JP2020019457A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機と車輪との動力伝達の状態に応じて、モーターの出力を利用するモードへの遷移を許可したり禁止したりすることが可能なハイブリッド車両を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両１は、エンジン２と、モータージェネレーター３と、エンジン２の駆動力およびモータージェネレーター３の駆動力を変速して駆動輪６へ伝達する変速機７と、モータージェネレーター３を駆動させる電力を蓄積する高電圧バッテリー１１と、少なくとも高電圧バッテリー１１の残量が閾値未満の場合には、モータージェネレーター３の駆動を禁止する駆動制御部４１と、変速機７と駆動輪６との動力伝達の状態に応じて閾値を設定する閾値設定部４２と、を備えている。【選択図】 図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。

ベルトを介してエンジンへ動力を出力することが可能なモーターを備え、かつエンジンを停止させた状態でモーターの出力のみによって走行可能なハイブリッド車両が知られている。（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１５−２０９１３９号公報

従来のハイブリッド車両は、バッテリーの残量が閾値よりも大きいか否かという条件に基づいてモーターの出力を利用するモードへの遷移を許可したり禁止したりしている。

ところで、ハイブリッド車両では、変速機と車輪との動力伝達の状態に応じてモーターに求められる出力の大小（出力レベル）が異なる。

しかしながら、従来のハイブリッド車両では、モーターの出力を利用するモードへの遷移の条件が、変速機と車輪との動力伝達の状態に係わらず一律の閾値で判断されている。

つまり、従来のハイブリッド車両の判断条件は、変速機と車輪との動力伝達の状態によっては、要求されるトルクをモーターが出力するために要する電池の残量があるにも係わらず、そのようなモードへの遷移を禁止する可能性がある。また、従来のハイブリッド車両の判断条件は、変速機と車輪との動力伝達の状態によっては、要求されるトルクをモーターが出力するために要する電池の残量が不足するにも係わらず、そのようなモードへの遷移を許可する可能性がある。そのため、従来のハイブリッド車両の判断条件は、改善の余地がある。

そこで、本発明は、変速機と車輪との動力伝達の状態に応じて、モーターの出力を利用するモードへの遷移を許可したり禁止したりすることが可能なハイブリッド車両を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため本発明に係るハイブリッド車両は、内燃機関と、電動機と、前記内燃機関の駆動力および前記電動機の駆動力を変速して車輪へ伝達する変速機と、前記電動機を駆動させる電力を蓄積する電池と、少なくとも前記電池の残量が閾値未満の場合には、前記電動機の駆動を禁止する駆動制御部と、前記変速機と前記車輪との動力伝達の状態に応じて前記閾値を設定する閾値設定部と、を備えている。

本発明によれば、変速機と車輪との動力伝達の状態に応じて、モーターの出力を利用するモードへの遷移を許可したり禁止したりすることが可能なハイブリッド車両を提供できる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両のブロック図。 本発明の実施形態に係るハイブリッド車両が実行する閾値変更制御のアルゴリズム（算法）の一例を表現したフローチャート。 本発明の実施形態に係るハイブリッド車両が実行する閾値変更制御の一例を表現したタイミングチャート。

本発明に係るハイブリッド車両の実施形態について図１から図３を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号が付されている。

図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両のブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、複数の動力源、つまり内燃機関２（以下「エンジン２」という。）と、電動発電機３（Motor Generator、ＭＧ、以下「モータージェネレーター３」という。）と、を備えている。ハイブリッド車両１は、運転条件に応じてエンジン２とモータージェネレーター３とを複合的に用いて走行する。ハイブリッド車両１は、例えば、発進時や加速時には、モータージェネレーター３を力行させてエンジン２の駆動力を補助する一方、慣性走行時や制動時には、モータージェネレーター３を回生させて発電を行い、余剰の運動エネルギーを電力に変換する。ハイブリッド車両１は、例えば、普通乗用車、バス、トラックなどを含む。

ハイブリッド車両１は、エンジン２およびモータージェネレーター３を制御することによって、ハイブリッド走行モード（以下、「ＨＶ走行モード」と言う。）およびモーター走行モード（以下、「ＥＶ走行モード」と言う。）を設定して走行することができる。

ＨＶ走行モードは、燃料を供給してエンジン２を駆動させた状態で走行する走行モードである。ＨＶ走行モードには、エンジン２が出力するトルクだけで走行する場合、およびエンジン２が出力するトルクとモータージェネレーター３が出力するトルクとを併用して走行する場合を含んでいる。

ＥＶ走行モードは、いわゆる電気自動車として走行する走行モードである。つまり、ＥＶ走行モードは、エンジン２への燃料供給を停止させた状態で、モータージェネレーター３が出力するトルクによって走行する走行モードである。

ハイブリッド車両１は、一対の駆動輪６と、エンジン２と、エンジン２の駆動を補助することが可能なモータージェネレーター３と、エンジン２の駆動力およびモータージェネレーター３の駆動力を変速して駆動輪６へ伝達する変速機７と、エンジン２と変速機７との間、かつモータージェネレーター３と変速機７との間に設けられて内燃機関２の駆動力およびモータージェネレーター３の駆動力の伝達と遮断とを切り替えるクラッチ８と、変速機７からそれぞれの駆動輪６へ駆動力を振り分けて伝達する差動歯車９と、を備えている。

また、ハイブリッド車両１は、モータージェネレーター３を力行させる電力を蓄え、かつモータージェネレーター３の回生で発電した電力を蓄える高電圧バッテリー１１と、エンジン２、およびモータージェネレーター３の運転制御を行う制御部１２と、を備えている。

エンジン２は、ディーゼルエンジンやガソリンエンジンである。エンジン２は、１つ以上の気筒内で燃料を燃焼させて熱エネルギーを発生させ、この熱エネルギーでクランクシャフト１５を回転駆動させる。つまり、エンジン２の駆動力は、クランクシャフト１５から出力される。

モータージェネレーター３は、クランキングを行う機能も有している。なお、エンジン２の駆動を補助する限りにおいて、ハイブリッド車両１は、モータージェネレーター３に代えて、発電機としての機能のない電動機（Motor、モーター）を備えていても良い。

エンジン２とモータージェネレーター３との間には、動力伝達機構１６が設けられている。動力伝達機構１６は、エンジン２とモータージェネレーター３との間で相互に駆動力を伝える。動力伝達機構１６は、モータージェネレーター３の出力軸１７に設けられる第一プーリー２１と、エンジン２の出力軸であるクランクシャフト１５に設けられる第二プーリー２２と、第一プーリー２１と第二プーリー２２との間に架け渡される無端状のベルト２３と、を備えている。ベルト２３は、エンジン２の駆動を補助するモータージェネレーター３の駆動力（出力トルク、力行トルク）をエンジン２へ伝達することが可能な一方で、ハイブリッド車両１の慣性走行時や制動時には、エンジン２側からモータージェネレーター３へ駆動力を伝えてモータージェネレーター３を回生させることが可能である。

なお、動力伝達機構１６は、２つのプーリー２１、２２、およびベルト２３の代わりに、互いに噛み合わされる複数のギヤを有するギヤボックスなどを用いて動力を伝達しても良い。また、動力伝達機構１６は、エンジン２とモータージェネレーター３との間で駆動力を伝達、または遮断する第二クラッチ（図示省略）を備えていても良い。

クランクシャフト１５の一方の端部には第二プーリー２２が設けられ、クランクシャフト１５の他方の端部にはクラッチ８が設けられている。

モータージェネレーター３は、エンジン２から駆動輪６へ伝達される駆動力の向き、およびモータージェネレーター３から駆動輪６へ伝達される駆動力の向きにおいて、エンジン２より上流側に配置されている。

なお、モータージェネレーター３は、クラッチ８越しに変速機７に接続されているのであれば、エンジン２とクラッチ８との間に設けられていても良い。換言すると、モータージェネレーター３は、エンジン２から駆動輪６へ伝達される駆動力の向き、およびモータージェネレーター３から駆動輪６へ伝達される駆動力の向きにおいて、クラッチ８よりも上流側に配置されているのであれば、エンジン２とクラッチ８との間に設けられていても良い。この場合、エンジン２、モータージェネレーター３、クラッチ８、および変速機７は、この順に直列に接続され、かつエンジン２とモータージェネレーター３との間に追加のクラッチ（第二クラッチ）が設けられていても良い。

変速機７は、エンジン２およびモータージェネレーター３の駆動力をトルクや回転数、回転方向を変えて差動歯車９へ伝達する。変速機７は、例えばオートメイテッドマニュアルトランスミッションである。変速機７は、減速比が異なる複数の歯車の組を備えている。また、変速機７は、エンジン２の駆動力およびモータージェネレーター３の駆動力を駆動輪６へ伝達しない状態、つまり中立（ニュートラル）状態をとることができる。なお、変速機７は、ハイブリッド車両１の慣性走行時や制動時には、駆動輪６側からエンジン２およびモータージェネレーター３へ駆動力を伝達する。

クラッチ８は、エンジン２の出力軸、つまりクランクシャフト１５の一方の端部に接続されている。クラッチ８は、変速機７の自動変速制御に応じて接続されたり切断されたりする。

高電圧バッテリー１１は、例えば電圧４８ボルトのリチウムイオンバッテリーやニッケル水素バッテリーである。高電圧バッテリー１１の負荷側には、モータージェネレーター３の他に、ＤＣ／ＤＣコンバーター２６を介して負荷としての車両電装品２７、低電圧バッテリー２８、およびスターターモーター２９が接続されている。高電圧バッテリー１１の電力は、ＤＣ／ＤＣコンバーター２６で降圧されて、車両電装品２７、低電圧バッテリー２８、およびスターターモーター２９へ供給される。

車両電装品２７は、例えば、電動エアコンディショナーや、電動油圧ポンプである。

低電圧バッテリー２８は、例えば電圧１２ボルトの鉛蓄電池である。

制御部１２は、いわゆるECM（Engine Control Module）である。制御部１２は、信号線３１を介してエンジン２、モータージェネレーター３、高電圧バッテリー１１、低電圧バッテリー２８、スターターモーター２９に接続されている。制御部１２は、モータージェネレーター３の運転を制御するＭＧコントローラー３２を含んでいる。

また、制御部１２は、信号線３１を介してアクセルポジションセンサ３５と、ブレーキポジションセンサ３６とに接続されている。アクセルポジションセンサ３５は、乗員の加速要求が入力される入力部である。アクセルポジションセンサ３５は、加速操作が入力される入力部としてのアクセルペダル３７の操作量、例えば踏み込み量を検知して制御部１２へ出力する。アクセルポジションセンサ３５は、アクセルペダル３７が操作されていない状態、つまり加速操作の未入力状態において、零値の操作量を出力し、アクセルペダル３７が完全に踏み込まれた状態、つまり加速操作の全入力状態において、１００パーセントの操作量を出力する。ブレーキポジションセンサ３６は、制動操作が入力されるブレーキペダル３８の操作量、例えば踏み込み量を検知して制御部１２へ出力する。

制御部１２は、発進時や加速時には、高電圧バッテリー１１からモータージェネレーター３へ電力を供給させ、モータージェネレーター３を力行させてエンジン２の駆動力を補助する。また、制御部１２は、慣性走行時や制動時には、モータージェネレーター３を回生させて発電を行い、余剰の運動エネルギーを電力に変換して高電圧バッテリー１１を充電する。

また、制御部１２は、エンジン２およびモータージェネレーター３を制御して、ＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとを切り替える。

制御部１２は、例えば中央処理装置（Central Processing Unit、ＣＰＵ、図示省略）、中央処理装置で実行（処理）される各種演算プログラム、パラメータなどを記憶する補助記憶装置（例えば、Read Only Memory、ＲＯＭ、図示省略）、プログラムの作業領域が動的に確保される主記憶装置（例えば、Random Access Memory、ＲＡＭ、図示省略）を備えている。

制御部１２で実行されるプログラムとして、アイドルストップ（アイドリングストップ、停車時エンジン停止、no idling、idle reduction、とも呼ばれる。）制御が例示される。アイドルストップ制御は、エンジン２への燃料の供給を停止し、かつモータージェネレーター３を力行以外の状態にして、つまり高電圧バッテリー１１からモータージェネレーター３への電力供給を遮断するか、モータージェネレーター３が回生トルクを出力して高電圧バッテリー１１を充電するか、いずれかの状態にしてエンジン２を停止させる。制御部１２は、駐停車時や、信号待ち時などにアイドルストップ制御を実行する。

また、制御部１２で実行されるプログラムとして、フューエルカット制御が例示される。フューエルカット制御は、エンジン２の回転数がアイドル回転数より大きい所定値以上の場合には、モータージェネレーター３を力行以外の状態にして、つまり高電圧バッテリー１１からモータージェネレーター３への電力供給を遮断するか、モータージェネレーター３が回生トルクを出力して高電圧バッテリー１１を充電するか、いずれかの状態にしてエンジン２への燃料の供給を停止する。ハイブリッド車両１は、エンジン２の回転数が所定値以上の場合には、エンジン２を停止させ、モータージェネレーター３への電力の供給も遮断して慣性走行する。

さらに、制御部１２で実行されるプログラムとして、電動アイドル制御が例示される。電動アイドル制御は、エンジン２への燃料の供給を停止させ、かつエンジン２の回転数がアイドル回転数になるようにモータージェネレーター３の出力トルクを制御する。

なお、電動アイドル、または電動アイドリングとは、エンジン２への燃料の供給を停止させた状態で、高電圧バッテリー１１からモータージェネレーター３へ電力を供給し、モータージェネレーター３を力行させてエンジン２の回転数をアイドリング回転数に維持することをいう。つまり、電動アイドル、または電動アイドリングは、エンジン２に燃料を供給し、気筒内で燃料を燃焼させて熱エネルギーを発生させ、この熱エネルギーでエンジン２の回転数をアイドリング回転数に維持するアイドリング（これを便宜的に「燃料アイドル」または「燃料アイドリング」という。）とは異なる。

つまり、制御部１２は、ハイブリッド車両１の車速がアイドルストップ閾値以下である場合には、アイドルストップ制御を実行し、ハイブリッド車両１の車速がアイドルストップ閾値より大きい場合には、電動アイドル制御の実行条件を満足していることを条件として電動アイドル制御を実行する。

アイドルストップ制御では、エンジン２への燃料の供給を停止させた後、エンジン２の回転数が零値になるまで、エンジン２への燃料の供給を停止させ続ける一方、フューエルカット制御では、エンジン２への燃料の供給を停止させた後、エンジン２の回転数が零値になる以前に、少なくともエンジン２の回転数がアイドル回転数より大きくなるように電動アイドル制御へ移行する場合と、エンジン２への燃料の供給を復帰させる、つまり燃料アイドルへ移行する場合とがある。フューエルカット制御では、エンジン２への吸気量を制御するスロットルバルブ（図示省略）を開けておいて、ポンピングロスを低減させても良い。

そして、制御部１２は、少なくとも高電圧バッテリー１１の残量（充電率、State Of Charge、SOC）が閾値未満の場合には、モータージェネレーター３の駆動を禁止する駆動制御部４１と、変速機７と駆動輪６との動力伝達の状態に応じて閾値を設定する閾値設定部４２と、を備えている。駆動制御部４１、および閾値設定部４２は、制御部１２で実行されるプログラムである。

ここで、「変速機７と駆動輪６との動力伝達の状態」とはクラッチ８が接続されているか否か（切断されているか）を意味している。つまり、閾値設定部４２は、クラッチ８が接続されているか否かによって、閾値の設定値を変更する。この変速機７と駆動輪６との動力伝達の状態に応じて閾値を変更する制御を、以下「閾値変更制御」と呼ぶ。

次に、制御部１２で実行されるプログラムとして、閾値変更制御について詳しく説明する。なお、閾値変更制御は、エンジン２が始動した後に開始される。

図２は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両が実行する閾値変更制御のアルゴリズム（算法）の一例を表現したフローチャートである。

図１および図２に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両１の閾値設定部４２は、変速機７と駆動輪６との動力伝達が行われる接続状態、つまりクラッチ８が接続されている状態では閾値ＴＨに第一閾値ＴＨ１を設定し、変速機７と駆動輪６との動力伝達が行われない非接続状態、つまりクラッチ８が切断されている状態では閾値ＴＨに第一閾値ＴＨ１よりも小さい第二閾値ＴＨ２を設定する。

駆動制御部４１は、変速機７と駆動輪６との動力伝達が接続状態であり、かつ高電圧バッテリー１１の残量が第一閾値ＴＨ１以上の場合には、エンジン２を停止させてモータージェネレーター３の出力で走行する走行モード、つまりＥＶ走行モードへの遷移を許可し、かつエンジン２を停止させてモータージェネレーター３の出力でエンジン２の回転数を所定値に維持する電動アイドリングモードへの遷移を許可する。

また、駆動制御部４１は、変速機７と駆動輪６との動力伝達が接続状態であり、かつ高電圧バッテリー１１の残量が第一閾値ＴＨ１未満の場合には、ＥＶ走行モードへの遷移を禁止する。

さらに、駆動制御部４１は、変速機７と駆動輪６との動力伝達が非接続状態であり、かつ高電圧バッテリー１１の残量が第二閾値ＴＨ２未満の場合には、ＥＶ走行モードへの遷移を禁止し、かつ電動アイドリングモードへの遷移を禁止する。

具体的には、閾値設定部４２は、エンジン２が始動すると、クラッチ８が接続されているか否かを確認する（ステップＳ１）。

閾値設定部４２は、ステップＳ１の確認が肯定された場合、つまりクラッチ８が接続されている場合（ステップＳ１ Ｙｅｓ）には、閾値ＴＨに第一閾値ＴＨ１を設定する（ステップＳ２）。

次いで、駆動制御部４１は、高電圧バッテリー１１の残量と第一閾値ＴＨ１とを比較する（ステップＳ３）。駆動制御部４１は、高電圧バッテリー１１の残量が第一閾値ＴＨ１以上か否かを判断する（ステップＳ３）。

駆動制御部４１は、ステップＳ３の判断が肯定された場合、つまり高電圧バッテリー１１の残量が第一閾値ＴＨ１以上の場合（ステップＳ３ Ｙｅｓ）には、ＥＶ走行モードへ遷移するための条件が満足されているか否かを確認する（ステップＳ４）。

ここで、「ＥＶ走行モードへ遷移するための条件」とは、ステップＳ３で判断される高電圧バッテリー１１の残量条件を除いた条件である。この条件は、制御部１２で確認されるものであって、例えば、高電圧バッテリー１１、モータージェネレーター３、およびエンジン２の温度が所定の範囲内にあることや、高電圧バッテリー１１、およびモータージェネレーター３に異常がないこと、というような条件が含まれている。また、ＥＶ走行モードへ遷移するための条件は、後述の「電動アイドルモードへ遷移するための条件」と同じ条件であっても良い。

駆動制御部４１は、ステップＳ４の確認が肯定された場合、つまりＥＶ走行モードへ遷移するための条件が満足されている場合（ステップＳ４ Ｙｅｓ）には、ＥＶ走行モードへの遷移を許可する（ステップＳ５）。制御部１２は、一旦制御を終え、再び制御を開始する。

また、駆動制御部４１は、ステップＳ３の判断が否定された場合、つまり高電圧バッテリー１１の残量が第一閾値ＴＨ１未満の場合（ステップＳ３ Ｎｏ）には、ＥＶ走行モードへの遷移を禁止する（ステップＳ６）。制御部１２は、一旦制御を終え、再び制御を開始する。

さらに、駆動制御部４１は、ステップＳ４の確認が否定された場合、つまりＥＶ走行モードへ遷移するための条件が満足されていない場合（ステップＳ４ Ｎｏ）にも、ＥＶ走行モードへの遷移を禁止する（ステップＳ６）。制御部１２は、一旦制御を終え、再び制御を開始する。

閾値設定部４２は、ステップＳ１の確認が否定された場合、つまりクラッチ８が切断されている場合（ステップＳ１ Ｎｏ）には、閾値ＴＨに第二閾値ＴＨ２を設定する（ステップＳ７）。

次いで、駆動制御部４１は、高電圧バッテリー１１の残量と第二閾値ＴＨ２とを比較する（ステップＳ８）。駆動制御部４１は、高電圧バッテリー１１の残量が第二閾値ＴＨ２以上か否かを判断する（ステップＳ８）。

駆動制御部４１は、ステップＳ８の判断が肯定された場合、つまり高電圧バッテリー１１の残量が第二閾値ＴＨ２以上の場合（ステップＳ８ Ｙｅｓ）には、電動アイドルモードへ遷移するための条件が満足されているか否かを確認する（ステップＳ９）。

ここで、「電動アイドルモードへ遷移するための条件」とは、ステップＳ９で判断される高電圧バッテリー１１の残量条件を除いた条件である。この条件は、制御部１２で確認されるものであって、例えば次のような７つの条件が含まれている。

第一条件は、モータージェネレーター３の状態が電動アイドルを実施可能な状態か否かである。第一条件は、モータージェネレーター３の温度が闘値以下である場合には、成立する。

第二条件は、高電圧バッテリー１１の状態が電動アイドルを実施可能な状態か否かである。第二条件は、高電圧バッテリー１１の温度が闘値以内であり、かつ高電圧バッテリー１１の出力可能な電力が闘値以上である場合には、成立する。なお、高電圧バッテリー１１の温度が閾値以内という条件は、高電圧バッテリー１１の温度が下限値以上かつ上限値以下であることを示す。この温度に関する条件は、高電圧バッテリー１１の温度が高すぎる場合または低すぎる場合は、いずれもバッテリーを使用することに適していないためである。

第三条件は、エンジン２の状態が電動アイドルを実施可能な状態か否かである。第三条件は、エンジン２の冷却水温が闘値以内であり、エンジン２の回転数が所定値よりさらに大きい第二所定値以下であり、かつ電動アイドルの実施に必要な要求トルクが閾値以下である場合には、成立する。なお、エンジン２の冷却水温が閾値以内という条件は、エンジン２の冷却水温が下限値以上かつ上限値以下であることを示す。この温度に関する条件は、エンジン２の冷却水温が高すぎる場合はエンジン２の保護のため、またエンジン２の冷却水温低すぎる場合はエンジン２の暖機を優先して燃料噴射を行うことが望ましいためである。

第四条件は、電動アイドルの実行を阻害する電動アイドル以外の制御要求の有無である。第四条件は、例えば、横滑り防止装置（Electronic Stability Program、ESP）からトルク要求がある場合には、不成立になる。また、第四条件は、例えば、エアコン（Air Conditioner、AC）からエンジン２の始動要求がある場合には、不成立になる。

第五条件は、エンジン２とモータージェネレーター３との間の動力伝達機構１６の状態が電動アイドルを実施可能な状態か否かである。第五条件は、ベルト２３が正常に機能している場合には、成立し、ベルトスリップやベルト切れなど、ベルト２３に異常がある場合には、不成立になる。

第六条件は、ハイブリッド車両１の車速が電動アイドルを実施可能な状態か否かである。第六条件は、ハイブリッド車両１が始動から現在まで経験した車速の最大値（以下、「経験車速」という。）が予め設定された電動アイドル用の経験車速閾値よりも大きい閾値以上であり、かつハイブリッド車両１の現在の車速が予め設定された電動アイドル用の車速条件閾値以内である場合には、成立する。ここで、電動アイドル用の経験車速閾値は、適合試験や実験等で求められる値であり、例えばアイドルストップの許可条件に用いられるアイドルストップ用の経験車速閾値と同値としてもよい。これにより、経験車速がアイドルストップの条件の１つを満たすと同時に電動アイドルの経験車速の条件も満たすこととなる。また、電動アイドル用の車速条件閾値は、適合試験や実験等で求められる値であり、上限値と下限値とを含む値である。ハイブリッド車両１の現在の車速がこの上限値と下限値との間である場合に、現在の車速の条件を満たしたものとして第六条件の成否に影響する。ここで、上限値は、電動アイドル用の経験車速閾値よりも大きな値であることが望ましい。

第七条件は、ハイブリッド車両１の姿勢が電動アイドルを実施可能な状態か否かである。第七条件は、ハイブリッド車両１が走行中の路面の勾配が閾値以下である場合には、成立する。

ハイブリッド車両１は、これら７つの条件を判断するために必要となる種々の検知器類（図示省略）、例えば車速センサ、エンジン２の回転数センサ、クラッチ８の状態を検知するクラッチセンサ、変速機７の状態を検知するギヤポジションセンサ、モータージェネレーター３の温度センサ、高電圧バッテリー１１の温度センサ、高電圧バッテリー１１の残量を算定するセンサ群、高電圧バッテリー１１の出力可能な電力を算定するセンサ群、エンジン２の冷却水温センサ、ベルト２３の張力センサ、およびハイブリッド車両１の姿勢センサを備えている。これら検知機類の出力信号は、制御部１２へ入力される。

駆動制御部４１は、ステップＳ９の確認が肯定された場合、つまり電動アイドルモードへ遷移するための条件が満足されている場合（ステップＳ９ Ｙｅｓ）には、電動アイドルモードへの遷移を許可する（ステップＳ１０）。制御部１２は、一旦制御を終え、再び制御を開始する。

また、駆動制御部４１は、ステップＳ８の判断が否定された場合、つまり高電圧バッテリー１１の残量が第二閾値ＴＨ２未満の場合（ステップＳ８ Ｎｏ）には、電動アイドルモードへの遷移を禁止する（ステップＳ１１）。制御部１２は、一旦制御を終え、再び制御を開始する。

さらに、駆動制御部４１は、ステップＳ９の確認が否定された場合、つまり電動アイドルモードへ遷移するための条件が満足されていない場合（ステップＳ９ Ｎｏ）にも、電動アイドルモードへの遷移を禁止する（ステップＳ６）。制御部１２は、一旦制御を終え、再び制御を開始する。

図３は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両が実行する閾値変更制御の一例を表現したタイミングチャートである。

図３に示すように、区間Ａにおいて、本実施形態に係るハイブリッド車両１高電圧バッテリー１１の残量は、閾値ＴＨ（第一閾値ＴＨ１、および第二閾値ＴＨ２）よりも大きい。そのため、駆動制御部４１は、ＥＶ走行モードへの遷移を許可し、かつ電動アイドリングモードへの遷移を許可している。

そして、制御部１２は、例えばアクセルペダル３７が踏み込まれている場合には、ＥＶ走行モードへの遷移を要求する。区間Ａでは、ＥＶ走行モードへの遷移が許可され、かつＥＶ走行モードへの遷移が要求されているので、ハイブリッド車両１は、ＥＶ走行モードに遷移して、高電圧バッテリー１１が蓄えた電力で力行するモータージェネレーター３の出力トルクによって走行する。

区間Ａにおいて、クラッチ８は、モータージェネレーター３から駆動輪６へ走力を伝達するために接続されている。また、エンジン２は、モータージェネレーター３からクラッチ８へ向かう動力伝達経路の途中にあるため、モータージェネレーター３の出力トルクによって連れ回されている。そのため、エンジン２の回転数は、アイドル回転数よりも十分に高い。

ところで、高電圧バッテリー１１の残量は、ＥＶ走行モードで消費されて徐々に低下し、やがてクラッチ８が接続されている状態で適用される第一閾値ＴＨ１に達する（タイミングｔ１）。そして、高電圧バッテリー１１の残量が第一閾値ＴＨ１未満になると、駆動制御部４１は、ＥＶ走行モードへの遷移を禁止し、電動アイドルモードへの遷移の許可を維持して継続する（タイミングｔ１）。

制御部１２は、駆動制御部４１がＥＶ走行モードへの遷移を禁止すると、ＥＶ走行モードへの遷移要求があっても、ＥＶ走行を止めて、エンジン２を再始動してＨＶ走行モードへ遷移する（区間Ｂ）。

そして、ＨＶ走行中（区間Ｂ）に、アクセルペダル３７から足が離れてハイブリッド車両１が慣性走行を始めると、クラッチ８が切断される（タイミングｔ２）。このとき、エンジン２の回転数が、アイドル回転数ＲＳｉより大きい所定値ＲＳｔｈ以上の場合には、フューエルカット制御が行われる（区間Ｃ）。

フューエルカット制御では、エンジン２への燃料の供給を停止しているため、エンジン２の回転数は徐々に低下し、やがて所定値ＲＳｔｈに達する（タイミングｔ３）。そして、エンジン２の回転数が所定値ＲＳｔｈ未満になると、制御部１２は、エンジン２の回転数をアイドリング回転数に維持するために、電動アイドルモードへの遷移を要求する（タイミングｔ３）。

タイミングｔ３では、クラッチ８の切断状態が維持されているため、閾値ＴＨは第二閾値ＴＨ２に設定されている。そして、高電圧バッテリー１１の残量が第二閾値ＴＨ２以上あるため、駆動制御部４１は、電動アイドルモードへの遷移の許可を維持して継続している。制御部１２は、駆動制御部４１が電動アイドルモードへの遷移を許可しているため、モータージェネレーター３を力行させて電動アイドル制御を行う（区間Ｄ）。

電動アイドル制御では、エンジン２への燃料の供給を停止しているため、エンジン２の回転数をアイドル回転数ＲＳｉに維持し続けることで、高電圧バッテリー１１の残量は徐々に低下し、やがて第二閾値ＴＨ２に達する（タイミングｔ４）。そして、高電圧バッテリー１１の残量が第二閾値ＴＨ２未満になると、駆動制御部４１は、電動アイドルモードへの遷移を禁止する（タイミングｔ４）。

制御部１２は、駆動制御部４１が電動アイドルモードへの遷移を禁止すると（タイミングｔ４）、電動アイドルモードへの遷移要求があっても、電動アイドルを止めて、エンジン２を再始動して燃料アイドルを行う（区間Ｅ）。

本実施形態に係るハイブリッド車両１は、変速機７と駆動輪６との動力伝達の状態に応じて閾値ＴＨを設定し、少なくとも高電圧バッテリー１１の残量が閾値ＴＨ未満の場合には、モータージェネレーター３の駆動を禁止する。そのため、ハイブリッド車両１は、モータージェネレーター３によって駆動される対象物の違い、つまりエンジン２を経て駆動輪６を駆動させる場合と、駆動輪６を含まずエンジン２を駆動させる場合とで、モータージェネレーター３の駆動を禁止するための閾値ＴＨを適切に設定することができる。つまり、ハイブリッド車両１は、要求されるトルクをモータージェネレーター３が出力するために要する高電圧バッテリー１１の残量を適正化し、モータージェネレーター３の出力を有効に活用して燃費を向上させることができる。

また、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、変速機７と駆動輪６との動力伝達が行われる接続状態では閾値ＴＨに第一閾値ＴＨ１を設定し、変速機７と駆動輪６との動力伝達が行われない非接続状態では閾値ＴＨに第一閾値ＴＨ１よりも小さい第二閾値ＴＨ２を設定する。換言すると、エンジン２を経て駆動輪６を駆動させる場合よりも、駆動輪６を含まずエンジン２を駆動させる場合の方が、モータージェネレーター３の駆動禁止の条件が緩い。そのため、ハイブリッド車両１は、変速機７と駆動輪６との動力伝達が行われない非接続状態では、モータージェネレーター３をより積極的に駆動させることになり、燃費を向上させやすい。

さらに、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、変速機７と駆動輪６との動力伝達が接続状態であり、かつ高電圧バッテリー１１の残量が第一閾値ＴＨ１未満の場合には、ＥＶ走行モードへの遷移を禁止し、変速機７と駆動輪６との動力伝達が非接続状態であり、かつ高電圧バッテリー１１の残量が第二閾値ＴＨ２未満の場合には、電動アイドリングモードへの遷移を禁止する。換言すると、ＥＶ走行モードよりも電動アイドリングモードの方がモータージェネレーター３の駆動禁止の条件が緩い。そのため、ハイブリッド車両１は、高電圧バッテリー１１の残量が残り少ない場合であって、ＥＶ走行が不可能であっても、電動アイドルを実行することが可能であって、高電圧バッテリー１１の残量が不足する状況を回避しつつ燃費を向上させることができる。

したがって、本実施形態に係るハイブリッド車両１は、変速機７と駆動輪６との動力伝達の状態に応じて、モータージェネレーター３の出力を利用するモードへの遷移を許可したり禁止したりすることができる。

１…ハイブリッド車両、２…内燃機関、エンジン、３…電動発電機、モータージェネレーター、６…駆動輪、７…変速機、８…クラッチ、９…差動歯車、１１…高電圧バッテリー、１２…制御部、１５…クランクシャフト、１６…動力伝達機構、１７…出力軸、２１…第一プーリー、２２…第二プーリー、２３…ベルト、２５…高電圧バッテリー、２６…ＤＣ／ＤＣコンバーター、２７…車両電装品、２８…低電圧バッテリー、２９…スターターモーター、３１…信号線、３２…ＭＧコントローラー、３５…アクセルポジションセンサ、３６…ブレーキポジションセンサ、３７…アクセルペダル、３８…ブレーキペダル、４１…駆動制御部、４２…閾値設定部。

Claims (3)

1. 内燃機関と、
   電動機と、
   前記内燃機関の駆動力および前記電動機の駆動力を変速して車輪へ伝達する変速機と、
   前記電動機を駆動させる電力を蓄積する電池と、
   少なくとも前記電池の残量が閾値未満の場合には、前記電動機の駆動を禁止する駆動制御部と、
   前記変速機と前記車輪との動力伝達の状態に応じて前記閾値を設定する閾値設定部と、を備えるハイブリッド車両。
2. 前記閾値設定部は、前記変速機と前記車輪との動力伝達が行われる接続状態では前記閾値に第一閾値を設定し、前記変速機と前記車輪との動力伝達が行われない非接続状態では前記閾値に前記第一閾値よりも小さい第二閾値を設定する請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記駆動制御部は、
   前記変速機と前記車輪との動力伝達が前記接続状態であり、かつ前記電池の残量が前記第一閾値未満の場合には、前記内燃機関を停止させて前記電動機の出力で走行する走行モードへの遷移を禁止し、
   前記変速機と前記車輪との動力伝達が前記非接続状態であり、かつ前記電池の残量が前記第二閾値未満の場合には、前記内燃機関を停止させて前記電動機の出力で前記内燃機関の回転数を所定値に維持する電動アイドリングモードへの遷移を禁止する請求項２に記載のハイブリッド車両。

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