JP2021091403A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの始動性を向上させることができるハイブリッド車両を提供すること。【解決手段】切換え部は、鉛バッテリからＩＳＧに電力が供給される第１状態と、ＬｉバッテリからＩＳＧに電力が供給される第２状態と、鉛バッテリおよびＬｉバッテリからＩＳＧへ電力が供給される中間状態と、を形成する。そして、ＥＣＵは、切換え部が第１状態にされている状態でＩＳＧの駆動を開始し（時刻ｔ１１）、その後、中間状態を経由して、切換え部を第２状態へ移行させる（時刻ｔ１２）。ＥＣＵは、ＩＳＧの回転速度が予め設定された閾値以上になったとき、切換え部を第１状態から第２状態へ移行させる。【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。

従来のハイブリッド車両にあっては特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載のものは、複数のスイッチのオンまたはオフの組み合わせを、第１状態から第５状態の何れかに切換えるようにしている。第１状態では、鉛蓄電池とリチウムイオン蓄電池とが導通状態とされ、鉛蓄電池及びリチウムイオン蓄電池と回転機及び電気負荷とが導通状態とされる。また、第２から第５状態では、鉛蓄電池とリチウムイオン蓄電池とが遮断状態とされ、回転機及び電気負荷のそれぞれが、鉛蓄電池及びリチウムイオン蓄電池のいずれか一方と導通状態とされる。

特許文献１に記載のものは、電池ユニットに対する外部蓄電池及び回転機の逆接続の有無を判定できる。これにより、逆接続に起因する各種不都合を解消することが可能となる。

特開２０１５−１５４５０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、停車時アイドリングストップ状態からモータ（回転機）の動力により車両を発進させる際の電力供給状態、および車両の発進後の電力供給状態について検討されていない。このため、特許文献１に記載のものは、車両の発進時に電力の供給不足によりモータの始動性が悪化し、モータの動力が不足してしまうおそれがあった。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、モータの始動性を向上させることができるハイブリッド車両を提供することを目的とするものである。

本発明は、第１電源および第２電源と、電力により駆動するモータと、前記第１電源、前記第２電源および前記モータの間の電力供給状態を切換える切換え部と、前記切換え部を制御する制御部と、を備え、前記第１電源が前記第２電源よりも出力が大きいハイブリッド車両であって、前記切換え部は、前記第１電源から前記モータに電力が供給される第１状態と、前記第２電源から前記モータに電力が供給される第２状態と、前記第１電源および前記第２電源から前記モータへ電力が供給される中間状態と、を形成し、前記制御部は、前記切換え部が前記第１状態にされている状態で前記モータの駆動を開始し、その後、前記中間状態を経由して、前記切換え部を前記第２状態へ移行させることを特徴とする。

このように上記の本発明によれば、モータの始動性を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の構成図である。 図２−１は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の切換え部における、ＩＳＧから鉛バッテリに電力が供給され、ＬｉバッテリからＬｉバッテリ負荷に電力が供給される第１状態を示す図である。 図２−２は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の切換え部における、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ４を接続してスイッチＳＷ２を接続していない中間状態を示す図である。 図２−３は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の切換え部における、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３およびＳＷ４を接続した中間状態を示す図である。 図２−４は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の切換え部における、ＬｉバッテリからＩＳＧに電力が供給され、鉛バッテリからＬｉバッテリ負荷に電力が供給される第２状態を示す図である。 図３は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両のＥＣＵの動作により、切換え部が第１状態にされている状態でＩＳＧの駆動を開始し、その後、切換え部を第２状態へ移行させることを説明するタイミングチャートである。

本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両は、第１電源および第２電源と、電力により駆動するモータと、第１電源、第２電源およびモータの間の電力供給状態を切換える切換え部と、切換え部を制御する制御部と、を備え、第１電源が第２電源よりも出力が大きいハイブリッド車両であって、切換え部は、第１電源からモータに電力が供給される第１状態と、第２電源からモータに電力が供給される第２状態と、第１電源および第２電源からモータへ電力が供給される中間状態と、を形成し、制御部は、切換え部が第１状態にされている状態でモータの駆動を開始し、その後、中間状態を経由して、切換え部を第２状態へ移行させることを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両は、モータの始動性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両について図面を用いて説明する。図１から図３は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両を説明する図である。

図１に示すように、ハイブリッド車両１０は、エンジン２０と、トランスミッション３０と、車輪１２と、ハイブリッド車両１０を総合的に制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０と、とを含んで構成される。本実施例におけるＥＣＵ５０は、本発明における制御部を構成する。

エンジン２０には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン２０は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。エンジン２０には、図示しない燃焼室に空気を導入する吸気管２２が設けられている。

吸気管２２にはスロットルバルブ２３が設けられており、スロットルバルブ２３は、吸気管２２を通過する空気の量（吸気量）を調整する。スロットルバルブ２３は、図示しないモータにより開閉される電子制御スロットルバルブからなる。スロットルバルブ２３は、ＥＣＵ５０に電気的に接続されており、ＥＣＵ５０によりそのスロットルバルブ開度が制御される。

エンジン２０には、図示しない吸気ポートを介して燃焼室に燃料を噴射するインジェクタ２４と、燃焼室の混合気を点火する点火プラグ２５と、が気筒ごとに設けられている。インジェクタ２４および点火プラグ２５は、ＥＣＵ５０に電気的に接続されている。インジェクタ２４の燃料噴射量および燃料噴射タイミング、点火プラグ２５の点火時期および放電量は、ＥＣＵ５０により制御される。

エンジン２０にはクランク角センサ２７が設けられており、このクランク角センサ２７は、クランク軸２０Ａの回転位置に基づいてエンジン回転数を検出し、検出信号をＥＣＵ５０に送信する。

トランスミッション３０は、エンジン２０から伝達された回転を変速して、ドライブシャフト１１を介して車輪１２を駆動するようになっている。トランスミッション３０は、図示しないトルクコンバータ、変速機構およびディファレンシャル機構を備えている。

トルクコンバータは、エンジン２０から伝達された回転を作動流体の作用によりトルクに変換することでトルクの増幅を行う。トルクコンバータには図示しないロックアップクラッチが設けられている。ロックアップクラッチの解放時は、エンジン２０と変速機構との間で作動流体を介して動力が相互に伝達される。ロックアップクラッチの係合時は、エンジン２０と変速機構との間でロックアップクラッチを介して直接的に動力が伝達される。

変速機構は、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）から構成されており、金属ベルトが巻掛けられた１組のプーリにより無段階に自動で変速を行う。トランスミッション３０における変速比の変更、およびロックアップクラッチの係合または解放は、ＥＣＵ５０により制御される。

なお、変速機構は、遊星歯車機構を用いて段階的に変速を行う自動変速機（いわゆるステップＡＴ）であってもよい。ディファレンシャル機構は、左右のドライブシャフト１１に連結されており、変速機構で変速された動力を左右のドライブシャフト１１に差動回転可能に伝達する。

また、トランスミッション３０は、ＡＭＴ（Automated Manual Transmission）であってもよい。ＡＭＴは、平行軸歯車機構からなる手動変速機にアクチュエータを追加して自動で変速を行うようにした自動変速機である。トランスミッション３０がＡＭＴである場合、トランスミッション３０にはトルクコンバータに代えて乾式単板クラッチが設けられる。
また、トランスミッション３０は、ＤＣＴ（Dual Clutch Transmission ）であってもよい。ＤＣＴは、有段自動変速機の一種で、２系統のギアを有し、それぞれにクラッチを有する。

ハイブリッド車両１０はアクセル開度センサ１３Ａを備えており、このアクセル開度センサ１３Ａは、アクセルペダル１３の操作量（以下、単に「アクセル開度」という）を検出し、検出信号をＥＣＵ５０に送信する。

ハイブリッド車両１０はブレーキストロークセンサ１４Ａを備えており、このブレーキストロークセンサ１４Ａは、ブレーキペダル１４の操作量（以下、単に「ブレーキストローク」という）を検出し、検出信号をＥＣＵ５０に送信する。

ハイブリッド車両１０は車速センサ１２Ａを備えており、この車速センサ１２Ａは、車輪１２の回転速度に基づく車速を検出し、検出信号をＥＣＵ５０に送信する。車速センサ１２Ａは、本発明における車速検出部を構成する。なお、車速センサ１２Ａの検出信号は、ＥＣＵ５０または他のコントローラにおいて、車速に対する各車輪１２のスリップ率を演算する際に用いられる。

ハイブリッド車両１０はスタータ２６を備えている。スタータ２６は、図示しないモータと、このモータの回転軸に固定されたピニオンギヤとを備えている。

一方、エンジン２０のクランク軸２０Ａの一端部には円盤状のドライブプレートが固定されており、このドライブプレートの外周部にはリングギヤが設けられている。スタータ２６は、ＥＣＵ５０の指令によりモータを駆動し、ピニオンギヤをリングギヤと噛合わせてリングギヤを回転させることで、エンジン２０を始動する。このように、スタータ２６は、ピニオンギヤとリングギヤとからなる歯車機構を介してエンジン２０を始動する。

ハイブリッド車両１０はＩＳＧ（Integrated Starter Generator）４０を備えている。ＩＳＧ４０は、エンジン２０を始動する始動装置と、電力を発電する発電機とを統合した回転電機である。ＩＳＧ４０は、外部からの動力により発電する発電機の機能と、電力が供給されることで動力を発生する電動機の機能とを有する。ＩＳＧ４０は、本発明におけるモータを構成している。

ＩＳＧ４０は、プーリ４１、クランクプーリ２１およびベルト４２とからなる巻掛け伝動機構を介してエンジン２０に連結されており、エンジン２０との間で相互に動力伝達を行う。より詳しくは、ＩＳＧ４０は回転軸４０Ａを備えており、この回転軸４０Ａにはプーリ４１が固定されている。エンジン２０のクランク軸２０Ａの他端部にはクランクプーリ２１が固定されている。クランクプーリ２１とプーリ４１にはベルト４２が掛け渡されている。なお、巻掛け伝動機構としては、スプロケットとチェーンを用いてもよい。

ＩＳＧ４０は、電動機として駆動することで、クランク軸２０Ａを回転させてエンジン２０を始動する。ここで、本実施例のハイブリッド車両１０は、エンジン２０の始動装置としてＩＳＧ４０とスタータ２６とを備えている。スタータ２６はドライバの始動操作に基づくエンジン２０の冷機始動に主に用いられ、ＩＳＧ４０はアイドリングストップからのエンジン２０の再始動に主に用いられる。

ここで、ＩＳＧ４０はエンジン２０の冷機始動も可能であるが、ハイブリッド車両１０は、エンジン２０の確実な冷機始動のためにスタータ２６を備えている。例えば、寒冷地の冬期等において潤滑油の粘度増加によりＩＳＧ４０の動力ではエンジン２０の冷機始動が困難である場合、またはＩＳＧ４０が故障する場合があり得る。このような場合を考慮し、ハイブリッド車両１０はＩＳＧ４０とスタータ２６の両方を始動装置として備えている。

ＩＳＧ４０の力行により発生する動力は、エンジン２０のクランク軸２０Ａ、トランスミッション３０、ドライブシャフト１１を介して、車輪１２に伝達される。

また、車輪１２の回転は、ドライブシャフト１１、トランスミッション３０、エンジン２０のクランク軸２０Ａを介して、ＩＳＧ４０に伝達され、ＩＳＧ４０における回生（発電）に用いられる。

したがって、ハイブリッド車両１０は、エンジン２０の動力（エンジントルク）のみによる走行（以下、エンジン走行ともいう）だけでなく、ＩＳＧ４０の動力（モータトルク）によりエンジン２０をアシストする走行を実現できる。

さらに、ハイブリッド車両１０は、エンジン２０への燃料噴射を非噴射としてエンジン２０の運転を停止した状態で、ＩＳＧ４０の動力のみで走行（以下、ＥＶ走行ともいう）することができる。なお、ＥＶ走行中は、ＩＳＧ４０によりエンジン２０が連れ回される。

このように、ハイブリッド車両１０は、エンジン２０の動力とＩＳＧ４０の動力との少なくとも一方の動力を用いて走行可能なパラレルハイブリッドシステムを構成している。

ハイブリッド車両１０は、第１電源としての鉛バッテリ７１と、第２電源としてのＬｉバッテリ７２とを備えている。鉛バッテリ７１およびＬｉバッテリ７２は、充電可能な二次電池からなる。鉛バッテリ７１およびＬｉバッテリ７２は、約１２Ｖの出力電圧を発生するようにセルの個数等が設定されている。

鉛バッテリ７１は電極に鉛を用いた鉛蓄電池からなる。Ｌｉバッテリ７２は、正極と負極の間をリチウムイオンが行き来することで放電と充電を行うリチウムイオン二次電池からなる。

鉛バッテリ７１は、Ｌｉバッテリ７２と比較して、短時間であればより大きな電流を放電可能な特性を有する。本実施例では、鉛バッテリ７１は、Ｌｉバッテリ７２よりも出力が大きい。

Ｌｉバッテリ７２は、鉛バッテリ７１と比較して、より多くの回数充放電を繰り返し可能な特性を有する。また、Ｌｉバッテリ７２は、鉛バッテリ７１と比較して、短い時間で充電が可能であるという特性を有する。また、Ｌｉバッテリ７２は、鉛バッテリ７１と比較して高エネルギー密度であるという特性を有する。

鉛バッテリ７１には充電状態検出部７１Ａが設けられており、この充電状態検出部７１Ａは、鉛バッテリ７１の端子間電圧、周辺温度や入出力電流を検出し、検出信号をＥＣＵ５０に出力する。ＥＣＵ５０は、鉛バッテリ７１の端子間電圧、周辺温度や入出力電流により充電状態を検出する。

Ｌｉバッテリ７２には充電状態検出部７２Ａが設けられており、この充電状態検出部７２Ａは、Ｌｉバッテリ７２の端子間電圧、周辺温度や入出力電流を検出し、検出信号をＥＣＵ５０に出力する。ＥＣＵ５０は、Ｌｉバッテリ７２の端子間電圧、周辺温度や入出力電流により充電状態を検出する。鉛バッテリ７１およびＬｉバッテリ７２の充電状態（ＳＯＣ）はＥＣＵ５０によって管理される。

ハイブリッド車両１０は、鉛バッテリ負荷１６とＬｉバッテリ負荷１７とを電気負荷として備えている。このうち、Ｌｉバッテリ負荷１７は本発明における電気負荷を構成する。

鉛バッテリ負荷１６は、主に鉛バッテリ７１から電力が供給される電気負荷である。鉛バッテリ負荷１６は、車両の横滑りを防止するスタビリティ制御装置、操舵輪の操作力を電気的にアシストする図示しない電動パワーステアリング制御装置、ヘッドライトおよびブロアファン等を含んでいる。また、鉛バッテリ負荷１６には、例えば、図示しないワイパー、および、図示しないラジエータに冷却風を送風する電動クーリングファンが含まれる。鉛バッテリ負荷１６は、Ｌｉバッテリ負荷１７と比較して電力を多く消費する電気負荷、または一時的に使用される電気負荷である。

Ｌｉバッテリ負荷１７は、主にＬｉバッテリ７２から電力が供給される電気負荷である。Ｌｉバッテリ負荷１７は、図示しないインストルメントパネルのランプ類およびメータ類並びにカーナビゲーションシステムも含んでいる。Ｌｉバッテリ負荷１７は、鉛バッテリ負荷１６と比較して電力消費量が少ない電気負荷である。

ハイブリッド車両１０は切換え部６０を備えており、切換え部６０は、鉛バッテリ７１、Ｌｉバッテリ７２、鉛バッテリ負荷１６、Ｌｉバッテリ負荷１７およびＩＳＧ４０の間の電力供給状態を切換える。切換え部６０は、メカニカルリレーまたは半導体リレー（SSR:Solid State Relayともいう）等から構成されており、ＥＣＵ５０により制御される。

切換え部６０には、電力ケーブル６１、６２、６３、６４が接続されている。電力ケーブル６１は、切換え部６０、鉛バッテリ７１、鉛バッテリ負荷１６およびスタータ２６を並列に接続している。電力ケーブル６２は、切換え部６０とＬｉバッテリとを接続している。電力ケーブル６３は、切換え部６０とＬｉバッテリ負荷１７と接続している。電力ケーブル６４は、切換え部６０とＩＳＧ４０とを接続している。

したがって、鉛バッテリ負荷１６およびスタータ２６は、鉛バッテリ７１から電力が常時供給される。一方、本実施例では、Ｌｉバッテリ７２または鉛バッテリ７１の一方からＬｉバッテリ負荷１７に選択的に電力が供給されるように、電力供給状態が切換えられるようになっている。また、Ｌｉバッテリ７２または鉛バッテリ７１の一方からＩＳＧ４０に選択的に電力が供給されるように、電力供給状態が切換えられるようになっている。

図２−１から図２−４において、切換え部６０は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４を有する。本実施例におけるスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４は、本発明における第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ、第４スイッチをそれぞれ構成している。なお、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４は、閉状態のときに接続状態を形成し、開状態のときに遮断状態を形成する。

スイッチＳＷ１は、電力ケーブル６１と電力ケーブル６４とを接続または遮断する。したがって、スイッチＳＷ１は、鉛バッテリ７１とＩＳＧ４０とを接続または遮断する。

スイッチＳＷ２は、電力ケーブル６１と電力ケーブル６３とを接続または遮断する。したがって、スイッチＳＷ２は、鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ負荷１７とを接続または遮断する。

スイッチＳＷ３は、電力ケーブル６２と電力ケーブル６４とを接続または遮断する。したがって、スイッチＳＷ３は、Ｌｉバッテリ７２とＩＳＧ４０とを接続または遮断する。

スイッチＳＷ４は、電力ケーブル６２と電力ケーブル６３とを接続または遮断する。したがって、スイッチＳＷ４は、Ｌｉバッテリ７２とＬｉバッテリ負荷１７とを接続または遮断する。

切換え部６０は、図２−１に示す第１状態を形成し、この第１状態では、スイッチＳＷ１、ＳＷ４が閉じられ、スイッチＳＷ２、ＳＷ３が開かれている。切換え部６０が第１状態のとき、ＩＳＧ４０から鉛バッテリ７１に電力が供給される。また、Ｌｉバッテリ７２からＩＳＧ４０への電力供給を停止した状態で、Ｌｉバッテリ７２からＬｉバッテリ負荷１７に電力が供給される。

また、切換え部６０は、図２−４に示す第２状態を形成し、この第２状態では、スイッチＳＷ１、ＳＷ４が開かれ、スイッチＳＷ２、ＳＷ３が閉じられている。切換え部６０が第２状態のとき、Ｌｉバッテリ７２からＩＳＧ４０に電力が供給される。また、鉛バッテリ７１からＩＳＧ４０への電力供給を停止した状態で、鉛バッテリ７１からＬｉバッテリ負荷１７に電力が供給される。

また、切換え部６０は、図２−３に示す中間状態を形成する。この中間状態では、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４が閉じられている。言い換えると、この図２−３に示す中間状態は、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ４を接続した状態を形成する。切換え部６０が図２−３に示す中間状態のとき、ＩＳＧ４０と鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ７２とＬｉバッテリ負荷１７とが相互に接続される。

さらに、切換え部６０は、図２−２に示す中間状態を形成する。この中間状態では、スイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ４が閉じられ、スイッチＳＷ２が開かれている。言い換えると、この図２−２に示す中間状態は、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ４を接続してスイッチＳＷ２を接続していない状態を形成する。切換え部６０が図２−２に示す中間状態のときは、図２−３に示す中間状態のときと同様に、ＩＳＧ４０と鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ７２とＬｉバッテリ負荷１７とが相互に接続される。これらの中間状態では、鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ７２の両方からＩＳＧ４０とＬｉバッテリ負荷１７の両方へ電力が供給される。

ここで、図２−２に示す中間状態に代えて、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２およびスイッチＳＷ４を接続してスイッチＳＷ３を接続していない状態を中間状態としてもよい。この場合も、切換え部６０が図２−２または図２−３に示す中間状態のときと同様に、ＩＳＧ４０と鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ７２とＬｉバッテリ負荷１７とが相互に接続される。

すなわち、切換え部６０は、図２−３に示す中間状態の外に、中間状態として、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２およびスイッチＳＷ４を接続した状態と、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ４を接続した状態（図２−２の状態）と、の一方の状態を形成する。

ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

このコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ５０として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施例におけるＥＣＵ５０として機能する。

ＥＣＵ５０の入力ポートには、前述のクランク角センサ２７、アクセル開度センサ１３Ａ、ブレーキストロークセンサ１４Ａ、車速センサ１２Ａ、充電状態検出部７１Ａ、７２Ａを含む各種センサ類が接続されている。ここで、クランク角センサ２７は、ＩＳＧ４０の回転速度を間接的に検出可能なセンサであり、本発明における回転速度検出部を構成する。

ＥＣＵ５０の出力ポートには、スロットルバルブ２３、インジェクタ２４、点火プラグ２５、切換え部６０、ＩＳＧ４０およびスタータ２６などの各種装置類を含む各種制御対象類が接続されている。ＥＣＵ５０は、各種センサ類から得られる情報に基づいて、各種制御対象類を制御する。

本実施例では、ＥＣＵ５０は、ＥＶ走行の一態様として、ＩＳＧ４０の発生する動力によるクリープ走行であるＥＶクリープ走行を実施する。

ここで、走行用の動力を発生可能なＩＳＧ４０等のモータを備えない非ハイブリッド車両は、アクセルペダルおよびブレーキペダルが操作されていない場合、アイドル状態のエンジンの動力によりクリープ走行する。

本実施例のＥＶクリープ走行は、非ハイブリッド車両におけるクリープ走行に相当する走行を、ＩＳＧ４０の動力を用いることで実現したＥＶ走行である。ＥＣＵ５０は、アクセルペダル１３およびブレーキペダル１４が操作されていないとき、アイドル状態のエンジントルクに相当する大きさのモータトルクをＩＳＧ４０に発生させる。また、ＥＣＵ５０は、ＥＶクリープ走行によりハイブリッド車両１０を発進させる。

以上のように構成されたハイブリッド車両１０のＥＣＵ５０の動作について、図３に示すタイミングチャートを参照して説明する。

図３は、ハイブリッド車両１０がアイドリングストップによりエンジン２０を停止して停車している状態から、ＥＶ走行により発進する際の車両状態の変化を表すものである。

図３において、縦軸は上から順に車速、エンジン回転数、ＩＳＧトルク、燃料流量、Ｌｉバッテリ７２の放電電流（図中、Ｌｉ放電電流と記す）、切換え部６０の電力供給状態、ヒルホールドの状態、走行状態を記し、横軸は時間を示している。なお、ＩＳＧトルクは、ＩＳＧ４０の動力（モータトルク）をエンジン２０のクランク軸２０Ａ上の値に換算したものである。

図３において、時刻ｔ１０では、ハイブリッド車両１０は、ＥＣＵ５０によるアイドリングストップ制御によりエンジン２０の運転が自動停止された状態で、停車している。ハイブリッド車両１０の停車時は、ＥＣＵ５０は、切換え部６０を図２−１に示す第１状態にしておくようになっている。第１状態においては、鉛バッテリ７１がＩＳＧ４０および鉛バッテリ負荷１６に接続されている。また、Ｌｉバッテリ７２がＬｉバッテリ負荷１７に接続されている。

なお、エンジン２０のアイドリングストップ中は、ＥＣＵ５０は、ヒルホールド制御を実施している。ヒルホールド制御とは、発進のためにドライバがブレーキペダル１４から足を離したときに、傾斜路で停車中のハイブリッド車両１０が前後に移動しないよう、図示しないブレーキを作動させて車輪１２を制動しておくことである。

その後、時刻ｔ１１でドライバによりブレーキペダル１４の踏み込みが解除されたことで、ＥＣＵ５０は、エンジン２０の運転を停止させたまま、ＩＳＧ４０の駆動を開始し、ＥＶ走行（ＥＶクリープ）を行う。

ハイブリッド車両１０を発進させる際は、特に発進の初期に大きな動力が要求される。このため、ＥＣＵ５０は、切換え部６０を第１状態に維持し、Ｌｉバッテリ７２よりも出力の大きな鉛バッテリ７１からＩＳＧ４０に電力を供給する。なお、ＥＶクリープ中はエンジン２０の運転が停止されているが、エンジン２０がベルト４２を介してＩＳＧ４０に連れ回されるため、ＩＳＧ４０の回転速度の増加とともにエンジン回転数が増加する。

そして、エンジン回転数から換算したＩＳＧ４０の回転数が閾値に達し、かつ、各種のＥＶ条件が成立すると、ＥＣＵ５０は、切換え部６０を第１状態から図２−２に示す中間状態に移行する。この中間状態では、Ｌｉバッテリ７２は、鉛バッテリ負荷１６とＬｉバッテリ負荷１７とＩＳＧ４０とに電力を供給可能である。また、鉛バッテリ７１は、鉛バッテリ負荷１６とＬｉバッテリ負荷１７とＩＳＧ４０とに電力を供給可能である。ＥＣＵ５０は、鉛バッテリ負荷１６およびＬｉバッテリ負荷１７の最低保障電圧を下回らないよう、ＩＳＧ４０の出力を制限する。

その後、ＥＣＵ５０は、切換え部６０を図２−３に示す中間状態に移行する。この中間状態では、図２−２の中間状態に対し、鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ負荷１７との接続が追加される。図２−２および図２−３の中間状態では、Ｌｉバッテリ負荷１７には、鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ７２との両方から電力が供給される。また、図２−２および図２−３の中間状態では、鉛バッテリ負荷１６には、鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ７２との両方から電力が供給される。また、ＩＳＧ４０には、鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ７２との両方から電力が供給される。

その後、時刻ｔ１１から所定の遅延時間が経過した後の時刻ｔ１２で、ＥＣＵ５０は、切換え部６０を図２−４に示す第２状態に移行する。この第２状態では、Ｌｉバッテリ７２からＬｉバッテリ負荷１７が切り離されており、鉛バッテリ７１からＩＳＧ４０が切り離されている。これにより、Ｌｉバッテリ７２はＩＳＧ４０にのみ電力を供給し、鉛バッテリ７１はＬｉバッテリ負荷１７と鉛バッテリ負荷１６とに電力を供給する。

その後、時刻ｔ１３で、アクセルペダルが踏まれたことで、あるいはＬｉバッテリ７２ＳＯＣが低下したことで、ＥＣＵ５０は、ＥＶクリープからエンジン走行（図中、Ｅ／Ｇ走行と記す）へ切換える。ここでは、ＥＣＵ５０は、エンジン２０への燃料噴射を開始し、かつ、ＩＳＧ４０の駆動を停止する。これにより、ハイブリッド車両１０は、アイドル状態のエンジン２０の発生する動力によりクリープ走行する。

また、時刻ｔ１３では、ＥＣＵ５０は、切換え部６０を第２状態から第１状態に移行する。これにより、エンジン走行時は、鉛バッテリ７１が鉛バッテリ負荷１６とＩＳＧ４０とに接続され、Ｌｉバッテリ７２がＬｉバッテリ負荷１７に接続される。

以上のように、本実施例に係るハイブリッド車両において、切換え部６０は、鉛バッテリ７１からＩＳＧ４０に電力が供給される第１状態と、Ｌｉバッテリ７２からＩＳＧ４０に電力が供給される第２状態と、を形成する。そして、ＥＣＵ５０は、切換え部６０が第１状態にされている状態でＩＳＧ４０の駆動を開始し、その後、切換え部６０を第２状態へ移行させる。

これにより、切換え部６０が第１状態にされている状態で出力が大きい鉛バッテリ７１からの電力を使用してＩＳＧ４０の駆動が開始されるので、ＩＳＧ４０の始動性を向上させることができる。また、第２状態へ移行することにより、発電時間の短いＬｉバッテリ７２からの電力を使用してＩＳＧ４０を駆動するため、発電による燃料消費を抑えることができる。

また、本実施例に係るハイブリッド車両は、ＩＳＧ４０の回転速度を検出するクランク角センサ２７を備える。そして、ＥＣＵ５０は、ＩＳＧ４０の回転速度が予め設定された閾値以上になったとき、切換え部６０を第１状態から第２状態へ移行させる。

これにより、出力の大きい鉛バッテリ７１からの電力供給によりＩＳＧ４０を確実に始動できたことを、ＩＳＧ４０の回転速度が予め設定された閾値以上になったことに基づいて判定でき、その後、ＩＳＧ４０へ電力を供給する電力源をＬｉバッテリ７２に切換えることができる。このため、ＩＳＧ４０へ安定した電力供給を行うことができる。

また、本実施例に係るハイブリッド車両にあっては、第１状態において、鉛バッテリ７１からＩＳＧ４０に電力が供給され、かつ、Ｌｉバッテリ７２からＩＳＧ４０への電力供給を停止した状態でＬｉバッテリ７２からＬｉバッテリ負荷１７に電力が供給される。また、第２状態において、Ｌｉバッテリ７２からＩＳＧ４０に電力が供給され、かつ、鉛バッテリ７１からＩＳＧ４０への電力供給を停止した状態で鉛バッテリ７１からＬｉバッテリ負荷１７に電力が供給される。

これにより、ＩＳＧ４０が電力を多く消費するＩＳＧ４０の始動開始直後に、Ｌｉバッテリ負荷１７への供給電力が不足する状態を回避でき、Ｌｉバッテリ負荷１７に安定した電力を供給できる。

また、本実施例に係るハイブリッド車両において、ＥＣＵ５０は、切換え部６０を第１状態から第２状態へ移行させる際に、第１状態から、鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ７２の両方からＩＳＧ４０とＬｉバッテリ負荷１７の両方へ電力が供給される中間状態を経て、第２状態へと移行させる。

これにより、電力供給状態を切換える過渡時に、ＩＳＧ４０へ供給される電力を確保でき、かつ、Ｌｉバッテリ負荷１７への供給電力の瞬断を回避でき、Ｌｉバッテリ負荷１７の最低動作電圧を保障することができる。したがって、Ｌｉバッテリ負荷１７に供給される電圧の変動を抑制でき、かつ、Ｌｉバッテリ負荷１７の動作を安定させることができる。

また、本実施例に係るハイブリッド車両において、ＥＣＵ５０は、切換え部６０が第１状態にされている状態でＩＳＧ４０の駆動を開始し、ＩＳＧ４０の動力によりハイブリッド車両１０を発進させる。

これにより、ハイブリッド車両１０の発進性を向上させることができる。

また、本実施例に係るハイブリッド車両において、ＥＣＵ５０は、車両の停車時に切換え部６０を第１状態にしておく。

これにより、ハイブリッド車両１０の発進時に鉛バッテリ７１とＩＳＧ４０を接続する時間を不要とすることができる。このため、ハイブリッド車両１０の発進要求が発生してからハイブリッド車両１０が発進するまでの時間を短くすることができる。

また、本実施例に係るハイブリッド車両において、切換え部６０は、ＩＳＧ４０と鉛バッテリ７１とを接続するスイッチＳＷ１と、鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ負荷１７とを接続するスイッチＳＷ２と、ＩＳＧ４０とＬｉバッテリ７２とを接続するスイッチＳＷ３と、Ｌｉバッテリ７２とＬｉバッテリ負荷１７とを接続するスイッチＳＷ４と、を有する。

そして、中間状態は、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２およびスイッチＳＷ４を接続した状態と、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ４を接続した状態と、の一方の状態を含む。

これにより、電力供給状態を切換えるときに、ＩＳＧ４０へ供給される電力を確保でき、かつ、Ｌｉバッテリ負荷１７への供給電力の瞬断を回避でき、Ｌｉバッテリ負荷１７の最低動作電圧を保障することができる。したがって、Ｌｉバッテリ負荷１７に供給される電圧の変動を抑制でき、かつ、Ｌｉバッテリ負荷１７の動作を安定させることができる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１０ ハイブリッド車両
１２ 車輪
１７ Ｌｉバッテリ負荷（電気負荷）
２７ クランク角センサ（回転速度検出部）
４０ ＩＳＧ（モータ）
５０ ＥＣＵ（制御部）
６０ 切換え部
７１ 鉛バッテリ（第１電源）
７２ Ｌｉバッテリ（第２電源）
ＳＷ１ スイッチ（第１スイッチ）
ＳＷ２ スイッチ（第２スイッチ）
ＳＷ３ スイッチ（第３スイッチ）
ＳＷ４ スイッチ（第４スイッチ）

Claims (6)

1. 第１電源および第２電源と、
   電力により駆動するモータと、
   前記第１電源、前記第２電源および前記モータの間の電力供給状態を切換える切換え部と、
   前記切換え部を制御する制御部と、を備え、
   前記第１電源が前記第２電源よりも出力が大きいハイブリッド車両であって、
   前記切換え部は、
   前記第１電源から前記モータに電力が供給される第１状態と、
   前記第２電源から前記モータに電力が供給される第２状態と、
   前記第１電源および前記第２電源から前記モータへ電力が供給される中間状態と、を形成し、
   前記制御部は、
   前記切換え部が前記第１状態にされている状態で前記モータの駆動を開始し、その後、前記中間状態を経由して、前記切換え部を前記第２状態へ移行させることを特徴とするハイブリッド車両。
2. 前記モータの回転速度を検出する回転速度検出部を備え、
   前記制御部は、
   前記モータの回転速度が予め設定された閾値以上になったとき、前記切換え部を前記第１状態から前記第２状態へ移行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。
3. 前記制御部は、
   前記切換え部が前記第１状態にされている状態で前記モータの駆動を開始し、前記モータの動力により車両を発進させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記制御部は、
   前記車両の停車時に前記切換え部を前記第１状態にしておくことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両。
5. 前記ハイブリッド車両は電気負荷を備え、
   前記中間状態は、
   前記第１電源、前記第２電源、前記モータおよび前記電気負荷が相互に接続された状態であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のハイブリッド車両。
6. 前記切換え部は、
   前記モータと前記第１電源とを接続する第１スイッチと、
   前記第１電源と前記電気負荷とを接続する第２スイッチと、
   前記モータと前記第２電源とを接続する第３スイッチと、
   前記第２電源と前記電気負荷とを接続する第４スイッチと、を有し、
   前記中間状態は、
   前記第１スイッチ、前記第２スイッチおよび前記第４スイッチを接続した状態と、
   前記第１スイッチ、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチを接続した状態と、の一方の状態を含むことを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両。

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