JP6489113B2 - ハイブリッド車両およびその制御方法 - Google Patents

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Description

本開示は、排気浄化触媒を有するエンジンおよび電動機を含む動力発生装置と、電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを有するハイブリッド車両およびその制御方法に関する。
従来、この種のハイブリッド車両として、CD(Charge Depleting)モードと、CS(Charge Sustaining)モードとの何れかを当該車両の走行モードとして設定可能なものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド車両では、走行モードがCDモードである場合、エンジンの運転を伴うHV走行(ハイブリッド走行)を許容しつつ、蓄電装置に蓄えられた電力の消費が促進されるように電動機のみを用いるEV走行(電動走行)を優先させる。また、当該ハイブリッド車両では、走行モードがCSモードである場合、蓄電装置のSOCが所定範囲内に維持されるようにHV走行とEV走行とが適宜切り替えられる。
更に、この種のハイブリッド車両としては、電動機のみを動力源としてエンジンを動力源とせずに車両を走行させるEV(CD)モードから、エンジンと電動機とを動力源として車両を走行させるHV(CS)モードへと走行モードを切り替える切替スイッチを有するものも知られている(例えば、特許文献2参照)。このハイブリッド車両では、運転者により走行モードがEVモードからHVモードへと手動で切り替えられた後のHVモードでの走行時に、蓄電装置のSOCの制御目標値であるSOC制御中心が、走行モードがHVモードへと切り替えられる直前のEVモードでの走行時における蓄電装置のSOCより大きい値に設定される。これにより、運転者により走行モードがEVモードからHVモードへと手動で切り替えられた時点での蓄電装置のSOCをその後のHVモードでの走行において維持することができる。また、特許文献2には、運転者により走行モードがEVモードからHVモードへと手動で切り替えられた後のHVモードでの走行時に、EVモードからHVモードへの切り替え時点における蓄電装置のSOCをSOC制御中心に設定することも記載されている。
特開2013−252853号公報 特開2013−154715号公報
ところで、SOCの制御目標値であるSOC制御中心については、蓄電装置の保護や回生制動の禁止の抑制といった観点から上限値(および下限値)を予め定めておくことが好ましい。ただし、運転者にCDモードからCSモードへの切り替えが許容されるハイブリッド車両では、SOCがSOC制御中心の上限値よりも高いときに、当該SOCを高く保とうとする運転者によって走行モードがCDモードからCSモードに切り替えられることもあり得る。このような場合、CDモードからCSモードへの切り替え時のSOCやそれよりも大きい値がSOC制御中心に設定されると、回生制動の禁止による効率の低下等を招くおそれがある。また、運転者により走行モードがCDモードからCSモードに切り替えられた場合、走行モードがCDモードである場合に比べてエンジンの始動頻度が高まることから、エミッションの悪化を抑制する必要もある。
そこで、本開示の発明は、運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えた際のハイブリッド車両の制御を適正化することを主目的とする。
本開示のハイブリッド車両は、排気浄化触媒を有するエンジンおよび該エンジンからの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機を含む動力発生装置と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを有し、走行モードとしてCD(Charge Depleting)モードとCS(Charge Sustaining)モードとを選択的に設定可能なハイブリッド車両において、運転者に前記CDモードと前記CSモードとの切り替えを許容するモード切替部と、前記走行モードがCSモードである場合、前記蓄電装置のSOCが予め定められた上限値以下の制御中心値に近づくように前記動力発生装置を制御すると共に、前記SOCが前記制御中心値の前記上限値よりも高いときに運転者が前記走行モードを前記CDモードから前記CSモードへと切り替えた場合に、前記SOCが前記上限値以下であるときに運転者が前記走行モードを前記CDモードから前記CSモードへと切り替えた場合に比べて、前記エンジンの始動が制限されるように前記動力発生装置を制御する制御装置とを備えるものである。
このハイブリッド車両では、蓄電装置のSOCが制御中心値の上限値よりも高いときに運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えた場合に、SOCが当該上限値以下であるときに運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えた場合に比べてエンジンの始動が制限される。これにより、蓄電装置のSOCが制御中心値の上限値よりも高いときに運転者により走行モードがCDモードからCSモードへと切り替えられても、当該蓄電装置の電力の消費を促進させてSOCを低下させ、蓄電装置の保護や回生制動の禁止の抑制を図ることができる。また、エンジンの始動の制限により、当該エンジンの始動の間隔を拡げて、排気浄化触媒の温度低下により排気浄化性能が低下している状態でエンジンが始動されるの抑制することができる。この結果、運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えた際のハイブリッド車両の制御を適正化することが可能となる。
また、前記制御装置は、運転者が前記走行モードを前記CSモードへと切り替えてから、前記SOCが前記制御中心値の前記上限値以下になるまで、前記エンジンの始動を制限するものであってもよい。これにより、SOCが制御中心値の上限値以下になった後においても、走行モードをCSモードへと切り替えて蓄電装置のSOCを高く保とうとする運転者のニーズに応えることが可能となる。
更に、前記制御装置は、前記SOCが前記制御中心値の前記上限値よりも高いときに運転者が前記走行モードを前記CDモードから前記CSモードへと切り替えた場合、前記CDモードにおける前記エンジンの始動条件に基づいて該エンジンを始動させるか否かを判定するものであってもよい。これにより、SOCが制御中心値の上限値よりも高いときに運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えた場合に、エンジンの始動をより適正に制限する共に、このような走行モードの切り替えに対応した専用の始動判定条件を設けることによる設計コストの上昇を抑えることが可能となる。
更に、前記ハイブリッド車両は、前記CDモードおよび前記CSモードのうちの前記走行モードである一方を表示する走行モード表示部を更に備えてもよく、前記制御装置は、前記SOCが前記制御中心値の前記上限値よりも高いときの運転者による前記CDモードから前記CSモードへの切り替えに応じて、前記走行モード表示部に前記CDモードを表示させるものであってもよい。これにより、運転者によりCSモードが選択されたにも拘わらずCDモードにおけるエンジンの始動条件に基づいて当該エンジンの始動判定が行われたとしても、運転者が違和感を覚えるのを抑制することが可能となる。
また、前記制御装置は、前記動力発生装置の動力出力特性を前記CDモードと前記CSモードとで変更すると共に、前記SOCが前記制御中心値の前記上限値よりも高いときに運転者が前記走行モードを前記CDモードから前記CSモードへと切り替えた場合、前記動力発生装置の動力出力特性を前記CSモードにおける動力出力特性に変更するものであってもよい。これにより、運転者によりCSモードが選択されたにも拘わらずCDモードにおけるエンジンの始動条件に基づいて当該エンジンの始動判定が行われたとしても、運転者が違和感を覚えるのを抑制することが可能となる。
更に、前記制御装置は、前記SOCが前記制御中心値の前記上限値よりも高いときの運転者による前記CDモードから前記CSモードへの切り替えに応じて、少なくとも前記動力発生装置に対する要求走行パワーに基づく前記エンジンの始動を禁止するものであってもよい。これにより、排気浄化触媒の温度低下により排気浄化性能が低下している状態でエンジンが始動されるの極めて良好に抑制することが可能となる。
また、前記蓄電装置は、外部電源からの電力により充電可能であってもよい。ただし、前記蓄電装置は、外部電源からの電力により充電不能なものであってもよいことはいうまでもない。
本開示のハイブリッド車両の制御方法は、排気浄化触媒を有するエンジンおよび該エンジンからの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機を含む動力発生装置と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを有し、走行モードとしてCD(Charge Depleting)モードとCS(Charge Sustaining)モードとを選択的に設定可能であると共に、運転者に前記CDモードと前記CSモードとの切り替えが許容されるハイブリッド車両の制御方法において、前記蓄電装置のSOCが前記CSモードにおける該SOCの制御中心値の上限値よりも高いときに運転者が前記走行モードを前記CDモードから前記CSモードへと切り替えた場合に、前記SOCが前記制御中心値の前記上限値以下であるときに運転者が前記走行モードを前記CDモードから前記CSモードへと切り替えた場合に比べて、前記エンジンの始動を制限するステップを含むものである。
かかる方法によれば、運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えた際のハイブリッド車両の制御を適正化することが可能となる。
本開示のハイブリッド車両を示す概略構成図である。 図1のハイブリッド車両において、蓄電装置の目標充放電電力の上限値および下限値を設定するのに用いられるマップを例示する説明図である。 図1のハイブリッド車両において用いられる始動判定パワー設定マップおよび停止判定パワー設定マップを例示する説明図である。 図1のハイブリッド車両において用いられる制御アクセル開度設定マップを例示する説明図である。 図1のハイブリッド車両において実行される走行モード設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 図1のハイブリッド車両において、運転者により走行モードがCDモードからCSモードへと切り替えられた場合の蓄電装置のSOC、モードスイッチフラグの値、モードフラグの値、出力特性フラグの値、および走行モード表示の時間的な変化を例示するタイムチャートである。 本開示の他のハイブリッド車両を示す概略構成図である。
次に、図面を参照しながら本開示の発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本開示のハイブリッド車両1を示す概略構成図である。同図に示すハイブリッド車両1は、エンジン10と、シングルピニオン式のプラネタリギヤ30と、何れも同期発電電動機であるモータジェネレータMG1およびMG2と、蓄電装置40と、当該蓄電装置40に接続されると共にモータジェネレータMG1およびMG2を駆動する電力制御装置(以下、「PCU」という)50と、車両全体を制御するハイブリッド電子制御ユニット(以下、「HVECU」という)70とを含む。ハイブリッド車両1において、エンジン10、プラネタリギヤ30、モータジェネレータMG1およびMG2は、ハイブリッド式の動力発生装置20を構成する。
エンジン10は、ガソリンや軽油、LPGといった炭化水素系の燃料と空気との混合気の爆発燃焼により動力を発生する内燃機関である。エンジン10は、図示しないCPU等を有するマイクロコンピュータを含むエンジン電子制御装置(以下、「エンジンECU」という)15により制御される。図示するように、エンジン10は、排気管に接続された排気浄化装置11を含む。排気浄化装置11は、排気管を介してエンジン10の燃焼室から流入する排ガス中のCO(一酸化炭素)やHC、NOxといった有害成分を浄化するNOx吸蔵型の排気浄化触媒(三元触媒)11cを有するものである。
プラネタリギヤ30は、モータジェネレータMG1のロータに接続されるサンギヤ31と、駆動軸35に接続されると共に減速機36を介してモータジェネレータMG2のロータに連結されるリングギヤ32と、複数のピニオンギヤ33を回転自在に支持すると共にダンパ28を介してエンジン10のクランクシャフト(出力軸)に連結されるプラネタリキャリヤ34とを有する。駆動軸35は、図示しないギヤ機構、デファレンシャルギヤ39を介して左右の車輪(駆動輪)DWに連結される。なお、減速機36の代わりに、モータジェネレータMG2のロータと駆動軸35との間の変速比を複数段階に設定可能な変速機が採用されてもよい。
モータジェネレータMG1は、主に、負荷運転されるエンジン10からの動力の少なくとも一部を用いて電力を生成する発電機として動作する。モータジェネレータMG2は、主に、蓄電装置40からの電力およびモータジェネレータMG1からの電力の少なくとも何れか一方により駆動されて動力を発生する電動機として動作すると共に、ハイブリッド車両1の制動時に回生制動トルクを出力する。モータジェネレータMG1およびMG2は、PCU50を介して蓄電装置40と電力をやり取りする。
蓄電装置40は、例えば200〜300Vの定格出力電圧を有するリチウムイオン二次電池またはニッケル水素二次電池であり、図示しないCPU等を有するマイクロコンピュータを含む電源管理電子制御装置(以下、「電源管理ECU」という)45により管理される。電源管理ECU45は、蓄電装置40の電圧センサからの端子間電圧VBや、電流センサからの充放電電流IB、温度センサからの電池温度Tb等に基づいて、蓄電装置40のSOC(充電率)や、許容充電電力Win、許容放電電力Wout等を算出する。なお、蓄電装置40は、キャパシタであってもよく、二次電池およびキャパシタの双方を含んでもよい。
また、本実施形態のハイブリッド車両1は、家庭用電源といった外部電源100からの電力により蓄電装置40を充電可能なプラグイン式のハイブリッド車両として構成されており、蓄電装置40とPCU50とを結ぶ電力ラインに接続された充電器47を含む。充電器47は、電源プラグを介して供給される外部電源100からの交流電力を直流電力に変換するAC/DCコンバータや、AC/DCコンバータからの直流電力の電圧を変換して蓄電装置40に供給するDC/DCコンバータ等を含み(何れも図示省略)、本実施形態では、HVECU70により制御される。
PCU50は、モータジェネレータMG1を駆動する第1インバータ51や、モータジェネレータMG2を駆動する第2インバータ52、蓄電装置40からの電力を昇圧すると共にモータジェネレータMG1、MG2側からの電力を降圧することができる昇圧コンバータ(電圧変換モジュール)53等を含む。PCU50は、図示しないCPU等を有するマイクロコンピュータを含むモータ電子制御装置(以下、「MGECU」という)55により制御される。MGECU55は、HVECU70からの指令信号や、昇圧コンバータ53の昇圧前電圧および昇圧後電圧、モータジェネレータMG1,MG2のロータの回転位置を検出する図示しないレゾルバの検出値、モータジェネレータMG1,MG2に印加される相電流等を入力する。MGECU55は、これらの入力信号に基づいて第1および第2インバータ51,52や昇圧コンバータ53をスイッチング制御する。また、MGECU55は、レゾルバの検出値に基づいてモータジェネレータMG1およびMG2のロータの回転数Nm1,Nm2を算出する。
HVECU70は、図示しないCPU,ROM,RAM、入出力装置等を有するマイクロコンピュータを含み、ネットワーク(CAN)を介してECU15,45,55等と各種信号をやり取りする。更に、HVECU70は、例えばハイブリッド車両1のシステム起動を指示するためのスタートスイッチ(イグニッションスイッチ)80からの信号や、シフトポジションセンサ81により検出されるシフトレバー82のシフトポジションSP、アクセルペダルポジションセンサ83により検出されるアクセルペダル84の踏み込み量を示すアクセル開度Acc、車速センサ85により検出される車速V、MGECU55からのモータジェネレータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2等を入力する。
HVECU70は、ハイブリッド車両1の走行に際し、アクセル開度Accや車速Vに基づいて動力発生装置20から駆動軸35に出力されるべき要求トルク(要求制動トルク)Tr*を設定すると共に、当該要求トルクTr*や駆動軸35の回転数Nrに基づいてハイブリッド車両1の走行に要求される要求走行パワーPd*を設定する。更に、HVECU70は、要求トルクTr*や要求走行パワーPd*、蓄電装置40の目標充放電電力Pb*や出力制限Wout等に基づいてエンジン10を負荷運転させるか否かを判定する。エンジン10を負荷運転させる場合、HVECU70は、要求パワーP*や目標充放電電力Pb*等に基づいてエンジン10が効率よく運転されるように当該エンジン10の目標パワーPe*を設定すると共に、目標パワーPe*に応じたエンジン10の目標回転数Ne*を設定する。更に、HVECU70は、要求トルクTr*や目標回転数Ne*等に応じたモータジェネレータMG1,MG2に対するトルク指令Tm1*,Tm2*を設定する。一方、エンジン10の運転を停止させる場合、HVECU70は、目標パワーPe*、目標回転数Ne*およびトルク指令Tm1*を値0に設定すると共に、要求トルクTr*に応じたトルクがモータジェネレータMG2から駆動軸35に出力されるようにトルク指令Tm2*を設定する。
そして、HVECU70は、目標パワーPe*および目標回転数Ne*をエンジンECU15に送信すると共に、トルク指令Tm1*,Tm2*をMGECU55に送信する。エンジンECU15は、目標パワーPe*および目標回転数Ne*に基づいて吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火時期制御等を実行し、MGECU55は、トルク指令Tm1*,Tm2*に基づいて第1および第2インバータ51,52や昇圧コンバータ53をスイッチング制御する。エンジン10が負荷運転される場合、モータジェネレータMG1およびMG2は、エンジン10から出力されるパワーの一部(充電時)またはすべて(放電時)をプラネタリギヤ30と共にトルク変換して駆動軸35に出力するように制御される。これにより、ハイブリッド車両1は、エンジン10からの動力(直達トルク)およびモータジェネレータMG2からの動力により走行(HV走行)する。これに対して、エンジン10の運転が停止される場合、ハイブリッド車両1は、モータジェネレータMG2からの動力により走行(EV走行)する。
更に、HVECU70は、蓄電装置40のSOCに応じて、エンジン10が運転されるHV走行よりもエンジン10の運転が停止されるEV走行を優先させて蓄電装置40に蓄えられた電力の消費を促進させるCDモードと、EV走行よりもHV走行を優先させるCSモードとの何れかをハイブリッド車両1の走行モードとして設定する。このように、外部電源100からの電力により充電可能な蓄電装置40を有するプラグイン式のハイブリッド車両1では、CDモードおよびCSモードの設定を可能にすることで、EV走行が実行される機会をより増加させて燃費をより向上させることが可能となる。
具体的には、HVECU70は、システム起動時(例えば外部電源100からの電力により蓄電装置40が充電された直後)に当該蓄電装置40のSOCが予め定められた第1閾値Sref1(例えば45〜55%程度の値)を超えている場合、CDモードを走行モードに設定すべく、走行モードフラグFmを値1に設定する。更に、走行モードがCDモードである間、HVECU70は、エンジン10の始動判定に際して要求走行パワーPd*と比較される閾値である始動判定パワーPdrefを非常に大きな値(例えば無限大)に設定し、要求走行パワーPd*が当該始動判定パワーPdref未満である場合、エンジン10を停止状態に維持する。これにより、CDモードの設定時には、エンジン10の運転を実質的に禁止してHV走行よりもEV走行を優先して実行することが可能となる。なお、走行モードがCDモードであっても、モータジェネレータMG2から出力されるべきパワーが蓄電装置40の許容放電電力Woutを上回ったり、モータジェネレータMG2から出力されるべきトルクが当該モータジェネレータMG2の定格トルクを上回ったりすると、エンジン10からのトルクが駆動軸35に出力されるように当該エンジン10が始動される。
また、CDモードでのハイブリッド車両1の走行中に蓄電装置40のSOCが上記第1閾値Sref1よりも小さい第2閾値Sref2(例えば25〜35%程度の値)以下になると、HVECU70は、走行モードをCDモードからCSモードに切り替えるべく、走行モードフラグFmを値0に設定する。更に、HVECU70は、CDモードからCSモードへの切り替え時のSOCに基づいて、SOCの目標値である制御中心値Sccを予め定められた下限値S0(例えば、20%)から同様に予め定められた上限値S1(例えば、80%)までの範囲内に設定する(Scc=max(S0,min(S1,切り替え時のSOC))。そして、CSモードが走行モードとして設定される間、蓄電装置40のSOCが制御中心値Sccを中心として所定範囲内に含まれるように(制御中心値Sccに近づくように)エンジン10やモータジェネレータMG1,MG2すなわち動力発生装置20が制御される。
走行モードがCSモードである間、HVECU70は、図2に例示するようなマップを用いてSOCに応じて蓄電装置40の充放電電力の上限充放電電力Pbuおよび下限充放電電力Pblを設定すると共に、エンジン10を効率よく運転可能にする目標充放電電力Pb*を上限充放電電力Pbuおよび下限充放電電力Pblの範囲内に設定する。図2に示すマップは、蓄電装置40のSOCと制御中心値Sccとの差分ΔSOC(=SOC−Scc)と上限値Pbuおよび下限値Pblとの関係を規定するように予め作成され、HVECU70の図示しないROMに格納されている。
図2において実線で示すように、上限充放電電力Pbuは、例えば、差分ΔSOCが第1の値(絶対値が比較的大きい負の値)以下である場合に比較的小さい負の一定値に設定され、差分ΔSOCが第1の値からそれよりも大きい第2の値(比較的小さい正の値)までの範囲に含まれる場合にΔSOCが大きくなるにつれて大きくなるように設定され、差分ΔSOCが第2の値以上である場合に比較的大きい正の一定値に設定される。また、図2において破線で示すように、下限充放電電力Pblは、例えば、差分ΔSOCが第3の値(上記第1の値よりも大きい正の値)以下である場合に比較的小さい負の一定値(例えば、上記負の一定値と同一の値)に設定され、差分ΔSOCが第3の値から第4の値(上記第2および第3の値よりも大きい正の値)までの範囲に含まれる場合にΔSOCが大きくなるにつれて大きくなるように設定され、差分ΔSOCが第4の値以上である場合に比較的大きい正の一定値(例えば、上記正の一定値と同一の値)に設定される。これにより、走行モードがCSモードである場合、目標充放電電力Pb*は、差分ΔSOCが大きくなるに従って(SOCが制御中心値Sccよりも大きいほど)放電側に大きくなり、差分ΔSOCが小さくなるに従って(SOCが制御中心値Sccよりも小さいほど)充電側に大きくなる。
更に、HVECU70は、CSモードが走行モードに設定される間、図3において実線で示す始動判定パワー設定マップからエンジン10の始動判定に際して用いられる始動判定パワーPdrefを設定し、図3において破線で示す停止判定パワー設定マップからエンジン10の停止判定に際して用いられ停止判定パワーPsrefを設定する。始動判定パワー設定マップおよび停止判定パワー設定マップは、車速Vおよび上記差分ΔSOCと始動判定パワーPdrefまたは停止判定パワーPsrefとの関係を規定するように予め作成され、HVECU70の図示しないROMに格納されている。
図3に示す始動判定パワー設定マップは、差分ΔSOCが一定であれば、車速Vが比較的高い所定車速に達するまで始動判定パワーPdrefを一定値とし、車速Vが当該所定車速以上になると、車速Vが高くなるにつれて始動判定パワーPdrefを小さくするように作成されている。また、始動判定パワー設定マップは、差分ΔSOCが大きいほど、すなわちSOCが制御中心値Sccよりも大きいほど始動判定パワーPdrefを大きくし、差分ΔSOCが小さいほど、すなわちSOCが制御中心値Sccよりも小さいほど始動判定パワーPdrefを小さくするように作成されている。更に、図3に示す停止判定パワー設定マップは、停止判定パワーPsrefを同一の車速に対応した始動判定パワーPdrefよりも小さくすると共に、当該始動判定パワーPdrefと同様の傾向で変化させるように作成されている。なお、始動判定パワーPdrefおよび停止判定パワーPsrefは、必ずしも差分ΔSOCに基づいて定められなくてもよい。
加えて、本実施形態のハイブリッド車両1では、動力発生装置20の動力出力特性をCDモード(EV走行時)とCSモード(HV走行時)とで変更することができる。すなわち、ハイブリッド車両1では、アクセルペダルポジションセンサ83により検出されるアクセル開度Accに基づいて、要求トルクTr*の設定等に際して用いられる制御アクセル開度Acc*が設定されると共に、制御アクセル開度Acc*の設定に用いられる制御アクセル開度マップが走行モードに応じて変更される。制御アクセル開度マップは、図4に示すように、アクセル開度Accと制御アクセル開度Acc*との関係を規定するように予め作成され、HVECU70の図示しないROMに格納されている。
図4において実線で示すように、CDモード用の制御アクセル開度設定マップは、アクセル開度Accが小さいほど制御アクセル開度Acc*を当該アクセル開度Accより大きくすると共に、アクセル開度Accが大きくなるにつれて制御アクセル開度Acc*を当該アクセル開度Accに近づけるように作成されている。すなわち、走行モードがCDモードである場合、制御アクセル開度Acc*は、アクセルペダルポジションセンサ83により検出されるアクセル開度Accに対して非線形に変化する。これに対して、CSモード用の制御アクセル開度設定マップは、図4において破線で示すように、アクセルペダルポジションセンサ83により検出されたアクセル開度Accをそのまま制御アクセル開度Acc*として設定するように作成されている。
これにより、走行モードがCDモードである場合には、制御アクセル開度Acc*がアクセルペダルポジションセンサ83により検出されるアクセル開度Acc(運転者によるアクセルペダル84の踏み込み量)に対して大きくなることで、同一の車速に対応した要求トルクTr*は、走行モードがCDモードである場合に比べて若干大きくなる。この結果、走行モードがCDモードである間、すなわちハイブリッド車両1がEV走行する際の敏捷性(きびきび感)を向上させることが可能となる。HVECU70は、CDモード用の制御アクセル開度設定マップが用いられるべきときに出力特性フラグFdを値1に設定し、CSモード用の制御アクセル開度設定マップが用いられるべきときに出力特性フラグFdを値0に設定する。
更に、本実施形態において、HVECU70には、運転者にCDモードとCSモードとの切り替え(選択)を許容するモードスイッチ88(モード切替部)が電気的に接続されている。これにより、ハイブリッド車両1の運転者は、モードスイッチ88を操作することで、CDモードおよびCSモードのうちの所望の一方を走行モードとして選択することができる。HVECU70は、基本的に、CDモードを走行モードに設定している際にモードスイッチフラグFswを値1に設定すると共に、モードスイッチ88からの信号に基づいて運転者がCSモードを選択したと判定した場合、モードスイッチフラグFswを値0に設定する。また、HVECU70は、基本的に、CSモードを走行モードに設定している際にモードスイッチフラグFswを値0に設定すると共に、運転者がCDモードを選択したと判定した場合、モードスイッチフラグFswを値1に設定する。更に、図1に示すように、HVECU70は、設定されている走行モード(CDモードまたはCSモード)を表示させる走行モード表示部を含む表示装置90の制御部と接続されており、当該制御部に各種表示指令信号を与える。
次に、図5および図6を参照しながら、ハイブリッド車両1における走行モードの設定手順について説明する。図5は、運転者によりスタートスイッチ80がオンされてハイブリッド車両1がシステム起動されている間に、HVECU70により所定時間(例えば、数msec)おきに繰り返し実行される走行モード設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
図5のルーチンの開始に際して、HVECU70(CPU)は、まず、モードスイッチフラグFswの値や電源管理ECU45からの蓄電装置40のSOCといった走行モードの設定に必要なデータを入力する(ステップS100)。次いで、HVECU70は、所定のフラグF(初期値:0)が値0であるか否かを判定する(ステップS110)。フラグFが値0であると判定した場合(ステップS110:YES)、HVECU70は、モードスイッチフラグFswが値1から値0に変化したか否か、すなわち運転者がモードスイッチ88を操作して走行モードをCDモードからCSモードに切り替えたか否かを判定する(ステップS120)。
ステップS120にてモードスイッチフラグFswの値が変化していないと判定した場合(ステップS120:NO)、HVECU70は、上述のように、CDモードおよびCSモードのうちの蓄電装置40のSOCに応じた一方を走行モードとして定め、走行モードフラグFmを値1または値0に設定する(ステップS125)。また、ステップS125において、モードスイッチフラグFswが値0から値1に変化しており、運転者により走行モードがCSモードからCDモードに切り替えられたと判定した場合、HVECU70は、予め定められたCDモードへの移行条件が成立していれば、走行モードフラグFmを値1に設定し、当該移行条件が成立していなければ、走行モードフラグFmを値0に維持する。更に、ステップS125において、HVECU70は、CDモードを走行モードとした場合、出力特性フラグを値1に設定すると共に、モード表示部にCDモードを表示させるように表示装置90の制御部に指令信号を送信する。また、ステップS125において、HVECU70は、CSモードを走行モードとした場合、出力特性フラグを値0に設定すると共に、モード表示部にCSモードを表示させるように表示装置90の制御部に指令信号を送信する。HVECU70は、ステップS125の処理の実行後、本ルーチンを一旦終了させ、次の実行タイミングが到来すると、再度ステップS100以降の処理を実行する。
一方、ステップS120にて、モードスイッチフラグFswが値1から値0に変化しており、運転者により走行モードがCDモードからCSモードに切り替えられたと判定した場合(ステップS120:YES)、HVECU70は、上記フラグFを値1に設定する(ステップS130)。更に、HVECU70は、ステップS100にて入力したSOCが予め定められた閾値S1x未満であるか否かを判定する(ステップS140)。ステップS140にて用いられる閾値S1xは、SOCの制御中心値Sccの上限値S1よりも若干大きい値(例えば、82%)である。なお、ステップS140では、ステップS100にて入力したSOCが制御中心値Sccの上限値S1を上回っているか否かが判定されてもよい。
ステップS140にてSOCが閾値S1x以上であって制御中心値Sccの上限値S1よりも高いと判定した場合(ステップS140:NO)、HVECU70は、モードフラグFmを値1に設定する(ステップS145)。すなわち、走行モードがCDモードであって蓄電装置40のSOCが制御中心値Sccの上限値S1よりも高いときに運転者により走行モードがCSモードに切り替えられた場合、運転者のCSモードの選択(希望)に拘わらず、CDモードが走行モードとして設定(維持)されることになる。
ステップS145の処理の後、HVECU70は、モードスイッチフラグFswを値0に設定すると共に(ステップS170)、出力特性フラグFdを値0に設定する(ステップS180)。これにより、ハイブリッド車両1の制御上(内部的に)、ステップS145にてCDモードを走行モードとすべくモードフラグFmが値1に設定されても、モードスイッチフラグFswおよび出力特性フラグFdは、運転者の選択すなわちCSモードに対応した値0に設定される。従って、制御アクセル開度Accは、アクセルペダルポジションセンサ83により検出されたアクセル開度Accに一致することになり、動力発生装置20の動力出力特性は、CSモードの設定時のものとなる。更に、HVECU70は、モード表示部にCSモードを表示させるように表示装置90の制御部に指令信号を送信する(ステップS190)。これにより、ステップS145にてCDモードを走行モードとすべくモードフラグFmが値1に設定されても、表示装置90のモード表示部には、運転者の選択に合致したCSモードが表示される。
HVECU70は、ステップS190の処理の実行後、本ルーチンを一旦終了させ、次の実行タイミングが到来すると、再度ステップS100以降の処理を実行する。上述のようにしてステップS130にてフラグFが値1に設定されると、それ以後、ステップS110にて否定判断がなされる。この場合、HVECU70は、ステップS120およびS130の処理をスキップすると共に、モードスイッチフラグFswが値0であるか否か、すなわち運転者が継続してCSモードを選択しているか否かを判定する(ステップS115)。ステップS115にてモードスイッチフラグFswが値1であって運転者がモードスイッチ88を操作して走行モードをCSモードからCDモードに切り替えたと判定した場合(ステップS115:NO)、HVECU70は、ステップS125の処理を実行して、本ルーチンを一旦終了させる。
一方、ステップS115にてモードスイッチフラグFswが値0であって運転者が走行モードをCDモードに切り替えていないと判定した場合(ステップS115:YES)、HVECU70は、ステップS100にて入力したSOCが上記閾値S1x未満であるか否かを判定する(ステップS140)。SOCが閾値S1x以上であると判定した場合(ステップS140:NO)、HVECU70は、ステップS145,S170−S190の処理を実行し、本ルーチンを一旦終了させる。これに対して、ステップS140にてSOCが閾値S1x未満であると判定した場合(ステップS140:YES)、HVECU70は、更にステップS100にて入力したSOCが制御中心値Sccの上限値S1以下であるか否かを判定する(ステップS150)。SOCが上限値S1を上回っていると判定した場合(ステップS150:NO)、HVECU70は、CDモードを走行モードに維持すべく走行モードフラグFmを値1に設定(維持)した上で(ステップS145)、ステップS170−S190の処理を実行し、本ルーチンを一旦終了させる。
これに対して、ステップS150にてSOCが上限値S1以下であると判定した場合(ステップS150:YES)、HVECU70は、上記フラグFを値0に設定(リセット)すると共に、CSモードを走行モードとすべくモードフラグFmを値0に設定する(ステップS160)。これにより、運転者によって走行モードがCDモードからCSモードへと切り替えられたにも拘わらず、CDモードが走行モードとして設定された場合、SOCが上限値S1以下になった時点で、運転者により選択(希望)されたCSモードが走行モードとして設定されることになる。ステップS160の処理の後、HVECU70は、ステップS170−S190の処理を実行し、本ルーチンを一旦終了させる。
上述のような図5の走行モード設定ルーチンが実行される結果、蓄電装置40のSOCが制御中心値Sccの上限値S1よりも高いときの運転者によるCDモードからCSモードへの切り替えに応じて(図6における時刻t0)、ハイブリッド車両1の制御上(内部的に)、運転者の選択(希望)に拘わらずCDモードが走行モードとして設定される(ステップS145)。そして、蓄電装置40のSOCが制御中心値Sccの上限値S1以下になるまで、CDモードが継続して走行モードとして設定され(ステップS145)、SOCが上限値S1以下になった時点(図6における時刻t1)で、運転者により選択(希望)されたCSモードが走行モードとして設定されることになる(ステップS160)。
従って、走行モードがCDモードであって蓄電装置40のSOCが制御中心値Sccの上限値S1よりも高いときに運転者が走行モードをCSモードへと切り替えた場合には、ハイブリッド車両1の走行中に蓄電装置40のSOCが制御中心値Sccの上限値S1以下になるまで、CDモードにおけるエンジン10の始動条件に基づいて当該エンジン10を始動させるか否かが判定される。この場合、上述のように始動判定パワーPdrefが非常に大きな値(例えば無限大)に設定されることから、動力発生装置20に対する要求走行パワーPd*に基づくエンジン10の始動が実質的に禁止されることになる。これにより、動力発生装置20(エンジン10、モータジェネレータMG1,MG2)は、蓄電装置40のSOCが閾値S1x以上であるとき(ステップS140:NO)に運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えた場合、SOCが上限値S1以下であるとき(ステップS140:YESかつステップS150:YES)に運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えた場合に比べてエンジン10の始動が制限されるようにHVECU70(並びにエンジンECU15およびMGECU55)によって制御される。
このように、蓄電装置40のSOCが制御中心値Sccの上限値S1よりも高いときの運転者によるCDモードからCSモードへの切り替えに応じてエンジン10の始動を制限することで、当該エンジン10の始動の間隔を拡げて、排気浄化触媒11cの温度低下により排気浄化性能が低下している状態でエンジンが始動されるの極めて良好に抑制することが可能となる。また、エンジン10の始動を制限することで、当該蓄電装置40の電力の消費を促進させてSOCを低下させ、蓄電装置40の保護や回生制動の禁止の抑制を図ることができる。この結果、運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えた際のハイブリッド車両1の制御を適正化することが可能となる。
また、運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えてから、SOCが制御中心値Sccの上限値S1以下になるまで、エンジン10の始動を制限することで、SOCが制御中心値Sccの上限値S1以下になった後においても、走行モードをCSモードへと切り替えて蓄電装置のSOCを高く保とうとする運転者のニーズに応えることが可能となる。
更に、図5のステップS145にてCDモードを走行モードとして設定することで、SOCが制御中心値Sccの上限値S1よりも高いときに運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えた場合に、CDモードにおけるエンジン10の始動条件を用いて当該エンジン10の始動をより適正に制限する共に、このような走行モードの切り替えに対応した専用の始動判定条件を設けることによる設計コストの上昇を抑えることが可能となる。加えて、CDモードにおけるエンジン10の始動条件を用いて当該エンジン10の始動判定を行うことで、SOCの低下に伴って当該SOCと制御中心Sccとの差分ΔSOCが小さくなり、図2のマップに基づいて設定される目標充放電電力Pb*が充電側に大きくなっても、エンジン10が始動されるのを抑制することができる。ただし、図5のステップS140にて否定判断がなされてからステップS150にて肯定判断がなされるまで、CDモードを走行モードに設定する代わりに、走行モードの切り替えに対応した専用の始動判定条件に基づいてエンジン10の始動判定が行われてもよい。この場合には、走行モードの切り替えに対応した専用の始動判定パワー設定マップとして、図3に示す始動判定パワー設定マップに対して、同一の車速Vおよび差分ΔSOCの組み合わせに対応した始動判定パワーをより大きくしたものが用意されてもよい。
また、ハイブリッド車両1では、SOCが制御中心値Sccの上限値S1よりも高いときの運転者によるCDモードからCSモードへの切り替えに応じてCDモードが走行モードとして設定されても(ステップS145)、走行モード表示部にはCSモードが表示される(ステップS190)。これにより、運転者によりCSモードが選択されたにも拘わらずCDモードにおけるエンジン10の始動条件に基づいて当該エンジン10の始動判定が行われたとしても、運転者が違和感を覚えるのを抑制することが可能となる。
更に、ハイブリッド車両1では、SOCが制御中心値Sccの上限値S1よりも高いときに運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えた場合、出力特性フラグFdが値0に設定され(ステップS180)、要求トルクTr*等の設定に際してCSモード用の制御アクセル開度設定マップが用いられる。すなわち、ステップS145にてCDモードが走行モードとして設定されても、動力発生装置20の動力出力特性は、CSモードにおける動力出力特性に変更される。これにより、運転者によりCSモードが選択されたにも拘わらずCDモードにおけるエンジン10の始動条件に基づいて当該エンジン10の始動判定が行われたとしても、運転者が違和感を覚えるのを抑制することが可能となる。
なお、図5のステップS140で用いられる閾値は、SOCの制御中心値Sccの上限値S1よりも大きい閾値S1xに限られるものではなく、図5のステップS140で用いられる閾値は、上限値S1に限られるものではない。すなわち、図5のステップS140は、蓄電装置40のSOCが予め定められた高SOC範囲に含まれるか否かを判定するものであってもよく、図5のステップS150は、当該高SOC範囲よりも低い側の低SOC範囲に含まれるか否かを判定するものであってもよい。また、上記ハイブリッド車両1は、駆動軸35とデファレンシャルギヤ39との間に介設された変速機構(有段変速機)を含むものであってもよい。更に、上記ハイブリッド車両1は、CDモードおよびCSモードの何れかを走行モードとして設定可能とされるのであれば、非プラグイン式のハイブリッド車両として構成されてもよい。また、モードスイッチ88の代わりに、運転者にCDモードとCSモードとの切り替え(選択)を許容するモード切替部が表示装置90の画面上に設けられてもよい。
図7は、本開示の他のハイブリッド車両1Bを示す概略構成図である。同図に示すハイブリッド車両1Bは、エンジン10BおよびモータジェネレータMGを含む動力発生装置20Bと、動力伝達装置21と、車両全体を制御する制御装置としてのHVECU70Bとを有するパラレル式のハイブリッド車両である。
エンジン10Bは、エンジンECU15Bにより制御される内燃機関であり、図示しない排気浄化触媒や、スタータ12、当該エンジン10Bにより駆動されて電力を発生するオルタネータ13等を有する。モータジェネレータMGは、MGECU55Bにより制御されるPCU50Bを介して蓄電装置40Bと電力をやり取りする同期発電電動機であり、エンジン10Bからの動力の少なくとも一部を用いて発電可能である。また、動力発生装置20Bは、エンジン10BおよびモータジェネレータMGに加えて、フライホイールダンパ14を介してエンジン10Bのクランクシャフトと伝達軸17とを互いに接続すると共に両者の接続を解除する常開型のクラッチC0(第1クラッチ)と、モータジェネレータMGのロータと伝達軸17とを互いに接続すると共に両者の接続を解除する常閉型のクラッチC2(第2クラッチ)とを含む。
動力伝達装置21は、ロックアップクラッチやトルクコンバータ(流体伝動装置)、ダンパ装置(図示省略)等を有する発進装置22や、機械式オイルポンプ、変速機構(自動変速機)23、油圧制御装置24等を含む。変速機構23は、例えば4段〜10段変速式の変速機として構成されており、複数の遊星歯車や、それぞれ複数のクラッチおよびブレーキ(摩擦係合要素)を有する。変速機構23は、伝達軸17から発進装置22を介して伝達された動力を複数段階に変速して出力軸としての駆動軸35に出力する。油圧制御装置24は、図示しないCPU等を有するマイクロコンピュータを含む変速電子制御装置(以下、「TMECU」という)25により制御され、機械式オイルポンプまたは電動オイルポンプからの油圧を調圧してロックアップクラッチや変速機構23のクラッチおよびブレーキに供給する。また、油圧制御装置24からの油圧は、動力発生装置20BのクラッチC0およびC2にも供給され、当該クラッチC0およびC2は、HVECU70Bからの指令信号に応じてTMECU25により制御される。
上述のように構成されるハイブリッド車両1Bは、システム起動後、クラッチC0が解放されると共にクラッチC2が係合した状態で、モータジェネレータMGからの動力により発進する。また、ハイブリッド車両1Bにおいても、HVECU70Bは、システム起動時に蓄電装置40BのSOCが予め定められた第1閾値Sref1を超えている場合、CDモードを走行モードに設定する。更に、HVECU70Bは、CDモードでのハイブリッド車両1Bの走行中に蓄電装置40BのSOCが第1閾値Sref1よりも小さい第2閾値Sref2以下になると、走行モードをCDモードからCSモードに切り替える。また、ハイブリッド車両1Bにおいても、運転者にCDモードとCSモードとの切り替え(選択)を許容するモードスイッチ(モード切替部)88がHVECU70Bに電気的に接続されている。そして、HVECU70Bは、図5の走行モード設定ルーチンと同様にしてルーチンを実行して走行モードを設定する。従って、ハイブリッド車両1Bにおいても、上記ハイブリッド車両1におけるものと同様の作用効果を得ることができる。
なお、ハイブリッド車両1Bは、外部電源からの電力により蓄電装置40Bを充電可能なプラグイン式のハイブリッド車両として構成されてもよい。また、ハイブリッド車両1Bは、駆動軸35に出力された動力を図示しないトランスファにより前輪と後輪に分配する4輪駆動車両として構成されてもよい。
以上説明したように、本開示のハイブリッド車両1,1Bは、排気浄化触媒11cを有するエンジン10,10Bおよび当該エンジン10,10Bからの動力の少なくとも一部を用いて発電可能なモータジェネレータMG,MG1,MG2を含む動力発生装置20,20Bと、モータジェネレータMG,MG1,MG2と電力をやり取り可能な蓄電装置40,40Bとを有し、走行モードとしてCDモードとCSモードとを選択的に設定可能なものであり、運転者にCDモードとCSモードとの切り替えを許容するモード切替部としてのモードスイッチ88と、制御装置としてのHVECU70,70Bとを含む。そして、HVECU70,70Bは、蓄電装置40,40BのSOCがCSモードにおける制御中心値Sccの上限値S1よりも高いときに運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えた場合に、SOCが当該上限値S1以下であるときに運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えた場合に比べて、エンジン10の始動が制限されるように動力発生装置20を制御する。これにより、運転者が走行モードをCDモードからCSモードへと切り替えた際のハイブリッド車両1,1Bの制御を適正化することが可能となる。なお、本開示のハイブリッド車両は、シリーズ式のハイブリッド車両であってもよい。
また、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記発明を実施するための形態は、あくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。
本開示の発明は、ハイブリッド車両の製造産業等において利用可能である。
1,1B ハイブリッド車両、10,10B エンジン、11 排気浄化装置、11c 排気浄化触媒、12 スタータ、13 オルタネータ、14 フライホイールダンパ、15,15B エンジン電子制御装置(エンジンECU)、17 伝達軸、20,20B 動力発生装置、21 動力伝達装置、22 発進装置、23 変速機構、24 油圧制御装置、25 変速電子制御装置(TMECU)、28 ダンパ、30 プラネタリギヤ、31 サンギヤ、32 リングギヤ、33 ピニオンギヤ、34 プラネタリキャリヤ、35 駆動軸、36 減速機、39 デファレンシャルギヤ、40,40B 蓄電装置、45 電源管理電子制御装置(電源管理ECU)47 充電器、50,50B 電力制御装置(PCU)、51 第1インバータ、52 第2インバータ、53 昇圧コンバータ、55,55B MGECU、70,70B ハイブリッド電子制御ユニット(HVECU)、80 スタートスイッチ、81 シフトポジションセンサ、82 シフトレバー、83 アクセルペダルポジションセンサ、84 アクセルペダル、85 車速センサ、88 モードスイッチ、90 表示装置、100 外部電源、C0,C2 クラッチ、DW 駆動輪、MG,MG1,MG2 モータジェネレータ。

Claims (8)

  1. 排気浄化触媒を有するエンジンおよび該エンジンからの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機を含む動力発生装置と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを有し、走行モードとしてCD(Charge Depleting)モードとCS(Charge Sustaining)モードとを選択的に設定可能なハイブリッド車両において、
    運転者に前記CDモードと前記CSモードとの切り替えを許容するモード切替部と、
    前記走行モードがCSモードである場合、前記蓄電装置のSOCが予め定められた上限値以下の制御中心値に近づくように前記動力発生装置を制御すると共に、前記SOCが前記制御中心値の前記上限値よりも高いときに運転者が前記モード切替部を操作して前記走行モードを前記CDモードから前記CSモードへと切り替えた場合に、前記SOCが前記上限値以下であるときに運転者が前記モード切替部を操作して前記走行モードを前記CDモードから前記CSモードへと切り替えた場合に比べて、前記エンジンの始動が制限されるように前記動力発生装置を制御する制御装置と、
    を備えるハイブリッド車両。
  2. 請求項1に記載のハイブリッド車両において、
    前記制御装置は、運転者が前記走行モードを前記CSモードへと切り替えてから、前記SOCが前記制御中心値の前記上限値以下になるまで、前記エンジンの始動を制限するハイブリッド車両。
  3. 請求項1または2に記載のハイブリッド車両において、
    前記制御装置は、前記SOCが前記制御中心値の前記上限値よりも高いときに運転者が前記走行モードを前記CDモードから前記CSモードへと切り替えた場合、前記CDモードにおける前記エンジンの始動条件に基づいて該エンジンを始動させるか否かを判定するハイブリッド車両。
  4. 請求項3に記載のハイブリッド車両において、
    前記CDモードおよび前記CSモードのうちの前記走行モードである一方を表示する走行モード表示部を更に備え、
    前記制御装置は、前記SOCが前記制御中心値の前記上限値よりも高いときの運転者による前記CDモードから前記CSモードへの切り替えに応じて、前記走行モード表示部に前記CDモードを表示させるハイブリッド車両。
  5. 請求項3または4に記載のハイブリッド車両において、
    前記制御装置は、前記動力発生装置の動力出力特性を前記CDモードと前記CSモードとで変更すると共に、前記SOCが前記制御中心値の前記上限値よりも高いときに運転者が前記走行モードを前記CDモードから前記CSモードへと切り替えた場合、前記動力発生装置の動力出力特性を前記CSモードにおける動力出力特性に変更するハイブリッド車両。
  6. 請求項1から5の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
    前記制御装置は、前記SOCが前記制御中心値の前記上限値よりも高いときの運転者による前記CDモードから前記CSモードへの切り替えに応じて、少なくとも前記動力発生装置に対する要求走行パワーに基づく前記エンジンの始動を禁止するハイブリッド車両。
  7. 請求項1から6の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、前記蓄電装置は、外部電源からの電力により充電可能であるハイブリッド車両。
  8. 排気浄化触媒を有するエンジンおよび該エンジンからの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機を含む動力発生装置と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置と、モード切替部とを有し、走行モードとしてCD(Charge Depleting)モードとCS(Charge Sustaining)モードとを選択的に設定可能であると共に、運転者に前記モード切替部の操作による前記CDモードと前記CSモードとの切り替えが許容されるハイブリッド車両の制御方法において、
    前記蓄電装置のSOCが前記CSモードにおける該SOCの制御中心値の上限値よりも高いときに運転者が前記モード切替部を操作して前記走行モードを前記CDモードから前記CSモードへと切り替えた場合に、前記SOCが前記制御中心値の前記上限値以下であるときに運転者が前記モード切替部を操作して前記走行モードを前記CDモードから前記CSモードへと切り替えた場合に比べて、前記エンジンの始動を制限するステップを含むハイブリッド車両の制御方法。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10689999B2 (en) * 2018-02-22 2020-06-23 Ge Aviation Systems, Llc Power generation system
CN109501629B (zh) * 2018-11-17 2020-08-18 宁波洁程汽车科技有限公司 一种基于增程器开发的充电装置用充电系统以及方法
JP7156012B2 (ja) * 2018-12-26 2022-10-19 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法
DE102019101782A1 (de) * 2019-01-24 2020-07-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Systeme und Verfahren zur Steuerung eines Fahrmodus

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4341704B2 (ja) * 2007-07-12 2009-10-07 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法
US9493150B2 (en) * 2010-04-07 2016-11-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device for hybrid vehicle, and hybrid vehicle incorporating control device
JP5530813B2 (ja) * 2010-06-04 2014-06-25 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車およびその制御方法
WO2013088563A1 (ja) * 2011-12-15 2013-06-20 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車
JP2013154715A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Toyota Motor Corp 蓄電手段の充放電制御装置
DE112012006375T5 (de) * 2012-05-15 2015-02-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Fahrzeugfahrtsteuerungsunterstützungsvorrichtung
JP2014051199A (ja) * 2012-09-07 2014-03-20 Toyota Motor Corp プラグインハイブリッド車両の制御装置
CN204236461U (zh) * 2013-02-08 2015-04-01 高效动力传动系统公司 用于控制混合动力车(hev)所用动力系统的系统
JP5848283B2 (ja) 2013-06-21 2016-01-27 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置およびそれを備えるハイブリッド車両
JP6119546B2 (ja) * 2013-10-09 2017-04-26 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP6020418B2 (ja) * 2013-11-08 2016-11-02 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
JP5842899B2 (ja) * 2013-12-03 2016-01-13 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両、ハイブリッド車両の制御方法およびエンジンの制御装置
JP6070591B2 (ja) * 2014-01-28 2017-02-01 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法
US20150217755A1 (en) * 2014-02-05 2015-08-06 Ford Global Technologies, Llc Vehicle energy management system and method
JP6003943B2 (ja) * 2014-04-28 2016-10-05 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法
JP6424566B2 (ja) 2014-10-30 2018-11-21 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置

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