未満のときのシステム起動に対しては前記電動機からの動力だけによる走行だけを許可してシステム起動する手段であるものとすることもできる。こうすれば、システム起動の許可をより適正に行なうことができる。

また、本発明の自動車において、前記燃料残量演算手段は、前記燃料水位検出手段により検出される燃料の水位の時間変化と前記路面勾配検出手段により検出される路面勾配とに基づいて前記燃料タンク内の燃料残量を演算する手段であるものとすることもできる。この場合、前記燃料残量演算手段は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記燃料タンク内の燃料残量を演算する手段であるものとすることもできる。こうすれば、燃料タンク内の燃料残量をより確実に演算することができる。

さらに、本発明の自動車において、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段を備えるものとすることもできる。

本発明の自動車の制御方法は、
内燃機関と、該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記内燃機関に供給する燃料を貯留する燃料タンクに取り付けられて該燃料タンク内の燃料の水位を検出する燃料水位検出手段と、を備える自動車のシステム起動時の制御方法であって、
前記燃料水位検出手段により検出された燃料の水位と路面勾配とに基づいて前記燃料タンク内の燃料残量を演算し、前記演算した燃料残量が所定残量以上のとき及び前記演算した燃料残量が前記所定残量未満を継続している最中にシステム起動が行なわれた回数が所定回数未満のときにはシステム起動を許可し、前記演算した燃料残量が前記所定残量未満を継続している最中にシステム起動が行なわれた回数が前記所定回数以上のときにはシステム起動を禁止する、
ことを特徴とする。

この本発明の自動車の制御方法では、燃料水位検出手段により検出された燃料の水位と路面勾配とに基づいて燃料タンク内の燃料残量を演算し、演算した燃料残量が所定残量以上のとき及び演算した燃料残量が所定残量未満を継続している最中にシステム起動が行なわれた回数が所定回数未満のときにはシステム起動を許可すると共に演算した燃料残量が所定残量未満を継続している最中にシステム起動が行なわれた回数が所定回数以上のときにはシステム起動を禁止する。したがって、燃料タンク内の燃料の水位と路面勾配とに基づいて燃料タンク内の燃料残量を演算するから、燃料残量をより正確に取得することができる。また、こうして演算された燃料残量が所定残量未満を継続している最中にシステム起動が所定回数以上行なわれたときにはシステム起動を禁止するから、システム起動の禁止をより適正に行なうことができる。ここで、「所定残量」としてガス欠状態を示す残量を用いるものとすれば、ガス欠状態に至った自動車の走行の制限としてのシステム起動の禁止をより適正に行なうことができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、駆動輪２６ａ，２６ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して接続された駆動軸２２に動力を出力する動力システム３０と、この動力システム３０を含めて車両の起動制御装置として機能する電源用電子制御ユニット（以下、電源ＥＣＵという）６２とを備える。

動力システム３０は、エンジン３２と、このエンジン３２を運転制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）３４と、エンジン３２のクランクシャフト３３にキャリアが連結されると共に駆動軸２２にリングギヤが連結された遊星歯車機構３５と、この遊星歯車機構３５のサンギヤに接続された発電可能なモータＭＧ１と、駆動軸２２に動力を入出力する発電可能なモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動回路としてのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２にシステムメインリレー４６を介して接続された電力源としての高圧バッテリ４４と、高圧バッテリ４４からの電力を変圧して低圧バッテリ６４に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ６６と、低圧バッテリ６４からの電力をＡＣリレー６８を介して供給され動力システム３０全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）５０とを備える。

エンジン３２は、燃料タンク３６に貯留されたガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料をフューエルポンプ３８の駆動により供給され動力を出力可能な内燃機関であり、エンジンＥＣＵ３４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ３４は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートなどを備える。エンジンＥＣＵ３４には、燃料タンク３６に取り付けられ燃料の液面に連動して上下するフロートにより燃料タンク３６内の燃料のレベルを検出する燃料レベルセンサ３７からの燃料レベルＱｌやエンジン３２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。また、エンジンＥＣＵ３４からは、フューエルポンプ３８への駆動信号やエンジン３４を駆動するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ３４は、ＨＶＥＣＵ５０と通信しており、ＨＶＥＣＵ５０からの制御信号によりエンジン３２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン３２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ５０に出力する。

ＨＶＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートなどを備える。ＨＶＥＣＵ５０には、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの信号やインバータ４１，４２からモータＭＧ１，ＭＧ２への電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの相電流，高圧バッテリ４４の出力端子近傍に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，高圧バッテリ４４に取り付けられた図示しない温度センサからのバッテリ温度，シフトレバー７１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ７２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル７３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ７４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル７５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ７６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ７８からの車速Ｖ，車両の前後方向の路面勾配を検出する勾配センサ７９からの路面勾配θなどが入力ポートを介して入力されている。また、ＨＶＥＣＵ５０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号やシステムメインリレー４６のオンオフを制御するための制御信号，ＤＣ／ＤＣコンバータ６６への制御信号などが出力されている。ＨＶＥＣＵ５０は、前述したように、エンジンＥＣＵ３４と通信ポートを介して接続されており、各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。また、ＨＶＥＣＵ５０は、電源ＥＣＵ６２とも通信ポートを介して接続されており、電源ＥＣＵ６２からイグニッション信号（ＩＧ信号）やスタート信号（ＳＴ信号）などを入力すると共に電源ＥＣＵ６２に動力システム３０の起動状態を示すレディ信号（ＲＤＹ信号）などを出力する。

電源ＥＣＵ６２は、低圧バッテリ６４から供給される低圧電力により作動する図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭや一時的にデータを記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートなどを備える。電源ＥＣＵ６２には、運転席前面のパネルに取り付けられたパワースイッチ７０からのプッシュ信号やブレーキペダルポジションセンサ７６からのブレーキペダルポジションＢＰなどが入力ポートを介して入力されており、電源ＥＣＵ６２からは、ＡＣリレー６８のオンオフを制御するための制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、電源ＥＣＵ６２は、パワースイッチ７０が押されてプッシュ信号を入力する毎に、ＡＣリレー６８をオンにして低圧バッテリ６４を各種ＥＣＵや図示しない補機などの低電圧系の装置に接続するアクセサリーオン（ＡＣＣＯＮ），システムメインリレー４６をオンにして高圧バッテリ４４を動力システム３０を含む高電圧系の装置に接続するイグニッションオン（ＩＧＯＮ），ＡＣリレー６８やシステムメインリレー４６の接続を解除してシステムを停止状態とするイグニッションオフ（ＩＧＯＦＦ）の各状態がこの順に繰り返すよう制御する。このうち、イグニッションオンとイグニッションオフについてはイグニッション信号（ＩＧ信号）として動力システム３０のＨＶＥＣＵ５０に通信ポートを介して出力する。さらに、電源ＥＣＵ６２は、ブレーキオンの状態でパワースイッチ７０が押されプッシュ信号を入力すると、イグニッション信号（ＩＧ信号）とスタート信号（ＳＴ信号）をＨＶＥＣＵ５０に出力することにより動力システム３０の起動を指示し、システム起動の指示を受けたＨＶＥＣＵ５０から、動力システム３０が起動されたときにはオン信号としてのレディ信号（ＲＤＹ信号）を入力すると共に動力システム３０が装置の異常などにより起動不能な状態のときにはオフ信号としてのレディ信号（ＲＤＹ信号）とイグニッションオフ（ＩＧＯＦＦ）する要求を入力する。なお、ＨＶＥＣＵ５０からイグニッションオフ（ＩＧＯＦＦ）する要求を入力すると、電源ＥＣＵ６２は、次にパワースイッチ７０が押されたときにＡＣリレー６８の接続を解除するなど車両全体をシステムダウンする。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、ＨＶＥＣＵ５０によって、運転者によるアクセルペダル７３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸２２に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸２２に出力されるよう且つエンジン３２が効率よく運転されるようにエンジン３２の目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）を計算すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令を計算し、エンジン３２の目標運転ポイントについてはエンジンＥＣＵ３４に出力してエンジンＥＣＵ３４にエンジン３２を運転制御させ、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令についてはこのトルク指令に対応するトルクがモータＭＧ１，ＭＧ２から出力されるようインバータ４１，４２にスイッチング制御信号を出力してモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。エンジン３２の運転制御およびモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン３２から出力されるようにエンジン３２を運転制御すると共にエンジン３２から出力される動力のすべてが遊星歯車機構３５とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸２２に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力と高圧バッテリ４４の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン３２から出力されるようにエンジン３２を運転制御すると共に高圧バッテリ４４の充放電を伴ってエンジン３２から出力される動力の全部またはその一部が遊星歯車機構３５とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸２２に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン３２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸２２に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。

次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特にシステム起動の際の動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ５０により実行されるシステム起動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、電源ＥＣＵ６２からイグニッション信号（ＩＧ信号）とスタート信号（ＳＴ信号）が入力されたときに実行される。

システム起動時制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ５０のＣＰＵは、まず、エンジン３２やモータＭＧ１，ＭＧ２，インバータ４１，４２などの動力システム３０の各装置が正常に運転可能な状態にあるか否かを確認することにより動力システム３０が起動可能な状態にあるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１００）。動力システム３０が起動可能な状態にないときには、システム起動を禁止して（ステップＳ１８０）、システム起動時制御ルーチンを終了する。システム起動が禁止されると、ＨＶＥＣＵ５０から電源ＥＣＵ６２にイグニッションオフ（ＩＧＯＦＦ）する要求が出力され、車両全体がシステムダウンされることになる。

動力システム３０が起動可能な状態にあるときには、燃料タンク３６内の燃料残量Ｑｆを入力する（ステップＳ１１０）。ここで、燃料残量Ｑｆは、燃料レベルセンサ３７からの燃料レベルＱｌなどに基づいてエンジンＥＣＵ３４により常時演算されているものを通信により入力するものとした。以下、図２のシステム起動時制御ルーチンの説明を一旦中断し、図３に例示する燃料残量演算処理について説明する。

図３の燃料残量演算ルーチンでは、まず、燃料レベルセンサ３７からの燃料レベルＱｌや路面勾配θ，このルーチンの実行間隔（例えば数十ｍｓｅｃなど）毎の燃料消費量としての単位燃料消費量Ｑｆｔなどを入力する（ステップＳ２００）。ここで、路面勾配θは、勾配センサ７９により検出されたものをＨＶＥＣＵ５０から通信により入力するものとした。また、単位燃料消費量Ｑｆｔは、実施例では、エンジン３２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊と燃料噴射量との関係を予め定めてマップとしてＲＯＭに記憶しておき、ＨＶＥＣＵ５０により実行される図示しない駆動制御ルーチンにより設定された目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを入力してマップから導出される燃料噴射量を積算したものを入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力した燃料レベルＱｌが値０より大きいか否かを判定し（ステップＳ２１０）、燃料レベルＱｌが値０より大きいときには、燃料レベルＱｌと路面勾配θとに基づいて燃料タンク３６内の燃料残量Ｑｆを導出して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。ここで、燃料残量Ｑｆは、実施例では、燃料レベルＱｌと路面勾配θと燃料残量Ｑｆとの関係を予め実験等により求めて燃料残量導出用マップとしてＲＯＭに記憶しておき、燃料レベルＱｌと路面勾配θとが与えられると記憶したマップから対応する燃料残量Ｑｆを導出するものとした。こうして路面勾配θに基づいて燃料残量Ｑｆを導出するのは、図４に例示するように、車両が走行している路面の路面勾配θによっては燃料タンク３６が傾いて燃料レベルセンサ３７による検出値が実際とは異なる場合があるためである。

ステップＳ２１０で燃料レベルＱｌが値０のときには、前回このルーチンを実行したときに入力した燃料レベルＱｌが値０より大きいか否かを判定し（ステップＳ２３０）、前回入力した燃料レベルＱｌが値０より大きいときには、路面勾配θが閾値θｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ２４０）。ここで、閾値θｒｅｆは、値０より大きな燃料レベルＱｌが値０になった、即ち、燃料が検出されなくなったのが、エンジン３２の燃料消費によりガス欠状態に至ったことを理由とするのか否かを判断するためのものであり、実施例では、燃料タンク３６内にガス欠状態ではないと判断される値０より若干大きな所定残量Ｑｒｅｆの燃料が貯留された状態で燃料タンク３６の傾きを徐々に大きくしたときに燃料レベルセンサ３７からの燃料レベルＱｌが値０になるときの路面勾配θとして予め実験等により求めたものを用いるものとした。図５に、燃料タンク３６内の所定残量Ｑｒｅｆの燃料と閾値θｒｅｆとの関係の一例を示す。

路面勾配θが閾値θｒｅｆ未満と判定されたときには、燃料が検出されなくなったのがエンジン３２の燃料消費によりガス欠状態に至ったためであると判断して、燃料残量Ｑｆに値０を設定し（ステップＳ２５０）、路面勾配θが閾値θｒｅｆ以上と判定されたときには、燃料が検出されなくなったのが路面勾配θが大きくなったためであると判断して、値０の燃料レベルＱｌと路面勾配θとに基づいて上述の燃料残量導出用マップを用いて燃料残量Ｑｆを導出し（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２３０で前回入力した燃料レベルＱｌが値０のときには、前回このルーチンにより演算された燃料残量Ｑｆが値０より大きいか否かを判定し（ステップＳ２７０）、前回演算された燃料残量Ｑｆが値０のときには、ガス欠状態を継続していると判断し、燃料残量Ｑｆを変更することなく、本ルーチンを終了する。一方、前回演算された燃料残量Ｑｆが値０より大きいときには、路面勾配θが大きくなったために燃料が検出されなくなってから車両が傾斜地の走行を継続していると判断し、前回演算された燃料残量Ｑｆから単位燃料消費量Ｑｆｔを減ずることにより燃料残量Ｑｆを演算して（ステップＳ２８０）、本ルーチンを終了する。こうして路面勾配θが大きくなったために燃料が検出されなくなったときの燃料残量Ｑｆを路面勾配θに基づいて一旦導出し、その後、路面勾配θが小さくなり燃料が検出されるようになるまで又は燃料残量Ｑｆが値０に至るまで燃料残量Ｑｆを更新することにより、燃料残量Ｑｆをできるだけ正確に演算するのである。なお、モータ運転モードで走行中には、路面勾配θに基づいて一旦導出された燃料残量Ｑｆが更新されることなく保持されることになる。

図２のシステム起動時制御ルーチンに戻る。燃料タンク３６内の燃料残量Ｑｆを入力すると、入力した燃料残量Ｑｆが上述の所定残量Ｑｒｅｆ以上であるか否かを判定し（ステップＳ１２０）、燃料残量Ｑｆが所定残量Ｑｒｅｆ以上のときには、ガス欠状態にはないと判断して、通常のシステム起動を許可し（ステップＳ１３０）、カウンタＣをリセットして（ステップＳ１４０）、システム起動時制御ルーチンを終了する。こうして通常のシステム起動が許可されると、ＨＶＥＣＵ５０は、エンジン３２の冷却水温が閾値未満などの所定の始動条件が成立しているときにはエンジン３２を始動してトルク変換運転モードや充放電運転モードで走行可能にシステム起動し、所定の始動条件が成立していないときにはモータ運転モードで走行可能にシステム起動する。カウンタＣについては次に説明する。

入力した燃料残量Ｑｆが所定残量Ｑｒｅｆ未満のときには、ガス欠状態にあると判断して、カウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ未満であるか否かを判定し（ステップＳ１５０）、カウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ未満のときには、モータ運転モードに限定してシステム起動を許可すると共に（ステップＳ１６０）、カウンタＣをインクリメントし（ステップＳ１７０）、カウンタＣが閾値Ｃｒｅｆ以上のときには、システム起動を禁止して（ステップＳ１８０）、システム起動時制御ルーチンを終了する。ここで、カウンタＣは、ガス欠状態を継続している最中にモータ運転モードに限定してシステム起動された回数をカウントするものとして図示しない不揮発性のメモリに記憶されるものである。閾値Ｃｒｅｆは、モータ走行による高圧バッテリ４４の過放電を防止するためにモータ運転モードでシステム起動するのを制限するためのものであり、例えば値２や値３などを用いることができる。こうしてモータ運転モードに限定してシステム起動が許可されると、モータ運転モードで走行可能にシステム起動が行なわれる。

いま、実際に車両がガス欠状態にあるときを考える。このとき、ガス欠状態におけるモータ走行を無条件に許可すると、高圧バッテリ４４が過放電により損傷してしまう場合が生じ、ガス欠状態におけるモータ走行を無条件に禁止すると、踏切内での停車などの危険な状態を回避する退避走行もできなくなってしまう。このため、ガス欠状態におけるシステム起動を閾値Ｃｒｅｆ未満の回数内では許可すると共に閾値Ｃｒｅｆ以上の回数では禁止するのである。また、複数回のエンジン始動の失敗をもってガス欠状態を判定すると、高圧バッテリ４４の電力が無駄に消費され、その後のモータ走行も制限されてしまうため、システム起動が指示されたタイミングでガス欠状態を判定するのである。さらに、システム起動のタイミングでガス欠状態をより正確に判定するために、路面勾配θやエンジン３２の運転状態に基づく燃料消費量を考慮して燃料残量Ｑｆを演算するのである。これらにより、ガス欠状態に至ったハイブリッド自動車２０の走行の制限としてのシステム起動をより適正に行なうことができることになる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、燃料レベルセンサ３７からの燃料レベルＱｌと勾配センサ７９からの路面勾配θとに基づいて燃料タンク３６内の燃料残量Ｑｆを演算するから、燃料レベルＱｌが直接示す値を用いるものや路面勾配θを用いることなく演算するものに比して、燃料残量Ｑｆをより正確に取得することができる。また、こうして演算された燃料残量Ｑｆがガス欠状態を示す所定残量Ｑｒｅｆ未満を継続している最中にシステム起動が閾値Ｃｒｅｆ以上の回数行なわれたときにはシステム起動を禁止するから、ガス欠状態に至った自動車の走行の制限としてのシステム起動の禁止をより適正に行なうことができる。また、燃料タンク３６内の燃料残量Ｑｆが所定残量Ｑｒｅｆ未満を継続している最中のシステム起動の回数が閾値Ｃｒｅｆ未満の範囲内ではエンジン３２からの動力による走行が許可されないから、システム起動の許可をより適正に行なうことができる。さらに、燃料が検出されなくなる、即ち、燃料レベルＱｌが値０に移行する時間変化と路面勾配θとに基づいて一旦燃料残量Ｑｆを導出すると共にこの燃料残量Ｑｆをエンジン３２の運転状態を示す目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊）に基づく単位燃料消費量Ｑｆｔを用いて更新するから、燃料タンク３６内の燃料残量Ｑｆをより確実に演算することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ガス欠状態を判断する燃料残量Ｑｆとして所定残量Ｑｒｅｆを用いるものとしたが、値０を用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、燃料タンク３６内の燃料残量Ｑｆを演算するために、燃料レベルＱｌが値０に移行する時間変化と路面勾配θとに基づいて燃料残量Ｑｆを一旦導出すると共にこの燃料残量Ｑｆをエンジン３２の単位燃料消費量Ｑｆｔを用いて更新するものとしたが、エンジン３２の単位燃料消費量Ｑｆｔを用いることなく燃料レベルＱｌが値０になってからのエンジン３２の運転を伴う走行時間や走行距離を用いて燃料残量Ｑｆを補正するものとしてもよいし、燃料レベルＱｌが値０に移行する時間変化と路面勾配θとに基づいて燃料残量Ｑｆを一旦導出することなく、燃料レベルＱｌと路面勾配θとに基づいて燃料残量Ｑｆを演算するものであれば如何なるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、燃料タンク３６内の燃料残量Ｑｆが所定残量Ｑｒｅｆ未満を継続している最中のシステム起動の回数が閾値Ｃｒｅｆ未満の範囲内では、モータ運転モードに限定してシステム起動を許可するものとしたが、通常のシステム起動を許可するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、車両の前後方向の路面勾配を検出する勾配センサ７９からの路面勾配θを用いるものとしたが、車両の左右方向の路面勾配を検出するセンサからの勾配を合わせて用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を駆動軸２２に出力するものとしたが、図４の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力を駆動軸２２が接続された車軸（駆動輪２６ａ，２６ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図６における車輪２８ａ，２８ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン３２の動力を遊星歯車機構３５を介して駆動輪２６ａ，２６ｂに接続された駆動軸２２に出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン３２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪２６ａ，２６ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン３２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。

実施例では、エンジン３２およびモータＭＧ１からの動力とモータＭＧ２からの動力とを駆動軸２２に出力して走行するハイブリッド自動車２０に適用するものとしたが、エンジンからの動力の全てを電力に変換して二次電池を充電する共に二次電池からの動力を用いて走行するいわゆるシリーズハイブリッド自動車に適用するものとしてもよい。

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車のシステム起動時の制御方法の形態としてもよい。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン３２が「内燃機関」に相当し、
モータＭＧ１が「発電機」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、高圧バッテリ４４が「蓄電手段」に相当し、燃料レベルセンサ３７が「燃料水位検出手段」に相当し、
勾配センサ７９が「路面勾配検出手段」に相当し、燃料レベルセンサ３７からの燃料レベルＱｌと勾配センサ７９からの路面勾配θとに基づいて燃料タンク３６内の燃料残量Ｑｆを演算する図３の燃料残量演算処理ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ３４が「燃料残量演算手段」に相当し、燃料残量Ｑｆを所定残量Ｑｒｅｆと比較したりカウンタＣを閾値Ｃｒｅｆと比較してシステム起動を許可又は禁止する図２のシステム起動時制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ５０が「システム起動許可禁止設定手段」に相当し、電源ＥＣＵ６２からシステム起動の指示を受けて通常のシステム起動の許可やモータ運転モードに限定してのシステム起動の許可，システム起動の禁止を行なってトルク変換運転モードや充放電モード，モータ運転モードで走行可能にシステム起動を実行したりシステム起動を実行しないように制御するＨＶＥＣＵ５０が「制御手段」に相当する。また、遊星歯車機構３５が「３軸式動力入出力手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、他の液体燃料を用いるものなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、エンジン３２からの動力の全部またはその一部を遊星歯車機構３５と共にトルク変換して駆動軸２２に伝達する発電可能なモータＭＧ１に限定されるものではなく、エンジンからの動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機やエンジンからの動力の全てを電力に変換して二次電池を充電するものなど、内燃機関からの動力を用いて発電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、駆動軸２２に動力を入出力する発電可能なモータＭＧ２に限定されるものではなく、同期発電電動機や誘導電動機などのタイプに拘わらず、走行用の動力を入出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「蓄電手段」としては、高圧バッテリ４４に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機および電動機と電力のやり取りが可能であれば如何なるものとしても構わない。「燃料水位検出手段」としては、燃料レベルセンサ３７に限定されるものではなく、内燃機関に供給する燃料を貯留する燃料タンクに取り付けられて燃料タンク内の燃料の水位を検出するものであれば、如何なるものとしても構わない。「路面勾配検出手段」としては、車両の前後方向の路面勾配を検出する勾配センサ７９に限定されるものではなく、車両の左右方向の路面勾配を検出するセンサとの組み合わせなど、路面勾配を検出するものであれば、如何なるものとしても構わない。「燃料残量演算手段」としては、図３の燃料残量演算処理ルーチンを実行するエンジンＥＣＵ３４に限定されるものではなく、複数の電子制御ユニットにより構成されるものなど、燃料水位検出手段により検出された燃料の水位と路面勾配検出手段により検出された路面勾配とに基づいて燃料タンク内の燃料残量を演算するものであれば、如何なるものとしても構わない。「システム起動許可禁止設定手段」としては、図２のシステム起動時制御ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ５０に限定されるものではなく、複数の電子制御ユニットにより構成されるものなど、システム起動が指示されたときにはシステム起動許可禁止設定手段による設定結果に基づいて内燃機関，発電機，電動機が駆動可能にシステム起動するものであれば、如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、トルク変換運転モードや充放電モード，モータ運転モードで走行可能にシステム起動を行なったりシステム起動を行なわないように制御するＨＶＥＣＵ５０に限定されるものではなく、複数の電子制御ユニットにより構成されるものなど、システム起動が指示されたときにはシステム起動許可禁止設定手段による設定結果に基づいて内燃機関，発電機，電動機が駆動可能にシステム起動するものであれば、如何なるものとしても構わない。また、「３軸式動力入出力手段」としては、上述の遊星歯車機構３５に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構や複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるもの，デファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる差動作用を有するものなど、車軸に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、自動車の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のＨＶＥＣＵ５０により実行されるシステム起動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 実施例のエンジンＥＣＵ３４により実行される燃料残量演算ルーチンの一例を示すフローチャートである。 路面勾配θにより燃料タンク３６が傾く様子を説明する説明図である。 燃料タンク３６内の所定残量Ｑｒｅｆの燃料と閾値θｒｅｆとの関係の一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ 駆動軸、２４ デファレンシャルギヤ、２６ａ，２６ｂ 駆動輪、２８ａ，２８ｂ 車輪、３０ 動力システム、３２ エンジン、３３ クランクシャフト、３４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、３５ 遊星歯車機構、３６ 燃料タンク、３７ 燃料レベルセンサ、３８ フューエルポンプ、４１，４２ インバータ、４４ 高圧バッテリ、４６ システムメインリレー、５０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、６２ 電源用電子制御ユニット（電源ＥＣＵ）、６４ 低圧バッテリ、６６ ＤＣ／ＤＣコンバータ、６８ ＡＣリレー、７０ パワースイッチ、７１ シフトレバー、７２ シフトポジションセンサ、７３ アクセルペダル、７４ アクセルペダルポジションセンサ、７５ ブレーキペダル、７６ ブレーキペダルポジションセンサ、７８ 車速センサ、７９ 勾配センサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ ２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (6)

1. 内燃機関と、
   該内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、
   走行用の動力を入出力可能な電動機と、
   前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、
   前記内燃機関に供給する燃料を貯留する燃料タンクに取り付けられて該燃料タンク内の燃料の水位を検出する燃料水位検出手段と、
   路面勾配を検出する路面勾配検出手段と、
   前記燃料水位検出手段により検出された燃料の水位と前記路面勾配検出手段により検出された路面勾配とに基づいて前記燃料タンク内の燃料残量を演算する燃料残量演算手段と、
   前記演算された燃料残量が所定残量以上のとき及び前記演算された燃料残量が前記所定残量未満を継続している最中にシステム起動が行なわれた回数が所定回数未満のときにはシステム起動の許可を設定し、前記演算された燃料残量が前記所定残量未満を継続している最中にシステム起動が行なわれた回数が前記所定回数以上のときにはシステム起動の禁止を設定するシステム起動許可禁止設定手段と、
   システム起動が指示されたときには前記システム起動許可禁止設定手段による設定結果に基づいて前記内燃機関，前記発電機，前記電動機が駆動可能にシステム起動する制御手段と、
   を備える自動車。
2. 前記制御手段は、前記演算された燃料残量が前記所定残量未満を継続している最中にシステム起動が行なわれた回数が前記所定回数未満のときのシステム起動に対しては前記電動機からの動力だけによる走行だけを許可してシステム起動する手段である請求項１記載の自動車。
3. 前記燃料残量演算手段は、前記燃料水位検出手段により検出される燃料の水位の時間変化と前記路面勾配検出手段により検出される路面勾配とに基づいて前記燃料タンク内の燃料残量を演算する手段である請求項１または２記載の自動車。
4. 前記燃料残量演算手段は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記燃料タンク内の燃料残量を演算する手段である請求項３記載の自動車。
5. 車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段を備える請求項１ないし４いずれか記載の自動車。
6. 内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記内燃機関に供給する燃料を貯留する燃料タンクに取り付けられて該燃料タンク内の燃料の水位を検出する燃料水位検出手段と、を備える自動車のシステム起動時の制御方法であって、
   前記燃料水位検出手段により検出された燃料の水位と路面勾配とに基づいて前記燃料タンク内の燃料残量を演算し、前記演算した燃料残量が所定残量以上のとき及び前記演算した燃料残量が前記所定残量未満を継続している最中にシステム起動が行なわれた回数が所定回数未満のときにはシステム起動を許可し、前記演算した燃料残量が前記所定残量未満を継続している最中にシステム起動が行なわれた回数が前記所定回数以上のときにはシステム起動を禁止する、
   ことを特徴とする自動車の制御方法。

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