WO2023157166A1 - ハイブリッド車両 - Google Patents

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WO2023157166A1
WO2023157166A1 PCT/JP2022/006348 JP2022006348W WO2023157166A1 WO 2023157166 A1 WO2023157166 A1 WO 2023157166A1 JP 2022006348 W JP2022006348 W JP 2022006348W WO 2023157166 A1 WO2023157166 A1 WO 2023157166A1
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WO
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engine
battery
motor
mode
condition
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PCT/JP2022/006348
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
将大 村▲瀬▼
Original Assignee
三菱自動車工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • This case concerns a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor.
  • one of a plurality of driving modes is selected according to the driving state, and the operational states of the engine and the motor are controlled according to the driving mode.
  • the running modes include an EV running mode in which the vehicle runs only with the driving force of the motor, a hybrid running mode in which the vehicle runs using both the engine and the motor, and the like.
  • the hybrid drive mode includes a parallel drive mode in which the drive power of the engine and motor is transmitted to the drive wheels, and a series in which the drive power of the engine is used to generate electricity in the generator while the drive power of the motor is transmitted to the drive wheels.
  • a running mode etc. are included (for example, refer patent document 1).
  • the driver may depress the accelerator pedal strongly to start the engine.
  • the driver-requested torque increases abruptly, and the driving torque of the vehicle becomes excessive, which may further deteriorate the driving feeling.
  • the sudden increase in drive torque may cause the vehicle to accelerate strongly, so the driver must quickly release the accelerator pedal immediately after the engine starts, which makes it difficult to obtain good operability.
  • One of the purposes of this case was to provide a hybrid vehicle that was invented in light of the above issues, and that can improve driving feeling and operability. In addition to this purpose, it is also possible to achieve actions and effects derived from each configuration shown in the "Mode for Carrying out the Invention" described later and which cannot be obtained with conventional techniques. positioned as a goal.
  • the disclosed hybrid vehicle can be implemented as an aspect or application disclosed below to solve at least part of the above problems.
  • the disclosed hybrid vehicle includes an engine and a motor that can operate independently of each other, a battery that stores electric power for operating the engine and the motor, and a control device that controls operating states of the engine and the motor. Prepare.
  • the control device starts the engine when condition A is satisfied while the motor is operating and the engine is not operating.
  • the condition A is that the state in which the battery output of the battery is equal to or higher than a predetermined value continues for a predetermined time or longer.
  • the disclosed hybrid vehicle when the condition A is satisfied while the motor is in operation and the engine is not in operation, by executing the control to start the engine, fluctuations in the driving torque of the vehicle can be suppressed, and the driving feeling can be improved. can be improved.
  • the engine can be started without the driver stepping on the accelerator pedal, it is possible to prevent the drive torque from becoming excessive when the engine is started, thereby improving operability.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a hybrid vehicle;
  • FIG. 4 is an example of a flowchart of control related to engine start determination.
  • 6 is an example of a flow chart of control related to determination of driving mode selection and determination of engine start.
  • (A) to (F) are time charts for explaining the control action.
  • the disclosed hybrid vehicle can be implemented according to the following examples.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of a hybrid vehicle 1 as an embodiment.
  • This hybrid vehicle 1 (also referred to simply as vehicle 1) is a hybrid vehicle (hybrid electric vehicle, HEV, Hybrid Electric Vehicle) or a plug-in hybrid vehicle (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle).
  • a plug-in hybrid vehicle means a hybrid vehicle capable of externally charging the battery 5 or externally supplying power from the battery 5 .
  • a plug-in hybrid vehicle is provided with a charging port (inlet) into which a charging cable to which electric power is supplied from an external charging facility is inserted, and an outlet for external power supply.
  • the engine 2 is, for example, an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine.
  • a generator 4 is connected to the drive shaft of the engine 2 .
  • the generator 4 is a generator (motor/generator) that has a function of driving the engine 2 with the electric power of the battery 5 and a function of generating power using the driving force of the engine 2 .
  • the power generated by the generator 4 is used to drive the motor 3 and charge the battery 5 .
  • a transmission mechanism (not shown) may be interposed on a power transmission path connecting the engine 2 and the generator 4 .
  • the motor 3 is an electric motor (motor/generator) that has a function of running the vehicle 1 using the electric power of the battery 5 and the electric power generated by the generator 4 and a function of charging the battery 5 with electric power generated by regenerative power generation.
  • the battery 5 is, for example, a secondary battery such as a lithium-ion secondary battery or a nickel-metal hydride battery.
  • a drive shaft of the motor 3 is connected to drive wheels of the vehicle 1 .
  • a transmission mechanism (not shown) may be interposed on the power transmission path connecting the motor 3 and the driving wheels.
  • a clutch 6 is interposed on the power transmission path that connects the engine 2 and the motor 3 .
  • the engine 2 is connected to drive wheels via a clutch 6, and the motor 3 is arranged closer to the drive wheels than the clutch 6 is.
  • the generator 4 is connected closer to the engine 2 than the clutch 6 is.
  • the clutch 6 is disengaged (released)
  • the engine 2 and the generator 4 are disconnected from the driving wheels, and the motor 3 is connected to the driving wheels. Therefore, for example, by operating only the motor 3, the "EV running mode (motor independent running mode)" is realized.
  • the "series running mode” is realized by operating the engine 2 and causing the generator 4 to generate electricity.
  • This vehicle 1 is provided with an EV priority mode switch 7 .
  • the EV priority mode switch 7 is a switch for changing the conditions for switching the driving mode from the EV driving mode to the hybrid driving mode (series driving mode or parallel driving mode), and is operated by the driver. Information on the operating position of EV priority mode switch 7 is transmitted to control device 10 .
  • the control state of the driving mode is set to "EV priority mode”
  • the EV priority mode switch 7 is operated to the OFF position, the vehicle 1 is set to "normal mode”.
  • the EV priority mode is a mode in which the EV driving mode is prioritized over the hybrid driving mode compared to the normal mode.
  • the EV priority mode is a mode in which the engine 2 is more difficult to start than in the normal mode. Therefore, focusing on the conditions (engine start conditions) for starting the engine 2 when the motor 3 is operating and the engine 2 is not operating, the engine start conditions in the EV priority mode are lower than the engine start conditions in the normal mode. is also getting tougher.
  • the normal mode is a mode in which the EV driving mode is not prioritized compared to the EV priority mode. In other words, the normal mode is a mode in which the engine 2 is easier to start than the EV priority mode. Therefore, the engine starting conditions in the normal mode are looser (judgment is looser) than the engine starting conditions in the EV priority mode.
  • control device 10 The operating states of each of the engine 2 , motor 3 , generator 4 , battery 5 and clutch 6 are controlled by control device 10 .
  • the control device 10 selects one of a plurality of driving modes according to the driving state of the vehicle 1, and controls a computer (electronic control unit, ECU, electronic controller) for performing control according to the driving mode. Control Unit).
  • the control device 10 incorporates a processor (arithmetic processing device) and a memory (storage device).
  • the content of the control (control program) executed by the control device 10 is stored in the memory, and is executed by being appropriately loaded into the processor.
  • a battery control unit 11 Inside the control device 10, a battery control unit 11, a travel control unit 12, a motor control unit 13, and an engine control unit 14 are provided. These elements indicate the functions of the control device 10 by classifying them for convenience, and can be realized by software (program) or hardware (electronic control circuit). These elements may be integrated into one piece of software or hardware, or may be distributed among multiple pieces of software and hardware.
  • the battery control unit 11 may be incorporated in a battery ECU (BMU, Battery Management Unit) for managing the battery 5 .
  • the travel control unit 12 may be incorporated in a vehicle ECU (travel control ECU such as HEV-ECU or PHEV-ECU) for managing the power train of the vehicle 1 .
  • the motor control unit 13 may be incorporated in a motor ECU (MCU, Motor Control Unit) for managing the motor 3 .
  • the engine control unit 14 may be incorporated in an engine ECU for managing the engine 2 .
  • the battery control unit 11 manages the operating state of the battery 5 and calculates various parameters representing the operating state of the battery 5 .
  • the battery control unit 11 for example, based on information such as the voltage and current of the battery 5 and the battery temperature, the charging rate (SOC, State of Charge), the state of health (SOH, State of Health), and the output state (SOP, State of Power ), etc.
  • Information on the voltage and current of the battery 5 and battery temperature is detected by a voltage sensor, current sensor, and temperature sensor (not shown).
  • the battery control unit 11 of the present embodiment calculates the "battery output" of the battery 5 and its upper limit (maximum value) "upper limit output” as the above output state.
  • Battery output means electric power [kW] actually drawn from the battery 5 in order to drive the motor 3 and various electrical components.
  • the battery output value is calculated based on the current and voltage discharged from the battery 5 .
  • the upper limit output is the electric power [kW] corresponding to the rated output of the battery 5, and means the upper limit of the battery output that can be drawn from the battery 5 at that time.
  • the value of the upper limit output depends on the operating state of the battery 5 (charge rate, soundness, voltage, current, battery temperature, etc.) and the running state of the vehicle 1 (running mode, vehicle speed, outside temperature, accelerator opening, brake opening, etc.). is set according to Also, the upper limit output value in the EV priority mode is set higher than the upper limit output value in the normal mode.
  • the value of the upper limit output in the EV priority mode is set as the "first upper limit” and the value of the upper limit output in the normal mode is set as the "second upper limit”
  • first upper limit > second upper limit value is established.
  • the running control unit 12 manages the running state of the vehicle 1 and calculates various parameters representing the running state of the vehicle 1 .
  • the travel control unit 12 calculates driver-required torque (torque corresponding to the driving force that the driver is requesting from the vehicle 1) based on information such as accelerator opening, brake opening, and vehicle speed.
  • the travel control unit 12 also controls the calculated driver-required torque, the operating state of the battery 5 (charge rate, soundness, voltage, current, battery temperature, etc.), and the travel state of the vehicle 1 (vehicle speed, outside temperature, accelerator opening, etc.). , brake opening, etc.), one of a plurality of driving modes is selected and set.
  • Information on the accelerator opening and brake opening is detected by an accelerator pedal sensor, a brake pedal sensor, and a brake fluid pressure sensor (not shown).
  • Information on vehicle speed and outside temperature is detected by a vehicle speed sensor and an outside temperature sensor (not shown).
  • the traveling control unit 12 of the present embodiment changes the traveling mode to hybrid traveling by determining a condition (engine starting condition) for starting the engine 2 in the EV traveling mode (while the motor 3 is operating and the engine 2 is not operating). Determines whether to change the mode.
  • the engine start condition determined here differs between the EV priority mode and the normal mode, and the engine start condition is set to be stricter in the EV priority mode than in the normal mode (difficult to change to the hybrid driving mode). It is
  • condition A A state in which the battery output is equal to or higher than a predetermined value continues for a predetermined time or longer.
  • Condition B The battery output has reached the first upper limit.
  • Condition C The driver requested torque is greater than or equal to the first threshold.
  • Condition D The vehicle speed is greater than or equal to the first speed.
  • Condition E The accelerator opening is greater than or equal to the first predetermined opening.
  • Condition F The charging rate of the battery 5 is equal to or less than the first predetermined charging rate.
  • Condition G The battery voltage of the battery 5 is below the lower limit voltage.
  • Condition H The battery output has reached the second upper limit.
  • Condition I The driver requested torque is greater than or equal to the second threshold.
  • Condition J The vehicle speed is equal to or higher than the second speed.
  • Condition K The accelerator opening is greater than or equal to the second predetermined opening.
  • Condition L The charging rate of the battery 5 is equal to or lower than the second predetermined charging rate.
  • Condition M The battery voltage of the battery 5 is below the lower limit voltage.
  • the lower limit voltage included in conditions G and M is a voltage that is set in advance so as to allow the operation of the battery 5 to have a margin for control purposes, and is the lowest voltage at which the battery 5 can be used appropriately (the limit of the battery 5). value).
  • condition H is set together with the condition B.
  • condition I is preferably set together with condition C
  • condition J is preferably set together with condition D.
  • condition K is preferably set together with condition E
  • condition L is preferably set together with condition F
  • condition M is preferably set together with condition G.
  • the engine starting conditions are generally less likely to be satisfied than in the normal mode.
  • ⁇ Second upper limit ⁇ predetermined value ⁇ first upper limit ⁇ Second threshold ⁇ first threshold (more preferably, second threshold ⁇ first threshold) ⁇ Second vehicle speed ⁇ First vehicle speed (more preferably, Second vehicle speed ⁇ First vehicle speed) ⁇ Second predetermined degree of opening ⁇ first predetermined degree of opening (more preferably, second predetermined degree of opening ⁇ first predetermined degree of opening) ⁇ First predetermined charging rate ⁇ second predetermined charging rate (more preferably, first predetermined charging rate ⁇ second predetermined charging rate)
  • the predetermined value may be a preset fixed value, or may be a variable value set according to the first upper limit value or the second upper limit value. In the latter case, the first upper limit value and the second upper limit value multiplied by a predetermined coefficient may be used.
  • a specific setting example of the predetermined value is shown below.
  • ⁇ Predetermined value k 1 ⁇ first upper limit (where 0 ⁇ k 1 ⁇ 1)
  • ⁇ Predetermined value k 2 ⁇ second upper limit (however, 1 ⁇ k 2 )
  • Predetermined value k 3 ⁇ first upper limit + (1-k 3 ) ⁇ second upper limit (where 0 ⁇ k 3 ⁇ 1)
  • the predetermined time may be a preset fixed value (for example, several seconds to several tens of seconds), or may be a variable value set according to the operating state of the battery 5 . For example, starting from the time when the battery output of the battery 5 becomes equal to or higher than a predetermined value, an estimated time is calculated for the battery voltage to gradually decrease and reach the lower limit voltage, and a predetermined time shorter than the estimated time is set. may Also, the predetermined time may be set according to the operating state of the battery 5 . For example, the predetermined time may be set shorter as the state of charge, health level, and battery temperature of the battery 5 are lower.
  • the accelerator pedal is sometimes formed with a detent (hooking structure) to temporarily increase the depression resistance before the full stroke position when the accelerator pedal is depressed by the driver.
  • An accelerator opening corresponding to such a detent position is called a "detent opening".
  • the area where the accelerator opening is smaller than the detent opening is mainly used, and when the accelerator pedal is depressed so strongly that it exceeds the detent opening, the engine start condition is established.
  • the first predetermined opening is set to an opening that is at least greater than the detent opening.
  • the second predetermined opening may be an opening greater than the detent opening (that is, an opening exceeding the detent opening and less than the first predetermined opening).
  • the degree of opening may be smaller than
  • the motor control unit 13 manages the operating state of the motor 3.
  • the operating state of the motor 3 is controlled so that the motor output corresponding to the travel mode set by the travel control unit 12 is obtained.
  • the operating state of the motor 3 can be controlled by adjusting the operation of an inverter (not shown) interposed on the high-voltage circuit between the battery 5 and the motor 3 .
  • the inverter is controlled so that the motor torque equivalent to the driver-requested torque is generated within the allowable range of the battery output.
  • the inverter in the parallel running mode, the inverter is controlled so that the sum of the engine torque and the motor torque becomes equal to the driver's requested torque.
  • the driving torque of the vehicle 1 in the EV traveling mode has a magnitude corresponding to the output torque of the motor 3 .
  • the engine control unit 14 manages the operating state of the engine 2.
  • the operating states of the engine 2 and auxiliary machines are controlled so that the engine output corresponding to the travel mode set by the travel control unit 12 is obtained.
  • both the engine 2 and the generator 4 may be controlled by the engine control section 14 .
  • the operating state of the engine 2 can be controlled by adjusting the operations of the fuel injection valve, throttle valve, generator 4, etc. (not shown). For example, in the engine running mode, the fuel injection valve, throttle valve, etc. are controlled so that the engine torque equivalent to the torque requested by the driver is generated.
  • the drive torque of the vehicle 1 in the engine running mode has a magnitude corresponding to the output torque of the engine 2 .
  • the fuel injection valves and throttle valves are controlled so that the sum of the engine torque and the motor torque becomes equal to the driver's requested torque.
  • the driving torque of the vehicle 1 in the parallel running mode has a magnitude corresponding to the sum of the output torque of the engine 2 and the output torque of the motor 3 .
  • the fuel injection valves, the throttle valve, etc. are controlled so that the engine 2 continues to operate in an efficient operating range, and the operating state of the generator 4 (the operating state between the battery 5 and the generator 4 is controlled).
  • An inverter (not shown) interposed on the high voltage circuit is controlled.
  • the driving torque of the vehicle 1 in the series running mode has a magnitude corresponding to the output torque of the motor 3 .
  • FIG. 2 is an example of a flow chart of control related to the start determination of the engine 2 .
  • the control shown in this flowchart can be repeatedly executed inside the control device 10 at a predetermined cycle at least in a situation where the motor 3 is operating and the engine 2 is stopped (for example, during the EV running mode).
  • the control shown in this flow chart can be performed in the hybrid vehicle 1 having at least the EV running mode and the hybrid running mode, regardless of the presence or absence of the EV priority mode switch 7 (EV priority mode, normal mode).
  • step A ⁇ b>1 the battery control unit 11 calculates the upper limit output of the battery 5 based on the operating state of the battery 5 and the running state of the vehicle 1 .
  • step A2 based on the upper limit output of the battery 5, a predetermined value relating to engine starting conditions is set.
  • the predetermined value is set to a value that is at least smaller than the upper limit output calculated in step A1.
  • step A3 it is determined whether or not the battery output of the battery 5 is equal to or higher than a predetermined value, and whether or not this state has continued for a predetermined time or longer. If this condition is satisfied, the control proceeds to step A4, and the engine control section 14 starts the engine 2. On the other hand, if the condition of step A3 is not satisfied, the control in this cycle ends.
  • the engine 2 even if the battery output is less than the upper limit output (even if the conditions B and H are not satisfied), if a long period of time has passed while the battery output is relatively high, the engine 2 will Start. In other words, the engine 2 can be started without depending on the success or failure of conditions C and I related to the driver's requested torque and conditions E and K related to the accelerator opening. Therefore, fluctuations in the driving torque of the vehicle 1 are reduced immediately after the engine 2 is started, and the driving feeling is improved.
  • the engine 2 it becomes possible to start the engine 2 without depending on the success or failure of the conditions D and J regarding vehicle speed, and the engine 2 can be used from a lower speed range compared to the existing control. Further, the engine 2 can be started without depending on the success or failure of the conditions F and L regarding the charging rate of the battery 5 and the conditions G and M regarding the battery voltage, and the battery 5 is charged immediately after the engine 2 starts. Insufficient rate and battery voltage are avoided.
  • FIG. 3 is an example of a flow chart of control related to determination of driving mode selection and start determination of the engine 2 .
  • the control shown in this flowchart can be repeatedly executed inside the control device 10 at a predetermined cycle at least in a situation where the motor 3 is operating and the engine 2 is stopped (for example, during the EV running mode).
  • the conditions for starting the engine 2 during the EV priority mode are relaxed.
  • Steps B1, B4, B5 and B7 in FIG. 3 correspond to steps A1 to A4 in FIG.
  • the control shown in this flowchart can be performed in the hybrid vehicle 1 having an EV driving mode and a hybrid driving mode, and an EV priority mode switch 7 (EV priority mode, normal mode).
  • step B1 a first upper limit value and a second upper limit value are calculated based on the operating state of the battery 5 and the running state of the vehicle 1.
  • the first upper limit value is the upper limit output value in the EV priority mode
  • the second upper limit value is the upper limit output value in the normal mode.
  • step B2 it is determined whether or not the control state of the driving mode is the EV priority mode, based on the operating position of the EV priority mode switch 7 . If the EV priority mode is selected, the process proceeds to step B3, and if the EV priority mode is not selected (normal mode), the process proceeds to step B10. Note that the first upper limit is used as the upper limit output of the battery 5 in the former route, and the second upper limit is used as the upper limit output of the battery 5 in the latter route.
  • the first threshold value of condition C related to engine start is set.
  • the first threshold is set according to the running state of the vehicle 1, for example.
  • a predetermined value is set based on the first upper limit value and the second upper limit value calculated in step B1.
  • the predetermined value is set, for example, within a range that is less than the first upper limit and exceeds the second upper limit.
  • step B5 it is determined whether or not the battery output of the battery 5 is equal to or greater than a predetermined value, and whether or not this state has continued for a predetermined time or longer. If this condition is met, the control proceeds to step B6, and if not, the control proceeds to step B9. At step B6, the EV priority mode is canceled and the operating position of the EV priority mode switch 7 is automatically changed to the OFF position. Moreover, the engine control part 14 starts the engine 2 in step B7.
  • step B8 the driving mode is switched from the EV driving mode to the hybrid driving mode (series driving mode or parallel driving mode), and the control in this cycle ends.
  • the series running mode of the hybrid running modes control is performed to cause the generator 4 to generate power using the driving force of the engine 2, and control to run using the driving force of the motor 3 is performed.
  • the parallel running mode among the hybrid running modes control for running with the driving force of the engine 2 and the motor 3 is carried out.
  • the operating state of the motor 3 is controlled by the motor control section 13 . Further, the operating states of the engine 2 and the generator 4 are controlled by the engine control section 14 .
  • step B9 it is determined whether or not the engine starting conditions in the EV priority mode other than the conditions determined in step B5 are satisfied. For example, it is determined whether the driver-requested torque is less than the first threshold (negative of condition C). When this condition is satisfied (that is, when condition C is not satisfied), the control proceeds to step B12, the EV running mode is maintained, and the control in this cycle ends. On the other hand, when the condition of step B9 is not satisfied (that is, when condition C is satisfied), the control proceeds to step B13, and the driving mode is changed from the EV driving mode to the hybrid driving mode (series driving mode or parallel driving mode). A switch is made and the control in this period ends.
  • the hybrid driving mode series driving mode or parallel driving mode
  • the second threshold value of condition I related to engine start is set.
  • the second threshold is set as a value smaller than the first threshold, for example, according to the running state of the vehicle 1 .
  • step B11 When the condition of step B11 is satisfied (that is, when condition I is not satisfied), the control proceeds to step B12, the EV driving mode is maintained, and the control in this cycle ends. On the other hand, when the condition of step B11 is not satisfied (that is, when condition I is satisfied), the control proceeds to step B13 and the running mode is changed from the EV running mode to the hybrid running mode (series running mode or parallel running mode). A switch is made and the control in this period ends.
  • FIGS. 4A to 4F are for explaining the control action when the engine 2 is started due to the establishment of condition A in the EV priority mode, and the running mode shifts from the EV running mode to the series running mode.
  • (A) shows the change over time of the operating position of the EV priority mode switch 7,
  • (B) shows the change over time of the accelerator opening, and
  • (C) shows the change over time of the drive torque of the vehicle 1.
  • (E) shows the change in battery voltage over time, and
  • (F) shows the change in engine speed over time.
  • the operating position of the EV priority mode switch 7 before time t0 is the ON position, and the EV priority mode is set. Further, as indicated by the solid line in FIG. 4(F), the engine speed before time t0 is 0, and the running mode is the EV running mode. As indicated by the solid line in FIG. 4B, it is assumed that the driver increases the accelerator opening at time t0 and maintains the accelerator opening at that time at time t1 .
  • the battery output of the battery 5 increases as indicated by the solid line in FIG. 4(D).
  • the battery output increases from time t0 to time t1 , and is maintained at a value corresponding to the accelerator opening after time t1 .
  • the battery output at this time is a predetermined value according to the condition A.
  • the battery voltage significantly decreases from time t0 to time t1 , and gradually decreases after time t1 .
  • Condition A is established when the battery output is maintained at a predetermined value or higher from time t1 until time t2 , which is a predetermined time later.
  • control for starting the engine 2 is performed, and the engine speed increases as indicated by the solid line in FIG. 4(F).
  • the operating position of the EV priority mode switch 7 is automatically changed to the off position, as indicated by the solid line in FIG. 4(A).
  • the predetermined speed is maintained and the operating state of the engine 2 stabilizes. As a result, the power generation state of the generator 4 is also stabilized.
  • the battery voltage rises from time t2 to time t3 , and after time t3 it gradually decreases at a gentle slope.
  • the battery output decreases from time t2 to time t3 , and is maintained at a substantially constant value after time t3 .
  • the drive torque is substantially constant not only from time t2 to time t3 but also after time t3 , thereby improving the driving feeling.
  • FIGS. 4A to 4F are graphs as comparative examples, and show the control action when condition A is not the engine starting condition. If condition A does not exist, the EV running mode is continued after time t2 . As a result, as indicated by the dashed line in FIG. 4(E), the battery voltage also drops after time t2 , reaching the lower voltage limit at time t4 . At this time, the upper limit value (first upper limit value) of the battery 5 can be greatly restricted, as indicated by the dashed line in FIG. 4(D). In this case, as indicated by the dashed line in FIG. 4(D), the battery output decreases at time t4 and gradually decreases after time t4 . Therefore, as indicated by the dashed line in FIG. 4(C), it can be seen that the drive torque decreases after time t4 , and a good driving feeling cannot be obtained.
  • the battery voltage rises from time t5 to time t6 , and after time t6 it gradually decreases at a gentle slope. Further, the battery output decreases from time t5 to time t6 , and is maintained at a substantially constant value after time t6 , as indicated by the dashed line in FIG. 4(D).
  • the accelerator opening is greater than before time t5 , so the driver's requested torque increases. Therefore, as indicated by the dashed line in FIG. 4(C), the drive torque is temporarily excessive from time t5 to time t6 , and it is understood that a good driving feeling cannot be obtained.
  • the hybrid vehicle 1 of this embodiment includes an engine 2 and a motor 3 that can operate independently of each other, a battery 5 that stores electric power for operating the engine 2 and the motor 3, and an engine 2 and the motor 3. and a control device 10 for controlling the operating state.
  • the control device 10 starts the engine 2 when the condition A (the state in which the battery output of the battery 5 is equal to or greater than a predetermined value continues for a predetermined time or longer) is established while the motor 3 is operating and the engine 2 is not operating.
  • the condition A the state in which the battery output of the battery 5 is equal to or greater than a predetermined value continues for a predetermined time or longer
  • the engine 2 is controlled to start.
  • the engine 2 can be started with sufficient time before the battery output reaches the second upper limit value.
  • the engine 2 can be started even if the driver does not strongly depress the accelerator pedal. can.
  • the driving feeling and operability can be improved.
  • the above hybrid vehicle 1 can have an EV priority mode and a normal mode.
  • the EV priority mode the conditions for starting the engine 2 when the motor 3 is operating and the engine 2 is not operating are set more severely than in the normal mode.
  • the engine starting conditions are set looser than in the EV priority mode.
  • the predetermined value included in condition A can be a value that is less than the first upper limit and exceeds the second upper limit.
  • the first upper limit is the upper limit of battery output in the EV priority mode
  • the second upper limit is the upper limit of battery output in the normal mode.
  • control device 10 can perform control to start the engine 2 when condition A is satisfied in the EV priority mode, when the motor 3 is operating, and when the engine 2 is not operating.
  • condition A is satisfied in the EV priority mode
  • the control device 10 can perform control to start the engine 2 when condition A is satisfied in the EV priority mode, when the motor 3 is operating, and when the engine 2 is not operating.
  • the predetermined time included in the condition A can be set shorter than the time from when the battery output becomes equal to or higher than the predetermined value to when the battery voltage of the battery 5 drops and reaches the lower limit voltage. .
  • each configuration of this embodiment can be modified in various ways without departing from the scope of the invention.
  • each configuration of the present embodiment can be selected or combined as needed.
  • the vehicle 1 is provided with an EV priority mode switch 7, the EV priority mode switch 7 can be omitted, and the EV priority mode and the normal mode are automatically set according to known conditions. You may do so.
  • the EV priority mode and the normal mode themselves may be omitted. That is, the conditions for switching the driving mode from the EV driving mode to the hybrid driving mode may be fixed.
  • This case can be used in the hybrid vehicle manufacturing industry, and can also be used in the hybrid vehicle control device manufacturing industry.

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Abstract

開示のハイブリッド車両（１）は、互いに独立して作動しうるエンジン（２）及びモータ（３）と、エンジン（２）及びモータ（３）を作動させるための電力を貯留するバッテリ（５）と、エンジン（２）及びモータ（３）の作動状態を制御する制御装置（１０）とを備える。制御装置（１０）は、モータ（３）の作動時かつエンジン（２）の非作動時に条件Ａが成立した場合に、エンジン（２）を始動させる。条件Ａとは、バッテリ（５）の電池出力が所定値以上である状態が所定時間以上継続することである。

Description

ハイブリッド車両
　本件は、エンジン及びモータを備えたハイブリッド車両に関する。
　従来、エンジン及びモータを備えたハイブリッド車両では、走行状態に応じて複数の走行モードのうちの一つが選択され、その走行モードに応じてエンジン及びモータの作動状態が制御されている。走行モードの例としては、モータの駆動力のみで走行するＥＶ走行モードや、エンジンとモータとを併用して走行するハイブリッド走行モードなどが挙げられる。ハイブリッド走行モードには、エンジン及びモータの駆動力を駆動輪に伝達して走行するパラレル走行モードや、エンジンの駆動力でジェネレータに発電させつつモータの駆動力を駆動輪に伝達して走行するシリーズ走行モードなどが含まれる（例えば、特許文献１参照）。
特開2018-100013号公報
　特許文献１に記載の技術では、走行モードをＥＶ走行モードからハイブリッド走行モードへと切り替えるための条件として、バッテリ電圧が下限電圧まで低下したか否かを判定している。このような制御により、例えばバッテリ電力が少なくなったときにエンジンを始動させてバッテリ電力の消費を抑えることができ、あるいはバッテリ電力を充電できる。一方、バッテリ電圧が低下すると電池上限出力が低下し、車両の駆動トルクが低下するため、エンジンを始動させる前後でのトルク変動が大きくなり、走行フィーリングが低下しうる。
　また、車両の駆動トルクが低下したときに、ドライバー（運転者）がアクセルペダルを強く踏み込んでエンジンを始動させることがある。この場合、ドライバー要求トルクが急激に増大し、車両の駆動トルクが過大になることから、走行フィーリングがさらに低下しうる。これに加え、駆動トルクの急増によって車両が強く加速することがあるため、ドライバーはエンジンが始動した直後に素早くアクセルペダルの踏み込みを緩めなければならず、良好な操作性が得られない。
　本件の目的の一つは、上記のような課題に照らして創案されたものであり、走行フィーリングや操作性を改善できるようにしたハイブリッド車両を提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けられる。
　開示のハイブリッド車両は、以下に開示する態様または適用例として実現でき、上記の課題の少なくとも一部を解決する。
　開示のハイブリッド車両は、互いに独立して作動しうるエンジン及びモータと、前記エンジン及び前記モータを作動させるための電力を貯留するバッテリと、前記エンジン及び前記モータの作動状態を制御する制御装置とを備える。前記制御装置は、前記モータの作動時かつ前記エンジンの非作動時に条件Ａが成立した場合に、前記エンジンを始動させる。前記条件Ａは、前記バッテリの電池出力が所定値以上である状態が所定時間以上継続することである。
　開示のハイブリッド車両によれば、モータの作動時かつエンジンの非作動時に条件Ａが成立した場合に、エンジンを始動させる制御を実施することで、車両の駆動トルクの変動を抑制でき、走行フィーリングを改善できる。また、ドライバーがアクセルペダルを踏み込まなくてもエンジンを始動させることができるため、エンジンの始動時に駆動トルクが過大になることを防止でき、操作性を改善できる。
ハイブリッド車両の構成を示すブロック図である。 エンジンの始動判定に係る制御のフローチャート例である。 走行モードの選択判定及びエンジンの始動判定に係る制御のフローチャート例である。 （Ａ）～（Ｆ）は制御作用を説明するためのタイムチャートである。
　開示のハイブリッド車両は、以下の実施例によって実施されうる。
［１．装置構成］
　図１は、実施例としてのハイブリッド車両１の構成を例示するブロック図である。このハイブリッド車両１（単に車両１とも呼ぶ）は、駆動源としてのエンジン２及びモータ３と発電装置としてのジェネレータ４と蓄電装置としてのバッテリ５とが搭載されたハイブリッド車両（ハイブリッド電気自動車，ＨＥＶ，Hybrid Electric Vehicle）またはプラグインハイブリッド車両（プラグインハイブリッド電気自動車，ＰＨＥＶ，Plug-in Hybrid Electric Vehicle）である。プラグインハイブリッド車両とは、バッテリ５に対する外部充電またはバッテリ５からの外部給電が可能なハイブリッド車両を意味する。プラグインハイブリッド車両には、外部充電設備からの電力が送給される充電ケーブルを差し込むための充電口（インレット）や外部給電用のコンセント（アウトレット）が設けられる。
　エンジン２は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関である。エンジン２の駆動軸には、ジェネレータ４が連結される。ジェネレータ４は、バッテリ５の電力でエンジン２を駆動する機能とエンジン２の駆動力を利用して発電する機能とを兼ね備えた発電機（電動機兼発電機）である。ジェネレータ４の発電電力は、モータ３の駆動やバッテリ５の充電に用いられる。エンジン２とジェネレータ４とを繋ぐ動力伝達経路上には、図示しない変速機構が介装されうる。
　モータ３は、バッテリ５の電力やジェネレータ４の発電電力を用いて車両１を走行させる機能と回生発電によって生じる電力をバッテリ５に充電する機能とを兼ね備えた電動機（電動機兼発電機）である。バッテリ５は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの二次電池である。モータ３の駆動軸は、車両１の駆動輪に連結される。モータ３と駆動輪とを繋ぐ動力伝達経路上には、図示しない変速機構が介装されうる。
　エンジン２とモータ３とを繋ぐ動力伝達経路上には、クラッチ６が介装される。エンジン２はクラッチ６を介して駆動輪に接続され、モータ３はクラッチ６よりも駆動輪側に配置される。また、ジェネレータ４はクラッチ６よりもエンジン２側に接続される。クラッチ６が切断（解放）されると、エンジン２及びジェネレータ４が駆動輪に対して非接続の状態となり、モータ３が駆動輪に対して接続された状態となる。したがって、例えばモータ３のみを作動させることで、「ＥＶ走行モード（モータ単独走行モード）」が実現される。これに加えて、エンジン２を作動させてジェネレータ４に発電させることで、「シリーズ走行モード」が実現される。
　一方、クラッチ６が接続（締結）されると、エンジン２，モータ３，ジェネレータ４の三者が駆動輪に対して接続された状態となる。したがって、例えばエンジン２のみを作動させることで、「エンジン走行モード（エンジン単独走行モード）」が実現される。これに加えて、モータ３やジェネレータ４を駆動することで、「パラレル走行モード」が実現される。上記のシリーズ走行モード及びパラレル走行モードは、ともに「ハイブリッド走行モード」に含まれるサブモードであり、少なくともいずれか一方が実施されうる。上記の走行モードは、後述する制御装置１０において、車両１の走行状態に応じていずれか一つが選択されるようになっている。
　この車両１には、ＥＶ優先モードスイッチ７が設けられる。ＥＶ優先モードスイッチ７は、走行モードをＥＶ走行モードからハイブリッド走行モード（シリーズ走行モードまたはパラレル走行モード）へと切り替える条件を変更するためのスイッチであり、ドライバー（運転者）によって操作される。ＥＶ優先モードスイッチ７の操作位置の情報は、制御装置１０に伝達される。本実施例では、ＥＶ優先モードスイッチ７がオン位置に操作されると、走行モードの制御状態が「ＥＶ優先モード」に設定され、ＥＶ優先モードスイッチ７がオフ位置に操作されると、車両１の状態が「ノーマルモード」に設定される。
　ＥＶ優先モードは、ノーマルモードと比較して、ＥＶ走行モードをハイブリッド走行モードよりも優先的に実施するモードである。換言すれば、ＥＶ優先モードはノーマルモードと比較してエンジン２が始動しにくくなっているモードである。したがって、モータ３の作動時かつエンジン２の非作動時にエンジン２を始動させるための条件（エンジン始動条件）に着目すれば、ＥＶ優先モード時のエンジン始動条件は、ノーマルモード時のエンジン始動条件よりも厳しくなっている。反対に、ノーマルモードは、ＥＶ優先モードと比較して、ＥＶ走行モードを優先されないモードである。換言すれば、ノーマルモードはＥＶ優先モードと比較してエンジン２が始動しやすくなっているモードである。したがって、ノーマルモード時のエンジン始動条件は、ＥＶ優先モード時のエンジン始動条件よりも緩く（判断が甘く）なっている。
［２．制御構成］
　エンジン２，モータ３，ジェネレータ４，バッテリ５，クラッチ６の各々の作動状態は、制御装置１０によって制御される。制御装置１０は、車両１の走行状態に応じて、複数の走行モードの中からいずれか一つを選択し、その走行モードに応じた制御を実施するためのコンピュータ（電子制御装置，ＥＣＵ，Electronic Control Unit）である。制御装置１０は、プロセッサ（演算処理装置）及びメモリ（記憶装置）を内蔵する。制御装置１０が実施する制御の内容（制御プログラム）はメモリに保存され、その内容がプロセッサに適宜読み込まれることによって実行される。
　制御装置１０の内部には、バッテリ制御部１１と走行制御部１２とモータ制御部１３とエンジン制御部１４とが設けられる。これらの要素は、制御装置１０の機能を便宜的に分類して示したものであり、ソフトウェア（プログラム）やハードウェア（電子制御回路）で実現されうる。これらの要素は、一つのソフトウェアまたはハードウェアに一体化されてもよいし、複数のソフトウェア及びハードウェアに分散化されてもよい。
　例えば、バッテリ５を管理するためのバッテリＥＣＵ（ＢＭＵ，Battery Management Unit）にバッテリ制御部１１を内蔵させてもよい。また、車両１のパワートレインを管理するための車両ＥＣＵ（ＨＥＶ－ＥＣＵやＰＨＥＶ－ＥＣＵといった走行制御ＥＣＵ）に走行制御部１２を内蔵させてもよい。また、モータ３を管理するためのモータＥＣＵ（ＭＣＵ，Motor Control Unit）にモータ制御部１３を内蔵させてもよい。また、エンジン２を管理するためのエンジンＥＣＵにエンジン制御部１４を内蔵させてもよい。
　バッテリ制御部１１は、バッテリ５の作動状態を管理するとともに、バッテリ５の作動状態を表す各種パラメータを算出するものである。バッテリ制御部１１は、例えばバッテリ５の電圧や電流やバッテリ温度などの情報に基づき、充電率（ＳＯＣ，State of Charge）や健全度（ＳＯＨ，State of Health）や出力状態（ＳＯＰ，State of Power）などを算出する。バッテリ５の電圧や電流やバッテリ温度の情報は、図示しない電圧センサや電流センサや温度センサで検出される。
　本実施例のバッテリ制御部１１は、上記の出力状態として、バッテリ５の「電池出力」とその上限値（最大値）である「上限出力」とを算出する。電池出力とは、モータ３や各種電装品を駆動するために、実際にバッテリ５から引き出されている電力[kW]を意味する。電池出力の値は、バッテリ５から放電される電流，電圧に基づいて算出される。また、上限出力とは、バッテリ５の定格出力に相当する電力[kW]であって、その時点のバッテリ５から引き出して使用することのできる電池出力の上限値を意味する。上限出力の値は、バッテリ５の作動状態（充電率，健全度，電圧，電流，バッテリ温度など）や車両１の走行状態（走行モード，車速，外気温，アクセル開度，ブレーキ開度など）に応じて設定される。また、ＥＶ優先モード時における上限出力の値は、ノーマルモード時における上限出力の値よりも高く設定される。ここで、ＥＶ優先モード時における上限出力の値を「第一上限値」とおき、ノーマルモード時における上限出力の値を「第二上限値」とおけば、「第一上限値＞第二上限値」が成立する。
　走行制御部１２は、車両１の走行状態を管理するとともに、車両１の走行状態を表す各種パラメータを算出するものである。走行制御部１２は、例えばアクセル開度やブレーキ開度や車速などの情報に基づき、ドライバー要求トルク（ドライバーが車両１に要求している駆動力に対応するトルク）を算出する。また、走行制御部１２は、算出されたドライバー要求トルクやバッテリ５の作動状態（充電率，健全度，電圧，電流，バッテリ温度など）や車両１の走行状態（車速，外気温，アクセル開度，ブレーキ開度など）に応じて、複数の走行モードの中から一つの走行モードを選択して設定する。アクセル開度やブレーキ開度の情報は、図示しないアクセルペダルセンサやブレーキペダルセンサやブレーキ液圧センサで検出される。また、車速や外気温の情報は、図示しない車速センサや外気温センサで検出される。
　本実施例の走行制御部１２は、ＥＶ走行モード（モータ３の作動時かつエンジン２の非作動時）に、エンジン２を始動させる条件（エンジン始動条件）を判定することで走行モードをハイブリッド走行モードに変更するか否かを判定する。ここで判定されるエンジン始動条件は、ＥＶ優先モード時とノーマルモード時とで相違し、ＥＶ優先モード時の方がノーマルモード時よりもエンジン始動条件が厳しく（ハイブリッド走行モードに変更されにくく）設定されている。
　ＥＶ優先モード時のエンジン始動条件を以下に例示する。必須条件は条件Ａのみであり、条件Ｂ～条件Ｇは必須でない任意条件である。
　　条件Ａ．電池出力が所定値以上である状態が所定時間以上継続する。
　　条件Ｂ．電池出力が第一上限値に達した。
　　条件Ｃ．ドライバー要求トルクが第一閾値以上である。
　　条件Ｄ．車速が第一速度以上である。
　　条件Ｅ．アクセル開度が第一所定開度以上である。
　　条件Ｆ．バッテリ５の充電率が第一所定充電率以下である。
　　条件Ｇ．バッテリ５の電池電圧が下限電圧以下である。
　ノーマルモード時のエンジン始動条件を以下に例示する。これらの条件Ｈ～条件Ｍは、必須でない任意条件である。
　　条件Ｈ．電池出力が第二上限値に達した。
　　条件Ｉ．ドライバー要求トルクが第二閾値以上である。
　　条件Ｊ．車速が第二速度以上である。
　　条件Ｋ．アクセル開度が第二所定開度以上である。
　　条件Ｌ．バッテリ５の充電率が第二所定充電率以下である。
　　条件Ｍ．バッテリ５の電池電圧が下限電圧以下である。
　条件Ｇ，条件Ｍに含まれる下限電圧は、制御上、バッテリ５の動作に余裕を持たせるべくあらかじめ設定される電圧であって、バッテリ５を適切に使用しうる最低電圧（バッテリ５が持つ限界値）よりも少し高い値を持つ電圧である。また、条件Ｈは、条件Ｂとともに設定されることが好ましい。同様に、条件Ｉは条件Ｃとともに設定されることが好ましく、条件Ｊは条件Ｄとともに設定されることが好ましい。また、条件Ｋは条件Ｅとともに設定されることが好ましく、条件Ｌは条件Ｆとともに設定されることが好ましく、条件Ｍは条件Ｇとともに設定されることが好ましい。いずれにしても、ＥＶ優先モード時には、ノーマルモード時と比較しておおむねエンジン始動条件が成立しにくくなっている。
　条件Ａ～条件Ｍに含まれる値について、好ましい大小関係を以下に例示する。
　・第二上限値＜所定値＜第一上限値
　・第二閾値≦第一閾値　（より好ましくは、第二閾値＜第一閾値）
　・第二車速≦第一車速　（より好ましくは、第二車速＜第一車速）
　・第二所定開度≦第一所定開度　（より好ましくは、第二所定開度＜第一所定開度）
　・第一所定充電率≦第二所定充電率
　　（より好ましくは、第一所定充電率＜第二所定充電率）
　上記の所定値は、あらかじめ設定された固定値であってもよいし、第一上限値や第二上限値に応じて設定される可変値であってもよい。後者の場合、第一上限値や第二上限値に所定の係数を乗じたものを用いてもよい。具体的な所定値の設定例を以下に示す。
　・所定値＝ｋ１×第一上限値　（ただし、０＜ｋ１＜１）
　・所定値＝ｋ２×第二上限値　（ただし、１＜ｋ２）
　・所定値＝ｋ３×第一上限値＋（１－ｋ３）×第二上限値　（ただし、０＜ｋ３＜１）
　上記の所定時間は、あらかじめ設定された固定値（例えば、数秒～数十秒）であってもよいし、バッテリ５の作動状態に応じて設定される可変値であってもよい。例えば、バッテリ５の電池出力が所定値以上になった時刻を起点として、電池電圧が徐々に低下して下限電圧に達するまでの推定時間を算出し、この推定時間よりも短い所定時間を設定してもよい。また、バッテリ５の作動状態に応じて所定時間を設定してもよい。例えば、バッテリ５の充電率や健全度やバッテリ温度が低いほど、所定時間を短く設定してもよい。
　なお、アクセルペダルには、ドライバーによって踏み込まれたときにフルストローク位置の手前で踏み込み抵抗を一時的に増大させるためのディテント（引っかかり構造）が形成されることがある。このようなディテントの位置に対応するアクセル開度は「ディテント開度」と呼ばれる。通常のアクセル操作においては、おもにディテント開度よりもアクセル開度の小さい領域が使用され、ディテント開度を超えるほど強くアクセルペダルが踏み込まれた場合に、エンジン始動条件を成立させるようになっている。例えば、上記の第一所定開度は、少なくともディテント開度よりも大きい開度に設定される。一方、上記の第二所定開度は、ディテント開度よりも大きい開度（すなわち、ディテント開度を超え、かつ、第一所定開度未満の開度）であってもよいし、ディテント開度よりも小さい開度であってもよい。
　モータ制御部１３は、モータ３の作動状態を管理するものである。ここでは、走行制御部１２で設定された走行モードに応じたモータ出力が得られるように、モータ３の作動状態が制御される。モータ３の作動状態は、バッテリ５とモータ３との間の高圧回路上に介装される図示しないインバーターの動作を調節することで制御可能である。例えば、ＥＶ走行モード時やシリーズ走行モード時には、電池出力の許容範囲内においてドライバー要求トルクと同等のモータトルクが生成されるように、インバーターが制御される。また、パラレル走行モード時には、エンジントルクとモータトルクとの和がドライバー要求トルクと同等な値になるように、インバーターが制御される。ＥＶ走行モード時の車両１の駆動トルクは、モータ３の出力トルクに相当する大きさとなる。
　エンジン制御部１４は、エンジン２の作動状態を管理するものである。ここでは、走行制御部１２で設定された走行モードに応じたエンジン出力が得られるように、エンジン２及び図示しない補機類の作動状態が制御される。エンジン２の駆動力を利用してジェネレータ４で発電する場合には、エンジン２及びジェネレータ４の両方をエンジン制御部１４が制御する構成にしてもよい。
　エンジン２の作動状態は、図示しない燃料噴射弁やスロットルバルブ，ジェネレータ４などの動作を調節することで制御可能である。例えば、エンジン走行モード時には、ドライバー要求トルクと同等のエンジントルクが生成されるように、燃料噴射弁やスロットルバルブなどが制御される。エンジン走行モード時の車両１の駆動トルクは、エンジン２の出力トルクに相当する大きさとなる。
　また、パラレル走行モード時には、エンジントルクとモータトルクとの和がドライバー要求トルクと同等な値になるように、燃料噴射弁やスロットルバルブなどが制御される。パラレル走行モード時の車両１の駆動トルクは、エンジン２の出力トルクとモータ３の出力トルクとの和に相当する大きさとなる。一方、シリーズ走行モード時には、効率のよい運転領域でエンジン２が作動し続けるように、燃料噴射弁やスロットルバルブなどが制御されるとともに、ジェネレータ４の作動状態（バッテリ５とジェネレータ４との間の高圧回路上に介装される図示しないインバーター）が制御される。シリーズ走行モード時の車両１の駆動トルクは、モータ３の出力トルクに相当する大きさとなる。
［３．フローチャート］
　図２は、エンジン２の始動判定に係る制御のフローチャート例である。このフローチャートに示す制御は、少なくともモータ３が作動し、かつ、エンジン２が停止している状況（例えば、ＥＶ走行モード中）において、制御装置１０の内部で所定の周期で繰り返し実行されうる。このフローチャートに示す制御は、少なくともＥＶ走行モードとハイブリッド走行モードとを有するハイブリッド車両１であれば実施可能であり、ＥＶ優先モードスイッチ７（ＥＶ優先モード，ノーマルモード）の有無は不問である。
　ステップＡ１では、バッテリ制御部１１において、バッテリ５の作動状態や車両１の走行状態に基づいてバッテリ５の上限出力が算出される。ステップＡ２では、バッテリ５の上限出力に基づき、エンジン始動条件に係る所定値が設定される。所定値は、少なくともステップＡ１で算出された上限出力よりも小さい値に設定される。続くステップＡ３では、バッテリ５の電池出力が所定値以上であり、かつ、その状態が所定時間以上継続したか否かが判定される。この条件が成立した場合には制御がステップＡ４に進み、エンジン制御部１４がエンジン２を始動させる。一方、ステップＡ３の条件が成立しない場合には、この周期での制御が終了する。
　上記の制御によれば、電池出力が上限出力未満であっても（条件Ｂ，条件Ｈが成立しなくても）、電池出力がある程度高い状態で長時間が経過した場合には、エンジン２が始動する。言い換えれば、ドライバー要求トルクに関する条件Ｃ，条件Ｉやアクセル開度に関する条件Ｅ，条件Ｋの成否に依存することなく、エンジン２を始動させることが可能となる。したがって、エンジン２の始動直後における車両１の駆動トルクの変動が小さくなり、走行フィーリングが向上する。
　また、車速に関する条件Ｄ，条件Ｊの成否に依存することなく、エンジン２を始動させることが可能となり、既存の制御と比較して、より低速走行域からエンジン２が活用されうる。さらに、バッテリ５の充電率に関する条件Ｆ，条件Ｌや電池電圧に関する条件Ｇ，条件Ｍの成否に依存することなく、エンジン２を始動させることが可能となり、エンジン２の始動直後にバッテリ５の充電率や電池電圧が不足することが回避される。
　図３は、走行モードの選択判定及びエンジン２の始動判定に係る制御のフローチャート例である。このフローチャートに示す制御は、少なくともモータ３が作動し、かつ、エンジン２が停止している状況（例えば、ＥＶ走行モード中）において、制御装置１０の内部で所定の周期で繰り返し実行されうる。このフローチャートの制御では、ＥＶ優先モード時におけるエンジン２の始動条件が緩和されている。図３中のステップＢ１，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ７は、図２中のステップＡ１～Ａ４に対応する。なお、このフローチャートに示す制御は、ＥＶ走行モードとハイブリッド走行モードとを有するとともに、ＥＶ優先モードスイッチ７（ＥＶ優先モード，ノーマルモード）を有するハイブリッド車両１で実施可能である。
　ステップＢ１では、バッテリ５の作動状態や車両１の走行状態に基づいて、第一上限値と第二上限値とが算出される。第一上限値は、ＥＶ優先モード時における上限出力の値であり、第二上限値は、ノーマルモード時における上限出力の値である。続くステップＢ２では、ＥＶ優先モードスイッチ７の操作位置に基づき、走行モードの制御状態がＥＶ優先モードであるか否かが判定される。ＥＶ優先モードである場合にはステップＢ３に進み、ＥＶ優先モードでない場合（ノーマルモードである場合）にはステップＢ１０に進む。なお、前者のルートではバッテリ５の上限出力として第一上限値が用いられ、後者のルートではバッテリ５の上限出力として第二上限値が用いられる。
　ステップＢ３に進んだ（ＥＶ優先モードである）場合、エンジン始動に係る条件Ｃの第一閾値が設定される。第一閾値は、例えば車両１の走行状態に応じて設定される。また、ステップＢ４では、ステップＢ１で算出された第一上限値と第二上限値とに基づいて、所定値が設定される。所定値は、例えば第一上限値未満かつ第二上限値を超える範囲内で設定される。
　ステップＢ５では、バッテリ５の電池出力が所定値以上であり、かつ、その状態が所定時間以上継続したか否かが判定される。この条件が成立した場合には制御がステップＢ６に進み、成立しない場合には制御がステップＢ９に進む。ステップＢ６では、ＥＶ優先モードが解除され、ＥＶ優先モードスイッチ７の操作位置が自動的にオフ位置へと変更される。また、ステップＢ７では、エンジン制御部１４がエンジン２を始動させる。
　その後、ステップＢ８では、走行モードがＥＶ走行モードからハイブリッド走行モード（シリーズ走行モードまたはパラレル走行モード）へと切り替えられて、この周期での制御が終了する。ハイブリッド走行モードのうちシリーズ走行モードが実施される場合には、エンジン２の駆動力でジェネレータ４に発電させる制御が実施されるとともに、モータ３の駆動力で走行する制御が実施される。また、ハイブリッド走行モードのうちパラレル走行モードが実施される場合には、エンジン２及びモータ３の駆動力で走行する制御が実施される。モータ３の作動状態は、モータ制御部１３によって制御される。また、エンジン２やジェネレータ４の作動状態は、エンジン制御部１４によって制御される。
　ステップＢ５からステップＢ９へ進んだ場合には、ＥＶ優先モード時のエンジン始動条件のうち、ステップＢ５で判定された条件以外のものが成立するか否かが判定される。例えば、ドライバー要求トルクが第一閾値未満であるか（条件Ｃの否定）が判定される。この条件が成立する場合（すなわち条件Ｃが非成立の場合）には、制御がステップＢ１２に進んでＥＶ走行モードが維持されるとともに、この周期での制御が終了する。一方、ステップＢ９の条件が成立しない場合（すなわち条件Ｃが成立する場合）には、制御がステップＢ１３に進んで走行モードがＥＶ走行モードからハイブリッド走行モード（シリーズ走行モードまたはパラレル走行モード）へと切り替えられて、この周期での制御が終了する。
　ステップＢ２からステップＢ１０へ進んだ場合には、エンジン始動に係る条件Ｉの第二閾値が設定される。第二閾値は、車両１の走行状態に応じて、例えば第一閾値よりも小さい値として設定される。続くステップＢ１１では、ノーマルモード時のエンジン始動条件が成立するか否かが判定される。例えば、ドライバー要求トルクが第二閾値未満であるか（条件Ｉの否定）が判定される。
　ステップＢ１１の条件が成立する場合（すなわち条件Ｉが非成立の場合）には、制御がステップＢ１２に進んでＥＶ走行モードが維持されるとともに、この周期での制御が終了する。一方、ステップＢ１１の条件が成立しない場合（すなわち条件Ｉが成立する場合）には、制御がステップＢ１３に進んで走行モードがＥＶ走行モードからハイブリッド走行モード（シリーズ走行モードまたはパラレル走行モード）へと切り替えられて、この周期での制御が終了する。
［４．タイムチャート］
　図４（Ａ）～（Ｆ）は、ＥＶ優先モード時に条件Ａが成立することによりエンジン２が始動し、走行モードがＥＶ走行モードからシリーズ走行モードへと移行した場合の制御作用を説明するためのタイムチャートである。（Ａ）はＥＶ優先モードスイッチ７の操作位置の経時変化を示し、（Ｂ）はアクセル開度の経時変化を示し、（Ｃ）は車両１の駆動トルクの経時変化を示す。また、（Ｄ）は電池出力の経時変化を示し、（Ｅ）は電池電圧の経時変化を示し、（Ｆ）はエンジン回転数の経時変化を示す。
　図４（Ａ）中に実線で示すように、時刻ｔ０以前のＥＶ優先モードスイッチ７の操作位置はオン位置であり、ＥＶ優先モードが設定されている。また、図４（Ｆ）中に実線で示すように、時刻ｔ０以前のエンジン回転数は０であり、走行モードはＥＶ走行モードである。図４（Ｂ）中に実線で示すように、ドライバーが時刻ｔ０にアクセル開度を増加させ、時刻ｔ１にその時点のアクセル開度を維持する操作を実施したものとする。
　アクセル開度の増加に伴い、モータ３の出力トルクが増大し、図４（Ｃ）中に実線で示すように、車両１の駆動トルクが増大する。このとき、図４（Ｄ）中に実線で示すように、バッテリ５の電池出力が増大する。電池出力は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間に増加し、時刻ｔ１以降はアクセル開度に応じた値に維持される。このときの電池出力が条件Ａに係る所定値であるものとする。一方、電池電圧は図４（Ｅ）中に実線で示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間に大きく減少し、時刻ｔ１以降も徐々に減少する。
　時刻ｔ１から所定時間後の時刻ｔ２になるまで電池出力が所定値以上に維持されると、条件Ａが成立する。これにより、エンジン２を始動させる制御が実施され、図４（Ｆ）中に実線で示すようにエンジン回転数が上昇する。このとき、図４（Ａ）中に実線で示すように、ＥＶ優先モードスイッチ７の操作位置が自動的にオフ位置へと変更される。また、時刻ｔ３にエンジン回転数が所定回転数に達した後は、その所定回転数が維持され、エンジン２の運転状態が安定する。これにより、ジェネレータ４での発電状態も安定する。
　電池電圧は、図４（Ｅ）中に実線で示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に上昇し、時刻ｔ３以降は緩やかな勾配で徐々に低下する。また、電池出力は、図４（Ｄ）中に実線で示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間に減少し、時刻ｔ３以降はほぼ一定の値に維持される。このとき、バッテリ５から引き出される電池出力だけでなく、ジェネレータ４による発電電力もまたモータ３に供給される。これにより、十分に大きなモータ３の出力トルクを得られやすくなり、駆動トルクが不足することがない。したがって、図４（Ｃ）中に実線で示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間だけでなく時刻ｔ３以降も駆動トルクがほぼ一定となり、走行フィーリングが改善される。
　なお、図４（Ａ）～（Ｆ）中の破線は、比較例としてのグラフであり、エンジン始動条件に条件Ａがなかった場合の制御作用を示す。条件Ａがない場合には、時刻ｔ２以降もＥＶ走行モードが継続される。これにより、図４（Ｅ）中に破線で示すように、電池電圧が時刻ｔ２以降も低下し、時刻ｔ４に下限電圧に達する。このとき、図４（Ｄ）中に一点鎖線で示すように、バッテリ５の上限値（第一上限値）が大幅に制限されうる。この場合、図４（Ｄ）中に破線で示すように、電池出力が時刻ｔ４に減少するとともに、時刻ｔ４以降も徐々に減少する。したがって、図４（Ｃ）中に破線で示すように、時刻ｔ４以降の駆動トルクが減少し、良好な走行フィーリングが得られないことがわかる。
　また、車両１のドライバーが駆動トルクの減少に気付き、時刻ｔ５にアクセルペダルを踏み込んだとする。このとき、アクセル開度がディテント開度以上になると、エンジン始動条件が成立し、エンジン２を始動させる制御が実施される。図４（Ｆ）中に破線で示すように、エンジン回転数は時刻ｔ５以降に上昇する。また、時刻ｔ６にエンジン回転数が所定回転数に達した後は、その所定回転数が維持され、エンジン２の運転状態が安定する。これにより、ジェネレータ４での発電状態も安定する。
　電池電圧は、図４（Ｅ）中に破線で示すように、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間に上昇し、時刻ｔ６以降は緩やかな勾配で徐々に低下する。また、電池出力は、図４（Ｄ）中に破線で示すように、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間に減少し、時刻ｔ６以降はほぼ一定の値に維持される。一方、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間は時刻ｔ５以前と比較してアクセル開度が大きいことから、ドライバー要求トルクが大きくなる。したがって、図４（Ｃ）中に破線で示すように、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間の駆動トルクが一時的に過大となり、良好な走行フィーリングが得られないことがわかる。
［５．効果］
　（１）本実施例のハイブリッド車両１は、互いに独立して作動しうるエンジン２及びモータ３と、エンジン２及びモータ３を作動させるための電力を貯留するバッテリ５と、エンジン２及びモータ３の作動状態を制御する制御装置１０とを備える。制御装置１０は、モータ３の作動時かつエンジン２の非作動時に条件Ａ（バッテリ５の電池出力が所定値以上となる状態が所定時間以上継続すること）が成立した場合に、エンジン２を始動させる。このように、モータ３の作動時かつエンジン２の非作動時に条件Ａが成立した場合に、エンジン２を始動させる制御を実施することで、車両１の駆動トルクの変動を抑制でき、走行フィーリングを改善できる。例えば、条件Ｈがエンジン始動条件になっている車両１において、電池出力が第二上限値に達する前に、時間的な余裕を持ってエンジン２を始動させることができる。
　また、「アクセルペダルがディテント開度を超えるほど強く踏み込まれること」がエンジン始動条件の一つになっている車両１において、ドライバーがアクセルペダルを強く踏み込まなくても、エンジン２を始動させることができる。これにより、エンジン２の始動時に駆動トルクが過大になることを防止でき、車両１の操作性を改善できる。このように本実施例のハイブリッド車両１によれば、走行フィーリング及び操作性を改善できる。
　（２）上記のハイブリッド車両１は、ＥＶ優先モードとノーマルモードとを有しうる。ＥＶ優先モードでは、ノーマルモード時と比較して、モータ３の作動時かつエンジン２の非作動時にエンジン２を始動させる条件が厳しく設定される。言い換えれば、ノーマルモードでは、エンジン始動条件がＥＶ優先モードよりも緩く設定される。また、条件Ａに含まれる所定値は、第一上限値未満かつ第二上限値を超える値とされうる。第一上限値とは、ＥＶ優先モード時における電池出力の上限値であり、第二上限値とは、ノーマルモード時における電池出力の上限値である。
　また、制御装置１０は、ＥＶ優先モードかつモータ３の作動時かつエンジン２の非作動時に条件Ａが成立した場合に、エンジン２を始動させる制御を実施しうる。このようなエンジン始動条件の設定により、一般的なＥＶ優先モード時よりもエンジン始動条件を緩めつつ、ノーマルモード時よりもエンジン始動条件を厳しくすることができる。したがって、できるだけＥＶ走行状態を維持しつつ、モータ３の高負荷走行時におけるエンジン２の始動タイミングを若干早めることができ、車両１のトルク変動を抑制して走行フィーリングを改善できる。
　（３）なお、条件Ａに含まれる所定時間は、電池出力が所定値以上になった時刻を起点として、バッテリ５の電池電圧が低下して下限電圧に達するまでの時間よりも短く設定されうる。このようなエンジン始動条件の設定により、電池電圧が過剰に低下する前にエンジン２を始動させることができ、車両１のトルク変動を抑制して走行フィーリングを改善できる。
［６．その他］
　上記の実施例はあくまでも例示に過ぎず、本実施例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施例の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。また、本実施例の各構成は、必要に応じて取捨選択でき、あるいは、適宜組み合わせることができる。例えば、上記の車両１にはＥＶ優先モードスイッチ７が設けられているが、ＥＶ優先モードスイッチ７は省略可能であり、公知の条件に応じてＥＶ優先モードとノーマルモードとが自動的に設定されるようにしてもよい。また、ＥＶ優先モードやノーマルモード自体を省略してもよい。すなわち、走行モードをＥＶ走行モードからハイブリッド走行モードへと切り替える条件を固定してもよい。少なくとも、モータ３の作動時かつエンジンの非作動時に条件Ａが成立した場合に、エンジン２を始動させる制御を実施することで、上述の実施例と同様の作用効果を獲得できる。
　本件は、ハイブリッド車両の製造産業に利用可能であり、ハイブリッド車両の制御装置の製造産業にも利用可能である。
１　車両（ハイブリッド車両）
２　エンジン
３　モータ
４　ジェネレータ
５　バッテリ
６　クラッチ
７　ＥＶ優先モードスイッチ
１０　制御装置
１１　バッテリ制御部
１２　走行制御部
１３　モータ制御部
１４　エンジン制御部
 

Claims (3)

  1. 　互いに独立して作動しうるエンジン及びモータと、
    　前記エンジン及び前記モータを作動させるための電力を貯留するバッテリと、
    　前記エンジン及び前記モータの作動状態を制御する制御装置とを備え、
    　前記制御装置は、前記モータの作動時かつ前記エンジンの非作動時に条件Ａが成立した場合に、前記エンジンを始動させるとともに、
    　前記条件Ａは、前記バッテリの電池出力が所定値以上である状態が所定時間以上継続することである
    ことを特徴とする、ハイブリッド車両。
  2. 　前記モータの作動時かつ前記エンジンの非作動時に前記エンジンを始動させる条件が厳しく設定されるＥＶ優先モードと、前記条件が前記ＥＶ優先モードよりも緩く設定されるノーマルモードとを有するハイブリッド車両であって、
    　前記所定値が、第一上限値未満かつ第二上限値を超える値であり、
    　前記第一上限値が、前記ＥＶ優先モード時における前記電池出力の上限値であり、
    　前記第二上限値が、前記ノーマルモード時における前記電池出力の上限値であり、
    　前記制御装置は、前記ＥＶ優先モードかつ前記モータの作動時かつ前記エンジンの非作動時に前記条件Ａが成立した場合に、前記エンジンを始動させる
    ことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド車両。
  3. 　前記所定時間は、前記電池出力が前記所定値以上になった時刻を起点として、前記バッテリの電池電圧が低下して下限電圧に達するまでの時間よりも短く設定される
    ことを特徴とする、請求項１または２記載のハイブリッド車両。
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