JP2015168322A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの始動遅延制御を実行可能なハイブリッド車両において、ドライバビリティの悪化を抑制する。
【解決手段】車両１は、エンジン１００と、バッテリ１５０と、バッテリ１５０の電力を用いて車両１の駆動力を発生させる第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０と、エンジン１００ならびに第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０を制御するＥＣＵ３００とを備える。ＥＣＵ３００は、車両１に要求される要求駆動力が所定の始動しきい値Ｐｒを上回った場合であっても、所定の条件が成立するまでエンジン１００の始動を遅延させる始動遅延制御を実行可能である。ＥＣＵ３００は、車両１の車速Ｖが規定値ＶＳを下回る場合には、車速Ｖが規定値ＶＳを上回る場合よりも、始動遅延制御の実行を制限する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関し、より特定的には、ハイブリッド車両におけるエンジンの始動制御に関する。

ハイブリッド車両には、モータジェネレータから出力されるトルクのみで車両への要求駆動力を満たすことができる場合には、エンジンを停止状態にして、モータジェネレータのみを用いて走行することが可能なものがある。このようなハイブリッド車両においては、モータジェネレータからのトルクのみでは要求駆動力を満たすことができない場合に、エンジンが始動される。

エンジン停止状態での走行中に、ユーザには加速の意図がないにも拘らずアクセルペダルを一時的に踏み込み過ぎて、エンジンが始動される場合がある。燃費の悪化を防止するために、このような不必要なエンジンの始動を抑制する技術が提案されている。

たとえば国際公開第２０１１／９７８１８９号（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、エンジン始動要求度合いの積分値が所定のしきい値よりも大きい場合に、エンジンの始動要求があると判定する。積分値を用いることにより、アクセル開度の増加が持続的なものである場合にのみ、エンジンの始動要求があると判定することができる。

国際公開第２０１１／０７８１８９号

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は、積分値がしきい値に達するまでの間、エンジンの始動が遅延される。このようにエンジンの始動を遅延させる制御を本明細書では始動遅延制御とも称する。

始動遅延制御を実行可能なハイブリッド車両において、エンジンの始動が遅延されている期間には、車両から出力されるトルク（実駆動力）はモータジェネレータからのトルクによるものに制限される。その一方で、この遅延期間においてもユーザ操作により要求駆動力が増加される場合がある。このような場合には、要求駆動力に対する実駆動力の乖離量が大きくなり得る。それにより、遅延期間経過後にエンジンが始動された際に、実駆動力が要求駆動力に一致するようにエンジンから比較的大きなトルクが出力されて、実駆動力が不連続に増加し得る。その結果、車両の加速が滑らかに行なわれず、ドライバビリティ（運転性）が悪化する可能性がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、エンジンの始動遅延制御を実行可能なハイブリッド車両において、ドライバビリティの悪化を抑制することである。

本発明のある局面に従うハイブリッド車両は、内燃機関と、蓄電装置と、蓄電装置の電力を用いて駆動力を発生させる回転電機と、内燃機関および回転電機を制御する制御装置とを備える。制御装置は、ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が停止状態の内燃機関を始動させるためのしきい値を上回った場合に、所定の条件が成立するまで内燃機関の始動を遅延させる始動遅延制御を実行可能である。制御装置は、車速が所定の規定値を下回る場合には、車速が上記規定値を上回る場合よりも、始動遅延制御の実行を制限する。

典型的なトルク―車速特性において、回転電機が出力可能な最大トルクは、車速が規定値を下回る車速域では車速に拘らず一定である。そのため、この車速域では内燃機関が始動されない限り回転電機の最大トルクを超える実駆動力は出力できない。一方で、内燃機関の始動が遅延されている期間に要求駆動力が増加する場合がある。このような場合には、内燃機関が始動された際に、実駆動力が要求駆動力に一致するように内燃機関から比較的大きなトルクが出力されて、実駆動力が不連続に増加する場合がある。その結果、車両の加速が滑らかに行なわれず、ドライバビリティが悪化する可能性がある。

上記構成によれば、車速が規定値を下回る車速域では、車速が上記規定値を上回る車速域よりも、始動遅延制御の実行が制限される。より具体的には、たとえば始動遅延制御の実行が禁止されたり、遅延期間が短くされたりする。これにより、要求駆動力に対する実駆動力の乖離量が大きくなることを防止できるので、遅延期間経過後に内燃機関を始動させた際の実駆動力の変動を小さくすることができる。したがって、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。

好ましくは、回転電機は、内燃機関の出力を用いて発電して、蓄電装置に蓄電可能に構成される。制御装置は、蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）を消費するＣＤ（Charge Depleting）モードと、上記ＳＯＣを所定の範囲に維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードとを切替可能である。制御装置は、ＣＳモード時には、ＣＤモード時よりも始動遅延制御の実行を制限する。

ＣＳモードにおいては、ＳＯＣを維持するために内燃機関が始動されるので、内燃機関が始動される機会が多い。そのため、内燃機関を始動させた際のドライバビリティの悪化が生じ易い。上記構成によれば、ＣＳモード時には、ＣＤモード時よりも始動遅延制御の実行が制限されるので、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。一方、ＣＤモードにおいてはＥＶ走行が優先されるので、内燃機関を始動させない方が好ましい。上記構成によれば、ＣＤモード時には、ＣＳモード時よりも始動遅延制御の実行が制限されにくい、すなわち始動遅延制御が実行され易いので、不必要な内燃機関の始動を抑制することができる。

好ましくは、制御装置は、所定のパラメータの積算値が所定値を上回った場合に、所定の条件が成立したと判定する。

上記構成によれば、たとえば、上記しきい値に対する要求駆動力の超過分の積算値が所定値を上回った場合に、所定の条件が成立したと判定して、内燃機関が始動される。あるいは、要求駆動力が上記しきい値を上回ってからの経過時間が所定値を上回った場合に、内燃機関が始動される。これにより、要求駆動力が上記しきい値を上回った状態が持続的な場合にのみ内燃機関の始動要求があると判定されるので、不必要な内燃機関の始動を抑制することができる。

好ましくは、上記規定値は、蓄電装置から出力可能な電力の上限値に基づいて定められる。

回転電機が要求駆動力に応じたトルクを出力するためには、蓄電装置から回転電機に十分な電力が供給されることが必須である。回転電機の必要とする電力が蓄電装置から出力可能な電力の上限値を上回ると、回転電機は十分な電力を受けることができないので、回転電機から出力可能な最大トルクが制限される。上記構成によれば、蓄電装置が出力可能な電力の上限値に基づいて、始動遅延制御を制限する車速域を定めることができる。したがって、始動遅延制御の実行を制限するか否かをより適切に判定することができる。

本発明によれば、エンジンの始動遅延制御を実行可能なハイブリッド車両において、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係る車両の構成を概略的に示すブロック図である。 エンジンの始動遅延制御を説明するための図である。 トルク―車速特性の一例を示す図である。 本発明の実施の形態１における始動遅延制御を示すフローチャートである。 トルク―車速特性の他の一例を示す図である。 ＣＤモードおよびＣＳモードを説明するための図である。 本発明の実施の形態２における始動遅延制御を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る車両の構成を概略的に示すブロック図である。図１を参照して、車両１はハイブリッド車両である。車両１は、エンジン１００と、バッテリ１５０と、トランスミッション２００と、ＰＣＵ（Power Control Unit）２５０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００と、駆動輪３５０とを備える。トランスミッション２００は、第１ＭＧ（Motor Generator）１０と、第２ＭＧ２０と、動力分割機構３０と、駆動軸４０と、減速機５０とを含む。

エンジン１００は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１００は、ＥＣＵ３００からの制御信号Ｓ１に応じて、車両１が走行するための駆動力を出力する。

第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０の各々は、たとえば永久磁石がロータ（いずれも図示せず）に埋設された三相交流回転電機である。第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０は、いずれもＰＣＵ２５０によって駆動される。

第１ＭＧ１０は、動力分割機構３０を介してエンジン１００のクランク軸（図示せず）に連結される。第１ＭＧ１０は、バッテリ１５０の電力を用いてエンジン１００のクランク軸を回転させる。また、第１ＭＧ１０は、エンジン１００の動力を用いて発電することも可能である。第１ＭＧ１０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２５０により直流電力に変換されてバッテリ１５０に充電される。また、第１ＭＧ１０によって発電された交流電力は、第２ＭＧ２０に供給される場合もある。

第２ＭＧ２０は、バッテリ１５０からの電力および第１ＭＧ１０により発電された電力のうちの少なくとも一方を用いて駆動軸４０を回転させる。また、第２ＭＧ２０は、回生制動によって発電することも可能である。第２ＭＧ２０によって発電された交流電力は、ＰＣＵ２５０により直流電力に変換されてバッテリ１５０に充電される。

第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０には、第１レゾルバ１２および第２レゾルバ２２がそれぞれ設けられる。第１レゾルバ１２は、第１ＭＧ１０の回転速度Ｎｍ１を検出する。第２レゾルバ２２は、第２ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ２を検出する。各レゾルバは、検出結果をＥＣＵ３００に出力する。

動力分割機構３０は、エンジン１００のクランク軸、第１ＭＧ１０の回転軸（図示せず）、および駆動軸４０の三要素を機械的に連結する動力伝達装置である。動力分割機構３０は、上記三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間での動力の伝達を可能とする。

より具体的に説明すると、動力分割機構３０は、たとえばサンギヤ３２と、ピニオンギヤ３４と、キャリア３６と、リングギヤ３８とを含む遊星歯車機構である。サンギヤ３２は、第１ＭＧ１０の回転軸に連結される。ピニオンギヤ３４は、サンギヤ３２およびリングギヤ３８の各々と噛み合う。キャリア３６は、ピニオンギヤ３４を自転可能に支持するとともに、エンジン１００のクランク軸に連結される。リングギヤ３８は、駆動軸４０を介して第２ＭＧ２０の回転軸（図示せず）および減速機５０に連結される。

駆動軸４０は、減速機５０を介して駆動輪３５０に連結される。減速機５０は、動力分割機構３０または第２ＭＧ２０からの動力を駆動輪３５０に伝達する。また、駆動輪３５０が受けた路面からの反力は、減速機５０および動力分割機構３０を介して第２ＭＧ２０に伝達される。これにより、第２ＭＧ２０は回生制動時に発電する。

ＰＣＵ２５０は、バッテリ１５０に蓄えられた直流電力を交流電力に変換して、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０に供給する。また、ＰＣＵ２５０は、第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０で発電された交流電力を直流電力に変換して、バッテリ１５０に供給する。ＰＣＵ２５０は、ＥＣＵ３００からの制御信号Ｓ２に応じて制御される。

バッテリ１５０は再充電可能な蓄電装置である。バッテリ１５０としては、たとえばニッケル水素電池もしくはリチウムイオン電池などの二次電池、または電気二重層キャパシタなどのキャパシタを採用することができる。

バッテリ１５０には電池センサ１５２が設けられる。電池センサ１５２は、電流センサ、電圧センサおよび温度センサ（いずれも図示せず）を包括的に標記したものである。電圧センサは、バッテリ１５０の電圧ＶＢを検出する。電流センサは、バッテリ１５０に入出力される電流ＩＢを検出する。温度センサは、バッテリ１５０の温度ＴＢを検出する。各センサは、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、バッテリ１５０の電圧ＶＢ、電流ＩＢおよび温度ＴＢに基づいて、バッテリ１５０の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を推定する。

アクセルペダル１６０にはペダルストロークセンサ１６２が設けられる。ペダルストロークセンサ１６２は、アクセルペダル１６０のストローク量（踏み込み量）ＡＰを検出して、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。

駆動輪３５０のハブまたはナックル（図示せず）には車輪速センサ３５２が設けられる。車輪速センサ３５２は、駆動輪３５０の回転速度Ｎｗを検出して、その検出結果をＥＣＵ３００に出力する。ＥＣＵ３００は、駆動輪３５０の回転速度Ｎｗに基づいて車両１の車速Ｖを算出する。

ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、バッファ（いずれも図示せず）とを含む。ＥＣＵ３００は、各センサから送られる信号、ならびにメモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の状態となるように機器類を制御する。

第２ＭＧ２０が出力可能なトルクには上限値（最大トルク）が存在する。また、バッテリ１５０には、バッテリ１５０から放電可能な電力の上限値を示す放電電力上限値Ｗｏｕｔが設定されている。ＥＣＵ３００は、後述する走行モード、最大トルクおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔに基づいて、エンジン１００の始動判定を行なう。

具体的には、ＥＣＵ３００は、アクセルペダル１６０のストローク量ＡＰおよび車速Ｖに基づいて、車両１に要求されるトルク（要求駆動力）を算出する。そして、ＥＣＵ３００は、第２ＭＧ２０から出力可能な最大トルクよりも要求駆動力が大きいか否かを判定する。以下、第２ＭＧ２０から出力可能な最大トルクよりも要求駆動力が大きいことを「トルク要件が成立する」とも称する。

さらに、ＥＣＵ３００は、アクセルペダル１６０のストローク量ＡＰおよび車速Ｖに基づいて、車両要求パワーを算出する。また、ＥＣＵ３００は、放電電力上限値Ｗｏｕｔに基づいて、第２ＭＧ２０から出力可能な最大パワーを算出する。そして、ＥＣＵ３００は、最大パワーよりも車両要求パワーが大きいか否かを判定する。以下、第２ＭＧ２０から出力可能な最大パワーよりも車両要求パワーが大きいことを「パワー要件が成立する」とも称する。

ＥＣＵ３００は、トルク要件およびパワー要件のいずれかが成立すると、エンジン１００を始動させる必要があると判定する。ただし、ＥＣＵ３００は、エンジン１００の始動遅延制御を実行する場合には、エンジン１００を始動させる必要があると判定したときであっても、所定の条件が成立するまではエンジン１００の始動を遅延させる。一方、ＥＣＵ３００は、トルク要件およびパワー要件がいずれも成立してないときには、エンジン１００を停止させる。

図２は、エンジン１００の始動遅延制御を説明するための図である。図２を参照して、横軸は時間軸を表わし、縦軸は要求駆動力を表わす。なお、縦軸が車両要求パワーの場合についても要求駆動力の場合と同様であるため、以下では要求駆動力の場合について代表的に説明する。

時刻ｔ１において要求駆動力がエンジン１００の始動しきい値Ｐｒを上回ると、始動しきい値Ｐｒに対する要求駆動力の超過分の積算が開始される。この積算値に相当する領域を図中斜線で示す。積算値が所定の判定値に達する前に要求駆動力が始動しきい値Ｐｒを下回った場合には、エンジン１００は始動されない（時刻ｔ２参照）。

時刻ｔ３において、要求駆動力が再び始動しきい値Ｐｒを上回る。そして、時刻ｔ４において積算値が判定値に達すると、エンジン１００が始動される。その後、時刻ｔ５において要求駆動力が始動しきい値Ｐｒを下回ると、エンジン１００は停止される。

さらに、本実施の形態では、要求駆動力が始動しきい値Ｐｒを上回った状態のまま所定期間が経過した場合にも、エンジン１００が始動される。時刻ｔ６において要求駆動力が始動しきい値Ｐｒを上回った後に、時刻ｔ７において上記の所定期間が経過する。このような場合には、積算値が判定値に達していなくてもエンジン１００が始動される。

図３は、トルク―車速特性の一例を示す図である。図３を参照して、横軸は車速Ｖを表わし、縦軸はプロペラシャフト（図示せず）のトルクを表わす。図３（Ａ）は始動遅延制御が実行されない場合の要求駆動力および車両１が出力するトルク（実駆動力）を示し、図３（Ｂ）は始動遅延制御が実行される場合の要求駆動力および実駆動力を示す。なお、横軸に車速Ｖに代えて駆動輪３５０の回転速度Ｎｗまたは第２ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ２を用いた場合にも、同様の特性を得ることができる。

要求駆動力ＬＤは、要求駆動力と車速Ｖとの関係を示す。実駆動力ＬＡは、実駆動力と車速Ｖとの関係を示す。なお、図３（Ａ）において実駆動力ＬＡは要求駆動力ＬＤと一致している。

トルク要件ＬＴは、第２ＭＧ２０から出力可能な最大トルクと車速Ｖとの関係を示す。この最大トルクは、車速Ｖが所定値以下の場合には一定であるが、車速Ｖが上記所定値よりも大きい場合には、車速Ｖが大きくなるに従って単調に減少する。

パワー要件ＬＰは、第２ＭＧ２０から出力可能な最大パワーのトルクと車速Ｖとの関係を示す。第２ＭＧ２０から出力可能な最大パワーは、トルクと、車速Ｖに対応する第２ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ２との積で表わされるので、トルクと車速Ｖとは反比例の関係を有する。

車速Ｖが規定値ＶＳ未満の低速域では、トルク要件ＬＴの方がパワー要件ＬＰよりも小さいので、トルク要件の方がパワー要件よりも成立し易い。そのため、低速域では、トルク要件が成立するか否かによってエンジン１００の始動判定が行なわれる。車速Ｖが規定値ＶＳ以上かつ規定値ＶＦ未満の中速域では、パワー要件ＬＰの方がトルク要件ＬＴよりも小さいので、パワー要件の方がトルク要件よりも成立し易い。そのため、中速域では、パワー要件が成立するか否かによってエンジン１００の始動判定が行なわれる。車速Ｖが規定値ＶＦ以上の高速域では、トルク要件ＬＴの方がパワー要件ＬＰよりも小さいので、トルク要件の方がパワー要件よりも成立し易い。そのため、高速域では、トルク要件を成立するか否かによってエンジン１００の始動判定が行なわれる。

まず図３（Ａ）を参照して、始動遅延制御が実行されない場合について説明する。低速域のうち車速ＶがＶ１以下の領域では、要求駆動力ＬＤがトルク要件ＬＴ以下であるので、トルク要件は成立していない。そのため、車両１は、エンジン１００を停止させた状態で、第２ＭＧ２０のみで走行することが可能である。

一方、低速域のうち車速ＶがＶ１よりも大きい領域では、要求駆動力ＬＤがトルク要件ＬＴよりも大きいので、トルク要件が成立している。そのため、エンジン１００が始動され、エンジン１００から出力されるトルクによって、要求駆動力に対する第２ＭＧ２０のトルクの不足分が補われる。それにより、実駆動力は要求駆動力ＬＤに沿ってＴ１からＴ２に増加する。このように、図３（Ａ）では始動遅延制御が実行されないので、要求駆動力の増加に応じたタイミングでエンジン１００を始動させ、要求駆動力に一致するように実駆動力を出力することができる。

次に図３（Ｂ）を参照して、始動遅延制御が実行される場合について説明する。低速域のうち車速ＶがＶ１よりも大きい領域では、トルク要件が成立する。図３（Ｂ）では始動遅延制御が実行されるので、エンジン１００が始動されるまで実駆動力はＴ１に維持される。この遅延期間中に要求駆動力がＴ１からＴ２に増加しても、エンジン１００からトルクが出力されないので、実駆動力は増加しない。その結果、実駆動力は要求駆動力から乖離する。

その後、車速ＶがＶ２のときにエンジン１００が始動されると、エンジン１００から出力されるトルクが第２ＭＧ２０から出力されるトルクに加わるので、実駆動力はＴ１からＴ２に増加する（矢印ＡＲ１で示す）。これにより、実駆動力が要求駆動力と再び一致する。

このように、低速域において始動遅延制御を実行する場合には、第２ＭＧ２０から出力可能な最大トルクに要求駆動力が達していたとしても、エンジン１００の始動が遅延されている期間中には実駆動力が増加しない。そのため、この遅延期間中に要求駆動力がさらに増加すると、要求駆動力に対する実駆動力の乖離量が一層大きくなり得る。それにより、遅延期間経過後にエンジン１００が始動される際には、実駆動力が要求駆動力に一致するようにエンジン１００から比較的大きなトルクが出力される場合がある。エンジン１００からのトルクが第２ＭＧ２０からのトルクに加わる結果、実駆動力が不連続に増加して、ドライバビリティが悪化する可能性がある。

そこで、本実施の形態においては、低速域におけるエンジン１００の始動遅延制御の実行が制限される。以下に説明する例では、低速域における始動遅延制御の実行が禁止される。始動遅延制御の実行を制限することにより、要求駆動力に対する実駆動力の乖離量が大きくなることを防止できるので、遅延期間経過後にエンジン１００を始動させた際の実駆動力の変動を小さくすることができる。なお、始動遅延制御の実行が制限されるのが低速域である理由については後に詳細に説明する。

図４は、本発明の実施の形態１における始動遅延制御を示すフローチャートである。このフローチャートは、所定の条件成立時あるいは所定の期間経過毎に実行される。なお、これらのフローチャートの各ステップは、基本的にはＥＣＵ３００によるソフトウェア処理によって実現されるが、ＥＣＵ３００内に作製された電子回路によるハードウェア処理によって実現されてもよい。

ステップＳ１０において、ＥＣＵ３００は、トルク要件およびパワー要件のうちの少なくとも一方が成立しているか否かを判定する。トルク要件およびパワー要件がいずれも成立していない場合（ステップＳ１０においてＮＯ）には、図４に示す一連の処理が終了する。一方、トルク要件およびパワー要件のうちの少なくとも一方が成立している場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）には、処理はステップＳ２０へと進められる。

ステップＳ２０において、ＥＣＵ３００は、車速Ｖが規定値ＶＳよりも大きいか否かを判定する。すなわち、ＥＣＵ３００は、仮にエンジン１００の始動遅延制御を実行した場合に、実駆動力の変動が大きい領域であるか否かを判定する。車速Ｖが規定値ＶＳよりも大きい場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、すなわち図３に示す中速域でのパワー要件または高速域でのトルク要件が成立している場合には、ＥＣＵ３００は、エンジン１００の始動遅延制御の実行を許可する（ステップＳ３０）。その後のステップＳ５０，Ｓ６０，Ｓ７０の処理は、エンジン１００の遅延始動制御に相当する（図中破線の枠で示す）。

ステップＳ５０において、ＥＣＵ３００は、始動しきい値Ｐｒに対する要求駆動力の超過分を積算して積算値を算出する（図２の斜線領域を参照）。具体的には、ＥＣＵ３００は、たとえば当該超過分をサンプリング間隔と乗算し、さらに乗算された値をサンプリング毎に足し合わせていくことによって積算値を算出する。

ステップＳ６０において、ＥＣＵ３００は、ステップＳ３０で算出された積算値が所定の判定値よりも大きいか否かを判定する。積算値が判定値よりも大きい場合（ステップＳ６０においてＹＥＳ、たとえば図２の時刻ｔ４参照）には、ＥＣＵ３００はエンジン１００を始動させる（ステップＳ８０）。一方、積算値が判定値以下の場合（ステップＳ６０においてＮＯ）には、処理はステップＳ７０へと進められる。

ステップＳ７０において、ＥＣＵ３００は、トルク要件およびパワー要件のうちの少なくとも一方が成立した状態が維持されたまま、積算値の算出が開始されてから所定期間が経過したか否かを判定する。上記の所定時間が経過している場合（ステップＳ７０においてＹＥＳ、たとえば図２の時刻ｔ７参照）にも、ＥＣＵ３００はエンジン１００を始動させる（ステップＳ８０）。

このように、中速域でのパワー要件または高速域でのトルク要件が成立している場合には、積算値が判定値に達するまでの間（ステップＳ６０）、または積算値の算出が開始されてから所定期間が経過するまでの間（ステップＳ７０）、エンジン１００の始動が遅延される。

これに対し、ステップＳ２０において車速Ｖが規定値ＶＳ以下の場合（ステップＳ２０においてＮＯ）、すなわち低速域でのトルク要件が成立している場合には、ＥＣＵ３００は、エンジン１００の始動遅延制御の実行を禁止する（ステップＳ４０）。つまり、ＥＣＵ３００は、始動遅延制御（ステップＳ５０，Ｓ６０，Ｓ７０）を行なわずにエンジン１００を始動させる（ステップＳ８０）。エンジン１００の始動後には、図４に示す一連の処理が終了する。

なお、ステップＳ５０において積算値の算出開始から所定期間が経過する前にトルク要件およびパワー要件がいずれも成立しなくなった場合（ステップＳ７０においてＮＯ、たとえば図２の時刻ｔ２参照）には、エンジン１００は始動されずに図４に示す一連の処理が終了する。

以上のように、低速域でのトルク要件が成立する場合には、仮に始動遅延制御を実行した場合にはエンジン１００の始動時の実駆動力の変動が大きくなるので、始動遅延制御は実行されない。つまり、トルク要件が成立するとエンジンがすぐに始動されるので、要求駆動力に対して実駆動力が乖離することが防止される。これにより、エンジン始動時における実駆動力の変動が小さくなるので、ドライバビリティが悪化することを抑制することができる。一方、中速域でのパワー要件が成立する場合または高速域でのトルク要件が成立する場合には、始動遅延制御が実行される。これにより、不必要なエンジンの始動が抑制されるので、燃費の悪化を防止することができる。

続いて、始動遅延制御の実行が制限されるのが低速域である理由について説明する。図５は、トルク―車速特性の他の一例を示す図である。図５を図３と対比すると、図３では低速域においてトルク要件が成立するのに対し、図５では低速域での要求駆動力が小さく中速域においてパワー要件が成立する点において両図は相違する。

図５を参照して、中速域のうち車速ＶがＶ１以下の領域では、トルク要件およびパワー要件はいずれも成立していないので、エンジン１００を始動させる必要はない。車速ＶがＶ１に達するとパワー要件が成立するので、エンジン１００を始動させる必要が生じる。始動遅延制御が実行されると、エンジン１００が始動されるまでは、実駆動力は要求駆動力から乖離して、パワー要件ＬＰに沿ってＴ３からＴ４まで緩やかに減少する。

遅延期間が経過して車速ＶがＶ２のときにエンジン１００が始動されると、エンジン１００の出力を用いて第１ＭＧ１０で発電された電力が第２ＭＧ２０へと供給される。これにより、実駆動力が要求駆動力と再び一致するように制御されるので、車速ＶがＶ３になるまで上昇する（矢印ＡＲ２で示す）。このとき、車両１は、エンジン１００から出力されるトルクの分だけ第２ＭＧ２０から出力されるトルクを減少させて、実駆動力がＴ４に維持されるように制御される。

中速域において、エンジン始動時に実駆動力を一定に維持する制御を実行可能な理由について説明する。中速域においてエンジン１００を始動する必要が生じるのは、上述のように、パワー要件が成立するためである。つまり、エンジン１００の始動時にトルク要件が成立しているわけではない。このことは、要求駆動力に対して第２ＭＧ２０によって出力可能な最大トルクが不足しておらず、第２ＭＧ２０からは最大トルク未満のトルクしか出力されていないことを示している。したがって、エンジン１００から出力されるトルクの分だけ第２ＭＧ２０から出力されるトルクを減少させる制御が可能である。このように、中速域においては、始動遅延制御を実行したとしても、エンジン１００の始動時に実駆動力を一定に維持することが可能であるため、ドライバビリティの悪化には繋がらない。

これに対し、低速域においてエンジン１００を始動させる必要が生じるのは、トルク要件が成立した場合であり、つまり、第２ＭＧ２０から出力されるトルクだけでは要求駆動力を満たすことができない場合である。したがって、低速域において実駆動力を要求駆動力に一致させるためには、第２ＭＧ２０から出力可能な最大トルクにエンジン１００からのトルクを加えて、実駆動力を増加させることが必須となる。このように、低速域においてはエンジン１００の始動時に実駆動力を一定に維持する制御を実行できないので、ドライバビリティの悪化を抑制するためには、始動遅延制御の実行を制限する必要が生じ得る。

なお、本実施の形態においては、低速域において始動遅延制御の実行が禁止される例について説明した。しかし、始動遅延制御の実行の制限は禁止に限定されるものではなく、低速域において始動遅延制御を実行してもよい。この場合において、低速域における遅延期間は、中速域または高速域における遅延期間よりも短いことが望ましい。具体的には、積算値の判定値を小さくしたり、積算値の算出開始からの所定期間を短くしたりすることができる。遅延期間を短くすることにより、要求駆動力に対して実駆動力が乖離しにくくなるので、エンジン始動時における実駆動力の変動を小さくすることができる。その結果として、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。

また、図４のステップＳ３０，Ｓ４０では、始動しきい値Ｐｒに対する要求駆動力の超過分が積算される。このように積分値を用いることにより、たとえばユーザが加速を意図してアクセルペダル１６０を大きく踏み込むと、積算値が早期に増加するので、積算値が判定値に達するのに要する時間が短くなる。その結果、不必要なエンジン１００の始動を抑制しつつも、エンジン１００が早期に始動されるので、ユーザの意図に沿った制御を行なうことができる。

なお、図４のステップＳ１０では、トルク要件およびパワー要件が成立しているか否かが判定される例について説明した。つまり、本実施の形態では、車両要求パワーまたは要求駆動力に応じてエンジン１００が始動する必要があるか否かが判定される。しかし、エンジン１００の始動判定に用いられるパラメータは車両要求パワーまたは要求駆動力に関連するものであればこれらに限定されず、たとえばアクセルペダル１６０のストローク量ＡＰまたは第２ＭＧ２０への要求トルク等であってもよい。

［実施の形態２］
実施の形態２においては、車両の走行モードに応じてエンジンの始動遅延制御が行なわれる例について説明する。なお、実施の形態２に係る車両の構成は、図１に示す車両１の構成と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

ＥＣＵ３００は、ＳＯＣを消費するＣＤ（Charge Depleting）モードと、ＳＯＣを所定の範囲に維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードとを切替可能である。本実施の形態において、ＣＤモードではエンジン１００の始動遅延制御が実行される一方で、ＣＳモードでは始動遅延制御は実行されない。言い換えると、ＥＣＵ３００は、ＣＳモード時にはＣＤモード時よりも始動遅延制御の実行を制限する。

図６は、ＣＤモードおよびＣＳモードを説明するための図である。図６を参照して、横軸は時間軸を表わし、縦軸はバッテリ１５０のＳＯＣを表わす。バッテリ１５０が満充電状態（ＳＯＣ＝ＭＡＸ）となった後、ＣＤモードで走行が開始されるものとする。

ＣＤモードは、基本的にはバッテリ１５０に蓄えられた電力を消費するモードである。ＣＤモードでの走行時には、ＳＯＣを維持するためにはエンジン１００は始動されない。これにより、車両１の減速時等に回収される回生電力またはエンジン１００の始動に伴ない発電される電力により一時的にＳＯＣが増加することはあるものの、結果的に放電の割合の方が充電の割合よりも大きくなるので、全体としては走行距離の増加に伴ないＳＯＣが減少する。

ＣＳモードは、ＳＯＣを所定の範囲に維持するモードである。一例として、時刻ｔｃにおいてＳＯＣが所定値Ｓｔｇに低下すると、ＣＳモードが選択されるので、その後のＳＯＣが所定の範囲（図中１点鎖線で示す）に維持される。具体的には、ＳＯＣが低下するとエンジン１００が始動され、ＳＯＣが上昇するとエンジン１００が停止される。すなわち、ＣＳモードでは、ＳＯＣを維持するためにエンジン１００が駆動される。なお、ユーザが操作可能なスイッチ（図示せず）を設けて、ＳＯＣの低下に拘わらずユーザの意思によって走行モードを切替可能としてもよい。

車両１では、要求駆動力がエンジン１００の始動しきい値よりも小さいときは、エンジン１００を停止させたまま第２ＭＧ２０によって走行する（ＥＶ走行）。一方、要求駆動力が始動しきい値を超えると、第２ＭＧ２０のトルクに加えて、または第２ＭＧ２０のトルクに代えてエンジン１００のトルクを用いて車両１が走行する（ＨＶ走行）。エンジン１００の駆動に伴ない第１ＭＧ１０が発電した電力は、第２ＭＧ２０に直接供給されたり、バッテリ１５０に蓄えられたりする。

ＣＤモードにおいても、要求駆動力が始動しきい値Ｐｒを超えればエンジン１００は始動される。一方、ＣＳモードにおいても、ＳＯＣが上昇すればエンジン１００は停止される。すなわち、ＣＤモードは、エンジン１００を常時停止させて走行するＥＶ走行に限定されるものではない。ＣＳモードも、エンジン１００を常時駆動させて走行するＨＶ走行に限定されるものではない。ＣＤモードにおいてもＣＳモードにおいても、ＥＶ走行とＨＶ走行とが可能である。

ＣＤモードにおいては、ＥＶ走行が優先されるので、エンジン１００を始動させる機会は少ない。これに対し、ＣＳモードにおいては、ＣＤモードよりもエンジン１００の始動機会が多いので、始動遅延制御によるドライバビリティの悪化が生じ易い。したがって、実施の形態２によれば、ＣＳモードでは車速Ｖに応じて始動遅延制御の実行が制限される。一方、ＣＤモードでは車速Ｖに拘らず始動遅延制御が実行される。

図７は、本発明の実施の形態２における始動遅延制御を示すフローチャートである。図７を参照して、ステップＳ５において、ＥＣＵ３００は、走行モードがＣＳモードであるか否かを判定する。

走行モードがＣＳモードである場合（ステップＳ５においてＹＥＳ）には、処理はステップＳ１０へと進められる。ステップＳ１０〜Ｓ８０における処理は、図４に示すステップＳ１０〜Ｓ８０の処理とそれぞれ同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

走行モードがＣＤモードである場合（ステップＳ５においてＮＯ）には、処理はステップＳ９０へと進められる。ステップＳ９０において、ＥＣＵ３００は、トルク要件およびパワー要件のうちの少なくとも一方が成立しているか否かを判定する。トルク要件およびパワー要件がいずれも成立していない場合（ステップＳ９０においてＮＯ）には、図７に示す一連の処理が終了する。一方、トルク要件およびパワー要件のうちの少なくとも一方が成立している場合（ステップＳ９０においてＹＥＳ）には、ＥＣＵ３００は、エンジン１００の始動遅延制御の実行を許可する（ステップＳ３０）。その後の処理は、図４に示す一連の処理と同等であるため、詳細な説明は繰り返さない。

このように、ＣＤモードにおいてはＥＶ走行が優先されるので、エンジン１００を始動させない方が好ましい。本実施の形態によれば、ＣＤモードでは車速Ｖに拘らずエンジン１００の始動遅延制御が実行される。これにより、ＣＤモードでは不必要なエンジン１００の始動を抑制することができる。

一方、ＣＳモードにおいては、エンジン１００が始動される機会が多いので、始動遅延制御を実行するとドライバビリティの悪化が生じ易い。そのため、本実施の形態によれば、ＣＳモードでは車速Ｖに応じて始動遅延制御の実行が制限される。言い換えると、ＣＳモード時には、ＣＤモード時よりも始動遅延制御の実行が制限される。これにより、ＣＳモード時には、ドライバビリティの悪化の抑制を優先することができる。

なお、ステップＳ６０において、ＣＳモード時の積算値の判定値は、ＣＤモード時の積算値の判定値よりも小さいことが望ましい。あるいは、ステップＳ７０において、ＣＳモード時の上記の所定期間の長さは、ＣＤモード時の所定期間の長さよりも短いことが好ましい。このようにすると、ＣＳモードにおけるエンジン１００の始動がＣＤモード時よりも早くなるので、ＣＳモードでは、エンジン１００の出力を用いた第１ＭＧ１０での発電を速やかに開始して、バッテリ１５０のＳＯＣを維持することができる。一方、ＣＤモード時には、ＣＳモード時よりも不必要なエンジン１００の始動を抑制することができる。

最後に、図１を再び参照して本実施の形態について総括する。車両１は、エンジン１００と、バッテリ１５０と、バッテリ１５０の電力を用いて車両１の駆動力を発生させる第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０と、エンジン１００ならびに第１ＭＧ１０および第２ＭＧ２０を制御するＥＣＵ３００とを備える。ＥＣＵ３００は、車両１に要求される要求駆動力が所定の始動しきい値Ｐｒを上回った場合であっても、所定の条件が成立するまでエンジン１００の始動を遅延させる始動遅延制御を実行可能である。ＥＣＵ３００は、車両１の車速Ｖが所定の規定値ＶＳを下回る場合には、車速Ｖが規定値ＶＳを上回る場合よりも、始動遅延制御の実行を制限する。

好ましくは、第１ＭＧ１０は、エンジン１００の出力を用いて発電して、バッテリ１５０に蓄電可能に構成される。ＥＣＵ３００は、バッテリ１５０のＳＯＣを消費するＣＤモードと、ＳＯＣを所定の範囲（図４に１点鎖線で示す）に維持するＣＳモードとを切替可能である。ＥＣＵ３００は、ＣＳモード時には、ＣＤモード時よりも始動遅延制御の実行を制限する。

好ましくは、ＥＣＵ３００は、所定のパラメータの積算値（始動しきい値Ｐｒに対する車両要求パワーの超過分、または積算値の算出が開始されてからの期間）が所定値を上回った場合に、上記所定の条件が成立したと判定する。

好ましくは、規定値ＶＳは、バッテリ１５０から出力可能な電力の上限値（放電電力上限値Ｗｏｕｔ）に基づいて定められる。

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、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。

１ 車両、１０ 第１ＭＧ、１２ 第１レゾルバ、２０ 第２ＭＧ、２２ 第２レゾルバ、３０ 動力分割機構、３２ サンギヤ、３４ ピニオンギヤ、３６ キャリア、３８ リングギヤ、４０ 駆動軸、５０ 減速機、１００ エンジン、１５０ バッテリ、１５２ 電池センサ、１６０ アクセルペダル、１６２ ペダルストロークセンサ、２００ トランスミッション、２５０ ＰＣＵ、３００ ＥＣＵ、３５０ 駆動輪、３５２ 車輪速センサ。

Claims (4)

1. ハイブリッド車両であって、
   内燃機関と、
   蓄電装置と、
   前記蓄電装置の電力を用いて駆動力を発生させる回転電機と、
   前記内燃機関および前記回転電機を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記ハイブリッド車両に要求される要求駆動力が停止状態の前記内燃機関を始動させるためのしきい値を上回った場合であっても、所定の条件が成立するまで前記内燃機関の始動を遅延させる始動遅延制御を実行可能であり、前記ハイブリッド車両の車速が所定の規定値を下回る場合には、前記車速が前記規定値を上回る場合よりも、前記始動遅延制御の実行を制限する、ハイブリッド車両。
2. 前記回転電機は、前記内燃機関の出力を用いて発電して、前記蓄電装置に蓄電可能に構成され、
   前記制御装置は、前記蓄電装置のＳＯＣを消費するＣＤ（Charge Depleting）モードと、前記ＳＯＣを所定の範囲に維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードとを切替可能であり、前記ＣＳモード時には、前記ＣＤモード時よりも、前記始動遅延制御の実行を制限する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記制御装置は、所定のパラメータの積算値が所定の判定値を上回った場合に、前記所定の条件が成立したと判定する、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記規定値は、前記蓄電装置から出力可能な電力の上限値に基づいて定められる、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。

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