WO2023157167A1 - ハイブリッド車両 - Google Patents

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WO2023157167A1
WO2023157167A1 PCT/JP2022/006349 JP2022006349W WO2023157167A1 WO 2023157167 A1 WO2023157167 A1 WO 2023157167A1 JP 2022006349 W JP2022006349 W JP 2022006349W WO 2023157167 A1 WO2023157167 A1 WO 2023157167A1
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WO
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battery
engine
output
motor
mode
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PCT/JP2022/006349
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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.)
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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
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • 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).
  • One of the purposes of this case is to provide a hybrid vehicle that was created in light of the above issues and that can improve the driving feeling.
  • 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 performs output suppression control to gradually decrease the battery output of the battery when the battery voltage of the battery drops to a threshold value higher than the lower limit voltage.
  • output suppression control is performed to gradually reduce the battery output, thereby reducing the continuous use time of the motor (the time until the battery voltage reaches the lower limit voltage. time) can be extended, and the driving feeling of the vehicle can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a hybrid vehicle
  • FIG. (A) and (B) are examples of maps relating to threshold setting. It is an example of a flow chart of output restraint control. It is an example of a flowchart of the setting of driving modes, and output suppression control.
  • (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, current, internal resistance, and battery temperature of the battery 5, 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). Also, the value of the internal resistance is calculated based on the voltage and current of the battery 5 and the battery temperature.
  • the battery control unit 11 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, internal resistance, battery temperature, etc.) and the running state of the vehicle 1 (running mode, vehicle speed, outside temperature, accelerator opening, brake opening, etc.). degree, etc.). Also, the upper limit output value in the EV priority mode is set higher than the upper limit output value in the normal mode. Here, if 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”, then "first upper limit > second upper limit value” is established.
  • the battery control unit 11 performs output suppression control when the battery voltage of the battery 5 drops to the threshold value.
  • the output suppression control is a control for conserving the electric power of the battery 5 by intentionally weakening the motor output for driving the vehicle 1 .
  • Output suppression control is performed when the battery voltage of the battery 5 drops to a threshold value.
  • the threshold included in the start condition of the output suppression control may be a preset fixed value, or may be a variable value set according to the operating state of the battery 5 or the running state of the vehicle 1 .
  • the battery control unit 11 of this embodiment operates based on the state of charge (SOC) of the battery 5, the battery temperature, the internal resistance, the driver-requested torque (torque corresponding to the driving force that the driver requests of the vehicle 1), etc., which will be described later. can set the threshold.
  • SOC state of charge
  • the threshold For example, the lower the charging rate of the battery 5 and the battery temperature, the faster the battery voltage decreases. Therefore, as shown in FIG. 2A, the lower the charging rate of the battery 5 or the battery temperature, the higher the threshold value may be set. Also, the greater the internal resistance of the battery 5 and the driver's required torque, the faster the rate of decrease in the battery voltage. Therefore, as shown in FIG. 2B, the threshold may be set to a higher value as the internal resistance of the battery 5 or the driver's required torque increases.
  • the threshold is set to a value that is at least higher than the lower limit voltage of the battery 5.
  • the lower limit voltage of the battery 5 is a voltage that is set in advance so as to provide a control margin for the operation of the battery 5, and is lower than the lowest voltage at which the battery 5 can be used appropriately (limit value of the battery 5). It is a voltage with a slightly higher value. Unless there are special circumstances, the battery 5 is controlled so that the battery voltage does not drop below the lower limit voltage.
  • the battery 5 is controlled so that the battery output gradually decreases.
  • Battery output can be reduced, for example, by reducing the current output from battery 5 .
  • Battery output can also be reduced by reducing the electrical load acting on battery 5 .
  • the battery output can be adjusted by controlling the operating states of the battery 5 and the motor 3 . In this sense, instead of the battery control unit 11, the motor control unit 13 can be caused to perform the output suppression control.
  • the battery 5 when the output suppression control is executed in the EV priority mode and the battery output is equal to or higher than the second upper limit, the battery 5 is lowered so that the battery output decreases and approaches toward the second upper limit. controlled. At this time, the battery output approaches toward the second upper limit while separating from the first upper limit. By lowering the battery output, the rate of decrease of the battery voltage becomes slower (smaller), and the time until the battery voltage reaches the lower voltage limit is extended. Such output suppression control is continued until the engine start condition is satisfied, and ends when the engine start condition is satisfied. Note that the engine 2 may be started to terminate the output suppression control when the battery output has decreased to the second upper limit value.
  • 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 the driver-required torque 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 (charging rate, soundness, voltage, current, internal resistance, battery temperature, etc.), and the travel state of the vehicle 1 (vehicle speed, outside temperature, One driving mode is selected and set from among a plurality of driving modes according to accelerator opening, brake opening, etc.).
  • 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 The battery output has reached the first upper limit.
  • Condition B The driver requested torque is greater than or equal to the first torque.
  • Condition C The vehicle speed is greater than or equal to the first speed.
  • Condition D The accelerator opening is greater than or equal to the first predetermined opening.
  • Condition E The charging rate of the battery 5 is equal to or less than the first predetermined charging rate.
  • Condition F The battery voltage of the battery 5 is below the lower limit voltage.
  • Condition G The battery output has reached the second upper limit.
  • Condition H The driver requested torque is greater than or equal to the second torque.
  • Condition I The vehicle speed is equal to or higher than the second speed.
  • Condition J. The accelerator opening is greater than or equal to the second predetermined opening.
  • Condition K. The charging rate of the battery 5 is equal to or lower than the second predetermined charging rate.
  • Condition L. The battery voltage of the battery 5 is below the lower limit voltage.
  • Condition G is preferably set together with Condition A.
  • condition H is preferably set together with 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.
  • Second upper limit value ⁇ First upper limit value (more preferably, Second upper limit value ⁇ First upper limit value) ⁇ Second torque ⁇ first torque (more preferably, second torque ⁇ first torque) ⁇ 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 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, starter motor, generator 4, etc. (not shown).
  • 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, throttle valves, 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. 3 is an example of a flowchart of control related to output suppression control.
  • the control shown in this flowchart is repeatedly executed inside the control device 10 at a predetermined cycle at least in a situation where the motor 3 is in operation (for example, in the EV driving mode or the hybrid driving mode).
  • the control shown in this flow chart can be performed in any hybrid vehicle 1 that has a running mode in which at least the motor 3 operates, regardless of the presence or absence of the EV priority mode switch 7 (EV priority mode, normal mode).
  • the battery control unit 11 sets a threshold value included in the start condition of the output suppression control.
  • the threshold is set to a value that is at least higher than the lower limit voltage of the battery 5 .
  • the battery 5 is controlled so that the battery output gradually decreases before the battery voltage of the battery 5 decreases to the lower limit voltage.
  • the rate of decrease of the battery voltage is reduced, and the time required for the battery voltage to reach the lower limit voltage is extended. That is, the continuous use time of the motor 3 becomes longer, in other words, the distance that can be traveled without starting the engine 2 becomes longer. Therefore, the driving feeling of the vehicle 1 is improved.
  • FIG. 4 is an example of a flow chart of control related to driving mode setting and output suppression control.
  • the control shown in this flowchart is 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 are relaxed in the EV priority mode compared to the normal mode.
  • Steps B3-B5 in FIG. 4 correspond to steps A1-A3 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.
  • step B3 the battery control unit 11 sets a threshold included in the conditions for starting the output suppression control.
  • the threshold is set to a value higher than the lower limit voltage of battery 5 .
  • step B4 it is determined whether or not the battery voltage of the battery 5 is equal to or lower than the threshold. If this condition is met, the control proceeds to step B5, and if not, the control proceeds to step B9.
  • step B5 output suppression control is performed, and the battery 5 is controlled so that the battery output gradually decreases. Further, in subsequent step B6, it is determined whether or not the battery output has decreased to the second upper limit value. If this condition is not satisfied, the control returns to step B5, and the output suppression control is continued until the battery output reaches the second upper limit value. On the other hand, when the battery output drops to the second upper limit, control proceeds to step B7.
  • step B7 the EV priority mode is canceled, and the operating position of the EV priority mode switch 7 is automatically changed to the OFF position. Also, the engine control unit 14 starts the engine 2 . After that, in step B8, the running mode is switched from the EV running mode to the hybrid running mode (series running mode or parallel running 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 is carried out, 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 start condition in the EV priority mode is satisfied. For example, it is determined whether or not any one of the above conditions A to F is established.
  • the control proceeds to step B11, the engine 2 is driven by the engine control unit 14, and the driving mode is changed from the EV driving mode to the hybrid driving mode (series driving mode or parallel running mode), and the control in this cycle ends.
  • step B11 the engine 2 is driven by the engine control unit 14, and the driving mode is changed from the EV driving mode to the hybrid driving mode (series driving mode or parallel running mode), and the control in this cycle ends.
  • step B9 the condition of step B9 is not satisfied, the control proceeds to step B12, the EV running mode is maintained, and the control in this cycle ends.
  • step B10 it is determined whether or not the conditions for starting the engine in the normal mode are satisfied. For example, it is determined whether or not any one of the conditions G to L is established. If the normal mode engine start condition is satisfied, the control proceeds to step B11, the driving mode is switched from the EV driving mode to the hybrid driving mode (series driving mode or parallel driving mode), and the driving mode is switched to the hybrid driving mode (series driving mode or parallel driving mode). Control ends. On the other hand, if the condition of step B10 is not satisfied, the control proceeds to step B12, the EV running mode is maintained, and the control in this cycle ends.
  • FIGS. 5(A) to 5(F) are time charts for explaining control actions when output suppression control is performed in the EV priority 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.
  • FIG. Also, (D) shows the change in battery output over time, (E) shows the change in battery voltage over time, and (F) shows the change in engine output 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. 5(F), the engine output before time t0 is 0 (the engine 2 is not operating), and the travel mode is the EV travel mode. As indicated by the solid line in FIG. 5B, 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.
  • the battery output increases from time t0 to time t1 , and is maintained at a value corresponding to the accelerator opening after time t1 . It is assumed that the battery output at this time exceeds the second upper limit value.
  • the battery voltage significantly decreases from time t0 to time t1 , and gradually decreases after time t1 .
  • Time t5 is the time when the engine output becomes almost zero
  • time t6 is the time when the engine output reaches a predetermined output. After time t6 , the predetermined output 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 gradually decreases with a gentle slope from time t2 to time t5 . After that, it rises between time t5 and time t6 when the engine output takes a positive value, and after time t6 it gradually decreases at a gentle slope. Further, as indicated by the solid line in FIG. 5(D), the battery output is maintained at a substantially constant value from time t3 to time t5 , and decreases from time t5 to time t6 . Then, after time t6 , it becomes a substantially constant value.
  • the drive torque decreases from time t2 to time t3 , but remains constant from time t3 to time t5 like the battery output. Moreover, since the battery voltage rises from time t5 to time t6 , the drive torque also rises. After time t6 , the drive torque becomes substantially constant.
  • the drive torque (motor output) of the vehicle 1 is slightly weakened before the battery voltage reaches the lower limit voltage, and the electric power of the battery 5 is conserved. As a result, the driving torque of the vehicle 1 does not suddenly decrease after the time t3 when the engine 2 is started, and the driving feeling is improved.
  • the dashed lines in FIGS. 5A to 5F are graphs as comparative examples, and show the control action when the output suppression control is not performed.
  • the output suppression control is not performed, the high battery output is maintained even after time t2 , as indicated by the dashed line in FIG. 5(D).
  • the battery voltage also drops after time t2 , reaching the lower voltage limit at time t4 .
  • the upper limit value (first upper limit value) of the battery 5 can be greatly restricted, as indicated by the dashed line in FIG. 5(D). In this case, as indicated by the dashed line in FIG.
  • the battery output decreases at time t4 and gradually decreases after time t4 . Therefore, as indicated by the dashed line in FIG. 5(C), the drive torque decreases after time t4 , and it can be seen 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 performs output suppression control to gradually lower the battery output. With such control, the time until the battery voltage of the battery 5 reaches the lower limit voltage can be extended, and the continuous use time of the motor 3 can be extended. Therefore, the driving feeling of the vehicle 1 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 control device 10 can perform control to move the battery output away from the first upper limit value and approach the second upper limit value during the output suppression control in the EV priority mode.
  • the first upper limit is the upper limit of battery output in EV priority mode
  • the second upper limit is the upper limit of battery output in normal mode.
  • the engine 2 when the battery output drops to the second upper limit value, the engine 2 may be started and the output suppression control may be ended. With such control, the engine 2 can be started while the battery output has a sufficient reserve capacity. Therefore, it is possible to suppress abrupt decrease and fluctuation of the driving torque before and after starting the engine 2, and further improve the driving feeling of the vehicle 1.
  • the lower the charging rate of the battery 5 or the battery temperature the higher the threshold may be set.
  • the threshold high under conditions where the rate of decrease in the battery voltage tends to increase the conditions for starting the output suppression control can be relaxed, and the timing at which the output suppression control is started can be advanced. Thereby, it is possible to further extend the time until the battery voltage of the battery 5 reaches the lower limit voltage.
  • the threshold may be set to a higher value as the internal resistance of the battery 5 or the driver's required torque increases.
  • the rate at which the battery voltage decreases increases as the internal resistance of the battery 5 increases or as the driver's requested torque increases.
  • 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. By executing the output suppression control at least when the battery voltage of the battery 5 drops to the threshold value, it is possible to obtain the same effect as the above-described embodiment.
  • 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、バッテリ（５）の電池電圧が下限電圧よりも高い閾値まで低下した場合に、バッテリ（５）の電池出力を次第に低下させる出力抑制制御を実施する。これにより、モータ（３）の継続使用時間が延長され、走行フィーリングが改善される。

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、走行フィーリングが低下する。このような走行フィーリングの低下は、エンジン始動の有無にかかわらず発生しうる。
　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、前記バッテリの電池電圧が下限電圧よりも高い閾値まで低下した場合に、前記バッテリの電池出力を次第に低下させる出力抑制制御を実施する。
　開示のハイブリッド車両によれば、バッテリの電池電圧が閾値まで低下した場合に、電池出力を次第に低下させる出力抑制制御を実施することで、モータの継続使用時間（電池電圧が下限電圧に達するまでの時間）を延長させることができ、車両の走行フィーリングを改善できる。
ハイブリッド車両の構成を示すブロック図である。 （Ａ），（Ｂ）は閾値の設定に係るマップ例である。 出力抑制制御のフローチャート例である。 走行モードの設定及び出力抑制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走行モードが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の電圧や電流や内部抵抗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。また、内部抵抗の値は、バッテリ５の電圧や電流やバッテリ温度に基づいて算出される。
　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，内部抵抗，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。
　また、バッテリ制御部１１は、バッテリ５の電池電圧が閾値まで低下した場合に、出力抑制制御を実施する。出力抑制制御とは、車両１を駆動するためのモータ出力をあえて弱めることでバッテリ５の電力を温存する制御である。出力抑制制御は、バッテリ５の電池電圧が閾値まで低下した場合に実施される。出力抑制制御の開始条件に含まれる閾値は、あらかじめ設定された固定値であってもよいし、バッテリ５の作動状態や車両１の走行状態に応じて設定される可変値であってもよい。
　本実施例のバッテリ制御部１１は、バッテリ５の充電率（ＳＯＣ），バッテリ温度，内部抵抗，後述する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）などに基づいて閾値を設定しうる。例えば、バッテリ５の充電率やバッテリ温度が低いほど、電池電圧の減少速度が大きくなりやすい。そこで、図２（Ａ）に示すように、バッテリ５の充電率またはバッテリ温度が低いほど、閾値を高い値に設定してもよい。また、バッテリ５の内部抵抗やドライバー要求トルクが大きいほど、電池電圧の減少速度が大きくなりやすい。そこで、図２（Ｂ）に示すように、バッテリ５の内部抵抗またはドライバー要求トルクが大きいほど、閾値を高い値に設定してもよい。
　閾値は、少なくともバッテリ５の下限電圧よりも高い値に設定される。バッテリ５の下限電圧とは、バッテリ５の動作に制御上の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。特段の事情がない限り、バッテリ５は電池電圧が下限電圧未満に低下しないように制御される。
　出力抑制制御では、電池出力が次第に低下するようにバッテリ５が制御される。電池出力は、例えばバッテリ５から出力される電流を減少させることによって、低下させることが可能である。また、電池出力は、バッテリ５に作用する電気的負荷を減少させることによって、低下させることも可能である。例えば、モータ出力を小さくすれば、電池出力が低下する。したがって、電池出力は、バッテリ５やモータ３の作動状態を制御することで調節可能である。このような意味で、バッテリ制御部１１の代わりに、モータ制御部１３に出力抑制制御を実施させることも可能である。
　また、ＥＶ優先モードかつ電池出力が第二上限値以上である状況において、出力抑制制御が実施された場合には、電池出力が低下するとともに第二上限値に向かって接近するようにバッテリ５が制御される。このとき、電池出力は第一上限値から離隔しつつ第二上限値に向かって接近する。電池出力を低下させることで、電池電圧の減少速度が遅く（小さく）なり、電池電圧が下限電圧に達するまでの時間が延長される。このような出力抑制制御は、エンジン始動条件が成立するまで継続され、エンジン始動条件が成立したときに終了する。なお、電池出力が第二上限値まで低下した場合に、エンジン２を始動させて出力抑制制御を終了させてもよい。
　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，内部抵抗，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。
　　条件Ａ．電池出力が第一上限値に達した。
　　条件Ｂ．ドライバー要求トルクが第一トルク以上である。
　　条件Ｃ．車速が第一速度以上である。
　　条件Ｄ．アクセル開度が第一所定開度以上である。
　　条件Ｅ．バッテリ５の充電率が第一所定充電率以下である。
　　条件Ｆ．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。
　　条件Ｇ．電池出力が第二上限値に達した。
　　条件Ｈ．ドライバー要求トルクが第二トルク以上である。
　　条件Ｉ．車速が第二速度以上である。
　　条件Ｊ．アクセル開度が第二所定開度以上である。
　　条件Ｋ．バッテリ５の充電率が第二所定充電率以下である。
　　条件Ｌ．バッテリ５の電池電圧が下限電圧以下である。
　条件Ｇは、条件Ａとともに設定されることが好ましい。同様に、条件Ｈは条件Ｂとともに設定されることが好ましく、条件Ｉは条件Ｃとともに設定されることが好ましい。また、条件Ｊは条件Ｄとともに設定されることが好ましく、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Ｌ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≦第一上限値　（より好ましくは、第二上限値＜第一上限値）
　・第二トルク≦第一トルク　（より好ましくは、第二トルク＜第一トルク）
　・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）
　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，スターターモーター，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３は、出力抑制制御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が作動している状況（例えば、ＥＶ走行モード時やハイブリッド走行モード時）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が作動する走行モード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、出力抑制制御の開始条件に含まれる閾値が設定される。閾値は、少なくともバッテリ５の下限電圧よりも高い値に設定される。続くステップＡ２では、バッテリ５の電池電圧が閾値以下である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Ａ３に進み、出力抑制制御が実施される。一方、ステップＡ２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。
　出力抑制制御では、バッテリ５の電池電圧が下限電圧まで低下する前に、電池出力が次第に低下するようにバッテリ５が制御される。これにより、電池電圧の減少速度が小さくなり、電池電圧が下限電圧に達するまでの時間が延長される。つまり、モータ３の継続使用時間が長くなり、言い換えれば、エンジン２を始動させずに走行できる距離が長くなる。したがって、車両１の走行フィーリングが改善される。
　図４は、走行モードの設定及び出力抑制制御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る。このフローチャートの制御では、ノーマルモード時と比較して、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４中のステップＢ３～Ｂ５は、図３中のステップＡ１～Ａ３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、バッテリ制御部１１において、出力抑制制御の開始条件に含まれる閾値が設定される。閾値は、バッテリ５の下限電圧よりも高い値に設定される。続くステップＢ４では、バッテリ５の電池電圧が閾値以下である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Ｂ５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Ｂ５では、出力抑制制御が実施され、電池出力が次第に低下するようにバッテリ５が制御される。また、続くステップＢ６では、電池出力が第二上限値まで低下したか否かが判定される。この条件が成立しなければ、制御がステップＢ５に戻り、電池出力が第二上限値になるまで出力抑制制御が継続される。一方、電池出力が第二上限値まで低下すると、制御がステップＢ７に進む。
　ステップＢ７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、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Ｂ４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が成立するか否かが判定される。例えば、上記の条件Ａ～条件Ｆのいずれかが成立するか否かが判定される。ＥＶ優先モード時のエンジン始動条件が成立する場合には、制御がステップＢ１１に進み、エンジン制御部１４によってエンジン２が駆動されるとともに、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。一方、ステップＢ９の条件が成立しない場合には、制御がステップＢ１２に進み、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。
　ステップＢ２からステップＢ１０へ進んだ場合には、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、上記の条件Ｇ～条件Ｌのいずれかが成立するか否かが判定される。ノーマルモード時のエンジン始動条件が成立する場合には、制御がステップＢ１１に進み、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。一方、ステップＢ１０の条件が成立しない場合には、制御がステップＢ１２に進み、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。
［４．タイムチャート］
　図５（Ａ）～（Ｆ）は、ＥＶ優先モード時に出力抑制制御を実施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）はエンジン出力の経時変化を示す。
　図５（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５（Ｆ）中に実線で示すように、時刻ｔ０以前のエンジン出力は０（エンジン２が非作動）であり、走行モードはＥＶ走行モードである。図５（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５（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。また、図５（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は、第二上限値を超えているものとする。一方、電池電圧は図５（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ｔ２に電池電圧が閾値まで低下すると、出力抑制制御が実施される。図５（Ｄ）中に実線で示すように、電池出力は次第に低下し、第一上限値から離隔するとともに第二上限値に向かって接近する。このとき車両１の駆動トルクは、図５（Ｃ）中に実線で示すように、時刻ｔ２以降に若干減少する。その後、電池出力が時刻ｔ３に第二上限値まで低下すると、出力抑制制御が終了し、エンジン２を始動させる制御が実施される。このとき、図５（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。
　エンジン出力は、時刻ｔ３の直後に一時的に負の値となるものの、エンジン２の回転状態が安定するにつれて増大する。時刻ｔ５はエンジン出力がほぼ０になった時刻であり、時刻ｔ６はエンジン出力が所定出力に達した時刻である。時刻ｔ６以降は所定出力が維持され、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５（Ｅ）中に実線で示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ５までの間に緩やかな勾配で徐々に低下する。その後、エンジン出力が正の値となる時刻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５（Ｄ）中に実線で示すように、時刻ｔ３から時刻ｔ５までの間はほぼ一定の値に維持され、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間に低下し、時刻ｔ６以降にほぼ一定値となる。
　駆動トルクは、図５（Ｃ）中に実線で示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ３にかけて減少するものの、時刻ｔ３から時刻ｔ５までの間は、電池出力と同様に一定となる。また、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの間には、電池電圧が上昇することから、駆動トルクも上昇する。その後の時刻ｔ６以降の駆動トルクはほぼ一定となる。このように、出力抑制制御を実施することで、車両１の駆動トルク（モータ出力）は、電池電圧が下限電圧に達するよりも前にやや弱められ、バッテリ５の電力が温存される。これにより、エンジン２を始動させる時刻ｔ３以降に車両１の駆動トルクが急激に低下することがなくなり、走行フィーリングが改善される。
　なお、図５（Ａ）～（Ｆ）中の破線は、比較例としてのグラフであり、出力抑制制御が実施されない場合の制御作用を示す。出力抑制制御が実施されない場合には、図５（Ｄ）中に破線で示すように、時刻ｔ２以降も電池出力の高い状態が維持される。これにより、図５（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５（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５（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５（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。
［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、バッテリ５の電池電圧が下限電圧よりも高い閾値まで低下した場合に、電池出力を次第に低下させる出力抑制制御を実施する。このような制御により、バッテリ５の電池電圧が下限電圧に達するまでの時間を延ばすことができ、モータ３の継続使用時間を延長させることができる。したがって、車両１の走行フィーリングを改善できる。
　（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、制御装置１０は、ＥＶ優先モード時の出力抑制制御に際し、電池出力を第一上限値から離隔させつつ第二上限値に向かって接近させる制御を実施しうる。
　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。このように、第一上限値に近い値をとりうる電池出力を第二上限値まで低下させることで、電池出力に十分な余力を確保することができる。これにより、モータ３の継続使用時間を延長させることができ、車両１の走行フィーリングをさらに改善できる。
　（３）上記の出力抑制制御に際し、電池出力が第二上限値まで低下した場合には、エンジン２を始動させるとともに出力抑制制御を終了させてもよい。このような制御により、電池出力に十分な余力を確保された状態で、エンジン２を始動させることができる。したがって、エンジン２の始動前後における駆動トルクの急激な減少や変動を抑制でき、車両１の走行フィーリングをさらに改善できる。
　（４）閾値の設定に関して、図２（Ａ）に示すように、バッテリ５の充電率またはバッテリ温度が低いほど閾値を高い値に設定してもよい。このように、電池電圧の減少速度が大きくなりやすい状況下での閾値を高く設定することで、出力抑制制御の開始条件を緩和でき、出力抑制制御が開始されるタイミングを早めることができる。これにより、バッテリ５の電池電圧が下限電圧に達するまでの時間をさらに延ばすことができる。また、出力抑制制御によって確保される電池出力の余力を大きくすることができる。したがって、車両１の走行フィーリングをさらに改善できる。
　（５）同様に、図２（Ｂ）に示すように、バッテリ５の内部抵抗またはドライバー要求トルクが大きいほど閾値を高い値に設定してもよい。電池電圧の減少速度は、バッテリ５の内部抵抗が大きいほど、あるいはドライバー要求トルクが大きいほど増大する。このような状況下での閾値を高く設定することで、出力抑制制御の実施時間や電池出力の余力を十分に確保でき、車両１の走行フィーリングをさらに改善できる。
［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、バッテリ５の電池電圧が閾値まで低下した場合に出力抑制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 (5)

  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、前記バッテリの電池電圧が下限電圧よりも高い閾値まで低下した場合に、前記バッテリの電池出力を次第に低下させる出力抑制制御を実施する
    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、
    　前記制御装置は、前記ＥＶ優先モード時の前記出力抑制制御に際し、前記電池出力を第一上限値から離隔させつつ第二上限値に向かって接近させるとともに、
    　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. 　前記制御装置は、前記ＥＶ優先モード時の前記出力抑制制御に際し、前記電池出力が前記第二上限値まで低下した場合に、前記エンジンを始動させて前記出力抑制制御を終了させる
    ことを特徴とする、請求項２記載のハイブリッド車両。
  4. 　前記閾値は、前記バッテリの充電率またはバッテリ温度が低いほど高い値に設定される
    ことを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。
  5. 　前記閾値は、前記バッテリの内部抵抗またはドライバー要求トルクが大きいほど高い値に設定される
    ことを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。
     
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