JP7384134B2 - 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、発電モータ、及び、インバータを有する発電装置と、バッテリとを、駆動モータ及びインバータを有する駆動装置と、駆動装置に対してバッテリと発電装置との直列接続と並列接続とを切り替える切り替え装置と、を備えたハイブリッド車両が開示されている。特許文献１に開示されたハイブリッド車両では、車両走行中のエンジン運転時に、バッテリと発電装置との並列接続と直列接続とが切り替えられる。そして、バッテリと発電装置とを直列接続に切り替えることによって並列接続のときよりも、駆動装置に供給する電力の電圧を上昇させることが可能となり、駆動モータから出力される駆動力を大きくすることが可能となっている。
特許第６４０３９２２号公報
ハイブリッド車両としては、エンジンを走行の駆動力源とせず、発電装置とバッテリとの少なくとも一方から電力を供給して駆動モータを駆動させて走行する所謂シリーズハイブリッド車両が知られている。シリーズハイブリッド車両の走行中においては、例えば、エンジン運転とエンジン停止とが行われる。そのため、特許文献１に開示されたハイブリッド車両のようなエンジン運転時だけではなく、エンジン停止時も含めて、車両走行中の適切なタイミングで駆動モータから出力される駆動力を大きくするなど、バッテリと発電装置との並列接続と直列接続との切り替えを効果的に行うためには改善の余地があった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、蓄電装置と発電装置との並列接続と直列接続との切り替えを効果的に行うことができるハイブリッド車両を提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド車両は、エンジン、前記エンジンからの動力を用いて発電可能な第１回転電機、及び、前記第１回転電機との間で交流電圧と直流電圧との変換が可能な第１インバータ、によって構成された発電装置と、駆動輪を駆動するための駆動力を出力する第２回転電機、及び、前記第２回転電機との間で交流電圧と直流電圧との変換が可能な第２インバータ、によって構成された駆動装置と、前記発電装置及び前記駆動装置と電力をやりとりする蓄電装置と、前記駆動装置に対して前記蓄電装置と前記発電装置との電気的な接続を並列接続と直列接続とで切り替える切り替え装置と、少なくとも前記切り替え装置を制御する制御装置と、を備えたハイブリッド車両であって、エンジン停止時に前記蓄電装置と前記発電装置とを並列接続して、前記蓄電装置から前記第１インバータを介して前記第１回転電機に電力を供給し、前記第１回転電機を駆動して前記エンジンのクランキングが可能に構成されており、前記制御装置は、車両走行中に、車速と駆動力との組み合わせが所定条件を満たした場合に、前記蓄電装置と前記発電装置とを並列接続から直列接続に切り替えるように前記切り替え装置を制御し、前記制御装置は、車両走行中で前記エンジン停止時に前記所定条件を満たした場合に、前記蓄電装置と前記発電装置とを並列接続で前記第１回転電機による前記エンジンのクランキングを行って前記エンジンを始動させた後、前記切り替え装置に前記蓄電装置と前記発電装置とを直列接続に切り替えさせる制御を行うことを特徴とするものである。
これにより、本発明に係るハイブリッド車両においては、車両走行中に、車速と駆動力との組み合わせが所定条件を満たした場合に、蓄電装置と発電装置とを並列接続から直列接続に切り替える。よって、本発明に係るハイブリッド車両は、エンジン運転時だけではなくエンジン停止時も含めて、車両走行中の適切なタイミングで、蓄電装置と発電装置との並列接続と直列接続との切り替えを効果的に行うことができる。
また、上記において、前記所定条件を満たす場合は、現在の車速及び駆動力が、前記蓄電装置と前記発電装置とを直列接続に切り替えるための判定基準となる車速と駆動力との関係を表した直列切り替え判定ラインを越えた場合としてもよい。
これにより、現在の車速及び駆動力に基づいて直列切り替え判定を行い、車両走行中の適切なタイミングで蓄電装置と発電装置とを直列接続に切り替えることができる。
また、上記において、前記直列切り替え判定ラインは、前記エンジンの状態に応じて複数設定されており、前記制御装置は、エンジン運転時とエンジン停止時とで、異なる前記直列切り替え判定ラインを選択し、前記エンジン停止時に選択する前記直列切り替え判定ラインは、前記エンジン運転時に選択する前記直列切り替え判定ラインよりも、同一車速での駆動力が小さい時点において、前記蓄電装置と前記発電装置とを直列接続に切り替え可能に設定されているようにしてもよい。
これにより、エンジン始動時間による応答遅れを抑えて、直列接続された蓄電装置と発電装置とから駆動装置に電力供給が可能となる。
また、上記において、前記制御装置は、前記エンジン停止時において、前記エンジンが所定温度よりも低いエンジン低温時と前記エンジン低温時以外とで、異なる前記直列切り替え判定ラインを選択し、前記エンジン低温時に選択する前記直列切り替え判定ラインは、前記エンジン低温時以外に選択する前記直列切り替え判定ラインよりも、同一車速での駆動力が小さい時点において、前記蓄電装置と前記発電装置とを直列接続に切り替え可能に設定されているようにしてもよい。
これにより、エンジン低温時にエンジンが始動するまでに時間を要することによる応答遅れを抑えて、直列接続された蓄電装置と発電装置とから駆動装置に電力供給が可能となる。
また、上記において、前記所定条件を満たす場合は、所定時間後の車速に対する要求駆動力が、前記蓄電装置と前記発電装置との並列接続時に前記第２回転電機が出力可能な最大駆動力を超える場合であってもよい。
これにより、車両走行中の適切なタイミングで、蓄電装置と発電装置とを直列接続に切り替えることが可能となる。また、所定時間後の車速に対する要求駆動力が前記最大駆動力を超えない場合には、無駄なエンジンの始動を抑えることができ、燃費の向上を図ることが可能となる。
また、上記において、前記所定時間は、前記蓄電装置と前記発電装置との直列接続への切り替えを開始してから、直列接続で前記蓄電装置と前記発電装置とから前記駆動装置に電力が供給可能となるまでの時間を予測した予測時間としてもよい。
これにより、直列接続で蓄電装置と発電装置とから駆動装置に電力が供給可能となるまでに時間を要することによる応答遅れを抑えて、直列接続された蓄電装置と発電装置とから駆動装置に電力供給が可能となる。
また、上記において、前記予測時間は、前記エンジンの状態に応じて複数設定されており、前記制御装置は、エンジン運転時とエンジン停止時とで、異なる前記予測時間を選択し、前記エンジン停止時に選択する前記予測時間は、前記エンジン運転時に選択する前記予測時間よりも長いようにしてもよい。
これにより、エンジン始動時間による応答遅れを抑えて、直列接続された蓄電装置と発電装置とから駆動装置に電力供給が可能となる。
また、上記において、前記制御装置は、前記エンジン停止時において、前記エンジンが所定温度よりも低いエンジン低温時と前記エンジン低温時以外とで、異なる前記予測時間を選択し、前記エンジン低温時に選択する前記予測時間は、前記エンジン低温時以外に選択する前記予測時間よりも長いようにしてもよい。
これにより、エンジン低温時にエンジンが始動するまでに時間を要することによる応答遅れを抑えて、直列接続された蓄電装置と発電装置とから駆動装置に電力供給が可能となる。
本発明に係るハイブリッド車両においては、車両走行中に、車速と駆動力との組み合わせが所定条件を満たした場合に、蓄電装置と発電装置とを並列接続から直列接続に切り替える。よって、本発明に係るハイブリッド車両は、エンジン運転時だけではなくエンジン停止時も含めて、車両走行中の適切なタイミングで、蓄電装置と発電装置との並列接続と直列接続との切り替えを効果的に行うことができる。
図１は、実施形態に係るハイブリッド車両の構成を模式的に示す図である。 図２は、実施形態に係るハイブリッド車両における発電装置及び駆動装置に関する回路構成の一例を示した図である。 図３は、バッテリと発電装置とが並列接続の場合における回路状態を示した図である。 図４は、バッテリと発電装置とが直列接続の場合における回路状態を示した図である。 図５は、実施形態におけるバッテリと発電装置との並列接続と直列接続とを切り替える切り替え制御の一例を示したフローチャートである。 図６は、エンジン始動時にバッテリと発電装置とを並列接続した場合での回路状態を示した図である。 図７は、エンジン始動時にバッテリと発電装置とを直列接続した場合での回路状態を示した図である。 図８は、発電モータ及び駆動モータの発電によってバッテリを充電するときに、バッテリと発電装置とを並列接続した場合での回路状態を示した図である。 図９は、発電モータ及び駆動モータの発電によってバッテリを充電するときに、バッテリと発電装置とを直列接続した場合での回路状態を示した図である。 図１０は、実施例１における車速と駆動力との組み合わせの所定条件についての説明図である。 図１１は、実施例１におけるバッテリと発電装置との並列接続と直列接続とを切り替える切り替え制御の一例を示したフローチャートである。 図１２は、実施例２における車速と駆動力との組み合わせの所定条件についての説明図である。 図１３は、実施例２におけるバッテリと発電装置との並列接続と直列接続とを切り替える切り替え制御の一例を示したフローチャートである。
以下に、本発明に係る車両の制御装置の実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
図１は、実施形態に係るハイブリッド車両１の構成を模式的に示す図である。ハイブリッド車両１では、エンジン２の出力軸に第１回転電機である発電モータＭＧ１が接続され、第２回転電機である駆動モータＭＧ２には駆動軸３を介して駆動輪４ａ，４ｂが連結されている。このハイブリッド車両１は、エンジン２、発電モータＭＧ１、駆動モータＭＧ２、インバータ５１，５２、蓄電装置であるバッテリ６、切り替え装置７、及び、ハイブリッド走行用電子制御装置であるＨＶＥＣＵ８などを備えている。
エンジン２は、周知の内燃機関によって構成されている。また、エンジン２の排気経路には、排気を浄化するための触媒が設けられている。すなわち、ハイブリッド車両１は、三元触媒によって排気を浄化する触媒コンバータを備えている。エンジン２は、エンジン用電子制御装置であるエンジンＥＣＵ２１によって制御される。
エンジンＥＣＵ２１は、マイクロプロセッサによって構成されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備える。エンジンＥＣＵ２１は、ＨＶＥＣＵ８と通信可能に接続されており、ＨＶＥＣＵ８から入力される指令信号に基づいてエンジン２を制御する。例えば、エンジンＥＣＵ２１は、エンジン２への燃料噴射及び点火時期を制御する。
発電モータＭＧ１と駆動モータＭＧ２とは、いずれもモータ・ジェネレータにより構成されている。発電モータＭＧ１は、エンジン２によって駆動されて発電機として機能する。発電モータＭＧ１の回転子はエンジン２の出力軸に接続されており、発電モータＭＧ１はエンジン２から出力された動力によって発電する。駆動モータＭＧ２は、バッテリ６の電力を用いて駆動する走行用の電動機として機能する。駆動モータＭＧ２の回転子は駆動軸３に接続されており、駆動モータＭＧ２はバッテリ６の電力を用いて駆動する。インバータ５１，５２は、発電モータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２と電気的に接続されているとともに、バッテリ６と電気的に接続されている。発電モータＭＧ１はインバータ５１，５２を介して駆動モータＭＧ２と電気的に接続されている。また、発電モータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２は、モータ用電子制御装置であるモータＥＣＵ３１によって制御される。
モータＥＣＵ３１は、エンジンＥＣＵ２１と同様のマイクロプロセッサによって構成されている。このモータＥＣＵ３１は、ＨＶＥＣＵ８と通信可能に接続されている。例えば、モータＥＣＵ３１は、ＨＶＥＣＵ８から入力される指令信号に基づいて、インバータ５１，５２が備える複数のスイッチング素子をスイッチング制御することにより、発電モータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２を制御する。より詳細には、モータＥＣＵ３１は、発電モータＭＧ１を発電機として機能させ、同時に、駆動モータＭＧ２を電動機として機能される制御（力行制御）を実行する。また、モータＥＣＵ３１は、発電モータＭＧ１を発電機として機能させて発電すると同時に、駆動モータＭＧ２を発電機として機能させて発電する制御（回生制御）を実行する。さらに、モータＥＣＵ３１は、発電モータＭＧ１での発電量を最低にし、あるいは発電モータＭＧ１での発電を行わずに、駆動モータＭＧ２を発電機として機能させて発電する制御を実行する。
バッテリ６は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池によって構成されている。また、バッテリ６はインバータ５１，５２と電気的に接続されている。このバッテリ６は、バッテリ用電子制御装置である６１によって制御される。
バッテリＥＣＵ６１は、マイクロプロセッサによって構成されており、ＨＶＥＣＵ８と通信可能に接続されている。このバッテリＥＣＵ６１は、バッテリ６のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ）を管理する。
ＨＶＥＣＵ８は、マイクロプロセッサによって構成されており、ハイブリッド車両１を制御する。ＨＶＥＣＵ８には、各種センサからの信号が入力される。ＨＶＥＣＵ８に入力される信号としては、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数センサ８１からのエンジン回転数信号、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ８２からのアクセル開度信号、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキストロークセンサ８３からのブレーキペダルポジション信号、車速センサ８４からの車速信号、バッテリ６のＳＯＣを検出するＳＯＣセンサ８５からのＳＯＣ信号、エンジン２を冷却する冷却水の温度（エンジン２の水温）を検出する水温センサ８６からの水温信号等を挙げられる。そして、ＨＶＥＣＵ８は、各種演算を行った結果、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ３１、及びバッテリＥＣＵ６１に指令信号を出力することができる。実施形態におけるハイブリッド車両１の制御装置は、ＨＶＥＣＵ８、エンジンＥＣＵ２１、モータＥＣＵ３１、バッテリＥＣＵ６１のうち、少なくともＨＶＥＣＵ８を含んで構成される。
また、ＨＶＥＣＵ８は、バッテリ６のＳＯＣをバッテリ充電能力の範囲内に管理するＳＯＣ制御を実行する。例えば、ＨＶＥＣＵ８とバッテリＥＣＵ６１とは、ＳＯＣセンサ８５からＨＶＥＣＵ８に入力されたＳＯＣ信号に基づいて、バッテリ６の実際のＳＯＣである実ＳＯＣを検出することができる。そして、ＨＶＥＣＵ８は、ハイブリッド車両１の走行状態に応じて、発電モータＭＧ１での発電量と駆動モータＭＧ２での電力消費量との電力収支を管理して、バッテリ６が過充電及び過放電とはならないよう、ＳＯＣをバッテリ充電能力の範囲内に収めるように制御する。
実施形態に係るハイブリッド車両１は、所謂レンジエクステンダーハイブリッド車両であって、電動走行モードとシリーズハイブリッド走行モードとを有している。電動走行モードは、例えば、バッテリ６のＳＯＣが所定値以上である場合などに、エンジン２の運転を伴わずにバッテリ６からの電力によって駆動モータＭＧ２を駆動させて走行するモードである。シリーズハイブリッド走行モードは、例えば、バッテリ６のＳＯＣが所定値未満になった場合や、バッテリ６からの電力だけでは要求駆動力を駆動モータＭＧ２で出力できない場合などに、エンジン２を運転させて発電モータＭＧ１によって発電を行い、発電モータＭＧ１から直接またはバッテリ６を介して駆動モータＭＧ２に電力を供給して、駆動モータＭＧ２を駆動させて走行するモードである。
図２は、実施形態に係るハイブリッド車両１における発電装置９１及び駆動装置９２に関する回路構成の一例を示した図である。
実施形態に係るハイブリッド車両１では、エンジン２、発電モータＭＧ１、及び、インバータ５１などによって発電装置９１が構成されている。発電装置９１は、切り替え装置７を介してインバータ５１がバッテリ６に接続されている。
第１インバータとしてのインバータ５１は、正極側電圧が供給される上アーム、及び、負極側電圧が供給される下アームで構成されている。インバータ５１では、正極側電圧が供給される上アームと、負極側電圧が供給される下アームとが、正極側電力線５ｂと負極側電力線５ｃとの間に直列に配置されており、発電モータＭＧ１との間で３相交流電圧と直流電圧との変換が可能となっている。また、インバータ５１は、Ｕ相電圧を発電モータＭＧ１のＵ相コイルとの間でやり取りするためのＵ相アームと、Ｖ相電圧を発電モータＭＧ１のＶ相コイルとの間でやり取りするためのＶ相アームと、Ｗ相電圧を発電モータＭＧ１との間でやり取りするためのＷ相アームとを備えている。
Ｕ相アームでは、正極側電力線５ｂと負極側電力線５ｃとの間に、スイッチング素子５１ａとスイッチング素子５１ｄとが直列に接続されている。また、スイッチング素子５１ａとスイッチング素子５１ｄとを接続する接続点には、発電モータＭＧ１のＵ相コイルが接続されている。Ｖ相アームでは、正極側電力線５ｂと負極側電力線５ｃとの間に、スイッチング素子５１ｂとスイッチング素子５１ｅとが直列に接続されている。また、スイッチング素子５１ｂとスイッチング素子５１ｅとを接続する接続点には、発電モータＭＧ１のＶ相コイルが接続されている。Ｗ相アームでは、正極側電力線５ｂと負極側電力線５ｃとの間に、スイッチング素子５１ｃとスイッチング素子５１ｆとが直列に接続されている。また、スイッチング素子５１ｃとスイッチング素子５１ｆとを接続する接続点には、発電モータＭＧ１のＷ相コイルが接続されている。
そして、例えば、インバータ５１に電圧が作用しているときに、モータＥＣＵ３１によって、Ｕ相アーム、Ｖ相アーム、及び、Ｗ相アームのそれぞれで対となるスイッチング素子５１ａ～５１ｆのオン時間の割合が調節されることにより、発電モータＭＧ１の三相コイルに回転磁界が形成され、発電モータＭＧ１が回転駆動される。
発電モータＭＧ１は、バッテリ６から出力された直流電圧が、インバータ５１によって三相交流電圧に変換されて供給されるときにモータとして作用し、エンジン２を始動させる際にクランキングするための駆動力を発生する。また、発電モータＭＧ１は、エンジン２によって駆動されて発電し、三相交流電圧を出力する。そして、この三相交流電圧がインバータ５１によって直流電圧に変換されて、バッテリ６に供給されることによってバッテリ６を充電したり、インバータ５２に供給されることによって駆動モータＭＧ２を駆動させる。
また、平滑用のコンデンサ５３が、インバータ５１と並列で、一方の端子が正極側電力線５ｂと接続されており、他方の端子が負極側電力線５ｃと接続されている。
実施形態に係るハイブリッド車両１では、インバータ５２及び駆動モータＭＧ２などによって、駆動輪４ａ，４ｂを回転駆動させる駆動装置９２が構成されている。駆動装置９２は、切り替え装置７を介してインバータ５２がバッテリ６に接続されている。
第２インバータとしてのインバータ５２は、正極側電圧が供給される上アーム、及び、負極側電圧が供給される下アームで構成されている。インバータ５２では、正極側電圧が供給される上アームと、負極側電圧が供給される下アームとが、正極側電力線５ａと負極側電力線５ｃとの間に直列に配置されており、駆動モータＭＧ２との間で３相交流電圧と直流電圧との変換が可能となっている。また、インバータ５２は、Ｕ相電圧を駆動モータＭＧ２のＵ相コイルとの間でやり取りするためのＵ相アームと、Ｖ相電圧を駆動モータＭＧ２のＶ相コイルとの間でやり取りするためのＶ相アームと、Ｗ相電圧を駆動モータＭＧ２との間でやり取りするためのＷ相アームとを備えている。
Ｕ相アームでは、正極側電力線５ａと負極側電力線５ｃとの間に、スイッチング素子５２ａとスイッチング素子５２ｄとが直列に接続されている。また、スイッチング素子５２ａとスイッチング素子５２ｄとを接続する接続点には、駆動モータＭＧ２のＵ相コイルが接続されている。Ｖ相アームでは、正極側電力線５ａと負極側電力線５ｃとの間に、スイッチング素子５２ｂとスイッチング素子５２ｅとが直列に接続されている。また、スイッチング素子５２ｂとスイッチング素子５２ｅとを接続する接続点には、駆動モータＭＧ２のＶ相コイルが接続されている。Ｗ相アームでは、正極側電力線５ａと負極側電力線５ｃとの間に、スイッチング素子５２ｃとスイッチング素子５２ｆとが直列に接続されている。また、スイッチング素子５２ｃとスイッチング素子５２ｆとを接続する接続点には、駆動モータＭＧ２のＷ相コイルが接続されている。
そして、例えば、インバータ５２に電圧が作用しているときに、モータＥＣＵ３１によって、Ｕ相アーム、Ｖ相アーム、及び、Ｗ相アームのそれぞれで対となるスイッチング素子５２ａ～５２ｆのオン時間の割合が調節されることにより、駆動モータＭＧ２の三相コイルに回転磁界が形成され、駆動モータＭＧ２が回転駆動される。
駆動モータＭＧ２は、バッテリ６などから出力された直流電圧が、インバータ５２によって三相交流電圧に変換されて供給されるときにモータとして作用し、ハイブリッド車両１を走行させるための駆動力を発生する。一方、駆動モータＭＧ２は、ハイブリッド車両１が制動されるときに回生による発電機として作用し、制動エネルギーを回収して三相交流電圧として出力する。そして、この三相交流電圧がインバータ５２によって直流電圧に変換されてバッテリ６に供給されることにより、バッテリ１２が充電される。
また、平滑用のコンデンサ５４が、インバータ５２と並列で、一方の端子が正極側電力線５ａと接続されており、他方の端子が負極側電力線５ｃと接続されている。
切り替え装置７は、正極側電力線５ａと負極側電力線５ｃとの間に、スイッチング素子７１ａとスイッチング素子７１ｂとスイッチング素子７１ｃとが直列に接続されている。また、スイッチング素子７１ａの一方の端子にはバッテリ６の正極側端子が接続されており、スイッチング素子７１ｂとスイッチング素子７１ｃとを接続する接続点にはバッテリ６の負極側端子が接続されている。
そして、切り替え装置７は、ＨＶＥＣＵ８によって制御されて、スイッチング素子７１ａとスイッチング素子７１ｂとスイッチング素子７１ｃとのそれぞれのＯＮ（通電状態）とＯＦＦ（遮断状態）とを切り替えて、駆動装置９２から見てバッテリ６と発電装置９１（インバータ５１）との電気的な接続を並列接続と直列接続とで切り替える。
なお、本実施形態において、スイッチング素子５１ａ～５１ｆ、スイッチング素子５２ａ～５２ｆ、及び、スイッチング素子７１ａ～７１ｃとしては、半導体素子としてＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などを用いることができる。また、スイッチング素子５１ａ～５１ｆ、スイッチング素子５２ａ～５２ｆ、及び、スイッチング素子７１ａ～７１ｃは、半導体素子に対して還流ダイオードが逆並列された構成となっている。逆並列とは、例えば、半導体素子のコレクタ端子にダイオードのカソード端子が接続され、半導体素子のエミッタ端子にダイオードのアノード端子が接続されるものである。
図３は、バッテリ６と発電装置９１とが並列接続の場合における回路状態を示した図である。なお、図３中、矢印Ａ１は、バッテリ６からの電流の流れの一部を示している。また、図３中、矢印Ａ２は、発電装置９１からの電流の流れの一部を示している。
図３に示すように、バッテリ６と発電装置９１とを並列接続する場合には、スイッチング素子７１ａとスイッチング素子７１ｃとをＯＮにし、スイッチング素子７１ｂをＯＦＦにするように、ＨＶＥＣＵ８が切り替え装置７を制御する。これにより、図３中の矢印Ａ１，Ａ２で示すように回路内を電流が流れるように、バッテリ６と発電装置９１とが並列接続される。
バッテリ６と発電装置９１とが並列接続の場合に、バッテリ６と発電装置９１との両方から駆動装置９２に向けて電力を供給する際には、バッテリ６の直流電圧（バッテリ電圧）と発電装置９１の直流電圧とが等しい電圧になる。すなわち、バッテリ６と発電装置９１とが並列接続の場合には、バッテリ電圧と等しい電圧の電力が駆動装置９２に供給可能となる。
図４は、バッテリ６と発電装置９１とが直列接続の場合における回路状態を示した図である。なお、図４中、矢印Ａ３は、バッテリ６からの電流と発電装置９１からの電流とが合わさった電流の流れの一部を示している。
図４に示すように、バッテリ６と発電装置９１とを直列接続する場合には、スイッチング素子７１ｂをＯＮにし、スイッチング素子７１ａとスイッチング素子７１ｃとをＯＦＦにするように、ＨＶＥＣＵ８が切り替え装置７を制御する。これにより、図４中の矢印Ａ３で示すように回路内を電流が流れるように、バッテリ６と発電装置９１とが直列接続される。
バッテリ６と発電装置９１とが直列接続の場合に、バッテリ６と発電装置９１との両方から駆動装置９２に向けて電力を供給する際には、バッテリ６の直流電圧（バッテリ電圧）と発電装置９１の直流電圧とを足した値の電圧の電力が駆動装置９２に供給される。すなわち、バッテリ６と発電装置９１とが直列接続の場合には、バッテリ電圧よりも高い電圧の電力が駆動装置９２に供給可能となる。
図５は、実施形態におけるバッテリ６と発電装置９１との並列接続と直列接続とを切り替える切り替え制御の一例を示したフローチャートである。なお、図５に示した切り替え制御では、バッテリ６と発電装置９１とが並列接続された状態から開始されるものとする。
まず、ＨＶＥＣＵ８は、各種センサから入力される信号によって、車速、駆動力、及び、エンジン状態に関する情報を取得する（ステップＳ１）。なお、前記エンジン状態としては、例えば、エンジン２が運転中か、エンジン２が停止しているか、及び、エンジン２が低温であるか、などである。次に、ＨＶＥＣＵ８は、車速と駆動力との組み合わせが所定条件を満たしているかを判断する（ステップＳ２）。車速と駆動力との組み合わせが所定条件を満たしていると判断した場合（ステップＳ２にてＹｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は、直列切り替え制御を実施し、切り替え装置７によってバッテリ６と発電装置９１とを直列接続に切り替えて（ステップＳ３）、一連の制御を終了する。一方、車速と駆動力との組み合わせが所定条件を満たしていないと判断した場合（ステップＳ２にてＮｏ）、ＨＶＥＣＵ８は、バッテリ６と発電装置９１との並列接続を維持して（ステップＳ４）、一連の制御を終了する。なお、ステップＳ２での判断に用いる、車速と駆動力との組み合わせの所定条件については後述する。
実施形態に係るハイブリッド車両１においては、車両走行中に、車速と駆動力との組み合わせが所定条件を満たした場合に、バッテリ６と発電装置９１とを並列接続から直列接続に切り替える。よって、実施形態に係るハイブリッド車両１は、エンジン運転時だけではなくエンジン停止時も含めて、車両走行中の適切なタイミングで、バッテリ６と発電装置９１との並列接続と直列接続との切り替えを効果的に行うことができる。
図６は、エンジン始動時にバッテリ６と発電装置９１とを並列接続した場合での回路状態を示した図である。図７は、エンジン始動時にバッテリ６と発電装置９１とを直列接続した場合での回路状態を示した図である。
実施形態に係るハイブリッド車両１では、エンジン２を始動させる際、バッテリ６と発電装置９１とを並列接続して、図６に矢印Ａ４で電流の流れを示すように、バッテリ６からインバータ５１を介して発電モータＭＧ１に電力を供給し、発電モータＭＧ１を駆動してエンジン２のクランキングを行う。
一方、実施形態に係るハイブリッド車両１では、エンジン２を始動させる際、バッテリ６と発電装置９１とを直列接続すると、図７に矢印Ａ５で電流の流れを示すように、バッテリ６からインバータ５１を介して発電モータＭＧ１に、エンジン２をクランキングする方向に発電モータＭＧ１を回転させるための電流を流すことができない。そのため、実施形態に係るハイブリッド車両１では、エンジン始動時にバッテリ６と発電装置９１とを直列接続すると、発電モータＭＧ１によってエンジン２のクランキングを行うことができず、エンジン２を始動させることができない。
図８は、発電モータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２の発電によってバッテリ６を充電するときに、バッテリ６と発電装置９１とを並列接続した場合での回路状態を示した図である。図９は、発電モータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２の発電によってバッテリ６を充電するときに、バッテリ６と発電装置９１とを直列接続した場合での回路状態を示した図である。
実施形態に係るハイブリッド車両１では、発電モータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２の発電によってバッテリ６を充電するときに、バッテリ６と発電装置９１とを並列接続して、図８に矢印Ａ６，Ａ７で示すように、発電モータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２からインバータ５１及びインバータ５２を介してバッテリ６の正極側端子に向けて電流を流してバッテリ６に電力を供給する。
一方、実施形態に係るハイブリッド車両１では、発電モータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２の発電によってバッテリ６を充電するときに、バッテリ６と発電装置９１とを直列接続にすると、回路内を流れる電流の向きがバッテリ６に対して逆向きになる。すなわち、図９に矢印Ａ８で示すように、発電モータＭＧ１からインバータ５１を介してバッテリ６の正極側端子に向けて電流が流れ、図９に矢印Ａ９で示すように、駆動モータＭＧ２からインバータ５２を介してバッテリ６の負極側端子に向けて電流が流れる。そのため、実施形態に係るハイブリッド車両１では、発電モータＭＧ１及び駆動モータＭＧ２の発電によってバッテリ６を充電するときに、バッテリ６と発電装置９１とを直列接続すると、回路が電気的に成立せず、バッテリ６を充電することができない。
このように、実施形態に係るハイブリッド車両１では、回路の電気的な制約があるため、通常は、バッテリ６と発電装置９１とを並列接続した状態にしておく。そのため、実施形態に係るハイブリッド車両１では、例えば、走行中に、バッテリ６と発電装置９１とを並列接続から直列接続に切り替えるか否かの判定を行うための切り替え判定が必要になる。
（実施例１）
図１０は、実施例１における車速と駆動力との組み合わせの所定条件についての説明図である。なお、直列切り替え判定ラインは、バッテリ６と発電装置９１とを直列接続に切り替えるための判定基準となる車速と駆動力との関係を表したものであり、車速と駆動力とに対するマップで設定されている。図１０中のＬ１は、バッテリ６と発電装置９１とが直列接続で、駆動モータＭＧ２が出力可能な最大駆動力を車速に対して表した最大駆動力ラインを示している。また、図１０中のＬ２は、バッテリ６と発電装置９１とが並列接続で、駆動モータＭＧ２が出力可能な最大駆動力を車速に対して表した最大駆動力ラインを示している。
実施例１においては、車速及び駆動力に応じて、バッテリ６と発電装置９１とを並列接続から直列接続に切り替える判定基準とする直列切り替え判定ラインを、エンジン２の状態に応じて複数有している。そして、実施例１では、車速と駆動力との組み合わせの所定条件として、現在の車速及び駆動力が、エンジン２の状態に応じて、複数の直列切り替え判定ラインから選択した所定の直列切り替え判定ラインを越えたら、バッテリ６と発電装置９１とを直列接続に切り替える直列切り替え制御を実施する。
エンジン２の状態に応じた、複数の直列切り替え判定ラインとしては、例えば、図１０に示したような、エンジン動作時の直列切り替え判定ラインＬ３、エンジン停止時の直列切り替え判定ラインＬ４、及び、エンジン停止低温時の直列切り替え判定ラインＬ５などである。
エンジン動作時の直列切り替え判定ラインＬ３は、エンジン動作時にバッテリ６と発電装置９１とを直列接続に切り替える判定基準に用いる車速及び駆動力の関係を表したものである。また、エンジン停止時の直列切り替え判定ラインＬ４は、エンジン停止時にバッテリ６と発電装置９１とを直列接続に切り替える判定基準に用いる車速及び駆動力の関係を表したものである。また、エンジン停止低温時の直列切り替え判定ラインＬ５は、エンジン停止時、且つ、エンジン２が所定温度よりも低いエンジン低温時に、バッテリ６と発電装置９１とを直列接続に切り替える判定基準に用いる車速及び駆動力の関係を表したものである。
ここで、切り替え装置７によってバッテリ６と発電装置９１との直列接続への切り替えを開始してから、直列接続でバッテリ６と発電装置９１とから駆動装置９２に電力が供給可能となるまでには、時間ＴＲだけかかる。そのため、実施例１では、現在の要求駆動力が維持されるとしたとき、時間ＴＲが経過する前に、要求駆動力が並列接続時に駆動モータＭＧ２から出力可能な最大駆動力ラインＬ２を要求駆動力が越えないように、判定基準として用いる直列切り替え判定ラインを決定する。
例えば、バッテリ６と発電装置９１とが並列接続で、「要求駆動力＞駆動モータＭＧ２が出力可能な駆動力」となったときには、バッテリ６と発電装置９１とを直列接続に切り替える。この際、バッテリ６と発電装置９１とから駆動装置９２に電力を供給可能となるまでには時間ＴＲだけかかる。すなわち、切り替え装置７においてスイッチング素子７１ａ～７１ｃのスイッチング動作による並列接続と直列接続との切り替えの遅れや、エンジン２が停止しているときに、発電モータＭＧ１によってエンジン２をクランキングしてエンジン２を始動させるまでの遅れなどの時間がかかる。そして、時間ＴＲが経過する前に、要求駆動力が最大駆動力ラインＬ２に到達してしまうと、その時点から時間ＴＲが経過するまでの間は、バッテリ電圧と等しい電圧の電力しか駆動装置９２に供給できないため、要求駆動力を駆動モータＭＧ２が出力できず駆動力が不足してしまう。
そのため、実施例１においては、エンジン動作時の直列切り替え判定ラインＬ３、エンジン停止時の直列切り替え判定ラインＬ４、及び、エンジン停止低温時の直列切り替え判定ライン５の各直列切り替え判定ラインのそれぞれを、要求駆動力の大きさに応じて複数有している。そして、実施例１では、要求駆動力の大きさに応じて、直列切り替え制御に用いる、エンジン動作時の直列切り替え判定ラインＬ３、エンジン停止時の直列切り替え判定ラインＬ４、及び、エンジン停止低温時の直列切り替え判定ライン５の各直列切り替え判定ラインを決定する。
また、直列切り替え制御にかかる時間ＴＲは、エンジン動作中であれば、バッテリ６と発電装置９１との並列接続から直列接続への切り替えに要する時間Ｔ１のみである。一方、エンジン停止時であれば、直列切り替え制御にかかる時間ＴＲは、時間Ｔ１と、エンジン２の始動に要する時間Ｔ２とを合せた時間（Ｔ１＋Ｔ２）である。また、エンジン低温時には、エンジン２の始動が遅くなる。そのため、エンジン停止時、且つ、エンジン低温時であれば、直列切り替え制御にかかる時間ＴＲは、時間Ｔ１と、エンジン低温時にエンジン２の始動に要する時間Ｔ３（＞Ｔ２）とを合わせた時間（Ｔ１＋Ｔ３）である。
よって、実施例１では、エンジン２の状態に応じて、直列切り替え制御にかかる時間ＴＲが異なることを考慮して、判定基準として用いる直列切り替え判定ラインを、エンジン動作時の直列切り替え判定ラインＬ３、エンジン停止時の直列切り替え判定ラインＬ４、及び、エンジン停止低温時の直列切り替え判定ラインＬ５のいずれかから選択する。
例えば、図１０に示した動作点Ｐ１の時点において、矢印Ｘ１で示すように要求駆動力が維持されるとする。なお、矢印Ｘ１の先端位置は、動作点Ｐ１の時点から時間ＴＲ後の要求駆動力を示している。そして、ハイブリッド車両１が電動走行中の際には、例えば、動作点Ｐ１の時点から時間ＴＲ後の要求駆動力が最大駆動力ラインＬ２を超えない、エンジン停止時の直列切り替え判定ラインＬ４を選択する。
このように実施例１において直列切り替え判定ラインは、エンジン２の状態に応じて複数設定されており、ＨＶＥＣＵ８は、エンジン運転時とエンジン停止時とで、異なる直列切り替え判定ラインを選択する。そして、エンジン停止時に選択する直列切り替え判定ラインＬ４は、エンジン運転時に選択する直列切り替え判定ラインＬ３よりも、同一車速での駆動力が小さい時点において、バッテリ６と発電装置９１とを直列接続に切り替え可能に設定されている。これにより、エンジン始動時間による応答遅れを抑えて、直列接続されたバッテリ６と発電装置９１とから駆動装置９２に電力供給が可能となる。また、ＨＶＥＣＵ８は、エンジン停止時において、エンジン２が所定温度よりも低いエンジン低温時とエンジン低温時以外とで、異なる直列切り替え判定ラインを選択する。そして、エンジン停止時において、エンジン低温時に選択する直列切り替え判定ラインＬ５は、エンジン低温時以外に選択する直列切り替え判定ラインＬ４よりも、同一車速での駆動力が小さい時点において、バッテリ６と発電装置９１とを直列接続に切り替え可能に設定されている。これにより、エンジン低温時にエンジンが始動するまでに時間を要することによる応答遅れを抑えて、直列接続されたバッテリ６と発電装置９１とから駆動装置９２に電力供給が可能となる。
図１１は、実施例１におけるバッテリ６と発電装置９１との並列接続と直列接続とを切り替える切り替え制御の一例を示したフローチャートである。なお、図１１に示した切り替え制御では、バッテリ６と発電装置９１とが並列接続された状態から開始されるものとする。
まず、ＨＶＥＣＵ８は、各種センサから入力される信号によって、車速、駆動力、及び、エンジン状態に関する情報を取得する（ステップＳ１１）。次に、ＨＶＥＣＵ８は、取得した前記情報から、エンジン動作中であるかを判断する（ステップＳ１２）。エンジン動作中であると判断した場合（ステップＳ１２にてＹｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は、エンジン動作時の直列切り替え判定ラインＬ３を選択する（ステップＳ１３）。
また、ステップＳ１２において、エンジン動作中ではない（エンジン２が停止している）と判断した場合（ステップＳ１２にてＮｏ）、ＨＶＥＣＵ８は、取得した前記情報から、エンジン２が低温であるかを判断する（ステップＳ１４）。なお、エンジン２が低温であるか否かの判断には、例えば、エンジン２の水温などを用いる。エンジン２が低温であると判断した場合（ステップＳ１４にてＹｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は、エンジン停止低温時の直列切り替え判定ラインＬ５を選択する（ステップＳ１５）。
また、ステップＳ１４において、エンジン２が低温ではないと判断した場合（ステップＳ１４にてＮｏ）、ＨＶＥＣＵ８は、エンジン停止時の直列切り替え判定ラインＬ４を選択する（ステップＳ１６）。
次に、ＨＶＥＣＵ８は、ステップＳ１３、ステップＳ１５またはステップＳ１６で選択した直列切り替え判定ラインを、車速及び駆動力が越えたかを判断する（ステップＳ１７）。前記選択した直列切り替え判定ラインを、車速及び駆動力が越えたと判断した場合（ステップＳ１７にてＹｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は、直列切り替え制御を実施し、切り替え装置７によってバッテリ６と発電装置９１とを直列接続に切り替えて（ステップＳ１８）、一連の制御を終了する。一方、前記選択した直列切り替え判定ラインを、車速及び駆動力が越えないと判断した場合（ステップＳ１７にてＮｏ）、ＨＶＥＣＵ８は、バッテリ６と発電装置９１との並列接続を維持して（ステップＳ１９）、一連の制御を終了する。
実施例１では、ハイブリッド車両１の走行中において、適切な直列切り替え判定によって、バッテリ６と発電装置９１との並列接続と直列接続との切り替えを効果的に行うことができ、要求駆動力に対して駆動モータＭＧ２から出力される駆動力を効果的に得ることができる。
（実施例２）
図１２は、実施例２における車速と駆動力との組み合わせの所定条件についての説明図である。なお、図１２中のＬ６は、バッテリ６と発電装置９１とが直列接続で、駆動モータＭＧ２が出力可能な最大駆動力を車速に対して表した最大駆動力ラインを示している。また、図１２中のＬ７は、バッテリ６と発電装置９１とが並列接続で、駆動モータＭＧ２が出力可能な最大駆動力を車速に対して表した最大駆動力ラインを示している。
実施例２においては、車速と駆動力との組み合わせの所定条件を満たす場合は、所定時間後の車速に対する要求駆動力が、バッテリ６と発電装置９１との並列接続時に駆動モータＭＧ２が出力可能な最大駆動力を超えた場合である。例えば、前記所定時間として、バッテリ６と発電装置９１との直列接続への切り替えを開始してから、直列接続でバッテリ６と発電装置９１とから駆動装置９２に電力が供給可能となるまでの時間を予測した予測時間Ｔまでの車速に対する要求駆動力の推移を予測する。そして、予測時間Ｔ後の車速に対する要求駆動力が、並列接続時に駆動モータＭＧ２が出力可能な最大駆動力（図１２中の最大駆動力ラインＬ７）を超えそうであれば、バッテリ６と発電装置９１とを直列接続に切り替える直列切り替え制御を実施する。
例えば、図１２に示した動作点Ｐ２の時点において、図１２中の矢印Ｘ２で示すように車速が大きくなるにつれて要求駆動力が大きくなっていく場合や、図１２中の矢印Ｘ３で示すように、車速が大きくなっても要求駆動力が維持される場合や、図１２中の矢印Ｘ４で示すように、車速が大きくなるにつれて要求駆動力が徐々に小さくなっていく場合などがある。なお、矢印Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４のそれぞれの先端位置は、予測時間Ｔ後の車速に対する要求駆動力を示している。
そして、ハイブリッド車両１が電動走行中に、動作点Ｐ２の時点において、予測時間Ｔ後の車速に対する要求駆動力が最大駆動力ラインＬ７を超えるような、矢印Ｘ２，Ｘ３で示す要求駆動力の動きを予測しておけば、バッテリ６と発電装置９１との直列接続への切り替えを行って、エンジン２を始動させて発電モータＭＧ１による発電を行い、要求駆動力に対して駆動モータＭＧ２から出力される駆動力を効果的に得ることができる。一方、ハイブリッド車両１が電動走行中に、動作点Ｐ２の時点において、予測時間Ｔ後の車速に対する要求駆動力が最大駆動力ラインＬ７を超えないような、矢印Ｘ４で示す要求駆動力の動きを予測しておけば、バッテリ６と発電装置９１との直列接続への切り替えは必要なく、無駄なエンジン２の始動を抑えることができ、燃費の向上を図ることが可能となる。
要求駆動力の推移の予測方法としては、例えば、図１２中、矢印Ｘ５で示すような過去の車速に対する要求駆動力の推移が続くと推定して、矢印Ｘ４で示すような車速に対する要求駆動力の動きを予測する。なお、その他の要求駆動力の推移の予測方法としては、例えば、ドライバーの運転履歴などを機械学習して人工知能により車速に対する要求駆動力の推移の予測を行ってもよい。
また、実施例２おいて予測時間Ｔは、直列切り替え制御にかかる時間で決定する。すなわち、エンジン動作中であれば、予測時間Ｔは、バッテリ６と発電装置９１との並列接続から直列接続への切り替えに要する時間Ｔ１のみであり、予測時間Ｔ＝エンジン動作時の直列切り替え制御にかかる時間（Ｔ１）となる。一方、エンジン停止時であれば、予測時間Ｔは、時間Ｔ１と、エンジン２の始動に要する時間Ｔ２とを合わせた時間（Ｔ１＋Ｔ２）であり、予測時間Ｔ＝エンジン停止時の直列切り替え制御にかかる時間（Ｔ１＋Ｔ２）となる。また、エンジン停止時、且つ、エンジン低温時であれば、予測時間Ｔは、時間Ｔ１と、エンジン低温時にエンジン２の始動に要する時間Ｔ３（＞Ｔ２）とを合わせた時間（Ｔ１＋Ｔ３）であり、予測時間Ｔ＝エンジン停止低温時の直列切り替え制御にかかる時間（Ｔ１＋Ｔ３）となる。
このように実施例２において予測時間Ｔは、エンジン２の状態に応じて複数設定されており、ＨＶＥＣＵ８は、エンジン運転時とエンジン停止時とで、異なる予測時間Ｔを選択する。そして、エンジン停止時に選択する予測時間Ｔは、エンジン運転時に選択する予測時間Ｔよりも長い。これにより、エンジン始動時間による応答遅れを抑えて、直列接続されたバッテリ６と発電装置９１とから駆動装置９２に電力供給が可能となる。また、ＨＶＥＣＵ８は、エンジン停止時において、エンジン２が所定温度よりも低いエンジン低温時とエンジン低温時以外とで、異なる予測時間Ｔを選択する。そして、エンジン停止時において、エンジン低温時に選択する予測時間Ｔは、エンジン低温時以外に選択する予測時間よりも長い。これにより、エンジン低温時にエンジン２が始動するまでに時間を要することによる応答遅れを抑えて、直列接続されたバッテリ６と発電装置９１とから駆動装置９２に電力供給が可能となる。
図１３は、実施例２におけるバッテリ６と発電装置９１との並列接続と直列接続とを切り替える切り替え制御の一例を示したフローチャートである。なお、図１３に示した切り替え制御では、バッテリ６と発電装置９１とが並列接続された状態から開始されるものとする。
まず、ＨＶＥＣＵ８は、各種センサから入力される信号によって、車速、駆動力、及び、エンジン状態に関する情報を取得する（ステップＳ２１）。次に、ＨＶＥＣＵ８は、取得した前記情報から、エンジン動作中であるかを判断する（ステップＳ２２）。エンジン動作中であると判断した場合（ステップＳ２２にてＹｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は、予測時間Ｔ＝エンジン動作時の直列切り替え制御にかかる時間とする（ステップＳ２３）。
また、ステップＳ２２において、エンジン動作中ではない（エンジン２が停止している）と判断した場合（ステップＳ２２にてＮｏ）、ＨＶＥＣＵ８は、取得した前記情報から、エンジン２が低温であるかを判断する（ステップＳ２４）。なお、エンジン２が低温であるか否かの判断には、例えば、エンジン２の水温などを用いる。エンジン２が低温であると判断した場合（ステップＳ２４にてＹｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は、予測時間Ｔ＝エンジン停止低温時の直列切り替え制御にかかる時間とする（ステップＳ２５）。
また、ステップＳ２４において、エンジン２が低温ではないと判断した場合（ステップＳ２４にてＮｏ）、ＨＶＥＣＵ８は、予測時間Ｔ＝エンジン停止時の直列切り替え制御にかかる時間とする（ステップＳ２６）。
次に、ＨＶＥＣＵ８は、ステップＳ２３、ステップＳ２５またはステップＳ２６で予測時間Ｔを決定した後、予測時間Ｔまで先の要求駆動力の推移を予測する（ステップＳ２７）。次に、ＨＶＥＣＵ８は、予測時間Ｔ後の要求駆動力が、バッテリ６と発電装置９１との並列接続時に駆動モータＭＧ２が出力可能な最大駆動力を超えるか判断する（ステップＳ２８）。予測時間Ｔ後の要求駆動力が前記最大駆動力を超えると判断した場合（ステップＳ２８にてＹｅｓ）、ＨＶＥＣＵ８は、直列切り替え制御を実施し、切り替え装置７によってバッテリ６と発電装置９１とを直列接続に切り替えて（ステップＳ２９）、一連の制御を終了する。一方、予測時間Ｔ後の要求駆動力が前記最大駆動力を超えないと判断した場合（ステップＳ２８にてＮｏ）、ＨＶＥＣＵ８は、バッテリ６と発電装置９１との並列接続を維持して（ステップＳ３０）、一連の制御を終了する。
実施例２では、ハイブリッド車両１の走行中において、予測時間Ｔまで先の車速及び要求駆動力の推移を予測して、バッテリ６と発電装置９１との並列接続と直列接続との切り替えを効果的に行うことができ、要求駆動力に対して駆動モータＭＧ２から出力される駆動力を効果的に得ることができる。
２ エンジン
３ 駆動軸
４ａ，４ｂ 駆動輪
６ バッテリ
７ 切り替え装置
８ ＨＶＥＣＵ
２１ エンジンＥＣＵ
３１ モータＥＣＵ
５１ インバータ
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５１ｅ，５１ｆ スイッチング素子
５２ インバータ
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，５２ｆ スイッチング素子
６１ バッテリＥＣＵ
７１ａ，７１ｂ，７１ｃ スイッチング素子
８１ エンジン回転数センサ
８２ アクセル開度センサ
８３ ブレーキストロークセンサ
８４ 車速センサ
８５ ＳＯＣセンサ
８６ 水温センサ
９１ 発電装置
９２ 駆動装置
ＭＧ１ 発電モータ
ＭＧ２ 駆動モータ

Claims (4)

  1. エンジン、前記エンジンからの動力を用いて発電可能な第１回転電機、及び、前記第１回転電機との間で交流電圧と直流電圧との変換が可能な第１インバータ、によって構成された発電装置と、
    駆動輪を駆動するための駆動力を出力する第２回転電機、及び、前記第２回転電機との間で交流電圧と直流電圧との変換が可能な第２インバータ、によって構成された駆動装置と、
    前記発電装置及び前記駆動装置と電力をやりとりする蓄電装置と、
    前記駆動装置に対して前記蓄電装置と前記発電装置との電気的な接続を並列接続と直列接続とで切り替える切り替え装置と、
    少なくとも前記切り替え装置を制御する制御装置と、
    を備えたハイブリッド車両であって、
    エンジン停止時に前記蓄電装置と前記発電装置とを並列接続して、前記蓄電装置から前記第１インバータを介して前記第１回転電機に電力を供給し、前記第１回転電機を駆動して前記エンジンのクランキングが可能に構成されており、
    前記制御装置は、車両走行中に、車速と駆動力との組み合わせが所定条件を満たした場合に、前記蓄電装置と前記発電装置とを並列接続から直列接続に切り替えるように前記切り替え装置を制御し、
    前記制御装置は、車両走行中で前記エンジン停止時に前記所定条件を満たした場合に、前記蓄電装置と前記発電装置とを並列接続で前記第１回転電機による前記エンジンのクランキングを行って前記エンジンを始動させた後、前記切り替え装置に前記蓄電装置と前記発電装置とを直列接続に切り替えさせる制御を行い、
    前記所定条件を満たす場合は、現在の車速及び駆動力が、前記蓄電装置と前記発電装置とを直列接続に切り替えるための判定基準となる車速と駆動力との関係を表した直列切り替え判定ラインを越えた場合であり、
    前記直列切り替え判定ラインは、前記エンジンの状態に応じて複数設定されており、
    前記制御装置は、エンジン運転時と前記エンジン停止時とで、異なる前記直列切り替え判定ラインを選択し、
    前記エンジン停止時に選択する前記直列切り替え判定ラインは、前記エンジン運転時に選択する前記直列切り替え判定ラインよりも、同一車速での駆動力が小さい時点において、前記蓄電装置と前記発電装置とを直列接続に切り替え可能に設定されていることを特徴とするハイブリッド車両。
  2. 前記制御装置は、前記エンジン停止時において、前記エンジンが所定温度よりも低いエンジン低温時と前記エンジン低温時以外とで、異なる前記直列切り替え判定ラインを選択し、
    前記エンジン低温時に選択する前記直列切り替え判定ラインは、前記エンジン低温時以外に選択する前記直列切り替え判定ラインよりも、同一車速での駆動力が小さい時点において、前記蓄電装置と前記発電装置とを直列接続に切り替え可能に設定されてい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. エンジン、前記エンジンからの動力を用いて発電可能な第１回転電機、及び、前記第１回転電機との間で交流電圧と直流電圧との変換が可能な第１インバータ、によって構成された発電装置と、
    駆動輪を駆動するための駆動力を出力する第２回転電機、及び、前記第２回転電機との間で交流電圧と直流電圧との変換が可能な第２インバータ、によって構成された駆動装置と、
    前記発電装置及び前記駆動装置と電力をやりとりする蓄電装置と、
    前記駆動装置に対して前記蓄電装置と前記発電装置との電気的な接続を並列接続と直列接続とで切り替える切り替え装置と、
    少なくとも前記切り替え装置を制御する制御装置と、
    を備えたハイブリッド車両であって、
    エンジン停止時に前記蓄電装置と前記発電装置とを並列接続して、前記蓄電装置から前記第１インバータを介して前記第１回転電機に電力を供給し、前記第１回転電機を駆動して前記エンジンのクランキングが可能に構成されており、
    前記制御装置は、車両走行中に、車速と駆動力との組み合わせが所定条件を満たした場合に、前記蓄電装置と前記発電装置とを並列接続から直列接続に切り替えるように前記切り替え装置を制御し、
    前記制御装置は、車両走行中で前記エンジン停止時に前記所定条件を満たした場合に、前記蓄電装置と前記発電装置とを並列接続で前記第１回転電機による前記エンジンのクランキングを行って前記エンジンを始動させた後、前記切り替え装置に前記蓄電装置と前記発電装置とを直列接続に切り替えさせる制御を行い、
    前記所定条件を満たす場合は、所定時間後の車速に対する要求駆動力が、前記蓄電装置と前記発電装置との並列接続時に前記第２回転電機が出力可能な最大駆動力を超える場合であり、
    前記所定時間は、前記蓄電装置と前記発電装置との直列接続への切り替えを開始してから、直列接続で前記蓄電装置と前記発電装置とから前記駆動装置に電力が供給可能となるまでの時間を予測した予測時間であり、
    前記予測時間は、前記エンジンの状態に応じて複数設定されており、
    前記制御装置は、エンジン運転時と前記エンジン停止時とで、異なる前記予測時間を選択し、
    前記エンジン停止時に選択する前記予測時間は、前記エンジン運転時に選択する前記予測時間よりも長く設定されていることを特徴とするハイブリッド車両。
  4. 前記制御装置は、前記エンジン停止時において、前記エンジンが所定温度よりも低いエンジン低温時と前記エンジン低温時以外とで、異なる前記予測時間を選択し、
    前記エンジン低温時に選択する前記予測時間は、前記エンジン低温時以外に選択する前記予測時間よりも長いことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両。
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