JP7120473B2

JP7120473B2 - シリーズハイブリッド車両の制御方法及びシリーズハイブリッド車両

Info

Publication number: JP7120473B2
Application number: JP2021567064A
Authority: JP
Inventors: 聖星; 寛子片山; 梓小林; 博康藤田; 大夢森下
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2022-08-17
Anticipated expiration: 2040-07-31
Also published as: CN114286768A; EP4190654A4; BR112022002087A2; MX2022001443A; EP4190654A1; JPWO2022024373A1; US20220355786A1; WO2022024373A1

Description

本発明は、シリーズハイブリッド車両の制御に関する。

ＪＰ２０１６－４３９０８Ａには、シフトレンジによってアクセルオフ時の減速度が異なるハイブリッド車両が開示されている。上記文献では、アクセルオフ時の減速度をモータの回生による制動力で調整しており、シフトレンジ毎に異なる大きさの回生電力が設定されている。

上記文献のような構成では、減速度が大きいシフトレンジでは回生電力が大きいので、減速中にバッテリが満充電状態になりやすい。バッテリが満充電になってしまうと、それ以降は回生が制限されるので、運転者が要求する大きな減速度を実現することができなくなる。すなわち、上記文献の構成では、バッテリが満充電になる前と後とで減速度が変化して運転者に違和感を与えるおそれがある。

そこで本発明は、減速中におけるバッテリの充電率の上昇に起因する減速度の変化を抑制することを目的とする。

本発明のある態様によれば、内燃機関の動力により駆動される発電用モータで発電される電力と走行用モータで回生された電力とをバッテリに充電し、バッテリの電力を利用して走行用モータで駆動輪を駆動し、車両要求出力が発電開始閾値を超えたら内燃機関による発電を開始し、車両要求出力が発電停止閾値を下回ったら内燃機関による発電を停止し、第２前進レンジでは第１前進レンジよりも走行用モータの回生によって生じる減速度が大きくされる、シリーズハイブリッド車両の制御方法が提供される。そして、第２前進レンジが選択されている場合の発電開始閾値または発電停止閾値の少なくともいずれか一方は、それぞれ第１前進レンジが選択されている場合の発電開始閾値と発電停止閾値よりも大きい。

図１は、車両の要部を示す概略構成図である。図２は、レンジ及びドライブモードの説明図である。図３は、統合コントローラの処理を示すブロック図である。図４は、エンジン始動判定のブロック図である。図５は、エンジン停止判定のブロック図である。図６は、始動用閾値の大小関係を示す図である。図７は、停止用閾値の大小関係を示す図である。図８は、Ｂレンジで走行している場合のタイミングチャートである。図９は、第１変形例にかかる停止用閾値を示す図である。図１０は、第２変形例にかかる始動用閾値を示す図である。図１１は、第２変形例にかかる停止用閾値を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１は、車両１の要部を示す概略構成図である。車両１は、内燃機関２と、発電用モータ３と、走行用モータ４と、バッテリ５と、駆動輪６とを備える。

内燃機関２は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンのいずれでもかまわない。発電用モータ３は、内燃機関２の動力によって駆動されることで発電する。走行用モータ４は、バッテリ５の電力により駆動されて、駆動輪６を駆動する。走行用モータ４は、減速時等に駆動輪６の回転に伴って連れ回されることにより減速エネルギを電力として回生する、いわゆる回生機能も有する。バッテリ５には、発電用モータ３で発電された電力と、走行用モータ４で回生された電力とが充電される。

車両１は、第１動力伝達経路２１と第２動力伝達経路２２とを有する。第１動力伝達経路２１は、走行用モータ４と駆動輪６との間で動力を伝達する。第２動力伝達経路２２は、内燃機関２と発電用モータ３との間で動力を伝達する。第１動力伝達経路２１と第２動力伝達経路２２とは、互いに独立した動力伝達経路、つまり第１動力伝達経路２１及び第２動力伝達経路２２の一方から他方に動力が伝達されない動力伝達経路になっている。

第１動力伝達経路２１は、走行用モータ４の回転軸４ａに設けられた第１減速ギヤ１１と、第１減速ギヤ１１と噛み合う第２減速ギヤ１２と、第２減速ギヤ１２と同軸上に設けられてデファレンシャルギヤ１４と噛み合う第３減速ギヤ１３と、デファレンシャルケース１５に設けられたデファレンシャルギヤ１４とを有して構成される。

第２動力伝達経路２２は、内燃機関２の出力軸２ａに設けられた第４減速ギヤ１６と、第４減速ギヤ１６と噛み合う第５減速ギヤ１７と、発電用モータ３の回転軸３ａに設けられ、第５減速ギヤ１７と噛み合う第６減速ギヤ１８とを有して構成される。

第１動力伝達経路２１及び第２動力伝達経路２２それぞれは、動力伝達を遮断する要素を備えていない。すなわち、第１動力伝達経路２１及び第２動力伝達経路２２それぞれは常に動力が伝達される状態になっている。

第２動力伝達経路２２は、動力伝達系２３の動力伝達経路を構成する。動力伝達系２３は、内燃機関２及び発電用モータ３を含み内燃機関２のモータリング時に発電用モータ３から内燃機関２に動力が伝達される構成とされる。

車両１は制御部としてのコントローラ３０をさらに備える。コントローラ３０は、内燃機関２の制御を行うエンジンコントローラ３１、発電用モータ３の制御を行う発電用モータコントローラ３２、走行用モータ４の制御を行う走行用モータコントローラ３３、車両１の制御を統合する統合コントローラ３４を有して構成される。

エンジンコントローラ３１は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。発電用モータコントローラ３２、走行用モータコントローラ３３及び統合コントローラ３４についても同様である。エンジンコントローラ３１、発電用モータコントローラ３２及び走行用モータコントローラ３３は、統合コントローラ３４を介してＣＡＮ規格のバスにより互いに通信可能に接続される。

コントローラ３０には、内燃機関２の回転速度ＮＥを検出するための回転速度センサ８１、アクセルペダルの踏み込み量を指標するアクセル開度ＡＰＯを検出するためのアクセル開度センサ８２、内燃機関２の水温ＴＨＷを検出するための水温センサ８３、車速ＶＳＰを検出するための車速センサ８４を含む各種センサ・スイッチ類からの信号が入力される。これらの信号は、直接或いはエンジンコントローラ３１等の他のコントローラを介して統合コントローラ３４に入力される。

車両１は、内燃機関２の動力により駆動されて発電する発電用モータ３の電力を利用して走行用モータ４で駆動輪６を駆動するシリーズハイブリッド車両を構成する。

図２は、レンジ及びドライブモードの説明図である。車両１はシフター９１を有する。シフター９１はドライバ操作によりレンジ切替を行うための装置であり、ドライバ操作は各レンジに対応するゲートへのシフトレバー操作やスイッチ操作により行われる。

シフター９１はモーメンタリ式のシフターとされる。モーメンタリ式のシフター９１では、ドライバ操作から解放されたシフトレバーが自律的にホームポジションに戻る。ドライバ操作により選択されたレンジは、後述するドライブモードとともに車室内に設けられたレンジ表示器に表示される。レンジ表示器は選択されているレンジを視認可能にする。

シフター９１により選択可能なレンジは、Ｐレンジ（駐車レンジ）、Ｒレンジ（後進レンジ）、Ｎレンジ（ニュートラルレンジ）のほか、第１前進レンジであるＤレンジと第２前進レンジであるＢレンジとを含む。

ＤレンジとＢレンジとはこれらに共通のＤ／Ｂゲートへのシフトレバー操作により選択される。Ｄ／Ｂゲートへのシフトレバー操作により、Ｄレンジが選択されている場合はＢレンジが、Ｂレンジが選択されている場合はＤレンジが選択される。Ｄレンジ及びＢレンジ以外のレンジが選択されている場合、Ｄ／Ｂゲートへのシフトレバー操作によりＤレンジが選択される。Ｄレンジ及びＢレンジについてはさらに後述する。

車両１はドライブモードスイッチ９２を有する。ドライブモードスイッチ９２はドライバ操作によりドライブモードを変更するためのスイッチである。

ドライブモードはＮモードとＳモードとＥＣＯモードとを含む。Ｎモードはアクセルペダル操作で加速が行われるモード（通常回生モード）とされる。このため、Ｎモードではアクセルペダル操作が行われている間は回生減速が行われず、アクセルペダルがオフの状態のときに回生減速が行われる。ＳモードとＥＣＯモードとはアクセルペダル操作で加速及び回生減速が行われるモード（１ペダルモード）とされ、ＥＣＯモードはＳモードよりも燃費運転に適したモードとされる。ドライブモードはドライブモードスイッチ９２を押す度にＮモード、Ｓモード、ＥＣＯモードの順で変更される。ＥＣＯモードの次はＮモードに戻る。

車両１では、選択されたドライブモードとの組み合わせにより、ＤレンジがＮモードとの組み合わせのＮＤモード、Ｓモードとの組み合わせのＳＤモード、ＥＣＯモードとの組み合わせのＥＣＯ－Ｄモードを構成する。同様に、Ｂレンジは選択されたドライブモードとの組み合わせにより、ＮＢモード、ＳＢモード、ＥＣＯ－Ｂモードを構成する。

ＢレンジはＤレンジよりも、アクセルペダルがオフの状態のときに走行用モータ４の回生によって生じる車両１の減速度が大きいレンジとされる。換言すれば、ＢレンジではＤレンジよりも目標減速度が大きく設定される。減速度が大きいとは、減速度合いが大きいこと（減速度の絶対値が大きいこと）を意味する。目標減速度についても同様である。ＢレンジではＤレンジよりも走行用モータ４による回生電力の絶対値が大きくなる結果、減速度が大きくなる。また、ＳＤモード及びＥＣＯ－Ｄモードは、ＮＤモードよりもアクセルペダルがオフの状態のときの走行用モータ４による回生電力が大きくなる結果、減速度が大きくなる。以下の説明において、Ｎモードを通常回生モード、Ｓモード及びＥＣＯモードを強回生モードともいう。

図３は、統合コントローラ３４の処理機能を示すブロック図である。図３では目標エンジン回転速度ＮＥ_-Ｔと目標エンジントルクＴＱ_-Ｔの演算処理を示す。統合コントローラ３４は、目標駆動力演算部３４１と、エンジン始動／停止演算部３４２と、目標電力演算部３４３と、目標ＥＮＧ動作点演算部３４４とを有する。なお、これら各演算部は演算処理機能を示すものであって、物理的な構成を意味するものではない。後述する図４、図５についても同様である。

目標駆動力演算部３４１は、車速ＶＳＰとアクセル開度ＡＰＯとに基づき走行用モータ４の目標駆動力ＤＰ_-Ｔを演算する。目標駆動力ＤＰ_-Ｔは車速ＶＳＰとアクセル開度ＡＰＯとに応じてマップデータで予め設定できる。目標駆動力演算部３４１では、回生時に負の目標駆動力ＤＰ_-Ｔつまり目標回生動力が演算される。演算された目標駆動力ＤＰ_-Ｔは目標電力演算部３４３に入力される。なお、目標駆動力ＤＰ_-Ｔは図３には示されていない走行用モータコントローラ３３にも入力される。走行用モータコントローラ３３は目標駆動力ＤＰ_-Ｔに基づいて走行用モータ４の駆動トルクを制御する。

エンジン始動／停止演算部３４２は、車速ＶＳＰとバッテリ５の充電率ＳＯＣとに基づき、内燃機関２を始動させるか、または停止させるかの判断を行い、始動させる場合にはエンジン始動フラグを、停止させる場合にはエンジン停止フラグを立てる。いずれのフラグも目標電力演算部３４３に入力される。エンジン始動／停止演算部３４２の演算内容の詳細については後述する。

目標電力演算部３４３は、目標駆動力ＤＰ_-Ｔに基づき発電用モータ３による発電又は放電のための目標電力ＥＰ_-Ｔを演算する。発電では内燃機関２による発電用モータ３の駆動が行われ、放電では発電用モータ３による内燃機関２の駆動、つまりモータリングが行われる。ただし、エンジン始動／停止演算部３４２からエンジン停止フラグが入力される場合には内燃機関２による発電用モータ３の駆動は行われない。

正の目標駆動力ＤＰ_-Ｔが入力された場合、目標電力演算部３４３では発電用の目標電力ＥＰ_-Ｔが演算される。発電用の目標電力ＥＰ_-Ｔに対しては、各種発電要求フラグに応じた電力の上乗せ等による補正が行われる。発電用の目標電力ＥＰ_-Ｔは上限充電電力を上限として演算される。

負の目標駆動力ＤＰ_-Ｔが入力された場合、目標電力演算部３４３では放電用の目標電力ＥＰ_-Ｔが演算される。放電用の目標電力ＥＰ_-Ｔは絶対値で上限放電電力を上限として演算される。演算された目標電力ＥＰ_-Ｔは、目標ＥＮＧ動作点演算部３４４に入力される。

目標ＥＮＧ動作点演算部３４４は、目標電力ＥＰ_-Ｔに基づき内燃機関２の目標動作点を演算する。目標動作点は目標電力ＥＰ_-Ｔに応じてマップデータで予め設定できる。放電つまりモータリングを行う場合、目標ＥＮＧ動作点演算部３４４では、目標回転速度ＮＥ_-Ｔ及び目標トルクＴＱ_-Ｔが目標動作点として演算される。演算された目標回転速度ＮＥ_-Ｔは発電用モータコントローラ３２に、目標トルクＴＱ_-Ｔはエンジンコントローラ３１に、それぞれ入力される。

エンジンコントローラ３１は、入力された目標トルクＴＱ_-Ｔに基づいて内燃機関２を制御する。発電用モータコントローラ３２は、入力された目標回転速度ＮＥ_-Ｔに基づき発電用モータ３を制御する。これにより、内燃機関２のモータリングが行われ、電力が消費される。

ここで、エンジン始動／停止演算部３４２の演算内容について図４、図５を参照して説明する。

Ｂレンジでの減速中は、Ｄレンジの通常回生モードでの減速中に比べて回生電力が大きくなるため、充電率ＳＯＣの上昇速度が高くなる。そして、充電率ＳＯＣには充電可能な上限があり、減速中に上限に達すると回生電力を下げざるを得ない。例えば、充電率ＳＯＣが所定値より大きい場合は、回生時に目標駆動力演算部３４１が負の目標駆動力ＤＰ_-Ｔ、つまり目標回生動力を減少させる。ここでの「減少させる」とは、ゼロに近づけることをいう。また、上記の所定値は、例えば８０％とする。

すなわち、運転者が大きな減速度を要求してＢレンジを選択している場合でも、充電率ＳＯＣが上限に達すると減速度が小さくなり、運転者に違和感を与えるおそれがある。特に、運転者が大きい目標駆動力を要求したこと、または充電率ＳＯＣが所定値以下になることで内燃機関２を始動して発電を開始する充電率制御や、各種発電要求に基づく発電制御等による発電を実行していると、充電率ＳＯＣの上昇速度は高くなる。

そこで、本実施形態の統合コントローラ３４は、Ｂレンジが選択されている場合には、充電率ＳＯＣの上昇を抑制するために、Ｄレンジが選択されている場合よりも内燃機関２による発電が実行される機会が少なくなるように制御する。換言すると、統合コントローラ３４は、Ｂレンジが選択されている場合にはＤレンジが選択されている場合よりも、内燃機関２が始動し難く、かつ停止し易くする。具体的には、エンジン始動／停止演算部３４２が、レンジ及びモードに基づいて始動または停止の判定用の閾値を設定し、当該閾値と車両要求出力とを比較して内燃機関２を始動させるか、または停止させるかを判断し、判断結果を目標電力演算部３４３に入力する。車両要求出力は、運転者の要求に応じて車両を走行させるために必要となる出力である。本実施形態では、上述した目標駆動力ＤＰ_-Ｔを実現するために走行用モータ４が必要とする電力（以下、目標駆動電力ともいう）を車両要求出力とする場合について説明する。

［始動判定］
図４は、エンジン始動／停止演算部３４２が実行する、内燃機関２を始動させるか否かを判断するための処理機能を示すブロック図である。

始動用第１閾値演算部４１は、車速ＶＳＰと充電率ＳＯＣとに基づいて始動用第１閾値を算出する。始動用第１閾値は、Ｂレンジが選択されている場合における内燃機関２を始動するか否かの判定用の電力である。すなわち、Ｂレンジが選択されている場合には、車両要求出力が始動用第１閾値以上になったら内燃機関２が始動する。

始動用第１閾値は予めマップ化され統合コントローラ３４に記憶されている。始動用第１閾値は、同一充電率ＳＯＣであれば車速ＶＳＰが高い方が低い方より小さく、かつ同一車速ＶＳＰであれば充電率ＳＯＣが高い方が大きい値が設定されている。同一車速ＶＳＰの場合に充電率ＳＯＣが高い方が大きい始動用第１閾値なのは、充電率ＳＯＣが高いほど、つまり充電可能な上限に近いほど、内燃機関２を始動し難くするためである。同一充電率ＳＯＣの場合の特性については後述する。算出された始動用第１閾値は第１スイッチ４４に入力される。

なお、図４の始動用第１閾値演算部４１に記載したマップが始動用第１閾値の特性の概略を示したものであり、より具体的な特性については後述する。以下に説明する始動用第２閾値演算部４２及び始動用第３閾値演算部４３のマップについても同様である。

始動用第２閾値演算部４２は、始動用第１閾値演算部４１と同様に、車速ＶＳＰと充電率ＳＯＣとに基づいて始動用第２閾値を算出する。始動用第２閾値は、Ｄレンジの強回生モードにおける内燃機関２を始動するか否かの判定用の閾値である。始動用第２閾値の特性は基本的には始動用第１閾値と同様であるが、同一車速ＶＳＰかつ同一ＳＯＣにおける大きさは異なる。これについては後述する。算出された始動用第２閾値は第１スイッチ４４に入力される。

第１スイッチ４４は、Ｂレンジフラグが入力されたら始動用第１閾値を選択し、入力されなければ始動用第２閾値を選択する。Ｂレンジフラグは、Ｂレンジが選択されている場合に入力されるフラグである。ここで選択された閾値は第２スイッチ４５に入力される。

始動用第３閾値演算部４３は、始動用第１閾値演算部４１及び始動用第２閾値演算部４２と同様に、車速ＶＳＰと充電率ＳＯＣとに基づいて始動用第３閾値を算出する。始動用第３閾値は、Ｄレンジの通常回生モードにおける内燃機関２を始動するか否かの判定用の閾値である。始動用第３閾値の特性は基本的には始動用第１閾値及び始動用第２閾値と同様であるが、同一車速ＶＳＰかつ同一ＳＯＣにおける大きさは異なる。これについては後述する。算出された始動用第３閾値は第２スイッチ４５に入力される。

第２スイッチ４５は、強回生モードフラグが入力されたら第１スイッチ４４で選択された閾値を選択し、入力されなければ始動用第３閾値を選択する。強回生モードフラグは、ＳＤモードまたはＥＣＯ－Ｄモードの場合に入力されるフラグである。ここで選択された閾値は始動判定部４６に入力される。

始動判定部４６は、第２スイッチ４５で選択された閾値と、車両要求出力とを比較し、車両要求出力が当該閾値以上の場合に、エンジン始動フラグを目標電力演算部３４３に入力する。

ここで、始動用第１閾値、始動用第２閾値及び始動用第３閾値の大小関係について説明する。図６は、横軸を車速ＶＳＰ，縦軸を閾値としての電力（始動判定電力）として、同一の充電率ＳＯＣにおける始動用第１閾値、始動用第２閾値及び始動用第３閾値を示したものである。いずれの閾値も、車速ＶＳＰが低い方が高い方に比べて大きい。また、低車速域及び高車速域では一定であり、中車速域では車速が高くなるほど小さい値となっている。

このような特性にしたのは、車両の乗員に発電時のエンジン音ができるだけ伝わらないようにするためである。すなわち、市街地走行時のようにエンジン音が目立つ状況では閾値を大きくすることでエンジンが始動し難くなるようにする。一方、高車速域では、走行用モータ４の要求電力が大きく、かつロードノイズや風切り音等が大きいのでエンジン音が目立ち難いので閾値を低車速域より小さくして発電の機会を増加させる。中車速域は上記の低車速域と高車速域との間なので、車速が高くなるほど閾値を小さくする。

また、低車速域及び中車速域では始動用第１閾値＞始動用第２閾値＞始動用第３閾値であり、高車速域では始動用第１閾値＞始動用第２閾値＝始動用第３閾値である。これは、減速度が大きいほど充電率ＳＯＣの上昇速度が高くなるので、減速度が大きいほど内燃機関２を始動し難くするためである。

なお、図６に示した特性は一例であり、低車速域が高車速域に比べて閾値が大きくなる特性であれば、図６の例に限られるわけではない。例えば、図４に示したような、低車速域から高車速域に向けて一定の傾きで閾値が小さくなるような特性であってもよい。また、始動用第１閾値＞始動用第２閾値＞始動用第３閾値の関係が成立していれば、低車速域と高車速域で閾値が同じ大きさであってもよい。

上記の通り、統合コントローラ３４は現在の走行レンジ及び走行モードに応じて、始動用第１閾値、始動用第２閾値または始動用第３閾値を切り替えて、内燃機関２を始動させるか否かを判定する。これにより、減速度が高いほど内燃機関２が始動し難くなり、充電率ＳＯＣの上昇を抑制できる。

［停止判定］
図５は、エンジン始動／停止演算部３４２が実行する、内燃機関２を停止させるか否かを判断するための処理機能を示すブロック図である。

図５は、図４の始動用第１閾値演算部４１が停止用第１閾値演算部５１に、図４の始動用第２閾値演算部４２が停止用第２閾値演算部５２に、図４の始動用第３閾値演算部４３が停止用第３閾値演算部５３に、図４の始動判定部４６が停止判定部５６に、それぞれ変更されたものである。

停止用第１閾値演算部５１は、車速ＶＳＰと充電率ＳＯＣとに基づいて停止用第１閾値を算出する。停止用第１閾値は、Ｂレンジが選択されている場合における内燃機関２を停止するか否かの判定用の電力である。すなわち、Ｂレンジが選択されている場合には、車両要求出力が停止用第１閾値より小さくなったら内燃機関２が停止する。

停止用第１閾値は予めマップ化され統合コントローラ３４に記憶されている。停止用第１閾値は、同一充電率ＳＯＣであれば車速ＶＳＰが高い方が低い方より小さく、かつ同一車速ＶＳＰであれば充電率ＳＯＣが高い方が大きい値が設定されている。同一車速ＶＳＰの場合に充電率ＳＯＣが高い方が大きい停止用第１閾値なのは、充電率ＳＯＣが高いほど、つまり充電可能な上限に近いほど、内燃機関２を停止し易くするためである。同一充電率ＳＯＣの場合の特性については後述する。算出された停止用第１閾値は第１スイッチ５４に入力される。

なお、図５の停止用第１閾値演算部５１に記載したマップが停止用第１閾値の特性の概略を示したものであり、より具体的な特性については後述する。以下に説明する始動用第２閾値演算部４２及び始動用第３閾値演算部４３のマップについても同様である。

停止用第２閾値演算部５２は、停止用第１閾値演算部５１と同様に、車速ＶＳＰと充電率ＳＯＣとに基づいて停止用第２閾値を算出する。停止用第２閾値は、Ｄレンジの強回生モードにおける内燃機関２を停止するか否かの判定用の閾値である。停止用第２閾値の特性は基本的には停止用第１閾値と同様であるが、同一車速ＶＳＰかつ同一ＳＯＣにおける大きさは異なる。これについては後述する。算出された停止用第２閾値は第１スイッチ５４に入力される。

第１スイッチ５４は、Ｂレンジフラグが入力されたら停止用第１閾値を選択し、入力されなければ停止用第２閾値を選択する。

停止用第３閾値演算部５３は、停止用第１閾値演算部５１及び停止用第２閾値演算部５２と同様に、車速ＶＳＰと充電率ＳＯＣとに基づいて停止用第３閾値を算出する。停止用第３閾値は、Ｄレンジの通常回生モードにおける内燃機関２を停止するか否かの判定用の閾値である。停止用第３閾値の特性は基本的には停止用第１閾値及び停止用第２閾値と同様であるが、同一車速ＶＳＰかつ同一ＳＯＣにおける大きさは異なる。これについては後述する。算出された停止用第３閾値は第２スイッチ５５に入力される。

第２スイッチ５５は、強回生モードフラグが入力されたら第１スイッチ５４で選択された閾値を選択し、入力されなければ停止用第３閾値を選択する。ここで選択された閾値は停止判定部５６に入力される。

停止判定部５６は、第２スイッチ５５で選択された閾値と、車両要求出力とを比較し、車両要求出力が当該閾値より小さい場合に、エンジン停止フラグを目標電力演算部３４３に入力する。

ここで、停止用第１閾値、停止用第２閾値及び停止用第３閾値の大小関係について説明する。図７は、横軸を車速ＶＳＰ，縦軸を閾値としての電力（始動判定電力）として、同一の充電率ＳＯＣにおける停止用第１閾値、停止用第２閾値及び停止用第３閾値を示したものである。いずれの閾値も、車速ＶＳＰが低い方が高い方に比べて大きい。また、中車速域及び高車速域では閾値は一定となっている。

このような特性にしたのは、車両の乗員に発電時のエンジン音ができるだけ伝わらないようにするためである。すなわち、市街地走行時のようにエンジン音が目立つ状況ではエンジンが停止し易くなるようにする。一方、走行用モータ４の要求電力が大きく、かつロードノイズや風切り音等が大きくなるほどエンジン音が目立ち難いので、閾値を低車速域より小さくして発電の機会を増加させる。

また、各停止用閾値の大小関係は、停止用第１閾値＞停止用第３閾値＞停止用第２閾値となっている。これは、減速度が大きいほど充電率ＳＯＣの上昇速度が高くなるので、相対的に減速度が大きいＢレンジの場合に、相対的に減速度が小さいＤレンジの場合よりも内燃機関２を停止し易くするためである。

なお、図７に示した特性は一例であり、低車速域が高車速域に比べて閾値が大きくなる特性であれば、図７の例に限られるわけではない。例えば、図５に示したような、低車速域から高車速域に向けて一定の傾きで閾値が小さくなるような特性であってもよい。また、停止用第１閾値＞停止用第３閾値＞停止用第２閾値の関係が成立していれば、低車速域と高車速域で閾値が同じ大きさであってもよい。

上記の通り、統合コントローラ３４は現在の走行レンジ及び走行モードに応じて、停止用第１閾値、停止用第２閾値または停止用第３閾値を切り替えて、内燃機関２を停止させるか否かを判定する。これにより、減速度が高いほど内燃機関２が停止し易くなり、充電率ＳＯＣの上昇を抑制できる。

図８は、Ｂレンジで高車速域走行している場合のタイミングチャートである。タイミングＴ１までは内燃機関２が停止した状態かつ一定車速で走行しており、タイミングＴ１においてアクセルペダル開度が減少を開始して、その後にゼロになる。つまり、タイミングＴ１から車両要求出力が減少し、かつ、減速回生により充電率ＳＯＣが上昇する。

そして、タイミングＴ２において再加速のためにアクセルペダル開度が踏み込まれると、車両要求出力が増大し、充電率ＳＯＣが低下する。このとき、車両要求出力は始動用第１閾値には到達しないので、内燃機関２は始動しない。これにより、充電率ＳＯＣの更なる上昇を抑制できる。そして、タイミングＴ３以降はアクセルペダル開度がタイミングＴ１以前と同じ大きさまで減少し、これに伴い車両要求出力も減少する。すなわち、本実施形態によれば、図８に示した期間中は内燃機関２が始動しない。

仮に、Ｄレンジ用の始動用第２閾値及び始動用第３閾値より大きいＢレンジ用の始動用第１閾値を設定していなければ、タイミングＴ２直後の、車両要求出力が始動用第２閾値及び始動用第３閾値を超えたときに内燃機関２が始動して発電が開始される。これにより、充電率ＳＯＣがさらに上昇するおそれがある。そして、タイミングＴ３以降にアクセルペダル開度が一定になった後も、車両要求出力は停止用第３閾値より大きいので、内燃機関２は停止しない。これにより、その後に減速が行われる際に、減速の途中で充電率ＳＯＣが上限に達するおそれがある。

これに対し、本実施形態では上記の通り図８に示した期間中は内燃機関２が始動しないので、充電率ＳＯＣの上昇を抑制できる。これにより、減速の途中で充電率ＳＯＣが上限に達したために減速度が変化する可能性を抑制できる。

また、仮にタイミングＴ１以前に内燃機関２が作動していた場合、Ｂレンジ用の停止用閾値がＤレンジの強回生モード用の停止用第２閾値と同じであれば内燃機関２が停止しないので、充電率ＳＯＣの上昇速度は図８に示した場合より高くなる。これに対し本実施形態では、停止用第２閾値より大きい停止用第１閾値を設けているので、タイミングＴ１直後に内燃機関２が停止する。これにより、充電率ＳＯＣの上昇を抑制できる。

［第１変形例］
停止用閾値の変形例について説明する。本変形例も本発明の範囲に含まれる。

図９は、変形例にかかる停止用第１閾値、停止用第２閾値及び停止用第３閾値を図７と同様に示したものである。停車速域に比べて高車速域の方が閾値が小さくなる特性は図７と同様である。

ただし、本変形例では、低中車速域の第１速度閾値より低い車速域では、停止用第１閾値は停止用第２閾値と同等またはそれより大きく、かつ停止用第３閾値より小さい。そして、高車速域の第２速度閾値以上の速度域では、停止用第３閾値が停止用第１閾値及び停止用第２閾値より小さい。つまり、停止用第１閾値と停止用第２閾値との関係は、基本的に図７の場合と同様であるが、停止用第３閾値が低中車速域では停止用第１閾値より大きく、高車速域では停止用第１閾値より小さい点が図７との相違点である。なお、第１速度閾値及び第２速度閾値は任意に設定し得る値であり、本変形例を適用する車両の仕様等に応じて適宜設定する。

低車速域でできるだけ内燃機関２を作動させたくないことは上述した通りであり、そのために停止用第３閾値を大きく設定して、内燃機関２を停止し易くする。ただし、高車速域では走行用モータ４の駆動に要する電力が大きいので、高車速域でも停止用第３閾値を最も大きくすると、充電率ＳＯＣが過剰に減少するおそれがある。そこで、高車速域では停止用第３閾値を小さくして内燃機関２を停止し難くすることで、充電率ＳＯＣの過剰な減少を抑制する。

［第２変形例］
始動用閾値及び停止用閾値の変形例について説明する。本変形例も本発明の範囲に含まれる。

図１０は、変形例にかかる始動用第１閾値、始動用第２閾値及び始動用第３閾値の関係を示す図である。図６との違いは横軸が充電率ＳＯＣである点である。

上記実施意形態では、横軸を車速ＶＳＰとするテーブルを用いて始動用第１閾値、始動用第２閾値及び始動用第３閾値を算出したが、図１０のように横軸を充電率ＳＯＣとするテーブルを用いることもできる。その場合も上記実施形態と同様に、始動用第１閾値、始動用第２閾値及び始動用第３閾値のいずれも、同一充電率ＳＯＣでは車速ＶＳＰが高いほど小さい。

図１０では、基本的には始動用第１閾値＞始動用第２閾値＞始動用第３閾値であり、充電率ＳＯＣが小さい領域では、始動用第１閾値＝始動用第２閾値＞始動用第３閾値となっている。これは、車速ＶＳＰを横軸とする場合と同様に、回生電力が大きいほど内燃機関２を始動し難くし、かつＢレンジにおける充電率ＳＯＣの上昇を抑制するためである。なお、始動用第１閾値＞始動用第２閾値の領域と始動用第１閾値＝始動用第２閾値の領域との境界は、任意に設定することができ、本変形例を適用する車両の仕様等に応じて適宜設定する。

図１１は、変形例にかかる停止用第１閾値、停止用第２閾値及び停止用第３閾値の関係を示す図である。図７との違いは、横軸が充電率ＳＯＣである点である。

上記実施意形態では、横軸を車速ＶＳＰとするテーブルを用いて停止用第１閾値、停止用第２閾値及び停止用第３閾値を算出したが、図１１のように横軸を充電率ＳＯＣとするテーブルを用いることもできる。その場合も上記実施形態と同様に、停止用第１閾値、停止用第２閾値及び停止用第３閾値のいずれも、同一充電率ＳＯＣでは車速ＶＳＰが高いほど小さい。

図１１では、停止用第１閾値が停止用第２閾値より大きく、停止用第３閾値は停止用第１閾値より大きい。停止用第１閾値が停止用第２閾値より大きいのは、相対的に回生電力が大きいＢレンジの場合に、相対的に回生電力の小さいＤレンジの強回生モードより内燃機関２を停止し易くすることで、充電率ＳＯＣの上昇を抑制するためである。停止用第３閾値が停止用第１閾値より大きいのは、停止用第３閾値を用いるＤレンジの通常回生モードでは回生電力が小さいので、あまりに小さな閾値を設定すると車両要求出力が閾値を下回る機会が実質的になくなってしまうからである。

［第３変形例］
車両要求出力の変形例について説明する。本変形例も本発明の範囲に含まれる。

上記の実施形態では、車両要求出力として目標駆動電力を用い、目標駆動電力と閾値とを比較することで内燃機関２の始動及び停止を判定する。これに対し本変形例では、車両要求出力として目標駆動力ＤＰ_-Ｔを用い、これを閾値と比較することで内燃機関２の始動及び停止を判定する。

目標駆動電力は目標駆動力ＤＰ_-Ｔを実現するために走行用モータ４が必要とする電力である。したがって、目標駆動電力は、目標駆動力ＤＰ_-Ｔを走行用モータ４の目標トルクに変換し、かつ、現在の車速ＶＳＰを走行用モータ４の回転速度に変換し、得られた目標トルクと回転速度とを乗じることで得られる出力ともいえる。つまり、目標駆動力ＤＰ_-Ｔは目標駆動電力と実質的に同じものといえる。

また、車両要求出力を目標駆動電力から目標駆動力ＤＰ_-Ｔに変更するのに伴い、始動用閾値および停止用閾値を、電力の閾値から駆動力の閾値に変更する必要がある。本変形例では、上記の実施形態および変形例における始動用閾値および停止用閾値を、電力から駆動力に変換したものを用いる。つまり、本変形例の始動用閾値および停止用閾値と、上記の実施形態及び変形例の始動用閾値および停止用閾値とは、実質的に同じものといえる。したがって、本変形例の始動用閾値および停止用閾値も、図６、７、９－１１に示した特性を有する。

以上の通り、車両要求出力として目標駆動電力を用いる場合でも、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

［作用効果］
本実施形態では、内燃機関２の動力により駆動される発電用モータ３で発電される電力と走行用モータ４で回生された電力とをバッテリ５に充電し、バッテリ５の電力を利用して走行用モータ４で駆動輪を駆動し、車両要求出力が始動用閾値（発電開始閾値）を超えたら内燃機関２による発電を開始し、車両要求出力が停止用閾値（発電停止閾値）を下回ったら内燃機関２による発電を停止し、Ｂレンジ（第２前進レンジ）ではＤレンジ（第１前進レンジ）よりも走行用モータの回生によって生じる減速度が大きくされる、シリーズハイブリッド車両の制御方法が提供される。なお、ここでいう走行用モータの回生は、アクセルペダルがオフの状態で行われるものである。この制御方法では、Ｂレンジが選択されている場合の始動用閾値または停止用閾値の少なくともいずれか一方が、それぞれＤレンジが選択されている場合の始動用閾値と停止用閾値よりも大きい。

これにより、減速開始前の加速時（例えば図８のタイミングＴ２－Ｔ３）に要求駆動力（または要求電力）が始動用閾値を超えて発電を開始する頻度が低下することとなり、充電率ＳＯＣの上昇が抑制される。また、減速時または定速走行時（例えば図８のタイミングＴ１－Ｔ２、タイミングＴ３以降）に要求駆動力（または要求電力）が停止用閾値を下回って発電を開始する頻度が増加することとなり、充電率ＳＯＣの上昇が抑制される。その結果、回生電力が制限されることにより減速度が変化する頻度を低くすることができる。すなわち、減速中に減速度が変化する頻度を低くできる。

本実施形態では、Ｄレンジは、通常回生モードと、走行用モータの回生によって生じる減速度が通常回生モードより大きく、かつＢレンジよりも小さい強回生モードとを備える。そして、強回生モードのＤレンジにおける始動用閾値（始動用第２閾値）が通常回生モードのＤレンジにおける始動用閾値（始動用第３閾値）より大きく、かつ、Ｂレンジにおける始動用閾値（始動用第１閾値）が始動用第３閾値より大きい。これにより、回生電力が大きいほど内燃機関２が始動し難くなる。

本実施形態では、発電用モータ３で発電した電力を充電するバッテリ５の充電率ＳＯＣが閾値より大きい場合は、Ｂレンジにおける始動用閾値が、Ｄレンジの強回生モード及び通常回生モードにおける始動用閾値より大きい。充電率ＳＯＣが閾値以下の場合は、Ｂレンジにおける始動用閾値が、Ｄレンジの通常回生モードにおける始動用閾値より大きく、かつＤレンジの強回生モードと同等である。これにより、充電率ＳＯＣが低い状態のときにはＢレンジでもＤレンジの強回生モードと同等の頻度で内燃機関２による発電が行われるので、Ｂレンジにおいて充電率ＳＯＣが過剰に低下することを抑制できる。

本実施形態では、Ｂレンジでは、Ｄレンジの強回生モードより走行用モータ４の回生によって生じる減速度及び停止用閾値が大きい。これにより、回生電力の大きいＢレンジにおいて内燃機関２を停止し易くして充電率ＳＯＣの上昇を抑制でき、回生電力が制限される頻度を低くすることができる。その結果、減速の途中で回生電力の制限により減速度が変化する頻度を低下させ、運転者の要求する減速度を満たすことができる。

本実施形態では、車速が第１速度閾値以下の場合は、Ｂレンジの停止用閾値はＤレンジの強回生モードと同等またはそれより大きく、かつＤレンジの通常回生モードより小さい。車速が第１速度閾値以上の大きさの第２速度閾値以上の場合は、Ｄレンジの通常回生モードにおける停止用閾値がＢレンジ及びＤレンジの強回生モードより小さい。車速が高い場合は駆動に要する電力が大きいので、本実施形態のように回生電力が小さいＤレンジの通常回生モードにおいて内燃機関２を停止し難くすることで、充電率ＳＯＣの過剰な低下を抑制できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

Claims

内燃機関の動力により駆動される発電用モータで発電される電力と走行用モータで回生された電力とをバッテリに充電し、前記バッテリの電力を利用して前記走行用モータで駆動輪を駆動し、
車両要求出力が発電開始閾値を超えたら前記内燃機関による発電を開始し、前記車両要求出力が発電停止閾値を下回ったら前記内燃機関による発電を停止し、
第２前進レンジでは第１前進レンジよりも前記走行用モータの回生によって生じる減速度が大きくされる、シリーズハイブリッド車両の制御方法において、
前記第２前進レンジが選択されている場合の前記発電開始閾値または前記発電停止閾値の少なくともいずれか一方は、それぞれ前記第１前進レンジが選択されている場合の前記発電開始閾値及び前記発電停止閾値よりも大きい、シリーズハイブリッド車両の制御方法。
請求項１に記載のシリーズハイブリッド車両の制御方法において、
前記第１前進レンジは、通常回生モードと、前記走行用モータの回生によって生じる減速度が前記通常回生モードより大きく、かつ前記第２前進レンジよりも小さい強回生モードと、を備え、
前記強回生モードの前記第１前進レンジにおける前記発電開始閾値が前記通常回生モードの前記第１前進レンジにおける前記発電開始閾値より大きい、シリーズハイブリッド車両の制御方法。
請求項２に記載のシリーズハイブリッド車両の制御方法において、
前記バッテリの充電率が閾値より大きい場合は、前記第２前進レンジにおける前記発電開始閾値が、前記第１前進レンジの前記強回生モード及び前記通常回生モードにおける前記発電開始閾値より大きく、
前記充電率が前記閾値以下の場合は、前記第２前進レンジにおける前記発電開始閾値が、前記第１前進レンジの前記通常回生モードにおける前記発電開始閾値より大きく、かつ前記第１前進レンジの前記強回生モードと同等である、シリーズハイブリッド車両の制御方法。
請求項２または３に記載のシリーズハイブリッド車両の制御方法において、
前記第２前進レンジでは、前記第１前進レンジの前記強回生モードより前記走行用モータの回生によって生じる減速度及び前記発電停止閾値が大きい、シリーズハイブリッド車両の制御方法。
請求項２から４のいずれか一項に記載のシリーズハイブリッド車両の制御方法において、
車速が第１速度閾値以下の場合は、前記第２前進レンジの前記発電停止閾値は前記第１前進レンジの前記強回生モードと同等またはそれより大きく、かつ前記第１前進レンジの前記通常回生モードより小さく、
車速が前記第１速度閾値以上の大きさの第２速度閾値以上の場合は、前記第１前進レンジの前記通常回生モードにおける前記発電停止閾値が前記第２前進レンジ及び前記第１前進レンジの前記強回生モードより小さい、シリーズハイブリッド車両の制御方法。
内燃機関と、
前記内燃機関の動力により駆動されて発電する発電用モータと、
前記発電用モータの電力を利用して駆動輪を駆動する走行用モータと、
前記発電用モータで発電した電力と前記走行用モータで回生した電力とを充電するバッテリと、
車両要求出力が発電開始閾値を超えたら前記内燃機関による発電を開始し、前記車両要求出力が発電停止閾値を下回ったら前記内燃機関による発電を停止し、かつ、第２前進レンジでは第１前進レンジよりも前記走行用モータの回生によって生じる減速度を大きくする制御部と、
を備えるシリーズハイブリッド車両において、
前記第２前進レンジが選択されている場合の前記発電開始閾値または前記発電停止閾値の少なくともいずれか一方は、それぞれ前記第１前進レンジが選択されている場合の前記発電開始閾値及び前記発電停止閾値よりも大きい、シリーズハイブリッド車両。