JP6520908B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

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    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
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Description

本開示は、駆動源としてエンジンとモータとを搭載するハイブリッド車両の制御に関する。
従来より、駆動源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド車両が公知である。このようなハイブリッド車両において、たとえば、エンジンを停止させた状態でモータを用いた電動走行中に異常発生等によってモータの使用が制限される場合には、エンジンを始動させて、エンジンを用いた走行を行なうことができる。
たとえば、特開２０１３−１８０６９６号公報（特許文献１）には、駆動源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド車両において、モータが使用不可状態あるいは使用制限状態である場合に、変速比およびクラッチ回転数に基づいて押し掛け始動が可能な場合には、押し掛けによるエンジン始動制御を実行し、押し掛け始動が不可能な場合には、スタータモータを用いたエンジン始動制御が実行されることが開示される。
特開２０１３−１８０６９６号公報
しかしながら、スタータモータは、補機バッテリの電力を用いて駆動するため、エンジンをクラキングする際に補機バッテリの電圧が一時的に下がり、補機バッテリの電力を用いて作動する他の電気機器の動作に影響を及ぼす場合がある。そのため、たとえば、車両の走行中に動作する電気機器に影響を及ぼす場合には、走行機能が低下し、ドライバビリティが悪化する可能性がある。
本開示は、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、駆動源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド車両において、モータの使用が制限される場合に、適切なタイミングでエンジンを始動させるハイブリッド車両を提供することである。
本開示のある局面に係る車両は、エンジンと、エンジンの始動が可能なスタータモータと、スタータモータを含む補機に電力を供給する補機バッテリと、駆動輪に連結されるモータジェネレータと、エンジンと駆動輪とを連結可能なクラッチと、車両に関する情報をユーザに通知する通知装置と、エンジンを始動させる場合に、スタータモータを用いてエンジンを始動する第１エンジン始動制御と、車両の走行中にクラッチを用いてエンジンと前記駆動輪とを連結させて前記エンジンを始動する第２エンジン始動制御とのうちのいずれかを実行する制御装置とを備える。制御装置は、エンジンを停止した状態でモータジェネレータを用いた電動走行中に、モータジェネレータが異常状態であると判定され、かつ、エンジンの始動が必要とされる場合には、車両の速度がしきい値未満であると、通知装置を用いて車両を停止させることを促す旨の情報を予め定められた通知態様でユーザに通知する。
このようにすると、ユーザが通知にしたがって車両を停止させるまでの間は、スタータモータを用いてエンジンを始動させることを抑制することができる。そのため、車両の走行中にスタータモータが作動することによる走行機能の低下を抑制することができるため、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。
ある実施の形態においては、制御装置は、通知装置を用いた情報の通知後に車両が停止した場合、第１エンジン始動制御を実行する。
このようにすると、車両が停止した状態で第１エンジン始動制御が実行されるので、車両の走行中にスタータモータが作動することによる走行機能の低下を抑制することができる。
さらに、ある実施の形態においては、制御装置は、電動走行中に、モータジェネレータが異常状態であると判定され、かつ、エンジンの始動が必要とされる場合には、車両の速度がしきい値未満であると、通知装置を用いて車両を停止させることに加えて、シフトポジションをパーキングポジションに変更することを促す旨の情報を予め定められた通知態様でユーザに通知する。
このようにすると、ユーザが通知にしたがって車両を停止させるとともにシフトポジションをパーキングポジションに変更するまでの間は、スタータを用いてエンジンを始動ささせることを抑制することができる。そのため、車両の走行中にスタータモータが作動することによる走行機能の低下を抑制することができる。
さらに、ある実施の形態においては、制御装置は、通知装置を用いた情報の通知後に車両が停止し、かつ、シフトポジションがパーキングポジションに変更された場合、第１エンジン始動制御を実行する。
このようにすると、車両が停止し、シフトポジションがパーキングポジションに変更された状態で第１エンジン始動制御が実行されるので、車両の走行中にスタータモータが作動することによる走行機能の低下を抑制することができる。
さらに、ある実施の形態においては、通知装置は、ユーザが車両を運転する際に視認可能な位置に設けられる表示装置を含む。予め定められた通知態様は、所定の文字情報を表示装置に表示する通知態様を含む。
このようにすると、停車あるいは停車とパーキングポジションへの変更とを運転中のユーザに促すことができる。
さらに、ある実施の形態においては、制御装置は、電動走行中に、モータジェネレータが異常状態であると判定され、かつ、エンジンの始動が必要とされる場合には、車両の速度がしきい値よりも高いと、第２エンジン始動制御を実行する。
このようにすると、車両の速度がしきい値よりも高い場合には、クラッチを用いてエンジンと駆動輪とを連結させることによって、スタータモータを用いずにエンジンを始動させることができる。
さらに、ある実施の形態においては、エンジンと駆動輪との間には、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータが設けられる。制御装置は、第２エンジン始動制御を実行する場合に、ロックアップクラッチを解放状態にする。
このようにすると、ロックアップクラッチを解放状態にすることによってエンジンが始動したときに生じるトルク変動をトルクコンバータにおいて吸収することができる。そのため、エンジン始動時の振動やショックが駆動輪に伝達されることを抑制することができる。
さらに、ある実施の形態においては、制御装置は、モータジェネレータに電力を供給する電源装置、モータジェネレータの回転数を検出するレゾルバ、および、電源装置からモータジェネレータに流れる電流を検出する電流センサのうちの少なくともいずれかの故障が検出される場合に、モータジェネレータが異常状態であると判定する。
このようにすると、電源装置、レゾルバおよび電流センサの故障を検出することによってモータジェネレータの使用が制限される異常状態であることを判定することができる。
本開示によると、駆動源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド車両において、モータの使用が制限される場合に、適切なタイミングでエンジンを始動させるハイブリッド車両を提供することができる。
本実施の形態に係るハイブリッド車両の全体構成を概略的に示す図である。 本実施の形態に係るハイブリッド車両に搭載されたＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャートである。 本実施の形態に係るハイブリッド車両に搭載されたＥＣＵの動作を説明するためのタイミングチャートである。 変形例に係るハイブリッド車両に搭載されたＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャートである。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
図１は、本実施の形態に係るハイブリッド車両の全体構成図である。ハイブリッド車両１（以下、車両１と記載する）は、エンジン１０と、モータジェネレータ（以下、ＭＧと記載する）３０と、自動変速機５０と、駆動輪７０と、クラッチＫ０と、クラッチＫ２とを備える。
車両１は、エンジン１０およびＭＧ３０の少なくとも一方の動力が自動変速機５０を経由して駆動輪７０に伝達されることによって走行する。
エンジン１０の出力軸は、クラッチＫ０を介して自動変速機５０の入力軸に連結される。ＭＧ３０のロータは、クラッチＫ２を介して自動変速機５０の入力軸に連結される。自動変速機５０の出力軸は、ディファレンシャルギヤ（図示せず）を介して駆動輪７０に連結される。
クラッチＫ０は、エンジン１０の出力軸と自動変速機５０の入力軸との間に設けられ、後述するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００からの制御信号Ｃ６に応じて係合状態および解放状態のうちのいずれか一方の状態から他方の状態に切り換えられる。
クラッチＫ２は、ＭＧ３０の回転軸と自動変速機５０の入力軸との間に設けられ、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ７に応じて係合状態および解放状態のうちのいずれか一方の状態から他方の状態に切り換えられる。
エンジン１０は、内燃機関であり、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等である。エンジン１０は、クラッチＫ０が係合状態である場合において、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ１に応じて、車両１を駆動するための回転力を生成して、回転力を自動変速機５０の入力軸に出力することができる。エンジン１０は、空気と燃料との混合気を燃焼させたときに生じるエネルギをピストンの往復運動に変換し、クランク機構によって往復運動を回転運動に変換してクランク軸（出力軸）に出力する。
ＭＧ３０は、交流のモータジェネレータであり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期モータである。ＭＧ３０は、クラッチＫ２が係合状態である場合において、後述するインバータ１１４によって駆動され、車両１を駆動するための回転力を生成して、回転力を自動変速機５０の入力軸に出力することができる。また、ＭＧ３０は、クラッチＫ２が係合状態である場合において、自動変速機５０の入力軸から回転力（エンジン１０の出力、または、駆動輪７０から自動変速機５０を経由して伝達される回転力）を受けて発電することができる。
自動変速機５０は、自動変速機５０の出力軸の回転速度に対する自動変速機５０の入力軸の回転速度の比（変速比）を変更可能に構成される。自動変速機５０は、変速比を段階的に変更可能な有段式の自動変速機であってもよいし、無段式の自動変速機であってもよい。
自動変速機５０は、トルクコンバータ５２と、変速部５４と、パーキングロック機構５６とを含む。
トルクコンバータ５２には、ロックアップクラッチＬＵが設けられる。ロックアップクラッチＬＵが係合状態になるとトルクコンバータ５２の入力軸と出力軸とが直結状態になり、入力軸と出力軸との間で直接的に動力が伝達される。ロックアップクラッチＬＵが解放状態になると、上述の直結状態が解消され、入力軸と出力軸との間での動力の伝達は、トルクコンバータ５２の構成部品（たとえば、ポンプインペラー、タービンインペラーおよびステータ）を経由して行なわれる。ロックアップクラッチＬＵは、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ４に応じて、動作する。
変速部５４は、たとえば、複数の遊星歯車機構５４ａと、クラッチあるいはブレーキ等の摩擦係合装置５４ｂとによって構成される。変速部５４は、たとえば、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ５に応じて、クラッチおよびブレーキの係合の組み合わせを変更することによって、複数の変速段（たとえば、１速段〜４速段）のうちのいずれかの変速段を形成することができる。
パーキングロック機構５６は、シフトポジションがパーキングポジション（以下、Ｐポジションと記載する。）である場合に、自動変速機５０の出力軸の回転を機械的に抑制する機構である。パーキングロック機構５６は、パーキングロックギヤ５６ａと、ロックピン５６ｂとを含む。パーキングロックギヤは、たとえば、出力軸あるいはギヤ等を介して出力軸に連結される回転軸に設けられ、外周に歯部を有するギヤである。ロックピン５６ｂは、パーキングロックギヤ５６ａの歯部に対向する位置において、歯部間に嵌合可能に設けられる。後述するＰスイッチ２０６によってＰポジションが選択されると、アクチュエータ（図示せず）によってロックピン５６ｂがパーキングロックギヤ５６ａの歯部間に嵌合するように移動する。パーキングロックギヤ５６ａの歯部間にロックピン５６ｂが嵌合することによってパーキングロックギヤ５６ａの回転、すなわち、出力軸の回転が機械的に抑制される。
このような駆動装置を有する車両１では、クラッチＫ０を解放（動力遮断）し、Ｋ２クラッチを係合（動力伝達）することによって、ＭＧ３０の駆動力のみを用いて走行することができる。以下の説明では、エンジン１０を停止させた状態でＭＧ３０の駆動力のみを用いて車両１を走行させることを電動走行と記載する。
一方、クラッチＫ０を係合（動力伝達）し、Ｋ２クラッチを解放（動力遮断）することによって、エンジン１０の駆動力のみを用いて走行することができる。以下の説明では、エンジン１０の駆動力のみを用いて車両１を走行させることをエンジン走行と記載する。
さらに、クラッチＫ０を係合（動力伝達）し、Ｋ２クラッチを係合（動力伝達）することによって、エンジン１０およびＭＧ３０の双方の駆動力を用いて走行したり、エンジン１０の駆動力を用いて走行しつつ、ＭＧ３０によって発電したりすることができる。
エンジン１０には、オルタネータ１２とスタータモータ１４とが補機として設けられる。オルタネータ１２は、エンジン１０のクランク軸にベルト１６を介して接続される。オルタネータ１２は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ３に基づいて、エンジン１０の動力を用いて補機電力を生成する。オルタネータ１２は、生成した補機電力を他の補機に供給したり、生成した補機電力を用いて補機バッテリ１１２（後述）を充電したりする。
スタータモータ１４は、エンジン１０のクランク軸にギヤ機構１８を介して接続される。スタータモータ１４は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｃ２に基づいて、補機バッテリ１１２からの電力を用いて回転力を生成する。生成された回転力がギヤ機構１８を介してクランク軸に伝達されることによって、エンジン１０をクランキングすることができる。ギヤ機構１８は、たとえば、エンジン１０の始動時にのみギヤが噛合うように構成されてもよいし、常時噛合うように構成されてもよい。
車両１は、さらに、ＥＣＵ１００と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０と、補機バッテリ１１２と、インバータ１１４と、高圧バッテリ１１６と、システムメインリレー（以下、ＳＭＲ（System Main Relay)と記載する）１１８と、Ｐスイッチ２０６と、表示装置２０８と、操作装置２１０とを備える。
高圧バッテリ１１６は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池を含んで構成される蓄電装置である。高圧バッテリ１１６は、ＭＧ３０の発電時においては、インバータ１１４から発電電力を受けて充電される。高圧バッテリ１１６の電圧は、たとえば、２００Ｖ程度である。なお、高圧バッテリ１１６に代えて大容量のキャパシタを採用してもよい。
ＳＭＲ１１８は、高圧バッテリ１１６とインバータ１１４とを接続する電力線に設けられる。ＳＭＲ１１８は、たとえば、ユーザがブレーキペダルを踏み込んだ状態で図示しないパワースイッチを操作すると、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じて導通状態となり、車両１は「Ｒｅａｄｙ−Ｏｎ状態」となって走行可能となる。
インバータ１１４は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて高圧バッテリ１１６の直流電力を交流電力に変換してＭＧ３０に供給することによってＭＧ３０を力行駆動することができる。また、インバータ１１４は、ＭＧ３０が発電した交流電力（回生電力）を直流電力に変換して高圧バッテリ１１６に供給することによって高圧バッテリ１１６を充電することができる。インバータ１１４は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路によって構成される。
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０の入力端子は、インバータ１１４と高圧バッテリ１１６を接続する電力線から分岐した電力線に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０の出力端子は、補機バッテリ１１２に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、ＥＣＵ１００からの制御信号に基づいて、高圧バッテリ１１６の直流電力を受けて補機電力を生成する。生成された補機電力は、他の補機に供給されたり、補機バッテリ１１２の充電に用いられたりする。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は、たとえば、ＤＣ／ＡＣ変換回路、トランス、整流回路および平滑回路を含んで構成される絶縁型のコンバータである。
補機バッテリ１１２は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、鉛蓄電池を含んで構成される蓄電装置である。補機バッテリ１１２は、スタータモータ１４に電力を供給することができる。補機バッテリ１１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０および／またはオルタネータ１２からの電力を受けて充電される。補機バッテリ１１２の電圧は、たとえば、１２Ｖ程度である。
Ｐスイッチ２０６は、ユーザがシフトポジションとしてＰポジションを選択するために操作するスイッチである。Ｐスイッチ２０６は、ユーザの操作を受けた場合に、ユーザの操作を受けたことを示す信号をＥＣＵ１００に送信する。なお、本実施の形態において、シフトポジションとしては、たとえば、Ｐポジションと、ドライブポジション（以下、Ｄポジションと記載する）と、リバースポジションと、ニュートラルポジションとを含むものとする。Ｐポジション以外のシフトポジションについては、たとえば、図示しないシフトレバーによって選択される。
表示装置２０８は、車両に関する情報を表示する。表示装置２０８は、たとえば、液晶ディスプレイによって構成される。表示装置２０８は、たとえば、ＥＣＵ１００からの制御信号に応じた表示処理を行なう。
操作装置２１０は、たとえば、液晶ディスプレイに設けられるタッチパネルである。操作装置２１０は、ユーザのタッチ操作を受けた場合には、受けたタッチ操作に関する情報（たとえば、タッチパネル上においてユーザによってタッチされた箇所の座標等）を示す操作信号をＥＣＵ１００に送信する。
ＥＣＵ１００には、レゾルバ３２、モータ電流センサ３４、アクセルポジションセンサ２００、車速センサ２０２、電池電圧センサ２０３、電池電流センサ２０４、および、電池温度センサ２０５が接続される。
レゾルバ３２は、ＭＧ３０の回転数（以下、ＭＧ回転数と記載する）Ｎｍを検出する。レゾルバ３２は、検出されたＭＧ回転数を示す信号をＥＣＵ１００に送信する。
モータ電流センサ３４は、インバータ１１４とＭＧ３０との間で流れる各相の電流Ｉｍを検出する。モータ電流センサ３４は、検出された各相の電流を示す信号をＥＣＵ１００に送信する。
アクセルポジションセンサ２００は、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量を検出する。アクセルポジションセンサ２００は、検出されたアクセルペダルの踏み込み量を示す信号をＥＣＵ１００に送信する。
車速センサ２０２は、車両１の速度（以下、車速と記載する）を検出する。車速センサ２０２は、たとえば、自動変速機５０の出力軸の回転速度を検出するものであってもよいし、駆動輪７０の回転速度を検出するものであってもよい。この場合、ＥＣＵ１００側で、検出された自動変速機５０の出力軸の回転速度または駆動輪７０の回転速度から車速を算出することができる。
電池電圧センサ２０３は、高圧バッテリ１１６の電圧を検出する、電池電圧センサ２０３は、検出された電圧を示す信号をＥＣＵ１００に送信する。また、電池電流センサ２０４は、高圧バッテリ１１６の電流を検出する。電池電流センサ２０４は、検出された電流を示す信号をＥＣＵ１００に送信する。電池温度センサ２０５は、高圧バッテリ１１６の温度を検出する。電池温度センサ２０５は、検出された温度を示す信号をＥＣＵ１００に送信する。
ＥＣＵ１００は、上述の各構成に対しての包括的な制御主体であって、かつ、スイッチやセンサ類からの信号の包括的な受信対象であるものとして説明したが、より詳細には、構成毎あるいは機能毎に制御主体または受信主体として割り当てられた複数のＥＣＵを含む。
ＥＣＵ１００に含まれる各種ＥＣＵは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、処理プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、各種信号を入出力するための入出力ポート等を含み（いずれも図示せず）、各種ＥＣＵに対応する、制御対象の制御や監視対象の監視を行なう。
なお、以下に説明する複数のＥＣＵの個数、各ＥＣＵの名称および各ＥＣＵに割り当てられた機能は、一例であって、特に以下に説明する複数のＥＣＵの個数、名称および機能に限定されるものではない。ＥＣＵ１００は、たとえば、各機能を一つのＥＣＵに統合したものであってもよい。
本実施の形態において、ＥＣＵ１００は、たとえば、ＨＶ（Hybrid Vehicle）−ＥＣＵ１０２と、ＥＦＩ（Electrical Fuel Injection）／ＥＣＴ（Electronic Control Transmission）−ＥＣＵ１０４と、電池ＥＣＵ１０６と、ＭＧ−ＥＣＵ１０８とを含むものとする。
各ＥＣＵ間においては、通信バス１０１を経由して互いに通信（たとえば、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信等）が行なわれ、適宜信号の送受信が行なわれる。
ＨＶ−ＥＣＵ１０２は、アクセルポジションセンサ２００、車速センサ２０２および操作装置２１０からの信号を受信する。また、ＨＶ−ＥＣＵ１０２は、受信した信号や他のＥＣＵから受信した信号に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１１０、ＳＭＲ１１８および表示装置の各動作を制御する。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ１０２は、受信した信号に基づいてＤＣ／ＤＣコンバータ１１０、ＳＭＲ１１８および表示装置の各々の制御信号を生成して、生成した制御信号を各制御対象に送信する。
ＥＦＩ／ＥＣＩ−ＥＣＵ１０４は、Ｐスイッチ２０６からの信号を受信する。また、ＥＦＩ／ＥＣＴ−ＥＣＵ１０４は、受信した信号や他のＥＣＵから受信した信号に基づいてエンジン１０および自動変速機５０の各動作を制御する。すなわち、ＥＦＩ／ＥＣＴ−ＥＣＵ１０４は、受信した信号に基づいて制御信号Ｃ１〜Ｃ７を生成して、生成した制御信号Ｃ１〜Ｃ７を各制御対象に送信する。
電池ＥＣＵ１０６は、電池電圧センサ２０３、電池電流センサ２０４および電池温度センサ２０５からの信号を受信する。電池ＥＣＵ１０６は、受信した信号に基づいて高圧バッテリ１１６の状態（たとえば、ＳＯＣ（State Of Charge））を監視する。あるいは、電池ＥＣＵ１０６は、受信した信号や他のＥＣＵから受信した信号に基づいて高圧バッテリ１１６の冷却装置（図示せず）を制御する。
ＭＧ−ＥＣＵ１０８は、レゾルバ３２およびモータ電流センサ３４からの信号を受信する。また、ＭＧ−ＥＣＵ１０８は、受信した信号や他のＥＣＵから受信した信号に基づいてインバータ１１４の制御信号を生成し、生成した制御信号をインバータ１１４に送信することによってインバータ１１４の動作を制御する。
以上のような構成を有する車両１において、ＥＣＵ１００は、電動走行中にＭＧ３０に異常が発生してＭＧ３０の使用が制限される場合には、エンジン１０を始動させて、エンジン走行を行なうことができる。
ＥＣＵ１００は、エンジン１０を始動させる場合、スタータモータ１４を用いてエンジン１０を始動する第１エンジン始動制御と、車両１の走行中にクラッチＫ０を係合させてエンジン１０と駆動輪７０とを連結させることによってエンジン１０を始動する第２エンジン始動制御とのうちのいずれか一方を実行することができる。
しかしながら、スタータモータ１４は、補機バッテリ１１２の電力を用いて駆動するため、車両１の走行中に第１始動制御を実行する場合、エンジン１０をクランキングする際に補機バッテリ１１２の電圧が一時的に下がり、補機バッテリ１１２の電力を用いて作動する他の電気機器に影響を及ぼす場合がある。たとえば、ＥＣＵ１００に含まれる各種ＥＣＵに供給される電圧が一時的に下がると、各種ＥＣＵの動作がリセットされる場合がある。そのため、走行機能が低下し、ドライバビリティが悪化する可能性がある。
そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ１００は、電動走行中に、ＭＧ３０が異常状態であると判定され、かつ、エンジン１０の始動が必要とされる場合には、車速がしきい値Ａ未満であると、表示装置２０８に所定の文字情報を表示させて、車両１を停止させることを促す旨をユーザに通知するものとする。
このようにすると、ユーザが表示にしたがって車両１を停止させるまでの間は、スタータモータ１４を用いてエンジン１０を始動させることを抑制することができる。そのため、車両１の走行中にスタータモータ１４が作動することによる走行機能の低下を抑制することができるため、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。
以下、図２を用いてＥＣＵ１００で実行される制御処理について説明する。図２は、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ１００で実行される制御処理を示すフローチャートである。なお、以下の処理は、詳細にはＥＣＵ１００に含まれる複数のＥＣＵのうちのいずれかが実行主体となるが、説明の便宜上、ＥＣＵ１００を包括的な実行主体として説明する。ＥＣＵ１００は、予め定められた時間が経過する毎に以下の制御処理を実行する。
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と記載する）１００にて、ＥＣＵ１００は、車両１が電動走行中であるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、たとえば、エンジン１０が停止状態であって、クラッチＫ０が解放状態であって、クラッチＫ２が係合状態であって、かつ、インバータ１１４からＭＧ３０に対して電力が供給される状態である場合に、車両１が電動走行中であると判定する。車両１が電動走行中であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１００は、ＭＧ３０が使用不可となる異常が発生しているか否かを判定する。
ＥＣＵ１００は、たとえば、レゾルバ３２、モータ電流センサ３４およびＭＧ３０に電力を供給する電源装置（たとえば、インバータ１１４、ＳＭＲ１１８および高圧バッテリ１１６を含む）のうちの少なくともいずれかにおいて故障が発生したことが検出される場合、ＭＧ３０が使用不可となる異常が発生していると判定する。
ＥＣＵ１００は、たとえば、レゾルバ３２あるいはモータ電流センサ３４の出力値が通常取り得ない値である場合に、レゾルバ３２あるいはモータ電流センサ３４に故障が発生したことを検出する。また、ＥＣＵ１００は、インバータ１１４あるいはＳＭＲ１１８の動作不良や高圧バッテリ１１６の充放電が抑制される場合に電源装置に故障が発生したことを検出する。ＥＣＵ１００は、たとえば、レゾルバ３２、モータ電流センサ３４および電源装置に故障が発生したことを検出した場合に、異常発生フラグをオン状態にする。ＥＣＵ１００は、異常判定フラグがオン状態である場合に、ＭＧ３０が使用不可となる異常が発生していると判定する。
ＭＧ３０が使用不可となる異常が発生していると判定される場合（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１００は、車速がしきい値Ａ以上であるか否かを判定する。しきい値Ａは、たとえば、第２エンジン始動制御が実行可能な車速である。しきい値Ａは、少なくともクラッチＫ０が係合状態となる場合に、エンジン回転数がエンジン１０の始動が可能な回転数以上となる値であれば特に限定されるものではなく、たとえば、予め定められた値であってもよいし、自動変速機５０において形成される変速段（すなわち、変速比）に基づいて設定される値であってもよい。車速がしきい値Ａ以上であると判定される場合（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１００は、クラッチＫ０が係合状態になるように制御する。ＥＣＵ１００は、たとえば、エンジン回転数の変化量が一定となるようにクラッチＫ０の係合圧を制御してもよいし、通常の係合時における油圧の変化よりも緩やかな変化になるようにクラッチＫ０の係合圧を制御してもよい。Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１００は、ロックアップクラッチＬＵが解放状態になるように制御する。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１００は、押し掛け始動によるエンジン始動制御（すなわち、第２エンジン始動制御）を実行する。
具体的には、ＥＣＵ１００は、車両１の走行中にクラッチＫ０が係合していくにつれて増加するエンジン回転数がエンジン１０の始動が可能となる回転数以上になるタイミングで燃料噴射制御と点火制御とを実行する。なお、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数がエンジンの始動が可能となる回転数以上となるタイミングであるか否かを、エンジン回転数を検出するセンサ（図示せず）を用いて判定してもよいし、あるいは、クラッチＫ０の係合を開始してからの経過時間が予め定められた時間以上となる時点を当該タイミングとして燃料噴射制御と点火制御とを実行してもよい。
Ｓ１１２にて、ＥＣＵ１００は、通知処理を実行する。通知処理は、たとえば、表示装置２０８に、「停車してＰスイッチを押してください。」等の停車することと、シフトポジションをＰポジションに変更することとを促す旨の文字情報を表示させる処理を含む。
Ｓ１１４にて、ＥＣＵ１００は、停車し、かつ、シフトポジションがＰポジションであるか否かを判定する。
ＥＣＵ１００（より詳細には、ＥＦＩ／ＥＣＴ−ＥＣＵ１０４）は、Ｐスイッチ２０６の操作に応じてシフトポジションをＰポジションに切り換えた場合には、Ｐポジションが選択中であることを示すフラグをオン状態にする。そのため、ＥＣＵ１００は、車速がゼロあるいはゼロ近傍のしきい値以下であって、かつ、当該フラグがオン状態である場合に、停車し、かつ、シフトポジションがＰポジションであると判定する。停車し、かつ、シフトポジションがＰポジションであると判定される場合（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６に移される。
Ｓ１１６にて、ＥＣＵ１００は、問い合わせ処理を実行する。問い合わせ処理は、たとえば、表示装置２０８に、ＭＧ３０に異常が発生したことを示す文字情報を表示装置２０８の表示画面に表示させる処理と、車両１の走行を継続するためにエンジン１０を始動させる必要があるか否かをユーザに問い合わせる旨の文字情報を表示装置２０８の表示画面に表示させる処理と、操作装置２１０によって選択が可能な確認ボタンを示す画像を表示装置２０８の表示画面に表示させる処理とを含む。
Ｓ１１８にて、ＥＣＵ１００は、エンジン１０の始動要求があるか否かを判定する。ＥＣＵ１００は、ユーザにより操作装置２１０において表示画面に表示された確認ボタンを選択する操作が行なわれた場合にエンジン１０の始動要求があると判定する。エンジン１０の始動要求があると判定される場合（Ｓ１１８にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０に移される。
Ｓ１２０にて、ＥＣＵ１００は、スタータモータ１４を用いたエンジン始動制御（第１エンジン始動制御）を実行する。具体的には、ＥＣＵ１００は、スタータモータ１４を駆動してエンジン１０のクランク軸を回転させる。ＥＣＵ１００は、エンジン１０のクランク軸の回転数がエンジン１０の始動が可能となる回転数以上になるタイミングで燃料噴射制御と点火制御とを実行する。なお、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数がエンジンの始動が可能となる回転数以上となるタイミングであるか否かを、エンジン回転数を検出するセンサを用いて判定してもよいし、あるいは、スタータモータ１４の駆動時間が予め定められた時間以上となる時点を当該タイミングとして燃料噴射制御と点火制御とを実行してもよい。
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のＥＣＵ１００の動作について図３を参照しつつ説明する。図３は、本実施の形態に係る車両１に搭載されたＥＣＵ１００の動作を説明するためのタイミングチャートである。図３の横軸は、時間を示し、図３の縦軸は、車速、電動走行の選択状態、異常発生フラグの状態、クラッチＫ０の状態、ロックアップクラッチＬＵの状態、エンジン１０の作動の有無、スタータモータ１４の作動の有無、通知処理の実行の有無、問い合わせ処理の実行の有無およびシフトポジションの状態を示す。
すなわち、図３のＬＮ１およびＬＮ２は、車速の変化を示す。図３のＬＮ３は、電動走行の選択状態の変化を示す。図３のＬＮ４は、異常発生フラグの状態の変化を示す。図３のＬＮ５は、クラッチＫ０の状態の変化を示す。図３のＬＮ６は、ロックアップクラッチＬＵの状態の変化を示す。図３のＬＮ７およびＬＮ８は、エンジン１０の作動状態の変化を示す。図３のＬＮ９は、スタータモータ１４の作動状態の変化を示す。図３のＬＮ１０は、通知処理の実行状態の変化を示す。図３のＬＮ１１は、問い合わせ処理の実行状態の変化を示す。図３のＬＮ１２およびＬＮ１３は、シフトポジションの変化を示す。特に図３の破線で示されるＬＮ２、ＬＮ８〜ＬＮ１２は、車速がしきい値Ａより低い場合の変化を示している。
＜車速がしきい値Ａ以上の場合＞
たとえば、図３のＬＮ３に示されるように、電動走行中であって、かつ、図３のＬＮ１に示されるように車速がしきい値Ａ以上である場合を想定する。このとき、図３のＬＮ５に示すように、クラッチＫ０はオフ状態であり、図３のＬＮ６に示されるようにロックアップクラッチＬＵはオン状態であり、図３のＬＮ７に示されるように、エンジン１０は停止状態が維持される。また、図３のＬＮ１３に示されるように、シフトポジションとしてＤポジションが選択されている。
時間Ｔ（０）にて、電動走行中に（Ｓ１００にてＹＥＳ）、レゾルバ３２、モータ電流センサ３４あるいは電源装置の故障によって、図３のＬＮ４に示されるように異常発生フラグがオン状態にされると、ＭＧ３０が使用不可となる異常が発生していると判定される（Ｓ１０２にてＹＥＳ）。
車速がしきい値Ａ以上であると判定されるため（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、図３のＬＮ５に示されるようにクラッチＫ０が係合状態になるように制御されるとともに（Ｓ１０６）、図３のＬＮ６に示されるようにロックアップクラッチＬＵが解放状態になるように制御される（Ｓ１０８）。
このとき、押し掛けによるエンジン１０の始動制御が実行される（Ｓ１１０）。クラッチＫ０の係合が開始されると、車両１が走行中であるため、駆動輪７０からクランク軸に対して回転力が伝達し、エンジン１０のクランク軸が回転させられる。時間Ｔ（１）にて、クラッチＫ０の係合が開始されてから予め定められた時間以上が経過したときにエンジン回転数が始動可能な回転数以上となり、燃料噴射制御と点火制御とが実行されることによって、図３のＬＮ７に示されるように、エンジン１０が作動状態となる。
なお、押し掛けによるエンジン始動制御が実行されるため、スタータモータ１４は、オフ状態が維持される。
＜車速がしきい値Ａよりも低い場合＞
たとえば、図３のＬＮ３に示されるように、電動走行中であって、かつ、図３のＬＮ２に示されるように車速がしきい値Ａよりも低い場合を想定する。このとき、クラッチＫ０はオフ状態であり、ロックアップクラッチＬＵはオン状態であり、図３のＬＮ８に示されるように、エンジン１０は停止状態が維持される。また、図３のＬＮ１２に示されるように、シフトポジションとしてＤポジションが選択されている。
時間Ｔ（０）にて、電動走行中に（Ｓ１００にてＹＥＳ）、レゾルバ３２、モータ電流センサ３４あるいは電源装置の故障によって、図３のＬＮ４に示されるように異常発生フラグがオン状態にされると、ＭＧ３０が使用不可となる異常が発生していると判定される（Ｓ１０２にてＹＥＳ）。
車速がしきい値Ａよりも低いと判定されるため（Ｓ１０４にてＮＯ）、図３のＬＮ１０に示されるように、通知処理が実行される（Ｓ１１２）。
時間Ｔ（２）にて、ユーザが通知にしたがってブレーキを踏み込むなどすると車両１は減速を開始する。時間Ｔ（３）にて、車両１が停止した後に、時間Ｔ（４）にて、ユーザがＰスイッチ２０６を操作するなどして図３のＬＮ１２に示されるようにＰポジションが選択されると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、図３のＬＮ１１に示されるように問い合わせ処理が実行される（Ｓ１１６）。
時間Ｔ（５）にて、問い合わせ処理に対してユーザが表示画面に表示される確認ボタンを選択する操作が行なわれて、エンジン１０の始動が要求されると（Ｓ１１８にてＹＥＳ）、スタータモータ１４を用いたエンジン始動制御（第１エンジン始動制御）が実行される（Ｓ１２０）。
スタータモータ１４が駆動され、エンジン１０のクランク軸の回転速度が上昇する。時間Ｔ（６）にて、エンジン回転数がエンジン１０の始動が可能な回転数以上となり、燃料噴射制御と点火制御とが実行されることにより図３のＬＮ８に示されるように、エンジン１０が作動状態となる。スタータモータ１４は、その後オフ状態にされる。
なお、スタータモータ１４を用いたエンジン始動制御が実行されるため、クラッチＫ０はオフ状態が維持される。
以上のようにして、本実施の形態に係る車両によると、電動走行中にＭＧ３０が使用不可となる異常が発生した場合であって、かつ、車速がしきい値Ａよりも低い場合には、表示装置２０８を用いて停車とＰポジションの選択とを運転中のユーザに促す通知処理が実行される。そのため、ユーザが通知にしたがって車両１を停止させ、Ｐポジションが選択されるまでの間は、スタータモータ１４を用いてエンジン１０を始動させることを抑制することができる。これにより、車両１の走行中にスタータモータ１４が作動することによる走行機能の低下を抑制することができるため、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。したがって、駆動源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド車両において、モータの使用が制限される場合に、適切なタイミングでエンジンを始動させるハイブリッド車両を提供することができる。
さらに、電動走行中にＭＧ３０が使用不可となる異常が発生した場合であって、かつ、車速がしきい値Ａ以上である場合には、クラッチＫ０を係合状態に制御することによってスタータを用いずにエンジン１０を始動させることができる。このとき、クラッチＫ０を係合状態にするとともにロックアップクラッチＬＵを解放状態にすることによってエンジン１０が始動したときに生じるトルク変動をトルクコンバータ５２において吸収することができる。そのため、エンジン始動時の振動やショックが駆動輪７０に伝達されることを抑制することができる。
さらに、電源装置、レゾルバ３２およびモータ電流センサ３４の故障を検出することによってＭＧ３０の使用が制限される異常状態であることを判定することができる。
以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、Ｐスイッチ２０６でＰポジションを選択することを一例として説明したが、たとえば、シフトレバー（図示せず）を用いてＰポジションを選択するようにしてもよい。
さらに、上述の実施の形態では、ＥＣＵ１００は、ＨＶ−ＥＣＵ１０２と、ＥＦＩ／ＥＣＴ−ＥＣＵ１０４と、電池ＥＣＵ１０６と、ＭＧ−ＥＣＵ１０８とを含む場合を一例として説明したが、たとえば、パワーステアリング装置を制御するパワーステアリングＥＣＵ、あるいは、ＡＢＳ（Antilock Brake System）に用いられるブレーキアクチュエータを制御するブレーキＥＣＵをさらに含むようにしてもよい。
さらに、上述の実施の形態では、通知処理の実行時においては、表示装置２０８を用いてユーザに通知を行なう場合を一例として説明したが、たとえば、スピーカから出力される音声等を用いてユーザに通知を行なうようにしてもよい。
さらに、上述の実施の形態では、電動走行中に、ＭＧ３０が使用不可となる異常が発生した場合に、車速に応じて通知処理または第２エンジン始動制御を実行するものとして説明したが、たとえば、電動走行中に、ＭＧの使用が制限される異常が発生した場合に、車速に応じて通知処理または第２エンジン始動制御を実行してもよい。ＭＧ３０の使用が制限される異常とは、ＭＧ３０が使用不可となる異常に加えて、振動等の物理的な異常や電気系統の異常等によって出力やトルクの上限値が通常値よりも低くなるような異常を含む。
さらに、上述の実施の形態では、通知処理が実行された後に、停車され、かつ、Ｐポジションが選択された場合に、問い合わせ処理によってエンジン１０の始動についてユーザの確認を得た上でスタータモータ１４を用いてエンジン１０を始動させる場合を一例として説明したが、特にこのような処理に限定されるものではない。たとえば、通知処理が実行された後に、停車され、かつ、Ｐポジションが選択された場合には、ユーザに確認することなく、スタータモータ１４を用いてエンジン１０を始動させるようにしてもよい。
ＥＣＵ１００は、たとえば、上述の動作を図４のフローチャートに示される制御処理によって実現してもよい。図４は、変形例に係る車両１に搭載されたＥＣＵ１００で実行される制御処理を示すフローチャートである。
図４のフローチャートは、図２のフローチャートと比較して、問い合わせ処理（Ｓ１１６）およびエンジン１０の始動要求があるか否かを判定する処理（Ｓ１１８）が含まれていない点以外、図２のフローチャートの処理と同じ処理である。図４のフローチャートに示される処理のうち図２のフローチャートに示される処理と同じ処理には、同じステップ番号が付されている。そのため、図４のフローチャートに示される各処理の詳細な説明は繰り返さない。
このようにしても、電動走行中に、ＭＧ３０が使用不可となる異常が発生し、かつ、車速がしきい値Ａよりも低い場合、通知処理が実行されるので、ユーザが通知にしたがって車両１を停止させ、Ｐポジションが選択されるまでの間は、スタータモータ１４を用いてエンジン１０を始動させることを抑制することができる。そのため、車両の走行中にスタータモータ１４が作動することによる走行機能の低下を抑制することができるため、ドライバビリティの悪化を抑制することができる。
なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜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。本開示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 ハイブリッド車両、１０ エンジン、１２ オルタネータ、１４ スタータモータ、１６ ベルト、１８ ギヤ機構、３０ モータジェネレータ、３２ レゾルバ、３４ モータ電流センサ、５０ 自動変速機、５２ トルクコンバータ、５４ 変速部、５４ａ 遊星歯車機構、５４ｂ 摩擦係合装置、５６ パーキングロック機構、５６ａ パーキングロックギヤ、５６ｂ ロックピン、７０ 駆動輪、１００ ＥＣＵ、１０１ 通信バス、１０２ ＨＶ−ＥＣＵ、１０４ ＥＦＩ／ＥＣＴ−ＥＣＵ、１０６ 電池ＥＣＵ、１０８ ＭＧ−ＥＣＵ、１１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１２ 補機バッテリ、１１４ インバータ、１１６ 高圧バッテリ、２００ アクセルポジションセンサ、２０２ 車速センサ、２０３ 電池電圧センサ、２０４ 電池電流センサ、２０５ 電池温度センサ、２０６ Ｐスイッチ、２０８ 表示装置、２１０ 操作装置、Ｋ０，Ｋ２ クラッチ。

Claims (8)

  1. エンジンと、
    前記エンジンの始動が可能なスタータモータと、
    前記スタータモータを含む補機に電力を供給する補機バッテリと、
    駆動輪に連結されるモータジェネレータと、
    前記エンジンと前記駆動輪とを連結可能なクラッチと、
    車両に関する情報をユーザに通知する通知装置と、
    前記エンジンを始動させる場合に、前記スタータモータを用いて前記エンジンを始動する第１エンジン始動制御と、前記車両の走行中に前記クラッチを用いて前記エンジンと前記駆動輪とを連結させて前記エンジンを始動する第２エンジン始動制御とのうちのいずれかを実行する制御装置とを備え、
    前記制御装置は、前記エンジンを停止した状態で前記モータジェネレータを用いた電動走行中に、前記モータジェネレータが異常状態であると判定され、かつ、前記エンジンの始動が必要とされる場合には、前記車両の速度がしきい値未満であると、前記通知装置を用いて前記車両を停止させることを促す旨の情報を予め定められた通知態様で前記ユーザに通知し、
    前記しきい値は、前記クラッチにより前記エンジンと前記駆動輪とが連結する場合に、前記エンジンの回転数が、前記エンジンの始動が可能な回転数となる前記車両の速度である、ハイブリッド車両。
  2. 前記制御装置は、前記通知装置を用いた情報の通知後に前記車両が停止した場合、前記第１エンジン始動制御を実行する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
  3. 前記制御装置は、前記電動走行中に、前記モータジェネレータが前記異常状態であると判定され、かつ、前記エンジンの始動が必要とされる場合には、前記車両の速度が前記しきい値未満であると、前記通知装置を用いて前記車両を停止させることに加えて、シフトポジションをパーキングポジションに変更することを促す旨の情報を前記予め定められた通知態様で前記ユーザに通知する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
  4. 前記制御装置は、前記通知装置を用いた前記情報の通知後に前記車両が停止し、かつ、前記シフトポジションが前記パーキングポジションに変更された場合、前記第１エンジン始動制御を実行する、請求項３に記載のハイブリッド車両。
  5. 前記通知装置は、前記ユーザが前記車両を運転する際に視認可能な位置に設けられる表示装置を含み、
    前記予め定められた通知態様は、所定の文字情報を前記表示装置に表示する通知態様を含む、請求項１〜４のいずれかに記載のハイブリッド車両。
  6. 前記制御装置は、前記電動走行中に、前記モータジェネレータが前記異常状態であると判定され、かつ、前記エンジンの始動が必要とされる場合には、前記車両の速度が前記しきい値よりも高いと、前記第２エンジン始動制御を実行する、請求項１〜５のいずれかに記載のハイブリッド車両。
  7. 前記エンジンと前記駆動輪との間には、ロックアップクラッチを有するトルクコンバータが設けられ、
    前記制御装置は、前記第２エンジン始動制御を実行する場合に、前記ロックアップクラッチを解放状態にする、請求項２に記載のハイブリッド車両。
  8. 前記制御装置は、前記モータジェネレータに電力を供給する電源装置、前記モータジェネレータの回転数を検出するレゾルバ、および、前記電源装置から前記モータジェネレータに流れる電流を検出する電流センサのうちの少なくともいずれかの故障が検出される場合に、前記モータジェネレータが前記異常状態であると判定する、請求項１〜６のいずれかに記載のハイブリッド車両。
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