(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＤ（Charge Depleting）モードとＣＳ（Charge Sustaining）モードとを切り替え可能なハイブリッド車両であって、
内燃機関と、
充放電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する電動機と、
アクセルペダルと、
ユーザによる前記アクセルペダルの操作に従って前記内燃機関を制御する制御装置と、
前記ハイブリッド車両の進行方向に位置する信号機を撮影可能なカメラとを備え、
前記内燃機関は、前記蓄電装置に蓄えられた電力を用いて始動され、
前記制御装置は、前記ＣＳモードにおける前記内燃機関の作動中に前記アクセルペダルの踏み込みが解除された場合、
所定の条件が満たされるときは、前記内燃機関の回転を維持させ、
前記所定の条件が満たされないときは、前記内燃機関の停止を許可し、
前記所定の条件は、前記カメラにより撮影された信号機が前記ハイブリッド車両の通行許可を示していること、および、歩行者がいないことを含む、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、ＣＤ（Charge Depleting）モードとＣＳ（Charge Sustaining）モードとを切り替え可能なハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１５−７１３４２号公報（特許文献１）は、内燃機関と、蓄電装置と、電動機とを備えるハイブリッド車両を開示する。このハイブリッド車両は、ＣＤモードとＣＳモードとを切り替えて走行する。ＣＤモードにおいては、主に電動機により車両の走行駆動力が生成され、内燃機関は主に停止している。ＣＳモードにおいては、蓄電装置のＳＯＣが所定の範囲内に入るように、内燃機関は適宜作動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−７１３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示されるような、ＣＤモードとＣＳモードとを切り替え可能なハイブリッド車両において、ＣＳモード中にアクセルペダルの踏み込みが解除されると、内燃機関が停止されることがある。
【０００５】
しかしながら、たとえば、ユーザが交差点手前でアクセルペダルの踏み込みを解除したとしても、ハイブリッド車両が赤信号で停車することなく交差点を通過すると、即座にアクセルペダルが踏み込まれる可能性が高い。アクセルペダルが再度踏み込まれた時に内燃機関の作動が停止していると、内燃機関の再始動及び動力補助のために蓄電装置に蓄えられた電力が消費される。その結果、蓄電装置の負荷が増加する。
【０００６】
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、ＣＤモードとＣＳモードとを切替可能なハイブリッド車両において、ＣＳモード時における蓄電装置の負荷の増加を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に従うハイブリッド車両は、ＣＤモードとＣＳモードとを切り替え可能である。ハイブリッド車両は、内燃機関と、蓄電装置と、電動機と、アクセルペダルと、制御装置と、カメラとを備える。蓄電装置は、充放電可能である。電動機は、蓄電装置から電力の供給を受けて走行駆動力を発生する。制御装置は、ユーザによるアクセルペダルの操作に従って内燃機関を制御する。カメラは、ハイブリッド車両の進行方向に位置する信号機を撮影可能である。内燃機関は、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて始動する。制御装置は、ＣＳモードにおける内燃機関の作動中にアクセルペダルの踏み込みが解除された場合、カメラにより撮影された信号機がハイブリッド車両の通行許可を示していることを含む所定の条件が満たされるときは、内燃機関の回転を維持させ、所定の条件が満たされないときは、内燃機関の停止を許可する。
【０００８】
信号機がハイブリッド車両の通行許可を示している等の条件が満たされる場合には、アクセルペダルの踏み込みが解除されたとしても、アクセルペダルが再度踏み込まれる可能性が高い。このハイブリッド車両においては、ＣＳモードにおける内燃機関の作動中にアクセルペダルの踏み込みが解除された場合、カメラにより撮影された信号機がハイブリッド車両の通行許可を示すことを含む所定の条件が満たされるときは、内燃機関の回転が維持される。したがって、アクセルペダルが再度踏み込まれた時に、内燃機関の再始動や動力補助のために蓄電装置に蓄えられた電力が消費されず、蓄電装置の負荷の増加を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、ＣＤモードとＣＳモードとを切替可能なハイブリッド車両において、ＣＳモード時における蓄電装置の負荷の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ハイブリッド車両の全体ブロック図である。
【図２】ＣＤモード及びＣＳモードを説明するための図である。
【図３】ＣＳモード中にアクセルペダルの踏み込みが解除された場合のエンジン制御の処理手順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】
以下、この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、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００１２】
（ハイブリッド車両の構成）
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１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１は、蓄電装置１６と、電力変換器１８，２０，２２と、接続部２４と、カメラ２６と、アクセル開度センサ２７と、車速センサ２８と、電子制御装置（以下「ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）」と称する。）３０とをさらに備える。
【００１３】
ハイブリッド車両１は、エンジン２及びモータジェネレータ１０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行可能である。動力分割装置４は、エンジン２が発生する駆動力を、駆動軸１２を駆動するための駆動力と、モータジェネレータ６を駆動するための駆動力とに分割可能に構成される。動力分割装置４は、たとえば遊星歯車によって構成される。
【００１４】
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１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１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１に組込まれる。
【００１５】
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や、大容量のキャパシタ等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及び／又は１０の発電時に発電電力を受けて充電される。さらに、蓄電装置１６は、接続部２４に電気的に接続される図示されない車両外部の電源（以下、「外部電源」とも称する。）によって、電力変換器２２を用いて充電される。
【００１６】
電力変換器１８は、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、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。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。すなわち、エンジン２の始動時には、蓄電装置１６に蓄えられた電力が消費される。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、たとえばインバータによって構成される。
【００１７】
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。
【００１８】
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走行駆動力（駆動トルク）を発生する。また、モータジェネレータ６によるエンジン２の始動時には反力トルクが生じる。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、この反力トルクを打ち消す（動力補助）。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。
【００１９】
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。
【００２０】
電力変換器２２は、接続部２４に電気的に接続される外部電源からの電力を蓄電装置１６の電圧レベルに変換して蓄電装置１６へ出力する。なお、外部電源から供給される電力による蓄電装置１６の充電を、以下では「外部充電」とも称する。電力変換器２２は、たとえば整流器やインバータによって構成される。なお、外部電源の受電方法は、接続部２４を用いた接触受電に限定されず、接続部２４に代えて受電用コイル等を用いて外部電源から非接触で受電してもよい。
【００２１】
カメラ２６は、ハイブリッド車両１の進行方向を撮影し、画像データを生成する。たとえば、カメラ２６は、ハイブリッド車両１の走行中に常時進行方向を撮影する。カメラ２６により生成された画像データは、ＥＣＵ３０に出力される。カメラ２６は、たとえばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサを含むカメラユニットで構成される。カメラ２６により生成された画像データの用途については後程詳しく説明する。
【００２２】
アクセル開度センサ２７は、アクセルペダル（不図示）の開度（アクセル開度）を検出し、検出結果を示す信号をＥＣＵ３０に出力する。車速センサ２８は、ハイブリッド車両１の車速を検出し、検出結果を示す信号をＥＣＵ３０に出力する。
【００２３】
ＥＣＵ３０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）、ハイブリッド車両１における各機器の制御を行なう。なお、この制御については、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。
【００２４】
（ＣＤモード／ＣＳモードの説明）
ＥＣＵ３０による主要な制御の一つとして、ＥＣＵ３０は、ＣＤ（Charge Depleting）モードと、ＣＳ（Charge Sustaining）モードとを選択的に適用して車両の走行を制御する走行制御を実行する。
【００２５】
図２は、ＣＤモード及びＣＳモードを説明するための図である。図２を参照して、外部充電により蓄電装置１６が満充電状態となった後（ＳＯＣ＝ＭＡＸ）、ＣＤモードで走行が開始されたものとする。
【００２６】
ＣＤモードは、ＳＯＣを消費するモードであり、基本的には、蓄電装置１６に蓄えられた電力（主には外部充電による電気エネルギー）を消費するものである。ＣＤモードでの走行時は、ＳＯＣを維持するためにはエンジン２は作動しない。これにより、車両の減速時等に回収される回生電力やエンジン２の作動に伴ない発電される電力により一時的にＳＯＣが増加することはあるものの、結果的に充電よりも放電の割合の方が相対的に大きくなり、全体としては走行距離の増加に伴ないＳＯＣが減少する。
【００２７】
ＣＳモードは、ＳＯＣを所定の範囲に維持するモードである。一例として、時刻ｔ１において、ＳＯＣの低下を示す所定値ＳｔｇにＳＯＣが低下すると、ＣＳモードが選択され、その後のＳＯＣが所定の範囲に維持される。具体的には、ＳＯＣが低下するとエンジン２が作動し、ＳＯＣが上昇するとエンジン２が停止する。すなわち、ＣＳモードでは、ＳＯＣを維持するためにエンジン２が作動する。なお、特に図示しないが、運転者が操作可能なスイッチを設けて、ＳＯＣの低下に拘わらず運転者の意思によってモードを切替可能としてもよい。
【００２８】
このハイブリッド車両１では、走行パワーが所定のエンジン始動しきい値よりも小さいときは、エンジン２を停止してモータジェネレータ１０によって走行する（ＥＶ走行）。一方、走行パワーがエンジン始動しきい値を超えると、エンジン２を作動させて走行する（ＨＶ走行）。ＨＶ走行では、モータジェネレータ１０の駆動力に加えて、又はモータジェネレータ１０の代わりに、エンジン２の駆動力を用いてハイブリッド車両１が走行する。エンジン２の作動に伴ないモータジェネレータ６が発電した電力は、モータジェネレータ１０に直接供給されたり、蓄電装置１６に蓄えられたりする。
【００２９】
ここで、ＣＤモードにおけるエンジン始動しきい値は、ＣＳモードにおけるエンジン始動しきい値よりも大きい。すなわち、ＣＤモードにおいてハイブリッド車両１がＥＶ走行する領域は、ＣＳモードにおいてハイブリッド車両１がＥＶ走行する領域よりも大きい。これにより、ＣＤモードにおいては、エンジン２が始動する頻度が抑制される。一方、ＣＳモードにおいては、エンジン２及びモータジェネレータ１０の両方を用いて効率よくハイブリッド車両１が走行するように制御される。
【００３０】
ＣＤモードにおいても、走行パワーがエンジン始動しきい値を超えれば、エンジン２は作動する。なお、走行パワーがエンジン始動しきい値を超えていなくても、エンジン２を熱源とする温水暖房の要求時やエンジン２の暖機時などエンジン２の作動が許容される場合もある。一方、ＣＳモードにおいても、ＳＯＣが上昇すればエンジン２は停止する。すなわち、ＣＤモードは、エンジン２を常時停止させて走行するＥＶ走行に限定されるものではなく、ＣＳモードも、エンジン２を常時作動させて走行するＨＶ走行に限定されるものではない。ＣＤモードにおいても、ＣＳモードにおいても、ＥＶ走行とＨＶ走行とが可能である。
【００３１】
（ＣＳモードにおける蓄電装置の負荷低減）
ＣＤモードとＣＳモードとを切り替え可能なハイブリッド車両１において、ＣＳモード中（ＣＤモード中と比較してエンジン２が作動する機会が多い。）にアクセルペダル（不図示）の踏み込みが解除されると、走行パワーがエンジン始動しきい値を下回り、基本的にはエンジン２が停止する。
【００３２】
しかしながら、たとえば、ユーザが交差点手前でアクセルペダルの踏み込みを解除したとしても、ハイブリッド車両１が赤信号で停車することなく交差点を通過すると、即座にアクセルペダルが踏み込まれる可能性が高い。
【００３３】
アクセルペダルが再度踏み込まれた時にエンジン２が停止していると、エンジン２の再始動のためにモータジェネレータ６を駆動させる必要があり、蓄電装置１６に蓄えられた電力が消費される。また、エンジン２の再始動時に生じる反力トルクを打ち消すためにモータジェネレータ１０を駆動させる必要があり（動力補助）、蓄電装置１６に蓄えられた電力が消費される。その結果、蓄電装置１６の負荷が増加する。
【００３４】
たとえば、交差点等で信号機がハイブリッド車両１の通行許可を示している場合には（たとえば、青信号）、アクセルペダルの踏み込みが解除されたとしても、アクセルペダルが再度踏み込まれる可能性が高い。したがって、交差点等で信号機がハイブリッド車両１の通行許可を示している場合には、アクセルペダルの踏み込みが解除されたとしても、エンジン２の回転を維持することが有効である。これにより、ユーザにより再びアクセルペダルが踏み込まれた場合に、エンジン２を再始動する必要がなくなり、蓄電装置１６に蓄えられた電力の消費が抑制されるからである。
【００３５】
そこで、この実施の形態に従うハイブリッド車両１において、ＥＣＵ３０は、ＣＳモードにおけるエンジン２の作動中にアクセルペダルの踏み込みが解除されたか否かを判定する。そして、アクセルペダルの踏み込みが解除されたと判定されると、ＥＣＵ３０は、カメラ２６により撮影された信号機がハイブリッド車両１の通行許可を示していることを含む所定の条件が満たされているか否かを判定する。ＥＣＵ３０は、所定の条件が満たされると判定されるとエンジン２の回転を維持させ、所定の条件が満たされないと判定されるとエンジン２の停止を許可する。
【００３６】
したがって、このハイブリッド車両１によれば、アクセルペダルの踏み込み解除後、即座にアクセルペダルが踏み込まれたとしても、エンジン２の再始動及び動力補助のために蓄電装置１６に蓄えられた電力が消費されず、蓄電装置１６の負荷の増加を抑制することができる。以下、ＣＳモード中にアクセルペダルの踏み込みが解除（アクセルオフ）された場合のエンジン制御の具体的処理手順について説明する。
【００３７】
（ＣＳモード中にアクセルオフされた場合のエンジン制御）
図３は、ＣＳモード中にアクセルペダルの踏み込みが解除された場合のエンジン制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、カメラ２６により信号機が撮影された場合であり、かつ、ＣＳモードにおけるエンジン２の作動中にアクセルペダルの踏み込みが解除された場合に、ＥＣＵ３０により繰り返し実行される。たとえば、ＥＣＵ３０は、代表的な信号機の画像を内部メモリに複数記憶し、該画像データを用いることにより、カメラ２６により撮影された画像に信号機が含まれるか否かを判定する。
【００３８】
図３を参照して、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１の進行方向に位置する信号機がハイブリッド車両１の通行許可を示すか否かを判定するために、カメラ２６により生成された画像データを取得する（ステップＳ１００）。
【００３９】
その後、ＥＣＵ３０は、取得された画像データに基づいて、信号機がハイブリッド車両１の通行許可を示しているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。たとえば、ＥＣＵ３０は、取得された画像データを解析することにより、画像内に含まれる信号機が青色を示しているか否かや、画像内に含まれる矢印式信号機がハイブリッド車両１の進行方向の通行許可を示しているか否かを判定する。
【００４０】
信号機がハイブリッド車両１の通行不可を示している（たとえば、赤信号）と判定されると（ステップＳ１１０においてＮＯ）、ハイブリッド車両１は停止するので、ＥＣＵ３０は、エンジン２の停止を許可する（ステップＳ１６０）。すなわち、ハイブリッド車両１の走行パワーがエンジン始動しきい値を下回ると、エンジン２は停止する。
【００４１】
信号機がハイブリッド車両１の通行許可を示すと判定されると（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１の進行方向に歩行者等が存在するか否かを判定する（ステップＳ１２０）。たとえば、ＥＣＵ３０は、カメラ２６から取得された画像データを解析することにより、ハイブリッド車両１の進行方向に歩行者や動物（犬、猫等）が存在するか否かを判定する。
【００４２】
ハイブリッド車両１の進行方向に歩行者等が存在すると判定されると（ステップＳ１２０においてＹＥＳ）、ハイブリッド車両１は停止するので、ＥＣＵ３０は、エンジン２の停止を許可する（ステップＳ１６０）。
【００４３】
ハイブリッド車両１の進行方向に歩行者等が存在しないと判定されると（ステップＳ１２０においてＮＯ）、ＥＣＵ３０は、車速センサ２８の出力を取得する（ステップＳ１３０）。ＥＣＵ３０は、車速センサ２８の出力に基づいて、ハイブリッド車両１の車速が、所定速度以上（たとえば５０ｋｍ／ｈ以上）であるか否かを判定する（ステップＳ１４０）。
【００４４】
ハイブリッド車両１の車速が所定速度以上でないと判定されると（ステップＳ１４０においてＮＯ）、ハイブリッド車両１は停止する可能性が高いため、ＥＣＵ３０は、エンジン２の停止を許可する（ステップＳ１６０）。
【００４５】
ハイブリッド車両１の車速が所定速度以上であると判定されると（ステップＳ１４０においてＹＥＳ）、ハイブリッド車両１が停止する可能性が低く即座にアクセルペダルが踏み込まれる可能性が高いため、ＥＣＵ３０は、エンジン２の回転を維持させる（ステップＳ１５０）。具体的には、ＥＣＵ３０は、エンジン２における燃料噴射を停止しつつ、エンジン２の回転を維持させるために、モータジェネレータ６を駆動する。なお、エンジン２の回転を維持させるためにモータジェネレータ６が消費する電力は、エンジン２停止後の再始動及び動力補助のために消費される電力よりも小さい。
【００４６】
以上のように、この実施の形態に従うハイブリッド車両１において、ＥＣＵ３０は、ＣＳモードにおけるエンジン２の作動中にアクセルペダルの踏み込みが解除された場合、カメラ２６により撮影された信号機がハイブリッド車両１の通行許可を示すことを含む所定の条件が満たされるときは、エンジン２の回転を維持させ、上記所定の条件が満たされないときは、エンジン２の停止を許可する。
【００４７】
したがって、このハイブリッド車両１によれば、アクセルペダルの踏み込み解除後、即座にアクセルペダルが踏み込まれたとしても、エンジン２の再始動及び動力補助のために蓄電装置１６に蓄えられた電力が消費されず、蓄電装置１６の負荷の増加を抑制することができる。
【００４８】
なお、図３のステップＳ１１０における信号機がハイブリッド車両１の通行許可を示しているという条件、ステップＳ１２０における歩行者等が存在しないという条件、及びステップＳ１４０における車速が所定速度以上であるという条件を含む条件は、この発明の「所定の条件」の一例である。「所定の条件」は、たとえば、ステップＳ１２０及び／又はステップＳ１４０の条件を含まなくてもよいし、他の条件を含んでもよい。
【００４９】
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、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及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】
【００５０】
１  ハイブリッド車両、２  エンジン、４  動力分割装置、６，１０  モータジェネレータ、１２  駆動軸、１４  車輪、１６  蓄電装置、１８，２０，２２  電力変換器、２４  接続部、２６  カメラ、２７  アクセル開度センサ、２８  車速センサ、３０  ＥＣＵ。
【図１】
0006481640.tif 000002
【図２】
0006481640.tif 000003
【図３】
0006481640.tif 000004