(57)【要約】      （修正有）【課題】駆動源としてエンジンおよびモータを備えるハイブリッド車両において、退避走行（バッテリレス走行）開始後のエンジンの再始動を不当に制限することを回避する。【解決手段】ハイブリッド車両は、バッテリ、バッテリの電力を用いたクランキングによって始動されるエンジン、エンジンの動力を用いて発電可能な第１モータジェネレータ、バッテリおよび第１モータジェネレータの少なくとも一方からの電力で駆動可能な第２モータジェネレータ、バッテリの状態を監視する監視ユニット、およびＥＣＵを備える。ＥＣＵは、バッテリの異常が発生した場合、異常発生直前のバッテリの蓄電量（ＳＯＣ）に基づいてクランキング許容回数Ｎｃを算出し（Ｓ１２）、異常発生後のクランキング回数が許容回数Ｎｃに達したか否かに応じて（Ｓ１３）エンジンのクランキング（再始動）を許容してバッテリレス走行に移行するか否かを判定する（Ｓ１４）。【選択図】図２
2014151695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと、
前記バッテリの電力を用いたクランキングによって始動されるエンジンと、
前記エンジンの動力を用いて発電可能なジェネレータと、
前記バッテリおよび前記ジェネレータの少なくとも一方からの電力で駆動可能なモータと、
前記バッテリの状態を監視する監視装置と、
前記エンジン、前記モータおよび前記ジェネレータを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記バッテリおよび前記監視装置の少なくとも一方の異常が発生した場合、異常発生前の前記バッテリの蓄電量に応じて前記クランキングの許容回数を算出し、異常発生後のクランキング回数が前記許容回数に達していないときは前記クランキングによって前記エンジンを始動させて前記バッテリの電力を用いずに前記ジェネレータの発電電力で前記モータを駆動させるバッテリレス走行を行ない、異常発生後のクランキング回数が前記許容回数に達したときは前記クランキングを許容せずに前記バッテリレス走行を行なわない、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源としてエンジンおよびモータを備える車両（いわゆるハイブリッド車両）に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１０−１１１２９１号公報（特許文献１）には、駆動源としてエンジンおよびモータを備えるハイブリッド車両において、エンジンの異常が生じた後にバッテリの電力でモータを駆動させて退避走行を行なう際に、退避走行開始後のエンジン再始動回数を所定の許容回数に制限することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１１１２９１号公報
【特許文献２】特開平１１−１７３１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、特許文献１に開示されたハイブリッド車両においては、退避走行開始後のエンジン再始動回数が所定の許容回数に制限されるが、この「所定の許容回数」はバッテリの蓄電量の使用下限値（固定値）などから決められた値であって、実際のバッテリの蓄電量（変動値）に応じた値ではない。そのため、バッテリの実際の蓄電量が使用下限値よりも多い場合には、エンジンの再始動が不当に制限されてしまう。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、退避走行開始後のエンジンの再始動を不当に制限することを回避することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る車両は、バッテリと、バッテリの電力を用いたクランキングによって始動されるエンジンと、エンジンの動力を用いて発電可能なジェネレータと、バッテリおよびジェネレータの少なくとも一方からの電力で駆動可能なモータと、バッテリの状態を監視する監視装置と、エンジン、モータおよびジェネレータを制御する制御装置とを備える。制御装置は、バッテリおよび監視装置の少なくとも一方の異常が発生した場合、異常発生前のバッテリの蓄電量に応じてクランキングの許容回数を算出し、異常発生後のクランキング回数が許容回数に達していないときはクランキングによってエンジンを始動させてバッテリの電力を用いずにジェネレータの発電電力でモータを駆動させるバッテリレス走行を行ない、異常発生後のクランキング回数が許容回数に達したときはクランキングを許容せずにバッテリレス走行を行なわない。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、退避走行（バッテリレス走行）開始後のエンジンの再始動を不当に制限することを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】車両の全体ブロック図である。
【図２】ＥＣＵの処理手順の一例を示すフローチャート（その１）である。
【図３】ＥＣＵの動作を説明するための図である。
【図４】ＥＣＵの処理手順の一例を示すフローチャート（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００１０】
図１は、本実施の形態に従う車両１の全体ブロック図である。車両１は、エンジン１００と、第１モータジェネレータ（以下「第１ＭＧ」という）２００と、動力分割機構３００と、第２モータジェネレータ（以下「第２ＭＧ」という）４００と、出力軸５６０と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ」という）６００と、バッテリ７００と、システムメインリレー（以下「ＳＭＲ」という）７１０と、監視ユニット７２０と、制御装置（以下「ＥＣＵ」という）１０００とを備える。
【００１１】
エンジン１００は、燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関である。エンジン１００の動力は動力分割機構３００に入力される。
【００１２】
動力分割機構３００は、エンジン１００から入力された動力を、出力軸５６０への動力と第１ＭＧ２００への動力とに分割する。
【００１３】
動力分割機構３００は、サンギヤ（Ｓ）３１０と、リングギヤ（Ｒ）３２０と、サンギヤ（Ｓ）３１０とリングギヤ（Ｒ）３２０とに噛合するピニオンギヤ（Ｐ）３４０と、ピニオンギヤ（Ｐ）３４０を自転かつ公転自在に保持しているキャリア（Ｃ）３３０とを有する遊星歯車機構である。
【００１４】
キャリア（Ｃ）３３０はエンジン１００のクランクシャフトに連結される。サンギヤ（Ｓ）３１０は第１ＭＧ２００のロータに連結される。リングギヤ（Ｒ）３２０は出力軸５６０に連結される。
【００１５】
第１ＭＧ２００および第２ＭＧ４００は、交流の回転電機であって、電動機（モータ）としても発電機（ジェネレータ）としても機能する。第１ＭＧ２００は、主として、動力分割機構３００を介して伝達されるエンジン１００の動力を用いて発電するジェネレータとして機能するように制御される。なお、本実施の形態においては、第１ＭＧ２００は、エンジン１００をクランキングするためのモータとしても機能する。すなわち、エンジン１００をクランキングする際には、バッテリ７００の電力で第１ＭＧ２００を駆動して第１ＭＧ２００からエンジン１００にクランキングトルクを付与させる。第１ＭＧ２００からのクランキングトルクによってエンジン１００の回転速度が所定速度まで上昇すると、エンジン１００の燃料制御が開始されエンジン１００が始動される。
【００１６】
第２ＭＧ４００のロータは、出力軸５６０に連結される。出力軸５６０は、動力分割機構３００を介して伝達されるエンジン１００の動力、および第２ＭＧ４００の動力の少なくともいずれかの動力によって回転する。出力軸５６０の回転力は減速機８１を介して左右の駆動輪８２に伝達される。これにより、車両１が走行される。
【００１７】
動力分割機構３００が上述のように構成されることによって、サンギヤ（Ｓ）３１０の回転速度（＝第１ＭＧ２００の回転速度）、キャリア（Ｃ）３３０の回転速度（＝エンジン１００の回転速度）、リングギヤ（Ｒ）３２０の回転速度（＝第２ＭＧ４００の回転速度、すなわち車速）は、動力分割機構３００の共線図上で直線で結ばれる関係（いずれか２つの回転速度が決まれば残りの回転速度も決まる関係）になる。
【００１８】
ＰＣＵ６００は、バッテリ７００から供給される高電圧の直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００に出力する。これにより、第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００が駆動される。また、ＰＣＵ６００は、第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００によって発電される交流電力を直流電力に変換してバッテリ７００へ出力する。これにより、バッテリ７００が充電される。
【００１９】
バッテリ７００は、第１ＭＧ２００および／または第２ＭＧ４００を駆動するための高電圧（たとえば２００Ｖ程度）の直流電力を蓄える。バッテリ７００は、代表的にはニッケル水素やリチウムイオンを含んで構成される。なお、バッテリ７００に代えて、大容量のキャパシタも採用可能である。
【００２０】
ＳＭＲ７１０は、バッテリ７００とＰＣＵ６００との接続および遮断を切り替えるためのリレーである。ＳＭＲ７１０は、バッテリ７００とＰＣＵ６００とを接続する２本の電力線上にそれぞれ設けられる２つのリレーを備える。ＳＭＲ７１０がオフ状態（２つのリレーの少なくとも一方がオフ状態）であると、バッテリ７００はＰＣＵ６００から切り離される。ＳＭＲ７１０がオン状態（２つのリレーの双方がオン状態）であると、バッテリ７００がＰＣＵ６００に接続される。ＳＭＲ７１０は、ＥＣＵ１０００からの制御信号に応じて制御される。
【００２１】
監視ユニット７２０は、バッテリ７００の状態（たとえばバッテリ７００の電流、電圧、温度など）を監視する。監視ユニット７２０は、ＥＣＵ１０００との間でＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信可能に構成される。監視ユニット７２０は、バッテリ７００の監視結果をＣＡＮ通信でＥＣＵ１０００に出力する。
【００２２】
ＥＣＵ１０００には、アクセルポジションセンサ３１、イグニッション（以下「ＩＧ」という）スイッチ３２などが接続される。
【００２３】
アクセルポジションセンサ３１は、実アクセル開度Ａ（ユーザによるアクセルペダルの実操作量）を検出し、検出結果をＥＣＵ１０００に出力する。
【００２４】
ＩＧスイッチ３２は、車両走行可能状態（以下「Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態」ともいう）と車両走行不可能状態（以下「Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態」ともいう）とを切り替えるための操作をユーザが行なうためのスイッチである。ＩＧスイッチ３２は、ユーザ操作に応じた信号ＩＧをＥＣＵ１０００に出力する。
【００２５】
ＥＣＵ１０００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）および内部メモリを備え、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて所定の演算処理を実行し、演算処理の結果に基づいて各機器を制御する。たとえば、ＥＣＵ１０００は、監視ユニット７２０からの情報に基づいて、バッテリ７００の蓄電量（以下「ＳＯＣ」という）を演算する。
【００２６】
Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態でユーザがＩＧスイッチ３２を押すと、図示しないＩＧリレーがオンされ（閉じられ）、ＥＣＵ１０００を含む車両制御システムが起動される。起動されたＥＣＵ１０００がＳＭＲ７１０をオフ状態からオン状態に切り替えると、バッテリ７００がＰＣＵ６００に接続され、Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態となる。
【００２７】
次に、バッテリレス走行について説明する。ＥＣＵ１０００は、ＣＡＮ通信によって監視ユニット７２０から受けた情報に基づいて、バッテリ７００の異常の有無（たとえば過電圧であるか否かなど）を判定する。そして、ＥＣＵ１０００は、バッテリ７００の異常が発生した場合には、ＳＭＲ７１０をオフ状態としてバッテリ７００をＰＣＵ６００から切り離した状態で車両１を退避走行させる。この退避走行が「バッテリレス走行」である。
【００２８】
バッテリレス走行中は、バッテリ７００の電力を使用できないため、エンジン１００の動力を用いて第１ＭＧ２００が発電した電力で第２ＭＧ４００を駆動させる。そのため、バッテリレス走行に移行する際には、ＥＣＵ１０００は、ＳＭＲ７１０をオフ状態とする前にバッテリ７００の電力を用いて第１ＭＧ２００を駆動させてエンジン１００をクランキングし、クランキングによってエンジン１００が始動した後にＳＭＲ７１０をオフ状態としてバッテリレス走行に移行する。
【００２９】
このように、バッテリレス走行に移行する際には、バッテリ７００の電力を用いてエンジン１００をクランキングする必要がある。そのため、従来においては、ＳＯＣの使用下限値（固定値）を基にクランキングの許容回数を予め決めておき、異常発生後のクランキング回数が許容回数に達した場合にエンジン１００の再始動（バッテリレス走行への移行）を制限していた。しかしながら、このような従来の制御では、実際のＳＯＣに関わらずクランキングの許容回数が固定値となってしまう。そのため、実際のＳＯＣが使用下限値よりも多い場合には、エンジン１００の再始動が不当に制限され、バッテリレス走行回数が減少するという問題があった。
【００３０】
このような問題に鑑み、本実施の形態によるＥＣＵ１０００は、バッテリ７００の異常が発生した場合、ＳＯＣの使用下限値（固定値）ではなく異常発生直前のＳＯＣ（可変値）に基づいてクランキング許容回数Ｎｃを算出し、異常発生後の実クランキング回数が許容回数Ｎｃに達したか否かに応じてエンジン１００の再始動（バッテリレス走行への移行）を許容するか否かを判定する。この点が本発明の最も特徴的な点である。
【００３１】
図２は、ＥＣＵ１０００の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態である場合に所定周期で繰り返し実行される。
【００３２】
Ｓ１０にて、ＥＣＵ１０００は、監視ユニット７２０からの情報に基づいてバッテリ７００が異常であるか否かを判定する。
【００３３】
バッテリ７００が異常である場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１０００は、Ｓ１１にて、前回のトリップ終了時に記憶したクランキング許容回数Ｎｃが内部メモリに存在するか否かを判定する。なお、「トリップ」とは、車両の走行期間を表わす単位であり、通常は車両制御システムが起動してから次に停止するまでの期間を意味する。
【００３４】
クランキング許容回数Ｎｃが内部メモリに存在しない場合（Ｓ１１にてＮＯ）、ＥＣＵ１０００は、処理をＳ１２に移し、バッテリ７００の異常が検出される直前に監視ユニット７２０から取得した情報に基づいて算出されたＳＯＣに応じてクランキング許容回数Ｎｃを算出する。このように、本実施の形態では、ＳＯＣの使用下限値（固定値）ではなく異常発生前のＳＯＣ（可変値）に基づいてクランキング許容回数Ｎｃを算出する。なお、異常発生直前に監視ユニット７２０から取得したバッテリ７００の電圧に基づいてクランキング許容回数Ｎｃを算出するようにしてもよい。その後、ＥＣＵ１０００は、処理をＳ１３に移す。
【００３５】
一方、クランキング許容回数Ｎｃが内部メモリに既に存在する場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１０００は、Ｓ１２の処理を行なうことなく、処理をＳ１３に移す。
【００３６】
Ｓ１３にて、ＥＣＵ１０００は、クランキング許容回数Ｎｃが０よりも大きいか否かを判定する。なお、クランキング許容回数Ｎｃは、後述のＳ１５の処理で、クランキングが実行される毎に１づつ減算される。そのため、クランキング許容回数Ｎｃが０よりも大きいとは、異常発生後の実クランキング回数がクランキング許容回数Ｎｃに達していないことを意味する。
【００３７】
クランキング許容回数Ｎｃが０よりも大きい場合（Ｓ１３にてＹＥＳ）、すなわち異常発生後の実クランキング回数がクランキング許容回数Ｎｃに達していない場合、ＥＣＵ１０００は、処理をＳ１４に移す。
【００３８】
Ｓ１４にて、ＥＣＵ１０００は、バッテリレス走行への移行が可能であるか否かを判定する。たとえば、ＥＣＵ１０００は、ＳＯＣがしきい値（たとえば使用下限値）よりも高い場合にバッテリレス走行への移行が可能であると判定する。
【００３９】
バッテリレス走行への移行が可能である場合（Ｓ１４にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１０００は、処理をＳ１５に移し、クランキングを実行してバッテリレス走行に移行する。この際、ＥＣＵ１０００はクランキング許容回数Ｎｃを１だけ減算（Ｎｃ＝Ｎｃ−１）する。Ｓ１６にて、ＥＣＵ１０００は今回のトリップ終了時にクランキング許容回数Ｎｃを内部メモリに記憶する。
【００４０】
一方、クランキング許容回数Ｎｃが０である場合（Ｓ１３にてＮＯ）、あるいは、バッテリレス走行への移行が可能でない場合（Ｓ１４にてＮＯ）、ＥＣＵ１０００は、処理をＳ１７に移し、バッテリレス走行には移行せずにＲｅａｄｙ−ＯＦＦ状態とする。これにより、車両１は走行不可となる。
【００４１】
なお、バッテリ７００が異常でないと判定された場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１０００は、処理をＳ１８に移し、内部メモリに記憶されているクランキング許容回数Ｎｃをクリア（消去）する。
【００４２】
図３は、ＥＣＵ１０００の動作を説明するための図である。
時刻ｔ１にてユーザがＩＧオン操作（Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態でＩＧスイッチ３２を押す操作）を行なうと、ＥＣＵ１０００が起動され、起動されたＥＣＵ１０００がＳＭＲ７１０をオンする（閉じる）。これにより、Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態となり、第１トリップが開始される。時刻ｔ２にてユーザがＩＧオフ操作（Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態でＩＧスイッチ３２を押す操作）を行なうと、ＥＣＵ１０００はＳＭＲ７１０をオフする（開く）。これにより、Ｒｅａｄｙ−ＯＦＦ状態となり、第１トリップが終了される。なお、第１トリップはエンジン１００の異常は検出されていない。そのため、エンジン１００は必要に応じて作動される。
【００４３】
時刻ｔ３にてユーザがＩＧオン操作を行なうと、第２トリップが開始される。時刻ｔ４にてバッテリ７００の異常が検出されると、ＥＣＵ１０００は、異常発生直前（時刻ｔｔ４直前）のＳＯＣに応じてクランキング許容回数Ｎｃを算出する。図３には、異常発生直前のＳＯＣに応じたクランキング許容回数Ｎｃが「２０」と算出された例が示されている。
【００４４】
従来においては、実際のＳＯＣが使用下限値よりも多い場合であっても、クランキング許容回数がＳＯＣの使用下限値に基づいて決められた値（図３に示す例では「１５」）に固定されていた。そのため、クランキング（エンジンの再始動）が不当に制限されてしまうという問題があった。これに対し、本実施の形態では、クランキング許容回数Ｎｃを実際のＳＯＣに応じた可変値としているため、従来のような問題が解消される。
【００４５】
時刻ｔ４で算出されたクランキング許容回数Ｎｃ（＝「２０」）が０よりも大きいため、ＥＣＵ１０００は、クランキングを実行してバッテリレス走行（退避走行）に移行する。この際、ＥＣＵ１０００はクランキング許容回数Ｎｃを１だけ減算して「１９（＝２０−１）」とする。時刻ｔ５にて第２トリップが終了されると、第２トリップ終了時のクランキング許容回数Ｎｃ（＝「１９」）が内部メモリに記憶される。
【００４６】
時刻ｔ６にて第３トリップが開始されると、バッテリ７００の異常が継続しており、第３トリップ開始時からバッテリ７００の異常が検出される。ＥＣＵ１０００の内部メモリには第２トリップ終了時のクランキング許容回数Ｎｃ（＝「１９」）が記憶されており、このクランキング許容回数Ｎｃが０よりも大きい。そのため、時刻ｔ６直後の時刻ｔ７にて、ＥＣＵ１０００は、クランキングを実行してバッテリレス走行（退避走行）を行なう。この際、ＥＣＵ１０００はクランキング許容回数Ｎｃを１だけ減算して「１８（＝１９−１）」とする。
【００４７】
以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ１０００は、バッテリ７００の異常が発生した場合、異常発生直前のＳＯＣ（可変値）に基づいてクランキング許容回数Ｎｃを算出し、異常発生後のクランキング回数が許容回数Ｎｃに達したか否かに応じてエンジン１００のクランキング（再始動）を許容してバッテリレス走行に移行するか否かを判定する。そのため、エンジン１００のクランキング（再始動）が不当に制限されてバッテリレス走行回数が減少してしまうことを回避することができる。
【００４８】
＜変形例＞
上述の図２の「Ｓ１０」の処理では、バッテリ７００の異常の有無を判定していたが、これに代えてあるいは加えて、バッテリ７００の状態を監視する監視ユニット７２０の異常の有無（たとえば監視ユニット７２０との間のＣＡＮ通信異常が生じたか否か）を判定するようにしてもよい。
【００４９】
図４は、本実施の形態の変形例によるＥＣＵ１０００の処理手順の一例を示すフローチャートである。図４のフローチャートは、上述の図２のＳ１０をＳ２０に変更したものである。その他のステップＳ１１〜Ｓ１８は上述の図２と同じであり、既に説明したため詳細な説明はここでは繰り返さない。
【００５０】
たとえば、ＥＣＵ１０００と監視ユニット７２０との間のＣＡＮ通信異常が生じた場合、バッテリ７００の状態をＥＣＵ１０００で把握することができなくなるため、バッテリレス走行で退避走行することが望ましい。
【００５１】
そこで、ＥＣＵ１０００は、Ｓ２０にて、監視ユニット７２０とのＣＡＮ通信異常が生じたか否かを判定する。そして、ＥＣＵ１０００は、ＣＡＮ通信異常が生じた場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）は処理をＳ１１に移し、ＣＡＮ通信異常が生じていない場合（Ｓ２０にてＮＯ）は処理をＳ１８に移す。これにより、ＣＡＮ通信異常（監視ユニット７２０の異常）が生じた場合においても、エンジン１００のクランキング（再始動）が不当に制限されることを回避することができる。
【００５２】
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特許請求の範囲によって示され、特許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】
【００５３】
１  車両、３１  アクセルポジションセンサ、３２  ＩＧスイッチ、８１  減速機、８２  駆動輪、１００  エンジン、２００  第１ＭＧ、３００  動力分割機構、４００  第２ＭＧ、５６０  出力軸、６００  ＰＣＵ、７００  バッテリ、７２０  監視ユニット、１０００  ＥＣＵ。
【図１】
2014151695.tif 000003
【図２】
2014151695.tif 000004
【図３】
2014151695.tif 000005
【図４】
2014151695.tif 000006