JP5928418B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は、回転電機と内燃機関とを搭載するハイブリッド車両に関する。

特許文献１（特開２０１０−２３４８７２号公報）には、車両要求パワーが内燃機関の始動しきい値を超えた場合に、車両要求パワーが始動しきい値を超えてから所定時間経過後に内燃機関を始動するハイブリッド車両が開示される。

特開２０１０−２３４８７２号公報 ＰＣＴ／ＪＰ２００９／０６５９２３ 特開２０１０−２３４８７３号公報 特開２０１３−０６７３３７号公報 特開２０１３−０３５３３６号公報 特開２０１０−１８８９４８号公報

ところで、ハイブリッド車両には、蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）を維持しないで駆動用モータのみを用いたモータ走行を持続させるための走行モードと、内燃機関を用いて蓄電装置のＳＯＣを維持して走行する走行モードとを含む複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードにしたがって走行するものがある。このようなハイブリッド車両においては、走行モードに関わらず、駆動パワーを確保するために車両要求パワーが始動しきい値を超えると内燃機関が始動させられる場合がある。そのため、たとえば、運転者の荒いアクセル操作等によって車両要求パワーが始動しきい値を一時的に超えるような場合、モータ走行を持続するための走行モードが選択されているにも関わらず内燃機関が運転者の意図に反して始動する可能性がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ハイブリッド車両の状態に応じて内燃機関の始動を適切に制御する車両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、車両に駆動力を発生させる回転電機と、駆動力の発生が可能な内燃機関と、回転電機に電力を供給する蓄電装置と、蓄電装置の充電状態を維持しないで蓄電装置の電力を消費して走行する第１モードと、蓄電装置の充電状態を維持して走行する第２モードとを含む複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに従って、回転電機と内燃機関とを制御する制御装置とを含む。制御装置は、第１モード時に車両に要求される車両要求パワーが停止状態の内燃機関を始動させるための始動しきい値を超える場合には、第２モード時よりも車両要求パワーが始動しきい値を超えることに応じた内燃機関の始動を遅らせるように内燃機関を制御する。

好ましくは、制御装置は、第１モード時に車両要求パワーが始動しきい値を超える場合には、車両要求パワーの始動しきい値に対する超過分の積算値を算出し、算出された積算値が所定値を超えることに応じて内燃機関を始動させることによって、第２モード時よりも内燃機関の始動を遅らせるように内燃機関を制御する。

さらに好ましくは、制御装置は、第１モード時に車両要求パワーが始動しきい値を超える場合には、アクセルペダルの踏み込み量の第１の値に対する超過分の積算値を算出し、算出された積算値が第２の値を超えることに応じて内燃機関を始動させることによって、第２モード時よりも内燃機関の始動を遅らせるように内燃機関を制御する。

さらに好ましくは、制御装置は、第１モード時に車両要求パワーが始動しきい値を超える場合には、車両要求パワーが始動しきい値を超えてからの経過時間が所定時間以上となることに応じて内燃機関を始動させる。

さらに好ましくは、始動しきい値は、回転電機の出力の上限値以下の値である。第１モード時の始動しきい値は、第１のしきい値である。第２モード時の始動しきい値は、第１のしきい値以下の第２のしきい値である。

さらに好ましくは、制御装置は、第１モード時に車両要求パワーが始動しきい値を超える場合には、第１モード時に内燃機関を始動させる。

さらに好ましくは、第１モード時には、内燃機関の始動が禁止される。制御装置は、第１モード時に車両要求パワーが始動しきい値を超える場合には、第１モードから第２モードに切り換えた後に内燃機関を始動させる。

この発明によると、第１モード時に車両要求パワーが始動しきい値を超える場合には、第２モード時よりも車両要求パワーが始動しきい値を超えることに応じた内燃機関の始動を遅らせるように内燃機関が制御される。その結果、第１モード時に、運転者の荒いアクセル操作によって車両要求パワーが一時的に始動しきい値を超える場合にも、車両要求パワーが始動しきい値を超えた時点で内燃機関が運転者の意図に反して始動することを抑制することができる。さらに、内燃機関の始動を遅らせることによって回転電機のみを用いたモータ走行を持続させることができる。したがって、ハイブリッド車両の状態に応じて内燃機関の始動を適切に制御する車両を提供することができる。

車両の全体ブロック図である。 ＥＣＵの機能ブロック図である。 ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャート（その１）である。 ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示しフローチャート（その２）である。 ＥＣＵの動作を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。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ハイブリッド車両１（以下、単に車両１と記載する）の全体ブロック図を説明する。車両１は、トランスミッション８と、エンジン１０と、トーショナルダンパ１８と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、バッテリ７０と、駆動輪７２と、充電装置７８と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。

トランスミッション８は、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とを含む。

この車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０のうち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７２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（発電装置）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７２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って、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ１に基づいて制御される。

エンジン１０のクランク軸に対向した位置には、クランクポジションセンサ１１が設けられる。クランクポジションセンサ１１は、エンジン１０の回転速度Ｎｅを検出する。クランクポジションセンサ１１は、検出したエンジン１０の回転速度Ｎｅを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。

なお、クランクポジションセンサ１１は、エンジン１０のクランク軸の回転角および角速度を検出し、ＥＣＵ２００は、クランクポジションセンサ１１から受信した回転角および角速度に基づいてエンジン１０の回転速度Ｎｅを算出するようにしてもよい。

本実施の形態においては、エンジン１０は、１番気筒から４番気筒までの４つの気筒１１２を含む。複数の気筒１１２内の頂部の各々には、点火プラグ（図示せず）が設けられる。

なお、エンジン１０としては、図１に示すような直列の４気筒のエンジンに限定されるものではなく、たとえば、直列の３気筒、Ｖ型の６気筒、Ｖ型の８気筒あるいは直列の６気筒などの複数の気筒から構成される各種形式のエンジンであってもよい。

エンジン１０には、複数の気筒１１２の各々に対応した燃料噴射装置１２０が設けられる。なお、燃料噴射装置１２０は、複数の気筒１１２の各々の気筒内に設けられてもよいし、各気筒の吸気ポート内に設けられてもよい。

このような構成を有するエンジン１０において、ＥＣＵ２００は、複数の気筒１１２の各々に対して適切な時期に適切な量の燃料を噴射したり、複数の気筒１１２への燃料の噴射を停止したりすることによって、複数の気筒１１２の各々の燃料噴射量を制御する。

トーショナルダンパ１８は、エンジン１０のクランク軸と、トランスミッション８の入力軸との間に設けられる。トーショナルダンパ１８は、エンジン１０のクランク軸とトランスミッション８の入力軸との間での動力を伝達する際のトルク変動を吸収する。

動力分割装置４０は、駆動輪７２に連結される駆動軸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伝達装置である。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７２に伝達する。また、減速機５８は、駆動輪７２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。なお、車両１には、外部電源を用いてバッテリ７０の充電を可能とする充電装置が搭載されていてもよい。

ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の電流と、電圧と、電池温度とに基づいてバッテリ７０のＳＯＣを推定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、電流と、電圧と、電池温度とに基づいてＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を推定し、推定されたＯＣＶと所定のマップとに基づいてバッテリ７０のＳＯＣを推定してもよい。あるいは、ＥＣＵ２００は、たとえば、バッテリ７０の充電電流と放電電流とを積算することによってバッテリ７０のＳＯＣを推定してもよい。

充電装置７８は、車両１の停止中において、充電プラグ３００が車両１に取り付けられることによって外部電源３０２から供給される電力を用いてバッテリ７０を充電する。充電プラグ３００は、充電ケーブル３０４の一方端に接続される。充電ケーブル３０４の他方端は、外部電源３０２に接続される。充電装置７８の正極端子は、ＰＣＵ６０の正極端子とバッテリ７０の正極端子とを接続する電源ラインＰＬに接続される。充電装置７８の負極端子は、ＰＣＵ６０の負極端子とバッテリ７０の負極端子とを接続するアースラインＮＬに接続される。なお、充電プラグ３００等を用いた接触給電によって外部電源３０２から車両１のバッテリ７０に電力が供給される充電方法に加えてまたは代えて、共鳴法や電磁誘導等の非接触給電によって外部電源３０２から車両１のバッテリ７０に電力が供給される充電方法が用いられてもよい。

第１レゾルバ１２は、第１ＭＧ２０に設けられる。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に設けられる。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７２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。

アクセルペダル１６０は、運転席に設けられる。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を検出する。ペダルストロークセンサ１６２は、ストローク量ＡＰを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。なお、ペダルストロークセンサ１６２に代えてアクセルペダル１６０に対する車両１の乗員の踏力を検出するためのアクセルペダル踏力センサを用いてもよい。

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制御装置である。

ＥＣＵ２００は、運転席に設けられたアクセルペダル１６０のストローク量ＡＰおよび車速Ｖに対応する車両要求パワーを算出する。さらに、ＥＣＵ２００は、補機を作動させる場合には補機の作動に要するパワーを算出された車両要求パワーに加算する。ここで、補機とは、たとえば、空調装置である。ＥＣＵ２００は、算出された車両要求パワーに応じて、第１ＭＧ２０のトルク、第２ＭＧ３０のトルク、または、エンジン１０の出力を制御する。

本実施の形態において、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０のＳＯＣを維持しないでバッテリ７０の電力を消費して走行するモード（以下、ＣＤ（Charge Depleting）モードと記載する）と、エンジン１０が動作または停止される走行モードであって、バッテリ７０のＳＯＣを維持して走行するモード（以下、ＣＳ（Charge Sustaining）モードと記載する）とを含む走行モードのうちのいずれかの走行モードに従って、ＰＣＵ６０およびエンジン１０を制御する。なお、走行モードとしては、ＣＤモードおよびＣＳモード以外の走行モードが含まれてもよい。

ＥＣＵ２００は、たとえば、ＣＤモードとＣＳモードとを自動で切り換える。ＥＣＵ２００は、たとえば、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ(１）よりも大きい場合には、ＣＤモードに従ってＰＣＵ６０およびエンジン１０を制御し、バッテリ７０のＳＯＣがしきい値ＳＯＣ(１）よりも小さい場合には、ＣＳモードに従ってＰＣＵ６０およびエンジン１０を制御する。なお、ＥＣＵ２００は、ＣＤモードとＣＳモードとを手動で切り換えてもよい。

ＣＤモードに従った車両１の走行時においては、発電のためのエンジン１０の動作が抑制されるため（すなわち、バッテリ７０のＳＯＣの低下が許容されるため）、バッテリ７０のＳＯＣは維持されず、走行距離の増加に応じてバッテリ７０の電力が消費され、バッテリ７０のＳＯＣは、減少していく。

ＥＣＵ２００は、ＣＤモード時においては、車両要求パワーがエンジン１０の始動しきい値Ｐｒ（１）を超えない限りにおいて、第２ＭＧ３０の出力のみで車両１が走行するようにＰＣＵ６０を制御する。

ＥＣＵ２００は、ＣＤモード時に第２ＭＧ３０の出力のみで車両１が走行している場合に、車両要求パワーがエンジン１０の始動しきい値Ｐｒ（１）を超えた後に（すなわち、車両要求パワーを第２ＭＧ３０の出力のみで満足させることができない判定された後に）、エンジン１０を始動させて、第２ＭＧ３０の出力とエンジン１０の出力とで車両要求パワーを満足させるようにＰＣＵ６０とエンジン１０とを制御する。すなわち、ＣＤモードは、発電のためのエンジン１０の動作は抑制されるものの、車両要求パワーを満たすためのエンジン１０の動作が可能な走行モードである。

ＣＳモードに従った車両１の走行時においては、発電のためのエンジン１０の動作が可能となり、バッテリ７０のＳＯＣを維持したり、あるいは、バッテリ７０のＳＯＣを回復させたりすることによって、バッテリ７０のＳＯＣの低下が抑制される。

ＥＣＵ２００は、たとえば、ＣＳモード時にバッテリ７０のＳＯＣが所定の制御範囲内（たとえば、上述のしきい値ＳＯＣ(１）を含む制御範囲内）になるようにバッテリ７０の充放電制御を実行してもよいし、バッテリ７０のＳＯＣが所定の目標ＳＯＣ（たとえば、上述のしきい値ＳＯＣ（１））を維持するようにバッテリ７０の充放電制御を実行してもよい。

バッテリ７０の充電制御としては、たとえば、第２ＭＧ３０の回生制動により生じる回生電力を用いた充電制御と、エンジン１０の動力を用いた第１ＭＧ２０の発電電力を用いた充電制御とを含む。

ＥＣＵ２００は、ＣＳモード時においては、バッテリ７０のＳＯＣが所定の制御範囲や所定の目標ＳＯＣを大きく超えている場合には、車両要求パワーがエンジン１０の始動しきい値Ｐｒ（２）を超えない限りにおいて、第２ＭＧ３０の出力のみで車両が走行するようにＰＣＵ６０を制御する。

ＥＣＵ２００は、上述のようにＣＳモード時に第２ＭＧ３０の出力のみで車両１が走行している場合に、車両要求パワーがエンジン１０の始動しきい値Ｐｒ（２）を超えた後に（すなわち、車両要求パワーを第２ＭＧ３０の出力のみで満足させることができないと判定された後に）、エンジン１０を始動させて、第２ＭＧ３０の出力とエンジン１０の出力とで車両要求パワーを満足させるようにＰＣＵ６０とエンジン１０とを制御する。すなわち、ＣＳモードは、発電のためのエンジン１０の動作も、車両要求パワーを満たすためのエンジン１０の動作も可能な走行モードである。

なお、本実施の形態においては、ＣＤモード時の始動しきい値Ｐｒ（１）は、ＣＳモード時の始動しきい値Ｐｒ（２）よりも高いものとして説明するが、ＣＤモード時の始動しきい値Ｐｒ（１）は、ＣＳモード時の始動しきい値Ｐｒ（２）と同じ値であってもよい。始動しきい値Ｐｒ（１）およびＰｒ（２）は、いずれも、第２ＭＧ３０の出力の上限値以下であって、かつ、バッテリ７０の出力の上限値（Ｗｏｕｔ）以下の値である。

以上のような構成を有する車両においては、走行モードに関わらず、駆動パワーを確保するために車両要求パワーが始動しきい値を超えるとエンジン１０が始動させられる場合がある。そのため、たとえば、運転者の荒いアクセル操作等によって車両要求パワーが始動しきい値を一時的に超えるような場合、モータ走行を持続するためのＣＤモードが選択されているにも関わらずエンジン１０が運転者の意図に反して始動する場合がある。

そこで、本実施の形態においてＥＣＵ２００は、ＣＤモード時に車両要求パワーが始動しきい値を超える場合には、ＣＳモード時よりも車両要求パワーが始動しきい値を超えることに応じたエンジン１０の始動を遅らせるようにエンジン１０を制御する点を特徴とする。

具体的には、ＥＣＵ２００は、ＣＤモード時に車両要求パワーがエンジン１０の始動しきい値を超える場合には、車両要求パワーの始動しきい値に対する超過分の積算値を算出し、算出された積算値が所定値を超えることに応じてエンジン１０を始動させることによって、第２モード時よりもエンジン１０の始動を遅らせるようにエンジン１０を制御する。

なお、本実施の形態において、ＥＣＵ２００は、ＣＳモード時に車両要求パワーがエンジン１０の始動しきい値を超える場合には、始動しきい値を超えた時点でエンジン１０を始動させるものとする。

図２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、モード判定部２０２と、車両要求パワー判定部２０４と、エンジン始動仮判定部２０６と、積算部２０８と、エンジン始動判定部２１０と、エンジン始動制御部２１２と含む。

モード判定部２０２は、現在の走行モードがＣＤモードであるか否か（すなわち、ＣＤモードであるかあるいはＣＳモードであるか）を判定する。モード判定部２０２は、たとえば、現在の走行モードを示す情報が記憶される所定の記憶領域を参照して、現在走行モードがＣＤモードであるか否かを判定してもよい。なお、モード判定部２０２は、たとえば、現在の走行モードがＣＤモードであると判定された場合には、モード判定フラグをオン状態にしてもよい。

車両要求パワー判定部２０４は、アクセルペダル１６０のストローク量ＡＰと車速Ｖとに基づいて算出される車両要求パワーがエンジン１０の始動しきい値を超えるか否かを判定する。

車両要求パワー判定部２０４は、ＣＤモード時においては車両要求パワーがＣＤモード時に対応した始動しきい値Ｐｒ（１）を超えるか否かを判定する。車両要求パワー判定部２０４は、ＣＳモード時においては車両要求パワーがＣＳモードに対応した始動しきい値Ｐｒ（２）を超えるか否かを判定する。なお、車両要求パワー判定部２０４は、たとえば、車両要求パワーが始動しきい値を超えると判定する場合には、要求パワー判定フラグをオン状態にしてもよい。

エンジン始動仮判定部２０６は、ＣＤモード時であって、かつ、車両要求パワーが始動しきい値Ｐｒ（１）を超える場合に、エンジン始動仮判定フラグをオン状態にする。なお、エンジン始動仮判定部２０６は、たとえば、モード判定フラグおよび要求パワー判定フラグがいずれもオン状態である場合に、エンジン始動仮判定フラグをオン状態にしてもよい。

積算部２０８は、エンジン始動仮判定フラグがオン状態である場合に、エンジン始動仮判定フラグがオン状態になってからの車両要求パワーの始動しきい値Ｐｒ（１）に対する超過分の積算値を算出する。具体的には、積算部２０８は、たとえば、当該超過分とサンプリング時間とを乗算して、乗算された値が計算サイクル毎に足し合わせていくことにより、積算値を算出する。なお、積算値は、たとえば、エンジン始動仮判定フラグがオン状態になる場合、あるいは、エンジン１０が始動する場合に、初期値（たとえば、ゼロ）にリセットされる。

エンジン始動判定部２１０は、ＣＳモード時であって、かつ、車両要求パワーが始動しきい値Ｐｒ（２）を超える場合に、エンジン始動判定フラグをオン状態にする。また、エンジン始動判定部２１０は、積算部２０８によって算出された積算値が所定値を超える場合に、エンジン始動判定フラグをオン状態にする。さらに、エンジン始動判定部２１０は、積算部２０８によって積算値の算出が開始されてから所定時間が経過する場合には、積算値が所定値を超えていなくても、エンジン始動判定フラグをオン状態にする。

エンジン始動制御部２１２は、エンジン始動判定部２１０によってエンジン始動判定フラグがオン状態とされる場合に、エンジン１０の始動制御を実行する。エンジン始動制御部２１２は、第１ＭＧ２０およびエンジン１０を制御するための制御信号Ｓ１およびＳ２を生成して、ＰＣＵ６０およびエンジン１０にそれぞれ送信する。

具体的には、エンジン始動制御部２１２は、第１ＭＧ２０を用いてエンジン１０をクランキングし、エンジン１０の回転速度を初爆可能な回転速度以上になるまで上昇させ、エンジン１０の回転速度が初爆可能な回転速度以上となった後に点火制御および燃料噴射制御を実行することによって、エンジン１０を動作（始動）させる。なお、エンジン始動判定フラグやエンジン始動仮判定フラグは、たとえば、エンジン１０の始動制御が実行されるとともにオフ状態にされる。

本実施の形態において、モード判定部２０２と、車両要求パワー判定部２０４と、エンジン始動仮判定部２０６と、積算部２０８と、エンジン始動判定部２１０と、エンジン始動制御部２１２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３および４を参照して、本実施の形態に係る車両に搭載された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。

図３に示すように、ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、現在の走行モードがＣＤモードであるか否かを判定する。現在の走行モードがＣＤモードであると判定された場合（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Ｓ１０４に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、車両要求パワーがＣＤモード時に対応する始動しきい値Ｐｒ（１）よりも大きいか否かを判定する。車両要求パワーがＣＤモード時に対応する始動しきい値Ｐｒ（１）よりも大きいと判定された場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０２にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、車両要求パワーがＣＳモード時に対応する始動しきい値Ｐｒ（２）よりも大きいか否かを判定する。車両要求パワーがＣＳモード時に対応する始動しきい値Ｐｒ（２）よりも大きいと判定された場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでない場合（Ｓ１０４にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２００は、エンジン始動仮判定フラグをオン状態にする。Ｓ１０８にて、ＥＣＵ２００は、エンジン始動判定フラグをオン状態にする。

次に図４を参照して、Ｓ２００にて、ＥＣＵ２００は、エンジン始動仮判定フラグがオン状態であるか否かを判定する。エンジン始動仮判定フラグがオン状態であると判定された場合（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２に移される。もしそうでない場合（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２１０に移される。

Ｓ２０２にて、ＥＣＵ２００は、車両要求パワーの始動しきい値Ｐｒ（１）に対する超過分を積算した積算値を算出する。積算値の算出方法については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返されない。

Ｓ２０４にて、ＥＣＵ２００は、算出された積算値が所定値を超過するか否かを判定する。算出された積算値が所定値を超過すると判定された場合（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、処理はＳ２０６に移される。もしそうでない場合（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ２０８に移される。Ｓ２０６にて、ＥＣＵ２００は、エンジン始動判定フラグをオン状態にする。

Ｓ２０８にて、ＥＣＵ２００は、積算値の算出が開始されてから所定時間が経過するか否かを判定する。積算値の算出が開始されてから所定時間が経過すると判定された場合（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、処理はＳ２０６に移される。もしそうでない場合（Ｓ２０８にてＮＯ）、処理はＳ２１０に移される。

Ｓ２１０にて、ＥＣＵ２００は、エンジン始動判定フラグがオン状態であるか否かを判定する。エンジン始動判定フラグがオン状態であると判定された場合（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２１２に移される。もしそうでない場合（Ｓ２１０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ２１２にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の始動制御を実行する。エンジン１０の始動制御については、上述したとおりであるため、その詳細な説明は繰り返されない。

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を参照しつつ説明する。

たとえば、ＣＤモード時において（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エンジン１０が停止した状態（エンジン停止モード）で、低速かつ低アクセル開度で（すなわち、車両要求パワーが第２ＭＧ３０の出力のみで満たされる状態で）車両１が走行している場合を想定する。なお、図５におけるカウンタは、上述したとおり、積算値の算出を開始してから時間を計測するためのカウンタである。

運転者がアクセルペダル１６０のストローク量ＡＰを増加させると、ストローク量ＡＰの増加にともなって車両要求パワーが増加する。車両要求パワーの増加により第２ＭＧ３０の出力が増加して実駆動力が増加するとともに車速Ｖが増加していく。

時間Ｔ（１）において、車両要求パワーがＣＤモード時に対応した始動しきい値Ｐｒ（１）を超えると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、始動仮判定フラグがオン状態となる（Ｓ１０６）。始動仮判定フラグがオン状態であるため（Ｓ２００にてＹＥＳ）、積算値の算出が開始される（Ｓ２０２）。積算値が所定値になるまでは（Ｓ２０４にてＮＯ）、エンジン１０の始動制御が実行されないため、ＥＶ走行が継続する。第２ＭＧ３０の出力の増加により車速Ｖは増加していく。車両要求パワーおよび車速Ｖがいずれも増加傾向にあるため、車両要求パワーに基づく指令駆動力は、ほぼ一定の状態を維持するように変化する。一方、車速Ｖの増加に対して、上限値を超えて第２ＭＧ３０の出力を発生させることはできないため（第２ＭＧ３０の出力が頭打ちになるため）、実駆動力は、車速Ｖの増加とともに減少してく。

時間Ｔ（２）において、積算値が所定値を超えると（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、エンジン始動判定フラグがオン状態にされる（Ｓ２０６）。エンジン始動判定フラグがオン状態であるため（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、エンジン１０の始動制御が実行されて（Ｓ２１２）、エンジン１０が始動され、エンジン１０が作動モードとなる。なお、積算値が所定値を超える前でも（Ｓ２０４にてＮＯ）、カウンタの値が所定値以上となる場合には、すなわち、積算値の算出が開始されてから所定時間が経過する場合には（Ｓ２０８にてＹＥＳ）、エンジン始動判定フラグがオン状態にされる（Ｓ２０６）。

一方、ＣＳモード時において（Ｓ１００にてＮＯ）、エンジン１０が停止した状態で、低速かつ、低アクセル開度で（すなわち、車両要求パワーが第２ＭＧ３０の出力のみで満たされる状態で）車両１が走行している場合を想定する。

運転者がアクセルペダル１６０のストローク量ＡＰを増加させると、ストローク量ＡＰの増加にともなって車両要求パワーが増加する。車両要求パワーの増加により第２ＭＧ３０の出力が増加して実駆動力が増加するとともに車速Ｖが増加していく。

車両要求パワーがＣＳモード時に対応した始動しきい値Ｐｒ（２）を超えると（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、エンジン始動判定フラグがオン状態にされる（Ｓ１０８）。エンジン始動判定フラグがオン状態であるため（Ｓ２００にてＮＯ、Ｓ２１０にてＹＥＳ）、エンジン１０の始動制御が実行されて（Ｓ２１０）、エンジン１０が始動される。

このように、ＣＳモード時においては、車両要求パワーが始動しきい値Ｐｒ（２）を超えた時点でエンジン１０の始動制御が実行されるのに対して、ＣＤモード時においては、車両要求パワーが始動しきい値Ｐｒ（１）を超えると、積算値の算出が開始され、始動しきい値Ｐｒ（１）を超えた時点よりも後の、算出された積算値が所定値を超えた時点でエンジン１０の始動制御が実行されることとなる。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両によると、ＣＤモード時に車両要求パワーが始動しきい値を超える場合には、ＣＳモード時よりも車両要求パワーが始動しきい値を超えることに応じたエンジン１０の始動を遅らせるようにエンジン１０が制御される。その結果、ＣＤモード時に、運転者の荒いアクセル操作によって車両要求パワーが一時的に始動しきい値を超える場合にも、車両要求パワーが始動しきい値を超えた時点でエンジン１０が運転者の意図に反して始動することを抑制することができる。さらに、エンジン１０の始動を遅らせることによって第２ＭＧ３０の出力のみでのモータ走行を持続させることができる。したがって、ハイブリッド車両の状態に応じて内燃機関の始動を適切に制御する車両を提供することができる。

なお、運転者が加速を意図してアクセルペダルを大きく踏み込む場合には、積算値が早期に増加することにより、エンジン１０を早期に始動させることができるため、運転者の意図した駆動力を発生させることができる。

また、ＣＳモード時においては、ＣＤモード時よりも早期にエンジン１０が始動するため、バッテリ７０の充電を速やかに開始して、ＳＯＣの維持や回復に寄与できる。

以下に変形例について記載する。本実施の形態においては、ＣＤモード時において駆動パワーの確保のためのエンジン１０の動作が可能であるとして説明したが、たとえば、ＣＤモード時においてエンジン１０の動作が禁止されてもよい。この場合、ＥＣＵ２００は、ＣＤモード時に車両要求パワーが始動しきい値を超える場合であって、積算値が所定値を超える場合には、ＣＤモードからＣＳモードに切り換えた後に、エンジン１０を始動するようにしてもよい。

本実施の形態においては、積算値が所定値を超える時点で第１ＭＧ２０を用いたエンジン１０のクランキングを開始するものとして説明したが、たとえば、積算値が所定値を超えるまでに第１ＭＧ２０を用いてエンジン１０の回転速度を初爆可能な回転速度に到達するようにクランキングしておいてもよい。このようにすると、積算値が所定値を超えた時点でエンジン１０を速やかに動作させることができる。

なお、本実施の形態において、車両要求パワーが始動しきい値を一時期的に超える場合として、運転者の荒いアクセル操作が行なわれる場合を一例として説明したが、たとえば、車両１の速度を一定に保つようにＰＣＵ６０およびエンジン１０を制御するクルーズコントロール中において、走行路面のアップダウンの変動（短い距離での高低差）が大きい場合も含まれる。

本実施の形態においては、ＣＤモード時に車両要求パワーが始動しきい値を超えてから積算値の算出を開始し、算出された積算値が所定値を超える場合にエンジン１０を始動させるとして説明したが、たとえば、積算値の算出を開始後において、車両要求パワーが始動しきい値を超える毎に積算値を初期値（ゼロ）にリセットするようにしてもよい。

本実施の形態においては、ＣＤモード時のみ積算値を算出するとして説明したが、ＣＳモード時においても車両要求パワーが始動しきい値を超えてから積算値の算出を開始してもよい。この場合において、ＣＳモード時の積算値の所定値は、ＣＤモード時の積算値の所定値よりも小さいことが望ましい。このようにすると、ＣＤモード時に車両要求パワーが始動しきい値を超えることに応じたエンジン１０の始動をＣＳモード時よりも遅らせることができる。

本実施の形態においては、ＣＤモード時に車両要求パワーが始動しきい値を超えることに応じて車両要求パワーの始動しきい値に対する超過分の積算値を算出し、算出された積算値が所定値を超えることに応じてエンジン１０を始動させることによって、ＣＤモード時に車両要求パワーが始動しきい値を超えることに応じたエンジン１０の始動をＣＤモード時よりも遅らせるものとして説明したが、たとえば、ＣＤモード時に車両要求パワーが始動しきい値を超えることに応じてアクセルペダル１６０のストローク量ＡＰの所定値（ゼロであってもよいし、始動しきい値を超えた時点のストローク量ＡＰであってもよい）に対する超過分の積算値を算出し、算出された積算値が所定値を超えることに応じてエンジン１０を始動させることによって、ＣＤモード時に車両要求パワーが始動しきい値を超えることに応じたエンジン１０の始動をＣＳモード時よりも遅らせるようにしてもよい。あるいは、ＣＤモード時に車両要求パワーが始動しきい値を超えてからエンジン１０を始動するまでの始動待機時間をＣＳモード時よりも長くすることによって、ＣＤモード時に車両要求パワーが始動しきい値を超えることに応じたエンジン１０の始動をＣＳモード時よりも遅らせるようにしてもよい。なお、上記した変形例は、その全部または一部を組み合わせて実施してもよい。

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、８ トランスミッション、１０ エンジン、１１ クランクポジションセンサ、１２，１３ レゾルバ、１４ 車輪速センサ、１６ 駆動軸、１８ トーショナルダンパ、２０，３０ ＭＧ、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、６０ ＰＣＵ、７０ バッテリ、７２ 駆動輪、７８ 充電装置、１１２ 気筒、１２０ 燃料噴射装置、１６０ アクセルペダル、１６２ ペダルストロークセンサ、２００ ＥＣＵ、２０２ モード判定部、２０４ 車両要求パワー判定部、２０６ エンジン始動仮判定部、２０８ 積算部、２１０ エンジン始動判定部、２１２ エンジン始動制御部、３００ 充電プラグ、３０２ 外部電源、３０４ 充電ケーブル。

Claims (6)

1. 車両に駆動力を発生させる回転電機と、
   前記駆動力の発生が可能な内燃機関と、
   前記回転電機に電力を供給する蓄電装置と、
   前記蓄電装置の充電状態を維持しないで前記蓄電装置の電力を消費して走行する第１モードと、前記蓄電装置の充電状態を維持して走行する第２モードとを含む複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに従って、前記回転電機と前記内燃機関とを制御する制御装置とを含み、
   前記制御装置は、前記第１モード時に前記車両に要求される車両要求パワーが停止状態の前記内燃機関を始動させるための始動しきい値を超える場合には、前記車両要求パワーが前記始動しきい値を超えてから前記内燃機関が始動するまでの期間を前記第２モード時よりも長くすることによって前記第２モード時よりも前記内燃機関の始動を遅らせるように前記内燃機関を制御し、
   前記制御装置は、前記第１モード時に前記車両要求パワーが前記始動しきい値を超える場合には、前記車両要求パワーの前記始動しきい値に対する超過分の積算値を算出し、算出された前記積算値が所定値を超えることに応じて前記内燃機関を始動させることによって、前記第２モード時よりも前記内燃機関の始動を遅らせるように前記内燃機関を制御する、車両。
2. 車両に駆動力を発生させる回転電機と、
   前記駆動力の発生が可能な内燃機関と、
   前記回転電機に電力を供給する蓄電装置と、
   前記蓄電装置の充電状態を維持しないで前記蓄電装置の電力を消費して走行する第１モードと、前記蓄電装置の充電状態を維持して走行する第２モードとを含む複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードに従って、前記回転電機と前記内燃機関とを制御する制御装置とを含み、
   前記制御装置は、前記第１モード時に前記車両に要求される車両要求パワーが停止状態の前記内燃機関を始動させるための始動しきい値を超える場合には、前記車両要求パワーが前記始動しきい値を超えてから前記内燃機関が始動するまでの期間を前記第２モード時よりも長くすることによって前記第２モード時よりも前記内燃機関の始動を遅らせるように前記内燃機関を制御し、
   前記制御装置は、前記第１モード時に前記車両要求パワーが前記始動しきい値を超える場合には、アクセルペダルの踏み込み量の第１の値に対する超過分の積算値を算出し、算出された前記積算値が第２の値を超えることに応じて前記内燃機関を始動させることによって、前記第２モード時よりも前記内燃機関の始動を遅らせるように前記内燃機関を制御する、車両。
3. 前記制御装置は、前記第１モード時に前記車両要求パワーが前記始動しきい値を超える場合には、前記車両要求パワーが前記始動しきい値を超えてからの経過時間が所定時間以上となることに応じて前記内燃機関を始動させる、請求項１または２に記載の車両。
4. 前記始動しきい値は、前記回転電機の出力の上限値以下の値であって、
   前記第１モード時の前記始動しきい値は、第１のしきい値であって、
   前記第２モード時の前記始動しきい値は、前記第１のしきい値以下の第２のしきい値である、請求項１〜３のいずれかに記載の車両。
5. 前記制御装置は、前記第１モード時に前記車両要求パワーが前記始動しきい値を超える場合には、前記第１モード時に前記内燃機関を始動させる、請求項１〜４のいずれかに記載の車両。
6. 前記第１モード時には、前記内燃機関の始動が禁止され、
   前記制御装置は、前記第１モード時に前記車両要求パワーが前記始動しきい値を超える場合には、前記第１モードから前記第２モードに切り換えた後に前記内燃機関を始動させる、請求項１〜４のいずれかに記載の車両。

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