(57)【要約】【課題】エンジン、モータジェネレータおよびバッテリを備えた車両において、モータジェネレータの出力を一時的に増加させる一時加速制御の実行を終了した後に、バッテリの蓄電量を早期に回復させる。【解決手段】エンジンと、バッテリと、モータジェネレータと、一時加速スイッチとを備えたハイブリッド車両において、ＥＣＵは、一時加速スイッチが押されたことに応じて、モータジェネレータの出力を一時的に増加させる一時加速制御を実行する（Ｓ１０〜Ｓ１３）。一時加速制御の終了後の所定期間内は、ＥＣＵ１００は、通常充電に用いられるＳＯＣと要求充電電力との対応関係を、要求充電電力が増加するように変更することによって、ＳＯＣを早期に回復させる（Ｓ２０〜Ｓ２３）。【選択図】図２
2015214262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンおよびモータジェネレータを備え、前記エンジンおよび前記モータジェネレータの少なくとも一方の動力で走行可能な車両であって、
前記モータジェネレータとの間で電力を充放電するバッテリと、
ユーザによって操作される一時加速スイッチと、
前記一時加速スイッチが操作された場合、前記モータジェネレータの出力を一時的に増加させる一時加速制御を実行する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記一時加速制御の実行が終了した後の所定期間内に前記バッテリを充電する場合、前記バッテリの蓄電量と前記バッテリの充電電力との対応関係を、前記バッテリの充電電力が増加するように変更する、車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンおよびモータジェネレータを備え、エンジンおよびモータジェネレータの少なくとも一方の動力で走行可能な車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１１−１８９８８９号公報（特許文献１）には、エンジンと、モータジェネレータと、モータジェネレータとの間で電力を充放電するバッテリと、ユーザによって操作される加速ボタンとを備えるハイブリッド車両が開示されている。
【０００３】
このハイブリッド車両は、加速ボタンが押された場合、加速ボタンが押された時点のバッテリの蓄電量（以下「ＳＯＣ」ともいう）がしきい値以上であるときはは、モータジェネレータの出力（すなわちバッテリの放電電力）を通常よりも増加させる強力アシストモードを実行する。一方、加速ボタンが押された時点のＳＯＣがしきい値未満であるときは、強力アシストモードを実行する前にＳＯＣがしきい値以上になるまでバッテリを予め充電し、ＳＯＣがしきい値以上になった後に強力アシストモードを実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１８９８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたハイブリッド車両において、強力アシストモードを実行すると、強力アシストモードの実行前よりも多くのバッテリの電力が消費される。そのため、強力アシストモードの終了直後は、強力アシストモードの実行前よりもＳＯＣが低下している。そのため、強力アシストモードの終了後においては、ＳＯＣが回復するまでの間、ユーザが要求する運転を実現できなくなるおそれがある。したがって、強力アシストモードの終了後は、ＳＯＣを早期に回復させることが望ましい。しかしながら、特許文献１には、このような課題およびその課題を解決する手段について何ら言及されていない。
【０００６】
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、エンジン、モータジェネレータおよびバッテリを備えた車両において、モータジェネレータの出力を一時的に増加させる一時加速制御の実行を終了した後に、バッテリの蓄電量を早期に回復させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る車両は、エンジンおよびモータジェネレータを備え、エンジンおよびモータジェネレータの少なくとも一方の動力で走行可能な車両であって、モータジェネレータとの間で電力を充放電するバッテリと、ユーザによって操作される一時加速スイッチと、一時加速スイッチが操作された場合、モータジェネレータの出力を一時的に増加させる一時加速制御を実行する制御装置とを備える。制御装置は、一時加速制御の実行が終了した後の所定期間内にバッテリを充電する場合、バッテリの蓄電量とバッテリの充電電力との対応関係を、バッテリの充電電力が増加するように変更する。
【０００８】
このような構成によれば、一時加速制御の実行が終了した後の所定期間内は、一時加速制御の実行前よりも、バッテリの充電電力が増加される。そのため、一時加速制御の実行が終了した後に、バッテリの蓄電量を早期に回復させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車両の全体ブロック図である。
【図２】ＥＣＵが行なう処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】通常充電に用いられるＳＯＣと要求充電電力との対応関係の一例を示す図である。
【図４】一時加速スイッチが押された場合のＳＯＣの変化態様の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
本明細書において「電力」という用語は、狭義の電力（仕事率）を意味する場合と、広義の電力である電力量（仕事量）または電気エネルギを意味する場合とがあり、その用語が使用される状況に応じて弾力的に解釈される。
【００１２】
図１は、本実施の形態による車両１の全体ブロック図である。車両１は、エンジン１０と、第１モータジェネレータ（以下「第１ＭＧ」ともいう）２０と、第２モータジェネレータ（以下「第２ＭＧ」ともいう）３０と、動力分割装置４０と、ＰＣＵ（Power  Control  Unit）５０と、バッテリ６０と、駆動輪８０と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１００とを備える。
【００１３】
車両１は、エンジン１０の動力および第２ＭＧ３０の動力（すなわちバッテリ６０の電力）の少なくとも一方によって走行するハイブリッド車両である。
【００１４】
エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって、駆動輪８０へ伝達される経路と、第１ＭＧ２０へ伝達される経路とに分割される。
【００１５】
第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、ＰＣＵ５０によって駆動される三相交流回転電機である。第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電する。第１ＭＧ２０は、車両１の減速時に動力分割装置４０を経由して駆動輪８０から伝達される車両１の運動エネルギを用いて発電することも可能である。
【００１６】
第２ＭＧ３０は、バッテリ６０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて車両１の駆動力を発生する。また、第２ＭＧ３０は、車両１の減速時に駆動輪８０から伝達される車両１の運動エネルギを用いて発電する。第２ＭＧ３０は、動力分割装置４０を経由して伝達されるエンジン１０の動力を用いて発電することも可能である。
【００１７】
以下では、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方がエンジン１０の動力を用いて発電する電力を「エンジン発電電力」ともいう。さらに、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０の少なくとも一方が車両１の減速時に車両１の運動エネルギを用いて発電する電力を「回生発電電力」ともいう。
【００１８】
動力分割装置４０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機構である。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤの各々と噛み合う。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランク軸に連結される。サンギヤは、第１ＭＧ２０の回転軸に連結される。リングギヤは、第２ＭＧ３０の回転軸および駆動輪８０に連結される。
【００１９】
ＰＣＵ５０は、バッテリ６０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動可能な交流電力に変換する。また、ＰＣＵ５０は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０で発電された交流電力をバッテリ６０に充電可能な直流電力に変換する。
【００２０】
バッテリ６０は、ＰＣＵ５０を介して第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０に電気的に接続され、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０との間で電力を充放電する。
【００２１】
車両１には、一時加速スイッチ２が備えられる。ユーザが一時加速スイッチ２を押す操作を行なうと、一時加速スイッチ２は、車両１を一時的に加速させることを要求する信号（以下「一時加速要求信号」という）をＥＣＵ１００に出力する。
【００２２】
さらに、図示していないが、車両１には、アクセル開度（ユーザによるアクセルペダル操作量）を検出するセンサ、車速を検出する車速センサ、バッテリ６０の状態（電圧、電流、温度など）を検出する監視センサなど、車両１の制御に必要なさまざまな物理量を検出するための複数のセンサを備える。これらの各センサは検出結果をＥＣＵ１００に出力する。
【００２３】
ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリを内蔵し、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する。ＥＣＵ１００は、演算処理の結果に基づいて車両１に搭載される各機器を制御する。
【００２４】
ＥＣＵ１００は、バッテリ６０の状態（監視センサの検出結果）に基づいて、バッテリ６０の蓄電量（State  Of  Charge、以下「ＳＯＣ」という）を算出する。ＳＯＣの算出方法としては、バッテリ６０の電圧とＳＯＣとの関係を用いて算出する方法や、電流の積算値を用いて算出する方法等、種々の公知の手法を用いることができる。なお、ＳＯＣは、一般的に、バッテリ６０の最大容量を１００％とする百分率で表される。
【００２５】
ＥＣＵ１００は、走行負荷などに応じて、エンジン１０および第２ＭＧ３０の双方の出力を用いた走行（以下「ＨＶ走行」という）、およびエンジン１０を停止させて第２ＭＧ３０の出力を用いた走行（以下「ＥＶ走行」ともいう）のどちらかを選択的に行なう。たとえば、ＥＣＵ１００は、走行負荷が大きくエンジン１０を効率よく運転できる場合には、ＨＶ走行を行なう。一方、ＥＣＵ１００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１０を効率よく運転できない場合には、ＥＶ走行を行なう。
【００２６】
ＥＣＵ１００は、ＳＯＣが所定の制御範囲（制御下限値から制御上限値までの範囲）に含まれるように、バッテリ６０の充放電を制御する。
【００２７】
ＳＯＣが制御範囲に含まれる場合、ＥＣＵ１００は、通常充電によってバッテリ６０を充電する。通常充電中、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣに基づいてバッテリ６０に入力すべき電力（以下「要求充電電力」という）を算出し、ＨＶ走行時（エンジン１０を運転している時）のエンジン発電電力あるいは減速時の回生電力が要求充電電力となるように、エンジン１０およびＰＣＵ５０を制御する。したがって、通常充電中においては、ＨＶ走行時あるいは減速時に、要求充電電力に相当する電力でバッテリ６０が充電される。なお、要求充電電力の算出方法については後に詳述する。
【００２８】
一方、ＳＯＣが制御下限値未満になった場合、ＥＣＵ１００は、強制充電によってバッテリ６０を充電する。強制充電中、ＥＣＵ１００は、たとえ走行負荷が小さくエンジン１０の効率が低いとしても、ＳＯＣが制御下限値よりも所定値大きい値に回復するまでエンジン１０を強制的に運転してエンジン発電電力でバッテリ６０を充電する。
【００２９】
ＥＣＵ１００は、一時加速スイッチ２から一時加速要求信号を受信した場合、第２ＭＧ３０の出力を一時的に増加させる制御（以下「一時加速制御」ともいう）を実行する。
【００３０】
以上のような構成を有する車両１において、ＥＣＵ１００は、一時加速スイッチ２から一時加速要求信号を受信した場合、上述したように、第２ＭＧ３０の出力を一時的に増加させる一時加速制御を実行する。
【００３１】
一時加速制御の実行中は、第２ＭＧ３０の消費電力（すなわちバッテリ６０の放電電力）が一時的に増加するため、一時加速制御を実行しない場合に比べて、ＳＯＣの低下率が大きくなる。そのため、一時加速制御の実行が終了した直後は、一時加速制御の実行前よりもＳＯＣがかなり低下している。したがって、一時加速制御の実行が終了した後においては、ＳＯＣが回復するまでの間、ユーザが要求する運転を実現できなくなるおそれがある。たとえば、ユーザの要求するＥＶ走行可能距離を満足できなかったり、続けてユーザが一時加速スイッチ２を押しても一時加速制御を実行することができなくなったりするおそれがある。
【００３２】
さらに、一時加速制御の終了後にＥＶ走行などによってＳＯＣがさらに低下すると、ＳＯＣが制御下限値未満となり上述した強制充電が開始されるおそれがある。強制充電中は、走行負荷が小さくエンジン１０の効率が低い状態であってもエンジン１０が強制的に運転されるため、燃費が悪化するおそれがある。
【００３３】
そこで、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、一時加速制御終了後の所定期間内は、通常充電に用いられるＳＯＣと要求充電電力との対応関係を、要求充電電力が増加するように変更する制御（以下「要求充電電力増加制御」という）を実行する。これにより、ＳＯＣを早期に回復させる。
【００３４】
図２は、ＥＣＵ１００が行なう処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、所定周期で繰り返し実行される。
【００３５】
ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ１００は、一時加速スイッチが押された（オンされた）か否かを判定する。一時加速スイッチが押されていない場合（Ｓ１０にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理を終了する。
【００３６】
一時加速スイッチが押された場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１１に移し、上述の一時加速制御（第２ＭＧ３０の出力を一時的に増加させる制御）を実行する。
【００３７】
Ｓ１２にて、ＥＣＵ１００は、アクセル開度がしきい値よりも小さいか否かを判定する。この処理は、一時加速制御の終了条件が成立したか否かを判定するための処理である。
【００３８】
アクセル開度がしきい値よりも大きい場合（Ｓ１２にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、一時加速制御の終了条件が成立していないとして、処理をＳ１１に戻し、一時加速制御の実行を継続する。
【００３９】
一方、アクセル開度がしきい値よりも小さい場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、一時加速制御の終了条件が成立したとして、処理をＳ１３に移し、一時加速制御の実行を終了する。
【００４０】
一時加速制御の実行を終了した後、ＥＣＵ１００は、Ｓ２０にて、経過時間を計測するためのカウンタを始動させ、Ｓ２１にて上述の要求充電電力増加制御を実行する。
【００４１】
図３は、通常充電に用いられるＳＯＣと要求充電電力との対応関係の一例を示す図である。ＥＣＵ１００は、図３に示す対応関係を予め記憶しており、通常充電中にこの対応関係を参照して現在のＳＯＣに対応する要求充電電力を決定する。
【００４２】
要求充電電力増加制御を実行していない場合、ＥＣＵ１００は、図３の一点鎖線で示された対応関係を参照して、現在のＳＯＣに対応する要求充電電力を決定する。ＳＯＣが制御範囲の中心（ＳＯＣ制御中心）よりも低い領域にある場合、要求充電電力は、ＳＯＣが低いほど大きい値に設定される。なお、ＳＯＣがＳＯＣ制御中心よりも高い領域にある場合、要求充電電力はマイナス（放電側）の値に設定される。
【００４３】
一方、要求充電電力増加制御の実行中は、ＥＣＵ１００は、図３の実線で示された対応関係を参照して、現在のＳＯＣに対応する要求充電電力を決定する。図３の実線で示された対応関係は、図３の一点鎖線で示された対応関係に比べて、同じＳＯＣに対して要求充電電力がより大きい値に設定されている。すなわち、要求充電電力増加制御とは、ＳＯＣと要求充電電力との対応関係を、要求充電電力が増加するように変更する制御である。要求充電電力増加制御の実行中は、要求充電電力増加制御を実行していない場合に比べて、バッテリ６０の充電電力が増加される。これにより、ＳＯＣが早期に回復される。
【００４４】
図２に戻って、Ｓ２２にて、ＥＣＵ１００は、カウンタが所定値以上であるか否か（すなわち一時加速制御終了後からの経過時間が所定値を超えたか否か）を判定する。
【００４５】
カウンタが所定値未満である場合（Ｓ２２にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ２１に戻し、要求充電電力増加制御の実行を継続する。
【００４６】
カウンタが所定値以上である場合（Ｓ２２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ２３に移し、要求充電電力増加制御の実行を終了する。すなわち、ＥＣＵ１００は、再び図３の一点鎖線で示された対応関係を参照して要求充電電力を決定する。
【００４７】
図４は、一時加速スイッチ２が押された場合のＳＯＣの変化態様の一例を示す図である。時刻ｔ１にて一時加速スイッチ２が押されると、一時加速制御が開始される。これに伴い、第２ＭＧ３０の出力（バッテリ６０の放電電力）が増加されるため、ＳＯＣが低下し始める。
【００４８】
時刻ｔ２にてアクセル開度がしきい値未満となると、一時加速制御の実行が終了されるとともに、カウンタが始動される。
【００４９】
一時加速制御の実行が終了された時刻ｔ２からカウンタが設定値に達する時刻ｔ３までの期間では、要求充電電力増加制御が実行される。そのため、要求充電電力増加制御を実行しない場合（一点鎖線参照）に比べて、ＳＯＣを早期に回復させることができる。
【００５０】
時刻ｔ３以降においては、要求充電電力増加制御によってＳＯＣが回復しているため、一時加速制御実行前と同様、ユーザの要求する運転を実現し易い状態となる。たとえば、ユーザの要求するＥＶ走行可能距離を満足できるようになり、また、続けて一時加速制御を実行することも可能となる。
【００５１】
さらに、本実施の形態においては、一時加速制御の終了後において、通常充電中の要求充電電力を増加することによってＳＯＣを回復させるため、強制充電が実行されるのを回避でき、燃費の悪化を抑制することができる。すなわち、強制充電によってＳＯＣを回復させる場合は、走行負荷が小さくエンジン１０の効率が低い時（たとえば車両停止時）においてもエンジン１０が強制的に運転されるため、通常充電によってＳＯＣを回復させる場合に比べて燃費が悪化する傾向にある。しかしながら、本実施の形態においては、通常充電によってＳＯＣを回復させるため、強制充電によってＳＯＣを回復させる場合に比べて、燃費の悪化を抑制することができる。
【００５２】
以上のように、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、一時加速制御終了後の所定期間内は、通常充電に用いられるＳＯＣと要求充電電力との対応関係を、要求充電電力が増加するように変更する（図３参照）。これにより、一時加速制御終了後において、ＳＯＣを早期に回復させることができる。
【００５３】
なお、上述の実際の形態においては、エンジンと２つのモータジェネレータ（第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０）を備える、いわゆるスプリット方式のハイブリッド車両に本発明を適用する場合について説明したが、本発明が適用可能な車両は上述の実施の形態で示した方式のハイブリッド車両に限定されない。たとえば、エンジンと１つのモータジェネレータとを備える一般的なシリーズ方式あるいはパラレル方式のハイブリッド車両にも本発明は適用可能である。
【００５４】
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】
【００５５】
１  車両、２  一時加速スイッチ、１０  エンジン、２０  第１ＭＧ、３０  第２ＭＧ、４０  動力分割装置、６０  バッテリ、８０  駆動輪、１００  ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015214262.tif 000006