JP2020066240A - ハイブリッド車両の制御方法及びハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリのＳＯＣが高い場合にも、待機運転を実施可能なハイブリッド車両の制御方法及びハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】車両を走行させるための走行モータと、走行モータに電力を供給するバッテリ３と、バッテリ３及び走行モータに電力を供給可能な発電用のエンジン１と、エンジン１から排出される排気及び電動モータ４３の少なくとも一方を利用してエンジン１が吸入する空気を過給する過給機４とを備えるハイブリッド車両の制御方法が提供される。このハイブリッド車両の制御方法では、バッテリ３のＳＯＣが所定の値より大きい場合にエンジン１を待機運転させるときは、バッテリ３の電力を電動モータ４３に供給して電動モータ４３の動力に基づいて過給機４を駆動させる。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御方法及びハイブリッド車両の制御装置に関する。

エンジンを発電用に用いるいわゆるシリーズハイブリッド車両において、バッテリが満充電状態にある場合、モータの回生電力やエンジンの発電電力によるバッテリの過充電を防止するために廃電を行う必要がある。

特許文献１には、バッテリが満充電状態にあるときに廃電を行うため、走行用モータで発生する回生電力をジェネレータに供給することで、該ジェネレータによりエンジンをモータリングするハイブリッド自動車の制御装置が開示されている。この制御装置では、エンジンをモータリング運転させることでモータの回生電力をジェネレータで消費し、回生電力を消費した後は、エンジンを再始動させている。これを繰り返すことで、バッテリが過充電になるのを防いでいる。

特開平８−０７９９１４号公報

ところで、シリーズハイブリッド車両において、バッテリの電力のみでは負荷（例えば走行用モータ）の駆動力要求を満たせない場合、バッテリの電力に加え、エンジンによる発電電力を直接負荷に供給する。例えば中高速から加速する場合などには、すぐにバッテリの電力及びエンジンによる発電電力の併用が必要となるため、運転者からの加速要求を受けてからエンジンを起動していると、加速要求に対するレスポンスが遅れてしまう。従って、バッテリの電力及びエンジンによる発電電力の併用が予測される場合には、エンジンによる発電電力をすぐに負荷に供給できるように、予めエンジンを始動してエンジンを待機運転しておく必要がある。

しかしバッテリのＳＯＣが高いまたは満充電状態の場合、エンジンを待機運転させておくと、エンジンによる発電電力により、バッテリの過充電を招く恐れがある。

一方、特許文献１のようにエンジンのモータリングにより廃電を行う場合、エンジンを停止するため、待機運転を実施することができない。

本発明の目的は、バッテリのＳＯＣが高い場合にも、待機運転を実施可能なハイブリッド車両の制御方法及びハイブリッド車両の制御装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、車両を走行させるための走行モータと、走行モータに電力を供給するバッテリと、バッテリ及び走行モータに電力を供給可能な発電用のエンジンと、エンジンから排出される排気及び電動モータの少なくとも一方を利用してエンジンが吸入する空気を過給する電動過給機とを備えるハイブリッド車両の制御方法が提供される。このハイブリッド車両の制御方法では、バッテリのＳＯＣが所定の値より大きい場合にエンジンを待機運転させるときは、バッテリの電力を電動モータに供給して当該電動モータの動力に基づいて過給機を駆動させる。

本発明によれば、バッテリのＳＯＣが所定の値より大きい場合にエンジンを待機運転させるときは、バッテリの電力を過給機駆動用の電動モータで消費させるため、エンジンの待機運転を実施している状態であってもバッテリの過充電を回避することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の概略構成図である。 図２は、バッテリのＳＯＣ（充電率）に基づく車両制御を示すフローチャートである。 図３は、第２実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置による車両制御を示すフローチャートである。 図４は、第２実施形態の変形例におけるハイブリッド車両の制御装置による車両制御を示すフローチャートである。

以下、図面等を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法及び制御装置１００について説明する。

ハイブリッド車両の制御装置１００は、エンジン１と、発電モータ２と、走行モータ（図示しない）と、走行モータ（負荷）に電力を供給するバッテリ３と、エンジン１に空気を供給する過給機４と、エンジン１の運転を制御する制御部５とを備える。また、ハイブリッド車両の制御装置１００には、エンジン１に吸気を送る吸気通路１１と、エンジン１からの排気が通る排気通路１２とが設けられている。

このハイブリッド車両の制御装置１００が搭載されるハイブリッド車両は、エンジン１を発電のみに使用し、走行モータを車輪の駆動と回生に使用するシリーズ方式のハイブリッド車両である。

エンジン１は、ガソリンを燃料とする内燃エンジンであり、複数の気筒１３を有する。

過給機４は、吸気通路１１に設けられるコンプレッサ４１と、排気通路１２に設けられるタービン４２と、電動モータ４３とを備える。コンプレッサ４１とタービン４２とは駆動軸を介して同軸に設けられ、タービン４２が回転するとコンプレッサ４１も回転し、エンジン１に供給される吸気が過給される。また、コンプレッサ４１は、電動モータ４３の動力によっても回転可能に設けられている。即ち過給機４は、電動モータ４３の動力によって駆動軸を駆動し、エンジン１に供給される吸気を過給することもできる。

吸気通路１１には、上流から順に、過給機４のコンプレッサ４１と、インタークーラ１４と、スロットルバルブ１５とが配置され、この吸気通路１１を介して吸気がエンジン１に供給される。

過給機４のコンプレッサ４１は、吸気通路１１に吸入された空気を圧縮する。コンプレッサ４１の下流側に配置されるインタークーラ１４は、コンプレッサ４１により圧縮された吸入空気を冷却する。インタークーラ１４は水冷式であり、水の流量を制御することにより冷却の強弱を制御することができる。

スロットルバルブ１５はインタークーラ１４の下流側に配置され、制御部５により駆動制御される。スロットルバルブ１５は、エンジン１に供給される吸入空気の流量を調整する。

吸気通路１１に吸入された空気は、過給機４のコンプレッサ４１により圧縮され、インタークーラ１４により冷却された後、吸気マニホールド部１１１を介してエンジン１に供給される。なお、本実施形態では、インタークーラ１４の下流側にスロットルバルブ１５を配置しているが、スロットルバルブ１５をインタークーラ１４の上流側、即ち過給機４のコンプレッサ４１とインタークーラ１４との間に配置してもよい。

エンジン１には、複数の気筒１３が形成されている。各気筒１３には燃料噴射装置（図示しない）が設けられており、燃料噴射装置を所定のタイミングで制御することにより、燃料がエンジン１の気筒内に噴射され、気筒内にて燃料と空気との混合気が形成される。また、気筒１３には点火プラグ（図示しない）が設けられており、この点火プラグを用いて混合気が燃焼される。

また、エンジン１は、減速機２０を介して、発電モータ２に機械的に連結される。エンジン１の駆動力は発電モータ２に伝達され、発電モータ２はエンジン１の駆動力によって回転して発電する。発電モータ２は、バッテリ３に対して電気的に接続され、発電モータ２の発電電力はバッテリ３に充電される。また、発電モータ２は、走行モータに対しても電気的に接続され、高負荷時のように大きな駆動力が要求され、バッテリ３の電力のみでは駆動力要求を満たせない場合には、走行モータに直接、駆動用の電力を供給する。

排気通路１２には、排気流れの上流側から順に、過給機４のタービン４２と、排気を浄化する触媒３０とが配置されている。また、排気通路１２には、タービン４２を迂回するように上流側と下流側を接続するバイパス通路１２１が設けられている。

過給機４のタービン４２は、エンジン１の排気エネルギーにより回転駆動される。タービン４２が回転すると、同軸に設けられたコンプレッサ４１も回転し、エンジン１の気筒１３へと空気が過給される。

また、タービン４２の入口側開口部、即ちスクロール入口には、過給機４の容量を調整する可変ノズル４４が備えられている。可変ノズル４４は、タービン４２の排気流入口に設置されるノズルベーンを備え、ノズルベーンの開度（以下、「ノズル開度」という）が可変に構成されている。ノズルベーンのノズル開度は制御部５により制御され、ノズル開度を変化させることでタービン４２に供給される排気の流速を調節し、タービン４２が生じさせる動力を変化させることができる。ノズルベーンのノズル開度を小さくすると、排気の流速が増して、タービン４２の回転速度が上昇する。タービン４２の回転速度が上昇すると、タービン４２と同軸のコンプレッサ４１の回転速度も上昇し、吸気通路１１内の過給圧が上昇する。一方、ノズルベーンのノズル開度を大きくすると、排気の流速が減少し、タービン４２の回転速度が下降する。タービン４２の回転速度が下降すると、タービン４２と同軸のコンプレッサ４１の回転速度も下降し、吸気通路１１内の過給圧が低下する。

なお、上記したとおり、過給機４は電動モータ４３を備え、電動モータ４３の回転駆動によってもエンジン１に空気を過給することができる。即ち過給機４は、エンジン１から排出される排気及び電動モータ４３の一方または両方を利用して、エンジン１が吸入する空気を過給することができる。

バイパス通路１２１は、タービン４２を迂回するように上流側と下流側を接続し、ウエストゲートバルブ１６によって開閉可能に構成されている。ウエストゲートバルブ１６は、制御部５により制御され、過給圧が高くなりすぎた場合などには、ウエストゲートバルブ１６が開かれることで排気の一部がタービン４２を迂回して流れ、過給圧を低下させることができる。

触媒３０（例えば三元触媒）はタービン４２の下流側の排気通路１２に配置され、エンジン１の作動中に排出される排気を浄化処理する。触媒３０は、排気中のＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣ等を酸化、還元することにより無害な窒素、水、二酸化炭素等へと浄化する。また、触媒３０は、排気の熱により暖機され、特に所定の活性温度以上の温度になると高効率で排ガスを浄化可能となる。

エンジン１からの排気は、排気マニホールド部１１２を介してタービン４２を回転させ、又はタービン４２を迂回して、触媒３０により浄化された後、排出される。

バッテリ３は、エンジン１に接続される発電モータ２及び走行モータと電気的に接続し、走行モータの回生電力及び発電モータ２による発電電力を充電するとともに、充電された電力を走行モータに供給する。走行モータはバッテリ３から供給される電力により駆動し、当該走行モータの動力によりハイブリッド車両は走行する。また、例えば高負荷時のように大きな駆動力が要求され、バッテリ３からの電力のみでは駆動力要求を満たせない場合には、バッテリ３からの電力に加え、エンジン１に接続される発電モータ２からの電力（エンジン１の発電電力）も走行モータに供給される。即ち、中、低負荷時のように大きな駆動力が要求されない場合には、走行モータにはバッテリ３からのみ電力が供給され、エンジン１の発電電力はすべてバッテリ３に充電される。一方、高負荷時のように大きな駆動力が要求される場合には、バッテリ３の電力及びエンジン１の発電電力が走行モータに供給され、併用される。

また、バッテリ３は過給機４の電動モータ４３とも電気的に接続され、バッテリ３からの電力が電動モータ４３に供給されると、電動モータ４３は回転駆動する。電動モータ４３が回転駆動すると、電動モータ４３の動力によりコンプレッサ４１が回転し、エンジン１の気筒１３へと空気が過給される。

なお、バッテリ３はＳＯＣ（充電率）の情報信号を制御部５に送信する。バッテリ３のＳＯＣ（充電率）に基づく車両制御については後述する。

制御部５は、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、ＣＰＵを含む汎用の電子回路と周辺機器から構成され、特定のプログラムを実行することによりハイブリッド車両の制御装置１００の制御のための処理を実行する。制御部５は、ハイブリッド車両の走行状態（車両の走行速度、ＳＯＣの状態などを含む）に基づいてハイブリッド車両全体の制御を行う。例えば制御部５は、以下で説明するバッテリ３のＳＯＣ（充電率）に基づく車両制御を実行する。

次に、図２を参照して、バッテリ３のＳＯＣ（充電率）に基づく車両制御について説明する。

図２は、本実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置１００のバッテリ３のＳＯＣに基づく車両制御を説明するフローチャートである。なお、以下の制御は一定時間ごとに、いずれも制御部５により実行される。

ステップＳ１０１において、制御部５はバッテリ３から送信されたＳＯＣの情報を受信する。

ステップＳ１０２において、制御部５は、バッテリ３のＳＯＣが所定の値（閾値）以上であるか否かを判定する。ＳＯＣの閾値は、バッテリ３が過充電にならないか否かで決定され、バッテリ３をこれ以上充電すると過充電になる場合には閾値以上であると判定される。具体的には、例えば、エンジン１を最良燃費点で運転した場合の発電電力と走行モータの回生電力との合計値が、バッテリ３の上限充電電力よりも大きくなった場合に閾値以上であると判定する。バッテリ３のＳＯＣが閾値以上であると判定されると、制御部５は、ステップＳ１０４の処理を実行する。

一方、ステップＳ１０２において、バッテリ３のＳＯＣが閾値よりも小さいと判定されると、制御部５はステップＳ１０３の処理を実行する。

ステップＳ１０３では、ハイブリッド車両が通常運転を行うように制御し、バッテリ３のＳＯＣ（充電率）に基づく制御を終了する。ここでいう通常運転とは、走行モータはバッテリ３からの電力のみにより駆動し、エンジン１による発電電力はすべてバッテリ３に充電される運転状態のことである。この時、エンジン１は最良燃費点で運転されるように、吸気・排気バルブタイミング、燃料噴射量、点火時期などが調整される。

ステップＳ１０４では、制御部５は、エンジン１の待機運転が必要か否かを判定する。待機運転とは、運転者からの駆動力要求が急に増加した場合に、すぐにエンジン１に接続される発電モータ２から走行モータに電力を供給できるように、予めエンジン１を運転しておくことをいう。待機運転が必要か否かは、例えば車両の走行速度が低速であるか、又は中高速であるかなどによって判定される。

なお、ここでいう低速とは、運転者からの加速要求があった場合にも、バッテリ３の電力とエンジン１の発電電力の併用が必要となる駆動力に至るまでにある程度の時間があるような速度のことである。バッテリ３の電力とエンジン１の発電電力の併用が必要になるまでにある程度の時間があるため、加速要求を受けてからエンジン１を起動しても、遅滞なく運転者からの加速要求を満たすことができる。即ち、ここでの低速とは、加速要求を受けてからエンジン１を起動しても、遅滞なく運転者からの加速要求を満たすことができる速度である。従って、低速においては予めエンジン１を運転しておく必要はなく、待機運転は不要と判定される。

一方、ここでいう中高速とは、運転者からの加速要求があった場合に、バッテリ３の電力とエンジン１の発電電力の併用がすぐに必要となるような速度のことである。バッテリ３の電力とエンジン１の発電電力の併用がすぐに必要となるため、加速要求を受けてからエンジン１を起動していると、運転者からの加速要求に対するレスポンスが遅れてしまう。従って、中高速においては、運転者からの加速要求を遅滞なく満たせるようにするために、すぐに発電モータ２から走行モータに電力を供給できるようにエンジン１を予め運転しておく必要がある。即ち、中高速においては、待機運転が必要であると判定される。

ステップＳ１０４において、待機運転は不要と判定されると、制御部５はステップＳ１０５の処理を行う。

ステップＳ１０５では、制御部５はエンジン１を停止し、バッテリ３からの電力のみで走行モータを駆動する。図２〜図４では、この駆動状態をＢＴ（バッテリ）運転と記載している。バッテリ３の電力が消費され、バッテリ３のＳＯＣが閾値を十分下回り、充電開始可能なレベルになると、ハイブリッド車両は通常運転を行うように制御され、制御部５はバッテリ３のＳＯＣ（充電率）に基づく制御を終了する。なお、運転者からの加速要求があった場合はエンジン１を起動し、必要な場合は適宜バッテリ３の電力とエンジン１の発電電力を併用する。

一方、ステップＳ１０４において、待機運転が必要であると判定されると、制御部５はステップＳ１０６の処理を実行する。

ステップＳ１０６では、制御部５はエンジン１を起動またはエンジン１の運転状態を継続し、エンジン１を待機運転させる。

ところで、ＳＯＣが高い状態でエンジン１を待機運転させると、バッテリ３がエンジン１の発電電力によって過充電となってしまう恐れがある。そこで本実施形態では以下のステップＳ１０７の処理を実行する。

ステップＳ１０７では、制御部５はバッテリ３の電力を過給機４の電動モータ４３に供給し、過給機４を駆動させる。これによりエンジン１に空気が過給され、過給圧が上昇する。このように、バッテリ３の電力を過給機４により消費することで、エンジン１の発電電力によってバッテリ３が過充電になることを回避できる。また、排気エネルギーを利用せずに電動モータ４３により過給圧を上昇させるため、大きな排気エネルギーを利用して過給機４を駆動する場合に比べ、排気通路１２内の排圧と吸気通路１１内の過給圧との差が小さくなり、エンジン１のポンプロスが低減される。これにより、エンジン１の燃費を悪化させずに、エンジン１の発電電力によるバッテリ３の過充電を回避できる。

なお、過給機４による過給により、エンジン１の気筒１３内の空気量が増加するが、吸気タイミング、燃料噴射量、点火時期などを調整することで、制御部５はエンジン１をできるだけ効率の良い運転点で運転させるように制御する。

続いてステップＳ１０８では、制御部５はウエストゲートバルブ１６の開度を全開にする。これにより、エンジン１から排出される排気の一部がバイパス通路１２１を通過し、タービン４２を迂回するようになり、タービン４２を回転させる排気の量が減少する。従って、過給するためにはコンプレッサ４１を電動モータ４３により駆動することが必要になるため、バッテリ３の電力消費がより増加する。

続いてステップＳ１０９では、制御部５は可変ノズル４４の開度（ノズルベーンの開度）を全開にする。これにより、タービン４２を通る排気の流速が減少し、排気によるタービン４２の回転数が下降する。従って、過給するためにはコンプレッサ４１を電動モータ４３により駆動することが必要になるため、バッテリ３の電力消費がより増加する。

なお、ステップＳ１０６〜Ｓ１０９までの処理は、同時に行われる。また、ステップＳ１０８及びＳ１０９の処理は、いずれか一つのみを行ってもよいし、どちらも行わなくてもよい。また、ステップＳ１０８及びＳ１０９の処理は、ステップＳ１０７より前に行ってもよい。

続いてステップＳ１１０において、バッテリ３のＳＯＣが閾値を十分下回り、充電開始可能な値まで低下すると、制御部５は過給機４の運転を停止し、バッテリ３から電動モータ４３への電力供給が終了する。電動モータ４３への電力供給が終了すると、制御部５は、ハイブリッド車両を通常運転に切り替え、バッテリ３のＳＯＣ（充電率）に基づく車両制御を終了する。

なお、ステップＳ１０６〜Ｓ１１０において、運転者からの加速要求があり、バッテリ３からの電力のみでは駆動力が不足する場合には、制御部５は適宜電動モータ４３への電力供給を停止し、バッテリ３の電力及びエンジン１の発電電力を走行モータに供給する。

上記した第１実施形態のハイブリッド車両の制御装置１００によれば、以下の効果を得ることができる。

ハイブリッド車両の制御装置１００は、バッテリ３のＳＯＣが所定の値より大きい場合にエンジン１を待機運転させるときは、バッテリ３の電力を電動モータ４３に供給して電動モータ４３の動力に基づいて過給機４を駆動させる。このように、バッテリ３の電力を過給機４の電動モータ４３で消費させるため、エンジン１の待機運転を実施している状態であってもバッテリ３の過充電を回避することができる。

また、ハイブリッド車両の制御装置１００は、バッテリ３の電力を過給機４の電動モータ４３に消費させるため、バッテリ３のＳＯＣが所定の値より大きい場合にもエンジン１をできるだけ効率の良い運転点で運転させることができる。バッテリのＳＯＣが所定の値より大きくなった場合に、バッテリの過充電を回避するために効率の悪い運転点に移動してエンジンの発電電力を抑制すると、エンジンの燃費が悪化してしまう。一方、本実施形態によるハイブリッド車両の制御装置１００では、バッテリ３のＳＯＣが所定の値より大きい場合にエンジン１を待機運転させるときであっても、エンジン１をできるだけ効率の良い運転点で運転させ、バッテリ３の電力を過給機４で消費させる。これにより、バッテリのＳＯＣが所定の値よりも大きい場合にも、燃費の悪化を抑制しつつ待機運転を実施することができる。

また、特許文献１のようにバッテリのＳＯＣが所定の値より大きくなった場合に、エンジンを停止して発電モータによりエンジンをモータリングさせて廃電を行うと、エンジンに吸い込まれた空気がそのまま触媒に供給されることになる。このため、触媒が冷却され、触媒の浄化効率が悪化する。また、空気が直接触媒に供給されると、触媒に酸素が蓄積されてしまい、触媒の浄化効率がさらに悪化してしまう可能性もある。即ち、エンジンを停止し、エンジンをモータリングさせて廃電を行うと、エンジン再始動時の排気性能が悪化してしまう。一方、本実施形態によるハイブリッド車両の制御装置１００では、バッテリ３のＳＯＣが所定の値より大きくなった場合には、バッテリ３の電力を過給機４で消費させる。これにより、バッテリ３のＳＯＣが所定の値よりも大きい場合にエンジン１の運転を停止しなくても、バッテリ３が過充電になることが回避される。このように、バッテリ３のＳＯＣが所定の値よりも大きくなった場合にもエンジン１を運転しておくことができるため、触媒の冷却及び触媒への酸素の蓄積を抑制することができる。従って、バッテリ３のＳＯＣが所定の値よりも大きくなった場合にも排気性能の悪化を抑制しつつ待機運転を実施すること（エンジン１を運転しておくこと）ができる。

また、特許文献１のようにエンジンの停止と再始動を繰り返すと、再始動時には燃料の消費が大きいため、燃費が悪化してしまう。一方、本実施形態によるハイブリッド車両の制御装置１００では、バッテリ３のＳＯＣが所定の値より大きくなった場合にも、エンジン１を停止させずに運転しておくことができる。これにより、エンジン１を再始動することによる燃費の悪化を回避できる。従って、バッテリ３のＳＯＣが所定の値より大きくなった場合にも、燃費の悪化を抑制しつつ待機運転を実施することができる。

また、エンジンのモータリングにより廃電を行うと、上記の通り触媒に酸素が蓄積されるが、この酸素を還元させようとすると、還元性ガス（ＨＣなど）が必要となる。還元性ガスを触媒に供給するためには、エンジン再始動時に還元性ガスを含んだ大量の燃料を噴射すること（ＨＣスパイク）が必要になる。このような再始動時のＨＣスパイクは、エンジンの燃費を大きく悪化させる。一方、本実施形態によるハイブリッド車両の制御装置１００では、バッテリ３のＳＯＣが所定の値よりも大きくなった場合にもエンジン１を運転しておくことができるため、エンジン１の再始動時のＨＣスパイクによる燃費の悪化を回避できる。従って、バッテリ３のＳＯＣが所定の値よりも大きくなった場合にも燃費の悪化を抑制しつつ待機運転を実施することができる。

また、ハイブリッド車両の制御装置１００は、バッテリ３の電力を電動モータ４３に供給して電動モータ４３の動力に基づいて過給機４を駆動させる。即ち排気エネルギーを利用せずに電動モータ４３により過給圧を上昇させる。このため、排圧と過給圧との差が小さくなる。これにより、エンジン１のポンプロスが低減され、エンジン１の燃費の悪化を抑制できる。このように、バッテリ３の電力を過給機４の電動モータ４３に消費させているため、バッテリ３のＳＯＣが所定の値よりも大きい場合にも待機運転を実施しつつバッテリ３の過充電を回避でき、かつエンジン１の燃費の悪化を抑制することができる。

また、排気エネルギーを利用せずに電動モータ４３によりコンプレッサ４１を駆動するため、バッテリ３の電力消費がより増加する。これにより、より確実にバッテリ３の過充電を回避することができる。

また、ハイブリッド車両の制御装置１００は、タービン４２を迂回するように上流側と下流側を接続するバイパス通路１２１を備える。そして、エンジン１の待機運転時にバッテリ３のＳＯＣが所定の値より大きくなった場合、過給機４の過給時にバイパス通路１２１を開閉するウエストゲートバルブ１６を全開にする。これにより、タービン４２を迂回する排気が増加するため、タービン４２を回転させる排気の量が減少する。従って、過給するためにはコンプレッサ４１を電動モータ４３により駆動することが必要になる。このため、電動モータ４３により消費されるバッテリ３の電力消費がより増加し、バッテリ３のＳＯＣが所定の値より大きい場合にエンジン１を待機運転させるときであっても、より確実にバッテリ３の過充電が回避される。

また、ハイブリッド車両の制御装置１００は、過給機４が、排気通路１２に配置されたタービン４２に流入する排気の流れを絞る可変ノズル４４を備える。そして、過給機４の過給時には可変ノズル４４の開度を全開にして、タービン４２に流入する排気量を低減させる。これにより、排気によるタービン４２の回転数が下降するため、過給するためにはコンプレッサ４１を電動モータ４３により駆動することが必要になる。従って、電動モータ４３により消費されるバッテリ３の電力消費がより増加し、バッテリ３のＳＯＣが所定の値より大きい場合にエンジン１を待機運転させるときであっても、より確実にバッテリ３の過充電が回避される。

（第２実施形態）
図３を参照して、第２実施形態に係るハイブリッド車両の制御方法及び制御装置１００を説明する。なお、第１実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図３は、第２実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置１００のバッテリ３のＳＯＣに基づく車両制御を説明するフローチャートである。第２実施形態においては、エンジン１に空気が入りにくいバルブタイミングに調整する点が第１実施形態と異なる。なお、以下の制御は一定時間ごとに、いずれも制御部５により実行される。

ステップＳ１０１〜Ｓ１０６における処理は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ１０６で待機運転が開始されると、ステップＳ１１１において、制御部５は、エンジン１のバルブタイミングを、空気が入りにくいバルブタイミングに調整する。ここでいう空気が入りにくいバルブタイミングとは、気筒１３内に存在する空気量が通常運転時よりも少ない状態になるようなバルブタイミングのことである。例えば、通常運転時には、エンジン１への吸気を最大にする場合、下死点において吸気バルブが閉弁されるが、ステップＳ１１０では吸気バルブの閉弁タイミング（ＩＶＣ）を下死点よりも早くまたは遅くする。吸気バルブの閉弁タイミングを下死点よりも早くすることで気筒１３内に入る空気量は少なくなり、また吸気バルブの閉弁タイミングを下死点よりも遅くすることで気筒１３から出ていく空気量が多くなる。これにより、気筒１３内に存在する空気量が少なくなり、エンジン１に吸気が供給されにくくなる。エンジン１に供給される燃料の量は、所望の空燃比により決定されるため、空気が入りにくいバルブタイミングに調整することで、エンジン１に噴射する燃料は減少する。エンジン１に供給される燃料が減少することで、エンジン１の出力が抑制される。

続いてステップＳ１１２では、制御部５はバッテリ３の電力を過給機４の電動モータ４３に供給し、過給機４を駆動させる。これによりエンジン１に空気が過給され、過給圧が上昇する。このとき、ステップＳ１１１において、エンジン１のバルブタイミングは、空気が入りにくいバルブタイミングに調整されているため、エンジン１の気筒１３内の空気量は少ない。従って、ステップＳ１１２では、空気が入りにくいバルブタイミングに調整していない場合に比べ、過給機４により、より過給することができる。これにより過給圧はより上昇し、排圧に比べ吸気圧が高くなり、気筒１３内の残ガスを排出しやすくなる。即ち、過給機４の過給による掃気効果によって、気筒１３内の残ガスが低減する。従って、エンジン１の燃焼安定性を確保でき、点火時期をリタードすることが可能となり、排気温度を高めることができる。

なお、バルブタイミングを調整して、過給により増加したエンジン１の吸気量分だけ気筒１３内の空気量を通常運転時より減少させることで、エンジン１に供給される空気量を通常運転時と同一にしてもよい。これにより、気筒１３内の空気量と燃料噴射量を通常運転時と同様にすることができる。この場合、エンジン１は最良燃費点で運転されるように、吸気タイミング、燃料噴射量、点火時期などを調整される。

ステップＳ１０８〜Ｓ１１０における処理は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

上記した第２実施形態のハイブリッド車両の制御装置１００によれば、さらに以下の効果を得ることができる。

ハイブリッド車両の制御装置１００は、バッテリ３のＳＯＣが所定の値より大きい場合にエンジン１を待機運転させるときは、エンジン１のバルブタイミングを空気が入りにくいバルブタイミングにするとともに、過給機４の過給圧を上昇させる。エンジン１のバルブタイミングを空気が入りにくいバルブタイミングにするため、エンジン１に噴射する燃料が減少し、エンジン１の出力が抑制される。これにより、エンジン１の発電電力が抑制されるため、バッテリ３のＳＯＣが所定の値よりも大きくなった場合にも、エンジン１を運転しつつバッテリ３の過充電をより確実に回避することができる。従って、バッテリ３のＳＯＣが所定の値よりも大きくなった場合にも、待機運転を実施することができる。

また、空気が入りにくいバルブタイミングにするため、エンジン１の気筒１３内の空気量が少なくなる。従って、空気が入りにくいバルブタイミングに調整していない場合に比べ、過給機４により、より過給することができる。これにより、過給機４によってより多くの電力を消費させることができ、バッテリ３の過充電をより確実に回避できる。

また、過給機４により、より過給することによって、過給圧がより上昇し、排圧に比べ吸気圧が高くなり、気筒１３内の残ガスを排出しやすくなる。即ち、過給機４の過給による掃気効果によって、気筒１３内の残ガスが低減する。従って、エンジン１の燃焼安定性を確保でき、点火時期をリタードすることが可能となり、排気温度を高めることができる。これにより、触媒温度を高く保ち触媒３０の浄化効率を高めることや、水温の上昇を早期化してヒータの暖房性能を向上させることができる。

また、バルブタイミングを調整して、過給により増加したエンジン１の吸気量分だけ気筒１３内の空気量を減少させることで、エンジン１に供給される空気量を通常運転時と同一にすることができる。この場合、エンジン１を最良燃費点で運転するように、吸気タイミング、燃料噴射量、点火時期などを調整することで、通常運転時と同様に待機運転時にもエンジン１を最良燃費点で運転することができる。即ち、バッテリ３のＳＯＣが所定の値より大きい場合に待機運転を実施するときであっても、エンジン１を最良燃費点で運転することができる。

（第２実施形態の変形例）
図４を参照して、第２実施形態の変形例に係るハイブリッド車両の制御装置１００を説明する。なお、第１及び第２実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図４は、第２実施形態の変形例におけるハイブリッド車両の制御装置１００のバッテリ３のＳＯＣに基づく車両制御を説明するフローチャートである。第２実施形態の変形例においては、可変ノズル４４の開度が第２実施形態と異なる。なお、以下の制御は一定時間ごとに、いずれも制御部５により実行される。

ステップＳ１０１〜Ｓ１０６、ステップＳ１１１〜Ｓ１１２及びステップＳ１０８における処理は第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。

ステップＳ１１３において、制御部５は可変ノズル４４の開度を過給効率の良い中間開度に調整する。ここでの過給効率の良い中間開度とは、排気エネルギーによるタービン４２の回転効率が良くなるような開度のことである。可変ノズル４４を過給効率が良い中間開度にすることで、必要な過給圧に対し要求される排圧が減少し、排圧と過給圧の差が小さくなる。これにより、エンジン１のポンプロスがより低減される。従って、バッテリ３のＳＯＣが所定の値より大きい場合でも、エンジン１の待機運転を実施しつつエンジン１の燃費を向上させることができる。

なお、過給圧が必要以上に上昇し、エンジン１の気筒１３内に空気が入りすぎる場合には、バルブタイミングを調整して気筒１３内の空気量を調整する。

ステップＳ１１０における処理は第１及び第２実施形態と同様である。

上記した第３実施形態のハイブリッド車両の制御装置１００によれば、さらに以下の効果を得ることができる。

ハイブリッド車両の制御装置１００は、過給機４の過給時には可変ノズル４４の開度を過給効率の良い中間開度にする。これにより、必要な過給圧に対し要求される排圧が減少し、排圧と過給圧の差が小さくなり、エンジン１のポンプロスがより低減される。従って、バッテリ３のＳＯＣが所定の値より大きい場合でも、エンジン１の待機運転を実施しつつエンジン１の燃費を向上させることができる。

なお、いずれの実施形態においても、ウエストゲートバルブ１６を全開にすることが好ましいが必ずしもこれに限られず、ウエストゲートバルブ１６の開度を適宜調整してもよい。

また、第１実施形態及び第２実施形態においては可変ノズル４４の開度を全開に、第２実施形態の変形例においては過給効率の良い中間開度にしているが、必ずしもこれに限られず、可変ノズル４４の開度を適宜調整してもよい。

また、第２実施形態及び第２実施形態の変形例においては、バルブタイミングを空気が入りにくいバルブタイミングにしているが、必ずしもこれに限られず、バルブタイミングを適宜調整してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

また、上述した各実施形態は、それぞれ単独の実施形態として説明したが、適宜組み合わせてもよい。

１ エンジン
２ 発電モータ
３ バッテリ
４ 過給機
５ 制御部
１１ 吸気通路
１２ 排気通路
１３ 気筒
１６ ウエストゲートバルブ
２０ 減速機
３０ 触媒
４１ コンプレッサ
４２ タービン
４３ 電動モータ
４４ 可変ノズル
１００ ハイブリッド車両の制御装置

Claims (7)

1. 車両を走行させるための走行モータと、前記走行モータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリ及び前記走行モータに電力を供給可能な発電用のエンジンと、前記エンジンから排出される排気及び電動モータの少なくとも一方を利用して前記エンジンが吸入する空気を過給する過給機とを備えるハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記バッテリのＳＯＣが所定の値より大きい場合に前記エンジンを待機運転させるときは、前記バッテリの電力を前記電動モータに供給して当該電動モータの動力に基づいて前記過給機を駆動させる、
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
2. 前記バッテリのＳＯＣが所定の値より大きい場合に前記エンジンを待機運転させるときは、前記エンジンのバルブタイミングを空気が入りにくいバルブタイミングにするとともに、前記過給機の過給圧を上昇させる、
   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方法。
3. 前記エンジンの待機運転時において、前記エンジンを最良燃費点で運転する、
   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方法。
4. 前記過給機は、前記エンジンの吸気通路に配置されたコンプレッサと、前記エンジンの排気通路に配置されたタービンと、前記タービンを迂回するように上流側と下流側を前記排気通路に接続するバイパス通路と、前記バイパス通路を開閉するウエストゲートバルブとを備え、
   前記バッテリのＳＯＣが所定の値より大きい場合に前記エンジンを待機運転させるときは、前記過給機の過給時に前記ウエストゲートバルブを全開にする、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御方法。
5. 前記過給機は、前記エンジンの吸気通路に配置されたコンプレッサと、前記エンジンの排気通路に配置されたタービンと、前記エンジンの排気通路に配置された前記タービンに流入する排気の流れを絞る可変ノズルとを備え、
   前記過給機の過給時には前記可変ノズルの開度を全開にして、前記タービンに流入する排気量を低減させる、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御方法。
6. 前記過給機は、前記エンジンの吸気通路に配置されたコンプレッサと、前記エンジンの排気通路に配置されたタービンと、前記エンジンの排気通路に配置された前記タービンに流入する排気の流れを絞る可変ノズルとを備え、
   前記過給機の過給時には前記可変ノズルの開度を過給効率の良い中間開度にする、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御方法。
7. 車両を走行させるための走行モータと、
   前記走行モータに電力を供給するバッテリと、
   前記バッテリ及び前記走行モータに電力を供給可能な発電用のエンジンと、
   前記エンジンから排出される排気及び電動モータの少なくとも一方を利用して前記エンジンが吸入する空気を過給する過給機と、
   前記エンジンの運転を制御する制御部と、
   を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記制御部は、前記バッテリのＳＯＣが所定の値より大きい場合に前記エンジンを待機運転させるときは、前記バッテリの電力を前記電動モータに供給して当該電動モータの動力に基づいて前記過給機を駆動させる、
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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