(57)【要約】【課題】低温下において、走行を継続する。【解決手段】エンジンの運転を伴って走行するハイブリッド走行モードと、エンジンの運転を停止してモータからの動力で走行するモータ走行とを含む複数の走行モードで走行するようにエンジンと駆動装置とを制御するハイブリッド車両において、モータ走行モードでの走行中に外気温が駆動装置の保証温度範囲の下限の温度より１℃高い所定温度以下であるときには、エンジンが始動するようにエンジンと駆動装置とを制御する。【選択図】図２
2019098805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンをモータリングするモータと、
前記モータを駆動する駆動装置と、
前記エンジンの運転を伴って前記エンジンおよび前記モータからの動力で走行するハイブリッド走行モードと、前記エンジンの運転を停止して前記モータからの動力で走行するモータ走行と、を含む複数の走行モードで走行するように前記エンジンと前記駆動装置とを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、前記モータ走行モードでの走行中に外気温が前記駆動装置の保証温度範囲の下限の温度より１℃高い所定温度以下であるときには、前記エンジンが始動するように前記エンジンと前記駆動装置とを制御する、
ハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に関し、詳しくは、エンジンと、モータと、駆動装置と、を備えるハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車両としては、エンジンと、モータ（第１モータ・ジェネレータ）と、駆動装置（第１インバータ）と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。モータは、エンジンをモータリングする。駆動装置は、モータを駆動する。この車両では、エンジンの始動要求がなされると、モータでエンジンをモータリングして始動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】２０１７−１６６４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のハイブリッド車両では、エンジンの運転を停止してモータからの動力で走行するモータ走行モードでの走行中に、気温の変化などで駆動装置が適正な動作が保証される保証温度未満になると、駆動装置でモータを駆動することができなくなり、モータでエンジンをモータリングしてエンジンを始動することができなくなる。エンジンを始動できなくなってモータ走行モードでの走行が継続すると、モータへ電力を供給するバッテリの蓄電量が枯渇して、走行を継続することが困難になってしまう。
【０００５】
本発明のハイブリッド車両は、低温下において、走行を継続することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド車両は、
エンジンと、
前記エンジンをモータリングするモータと、
前記モータを駆動する駆動装置と、
前記エンジンの運転を伴って前記エンジンおよび前記モータからの動力で走行するハイブリッド走行モードと、前記エンジンの運転を停止して前記モータからの動力で走行するモータ走行と、を含む複数の走行モードで走行するように前記エンジンと前記駆動装置とを制御する制御装置と、
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、前記モータ走行モードでの走行中に外気温が前記駆動装置の保証温度範囲の下限の温度より１℃高い所定温度以下であるときには、前記エンジンが始動するように前記エンジンと前記駆動装置とを制御する、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド車両では、モータ走行モードでの走行中に外気温が駆動装置の保証温度範囲の下限の温度より１℃高い所定温度以下であるときには、エンジンが始動するようにエンジンと駆動装置とを制御する。これにより、駆動装置が保証温度範囲の下限の温度以下となる前に、モータでエンジンをモータリングして始動することができる。これにより、ハイブリッド走行モードで走行することが可能となり、低温下でも走行を継続することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド車両において、前記制御装置は、前記ハイブリッド走行モードでの走行中に外気温が前記所定温度以下であるときには、前記ハイブリッド走行モードから前記モータ走行モードへの移行を禁止して前記ハイブリッド走行モードでの走行を継続するように前記エンジンと前記モータとを制御してもよい。こうすれば、外気温が所定温度以下であるときにハイブリッド走行モードからモータ走行モードへ移行して走行が継続できなくなることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電子制御ユニット７０のＣＰＵにより実行するＥＶ走行時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】電子制御ユニット７０のＣＰＵにより実行するＨＶ走行時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように，エンジン２２と、モータ３０と、インバータ３２と、クラッチ３６と、変速機４０と、バッテリ６０と、電子制御ユニット７０と、を備える。
【００１３】
エンジン２２は、ガソリンや経由などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。
【００１４】
モータ３０は、例えば同期発電電動機として構成されている。
【００１５】
インバータ３２は、複数のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴなど）を備え、モータ３０に接続されると共に電力ライン６１に接続されている。インバータ３２は、電子制御ユニット７０によって複数のスイッチング素子がスイッチング制御されている。こうしたスイッチング制御により、モータ３０は、回転駆動される。
【００１６】
クラッチ３６は、例えば油圧駆動の摩擦クラッチとして構成されており、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２３とモータ３０の回転軸との接続および接続の解除を行なう。
【００１７】
変速機４０は、モータ３０の回転軸に接続された入力軸４１と駆動軸４６とに接続され、複数の遊星歯車と、油圧駆動の複数の摩擦係合要素（クラッチ，ブレーキ）と、を有する。この変速機４０は、複数の摩擦係合要素の係脱により第１速から第６速までの前進段や後進段を形成して入力軸４１と駆動軸４６との間で動力を伝達する。駆動軸４６は、駆動輪５０ａ，５０ｂに車軸５６およびデファレンシャルギヤ５７を介して接続されている。
【００１８】
バッテリ６０は、例えばリチウムイオン二次電池として構成されており、インバータ３２と共に電力ライン６１に接続されている。
【００１９】
電子制御ユニット７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポートを備える。
【００２０】
電子制御ユニット７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット７０に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２３の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３ａからのクランク角θｃｒや、モータ３０の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（例えばレゾルバ）３０ａからのモータ３０の回転子の回転位置θｍを挙げることができる。また、バッテリ６０の端子間に取り付けられた電圧センサからのバッテリ６０の電圧Ｖｂやバッテリ６０の出力端子に取り付けられた電流センサからのバッテリ６０の電流Ｉｂも挙げることができる。さらに、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ，車外の気温を検出する外気温センサ９０からの外気温Ｔａｔｍも挙げることができる。
【００２１】
電子制御ユニット７０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット７０から出力される信号としては、例えば、エンジン２２への制御信号を挙げることができる。また、インバータ３２への制御信号，クラッチ３６への制御信号，変速機４０への制御信号も挙げることができる。電子制御ユニット７０は、クランクポジションセンサ２３ａからのエンジン２２のクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算したり、回転位置検出センサ３０ａからのモータ３０の回転子の回転位置θｍに基づいてモータ３０の回転数Ｎｍ（変速機４０の入力軸４１の回転数Ｎａｔｉｎ）を演算したりしている。
【００２２】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、クラッチ３６がオフの状態でモータ３０からの動力を用いて走行するモータ走行（ＥＶ走行）モードや、クラッチ３６がオンの状態でエンジン２２およびモータ３０からの動力を用いて走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードで走行する。
【００２３】
ＥＶ走行モードでは、基本的には以下のように制御する。まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに対する変速線に基づいて変速機４０の目標変速段ｎ＊を設定し、変速機４０の変速段（ｎ）が目標変速段（ｎ＊）であるときにはその変速段（ｎ）を保持し、変速機４０の変速段（ｎ）が目標変速段（ｎ＊）ではないときには変速が許可されているのを条件に変速段（ｎ）が目標変速段（ｎ＊）となるように変速機４０を制御する。また、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸４６（変速機４０の出力軸）の要求トルクＴｐ＊を設定し、駆動軸４６の要求トルクＴｐ＊と変速機４０の変速段（ｎ）のギヤ比ρ（ｎ）とに基づいて変速機４０の入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊を計算する。変速機４０の変速段（ｎ）のギヤ比ρ（ｎ）は、予め定められているものを用いることができる。そして、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定し、モータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。ＥＶ走行モードでの走行中に、バッテリ６０の蓄電割合（バッテリ６０の全容量に対する蓄電されている容量の割合）ＳＯＣが所定割合ＳＯＣ１（例えば、１５％，２０％，２５％など）以下になったときには、エンジン２２を始動してＨＶ走行モードでの走行へ移行する。エンジン２２の始動は、クラッチ３６をオンとしてモータ３０によりエンジン２２をモータリングしてエンジン２２の回転数Ｎｅ（＝モータ３０の回転数Ｎｍ）を所定回転数Ｎｒｅｆ（例えば、８００ｒｐｍ，１０００ｒｐｍ，２０００ｒｐｍなど）まで増加させて、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至ったときに、エンジン２２の燃料噴射制御や点火制御などを開始することにより行なわれる。
【００２４】
ＨＶ走行モードでは、基本的には以下のように制御する。変速機４０の制御についてはＥＶ走行モードと同様に制御する。エンジン２２とモータ３０の制御は、まず、ＥＶ走行モードと同様に入力軸４１の要求トルクＴｉｎ＊を計算し、エンジン２２の回転数Ｎｅ（＝モータ３０の回転数Ｎｍ）および燃費動作ラインに基づいてエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定し、要求トルクＴｉｎ＊が入力軸４１に出力されるようにモータ３０のトルク指令Ｔｍ＊を設定する。ここで、エンジン２２の燃費動作ラインは、エンジン２２を効率よく運転することができるエンジン２２のパワーＰｅと回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係を定めたラインである。そして、エンジン２２が目標トルクＴｅ＊で運転されるようにエンジン２２を制御すると共にモータ３０がトルク指令Ｔｍ＊で駆動されるようにインバータ３２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。ＨＶ走行モードでの走行中に、バッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣが所定割合ＳＯＣ１より高い所定割合ＳＯＣ２（例えば、７５％，８０％，８５％など）以上になったときには、エンジン２２の運転を停止してクラッチ３６をオフとしてＥＶ走行モードでの走行へ移行する。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、低温下で走行している際の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット７０のＣＰＵにより実行するＥＶ走行時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。ＥＶ走行時処理ルーチンは、ＥＶ走行モードでの走行中に繰り返し実行される。図３は、電子制御ユニット７０のＣＰＵにより実行するＨＶ走行時処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。ＨＶ走行時処理ルーチンは、ＨＶ走行モードでの走行中に繰り返し実行される。最初にＥＶ走行時処理ルーチンについて説明し、続いて、ＨＶ走行時処理ルーチンについて説明する。
【００２６】
図２に例示するＥＶ走行時処理ルーチンが実行されると、電子制御ユニット７０のＣＰＵは、外気温Ｔａｔｍを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。外気温Ｔａｔｍは、外気温センサ９０により検出されたものを入力している。
【００２７】
続いて、入力した外気温Ｔａｔｍが所定温度Ｔｒｅｆ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。所定温度Ｔｒｅｆは、モータ３０を駆動するインバータ３２を構成する各種部品（例えば、スイッチング素子としてＩＧＢＴなど）の動作が適正に行なわれることを保証される温度の範囲（保証温度範囲）の下限（例えば、−３５℃など）より１℃高い温度（例えば、−３４℃など）である。
【００２８】
ステップＳ１１０で外気温Ｔａｔｍが所定温度Ｔｒｅｆより高いときには、モータ３０を駆動するインバータ３２を構成する各種部品の温度が保証温度範囲の下限を下回る可能性が低いと判断して、ＥＶ走行時処理ルーチンを終了する。
【００２９】
ステップＳ１１０で外気温Ｔａｔｍが所定温度Ｔｒｅｆ以下であるときには、インバータ３２を構成する各種部品の温度が保証温度範囲の下限を下回る可能性があると判断して、エンジン２２を始動して（ステップＳ１２０）、ＥＶ走行時処理ルーチンを終了する。エンジン２２の始動については、上述している。こうした処理により、モータ３０を駆動するインバータ３２を構成する各種部品の温度が保証温度範囲の下限を下回る前に、ＥＶ走行モードによる走行からＨＶ走行モードによる走行へ移行することができる。これにより、外気温Ｔａｔｍが所定温度Ｔｒｅｆ以下である低温下において、走行を継続することができる。
【００３０】
次に、図３に例示するＨＶ走行時処理ルーチンについて説明する。ＨＶ走行時処理ルーチンが実行されると、図２のステップＳ１００と同様の処理で、外気温Ｔａｔｍを入力し（ステップＳ２００）、図２のステップＳ１１０と同様の処理で、入力した外気温Ｔａｔｍが所定温度Ｔｒｅｆ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。外気温Ｔａｔｍが所定温度Ｔｒｅｆより高いときには、インバータ３２を構成する各種部品の温度が保証温度範囲の下限を下回る可能性が低いからＥＶ走行モードへ移行しても差し支えないと判断して、ＥＶ走行モードでの走行を許可して（ステップＳ２２０）、ＨＶ走行時処理ルーチンを終了する。ＥＶ走行モードでの走行を許可すると、上述したように、ＨＶ走行モードでの走行中にバッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣが所定割合ＳＯＣ２以上となったときには、ＥＶ走行モードでの走行へ移行する。
【００３１】
ステップＳ２１０で外気温Ｔａｔｍが所定温度Ｔｒｅｆ以下であるときには、インバータ３２を構成する各種部品の温度が保証温度範囲の下限を下回る可能性が高くＥＶ走行モードへ移行するとインバータ３２を駆動できなくなり走行を継続できなくると判断して、ＥＶ走行モードへの移行を禁止して（ステップＳ２３０）、ＨＶ走行時処理ルーチンを終了する。ＥＶ走行モードへの移行を禁止すると、ＨＶ走行モードでの走行中にバッテリ６０の蓄電割合ＳＯＣが所定割合ＳＯＣ２以上となっても、ＥＶ走行モードでの走行へ移行せずにＨＶ走行モードでの走行を継続する。これにより、外気温Ｔａｔｍが所定温度Ｔｒｅｆ以下の低温下であるときでも、走行を継続することができる。
【００３２】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＶ走行モードでの走行中に外気温Ｔａｔｍがインバータ３２の保証温度範囲の下限より１℃高い所定温度Ｔｒｅｆ以下であるときには、エンジン２２が始動するようにエンジン２２とインバータ３２とを制御することにより、低温下において走行を継続することができる。
【００３３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置としてバッテリ６０を用いているが、バッテリ６０に代えてキャパシタを用いてもよい。
【００３４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、変速機４０を備えているが、変速機４０を備えていなくてもよい。
【００３５】
実施例では、本発明をエンジン２２のクランクシャフト２３とモータ３０の回転軸とがクラッチ３６を介して接続されているタイプのハイブリッド自動車２０へ適用する場合を例示しているが、エンジンと２つのモータがプラネタリギヤを介して接続されているタイプのハイブリッド車両など、エンジンと、エンジンをモータリングするモータと、モータを駆動する駆動装置と、を備えるハイブリッド車両であれば、如何なるタイプのものへ適用しても構わない。
【００３６】
実施例では、本発明をハイブリッド自動車２０の形態で説明しているが、ハイブリッド自動車２０の制御方法の形態としても構わない。
【００３７】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータ３０が「モータ」に相当し、インバータ３２が「駆動装置」に相当し、電子制御ユニット７０が「制御装置」に相当する。
【００３８】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３９】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、ハイブリッド車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
２０ ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２３  クランクシャフト、２３ａ  クランクポジションセンサ、３０  モータ、３０ａ  回転位置検出センサ、３２  インバータ、３６  クラッチ、４０  変速機、４１  入力軸、４６  駆動軸、５０ａ，５０ｂ  駆動輪、５６  車軸、５７  デファレンシャルギヤ、６０  バッテリ、６１  電力ライン、７０  電子制御ユニット、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフトポジションセンサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、外気温センサ９０。
【図１】
2019098805.tif 000003
【図２】
2019098805.tif 000004
【図３】
2019098805.tif 000005