JP5526713B2 - ハイブリッド自動車およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド自動車およびその制御方法に関し、詳しくは、走行用の動力を出力する内燃機関と、内燃機関に供給する燃料を蓄える燃料タンクと、走行用の動力を出力可能な電動機と、電動機に電力を供給する蓄電手段と、を備えるハイブリッド自動車およびこうしたハイブリッド自動車の制御方法に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、動力源として内燃機関と回転電機とを搭載するハイブリッド自動車において、内燃機関の燃料残量が第１の所定レベルを下回っているときに外部電源により回転電機に電力を供給する蓄電装置を充電しているときには、蓄電装置の充電状態（ＳＯＣ）が第２の所定レベル以上になるまでは充電用プラグを抜くことができないようにするロック装置を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、上述のロック装置を備えることにより、蓄電装置の充電状態（ＳＯＣ）が第２の所定レベル以上となるまで充電を行ない、最寄りのガソリンスタンドまでの走行を確保しようとしている。

特開２００７−６２６４２号公報

しかしながら、上述のハイブリッド自動車では、ロック装置を備える必要があり、ロック装置のロックが解除できないという異常が生じているときには蓄電装置の充電状態（ＳＯＣ）に拘わらずに充電用プラグを抜くことができず、走行することができない。一方、こうしたロック装置を備えないものとすると、不用意に走行を行なうことにより、蓄電装置が完全放電され、充電ができなくなってしまう。

本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、走行用の動力を出力する内燃機関と走行用の動力を出力可能な電動機とを備えるハイブリッド自動車において、燃料残量の要件や二次電池などの蓄電装置の蓄電容量による要件による走行の禁止とその解除とをより適切に行なうことを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力する内燃機関と、前記内燃機関に供給する燃料を蓄える燃料タンクと、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機に電力を供給する蓄電手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
外部電源に接続されて前記蓄電手段を充電する充電手段と、
前記燃料タンクの燃料残量が所定残量未満に至り且つ前記蓄電手段の蓄電容量が所定蓄電容量未満に至ったときにエネルギ要因により走行を禁止し、前記エネルギ要因により走行が禁止されている最中に前記燃料タンクへの燃料供給と前記充電手段による前記蓄電手段の充電とのうち少なくとも一方が行なわれたときに前記エネルギ要因による走行の禁止を解除する走行禁止解除手段と、
走行が禁止されていないときには前記内燃機関からの動力又は前記電動機からの動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、走行が禁止されているときには前記内燃機関の始動および前記電動機の駆動が行なわれないよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、燃料タンクの燃料残量が所定残量未満に至り且つ蓄電手段の蓄電容量が所定蓄電容量未満に至ったときにエネルギ要因により走行を禁止し、エネルギ要因により走行が禁止されている最中に燃料タンクへの燃料供給と外部電源に接続されて蓄電手段を充電する充電手段による蓄電手段の充電とのうち少なくとも一方が行なわれたときにエネルギ要因による走行の禁止を解除する。即ち、燃料タンクの燃料残量が所定残量未満で蓄電手段の蓄電容量が所定蓄電容量未満のときにはエネルギ要因により走行が禁止され、燃料タンクへの燃料供給か充電手段による蓄電手段の充電のいずれかが行なわれたときにエネルギ要因による走行の禁止が解除されるのである。燃料タンクへの燃料供給が行なわれたときには内燃機関を始動して内燃機関からの動力により走行することができるようになり、充電手段による蓄電手段の充電が行なわれたときには蓄電手段からの電力を用いて電動機からの動力により走行ができるようになるからである。これにより、燃料残量や蓄電手段の蓄電容量によるエネルギ要因による走行の禁止とその解除とをより適切に行なうことができる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記走行禁止解除手段は、前記エネルギ要因により走行が禁止されている最中に前記燃料タンクへの所定量以上の燃料供給と前記充電手段による前記蓄電手段の所定蓄電容量以上の充電とのうち少なくとも一方が行なわれたときに前記エネルギ要因による走行の禁止を解除する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、エネルギ要因による走行の禁止を解除した直後に再びエネルギ要因により走行が禁止されるのを抑制することができ、ある程度の走行を確保することができる。

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記エネルギ要因により走行が禁止されている最中に前記走行禁止解除手段により前記燃料タンクへの燃料供給が行なわれたことによって走行の禁止が解除されたときには前記内燃機関を始動すると共に前記内燃機関からの動力により走行するよう前記内燃機関を制御し、前記エネルギ要因により走行が禁止されている最中に前記走行禁止解除手段により前記充電手段による前記蓄電手段の充電が行なわれたことによって走行の禁止が解除されたときには前記電動機からの動力により走行するよう前記電動機を制御する手段である、ものとすることもできる。

本発明のハイブリッド自動車の制御方法は、
走行用の動力を出力する内燃機関と、前記内燃機関に供給する燃料を蓄える燃料タンクと、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機に電力を供給する蓄電手段と、外部電源に接続されて前記蓄電手段を充電する充電手段と、を備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
前記燃料タンクの燃料残量が所定残量未満に至り且つ前記蓄電手段の蓄電容量が所定蓄電容量未満に至ったときにエネルギ要因により走行を禁止し、前記エネルギ要因により走行が禁止されている最中に前記燃料タンクへの燃料供給と前記充電手段による前記蓄電手段の充電とのうち少なくとも一方が行なわれたときに前記エネルギ要因による走行の禁止を解除する、
ことを特徴とする。

この本発明のハイブリッド自動車の制御方法では、燃料タンクの燃料残量が所定残量未満に至り且つ蓄電手段の蓄電容量が所定蓄電容量未満に至ったときにエネルギ要因により走行を禁止し、エネルギ要因により走行が禁止されている最中に燃料タンクへの燃料供給と外部電源に接続されて蓄電手段を充電する充電手段による蓄電手段の充電とのうち少なくとも一方が行なわれたときにエネルギ要因による走行の禁止を解除する。即ち、燃料タンクの燃料残量が所定残量未満で蓄電手段の蓄電容量が所定蓄電容量未満のときにはエネルギ要因により走行が禁止され、燃料タンクへの燃料供給か充電手段による蓄電手段の充電のいずれかが行なわれたときにエネルギ要因による走行の禁止が解除されるのである。燃料タンクへの燃料供給が行なわれたときには内燃機関を始動して内燃機関からの動力により走行することができるようになり、充電手段による蓄電手段の充電が行なわれたときには蓄電手段からの電力を用いて電動機からの動力により走行ができるようになるからである。これにより、燃料残量や蓄電手段の蓄電容量によるエネルギ要因による走行の禁止とその解除とをより適切に行なうことができる。

本発明の一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。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるシステム駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される走行禁止解除ルーチンの一例を示すフローチャートである。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車４２０の構成の概略を示す構成図である。

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。

図１は、本発明の一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、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３２にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３２に接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりする例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、家庭用電源などの外部電源に接続されてバッテリ５０を充電可能な充電器６０と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。

エンジン２２は、燃料タンク２３からのガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しない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ＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備え、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号や燃料タンク２３に取り付けられた燃料残量センサ２３ａからの燃料残量Ｑｆなどを入力ポートを介して入力すると共にスロットルバルブの駆動モータや燃料噴射バルブ，点火プラグ，可変バルブタイミング機構などへの駆動信号を出力ポートを介して出力している。また、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態等に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しない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ＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂ，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン４４に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電量の全容量に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。

充電器６０は、リレー５７を介して電力ライン４４に接続されており、電源コード５８を介して供給される外部電源からの交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ６２と、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２からの直流電力の電圧を変換して電力ライン４４側に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ６４と、を備える。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、電源コード５８が外部電源に接続されているか否かを検出する接続検出センサ５９からの接続検出信号，イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，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などが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、リレー５７への駆動信号やＡＣ／ＤＣコンバータ６２へのスイッチング制御信号，ＤＣ／ＤＣコンバータ６４へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、基本的には、ハイブリッド用電子制御ユニット７０にって実行される以下に説明する駆動制御によって走行する。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジン２２を運転しながら走行するときには、まず、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と車速センサ８８からの車速Ｖとに応じて走行のために駆動軸３２に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３２の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖを計算する。次に、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいてバッテリ５０を充放電するための充放電要求パワーＰｂ＊と走行用パワーＰｄｒｖと損失Ｌｏｓｓとの和としてエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊を計算すると共にエンジン２２を効率よく運転することができるエンジン２２の回転数ＮｅとトルクＴｅとの関係としての動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）と計算した要求パワーＰｅ＊とを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。そして、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を設定すると共にモータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３２に作用するトルクを要求トルクＴｒ＊から減じたトルクをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する。こうして設定したエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。以下、こうした走行をハイブリッド走行という。

また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、エンジン２２の運転を停止した状態で走行するときには、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに応じて駆動軸３２に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に要求トルクＴｒ＊を設定する。そして、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０に送信する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。以下、こうした走行を電動走行という。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅や予め設定された充電ポイントで車両をシステム停止した後に電源コード５８が外部電源に接続されてその接続が接続検出センサ５９によって検出されると、リレー５７をオンとし、充電器６０を制御して外部電源からの電力によりバッテリ５０を充電する。そして、バッテリ５０の充電後にシステム起動したときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがエンジン２２の始動を行なうことができる程度に設定された閾値Ｓｈｖ（例えば、２０％や３０％など）に至るまで電動走行を優先して走行する電動走行優先モードによって走行し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖに至った以降はハイブリッド走行を優先して走行するハイブリッド走行優先モードによって走行する。

次に、実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に燃料タンク２３の燃料残量Ｑｆとバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとに応じて走行する際の動作について説明する。図２はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるシステム駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートであり、図３はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される走行禁止解除ルーチンの一例を示すフローチャートである。これらのルーチンは、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。以下、順に説明する。

システム駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、燃料残量Ｑｆや蓄電割合ＳＯＣ，走行禁止フラグＦｄｒｖなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、燃料残量Ｑｆは、燃料残量センサ２３ａにより検出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。また、蓄電割合ＳＯＣは、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。走行禁止フラグＦｄｒｖは、図３の走行禁止解除ルーチンにより設定されてＲＡＭ７６の所定領域に記憶されたものを入力するものとした。なお、走行禁止フラグＦｄｒｖには、走行禁止が解除されているときには値０が設定され、走行が禁止されているときには値１が設定される。

こうしてデータを入力すると、入力した走行禁止フラグＦｄｒｖを調べ（ステップＳ１１０）、走行禁止フラグＦｄｒｖが値０のとき、即ち、走行禁止が解除されているときには、燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上であるか否かや蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上であるか否かを調べる（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｑｒｅｆは、ガス欠によりエンジン２２の燃料供給系に空気が混入しない程度の残量として予め設定された値であり、燃料タンク２３の形状などにより設定することができる。また、閾値Ｓｒｅｆは、冷間時でもエンジン２２を始動できる程度の蓄電量に対応する蓄電割合ＳＯＣとして予め設定された値であり、エンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２の性能などにより設定することができる。

燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、ハイブリッド走行も電動走行も可能であると判断し、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づいてハイブリッド走行や電動走行によって走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。即ち、走行禁止フラグＦｄｒｖが値０で燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、何ら制限を受けることなく、ハイブリッド走行により走行したり電動走行により走行したりすることができるのである。

燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ未満であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、ハイブリッド走行はできないが電動走行が可能と判断し、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づいて電動走行によって走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。即ち、走行禁止フラグＦｄｒｖが値０で燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ未満であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、電動走行による走行だけが行なわれる。

燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、電動走行はできないがハイブリッド走行は可能であると判断し、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づいてハイブリッド走行によって走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御して（ステップＳ１５０）、本ルーチンを終了する。即ち、走行禁止フラグＦｄｒｖが値０で燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、エンジン２２からの動力を用いて走行するハイブリッド走行だけが行なわれる。

一方、ステップＳ１１０で走行禁止フラグＦｄｒｖが値１であると判定されたときには、ハイブリッド走行も電動走行も不能であると判断し、システム停止して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。

図３の走行禁止解除ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、燃料残量Ｑｆや蓄電割合ＳＯＣ，給油フラグＦｆ，充電フラグＦｃなど走行禁止フラグＦｄｒｖを設定するのに必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ２００）。ここで、給油フラグＦｆは、エンジンＥＣＵ２４により燃料タンク２３の図示しない給油キャップに取り付けられた給油キャップ開閉センサからの信号に基づいて設定されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。なお、給油フラグＦｆは、実施例では、給油キャップ開閉センサにより給油キャップが開かれたときに値１が設定され、燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆより大きな閾値Ｑｓｔａｒｔ以上でシステム起動されたときに値０が設定される。また、充電フラグＦｃは、接続検出センサ５９からの接続検出信号に基づいて設定されたものを入力するものとした。なお、充電フラグＦｃは、実施例では、接続検出センサ５９により接続されている旨の信号が入力されたときに値１が設定され、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆより大きな閾値Ｓｓｔａｒｔ以上でシステム起動されたときに値０が設定される。閾値Ｑｓｔａｒｔと閾値Ｓｓｔａｒｔについては後述する。

こうしてデータを入力すると、入力した燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上であるか否か蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上であるか否かを調べ（ステップＳ２１０）、燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ未満であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、走行を禁止するために走行禁止フラグＦｄｒｖに値１を設定して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。

燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上であるか蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、走行禁止フラグＦｄｒｖを調べ（ステップＳ２３０）、走行禁止フラグＦｄｒｖが値０のときには、値０の走行禁止フラグＦｄｒｖを保持したまま本ルーチンを終了し、走行禁止フラグＦｄｒｖが値１のときには、給油フラグＦｆが値１であるか否か充電フラグＦｃが値１であるか否かを調べ（ステップＳ２４０）、給油フラグＦｆも充電フラグＦｃも値０のときには、値１の走行禁止フラグＦｄｒｖを保持したまま本ルーチンを終了する。給油フラグＦｆが値１であるか充電フラグＦｃが値１であるかの少なくとも一方のときには燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｓｔａｒｔ以上であるか否か蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｓｔａｒｔ以上であるか否かを調べ（ステップＳ２５０）、燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｓｔａｒｔ未満で且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｓｔａｒｔ未満のときには、値１の走行禁止フラグＦｄｒｖを保持したまま本ルーチンを終了する。ここで、閾値Ｑｓｔａｒｔは、実質的に給油が行なわれたのが確認できる程度の燃料量を閾値Ｑｒｅｆに加えた値として設定され、実施例では、例えば、ある程度の距離（例えば、１０ｋｍや２０ｋｍなど）をハイブリッド走行により走行したときに燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆに至る燃料量を閾値Ｑｒｅｆに加えた値として設定されている。また、閾値Ｓｓｔａｒｔは、実質的にバッテリ５０の充電が行なわれたのが確認できる程度の蓄電量に相当する割合を閾値Ｓｒｅｆに加えた値として設定され、実施例では、例えば、ある程度の距離（例えば、１０ｋｍや２０ｋｍなど）を電動走行により走行したときに蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆに至る蓄電量の割合を閾値Ｓｒｅｆに加えた値として設定されている。このように閾値Ｑｓｔａｒｔと閾値Ｓｓｔａｒｔを設定することにより、実質的な給油や充電が行なわれていないときに走行禁止フラグＦｄｒｖに値０が設定されるのを抑制することができる。

ステップＳ２３０で走行禁止フラグＦｄｒｖが値１であると判定され、ステップＳ２４０で給油フラグＦｆが値１であるか充電フラグＦｃが値１であるかの少なくとも一方であると判定され、ステップＳ２５０で燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｓｔａｒｔ以上であるか蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｓｔａｒｔ以上であるかの少なくとも一方であると判定されたときには、走行禁止フラグＦｄｒｖに値０を設定して（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。

いま、燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ未満となると共に蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満となり、走行禁止フラグＦｄｒｖに値１が設定されたときを考える。このとき、図２のシステム駆動制御ルーチンによってシステム停止される。燃料タンク２３への給油も外部電源を用いた充電器６０によるバッテリ５０の充電も行なわれないときには、値１の走行禁止フラグＦｄｒｖが保持されるから、ハイブリッド自動車２０はシステム停止の状態で保持される。こうした走行禁止フラグＦｄｒｖが値１によるシステム停止の状態で燃料タンク２３への給油が行なわれると、給油フラグＦｆに値１が設定され、燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｓｔａｒｔ以上であるのを条件に走行禁止フラグＦｄｒｖに値０が設定される。このとき、図２のシステム駆動制御ルーチンでは、燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上で蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満となるから、エンジン２２を始動してハイブリッド走行による走行が行なわれる。なお、給油フラグＦｆに値１が設定されても、燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｓｔａｒｔ未満のときには、実質的な給油が行なわれていないと判断し、値１の走行禁止フラグＦｄｒｖが保持されるから、システム停止が保持される。走行禁止フラグＦｄｒｖが値１によるシステム停止の状態で外部電源を用いた充電器６０によるバッテリ５０の充電が行なわれると、充電フラグＦｃに値１が設定され、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｓｔａｒｔ以上であるのを条件に走行禁止フラグＦｄｒｖに値０が設定される。このとき、図２のシステム駆動制御ルーチンでは、燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ未満で蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上となるから、エンジン２２を停止した状態で電動走行による走行が行なわれる。なお、充電フラグＦｃに値１が設定されても、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｓｔａｒｔ未満のときには、実質的なバッテリ５０の充電が行なわれていないと判断し、値１の走行禁止フラグＦｄｒｖが保持されるから、システム停止が保持される。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ未満となると共に蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満となったことにより走行禁止フラグＦｄｒｖに値１が設定されたてシステム停止したときに、実質的に給油されたときには走行禁止フラグＦｄｒｖに値０を設定してエンジン２２を始動してハイブリッド走行により走行することができ、実質的にバッテリ５０が充電されたときには走行禁止フラグＦｄｒｖに値０を設定して電動走行により走行することができる。この結果、実質的な給油や実質的なバッテリ５０の充電により、ガソリンスタンドや充電可能な箇所まで走行することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ未満となると共に蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満となったことにより走行禁止フラグＦｄｒｖに値１が設定されてシステム停止したときに、実質的に給油されたときや実質的にバッテリ５０が充電されたときには走行禁止フラグＦｄｒｖに値０を設定して走行を許可するものとしたが、給油フラグＦｆが値１であれば燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｓｔａｒｔ未満であっても或いは充電フラグＦｃが値１であれば蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｓｔａｒｔ未満であっても走行禁止フラグＦｄｒｖに値０を設定して走行を許可するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を駆動軸３２に出力するものとしたが、図４の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力を駆動軸３２が接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図４における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものとしてもよいし、図５の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪３９ａ，３９ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機２３０を備えるものとしてもよい。また、図６の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフトにクラッチ３２９を介して接続されると共に駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された変速機３３０と、変速機３３０のエンジン２２側のシャフトに取り付けられたモータＭＧと、を備えるものとしてもよい。さらに、図７の変形例のハイブリッド自動車４２０に例示するように、エンジン２２をオートマチックトランスミッション４３０を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結し、他の駆動輪３９ｃ，３９ｄにモータＭＧを取り付けるものとしてもよい。即ち、走行用の動力を出力可能な内燃機関と走行用の動力を出力可能な電動機とを備えるハイブリッド自動車であれば如何なるものとしてもよいのである。さらに、こうしたハイブリッド自動車の形態だけでなく、ハイブリッド自動車の制御方法の形態としてもよい。

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「内燃機関」に相当し、燃料タンク２３が「燃料タンク」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、充電器６０が「充電手段」に相当し、燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ未満であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、走行を禁止するために走行禁止フラグＦｄｒｖに値１を設定し、走行禁止フラグＦｄｒｖに値１が設定されると、給油フラグＦｆが値１であるか充電フラグＦｃが値１であるかの少なくとも一方であると判定され且つ燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｓｔａｒｔ以上であるか蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｓｔａｒｔ以上であるかの少なくとも一方であると判定されるまで、値１の走行禁止フラグＦｄｒｖを保持し、給油フラグＦｆが値１であるか充電フラグＦｃが値１であるかの少なくとも一方であると判定され且つ燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｓｔａｒｔ以上であるか蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｓｔａｒｔ以上であるかの少なくとも一方であると判定されると走行禁止フラグＦｄｒｖに値０を設定する図３の走行禁止解除ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「走行禁止解除手段」に相当し、走行禁止フラグＦｄｒｖが値０のときに燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づいてハイブリッド走行や電動走行によって走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、走行禁止フラグＦｄｒｖが値０のときに燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ未満であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づいて電動走行によって走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、走行禁止フラグＦｄｒｖが値０のときに燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づいてハイブリッド走行によって走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、走行禁止フラグＦｄｒｖが値１のときにはシステム停止する図２のシステム駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０やハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４，ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０が「制御手段」に相当する。

ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、走行用の動力を出力するものであれば、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「燃料タンク」としては、燃料タンク２３に限定されるものではなく、内燃機関に供給する燃料を蓄えるものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池などの二次電池の他、キャパシタなど、電動機に電力を供給するものであれば如何なるものとしても構わない。「充電手段」としては、ＡＣ／ＤＣコンバータ６２とＤＣ／ＤＣコンバータ６４とを備える充電器６０に限定されるものではなく、外部電源に接続されて蓄電手段を充電するものであれば如何なるものとしても構わない。「走行禁止解除手段」としては、燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ未満であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満のときには走行を禁止するために走行禁止フラグＦｄｒｖに値１を設定し、走行禁止フラグＦｄｒｖに値１が設定されると、給油フラグＦｆが値１であるか充電フラグＦｃが値１であるかの少なくとも一方であると判定され且つ燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｓｔａｒｔ以上であるか蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｓｔａｒｔ以上であるかの少なくとも一方であると判定されるまで、値１の走行禁止フラグＦｄｒｖを保持し、給油フラグＦｆが値１であるか充電フラグＦｃが値１であるかの少なくとも一方であると判定され且つ燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｓｔａｒｔ以上であるか蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｓｔａｒｔ以上であるかの少なくとも一方であると判定されると走行禁止フラグＦｄｒｖに値０を設定するものに限定されるものではなく、走行禁止フラグＦｄｒｖに値１が設定された後に給油フラグＦｆが値１であるか充電フラグＦｃが値１であるかの少なくとも一方であると判定されたときには、燃料残量Ｑｆや蓄電割合ＳＯＣに拘わらずに走行禁止フラグＦｄｒｖに値０を設定するものとするなど、燃料タンクの燃料残量が所定残量未満に至り且つ蓄電手段の蓄電容量が所定蓄電容量未満に至ったときにエネルギ要因により走行を禁止し、エネルギ要因により走行が禁止されている最中に燃料タンクへの燃料供給と充電手段による蓄電手段の充電とのうち少なくとも一方が行なわれたときにエネルギ要因による走行の禁止を解除するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、走行禁止フラグＦｄｒｖが値０のときに燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づいてハイブリッド走行や電動走行によって走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、走行禁止フラグＦｄｒｖが値０のときに燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ未満であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づいて電動走行によって走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、走行禁止フラグＦｄｒｖが値０のときに燃料残量Ｑｆが閾値Ｑｒｅｆ以上であり且つ蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖに基づいてハイブリッド走行によって走行するようエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２を制御し、走行禁止フラグＦｄｒｖが値１のときにはシステム停止するものに限定されるものではなく、走行が禁止されていないときには内燃機関からの動力又は電動機からの動力により走行するよう内燃機関と電動機とを制御し、走行が禁止されているときには内燃機関の始動および電動機の駆動が行なわれないよう内燃機関と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。

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。

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。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０，１２０，２２０，３２０，４２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ 燃料タンク、２３ａ 燃料残量センサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２４ａ ＣＰＵ、２４ｂ ＲＯＭ、２４ｃ ＲＡＭ、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３２ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、３９ｃ，３９ｄ 車輪（駆動輪）、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４４ 高電圧系電力ライン、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５７ リレー、５８ 電源コード、５９ 接続検出センサ、６０ 充電器、６２ ＡＣ／ＤＣコンバータ、６４ ＤＣ／ＤＣコンバータ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、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、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、３２９ クラッチ、３３０ 変速機、４３０ オートマチックトランスミッション、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (4)

1. 走行用の動力を出力する内燃機関と、前記内燃機関に供給する燃料を蓄える燃料タンクと、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機に電力を供給する蓄電手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
   外部電源に接続されて前記蓄電手段を充電する充電手段と、
   前記燃料タンクの燃料残量が所定残量未満に至り且つ前記蓄電手段の蓄電容量が所定蓄電容量未満に至ったときにエネルギ要因により走行を禁止し、前記エネルギ要因により走行が禁止されている最中に前記燃料タンクへの燃料供給が行なわれたことを検出し、前記エネルギ要因により走行が禁止されている最中に前記充電手段による前記蓄電手段の充電が行なわれたことを検出し、前記エネルギ要因により走行が禁止されている最中に前記燃料タンクへの燃料供給と前記蓄電手段の充電とのうちどちらを検出しても前記エネルギ要因による走行の禁止を解除する走行禁止解除手段と、
   走行が禁止されていないときには前記内燃機関からの動力又は前記電動機からの動力により走行するよう前記内燃機関と前記電動機とを制御し、走行が禁止されているときには前記内燃機関の始動および前記電動機の駆動が行なわれないよう前記内燃機関と前記電動機とを制御する制御手段と、
   を備えるハイブリッド自動車。
2. 請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
   前記走行禁止解除手段は、前記エネルギ要因により走行が禁止されている最中に前記燃料タンクへの所定量以上の燃料供給と前記充電手段による前記蓄電手段の所定蓄電容量以上の充電とのうちどちらを検出しても前記エネルギ要因による走行の禁止を解除する手段である、
   ハイブリッド自動車。
3. 請求項１または２記載のハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、前記エネルギ要因により走行が禁止されている最中に前記走行禁止解除手段により前記燃料タンクへの燃料供給が行なわれたことによって走行の禁止が解除されたときには前記内燃機関を始動すると共に前記内燃機関からの動力により走行するよう前記内燃機関を制御し、前記エネルギ要因により走行が禁止されている最中に前記走行禁止解除手段により前記充電手段による前記蓄電手段の充電が行なわれたことによって走行の禁止が解除されたときには前記電動機からの動力により走行するよう前記電動機を制御する手段である、
   ハイブリッド自動車。
4. 走行用の動力を出力する内燃機関と、前記内燃機関に供給する燃料を蓄える燃料タンクと、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機に電力を供給する蓄電手段と、外部電源に接続されて前記蓄電手段を充電する充電手段と、を備えるハイブリッド自動車の制御方法であって、
   前記燃料タンクの燃料残量が所定残量未満に至り且つ前記蓄電手段の蓄電容量が所定蓄電容量未満に至ったときにエネルギ要因により走行を禁止し、前記エネルギ要因により走行が禁止されている最中に前記燃料タンクへの燃料供給が行なわれたことを検出し、前記エネルギ要因により走行が禁止されている最中に前記充電手段による前記蓄電手段の充電が行なわれたことを検出し、前記エネルギ要因により走行が禁止されている最中に前記燃料タンクへの燃料供給と前記蓄電手段の充電とのうちどちらを検出しても前記エネルギ要因による走行の禁止を解除する
   ことを特徴とするハイブリッド自動車の制御方法。
   

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