WO2022176173A1

WO2022176173A1 - 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の制御装置

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Publication number: WO2022176173A1
Application number: PCT/JP2021/006471
Authority: WO
Inventors: 一真岩▲崎▼; 梓小林; 秀勝秋山; 啓史宮内; 遼小野川
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2021-02-19
Publication date: 2022-08-25
Also published as: JP7521678B2; US20240132050A1; JPWO2022176173A1; EP4296101A4; US12077149B2; EP4296101A1; US20240227777A9; MX2023009541A; CN116888024A

Abstract

車両１は、ターボチャージャ７が設けられた内燃機関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。車両１の制御方法は、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲが少なくともシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳを上回り、且つ内燃機関２が過給されている場合は、内燃機関２のフューエルカットを行うことを含む。

Description

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の制御装置

　本発明は、シリーズハイブリッド車両の制御に関する。

　ＪＰ２０１５－１８２７２５Ａには、ターボチャージャを備える内燃機関及び電動機の少なくとも一方を駆動源とするハイブリッド車両が開示されている。ＪＰ５９４９９０６Ｂには、ターボチャージャ等の過給機を備える過給装置が設けられた内燃機関とモータとを原動機として搭載し、過給圧可変機構により内燃機関の過給圧を調整するハイブリッド車両が開示されている。

　過給機付きのエンジンでは、エンジントルク（過給圧）の応答遅れによって実エンジントルクの低下が遅れ、実エンジントルクが指示エンジントルクより大きい状態になることがある。このため、過給機付きのエンジンを備えるシリーズハイブリッド車両では、発電用モータの発電電力を減らす必要があるにも関わらず、応答遅れによってエンジントルクの低下が遅れることがある。発電電力を減らす必要は例えば、アクセルペダルからの足離しに伴い走行用モータの駆動消費電力が減少することに応じて生じることがある。

　エンジントルクの低下が遅れると、エンジンの動力によって駆動される発電用モータの発電電力の減少も遅れる。このためこの場合は、発電用モータの発電電力がシリーズハイブリッドシステムのシステム入力可能電力の範囲内に収まらない状況が生じ得る。

　しかしながら、発電用モータはシステム入力可能電力を超える範囲での発電を行うことはできない。このためこの場合は、システム入力可能電力の範囲内での発電で電力に変換できない分のエンジントルクにより、エンジン回転の噴け上がりが発生する虞がある。

　本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、過給機付きのエンジンを備えるシリーズハイブリッド車両でエンジン回転の噴け上がりを抑制することを目的とする。

　本発明のある態様のシリーズハイブリッド車両の制御方法は、過給機付きのエンジンの動力により駆動されて発電する発電用モータの電力を利用して走行用モータで駆動輪を駆動するシリーズハイブリッド車両の制御方法であって、エンジンのトルクであって発電用モータの駆動エンジントルクを超える分のトルクが、少なくともシリーズハイブリッド車両が備えるシリーズハイブリッドシステムの電力受け入れの余裕を示すシステム入力可能電力に応じた発電用モータの駆動エンジントルクを上回り、且つエンジンが過給されている場合は、エンジンのフューエルカットを行うことを含む。

　本発明の別の態様のシリーズハイブリッド車両の制御方法は、過給機付きのエンジンの動力により駆動されて発電する発電用モータの電力を利用して走行用モータで駆動輪を駆動するシリーズハイブリッド車両の制御方法であって、内燃機関の動力を発電用モータの電力に換算して得られる値と、発電用モータが受け取り可能なエンジンの動力を発電用モータの電力に換算して得られる値との差分の大きさが、少なくともシリーズハイブリッド車両が備えるシリーズハイブリッドシステムの電力受け入れの余裕を示すシステム入力可能電力を上回り、且つエンジンが過給されている場合は、エンジンのフューエルカットを行うことを含む。

　本発明のさらに別の態様によれば、上記別の態様のシリーズハイブリッド車両の制御方法に対応するシリーズハイブリッド車両の制御装置が提供される。

図１は、車両の要部を示す概略構成図である。図２は、統合コントローラの処理を示す機能ブロック図である。図３は、はみ出し電力の説明図である。図４は、システム入力可能電力の説明図である。図５は、統合コントローラが行う処理の要部の機能ブロック図である。図６は、Ｆ／Ｃ実行時の制御の一例をフローチャートで示す図である。図７は、Ｆ／Ｃ実行時のはみ出し電力の判定の変形例を示す図である。図８は、Ｆ／Ｃ解除時の制御の一例をフローチャートで示す図である。図９は、Ｆ／Ｃ解除時のはみ出し電力の判定の変形例を示す図である。図１０は、タイミングチャートの一例を示す図である。図１１は、内燃機関のはみ出しトルクの説明図である。

　以下、添付図面を参照しながら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、ターボチャージャ７と、インタークーラ８と、スロットルバルブ９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。内燃機関２は過給機付きのエンジンであり、過給機としてターボチャージャ７が設けられる。ターボチャージャ７はコンプレッサ７１とタービン７２とを備える。コンプレッサ７１は内燃機関２の吸気通路４１に設けられ、タービン７２は内燃機関２の排気通路４２に設けられる。ターボチャージャ７では、タービン７２が排気によって回転することでシャフトを介してコンプレッサ７１が回転し、吸気を圧縮する。

　コンプレッサ７１が圧縮した吸気は、インタークーラ８、スロットルバルブ９、吸気通路４１のインテークマニホールド４１ａをこの順に通過して内燃機関２に供給される。インタークーラ８は過給された吸気を冷却し、スロットルバルブ９は吸気の量を調節する。インテークマニホールド４１ａは内燃機関２の各気筒に吸気を分配する。

　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。

　車両１はコントローラ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、バッテリ５の制御を行うバッテリコントローラ３４、車両１の制御を統合する統合コントローラ３５を含む。

　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。他のコントローラ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、走行用モータコントローラ３３及びバッテリコントローラ３４は、統合コントローラ３５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Ｎ_ICE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、内燃機関２の油温Ｔ_OILを検出するための油温センサ８４、車速ＶＳＰを検出するための車速センサ８５、吸気圧Ｐを検出するための圧力センサ８６、エアコン装置や電動パワーステアリング装置等の電力消費を行う補機の電流Ｉ及び印加電圧Ｖを検出するための電流及び電圧センサ８７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３５に入力される。圧力センサ８６は内燃機関２の過給圧を検出可能な位置の吸気通路４１に設けられ、本実施形態ではインテークマニホールド４１ａに設けられる。電流及び電圧センサ８７は複数のセンサにより構成されてよく、補機毎に設けられた複数のセンサを含んでよい。コントローラ３０には発電用モータ３、走行用モータ４、バッテリ５からも回転速度、トルク、バッテリ５の充電状態を指標するパラメータであるＳＯＣ（ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｃｈａｒｇｅ）等の信号が入力される。

　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。コントローラ３０は、内燃機関２、発電用モータ３、走行用モータ４、バッテリ５のほか、補機とともにシリーズハイブリッドシステムを構成する。

　前述の通り、内燃機関２は過給機付きのエンジンとなっている。このような内燃機関２ではトルクＴＱ_ICE（過給圧）の応答遅れに伴い、内燃機関２の実トルクＴＱ_ICE＿Ａが指示トルクＴＱ_ICE＿Ｔより大きい状態となる場合がある。このため、内燃機関２を備える車両１では、発電電力を減らす必要があるにも関わらず、応答遅れによってトルクＴＱ_ICEの低下が遅れることがある。発電電力を減らす必要は例えば、アクセルペダルからの足離しに伴い走行用モータ４の駆動消費電力が減少することに応じて生じることがある。

　トルクＴＱ_ICEの低下が遅れると、内燃機関２の動力によって駆動される発電用モータ３の発電電力の減少も遅れる。このためこの場合は、発電用モータ３の発電電力がシリーズハイブリッドシステムのシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳの範囲内に収まらない状況が生じ得る。

　しかしながら、発電用モータ３はシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳを超える範囲での発電を行うことはできない。このためこの場合は、システム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳの範囲内での発電で電力に変換できない分のトルクＴＱ_ICEにより、エンジン回転の噴け上がりが発生することが懸念される。

　特にアクセルペダルからの足離しが行われる場面では、走行用モータ４の駆動消費電力が通常通りに減少する一方で、発電用モータ３の発電電力が減少し難くなる。このため、システム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳが小さくなり、噴け上がりが発生し易い。

　また本実施形態では、コンプレッサ７１の下流側から上流側に圧縮された吸気を戻すリサーキュレーションバルブ等の過給圧を速やかに低下させる機構が設けられていない。このため、このような機構を用いて過給圧を下げることができず、指示トルクＴＱ_ICE＿Ｔの低下に対してトルクＴＱ_ICEの応答遅れが大きくなり易い。

　このような事情に鑑み、本実施形態では統合コントローラ３５が以下で説明するように構成される。

　図２は統合コントローラ３５の処理を示す機能ブロック図である。統合コントローラ３５は、駆動目標演算部３５１と目標電力演算部３５２とＥＮＧモード判断部３５３と目標ＥＮＧ動作点演算部３５４とを備える。

　駆動目標演算部３５１は走行用モータ４の目標トルクＴＱ_MG＿Ｔを演算する。目標トルクＴＱ_MG＿Ｔは走行用モータ４の実回転速度Ｎ_MG＿Ａと目標駆動力とに基づき演算される。目標トルクＴＱ_MG＿Ｔは、次のように演算される。

　すなわち、まず車速ＶＳＰとアクセル開度ＡＰＯとに基づき目標駆動力が演算される。目標駆動力は車速ＶＳＰとアクセル開度ＡＰＯとに応じて予め設定される。演算された目標駆動力は、第１動力伝達経路２１に設定されたギヤ比と駆動輪６のタイヤ径とを用いて走行用モータ４の回転軸４ａのトルクに換算され、これにより換算されたトルクが目標トルクＴＱ_MG＿Ｔとして演算される。さらに、実回転速度Ｎ_MG＿Ａは絶対値での走行用モータ４の最大トルクを算出するために用いられ、絶対値での走行用モータ４の最大トルクは目標トルクＴＱ_MG＿Ｔの上下限とされる。目標駆動力は走行用モータ４の回生時には負の値つまり目標回生動力となる。演算された目標トルクＴＱ_MG＿Ｔは走行用モータ４に入力される。

　駆動目標演算部３５１はさらに車両要求電力ＥＰ_V＿Ｔを演算する。車両要求電力ＥＰ_V＿Ｔは走行用モータ４の目標駆動力に応じた車両１の要求電力であり、走行用モータ４の目標駆動力に基づき演算される。演算された車両要求電力ＥＰ_V＿Ｔは目標電力演算部３５２と目標ＥＮＧ動作点演算部３５４とに入力される。

　目標電力演算部３５２は、車両要求電力ＥＰ_V＿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_GEN＿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の駆動が行われる。正の車両要求電力ＥＰ_V＿Ｔが入力された場合、上限充電電力を上限として目標発電電力が演算される。上限放電電力は絶対値で負の車両要求電力ＥＰ_V＿Ｔを制限するのに用いられる。目標電力演算部３５２には、上限充電電力と上限放電電力とがＳＯＣとともにバッテリコントローラ３４から入力される。ＳＯＣは後述するシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳの演算に用いられる。

　目標電力演算部３５２にはさらに、吸気圧Ｐ、内燃機関２の油温Ｔ_OIL及び実回転速度Ｎ_ICE＿Ａがエンジンコントローラ３１から入力される。吸気圧Ｐは、後述する噴け上がり事前検知部３５２ａでの処理に用いられる。油温Ｔ_OIL及び実回転速度Ｎ_ICE＿Ａは、次に説明するはみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲの演算に用いられる。

　図３ははみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲの説明図である。内燃機関２の動力に応じた発生可能電力（以下、単に発生可能電力とも称す）とは、内燃機関２の動力を発電用モータ３の電力に換算して得られる値であり、システム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳの範囲内に収まらない分の発生可能電力は、発電用モータ３で発電できない。発生可能電力は、発電用モータ３の受け取り可能動力に応じた電力と、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲとにより構成される。

　発電用モータ３の受け取り可能動力に応じた電力とは、発電用モータ３が受け取り可能な内燃機関２の動力を発電用モータ３の電力に換算して得られる値であり、発電用モータ３が最大限受け取り可能な内燃機関２の動力を換算して得られる。当該電力は発電用モータ３の発電電力と損失電力とにより構成される。はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲは、発電用モータ３の受け取り可能動力に応じた電力を超えた分の発生可能電力とされる。従って、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲは発生可能電力と発電用モータ３の受け取り可能動力に応じた電力との差分の大きさにより構成される。

　発生可能電力は例えば、内燃機関２のトルクＴＱ_ICEの応答遅れによって実トルクＴＱ_ICE＿Ａが指示トルクＴＱ_ICE＿Ｔより大きい状態になると、発電用モータ３の受け取り可能動力に応じた電力を超える。このようなはみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲは、内燃機関２のフリクショントルク及び内燃機関２の回転速度Ｎ_ICEの変化を打ち消すためのイナーシャトルクに打ち勝つ電力を意味する。このため、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲはこれらのトルクの大きさの和により算出できる。フリクショントルクは油温Ｔ_OIL及び実回転速度Ｎ_ICE＿Ａに応じて予め設定されており、油温Ｔ_OIL及び実回転速度Ｎ_ICE＿Ａに基づき演算される。油温Ｔ_OILの代わりに水温ＴＨＷが用いられてもよい。イナーシャトルクはイナーシャトルク＝角加速度×慣性モーメントの関係式により演算される。角加速度は演算周期毎に得られる回転速度Ｎ_ICEの現在値及び前回値の差分を演算周期で除算することにより求めることができる。慣性モーメントには第２動力伝達経路２２を構成する動力伝達系の慣性モーメントが用いられる。

　図２に戻り、目標電力演算部３５２にはさらに発電用モータ３から実トルクＴＱ_GEN＿Ａ及び実回転速度Ｎ_GEN＿Ａが入力される。実トルクＴＱ_GEN＿Ａ及び実回転速度Ｎ_GEN＿Ａは発電用モータ３の発電電力の演算に用いられる。演算された発電用モータ３の発電電力は、次に説明するようにシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳの演算に用いられる。

　図４はシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳの説明図である。システム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳは、シリーズハイブリッドシステムの電力受け入れの余裕を示す値であり、バッテリ５の入力可能電力、補機消費電力及び駆動消費電力それぞれの大きさの和から発電用モータ３の発電電力の大きさを減算して求められる。バッテリ５の入力可能電力はＳＯＣに基づき演算される。補機消費電力は電流及び電圧センサ８７からの信号に基づき演算される。駆動消費電力には車両要求電力ＥＰ_V＿Ｔが用いられる。

　図２に示す目標電力演算部３５２からはＥＮＧモード判断部３５３と目標ＥＮＧ動作点演算部３５４とに目標電力ＥＰ_GEN＿Ｔが入力される。ＥＮＧモード判断部３５３は目標電力ＥＰ_GEN＿Ｔに基づき内燃機関２の運転モードを判断する。運転モードは車両駆動力要求に応じて発電を行う発電モードである駆動力要求発電モードを含む。運転モードが駆動力要求発電モードと判断された場合、モードフラグの信号が車両駆動力要求フラグの信号として目標ＥＮＧ動作点演算部３５４に入力される。

　目標ＥＮＧ動作点演算部３５４は目標電力ＥＰ_GEN＿Ｔに応じた内燃機関２の目標動作点を演算する。目標動作点は目標電力ＥＰ_GEN＿Ｔに応じて予め設定できる。正の目標電力ＥＰ_GEN＿Ｔつまり目標発電電力が入力された場合、目標発電電力に応じた内燃機関２の目標回転速度Ｎ_ICE＿Ｔ及び指示トルクＴＱ_ICE＿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Ｎ_ICE＿Ｔは発電用モータ３に入力され、発電用モータ３の制御に用いられる。目標回転速度Ｎ_ICE＿Ｔは発電用モータ３の目標回転速度Ｎ_GEN＿Ｔにギヤ比換算されてよい。発電用モータ３には発電用モータ３の上下限トルクの指令値も入力される。当該指令値は車両要求電力ＥＰ_V＿Ｔに応じて予め設定される。演算された指示トルクＴＱ_ICE＿Ｔはエンジンコントローラ３１に入力され、内燃機関２の制御に用いられる。エンジンコントローラ３１にはＦ／Ｃ（フューエルカット）フラグの信号も入力される。Ｆ／Ｃフラグは次のように設定される。

　図５は統合コントローラ３５が行う処理の要部の機能ブロック図である。目標電力演算部３５２は、噴け上がり事前検知部３５２ａとＦ／Ｃ不要判断部３５２ｂとを有する。目標ＥＮＧ動作点演算部３５４は、Ｆ／Ｃフラグ設定部３５４ａと経過時間判断部３５４ｂと設定クリア指示部３５４ｃとを有する。噴け上がり事前検知部３５２ａには、吸気圧Ｐを含む図示の各種信号が入力される。これらの信号はＦ／Ｃ不要判断部３５２ｂにも入力される。吸気圧Ｐ以外の図示の各種信号は、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲの演算、システム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳの演算、車両要求電力ＥＰ_V＿Ｔの制限に用いられる。

　噴け上がり事前検知部３５２ａはエンジン回転の噴け上がりを事前に検知する。事前検知条件は、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲがシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳより大きく且つ内燃機関２が過給されていることである。吸気圧Ｐが所定値Ｐ１以上の場合、内燃機関２が過給されていると判断される。所定値Ｐ１は大気圧以上の値に予め設定できる。事前検知条件が成立した場合、事前検知フラグのオン信号がＦ／Ｃフラグ設定部３５４ａに入力される。

　Ｆ／Ｃ不要判断部３５２ｂはフューエルカットが不要か否かを判断する。Ｆ／Ｃ不要条件ははみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲがシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳより小さく且つ内燃機関２が過給されていないことである。吸気圧Ｐが所定値Ｐ２以下の場合、内燃機関２が過給されていないと判断される。所定値Ｐ２は大気圧未満の値に予め設定できる。Ｆ／Ｃ不要条件が成立した場合、Ｆ／Ｃ不要信号が設定クリア指示部３５４ｃに入力される。

　Ｆ／Ｃフラグ設定部３５４ａは事前検知フラグのオン信号が入力された場合にＦ／Ｃフラグをオンに設定する。Ｆ／Ｃフラグのオン信号はエンジンコントローラ３１に入力され、これにより内燃機関２のフューエルカットが行われる。Ｆ／Ｃフラグのオン信号は経過時間判断部３５４ｂにも入力される。

　経過時間判断部３５４ｂはＦ／Ｃフラグのオン信号に基づき、フューエルカットが開始されてから所定時間が経過したか否かを判断する。所定時間はフューエルカットのタイムアウト時間であり、実験等により予め設定される。フューエルカットが開始されてから所定時間が経過した場合、経過完了信号が設定クリア指示部３５４ｃに入力される。

　設定クリア指示部３５４ｃはＦ／Ｃ不要信号、車両駆動力要求フラグのオン信号又は経過完了信号が入力された場合に、Ｆ／Ｃフラグの設定クリア信号をＦ／Ｃフラグ設定部３５４ａに入力する。車両駆動力要求フラグのオン信号は前述のＥＮＧモード判断部３５３から設定クリア指示部３５４ｃに入力される。

　Ｆ／Ｃフラグ設定部３５４ａは設定クリア信号が入力された場合にＦ／Ｃフラグの設定をクリアする。これにより、Ｆ／Ｃフラグがオフになる。エンジンコントローラ３１はＦ／Ｃフラグのオン信号が入力されなくなると、内燃機関２のフューエルカットを解除する。経過時間判断部３５４ｂはＦ／Ｃフラグのオン信号が入力されなくなると時間計測を停止するとともに、計測した時間をクリアする。

　図６はＦ／Ｃ実行時にコントローラ３０が行う制御の一例をフローチャートで示す図である。ステップＳ１の処理は統合コントローラ３５により行うことができ、ステップＳ２の処理はエンジンコントローラ３１により行うことができる。

　ステップＳ１で、コントローラ３０ははみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲがシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳより大きく、且つ内燃機関２が過給されているか否かを判定する。つまり、前述した事前検知条件が成立したか否かが判定される。ステップＳ１で否定判定であれば処理はステップＳ１に戻り、ステップＳ１で肯定判定であれば処理はステップＳ２に進む。

　ステップＳ２で、コントローラ３０は内燃機関２のフューエルカットを実行する。これにより、トルクＴＱ_ICEの応答遅れに起因して発生するエンジン回転の噴け上がりに対し、トルクＴＱ_ICE及び回転速度Ｎ_ICEが事前に且つ速やかに低下する。結果、エンジン回転の噴け上がりが抑制される。また、内燃機関２は駆動輪６に動力を伝達しないので、このようにフューエルカットを行っても車両１の挙動には影響しない。ステップＳ２の後には処理は一旦終了する。

　ステップＳ１では、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲが次のように判定されてもよい。

　図７はＦ／Ｃ実行時のはみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲの判定の変形例を示す図である。図７に示すように、判定閾値Ｄ１はシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳと所定値αの和とされる。所定値αはエンジン回転の噴け上がりを事前に検知するタイミングを適切なタイミングに適合させるための値であり、実験等により予め設定される。このような判定によれば、フューエルカットによりエンジン回転の噴け上がりをより適切に抑制できる。この場合、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲが増加するとともにシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳが減少することにより、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲが判定閾値Ｄ１より大きくなる。

　図８はＦ／Ｃ解除時にコントローラ３０が行う制御の一例をフローチャートで示す図である。ステップＳ１１からステップＳ１３の処理は統合コントローラ３５で行うことができ、ステップＳ１４の処理はエンジンコントローラ３１で行うことができる。

　ステップＳ１１で、コントローラ３０ははみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲがシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳより小さく、且つ内燃機関２が過給されていないか否かを判定する。つまり、前述したＦ／Ｃ不要条件が成立したか否かが判定される。

　ステップＳ１１で肯定判定であれば、処理はステップＳ１４に進み、コントローラ３０はフューエルカットを解除する。これにより、トルクＴＱ_ICEの応答遅れに起因するエンジン回転の噴け上がりが発生しない状況になったことを受けて、フューエルカットが解除される。ステップＳ１４の後には処理は一旦終了する。

　ステップＳ１１で否定判定の場合、処理はステップＳ１２に進み、コントローラ３０は車両駆動力要求があるか否かを判定する。車両駆動力要求があるか否かは、車両駆動力要求フラグ信号に基づき判定できる。ステップＳ１２で肯定判定であれば処理はステップＳ１４に進み、フューエルカットが解除される。これにより、走行用モータ４の駆動再開に応じて内燃機関２の発電運転が再開される。

　ステップＳ１２で否定判定の場合、処理はステップＳ１３に進み、コントローラ３０はフューエルカットを開始してから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は内燃機関２の実トルクＴＱ_ICE＿Ａの指示トルクＴＱ_ICE＿Ｔに対する応答遅れに基づき定められる。実トルクＴＱ_ICE＿Ａが指示トルクＴＱ_ICE＿Ｔに十分追従するであろう時間が経過していれば、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲがシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳより小さい蓋然性が高いためである。ステップＳ１３で否定判定であれば処理はステップＳ１１に戻る。

　ステップＳ１３で肯定判定であれば処理はステップＳ１４に進み、フューエルカットが解除される。これにより、フューエルカットが必要以上に継続されることが防止される。

　ステップＳ１１では、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲがシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳより小さいこと、及び内燃機関２が過給されていないことのうち少なくともいずれか成立したか否かが判定されてもよい。

　前者の条件が成立する場合は、シリーズハイブリッドシステムには電力受け入れの余裕がある。このためこの場合は、電力受け入れの余裕の観点から、内燃機関２の発電運転を早期に再開することが可能になる。

　後者の条件が成立する場合は、内燃機関２のトルクＴＱ_ICEがある程度低下しており、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲがシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳより小さい蓋然性が高い。また、内燃機関２が過給されていなければ、内燃機関２の実トルクＴＱ_ICE＿Ａが指示トルクＴＱ_ICE＿Ｔに対して許容範囲内の応答遅れしか生じさせないので、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲがシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳより小さい蓋然性が高い。このためこの場合は、トルクＴＱ_ICEが大きく低下する前に内燃機関２の発電運転を再開することで、トルクＴＱ_ICEの応答性の確保が可能になる。

　ステップＳ１２では、走行用モータ４の電力源として発電用モータ３の電力が必要か否かの判定がさらに行われてもよい。この場合、発電用モータ３の電力が必要な場合にステップＳ１４に進むことで発電再開の必要性に応じて内燃機関２の発電運転を再開できる。

　ステップＳ１１では、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲが次のように判定されてもよい。

　図９はＦ／Ｃ解除時のはみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲの判定の変形例を示す図である。解除閾値Ｄ２はシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳ及び所定値βの差分の大きさとされる。所定値βはフューエルカットを解除するタイミングを適切なタイミングに適合させるための値であり、実験等により予め設定される。このような判定によれば、不要になったフューエルカットをより適切に解除できる。この場合、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲが減少するとともにシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳが増加することにより、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲが解除閾値Ｄ２未満になる。

　コントローラ３０は、図６、図８に示すフローチャートの処理を行うようにプログラムされることで制御部を有した構成とされる。制御部としてのコントローラ３０は、図２、図５に示す機能ブロック図を満たすようにプログラムされる。

　図１０はコントローラ３０が行う制御に対応するタイミングチャートの一例を示す図である。図１０ではＦ／Ｃ実行時、Ｆ／Ｃ解除時ともに、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲの判定に図７、図９を用いて説明した変形例を適用した場合を示す。２種類の破線で示す内燃機関２の実回転速度Ｎ_ICE＿Ａ及び目標回転速度Ｎ_ICE＿Ｔは比較例の場合を示す。比較例はフューエルカットを行わない場合を示す。

　タイミングＴ１では高速走行時に内燃機関２が最大出力等の高出力で運転されている状態で、アクセルペダルからの足離しが行われる。結果、アクセル開度ＡＰＯが低下し始めるとともに、走行用モータ４のトルクＴＱ_MGが低下し始める。アクセル開度ＡＰＯはタイミングＴ１の直後にゼロになる。トルクＴＱ_MGはアクセルペダルからの足離しに伴い徐々に低下される。トルクＴＱ_MGが低下すると、これに応じてシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳが小さくなる。その一方で、吸気圧Ｐは、アクセルペダルからの足離しに応じて直ちに低下し始めず、これに起因して内燃機関２の実トルクＴＱ_ICE＿Ａの指示トルクＴＱ_ICE＿Ｔに対する応答遅れが生じる。

　タイミングＴ２では吸気圧Ｐが所定値Ｐ１より高くなっている。つまり、内燃機関２が過給されている。タイミングＴ２ではさらに、システム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳの低下に起因してはみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲが判定閾値Ｄ１より大きくなる。結果、事前検知フラグがＯＮになる。

　タイミングＴ３では、事前検知フラグがＯＮになったことに応じてＦ／ＣフラグがＯＮになる。このため、フューエルカットが開始され、回転速度Ｎ_ICEが低下し始める。タイミングＴ３からは、回転速度Ｎ_ICEの低下に応じて発電用モータ３の発電電力が減少し、これに応じてシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳが増加する。

　タイミングＴ４では、吸気圧Ｐが所定値Ｐ２より低くなっている。つまり、内燃機関２が過給されていない。タイミングＴ４ではさらに、システム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳの増加に起因してはみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲが解除閾値Ｄ２より小さくなる。結果、Ｆ／Ｃ不要条件が成立するとともに事前検知フラグがＯＦＦになる。

　タイミングＴ５では、Ｆ／Ｃ不要条件の成立に応じてＦ／ＣフラグがＯＦＦになる。このため、内燃機関２の発電運転が再開され、回転速度Ｎ_ICEが上昇し始める。システム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳは回転速度Ｎ_ICEの上昇に応じて減少する。

　比較例の場合、タイミングＴ３でフューエルカットが行われない。このためこの場合は、発電用モータ３の発電により電力に変換できない分の内燃機関２のトルクＴＱ_ICEにより、エンジン回転の噴け上がりが発生する。

　本実施形態の場合、タイミングＴ３でフューエルカットを行うことにより、内燃機関２のトルクＴＱ_ICEが速やかに減少する。結果、回転速度Ｎ_ICEも速やかに低下し、エンジン回転の噴け上がりが抑制される。

　次に本実施形態の主な作用効果について説明する。

　車両１の制御方法は、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲが少なくともシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳを上回り、且つ内燃機関２が過給されている場合は、内燃機関２のフューエルカットを行うことを含む。

　このような方法によれば、内燃機関２のトルクＴＱ_ICEの応答遅れに起因するエンジン回転の噴け上がりを事前に検知して内燃機関２のフューエルカットを行うことで、上昇しようとする回転速度Ｎ_ICEを速やかに低下させることができる。このためこのような方法によれば、ターボチャージャ７が設けられた内燃機関２でエンジン回転の噴け上がりを抑制することができる。

　またこのような方法によれば、過給圧を速やかに低下させる機構を設ける必要がないので、シリーズハイブリッドシステムが複雑になることを回避できる。さらにこのような方法によれば過給圧を制限しないので、高速走行時に内燃機関２が高出力で運転されている際に発電用モータ３の発電電力が制限されることにより、車両駆動力が不足する事態も回避できる。

　車両１の制御方法は、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲがシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳを下回ること、及び内燃機関２が過給されていないことのうち少なくともいずれかが成立すると、フューエルカットを解除することをさらに含む。

　前者の条件によれば、電力受け入れの余裕の観点から、内燃機関２の発電運転を早期に再開することが可能になる。後者の条件によれば、内燃機関２のトルクＴＱ_ICEの応答性を確保する観点から、発電運転を早期に再開することが可能になる。両条件によれば、電力受け入れの余裕及びトルクＴＱ_ICEの応答性確保を両立させるかたちで発電運転を早期に再開することが可能になる。

　車両１の制御方法は、車両駆動力要求がある場合はフューエルカットを解除することをさらに含む。このような方法によれば、走行用モータ４の駆動再開に応じて内燃機関２の発電運転を再開させることができるので、バッテリ５のＳＯＣの低下を抑制できる。

　この場合、フューエルカットは走行用モータ４の電力源として発電用モータ３の電力を必要とする場合に解除されてもよい。これにより、走行用モータ４の駆動を再開するにあたり、発電再開の必要性に応じて内燃機関２の発電運転を再開させることができる。

　車両１の制御方法は、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲを内燃機関２のイナーシャトルクの大きさ及び内燃機関２のフリクショントルクの大きさの和により算出することをさらに含む。このような方法によれば、はみ出し電力ＥＰ＿ＯＶＥＲを適切に算出できるので、エンジン回転の噴け上がりを適切に抑制できる。

　車両１の制御方法は、内燃機関２のトルクＴＱ_ICEを用いて表現すると次のように換言できる。

　図１１は内燃機関２のはみ出しトルクの説明図である。発電用モータ３の駆動エンジントルクは発電用モータ３の駆動に費やされる分のトルクＴＱ_ICEであり、発電用モータ３の発電エンジントルク及び損失トルクにより構成される。発電用モータ３の発電エンジントルクは発電に費やされる分のトルクＴＱ_ICEであり、損失トルクは駆動エンジントルクのうち発電に費やされずに損失となるトルクである。内燃機関２のトルクＴＱ_ICEは駆動エンジントルク及びはみ出しトルクにより構成される。従って、はみ出しトルクは発電用モータ３の駆動エンジントルクを超える分のトルクＴＱ_ICEとなる。その一方で、システム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳに応じた発電用モータ３の駆動エンジントルクは、発電用モータ３の発電により電力に変換可能なトルクＴＱ_ICEを示すことになる。

　従って、車両１の制御方法は、はみ出しトルクが少なくともシステム入力可能電力ＥＰ＿ＳＹＳに応じた発電用モータ３の駆動エンジントルクを上回り、且つ内燃機関２が過給されている場合は、内燃機関２のフューエルカットを行うことを含む方法と換言でき、この場合もエンジン回転の噴け上がりを抑制することができる。

　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。

　例えば、内燃機関２にはターボチャージャ７以外の過給機が設けられてもよい。また、車両１の制御方法は例えば、単一のコントローラにより実現されてもよい。

Claims

　過給機付きのエンジンの動力により駆動されて発電する発電用モータの電力を利用して走行用モータで駆動輪を駆動するシリーズハイブリッド車両の制御方法であって、
　前記エンジンのトルクであって前記発電用モータの駆動エンジントルクを超える分のトルクが、少なくとも前記シリーズハイブリッド車両が備えるシリーズハイブリッドシステムの電力受け入れの余裕を示すシステム入力可能電力に応じた前記発電用モータの駆動エンジントルクを上回り、且つ前記エンジンが過給されている場合は、前記エンジンのフューエルカットを行うこと、
を含むシリーズハイブリッド車両の制御方法。
　過給機付きのエンジンの動力により駆動されて発電する発電用モータの電力を利用して走行用モータで駆動輪を駆動するシリーズハイブリッド車両の制御方法であって、
　前記内燃機関の動力を前記発電用モータの電力に換算して得られる値と、前記発電用モータが受け取り可能な前記エンジンの動力を前記発電用モータの電力に換算して得られる値との差分の大きさが、少なくとも前記シリーズハイブリッド車両が備えるシリーズハイブリッドシステムの電力受け入れの余裕を示すシステム入力可能電力を上回り、且つ前記エンジンが過給されている場合は、前記エンジンのフューエルカットを行うこと、
を含む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であって、
　前記差分の大きさが少なくとも前記システム入力可能電力を下回ること、及び前記エンジンが過給されていないことのうち少なくともいずれかが成立すると、前記フューエルカットを解除すること、
をさらに含むシリーズハイブリッド車両の制御方法。
　請求項１から３いずれか１項に記載のシリーズハイブリッド車両の制御方法であって、
　車両駆動力要求がある場合は、前記フューエルカットを解除すること、
をさらに含むシリーズハイブリッド車両の制御方法。
　請求項４に記載のシリーズハイブリッド車両の制御方法であって、
　前記走行用モータの電力源として前記発電用モータの電力を必要とする場合は、前記フューエルカットを解除する、
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であって、
　前記差分の大きさを前記エンジンのイナーシャトルクの大きさ及び前記エンジンのフリクショントルクの大きさの和により算出する、
ことをさらに含むシリーズハイブリッド車両の制御方法。
　過給機付きのエンジンの動力により駆動されて発電する発電用モータの電力を利用して走行用モータで駆動輪を駆動するシリーズハイブリッド車両の制御装置であって、
　前記エンジンの動力に応じた前記発電用モータの発生可能電力と、前記発電用モータが受け取り可能な前記エンジンの動力に応じた前記発電用モータの電力との差分の大きさが、少なくともシステム入力可能電力を上回り、且つ前記エンジンが過給されている場合は、前記エンジンのフューエルカットを行う制御部、
を備えるシリーズハイブリッド車両の制御装置。