(57)【要約】      （修正有）【課題】ＥＶモードでの走行領域を拡大すると共に、エンジンを確実に始動する。【解決手段】駆動系に、エンジン３と、モータ４と、エンジン３とモータ４との間に介挿された締結手段ＣＬ１と、を備え、前記モータ４と締結手段ＣＬ１によって、エンジン３始動を行うハイブリット車両の制御装置において、エンジン３始動の際に、モータ４を連続して出力可能な第一定格出力以上の出力を用いてモータ４を運転し、エンジン３を始動させることによって、エンジン３非動作であるＥＶモードでの走行領域を拡大すると共に、エンジン３始動の際には確実にエンジン３を始動できるようにした。【選択図】図１
2014101051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動系に、エンジンと、モータと、前記エンジンと前記モータの間に介装された締結手段と、を備え、前記モータと前記締結手段によって前記エンジン始動を行うハイブリッド車両の制御装置であって、
前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、
前記モータを駆動する駆動回路を制御するモータ制御手段と、を有し、
前記エンジン始動の際には、モータを連続して出力可能な第一定格出力以上の出力を用いてモータを運転し、エンジンを始動させることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記駆動回路の温度に基づいて、前記エンジン始動時においてモータで出力可能な第二定格出力を決定し、
前記エンジン始動の際には、モータ最大出力を第一定格出力から第二定格出力に切り換えることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記第二定格出力は、
前記駆動回路の温度と、
前記エンジンの水温、油温、バッテリ温度のうち何れかの１つ以上の情報に基づき決定されるクランキング時間と、に基づいて決定されることを特徴とする請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
駆動系に、エンジンと、モータと、前記エンジンと前記モータの間に介装された締結手段と、を備え、前記モータと前記締結手段によって前記エンジン始動を行うハイブリッド車両の制御装置であって、
前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、
前記モータを駆動する駆動回路を制御するモータ制御手段と、を有し、
前記第一定格出力以上の要求駆動力が発生すると推定された場合、その前記要求駆動力と、前記第一定格出力以上の要求駆動力が継続する出力超過継続時間を推定し、この出力超過継続時間に基づいて前記出力超過時間においてモータで出力可能な第二定格出力を算出し、
前記要求駆動力が前記第二定格出力以内の場合には、モータの最大出力を前記第一定格出力から前記第二定格出力に切り換えることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記第二定格出力は、
前記推定された出力超過継続時間と、前記駆動回路の温度と、に基づいて決定されることを特徴とする請求項４記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記モータのみで前記ハイブリッド車両を駆動させるＥＶモード走行中に前記第二定格出力を算出し、
前記要求駆動力が前記第二定格出力以内の場合には、
前記エンジンを始動させることなくモータ最大出力を前記第一定格出力から前記第二定格出力に切り換えて前記ＥＶモードでの走行を継続することを特徴とする請求項４〜５記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
前記出力超過継続時間は、ナビゲーションシステム，外界認識装置などの情報に基づいて推定されることを特徴とする請求項４〜６記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】
前記モータ最大出力を第二定格出力に切り換えた後の前記駆動回路の温度を計測して、温度の情報の累積値を算出し、前記温度の情報の累積値に応じて前記第二定格出力の上限を制限することを特徴とする請求項２〜７記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとモータが搭載されたハイブリッド車両の制御装置に係り、詳しくはエンジン始動時にモータの定格出力を増加させる制御方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン、電動モータ及び自動変速機を備え、エンジンと電動モータの間に設けた第１のクラッチと、自動変速機内の遊星ギア架け替えに用いられるクラッチ及びブレーキといった複数の摩擦要素のうち、幾つかの摩擦要素を発進用のクラッチとして使用する第２のクラッチを備えた１モータ２クラッチ構造のハイブリッド車両が特許文献１に開示されている。
【０００３】
このハイブリッド車両は、電動モータのみを駆動源として走行するＥＶ走行モードと、電動モータとエンジンを駆動源としたＨＥＶ走行モードの駆動形態を有しており、基本的には何れかの走行モードにて動作する。
【０００４】
ＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードに遷移させるためには、エンジンを始動させる必要があるが、１モータ２クラッチ構造のハイブリッド車では、エンジンをクランキングするための力が電動モータから供給される。すなわち、第１クラッチを半締結状態にし、電動モータをスタータモータとしてエンジンをクランキングし、燃料噴射と点火によりエンジンを始動させ、その後、第１クラッチを締結することで実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２０５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記構成の場合、ＥＶ走行モードから駆動力の引き込み無しでエンジン始動できるようにするため、駆動力に回すことのできるモータ出力は、あらかじめクランキング分を差し引いた値となっている。そのため、ＥＶ走行を主体とするストロングＨＥＶやプラグインハイブリッドでは、エンジン始動頻度を低くしたいのにも関わらず、クランキング分を確保していることから駆動力に回すことのできるモータ出力は定格出力より小さくなり、ＥＶモードでの走行領域が小さくなってしまっていた。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＥＶモードでの走行領域を拡大すると共に、エンジンを確実に始動することのできるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明では、エンジン始動の際に、モータを連続して出力可能な第一定格出力以上の出力を用いてモータを運転し、エンジンを始動させることで、エンジン非動作であるＥＶモードでの走行領域を拡大すると共に、エンジン始動の際には確実にエンジンを始動できるようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ハイブリット車両の制御装置において、ＥＶモードでの走行領域を拡大すると共に、エンジンを確実に始動することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態におけるハイブリッド車両を示す全体図である。
【図２】実施形態１におけるＥＶモードからエンジン始動する際の処理を示すフローチャートである。
【図３】第二定格出力算出の処理を示すフローチャートである。
【図４】第二定格出力情報の形式の一例を示す図である。
【図５】モータ回転数とモータ出力の関係を示す図である。
【図６】実施形態２における制御の処理を示すフローチャートである。
【図７】出力超過継続時間推定値を超えた場合の動作を表すタイムチャートである。
【図８】第二定格出力制限制御の一例を示すタイムチャートである。
【図９】第二定格出力制限制御の他例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態１，２におけるハイブリット車両の制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
［実施形態１］
図１は、本実施形態１における前輪駆動もしくは後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【００１３】
ハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジン３と、フライホイールＦＷと、第１クラッチ（締結手段）ＣＬ１と、モータ／ジェネレータ（以下、モータと称する）４と、メカオイルポンプＭ−Ｏ／Ｐと、第２クラッチＣＬ２と、自動変速機ＣＶＴと、変速機入力軸ＩＮと、変速機出力軸ＯＵＴと、ディファレンシャル８と、左ドライブシャフトＤＳＬと、右ドライブシャフトＤＳＲと、左タイヤ（駆動輪）ＬＴと、右タイヤ（駆動輪）ＲＴと、を有する。前記エンジン３は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、エンジンコントローラ（エンジン制御手段）２１からのエンジン制御指令に基づいて、エンジン始動制御，エンジン停止制御，スロットルバルブのバルブ開度制御，燃料カット制御等が行われる。
【００１４】
前記第１クラッチＣＬ１は、エンジン３とモータ／ジェネレータ４の間に介装されたクラッチである。この第１クラッチＣＬ１は、第１クラッチコントローラ５から出力された第１クラッチ制御指令に基づいて第１クラッチ油圧ユニット６によって作り出された第１クラッチ制御油圧により、締結・半締結状態・解放に制御される。この第１クラッチＣＬ１としては、例えば、ダイアフラムスプリングによる付勢力にて完全締結を保ち、ピストン１４ａを有する油圧アクチュエータ１４を用いたストローク制御により、締結状態を制御するノーマルクローズの乾式単板クラッチが用いられる。
【００１５】
前記モータ４は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータ／ジェネレータであり、モータコントローラ（モータ制御手段）２２からの制御指令に基づいて、駆動回路（以下、インバータと称する）１０により生成された三相交流を印加することにより制御される。このモータ４は、力行時にはバッテリ１９からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作する。一方、回生時には、ロータがエンジン３や駆動輪ＲＴ，ＬＴから回転エネルギーを受け、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能し、バッテリ１９を充電する。
【００１６】
前記第２クラッチＣＬ２は、モータ４と左右タイヤＬＴ，ＲＴの間のうち、モータ軸と変速機入力軸ＩＮの間に介装されたクラッチである。この第２クラッチＣＬ２は、ＣＶＴコントローラ２３から出力された第２クラッチ制御指令に基づいて第２クラッチ油圧ユニット９によって作り出された制御油圧により、締結・スリップ締結・解放に制御される。この第２クラッチＣＬ２としては、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できるノーマルオープンの湿式多板クラッチ等が用いられる。
【００１７】
前記自動変速機ＣＶＴは、第２クラッチＣＬ２の下流位置に配置され、車速やアクセル開度等に応じて目標入力回転数を決め、無段階の変速比を自動的に変更するベルト式による無段変速機が用いられる。この自動変速機ＣＶＴは、変速機入力軸ＩＮ側のプライマリプーリと、変速機出力軸ＯＵＴ側のセカンダリプーリと、両プーリに掛け渡されたベルトを主要構成とする。そして、ポンプ油圧を元圧としてプライマリプーリ圧とセカンダリプーリ圧を作り出す。このプーリ圧によってプライマリプーリの可動プーリとセカンダリプーリの可動プーリを軸方向に動かし、ベルトのプーリ接触半径を変化させることによって、変速比を無段階に変更する。
【００１８】
このハイブリッド車両は、駆動形態の違いによる走行モードとして、電気自動車走行モード（以下、「ＥＶモード」と称する）と、ハイブリッド車走行モード（以下、「ＨＥＶモード」と称する）と、駆動トルクコントロール走行モード（以下、「ＷＳＣモード」と称する。なお、ＷＳＣは、「Ｗｅｔ  Ｓｔａｒｔ  Ｃｌｕｔｃｈ」の略である。）と、を有する。
【００１９】
なお、以下では本発明に関係のある「ＥＶモード」と「ＨＥＶモード」について述べる。
【００２０】
前記「ＥＶモード」は、第１クラッチＣＬ１を解放状態とし、モータ４を駆動源として走行するモードであり、モータ走行モード・回生走行モードを有し、何れかのモードにより走行する。この「ＥＶモード」は、要求駆動力が低く、バッテリＳＯＣが確保されているときに選択される。
【００２１】
前記「ＨＥＶモード」は、第１クラッチＣＬ１を締結状態とし、エンジン３とモータ４を駆動源として走行するモードであり、モータアシスト走行モード・発電走行モード・エンジン走行モードを有し、何れかのモードにより走行する。この「ＨＥＶモード」は、要求駆動力が高いとき、あるいは、バッテリＳＯＣが不足するようなときに選択される。
【００２２】
次に、本発明に関係のあるＥＶモードからＨＥＶモードへのモード遷移動作について説明する。
【００２３】
ＥＶモード中に、ＳＯＣ残量やトルク要求などによりＨＥＶモードへの移行が要求された場合、エンジン始動制御を経由してＨＥＶモードに遷移する。このエンジン始動制御は、ＥＶモードで開放されている第１クラッチＣＬ１を半締結状態にし、モータ４をスタータモータとしてエンジンをクランキングし、燃料噴射と点火によりエンジンを始動させ、その後、第１クラッチＣＬ１を締結するものである。
【００２４】
このエンジン始動制御が開始されると、モータ４をトルク制御から回転数制御に変更し、エンジン３のクランキングやエンジン３との回転同期が出来るようにしている。また第２クラッチＣＬ２をスリップ締結することにより、エンジン始動制御に伴うトルク変動を第２クラッチＣＬ２により吸収し、駆動軸へのトルク伝達によるエンジン始動ショックを防止している。
【００２５】
このように１モータ２クラッチのハイブリッド車両では、モータ４がスタータモータとしてエンジン３をクランキングする必要があるため、ＥＶモード中に予めそのクランキング分を確保しておく必要がある。そのため、ＥＶモード走行中にモータの定格出力（以下、第一定格出力と称する）すべてを駆動力に配分することはできず、モータ出力を最大限生かしきれていない。
【００２６】
また、ＥＶモードからＨＥＶモードの遷移条件の一つに駆動力判定がある。ドライバの要求駆動力がＥＶモードで出力可能なモータ出力を超えたときにエンジン始動に移行する。前述のようにＥＶモード走行中には、クランキング分を確保する必要があるため、１モータ２クラッチのハイブリッド車両ではエンジン３が始動しやすい、すなわちＥＶモード走行領域が小さくなっている。
【００２７】
そこで、エンジン始動という限られた短時間に限ってはモータ４の出力を第一定格出力以上に増加させてもインバータ１０の劣化・熱的ダメージを引き起こす恐れが無いことに着眼し、本実施形態１は、エンジン始動時に第一定格出力を超えてモータ４を作動させることにより、ＥＶモードの走行領域を拡大したものである。
【００２８】
さらに、第一定格出力を超えた出力の上限（以下、第二定格出力）は、インバータ温度とクランキング時間により決定することにより、インバータ１０の異常温度上昇を抑え、確実にインバータ１０の劣化、熱的ダメージを防止することができるようにした。
【００２９】
図２は、ＥＶモードからエンジン３を始動する際の処理を示すフローチャートである。ハイブリッド車両のキースイッチが投入されると所定の制御周期で図２を示すフローチャートの処理が実行される。
【００３０】
まず、ステップＳ１０１では、ＥＶモードか否かの判定を実行する。ＥＶモードでない場合には、既にエンジン３が始動したＨＥＶモードとなっているため、本フローチャートにおける処理を終了する。一方、ＥＶモードの場合にはステップＳ１０２へ移行する。
【００３１】
エンジン始動の頻度が高いマイルドＨＥＶなどモータ出力が小さいハイブリッド車両では、水温が低い場合にはキースイッチ投入時に暖機運転としてエンジン３を始動させる場合があるが、ストロングＨＥＶやプラグインＨＥＶではＥＶモードを基本としているため、基本的にはＳ１０２へ移行する。もちろん、車両構成よっては、ストロングＨＥＶやプラグインＨＥＶでもキースイッチ投入後に暖機運転をする場合もあるが、そのときはドライバの要求駆動力が０のシーンでのエンジン始動であるため、第一定格出力を超えた出力を要求することがなく、基本的には第二定格出力への切り替えは特別不要としている。必要であるならば、ステップＳ１０２以降の処理を実行して暖機運転に移行する方法としてもよい。
【００３２】
ステップＳ１０２では、クランキング時間ｔ＿ｃｒｋの算出を行う。クランキング時間ｔ＿ｃｒｋは、あらゆるシーンにおける最悪時間を用いてもよいし、シーンに応じて時間を算出してもよい。たとえば、クランキング時間ｔ＿ｃｒｋは、エンジン３の水温や油温、バッテリ１９の出力や温度などによって変動するため、これらの情報から推定してもよい。クランキング時間ｔ＿ｃｒｋを算出後ステップＳ１０３へ移行する。
【００３３】
ステップＳ１０３では、クランキング時間ｔ＿ｃｒｋを使って第二定格出力を算出する。具体的な算出方法に関しては後述する。
【００３４】
そして、ステップＳ１０４では、エンジン始動判定を行う。エンジン始動判定は、バッテリＳＯＣや駆動力、温度、学習などさまざまな条件を考慮してなされる。ここでは駆動力に限定したエンジン始動判定の例について説明する。
【００３５】
一般にドライバの要求駆動力がモータ４の最大出力（第一定格出力）を超える場合、モータ４だけではドライバの要求駆動力を満足することができないため、エンジン始動と判定する。ただし、前述したように１モータ２クラッチのハイブリッド車はクランキング分を常に確保しておく必要があるため、ドライバの要求駆動力が第一定格出力からクランキング分を差し引いた値以上となったときにエンジン始動と判定する。
【００３６】
本実施形態１では、エンジン始動時のモータ４の最大出力は第二定格出力となることから、ドライバの要求駆動力が第二定格出力からクランキング分を差し引いた値以上となったときにエンジン始動と判定する。
【００３７】
図２で示しているモータ４の最大出力とは、モータ４の構造から決まる最大出力ではなく、制御として認識する最大出力のことを指している。構造から決まる最大出力は、第一定格出力より大きな値となるが、ＥＶモードでの走行などでは連続してモータ４を出力する必要があるため、連続出力可能な定格値（第一定格出力）を制御上のモータ最大出力と設定して、それ以上の出力がモータ４に要求されないようにしている。このモータ最大出力を第二定格出力に設定することで、モータ４の出力を増加させることが可能であるが、モータ最大出力は構造から決まる最大出力以下にしておく必要がある。
【００３８】
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で演算したエンジン始動判定に基づき、エンジン始動要求が発生したか否かの判定を行う。エンジン始動要求が発生していない、すなわち、たとえばドライバの要求駆動力が第二定格出力からクランキング分を差し引いた値以下の場合には、ステップＳ１０１に戻りＥＶモードを継続する。
【００３９】
一方、エンジン始動要求が発生した場合には、ステップＳ１０６へ進みモータ最大出力の切り換えを行う。ステップＳ１０４でのエンジン始動判定は、第二定格出力が前提となっているため、ステップＳ１０６ではモータ４の最大出力を第一定格出力から第二定格出力に切り換える。モータ４の最大出力が第一定格出力のままの場合では、クランキング出力が足りずエンジン３が始動できなくなる、もしくは駆動力の引き込みが発生してしまうからである。
【００４０】
その後、ステップＳ１０７では、第二定格出力で第１クラッチＣＬ１を締結しながらクランキングを開始し、ステップＳ１０８でエンジン始動を完了する。エンジン始動したかどうかの判定は、エンジン回転数と時間の関係から算出してもよいし、エンジン３のトルク発生情報から算出してもよい。一例として、モータ４のトルク値が正値から負値に反転したことをもって、エンジン始動とすることができる。エンジン始動後はステップＳ１０９へ進み、モータ４の最大出力を第二定格出力から第一定格出力に戻してＨＥＶモードに遷移する。
【００４１】
なお、エンジン３の状態によっては、ステップＳ１０２で推定したクランキング時間ｔ＿ｃｒｋ以上にクランキングに時間を要する場合がある。ステップＳ１０９では、推定したクランキング時間ｔ＿ｃｒｋが経過した段階で即モータ最大出力を第二定格出力から第一定格出力に戻すのではなく、インバータ１０の温度上昇を見ながら、クランキングを継続させることで、エンジン３を確実に始動させることができる。
【００４２】
一般にクランキングに使われるトルクは、回転数が上昇するにつれて小さくなるため、推定したクランキング時間ｔ＿ｃｒｋが経過したとしても、ある程度は時間を延長することができる。このときは、インバータ内部の温度センサもしくは、クランキング中の電流の積算値からインバータ温度を監視しながら、クランキングを継続させる。
【００４３】
上述のように図２に示すフローチャートの処理を実行することにより、ＥＶモードの走行領域を拡大することができると共に、確実にインバータ１０の温度上昇による劣化、熱的ダメージを防止することができる。
【００４４】
ここで、図３に示すフローチャートに基づいて、第二定格出力算出方法の一例を説明する。
【００４５】
まず、ステップＳ２０１でインバータ１０の温度Ｔｉｎｖ＿ｂａｓｅを算出する。一般にインバータ内部には温度センサが設けられており、この温度センサを使って現在の温度を算出する。Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の各相に温度センサが設けられている場合には、各相の最大温度をインバータ１０の温度Ｔｉｎｖ＿ｂａｓｅとする。
【００４６】
ステップＳ２０４では、現在のインバータ温度Ｔｉｎｖ＿ｂａｓｅと限界温度Ｔｍａｘの差から許容温度上昇ΔＴｉｎｖを算出する。限界温度Ｔｍａｘとは、インバータ１０内の素子が温度上昇により劣化、熱的ダメージを引き起こす温度であり、あらかじめインバータ単体試験等で算出することが可能である。インバータ１０は複数の素子で構成されているが、ここでの素子とは、インバータ１０内部でもっとも熱的に弱い素子のこと指している。許容温度上昇ΔＴｉｎｖは温度上昇しても劣化、熱的ダメージを引き起こさない温度上昇分であり、機差ばらつきなどを考慮して、より安全を確保するために、ある程度マージンを確保しておく。
【００４７】
ステップＳ２０３では、許容温度上昇ΔＴｉｎｖと、図２のステップＳ１０２で算出したクランキング時間ｔ＿ｃｒｋから第二定格出力を算出する。インバータ１０の温度上昇は、インバータ１０内の損失によって発生するため、インバータ内に流れる電流の大きさ及びその時間により決定することができる。そこで、一例として図４に示すように、縦軸に継続時間、横軸に許容温度上昇として、第二定格出力をマップ情報として確保しておけば、ステップＳ２０３では、このマップを検索することより、第二定格出力を算出することができる。
【００４８】
図４では、許容温度上昇Ｔｉｎｖと継続時間ｔ＿ｃｒｋから第二定格出力Ｐａを算出する方法を表している。なお、ここでの第二定格出力は、例えば、継続時間同じ第二定格を出力し続けることを前提として算出している。実際のシーンでは第二定格出力以下で電流が変動するため、所定時間、常に第二定格出力が一定で継続するよりは、温度上昇に余裕がある設定となる。
【００４９】
上記ではインバータ１０の温度に限定して記載しているが、モータ温度やバッテリ温度などモータの出力を制限するほかの要因にも関しても同様にそれぞれ第二定格出力を算出し、それらの最小値を最終的な第二定格出力とするのが現実的である。
【００５０】
以上示したように、本実施形態１によれば、エンジン始動時には、通常の第一定格出力を超えた出力を使用してモータ４を運転し、エンジン３を始動することにより、ＥＶモード走行中に駆動力としてモータ４が供給できる出力が大きくなるため、ＥＶモードの走行領域の拡大を図ることが可能となる。
【００５１】
また、モータ４を第一定格出力以上に拡大して使用するとインバータの温度上昇によりインバータ１０の劣化、熱的ダメージなどの不具合を発生させてしまうことがある。そこで、エンジン始動時の出力（第二定格出力）をインバータ１０の温度に基づいて算出することにより、エンジン始動を行える出力を確保しつつ、インバータ１０の過度な温度上昇を確実に抑えることができる。
【００５２】
さらに、状況によって変動するエンジン始動時間（クランキング時間ｔ＿ｃｒｋ）を、関連するパラメータから推定して決定しているため、例えばエンジン始動が長く掛かる低水温始動時の場合には、通常の始動より第二定格出力をより小さい値に設定することで、クランキング時間ｔ＿ｃｒｋの長継続による温度上昇を抑制することが可能となる。
【００５３】
［実施形態２］
次に、実施形態２におけるハイブリッド車両の制御装置について説明する。実施形態２は、実施形態１に対して、ＥＶモードの走行領域をさらに拡大したものである。
【００５４】
まず、モータ出力の関係について、図５を用いて説明する。図５は横軸にモータ回転数、縦軸にモータ出力をプロットしたグラフである。Ｌ１が連続運転できる第一定格出力であり、Ｌｃｒｋが実施形態１（図２）で述べたクランキング時の定格出力である（実施形態１（図２）では、第二定格出力として説明していたが、実施形態２ではクランキング時定格出力とする）。このクランキング時定格出力は、前述のとおりクランキング時間ｔ＿ｃｒｋによって変動するものである。クランキング時間ｔ＿ｃｒｋが短い場合には大きく、クランキング時間ｔ＿ｃｒｋが長い場合には小さくなる。Ｌ２がクランキング時定格出力からクランキング分を差し引いた出力のラインとなる。
【００５５】
本実施形態２では、このＬ１とＬ２に囲まれた領域を使ってＥＶモードでの走行領域を拡大する。ここで、本実施形態２におけるＥＶモードからエンジン始動する際の処理を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、本実施形態２では、要求駆動力が第一定格出力を超えたときに、エンジン始動要求が発生する構成を例として説明する。
【００５６】
まず、ステップＳ３０１にあるように、ＥＶモードとなっていることを前提としている。
【００５７】
ステップＳ３０２では、ドライバの要求駆動力が第一定格出力を超えたか否かの判定を行っている。ドライバの要求駆動力が第一定格出力を超えない場合には、ドライバの要求駆動力はモータ４の出力で賄うことが可能であるため、エンジン始動させる必要はなく、ステップＳ３０１に戻りＥＶモードを継続する。ドライバの要求駆動力が第一定格出力を超えた場合には、モータ出力だけではドライバの要求駆動力を満足することができないため、通常はエンジン始動を行い、ＨＥＶモードに移行する。
【００５８】
しかし、本実施形態２では、ＥＶモードでの走行領域を拡大するため、以下の演算を実行する。まず、ステップＳ３０３では、ドライバの要求駆動力が第一定格出力を超える出力超過継続時間を推定する。推定に当たっては、ナビゲーションやステレオカメラやレーザーなどの外界認識装置の情報を使って、例えば、坂道情報や、追い越し情報を用いて算出する。
【００５９】
次に、ステップＳ３０４に移行し、ステップＳ３０３で算出した出力超過継続時間から第二定格出力を算出する。算出方法は、図３で説明した場合と同様に許容温度上昇ΔＴｉｎｖと出力超過継続時間から算出する。
【００６０】
ステップＳ３０５では、ドライバの要求駆動力が第二定格出力を超えるか否かを判定する。ドライバの要求駆動力が第二定格出力より小さい場合（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、インバータの劣化，熱的ダメージなくモータ４の出力増加で対応できるとして、ステップＳ３０６に進み、モータ４の最大出力を第二定格出力に切り換えて、ステップＳ３０７にて第二定格出力によるＥＶモードでの走行を継続する。第二定格出力によるＥＶモードでの走行が終了した後は、ステップＳ３０８へ進みモータ４の最大出力を第一定格出力に戻してフローを終了する。第二定格出力によるＥＶ走行の終了判定は、ドライバの要求駆動力が第一定格出力より小さくなったことで判定することができる。
【００６１】
一方、ステップＳ３０５でドライバの要求駆動力が第二定格出力を超えた場合（Ｓ３０５：ＮＯ）には、ＥＶモードでの走行領域を拡大できないと判断し、ステップＳ３０９に進み、エンジン始動判定を行い、ステップＳ３１０にてＨＥＶモードに移行する。その後は、モータ４とエンジン３にてドライバの要求駆動力を満足するように制御していく。
【００６２】
とこで、ステップＳ３０５で要求駆動力が第二定格出力を超えないと判断された場合において、運転シーンによっては、要求駆動力が第一定格を超える継続時間（以下、継続時間と称する）がステップＳ３０３で推定した出力超過継続時間を越えてしまう場合がある。この場合、そのまま出力を継続してしまうとインバータ１０の温度上昇が進行してしまい、劣化、熱的ダメージを引き起こす可能性がある。そこで、前記継続時間が出力超過継続時間を越えた場合には、インバータ温度もしくはクランキング時定格出力の大きさに応じてエンジン始動させることにする。図７に、前記継続時間が出力超過継続時間を越えた場合のタイムチャートを示す。なお、このタイムチャートのモータ出力の関係は、モータ回転数が図５に示す回転数Ｒ１の時を例にしている。
【００６３】
図７中、Ｔｑ１が第一定格出力、Ｔｑ２がクランキング時定格出力、Ｔｑ３がクランキング時定格出力からクランキング分を差し引いた出力、Ｔｑ４が第二定格出力を示している。要求駆動力が第一定格出力Ｔｑ１以下の状態から時刻Ｔ７１で第一定格出力Ｔｑ１を超えたとすると、時刻Ｔ７１で出力超過継続時間を推定し、その出力超過継続時間を基に第二定格出力Ｔｑ４を算出する。要求駆動力が第二定格出力Ｔｑ４以下の場合には、図７に示すようにモータ最大出力を第二定格出力Ｔｑ４に設定してＥＶモードでの走行を継続する。
【００６４】
また、それと同時に継続時間も時刻Ｔ７１から計測していく。継続時間が出力超過継続時間推定値となる時刻Ｔ７２では、本来第二定格出力Ｔｑ４での制御は終了するはずにも関わらず、運転状況によって駆動力が第一定格出力Ｔｑ１以上となる状態が継続すると、インバータ１０の温度が上昇すると共に、クランキング時定格出力Ｔｑ２が低下していく。クランキング時定格出力Ｔｑ２は図３で説明したようにインバータ温度Ｔｉｎｖ＿ｂａｓｅと限界温度Ｔｍａｘの差である許容温度上昇ΔＴｉｎｖから算出されるため、インバータ温度Ｔｉｎｖ＿ｂａｓｅが上昇することにより許容温度上昇ΔＴｉｎｖが小さくなるためである。
【００６５】
なお、インバータ温度Ｔｉｎｖ＿ｂａｓｅは、インバータ内部にある温度センサを用いてもよいし、温度センサの応答が遅い場合には、電流値の積算値からインバータ１０の損失を求めて、温度上昇分を推定して算出してもよい。もちろん、温度センサ値と演算値の両方を用いて最終決定する方法でもよい。
【００６６】
さらに、時間が継続するとインバータ温度Ｔｉｎｖ＿ｂａｓｅがさらに上昇し、さらにクランキング時定格出力Ｔｑ２が低下する。クランキング時定格出力Ｔｑ２からクランキング分差し引いたＴｑ３が第二定格出力Ｔｑ４に交差する時刻Ｔ７３でエンジン始動させる。このタイミングでエンジン始動させる理由は、時刻Ｔ７３以降では、クランキング時定格出力Ｔｑ２からクランキング分を差し引いたＴｑ３がさらに低下していき、ドライバの要求駆動力を満足させつつ、エンジン始動ができなくなるためである。エンジン始動する際は、モータ最大出力をクランキング時定格出力Ｔｑ２にし、エンジン始動した時刻Ｔ７４で第一定格出力Ｔｑ１に戻す。以降はＨＥＶモードで走行を行うことにより、インバータ１０の温度上昇を防ぐことができる。
【００６７】
図６では、ＥＶモード走行中を前提にモータ出力の増加について述べたが、ＨＥＶモード走行中でも同様に適用することが可能である。ＨＥＶモード走行中のモータ４とエンジン３の出力配分を決定する際、例えば、エンジン３がある最適燃費運転点で動作し、かつモータ４も最大出力付近で動作している状態で、ドライバの要求駆動力が増えた時、その増加した要求駆動力がモータ４を第二定格出力Ｔｑ４で賄える場合には、エンジン３の出力配分はそのままに、モータ４の出力を増大させて対応してもよい。
【００６８】
図８は、第二定格出力制限制御の動作の一例を表すタイムチャートである。第二定格出力を使ってモータ４を駆動するとインバータ１０の温度が上昇する。また、第二定格出力の制御を繰り返すと熱疲労が蓄積して、劣化が進行しやすくなる。そこで、温度上昇の蓄積が所定以上となった場合には、第二定格出力に対して上限制限をかけることにより、温度上昇を抑えてインバータ１０の劣化促進を防止する。
【００６９】
時刻Ｔ８１でモータ最大出力が第二定格出力に設定されて運転されると、運転に応じてインバータ温度が上昇する。同様に、時刻Ｔ８２、Ｔ８３でも第二定格出力で運転されることによりインバータ温度の上昇が見られる。
【００７０】
図８に示すように、第二定格出力で運転された時のインバータ温度の累積温度を算出すると共に、この累積温度の閾値（図８では、閾値１，閾値２）を設定しておく。図８に示すように、時刻Ｔ８３の時に、その累積温度が閾値１を超える。このように累積温度が閾値１を超えた場合、インバータ１０の劣化が促進されてしまうことを抑制するため、次回第二定格出力切り換え時に第二定格出力に対して上限制約をかける。すなわち、第二定格出力における上限出力の値を低くする。
【００７１】
これより、モータ出力を低下させ、温度上昇幅を小さくすることが可能となる。さらに時刻Ｔ８４では、上限制約が掛かった状態で第二定格出力において制御されるが、継続時間が長いために、インバータ１０の温度Ｔｉｎｖ＿ｂａｓｅが上昇していく。これにより、累積温度が次の閾値である閾値２を超えたため、さらに第二定格出力における上限出力に制約をかけて、温度上昇を抑制している。この累積温度が大きくなっていった場合には、上限出力を第一定格出力にすることで、第二定格出力の選択を禁止することもできる。
【００７２】
第二出力制限制御の他例を図９のグラフに基づいて説明する。第二定格出力にて制御中の最大温度を算出し、第二定格出力で制御する毎にその温度に該当する累積回数を記憶しておくことにより、図９に示すようなヒストグラムがプロットされる。温度領域毎に累積回数の制限回数を予め設定しておき、その累積回数が制限回数を超える場合には、その温度領域以上の運転を禁止することで、温度上昇の繰り返しを抑制することが可能となる。一般に高温度のほうが低温度に比べて、温度上昇の繰り返しによるダメージは大きくなる。そこで、高温度となる領域では累積回数の制限回数を小さくし、低温度となる領域では累積回数の制限回数を大きくすることで、モータ４の出力拡大と劣化促進防止の両立を図ることができる。図９では温度Ｔｍｐ６〜Ｔｍｐ７の累積回数が制限回数を超えているため、Ｔｍｐ６以上となる第二定格出力の選択は禁止されることになる。これにより、熱疲労による劣化促進を防ぐことが可能となる。
【００７３】
以上示したように、本実施形態２によれば、ドライバの要求駆動力が第一定格出力を超えたとしても、それが出力超過継続時間から算出される第二定格出力以内であればモータ出力を増加させることで対応することが可能となる。
【００７４】
これによれば、例えばＨＥＶモードの場合には、エンジン３の出力を変更することなくモータ４の出力を変えることで、ドライバの要求駆動力を満足することができるため、エンジン３の過渡運転状態を抑制することができ、燃費・排気の劣化を防ぐことができる。
【００７５】
また、インバータ１０の温度が高い状態で出力超過継続時間に基づいて求めた第二定格出力を使用すると、場合によってはインバータ１０の温度が大きくなりすぎてインバータ１０の劣化、熱的ダメージを招く恐れがある。そこで、インバータ１０の温度も考慮して第二定格出力を算出することにより、例えば、インバータ１０の温度が高い場合には、第二定格出力を小さくすることにより、インバータ１０を保護することができる。また、インバータ１０の温度が低い場合には、まだ熱的な余裕があるため、第二定格出力を大きくすることができ、モータ４をさらに有効活用することが可能となる。
【００７６】
さらに、ＥＶモードでの走行の場合、ＥＶモードでの走行領域を拡大することができるので、より一層の燃費の向上を図ることができる。
【００７７】
また、その出力超過継続時間の算出に当たっては、ナビゲーションやステレオカメラやレーダなどの外界認識装置によって行うことにより、精度よく推定することが可能となる。
【００７８】
さらに、モータ４の最大出力を第二定格出力に切り換えた場合は、インバータ１０の温度上昇が発生する。この温度上昇は、インバータ１０の劣化、熱的ダメージを招かないような上昇幅となるように設定するが、この温度の上昇が頻繁に発生すると熱疲労が蓄積して、劣化が進行しやすくなる可能性がある。そこで、累積温度を計測して、その累積温度が所定値を超えた場合には、モータ４の最大出力を制限することにより、過度な温度上昇の繰り返しを抑制し、インバータ１０の劣化、熱的ダメージを防ぐことができる。
【００７９】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【００８０】
例えば、実施形態１，２では、１モータ２クラッチのハイブリッド車両に関して記述しているが、この構成に限定されることはなく、エンジンをスタータで駆動するハイブリッド車でも、第二定格出力を使用することにより、ＥＶモード走行領域を拡大することが可能となる。
【符号の説明】
【００８１】
３…エンジン
４…モータ
１０…インバータ（駆動回路）
２１…エンジンコントローラ（エンジン制御手段）
２２…モータコントローラ（モータ制御手段）
ＣＬ１…第一クラッチ（締結手段）
ｔ＿ｃｒｋ…クランキング時間
Ｔｉｎｖ＿ｂａｓｅ…インバータ（駆動回路）の温度
【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】
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【図８】
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【図９】
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