JP4321641B2 - ハイブリッド車両、ハイブリッド車両の制御方法およびその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可 - Google Patents

Description

この発明は、内燃機関と車両走行用の電動機とを搭載したハイブリッド車両の走行制御に関する。

近年、環境に配慮した車両としてハイブリッド車両（Hybrid Vehicle）が注目されている。ハイブリッド車両は、従来の内燃機関に加え、蓄電装置とインバータとインバータによって駆動される電動機とを車両走行用の動力源として搭載した車両である。

このようなハイブリッド車両について、内燃機関を停止させて走行する第１の走行モードと内燃機関を動作させて走行する第２の走行モードとを車両状態に応じて切替えて走行可能なハイブリッド車両が知られている。

たとえば、特開２００５−１４６９１０号公報では、エンジンの排出ガスを浄化する触媒の暖気が終了するまで第１の走行モードから第２の走行モードへの切替を禁止し、触媒が所定温度まで加熱されてから第２の走行モードへ切替可能とするハイブリッド車両が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００５−１４６９１０号公報 特開平９−１８４４５９号公報 特開平９−１８４４３９号公報 特開２０００−１６１０９９号公報 特開平１０−３３９３３４号公報

しかしながら、特開２００５−１４６９１０号公報で開示されるハイブリッド車両では、燃料供給系の温度を考慮することなく走行モードの切替が行なわれるので、以下に説明する通り、燃料配管が腐食するいわゆるドライコロージョンが発生し得る。

ドライコロージョンとは、アルコール含有燃料によりアルミニウムが腐食する現象であり、特に高温かつ低水分濃度の環境下でアルミニウムの酸化腐食が急激に進行する。そして、燃料配管の少なくとも一部がアルミニウムから成る場合、第１の走行モードでの走行時間が長くなると、燃料タンクから燃料配管に供給される燃料による燃料配管の冷却効果が得られず、日射やエンジン周囲の雰囲気等の影響により燃料配管が高温となってドライコロージョンが発生する。

特に、車両外部の電源（系統電源など）から蓄電装置を充電可能ないわゆるプラグイン・ハイブリッド車両においては、車両外部の電源から蓄電装置に蓄えられた電力のみを用いての走行距離が拡大され、内燃機関を停止させて走行する第１の走行モードでの走行時間が長時間となるので、ドライコロージョンの発生を抑制することは重要な課題である。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、燃料配管においてドライコロージョンの発生を抑制可能なハイブリッド車両を提供することである。

また、この発明の別の目的は、燃料配管においてドライコロージョンの発生を抑制可能なハイブリッド車両の制御方法およびその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することである。

この発明によれば、ハイブリッド車両は、蓄電装置と、電動機と、内燃機関と、燃料配管と、第１の温度推定部と、走行モード制御部とを備える。蓄電装置は、車両走行用の電力を蓄える。電動機は、蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する。燃料配管は、少なくとも一部がアルミニウム製であり、燃料タンクから内燃機関へ燃料を供給するためのものである。第１の温度推定部は、燃料配管の温度を推定する。走行モード制御部は、内燃機関を停止させて走行する第１のモード（ＥＶモード）と内燃機関を動作させて走行する第２のモード（ＨＶモード）とを含む走行モードの切替を制御する。そして、走行モード制御部は、第１のモードで走行中に第１の温度推定部によって推定された燃料配管の温度が第１の規定値以上のとき、第１のモードから第２のモードへ走行モードを切替える。

好ましくは、ハイブリッド車両は、第２の温度推定部をさらに備える。第２の温度推定部は、燃料の温度を推定する。走行モード制御部は、さらに、第２の温度推定部によって推定された燃料の温度が第２の規定値以上のとき、走行モードを第１のモードとする。

さらに好ましくは、ハイブリッド車両は、充電状態推定部をさらに備える。充電状態推定部は、蓄電装置の充電状態を示す状態量（ＳＯＣ）を推定する。走行モード制御部は、さらに、状態量（ＳＯＣ）が第３の規定値よりも少ないとき、走行モードを第２のモードとする。

好ましくは、ハイブリッド車両は、アルコール濃度検出装置と、水分濃度検出装置とをさらに備える。アルコール濃度検出装置は、燃料に含まれるアルコールの濃度を検出可能に構成される。水分濃度検出装置は、燃料に含まれる水分濃度を検出可能に構成される。走行モード制御部は、アルコール濃度検出装置によって検出されたアルコール濃度および水分濃度検出装置によって検出された水分濃度が所定の条件を満たしている場合に限り、第１のモードから第２のモードへ走行モードを切替える。

好ましくは、ハイブリッド車両は、発電装置と、充電装置とをさらに備える。発電装置は、内燃機関が発生する運動エネルギーを用いて発電し、蓄電装置を充電可能に構成される。充電装置は、車両外部の電源から電力の供給を受けて蓄電装置を充電可能に構成される。

また、この発明によれば、制御方法は、ハイブリッド車両の制御方法である。ハイブリッド車両は、蓄電装置と、電動機と、内燃機関と、第１の温度推定部とを備える。蓄電装置は、車両走行用の電力を蓄える。電動機は、蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する。燃料配管は、少なくとも一部がアルミニウム製であり、燃料タンクから内燃機関へ燃料を供給するためのものである。第１の温度推定部は、燃料配管の温度を推定する。そして、制御方法は、内燃機関を停止させて走行する第１のモード（ＥＶモード）で走行中か否かを判定するステップと、第１の温度推定部によって推定された燃料配管の温度が第１の規定値以上か否かを判定するステップと、第１のモードで走行中に燃料配管の温度が第１の規定値以上であると判定されたとき、第１のモードから内燃機関を動作させて走行する第２のモード（ＨＶモード）へ走行モードを切替えるステップとを含む。

好ましくは、ハイブリッド車両は、第２の温度推定部をさらに備える。第２の温度推定部は、燃料の温度を推定する。そして、制御方法は、第２の温度推定部によって推定された燃料の温度が第２の規定値以上か否かを判定するステップと、燃料の温度が第２の規定値以上であると判定されたとき、走行モードを第１のモードとするステップとをさらに含む。

さらに好ましくは、ハイブリッド車両は、蓄電装置の充電状態を示す状態量（ＳＯＣ）を推定するステップと、状態量（ＳＯＣ）が第３の規定値よりも少ないか否かを判定するステップと、状態量（ＳＯＣ）が第３の規定値よりも少ないと判定されたとき、走行モードを第２のモードとするステップとをさらに含む。

好ましくは、ハイブリッド車両は、アルコール濃度検出装置と、水分濃度検出装置とをさらに備える。アルコール濃度検出装置は、燃料に含まれるアルコールの濃度を検出可能に構成される。水分濃度検出装置は、燃料に含まれる水分濃度を検出可能に構成される。制御方法は、アルコール濃度検出装置によって検出されたアルコール濃度および水分濃度検出装置によって検出された水分濃度が所定の条件を満たしているか否かを判定するステップをさらに含む。そして、第１のモードから第２のモードへ走行モードを切替えるステップにおいて、アルコール濃度および水分濃度が所定の条件を満たしているとさらに判定された場合に限り、走行モードが切替えられる。

また、この発明によれば、記録媒体は、コンピュータ読取可能な記録媒体であって、上述したいずれかの制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録する。

この発明においては、第１のモード（ＥＶモード）で走行中に燃料配管の温度が第１の規定値以上になると、第１のモードから第２のモード（ＨＶモード）へ走行モードが切替えられるので、内燃機関が動作することにより燃料タンクから燃料配管へ燃料が供給され、その供給された燃料により燃料配管が冷却される。

したがって、この発明によれば、燃料配管の温度上昇が抑制され、その結果、ドライコロージョンの発生を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エンジン２と、動力分割機構４と、モータジェネレータ６，１０と、減速機８と、駆動軸１２と、車輪１４とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置１６と、電力変換器１８，２０と、燃料タンク２２と、燃料配管２４と、温度センサ２６と、充電器２８と、充電プラグ３０と、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）３２と、ＭＧ−ＥＣＵ３４と、ＨＶ−ＥＣＵ３６とをさらに備える。

動力分割機構４は、エンジン２、モータジェネレータ６および減速機８に結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車を動力分割機構４として用いることができ、この３つの回転軸がエンジン２およびモータジェネレータ６の回転軸ならびに減速機８の入力軸にそれぞれ接続される。また、モータジェネレータ１０の回転軸は、減速機８の入力軸に連結される。すなわち、モータジェネレータ１０と減速機８とは、同一の回転軸を有し、その回転軸が動力分割機構４のリングギヤに接続される。

そして、エンジン２が発生する運動エネルギーは、動力分割機構４によってモータジェネレータ６と減速機８とに分配される。すなわち、エンジン２は、駆動軸１２を駆動するとともにモータジェネレータ６を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。モータジェネレータ６は、エンジン２によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン２の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１００に組込まれる。また、モータジェネレータ１０は、駆動軸１２を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。

蓄電装置１６は、車両走行用の電力を蓄える充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。蓄電装置１６は、電力変換器１８，２０へ電力を供給する。また、蓄電装置１６は、モータジェネレータ６および／または１０の発電時、電力変換器１８および／または２０から電力を受けて充電される。さらに、蓄電装置１６は、充電プラグ３０に接続される図示されない車両外部の電源（以下「外部電源」と称する。）からの充電時、充電器２８から電力を受けて充電される。なお、蓄電装置１６として、大容量のキャパシタも採用可能であり、モータジェネレータ６，１０による発電電力や外部電源からの電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータジェネレータ６，１０へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。なお、蓄電装置１６の電圧ＶＢおよび蓄電装置１６に入出力される電流ＩＢが図示されないセンサによって検出され、その検出値がＨＶ−ＥＣＵ３６へ出力される。

電力変換器１８は、ＭＧ−ＥＣＵ３４からの信号ＰＷＭ１に基づいて、モータジェネレータ６により発電された電力を直流電力に変換して蓄電装置１６へ出力する。電力変換器２０は、ＭＧ−ＥＣＵ３４からの信号ＰＷＭ２に基づいて、蓄電装置１６から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１０へ出力する。なお、電力変換器１８は、エンジン２の始動時、信号ＰＷＭ１に基づいて、蓄電装置１６から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ６へ出力する。また、電力変換器２０は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、信号ＰＷＭ２に基づいて、モータジェネレータ１０により発電された電力を直流電力に変換して蓄電装置１６へ出力する。なお、各電力変換器１８，２０は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含む三相ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）インバータから成る。

モータジェネレータ６，１０は、交流電動機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ６は、エンジン２により生成された運動エネルギーを電気エネルギーに変換して電力変換器１８へ出力する。また、モータジェネレータ６は、電力変換器１８から受ける三相交流電力によって駆動力を発生し、エンジン２の始動を行なう。

モータジェネレータ１０は、電力変換器２０から受ける三相交流電力によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータ１０は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーを電気エネルギーに変換して電力変換器２０へ出力する。

エンジン２は、燃料タンク２２から燃料配管２４を介して燃料の供給を受ける。そして、エンジン２は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換し、その変換された運動エネルギーを動力分割機構４へ出力する。たとえば、運動子がピストンであり、その運動が往復運動であれば、いわゆるクランク機構を介して往復運動が回転運動に変換され、ピストンの運動エネルギーが動力分割機構４に伝達される。

燃料タンク２２は、車両外部から供給される燃料を貯蔵する。燃料配管２４は、燃料タンク２２からエンジン２へ燃料を供給するための配管であり、燃料タンクに接続される燃料供給パイプや、燃料供給パイプから供給される燃料をエンジン２の燃料噴射装置へ供給するデリバリーパイプ等から成る。この燃料配管２４の少なくとも一部は、アルミニウム製であり、たとえば、デリバリーパイプがアルミニウムで形成される。なお、燃料配管２４の全てをアルミニウム製としてもよい。

温度センサ２６は、燃料配管２４の温度Ｔ１を検出し、その検出値をエンジンＥＣＵ３２へ出力する。一例として、温度センサ２６は、燃料配管２４を構成するデリバリーパイプの外面に据付けられる。

充電プラグ３０は、外部電源から蓄電装置１６を充電するための電力を受電する外部充電インターフェースである。充電器２８は、ＨＶ−ＥＣＵ３６からの信号ＰＷＭ３に基づいて、充電プラグ３０に与えられる外部電源からの電力を蓄電装置１６の電圧レベルに変換して蓄電装置１６へ出力する。

エンジンＥＣＵ３２は、ＨＶ−ＥＣＵ３６からの動作指令に基づいてエンジン２を制御する。また、エンジンＥＣＵ３２は、燃料配管２４の温度Ｔ１の検出値を温度センサ２６から受け、その検出値をＨＶ−ＥＣＵ３６へ出力する。

ＭＧ−ＥＣＵ３４は、モータジェネレータ６，１０の各々のトルク指令値および蓄電装置１６の電圧ＶＢの検出値をＨＶ−ＥＣＵ３６から受ける。そして、ＭＧ−ＥＣＵ３４は、その受けたトルク指令値および電圧ＶＢの検出値、ならびにモータジェネレータ６，１０の各々のモータ電流およびモータ回転角に基づいて、モータジェネレータ６，１０をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２をそれぞれ電力変換器１８，２０へ出力する。なお、各モータジェネレータのモータ電流およびモータ回転角は、図示されないセンサによって検出される。

ＨＶ−ＥＣＵ３６は、アクセル開度や車両速度、シフト位置などの車両状態に基づいて、モータジェネレータ６，１０およびエンジン２を駆動制御するのに必要な各種指令値を生成し、その生成した指令値をＭＧ−ＥＣＵ３４およびエンジンＥＣＵ３２へ出力する。

また、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、このハイブリッド車両１００の走行モードを制御する。すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、エンジン２を停止してモータジェネレータ１０のみを用いて走行するか（電動機走行モード）、それともエンジン２を動作させて走行するか（ハイブリッド走行モード）の切替を制御する（以下では、電動機走行モードを「ＥＶモード」と称し、ハイブリッド走行モードを「ＨＶモード」と称する）。

ここで、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、蓄電装置１６の電圧ＶＢおよび電流ＩＢに基づいて、蓄電装置１６の充電状態（以下「ＳＯＣ（State of Charge）」と称し、満充電状態に対して０〜１００％で表わされる。）を推定し、その推定されたＳＯＣに基づいて走行モードの切替を制御する。さらにここで、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、温度センサ２６によって検出された燃料配管の温度Ｔ１の検出値をエンジンＥＣＵ３２から受け、その受けた温度Ｔ１の検出値に基づいて、後述の制御構造に従って走行モードの制御を行なう。

また、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、充電プラグ３０に接続される外部電源から蓄電装置１６の充電時、充電器２８を駆動するための信号ＰＷＭ３を生成し、その生成した信号ＰＷＭ３を充電器２８へ出力する。

図２は、図１に示したＨＶ−ＥＣＵ３６の機能ブロック図である。図２を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３６は、走行モード制御部５４と、ＳＯＣ推定部５６と、充電制御部５８とを含む。

走行モード制御部５４は、蓄電装置１６のＳＯＣを示すＳＯＣ推定部５６からの信号ＳＯＣ、および温度センサ２６によって検出される燃料配管２４の温度Ｔ１の検出値に基づいて、走行モードの切替を制御する。一例として、蓄電装置１６のＳＯＣが規定のしきい値（たとえば２０〜３０％に設定）よりも高いとき、走行モード制御部５４は、走行モードをＥＶモードとする。そして、蓄電装置１６のＳＯＣが上記しきい値に達すると、走行モード制御部５４は、ＳＯＣをそのしきい値近傍に維持するために、走行モードをＨＶモードとする（すなわち、エンジン２が起動される。）。

ここで、走行モード制御部５４は、燃料配管２４が高温になっていることを示す規定のしきい値以上に燃料配管２４の温度Ｔ１が上昇すると、ＳＯＣに拘わらずＥＶモードでの走行を禁止する。すなわち、ＥＶモードで走行中であれば、エンジン２を起動し、走行モードをＨＶモードへ切替える。

このように燃料配管２４が高温になるとＳＯＣに拘わらず走行モードを強制的にＨＶモードとするのは、燃料配管２４においてドライコロージョンが発生するのを抑制するためである。すなわち、燃料配管２４は、少なくとも一部（デリバリーパイプなど）がアルミニウム製であるので、燃料としてアルコール含有燃料が用いられた場合、当該部分が高温になるとドライコロージョンが発生する。特に、この実施の形態１によるハイブリッド車両１００では、充電器２８を用いて外部電源から蓄電装置１６を充電可能であり、外部電源から補給される電力を用いてＥＶモードでの長距離走行が可能であるので、エンジン２が長時間停止することにより燃料配管２４への燃料供給による燃料配管２４の冷却効果が得られず、日射やエンジン２の周囲の雰囲気の影響により燃料配管２４が高温になり得る。そこで、この実施の形態１では、ドライコロージョンが発生し得る温度を燃料配管２４の温度Ｔ１が超えた場合、走行モードを強制的にＨＶモードとすることによってエンジン２を動作させ、エンジン２の動作に伴なって燃料タンク２２から燃料配管２４へ供給される燃料により燃料配管２４を冷却することとしたものである。

なお、ＥＶモードでの走行中であっても、運転者によりアクセルペダルが大きく踏込まれたり、エンジン駆動タイプのエアコン動作時やエンジン暖機時などは、エンジン２の動作が許容される。すなわち、ＥＶモードでの走行中は、駆動力的に必要がない限りはエンジン２を始動させず、基本的に蓄電装置１６の充電電力をモータジェネレータ１０で消費して車両を走行させる。

ＳＯＣ推定部５６は、蓄電装置１６の電圧ＶＢおよび電流ＩＢの各検出値に基づいて蓄電装置１６のＳＯＣを推定し、その推定されたＳＯＣを示す信号ＳＯＣを走行モード制御部５４へ出力する。なお、ＳＯＣの推定方法については、種々の公知の手法を用いることができる。

充電制御部５８は、充電器２８による蓄電装置１６の充電を要求する信号ＣＨＲＧが活性化されているとき、充電プラグ３０から入力される電力の電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣの各検出値に基づいて、充電器２８を駆動するための信号ＰＷＭ３を生成して充電器２８へ出力する。なお、電圧ＶＡＣおよび電流ＩＡＣは、それぞれ図示されないセンサによって検出される。

図３は、燃料配管２４の温度Ｔ１に基づく走行モードの制御を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理は、車両が走行可能な状態にあるとき（たとえば、車両システムの起動中）、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図３を参照して、走行モード制御部５４は、燃料配管２４の温度Ｔ１が規定のしきい値Ｔｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。なお、このしきい値Ｔｔｈ１は、燃料配管２４においてドライコロージョンが発生し得る所定の温度に基づいて予め設定される。

温度Ｔ１がしきい値Ｔｔｈ１以上であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、走行モード制御部５４は、現在の走行モードがＥＶモードであるか否かを判定する（ステップＳ２０）。

そして、走行モードがＥＶモードであると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、走行モード制御部５４は、ＥＶモードでの走行を禁止する（ステップＳ３０）。すなわち、走行モード制御部５４は、エンジン２を起動し、走行モードをＨＶモードへ切替える。これにより、エンジン２の動作に伴なって燃料タンク２２から燃料配管２４へ燃料が供給され、その供給された燃料によって燃料配管２４が冷却される。

一方、ステップＳ１０において燃料配管２４の温度Ｔ１がしきい値Ｔｔｈ１よりも低いと判定された場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、または、ステップＳ２０において走行モードがＥＶモードでない（すなわちＨＶモード）と判定された場合（ステップＳ２０においてＮＯ）、走行モード制御部５４は、ＥＶモードでの走行禁止を解除する（ステップＳ４０）。したがって、この場合は、蓄電装置１６のＳＯＣに基づいて走行モードが制御される。

なお、上記においては、燃料配管２４の温度Ｔ１は、燃料配管２４に据付けられた温度センサ２６によって検出されるものとしたが、燃料配管２４の温度Ｔ１は、エンジン２の冷却水温度や車両周囲の外気温度、エンジンルーム内の温度、燃料温度、燃料消費量などに基づいて推定してもよい。

以上のように、この実施の形態１においては、ＥＶモードで走行中に燃料配管２４の温度Ｔ１が高温になると、ＥＶモードからＨＶモードへ走行モードが切替えられるので、エンジン２が動作することにより燃料タンク２２から燃料配管２４へ燃料が供給され、その供給された燃料により燃料配管２４が冷却される。したがって、この実施の形態１によれば、燃料配管２４の温度上昇が抑制され、その結果、ドライコロージョンの発生を抑制することができる。

［実施の形態２］
図４は、実施の形態２によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図４を参照して、このハイブリッド車両１００Ａは、図１に示した実施の形態１におけるハイブリッド車両１００の構成において、温度センサ３８をさらに備え、ＨＶ−ＥＣＵ３６に代えてＨＶ−ＥＣＵ３６Ａを備える。

温度センサ３８は、燃料の温度Ｔ２を検出し、その検出値をエンジンＥＣＵ３２へ出力する。一例として、温度センサ３８は、燃料タンク２２に据付けられ、燃料タンク２２内の燃料の温度を検出する。

ＨＶ−ＥＣＵ３６Ａは、蓄電装置１６のＳＯＣを推定し、その推定されたＳＯＣに基づいて走行モードの切替を制御する。ここで、ＨＶ−ＥＣＵ３６Ａは、温度センサ２６によって検出された燃料配管の温度Ｔ１および温度センサ３８によって検出された燃料の温度Ｔ２の各検出値をエンジンＥＣＵ３２から受け、その受けた温度Ｔ１，Ｔ２の各検出値に基づいて、後述の制御構造に従って走行モードの制御を行なう。

なお、ＨＶ−ＥＣＵ３６Ａのその他の機能は、実施の形態１におけるＨＶ−ＥＣＵ３６と同じである。また、ハイブリッド車両１００Ａのその他の構成は、実施の形態１によるハイブリッド車両１００と同じである。

図５は、図４に示したＨＶ−ＥＣＵ３６Ａの機能ブロック図である。図５を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３６Ａは、図２に示した実施の形態１におけるＨＶ−ＥＣＵ３６の構成において、走行モード制御部５４に代えて走行モード制御部５４Ａを含む。

走行モード制御部５４Ａは、実施の形態１における走行モード制御部５４と同様に、蓄電装置１６のＳＯＣが規定のしきい値（たとえば２０〜３０％に設定）よりも高いとき、走行モードをＥＶモードとし、ＳＯＣが上記しきい値に達すると、走行モードをＨＶモードとする。

ここで、燃料配管２４が高温になっていることを示すしきい値Ｔｔｈ１以上に燃料配管２４の温度Ｔ１が上昇した場合、走行モード制御部５４Ａは、燃料の温度Ｔ２が規定のしきい値よりも低ければ、ドライコロージョンの発生を抑制するために、ＳＯＣに拘わらずＥＶモードでの走行を禁止する。すなわち、ＥＶモードで走行中であれば、エンジン２を起動し、走行モードをＨＶモードへ切替える。

一方、燃料配管２４の温度Ｔ１がしきい値Ｔｔｈ１以上に上昇した場合であっても、燃料の温度Ｔ２が高温であれば、燃料タンク２２から燃料配管２４に供給される燃料による燃料配管２４の冷却効果は見込めず、逆に高温の燃料が燃料配管２４へ供給されることによりドライコロージョンの発生が助長されるので、走行モード制御部５４Ａは、走行モードをＥＶモードに維持する。但し、蓄電装置１６のＳＯＣが低下している場合には、蓄電装置１６が過放電となり車両の走行に支障をきたす可能性があるので、走行モード制御部５４Ａは、走行モードをＨＶモードとする。

なお、ＥＶモードでの走行中であっても、運転者によりアクセルペダルが大きく踏込まれたりした場合にエンジン２の動作が許容されるのは、実施の形態１と同じである。また、ＨＶ−ＥＣＵ３６Ａのその他の構成は、実施の形態１におけるＨＶ−ＥＣＵ３６と同じである。

図６は、図５に示した走行モード制御部５４Ａによる走行モードの制御を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、車両が走行可能な状態にあるとき（たとえば、車両システムの起動中）、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図６を参照して、走行モード制御部５４Ａは、燃料配管２４の温度Ｔ１がしきい値Ｔｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。温度Ｔ１がしきい値Ｔｔｈ１よりも低いと判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、走行モード制御部５４Ａは、温度Ｔ１，Ｔ２に基づく走行モードの制限を行なうことなく、蓄電装置１６のＳＯＣに基づいて走行モードを切替える通常制御を行なう。

ステップＳ１１０において燃料配管２４の温度Ｔ１がしきい値Ｔｔｈ１以上であると判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、走行モード制御部５４Ａは、燃料の温度Ｔ２が規定のしきい値Ｔｔｈ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。なお、このしきい値Ｔｔｈ２は、燃料配管２４においてドライコロージョンが発生し得る所定の温度に基づいて予め設定され、しきい値Ｔｔｈ１と同じ値であっても異なる値であってもよい。

温度Ｔ２がしきい値Ｔｔｈ２よりも低いと判定されると（ステップＳ１２０においてＮＯ）、走行モード制御部５４Ａは、ＥＶモードでの走行を禁止する（ステップＳ１６０）。すなわち、走行モード制御部５４Ａは、エンジン２を起動し、走行モードをＨＶモードへ切替える。これにより、エンジン２の動作に伴なって燃料タンク２２から燃料配管２４へ燃料が供給され、その供給された燃料によって燃料配管２４が冷却される。

ステップＳ１２０において燃料の温度Ｔ２がしきい値Ｔｔｈ２以上であると判定されると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、走行モード制御部５４Ａは、蓄電装置１６のＳＯＣが規定のしきい値Ｓｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。なお、このしきい値Ｓｔｈは、蓄電装置１６が過放電とならない所定のＳＯＣ値に設定される。

そして、ＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ以上であると判定されると（ステップＳ１３０においてＹＥＳ）、走行モード制御部５４Ａは、走行モードをＥＶモードとする（ステップＳ１４０）。これにより、高温の燃料が燃料配管２４に供給されることはない。一方、ＳＯＣがしきい値Ｓｔｈよりも低いと判定されると（ステップＳ１３０においてＮＯ）、走行モード制御部５４Ａは、走行モードをＨＶモードとする（ステップＳ１５０）。これにより、蓄電装置１６の過放電が防止される。

なお、上記においては、燃料の温度Ｔ２は、温度センサ３８によって検出されるものとしたが、燃料の温度Ｔ２は、エンジン２の冷却水温度や車両周囲の外気温度、排気系に設けられる触媒の温度、車両速度などに基づいて推定してもよい。

以上のように、この実施の形態２においては、燃料配管２４の温度Ｔ１だけでなく、燃料の温度Ｔ２および蓄電装置１６のＳＯＣも考慮して走行モードの切替が制御される。したがって、この実施の形態２によれば、蓄電装置１６の過放電に配慮しつつ、ドライコロージョンの発生をより確実に抑制することができる。

［変形例］
上記の実施の形態２においては、燃料配管２４の温度Ｔ１と燃料の温度Ｔ２とに基づいて走行モードの制御を行なうものとしたが、より簡易な構成として、燃料の温度Ｔ２に基づいて走行モードを制御してもよい。すなわち、実施の形態１では、燃料配管２４の温度Ｔ１に基づいて走行モードを制御するのに対し、この変形例では、燃料の温度Ｔ２に基づいて走行モードの制御が行なわれる。

図７は、この変形例における走行モードの制御を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、車両が走行可能な状態にあるとき（たとえば、車両システムの起動中）、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図７を参照して、この変形例における走行モード制御部は、燃料の温度Ｔ２がしきい値Ｔｔｈ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。温度Ｔ２がしきい値Ｔｔｈ２以上であると判定されると（ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、走行モード制御部は、蓄電装置１６のＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。

ＳＯＣがしきい値Ｓｔｈ以上であると判定されると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、走行モード制御部は、ＨＶモードでの走行を禁止する（ステップＳ２３０）。すなわち、走行モード制御部は、エンジン２を停止し、走行モードをＥＶモードとする。これにより、高温の燃料が燃料配管２４に供給されることはなく、ドライコロージョンの発生が抑制される。

一方、ステップＳ２１０において燃料の温度Ｔ２がしきい値Ｔｔｈ２よりも低いと判定された場合（ステップＳ２１０においてＮＯ）、または、ステップＳ２２０においてＳＯＣがしきい値Ｓｔｈよりも低いと判定された場合（ステップＳ２２０においてＮＯ）、走行モード制御部は、ＨＶモードでの走行禁止を解除する（ステップＳ２４０）。これにより、蓄電装置１６の過放電が防止される。

この変形例によれば、実施の形態２に比べてより簡易な構成で、蓄電装置１６の過放電に配慮しつつドライコロージョンの発生を抑制することができる。

［実施の形態３］
この実施の形態３では、ドライコロージョンの発生条件をより正確に検知するために、燃料配管２４の温度Ｔ１に加えて、燃料中のアルコール濃度および水分濃度が検出され、これらの各検出値に基づいて走行モードの制御が行なわれる。

図８は、実施の形態３によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図８を参照して、ハイブリッド車両１００Ｂは、図１に示した実施の形態１におけるハイブリッド車両１００の構成において、アルコール濃度センサ４０と、水分濃度センサ４２とをさらに備え、ＨＶ−ＥＣＵ３６に代えてＨＶ−ＥＣＵ３６Ｂを備える。

アルコール濃度センサ４０は、燃料に含まれるアルコール濃度Ｄ１を検出し、その検出値をＨＶ−ＥＣＵ３６Ｂへ出力する。なお、アルコール濃度センサ４０としては、電気式や光学式のものなど公知のセンサを用いることができる。水分濃度センサ４２は、燃料に含まれる水分濃度Ｄ２を検出し、その検出値をＨＶ−ＥＣＵ３６Ｂへ出力する。なお、水分濃度センサ４２としても、種々の公知のセンサを用いることができる。

なお、この図８では、アルコール濃度センサ４０および水分濃度センサ４２が燃料配管２４に据付けられる場合が一例として示されているが、アルコール濃度センサ４０および水分濃度センサ４２の少なくとも一方を燃料タンク２２に据付けてもよい。

ＨＶ−ＥＣＵ３６Ｂは、蓄電装置１６のＳＯＣを推定し、その推定されたＳＯＣに基づいて走行モードの切替を制御する。ここで、ＨＶ−ＥＣＵ３６Ｂは、温度センサ２６からの燃料配管２４の温度Ｔ１、アルコール濃度センサ４０からのアルコール濃度Ｄ１、および水分濃度センサ４２からの水分濃度Ｄ２の各検出値に基づいて、後述の制御構造に従って走行モードの制御を行なう。

なお、ＨＶ−ＥＣＵ３６Ｂのその他の機能は、実施の形態１におけるＨＶ−ＥＣＵ３６と同じである。また、ハイブリッド車両１００Ｂのその他の構成は、実施の形態１によるハイブリッド車両１００と同じである。

図９は、図８に示したＨＶ−ＥＣＵ３６Ｂの機能ブロック図である。図９を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ３６Ｂは、図２に示した実施の形態１におけるＨＶ−ＥＣＵ３６の構成において、走行モード制御部５４に代えて走行モード制御部５４Ｂを含む。

走行モード制御部５４Ｂは、実施の形態１における走行モード制御部５４と同様に、蓄電装置１６のＳＯＣが規定のしきい値（たとえば２０〜３０％に設定）よりも高いとき、走行モードをＥＶモードとし、ＳＯＣが上記しきい値に達すると、走行モードをＨＶモードとする。

ここで、燃料配管２４の温度Ｔ１がしきい値Ｔｔｈ１以上であって、さらに、アルコール濃度Ｄ１が規定のしきい値以上であり、かつ、水分濃度Ｄ２が規定のしきい値以下の場合、走行モード制御部５４Ｂは、ＳＯＣに拘わらずＥＶモードでの走行を禁止する。すなわち、ＥＶモードで走行中であれば、エンジン２を起動し、走行モードをＨＶモードへ切替える。

ドライコロージョンは、燃料に高濃度のアルコールが含まれ、かつ、高温・低水分濃度の環境下で発生しやすいので、この実施の形態３では、このような条件が揃ったときにドライコロージョンが発生するものとして、エンジン２を起動し、走行モードをＨＶモードへ切替えることとしたものである。言い換えると、燃料配管２４の温度Ｔ１が高温であっても、燃料中のアルコール濃度Ｄ１が低い場合、または、低水分濃度でないときは、ドライコロージョンが発生する可能性は低いものとして、走行モードを強制的にＨＶモードへ切替えることはしない。これにより、エンジン２が不必要に駆動されて燃費が悪化するのを防止することができる。

なお、ＥＶモードでの走行中であっても、運転者によりアクセルペダルが大きく踏込まれたりした場合にエンジン２の動作が許容されるのは、実施の形態１と同じである。また、ＨＶ−ＥＣＵ３６Ｂのその他の構成は、実施の形態１におけるＨＶ−ＥＣＵ３６と同じである。

図１０は、図９に示した走行モード制御部５４Ｂによる走行モードの制御を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートの処理も、車両が走行可能な状態にあるとき（たとえば、車両システムの起動中）、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図１０を参照して、このフローチャートは、図３に示したフローチャートにおいて、ステップＳ１２，Ｓ１４をさらに含む。すなわち、ステップＳ１０において、燃料配管２４の温度Ｔ１がしきい値Ｔｔｈ１以上であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、走行モード制御部５４Ｂは、燃料中のアルコール濃度Ｄ１が規定のしきい値Ｄｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。なお、このしきい値Ｄｔｈ１は、ドライコロージョンが発生し得る所定のアルコール濃度に基づいて予め設定される。

アルコール濃度Ｄ１がしきい値Ｄｔｈ１以上であると判定されると（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、走行モード制御部５４Ｂは、燃料中の水分濃度Ｄ２が規定のしきい値Ｄｔｈ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、このしきい値Ｄｔｈ２は、ドライコロージョンが発生し得る所定の水分濃度に基づいて予め設定される。そして、水分濃度Ｄ２がしきい値Ｄｔｈ２以下であると判定されると（ステップＳ１４においてＹＥＳ）、走行モード制御部５４Ｂは、ステップＳ２０へ処理を移行する。

一方、ステップＳ１２においてアルコール濃度Ｄ１がしきい値Ｄｔｈ１よりも低いと判定された場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、または、ステップＳ１４において水分濃度Ｄ２がしきい値Ｄｔｈ２よりも高いと判定された場合（ステップＳ１４においてＮＯ）、走行モード制御部５４Ｂは、ステップＳ４０へ処理を移行し、ＥＶモードでの走行禁止が解除される。

以上のように、この実施の形態３においては、燃料配管２４の温度Ｔ１だけでなく、燃料中のアルコール濃度Ｄ１および水分濃度Ｄ２も考慮して走行モードの切替が制御される。したがって、この実施の形態３によれば、ドライコロージョンの発生を抑制可能であり、さらに、エンジン２が不必要に駆動されて燃費が悪化するのを防止可能である。

なお、上記の各実施の形態においては、蓄電装置１６は、専用の充電器２８によって外部電源から充電するものとしたが、外部電源から蓄電装置１６の充電方法は、このような方法に限られない。たとえば、充電プラグ３０に接続される電力線対をモータジェネレータ６，１０の中性点に接続し、充電プラグ３０からモータジェネレータ６，１０の中性点に与えられる外部電源からの電力を電力変換器１８，２０により変換することによって蓄電装置１６を充電してもよい。

また、上記の各実施の形態においては、動力分割機構４によりエンジン２の動力を減速機８とモータジェネレータ６とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータ６を駆動するためにのみエンジン２を用い、モータジェネレータ１０でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジン２が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両などにもこの発明は適用可能である。

なお、上記において、ＨＶ−ＥＣＵ３６，３６Ａ，３６Ｂにおける制御は、実際には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって行なわれ、ＣＰＵは、各実施の形態において説明したフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Read Only Memory）から読出し、その読出したプログラムを実行してフローチャートに従って処理を実行する。したがって、ＲＯＭは、各実施の形態において説明したフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取可能な記録媒体に相当する。

なお、上記において、モータジェネレータ１０は、この発明における「電動機」に対応し、エンジン２は、この発明における「内燃機関」に対応する。また、温度センサ２６は、この発明における「第１の温度推定部」に対応し、温度センサ３８は、この発明における「第２の温度推定部」に対応する。

さらに、アルコール濃度センサ４０は、この発明における「アルコール濃度検出装置」に対応し、水分濃度センサ４２は、この発明における「水分濃度検出装置」に対応する。また、さらに、モータジェネレータ６および電力変換器１８は、この発明における「発電装置」を形成し、充電器２８および充電プラグ３０は、この発明における「充電装置」を形成する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。 図１に示すＨＶ−ＥＣＵの機能ブロック図である。 燃料配管の温度に基づく走行モードの制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。 図４に示すＨＶ−ＥＣＵの機能ブロック図である。 図５に示す走行モード制御部による走行モードの制御を説明するためのフローチャートである。 変形例における走行モードの制御を説明するためのフローチャートである。 実施の形態３によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。 図８に示すＨＶ−ＥＣＵの機能ブロック図である。 図９に示す走行モード制御部による走行モードの制御を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

２ エンジン、４ 動力分割機構、６，１０ モータジェネレータ、８ 減速機、１２ 駆動軸、１４ 車輪、１６ 蓄電装置、１８，２０ 電力変換器、２２ 燃料タンク、２４ 燃料配管、２６，３８ 温度センサ、２８ 充電器、３０ 充電プラグ、３２ エンジンＥＣＵ、３４ ＭＧ−ＥＣＵ、３６，３６Ａ，３６Ｂ ＨＶ−ＥＣＵ、４０ アルコール濃度センサ、４２ 水分濃度センサ、５４，５４Ａ，５４Ｂ 走行モード制御部、５６ ＳＯＣ推定部、５８ 充電制御部、１００，１００Ａ，１００Ｂ ハイブリッド車両。

Claims (10)

1. 車両走行用の電力を蓄える蓄電装置と、
   前記蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機と、
   内燃機関と、
   少なくとも一部がアルミニウム製であり、燃料タンクから前記内燃機関へ燃料を供給するための燃料配管と、
   前記燃料配管の温度を推定する第１の温度推定部と、
   前記内燃機関を停止させて走行する第１のモードと前記内燃機関を動作させて走行する第２のモードとを含む走行モードの切替を制御する走行モード制御部とを備え、
   前記走行モード制御部は、前記第１のモードで走行中に前記第１の温度推定部によって推定された前記燃料配管の温度が第１の規定値以上のとき、前記第１のモードから前記第２のモードへ前記走行モードを切替える、ハイブリッド車両。
2. 前記燃料の温度を推定する第２の温度推定部をさらに備え、
   前記走行モード制御部は、さらに、前記第２の温度推定部によって推定された前記燃料の温度が第２の規定値以上のとき、前記走行モードを前記第１のモードとする、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記蓄電装置の充電状態を示す状態量を推定する充電状態推定部をさらに備え、
   前記走行モード制御部は、さらに、前記状態量が第３の規定値よりも少ないとき、前記走行モードを前記第２のモードとする、請求項２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記燃料に含まれるアルコールの濃度を検出可能に構成されたアルコール濃度検出装置と、
   前記燃料に含まれる水分濃度を検出可能に構成された水分濃度検出装置とをさらに備え、
   前記走行モード制御部は、前記アルコール濃度検出装置によって検出されたアルコール濃度および前記水分濃度検出装置によって検出された水分濃度が所定の条件を満たしている場合に限り、前記第１のモードから前記第２のモードへ前記走行モードを切替える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
5. 前記内燃機関が発生する運動エネルギーを用いて発電し、前記蓄電装置を充電可能に構成された発電装置と、
   車両外部の電源から電力の供給を受けて前記蓄電装置を充電可能に構成された充電装置とをさらに備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。
6. ハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記ハイブリッド車両は、
   車両走行用の電力を蓄える蓄電装置と、
   前記蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機と、
   内燃機関と、
   少なくとも一部がアルミニウム製であり、燃料タンクから前記内燃機関へ燃料を供給するための燃料配管と、
   前記燃料配管の温度を推定する第１の温度推定部とを備え、
   前記制御方法は、
   前記内燃機関を停止させて走行する第１のモードで走行中か否かを判定するステップと、
   前記第１の温度推定部によって推定された前記燃料配管の温度が第１の規定値以上か否かを判定するステップと、
   前記第１のモードで走行中に前記燃料配管の温度が前記第１の規定値以上であると判定されたとき、前記第１のモードから前記内燃機関を動作させて走行する第２のモードへ走行モードを切替えるステップとを含む、ハイブリッド車両の制御方法。
7. 前記ハイブリッド車両は、前記燃料の温度を推定する第２の温度推定部をさらに備え、
   前記制御方法は、
   前記第２の温度推定部によって推定された前記燃料の温度が第２の規定値以上か否かを判定するステップと、
   前記燃料の温度が第２の規定値以上であると判定されたとき、前記走行モードを前記第１のモードとするステップとをさらに含む、請求項６に記載のハイブリッド車両の制御方法。
8. 前記蓄電装置の充電状態を示す状態量を推定するステップと、
   前記状態量が第３の規定値よりも少ないか否かを判定するステップと、
   前記状態量が前記第３の規定値よりも少ないと判定されたとき、前記走行モードを前記第２のモードとするステップとをさらに含む、請求項７に記載のハイブリッド車両の制御方法。
9. 前記ハイブリッド車両は、
   前記燃料に含まれるアルコールの濃度を検出可能に構成されたアルコール濃度検出装置と、
   前記燃料に含まれる水分濃度を検出可能に構成された水分濃度検出装置とをさらに備え、
   前記制御方法は、前記アルコール濃度検出装置によって検出されたアルコール濃度および前記水分濃度検出装置によって検出された水分濃度が所定の条件を満たしているか否かを判定するステップをさらに含み、
   前記第１のモードから前記第２のモードへ前記走行モードを切替えるステップにおいて、前記アルコール濃度および前記水分濃度が前記所定の条件を満たしているとさらに判定された場合に限り、前記走行モードが切替えられる、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御方法。
10. 請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。

Images