JP5598555B2 - 車両および車両用制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機と内燃機関とが搭載された車両の制御に関する。

特開２００７−２３９１９号公報（特許文献１）に開示されたエンジン始動制御システムによれば、車両の走行中に何らかの要因によりエンジンが停止した場合、プッシュスイッチが押下されたときはブレーキペダルが踏み込まれていなくてもエンジンを再始動させる技術が開示されている。

また、近年、環境問題対策の１つとして、モータジェネレータとエンジンとを搭載したハイブリッド車が注目されている。このようなハイブリッド車としては、たとえば、駆動輪、エンジンおよびモータジェネレータの各要素が機械的に連結される車両が公知である。

特開２００７−２３９１９号公報

上述したようなハイブリッド車においては、高速走行中に何らかの要因によりエンジンが停止した場合には、直ちにエンジンを再始動できない可能性がある。これは、車両の走行中にモータジェネレータを用いてエンジンを始動させるときに、モータジェネレータが発電する場合があるためである。蓄電装置の残容量が高い等により充電が許容されない場合には、発電が制限されるため、エンジンを直ちに再始動することができない可能性がある。

上述した公報に開示されたエンジン始動制御システムにおいては、このような問題について何ら考慮されておらず問題を解決することができない。

本発明の目的は、高速走行中にエンジンの停止指示を受けた場合に、エンジンを再始動可能な状態に制御する車両および車両用制御方法を提供することである。

この発明のある局面に係る車両は、駆動輪を回転させるための駆動軸と、内燃機関と、第１回転電機と、第１回転電機と電力を授受するための蓄電装置と、駆動軸、内燃機関の出力軸および第１回転電機の回転軸の三要素の各々を機械的に連結し、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伝達が可能な動力伝達装置と、車両のシステムの停止指示を運転者から受けるための入力部と、車両の走行中に停止指示を入力部に受けた場合であって、かつ、蓄電装置において入力電力が制限される予め定められた条件が成立した場合に、内燃機関の出力軸に第１回転電機のトルクを伝達するように第１回転電機を制御するための制御部とを含む。

好ましくは、第１回転電機は、車両の走行中に停止状態の内燃機関を始動させる場合に発電する。

さらに好ましくは、制御部は、車両の走行中に停止指示を入力部に受けた場合に内燃機関への燃料噴射を停止するように内燃機関を制御する。

さらに好ましくは、制御部は、車両の走行中に停止指示を入力部に受けた場合であって、かつ、予め定められた条件が成立した場合に、入力電力の制限の程度が大きくなるほど、第１回転電機において消費される電力が大きくなるように第１回転電機を制御する。

さらに好ましくは、予め定められた条件は、蓄電装置の残容量がしきい値よりも高いという条件を含む。

さらに好ましくは、予め定められた条件は、蓄電装置の温度がしきい値よりも低いという条件を含む。

さらに好ましくは、予め定められた条件は、蓄電装置の充電継続時間が所定時間を越えているという条件を含む。

さらに好ましくは、車両は、駆動軸に回転軸が連結される第２回転電機をさらに含む。制御部は、車両の走行中に停止指示を入力部に受けた場合であって、かつ、予め定められた条件が成立した場合に、第１回転電機のトルクに対する反力が発生するように第２回転電機を制御する。

さらに好ましくは、動力伝達装置は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを有する遊星歯車機構である。サンギヤは、第１回転電機の回転軸に連結される。キャリアは、内燃機関の前記出力軸に連結される。リングギヤは、駆動軸に連結される。

この発明の他の局面に係る車両用制御方法は、駆動輪を回転させるための駆動軸と、内燃機関と、回転電機と、回転電機と電力を授受するための蓄電装置と、駆動軸、内燃機関の出力軸および回転電機の回転軸の三要素の各々を機械的に連結し、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伝達が可能な動力伝達装置とを含む車両に用いられる車両用制御方法である。この車両用制御方法は、車両のシステムの停止指示を運転者から受けたか否かを判定するステップと、車両の走行中に停止指示を受けた場合であって、かつ、蓄電装置において入力電力が制限される予め定められた条件が成立した場合に、内燃機関の出力軸に回転電機のトルクが伝達するように車両を制御するステップとを含む。

この発明によると、蓄電装置において入力電力が制限される予め定められた条件が成立する場合に、第１回転電機のトルクが内燃機関に伝達されるように車両を制御することによって第１回転電機において電力を消費させることが可能となる。第１回転電機において電力を消費させることによって、蓄電装置の残容量を低下させることができる。これにより、残容量が高いことによって入力電力が制限されている場合には、その制限の程度を緩和することができる。そのため、第１回転電機の発電によって発生した電力を蓄電装置に吸収させることができる。また、内燃機関の回転数の低下を抑制する場合には、その後に運転者のＩＧオン操作がされて第１回転電機を用いて内燃機関を始動させる場合でも、第１回転電機において発電することなく内燃機関を始動させることが可能となる。このように、運転者の要求に応じて直ちに内燃機関を始動させることができる。したがって、高速走行中にエンジンの停止指示を受けた場合に、エンジンを再始動可能な状態に制御する車両および車両用制御方法を提供することができる。

本実施の形態に係る車両の全体ブロック図である。 本実施の形態において車両の動作を説明するための共線図（その１）である。 本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵの機能ブロック図である。 本実施の形態に係る車両に搭載されたＥＣＵで実行されるプログラムのフローチャートを示す図である。 本実施の形態における車両の動作を説明するための共線図（その２）である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態は、説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返されない。

図１を参照して、本実施の形態に係る車両１の全体ブロック図が説明される。車両１は、エンジン１０と、駆動軸１６と、第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）２０と、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）３０と、動力分割装置４０と、減速機５８と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、バッテリ７０と、駆動輪８０と、スタートスイッチ１５０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。

この車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。２経路のうちの一方の経路は減速機５８を介して駆動輪８０へ伝達される経路であり、他方の経路は第１ＭＧ２０へ伝達される経路である。

第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、たとえば、三相交流回転電機である。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。

第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電してＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するジェネレータとしての機能を有する。また、第１ＭＧ２０は、バッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸であるクランク軸を回転させる。これによって、第１ＭＧ２０は、エンジン１０を始動するスタータとしての機能を有する。

第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて駆動輪８０に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第２ＭＧ３０は、回生制動によって発電された電力を用いてＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するためのジェネレータとしての機能を有する。

エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、複数の気筒１０２と、複数の気筒１０２の各々に燃料を供給する燃料噴射装置１０４とを含む。燃料噴射装置１０４は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ１に基づいて、各気筒に対して適切な時期に適切な量の燃料を噴射したり、各気筒に対する燃料の噴射を停止したりする。

さらに、エンジン１０には、エンジン１０のクランク軸の回転速度（以下、エンジン回転速度と記載する）Ｎｅを検出するためのエンジン回転速度センサ１１が設けられる。エンジン回転速度センサ１１は、検出されたエンジン回転速度Ｎｅを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

動力分割装置４０は、駆動輪８０を回転させるための駆動軸１６、エンジン１０の出力軸および第１ＭＧ２０の回転軸の三要素の各々を機械的に連結する。動力分割装置４０は、上述の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。第２ＭＧ３０の回転軸は、駆動軸１６に連結される。

動力分割装置４０は、サンギヤ５０と、ピニオンギヤ５２と、キャリア５４と、リングギヤ５６とを含む遊星歯車機構である。ピニオンギヤ５２は、サンギヤ５０およびリングギヤ５６の各々と噛み合う。キャリア５４は、ピニオンギヤ５２を自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランク軸に連結される。サンギヤ５０は、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤ５６は、駆動軸１６を介在して第２ＭＧ３０の回転軸および減速機５８に連結される。

減速機５８は、動力分割装置４０や第２ＭＧ３０からの動力を駆動輪８０に伝達する。また、減速機５８は、駆動輪８０が受けた路面からの反力を動力分割装置４０や第２ＭＧ３０に伝達する。

ＰＣＵ６０は、バッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動するための交流電力に変換する。ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ２に基づいて制御されるコンバータおよびインバータ（いずれも図示せず）を含む。コンバータは、バッテリ７０から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータに出力する。インバータは、コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力を用いて第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０が駆動される。また、インバータは、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０によって発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータに出力する。コンバータは、インバータが出力した直流電力の電圧を降圧してバッテリ７０へ出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いてバッテリ７０が充電される。なお、コンバータは、省略してもよい。

バッテリ７０は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。バッテリ７０としては、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池が用いられる。バッテリ７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ７０は、上述したように第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０により発電された電力を用いて充電される他、外部電源（図示せず）から供給される電力を用いて充電されてもよい。なお、バッテリ７０は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池、燃料電池等であってもよい。

バッテリ７０には、バッテリ７０の電池温度ＴＢを検出するための電池温度センサ１５６と、バッテリ７０の電流ＩＢを検出するための電流センサ１５８と、バッテリ７０の電圧ＶＢを検出するための電圧センサ１６０とが設けられる。

電池温度センサ１５６は、電池温度ＴＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電流センサ１５８は、電流ＩＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。電圧センサ１６０は、電圧ＶＢを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

スタートスイッチ１５０は、たとえば、プッシュ式スイッチである。スタートスイッチ１５０は、キーをキーシリンダに差し込んで所定の位置まで回転させるものであってもよい。スタートスイッチ１５０は、ＥＣＵ２００に接続される。運転者がスタートスイッチ１５０を操作することに応じて、スタートスイッチ１５０は、信号ＳＴをＥＣＵ２００に送信する。

ＥＣＵ２００は、たとえば、車両１のシステムが停止状態である場合に信号ＳＴを受信した場合に、起動指示を受けたと判断して、車両１のシステムを停止状態から起動状態に移行させる。また、ＥＣＵ２００は、車両１のシステムが起動状態である場合に信号ＳＴを受信した場合に、停止指示を受けたと判断して、車両１のシステムを起動状態から停止状態に移行させる。以下の説明において、車両１のシステムが起動状態である場合に運転者がスタートスイッチ１５０を操作することをＩＧオフ操作といい、車両１のシステムが停止状態である場合に運転者がスタートスイッチ１５０を操作することをＩＧオン操作という。また、車両１のシステムが起動状態に移行した場合には、車両１が走行するために必要な複数の機器に電力が供給されるなどして、複数の機器は作動可能な状態となる。一方、車両１のシステムが停止状態に移行した場合には、車両１が走行するために必要な複数の機器のうちの一部への電力の供給が停止されるなどして、一部の機器が作動停止状態となる。

第１レゾルバ１２は、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１を検出する。第１レゾルバ１２は、検出された回転速度Ｎｍ１を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。第２レゾルバ１３は、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２を検出する。第２レゾルバ１３は、検出された回転速度Ｎｍ２を示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

車輪速センサ１４は、駆動輪８０の回転速度Ｎｗを検出する。車輪速センサ１４は、検出された回転速度Ｎｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。ＥＣＵ２００は、受信した回転速度Ｎｗに基づいて車速Ｖを算出する。なお、ＥＣＵ２００は、回転速度Ｎｗに代えて第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２に基づいて車速Ｖを算出するようにしてもよい。

ＥＣＵ２００は、エンジン１０を制御するための制御信号Ｓ１を生成し、その生成した制御信号Ｓ１をエンジン１０へ出力する。また、ＥＣＵ２００は、ＰＣＵ６０を制御するための制御信号Ｓ２を生成し、その生成した制御信号Ｓ２をＰＣＵ６０へ出力する。

ＥＣＵ２００は、エンジン１０およびＰＣＵ６０等を制御することによって車両１が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体、すなわち、バッテリ７０の充放電状態、エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の動作状態を制御する。

ＥＣＵ２００は、運転席に設けられたアクセルペダル（図示せず）の踏込み量に対応する要求駆動力を算出する。ＥＣＵ２００は、算出された要求駆動力に応じて、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０のトルクと、エンジン１０の出力とを制御する。

上述したような構成を有する車両１においては、発進時や低速走行時等であってエンジン１０の効率が悪い場合には、第２ＭＧ３０のみによる走行が行なわれる。また、通常走行時には、たとえば動力分割装置４０によりエンジン１０の動力が２経路の動力に分けられる。一方の動力で駆動輪８０が直接的に駆動される。他方の動力で第１ＭＧ２０を駆動して発電が行なわれる。このとき、ＥＣＵ２００は、発電された電力を用いて第２ＭＧ３０を駆動させる。このように第２ＭＧ３０を駆動させることにより駆動輪８０の駆動補助が行なわれる。

車両１の減速時には、駆動輪８０の回転に従動する第２ＭＧ３０がジェネレータとして機能して回生制動が行なわれる。回生制動によって回収した電力は、バッテリ７０に蓄えられる。なお、ＥＣＵ２００は、蓄電装置の残容量（以下の説明においては、ＳＯＣ（State of Charge）と記載する）が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１０の出力を増加させて第１ＭＧ２０による発電量を増加させる。これにより、バッテリ７０のＳＯＣが増加させられる。また、ＥＣＵ２００は、低速走行時でも必要に応じてエンジン１０からの駆動力を増加させる制御を行なう場合もある。たとえば、上述のようにバッテリ７０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機が駆動される場合や、エンジン１０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。

ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の充電量および放電量を制御する際に、電池温度ＴＢおよび現在のＳＯＣに基づいて、バッテリ７０の充電時に許容される入力電力（以下の説明においては、「充電電力上限値Ｗｉｎ」と記載する）およびバッテリ７０の放電時に許容される出力電力（以下の説明においては、「放電電力上限値Ｗｏｕｔ」と記載する）を設定する。たとえば、現在のＳＯＣが低下すると、放電電力上限値Ｗｏｕｔは徐々に低く設定される。一方、現在のＳＯＣが高くなると、充電電力上限値Ｗｉｎは徐々に低下するように設定される。

また、バッテリ７０として用いられる二次電池は、低温時に内部抵抗が上昇する温度依存性を有する。また、高温時には、さらなる発熱によって温度が過上昇することを防止する必要がある。このため、電池温度ＴＢの低温時および高温時には、放電電力上限値Ｗｏｕｔおよび充電電力上限値Ｗｉｎの各々を低下させることが好ましい。ＥＣＵ２００は、電池温度ＴＢおよび現在ＳＯＣに応じて、たとえば、マップ等を用いることによって、充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔを設定する。

上述した構成を有する車両１において、高速走行中に何らかの要因によりエンジン１０が停止した場合には、直ちにエンジンを再始動できない場合がある。例えば、図２の共線図に記載された実線に示すように、車両１が高速走行している場合を想定する。

なお、図２に示す共線図の三本の縦軸のうちの左側の縦軸がサンギヤ５０の回転速度、すなわち、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１を示す。また、図２に示す共線図の中央の縦軸がキャリア５４の回転速度、すなわち、エンジン回転速度Ｎｅを示す。また、図２に示す共線図の右側の縦軸がリングギヤ５６の回転速度、すなわち、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２を示す。なお、図２の共線図の各縦軸の矢印の方向が正回転方向を示し、矢印の方向と逆方向が負回転方向を示す。

車両１の走行時においては、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１と、エンジン回転速度Ｎｅと、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２とは、図２の共線図上で１本の直線で結ばれる関係を維持するように各要素の回転速度Ｎｍ１，Ｎｅ，Ｎｍ２が変化する。

図２の実線に示すように、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１がＮｍ１（０）であって、エンジン回転速度ＮｅがＮｅ（０）であって、かつ、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２がＮｍ２（０）であるとする。

車両１の高速走行中にＩＧオフ操作がされた場合に、エンジン１０の回転が停止した場合には、車両１は、図２の破線に示す状態となる。このとき、第１ＭＧ２０を用いてエンジン１０を始動させる場合を想定する。この場合、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１をＮｍ１（１）からＮｍ１（０）に引き上げることによって、エンジン回転速度Ｎｅを初爆可能な最低エンジン回転速度よりも上昇させる必要がある。

そのため、第１ＭＧ２０の回転方向（負回転方向）と反対の正回転方向のトルクを生じさせる必要がある。しかしながら、第１ＭＧ２０の回転速度をＮｍ１（１）からＮｍ１（０）まで上昇させる過程において、第１ＭＧ２０は発電する。そのため、バッテリ７０のＳＯＣが通常のＳＯＣ範囲よりも高いことによって充電が制限される場合、すなわち、ＳＯＣが通常のＳＯＣ範囲内である場合よりも充電電力上限値Ｗｉｎが低下している場合には、第１ＭＧ２０において発電を行なうことができない場合がある。そのため、エンジンを直ちに再始動することができない場合がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００が車両１の走行中にスタートスイッチ１５０に停止指示を受けた場合であって、かつ、バッテリ７０において入力電力が制限される予め定められた条件が成立した場合に、エンジン１０の出力軸に第１ＭＧ２０のトルクを伝達するように第１ＭＧ２０を制御する点に特徴を有する。

図３に、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００の機能ブロック図を示す。ＥＣＵ２００は、判定部２０２と、Ｗｉｎ判定部２０４と、フューエルカット制御部２０６と、ＭＧ制御部２０８とを含む。

判定部２０２は、ＩＧオフ操作がされたか否かを判定する。判定部２０２は、車両１のシステムが起動状態である場合にスタートスイッチ１５０から信号ＳＴを受信した場合に、ＩＧオフ操作がされた（停止指示を受けた）と判定する。なお、判定部２０２は、たとえば、ＩＧオフ操作がされた場合にＩＧオフ判定フラグをオンするようにしてもよい。

さらに、判定部２０２は、車両１が走行中であるか否かを判定する。判定部２０２は、車速Ｖが所定車速Ｖ（０）よりも高い場合に、車両１が走行中であると判定する。なお、判定部２０２は、車両１が走行中であると判定された場合に走行判定フラグをオンするようにしてもよい。

Ｗｉｎ判定部２０４は、ＩＧオフ操作がされ、かつ、車両１が走行中であると判定部２０２によって判定された場合にバッテリ７０において入力電力が制限される予め定められた条件が成立するか否かを判定する。予め定められた条件は、充電電力上限値Ｗｉｎがしきい値Ｗｉｎ（０）よりも低いという条件である。予め定められた条件は、たとえば、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ（０）よりも高いという条件と、バッテリ７０の電池温度ＴＢがしきい値ＴＢ（０）よりも低いという条件と、直前のバッテリ７０の充電継続時間Ｔｃが所定時間Ｔｃ（０）よりも長いという条件とのうちの少なくともいずれか一つの条件を含む。

Ｗｉｎ判定部２０４は、電池温度ＴＢと、電流ＩＢと、電圧ＶＢとに基づいてＳＯＣを推定する。たとえば、Ｗｉｎ判定部２０４は、電池温度ＴＢに基づいて、電池温度ＴＢに依存した特性を有する内部抵抗を推定する。Ｗｉｎ判定部２０４は、推定された内部抵抗と、電流ＩＢおよび電圧ＶＢとから開放電圧（ＯＣＶ）を推定する。Ｗｉｎ判定部２０４は、推定された開放電圧に基づいてＳＯＣを推定する。なお、上述のＳＯＣの推定方法は一例であり、他の公知の技術を用いてバッテリ７０のＳＯＣを推定してもよい。

なお、Ｗｉｎ判定部２０４は、たとえば、ＩＧオフ判定フラグおよび走行判定フラグのいずれもがオン状態である場合に、予め定められた条件が成立するか否かを判定してもよい。また、Ｗｉｎ判定部２０４は、予め定められた条件が成立する場合、Ｗｉｎ判定フラグをオンするようにしてもよい。

フューエルカット制御部２０６は、判定部２０２によってＩＧオフ操作が判定され、かつ、車両１が走行中であると判定された場合に、気筒１０２への燃料噴射を停止するフューエルカット制御を実行する。フューエルカット制御部２０６は、フューエルカット制御を実行することを示す制御信号Ｓ１を生成して、生成した制御信号Ｓ１をエンジン１０に送信する。なお、フューエルカット制御部２０６は、たとえば、ＩＧオフ判定フラグおよび走行判定フラグのいずれもがオン状態である場合に、フューエルカット制御を実行するようにしてもよい。また、フューエルカット制御部２０６は、制御信号Ｓ１をエンジン１０に送信しないことによって気筒１０２への燃料噴射を停止するようにしてもよい。

ＭＧ制御部２０８は、Ｗｉｎ判定部２０４によって予め定められた条件が成立すると判定された場合に、エンジン１０の出力軸に第１ＭＧ２０のトルクを伝達するように第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を制御する。

ＭＧ制御部２０８は、予め定められた条件が成立すると判定された場合に、第１ＭＧ２０において電力を消費するため、第１ＭＧ２０が正回転方向に正トルクが発生するように第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を制御する。

本実施の形態において、ＭＧ制御部２０８は、バッテリ７０における入力電力の制限の程度が大きくなるほど、第１ＭＧ２０において消費される電力が大きくなるように第１ＭＧ２０を制御する。

ＭＧ制御部２０８は、予め定められた条件が成立する場合、ＳＯＣとしきい値ＳＯＣ（０）との差の大きさが大きいほど、第１ＭＧ２０において消費される電力が大きくなるように第１ＭＧ２０を制御する。

また、ＭＧ制御部２０８は、予め定められた条件が成立する場合、電池温度ＴＢとしきい値ＴＢ（０）との差の大きさが大きくなるほど、第１ＭＧ２０において消費される電力が大きくなるように第１ＭＧ２０を制御する。

また、ＭＧ制御部２０８は、予め定められた条件が成立する場合、充電継続時間Ｔｃと所定時間Ｔｃ（０）との差の大きさが大きくなるほど、第１ＭＧ２０において消費される電力が大きくなるように第１ＭＧ２０を制御する。

ＭＧ制御部２０８は、第１ＭＧ２０において発生させるトルクを増加させることによって消費電力を増加させる。すなわち、ＭＧ制御部２０８は、充電電力上限値Ｗｉｎに応じて第１ＭＧ２０のトルク指令値Ｔｒｅｑ１を決定する。たとえば、ＭＧ制御部２０８は、充電電力上限値Ｗｉｎがしきい値Ｗｉｎ（０）よりも低い場合、充電電力上限値Ｗｉｎが小さくなるほど第１ＭＧ２０において発生するトルクが増加するように第１ＭＧ２０のトルク指令値Ｔｒｅｑ１を決定する。

さらに、ＭＧ制御部２０８は、第１ＭＧ２０のトルクに対する反力トルクが発生するように第２ＭＧ３０を制御する。これは、第１ＭＧ２０に正回転方向のトルクが発生する場合に、第１ＭＧ２０において発生したトルクによって、第２ＭＧ３０において負回転方向のトルクが発生して、車両１を急減速させるためである。ＭＧ制御部２０８が第２ＭＧ３０において正回転方向のトルクを発生させることによって反力トルクを低減させることができる。なお、ＭＧ制御部２０８は、反力トルクと一致するトルクが第２ＭＧ３０において発生するように第２ＭＧ３０のトルク指令値Ｔｒｅｑ２を決定するようにしてもよい。あるいは、ＭＧ制御部２０８は、反力トルクに一致するトルク未満のトルクが第２ＭＧ３０において発生するように第２ＭＧ３０のトルク指令値Ｔｒｅｑ２を決定するようにしてもよい。ＭＧ制御部２０８は、たとえば、車両１の減速度がしきい値よりも低くなるようにトルク指令値Ｔｒｅｑ２を決定するようにしてもよい。減速度のしきい値は、減速度が大きいことによる車両１に運転者が認識し得るショックが発生するか否かを判定するためのしきい値である。

さらに、ＭＧ制御部２０８は、たとえば、車両１が停止するまで第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の制御を継続してもよいし、あるいは、運転者によってＩＧオン操作がされるまで第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の制御を継続するようにしてもよい。

なお、ＭＧ制御部２０８は、Ｗｉｎ判定フラグがオン状態である場合に、エンジン１０の出力軸に第１ＭＧ２０のトルクを伝達するように第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を制御してもよい。

本実施の形態において、判定部２０２と、Ｗｉｎ判定部２０４と、フューエルカット制御部２０６と、ＭＧ制御部２０８とは、いずれもＥＣＵ２００のＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される、ソフトウェアとして機能するものとして説明するが、ハードウェアにより実現されるようにしてもよい。なお、このようなプログラムは記憶媒体に記録されて車両に搭載される。

図４を参照して、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、ＩＧオフ操作がされたか否かを判定する。ＩＧオフ操作がされた場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、車両１が走行中であるか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、車両１の車速Ｖが所定車速Ｖ（０）以上である場合に、車両１が走行中であると判定する。車両１が走行中である場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、フューエルカット制御を実行する。Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２００は、Ｗｉｎが絞られているか否かを判定する。すなわち、ＥＣＵ２００は、予め定められた条件が成立している場合にＷｉｎが絞られていると判定する。充電電力上限値Ｗｉｎが絞られている場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ２００は、充電電力上限値Ｗｉｎに応じて、第１ＭＧ２０のトルク指令値Ｔｒｅｑ１を決定し、決定された第１ＭＧ２０のトルク指令値Ｔｒｅｑ１に基づいて第２ＭＧ３０のトルク指令値Ｔｒｅｑ２を決定する。トルク指令値Ｔｒｅｑ１およびＴｒｅｑ２の決定方法については上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰返されない。

Ｓ１１０にて、決定されたトルク指令値Ｔｒｅｑ１に従ったトルクが発生するように第１ＭＧ２０を制御する。Ｓ１１２にて、決定されたトルク指令値Ｔｒｅｑ２に従ったトルクが発生するように第２ＭＧ３０を制御する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ２００の動作について図５の共線図を参照して説明する。なお、共線図の各軸を示す要素は、図２の共線図と同様であるため、その詳細な説明は繰返されない。

図５の実線に示すように、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１がＮｍ１（１）（正回転方向）であって、エンジン回転速度ＮｅがＮｅ（１）であって、かつ、第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２がＮｍ２（１）であるとする。

車両１の高速走行中にＩＧオフ操作がされた場合（Ｓ１００にてＹＥＳ，Ｓ１０２にてＹＥＳ）、フューエルカット制御が実行される（Ｓ１０４）。バッテリ７０において充電電力上限値Ｗｉｎが絞られている場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、充電電力上限値Ｗｉｎに応じた第１ＭＧ２０のトルク指令値Ｔｒｅｑ１が決定され、決定された第１ＭＧ２０のトルク指令値Ｔｒｅｑ１に基づいて第２ＭＧ３０のトルク指令値Ｔｒｅｑ２が決定される（Ｓ１０８）。そして、決定されたトルク指令値Ｔｒｅｑ１およびＴｒｅｑ２に基づいて第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０が制御される（Ｓ１１０，Ｓ１１２）。

予め定められた条件が成立した場合であって、かつ、充電電力上限値Ｗｉｎの絞り量が大きい場合（以下、単に絞り大の場合と記載する）の第１ＭＧ２０において発生するトルクＴｍ１（０）（図５の矢印（黒））は、充電電力上限値Ｗｉｎの絞り量が小さい場合（以下、単に絞り小の場合と記載する）の第１ＭＧ２０において発生するトルクＴｍ１（１）よりも大きい。

このとき、絞り大の場合の第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１（２）は、絞り小の場合の第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１（３）よりも高くなる。そのため、絞り大の場合の第１ＭＧ２０における消費電力（回転速度×トルク）は、絞り小の場合の第１ＭＧ２０における消費電力よりも大きくなる。

また、絞り大の場合の第２ＭＧ３０において発生するトルクＴｍ２（０）（図５の矢印（黒））は、絞り小の場合の第２ＭＧ３０において発生するトルクＴｍ２（１）よりも大きい。このように、第１ＭＧ２０において発生するトルクに応じて第２ＭＧ３０において発生するトルクが決定されるため、車両１の急減速が抑制される。

また、第１ＭＧ２０における電力の消費によってバッテリ７０のＳＯＣは低下する。さらに、第１ＭＧ２０を駆動することによってエンジン１０の出力軸の回転の停止が抑制されるため、運転者によってＩＧオン操作がされるなどのエンジンの再始動要求に応じて、エンジン１０を直ちに始動させることができる。この場合、第１ＭＧ２０は正回転方向に回転しているため発電することなくエンジン１０が始動される。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両によると、走行中にＩＧオフ操作がされた場合であって、かつ、バッテリ７０において入力電力が制限される予め定められた条件が成立する場合に、第１ＭＧ２０において電力を消費することによりバッテリ７０のＳＯＣを低下させることができる。そのため、ＳＯＣが高いことによって充電電力上限値Ｗｉｎが制限されている場合の制限の程度を緩和することができる。また、第１ＭＧ２０が正回転方向で回転した状態が維持されるため、運転者のＩＧオン操作によってエンジン１０を始動させる場合に、第１ＭＧ２０において発電することなくエンジンを始動させることができる。また、第１ＭＧ２０において始動時に発電をともなう場合でも、蓄電装置７０の電力を予め消費しておくことによって始動時の発電電力をバッテリ７０に吸収させることができる。そのため、運転者の要求に応じて直ちにエンジン１０を始動させることができる。したがって、高速走行中にエンジンの停止指示を受けた場合に、エンジンを再始動可能な状態に制御する車両および車両用制御方法を提供することができる。さらに、エンジン１０を始動させる場合に充電電力上限値Ｗｉｎを超えてバッテリ７０が充電されることを回避することができる。そのため、バッテリ７０の劣化を防止することができる。

なお、走行中に運転者によってＩＧオフ操作された場合に、車両１が図５の二点鎖線に示す状態である場合には、第１ＭＧ２０が負回転方向で回転しているため、正回転方向にトルクを発生させることによって第１ＭＧ２０が発電する場合がある。この場合には、たとえば、ＥＣＵ２００は、エンジン１０のフューエルカット制御を実行する前に、たとえば、制動装置等を用いて車両１を減速させ、第１ＭＧ２０が正回転方向に回転を開始した時点で、第１ＭＧ２０のトルクがエンジン１０に伝達するように第１ＭＧ２０を制御するようにしてもよい。

あるいは、ＥＣＵ２００は、第１ＭＧ２０と第２ＭＧ３０との電力の収支をゼロ状態に維持したまま、第１ＭＧ２０の回転速度を正回転方向に移動させるようにしてもよい。ＥＣＵ２００は、たとえば、第１ＭＧ２０において回転速度Ｎｍ１がゼロになるまでの間、発電電力が第２ＭＧ３０において消費されるように第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を制御する。このようにすることによって、バッテリ７０に負担をかけることなく、負回転方向に回転した状態の第１ＭＧ２０を正回転方向に回転させることができる。ＥＣＵ２００は、第１ＭＧ２０が正回転方向に回転を開始した時点で、エンジン１０のフューエルカット制御を実行するとともに、第１ＭＧ２０のトルクがエンジン１０に伝達するように第１ＭＧ２０を制御するようにしてもよい。

好ましくは、ＥＣＵ２００は、第１ＭＧ２０のトルクをエンジン１０に伝達する場合には、エンジン回転速度Ｎｅが目標値になるように第１ＭＧ２０を制御することが望ましい。たとえば、初爆可能回転速度以上の回転速度を目標値とすることにより、運転者によってＩＧオン操作がされた場合に、直ちにエンジン１０を始動させることができる。

また、本実施の形態においては、Ｗｉｎが絞られない場合、第１ＭＧの制御を実行しない。これによって、電力消費量の増大を抑制して、燃費の悪化を抑制することができる。

また、ＥＣＵ２００は、充電電力上限値Ｗｉｎがしきい値Ｗｉｎ（０）よりも低い場合にバッテリ７０において入力電力が制限される予め定められた条件が成立したと判定するようにしてもよい。また、ＥＣＵ２００は、たとえば、充電電力上限値Ｗｉｎがしきい値Ｗｉｎ（０）よりも低い場合に、充電電力上限値Ｗｉｎとしきい値Ｗｉｎ（０）との偏差が大きくなるほど、第１ＭＧ２０において消費される電力が大きくなるように第１ＭＧ２０を制御するようにしてもよい。ＭＧ制御部２０８は、充電電力上限値Ｗｉｎがしきい値Ｗｉｎ（０）よりも低い場合、充電電力上限値Ｗｉｎが第１の値である場合の消費電力が、第１の値よりも高い第２の値である場合の消費電力よりも大きくなるように第１ＭＧ２０を制御するようにしてもよい。

また、ＥＣＵ２００は、予め定められた条件が成立する場合、ＳＯＣが第１の値である場合に消費される電力が、ＳＯＣが第１の値よりも低い第２の値（＞ＳＯＣ（０））である場合に消費される電力よりも大きくなるように第１ＭＧ２０を制御してもよい。

また、ＥＣＵ２００は、予め定められた条件が成立する場合、電池温度ＴＢが第１の値である場合に消費される電力が、電池温度が第１の値よりも高い第２の値（＜ＴＢ（０））である場合に消費される電力よりも大きくなるように第１ＭＧ２０を制御してもよい。

また、ＥＣＵ２００は、予め定められた条件が成立する場合、充電継続時間Ｔｃが第１の期間である場合に消費される電力が、第１の期間よりも短い第２の期間（＞Ｔｃ（０））である場合に消費される電力よりも大きくなるように第１ＭＧ２０を制御してもよい。

なお、ＥＣＵ２００は、各種パラメータ（Ｗｉｎ、ＳＯＣ、電池温度ＴＢ、充電継続時間Ｔｃ）がしきい値を超える場合に、しきい値との差の大きさに比例して消費電力を変化させるようにしてもよいし、あるいはしきい値を超える場合に、しきい値との差の大きさに応じて段階的に消費電力を変化させるようにしてもよい。

なお、図１では、駆動輪８０を前輪とする車両１を一例として示したが、特にこのような駆動方式に限定されるものではない。たとえば、車両１は、後輪を駆動輪とするものであってもよい。あるいは、車両１は、図１の第２ＭＧ３０が省略された車両であってもよい。または、車両１は、図１の第２ＭＧ３０が前輪の駆動軸１６に代えて、後輪を駆動するための駆動軸に連結される車両であってもよい。また、駆動軸１６と減速機５８との間あるいは駆動軸１６と第２ＭＧ３０との間に変速機構が設けられてもよい。

また、図１においてＥＣＵ２００は、１個のＥＣＵであるとして説明したが、２個以上のＥＣＵが用いられてもよい。たとえば、図１のＥＣＵ２００の動作を、エンジン１０を制御するためのエンジンＥＣＵと、ＰＣＵ６０を制御するためのハイブリッドＥＣＵとに分担させてもよい。

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て請求の範囲によって示され、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 エンジン、１１ エンジン回転速度センサ、１２ 第１レゾルバ、１３ 第２レゾルバ、１４ 車輪速センサ、１６ 駆動軸、４０ 動力分割装置、５０ サンギヤ、５２ ピニオンギヤ、５４ キャリア、５６ リングギヤ、５８ 減速機、７０ バッテリ、８０ 駆動輪、１０２ 気筒、１０４ 燃料噴射装置、１５０ スタートスイッチ、１５６ 電池温度センサ、１５８ 電流センサ、１６０ 電圧センサ、２００ ＥＣＵ、２０２ 判定部、２０４ Ｗｉｎ判定部、２０６ フューエルカット制御部、２０８ ＭＧ制御部。

Claims (10)

1. 駆動輪（８０）を回転させるための駆動軸（１６）と、
   内燃機関（１０）と、
   第１回転電機（２０）と、
   前記第１回転電機（２０）と電力を授受するための蓄電装置（７０）と、
   前記駆動軸（１６）、前記内燃機関（１０）の出力軸および前記第１回転電機（２０）の回転軸の三要素の各々を機械的に連結し、前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伝達が可能な動力伝達装置（４０）と、
   車両（１）のシステムの停止指示を運転者から受けるための入力部（１５０）と、
   前記車両（１）の走行中に前記停止指示を前記入力部（１５０）に受けた場合であって、かつ、前記蓄電装置（７０）において入力電力が制限される予め定められた条件が成立した場合に、前記内燃機関（１０）の前記出力軸に前記第１回転電機（２０）のトルクを伝達するように前記第１回転電機（２０）を制御するための制御部（２００）とを含む、車両。
2. 前記第１回転電機（２０）は、前記車両（１）の走行中に停止状態の前記内燃機関（１０）を始動させる場合に発電する、請求項１に記載の車両。
3. 前記制御部（２００）は、前記車両（１）の走行中に前記停止指示を前記入力部（１５０）に受けた場合に前記内燃機関（１０）への燃料噴射を停止するように前記内燃機関（１０）を制御する、請求項１に記載の車両。
4. 前記制御部（２００）は、前記車両（１）の走行中に前記停止指示を前記入力部（１５０）に受けた場合であって、かつ、前記予め定められた条件が成立した場合に、前記入力電力の制限の程度が大きくなるほど、前記第１回転電機（２０）において消費される電力が大きくなるように前記第１回転電機（２０）を制御する、請求項１に記載の車両。
5. 前記予め定められた条件は、前記蓄電装置（７０）の残容量がしきい値よりも高いという条件を含む、請求項１に記載の車両。
6. 前記予め定められた条件は、前記蓄電装置（７０）の温度がしきい値よりも低いという条件を含む、請求項１に記載の車両。
7. 前記予め定められた条件は、前記蓄電装置（７０）の充電継続時間が所定時間を越えているという条件を含む、請求項１に記載の車両。
8. 前記車両（１）は、前記駆動軸（１６）に回転軸が連結される第２回転電機（３０）をさらに含み、
   前記制御部（２００）は、前記車両（１）の走行中に前記停止指示を前記入力部（１５０）に受けた場合であって、かつ、前記予め定められた条件が成立した場合に、前記第１回転電機（２０）の前記トルクに対する反力が発生するように前記第２回転電機（３０）を制御する、請求項１に記載の車両。
9. 前記動力伝達装置（４０）は、サンギヤ（５０）と、ピニオンギヤ（５２）と、キャリア（５４）と、リングギヤ（５６）とを有する遊星歯車機構であって、
   前記サンギヤ（５０）は、前記第１回転電機（２０）の前記回転軸に連結され、
   前記キャリア（５４）は、前記内燃機関（１０）の前記出力軸に連結され、
   前記リングギヤ（５６）は、前記駆動軸（１６）に連結される、請求項１〜８のいずれかに記載の車両。
10. 駆動輪（８０）を回転させるための駆動軸（１６）と、内燃機関（１０）と、回転電機（２０）と、前記回転電機（２０）と電力を授受するための蓄電装置（７０）と、前記駆動軸（１６）、前記内燃機関（１０）の出力軸および前記回転電機（２０）の回転軸の三要素の各々を機械的に連結し、前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伝達が可能な動力伝達装置（４０）とを含む車両（１）に用いられる車両用制御方法であって、
    前記車両（１）のシステムの停止指示を運転者から受けたか否かを判定するステップと、
    前記車両（１）の走行中に前記停止指示を受けた場合であって、かつ、前記蓄電装置（７０）において入力電力が制限される予め定められた条件が成立した場合に、前記内燃機関（１０）の前記出力軸に前記回転電機（２０）のトルクが伝達するように前記車両（１）を制御するステップとを含む、車両用制御方法。

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