WO2014208209A1 - ハイブリッド車両の制御装置及び制御方法 - Google Patents

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WO2014208209A1
WO2014208209A1 PCT/JP2014/062624 JP2014062624W WO2014208209A1 WO 2014208209 A1 WO2014208209 A1 WO 2014208209A1 JP 2014062624 W JP2014062624 W JP 2014062624W WO 2014208209 A1 WO2014208209 A1 WO 2014208209A1
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expansion stroke
hybrid vehicle
internal combustion
combustion engine
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和彦 菅原
鈴木　宏之
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日産自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a control device and a control method for a hybrid vehicle (Hybrid Electric Vehicle).
  • JP2012-086662A discloses an internal combustion engine starter for a hybrid vehicle. Specifically, when starting an internal combustion engine in a stopped state, a torque necessary for starting the engine is calculated based on an engine stop position, a coolant temperature, and the like, and an EV driveable region is made variable depending on the magnitude.
  • JP2012-086662A the hybrid vehicle travels by EV with surplus torque after securing the cranking torque by the electric motor, so that the electric vehicle travels by EV with a torque smaller than the torque that can be originally output. For this reason, the EV travelable area is reduced, and the fuel efficiency improvement effect is reduced.
  • An object of the present invention is to provide a control device and a control method for a hybrid vehicle that can widen the EV mode travel range and increase the fuel efficiency improvement effect of EV travel.
  • the hybrid vehicle control device travels using an electric motor as a drive source in the EV mode, and starts and cranks the internal combustion engine using at least the output of the electric motor in the HEV mode.
  • a vehicle that runs using the engine and the electric motor as a drive source is controlled.
  • the control device supplies the fuel to the cylinder in the expansion stroke and ignites this fuel to determine whether or not the internal combustion engine can be cranked by the combustion pressure generated, and the expansion stroke combustion propriety determination unit
  • An EV region setting unit that sets a travel region in the EV mode according to the determination of the determination unit.
  • the control device further includes a travel mode setting unit that travels in the EV mode if the drive torque required for the vehicle is within the EV mode travel region, and travels in the HEV mode if the drive torque is outside the EV mode travel region.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an EV drive torque setting logic executed by the hybrid vehicle control device in the present embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the EV drive torque setting logic of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a driving mode setting logic executed by the control device in the present embodiment.
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing the phase difference between the vehicle speed and the motor driving torque.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • Vehicle 100 is a hybrid vehicle (Hybrid Electric Vehicle) in which drive wheels 2 are driven by internal combustion engine 1 and motor generator 5.
  • vehicle 100 is exemplified by a hybrid vehicle having a front engine and a rear wheel drive.
  • the power train of the hybrid vehicle 100 includes an internal combustion engine 1, an automatic transmission (automatic transmission) 3, and a motor generator 5.
  • the power train of the hybrid vehicle 100 is controlled by the controller 7.
  • the controller 7 is a control device that controls the hybrid vehicle 100.
  • the automatic transmission 3 is arranged in tandem behind the internal combustion engine 1 in the longitudinal direction of the vehicle in the same manner as a normal rear wheel drive vehicle.
  • the motor generator 5 is disposed between the internal combustion engine 1 and the automatic transmission 3.
  • the motor generator 5 is coupled to a shaft 4 that transmits the rotation from the internal combustion engine 1 (crankshaft 1 a) to the input shaft 3 a of the automatic transmission 3.
  • the motor generator 5 acts as a motor according to the driving state of the hybrid vehicle 100 and also acts as a generator (generator).
  • the first clutch CL1 is interposed between the internal combustion engine 1 and the motor generator 5, more specifically, between the engine crankshaft 1a and the shaft 4.
  • the first clutch CL1 can change the transmission torque capacity continuously or stepwise.
  • a clutch for example, there is a wet multi-plate clutch capable of changing the transmission torque capacity by continuously controlling the clutch hydraulic oil flow rate and the clutch hydraulic pressure with a proportional solenoid.
  • the state where the transmission torque capacity becomes zero is a state where the first clutch CL1 is completely disconnected, and the state where the internal combustion engine 1 and the motor generator 5 are completely disconnected.
  • a mode in which the vehicle travels in this state is an electric travel mode (EV mode).
  • EV mode electric travel mode
  • a mode in which the hybrid vehicle 100 travels in this state is a hybrid travel mode (HEV mode). In this way, the travel mode is switched by the engagement / disengagement of the first clutch CL1.
  • HEV mode hybrid travel mode
  • the second clutch CL2 is interposed between the motor generator 5 and the differential gear device 6, more specifically, between the shaft 4 and the transmission input shaft 3a.
  • the second clutch CL2 may be disposed inside the automatic transmission 3. Alternatively, it may be realized by using a friction element for selecting a forward shift stage or a friction element for selecting a reverse shift stage existing in the automatic transmission 3.
  • the second clutch CL2 can change the transmission torque capacity continuously or stepwise.
  • a clutch for example, there is a wet multi-plate clutch capable of changing the transmission torque capacity by continuously controlling the clutch hydraulic oil flow rate and the clutch hydraulic pressure with a proportional solenoid.
  • the state where the transmission torque capacity becomes zero is a state where the second clutch CL2 is completely disconnected, and the motor generator 5 and the differential gear device 6 are completely disconnected.
  • slip control is performed by reducing the transmission torque capacity of the second clutch CL2. Then, the shock when starting the internal combustion engine 1 is not easily transmitted to the drive wheels 2.
  • the automatic transmission 3 incorporates an oil pump that rotates together with the input shaft 3a, and a plurality of friction elements (such as clutches and brakes) are selectively engaged and released by the oil pressure of the oil pump.
  • the transmission system path (shift stage) is determined by the combination of engagement and release of these friction elements.
  • the automatic transmission 3 shifts the rotation from the input shaft 3a at a gear ratio corresponding to the selected shift stage and outputs it to the output shaft 3b. This output rotation is distributed and transmitted to the left and right drive wheels 2 by the differential gear device 6, and used for traveling of the hybrid vehicle 100.
  • the automatic transmission 3 is not limited to the stepped type as described above, and may be a continuously variable transmission.
  • the hybrid vehicle 100 in FIG. 1 described above travels mainly in the electric travel mode (EV mode) when the controller 7 travels at a low load and a low vehicle speed including starting from a stopped state.
  • EV mode electric travel mode
  • the power from the internal combustion engine 1 is unnecessary, so the internal combustion engine 1 is stopped. Then, the first clutch CL1 is released. Further, the second clutch CL2 is engaged. Further, the automatic transmission 3 is switched to the power transmission state. In this state, the motor generator 5 is driven.
  • the hybrid vehicle 100 travels electrically (EV mode travel) only by the motor generator 5.
  • the hybrid vehicle 100 travels mainly in the hybrid travel mode (HEV mode) when the controller 7 travels at a high load and a high vehicle speed.
  • HEV mode hybrid travel mode
  • the internal combustion engine 1 In the hybrid travel mode (HEV mode), the internal combustion engine 1 is started, the first clutch CL1 and the second clutch CL2 are both engaged, and the automatic transmission 3 is switched to the power transmission state. In such a state, the output rotation from the internal combustion engine 1 and the output rotation from the motor generator 5 reach the transmission input shaft 3a.
  • the automatic transmission 3 shifts the rotation input from the input shaft 3a according to the selected shift stage, and outputs it from the transmission output shaft 3b. The rotation output from the transmission output shaft 3b then reaches the drive wheel 2 via the differential gear device 6.
  • the hybrid vehicle 100 performs hybrid traveling (HEV mode traveling) by the internal combustion engine 1 and the motor generator 5.
  • the internal combustion engine 1 when the internal combustion engine 1 is operated at the optimum fuel consumption during HEV mode traveling, energy may be surplus. In such a case, the surplus energy is converted into electric power by operating the motor generator 5 with surplus energy, and the electric power is stored so as to be used for driving the motor of the motor generator 5. By doing in this way, the fuel consumption of the internal combustion engine 1 improves.
  • the controller 7 engages the first clutch CL ⁇ b> 1, transmits the rotational torque of the motor generator 5 to the internal combustion engine 1, and is cranked by the motor generator 5.
  • the internal combustion engine 1 when the internal combustion engine 1 can be cranked by the combustion pressure generated by supplying the fuel to the cylinder in the expansion stroke and igniting the fuel, this cranking is given priority.
  • the rotational torque of the motor generator 5 is transmitted to the internal combustion engine 1 so that the motor generator 5 assists cranking. In this way, the cranking torque by the motor generator 5 can be reduced, so that the EV mode travel range can be expanded, and the fuel efficiency improvement effect by EV travel is increased.
  • the hybrid vehicle 100 when the hybrid vehicle 100 is in the HEV mode and the driving torque required for the vehicle is reduced, the hybrid vehicle 100 can be restarted even if the internal combustion engine is stopped. Stop 1 and run in EV mode. As described above, if the cranking is performed by the combustion pressure of the expansion stroke cylinder and the cranking is assisted by the motor generator 5, the HEV mode can be shifted to the EV mode earlier, and the fuel efficiency is improved. Further, when the driving torque required for the vehicle increases, the internal combustion engine can be restarted without sacrificing running performance. Specific contents will be described below.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of EV drive torque setting logic included in the travel mode control in the present embodiment.
  • the control logic of the running mode control executed by the controller 7 includes a control block B100.
  • the control block B100 outputs drive torque to the control block GM for controlling the motor generator 5.
  • the control block B100 includes an expansion stroke combustion execution enable / disable determination flag output block B101, a switching block B102, an expansion stroke combustion impossible EV drive torque output block B103, and an expansion stroke combustion possible EV drive torque output block B104. .
  • the expansion stroke combustion execution possibility determination flag output block B101 is generated whether or not combustion can be executed in the expansion stroke in the cylinder of the internal combustion engine 1, that is, the fuel is supplied to the cylinder in the expansion stroke and the fuel is ignited. It is determined whether or not the internal combustion engine 1 can be cranked by the combustion pressure.
  • the expansion stroke combustion execution possibility determination flag output block B101 is simply referred to as “block B101”.
  • the block B101 determines that the expansion stroke combustion cannot be executed. Further, the engine coolant temperature may rise abnormally for some reason. Even in such a case, the block B101 determines that the expansion stroke combustion cannot be performed.
  • the block B101 determines that the expansion stroke combustion cannot be executed. In cold areas, the outside temperature may be extremely low. In such a case, there is a possibility that the fuel injected into the cylinder of the internal combustion engine 1 cannot be sufficiently vaporized. Even in such a case, the block B101 determines that the expansion stroke combustion cannot be performed.
  • the block B101 determines whether or not the expansion stroke combustion can be executed based on at least one of the engine cooling water temperature, the atmospheric pressure, and the outside air temperature. By doing in this way, it can judge correctly.
  • the block B101 may be determined by appropriately combining conditions of the engine coolant temperature, the atmospheric pressure, and the outside air temperature. In this way, the determination accuracy can be further increased. Then, the block B101 outputs a determination result flag. Specifically, block B101 outputs zero (0) if expansion stroke combustion is not possible, and outputs (1) if expansion stroke combustion is possible.
  • a threshold T / H (threshold) for switching the output is set.
  • the threshold T / H is set to 0.5. If the input from the block B101 is zero, the switching block B102 outputs the EV drive torque when the expansion stroke combustion is impossible. On the other hand, if the input from the block B101 is “1”, the switching block B102 outputs the EV drive torque when the expansion stroke combustion is possible.
  • [Expansion stroke combustion impossible EV drive torque output block B103 outputs EV drive torque when the expansion stroke combustion is impossible. This EV drive torque is obtained by subtracting the torque (cranking torque) required for starting the internal combustion engine when the expansion stroke combustion is impossible from the total torque of the motor generator 5.
  • block B103 the EV drive torque output block B103 when the expansion stroke combustion is impossible.
  • the block B103 outputs an EV drive torque based on a travel map when the expansion stroke combustion is impossible.
  • a method of calculating the EV drive torque when the expansion stroke combustion is impossible will be described with reference to FIG.
  • FIG. 5 is a characteristic diagram showing the phase difference between the vehicle speed and the motor driving torque.
  • line A is a characteristic line indicating motor drive torque (running torque) when the expansion stroke combustion is impossible and cranking is performed only by the output of the motor generator 5.
  • the block B103 refers to the line A set in the travel map until the vehicle speed V1 (km / h), and obtains the motor drive torque (travel torque) based on the vehicle speed.
  • the vehicle speed is detected by a vehicle speed sensor provided in the controller 7, for example.
  • the EV drive torque output block B104 when expansion stroke combustion is possible outputs the EV drive torque when expansion stroke combustion is possible.
  • This EV drive torque is obtained by subtracting the torque (assist torque) required for starting the internal combustion engine when the expansion stroke combustion is possible from the total torque of the motor generator 5.
  • the EV drive torque output block B104 when the expansion stroke combustion is possible is simply referred to as “block B104”.
  • the block B104 outputs the EV drive torque based on the travel map when the expansion stroke combustion is possible.
  • a method for calculating the EV drive torque when the expansion stroke combustion is possible will also be described with reference to FIG.
  • the line B is combustible in the expansion stroke, and the motor drive torque (running) when the internal combustion engine 1 is cranked by the combustion pressure generated during the expansion stroke combustion and the motor generator 5 further assists the cranking. Torque).
  • the block B104 refers to the line B set in the travel map until the vehicle speed V2 (km / h), and obtains the motor drive torque (travel torque) based on the vehicle speed.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the EV drive torque setting logic of this embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the contents of the block diagram of FIG.
  • step S101 the controller 7 determines whether or not the expansion stroke combustion can be executed, that is, whether or not the internal combustion engine 1 can be cranked by the combustion pressure generated by supplying the fuel to the cylinder in the expansion stroke and igniting the fuel. judge.
  • the specific contents are the same as the expansion stroke combustion execution possibility determination flag output block B101.
  • step S102 the controller 7 proceeds to step S103 if the expansion stroke combustion cannot be performed, and proceeds to step S104 if the expansion stroke combustion can be performed.
  • step S103 the controller 7 obtains the EV drive torque when the expansion stroke combustion is impossible.
  • the specific content is the same as that of the EV drive torque output block B103 when the expansion stroke combustion is impossible.
  • step S104 the controller 7 obtains the EV drive torque when the expansion stroke combustion is possible.
  • the specific contents are the same as those in the EV drive torque output block B104 when the expansion stroke combustion is possible.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the driving mode setting logic of this embodiment.
  • step S201 the controller 7 determines whether or not the driving torque required for the hybrid vehicle 100 is within the EV mode region. If the determination result is positive, the controller 7 proceeds to step S202, and if the determination result is negative, the controller 7 proceeds to step S203.
  • step S202 the controller 7 sets the EV mode as the travel mode.
  • step S203 the controller 7 sets the HEV mode as the travel mode.
  • the controller 7 gives priority to the cranking when the internal combustion engine 1 can be cranked by the combustion pressure generated by supplying the fuel to the cylinder in the expansion stroke and igniting the fuel.
  • the controller 7 further transmits the rotational torque of the motor generator 5 to the internal combustion engine 1 to assist the cranking with the motor generator 5. In this way, the cranking torque by the motor generator 5 can be reduced, and the EV mode travel range can be expanded correspondingly, and the fuel efficiency improvement effect by EV travel is increased.
  • the controller 7 when the driving torque required for the hybrid vehicle 100 decreases during traveling in the HEV mode, the controller 7 is in a state where it can be restarted even when the internal combustion engine 1 is stopped. The internal combustion engine 1 is stopped and the hybrid vehicle 100 is driven in the EV mode. For this reason, if the cranking is performed by the combustion pressure of the expansion stroke cylinder and the cranking is assisted by the motor generator 5 as in the present embodiment, the HEV mode can be shifted to the EV mode earlier, and the fuel efficiency is improved. To do.
  • the internal combustion engine 1 can be restarted without sacrificing the running performance. That is, even if the internal combustion engine is stopped, the vehicle can travel in the EV mode even if the internal combustion engine 1 is stopped before it can be restarted.
  • the controller 7 determines whether or not the internal combustion engine 1 can be cranked by the combustion pressure generated by supplying fuel to the cylinder in the expansion stroke and igniting the fuel.
  • the EV mode travel area is set according to the result. Thereby, the travel area of EV mode can be expanded and the fuel consumption improvement effect by EV travel can be enlarged.
  • the hybrid vehicle shown in FIG. 1 is merely an example, and other types of hybrid vehicles may be used.

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Abstract

　ＥＶモードでは電動機を駆動源として走行し、ＨＥＶモードでは少なくとも電動機の出力を利用して内燃エンジンを始動し内燃エンジン及び電動機を駆動源として走行するハイブリッド車両を制御する装置であって、膨張行程の気筒に燃料を供給しこの燃料に点火して発生した燃焼圧力で内燃エンジンをクランキングできるか否かを判定する膨張行程燃焼可否判定部と、膨張行程燃焼可否判定部の判定に応じて、ＥＶモードの走行領域を設定するＥＶ領域設定部と、車両に要求される駆動トルクがＥＶモードの走行領域内であればＥＶモードで走行し、ＥＶモードの走行領域外にあればＨＥＶモードで走行する走行モード設定部と、を含む。

Description

ハイブリッド車両の制御装置及び制御方法
　この発明は、ハイブリッド車両(Hybrid Electric Vehicle)の制御装置及び制御方法に関する。
　ＪＰ２０１２－０８６６６２Ａは、ハイブリッド車両の内燃エンジン始動装置を開示する。具体的には、停止状態にある内燃エンジンを始動するときに、エンジン停止位置や冷却水温などに基づいてエンジン始動に必要なトルクを算出し、その大小によってＥＶ駆動可能な領域を可変にする。
　しかしながら、ＪＰ２０１２－０８６６６２Ａでは、ハイブリッド車両が、電動機によるクランキングトルクを確保したうえで、余剰のトルクでＥＶ走行するので、電動機が本来出力可能なトルクよりも小さなトルクでＥＶ走行することになる。そのため、ＥＶ走行可能領域が小さくなり、燃費向上効果が減少してしまう。
　本発明は、このような問題点に着目してなされた。本発明の目的は、ＥＶモードの走行域を広げることができ、ＥＶ走行による燃費向上効果を大きくすることが可能なハイブリッド車両の制御装置及び制御方法を提供することである。
　本発明のある態様によれば、ハイブリッド車両の制御装置は、ＥＶモードでは電動機を駆動源として走行し、ＨＥＶモードでは少なくとも前記電動機の出力を利用して内燃エンジンをクランキングして始動し前記内燃エンジン及び前記電動機を駆動源として走行する車両を制御する。そして制御装置は、膨張行程の気筒に燃料を供給しこの燃料に点火して発生した燃焼圧力で内燃エンジンをクランキングできるか否かを判定する膨張行程燃焼可否判定部と、前記膨張行程燃焼可否判定部の判定に応じて、ＥＶモードの走行領域を設定するＥＶ領域設定部とを含む。さらに制御装置は、車両に要求される駆動トルクがＥＶモードの走行領域内であればＥＶモードで走行し、ＥＶモードの走行領域外にあればＨＥＶモードで走行する走行モード設定部を含む。
図１は、本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の一例を示す図である。 図２は、本実施形態におけるハイブリッド車両の制御装置で実行されるＥＶ駆動トルク設定ロジックを示すブロック図である。 図３は、本実施形態のＥＶ駆動トルク設定ロジックを示すフローチャートである。 図４は、本実施形態における制御装置で実行される走行モード設定ロジックを示すフローチャートである。 図５は、車速とモーター駆動トルクとの相間を示す特性図である。
　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
　図１は、本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の一例を示す図である。
　車両１００は、内燃エンジン１及びモータージェネレーター５によって駆動輪２を駆動するハイブリッド車両(Hybrid Electric Vehicle)である。本実施形態では、車両１００として、フロントエンジン・リヤホイールドライブのハイブリッド車両を例示する。
　ハイブリッド車両１００のパワートレインは、内燃エンジン１と、オートマチックトランスミッション(自動変速機)３と、モータージェネレーター５と、を含む。ハイブリッド車両１００のパワートレインは、コントローラ７によって制御される。コントローラ７は、ハイブリッド車両１００を制御する制御装置である。
　オートマチックトランスミッション３は、通常の後輪駆動車と同様に、内燃エンジン１の車両前後方向後方にタンデムに配置される。
　モータージェネレーター５は、内燃エンジン１及びオートマチックトランスミッション３の間に配置される。モータージェネレーター５は、内燃エンジン１（クランクシャフト１ａ）からの回転をオートマチックトランスミッション３の入力軸３ａへ伝達する軸４に結合される。モータージェネレーター５は、ハイブリッド車両１００の運転状態に応じてモーターとして作用するとともにジェネレーター（発電機）としても作用する。
　内燃エンジン１及びモータージェネレーター５の間、より詳しくは、エンジンクランクシャフト１ａと軸４との間には、第１クラッチＣＬ１が介挿される。
　第１クラッチＣＬ１は、伝達トルク容量を連続的又は段階的に変更可能である。このようなクラッチとしては、たとえば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量及びクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチがある。たとえば、伝達トルク容量がゼロになった状態が、第１クラッチＣＬ１が完全に切り離された状態であり、内燃エンジン１及びモータージェネレーター５の間が完全に切り離された状態である。
　第１クラッチＣＬ１が完全に切り離されると、内燃エンジン１の出力トルクは駆動輪２に伝わらず、モータージェネレーター５の出力トルクだけが駆動輪２に伝わる。この状態で走行するモードが電気走行モード（ＥＶモード）である。
　一方、第１クラッチＣＬ１が接続されると、内燃エンジン１の出力トルクも、モータージェネレーター５の出力トルクとともに、駆動輪２に伝わる。この状態でハイブリッド車両１００が走行するモードがハイブリッド走行モード（ＨＥＶモード）である。このように第１クラッチＣＬ１の断続によって走行モードが切り替えられる。
　モータージェネレーター５及びディファレンシャルギヤ装置６の間、より詳しくは、軸４とトランスミッション入力軸３ａとの間には、第２クラッチＣＬ２が介挿される。なお第２クラッチＣＬ２をオートマチックトランスミッション３の内部に配置してもよい。または、オートマチックトランスミッション３の内部に既存する前進シフト段選択用の摩擦要素又は後退シフト段選択用の摩擦要素を流用することにより実現してもよい。
　第２クラッチＣＬ２は、第１クラッチＣＬ１と同様に、伝達トルク容量を連続的又は段階的に変更可能である。このようなクラッチとしては、たとえば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量及びクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチがある。たとえば、伝達トルク容量がゼロになった状態が、第２クラッチＣＬ２が完全に切り離された状態であり、モータージェネレーター５及びディファレンシャルギヤ装置６の間が完全に切り離された状態である。エンジンを始動するときには、第２クラッチＣＬ２の伝達トルク容量を小さくしてスリップ制御する。すると内燃エンジン１を始動するときのショックが駆動輪２に伝わりにくくなる。
　オートマチックトランスミッション３は、入力軸３ａとともに回転するオイルポンプを内蔵しており、このオイルポンプのオイル圧によって複数の摩擦要素（クラッチやブレーキ等）を選択的に締結したり解放したりする。これらの摩擦要素の締結・解放の組み合わせによって伝動系路（シフト段）が決定される。
　したがってオートマチックトランスミッション３は、入力軸３ａからの回転を選択シフト段に応じたギヤ比で変速して出力軸３ｂに出力する。この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置６によって左右の駆動輪２へ分配して伝達され、ハイブリッド車両１００の走行に供される。ただしオートマチックトランスミッション３は、上記したような有段式のものに限られず、無段変速機であってもよい。
　上述した図１のハイブリッド車両１００は、コントローラ７によって、停車状態からの発進などを含む低負荷・低車速で走行するときは、主として電気走行モード（ＥＶモード）で走行する。
　電気走行モード（ＥＶモード）では、内燃エンジン１からの動力が不要であるので、内燃エンジン１が停止される。そして、第１クラッチＣＬ１が解放される。また第２クラッチＣＬ２が締結される。さらにオートマチックトランスミッション３が動力伝達状態に切り替えられる。このような状態でモータージェネレーター５が駆動される。
　モータージェネレーター５が駆動すると、モータージェネレーター５からの出力回転のみがトランスミッション入力軸３ａに達する。そしてオートマチックトランスミッション３は、入力軸３ａから入力した回転を選択中のシフト段に応じ変速して、トランスミッション出力軸３ｂから出力する。トランスミッション出力軸３ｂから出力された回転は、その後、ディファレンシャルギヤ装置６を経て駆動輪２に至る。
　このようにしてハイブリッド車両１００は、モータージェネレーター５のみによって電気走行（ＥＶモード走行）する。
　また、ハイブリッド車両１００は、コントローラ７によって、高負荷・高車速で走行するときは、主としてハイブリッド走行モード（ＨＥＶモード）で走行する。
　ハイブリッド走行モード（ＨＥＶモード）では、内燃エンジン１が始動し、第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２がともに締結され、オートマチックトランスミッション３が動力伝達状態に切り替えられる。このような状態では、内燃エンジン１からの出力回転及びモータージェネレーター５からの出力回転がトランスミッション入力軸３ａに達する。そしてオートマチックトランスミッション３は、入力軸３ａから入力した回転を選択中のシフト段に応じ変速して、トランスミッション出力軸３ｂから出力する。トランスミッション出力軸３ｂから出力された回転は、その後、ディファレンシャルギヤ装置６を経て駆動輪２に至る。
　このようにしてハイブリッド車両１００は、内燃エンジン１及びモータージェネレーター５によってハイブリッド走行（ＨＥＶモード走行）する。
　またＨＥＶモード走行中に、内燃エンジン１を最適燃費で運転させるとエネルギーが余剰となる場合がある。このような場合には、余剰エネルギーによってモータージェネレーター５を作動させて余剰エネルギーを電力に変換し、この電力をモータージェネレーター５のモーター駆動に用いるよう蓄電する。このようにすることで、内燃エンジン１の燃費が向上する。
　ＥＶモードからＨＥＶモードに移行するときは、内燃エンジン１を始動する必要がある。そこで、コントローラ７は、第１クラッチＣＬ１を締結してモータージェネレーター５の回転トルクを内燃エンジン１に伝達して、モータージェネレーター５でクランキングする。
　しかしながら、このようにしては、モータージェネレーター５によるクランキングトルクを確保したうえで、余剰のトルクで走行しなければならず、モータージェネレーター５が本来出力可能なトルクよりも小さなトルクでしか走行できない。したがって、ＥＶモードの走行域が狭められてしまい、ＥＶ走行による燃費向上効果が低下してしまう。
　そこで本実施形態では、膨張行程の気筒に燃料を供給しこの燃料に点火して発生した燃焼圧力で内燃エンジン１をクランキングできる場合には、このクランキングを優先する。これに加えて、モータージェネレーター５の回転トルクを内燃エンジン１に伝達して、モータージェネレーター５でクランキングをアシストするようにした。このようにすれば、モータージェネレーター５によるクランキングトルクを小さくできるので、ＥＶモードの走行域を広げることができ、ＥＶ走行による燃費向上効果が大きくなる。
　特に本実施形態では、ハイブリッド車両１００は、ＨＥＶモードでの走行中に、車両に要求される駆動トルクが低下した場合において、内燃エンジンを停止しても再始動可能な状態になったら、内燃エンジン１を停止してＥＶモードで走行する。上述のように、膨張行程気筒の燃焼圧力でクランキングして、モータージェネレーター５でクランキングをアシストするようにすれば、早めにＨＥＶモードからＥＶモードに移行でき、燃費が向上する。また、車両に要求される駆動トルクが上昇した場合には、走行性能を犠牲にすることなく内燃エンジンを再始動できるのである。具体的な内容は、以下で説明される。
　図２は、本実施形態における走行モード制御に含まれるＥＶ駆動トルク設定ロジックの一例を示すブロック図である。
　コントローラ７で実行される走行モード制御の制御ロジックは、制御ブロックＢ１００を含む。制御ブロックＢ１００は、モータージェネレーター５を制御するための制御ブロックＧＭに対し駆動トルクを出力する。制御ブロックＢ１００は、膨張行程燃焼実行可否判定フラグ出力ブロックＢ１０１と、切替ブロックＢ１０２と、膨張行程燃焼不可時ＥＶ駆動トルク出力ブロックＢ１０３と、膨張行程燃焼可能時ＥＶ駆動トルク出力ブロックＢ１０４と、を含む。
　膨張行程燃焼実行可否判定フラグ出力ブロックＢ１０１は、内燃エンジン１の筒内での膨張行程において燃焼を実行できるか否か、すなわち、膨張行程の気筒に燃料を供給しこの燃料に点火して発生した燃焼圧力で内燃エンジン１をクランキングできるか否かを判定する。なお、以下では、膨張行程燃焼実行可否判定フラグ出力ブロックＢ１０１は、単に「ブロックＢ１０１」という。
　たとえば、エンジン冷却水温が低く、暖機が完了していなければ、ブロックＢ１０１は、膨張行程燃焼を実行できないと判定する。また何らかの理由によって、エンジン冷却水温が異状上昇する場合がある。このような場合にも、ブロックＢ１０１は、膨張行程燃焼を実行できないと判定する。
　その他に、気圧が低ければ空気密度が下がるので、燃焼圧力が十分に得られないおそれがある。そこで、気圧が基準気圧よりも低ければ、ブロックＢ１０１は、膨張行程燃焼を実行できないと判定する。また寒地などでは外気温が極めて低くなることがある。このような場合には内燃エンジン１の筒内に噴射された燃料が十分に気化できないおそれがある。このような場合にも、ブロックＢ１０１は、膨張行程燃焼を実行できないと判定する。
　このように、ブロックＢ１０１は、エンジン冷却水温、気圧、外気温の少なくともいずれかひとつのパラメータに基づいて、膨張行程燃焼を実行できるか否かを判定する。このようにすることで、正確に判定できる。
　なお、ブロックＢ１０１は、エンジン冷却水温、気圧、外気温の条件を適宜組み合わせて判定してもよい。このようにすれば、さらに判定精度を上げることができる。そして、ブロックＢ１０１は、判定結果のフラグを出力する。具体的には、ブロックＢ１０１は、膨張行程燃焼不可であればゼロ（０）を出力し、膨張行程燃焼可能であればイチ（１）を出力する。
　切替ブロックＢ１０２には、出力を切り替えるためのスレッシュホールドＴ／Ｈ（threshold）が設定される。本実施形態ではスレッシュホールドＴ／Ｈは、０．５に設定されている。切替ブロックＢ１０２は、ブロックＢ１０１からの入力がゼロであれば、膨張行程燃焼不可時ＥＶ駆動トルクを出力する。一方、切替ブロックＢ１０２は、ブロックＢ１０１からの入力がイチであれば、膨張行程燃焼可能時ＥＶ駆動トルクを出力する。
　膨張行程燃焼不可時ＥＶ駆動トルク出力ブロックＢ１０３は、膨張行程燃焼不可時のＥＶ駆動トルクを出力する。このＥＶ駆動トルクは、モータージェネレーター５の総トルクから、膨張行程燃焼不可時に内燃エンジンを始動するために要求されるトルク（クランキングトルク）を引いたものである。なお、以下では、膨張行程燃焼不可時ＥＶ駆動トルク出力ブロックＢ１０３は、単に「ブロックＢ１０３」という。
　具体的には、ブロックＢ１０３は、膨張行程燃焼不可時の走行マップに基づいてＥＶ駆動トルクを出力する。ここで膨張行程燃焼不可時ＥＶ駆動トルクの算出方法について、図５を参照して説明する。
　図５は、車速とモーター駆動トルクとの相間を示す特性図である。図５では、ラインＡが、膨張行程燃焼不可であってモータージェネレーター５の出力のみでクランキングするときのモーター駆動トルク（走行トルク）を示す特性ラインである。
　膨張行程燃焼不可時には、モータージェネレーター５によるクランキングトルクを確保したうえで、余剰のトルクを利用して走行しなければならない。そのため、ラインＡとＲｏａｄＬｏａｄラインとの交点である車速Ｖ１（ｋｍ／ｈ）までは、モータージェネレーター５の出力トルクを用いてＥＶ走行できる。したがってブロックＢ１０３は、車速Ｖ１（ｋｍ／ｈ）までは、走行マップに設定されたラインＡを参照し、車速に基づいてモーター駆動トルク（走行トルク）を求める。車速は、たとえば、コントローラ７に設けられた車速センサによって検出される。
　膨張行程燃焼可能時ＥＶ駆動トルク出力ブロックＢ１０４は、膨張行程燃焼可能時のＥＶ駆動トルクを出力する。このＥＶ駆動トルクは、モータージェネレーター５の総トルクから、膨張行程燃焼可能時に内燃エンジンを始動するために要求されるトルク（アシストトルク）を引いたものである。なお、以下では、膨張行程燃焼可能時ＥＶ駆動トルク出力ブロックＢ１０４は、単に「ブロックＢ１０４」という。
　具体的には、ブロックＢ１０４は、膨張行程燃焼可能時の走行マップに基づいてＥＶ駆動トルクを出力する。膨張行程燃焼可能時ＥＶ駆動トルクの算出方法についても図５を参照して説明する。
　図５では、ラインＢが膨張行程燃焼可能であって、膨張行程燃焼時に発生した燃焼圧力で内燃エンジン１をクランキングしつつ、さらにモータージェネレーター５でクランキングをアシストするときのモーター駆動トルク（走行トルク）を示す特性ラインである。
　膨張行程燃焼可能時には、モータージェネレーター５による大きなクランキングトルクを確保する必要がないので、その分、走行に用いることができるトルクが大きくなる。そのため、ラインＢとＲｏａｄＬｏａｄラインとの交点である車速Ｖ２（ｋｍ／ｈ）までは、モータージェネレーター５の出力トルクでＥＶ走行できる。したがってブロックＢ１０４は、車速Ｖ２（ｋｍ／ｈ）までは、走行マップに設定されたラインＢを参照し、車速に基づいてモーター駆動トルク（走行トルク）を求める。
　図３は、本実施形態のＥＶ駆動トルク設定ロジックを示すフローチャートである。なお、図３は、図２のブロック図の内容をフローチャートで示したものである。
　ステップＳ１０１においてコントローラ７は、膨張行程燃焼を実行できるか否か、すなわち、膨張行程の気筒に燃料を供給しこの燃料に点火して発生した燃焼圧力で内燃エンジン１をクランキングできるか否かを判定する。具体的な内容は、膨張行程燃焼実行可否判定フラグ出力ブロックＢ１０１と同じである。
　ステップＳ１０２においてコントローラ７は、膨張行程燃焼を実行できなければステップＳ１０３へ処理を移行し、膨張行程燃焼を実行できればステップＳ１０４へ処理を移行する。
　ステップＳ１０３においてコントローラ７は、膨張行程燃焼不可時のＥＶ駆動トルクを求める。具体的な内容は、膨張行程燃焼不可時ＥＶ駆動トルク出力ブロックＢ１０３と同じである。
　ステップＳ１０４においてコントローラ７は、膨張行程燃焼可能時のＥＶ駆動トルクを求める。具体的な内容は、膨張行程燃焼可能時ＥＶ駆動トルク出力ブロックＢ１０４と同じである。
　図４は、本実施形態の走行モード設定ロジックを示すフローチャートである。
　ステップＳ２０１においてコントローラ７は、ハイブリッド車両１００に要求される駆動トルクがＥＶモード領域内であるか否かを判定する。コントローラ７は、判定結果が肯であればステップＳ２０２へ処理を移行し、判定結果が否であればステップＳ２０３へ処理を移行する。
　ステップＳ２０２においてコントローラ７は、走行モードとしてＥＶモードを設定する。
　ステップＳ２０３においてコントローラ７は、走行モードとしてＨＥＶモードを設定する。
　本実施形態によれば、コントローラ７は、膨張行程の気筒に燃料を供給しこの燃料に点火して発生した燃焼圧力で内燃エンジン１をクランキングできる場合には、このクランキングを優先する。そしてコントローラ７は、さらにモータージェネレーター５の回転トルクを内燃エンジン１に伝達して、モータージェネレーター５でクランキングをアシストするようにした。このようにすれば、モータージェネレーター５によるクランキングトルクを小さくでき、その分、ＥＶモードの走行域を広げることができ、ＥＶ走行による燃費向上効果が大きくなる。
　特に本実施形態では、コントローラ７は、ＨＥＶモードでの走行中に、ハイブリッド車両１００に要求される駆動トルクが低下した場合に、内燃エンジン１を停止しても再始動可能な状態になったら、内燃エンジン１を停止してＥＶモードでハイブリッド車両１００を走行させる。このため、本実施形態のように、膨張行程気筒の燃焼圧力でクランキングして、モータージェネレーター５でクランキングをアシストするようにすれば、早めにＨＥＶモードからＥＶモードに移行でき、燃費が向上する。
　また、ハイブリッド車両１００に要求される駆動トルクが上昇した場合には、走行性能を犠牲にすることなく内燃エンジン１を再始動できるのである。すなわち、仮に、内燃エンジンを停止しても再始動可能な状態になる前に内燃エンジン１を停止してもＥＶモードで走行できる。
　一方、車両に要求される駆動トルクが上昇したときには、内燃エンジンを始動するために、モータージェネレーター５の走行駆動トルクを低下させて、クランキングトルクを上げる必要がある。このようにしては、ドライバーに違和感を与えてしまう。これに対して本実施形態によれば、ＨＥＶモードでの走行中に、車両に要求される駆動トルクが低下した場合に、内燃エンジン１を停止しても再始動可能な状態になったら、内燃エンジン１を停止してＥＶモードで走行するので、走行性能を犠牲にすることがなく、ドライバーに違和感を与えることを防止できるのである。
　このように本実施形態によれば、コントローラ７は、膨張行程の気筒に燃料を供給しこの燃料に点火して発生した燃焼圧力で内燃エンジン１をクランキングできるか否かを判定し、この判定結果に応じてＥＶモードの走行領域を設定する。これにより、ＥＶモードの走行域を広げることができ、ＥＶ走行による燃費向上効果を大きくすることができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
　たとえば、図１に示されたハイブリッド車両は一例に過ぎず、他のタイプのハイブリッド車両であってもよい。
　本願は、２０１３年６月２５日に日本国特許庁に出願された特願２０１３－１３２８６４に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (5)

  1. 　ＥＶモードでは電動機を駆動源として走行し、ＨＥＶモードでは少なくとも前記電動機の出力を利用して内燃エンジンをクランキングして始動し前記内燃エンジン及び前記電動機を駆動源として走行するハイブリッド車両を制御する装置であって、
    　膨張行程の気筒に燃料を供給しこの燃料に点火して発生した燃焼圧力で内燃エンジンをクランキングできるか否かを判定する膨張行程燃焼可否判定部と、
    　前記膨張行程燃焼可否判定部の判定に応じて、ＥＶモードの走行領域を設定するＥＶ領域設定部と、
    　前記ハイブリッド車両に要求される駆動トルクがＥＶモードの走行領域内であればＥＶモードで走行し、ＥＶモードの走行領域外にあればＨＥＶモードで走行する走行モード設定部と、
    を含むハイブリッド車両の制御装置。
  2. 　請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
    　前記膨張行程燃焼可否判定部は、ＨＥＶモードで走行中に判定する、
    ハイブリッド車両の制御装置。
  3. 　請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
    　前記走行モード設定部は、ＨＥＶモードで走行中に、車両に要求される駆動トルクがＥＶモードの走行領域内になったらＥＶモードに切り替える、
    ハイブリッド車両の制御装置。
  4. 　請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
    　前記膨張行程燃焼可否判定部は、エンジン冷却水温、気圧、外気温の少なくともいずれかひとつに基づいて前記燃焼圧力で内燃エンジンをクランキングできるか否かを判定する、
    ハイブリッド車両の制御装置。
  5. 　ＥＶモードでは電動機を駆動源として走行し、ＨＥＶモードでは少なくとも前記電動機の出力を利用して内燃エンジンをクランキングして始動し前記内燃エンジン及び前記電動機を駆動源として走行するハイブリッド車両を制御する方法であって、
    　膨張行程の気筒に燃料を供給しこの燃料に点火して発生した燃焼圧力で内燃エンジンをクランキングできるか否かを判定する膨張行程燃焼可否判定手順と、
    　前記膨張行程燃焼可否判定手順の判定に応じて、ＥＶモードの走行領域を設定するＥＶ領域設定手順と、
    　車両に要求される駆動トルクがＥＶモードの走行領域内であればＥＶモードで走行し、ＥＶモードの走行領域外にあればＨＥＶモードで走行する走行モード設定手順と、
    を含むハイブリッド車両の制御方法。
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