(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関、電動モータおよび前記電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、前記内燃機関および前記電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車の制御装置であって、
運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定するための手段と、
前記第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定するための手段と、
前記第２の出力パワーに応じて前記内燃機関が駆動するように制御するための手段と、
第１の状態において、前記第２の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、前記内燃機関を停止するための手段と、
前記第１の状態とは異なる第２の状態において、前記第１の出力パワーが前記しきい値以下であると、前記内燃機関を停止するための停止手段とを備え、
前記第１の状態は、前記蓄電装置の残存容量が予め定められた残存容量よりも小さい状態を含み、
前記第２の状態は、少なくとも、前記蓄電装置の残存容量が前記予め定められた残存容量以上であるという条件を満たす状態である、ハイブリッド車の制御装置。
【請求項２】
内燃機関、電動モータおよび前記電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、前記内燃機関および前記電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車の制御装置であって、
運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定するための手段と、
前記第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定するための手段と、
前記第２の出力パワーに応じて前記内燃機関が駆動するように制御するための手段と、
第１の状態において、前記第２の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、前記内燃機関を停止するための手段と、
前記第１の状態とは異なる第２の状態において、前記第１の出力パワーが前記しきい値以下であると、前記内燃機関を停止するための停止手段とを備え、
前記第１の状態は、前記内燃機関の冷却水の温度が予め定められた温度よりも低い状態を含み、
前記第２の状態は、少なくとも、前記内燃機関の冷却水の温度が前記予め定められた温
度以上であるという条件を満たす状態である、ハイブリッド車の制御装置。
【請求項３】
内燃機関、電動モータおよび前記電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、前記内燃機関および前記電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車の制御装置であって、
運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定するための手段と、
前記第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定するための手段と、
前記第２の出力パワーに応じて前記内燃機関が駆動するように制御するための手段と、
第１の状態において、前記第２の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、前記内燃機関を停止するための手段と、
前記第１の状態とは異なる第２の状態において、前記第１の出力パワーが前記しきい値以下であると、前記内燃機関を停止するための停止手段と、
前記蓄電装置から放電される電力の上限値を、前記蓄電装置の温度に応じて設定するための手段とを備え、
前記第１の状態は、前記上限値が予め定められた値よりも小さい状態を含み、
前記第２の状態は、少なくとも、前記上限値が前記予め定められた値以上であるという条件を満たす状態である、ハイブリッド車の制御装置。
【請求項４】
内燃機関、電動モータおよび前記電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、前記内燃機関および前記電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車の制御装置であって、
運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定するための手段と、
前記第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定するための手段と、
前記第２の出力パワーに応じて前記内燃機関が駆動するように制御するための手段と、
第１の状態において、前記第２の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、前記内燃機関を停止するための手段と、
前記第１の状態とは異なる第２の状態において、前記第１の出力パワーが前記しきい値以下であると、前記内燃機関を停止するための停止手段とを備え、
前記ハイブリッド車には、前記内燃機関の冷却水を用いて車室内の空気を加熱する空調装置がさらに搭載され、
前記第１の状態は、前記空調装置が前記車室内の空気を加熱するように作動している状態を含み、
前記第２の状態は、少なくとも、前記空調装置が前記車室内の空気を冷却するように作動しているという条件、または、前記空調装置が停止しているという条件を満たす状態である、ハイブリッド車の制御装置。
【請求項５】
内燃機関、電動モータおよび前記電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、前記内燃機関および前記電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車の制御方法であって、
運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定するステップと、
前記第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定するステップと、
前記第２の出力パワーに応じて前記内燃機関が駆動するように制御するステップと、
第１の状態において、前記第２の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、前記内燃機関を停止するステップと、
前記第１の状態とは異なる第２の状態において、前記第１の出力パワーが前記しきい値以下であると、前記内燃機関を停止するステップとを備え、
前記第１の状態は、前記蓄電装置の残存容量が予め定められた残存容量よりも小さい状態を含み、
前記第２の状態は、少なくとも、前記蓄電装置の残存容量が前記予め定められた残存容量以上であるという条件を満たす状態である、ハイブリッド車の制御方法。
【請求項６】
内燃機関、電動モータおよび前記電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、前記内燃機関および前記電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車の制御方法であって、
運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定するステップと、
前記第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定するステップと、
前記第２の出力パワーに応じて前記内燃機関が駆動するように制御するステップと、
第１の状態において、前記第２の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、前記内燃機関を停止するステップと、
前記第１の状態とは異なる第２の状態において、前記第１の出力パワーが前記しきい値以下であると、前記内燃機関を停止するステップとを備え、
前記第１の状態は、前記内燃機関の冷却水の温度が予め定められた温度よりも低い状態を含み、
前記第２の状態は、少なくとも、前記内燃機関の冷却水の温度が前記予め定められた温度以上であるという条件を満たす状態である、ハイブリッド車の制御方法。
【請求項７】
内燃機関、電動モータおよび前記電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、前記内燃機関および前記電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車の制御方法であって、
運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定するステップと、
前記第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定するステップと、
前記第２の出力パワーに応じて前記内燃機関が駆動するように制御するステップと、
第１の状態において、前記第２の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、前記内燃機関を停止するステップと、
前記第１の状態とは異なる第２の状態において、前記第１の出力パワーが前記しきい値以下であると、前記内燃機関を停止するステップと、
前記蓄電装置から放電される電力の上限値を、前記蓄電装置の温度に応じて設定するためのステップとを備え、
前記第１の状態は、前記上限値が予め定められた値よりも小さい状態を含み、
前記第２の状態は、少なくとも、前記上限値が前記予め定められた値以上であるという条件を満たす状態である、ハイブリッド車の制御方法。
【請求項８】
内燃機関、電動モータおよび前記電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、前記内燃機関および前記電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車の制御方法であって、
運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定するステップと、
前記第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定するステップと、
前記第２の出力パワーに応じて前記内燃機関が駆動するように制御するステップと、
第１の状態において、前記第２の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、前記内燃機関を停止するステップと、
前記第１の状態とは異なる第２の状態において、前記第１の出力パワーが前記しきい値以下であると、前記内燃機関を停止するステップとを備え、
前記ハイブリッド車には、前記内燃機関の冷却水を用いて車室内の空気を加熱する空調装置がさらに搭載され、
前記第１の状態は、前記空調装置が前記車室内の空気を加熱するように作動している状態を含み、
前記第２の状態は、少なくとも、前記空調装置が前記車室内の空気を冷却するように作動しているという条件、または、前記空調装置が停止しているという条件を満たす状態である、ハイブリッド車の制御方法。
【請求項９】
内燃機関、電動モータおよび前記電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、前記内燃機関および前記電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車であって、
運転者によって操作される操作部と、
前記操作部に対する運転者の操作に応じて前記ハイブリッド車を制御する制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、
運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定し、
前記第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定し、
前記第２の出力パワーに応じて前記内燃機関が駆動するように制御し、
第１の状態において、前記第２の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、前記内燃機関を停止し、
前記第１の状態とは異なる第２の状態において、前記第１の出力パワーが前記しきい値以下であると、前記内燃機関を停止し、
前記第１の状態は、前記蓄電装置の残存容量が予め定められた残存容量よりも小さい状態を含み、
前記第２の状態は、少なくとも、前記蓄電装置の残存容量が前記予め定められた残存容量以上であるという条件を満たす状態である、ハイブリッド車。
【請求項１０】
内燃機関、電動モータおよび前記電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、前記内燃機関および前記電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車であって、
運転者によって操作される操作部と、
前記操作部に対する運転者の操作に応じて前記ハイブリッド車を制御する制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、
運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定し、
前記第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定し、
前記第２の出力パワーに応じて前記内燃機関が駆動するように制御し、
第１の状態において、前記第２の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、前記内燃機関を停止し、
前記第１の状態とは異なる第２の状態において、前記第１の出力パワーが前記しきい値以下であると、前記内燃機関を停止し、
前記第１の状態は、前記内燃機関の冷却水の温度が予め定められた温度よりも低い状態を含み、
前記第２の状態は、少なくとも、前記内燃機関の冷却水の温度が前記予め定められた温度以上であるという条件を満たす状態である、ハイブリッド車。
【請求項１１】
内燃機関、電動モータおよび前記電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、前記内燃機関および前記電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車であって、
運転者によって操作される操作部と、
前記操作部に対する運転者の操作に応じて前記ハイブリッド車を制御する制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、
運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定し、
前記第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定し、
前記第２の出力パワーに応じて前記内燃機関が駆動するように制御し、
第１の状態において、前記第２の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、前記内燃機関を停止し、
前記第１の状態とは異なる第２の状態において、前記第１の出力パワーが前記しきい値以下であると、前記内燃機関を停止し、
前記蓄電装置から放電される電力の上限値を、前記蓄電装置の温度に応じて設定し、
前記第１の状態は、前記上限値が予め定められた値よりも小さい状態を含み、
前記第２の状態は、少なくとも、前記上限値が前記予め定められた値以上であるという条件を満たす状態である、ハイブリッド車。
【請求項１２】
内燃機関、電動モータおよび前記電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、前記内燃機関および前記電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車であって、
運転者によって操作される操作部と、
前記操作部に対する運転者の操作に応じて前記ハイブリッド車を制御する制御ユニットとを備え、
前記制御ユニットは、
運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定し、
前記第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定し、
前記第２の出力パワーに応じて前記内燃機関が駆動するように制御し、
第１の状態において、前記第２の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、前記内燃機関を停止し、
前記第１の状態とは異なる第２の状態において、前記第１の出力パワーが前記しきい値以下であると、前記内燃機関を停止し、
前記ハイブリッド車には、前記内燃機関の冷却水を用いて車室内の空気を加熱する空調装置がさらに搭載され、
前記第１の状態は、前記空調装置が前記車室内の空気を加熱するように作動している状態を含み、
前記第２の状態は、少なくとも、前記空調装置が前記車室内の空気を冷却するように作動しているという条件、または、前記空調装置が停止しているという条件を満たす状態である、ハイブリッド車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車の制御装置、ハイブリッド車の制御方法およびハイブリッド車に関し、特に、ハイブリッド車に搭載された内燃機関が停止するように制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に加えて、駆動源として電動モータが搭載されたハイブリッド車が知られている。このようなハイブリッド車は、たとえば車速が低い場合に、内燃機関を停止し、電動モータのみを用いて走行することが可能である。アクセル開度が大きくなった場合などには、内燃機関が始動される。内燃機関は、熱効率が良い状態で駆動することが望ましい。【０００３】
特開２００６−９４６２６号公報（特許文献１）は、第３４段落等において、アクセル開度に基づいて定められる要求パワーがしきい値以上である場合は、エンジンを駆動することを開示する。さらに、特開２００６−９４６２６号公報は、第３６段落等において、全体として効率が高くなるように定められる適合値の分だけ大きくなるように再設定された要求パワーに基づいてエンジンを運転することを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−９４６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、内燃機関を始動した後に要求パワーが大きくなるように設定すると、内燃機関を停止するか否かを判断するために用いられるしきい値を要求パワーが下回り難くなる。そのため、内燃機関を停止して、電動モータのみを用いてハイブリッド車が走行する頻度が少なくなり得る。【０００６】
本発明の目的は、内燃機関を停止する頻度を多くすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
内燃機関、電動モータおよび電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、内燃機関および電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車の制御装置は、運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定するための手段と、第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定するための手段と、第２の出力パワーに応じて内燃機関が駆動するように制御するための手段と、第１の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、内燃機関を停止するための停止手段とを備える。【０００８】
内燃機関、電動モータおよび電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、内燃機関および電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車の制御方法は、運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定するステップと、第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定するステップと、第２の出力パワーに応じて内燃機関が駆動するように制御するステップと、第１の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、内燃機関を停止するステップとを備える。【０００９】
内燃機関、電動モータおよび電動モータに供給する電力を蓄える蓄電装置が設けられ、内燃機関および電動モータのうちの少なくともいずれか一方を用いることによって走行するハイブリッド車は、運転者によって操作される操作部と、操作部に対する運転者の操作に応じてハイブリッド車を制御する制御ユニットとを備える。制御ユニットは、運転者の操作に応じて第１の出力パワーを設定し、第１の出力パワーよりも大きい第２の出力パワーを設定し、第２の出力パワーに応じて内燃機関が駆動するように制御し、第１の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、内燃機関を停止する。
【発明の効果】
【００１０】
第１の出力パワーが予め定められたしきい値以下であると、内燃機関が停止するように制御される。第１の出力パワーは第２の出力パワーに比べて小さい。したがって、第１の出力パワーは第２の出力パワーに比べて、しきい値以下になり易い。そのため、内燃機関を停止する頻度が多くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ハイブリッド車を示す概略構成図である。
【図２】ハイブリッド車の電気システムを示す図である。
【図３】エンジンが駆動する期間および停止する期間を示す図である。
【図４】エンジンの動作線と等パワー線とを示す図（その１）である。
【図５】エンジンの動作線と等パワー線とを示す図（その２）である。
【図６】エンジンの動作線と等パワー線とを示す図（その３）である。
【図７】アクセル開度に基づいて設定された第１出力パワーＰ１および増大するように補正された第２出力パワーＰ２を示す図である。
【図８】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図９】バッテリから放電される電力の上限値ＷＯＵＴを示す図である。
【図１０】ハイブリッド車の制御構造を示すフローチャートである。
【図１１】その他の形態のハイブリッド車を示す概略構成図（その１）である。
【図１２】その他の形態のハイブリッド車を示す概略構成図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１３】
図１を参照して、ハイブリッド車には、エンジン１００と、第１モータジェネレータ１１０と、第２モータジェネレータ１２０と、動力分割機構１３０と、減速機１４０と、バッテリ１５０とが搭載される。なお、以下の説明においては一例として外部の電源からの充電機能を有さないハイブリッド車について説明するが、外部の電源からの充電機能を有するプラグインハイブリッド車を用いてもよい。
【００１４】
エンジン１００、第１モータジェネレータ１１０、第２モータジェネレータ１２０、バッテリ１５０は、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１７０により制御される。ＥＣＵ１７０は複数のＥＣＵに分割するようにしてもよい。
【００１５】
この車両は、エンジン１００および第２モータジェネレータ１２０のうちの少なくともいずれか一方からの駆動力により走行する。すなわち、エンジン１００および第２モータジェネレータ１２０のうちのいずれか一方もしくは両方が、運転状態に応じて駆動源として自動的に選択される。
【００１６】
たとえば、運転者がアクセルペダル１７２を操作した結果に応じて、エンジン１００および第２モータジェネレータ１２０が制御される。アクセルペダル１７２の操作量（アクセル開度）は、アクセル開度センサ（図示せず）により検出される。
【００１７】
アクセル開度が小さい場合および車速が低い場合などには、第２モータジェネレータ１２０のみを駆動源としてハイブリッド車が走行する。この場合、エンジン１００が停止される。ただし、発電などのためにエンジン１００が駆動する場合がある。
【００１８】
また、アクセル開度が大きい場合、車速が高い場合、バッテリ１５０の残存容量（ＳＯＣ：State  Of  Charge）が小さい場合などには、エンジン１００が駆動される。この場合、エンジン１００のみ、もしくはエンジン１００および第２モータジェネレータ１２０の両方を駆動源としてハイブリッド車が走行する。
【００１９】
エンジン１００は、内燃機関である。燃料と空気の混合気が燃焼室内で燃焼することよって、出力軸であるクランクシャフトが回転する。エンジン１００から排出される排気ガスは、触媒１０２によって浄化された後、車外に排出される。触媒１０２は、特定の温度まで暖機されることによって浄化作用を発揮する。触媒１０２の暖機は、排気ガスの熱を利用して行なわれる。触媒１０２は、たとえば三元触媒である。
【００２０】
エンジン１００の冷却水は、ハイブリッド車に搭載された空調装置１０４を通って循環する。空調装置１０４は、エンジン１００の冷却水を用いて車室内の空気を加熱する。より具体的には、ヒータコアに導入された冷却水と空気とが熱交換され、暖められた空気が車室内に送られる。なお、空調装置１０４には周知の一般的な技術を利用すればよいため、ここではその詳細な説明は繰り返さない。
【００２１】
エンジン１００、第１モータジェネレータ１１０および第２モータジェネレータ１２０は、動力分割機構１３０を介して接続されている。エンジン１００が発生する動力は、動力分割機構１３０により、２経路に分割される。一方は減速機１４０を介して前輪１６０を駆動する経路である。もう一方は、第１モータジェネレータ１１０を駆動させて発電する経路である。
【００２２】
第１モータジェネレータ１１０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える、三相交流回転電機である。第１モータジェネレータ１１０は、動力分割機構１３０により分割されたエンジン１００の動力により発電する。第１モータジェネレータ１１０により発電された電力は、車両の走行状態や、バッテリ１５０の残存容量の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時では、第１モータジェネレータ１１０により発電された電力はそのまま第２モータジェネレータ１２０を駆動させる電力となる。一方、バッテリ１５０のＳＯＣが予め定められた値よりも低い場合、第１モータジェネレータ１１０により発電された電力は、後述するインバータにより交流から直流に変換される。その後、後述するコンバータにより電圧が調整されてバッテリ１５０に蓄えられる。
【００２３】
第１モータジェネレータ１１０が発電機として作用している場合、第１モータジェネレータ１１０は負のトルクを発生している。ここで、負のトルクとは、エンジン１００の負荷となるようなトルクをいう。第１モータジェネレータ１１０が電力の供給を受けてモータとして作用している場合、第１モータジェネレータ１１０は正のトルクを発生する。ここで、正のトルクとは、エンジン１００の負荷とならないようなトルク、すなわち、エンジン１００の回転をアシストするようなトルクをいう。なお、第２モータジェネレータ１２０についても同様である。
【００２４】
第２モータジェネレータ１２０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える、三相交流回転電機である。第２モータジェネレータ１２０は、バッテリ１５０に蓄えられた電力および第１モータジェネレータ１１０により発電された電力のうちの少なくともいずれかの電力により駆動する。
【００２５】
第２モータジェネレータ１２０の駆動力は、減速機１４０を介して前輪１６０に伝えられる。これにより、第２モータジェネレータ１２０はエンジン１００をアシストしたり、第２モータジェネレータ１２０からの駆動力により車両を走行させたりする。なお、前輪１６０の代わりにもしくは加えて後輪を駆動するようにしてもよい。
【００２６】
ハイブリッド車の回生制動時には、減速機１４０を介して前輪１６０により第２モータジェネレータ１２０が駆動され、第２モータジェネレータ１２０が発電機として作動する。これにより第２モータジェネレータ１２０は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。第２モータジェネレータ１２０により発電された電力は、バッテリ１５０に蓄えられる。
【００２７】
動力分割機構１３０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から構成される。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤが自転可能であるように支持する。サンギヤは第１モータジェネレータ１１０の回転軸に連結される。キャリアはエンジン１００のクランクシャフトに連結される。リングギヤは第２モータジェネレータ１２０の回転軸および減速機１４０に連結される。
【００２８】
エンジン１００、第１モータジェネレータ１１０および第２モータジェネレータ１２０が、遊星歯車からなる動力分割機構１３０を介して連結されることで、エンジン１００、第１モータジェネレータ１１０および第２モータジェネレータ１２０の回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。
【００２９】
バッテリ１５０は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。バッテリ１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ１５０には、第１モータジェネレータ１１０および第２モータジェネレータ１２０の他、車両の外部の電源から供給される電力が充電される。なお、バッテリ１５０の代わりにもしくは加えてキャパシタを用いるようにしてもよい。
【００３０】
図２を参照して、ハイブリッド車の電気システムについてさらに説明する。ハイブリッド車には、コンバータ２００と、第１インバータ２１０と、第２インバータ２２０と、システムメインリレー２３０とが設けられる。
【００３１】
コンバータ２００は、リアクトルと、二つのｎｐｎ型トランジスタと、二つダイオードとを含む。リアクトルは、各バッテリの正極側に一端が接続され、２つのｎｐｎ型トランジスタの接続点に他端が接続される。
【００３２】
２つのｎｐｎ型トランジスタは、直列に接続される。ｎｐｎ型トランジスタは、ＥＣＵ１７０により制御される。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードがそれぞれ接続される。
【００３３】
なお、ｎｐｎ型トランジスタとして、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）を用いることができる。ｎｐｎ型トランジスタに代えて、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal  Oxide  Semiconductor  Field-Effect  Transistor）等の電力スイッチング素子を用いることができる。
【００３４】
バッテリ１５０から放電された電力を第１モータジェネレータ１１０もしくは第２モータジェネレータ１２０に供給する際、電圧がコンバータ２００により昇圧される。逆に、第１モータジェネレータ１１０もしくは第２モータジェネレータ１２０により発電された電力をバッテリ１５０に充電する際、電圧がコンバータ２００により降圧される。
【００３５】
コンバータ２００と、各インバータとの間のシステム電圧ＶＨは、電圧センサ１８０により検出される。電圧センサ１８０の検出結果は、ＥＣＵ１７０に送信される。
【００３６】
第１インバータ２１０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは並列に接続される。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、それぞれ、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを有する。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第１モータジェネレータ１１０の各コイルの中性点１１２とは異なる端部にそれぞれ接続される。
【００３７】
第１インバータ２１０は、バッテリ１５０から供給される直流電流を交流電流に変換し、第１モータジェネレータ１１０に供給する。また、第１インバータ２１０は、第１モータジェネレータ１１０により発電された交流電流を直流電流に変換する。
【００３８】
第２インバータ２２０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは並列に接続される。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、それぞれ、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを有する。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第２モータジェネレータ１２０の各コイルの中性点１２２とは異なる端部にそれぞれ接続される。
【００３９】
第２インバータ２２０は、バッテリ１５０から供給される直流電流を交流電流に変換し、第２モータジェネレータ１２０に供給する。また、第２インバータ２２０は、第２モータジェネレータ１２０により発電された交流電流を直流電流に変換する。
【００４０】
コンバータ２００、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０は、ＥＣＵ１７０により制御される。
【００４１】
システムメインリレー２３０は、バッテリ１５０とコンバータ２００との間に設けられる。システムメインリレー２３０は、バッテリ１５０と電気システムとを接続した状態および遮断した状態を切換えるリレーである。システムメインリレー２３０が開いた状態であると、バッテリ１５０が電気システムから遮断される。システムメインリレー２３０が閉じた状態であると、バッテリ１５０が電気システムに接続される。
【００４２】
システムメインリレー２３０の状態は、ＥＣＵ１７０により制御される。たとえば、ＥＣＵ１７０が起動すると、システムメインリレー２３０が閉じられる。ＥＣＵ１７０が停止する際、システムメインリレー２３０が開かれる。
【００４３】
図３を参照して、エンジン１００の制御態様についてさらに説明する。図３に示すように、ハイブリッド車の出力パワーがエンジン始動しきい値より小さいと、第２モータジェネレータ１２０の駆動力のみを用いてハイブリッド車が走行する。
【００４４】
出力パワーは、ハイブリッド車の走行に用いられるパワーとして設定される。出力パワーは、たとえば、アクセル開度および車速などをパラメータに有するマップに従ってＥＣＵ１７０により算出される。なお、出力パワーを算出する方法はこれに限らない。なお、出力パワーの代わりに、トルク、加速度、駆動力およびアクセル開度などを用いるようにしてもよい。
【００４５】
ハイブリッド車の出力パワーがエンジン始動しきい値以上になると、エンジン１００が駆動される。これにより、第２モータジェネレータ１２０の駆動力に加えて、もしくは代わりに、エンジン１００の駆動力を用いてハイブリッド車が走行する。また、エンジン１００の駆動力を用いて第１モータジェネレータ１１０が発電した電力が第２モータジェネレータ１２０に直接供給される。
【００４６】
図４に示すように、エンジン１００の動作点、すなわちエンジン回転数ＮＥおよび出力トルクＴＥは、出力パワーと動作線との交点により定まる。
【００４７】
出力パワーは、等パワー線によって示される。動作線は、実験およびシミュレーションの結果に基づいて、開発者により予め定められる。動作線は、燃費が最適（最小）になるようにエンジン１００が駆動することができるように設定される。すなわち、動作線に沿ってエンジン１００が駆動することにより、最適な燃費が実現される。ただし、予め定められたトルクＴＥ１から予め定められたトルクＴＥ２までの区間において、動作線は、振動および騒音が減少するように設定される。なお、動作線の設定方法はこれらに限らない。
【００４８】
図５に示すように、出力パワーと動作線との交点が、予め定められたトルクＴＥ１から予め定められたトルクＴＥ２までの区間にあると、最適な燃費は実現されない。このような事情に鑑みて、最適な燃費を実現すべく、図６に示すように、エンジン１００を駆動する際には、出力パワーが増大するように補正される。具体的には、最適な燃費を実現できるように、出力パワーが増大される。
【００４９】
その結果、図７に示すように、エンジン１００が時間Ｔ１において始動した後は、アクセル開度に基づいて設定された第１出力パワーＰ１の代わりに、増大するように補正された第２出力パワーＰ２を実現するように、ハイブリッド車が制御される。たとえば、エンジン１００の出力パワーが第２出力パワーＰ２になるように制御される。
【００５０】
運転者が要求する第１出力パワーＰ１と、第２出力パワーＰ２との差分は、たとえば第１モータジェネレータ１１０を用いて発電し、バッテリ１５０を充電するために用いられる。
【００５１】
エンジン１００の始動後、出力パワーがエンジン停止しきい値以下になると、エンジン１００が停止される。したがって、ハイブリッド車は、第２モータジェネレータ１２０の駆動力のみを用いて走行する。たとえば、第２モータジェネレータ１２０の出力パワーが第１出力パワーＰ１になるように制御される。ヒステリシスを考慮して、エンジン停止しきい値は、エンジン始動しきい値よりも小さくなるように開発者により設定される。
【００５２】
アクセル開度に基づいて設定された第１出力パワーＰ１をエンジン停止しきい値と比較するか、増大するように補正された第２出力パワーＰ２をエンジン停止しきい値と比較するかは、ハイブリッド車の運転状態に応じて切り換えられる。
【００５３】
図８を参照して、本実施の形態におけるＥＣＵ１７０の機能について説明する。なお、以下に説明する機能は、ハードウェアにより実現してもよく、ソフトウェアにより実現してもよく、ハードウェアとソフトウェアとの協働によって実現してもよい。
【００５４】
ＥＣＵ１７０は、第１設定部３０１と、第２設定部３０２と、制御部３０４と、制限部３０６と、第１停止部３１１と、第２停止部３１２とを備える。
【００５５】
第１設定部３０１は、アクセルペダル１７２に対する運転者の操作に応じて第１出力パワーを設定する。たとえば、アクセル開度および車速などをパラメータに有するマップに従って、第１出力パワーが設定される。
【００５６】
第２設定部３０２は、第１出力パワーＰ１よりも大きい第２出力パワーＰ２を設定する。第２出力パワーＰ２は、燃費が最適になる動作点でエンジン１００が駆動するように定められる。
【００５７】
制御部３０４は、第２出力パワーＰ２に応じてエンジン１００が駆動するように制御する。たとえば、エンジン１００の出力パワーが第２出力パワーＰ２になるように制御される。
【００５８】
制限部３０６は、バッテリ１５０から放電される電力の上限値ＷＯＵＴを、バッテリ１５０の温度に応じて設定する。たとえば、図９に示すマップに基づいて、バッテリ１５０の温度に応じて上限値ＷＯＵＴが設定される。バッテリ１５０から放電される電力の上限値ＷＯＵＴを設定する方法はこれに限らない。バッテリ１５０の放電電力は、上限値ＷＯＵＴ以下になるように制限される。
【００５９】
図８に戻って、第１停止部３１１は、第１状態において、第２出力パワーＰ２が予め定められたエンジン停止しきい値以下であると、エンジン１００が停止するように制御する。
【００６０】
第２停止部３１２は、第１の状態とは異なる第２の状態において、第１出力パワーＰ１がエンジンしきい値以下であると、エンジン１００を停止するように制御する。
【００６１】
第１状態は、バッテリ１５０の残存容量が予め定められた残存容量よりも小さい状態、エンジン１００の冷却水の温度が予め定められた温度よりも低い状態、バッテリ１５０からの放電電力の上限値ＷＯＵＴが予め定められた値よりも小さい状態、および、空調装置１０４が車室内の空気を加熱するように作動している状態を含む。
【００６２】
したがって、バッテリ１５０の残存容量が予め定められた残存容量よりも小さい状態、エンジン１００の冷却水の温度が予め定められた温度よりも低い状態、バッテリ１５０からの放電電力の上限値ＷＯＵＴが予め定められた値よりも小さい状態、または、空調装置１０４が車室内の空気を加熱するように作動している状態では、第２出力パワーＰ２が予め定められたエンジン停止しきい値以下であると、エンジン１００が停止するように制御される。
【００６３】
第２状態は、第１状態以外の状態である。したがって、第２状態においては、少なくとも、バッテリ１５０の残存容量が予め定められた残存容量以上であるという条件が満たされる。より具体的には、第２状態は、バッテリ１５０の残存容量が予め定められた残存容量以上であり、エンジン１００の冷却水の温度が予め定められた温度以上であり、バッテリ１５０から放電される電力の上限値ＷＯＵＴが予め定められた値以上であり、かつ空調装置１０４が車室内の空気を冷却するように作動している、または空調装置１０４が停止している状態である。
【００６４】
したがって、バッテリ１５０の残存容量が予め定められた残存容量以上であるという条件、エンジン１００の冷却水の温度が予め定められた温度以上であるという条件、バッテリ１５０から放電される電力の上限値ＷＯＵＴが予め定められた値以上であるという条件、および、空調装置１０４が車室内の空気を冷却するように作動しているという条件または空調装置１０４が停止している条件の全てが満たされた状態では、第１出力パワーＰ１がエンジンしきい値以下であると、エンジン１００が停止するように制御される。
【００６５】
第１状態および第２状態はこれらに限らない。たとえば、第１の状態は、バッテリ１５０の残存容量が予め定められた残存容量よりも小さい状態であり、第２の状態は、バッテリ１５０の残存容量が予め定められた残存容量以上である状態であってもよい。
【００６６】
バッテリ１５０の残存容量が予め定められた残存容量よりも小さい状態とは、要するに、バッテリ１５０から放電可能な電力が所定値よりも小さく、かつバッテリ１５０へ充電可能な電力が所定値よりも大きい状態である。
【００６７】
エンジン１００の冷却水の温度が予め定められた温度以下である状態とは、要するに、エンジン１００を暖機する必要がある状態である。
【００６８】
図１０を参照して、ハイブリッド車の制御構造について説明する。
ステップ（以下ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ１７０は、アクセルペダル１７２に対する運転者の操作に応じて第１出力パワーＰ１を設定する。すなわち、アクセル開度に応じて第１出力パワーＰ１が設定される。
【００６９】
Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１７０は、第１出力パワーＰ１がエンジン始動しきい値以上であるか否かを判断する。第１出力パワーＰ１がエンジン始動しきい値以上であると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。
【００７０】
Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１７０は、第１出力パワーＰ１よりも大きい第２出力パワーＰ２を設定する。
【００７１】
Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１７０は、第２出力パワーＰ２に応じてエンジン１００が駆動するように制御する。
【００７２】
Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１７０は、エンジン１００が停止し、第２モータジェネレータ１２０のみを駆動源として用いて走行するようにハイブリッド車を制御する。たとえば、第２モータジェネレータ１２０の出力パワーが第１出力パワーＰ１になるように制御される。
【００７３】
Ｓ１１０にて、車両の運転状態が第１状態であるか否かを判断する。車両の運転状態が第１状態であると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１１２に移される。車両の運転状態が第２状態であると（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１４に移される。
【００７４】
Ｓ１１２にて、ＥＣＵ１７０は、第２出力パワーＰ２がエンジン停止しきい値以下であるか否かを判断する。第２出力パワーＰ２がエンジン停止しきい値以下であると（Ｓ１１２にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６に移される。もしそうでないと（Ｓ１１２にてＮＯ）、処理はＳ１０４に戻される。
【００７５】
Ｓ１１４にて、ＥＣＵ１７０は、第１出力パワーＰ１がエンジン停止しきい値以下であるか否かを判断する。第１出力パワーＰ１がエンジン停止しきい値以下であると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１１６に移される。もしそうでないと（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１０４に戻される。
【００７６】
Ｓ１１６にて、ＥＣＵ１７０は、エンジン１００を停止する。
以上のように、本実施の形態のハイブリッド車によると、エンジン１００は、アクセルペダル１７２に対する運転者の操作に応じて設定された第１出力パワーＰ１よりも大きい第２出力パワーＰ２に応じて駆動するように制御される。第２状態において、第１出力パワーＰ１がエンジン停止しきい値以下であると、エンジン１００が停止される。第１出力パワーＰ１は第２出力パワーＰ２に比べて小さい。したがって、第１出力パワーＰ１は第２出力パワーＰ２に比べて、エンジン始動しきい値以下になり易い。そのため、エンジン１００を停止する頻度が多くなる。
【００７７】
その他の実施の形態
図１１に示すように、主に駆動源として用いられるモータジェネレータ１２２のみが搭載され、主に発電機として用いられるモータジェネレータを有しないハイブリッド車に本発明を適用してもよい。
【００７８】
また、図１２に示すように、エンジン１００が第１モータジェネレータ１１０を駆動するためにのみ用いられ、常に第２モータジェネレータ１２０を用いて走行するシリーズ型のハイブリッド車に本発明を適用してもよい。
【００７９】
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説明ではなくて請求の範囲によって示され、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。
【符号の説明】
【００８０】
１００  エンジン、１０２  触媒、１０４  空調装置、１１０  第１モータジェネレータ、１２０  第２モータジェネレータ、１３０  動力分割機構、１４０  減速機、１５０  バッテリ、１６０  前輪、１７０  ＥＣＵ、１７２  アクセルペダル、２００  コンバータ、２１０  第１インバータ、２２０  第２インバータ、２３０  システムメインリレー、３０１  第１設定部、３０２  第２設定部、３０４  制御部、３０６  制限部、３１１  第１停止部、３１２  第２停止部。
【図１】
0005549730.tif 000002
【図２】
0005549730.tif 000003
【図３】
0005549730.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005549730.tif 000006
【図６】
0005549730.tif 000007
【図７】
0005549730.tif 000008
【図８】
0005549730.tif 000009
【図９】
0005549730.tif 000010
【図１０】
0005549730.tif 000011
【図１１】
0005549730.tif 000012
【図１２】
0005549730.tif 000013