(57)【要約】  ハイブリッド車両において、制御手段（１７）は、車両が走行するために要求される目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段（１７Ａ）と、目標駆動力設定手段（１７Ａ）により設定される目標駆動力と車速検出手段（３３）により検出される車速とから目標駆動パワーを算出する目標駆動パワー算出手段（１７Ｂ）と、蓄電手段（１８）の状態に基づいて蓄電手段（１８）から持ち出される電力量を制限する出力制限手段（１７Ｃ）と、エンジン（２）の作動状態から停止状態への移行制御時に消費される電力が、出力制限手段（１７Ｃ）により設定された出力制限値から目標駆動パワー算出手段（１７Ｂ）により算出された目標駆動パワーを減算した値を超えた場合に、エンジン（２）の停止状態への移行を禁止する移行禁止手段（１７Ｄ）とを備えている。  これにより、蓄電手段（１８）の状態に基づいてエンジン（２）を作動状態から停止状態への移行を管理して、蓄電手段（１８）の寿命に悪影響（過放電等）を与えることはなく、蓄電手段（１８）の劣化を抑制することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を駆動軸に動力伝達機構を介して出力するハイブリッド車両において、前記モータジェネレータと電力のやり取りが可能な蓄電手段を設け、車速を検出する車速検出手段を設け、車両が走行するために要求される目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、この目標駆動力設定手段により設定される目標駆動力と前記車速検出手段により検出される車速とから目標駆動パワーを算出する目標駆動パワー算出手段と、前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段から持ち出される電力量を制限する出力制限手段と、前記エンジンの作動状態から停止状態への移行制御時に消費される電力が、前記出力制限手段により設定された出力制限値から前記目標駆動パワー設定手段により算出された目標駆動パワーを減算した値を超えた場合に、前記エンジンの停止状態への移行を禁止する移行禁止手段とが備えられた制御手段を設けたことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御手段は、前記移行禁止手段の判定に用いる前記エンジンの作動状態から停止状態への移行制御時に消費される電力を、前記車速検出手段により検出された車速が高くなる程、高い値に設定す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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両に係り、特にエンジンとモータジェネレータ（電動機）とを動力源として備え、目標とする駆動力を出力するために複数の動力源を制御するハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、駆動源として、エンジンとこのエンジン以外にモータジェネレータ（電動機）とを備え、燃費を向上するための、いわゆるハイブリッド車両がある。
このハイブリッド車両は、エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を駆動軸に動力伝達機構を介して出力している。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３１１０３号公報
【０００４】
特許文献１に係る車両およびその制御方法は、ハイブリッド車両において、蓄電手段であるバッテリの入力制限に基づいてエンジンの間欠運転を禁止する車速閾値を設定し、検出された車速がこの設定された車速閾値以上である場合に、エンジンの間欠運転を禁止するように制御し、そして、エンジンを始動させようとする際に、バッテリの入力制限以上に電力が入力されるのを防止し、バッテリの劣化を抑制している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来、ハイブリッド車両においては、エンジンを停止する際の電力の授受については何ら考慮がされおらず、また、上記の特許文献１では、車両がある一定の速度以上になると、エンジンの停止時のエンジン・モータジェネレータ（第一のモータジェネレータ：ＭＧ１、第二のモータジェネレータ：ＭＧ２）の持つ運動エネルギが、エンジンの作動時に比べて大きくなってしまうため、エンジンを停止するのに電力を消費させてしまう。従って、蓄電手段であるバッテリの状態によっては、エンジンを停止させようとする際に、過剰に電力が消費されてしまい、バッテリの劣化を促進させてしまうという不具合があった。
このため、バッテリの出力制限に応じてエンジンの間欠運転を禁止する車速を決定する制御方法も考えられるが、このような制御方法においても、バッテリの出力制限が小さくても回生をしている場合であれば、第一のモータジェネレータ（ＭＧ１）で消費する電力を第二のモータジェネレータ（ＭＧ２）で回生できるので、バッテリに負担をかけずにエンジンを停止することができるため、性能を十分に引き出しているとは言えず、改善が望まれていた。【０００６】
そこで、この発明は、蓄電手段であるバッテリの寿命に悪影響（過放電等）を与えることはなく、バッテリの劣化を抑制するハイブリッド車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を駆動軸に動力伝達機構を介して出力するハイブリッド車両において、前記モータジェネレータと電力のやり取りが可能な蓄電手段を設け、車速を検出する車速検出手段を設け、車両が走行するために要求される目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、この目標駆動力設定手段により設定される目標駆動力と前記車速検出手段により検出される車速とから目標駆動パワーを算出する目標駆動パワー算出手段と、前記蓄電手段の状態に基づいて前記蓄電手段から持ち出される電力量を制限する出力制限手段と、前記エンジンの作動状態から停止状態への移行制御時に消費される電力が、前記出力制限手段により設定された出力制限値から前記目標駆動パワー設定手段により算出された目標駆動パワーを減算した値を超えた場合に、前記エンジンの停止状態への移行を禁止する移行禁止手段とが備えられた制御手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のハイブリッド車両は、蓄電手段であるバッテリの寿命に悪影響（過放電等）を与えることはなく、バッテリの劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１はハイブリッド車両の制御装置のシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２はエンジンの作動・停止を判定するフローチャートである。（実施例）
【図３】図３は目標駆動力検索マップの図である。（実施例）
【図４】図４はエンジン停止許可車速検索マップの図である。（実施例）
【図５】図５はエンジンの作動時・停止時におけるエンジン・モータジェネレータの持つ運動エネルギを示す図である。（実施例）
【図６】図６はエンジン（ＥＮＧ）、第一のモータジェネレータ（ＭＧ１）、第二のモータジェネレータ（ＭＧ２）、駆動軸（ＯＵＴ）の各回転要素の回転速度の関係を示す図である。（実施例）
【図７】図７はエンジンを作動状態から停止状態にする際に消費される電力を示す図である。（実施例）
【図８】図８はＥＶ（電気車両）走行領域を示す図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、蓄電手段であるバッテリの寿命に悪影響（過放電等）を与えることはなく、バッテリの劣化を抑制する目的を、バッテリの状態に基づいてエンジンを作動状態から停止状態への移行を管理して実現するものである。
【実施例】
【００１１】
図１〜図８は、この発明の実施例を示すものである。 
図１において、１は電動車両としてのハイブリッド車両の制御装置である。 
この制御装置１は、トルクを出力する駆動源であるエンジン（図面上では「ＥＮＧ」と記す）２の出力軸３と、複数のモータジェネレータ（電動機）としての第一のモータジェネレータ（図面上では「ＭＧ１」と記す）４及び第二のモータジェネレータ（図面上では「ＭＧ２」と記す）５と、駆動輪６に出力伝達機構７を介して接続される駆動軸（図面上では「ＯＵＴ」と記す）８と、エンジン２の出力軸３と第一のモータジェネレータ４と第二のモータジェネレータ５と駆動軸８とに夫々連結された動力伝達機構（差動歯車機構）９とを備えている。つまり、この実施例に係るハイブリッド車両においては、エンジン２と第一のモータジェネレータ４・第二のモータジェネレータ５とから発生する動力を、動力伝達機構９の出力軸となる駆動軸８に動力伝達機構９を介して出力する。
エンジン２の出力軸３の途中には、エンジン２側で、ワンウェイクラッチ１０が備えられている。このワンウェイクラッチ１０は、エンジン２が逆回転しないようにするものであり、また、ＥＶ（電気車両）走行時には第二のモータジェネレータ５のトルク反力を受けるものである。
第一のモータジェネレータ４は、第一のロータ１１と第一のステータ１２とからなる。第二のモータジェネレータ５は、第二のロータ１３と第二のステータ１４とからなる。
また、制御装置１は、第一のモータジェネレータ４を作動制御する第一のインバータ１５と、第二のモータジェネレータ５を作動制御する第二のインバータ１６と、第一のインバータ１５と第二のインバータ１６とに連絡した制御手段（ＥＣＵ）１７とを備えている。
第一のインバータ１５は、第一のモータジェネレータ４の第一のステータ１２に接続している。第二のインバータ１６は、第二のモータジェネレータ５の第二のステータ１４に接続している。
第一のインバータ１５と第二のインバータ１６の各電源端子は、蓄電手段であるバッテリ（駆動用高電圧バッテリ）１８に接続している。このバッテリ１８は、第一のモータジェネレータ４及び第二のモータジェネレータ５と電力のやり取りが可能なものである。【００１２】
動力伝達機構９は、いわゆる４軸式の動力入出力装置であり、エンジン２の出力軸３と駆動軸８とを配置し、また、エンジン２側の第一のモータジェネレータ４と駆動軸８側の第二のモータジェネレータ５とを配置し、エンジン２の動力と第一のモータジェネレータ４の動力と第二のモータジェネレータ５の動力とを合成して駆動軸８に出力し、エンジン２と第一のモータジェネレータ４と第二のモータジェネレータ５と駆動軸８との間で動力の授受を行う。【００１３】
動力伝達機構９は、互いの２つの回転要素が連結された第一の遊星歯車機構１９と第二の遊星歯車機構２０とを並設して構成される。
第一の遊星歯車機構１９は、第一のサンギア２１と、この第一のサンギア２１に噛み合った第一のピニオンギア２２と、この第一のピニオンギア２２に噛み合った第一のリングギア２３と、第一のピニオンギア２２に連結した第一のキャリア２４と、第一のリングギア２３に連結した出力ギア２５とを備えている。
第二の遊星歯車機構２０は、第二のサンギア２６と、この第二のサンギア２６に噛み合った第二のピニオンギア２７と、この第二のピニオンギア２７に噛み合った第二のリングギア２８と、第二のピニオンギア２７に連結した第二のキャリア２９とを備えている。【００１４】
動力伝達機構９において、第一の遊星歯車機構１９の第一のキャリア２４は、エンジン２の出力軸３に連結している。また、第二の遊星歯車機構２０の第二のキャリア２９は、第一の遊星歯車機構１９の第一のリングギア２３及び出力ギア２５に連結している。
第一のサンギア２１には、第一のモータ出力軸３０を介して第一のモータジェネレータ４の第一のロータ１１が接続する。第一のキャリア２４・第二のサンギア２６には、エンジン２の出力軸３が接続する。第一のリングギア２３・第二のキャリア２９には、出力ギア２５及び出力伝達機構７を介して駆動軸８が接続する。第二のリングギア２８には、第二のモータ出力軸３１を介して第二のモータジェネレータ５の第二のロータ１３が接続する。
第二のモータジェネレータ５は、第二のモータ出力軸３１と第二のリングギア２８と第二のキャリア２９と第一のリングギア２３と出力ギア２５と出力伝達機構７と駆動軸８とを介して駆動輪６に直接連結可能となり、単独出力のみで車両を走行させることができる性能を備えている。
つまり、動力伝達機構９においては、第一の遊星歯車機構１９の第一のキャリア２４と第二の遊星歯車機構２０の第二のサンギア２６とを結合してエンジン２の出力軸３に接続し、第一の遊星歯車機構１９の第一のリングギア２３と第二の遊星歯車機構２０の第二のキャリア２９とを結合して駆動軸８に接続し、第一の遊星歯車機構１９の第一のサンギア２１に第一のモータジェネレータ４を接続し、第二の遊星歯車機構２０の第二のリングギア２８に第二のモータジェネレータ５を接続し、エンジン２、第一のモータジェネレータ４、第二のモータジェネレータ５、及び駆動軸８との間で動力の授受を行っている。
制御手段１７には、アクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検出するアクセル開度検出手段３２と、車速を検出する車速検出手段３３と、バッテリ１８の充電状態（ＳＯＣ）を検出するバッテリ充電状態検出手段３４と、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段３５とが連絡している。
また、制御手段１７には、エンジン２を制御するように、空気量調整機構３６と、燃料供給機構３７と、点火時期調整機構３８とが連絡している。【００１５】
制御手段１７は、車両が走行するために要求される目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段１７Ａと、この目標駆動力設定手段１７Ａにより設定される目標駆動力と車速検出手段３３により検出される車速とから目標駆動パワーを算出する目標駆動パワー算出手段１７Ｂと、バッテリ１８の状態に基づいてバッテリ１８から持ち出される電力量を制限する出力制限手段１７Ｃと、エンジン２の作動状態から停止状態への移行制御時に消費される電力が、出力制限手段１７Ｃにより設定された出力制限値（図８参照）から目標駆動パワー設定手段１７Ｂにより算出された目標駆動パワーを減算した値（出力制限値−目標駆動パワー）を超えた場合に、エンジン２の停止状態への移行を禁止する移行禁止手段１７Ｄとを備えている。
また、制御手段１７は、移行禁止手段１７Ｄの判定に用いるエンジン２の作動状態からエンジン２の停止状態への移行制御時に消費される電力を、図７に示すように、車速検出手段３３により検出された車速が高くなる程、高い値に設定する。【００１６】
このため、制御手段１７には、図１、図３に示すように、目標駆動力設定手段１７Ａで、目標駆動力検索マップＭ１が備えられている。この目標駆動力検索マップＭ１においては、車速に応じて目標駆動力が設定される。
また、制御手段１７には、図１、図４に示すように、エンジン停止許可車速検索マップＭ２が備えられている。この図４のエンジン停止許可車速検索マップＭ２においては、エンジン停止時使用許可電力に応じてエンジン停止許可車速が決定される。この場合、上記の目標駆動力は、出力制限値にエンジン停止時使用許可電力を加算した値である。また、エンジン停止は、出力制限値から目標駆動パワーを減算して判定される。【００１７】
この図４に示すエンジン停止許可車速検索マップＭ２は、次のように設定される。 
先ず、図５には、エンジン２の作動時と停止時とにおけるエンジン・モータジェネレータの持つ運動エネルギが示されている。この運動エネルギは、以下の（式１）より求められる。【００１８】
Ｅ＝１／２＊Ｉｅ＊Ｎｅ＾２＋１／２＊Ｉｍｇ１＊Ｎｍｇ１＾２＋１／２＊Ｉｍｇ２＊Ｎｍｇ２＾２        …（式１） 【００１９】
この（式１）においては、 
Ｅ：エンジン・モータジェネレータの持つ運動エネルギ 
Ｉｅ：エンジンのイナーシャ 
Ｎｅ：エンジン回転速度 
Ｉｍｇ１：第一のモータジェネレータ（ＭＧ１）のイナーシャ 
Ｎｍｇ１：第一のモータジェネレータ（ＭＧ１）の回転速度 
Ｉｍｇ２：第二のモータジェネレータ（ＭＧ２）のイナーシャ 
Ｎｍｇ２：第二のモータジェネレータ（ＭＧ２）の回転速度 
である。 
なお、Ｎｅは、エンジンの停止時には、零（０）［ｒｐｍ］として、エンジン作動時には、例えば、１０００［ｒｐｍ］として計算に用いられる。【００２０】
なお、エンジン（ＥＮＧ）２、第一のモータジェネレータ（ＭＧ１）４、第二のモータジェネレータ（ＭＧ２）５、駆動軸（ＯＵＴ）８の各回転要素の回転速度の関係は、図６に示されている。
この図６においては、 
ｋ１：エンジン（ＥＮＧ）−駆動軸（ＯＵＴ）間を「１」とした場合の第一のモータジェネレータ（ＭＧ１）−エンジン（ＥＮＧ）間のレバー比
ｋ２：エンジン（ＥＮＧ）−駆動軸（ＯＵＴ）間を「１」とした場合の駆動軸（ＯＵＴ）−第二のモータジェネレータ（ＭＧ２）間のレバー比
である。 
さらに、上記の（式１）の計算結果と、以下の（式２）とから、エンジン２を作動状態から停止状態にする際に消費される電力を、図７に基づいて求める。【００２１】
Ｐ＝（Ｅ１−Ｅ２）／ｓ      …（式２） 【００２２】
この（式２）においては、 
Ｐ：エンジンを作動状態から停止状態にする際に消費される電力 
Ｅ１：上記の（式１）から計算したエンジンの停止時のエンジン・モータジェネレークの持つ運動エネルギ 
Ｅ２：上記の（式１）から計算したエンジンの作動時のエンジン・モータジェネレータの持つ運動エネルギ 
ｓ：エンジンを作動状態から停止状態にするのにかかる時間 
である。 
なお、ｓは、例えば、１［ｓ］として計算に用いられる。 【００２３】
そして、この式（２）による計算結果の値がプラス（＋）の場合、エンジンを作動状態から停止状態にするのに電力が消費されることを示しており、この値がエンジン停止時使用許可電力を越えないようなエンジン停止許可車速を、エンジン停止許可車速検索マップＭ２としての図４に設定する。
具体的には、図７に示すように、例えば、エンジン停止時使用許可電力がＡ［Ｗ］の点においては、このＡ［Ｗ］となる車速Ｂ［ｋｐｈ］、又は、Ｂ［ｋｐｈ］以下の値をエンジン停止許可車速検索マップＭ２としての図４に設定する。【００２４】
さらに、この実施例に係る制御を用いた場合のＥＶ（電気車両）の走行領域は、図８に示すように、出力制限値に応じて変化する。【００２５】
即ち、この実施例では、アクセル開度と車速とから目標駆動力を設定し、そして、この目標駆動力と車速とから目標駆動パワーを算出し、バッテリ１８の出力制限値から目標駆動パワーを減算した結果をエンジン停止時使用許可電力とし、このエンジン停止時使用許可電力に応じてエンジン停止許可車速を設定する。車速がエンジン停止許可車速より大きい場合は、車速に基づいたエンジン停止を禁止し、一方、車速がエンジン停止許可車速より小さい場合は、車速に基づいたエンジン停止を許可する。さらに、この車速に基づいたエンジン停止判定結果と他の条件に基づいたエンジン停止判定結果とからエンジン２の作動／停止を判定する。また、エンジン停止許可車速は、エンジン２を作動状態から停止状態にする際に消費される電力が、出力制限値から目標駆動パワーを減算した結果を超えないような車速に設定する。【００２６】
次に、この実施例の制御を、図２のフローチャートに基づいて説明する。 
この図２におけるルーチンは、周期的に実行される。 
図２に示すように、制御手段１７のプログラムがスタートすると（ステップ１０１）、先ず、車速、アクセル開度、出力制限手段１７Ｂにより設定されたバッテリ１８の出力制限値の各種信号を取り込み（ステップ１０２）、そして、図３の目標駆動力検索マップＭ１から、アクセル開度と車速とに応じた目標駆動力を設定する（ステップ１０３）。
そして、この設定された目標駆動力と検出された車速とから目標駆動パワーを算出し、また、バッテリ１８の出力制限値から目標駆動パワーを減算して（出力制限値−目標駆動パワー）、エンジン停止時使用許可電力を算出する（ステップ１０４）。
さらに、図４のエンジン停止許可車速検索マップＭ２から、エンジン停止時使用許可電力を決定し、この決定されたエンジン停止時使用許可電力に応じたエンジン停止許可車速を算出する（ステップ１０５）。
そして、前記検出された車速と前記算出されたエンジン停止許可車速とから、車速に基づいたエンジン停止の禁止・許可を判定する（ステップ１０６）。つまり、車速がエンジン停止許可車速よりも大きい場合は、車速に基づいたエンジン停止を禁止する一方、車速がエンジン停止許可車速よりも小さい場合には、車速に基づいたエンジン停止を許可する。
その後、車速に基づいたエンジン停止判定結果と車両駆動力、バッテリ１８の充電状態（ＳＯＣ）等の他の条件に基づいたエンジン停止判定結果とから、エンジン２の作動・停止を判定し（ステップ１０７）、プログラムをリターンする（ステップ１０８）。【００２７】
以上、この発明の実施例について説明してきたが、上述の実施例の構成を請求項毎に当てはめて説明する。 
先ず、請求項１に記載の発明において、制御手段１７は、車両が走行するために要求される目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段１７Ａと、この目標駆動力設定手段１７Ａにより設定される目標駆動力と車速検出手段３３により検出される車速とから目標駆動パワーを算出する目標駆動パワー算出手段１７Ｂと、バッテリ１８の状態に基づいてバッテリ１８から持ち出される電力量を制限する出力制限手段１７Ｃと、エンジン２の作動状態から停止状態への移行制御時に消費される電力が、出力制限手段１７Ｃにより設定された出力制限値から目標駆動パワー設定手段１７Ｂにより算出された目標駆動パワーを減算した値を超えた場合に、エンジン２の停止状態への移行を禁止する移行禁止手段１７Ｄとを備えている。
これにより、バッテリ１８の状態に基づいてエンジン２を作動状態から停止状態への移行を管理しているので、バッテリ１８の寿命に悪影響（過放電等）を与えることはなく、従って、バッテリ１８の劣化を抑制することが可能となる。
また、請求項２に記載の発明において、制御手段１７は、移行禁止手段１７Ｄの判定に用いるエンジン２の作動状態から停止状態への移行制御時に消費される電力を、車速検出手段３３により検出された車速が高くなる程、高い値に設定する。
これにより、移行禁止手段１７Ｄを実行するのに特別な判断を用いる必要がないため、遅延なく移行禁止を実行することが可能となり、従って、正確なバッテリ１８の充放電管理を維持することができるので、バッテリ１８の寿命を延ばすことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明に係るハイブリッド車両の制御装置を、電気自動車等の各種電動車両に適用可能である。 
【符号の説明】
【００２９】
１  ハイブリッド車両の制御装置 
２  エンジン（ＥＮＧ） 
４  第一のモータジェネレータ（ＭＧ１） 
５  第二のモータジェネレータ（ＭＧ２） 
６  駆動輪 
８  駆動軸（ＯＵＴ） 
９  動力伝達機構 
１５  第一のインバータ 
１６  第二のインバータ 
１７  制御手段 
１７Ａ  目標駆動力設定手段 
１７Ｂ  目標駆動パワー算出手段 
１７Ｃ  出力制限手段 
１７Ｄ  移行禁止手段 
１８  バッテリ（蓄電手段） 
３２  アクセル開度検出手段 
３３  車速検出手段 
３４  バッテリ充電状態検出手段 
３５  エンジン回転速度検出手段 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012104963.tif 000009
【図８】
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【国際調査報告】
2012104963.tif 000011
2012104963.tif 000012