JP7073621B2

JP7073621B2 - ハイブリッド車両

Info

Publication number: JP7073621B2
Application number: JP2016251350A
Authority: JP
Inventors: 祐滝井; 健太千速
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2022-05-24
Anticipated expiration: 2036-12-26
Also published as: CN108238041A; FR3061111A1; DE102017222305A1; JP2018103740A; FR3061111B1; CN108238041B

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。

従来のこの種のハイブリッド車両にあっては特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載の技術にあっては、内燃機関のクランクシャフトまたは車軸に回転駆動力を付与することのできる電動機を備え、車両がコースト走行するときに電動機から内燃機関のクランクシャフトまたは車軸に回転駆動力を付与している。また、特許文献１に記載の技術にあっては、電動機の出力の大きさを、内燃機関の温度、及び／または、内燃機関のクランクシャフトと車軸との間に介在する変速機の温度に応じて変更している。特許文献１に記載の技術によれば、車両の減速度を適正に抑制して、内燃機関や駆動系の温度が低い状況におけるコースト走行時の燃料カット期間を延長でき、燃費低減効果を得ることができる。

特開２０１６－１１７４４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のものは、燃料カット復帰回転数までエンジン回転数が減少した後は燃料噴射を再開する必要がある。このため、特許文献１に記載のものは、モータジェネレータの回生を実施する走行状態から、内燃機関への燃料供給を非供給としてモータジェネレータを力行させる際に、燃料噴射することがあった。このため、特許文献１に記載のものは、十分な燃費低減効果を得ることができないという問題があった。

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、燃料噴射量を抑制でき、燃費を向上させることができるハイブリッド車両を提供することを目的とするものである。

本発明は、内燃機関と、車輪に伝達する駆動力を発生する力行機能および前記車輪の回転により駆動されて発電する回生機能を有するモータジェネレータと、前記内燃機関および前記モータジェネレータを制御する制御部とを備えるハイブリッド車両であって、車速を検出する車速検出部を備え、前記制御部は、前記内燃機関への燃料供給を中断する燃料カットを伴う前記内燃機関の運転と前記モータジェネレータの回生とを実施する第１走行状態時に所定の条件が成立した場合、前記回生を終了した後に前記燃料カットを終了し、前記内燃機関への燃料供給を非供給とすることで前記内燃機関の運転を停止して前記モータジェネレータを力行させる第２走行状態に移行させ、前記車速が予め設定された第１車速以下に低下したとき前記燃料カットを終了し、前記車速が予め設定された第２車速以下に低下したとき前記回生を終了し、前記第２車速は前記第１車速よりも高く設定されており、電気負荷が動作している場合は、前記車速が前記第２車速より高い第３車速以下に低下したとき前記回生を終了することを特徴とする。

このように上記の本発明によれば、燃料噴射量を抑制でき、燃費を向上させることができる。

図１は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の構成図である。図２－１は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の切換え部における、ＩＳＧから鉛バッテリに電力が供給され、ＬｉバッテリからＬｉバッテリ負荷に電力が供給される第１状態を示す図である。図２－２は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の切換え部における、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ４を接続してスイッチＳＷ２を接続していない中間状態を示す図である。図２－３は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の切換え部における、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３およびＳＷ４を接続した中間状態を示す図である。図２－４は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の切換え部における、ＬｉバッテリからＩＳＧに電力が供給され、鉛バッテリからＬｉバッテリ負荷に電力が供給される第２状態を示す図である。図３は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両のＥＣＵの動作を説明するフローチャートである。図４は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両のＥＣＵの動作により、車速が第３車速以下に低下したときＩＳＧの出力電圧を所定の電圧まで徐々に下げて回生を終了されることを説明するタイミングチャートである。図５は、比較例におけるハイブリッド車両のＥＣＵの動作により、コースト走行時に、燃料カットとＩＳＧの回生を伴うエンジン走行から、エンジンへの燃料供給を非供給としてＩＳＧを力行させるＥＶコースト走行に移行することを表すタイミングチャートである。図６は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両のＥＣＵの動作により、コースト走行時のエンジン走行からＥＶコースト走行への移行の際に、燃料カットの終了タイミングよりも回生の終了タイミングを早めることを表すタイミングチャートである。図７は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両のＥＣＵの動作により、コースト走行時のエンジン走行からＥＶコースト走行への移行の際に、所定の電気負荷の動作時に回生の終了タイミングをさらに早めることを表すタイミングチャートである。

本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両は、内燃機関と、車輪に伝達する駆動力を発生する力行機能および車輪の回転により駆動されて発電する回生機能を有するモータジェネレータと、内燃機関およびモータジェネレータを制御する制御部とを備えるハイブリッド車両であって、制御部は、コースト走行時に所定の条件が成立した場合、内燃機関への燃料供給を中断する燃料カットとモータジェネレータの回生とを実施する第１走行状態から、内燃機関への燃料供給を非供給としてモータジェネレータを力行させる第２走行状態に移行させ、第１走行状態から第２走行状態へ移行する際に、回生の終了タイミングを燃料カットの終了タイミングより早くすることを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両は、燃料噴射量を抑制でき、燃費を向上させることができる。

以下、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両について図面を用いて説明する。図１から図４及び図６、図７は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両を説明する図である。また、図５は、比較例におけるハイブリッド車両を説明する図である。

図１に示すように、ハイブリッド車両１０は、エンジン２０と、トランスミッション３０と、車輪１２と、ハイブリッド車両１０を総合的に制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０と、とを含んで構成される。本実施例におけるエンジン２０は本発明における内燃機関を構成する。本実施例におけるＥＣＵ５０は、本発明における制御部を構成する。

エンジン２０には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン２０は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。エンジン２０には、図示しない燃焼室に空気を導入する吸気管２２が設けられている。

吸気管２２にはスロットルバルブ２３が設けられており、スロットルバルブ２３は、吸気管２２を通過する空気の量（吸気量）を調整する。スロットルバルブ２３は、図示しないモータにより開閉される電子制御スロットルバルブからなる。スロットルバルブ２３は、ＥＣＵ５０に電気的に接続されており、ＥＣＵ５０によりそのスロットルバルブ開度が制御される。

エンジン２０には、図示しない吸気ポートを介して燃焼室に燃料を噴射するインジェクタ２４と、燃焼室の混合気を点火する点火プラグ２５と、が気筒ごとに設けられている。インジェクタ２４および点火プラグ２５は、ＥＣＵ５０に電気的に接続されている。インジェクタ２４の燃料噴射量および燃料噴射タイミング、点火プラグ２５の点火時期および放電量は、ＥＣＵ５０により制御される。

エンジン２０にはクランク角センサ２７が設けられており、このクランク角センサ２７は、クランク軸２０Ａの回転位置に基づいてエンジン回転数を検出し、検出信号をＥＣＵ５０に送信する。

トランスミッション３０は、エンジン２０から伝達された回転を変速して、ドライブシャフト１１を介して車輪１２を駆動するようになっている。トランスミッション３０は、図示しないトルクコンバータ、変速機構およびディファレンシャル機構を備えている。

トルクコンバータは、エンジン２０から伝達された回転を作動流体の作用によりトルクに変換することでトルクの増幅を行う。トルクコンバータには図示しないロックアップクラッチが設けられている。ロックアップクラッチの解放時は、エンジン２０と変速機構との間で作動流体を介して動力が相互に伝達される。ロックアップクラッチの係合時は、エンジン２０と変速機構との間でロックアップクラッチを介して直接的に動力が伝達される。

変速機構は、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）から構成されており、金属ベルトが巻掛けられた１組のプーリにより無段階に自動で変速を行う。トランスミッション３０における変速比の変更、およびロックアップクラッチの係合または解放は、ＥＣＵ５０により制御される。

なお、変速機構は、遊星歯車機構を用いて段階的に変速を行う自動変速機（いわゆるステップＡＴ）であってもよい。ディファレンシャル機構は、左右のドライブシャフト１１に連結されており、変速機構で変速された動力を左右のドライブシャフト１１に差動回転可能に伝達する。

また、トランスミッション３０は、ＡＭＴ（Automated Manual Transmission）であってもよい。ＡＭＴは、平行軸歯車機構からなる手動変速機にアクチュエータを追加して自動で変速を行うようにした自動変速機である。トランスミッション３０がＡＭＴである場合、トランスミッション３０にはトルクコンバータに代えて乾式単板クラッチが設けられる。

また、トランスミッション３０は、ＤＣＴ（Dual Clutch Transmission ）であってもよい。ＤＣＴは、有段自動変速機の一種で、２系統のギアを有し、それぞれにクラッチを有する。

ハイブリッド車両１０はアクセル開度センサ１３Ａを備えており、このアクセル開度センサ１３Ａは、アクセルペダル１３の操作量（以下、単に「アクセル開度」という）を検出し、検出信号をＥＣＵ５０に送信する。

ハイブリッド車両１０はブレーキストロークセンサ１４Ａを備えており、このブレーキストロークセンサ１４Ａは、ブレーキペダル１４の操作量（以下、単に「ブレーキストローク」という）を検出し、検出信号をＥＣＵ５０に送信する。

ハイブリッド車両１０は車速センサ１２Ａを備えており、この車速センサ１２Ａは、車輪１２の回転速度に基づく車速を検出し、検出信号をＥＣＵ５０に送信する。車速センサ１２Ａは、本発明における車速検出部を構成する。なお、車速センサ１２Ａの検出信号は、ＥＣＵ５０または他のコントローラにおいて、車速に対する各車輪１２のスリップ率を演算する際に用いられる。

ハイブリッド車両１０はスタータ２６を備えている。スタータ２６は、図示しないモータと、このモータの回転軸に固定されたピニオンギヤとを備えている。一方、エンジン２０のクランク軸２０Ａの一端部には円盤状のドライブプレートが固定されており、このドライブプレートの外周部にはリングギヤが設けられている。スタータ２６は、ＥＣＵ５０の指令によりモータを駆動し、ピニオンギヤをリングギヤと噛合わせてリングギヤを回転させることで、エンジン２０を始動する。このように、スタータ２６は、ピニオンギヤとリングギヤとからなる歯車機構を介してエンジン２０を始動する。

ハイブリッド車両１０はＩＳＧ（Integrated Starter Generator）４０を備えている。ＩＳＧ４０は、エンジン２０を始動する始動装置と、電力を発電する発電機とを統合した回転電機である。ＩＳＧ４０は、外部からの動力により発電する発電機の機能と、電力が供給されることで動力を発生する電動機の機能とを有する。すなわち、ＩＳＧ４０は、車輪１２に伝達する駆動力を発生する力行機能および車輪１２の回転により駆動されて発電する回生機能を有する。ＩＳＧ４０は、本発明におけるモータジェネレータを構成している。

ＩＳＧ４０は、プーリ４１、クランクプーリ２１およびベルト４２とからなる巻掛け伝動機構を介してエンジン２０に連結されており、エンジン２０との間で相互に動力伝達を行う。より詳しくは、ＩＳＧ４０は回転軸４０Ａを備えており、この回転軸４０Ａにはプーリ４１が固定されている。エンジン２０のクランク軸２０Ａの他端部にはクランクプーリ２１が固定されている。クランクプーリ２１とプーリ４１にはベルト４２が掛け渡されている。なお、巻掛け伝動機構としては、スプロケットとチェーンを用いることもできる。

ＩＳＧ４０は、電動機として駆動することで、クランク軸２０Ａを回転させてエンジン２０を始動する。ここで、本実施例のハイブリッド車両１０は、エンジン２０の始動装置としてＩＳＧ４０とスタータ２６とを備えている。スタータ２６はドライバの始動操作に基づくエンジン２０の冷機始動に主に用いられ、ＩＳＧ４０はアイドリングストップからのエンジン２０の再始動に主に用いられる。

ＩＳＧ４０はエンジン２０の冷機始動も可能であるが、ハイブリッド車両１０は、エンジン２０の確実な冷機始動のためにスタータ２６を備えている。例えば、寒冷地の冬期等において潤滑油の粘度増加によりＩＳＧ４０の動力ではエンジン２０の冷機始動が困難である場合、またはＩＳＧ４０が故障する場合があり得る。このような場合を考慮し、ハイブリッド車両１０はＩＳＧ４０とスタータ２６の両方を始動装置として備えている。

ＩＳＧ４０の力行により発生する動力は、エンジン２０のクランク軸２０Ａ、トランスミッション３０、ドライブシャフト１１を介して、車輪１２に伝達される。

また、車輪１２の回転は、ドライブシャフト１１、トランスミッション３０、エンジン２０のクランク軸２０Ａを介して、ＩＳＧ４０に伝達され、ＩＳＧ４０における回生（発電）に用いられる。

したがって、ハイブリッド車両１０は、エンジン２０の動力（エンジントルク）のみによる走行（以下、エンジン走行ともいう）だけでなく、ＩＳＧ４０の動力（モータトルク）によりエンジン２０をアシストする走行を実現できる。

さらに、ハイブリッド車両１０は、エンジン２０への燃料噴射を非噴射としてエンジン２０の運転を停止した状態で、ＩＳＧ４０の動力のみで走行（以下、ＥＶ走行ともいう）することができる。なお、ＥＶ走行中は、ＩＳＧ４０によりエンジン２０が連れ回される。

このように、ハイブリッド車両１０は、エンジン２０の動力とＩＳＧ４０の動力との少なくとも一方の動力を用いて走行可能なパラレルハイブリッドシステムを構成している。

ハイブリッド車両１０は、第１電源としての鉛バッテリ７１と、第２電源としてのＬｉバッテリ７２とを備えている。鉛バッテリ７１およびＬｉバッテリ７２は、充電可能な二次電池からなる。鉛バッテリ７１およびＬｉバッテリ７２は、約１２Ｖの出力電圧を発生するようにセルの個数等が設定されている。

鉛バッテリ７１は電極に鉛を用いた鉛蓄電池からなる。Ｌｉバッテリ７２は、正極と負極の間をリチウムイオンが行き来することで放電と充電を行うリチウムイオン二次電池からなる。

鉛バッテリ７１は、Ｌｉバッテリ７２と比較して、短時間であれば大電流を放電可能という特性を有する。

Ｌｉバッテリ７２は、鉛バッテリ７１と比較して、より多くの回数充放電を繰り返し可能な特性を有する。また、Ｌｉバッテリ７２は、鉛バッテリ７１と比較して、短い時間で充電が可能であるという特性を有する。また、Ｌｉバッテリ７２は、鉛バッテリ７１と比較して、高出力かつ高エネルギー密度であるという特性を有する。

鉛バッテリ７１には充電状態検出部７１Ａが設けられており、この充電状態検出部７１Ａは、鉛バッテリ７１の端子間電圧、周辺温度や入出力電流を検出し、検出信号をＥＣＵ５０に出力する。ＥＣＵ５０は、鉛バッテリ７１の端子間電圧、周辺温度や入出力電流により充電状態を検出する。

Ｌｉバッテリ７２には充電状態検出部７２Ａが設けられており、この充電状態検出部７２Ａは、Ｌｉバッテリ７２の端子間電圧、周辺温度や入出力電流を検出し、検出信号をＥＣＵ５０に出力する。ＥＣＵ５０は、Ｌｉバッテリ７２の端子間電圧、周辺温度や入出力電流により充電状態を検出する。鉛バッテリ７１およびＬｉバッテリ７２の充電状態（ＳＯＣ）はＥＣＵ５０によって管理される。

ハイブリッド車両１０は、鉛バッテリ負荷１６とＬｉバッテリ負荷１７とを電気負荷として備えている。

鉛バッテリ負荷１６は、主に鉛バッテリ７１から電力が供給される電気負荷である。鉛バッテリ負荷１６は、車両の横滑りを防止するスタビリティ制御装置、操舵輪の操作力を電気的にアシストする図示しない電動パワーステアリング制御装置、ヘッドライトおよびブロアファン等を含んでいる。また、鉛バッテリ負荷１６には、例えば、図示しないワイパー、および、図示しないラジエータに冷却風を送風する電動クーリングファンが含まれる。鉛バッテリ負荷１６は、Ｌｉバッテリ負荷１７と比較して電力を多く消費する電気負荷、または一時的に使用される電気負荷である。

Ｌｉバッテリ負荷１７は、主にＬｉバッテリ７２から電力が供給される電気負荷である。Ｌｉバッテリ負荷１７は、図示しないインストルメントパネルのランプ類およびメータ類並びにカーナビゲーションシステムも含んでいる。Ｌｉバッテリ負荷１７は、鉛バッテリ負荷１６と比較して電力消費量が少ない電気負荷である。

ハイブリッド車両１０は切換え部６０を備えており、切換え部６０は、鉛バッテリ７１、Ｌｉバッテリ７２、鉛バッテリ負荷１６、Ｌｉバッテリ負荷１７およびＩＳＧ４０の間の電力供給状態を切換える。切換え部６０は、メカニカルリレーまたは半導体リレー（SSR:Solid State Relayともいう）等から構成されており、ＥＣＵ５０により制御される。

切換え部６０には、電力ケーブル６１、６２、６３、６４が接続されている。電力ケーブル６１は、切換え部６０、鉛バッテリ７１、鉛バッテリ負荷１６およびスタータ２６を並列に接続している。電力ケーブル６２は、切換え部６０とＬｉバッテリとを接続している。電力ケーブル６３は、切換え部６０とＬｉバッテリ負荷１７と接続している。電力ケーブル６４は、切換え部６０とＩＳＧ４０とを接続している。

したがって、鉛バッテリ負荷１６およびスタータ２６は、鉛バッテリ７１から電力が常時供給される。一方、本実施例では、Ｌｉバッテリ７２または鉛バッテリ７１の一方からＬｉバッテリ負荷１７に選択的に電力が供給されるように、電力供給状態が切換えられるようになっている。また、Ｌｉバッテリ７２または鉛バッテリ７１の一方からＩＳＧ４０に選択的に電力が供給されるように、電力供給状態が切換えられるようになっている。

図２－１から図２－４において、切換え部６０は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４を有する。本実施例におけるスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４は、本発明における第１スイッチ、第２スイッチ、第３スイッチ、第４スイッチをそれぞれ構成している。なお、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４は、閉状態のときに接続状態を形成し、開状態のときに遮断状態を形成する。

スイッチＳＷ１は、電力ケーブル６１と電力ケーブル６４とを接続または遮断する。したがって、スイッチＳＷ１は、鉛バッテリ７１とＩＳＧ４０とを接続または遮断する。

スイッチＳＷ２は、電力ケーブル６１と電力ケーブル６３とを接続または遮断する。したがって、スイッチＳＷ２は、鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ負荷１７とを接続または遮断する。

スイッチＳＷ３は、電力ケーブル６２と電力ケーブル６４とを接続または遮断する。したがって、スイッチＳＷ３は、Ｌｉバッテリ７２とＩＳＧ４０とを接続または遮断する。

スイッチＳＷ４は、電力ケーブル６２と電力ケーブル６３とを接続または遮断する。したがって、スイッチＳＷ４は、Ｌｉバッテリ７２とＬｉバッテリ負荷１７とを接続または遮断する。

切換え部６０は、図２－１に示す第１状態を形成し、この第１状態では、スイッチＳＷ１、ＳＷ４が閉じられ、スイッチＳＷ２、ＳＷ３が開かれている。切換え部６０が第１状態のとき、ＩＳＧ４０から鉛バッテリ７１に電力が供給され、Ｌｉバッテリ７２からＬｉバッテリ負荷１７に電力が供給される。

また、切換え部６０は、図２－４に示す第２状態を形成し、この第２状態では、スイッチＳＷ１、ＳＷ４が開かれ、スイッチＳＷ２、ＳＷ３が閉じられている。切換え部６０が第２状態のとき、Ｌｉバッテリ７２からＩＳＧ４０に電力が供給され、鉛バッテリ７１からＬｉバッテリ負荷１７に電力が供給される。

また、切換え部６０は、図２－３に示す中間状態を形成する。この中間状態では、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４が閉じられている。言い換えると、この図２－３に示す中間状態は、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ４を接続した状態を形成する。切換え部６０が図２－３に示す中間状態のとき、ＩＳＧ４０と鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ７２とＬｉバッテリ負荷１７とが相互に接続される。

さらに、切換え部６０は、図２－２に示す中間状態を形成する。この中間状態では、スイッチＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ４が閉じられ、スイッチＳＷ２が開かれている。言い換えると、この図２－２に示す中間状態は、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ４を接続してスイッチＳＷ２を接続していない状態を形成する。切換え部６０が図２－２に示す中間状態のときは、図２－３に示す中間状態のときと同様に、ＩＳＧ４０と鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ７２とＬｉバッテリ負荷１７とが相互に接続される。

ここで、図２－２に示す中間状態に代えて、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２およびスイッチＳＷ４を接続してスイッチＳＷ３を接続していない状態を中間状態としてもよい。この場合も、切換え部６０が図２－２または図２－３に示す中間状態のときと同様に、ＩＳＧ４０と鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ７２とＬｉバッテリ負荷１７とが相互に接続される。

すなわち、切換え部６０は、図２－３に示す中間状態の外に、中間状態として、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２およびスイッチＳＷ４を接続した状態と、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ４を接続した状態（図２－２の状態）と、の一方の状態を形成する。

また、切換え部６０は、Ｌｉバッテリ７２のＳＯＣが所定値以下であるときも、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２およびスイッチＳＷ４を接続した状態と、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ４を接続した状態（図２－２の状態）と、の一方の状態を形成する。

ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

このコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ５０として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施例におけるＥＣＵ５０として機能する。

ＥＣＵ５０の入力ポートには、前述のクランク角センサ２７、アクセル開度センサ１３Ａ、ブレーキストロークセンサ１４Ａ、車速センサ１２Ａ、充電状態検出部７１Ａ、７２Ａを含む各種センサ類が接続されている。

ＥＣＵ５０の出力ポートには、スロットルバルブ２３、インジェクタ２４、点火プラグ２５、切換え部６０、ＩＳＧ４０およびスタータ２６などの各種装置類を含む各種制御対象類が接続されている。ＥＣＵ５０は、各種センサ類から得られる情報に基づいて、各種制御対象類を制御する。

本実施例では、ＥＣＵ５０は、ＥＶ走行の一態様として、ＩＳＧ４０の発生する動力により惰性走行（コースト）するＥＶコースト走行を実施する。

ここで、ＩＳＧ４０等のモータジェネレータを備えない非ハイブリッド車両は、コースト走行中にエンジン回転数が燃料カットの復帰回転数まで低下すると燃料噴射を再開し、アイドル状態のエンジンから発生する動力を用いて惰性走行する。

本実施例のＥＶコースト走行は、非ハイブリッド車両におけるクリープ惰行に相当する走行を、ＩＳＧ４０の動力を用いることで実現したＥＶ走行である。ＩＳＧ４０は、ＥＶコースト走行時に、アイドル状態のエンジントルクに相当する大きさのモータトルクを発生する。

ＥＣＵ５０は、コースト走行時に、エンジン２０への燃料供給を中断する燃料カットとＩＳＧ４０の回生とを実施する燃料カット走行を実施する。燃料カット走行は、エンジン走行の一態様であり、本発明における第１走行状態に対応する。

また、ＥＣＵ５０は、燃料カットを伴うコースト走行時に所定の条件が成立した場合、燃料カット走行から、エンジン２０への燃料供給を非供給としてＩＳＧ４０を力行させるＥＶコースト走行に移行させる。ＥＶコースト走行は本発明における第２走行状態に対応する。

ここで、燃料カット走行からＥＶコースト走行に移行する所定の条件とは、車速が減速して所定の閾値（例えば、１３ｋｍ／ｈ）以下に低下したこと、かつ、ブレーキペダル１４が操作されていないこと（ドライバの停車意図がないこと）が含まれる。また、この所定の条件には、Ｌｉバッテリ７２の充電状態が十分に大きく所定充電状態以上であること等、ＥＶ走行の許可条件が含まれる。本実施例では、ＥＶコースト走行へ移行する際の所定の条件の判定時はＥＶ走行の許可条件が成立しているものとして説明する。

ＥＣＵ５０は、コースト走行時に車速が所定の閾値（例えば、１３ｋｍ／ｈ）以下に低下し、かつ、ブレーキペダル１４が操作されている場合、ドライバの停車意図があると判断し、燃料カット走行からコーストＩＳに移行させる。

コーストＩＳとは、停車前の減速中にエンジン２０を自動的に停止することである。このコーストＩＳでは、エンジン２０への燃料供給が非供給にされることでエンジン２０の運転が停止される。コーストＩＳは、減速時アイドリングストップ、または停車前アイドリングストップともいわれる。

ＥＣＵ５０は、燃料カット走行時は切換え部６０を図２－１に示す第１状態にする。これにより、燃料カット走行時は、ＩＳＧ４０の回生により発電された電力が鉛バッテリ７１と鉛バッテリ負荷１６とに供給される、Ｌｉバッテリ７２の電力がＬｉバッテリ負荷１７に供給される。

ＥＣＵ５０は、ＥＶコースト走行時は切換え部６０を図２－４に示す第２状態にする。これにより、ＥＶコースト走行時は、Ｌｉバッテリ７２の電力がＩＳＧ４０に供給され、鉛バッテリ７１の電力が鉛バッテリ負荷１６とＬｉバッテリ負荷１７とに供給される。

ＥＣＵ５０は、燃料カット走行からＥＶコースト走行に移行する際に、切換え部６０を第１状態から第２状態に移行させる。

以上のように構成されたハイブリッド車両１０のＥＣＵ５０の動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。

図３において、ＥＣＵ５０は、コースト走行時であるか否かを判別する（ステップＳ１）。ここでは、ＥＣＵ５０は、アクセルペダル１３が踏み込まれておらず、ハイブリッド車両１０が惰性走行している場合、コースト走行時であると判別する。ＥＣＵ５０は、ステップＳ１でコースト走行時ではないと判別した場合、今回の動作を終了する。

ステップＳ１でコースト走行時であると判別した場合、ＥＣＵ５０は、ヘッドライト、ブロアファン等の所定の電気負荷（図中、電気負荷と記す）が動作中であるか否かを判別する（ステップＳ２）。ＥＣＵ５０は、所定の電気負荷が動作中であると判別した場合、車速が第３車速以下であるか否かを判別し（ステップＳ３）、所定の電気負荷が動作中ではないと判別した場合、車速が第２車速以下であるか否かを判別する（ステップＳ４）。第３車速は第２車速よりも高く設定されている。また、第２車速は後述する第１車速よりも高く設定されている。

ＥＣＵ５０は、ステップＳ３で車速が第３車速以下ではないと判別した場合、およびステップＳ４で車速が第２車速以下ではないと判別した場合、ステップＳ２に戻る。

ＥＣＵ５０は、ステップＳ３で車速が第３車速以下であると判別した場合、およびステップＳ４で車速が第２車速以下であると判別した場合、ＩＳＧ４０の回生を終了する（ステップＳ５）。

次いで、ＥＣＵ５０は、車速が第１車速以下であるか否かの判別を繰り返し実行し（ステップＳ６）、車速が第１車速以下の場合、エンジン２０への燃料カットを終了し（ステップＳ７）、今回の動作を終了する。

本実施例では、フローチャートには示されていないが、ＥＣＵ５０は、ステップＳ７で燃料カットを終了した後、ＥＶコースト走行に移行させる。このＥＶコースト走行は、前述したように、エンジン２０への燃料供給を非供給としてＩＳＧ４０を力行させるものである。したがって、ステップＳ７の燃料カットの終了は、燃料噴射の復帰を意味するものではない。ステップＳ７で燃料カットを終了した後も燃料噴射の停止状態が継続される。

このように、本実施例のハイブリッド車両１０においては、ＥＣＵ５０は、所定の電気負荷が動作中に車速が第３車速以下に低下したタイミング、または、所定の電気負荷が非動作中に車速が第２車速以下に低下したタイミングで、ＩＳＧ４０の回生を終了している。その後、ＥＣＵ５０は、車速が第１車速以下に低下したタイミングでエンジン２０への燃料カットを終了している。したがって、ＥＣＵ５０は、エンジン２０への燃料カットの終了よりも早くＩＳＧ４０の回生を終了している。

ＥＣＵ５０は、ステップＳ５で回生を終了してからステップＳ７で燃料カットを終了するまでの期間に、切換え部６０を、図２－１に示す第１状態から、図２－４に示す第２状態に切換える。ＥＣＵ５０は、切換え部６０を、図２－１に示す第１状態から、図２－２に示す中間状態と、図２－３に示す中間状態とを順次経て、図２－４に示す第２状態に切換える。

図４は、車速が第３車速以下に低下してＩＳＧ４０の回生を終了するときの、ＩＳＧ４０の出力電圧（発電電圧）の推移を示すタイミングチャートである。図４において、縦軸はＩＳＧ４０の出力電圧を示し、横軸は時間を示している。

ＥＣＵ５０は、図４に示すように、車速が第３車速以下に低下したとき、回生を終了してＩＳＧ４０の出力電圧を所定の電圧まで徐々に下げるようになっている。所定の電圧は、予め設定された値であり、鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ７２の内、出力電圧の高い方の電圧値にマージンを取って決定される。このようにＩＳＧ４０の出力電圧を所定の電圧まで徐々に下げることで、鉛バッテリ負荷１６およびＬｉバッテリ負荷１７に供給される電圧が急変するのを抑制できる。このため、電圧の急変により鉛バッテリ負荷１６およびＬｉバッテリ負荷１７の動作状態が変化するのを抑制できる。

次に、図５、図６、図７のタイミングチャートを参照し、ハイブリッド車両１０がコースト走行時に燃料カットを伴うエンジン走行からＥＶコースト走行への移行するときの車両状態の変化を説明する。図５、図６、図７において、縦軸は上から順にエンジン回転数、車速を示し、横軸は時間を示している。

ここで、図５は、コースト走行時に、燃料カットとＩＳＧ４０の回生を伴うエンジン走行から、エンジン２０への燃料供給を非供給としてＩＳＧ４０を力行させるＥＶコースト走行に移行させることを表したものである。図５は、比較例におけるタイミングチャートであり、図３のフローチャートの動作は反映されていない。

また、図６は、燃料カットの終了タイミングよりも回生の終了タイミングを早めることを表したものである。図６は、より好ましい例を説明するタイミングチャートであり、図３のフローチャートのステップＳ１、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７が実施される場合を反映している。

また、図７は、所定の電気負荷の動作時に回生の終了タイミングを所定の電気負荷の非動作時よりも早めることを表したものである。図７は、さらに好ましい例を説明するタイミングチャートであり、図３のフローチャートのステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７が実施される場合を反映している。

図５のタイミングチャートでは、時刻ｔ１０において、ハイブリッド車両１０は、エンジン２０の燃料カットとＩＳＧ４０の回生とを実施してコースト走行している。このコースト走行時は車速の低下に合わせてトランスミッション３０の変速比が低速側に変更させることで、エンジン回転数が一定に保たれる。

その後、時刻ｔ１１で車速が閾値の１３ｋｍ／ｈ以下に低下し、この時点でブレーキペダル１４の踏み込み（ドライバの停車意図）がある場合、この時刻ｔ１１でコーストＩＳ（アイドリングストップ）が実施され、エンジン２０の運転が停止される。この場合、ブレーキペダル１４の踏み込みがあるため、時刻ｔ１１以降は、一点鎖線で示すように車速が大きな減速度で低下する。

一方、時刻ｔ１１でブレーキペダル１４の踏み込み（ドライバの停車意図）がない場合、ＥＶコースト走行への移行する準備のため、この時刻ｔ１１で切換え部６０が第１状態から第２状態に切換えられ、かつ、ＩＳＧ４０が回生から力行に切換えられる。

ＥＣＵ５０は、ＥＶコースト走行に移行するための準備として、切換え部６０を、図２－１に示す第１状態から、図２－２に示す中間状態、図２－３に示す中間状態を経て、図２－４に示す第２状態へと移行する。これにより、ＩＳＧ４０を回生から力行に切換える際に、Ｌｉバッテリ負荷１７への電力供給を断絶することが防止される。また、電力供給状態の切換え時に、Ｌｉバッテリ負荷１７に供給される電圧が変動するのを抑制でき、Ｌｉバッテリ負荷１７の動作を安定させることができる。

一方で、ＥＶコースト走行への準備を完了するために、切換え部６０においてスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４を切換えるのに要する時間と、ＩＳＧ４０を回生（発電）から力行に切換えるのに要する時間とが必要である。

したがって、図５のタイミングチャートにおいては、時刻ｔ１２でＥＶコースト走行を開始するまでは前述のクリープ惰行に対応するエンジントルクを発生する必要がある。このため、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２の期間でエンジン２０への燃料噴射を実施しており、その分の燃料を消費している。

そこで、燃料消費量を低減するため、図６のタイミングチャートを参照して説明するように、燃料カットの終了タイミングよりも回生の終了タイミングを早めて、燃料カットの終了と同時にＥＶコーストを開始することが好ましい。

図６のタイミングチャートでは、時刻ｔ２０で、ハイブリッド車両１０は、エンジン２０の燃料カットとＩＳＧ４０の回生とを実施してコースト走行している。

その後、時刻ｔ２１で車速が第２車速Ｖ２以下に低下したことで、ＥＶコースト走行への準備として、切換え部６０における電力供給状態の切換えと、ＩＳＧ２０における回生から力行への切換えが開始される。

その後、時刻ｔ２２で車速が第１車速Ｖ１（１３ｋｍ／ｈ）以下に低下し、この時点でブレーキペダル１４の踏み込みがないため、エンジン２０ヘの燃料カットが終了され、ＥＶコースト走行が実施される。時刻ｔ２２では、ＥＶコースト走行の準備が完了しており、エンジン２０への燃料カットの終了と同時に、ＥＶコースト走行が実施される。

なお、時刻ｔ２２では、燃料カットの終了と同時にトランスミッション３０のロックアップクラッチが解放され、エンジン２０の運転が停止される。このため、時刻ｔ２２からエンジン回転数が暫時低下し、その後はエンジン２０がＩＳＧ４０に連れ回る。

このように、図６のタイミングチャートでは、コースト時に燃料カットから継続して燃料供給を非噴射とすることができ、燃料消費量を低減できる。

図７のタイミングチャートでは、時刻ｔ３０で、ハイブリッド車両１０は、エンジン２０の燃料カットとＩＳＧ４０の回生とを実施してコースト走行している。

そして、所定の電気負荷が動作している場合、時刻ｔ３１で車速が第３車速Ｖ３以下に低下したタイミングでＩＳＧ２０の回生が終了される。一方、所定の電気負荷が動作していない場合、時刻ｔ３２で車速が第２車速Ｖ２以下に低下したタイミングで、ＩＳＧ２０の回生が終了される。

このように、所定の電気負荷が動作している場合は、所定の電気負荷が動作していない場合よりも回生の終了タイミングを早めている。これにより、ＩＳＧ４０の出力電圧を所定の電圧まで徐々に下げて回生を終了するための時間を確保できる。

その後、時刻ｔ３３で車速が第１車速Ｖ１（１３ｋｍ／ｈ）以下に低下し、この時点でブレーキペダル１４の踏み込みがないため、エンジン２０への燃料カットが終了され、この燃料カットの終了と同時にＥＶコースト走行が実施される。

このように、図７のタイミングチャートでは、所定の電気負荷が動作している場合は、車速が第２車速より大きな第３車速に低下したタイミングで、ＩＳＧ４０の回生を終了している。このため、所定の電気負荷が動作している場合、電力供給状態の切換え時に所定の電気負荷に供給される電圧が変動するのを抑制できる。

以上のように、本実施例に係るハイブリッド車両１０において、ＥＣＵ５０は、コースト走行時に、エンジン２０への燃料供給を中断する燃料カットとＩＳＧ４０の回生とを実施する燃料カット走行から、エンジン２０への燃料供給を非供給としてＩＳＧ４０を力行させるＥＶコースト走行に移行させる。

これにより、燃料カットの終了後はＥＶコースト走行に移行するので、燃料噴射量を抑制できる。

また、本実施例に係るハイブリッド車両１０において、ＥＣＵ５０は、燃料カット走行からＥＶコースト走行へ移行する際に、回生の終了タイミングを燃料カットの終了タイミングより早くする。

これにより、燃料カットの終了と同時にＩＳＧ４０を力行させることができ、燃料カットを終了した後にＥＶコーストの準備期間分の燃料噴射が不要になるので、燃料噴射量をさらに抑制できる。この結果、燃料噴射量を抑制でき、燃費を向上させることができる。

また、本実施例に係るハイブリッド車両１０は、車速を検出する車速センサ１２Ａを備える。そして、ＥＣＵ５０は、車速が予め設定された第１車速以下に低下したとき燃料カットを終了し、車速が予め設定された第２車速以下に低下したとき回生を終了する。また、第２車速は第１車速よりも高く設定されている。

これにより、燃料カットを終了する第１車速がトランスミッション３０の仕様に基づいて決定される場合であっても、第２車速を第１車速よりも高く設定しておくことで、回生の終了タイミングを燃料カットの終了タイミングより早くすることができる。このため、燃料噴射量を抑制でき、燃費を向上させることができる。

また、本実施例に係るハイブリッド車両において、ＥＣＵ５０は、所定の電気負荷が動作している場合は、車速が第２車速より高い第３車速以下に低下したとき回生を終了する。

これにより、所定の電気負荷が動作している場合は、所定の電気負荷が動作していない場合よりも回生の終了タイミングを早めることができる。ＩＳＧ４０から所定の電気負荷へ供給される電圧を徐々に下げることができるようになり、所定の電気負荷の動作を安定させることができる。

また、本実施例に係るハイブリッド車両１０は、二次電池からなる鉛バッテリ７１およびＬｉバッテリ７２と、鉛バッテリ７１、Ｌｉバッテリ７２、ＩＳＧ４０およびＬｉバッテリ負荷１７の間の電力供給状態を切換える切換え部６０と、を備える。

また、切換え部６０は、ＩＳＧ４０から鉛バッテリ７１に電力が供給され、Ｌｉバッテリ７２からＬｉバッテリ負荷１７に電力が供給される第１状態と、Ｌｉバッテリ７２からＩＳＧ４０に電力が供給され、鉛バッテリ７１からＬｉバッテリ負荷１７に電力が供給される第２状態と、ＩＳＧ４０と鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ７２とＬｉバッテリ負荷１７とが接続された中間状態と、を形成する。また、ＥＣＵ５０は、車速が第２車速以下に低下したとき、切換え部６０を第１状態から中間状態を経て第２状態へと移行させる。

これにより、電力供給状態の切換え時に、Ｌｉバッテリ負荷１７に供給する電圧が変動するのを抑制でき、Ｌｉバッテリ負荷１７の動作を安定させることができる。

また、本実施例に係るハイブリッド車両において、切換え部６０は、ＩＳＧ４０と鉛バッテリ７１とを接続するスイッチＳＷ１と、鉛バッテリ７１とＬｉバッテリ負荷１７とを接続するスイッチＳＷ２と、ＩＳＧ４０とＬｉバッテリ７２とを接続するスイッチＳＷ３と、Ｌｉバッテリ７２とＬｉバッテリ負荷１７とを接続するスイッチＳＷ４と、を有する。

また、切換え部６０は、中間状態として、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２およびスイッチＳＷ４を接続した状態と、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ４を接続した状態と、の一方の状態を含む。

また、本実施例に係るハイブリッド車両において、ＥＣＵ５０は、車速が第３車速以下に低下したときＩＳＧ４０の出力電圧を所定の電圧まで徐々に下げ、回生を終了する。

これにより、鉛バッテリ負荷１６およびＬｉバッテリ負荷１７への供給電圧の急変によるヘッドライトの明るさの変化やブロアファンの回転速度の変化等を抑制でき、鉛バッテリ負荷１６およびＬｉバッテリ負荷１７の動作状態が変化するのを抑制できる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１０ハイブリッド車両
１２車輪
１２Ａ車速センサ（車速検出部）
１６鉛バッテリ負荷（電気負荷）
１７Ｌｉバッテリ負荷（電気負荷）
２０エンジン（内燃機関）
４０ＩＳＧ（モータジェネレータ）
５０ＥＣＵ（制御部）
６０切換え部
６１、６２、６３、６４電力ケーブル
７１鉛バッテリ（第１電源）
７２Ｌｉバッテリ（第２電源）
ＳＷ１スイッチ（第１スイッチ）
ＳＷ２スイッチ（第２スイッチ）
ＳＷ３スイッチ（第３スイッチ）
ＳＷ４スイッチ（第４スイッチ）

Claims

内燃機関と、車輪に伝達する駆動力を発生する力行機能および前記車輪の回転により駆動されて発電する回生機能を有するモータジェネレータと、
前記内燃機関および前記モータジェネレータを制御する制御部とを備えるハイブリッド車両であって、
車速を検出する車速検出部を備え、
前記制御部は、前記内燃機関への燃料供給を中断する燃料カットを伴う前記内燃機関の運転と前記モータジェネレータの回生とを実施する第１走行状態時に所定の条件が成立した場合、前記回生を終了した後に前記燃料カットを終了し、前記内燃機関への燃料供給を非供給とすることで前記内燃機関の運転を停止して前記モータジェネレータを力行させる第２走行状態に移行させ、
前記車速が予め設定された第１車速以下に低下したとき前記燃料カットを終了し、
前記車速が予め設定された第２車速以下に低下したとき前記回生を終了し、
前記第２車速は前記第１車速よりも高く設定されており、
電気負荷が動作している場合は、前記車速が前記第２車速より高い第３車速以下に低下したとき前記回生を終了することを特徴とするハイブリッド車両。
二次電池からなる第１電源および第２電源と、
前記第１電源、前記第２電源、前記モータジェネレータおよび前記電気負荷の間の電力供給状態を切換える切換え部と、を備え、
前記切換え部は、
前記モータジェネレータから前記第１電源に電力が供給され、前記第２電源から前記電気負荷に電力が供給される第１状態と、
前記第２電源から前記モータジェネレータに電力が供給され、前記第１電源から前記電気負荷に電力が供給される第２状態と、
前記モータジェネレータと前記第１電源と前記第２電源と前記電気負荷とが接続される中間状態と、を形成し、
前記制御部は、
前記車速が前記第２車速以下に低下したとき、前記切換え部を前記第１状態から前記中間状態を経て前記第２状態へと移行させることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
前記切換え部は、
前記モータジェネレータと前記第１電源とを接続する第１スイッチと、
前記第１電源と前記電気負荷とを接続する第２スイッチと、
前記モータジェネレータと前記第２電源とを接続する第３スイッチと、
前記第２電源と前記電気負荷とを接続する第４スイッチと、を有し、
前記中間状態は、
前記第１スイッチ、前記第２スイッチおよび前記第４スイッチを接続した状態と、
前記第１スイッチ、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチを接続した状態と、の一方の状態を含むことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両。
前記制御部は、
前記車速が前記第３車速以下に低下したとき、前記モータジェネレータの出力電圧を所定の電圧まで徐々に下げることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。