(57)【要約】【課題】利用者の要求に応じて蓄電装置の蓄電量を増加させる場合の効率やＮＶ特性にも配慮可能なハイブリッド車両を提供する。【解決手段】ＳＯＣ回復スイッチ２８が利用者により操作されることによって蓄電装置１６の蓄電量の増加が要求されると、ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６の充電が促進されるように蓄電装置１６の充電を制御する。ＥＣＵ２６は、上記の充電制御の実行時、蓄電量を早期に増加させる強充電モードと、走行負荷が小さいときは走行負荷が大きいときに比べて蓄電装置１６の充電を抑制する弱充電モードとの切替を制御する。ＥＣＵ２６は、弱充電モードが所定時間継続すると、弱充電モードから強充電モードに切替える。【選択図】図１
2014201250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置と、
内燃機関と、
前記内燃機関の出力を用いて前記蓄電装置の充電電力を生成可能な発電装置と、
前記蓄電装置の蓄電量の増加を利用者が要求するための入力装置と、
前記入力装置によって前記蓄電量の増加が要求されると、前記蓄電装置の充電が促進されるように前記発電装置による前記蓄電装置の充電を制御する制御装置とを備え、
前記入力装置によって前記蓄電量の増加が要求された状態において、前記制御装置は、走行負荷が小さいときは走行負荷が大きいときに比べて前記蓄電装置の充電を抑制し、前記蓄電装置の充電の抑制時に所定の条件が成立すると、前記蓄電装置の充電の抑制を緩和する、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御装置は、走行負荷が小さいときは走行負荷が大きいときに比べて前記発電装置が停止した状態を増加させることによって、前記蓄電装置の充電を抑制する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記入力装置によって前記蓄電量の増加が要求されると、前記蓄電装置の充電が促進されるように前記発電装置による前記蓄電装置の充電を制御する充電促進制御部と、
前記充電促進制御部による充電制御の実行時、前記蓄電量を早期に増加させる強充電モードと、走行負荷が小さいときは走行負荷が大きいときに比べて前記発電装置による前記蓄電装置の充電を抑制する弱充電モードとの切替を制御するモード制御部とを含み、
前記モード制御部は、前記弱充電モード時に前記所定の条件が成立したとき、前記弱充電モードから前記強充電モードに切替える、請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記所定の条件は、前記弱充電モードが所定時間継続することである、請求項３に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記所定の条件は、前記発電装置による前記蓄電装置の充電の非実行が所定時間継続することである、請求項３に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記所定の条件は、前記弱充電モードの選択中に前記蓄電量が所定量低下することである、請求項３に記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
前記所定の条件は、前記弱充電モードの選択中に当該ハイブリッド車両が所定距離走行することである、請求項３に記載のハイブリッド車両。
【請求項８】
前記内燃機関は、前記走行負荷が増加すると始動するとともに前記走行負荷が低下すると停止し、
前記モード制御部により前記弱充電モードが選択されているとき、前記充電促進制御部は、前記走行負荷に応じた前記内燃機関の作動時に、前記発電装置による前記蓄電装置の充電を実行する、請求項３に記載のハイブリッド車両。
【請求項９】
前記モード制御部は、前記入力装置からの入力に基づいて前記強充電モードと前記弱充電モードとの切替を行なう、請求項３に記載のハイブリッド車両。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記入力装置によって前記蓄電量の増加が要求されると、前記蓄電装置の充電状態を高めるように、前記発電装置による前記蓄電装置の充電を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記入力装置によって前記蓄電量の増加が要求されると、前記蓄電装置の充電レートを高めるように、前記発電装置による前記蓄電装置の充電を制御する、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関し、特に、内燃機関の出力を用いて蓄電装置を充電可能な発電装置を備えるハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１１−９３３３５号公報（特許文献１）は、内燃機関の出力を用いて蓄電装置の充電電力を発生可能な発電機を搭載したハイブリッド車両を開示する。このハイブリッド車両においては、蓄電装置の蓄電量を増加させるためのユーザからの充電要求が検知されると、蓄電装置の充電が促進されるように、充電要求の非検知時と比較して内燃機関の出力を増加させる。
【０００３】
このハイブリッド車両によれば、蓄電装置の蓄電量を目標に維持する従来の充放電制御に加えて、ＥＶ走行（内燃機関を停止して電動機のみを用いた走行）やパワーモードの選択に備えて蓄電量を予め増加させるような、ユーザ意思に対応した蓄電装置の充放電管理を実現することができる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−９３３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
蓄電装置の蓄電量を増加させる場合、できる限り速やかに蓄電量を増加させたい場合もあれば、できる限り効率的に蓄電量を増加させたい場合もある。また、発電のための内燃機関の作動時に内燃機関が発生する音や振動が懸念される場合もあり得る（ＮＶ（Noise  and  Vibration）特性の悪化）。上記の特許文献では、このような観点の検討は行なわれていない。
【０００６】
この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、利用者の要求に応じて蓄電装置の蓄電量を増加させる場合の効率やＮＶ特性にも配慮可能なハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によれば、ハイブリッド車両は、蓄電装置と、内燃機関と、発電装置と、入力装置と、制御装置とを備える。発電装置は、内燃機関の出力を用いて蓄電装置の充電電力を生成可能に構成される。入力装置は、蓄電装置の蓄電量の増加を利用者が要求するためのものである。制御装置は、入力装置によって蓄電量の増加が要求されると、蓄電装置の充電が促進されるように発電装置による蓄電装置の充電を制御する。そして、入力装置によって蓄電量の増加が要求された状態において、制御装置は、走行負荷が小さいときは走行負荷が大きいときに比べて蓄電装置の充電を抑制し、蓄電装置の充電の抑制時に所定の条件が成立すると、蓄電装置の充電の抑制を緩和する。
【０００８】
好ましくは、制御装置は、走行負荷が小さいときは走行負荷が大きいときに比べて発電装置が停止した状態を増加させることによって、蓄電装置の充電を抑制する。
【０００９】
好ましくは、制御装置は、充電促進制御部と、モード制御部とを含む。充電促進制御部は、入力装置によって蓄電量の増加が要求されると、蓄電装置の充電が促進されるように発電装置による蓄電装置の充電を制御する。モード制御部は、充電促進制御部による充電制御の実行時、蓄電量を早期に増加させる強充電モードと、走行負荷が小さいときは走行負荷が大きいときに比べて発電装置による蓄電装置の充電を抑制する弱充電モードとの切替を制御する。そして、モード制御部は、弱充電モード時に所定の条件が成立したとき、弱充電モードから強充電モードに切替える。
【００１０】
好ましくは、所定の条件は、弱充電モードが所定時間継続することである。
また、好ましくは、所定の条件は、発電装置による蓄電装置の充電の非実行が所定時間継続することである。
【００１１】
また、好ましくは、所定の条件は、弱充電モードの選択中に蓄電装置の蓄電量が所定量低下することである。
【００１２】
また、好ましくは、所定の条件は、弱充電モードの選択中に当該ハイブリッド車両が所定距離走行することである。
【００１３】
好ましくは、内燃機関は、走行負荷が増加すると始動するとともに走行負荷が低下すると停止する。モード制御部により弱充電モードが選択されているとき、充電促進制御部は、走行負荷に応じた内燃機関の作動時に、発電装置による蓄電装置の充電を実行する。
【００１４】
好ましくは、モード制御部は、入力装置からの入力に基づいて強充電モードと弱充電モードとの切替を行なう。
【００１５】
好ましくは、制御装置は、入力装置によって蓄電量の増加が要求されると、蓄電装置の充電状態を高めるように、発電装置による蓄電装置の充電を制御する。
【００１６】
また、好ましくは、制御装置は、入力装置によって蓄電量の増加が要求されると、蓄電装置の充電レートを高めるように、発電装置による蓄電装置の充電を制御する。
【発明の効果】
【００１７】
この発明においては、蓄電装置の蓄電量の増加を利用者が要求するための入力装置が設けられる。入力装置によって蓄電量の増加が要求されると、蓄電装置の充電が促進されるように発電装置による蓄電装置の充電が行なわれる（充電促進制御）。充電促進制御では、走行負荷が小さいときは走行負荷が大きいときに比べて蓄電装置の充電が抑制される。これにより、走行負荷が小さいときに内燃機関の出力も制限されるので、低効率かつＮＶ特性が悪化する低負荷での内燃機関の作動が抑制される。したがって、この発明によれば、利用者の要求に応じて蓄電装置の蓄電量を増加させる場合の効率やＮＶ特性にも配慮可能なハイブリッド車両を提供することができる。
【００１８】
そして、この発明においては、蓄電装置の充電の抑制時に所定の条件が成立すると、蓄電装置の充電の抑制が緩和されるので、走行負荷の小さい状態が継続するために蓄電装置の充電が促進されない事態が回避される。したがって、この発明によれば、走行負荷の小さい状態が継続しても、利用者の要求に応じて蓄電装置の蓄電量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図２】ＳＯＣ回復スイッチの外形の一例を示した図である。
【図３】ＳＯＣ回復スイッチを操作したときのモード遷移を示した図である。
【図４】強充電モード時の充電動作を示すタイミングチャートである。
【図５】弱充電モード時の充電動作を示すタイミングチャートである。
【図６】図１に示すＥＣＵの構成を機能的に示すブロック図である。
【図７】弱充電モード選択中のモード強制切替の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図８】変形例１における、弱充電モード選択中のモード強制切替の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図９】変形例２における、弱充電モード選択中のモード強制切替の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１０】変形例３における、弱充電モード選択中のモード強制切替の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２１】
図１は、この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エンジン２と、動力分割装置４と、モータジェネレータ６，１０と、伝達ギヤ８と、駆動軸１２と、車輪１４とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置１６と、電力変換器１８，２０と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）２６と、ＳＯＣ回復スイッチ２８とをさらに備える。
【００２２】
動力分割装置４は、エンジン２、モータジェネレータ６および伝達ギヤ８に結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車が動力分割装置４として用いられ、前記３つの回転軸がモータジェネレータ６、エンジン２および伝達ギヤ８の回転軸にそれぞれ接続される。モータジェネレータ１０の回転軸は、伝達ギヤ８の回転軸に連結される。すなわち、モータジェネレータ１０と伝達ギヤ８とは、同一の回転軸を有し、その回転軸が動力分割装置４のリングギヤに接続される。
【００２３】
エンジン２が発生する運動エネルギーは、動力分割装置４によってモータジェネレータ６と伝達ギヤ８とに分配される。エンジン２は、駆動軸１２に動力を伝達する伝達ギヤ８を駆動するとともにモータジェネレータ６を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。モータジェネレータ６は、エンジン２によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン２の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１００に組込まれる。また、モータジェネレータ１０は、駆動軸１２に動力を伝達する伝達ギヤ８を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。
【００２４】
蓄電装置１６は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池によって構成される。蓄電装置１６は、電力変換器１８，２０へ電力を供給する。また、蓄電装置１６は、モータジェネレータ６および／または１０の発電時に発電電力を受けて充電される。なお、蓄電装置１６として、大容量のキャパシタも採用可能であり、モータジェネレータ６，１０による発電電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータジェネレータ６，１０へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。なお、蓄電装置１６の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。
【００２５】
また、蓄電装置１６は、蓄電電圧および入出力電流に基づいて蓄電装置１６の充電状態（以下「ＳＯＣ（State  Of  Charge）」と称する。）を算出し、その算出されたＳＯＣをＥＣＵ２６へ出力する。ＳＯＣは、蓄電装置１６の満充電状態に対する蓄電量を０〜１００％で表わしたものであり、蓄電装置１６の残存容量を示す。蓄電装置１６の電圧および入出力電流は、それぞれ図示されない電圧センサおよび電流センサによって検出される。なお、蓄電装置１６の電圧および入出力電流の検出値を蓄電装置１６からＥＣＵ２６へ出力し、ＥＣＵ２６においてＳＯＣを算出してもよい。
【００２６】
電力変換器１８は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ６により発電された電力を直流電力に変換して蓄電装置１６へ出力する。電力変換器２０は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、蓄電装置１６から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１０へ出力する。
【００２７】
なお、電力変換器１８は、エンジン２の始動時、蓄電装置１６から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ６へ出力する。また、電力変換器２０は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、モータジェネレータ１０により発電された電力を直流電力に変換して蓄電装置１６へ出力する。電力変換器１８，２０は、インバータによって構成される。なお、蓄電装置１６と電力変換器１８，２０との間に、電力変換器１８，２０の入力電圧を蓄電装置１６の電圧以上に昇圧するコンバータを設けてもよい。
【００２８】
モータジェネレータ６，１０は、交流電動機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機によって構成される。モータジェネレータ６は、エンジン２により生成された運動エネルギーを電気エネルギーに変換して電力変換器１８へ出力する。また、モータジェネレータ６は、電力変換器１８から受ける三相交流電力によって駆動力を発生し、エンジン２の始動を行なう。
【００２９】
モータジェネレータ１０は、電力変換器２０から受ける三相交流電力によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータ１０は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーを電気エネルギーに変換して電力変換器２０へ出力する。
【００３０】
エンジン２は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換し、その変換された運動エネルギーを動力分割装置４へ出力する。たとえば、運動子がピストンであり、その運動が往復運動であれば、いわゆるクランク機構を介して往復運動が回転運動に変換され、ピストンの運動エネルギーが動力分割装置４に伝達される。
【００３１】
ＥＣＵ２６は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、ＳＯＣ回復スイッチ２８や蓄電装置１６等からの各種信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、ハイブリッド車両１００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００３２】
ＥＣＵ２６は、停車時や低速走行時のように走行負荷が小さくエンジン２の効率が低下するときは、エンジン２を停止させてモータジェネレータ１０のみで走行（ＥＶ走行）するように電力変換器２０を制御する。走行負荷が上昇しエンジン２を効率よく運転できるときは、ＥＣＵ２６は、エンジン２を始動してエンジン２およびモータジェネレータ１０を用いて走行（ＨＶ走行）するようにエンジン２および電力変換器１８，２０を制御する。
【００３３】
また、ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６から受けるＳＯＣが所定の目標よりも低下すると、エンジン２の出力を用いてモータジェネレータ６が発電することによって蓄電装置１６を充電するようにエンジン２および電力変換器１８を制御する。さらに、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、ＥＣＵ２６は、モータジェネレータ１０による回生発電が行なわれるように電力変換器２０を制御する。
【００３４】
ＥＣＵ２６は、ＳＯＣ回復スイッチ２８（後述）から要求信号Ｒｓｏｃを受けると、蓄電装置１６の充電が促進されるように、エンジン２およびモータジェネレータ６を用いた充電制御（充電促進制御）を実行する。この充電促進制御は、ＳＯＣの制御目標を通常時（充電促進制御の非実行時）よりも高めたり、あるいは蓄電装置１６の充電レート（単位時間当たりの充電量）を通常時よりも高めたりする制御であり、ＨＶ走行時にＳＯＣを固定的な制御目標に維持する通常の充電制御とは異なるものである。
【００３５】
ＳＯＣ回復スイッチ２８は、蓄電装置１６の蓄電量の増加をユーザが要求するための入力装置である。別途設けられるＥＶ走行要求スイッチ（図示せず）を操作することによるＥＶ走行や、別途設けられるパワーモードスイッチ（図示せず）を操作することによるパワー走行（アクセルペダル操作に対する車両加速性を向上させる走行モード）の選択に備えて、ユーザは、ＳＯＣ回復スイッチ２８を操作することにより蓄電装置１６の蓄電量の増加を車両に対して要求することができる。ユーザによりＳＯＣ回復スイッチ２８が操作されると、ＳＯＣ回復スイッチ２８からＥＣＵ２６へ要求信号Ｒｓｏｃが出力される。なお、ＳＯＣ回復スイッチ２８に代えて、音声入力手段等を用いて、蓄電量の増加をユーザが要求可能としてもよい。
【００３６】
ユーザは、ＳＯＣ回復スイッチ２８を操作することによって、２つの充電モードを選択することができる。一方は、ＳＯＣを早期に増加させる「強充電モード」である。ＳＯＣ回復スイッチ２８により強充電モードが選択されると、ＥＣＵ２６は、エンジン２を直ちに始動させ、モータジェネレータ６を作動させて蓄電装置１６を強制的に充電するように、エンジン２および電力変換器１８を制御する。
【００３７】
他方は、走行負荷が小さいときは走行負荷が大きいときに比べて蓄電装置１６の充電を抑制する「弱充電モード」である。ＳＯＣ回復スイッチ２８により弱充電モードが選択されると、ＥＣＵ２６は、走行負荷に応じてエンジン２が作動しているときにＳＯＣを増加させるように、エンジン２および電力変換器１８を制御する。なお、この弱充電モードもＳＯＣの増加を目的とするものであり、弱充電モードの選択時は、ＳＯＣの増加要求のない通常のＳＯＣ制御に対して、ＳＯＣの制御目標が高められ、あるいは蓄電装置１６の充電レートが高められる。
【００３８】
図２は、ＳＯＣ回復スイッチ２８の外形の一例を示した図である。また、図３は、ＳＯＣ回復スイッチ２８を操作したときのモード遷移を示した図である。図２，３を参照して、ＳＯＣ回復スイッチ２８は、操作部７２と、表示部７４，７６とを含む。ユーザが操作部７２を操作する毎に、強充電モード、弱充電モード、およびオフ状態（蓄電量増加の非要求状態）が順次切替わる。強充電モードと弱充電モードとの順番は入れ替えてもよい。
【００３９】
強充電モード、弱充電モードおよびオフ状態のいずれが選択されているかは、ＥＣＵ２６からＳＯＣ回復スイッチ２８へ通知される。そして、強充電モードの選択時に表示部７４が点灯し、弱充電モードの選択時に表示部７６が点灯する。
【００４０】
再び図１を参照して、ＥＣＵ２６は、強充電モードが選択されているときは、車両の走行負荷に拘わらずエンジン２を作動させ、エンジン２およびモータジェネレータ６を用いて蓄電装置１６を充電することにより蓄電装置１６の充電を促進する充電促進制御を実行する。これにより、蓄電装置１６の蓄電量を早期に回復させることができる。
【００４１】
また、ＥＣＵ２６は、弱充電モードが選択されているときは、走行負荷に応じたエンジン２の作動時に、エンジン２およびモータジェネレータ６を用いて蓄電装置１６を充電することにより蓄電装置１６の充電を促進する充電促進制御を実行する。すなわち、弱充電モードが選択されているけれども走行負荷が小さいときは、ＥＣＵ２６は、エンジン２を停止してモータジェネレータ１０のみを用いてＥＶ走行するように電力変換器２０を制御する。走行負荷が増加し、エンジン２が始動すると、ＥＣＵ２６は、エンジン２およびモータジェネレータ６を用いて上記の充電促進制御を実行する。
【００４２】
ここで、ＥＣＵ２６は、弱充電モードが選択されている間、弱充電モードの継続時間を計時する。そして、弱充電モードが所定時間継続すると、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣ回復スイッチ２８の操作に拘わらず、弱充電モードから強充電モードに切替える。弱充電モードでは、走行負荷が小さいとエンジン２が停止するので、低負荷走行が継続する場合には、蓄電量が増加せず、ユーザの要求に応えることができない。そこで、この実施の形態では、弱充電モードが所定時間継続したときは、強充電モードへ強制的に移行してエンジン２を始動して蓄電装置１６を充電し、ユーザの本来的な要求である蓄電量の増加を実現することとしたものである。なお、所定時間は、予め適宜設定されるものとするが、ユーザが設定可能としてもよい。
【００４３】
なお、上記では、統合された１つのＥＣＵ２６によって各種制御を実行するものとしているが、エンジンを制御するためのＥＣＵや、モータジェネレータ６，１０（電力変換器１８，２０）を制御するためのＥＣＵ、蓄電装置１６を監視するＥＣＵ等のように別構成としてもよい。
【００４４】
図４は、強充電モード時の充電動作を示すタイミングチャートである。図４を参照して、時刻ｔ１において、ＳＯＣ回復スイッチ２８がオン操作されることにより強充電モードが選択されると、エンジン２が始動する。そして、エンジン２の出力を用いてモータジェネレータ６が発電し、蓄電装置１６の充電が促進されるように、所定の充電量をもって蓄電装置１６が充電される。
【００４５】
図５は、弱充電モード時の充電動作を示すタイミングチャートである。図５を参照して、時刻ｔ１において、ＳＯＣ回復スイッチ２８がオン操作されることにより弱充電モードが選択されたものとする。この時点での走行負荷は小さく、エンジン２は停止しており、また、このタイミングでエンジン２が直ちに始動することもない。
【００４６】
時刻ｔ２において、走行負荷の上昇によってエンジン２が始動すると、エンジン２の出力を用いてモータジェネレータ６が発電し、蓄電装置１６の充電が促進されるように、所定の充電量をもって蓄電装置１６が充電される。
【００４７】
なお、ＳＯＣ回復スイッチ２８がオフ（強充電モード／弱充電モードの非選択時）の場合においても、ＳＯＣを維持するためにエンジン２およびモータジェネレータ６を用いた蓄電装置１６の充電は行なわれるところ、弱充電モードの選択時は、ＳＯＣの制御目標が通常時よりも高められ、あるいは蓄電装置１６の充電レートが通常時よりも高められる。
【００４８】
時刻ｔ３において、走行負荷の低下によってエンジン２が停止すると、蓄電装置１６の充電も中止される。このように、弱充電モードでは、強充電モードのようにエンジン２を継続的に作動させて強制的に蓄電装置１６の充電を行なうのではなく、走行負荷の低下に伴なうエンジン２の停止時は、蓄電装置１６の充電が停止する。これにより、強充電モードと比較してＳＯＣの回復は遅いけれども、エンジン２の効率が低い動作点で充電を行なうことによる効率低下を回避し、また、低走行負荷下でエンジン２が作動することによるＮＶ悪化を回避することができる。
【００４９】
図６は、図１に示したＥＣＵ２６の構成を機能的に示すブロック図である。図６を参照して、ＥＣＵ２６は、要求パワー算出部５２と、エンジン始動判定部５４と、モード制御部５６と、充電促進制御部５８と、ＨＶ制御部６０と、エンジン制御部６２と、ＭＧ１制御部６４と、ＭＧ２制御部６６とを含む。
【００５０】
要求パワー算出部５２は、アクセルペダル操作量および車速等に基づいて、ドライバーが要求する駆動力を得るのに必要な車両要求パワー（以下、単に「要求パワー」とも称する。）を算出する。
【００５１】
エンジン始動判定部５４は、要求パワー算出部５２によって算出される要求パワーと、蓄電装置１６の充放電要求量とに基づいて、エンジン２を始動するか否かを判定する。具体的には、エンジン始動判定部５４は、要求パワーに蓄電装置１６の充放電要求量（充電側を正値とする。）を加えた値が所定のエンジン始動しきい値以上になると、エンジン２の始動を指示する指令をＨＶ制御部６０へ出力する。なお、蓄電装置１６の充放電要求量は、ＳＯＣによって決定され、たとえば、ＳＯＣが低いときは充電要求量が大きくなり、ＳＯＣが高いときは放電要求量が大きくなる。
【００５２】
モード制御部５６は、ＳＯＣ回復スイッチ２８から受ける要求信号Ｒｓｏｃに基づいて充電モード（強充電モード／弱充電モード／オフ状態）を制御する。具体的には、モード制御部５６は、図３に示したように、ユーザによるＳＯＣ回復スイッチ２８の操作に応じてＳＯＣ回復スイッチ２８から要求信号Ｒｓｏｃを受ける毎に、強充電モード、弱充電モード、オフ状態を順次切替える。そして、モード制御部５６は、充電モードの状態（オフ状態も含む）を示すモード信号ＭＤを生成して充電促進制御部５８へ出力するとともに、ＳＯＣ回復スイッチ２８へも表示用にモードの状態を出力する。
【００５３】
ここで、モード制御部５６は、弱充電モードが選択されている間、弱充電モードの継続時間を計時する。計時は、図示されないタイマーによって行なわれる。そして、弱充電モードが所定時間継続すると、モード制御部５６は、ＳＯＣ回復スイッチ２８の操作に拘わらず、弱充電モードから強充電モードに充電モードを強制的に切替える。所定時間は、予め適宜設定されるものとするが、ユーザが設定可能としてもよい。
【００５４】
なお、弱充電モードが所定時間継続することにより強充電モードへ強制的に切替わった場合においても、モード制御部５６は、充電モードの状態（オフ状態も含む）を示すモード信号ＭＤを生成して充電促進制御部５８へ出力するとともに、ＳＯＣ回復スイッチ２８へ表示用にモードの状態を出力する。なお、弱充電モードが所定時間継続することにより強充電モードへ強制的に切替わった場合は、ユーザに対してその旨を報知することが好ましい。
【００５５】
充電促進制御部５８は、モード制御部５６からのモード信号ＭＤが強充電モードを示しているときは、エンジン始動判定部５４の判定結果に拘わらず、エンジン２を始動してモータジェネレータ６を用いた蓄電装置１６の強制的な充電を指示する指令をＨＶ制御部６０へ出力する。なお、充電促進制御部５８は、エンジン２が始動するようにエンジン始動しきい値の引き下げをエンジン始動判定部５４に指示することによって、エンジン２を始動させるようにしてもよい。
【００５６】
また、充電促進制御部５８は、モード制御部５６からのモード信号ＭＤが弱充電モードを示しているときは、エンジン始動判定部５４によりエンジン２の始動が指示されているときにモータジェネレータ６を用いた蓄電装置１６の充電の促進を指示する指令をＨＶ制御部６０へ出力する。
【００５７】
ＨＶ制御部６０は、エンジン始動判定部５４または充電促進制御部５８からの指令によりエンジン２の始動が指示されると、エンジン２の作動を指示する指令をエンジン制御部６２へ出力する。また、ＨＶ制御部６０は、エンジン２の始動時、エンジン２をクランキングするためのモータジェネレータ６の力行駆動を指示する指令をＭＧ１制御部６４へ出力する。そして、エンジン２が始動すると、ＨＶ制御部６０は、モータジェネレータ６の回生駆動を指示する指令をＭＧ１制御部６４へ出力する。さらに、ＨＶ制御部６０は、モータジェネレータ１０の駆動を指示する指令をＭＧ２制御部６６へ出力する。
【００５８】
エンジン制御部６２は、エンジン２の作動を指示する指令をＨＶ制御部６０から受けると、エンジン２を作動させるための制御信号を生成してエンジン２へ出力する。ＭＧ１制御部６４は、モータジェネレータ６の駆動を指示する指令をＨＶ制御部６０から受けると、電力変換器１８を駆動するための制御信号を生成して電力変換器１８へ出力する。ＭＧ２制御部６６は、モータジェネレータ１０の駆動を指示する指令をＨＶ制御部６０から受けると、電力変換器２０を駆動するための制御信号を生成して電力変換器２０へ出力する。
【００５９】
図７は、弱充電モード選択中のモード強制切替の処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートについては、予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて実行されることにより実現される。あるいは、全部または一部のステップについて、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。
【００６０】
図７を参照して、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣ回復スイッチ２８が操作されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。ＳＯＣ回復スイッチ２８が操作されたものと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣ回復スイッチ２８の操作により弱充電モードが選択されたか否かを判定する（ステップＳ２０）。
【００６１】
充電モードが弱充電モードであると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、弱充電モードが所定時間継続しているか否かを判定する（ステップＳ３０）。弱充電モードが所定時間継続していないときは（ステップＳ３０においてＮＯ）、ステップＳ９０へ処理が移行される。
【００６２】
ステップＳ３０において、弱充電モードが所定時間継続したものと判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣ回復スイッチ２８の操作（弱充電モードの選択）に拘わらず、充電モードを強充電モード（強制充電）へ移行する（ステップＳ４０）。強充電モードに移行されると、ＥＣＵ２６は、走行負荷に拘わらずエンジン２を強制的に始動させ、エンジン２およびモータジェネレータ６を用いて蓄電装置１６を充電することにより蓄電装置１６の充電を促進する充電促進制御を実行する。
【００６３】
次いで、ＥＣＵ２６は、エンジン２が作動中か否かを判定する（ステップＳ５０）。エンジン２が停止していると判定されると（ステップＳ５０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、ステップＳ９０へ処理を移行する。
【００６４】
ステップＳ５０において、エンジン２が作動中であると判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、エンジン２が始動してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ６０）。なお、この所定時間は、ステップＳ３０における所定時間とは異なるものであり、蓄電装置１６の蓄電量がある程度上昇したことを判定するための時間である。
【００６５】
そして、ステップＳ６０において、所定時間が経過したものと判定されると（ステップＳ６０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、ステップＳ４０において開始された強制充電を終了する（ステップＳ８０）。
【００６６】
ステップＳ６０において、所定時間が経過していないと判定されると（ステップＳ６０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、エンジン２が始動してから蓄電装置１６のＳＯＣが所定量上昇したか否かを判定する（ステップＳ７０）。
【００６７】
ステップＳ７０において、ＳＯＣが所定量上昇したものと判定されると（ステップＳ７０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、ステップＳ８０へ処理を移行し、強制充電が終了される。ステップＳ７０において、ＳＯＣが所定量上昇していないと判定されると（ステップＳ７０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、ステップＳ９０へ処理を移行する。
【００６８】
以上のように、この実施の形態においては、蓄電装置１６の蓄電量の増加をユーザが要求するためのＳＯＣ回復スイッチ２８が設けられる。ＳＯＣ回復スイッチ２８によって蓄電量の増加が要求されると、蓄電装置１６の充電が促進されるように、エンジン２およびモータジェネレータ６による蓄電装置１６の充電が行なわれる（充電促進制御）。充電促進制御については、蓄電量を早期に増加させる強充電モードと、走行負荷が小さいときは走行負荷が大きいときに比べて蓄電装置１６の充電を抑制する弱充電モードとが設けられる。弱充電モードでは、走行負荷が小さいときにエンジン２の出力も制限されるので、低効率かつＮＶ特性が悪化する低負荷でのエンジン２の作動が抑制される。したがって、この実施の形態によれば、ユーザの要求に応じて蓄電装置１６の蓄電量を増加させる場合の効率やＮＶ特性にも配慮可能なハイブリッド車両を提供することができる。
【００６９】
さらに、この実施の形態においては、弱充電モードが所定時間継続すると、充電モードが強充電モードに切替えられる。これにより、弱充電モード時に走行負荷の小さい状態が継続するために蓄電装置１６の充電が促進されない事態が回避される。したがって、この実施の形態によれば、走行負荷の小さい状態が継続しても、ユーザの要求に応じて蓄電装置１６の蓄電量を増加させることができる。
【００７０】
［変形例１］
上記においては、弱充電モードが所定時間継続したときは、強充電モードへ強制的に移行するものとしたが、弱充電モード時に低負荷走行が継続することにより充電が実際に所定時間行なわれない場合に、強充電モードへ強制的に移行するようにしてもよい。
【００７１】
図８は、変形例１における、弱充電モード選択中のモード強制切替の処理手順を説明するためのフローチャートである。図８を参照して、このフローチャートは、図７に示したフローチャートにおいて、ステップＳ３０に代えてステップＳ３２を含む。
【００７２】
すなわち、ステップＳ２０において、充電モードが弱充電モードであると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６の充電の非実行が所定時間継続しているか否かを判定する（ステップＳ３２）。上述のように、弱充電モードでは、走行負荷が小さいとエンジン２が停止するので、低負荷走行が継続する場合には、蓄電装置１６の充電が実行されない。
【００７３】
そこで、ステップＳ３２において、蓄電装置１６の充電の非実行が所定時間継続したものと判定されると（ステップＳ３２においてＹＥＳ）、ステップＳ４０へ処理が移行され、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣ回復スイッチ２８の操作（弱充電モードの選択）に拘わらず、充電モードを強充電モード（強制充電）へ移行する。これにより、走行負荷に拘わらずエンジン２が始動し、蓄電装置１６が強制的に充電される。
【００７４】
なお、ステップＳ３２において、蓄電装置１６の充電が実行されていない時間が所定時間継続していないときは（ステップＳ３２においてＮＯ）、ステップＳ９０へ処理が移行される。なお、ステップＳ３２以外の処理については、図７で説明したとおりである。
【００７５】
［変形例２］
弱充電モードから強充電モードへモードを強制的に移行させる条件として、弱充電モード時における蓄電装置１６の蓄電量（ＳＯＣ）の低下を用いてもよい。
【００７６】
図９は、変形例２における、弱充電モード選択中のモード強制切替の処理手順を説明するためのフローチャートである。図９を参照して、このフローチャートは、図７に示したフローチャートにおいて、ステップＳ３０に代えてステップＳ３４を含む。
【００７７】
すなわち、ステップＳ２０において、充電モードが弱充電モードであると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、弱充電モードの選択中に蓄電装置１６のＳＯＣが所定量低下したか否かを判定する（ステップＳ３４）。上述のように、弱充電モードでは、走行負荷が小さいとエンジン２が停止するので、低負荷走行が継続する場合には、蓄電装置１６の充電が実行されずにＳＯＣが低下する事態が発生し得る。
【００７８】
そこで、ステップＳ３４において、弱充電モードの選択中にＳＯＣが所定量低下したものと判定されると（ステップＳ３４においてＹＥＳ）、ステップＳ４０へ処理が移行され、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣ回復スイッチ２８の操作（弱充電モードの選択）に拘わらず、充電モードを強充電モード（強制充電）へ移行する。これにより、走行負荷に拘わらずエンジン２が始動し、蓄電装置１６が強制的に充電される。
【００７９】
なお、ステップＳ３４において、弱充電モードの選択中にＳＯＣが所定量低下していないと判定されたときは（ステップＳ３４においてＮＯ）、ステップＳ９０へ処理が移行される。なお、ステップＳ３４以外の処理については、図７で説明したとおりである。
【００８０】
［変形例３］
弱充電モードから強充電モードへモードを強制的に移行させる条件として、弱充電モードでの走行距離を用いてもよい。弱充電モードでの走行距離が長い場合には、低負荷走行が多いことにより蓄電量が増加していないことが想定されるので、強充電モードへ強制的に移行させるものである。
【００８１】
図１０は、変形例３における、弱充電モード選択中のモード強制切替の処理手順を説明するためのフローチャートである。図１０を参照して、このフローチャートは、図７に示したフローチャートにおいて、ステップＳ３０に代えてステップＳ３６を含む。
【００８２】
すなわち、ステップＳ２０において、充電モードが弱充電モードであると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、弱充電モードの選択中に車両が所定距離走行したか否かを判定する（ステップＳ３６）。そして、弱充電モードで車両が所定距離走行したものと判定されると（ステップＳ３６においてＹＥＳ）、ステップＳ４０へ処理が移行され、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣ回復スイッチ２８の操作（弱充電モードの選択）に拘わらず、充電モードを強充電モード（強制充電）へ移行する。これにより、走行負荷に拘わらずエンジン２が始動し、蓄電装置１６が強制的に充電される。
【００８３】
なお、ステップＳ３６において、車両は弱充電モードで所定距離走行していないと判定されると（ステップＳ３６においてＮＯ）、ステップＳ９０へ処理が移行される。なお、ステップＳ３６以外の処理については、図７で説明したとおりである。
【００８４】
なお、上記の実施の形態および各変形例においては、ＳＯＣ回復スイッチ２８を操作することによって２つの充電モード（強充電モード／弱充電モード）を選択可能としたが、強充電モードの機能を設けない構成としてもよい。すなわち、ＳＯＣ回復スイッチ２８がオン操作されると、蓄電装置１６の充電を促進する充電促進制御が実行されるところ、走行負荷が小さいときは走行負荷が大きいときに比べて蓄電装置１６の充電を抑制するようにしてもよい。一例として、上記の弱充電モードの選択時のように、走行負荷に応じてエンジン２が作動しているときにＳＯＣを増加させるように、エンジン２および電力変換器１８が制御される。すなわち、走行負荷が小さいときは走行負荷が大きいときに比べてエンジン２が停止した状態が増加するところ、走行負荷に応じてエンジン２が作動しているときに充電促進制御が実行される。このような構成であっても、低効率かつＮＶ特性が悪化する低負荷でのエンジン２の作動が抑制されるので、ユーザの要求に応じて蓄電装置１６の蓄電量を増加させる場合の効率やＮＶ特性にも配慮可能なハイブリッド車両を提供することができる。
【００８５】
また、上記の実施の形態および各変形例においては、ハイブリッド車両１００は、動力分割装置４によりエンジン２の動力を分割して駆動軸１２とモータジェネレータ６とに伝達可能なシリーズ／パラレル型の車両としたが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。たとえば、モータジェネレータ６を駆動するためにのみエンジン２を用い、モータジェネレータ１０でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジンが生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両等にもこの発明は適用可能である。
【００８６】
なお、上記において、エンジン２は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、モータジェネレータ６は、この発明における「発電装置」の一実施例に対応する。また、ＥＣＵ２６は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応し、ＳＯＣ回復スイッチ２８は、この発明における「入力装置」の一実施例に対応する。
【００８７】
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、上記した実施の形態の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】
【００８８】
２  エンジン、４  動力分割装置、６，１０  モータジェネレータ、８  伝達ギヤ、１２  駆動軸、１４  車輪、１６  蓄電装置、１８，２０  電力変換器、２６  ＥＣＵ、２８  ＳＯＣ回復スイッチ、７２  操作部、７４，７６  表示部、５２  要求パワー算出部、５４  エンジン始動判定部、５６  モード制御部、５８  充電促進制御部、６０  ＨＶ制御部、６２  エンジン制御部、６４  ＭＧ１制御部、６６  ＭＧ２制御部、１００  ハイブリッド車両。
【図１】
2014201250.tif 000003
【図２】
2014201250.tif 000004
【図３】
2014201250.tif 000005
【図４】
2014201250.tif 000006
【図５】
2014201250.tif 000007
【図６】
2014201250.tif 000008
【図７】
2014201250.tif 000009
【図８】
2014201250.tif 000010
【図９】
2014201250.tif 000011
【図１０】
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