JPWO2012104962A1 - ハイブリッド車両 - Google Patents
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Abstract
この発明は、蓄電手段の劣化を最小限に抑えながら、エンジンを始動することを可能とし、蓄電手段の保護とエンジンの始動性向上とを両立させることを目的とする。この発明は、ハイブリッド車両において、蓄電手段の充電状態を算出する充電状態算出手段を備え、充電状態算出手段により算出された充電状態が標準下限値よりも低い場合にはコンタクタをオフする標準開閉手段を備え、充電状態算出手段により算出された充電状態がコンタクタをオフするような値であってもエンジン始動信号が入力された場合にはコンタクタをオンし続けるエンジン始動時開閉手段を備え、エンジン始動時開閉手段によるコンタクタのオン動作は、充電状態算出手段により算出された充電状態が標準下限値よりも所定値低い値に設定されたエンジン始動時用下限値よりも高い場合に実行されることを特徴とする。
Description
この発明はハイブリッド車両に係り、特に、エンジンとモータジェネレータとを動力源とするハイブリッド車両であって、モータジェネレータと電力のやり取りが可能な蓄電手段の保護とエンジン始動性向上を図ったハイブリッド車両に関する。
従来から、走行用の動力源としてエンジンの他にモータジェネレータを備えたハイブリッド車両が提案されており、例えば特開２００５−０４５８８３号公報に記載されているようなハイブリッド車両が知られている。
この公報に開示される従来技術では、モータジェネレータと電力のやり取りが可能な蓄電手段である駆動用高電圧のバッテリを備え、モータジェネレータとバッテリとの間に両者間の接続を開閉するコンタクタを備え、バッテリの充電状態を表すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）がある閾値より小さくなると、コンタクタをオフし、バッテリの放電を完全に停止することで、バッテリの過放電によるバッテリの劣化を防いでいる。
この公報に開示される従来技術では、モータジェネレータと電力のやり取りが可能な蓄電手段である駆動用高電圧のバッテリを備え、モータジェネレータとバッテリとの間に両者間の接続を開閉するコンタクタを備え、バッテリの充電状態を表すＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）がある閾値より小さくなると、コンタクタをオフし、バッテリの放電を完全に停止することで、バッテリの過放電によるバッテリの劣化を防いでいる。
前記特許文献１の従来技術では、コンタクタをオフした後のバッテリの管理について言及されていない。しかし、ハイブリッド車両では、コンタクタをオフした後にエンジン始動が行われることがあるため、コンタクタをオフした後にエンジン始動のためにＩＧＯＮ（Ｉｇｎｉｔｉｏｎ Ｏｎ）した際、電圧の変化などによってバッテリのＳＯＣが閾値を下回った場合についての制御を考える必要がある。
特に、動力伝達機構を有したハイブリッド車両のようなエンジンとモータジェネレータとが直結されているハイブリッド車両においては、バッテリを消費してモータジェネレータを駆動し、クランキングを行うことでエンジンを始動させる。このようなハイブリッド車両のエンジン始動時に、ＳＯＣの低下によってバッテリ保護の為に設けられたコンタクタをオフする閾値をＳＯＣが下回り、コンタクタがオフされてしまった場合、再度ＩＧＯＮを行ってエンジンの始動を試みたとしても、クランキングによるＳＯＣの減少によって再びコンタクタがオフされ、エンジンを再始動できないという問題点があった。
特に、動力伝達機構を有したハイブリッド車両のようなエンジンとモータジェネレータとが直結されているハイブリッド車両においては、バッテリを消費してモータジェネレータを駆動し、クランキングを行うことでエンジンを始動させる。このようなハイブリッド車両のエンジン始動時に、ＳＯＣの低下によってバッテリ保護の為に設けられたコンタクタをオフする閾値をＳＯＣが下回り、コンタクタがオフされてしまった場合、再度ＩＧＯＮを行ってエンジンの始動を試みたとしても、クランキングによるＳＯＣの減少によって再びコンタクタがオフされ、エンジンを再始動できないという問題点があった。
この発明は、ハイブリッド車両において、蓄電手段の充電状態がコンタクタをオフするような値であってもエンジンを始動することが可能であり、蓄電手段の保護とエンジンの始動性向上とを両立させることを目的とする。
この発明は、エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を、動力伝達機構を介して、駆動軸に出力するハイブリッド車両において、前記モータジェネレータと電力のやり取りが可能な蓄電手段を備え、前記モータジェネレータと蓄電手段との間に両者間の接続を開閉するコンタクタを備え、前記蓄電手段の充電状態を算出する充電状態算出手段を備え、前記充電状態算出手段により算出された充電状態が標準下限値よりも低い場合には、前記コンタクタをオフする標準開閉手段を備え、前記充電状態算出手段により算出された充電状態が、前記標準開閉手段によりコンタクタをオフするような値であっても、エンジン始動信号が入力された場合には、前記コンタクタをオンし続けるエンジン始動時開閉手段を備え、前記エンジン始動時開閉手段によるコンタクタのオン動作は、前記充電状態算出手段により算出された充電状態が標準下限値よりも所定値低い値に設定されたエンジン始動時用下限値よりも高い場合に実行されることを特徴とする。
この発明は、蓄電手段の充電状態がコンタクタをオフするような値であっても、エンジン始動信号が入力し、充電状態が標準下限値よりも低いエンジン始動時用下限値よりも高い場合にコンタクタをオンし続けるので、充電状態の低下による蓄電手段の劣化を最小限に抑えながら、エンジンを始動することが可能である。また、この発明は、充電状態の低下による蓄電手段の劣化を最小限に抑えながら、エンジンを始動することが可能なので、蓄電手段の保護とエンジンの始動性向上とを両立させることが可能である。
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
図１〜図４は、この発明の実施例１を示すものである。図１において、１はハイブリッド車両である。ハイブリッド車両１は、駆動系として、燃料の燃焼により駆動力を発生させるエンジン２の出力軸３と、電気により駆動力を発生するとともに駆動により電気エネルギを発生する第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５と、ハイブリッド車両１の駆動輪６に接続される駆動軸７と、出力軸３、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５、駆動軸７にそれぞれ連結された動力伝達機構の第１遊星歯車機構８及び第２遊星歯車機構９と、を備えている。
前記エンジン２は、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）に対応して吸入する空気量を調整するスロットルバルブ等の空気量調整手段１０と、吸入する空気量に対応する燃料を供給する燃料噴射弁等の燃料供給手段１１と、燃料に着火する点火装置等の着火手段１２とを備えている。エンジン２は、空気量調整手段１０と燃料供給手段１１と着火手段１２とにより燃料の燃焼状態を制御され、燃料の燃焼により駆動力を発生する。
前記第１モータジェネレータ４は、第１モータロータ軸１３と第１モータロータ１４と第１モータステータ１５とを備えている。前記第２モータジェネレータ５は、第２モータロータ軸１６と第２モータロータ１７と第２モータステータ１８とを備えている。第１モータジェネレータ４の第１モータステータ１５は、第１インバータ１９に接続されている。第２モータジェネレータ５の第２モータステータ１８は、第２インバータ２０に接続されている。
第１インバータ１９と第２インバータ２０との電源端子は、双方向型のＤＣ−ＤＣコンバータ２１とコンタクタ２２とを介してバッテリ２３に接続されている。バッテリ２３は、第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５との間で電力のやり取りが可能な蓄電手段である。コンタクタ２２は、第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５とバッテリ２３との間の接続を開閉する。第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５とは、それぞれ第１インバータ１９と第２インバータ２０とによりＤＣ−ＤＣコンバータ２１を介してバッテリ２３から供給される電気量を制御され、供給される電気により駆動力を発生するとともに、回生時の駆動輪６による駆動で電気エネルギを発生し、発生した電気エネルギをＤＣ−ＤＣコンバータ２１を介してバッテリ２３に充電する。
前記エンジン２は、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）に対応して吸入する空気量を調整するスロットルバルブ等の空気量調整手段１０と、吸入する空気量に対応する燃料を供給する燃料噴射弁等の燃料供給手段１１と、燃料に着火する点火装置等の着火手段１２とを備えている。エンジン２は、空気量調整手段１０と燃料供給手段１１と着火手段１２とにより燃料の燃焼状態を制御され、燃料の燃焼により駆動力を発生する。
前記第１モータジェネレータ４は、第１モータロータ軸１３と第１モータロータ１４と第１モータステータ１５とを備えている。前記第２モータジェネレータ５は、第２モータロータ軸１６と第２モータロータ１７と第２モータステータ１８とを備えている。第１モータジェネレータ４の第１モータステータ１５は、第１インバータ１９に接続されている。第２モータジェネレータ５の第２モータステータ１８は、第２インバータ２０に接続されている。
第１インバータ１９と第２インバータ２０との電源端子は、双方向型のＤＣ−ＤＣコンバータ２１とコンタクタ２２とを介してバッテリ２３に接続されている。バッテリ２３は、第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５との間で電力のやり取りが可能な蓄電手段である。コンタクタ２２は、第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５とバッテリ２３との間の接続を開閉する。第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５とは、それぞれ第１インバータ１９と第２インバータ２０とによりＤＣ−ＤＣコンバータ２１を介してバッテリ２３から供給される電気量を制御され、供給される電気により駆動力を発生するとともに、回生時の駆動輪６による駆動で電気エネルギを発生し、発生した電気エネルギをＤＣ−ＤＣコンバータ２１を介してバッテリ２３に充電する。
前記第１遊星歯車機構８は、第１サンギア２４と、この第１サンギア２４に噛み合う第１プラネタリギア２５を支持する第１プラネタリキャリア２６と、第１プラネタリギア２５に噛み合う第１リングギア２７とを備えている。前記第２遊星歯車機構９は、第２サンギア２８と、この第２サンギア２８に噛み合う第２プラネタリギア２９を支持する第１プラネタリキャリア３０と、第２プラネタリギア２９に噛み合う第２リングギア３１とを備えている。
第１遊星歯車機構８と第２遊星歯車機構９とは、各回転要素の回転中心線を同一軸上に配置し、エンジン２と第１遊星歯車機構８との間に第１モータジェネレータ４を配置し、第２遊星歯車機構９のエンジン２から離れる側に第２モータジェネレータ５を配置している。第２モータジェネレータ５は、単独出力のみでハイブリッド車両１を走行させることができる性能を備えている。
第１遊星歯車機構８の第１サンギア２４には、第１モータジェネレータ４の第１モータロータ軸１３を接続している。第１遊星歯車機構８の第１プラネタリキャリア２６と第２遊星歯車機構９の第２サンギア２８とは、結合してエンジン２の出力軸３にワンウェィクラッチ３２を介して接続している。第１遊星歯車機構８の第１リングギア２７と第２遊星歯車機構９の第２プラネタリキャリア３０とは、結合して出力部３３に連結している。出力部３３は、歯車やチェーン等の出力伝達機構３４を介して前記駆動軸７に接続している。第２遊星歯車機構９の第２リングギア３１には、第２モータジェネレータ５の第２モータロータ軸１６を接続している。
ハイブリッド車両１は、エンジン２と第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５とが発生する動力を、動力伝達機構の第１遊星歯車機構８と第２遊星歯車機構９とを介して駆動軸７に出力し、駆動輪６を駆動する。また、ハイブリッド車両１は、駆動輪６からの駆動力を、動力伝達機構の第１遊星歯車機構８と第２遊星歯車機構９とを介して第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５とに伝達し、電気エネルギを発生してバッテリ２３を充電する。
このように、ハイブリッド車両１は、エンジン２と第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５と駆動軸７との間で、駆動力の授受を行う。
第１遊星歯車機構８と第２遊星歯車機構９とは、各回転要素の回転中心線を同一軸上に配置し、エンジン２と第１遊星歯車機構８との間に第１モータジェネレータ４を配置し、第２遊星歯車機構９のエンジン２から離れる側に第２モータジェネレータ５を配置している。第２モータジェネレータ５は、単独出力のみでハイブリッド車両１を走行させることができる性能を備えている。
第１遊星歯車機構８の第１サンギア２４には、第１モータジェネレータ４の第１モータロータ軸１３を接続している。第１遊星歯車機構８の第１プラネタリキャリア２６と第２遊星歯車機構９の第２サンギア２８とは、結合してエンジン２の出力軸３にワンウェィクラッチ３２を介して接続している。第１遊星歯車機構８の第１リングギア２７と第２遊星歯車機構９の第２プラネタリキャリア３０とは、結合して出力部３３に連結している。出力部３３は、歯車やチェーン等の出力伝達機構３４を介して前記駆動軸７に接続している。第２遊星歯車機構９の第２リングギア３１には、第２モータジェネレータ５の第２モータロータ軸１６を接続している。
ハイブリッド車両１は、エンジン２と第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５とが発生する動力を、動力伝達機構の第１遊星歯車機構８と第２遊星歯車機構９とを介して駆動軸７に出力し、駆動輪６を駆動する。また、ハイブリッド車両１は、駆動輪６からの駆動力を、動力伝達機構の第１遊星歯車機構８と第２遊星歯車機構９とを介して第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５とに伝達し、電気エネルギを発生してバッテリ２３を充電する。
このように、ハイブリッド車両１は、エンジン２と第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５と駆動軸７との間で、駆動力の授受を行う。
前記ハイブリッド車両１は、空気量調整手段１０、燃料供給手段１１、着火手段１２、第１インバータ１９、第２インバータ２０、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１、コンタクタ２２を、車両制御部３５に接続している。車両制御部３５には、アクセル開度検出手段３６と、車両速度検出手段３７と、エンジン回転速度検出手段３８とを接続し、エンジン制御手段３９を備えている。エンジン制御手段３９は、アクセル開度検出手段３６と車両速度検出手段３７とエンジン回転速度検出手段３８との検出信号に基づき空気量調整手段１０と燃料供給手段１１と着火手段１２とを制御してエンジン２の駆動力を制御する。
また、車両制御部３５は、バッテリ２３の充電・放電を管理するバッテリ管理手段４０を接続し、充電状態算出手段４１と、モータ制御手段４２とを備えている。充電状態算出手段４１は、バッテリ管理手段４０から入力する信号でバッテリ２３の充電状態（ＳＯＣ）を算出する。モータ制御手段４２は、充電状態算出手段４１が算出したＳＯＣを考慮して、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１、コンタクタ２２を動作してバッテリ２３のＳＯＣを制御する。
前記車両制御部３５は、標準開閉手段４３を備えている。標準開閉手段４３は、前記充電状態算出手段４１により算出されたＳＯＣが標準下限値ＳＯＣ１よりも低い場合には、コンタクタ２２をオフする。
また、車両制御部３５は、エンジン始動信号を入力するイグニションスイッチ４４を接続し、エンジン始動時開閉手段４５を備えている。エンジン始動時開閉手段４５は、充電状態算出手段４１により算出されたＳＯＣが、標準開閉手段４３によりコンタクタ２２をオフするような標準下限値ＳＯＣ１よりも低い値であっても、イグニションスイッチ４４からエンジン始動信号が入力された場合には、コンタクタ２２をオンし続ける。エンジン始動時開閉手段４５によるコンタクタ２２のオン動作は、充電状態算出手段４１により算出されたＳＯＣが、標準下限値ＳＯＣ１よりも所定値Ａだけ低い値に設定されたエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２よりも高い場合に、実行される。
また、車両制御部３５は、バッテリ２３の充電・放電を管理するバッテリ管理手段４０を接続し、充電状態算出手段４１と、モータ制御手段４２とを備えている。充電状態算出手段４１は、バッテリ管理手段４０から入力する信号でバッテリ２３の充電状態（ＳＯＣ）を算出する。モータ制御手段４２は、充電状態算出手段４１が算出したＳＯＣを考慮して、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１、コンタクタ２２を動作してバッテリ２３のＳＯＣを制御する。
前記車両制御部３５は、標準開閉手段４３を備えている。標準開閉手段４３は、前記充電状態算出手段４１により算出されたＳＯＣが標準下限値ＳＯＣ１よりも低い場合には、コンタクタ２２をオフする。
また、車両制御部３５は、エンジン始動信号を入力するイグニションスイッチ４４を接続し、エンジン始動時開閉手段４５を備えている。エンジン始動時開閉手段４５は、充電状態算出手段４１により算出されたＳＯＣが、標準開閉手段４３によりコンタクタ２２をオフするような標準下限値ＳＯＣ１よりも低い値であっても、イグニションスイッチ４４からエンジン始動信号が入力された場合には、コンタクタ２２をオンし続ける。エンジン始動時開閉手段４５によるコンタクタ２２のオン動作は、充電状態算出手段４１により算出されたＳＯＣが、標準下限値ＳＯＣ１よりも所定値Ａだけ低い値に設定されたエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２よりも高い場合に、実行される。
次に作用を説明する。
ハイブリッド車両１は、図２に示すように、車両制御部３５によって制御を実行する。なお、図２に示すルーチンは、周期的に実行される。
図２において、車両制御部３５は、コンタクタ２２がオフした後にエンジン２を始動するためにイグニションスイッチ４４がオン（ＩＧＯＮ）され、エンジン始動信号が入力されることで制御がスタートすると（１００）、本制御に用いる各種信号（イグニションスイッチ４４がオンされた直後のバッテリ２３の初期のＳＯＣｆ、バッテリ２３の現在のＳＯＣｐ、コンタクタ２２をオフする標準下限値ＳＯＣ１、エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２を設定するための所定値Ａ）を取り込み（１０１）、現在のＳＯＣｐが、エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２より大きいか（ＳＯＣｐ＞ＳＯＣ２）を判断する（１０２）。
前記エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２は、現在のＳＯＣｐから所定値Ａだけ引いた値であり、標準下限値ＳＯＣ１よりも低い値に設定されている。
前記判断（１０２）がＮＯの場合は、コンタクタ２２をオフし（１０８）、各種信号の取り込み（１０１）にリターンする（１０７）。前記判断（１０２）がＹＥＳの場合は、現在のＳＯＣｐから所定値Ａを引いた値（ＳＯＣｐ−Ａ）と初期のＳＯＣｆから所定値Ａを引いた値（ＳＯＣｆ−Ａ）とを比較し、大きいほうの値を保存し（１０３）、ステップ１０３の計算結果と標準下限値ＳＯＣ１とを比較し、小さいほうの値を閾値（エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２）に設定し（１０４）、ステップ１０５に進む。
ステップ１０５においては、現在のＳＯＣｐがステップ１０４で設定された閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２より大きいか（ＳＯＣｐ＞ＳＯＣ２）を判断する（１０５）。この判断（１０５）がＹＥＳの場合は、コンタクタ２２をオンし（１０６）、各種信号の取り込み（１０１）にリターンする（１０７）。この判断（１０５）がＮＯの場合は、コンタクタ２２をオフし（１０８）、各種信号の取り込み（１０１）にリターンする（１０７）。
ハイブリッド車両１は、図２に示すように、車両制御部３５によって制御を実行する。なお、図２に示すルーチンは、周期的に実行される。
図２において、車両制御部３５は、コンタクタ２２がオフした後にエンジン２を始動するためにイグニションスイッチ４４がオン（ＩＧＯＮ）され、エンジン始動信号が入力されることで制御がスタートすると（１００）、本制御に用いる各種信号（イグニションスイッチ４４がオンされた直後のバッテリ２３の初期のＳＯＣｆ、バッテリ２３の現在のＳＯＣｐ、コンタクタ２２をオフする標準下限値ＳＯＣ１、エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２を設定するための所定値Ａ）を取り込み（１０１）、現在のＳＯＣｐが、エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２より大きいか（ＳＯＣｐ＞ＳＯＣ２）を判断する（１０２）。
前記エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２は、現在のＳＯＣｐから所定値Ａだけ引いた値であり、標準下限値ＳＯＣ１よりも低い値に設定されている。
前記判断（１０２）がＮＯの場合は、コンタクタ２２をオフし（１０８）、各種信号の取り込み（１０１）にリターンする（１０７）。前記判断（１０２）がＹＥＳの場合は、現在のＳＯＣｐから所定値Ａを引いた値（ＳＯＣｐ−Ａ）と初期のＳＯＣｆから所定値Ａを引いた値（ＳＯＣｆ−Ａ）とを比較し、大きいほうの値を保存し（１０３）、ステップ１０３の計算結果と標準下限値ＳＯＣ１とを比較し、小さいほうの値を閾値（エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２）に設定し（１０４）、ステップ１０５に進む。
ステップ１０５においては、現在のＳＯＣｐがステップ１０４で設定された閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２より大きいか（ＳＯＣｐ＞ＳＯＣ２）を判断する（１０５）。この判断（１０５）がＹＥＳの場合は、コンタクタ２２をオンし（１０６）、各種信号の取り込み（１０１）にリターンする（１０７）。この判断（１０５）がＮＯの場合は、コンタクタ２２をオフし（１０８）、各種信号の取り込み（１０１）にリターンする（１０７）。
車両制御部３５は、図３に示すように、ＳＯＣが降下して標準下限値ＳＯＣ１に達すると（ｔ１）、コンタクタ２２をオフし、ついでイグニションスイッチ３９をオフ（ＩＧＯＦＦ）してエンジン２を停止する（ｔ２）。
車両制御部３５は、コンタクタ２２がオフされた後に、エンジン２を始動するためにイグニションスイッチ４４がオン（ＩＧＯＮ）されると（ｔ３）、同時にコンタクタ２２をオンする。コンタクタ２２のオンで、イグニションスイッチ４４のオン直後の初期のＳＯＣｆが現在のＳＯＣｐと等しく、この現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１より低い場合、現在のＳＯＣｐから所定値Ａを引いた値を閾値（エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２）として設定し、ＳＯＣｐがその閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２より低くならない限りはコンタクタ２２をオフしないでオンし続ける。
イグニションスイッチ４４がオン（コンタクタ２２をオン）した後に、エンジン２のクランキングが開始されると（ｔ４）、現在のＳＯＣｐが低下するが、エンジン２の完爆して始動が完了した時点（ｔ５）から現在のＳＯＣｐが上昇を開始する。車両制御部３５は、イグニションスイッチ４４をオン直後の初期のＳＯＣｆで設定される閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２と、現在のＳＯＣｐによって設定される閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２とを比較し、大きい値を閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２として更新を開始する（ｔ６）。現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１を超えて上昇し（ｔ７）、閾値であるエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２が標準下限値ＳＯＣ１に達すると（ｔ８）、エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２の更新を終了する。
なお、図４に示すように、車両制御部３５は、ＳＯＣが低下して標準下限値ＳＯＣ１に達し（ｔ１）、コンタクタ２２がオフされ、イグニションスイッチ４４がオフ（ｔ２）された後に、エンジン２を始動するためにイグニションスイッチ４４がオン（コンタクタ２２がオン）されたとき（ｔ３）、現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１と等しい場合、現在のＳＯＣｐ（標準下限値ＳＯＣ１）から所定値Ａを引いた値を閾値（エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２）として設定する。
車両制御部３５は、エンジン２のクランキングが開始されて（ｔ４）、現在のＳＯＣｐが閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２より低くならない限りはコンタクタ２２をオフしないでオンし続ける。エンジン２が始動されずに、現在のＳＯＣｐが低下して閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２に達すると（ｔ５）、コンタクタ２２をオフする。
車両制御部３５は、コンタクタ２２がオフされた後に、エンジン２を始動するためにイグニションスイッチ４４がオン（ＩＧＯＮ）されると（ｔ３）、同時にコンタクタ２２をオンする。コンタクタ２２のオンで、イグニションスイッチ４４のオン直後の初期のＳＯＣｆが現在のＳＯＣｐと等しく、この現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１より低い場合、現在のＳＯＣｐから所定値Ａを引いた値を閾値（エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２）として設定し、ＳＯＣｐがその閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２より低くならない限りはコンタクタ２２をオフしないでオンし続ける。
イグニションスイッチ４４がオン（コンタクタ２２をオン）した後に、エンジン２のクランキングが開始されると（ｔ４）、現在のＳＯＣｐが低下するが、エンジン２の完爆して始動が完了した時点（ｔ５）から現在のＳＯＣｐが上昇を開始する。車両制御部３５は、イグニションスイッチ４４をオン直後の初期のＳＯＣｆで設定される閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２と、現在のＳＯＣｐによって設定される閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２とを比較し、大きい値を閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２として更新を開始する（ｔ６）。現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１を超えて上昇し（ｔ７）、閾値であるエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２が標準下限値ＳＯＣ１に達すると（ｔ８）、エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２の更新を終了する。
なお、図４に示すように、車両制御部３５は、ＳＯＣが低下して標準下限値ＳＯＣ１に達し（ｔ１）、コンタクタ２２がオフされ、イグニションスイッチ４４がオフ（ｔ２）された後に、エンジン２を始動するためにイグニションスイッチ４４がオン（コンタクタ２２がオン）されたとき（ｔ３）、現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１と等しい場合、現在のＳＯＣｐ（標準下限値ＳＯＣ１）から所定値Ａを引いた値を閾値（エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２）として設定する。
車両制御部３５は、エンジン２のクランキングが開始されて（ｔ４）、現在のＳＯＣｐが閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２より低くならない限りはコンタクタ２２をオフしないでオンし続ける。エンジン２が始動されずに、現在のＳＯＣｐが低下して閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２に達すると（ｔ５）、コンタクタ２２をオフする。
このように、ハイブリッド車両１は、バッテリ２３の現在のＳＯＣｐがコンタクタ２２をオフするような値であっても、イグニションスイッチ３９のオンでエンジン始動信号が入力し、現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１よりも低いエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２よりも高い場合にコンタクタ２２をオンし続けるので、ＳＯＣの低下によるバッテリ２３の劣化を最小限に抑えながら、エンジン２を始動することが可能である。
また、このハイブリッド車両１は、ＳＯＣの低下によるバッテリ２３の劣化を最小限に抑えながら、エンジン２を始動することが可能なので、バッテリ２３の保護とエンジン２の始動性向上とを両立させることが可能である。
また、このハイブリッド車両１は、ＳＯＣの低下によるバッテリ２３の劣化を最小限に抑えながら、エンジン２を始動することが可能なので、バッテリ２３の保護とエンジン２の始動性向上とを両立させることが可能である。
図５〜図７は、この発明の実施例２を示すものである。実施例２のハイブリッド車両１は、図１に示すように、駆動系として、燃料の燃焼により駆動力を発生させるエンジン２の出力軸３と、電気により駆動力を発生するとともに駆動により電気エネルギを発生する第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５と、ハイブリッド車両１の駆動輪６に接続される駆動軸７と、出力軸３、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５、駆動軸７にそれぞれ連結された動力伝達機構の第１遊星歯車機構８及び第２遊星歯車機構９と、を備えている。
このハイブリッド車両１は、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５と電力のやり取りが可能なバッテリ２３を備え、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５とバッテリ２３との間に両者間の接続を開閉するコンタクタ２２を備え、バッテリ２３の充電・放電を管理するバッテリ管理手段４０を車両制御部３５に接続している。車両制御部３５は、バッテリ管理手段４０から入力する信号でバッテリ２３の充電状態（ＳＯＣ）を算出する充電状態算出手段４１を備え、モータ制御手段４２によりＤＣ−ＤＣコンバータ２１、コンタクタ２２を動作してバッテリ２３のＳＯＣを制御する。車両制御部３５は、標準開閉手段４３を備え、充電状態算出手段４１により算出されたＳＯＣが標準下限値ＳＯＣ１よりも低い場合には、コンタクタ２２をオフする。
また、車両制御部３５は、エンジン始動信号を入力するイグニションスイッチ４４を接続し、エンジン始動時開閉手段４５を備えている。エンジン始動時開閉手段４５は、充電状態算出手段４１により算出されたＳＯＣが、標準開閉手段４３によりコンタクタ２２をオフするような標準下限値ＳＯＣ１よりも低い値であっても、イグニションスイッチ４４からエンジン始動信号が入力された場合には、コンタクタ２２をオンし続ける。エンジン始動時開閉手段４５により実行されるコンタクタ２２のオン動作は、予め設定された所定時間Ｔ内に、ＳＯＣが標準下限値ＳＯＣ１を越えない場合には動作を停止し、コンタクタ２２をオフする。
このハイブリッド車両１は、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５と電力のやり取りが可能なバッテリ２３を備え、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５とバッテリ２３との間に両者間の接続を開閉するコンタクタ２２を備え、バッテリ２３の充電・放電を管理するバッテリ管理手段４０を車両制御部３５に接続している。車両制御部３５は、バッテリ管理手段４０から入力する信号でバッテリ２３の充電状態（ＳＯＣ）を算出する充電状態算出手段４１を備え、モータ制御手段４２によりＤＣ−ＤＣコンバータ２１、コンタクタ２２を動作してバッテリ２３のＳＯＣを制御する。車両制御部３５は、標準開閉手段４３を備え、充電状態算出手段４１により算出されたＳＯＣが標準下限値ＳＯＣ１よりも低い場合には、コンタクタ２２をオフする。
また、車両制御部３５は、エンジン始動信号を入力するイグニションスイッチ４４を接続し、エンジン始動時開閉手段４５を備えている。エンジン始動時開閉手段４５は、充電状態算出手段４１により算出されたＳＯＣが、標準開閉手段４３によりコンタクタ２２をオフするような標準下限値ＳＯＣ１よりも低い値であっても、イグニションスイッチ４４からエンジン始動信号が入力された場合には、コンタクタ２２をオンし続ける。エンジン始動時開閉手段４５により実行されるコンタクタ２２のオン動作は、予め設定された所定時間Ｔ内に、ＳＯＣが標準下限値ＳＯＣ１を越えない場合には動作を停止し、コンタクタ２２をオフする。
次に作用を説明する。
ハイブリッド車両１は、図５に示すように、車両制御部３５によって制御を実行する。なお、図５に示すルーチンは、周期的に実行される。
図５において、車両制御部３５は、コンタクタ２２がオフされた後にエンジン２を始動するためにイグニションスイッチ４４がオン（ＩＧＯＮ）され、エンジン始動信号が入力されることで制御がスタートすると（２００）、本制御に用いる各種信号（イグニションスイッチ４４がオンされた直後のバッテリ２３の初期のＳＯＣｆ、バッテリ２３の現在のＳＯＣｐ、コンタクタ２２をオフする標準下限値ＳＯＣ１、エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２を設定するための所定値Ａ、エンジン始動後に現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１を超えるのに必要な所定時間Ｔ）を取り込み（２０１）、現在のＳＯＣｐが、エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２より大きいか（ＳＯＣｐ＞ＳＯＣ２）を判断する（２０２）。
前記エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２は、現在のＳＯＣｐから所定値Ａだけ引いた値であり、標準下限値ＳＯＣ１よりも低い値に設定されている。また、前記所定時間Ｔは、図７に示すように、標準下限値ＳＯＣ１とエンジン始動直後の初期のＳＯＣｆとの差から所定時間テーブルとして設定され、イグニションスイッチ４４がオンされた直後のバッテリ２３の初期のＳＯＣｆが大きいほど、長い時間に設定している。
前記判断（２０２）がＮＯの場合は、コンタクタ２２をオフし（２０８）、各種信号の取り込み（２０１）にリターンする（２０７）。前記判断（２０２）がＹＥＳの場合は、標準下限値ＳＯＣ１と初期のＳＯＣｆとの差によってコンタクタ２２をオンする所定時間Ｔを図７の所定時間テーブルより設定し（２０３）、所定時間Ｔが経過したかを判断する（２０４）。
この判断（２０４）がＮＯの場合は、コンタクタ２２をオンし（２０６）、各種信号の取り込み（２０１）にリターンする（２０７）。この判断（２０４）がＹＥＳの場合は、現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１を越えたかを判断する（２０５）。この判断（１０５）がＹＥＳの場合は、コンタクタ２２をオンし（２０６）、各種信号の取り込み（２０１）にリターンする（２０７）。この判断（２０５）がＮＯの場合は、コンタクタ２２をオフし（２０８）、各種信号の取り込み（２０１）にリターンする（２０７）。
ハイブリッド車両１は、図５に示すように、車両制御部３５によって制御を実行する。なお、図５に示すルーチンは、周期的に実行される。
図５において、車両制御部３５は、コンタクタ２２がオフされた後にエンジン２を始動するためにイグニションスイッチ４４がオン（ＩＧＯＮ）され、エンジン始動信号が入力されることで制御がスタートすると（２００）、本制御に用いる各種信号（イグニションスイッチ４４がオンされた直後のバッテリ２３の初期のＳＯＣｆ、バッテリ２３の現在のＳＯＣｐ、コンタクタ２２をオフする標準下限値ＳＯＣ１、エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２を設定するための所定値Ａ、エンジン始動後に現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１を超えるのに必要な所定時間Ｔ）を取り込み（２０１）、現在のＳＯＣｐが、エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２より大きいか（ＳＯＣｐ＞ＳＯＣ２）を判断する（２０２）。
前記エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２は、現在のＳＯＣｐから所定値Ａだけ引いた値であり、標準下限値ＳＯＣ１よりも低い値に設定されている。また、前記所定時間Ｔは、図７に示すように、標準下限値ＳＯＣ１とエンジン始動直後の初期のＳＯＣｆとの差から所定時間テーブルとして設定され、イグニションスイッチ４４がオンされた直後のバッテリ２３の初期のＳＯＣｆが大きいほど、長い時間に設定している。
前記判断（２０２）がＮＯの場合は、コンタクタ２２をオフし（２０８）、各種信号の取り込み（２０１）にリターンする（２０７）。前記判断（２０２）がＹＥＳの場合は、標準下限値ＳＯＣ１と初期のＳＯＣｆとの差によってコンタクタ２２をオンする所定時間Ｔを図７の所定時間テーブルより設定し（２０３）、所定時間Ｔが経過したかを判断する（２０４）。
この判断（２０４）がＮＯの場合は、コンタクタ２２をオンし（２０６）、各種信号の取り込み（２０１）にリターンする（２０７）。この判断（２０４）がＹＥＳの場合は、現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１を越えたかを判断する（２０５）。この判断（１０５）がＹＥＳの場合は、コンタクタ２２をオンし（２０６）、各種信号の取り込み（２０１）にリターンする（２０７）。この判断（２０５）がＮＯの場合は、コンタクタ２２をオフし（２０８）、各種信号の取り込み（２０１）にリターンする（２０７）。
車両制御部３５は、図６に示すように、ＳＯＣが降下して標準下限値ＳＯＣ１に達すると（ｔ１）、コンタクタ２２をオフし、ついでイグニションスイッチ４４をオフ（ＩＧＯＦＦ）してエンジン２を停止する（ｔ２）。
車両制御部３５は、コンタクタ２２がオフされた後に、エンジン２を始動するためにイグニションスイッチ４４がオン（ＩＧＯＮ）されると（ｔ３）、同時にコンタクタ２２をオンする。コンタクタ２２のオンで、イグニションスイッチ４４のオン直後の初期のＳＯＣｆが現在のＳＯＣｐと等しく、この現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１より低い場合、イグニションスイッチ３９のオン時から標準下限値ＳＯＣ１と初期のＳＯＣｆとの差によって設定された所定時間Ｔの計時を開始し、ＳＯＣｐがその閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２より低くならない限りはコンタクタ２２をオフしないでオンし続ける。
イグニションスイッチ４４がオン（コンタクタ２２をオン）した後に、エンジン２のクランキングが開始されると（ｔ４）、現在のＳＯＣｐが低下するが、エンジン２の完爆して始動が完了した時点（ｔ５）から現在のＳＯＣｐが上昇を開始する。車両制御部３５は、現在のＳＯＣｐが初期のＳＯＣｆを超え（ｔ６）、さらに標準下限値ＳＯＣ１を超えて上昇し（ｔ７）、所定時間Ｔが経過すると（ｔ８）、コンタクタ２２をオフする。
なお、図４に示すように、車両制御部３５は、ＳＯＣが降下して標準下限値ＳＯＣ１に達して（ｔ１）、コンタクタ２２がオフされ、イグニションスイッチ４４がオフ（ｔ２）された後に、エンジン２を始動するためにイグニションスイッチ４４がオン（コンタクタ２２がオン）されたとき（ｔ３）、現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１と等しい場合、現在のＳＯＣｐ（標準下限値ＳＯＣ１）から所定値Ａを引いた値を閾値（エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２）として設定する。
車両制御部３５は、エンジン２のクランキングが開始されて（ｔ４）、現在のＳＯＣｐが閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２より低くならない限りはコンタクタ２２をオフしないでオンし続ける。エンジン２が始動されずに、現在のＳＯＣｐが低下して閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２に達すると（ｔ５）、コンタクタ２２をオフする。
車両制御部３５は、コンタクタ２２がオフされた後に、エンジン２を始動するためにイグニションスイッチ４４がオン（ＩＧＯＮ）されると（ｔ３）、同時にコンタクタ２２をオンする。コンタクタ２２のオンで、イグニションスイッチ４４のオン直後の初期のＳＯＣｆが現在のＳＯＣｐと等しく、この現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１より低い場合、イグニションスイッチ３９のオン時から標準下限値ＳＯＣ１と初期のＳＯＣｆとの差によって設定された所定時間Ｔの計時を開始し、ＳＯＣｐがその閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２より低くならない限りはコンタクタ２２をオフしないでオンし続ける。
イグニションスイッチ４４がオン（コンタクタ２２をオン）した後に、エンジン２のクランキングが開始されると（ｔ４）、現在のＳＯＣｐが低下するが、エンジン２の完爆して始動が完了した時点（ｔ５）から現在のＳＯＣｐが上昇を開始する。車両制御部３５は、現在のＳＯＣｐが初期のＳＯＣｆを超え（ｔ６）、さらに標準下限値ＳＯＣ１を超えて上昇し（ｔ７）、所定時間Ｔが経過すると（ｔ８）、コンタクタ２２をオフする。
なお、図４に示すように、車両制御部３５は、ＳＯＣが降下して標準下限値ＳＯＣ１に達して（ｔ１）、コンタクタ２２がオフされ、イグニションスイッチ４４がオフ（ｔ２）された後に、エンジン２を始動するためにイグニションスイッチ４４がオン（コンタクタ２２がオン）されたとき（ｔ３）、現在のＳＯＣｐが標準下限値ＳＯＣ１と等しい場合、現在のＳＯＣｐ（標準下限値ＳＯＣ１）から所定値Ａを引いた値を閾値（エンジン始動時用下限値ＳＯＣ２）として設定する。
車両制御部３５は、エンジン２のクランキングが開始されて（ｔ４）、現在のＳＯＣｐが閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２より低くならない限りはコンタクタ２２をオフしないでオンし続ける。エンジン２が始動されずに、現在のＳＯＣｐが低下して閾値のエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２に達すると（ｔ５）、コンタクタ２２をオフする。
このように、ハイブリッド車両１は、バッテリ２３の現在のＳＯＣｆがコンタクタ２２をオフするような値であっても、イグニションスイッチ４４のオンでエンジン始動信号が入力し、現在のＳＯＣｆが標準下限値ＳＯＣ１よりも低いエンジン始動時用下限値ＳＯＣ２よりも高く、かつエンジン始動時から所定時間Ｔ内の場合にコンタクタ２２をオンし続けるので、ＳＯＣの低下によるバッテリ２３の劣化を最小限に抑えながら、エンジン２を始動することが可能である。
また、このハイブリッド車両１は、ＳＯＣの低下によるバッテリ２３の劣化を最小限に抑えながら、エンジン２を始動することが可能なので、バッテリ２３の保護とエンジン２の始動性向上とを両立させることが可能である。
さらに、このハイブリッド車両１は、予め設定された所定時間Ｔ内に、ＳＯＣが標準下限値ＳＯＣ１を越えない場合にはコンタクタ２２のオン動作を停止し、コンタクタ２２をオフするので、バッテリ２３の劣化を最小限に抑制することが可能である。
また、このハイブリッド車両１は、ＳＯＣの低下によるバッテリ２３の劣化を最小限に抑えながら、エンジン２を始動することが可能なので、バッテリ２３の保護とエンジン２の始動性向上とを両立させることが可能である。
さらに、このハイブリッド車両１は、予め設定された所定時間Ｔ内に、ＳＯＣが標準下限値ＳＯＣ１を越えない場合にはコンタクタ２２のオン動作を停止し、コンタクタ２２をオフするので、バッテリ２３の劣化を最小限に抑制することが可能である。
この発明は、蓄電手段の充電状態がコンタクタをオフするような値であってもエンジンを始動することを可能とし、蓄電手段の保護とエンジンの始動性向上とを両立させることができるものであり、エンジンとモータジェネレータとを駆動源とするハイブリッド車両に適用することができる。
１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ 出力軸
４ 第１モータジェネレータ
５ 第２モータジェネレータ
６ 駆動輪
７ 駆動軸
８ 第１遊星歯車機構
９ 第２遊星歯車機構
１９ 第１インバータ
２０ 第２インバータ
２１ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２２ コンタクタ
２３ バッテリ
３５ 車両制御部
３９ エンジン制御手段
４０ バッテリ管理手段
４１ 充電状態算出手段
４２ モータ制御手段
４３ 標準開閉手段
４４ イグニションスイッチ
４５ エンジン始動時開閉手段む
２ エンジン
３ 出力軸
４ 第１モータジェネレータ
５ 第２モータジェネレータ
６ 駆動輪
７ 駆動軸
８ 第１遊星歯車機構
９ 第２遊星歯車機構
１９ 第１インバータ
２０ 第２インバータ
２１ ＤＣ−ＤＣコンバータ
２２ コンタクタ
２３ バッテリ
３５ 車両制御部
３９ エンジン制御手段
４０ バッテリ管理手段
４１ 充電状態算出手段
４２ モータ制御手段
４３ 標準開閉手段
４４ イグニションスイッチ
４５ エンジン始動時開閉手段む
Claims (2)
- エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を、動力伝達機構を介して、駆動軸に出力するハイブリッド車両において、 前記モータジェネレータと電力のやり取りが可能な蓄電手段を備え、前記モータジェネレータと蓄電手段との間に両者間の接続を開閉するコンタクタを備え、前記蓄電手段の充電状態を算出する充電状態算出手段を備え、前記充電状態算出手段により算出された充電状態が標準下限値よりも低い場合には、前記コンタクタをオフする標準開閉手段を備え、前記充電状態算出手段により算出された充電状態が、前記標準開閉手段によりコンタクタをオフするような値であっても、エンジン始動信号が入力された場合には、前記コンタクタをオンし続けるエンジン始動時開閉手段を備え、前記エンジン始動時開閉手段によるコンタクタのオン動作は、前記充電状態算出手段により算出された充電状態が標準下限値よりも所定値低い値に設定されたエンジン始動時用下限値よりも高い場合に実行されることを特徴とするハイブリッド車両。
- 前記エンジン始動時開閉手段により実行されるコンタクタのオン動作は、予め設定された所定時間内に、充電状態が標準下限値を越えない場合には動作を停止し、コンタクタをオフす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。
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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