JP7251054B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

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Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。
特許文献１には、エンジンの冷却水の水温とエアコンスイッチの状態に基づいて予熱装置によるエンジンの予熱の完了や空燃比センサなどのセンサの準備完了、排ガス浄化装置の暖機の完了に基づいて定められた所定時間Ｔｓ１を通常状態の遅延時間Ｔｓｅｔとして設定し、要求トルクや要求動力やバッテリの残容量（ＳＯＣ）に基づいてモータ走行が可能なときには、遅延時間Ｔｓｅｔが経過した後にエンジンを始動するハイブリッド車両が開示されている。
特許文献１に記載のハイブリッド車両によれば、エンジンの始動や始動直後の運転を効率よく行なうことができると共に種々の準備の完了を判定してエンジンを始動するものに比して始動時の処理を簡易なものとすることができる。
特開２００４－１５６５８１号公報
ところで、ハイブリッド車両の走行中においては、エンジンを自動停止させている状態でモータジェネレータの回生により制動を行うことがある。このような制動時にバッテリのＳＯＣがバッテリ保護のための上限閾値を超えると、モータジェネレータの回生が行えなくなる。
また、ハイブリッド車両が高車速で走行中に、エンジンを自動停止させている状態でモータジェネレータの回生により制動を行った場合は、モータジェネレータの回生エネルギの回収が大きい。
このため、ハイブリッド車両が高車速で走行中、バッテリのＳＯＣが高い状態で前述したモータジェネレータの回生により制動を行うと、エンジンの再始動の遅延時間の長さによってはエンジンの再始動後のエンジンブレーキが作用する前にバッテリのＳＯＣが上限閾値に達してしまうおそれがある。このように、エンジンブレーキが作用する前にバッテリのＳＯＣが上限閾値に達してしまうと、モータジェネレータの回生による制動力が途切れてしまい、ドライバビリティが悪化してしまう。
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、燃費を向上でき、モータジェネレータの回生による制動力が途切れることに起因したドライバビリティの悪化を防止することができるハイブリッド車両を提供することを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するため、駆動輪に動力を伝達する駆動源として内燃機関及びモータジェネレータを備え、前記内燃機関の運転を停止させた状態で走行可能なハイブリッド車両であって、前記モータジェネレータに電力を供給するバッテリと、前記バッテリの残容量を検出するバッテリ残容量検出部と、前記ハイブリッド車両の速度である車速を検出する車速検出部と、所定の再始動条件が成立すると、所定の再始動遅延時間の経過後に前記内燃機関を再始動させる制御部と、を備え、前記制御部は、前記バッテリの残容量と前記車速とに基づき前記所定の再始動遅延時間を決定し、前記バッテリの残容量が第１の閾値未満の場合、前記所定の再始動遅延時間は、前記車速が高いほど長い時間に決定され、前記バッテリの残容量が第１の閾値以上の場合、前記所定の再始動遅延時間は、前記車速が高いほど短い時間に決定される構成を有する。
本発明によれば、燃費を向上でき、モータジェネレータの回生による制動力が途切れることに起因したドライバビリティの悪化を防止することができるハイブリッド車両を提供することができる。
図１は、本発明の実施例に係るハイブリッド車両の構成図である。 図２は、本発明の実施例に係るハイブリッド車両における自動停止遅延時間の算出の流れを説明する図である。 図３は、本発明の実施例に係るハイブリッド車両における再始動遅延時間の算出の流れを説明する図である。 図４は、本発明の実施例に係るハイブリッド車両において実行される自動停止制御の処理の流れを示すフローチャートである。 図５は、本発明の実施例に係るハイブリッド車両において実行される再始動制御の処理の流れを示すフローチャートである。
本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両は、駆動輪に動力を伝達する駆動源として内燃機関及びモータジェネレータを備え、内燃機関の運転を停止させた状態で走行可能なハイブリッド車両であって、モータジェネレータに電力を供給するバッテリと、バッテリの残容量を検出するバッテリ残容量検出部と、ハイブリッド車両の速度である車速を検出する車速検出部と、所定の再始動条件が成立すると、所定の再始動遅延時間の経過後に内燃機関を再始動させる制御部と、を備え、制御部は、バッテリの残容量と車速とに基づき所定の再始動遅延時間を決定し、バッテリの残容量が第１の閾値未満の場合、所定の再始動遅延時間は、バッテリの残容量又は車速が高いほど長い時間に決定され、バッテリの残容量が第１の閾値以上の場合、所定の再始動遅延時間は、車速が高いほど短い時間に決定されることを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両は、燃費を向上でき、モータジェネレータの回生による制動力が途切れることに起因したドライバビリティの悪化を防止することができる。
以下、本発明の実施例に係るハイブリッド車両について図面を参照して説明する。
図１に示すように、ハイブリッド車両１は、内燃機関としてのエンジン２と、自動変速機としてのトランスミッション３と、モータジェネレータ４と、駆動輪５と、ハイブリッド車両１を総合的に制御するＨＣＵ（Hybrid Control Unit）１０と、エンジン２を制御するＥＣＭ（Engine Control Module）１１と、トランスミッション３を制御するＴＣＭ（Transmission Control Module）１２と、ＩＳＧＣＭ（Integrated Starter Generator Control Module）１３と、ＩＮＶＣＭ（Invertor Control Module）１４と、ＢＭＳ（Battery Management System）１６とを含んで構成される。エンジン２及びモータジェネレータ４は、駆動輪５に動力を伝達する駆動源を構成する。
エンジン２には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行うように構成されている。
エンジン２には、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）２０と、スタータ２１とが連結されている。ＩＳＧ２０は、ベルト２２などを介してエンジン２のクランクシャフト１８に連結されている。ＩＳＧ２０は、電力が供給されることにより回転することでエンジン２を回転駆動させる電動機の機能と、クランクシャフト１８から入力された回転力を電力に変換する発電機の機能とを有する。
本実施例では、ＩＳＧ２０は、ＩＳＧＣＭ１３の制御により、電動機として機能することで、エンジン２を自動停止機能による停止状態（以下、「自動停止状態」という）から再始動させるようになっている。ＩＳＧ２０は、電動機として機能することで、ハイブリッド車両１の走行をアシストすることもできる。エンジン２の自動停止機能としては、アイドリングストップ機能の他、ハイブリッド車両１の走行中に所定の自動停止条件が成立することによりエンジン２を自動停止させる機能が含まれる。
スタータ２１は、図示しないモータとピニオンギヤとを含んで構成されている。スタータ２１は、モータを回転させることにより、クランクシャフト１８を回転させて、エンジン２に始動時の回転力を与えるようになっている。このように、エンジン２は、スタータ２１によって始動され、自動停止状態からＩＳＧ２０によって再始動される。
トランスミッション３は、エンジン２から出力された回転を変速してドライブシャフト２３を介して駆動輪５に伝達し、当該駆動輪５を駆動するようになっている。トランスミッション３は、平行軸歯車機構からなる常時噛合式の変速機構２５と、ノーマルクローズタイプの乾式クラッチによって構成されるクラッチ２６と、ディファレンシャル機構２７と、アクチュエータ５１、５２とを備えている。
クラッチ２６は、変速機構２５とエンジン２との間の動力伝達経路に設けられ、その動力伝達経路を切断または接続するものである。
トランスミッション３は、いわゆるＡＭＴ（Automated Manual Transmission）として構成されており、ＴＣＭ１２により制御されたアクチュエータ５２により変速機構２５における変速段の切換えが行われ、アクチュエータ５１によりクラッチ２６の切断及び接続が行われるようになっている。ディファレンシャル機構２７は、変速機構２５によって出力された動力をドライブシャフト２３に伝達するようになっている。
モータジェネレータ４は、ディファレンシャル機構２７に対して、チェーン等の動力伝達機構２８を介して連結されている。モータジェネレータ４は、電動機として機能する。
このように、ハイブリッド車両１は、エンジン２とモータジェネレータ４の両方の動力を車両の駆動に用いることが可能なパラレルハイブリッドシステムを構成しており、エンジン２及びモータジェネレータ４の少なくとも一方が出力する動力により走行するようになっている。したがって、ハイブリッド車両１は、エンジン２の運転を停止させた状態でも走行可能である。
モータジェネレータ４は、発電機としても機能し、ハイブリッド車両１の走行によって発電を行うようになっている。なお、モータジェネレータ４は、エンジン２から駆動輪５までの動力伝達経路の何れかの箇所に動力伝達可能に連結されていればよく、必ずしもディファレンシャル機構２７に連結される必要はない。
ハイブリッド車両１は、第１蓄電装置３０と、バッテリとしての第２蓄電装置３３を含む高電圧パワーパック３４と、高電圧ケーブル３５と、低電圧ケーブル３６とを備えている。
第１蓄電装置３０及び第２蓄電装置３３は、充電可能な二次電池から構成されている。第１蓄電装置３０は鉛電池からなる。第１蓄電装置３０は、約１２Ｖの出力電圧を発生するようにセルの個数等が設定された低電圧バッテリである。第１蓄電装置３０は、少なくともエンジン２を始動又は再始動する始動装置としてのスタータ２１及びＩＳＧ２０に電力を供給するようになっている。
第２蓄電装置３３は、第１蓄電装置３０より高電圧を発生するようにセルの個数等が設定された高電圧バッテリであり、例えば、１００Ｖの出力電圧を発生させる。第２蓄電装置３３の残容量（以下、「ＳＯＣ（State of Charge）」という）などの状態は、ＢＭＳ１６によって管理される。本実施例では、第２蓄電装置３３はリチウムイオン電池からなる。
ハイブリッド車両１には、電気負荷としての一般負荷３７が設けられている。一般負荷３７は、一時的に使用される電気負荷である。一般負荷３７には、例えば、図示しないワイパー、及び、エンジン２に冷却風を送風する電動クーリングファンが含まれる。
高電圧パワーパック３４は、第２蓄電装置３３に加えて、インバータ４５と、ＩＮＶＣＭ１４と、ＢＭＳ１６とを有している。高電圧パワーパック３４は、高電圧ケーブル３５を介して、モータジェネレータ４に電力を供給可能に接続されている。
インバータ４５は、ＩＮＶＣＭ１４の制御により、高電圧ケーブル３５にかかる交流電力と、第２蓄電装置３３にかかる直流電力とを相互に変換するようになっている。例えば、ＩＮＶＣＭ１４は、モータジェネレータ４を力行させるときには、第２蓄電装置３３が放電した直流電力をインバータ４５により交流電力に変換させてモータジェネレータ４に供給する。
ＩＮＶＣＭ１４は、モータジェネレータ４を回生させるときには、モータジェネレータ４が発電した交流電力をインバータ４５により直流電力に変換させて第２蓄電装置３３に充電する。
ＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３、ＩＮＶＣＭ１４及びＢＭＳ１６は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。
これらのコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３、ＩＮＶＣＭ１４及びＢＭＳ１６としてそれぞれ機能させるためのプログラムが格納されている。
すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施例におけるＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２、ＩＳＧＣＭ１３、ＩＮＶＣＭ１４及びＢＭＳ１６としてそれぞれ機能する。本実施例におけるＥＣＭ１１は、制御部を構成する。
本実施例において、ＥＣＭ１１は、所定の自動停止条件が成立すると、所定の自動停止遅延時間又は所定のトルクマージン自動停止遅延時間の経過後にエンジン２を自動停止させる自動停止制御を実行可能である。この自動停止制御により、エンジン２の不要な運転が行われなくなり、ハイブリッド車両１の燃費が向上する。
本実施例においては、モータジェネレータ４のトルクマージンＴｍが所定の自動停止閾値以上となったことを、所定の自動停止条件としている。トルクマージンＴｍとは、モータジェネレータ４が出力可能なモータトルクすなわち定格トルクから、ハイブリッド車両１に要求される駆動力である要求トルクを減算した値である。
要求トルクは、例えばハイブリッド車両１の車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃとに基づき要求トルクマップを参照することによりＨＣＵ１０によって決定される。要求トルクマップは、車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃと要求トルクとの関係を予め実験的に求めたもので、ＨＣＵ１０のＲＯＭに記憶されている。
ＥＣＭ１１は、ハイブリッド車両１の車速Ｖと第２蓄電装置３３のＳＯＣとに基づき自動停止閾値算出マップを参照することにより所定の自動停止閾値を算出するようになっている。自動停止閾値算出マップは、車速ＶとＳＯＣと自動停止閾値との関係を予め実験的に求めたもので、ＥＣＭ１１のＲＯＭに記憶されている。
自動停止閾値算出マップにおいて、自動停止閾値は、ＳＯＣが高いほどエンジン２を自動停止し易い閾値、すなわち小さい値の閾値となるよう定義され、車速Ｖが高いほどエンジン２を自動停止し難い閾値、すなわち大きい値の閾値となるよう定義されている。したがって、車速Ｖが高い場合には、大きい値の自動停止閾値が算出されるため、例えば運転者によりアクセルペダルが踏み込まれていない状態に近い状態まで要求トルクが小さくならなければ所定の自動停止条件が成立しない。
ＥＣＭ１１は、上述したように、所定の自動停止条件の成立後、所定の自動停止遅延時間又は所定のトルクマージン自動停止遅延時間の経過を待ってエンジン２を自動停止させる。所定の自動停止遅延時間及び所定のトルクマージン自動停止遅延時間は、次の算出方法によりＥＣＭ１１によって決定される。
ＥＣＭ１１は、第２蓄電装置３３のＳＯＣとハイブリッド車両１の車速Ｖとに基づき、自動停止遅延時間算出マップ６０（図２参照）を参照することにより所定の自動停止遅延時間を算出するようになっている。自動停止遅延時間算出マップ６０は、ＳＯＣと車速Ｖと所定の自動停止遅延時間との関係を予め実験的に求めたもので、ＥＣＭ１１のＲＯＭに記憶されている。
自動停止遅延時間算出マップ６０における「１」、「２」、「３」の各数値は、所定の自動停止遅延時間の長さの度合いを示すもので、「１」＜「２」＜「３」の順に長い時間の所定の自動停止遅延時間となるよう定義されている。
ＥＣＭ１１は、ハイブリッド車両１の車速Ｖとモータジェネレータ４のトルクマージンＴｍとに基づき、トルクマージン自動停止遅延時間算出マップ６１（図２参照）を参照することにより所定のトルクマージン自動停止遅延時間を算出するようになっている。トルクマージン自動停止遅延時間算出マップ６１は、車速ＶとトルクマージンＴｍとトルクマージン自動停止遅延時間との関係を予め実験的に求めたもので、ＥＣＭ１１のＲＯＭに記憶されている。
トルクマージン自動停止遅延時間算出マップ６１における「１」、「２」、「３」の各数値は、トルクマージン自動停止遅延時間の長さの度合いを示すもので、「１」＜「２」＜「３」の順に長い時間のトルクマージン自動停止遅延時間となるよう定義されている。
ＥＣＭ１１は、上述のように算出した所定の自動停止遅延時間と所定のトルクマージン自動停止遅延時間とのうち、いずれか長い方をエンジン２の自動停止に係る遅延時間として決定するようになっている。
したがって、ＥＣＭ１１は、所定のトルクマージン自動停止遅延時間よりも所定の自動停止遅延時間の方が長い場合には、所定の自動停止遅延時間の経過後にエンジン２を自動停止させる。ＥＣＭ１１は、所定の自動停止遅延時間よりも所定のトルクマージン自動停止遅延時間の方が長い場合には、所定のトルクマージン自動停止遅延時間の経過後にエンジン２を自動停止させる。
図２に示すように、自動停止遅延時間算出マップ６０は、ＳＯＣが第２の閾値Ｔｈ２未満の場合にはＳＯＣ又は車速Ｖが低いほど長い時間の所定の自動停止遅延時間が決定されるよう定義されている。
自動停止遅延時間算出マップ６０は、ＳＯＣが第２の閾値Ｔｈ２以上の場合にはＳＯＣ又は車速Ｖが高いほど長い時間の所定の自動停止遅延時間が決定されるよう定義されている。第２の閾値Ｔｈ２は、第２蓄電装置３３が残量不足となるＳＯＣの下限値から一定の値を加算した値に設定されている。
トルクマージン自動停止遅延時間算出マップ６１は、トルクマージンＴｍが低いほど、又は車速Ｖが高いほど、長い時間のトルクマージン自動停止遅延時間が決定されるよう定義されている。
本実施例において、ＥＣＭ１１は、エンジン２の自動停止中に所定の再始動条件が成立すると、所定の再始動遅延時間又は所定のトルクマージン再始動遅延時間の経過後にＩＳＧＣＭ１３を介してＩＳＧ２０を駆動してエンジン２を再始動させる再始動制御を実行可能である。
本実施例においては、モータジェネレータ４のトルクマージンＴｍが所定の再始動閾値以下となったことを、所定の再始動条件としている。ＥＣＭ１１は、トルクマージンＴｍが所定の再始動閾値以下となった場合には、ＥＶ走行を続ける余力がないと判断してエンジン２を再始動させる。ＥＶ走行とは、エンジン２の運転を停止させた状態でモータジェネレータ４の動力によりハイブリッド車両１を走行させることをいう。
ＥＣＭ１１は、ハイブリッド車両１の車速Ｖと第２蓄電装置３３のＳＯＣとに基づき再始動閾値算出マップを参照することにより所定の再始動閾値を算出するようになっている。再始動閾値算出マップは、車速ＶとＳＯＣと再始動閾値との関係を予め実験的に求めたもので、ＥＣＭ１１のＲＯＭに記憶されている。
再始動閾値算出マップにおいて、再始動閾値は、ＳＯＣ又は車速Ｖが低いほどエンジン２を再始動し易い閾値、すなわち大きい値の閾値となるよう定義されている。
ＥＣＭ１１は、上述したように、所定の再始動条件の成立後、所定の再始動遅延時間又は所定のトルクマージン再始動遅延時間の経過を待ってエンジン２を再始動させる。所定の再始動遅延時間及び所定のトルクマージン再始動遅延時間は、次の算出方法によりＥＣＭ１１によって決定される。
ＥＣＭ１１は、第２蓄電装置３３のＳＯＣとハイブリッド車両１の車速Ｖとに基づき、再始動遅延時間算出マップ７０（図３参照）を参照することにより所定の再始動遅延時間を算出するようになっている。再始動遅延時間算出マップ７０は、ＳＯＣと車速Ｖと所定の再始動遅延時間との関係を予め実験的に求めたもので、ＥＣＭ１１のＲＯＭに記憶されている。
再始動遅延時間算出マップ７０における「０」、「１」、「２」、「３」の各数値は、所定の再始動遅延時間の長さの度合いを示すもので、「０」＜「１」＜「２」＜「３」の順に長い時間の所定の再始動遅延時間となるよう定義されている。「０」で定義される仮再始動遅延時間は、仮再始動遅延時間＝０、すなわち所定の再始動遅延時間が生じないものを含んでもよい。
ＥＣＭ１１は、ハイブリッド車両１の車速Ｖとモータジェネレータ４のトルクマージンＴｍとに基づき、トルクマージン再始動遅延時間算出マップ７１（図３参照）を参照することにより所定のトルクマージン再始動遅延時間を算出するようになっている。トルクマージン再始動遅延時間算出マップ７１は、車速ＶとトルクマージンＴｍとトルクマージン再始動遅延時間との関係を予め実験的に求めたもので、ＥＣＭ１１のＲＯＭに記憶されている。
トルクマージン再始動遅延時間算出マップ７１における「０」、「１」、「２」、「３」の各数値は、トルクマージン再始動遅延時間の長さの度合いを示すもので、「０」＜「１」＜「２」＜「３」の順に長い時間のトルクマージン再始動遅延時間となるよう定義されている。「０」で定義されるトルクマージン再始動遅延時間は、トルクマージン再始動遅延時間＝０、すなわちトルクマージン再始動遅延時間が生じないものを含んでもよい。
ＥＣＭ１１は、上述のように算出した所定の再始動遅延時間と所定のトルクマージン再始動遅延時間とのうち、いずれか短い方をエンジン２の再始動に係る遅延時間として決定するようになっている。
したがって、ＥＣＭ１１は、所定のトルクマージン再始動遅延時間よりも所定の再始動遅延時間の方が短い場合には、所定の再始動遅延時間の経過後にエンジン２を再始動させる。ＥＣＭ１１は、所定の再始動遅延時間よりも所定のトルクマージン再始動遅延時間の方が短い場合には、所定のトルクマージン再始動遅延時間の経過後にエンジン２を再始動させる。
図３に示すように、再始動遅延時間算出マップ７０は、ＳＯＣが第１の閾値Ｔｈ１未満の場合にはＳＯＣ又は車速Ｖが高いほど長い時間の所定の再始動遅延時間が決定されるよう定義されている。
再始動遅延時間算出マップ７０は、ＳＯＣが第１の閾値Ｔｈ１以上の場合には車速Ｖが高いほど短い時間の所定の再始動遅延時間が決定されるよう定義されている。第１の閾値Ｔｈ１は、バッテリ保護のための上限閾値から一定の値を減算した値に設定されている。
トルクマージン再始動遅延時間算出マップ７１は、トルクマージンＴｍ又は車速Ｖが低いほど、短い時間のトルクマージン再始動遅延時間が決定されるよう定義されている。
図１に示すように、ハイブリッド車両１には、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠した車内ＬＡＮ（Local Area Network）を形成するためのＣＡＮ通信線４８、４９が設けられている。
ＨＣＵ１０は、ＩＮＶＣＭ１４及びＢＭＳ１６にＣＡＮ通信線４８によって接続されている。ＨＣＵ１０、ＩＮＶＣＭ１４及びＢＭＳ１６は、ＣＡＮ通信線４８を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行う。
ＨＣＵ１０は、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２及びＩＳＧＣＭ１３にＣＡＮ通信線４９によって接続されている。ＨＣＵ１０、ＥＣＭ１１、ＴＣＭ１２及びＩＳＧＣＭ１３は、ＣＡＮ通信線４９を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行う。
ＨＣＵ１０には、駆動輪５を含む各車輪の車輪速を検出する車輪速センサ１０ａ、図示しないアクセルペダルの操作量をアクセル開度Ａｃｃとして検出するアクセル開度センサ１０ｂ、クラッチ２６の係合度を検出するクラッチストロークセンサ１０ｃ、クランク角センサ１０ｄが接続されている。ＨＣＵ１０は、クランク角センサ１０ｄからの検出情報に基づきエンジン２の回転速度であるエンジン回転速度を算出する。
車輪速センサ１０ａは、車輪が所定角分回転するごとにパルスを発生させるパルス信号を車速パルスとして出力する。ＨＣＵ１０は、この車速パルスに基づいてハイブリッド車両１の車速を算出する。本実施例におけるＨＣＵ１０は、車速検出部を構成する。
ＢＭＳ１６は、第２蓄電装置３３の充放電電流に基づき、第２蓄電装置３３のＳＯＣを検出するようになっている。本実施例におけるＢＭＳ１６は、バッテリ残容量検出部を構成する。
次に、図４を参照して、ＥＣＭ１１によって実行される自動停止制御の処理の流れについて説明する。図４に示す自動停止制御の処理は、エンジン２の運転中、所定の時間間隔で繰り返し実行される。
図４に示すように、ＥＣＭ１１は、自動停止遅延タイマがカウント中であるか否かを判定する（ステップＳ１）。自動停止遅延タイマは、ＥＣＭ１１に設けられており、後述するステップＳ３で所定の自動停止条件が成立したことを契機にカウントを開始するタイマである。
ＥＣＭ１１は、ステップＳ１において、自動停止遅延タイマがカウント中であると判定した場合にはステップＳ２の処理を行うことなく、処理をステップＳ３に移す。
ＥＣＭ１１は、ステップＳ１において、自動停止遅延タイマがカウント中でないと判定した場合には、エンジン２の自動停止に係る遅延時間として所定の自動停止遅延時間又は所定のトルクマージン自動停止遅延時間のいずれかを決定する（ステップＳ２）。
具体的には、ＥＣＭ１１は、第２蓄電装置３３のＳＯＣと車速Ｖとに基づき自動停止遅延時間算出マップ６０（図２参照）を参照して算出した所定の自動停止遅延時間と、車速ＶとトルクマージンＴｍとに基づきトルクマージン自動停止遅延時間算出マップ６１（図２参照）を参照して算出した所定のトルクマージン自動停止遅延時間とのうち、いずれか長い方をエンジン２の自動停止に係る遅延時間として決定する。
次いで、ＥＣＭ１１は、所定の自動停止条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ３）。ＥＣＭ１１は、ステップＳ３において、所定の自動停止条件が成立していないと判定した場合には、今回の自動停止制御の処理を終了する。このとき、前回の自動停止制御の処理以前に既に自動停止遅延タイマがカウントを開始していた場合には、ＥＣＭ１１は、自動停止遅延タイマの値をクリアして今回の自動停止制御の処理を終了する。
ＥＣＭ１１は、ステップＳ３において所定の自動停止条件が成立したと判定した場合には、自動停止遅延タイマに基づき、ステップＳ２でエンジン２の自動停止に係る遅延時間として決定された、所定の自動停止遅延時間又は所定のトルクマージン自動停止遅延時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ４）。また、ＥＣＭ１１は、ステップＳ３において所定の自動停止条件が成立したと判定した場合に自動停止遅延タイマのカウントを開始する。
ＥＣＭ１１は、ステップＳ４において、ステップＳ２でエンジン２の自動停止に係る遅延時間として決定された、所定の自動停止遅延時間又は所定のトルクマージン自動停止遅延時間が経過していないと判定した場合には、ステップＳ５の処理を行うことなく、今回の自動停止制御の処理を終了する。
ＥＣＭ１１は、ステップＳ４において、ステップＳ２でエンジン２の自動停止に係る遅延時間として決定された、所定の自動停止遅延時間又は所定のトルクマージン自動停止遅延時間が経過したと判定した場合には、エンジン２を自動停止させて（ステップＳ５）、今回の自動停止制御の処理を終了する。
次に、図５を参照して、ＥＣＭ１１によって実行される再始動制御の処理の流れについて説明する。図５に示す再始動制御の処理は、エンジン２の自動停止中、所定の時間間隔で繰り返し実行される。
図５に示すように、ＥＣＭ１１は、再始動遅延タイマがカウント中であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。再始動遅延タイマは、ＥＣＭ１１に設けられており、後述するステップＳ１３で所定の再始動条件が成立したことを契機にカウントを開始するタイマである。
ＥＣＭ１１は、ステップＳ１１において、再始動遅延タイマがカウント中であると判定した場合にはステップＳ１２の処理を行うことなく、処理をステップＳ１３に移す。
ＥＣＭ１１は、ステップＳ１１において、再始動遅延タイマがカウント中でないと判定した場合には、エンジン２の再始動に係る遅延時間として所定の再始動遅延時間又は所定のトルクマージン再始動遅延時間のいずれかを決定する（ステップＳ１２）。
具体的には、ＥＣＭ１１は、第２蓄電装置３３のＳＯＣと車速Ｖとに基づき再始動遅延時間算出マップ７０（図３参照）を参照して算出した所定の再始動遅延時間と、車速ＶとトルクマージンＴｍとに基づきトルクマージン再始動遅延時間算出マップ７１（図３参照）を参照して算出した所定のトルクマージン再始動遅延時間とのうち、いずれか短い方をエンジン２の再始動に係る遅延時間として決定する。
次いで、ＥＣＭ１１は、所定の再始動条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１３）。ＥＣＭ１１は、ステップＳ１３において、所定の再始動条件が成立していないと判定した場合には、今回の再始動制御の処理を終了する。このとき、前回の再始動制御の処理以前に既に再始動遅延タイマがカウントを開始していた場合には、ＥＣＭ１１は、再始動遅延タイマの値をクリアして今回の再始動制御の処理を終了する。
ＥＣＭ１１は、ステップＳ１３において所定の再始動条件が成立したと判定した場合には、再始動遅延タイマに基づき、ステップＳ１２でエンジン２の再始動に係る遅延時間として決定された、所定の再始動遅延時間又は所定のトルクマージン再始動遅延時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１４）。また、ＥＣＭ１１は、ステップＳ１３において所定の再始動条件が成立したと判定した場合に再始動遅延タイマのカウントを開始する。
ＥＣＭ１１は、ステップＳ１４において、ステップＳ１２でエンジン２の再始動に係る遅延時間として決定された、所定の再始動遅延時間又は所定のトルクマージン再始動遅延時間が経過していないと判定した場合には、ステップＳ１５の処理を行うことなく、今回の再始動制御の処理を終了する。
ＥＣＭ１１は、ステップＳ１４において、ステップＳ１２でエンジン２の再始動に係る遅延時間として決定された、所定の再始動遅延時間又は所定のトルクマージン再始動遅延時間が経過したと判定した場合には、エンジン２を再始動させて（ステップＳ１５）、今回の再始動制御の処理を終了する。
以上のように、本実施例に係るハイブリッド車両１は、第２蓄電装置３３のＳＯＣが第１の閾値Ｔｈ１未満の場合には、ＳＯＣ又は車速Ｖが高いほど長い時間の所定の再始動遅延時間が決定されるようになっている。
ＳＯＣが第１の閾値Ｔｈ１未満の場合は、第２蓄電装置３３に充電可能な電力に余裕がある、すなわちモータジェネレータ４の回生エネルギを蓄える余裕がある。また、車速Ｖが高いほどモータジェネレータ４の回生エネルギによって得られる電力が大きい。このため、本実施例に係るハイブリッド車両１は、ＳＯＣが第１の閾値Ｔｈ１未満の場合には車速Ｖが高いほど所定の再始動遅延時間を長くすることにより、モータジェネレータ４の回生エネルギによって得られる電力を増加させることができる。これにより、ハイブリッド車両１の燃費が向上する。
また、本実施例に係るハイブリッド車両１は、ＳＯＣが第１の閾値Ｔｈ１未満の場合にはＳＯＣが低いほど所定の再始動遅延時間を短くする。ＳＯＣが低い場合は、第２蓄電装置３３の残量不足によりモータジェネレータ４の駆動力が不足するおそれがある。このため、本実施例に係るハイブリッド車両１は、ＳＯＣが第１の閾値Ｔｈ１未満の場合にはＳＯＣが低いほど所定の再始動遅延時間を短くすることにより、エンジン２の駆動力を早期に出力させてハイブリッド車両１が駆動力不足に陥ることを防止することができる。
また、本実施例に係るハイブリッド車両１は、ＳＯＣが第１の閾値Ｔｈ１以上の場合には、車速Ｖが高いほど短い時間の所定の再始動遅延時間が決定されるようになっている。
エンジン２を自動停止した状態で走行中のモータジェネレータ４の回生時においては、ＳＯＣがバッテリ保護のための上限閾値に達すると、回生トルクを０［Ｎｍ］にする必要がある。このような場合、エンジンブレーキが作用する前にモータジェネレータ４の回生による制動力が途切れてしまい、ドライバビリティが悪化するおそれがある。こうした事態は、車速Ｖが大きいほど生じやすい。これは、車速Ｖが大きいほど回生エネルギの回収が大きいため、ＳＯＣがバッテリ保護のための上限閾値に達しやすいためである。
そこで、本実施例に係るハイブリッド車両１では、上述したようにＳＯＣが第１の閾値Ｔｈ１以上の場合には、車速Ｖが高いほど所定の再始動遅延時間を短くして、早期にエンジン２を再始動させるようにしている。
このため、本実施例に係るハイブリッド車両１は、モータジェネレータ４の回生による制動からエンジンブレーキに途切れなく切り替えることができ、モータジェネレータ４の回生による制動力が途切れることに起因したドライバビリティの悪化を防止することができる。
また、ＳＯＣが第１の閾値Ｔｈ１以上であっても車速Ｖが低い場合は、回生エネルギの回収が小さいため、車速Ｖが高い場合と比べて短時間でＳＯＣがバッテリ保護のための上限閾値に達することがない。
したがって、本実施例に係るハイブリッド車両１は、ＳＯＣが第１の閾値Ｔｈ１以上であっても車速Ｖが低い場合には、所定の再始動遅延時間を長くしてエンジン２の再始動を遅らせるようにしている。これにより、本実施例に係るハイブリッド車両１は、エンジン２の燃料消費量を抑えることができ、燃費を向上できる。
また、本実施例に係るハイブリッド車両１は、ＳＯＣが第２の閾値Ｔｈ２未満の場合には、ＳＯＣ又は車速Ｖが低いほど長い時間の所定の自動停止遅延時間が決定されるようになっている。
ＳＯＣが第２の閾値Ｔｈ２未満の場合は、第２蓄電装置３３が残量不足となりモータジェネレータ４が駆動力を出力できなくなることを防止するために、モータジェネレータ４が駆動力を出力できなくなる前にエンジン２から駆動力を出力させるようエンジン２の再始動を行う傾向が強い。このため、エンジン２の再始動が頻繁に行われる可能性がある。
また、車速Ｖが低い状態でのエンジン２の再始動時は、エンジン２の再始動からエンジン２が駆動力を発生させるまでの時間的な遅れ、すなわち再始動のタイミングと駆動力発生のタイミングとの時間的なずれを乗員が感じやすく、ドライバビリティが悪化するおそれがある。
そこで、本実施例に係るハイブリッド車両１では、ＳＯＣが第２の閾値Ｔｈ２未満の場合には、ＳＯＣ又は車速Ｖが低いほど所定の自動停止遅延時間を長くしてエンジン２の自動停止を遅らせるようにしている。これにより、本実施例に係るハイブリッド車両１は、エンジン２の再始動の頻度を抑制することができ、ドライバビリティが悪化することを防止することができる。
また、本実施例に係るハイブリッド車両１は、ＳＯＣが第２の閾値Ｔｈ２以上の場合には、ＳＯＣ又は車速Ｖが高いほど長い時間の所定の自動停止遅延時間が決定されるようになっている。
車速Ｖが高い領域（以下、「高車速領域」という）では、自動停止条件の判定に用いられる自動停止閾値は大きな値に設定されている。このため、高車速領域で自動停止条件が成立する場合は、運転者によりアクセルペダルが踏み込まれていない状態に近い状態である可能性が高い。この場合、運転者はアクセルペダルの踏み込みを弱める、又は解除することによりハイブリッド車両１に制動力を作用させることを期待している可能性が高い。
ＳＯＣが第２の閾値Ｔｈ２以上の場合は、車速Ｖが高いほど回生エネルギの回収が大きく、またＳＯＣが高いほどバッテリ保護のための上限閾値に近いため、エンジン２を自動停止してモータジェネレータ４の回生を行うと、短時間でＳＯＣがバッテリ保護のための上限閾値に達してしまい、回生を中断する必要がある。
このため、高車速領域かつＳＯＣの高い領域で自動停止条件が成立した場合は、上述したように運転者の要求に従いエンジンブレーキによる制動力を作用させるために、エンジン２の自動停止後、短時間でエンジン２を再始動させる可能性が高い。
このときのエンジン２の再始動は、上述した所定の再始動条件が成立したか否かに関わらず行われる。具体的には、回生制動中にＳＯＣがバッテリ保護のための上限閾値に近づくと回生トルクが０［Ｎｍ］となり回生制動力を作用させることができなくなることから、上限閾値から所定値減算した所定閾値にＳＯＣが達したことを条件にＥＣＭ１１によってエンジン２の再始動を行ってエンジンブレーキを作用させようとするものである。
そこで、本実施例に係るハイブリッド車両１では、上述したようにＳＯＣが第２の閾値Ｔｈ２以上の場合には、ＳＯＣ又は車速Ｖが高いほど所定の自動停止遅延時間を長くして、エンジン２の自動停止を遅らせるようにしている。これにより、本実施例に係るハイブリッド車両１は、エンジン２の自動停止後、短時間でエンジン２を再始動させることによるドライバビリティの悪化を防止することができる。
また、本実施例に係るハイブリッド車両１は、トルクマージンＴｍ又は車速Ｖが低いほど、短い時間のトルクマージン再始動遅延時間が決定されるようになっている。さらに、本実施例に係るハイブリッド車両１は、所定の再始動遅延時間よりも所定のトルクマージン再始動遅延時間の方が短い場合には、所定のトルクマージン再始動遅延時間の経過後にエンジン２を再始動させるようになっている。
ここで、車速Ｖが低い領域（以下、「低車速領域」という）では、エンジン２の再始動からエンジン２が駆動力を発生させるまでの時間的な遅れ、すなわち再始動のタイミングと駆動力発生のタイミングとの時間的なずれを乗員が感じやすく、ドライバビリティが悪化するおそれがある。
そこで、本実施例に係るハイブリッド車両１では、上述したようにトルクマージンＴｍ又は車速Ｖが低いほど、トルクマージン再始動遅延時間を短くして早期にエンジン２を再始動させるようにしている。これにより、本実施例に係るハイブリッド車両１は、上述したような低車速領域でのドライバビリティの悪化を防止することができる。
また、本実施例に係るハイブリッド車両１は、トルクマージンＴｍが低いほど、又は車速Ｖが高いほど、長い時間のトルクマージン自動停止遅延時間が決定されるようになっている。さらに、本実施例に係るハイブリッド車両１は、所定の自動停止遅延時間よりも所定のトルクマージン自動停止遅延時間の方が長い場合には、所定のトルクマージン自動停止遅延時間の経過後にエンジン２を自動停止させるようになっている。
ここで、高車速領域では、運転者のアクセル操作に伴うアクセル開度Ａｃｃの変化が大きく、要求トルクの増減度合が低車速領域と比べて大きい。このため、高車速領域では、エンジン２を自動停止させても直ぐにエンジン２を再始動させてしまう可能性が高く、結果としてエンジン２の自動停止と再始動とを繰り返してしまいドライバビリティが悪化するおそれがある。トルクマージンＴｍが低い場合も同様である。
そこで、本実施例に係るハイブリッド車両１では、上述したようにトルクマージンＴｍが低いほど、又は車速Ｖが高いほど、トルクマージン自動停止遅延時間を長くしてエンジン２の自動停止を遅らせるようにしている。これにより、本実施例に係るハイブリッド車両１は、エンジン２の自動停止と再始動とを繰り返すことによるドライバビリティの悪化を防止することができる。
なお、本実施例では、自動停止遅延時間算出マップ６０、トルクマージン自動停止遅延時間算出マップ６１、再始動遅延時間算出マップ７０及びトルクマージン再始動遅延時間算出マップ７１を参照する際のパラメータの１つとして車速Ｖを用いたが、車速Ｖに代えてアクセル開度Ａｃｃの変化量や車輪速を用いてもよい。
また、本実施例では、トルクマージン自動停止遅延時間算出マップ６１及びトルクマージン再始動遅延時間算出マップ７１を参照する際のパラメータの１つとしてトルクマージンＴｍを用いたが、トルクマージンＴｍに代えてハイブリッド車両１に要求される要求トルクを用いてもよい。
本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ トランスミッション
４ モータジェネレータ
５ 駆動輪
１０ ＨＣＵ（車速検出部）
１０ａ 車輪速センサ
１０ｂ アクセル開度センサ
１１ ＥＣＭ（制御部）
１６ ＢＭＳ（バッテリ残容量検出部）
２０ ＩＳＧ
３３ 第２蓄電装置（バッテリ）
６０ 自動停止遅延時間算出マップ
６１ トルクマージン自動停止遅延時間算出マップ
７０ 再始動遅延時間算出マップ
７１ トルクマージン再始動遅延時間算出マップ
Ｔｈ１ 第１の閾値
Ｔｈ２ 第２の閾値

Claims (6)

  1. 駆動輪に動力を伝達する駆動源として内燃機関及びモータジェネレータを備え、前記内燃機関の運転を停止させた状態で走行可能なハイブリッド車両であって、
    前記モータジェネレータに電力を供給するバッテリと、
    前記バッテリの残容量を検出するバッテリ残容量検出部と、
    前記ハイブリッド車両の速度である車速を検出する車速検出部と、
    所定の再始動条件が成立すると、所定の再始動遅延時間の経過後に前記内燃機関を再始動させる制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記バッテリの残容量と前記車速とに基づき前記所定の再始動遅延時間を決定し、
    前記バッテリの残容量が第１の閾値未満の場合、前記所定の再始動遅延時間は、前記車速が高いほど長い時間に決定され、
    前記バッテリの残容量が第１の閾値以上の場合、前記所定の再始動遅延時間は、前記車速が高いほど短い時間に決定されることを特徴とするハイブリッド車両。
  2. 前記バッテリの残容量が前記第１の閾値未満の場合、前記所定の再始動遅延時間は、前記バッテリの残容量が高いほど長い時間に決定されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
  3. 前記制御部は、
    前記バッテリの残容量と前記車速とに基づき所定の自動停止遅延時間を決定し、
    所定の自動停止条件が成立すると、前記所定の自動停止遅延時間の経過後に前記内燃機関を自動停止させ、
    前記バッテリの残容量が第１の閾値よりも小さい第２の閾値未満の場合、前記所定の自動停止遅延時間は、前記バッテリの残容量又は前記車速が低いほど長い時間に決定されることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両。
  4. 前記バッテリの残容量が前記第２の閾値以上の場合、前記所定の自動停止遅延時間は、前記バッテリの残容量又は前記車速が高いほど長い時間に決定されることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両。
  5. 前記制御部は、
    前記モータジェネレータが出力可能なモータトルクから前記ハイブリッド車両に要求される要求トルクを減算することによりトルクマージンを算出し、
    前記トルクマージンと前記車速とに基づき所定のトルクマージン再始動遅延時間を決定し、
    前記所定のトルクマージン再始動遅延時間は、前記トルクマージン又は前記車速が低いほど短い時間に決定され、
    前記制御部は、前記所定の再始動遅延時間よりも前記所定のトルクマージン再始動遅延時間が短い場合には、前記所定のトルクマージン再始動遅延時間の経過後に前記内燃機関を再始動させることを特徴とする請求項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. 前記制御部は、
    前記モータジェネレータが出力可能なモータトルクから前記ハイブリッド車両に要求される要求トルクを減算することによりトルクマージンを算出し、
    前記トルクマージンと前記車速とに基づき所定のトルクマージン自動停止遅延時間を決定し、
    前記所定のトルクマージン自動停止遅延時間は、前記トルクマージンが低いほど、又は前記車速が高いほど長い時間に決定され、
    前記制御部は、前記所定の自動停止遅延時間よりも前記所定のトルクマージン自動停止遅延時間が長い場合には、前記所定のトルクマージン自動停止遅延時間の経過後に前記内燃機関を自動停止させることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のハイブリッド車両。
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