JP6003758B2

JP6003758B2 - ハイブリッド自動車

Info

Publication number: JP6003758B2
Application number: JP2013064567A
Authority: JP
Inventors: 英輝鎌谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2033-03-26
Also published as: JP2014189080A

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンとモータとバッテリとを搭載するハイブリッド自動車でに関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、モータの単独運転（ＥＶ走行モード）のときに、モータ要求電力とアクセル開度の変化率とに基づくファジー判定により得られるエンジン始動要求度合を積分し、積分値が予め定めた閾値より高い場合にエンジンの始動要求があるものと判断するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、上記の手法でエンジンの始動要求を判定することにより、エンジンの不必要な作動を防止し、運転者の意志を汲んだより的確な制御を可能としている。

国際公開２０１１／０７８１８９号公報

しかしながら、上述のハイブリッド自動車では、エンジン始動要求度合の積分値が予め定めた閾値より高い場合にエンジンの始動要求を判断するため、車両の走行状態によっては、エンジンの始動の判断が不適合となる場合が生じる。例えば、車両が比較的高車速で走行しているときには、走行に必要なパワーが大きいことから、エンジン始動要求度合の積分値が容易に閾値を超えてしまい、不要なエンジンの始動が行なわれてしまう。また、エンジン始動要求度合の計算にファジー判定を用いるなど、複雑な計算を行なうため、計算負荷が大きくなってしまう。

本発明のハイブリッド自動車は、車両の走行状態に応じてエンジンの始動をより適正に判定することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、モータと、前記モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、を搭載するハイブリッド自動車であって、
前記エンジンの運転を停止した状態で前記モータからのパワーにより走行するモータ走行中に運転者による走行要求に関連する要求パラメータが所定値以上のとき、車速が高いほど大きくなる傾向に判定用閾値を設定し、前記要求パラメータが前記所定値以上のときに積算される積算パラメータが前記判定用閾値以上に至ったときに前記エンジンの始動を判定する始動判定手段、
を備えることを特徴とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、モータ走行中に運転者による走行要求に関連する要求パラメータが所定値以上のとき、車速が高いほど大きくなる傾向に判定用閾値を設定し、要求パラメータが所定値以上のときに積算される積算パラメータが判定用閾値以上に至ったときにエンジンの始動を判定する。このように車速が高いほど大きくなる判定用閾値を用いてエンジンの始動を判定するから、エンジンの始動を車両の走行状態に応じたものにすることができ、より適正なエンジンの始動の判定を行なうことができる。

ここで、要求パラメータとしては、例えば、アクセル開度や、アクセル開度に基づく要求駆動力、アクセル開度と車速とに基づく要求駆動力、車速に基づく回転数と要求駆動力とに基づく走行用パワー、走行用パワーとバッテリの充放電に要求されるパワーとの和としての車両要求パワーなどを用いることができる。積算パラメータとしては、例えば、要求パラメータと所定値との差分の積算量や、要求パラメータが所定値以上に至ってからの経過時間などを用いることができる。

こうした本発明のハイブリッド自動車では、前記積算パラメータは、前記要求パラメータが前記所定値以上のときには加算され、前記要求パラメータが前記所定値未満のときには値０までの範囲で減算されるパラメータである、ものとすることもできる。こうすれば、要求パラメータが所定値未満のときも考慮するから、より適正にエンジンの始動の判定を行なうことができる。

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記始動判定手段は、前記バッテリの全容量に対する蓄電容量の割合である蓄電割合が大きいほど大きくなる傾向に前記判定用閾値を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、バッテリの蓄電割合を加味してエンジンの始動をより適正に判定することができる。

さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記始動判定手段は、前記バッテリの温度が所定温度以上のときには前記判定用閾値に値０を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、バッテリの温度が所定温度以上のときには迅速にエンジンを始動することができる。

あるいは、本発明のハイブリッド自動車において、前記始動判定手段は、前記モータ走行中に前記要求パラメータが前記所定値より大きな第２所定値以上に至ったときには前記積算パラメータが前記判定用閾値未満であっても前記エンジンの始動を判定する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、要求パラメータが第２所定値以上の大きいときに直ちにエンジンを始動することができる。

本発明のハイブリッド自動車は、エンジンと、モータと、前記モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、を搭載するものであればよく、例えば、エンジンと、発電用モータと、エンジンの出力軸と発電用モータの回転軸と車軸に連結された駆動軸とに３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、駆動軸に接続された駆動用モータと、発電用モータや駆動用モータと電力のやりとりを行なうバッテリとを備える構成や、エンジンと、エンジンの出力軸にクラッチを介して接続されると共に車軸に連結された駆動軸に接続された変速機と、変速機の入力軸または出力軸に接続された駆動用モータと、駆動用モータと電力のやりとりを行なうバッテリとを備える構成、エンジンと、エンジンの出力軸に取り付けられた発電機と、車軸に接続されたモータと、発電機やモータと電力のやりとりを行なうバッテリとを備える構成など、種々の構成を用いることができる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。ＨＶＥＣＵ７０により実行されるエンジン始動判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。車速Ｖと判定用閾値Ｐｊとの関係の一例を示す説明図である。バッテリの蓄電割合ＳＯＣと判定用閾値Ｐｊとの関係の一例を示す説明図である。車両要求パワーＰｖと超過積算値Ｐｏｖの時間変化の一例を示す説明図である。変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に前輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０と、インバータ４１，４２が接続された電力ライン（以下、駆動電圧系電力ライン５４ａという）とバッテリ５０が接続された電力ライン（以下、電池電圧系電力ライン５４ｂという）とに接続されて駆動電圧系電力ライン５４ａの電圧ＶＨを電池電圧系電力ライン５４ｂの電圧ＶＬ以上の範囲で調節すると共に駆動電圧系電力ライン５４ａと電池電圧系電力ライン５４ｂとの間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ５５と、インバータ４１，４２を制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に昇圧コンバータ５５を制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションθｃｒやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Ｔｗ，燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Ｐｉｎ，燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカムポジションθｃａ，スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットルポジションＴＰ，吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Ｑａ，同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ｔａ，排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比ＡＦ，同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号Ｏ２などが入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号，吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの回転位置θｍ１，θｍ２や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流，駆動電圧系電力ライン５４ａに取り付けられた図示しない電圧センサからの駆動電圧系電圧ＶＨや電池電圧系電力ライン５４ｂに取り付けられた図示しない電圧センサからの電池電圧系電圧ＶＬなどが入力ポートを介して入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２のスイッチング素子へのスイッチング制御信号や昇圧コンバータ５５のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信しており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に接続された電力ラインに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりＨＶＥＣＵ７０に送信する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてそのときのバッテリ５０から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されて駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力を駆動軸３６に出力するよう運転制御するモータ運転モード（ＥＶ走行モード）などがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モード（ＨＶ走行モード）という。

エンジン運転モード（ＨＶ走行モード）では、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に換算係数を乗じて得られる回転数や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｒ＊を計算すると共に計算した走行用パワーＰｒ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて得られるバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される車両要求パワーＰｖを設定し、車両要求パワーＰｖを効率よくエンジン２２から出力することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）を用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定し、バッテリ５０を充放電してもよい最大電力としてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣやバッテリ５０の温度により設定される入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについてエンジンＥＣＵ２４に送信し、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。そして、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてＥＧＲ率Ｒｅの目標値としての目標ＥＧＲ率Ｒｅ＊を設定し、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の制御（具体的には、スロットルバルブ１２４の開度を制御する吸入空気量制御や、燃料噴射弁１２６からの燃料噴射量を制御する燃料噴射制御，点火プラグ１３０の点火時期を制御する点火制御，吸気バルブ１２８の開閉タイミングを制御する吸気バルブタイミング可変制御など）を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

モータ運転モード（ＥＶ走行モード）では、ＨＶＥＣＵ７０は、エンジン運転モードと同様に要求トルクＴｒ＊と走行用パワーＰｒ＊と車両要求パワーＰｖとを設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にモータ運転モード（ＥＶ走行モード）で走行しているときにエンジン２２の始動を判定する際の動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行されるエンジン始動判定処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、モータ運転モード（ＥＶ走行モード）で走行している最中に所定時間毎（例えば、数十ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

エンジン始動判定処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、車両要求パワーＰｖや車速センサ８８からの車速Ｖ，バッテリ５０の温度Ｔｂ，バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣなどのエンジン始動の判定に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、車両要求パワーＰｖは、上述したエンジン運転モードやモータ運転モードの駆動制御に記述した手法により図示しない駆動制御ルーチンにより設定したものを入力するものとした。バッテリ５０の温度Ｔｂや蓄電割合ＳＯＣは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。

次に、入力した車両要求パワーＰｖを閾値Ｐｒｅｆ１および閾値Ｐｒｅｆ２と比較する（ステップＳ１１０，Ｓ１２０）。閾値Ｐｒｅｆ１は、エンジン２２を近いうちに始動すべきと判定するための閾値として予め定められるものである。閾値Ｐｒｅｆ２は、エンジン２２を直ちに始動すべきと判定するための閾値として閾値Ｐｒｅｆ１より大きな値として予め定められるものである。したがって、車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ２以上のときには、直ちにエンジン２２を始動すべきと判断し、エンジン始動フラグＦｓｔａｒｔに値１を設定すると共に（ステップＳ１９０）、超過積算値Ｐｏｖを値０に初期化して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。ここで、超過積算値Ｐｏｖは、本ルーチンで積算されるパラメータである。

車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ１以上ではあるが閾値Ｐｒｅｆ２未満のときには、車両要求パワーＰｖから閾値Ｐｒｅｆ１を減じたものを積算、即ちそれまでの超過積算値Ｐｏｖに車両要求パワーＰｖから閾値Ｐｒｅｆ１を減じたものを加算して新たな超過積算値Ｐｏｖを計算すると共に（ステップＳ１３０）、バッテリ５０の温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ここで、所定温度Ｔｂｒｅｆは、バッテリ５０の許容上限温度よりある程度低い温度として予め定められるものである。バッテリ５０の温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満のときには、車速Ｖとバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとに基づいて判定用閾値Ｐｊを設定すると共に（ステップＳ１５０）、超過積算値Ｐｏｖと判定用閾値Ｐｊとを比較し（ステップＳ１７０）、超過積算値Ｐｏｖが判定用閾値Ｐｊ未満のときには、エンジン２２はまだ始動すべきでないと判断して本ルーチンを終了し、超過積算値Ｐｏｖが判定用閾値Ｐｊ以上のときには、エンジン２２を始動すべきと判断し、エンジン始動フラグＦｓｔａｒｔに値１を設定すると共に（ステップＳ１９０）、超過積算値Ｐｏｖを値０に初期化して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。ここで、判定用閾値Ｐｊは、実施例では、車速Ｖと蓄電割合ＳＯＣと判定用閾値Ｐｊとの関係を予め定めて判定用閾値設定用マップとして記憶しておき、車速Ｖと蓄電割合ＳＯＣが与えられるとマップから対応する判定用閾値Ｐｊを導出することにより設定するものとした。図３に車速Ｖと判定用閾値Ｐｊとの関係の一例を示し、図４に蓄電割合ＳＯＣと判定用閾値Ｐｊとの関係の一例を示す。車速Ｖと判定用閾値Ｐｊとの関係は、図３に示すように、車速Ｖが大きいほど判定用閾値Ｐｊが大きくなる傾向の関係であり、蓄電割合ＳＯＣと判定用閾値Ｐｊとの関係は、図４に示すように、蓄電割合ＳＯＣが大きいほど判定用閾値Ｐｊが大きくなる傾向の関係である。このように車速Ｖやバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに応じた判定用閾値Ｐｊを用いてエンジン２２の始動を判定することにより、エンジン２２の始動の判定をより適正に行なうことができる。

ステップＳ１４０でバッテリ５０の温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上であると判定されると、判定用閾値Ｐｊに値０を設定すると共に（ステップＳ１６０）、超過積算値Ｐｏｖと判定用閾値Ｐｊを比較する（ステップＳ１７０）。このとき、判定用閾値Ｐｊには値０が設定されていることと超過積算値Ｐｏｖが値０以上であることから、超過積算値Ｐｏｖは判定用閾値Ｐｊ以上と判定され、エンジン２２を始動すべきと判断し、エンジン始動フラグＦｓｔａｒｔに値１を設定すると共に（ステップＳ１９０）、超過積算値Ｐｏｖを値０に初期化して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。これにより、バッテリ５０の温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上のときには迅速にエンジン２２を始動してバッテリ５０の負荷を低減し、バッテリ５０の温度Ｔｂが更に上昇するのを抑制することができる。なお、超過積算値Ｐｏｖが値０以上であることについては後述する。

ステップＳ１１０で車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ１未満であると判定されると、エンジン２２の始動は不要と判断し、車両要求パワーＰｖから閾値Ｐｒｅｆ１を減じたものの積算（即ち、それまでの超過積算値Ｐｏｖに車両要求パワーＰｖから閾値Ｐｒｅｆ１を減じたものを加算して新たな超過積算値Ｐｏｖを計算するしたもの）と値０とのうち大きい方を超過積算値Ｐｏｖとして設定し（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。この際の車両要求パワーＰｖから閾値Ｐｒｅｆ１を減じたものの積算は、車両要求パワーＰｖから閾値Ｐｒｅｆ１を減じたものが負の値であるから、それまでの超過積算値Ｐｏｖに車両要求パワーＰｖから閾値Ｐｒｅｆ１を減じたものの絶対値を減算して新たな超過積算値Ｐｏｖを計算するものとなる。そして、こうして計算した新たな超過積算値Ｐｏｖと値０とのうち大きい方を超過積算値Ｐｏｖとして設定することにより、超過積算値Ｐｏｖが負の値にならないように、即ち値０以上となるようにしているのである。

図５は、実施例のハイブリッド自動車２０における車両要求パワーＰｖと超過積算値Ｐｏｖの時間変化の一例を示す説明図である。図中、実線はアクセルペダル８３の踏み込み量の変化が激しいときの車両要求パワーＰｖと超過積算値Ｐｏｖの時間変化であり、一点鎖線はアクセルペダル８３が比較的大きく踏み込まれたときの車両要求パワーＰｖと超過積算値Ｐｏｖの時間変化であり、二点鎖線はアクセルペダル８３が中程度に踏み込まれたときの車両要求パワーＰｖと超過積算値Ｐｏｖの時間変化である。アクセルペダル８３の踏み込み量の変化が激しいとき（実線）では、車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ１以上になる時間Ｔ１１から超過積算値Ｐｏｖは増加するが、そのすぐ後にアクセルペダル８３の戻しにより車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ１未満になり、超過積算値Ｐｏｖは判定用閾値Ｐｊに至ることなく値０になる。車両要求パワーＰｖが再び閾値Ｐｒｅｆ１以上になる時間Ｔ１２から再び超過積算値Ｐｏｖは増加するが、アクセルペダル８３の戻しにより車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ１未満になり、超過積算値Ｐｏｖは判定用閾値Ｐｊに至ることなく値０になる。この実線の場合はエンジン２２は始動されない。アクセルペダル８３が比較的大きく踏み込まれたとき（一点鎖線）では、車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ１以上になる時間Ｔ２１から超過積算値Ｐｏｖは増加するが、超過積算値Ｐｏｖは判定用閾値Ｐｊに至る前の車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ２以上になる時間Ｔ２２にエンジン２２が始動され、超過積算値Ｐｏｖは初期化（値０）される。アクセルペダル８３が中程度に踏み込まれたとき（二点差線）では、車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ１以上になる時間Ｔ３１から超過積算値Ｐｏｖは増加し、超過積算値Ｐｏｖが判定用閾値Ｐｊ以上になる時間Ｔ３２にエンジン２２が始動され、超過積算値Ｐｏｖは初期化（値０）される。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、モータ運転モード（ＥＶ走行モード）で走行している最中に、車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ１以上で閾値Ｐｒｅｆ２未満のときには、車両要求パワーＰｖから閾値Ｐｒｅｆ１を減じたものの積算値である超過積算値Ｐｏｖが、車速Ｖが大きいほど大きくなる傾向に且つバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが大きいほど大きくなる傾向に設定された判定用閾値Ｐｊ以上に至ったときにエンジン２２を始動すべきと判定することにより、エンジン２２の始動の判定を車速Ｖや蓄電割合ＳＯＣに応じてより適正に行なうことができる。しかも、車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ２以上のときには、直ちにエンジン２２を始動すべきと判定するから、エンジン２２の始動に遅れが出るのを抑制することができる。また、バッテリ５０の温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上のときには判定用閾値Ｐｊに値０を設定することにより、迅速にエンジン２２を始動してバッテリ５０の負荷を低減し、バッテリ５０の温度Ｔｂが更に上昇するのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、車速Ｖとバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて判定用閾値Ｐｊを設定するものとしたが、蓄電割合ＳＯＣを用いずに車速Ｖだけに基づいて判定用閾値Ｐｊを設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上のときには判定用閾値Ｐｊに値０を設定するものとしたが、バッテリ５０の温度Ｔｂに基づいて判定用閾値Ｐｊを設定しないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ１未満であるときには、それまでの超過積算値Ｐｏｖに車両要求パワーＰｖから閾値Ｐｒｅｆ１を減じたものの絶対値を減算して得られる新たな超過積算値Ｐｏｖと値０とのうち大きい方を超過積算値Ｐｏｖとして設定するものとしたが、超過積算値Ｐｏｖを値０に初期化するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ１以上で閾値Ｐｒｅｆ２未満のときには、車両要求パワーＰｖから閾値Ｐｒｅｆ１を減じたものの積算値である超過積算値Ｐｏｖが、車速Ｖやバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに応じた判定用閾値Ｐｊ以上に至ったときにエンジン２２を始動すべきと判定するものとしたが、車両要求パワーＰｖに代えて、アクセル開度Ａｃｃや要求トルクＴｒ＊，走行用パワーＰｄｒｖなどのパラメータが２つの閾値の範囲内のときにパラメータから下側の閾値を減じたものの積算値が、車速Ｖやバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに応じた判定用閾値以上に至ったときにエンジン２２を始動すべきと判定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ１以上で閾値Ｐｒｅｆ２未満のときには、車両要求パワーＰｖから閾値Ｐｒｅｆ１を減じたものの積算値である超過積算値Ｐｏｖが、車速Ｖやバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに応じた判定用閾値Ｐｊ以上に至ったときにエンジン２２を始動すべきと判定するものとしたが、超過積算値Ｐｏｖに代えて、車両要求パワーＰｖが閾値Ｐｒｅｆ１以上に至ってからの経過時間が、車速Ｖやバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに応じた判定用閾値以上に至ったときにエンジン２２を始動すべきと判定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２からの動力を駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸３６に出力するものとしたが、図６の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２からの動力を駆動軸３６が接続された車軸（駆動輪３８ａ，３８ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図６における車輪３９ａ，３９ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するものとしたが、図７の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ２２９を介してエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。また、図８の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２からの動力を変速機３３０を介して駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された車軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を駆動輪３８ａ，３８ｂに接続された車軸とは異なる車軸（図８における車輪３９ａ，３９ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、図２のエンジン始動判定処理ルーチンを実行するＨＶＥＣＵ７０が「始動判定手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０，３２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２４エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６クランクシャフト、３０プラネタリギヤ、３６駆動軸、３７デファレンシャルギヤ、３８３ａ，３８ｂ駆動輪、３９ａ，３９ｂ車輪、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２インバータ、５０バッテリ、７０ハイブリッド用電子制御ユニット、８１シフトレバー、８２シフトポジションセンサ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８５ブレーキペダル、８６ブレーキペダルポジションセンサ、８８車速センサ、２２９クラッチ、２３０，３３０変速機、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

エンジンと、モータと、前記モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、を搭載するハイブリッド自動車であって、
前記エンジンの運転を停止した状態で前記モータからのパワーにより走行するモータ走行中に運転者による走行要求に関連する要求パラメータが所定値以上のとき、車速が高いほど大きくなる傾向に判定用閾値を設定し、前記要求パラメータが前記所定値以上のときに積算される積算パラメータが前記判定用閾値以上に至ったときに前記エンジンの始動を判定する始動判定手段を備え、
前記積算パラメータは、前記要求パラメータが前記所定値以上のときには加算され、前記要求パラメータが前記所定値未満のときには値０までの範囲で減算されるパラメータである、
ハイブリッド自動車。
エンジンと、モータと、前記モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、を搭載するハイブリッド自動車であって、
前記エンジンの運転を停止した状態で前記モータからのパワーにより走行するモータ走行中に運転者による走行要求に関連する要求パラメータが所定値以上のとき、車速が高いほど大きくなる傾向に判定用閾値を設定し、前記要求パラメータが前記所定値以上のときに積算される積算パラメータが前記判定用閾値以上に至ったときに前記エンジンの始動を判定する始動判定手段を備え、
前記要求パラメータは、走行に要求されるパワーに基づく車両要求パワーであり、
前記積算パラメータは、前記車両要求パワーと前記所定値との差分を積算した積算量である、
ハイブリッド自動車。
請求項１または２記載のハイブリッド自動車であって、
前記始動判定手段は、前記バッテリの全容量に対する蓄電容量の割合である蓄電割合が大きいほど大きくなる傾向に前記判定用閾値を設定する手段である、
ハイブリッド自動車。
請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記始動判定手段は、前記バッテリの温度が所定温度以上のときには前記判定用閾値に値０を設定する手段である、
ハイブリッド自動車。
請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記始動判定手段は、前記モータ走行中に前記要求パラメータが前記所定値より大きな第２所定値以上に至ったときには前記積算パラメータが前記判定用閾値未満であっても前記エンジンの始動を判定する手段である、
ハイブリッド自動車。