JP6003943B2

JP6003943B2 - ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法

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Publication number: JP6003943B2
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Inventors: 泰司久野
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Description

本発明は、ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法に関し、より特定的には、ＣＤ（Charge Depleting）モードとＣＳ（Charge Sustaining）モードとを切り換えて走行するハイブリッド車両の制御に関する。

環境に配慮した車両として、内燃機関からの駆動力と回転電機からの駆動力とを用いて走行するハイブリッド車両が知られている。

特開２０１１−５７１１６号公報（特許文献１）には、内燃機関と回転電機とを備えるハイブリッド車両が開示されている。特開２０１１−５７１１６号公報（特許文献１）に記載されるハイブリッド車両は、蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）を消費するＣＤモードと、ＳＯＣを所定の範囲内に維持するＣＳモードとを切り換えて走行する。ＳＯＣが所定量に低下すると、ＣＤモードからＣＳモードへ自動的に切り換えられる。

特開２０１１−５７１１６号公報

上記のように、ＳＯＣが所定量に低下したことに応答してＣＤモードからＣＳモードに切り換えて走行する車両では、ＣＳモードにおけるＳＯＣの維持範囲が比較的狭く設定される場合がある。このような場合、ＳＯＣ維持のためにエンジンが駆動される頻度が多くなり、回転電機からの駆動力のみを用いた走行（ＥＶ走行）が可能な低負荷の場合であっても、内燃機関が駆動されてしまう状況が起こり、燃費が悪化してしまう可能性がある。

本発明は、このような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、ＣＤモードおよびＣＳモードを切り換えて走行することができるハイブリッド車両において、ＣＳモードにおける燃費を向上させることである。

本発明によるハイブリッド車両は、内燃機関と、充放電可能な蓄電装置と、回転電機と、制御装置とを備える。回転電機は、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、蓄電装置のＳＯＣを消費するＣＤモードと、ＳＯＣを所定範囲内に維持するＣＳモードとのいずれかを選択して車両を走行させる。ＣＳモードは、ＳＯＣが所定量まで低下したときに選択される第１のＣＳモードと、ユーザの意思に基づいて選択される第２のＣＳモードとを含む。そして、第２のＣＳモードに対応する第２の所定範囲は、第１のＣＳモードに対応する第１の所定範囲よりも広く設定される。

また、本発明によるハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関と、蓄電装置からの電力を用いて動作する回転電機とを備えたハイブリッド車両についての制御方法である。上記の制御方法は、蓄電装置のＳＯＣを消費するＣＤモードと、ＳＯＣを所定範囲内に維持するＣＳモードとのいずれかを選択して走行するステップを含む。ＣＳモードは、ＳＯＣが所定量まで低下したときに選択される第１のＣＳモードと、ユーザの意思に基づいて選択される第２のＣＳモードとを含む。そして、この制御方法は、第２のＣＳモードに対応する第２の所定範囲を、第１のＣＳモードに対応する第１の所定範囲よりも広く設定するステップをさらに含む。

上記のような構成のハイブリッド車両およびその制御方法によれば、ＳＯＣが所定量まで低下していなくても、ユーザの意思によってＣＳモードを選択することが可能となる。そして、ユーザによって選択されたＣＳモード（第２のＣＳモード）においては、ＳＯＣが所定量まで低下したことに応じて自動的に選択されるＣＳモード（第１のＣＳモード）に比べて、ＳＯＣを維持する変動可能範囲（所定範囲）がより広く設定される。これによって、ＣＳモード（第２のＣＳモード）においても、ＥＶ走行を行なえる機会（期間）を増加することができ、燃費を向上させることが可能となる。

好ましくは、制御装置は、第２のＣＳモードにおいて、加速性よりも燃費低減を優先する所定モードが選択されている場合には、所定モードが選択されていない場合に比べて、第２の所定範囲をさらに広く設定する。

このような構成によれば、ユーザによって選択される第２のＣＳモードにおいて、燃費を優先させるいわゆるエコモードが選択されている場合には、ＳＯＣを維持する際のＳＯＣの所定範囲が、エコモードが選択されていない場合よりも広くされる。これによって、エコモード選択時には、蓄電装置を充電するために内燃機関が始動される頻度が少なくなり、ＥＶ走行を行なう機会を増加することができる。したがって、内燃機関の燃費をさらに向上させることができる。

好ましくは、制御装置は、要求パワーが所定のしきい値よりも大きくなると、内燃機関を駆動して、回転電機からの駆動力に加えて内燃機関からの駆動力を用いてハイブリッド車両を走行させる。そして、制御装置は、第２のＣＳモードにおいて、上記の所定モード（エコモード）が設定されている場合には、エコモードが選択されていない場合に比べて、上記のしきい値を大きく設定する。

このような構成によれば、第２のＣＳモードでかつエコモードが設定されている場合には、要求パワーの増加に伴う内燃機関始動のためのしきい値が、第１のＣＳモードに比べて大きく設定される。これにより、ユーザ要求パワーが増加した際に内燃機関が始動される頻度が少なくなるので、燃費をさらに向上させることができる。

好ましくは、制御装置は、第２のＣＳモードが選択されている場合に内燃機関を動作する際には、内燃機関の作動効率が良好となる所定の動作点に近づくように充電要求パワーを調整する。

このような構成によれば、第２のＣＳモードが設定されている際に内燃機関の始動が必要となった場合には、内燃機関の作動効率ができるだけ良好となるように充電要求パワーが調整される。これによって、たとえば、低負荷時にＳＯＣの低下に伴って蓄電装置の充電が必要となったような場合に、充電要求パワーを増加して内燃機関の負荷を増加させることによって、内燃機関が効率の悪い動作点で運転されることが抑制されるので、燃費をさらに向上させることができる。

好ましくは、第１の所定範囲は上記の所定量に基づいて定められ、第２の所定範囲はユーザによる第２のＣＳモードの選択がなされたときのＳＯＣに基づいて定められる。

このような構成によれば、ユーザにより選択される第２のＣＳモードにおいては、ユーザが所望するＳＯＣ（ユーザが選択を行なった時点でのＳＯＣ）が維持されるように制御が行われるので、ユーザの意思が反映された制御を行なうことが可能となる。

好ましくは、制御装置は、ＣＳモードが選択されている場合には、ＳＯＣに応じて蓄電装置に対する充電要求パワーを設定する。そして、制御装置は、第２のＣＳモードが選択されているときは、第１のＣＳモードが選択されているときよりも、充電要求パワーを大きく設定する。

このような構成によれば、ＣＳモードにおける充電要求パワーは、現在のＳＯＣに応じて（より具体的には、現在のＳＯＣとＳＯＣ目標値との偏差に応じて）設定され、第２のＣＳモードにおいては、第１のＣＳモードのときよりも充電要求パワーが大きくなるように設定される。これによって、第２のＣＳモードにおいては、内燃機関が動作される際には、充電要求パワーが比較的大きくなるため、内燃機関の負荷が増加し、内燃機関をより高効率の動作点で動作させることが可能となる。

本発明によれば、ＣＤモードおよびＣＳモードを切り換えて走行することができるハイブリッド車両において、ユーザの意思によって設定可能な第２のＣＳモードを用いることによって、ＣＳモード実行時の燃費を向上させることができる。

本実施の形態に従うハイブリッド車両の全体ブロック図である。ＣＤモードとＣＳモードを説明するための図である。実施の形態１において実施される、ＣＳモードの切換制御の概要を説明するための図である。実施の形態１において、ＥＣＵで実行されるモード切換制御の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。各モードにおける、ＳＯＣと充放電要求パワーとの関係を説明するための図である。実施の形態２における制御の概要を説明するためのタイムチャートである。実施の形態２において、ＥＣＵで実行されるモード切換制御の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。

以下、本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、図中同一また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。

［車両の基本構成］
図１は、本実施の形態に従うハイブリッド車両１００含む充電システム１０の全体ブロック図である。

図１を参照して、車両１００は、蓄電装置１１０と、システムメインリレー（System Main Relay：ＳＭＲ）１１５と、駆動装置であるＰＣＵ（Power Control Unit）１２０と、モータジェネレータ１３０，１３５と、動力伝達ギヤ１４０と、内燃機関であるエンジン１５０と、駆動輪１６０と、アクセルペダル１７０と、制御装置であるＥＣＵ（Electronic Control Unit）３００とを備える。

蓄電装置１１０は、充放電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１１０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池などの二次電池、あるいは電気二重層キャパシタなどの蓄電素子を含んで構成される。

蓄電装置１１０は、電力線ＰＬ１，ＮＬ１を介してＰＣＵ１２０に接続される。そして、蓄電装置１１０は、車両１００の駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０に供給する。また、蓄電装置１１０は、モータジェネレータ１３０、１３５で発電された電力を蓄電する。蓄電装置１１０の出力電圧はたとえば２００Ｖ程度である。

蓄電装置１１０は、いずれも図示しないが電圧センサ，電流センサおよび温度センサを含み、これらのセンサによって検出された、蓄電装置１１０の電圧ＶＢ，電流ＩＢおよび温度ＴＢをＥＣＵ３００へ出力する。

ＳＭＲ１１５は、一方端が蓄電装置１１０の正極に接続されるとともに他方端が電力線ＰＬ１に接続されるリレーと、一方端が蓄電装置１１０の負極に接続されるとともに他方端が電力線ＮＬ１に接続されるリレーとを含む。ＳＭＲ１１５に含まれる各リレーは、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１に基づいて制御され、蓄電装置１１０とＰＣＵ１２０との間における電力の供給と遮断とを切換える。

ＰＣＵ１２０は、たとえばコンバータおよびインバータを含んで構成される。ＰＣＵ１２０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣ，ＰＷＩにより制御されて、蓄電装置１１０からの直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１３０，１３５を駆動する。また、ＰＣＵ１２０は、モータジェネレータ１３０，１３５で発電された電力を変換して蓄電装置１１０を充電する。

モータジェネレータ１３０，１３５は交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機である。モータジェネレータ１３０，１３５の出力トルクは、減速機や動力分割機構を含んで構成される動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１６０に伝達されて、車両１００を走行させる。モータジェネレータ１３０，１３５は、車両１００の回生制動動作時には、駆動輪１６０の回転力によって発電することができる。そして、その発電電力は、ＰＣＵ１２０によって蓄電装置１１０の充電電力に変換される。

なお、本実施の形態においては、モータジェネレータ１３５を専ら駆動輪１６０を駆動するための電動機として用い、モータジェネレータ１３０を専らエンジン１５０により駆動される発電機として用いるものとする。また、エンジン１５０は、制御信号ＤＲＶを用いてＥＣＵ３００により制御される。

車両１００は、外部電源５００からの電力を用いて蓄電装置１１０を充電するための構成として、充電装置２００と、充電リレーＣＨＲ２１０と、接続部２２０とをさらに備える。

接続部２２０は、外部電源５００からの電力を受けるために、車両１００のボディに設けられる。接続部２２０には、充電ケーブル４００の充電コネクタ４１０が接続される。そして、充電ケーブル４００のプラグ４２０が、外部電源５００のコンセント５１０に接続されることによって、外部電源５００からの電力が、充電ケーブル４００の電線部４３０を介して車両１００に伝達される。また、充電ケーブル４００の電線部４３０には、外部電源５００から車両１００への電力の供給と遮断とを切換えるための、充電回路遮断装置（図示せず）が設けられる場合がある。

充電装置２００は、電力線ＡＣＬ１，ＡＣＬ２を介して接続部２２０に接続される。また、充電装置２００は、ＣＨＲ２１０を介して蓄電装置１１０と接続される。そして、充電装置２００は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＤに基づいて、外部電源５００から供給される交流電力を、蓄電装置１１０が充電可能な直流電力に変換する。

ＣＨＲ２１０は、一方端が蓄電装置１１０の正極端子に接続されるとともに他方端が電力線ＰＬ２に接続されたリレーと、一方端が蓄電装置１１０の負極端子にに接続されるとともに他方端が電力線ＮＬ２に接続されたリレーとを含む。そして、ＣＨＲ２１０は、ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２に基づいて、充電装置２００から蓄電装置１１０への電力の供給と遮断とを切換える。

ＥＣＵ３００は、いずれも図１には図示しないがＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置および入出力バッファを含み、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、蓄電装置１１０および車両１００の各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、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。

ＥＣＵ３００は、蓄電装置１１０からの電圧ＶＢ，電流ＩＢおよび温度ＴＢの検出値に基づいて、蓄電装置１１０の充電状態ＳＯＣを演算する。ＥＣＵ３００は、アクセルペダル１７０からの、ユーザによるアクセルペダル１７０の操作量を示す信号ＡＣＣを受ける。

本実施の形態におけるハイブリッド車両は、ＣＤモードとＣＳモードとを切り換えて走行するように構成されている。

ＣＳモードは、ＳＯＣの目標値に基づいて定められた所定範囲内にＳＯＣを維持するモードである。ＣＳモードにおいては、上記の所定範囲の下限までＳＯＣが低下すると、エンジン１５０が駆動されてモータジェネレータ１３０による発電が行なわれ、その発電電力を用いて蓄電装置１１０が充電される。そして、所定範囲の上限までＳＯＣが回復すると、蓄電装置１１０の充電が停止される。

ＣＤモードは、蓄電装置１１０のＳＯＣを所定範囲に維持することなく消費するモードである。すなわち、ＣＤモードにおいては、基本的には、蓄電装置１１０を充電することを目的としたエンジン１５０の駆動は行われず、走行とともに徐々にＳＯＣが低下する。

ＣＤモードにおいては、モータジェネレータ１３５によって生成される駆動力のみを用いて走行する、いわゆるＥＶ（Electric Vehicle）走行が主に用いられる。なお、モータジェネレータ１３５による駆動力のみではユーザからの要求パワーを実現できないとき、あるいは、エアコンなどの補機装置（図示せず）を駆動するための電力が必要な場合には、ＣＤモードにおいても、エンジン１５０が駆動される。

また、ＥＣＵ３００は、ユーザ操作によって設定されるＣＳモード選択情報ＭＯＤ、および燃費を優先した走行モードの選択情報ＥＣＯを受ける。これらの情報は、運転室内の所定のスイッチ、あるいは、ナビゲーション装置などに用いられる操作パネルをユーザが操作することによって出力される。

図２は、上記のＣＤモードとＣＳモードとの切り換えの一例を説明するための図である。図２を参照して、たとえば、蓄電装置１１０が満充電状態から走行を開始した場合、まずＣＤモードが選択されて、ＳＯＣが所定量ＳＬ１に低下するまでは、ＳＯＣを消費しながら車両が走行される。そして、時刻ｔ１０において、ＳＯＣが所定量ＳＬ１に到達すると、ＣＤモードからＣＳモードに自動的に切り換えられる。ＣＳモードにおいては、所定量ＳＬ１に基づいて定められる制御範囲ＲＮＧ１（たとえば、ＳＬ１±５％）内にＳＯＣが維持されるように、適宜エンジン１５０が駆動されて蓄電装置１１０の充電が行われる。

より具体的には、制御範囲ＲＮＧ１の下限までＳＯＣが低下したことに応答してエンジン１５０が駆動されて、蓄電装置１１０の充電が行われる。そして、制御範囲ＲＮＧ１の上限までＳＯＣが回復したことに応答して、蓄電装置１１０の充電が停止される。このように、ＣＳモードにおいては、蓄電装置１１０の充電と放電を繰り返して行ないながら、ＳＯＣが所定の制御範囲ＲＮＧ１内に維持される。なお、図２で説明したように、ＳＯＣが所定量まで低下したことに応じて自動的に切り換えられるＣＳモードを、本実施の形態においては、第１のＣＳモードと呼ぶこととする。

なお、図１においては、車両外部の電源からの電力を用いて蓄電装置を充電することが可能ないわゆるプラグインハイブリッドの構成を例として説明したが、本実施の形態のハイブリッド車両は、外部充電機能のないハイブリッド車両であってもよい。

［実施の形態１］
ハイブリッド車両においては、上記のようにＳＯＣが所定量まで低下したことに伴って自動的に切り換わるＣＳモード（第１のＣＳモード）に加えて、ユーザの意思によって所望のタイミングでＣＤモードから切り換えるＣＳモード（以下、第２のＣＳモードとも称する。）を選択することが可能な構成を有するものがある。この第２のＣＳモードは、たとえば、ユーザがＳＯＣを温存しておきたいと思うような場合に選択される。

ここで、第１のＣＳモードの場合、ＣＤモードをできるだけ長く継続するために、モード切換えのためのＳＯＣの所定量ＳＬ１（すなわち、第１のＣＳモードにおける目標ＳＯＣ）が比較的低く設定される場合がある。そのため、変動可能範囲（上記の制御範囲ＲＮＧ１）について、特に下限方向の余裕代が少ないために、制御範囲が狭く設定されてしまう。このような狭い制御範囲でＣＳモードが適用されると、制御範囲の下限まで低下したことに応じて充電のためにエンジンが始動される頻度が高くなり、また、ＳＯＣ回復後もＳＯＣを消費する期間が短かくなるため、結果として燃費の低下を招いてしまう状態が起こり得る。

一方で、第２のＣＳモードにおいては、基本的には、ＳＯＣ目標値が第１のＣＳモードよりも高く設定されるため、制御範囲の下限方向の余裕代を大きくとることができ、上記のような燃費の低下を抑制できる余地がある。

そのため、本実施の形態においては、第２のＣＳモードにおいては、ＳＯＣを維持する制御範囲を、第１のＣＳモードにおける制御範囲よりも広くなるように設定する。このようにすることによって、第２のＣＳモードにおいてエンジンの始動頻度が低減されるとともに、ＳＯＣを消費しながら走行する期間が増加するため、ＣＳモードにおいて燃費の低減を抑制しつつＳＯＣを所定範囲に維持することが可能となる。

図３は、実施の形態１におけるＣＳモードの切換制御を説明するための図である。図３においては、破線ＬＮ１は図２で説明した第１のＣＳモードを示しており、実線ＬＮ２は本実施の形態１における第２のＣＳモードを示している。なお、第１のＣＳモードについては、図２と同様であるのでその説明は繰り返さない。

図３を参照して、図２と同様に満充電状態から走行が開始されると、まずＣＤモードが選択されて、ＳＯＣを消費しながら車両が走行される。ＳＯＣが所定量ＳＬ１よりも大きいＳＬ２である時刻ｔ５において、ユーザによるＣＳ選択スイッチの操作によってＣＳモードが選択されると、第２のＣＳモードが選択され、ＳＯＣがＳＬ２に基づいて定められる制御範囲ＲＮＧ２内に維持されるような制御が行われる。このとき、ＳＯＣの変動可能範囲である制御範囲ＲＮＧ２は、第１のＣＳモードにおける制御範囲ＲＮＧ１よりも広くなるように設定される（たとえば、ＳＬ２±１０％）。

第２のＣＳモードにおいては、目標ＳＯＣであるＳＬ２の値はＳＬ１よりも大きいため、下限方向の余裕代がＳＬ１に比べて大きい。そのため、制御範囲ＲＮＧ２を制御範囲ＲＮＧ１に比べて広く設定することが可能である。このように、制御範囲を広く設定することで、エンジン１５０が始動される頻度が少なくなるとともに、ＳＯＣ回復後にＳＯＣを消費しながら走行できる期間を長くすることができる。

なお、図３においては、制御範囲ＲＮＧ２は、ユーザ操作がされたときのＳＯＣであるＳＬ２を中心として、上下限までの範囲が等しくなるような例が示されているが、たとえば、上限値については第１のＣＳモードと同様の範囲（ＳＬ２＋５％）とし、下限値のみを第１のＣＳモードよりも広い範囲（ＳＬ２−１０％）とするようにしてもよい。

図４は、上記のような制御を実現するために、ＥＣＵ３００実行されるモード切換制御の処理を説明するためのフローチャートである。図４および後述する図７に示されるフローチャート中の各ステップについては、ＥＣＵ３００に予め格納されたプログラムを所定周期で実行することによって実現される。あるいは、一部のステップについては、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図１および図４を参照して、ＥＣＵ３００は、ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、車両１００が、走行可能状態であるＲｅａｄｙ−ＯＮ状態であるか否かを判断する。Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態とは、具体的には、ＳＭＲ１１５が閉成され、ＰＣＵ１２０およびエンジン１５０の駆動準備が完了している状態を言う。

Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態でない場合（Ｓ１００にてＮＯ）は、車両１００はまだ走行できる状態ではく、モードを選択する必要はないので、ＥＣＵ３００は、以降のステップをスキップして、処理を終了する。

Ｒｅａｄｙ−ＯＮ状態である場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）は、処理がＳ１１０に進められ、ＥＣＵ３００は、ユーザによりＣＳ選択スイッチがオンされたか否か、すなわち、第２のＣＳモードが選択されたか否かを判定する。

ユーザ操作により第２のＣＳモードが選択されていない場合（Ｓ１１０にてＮＯ）は、ＥＣＵ３００は、処理をＳ１６０に進めて、ＳＯＣが所定量ＳＬ１までＳＯＣが低下したか否かを判定する。ＳＯＣがＳＯＣ目標値ＳＬ１まで低下していない場合（Ｓ１６０にてＮＯ）は、ＥＣＵ３００は、ＣＳモードへ移行するタイミングではないと判定して、Ｓ１９５に処理を進めてＣＤモードを選択する。ＣＤモードが選択されると、ＥＣＵ３００は、ＳＯＣの維持を目的とした蓄電装置１１０の充電を抑制しつつ、ＳＯＣを消費しながら走行するような制御を実行する。

ＳＯＣが所定量ＳＬ１まで低下した場合（Ｓ１６０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１７０に進められて、ＥＣＵ３００は、ＣＳモード（第１のＣＳモード）を選択する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ１８０にて上記の所定量ＳＬ１をＣＳモードにおけるＳＯＣ目標値に設定するとともに、Ｓ１９０にてＣＳモードにおける制御範囲をＲＮＧ１に設定する。そして、ＥＣＵ３００は、Ｓ２００にて、ＳＯＣに基づいた充電要求パワーの制限を行なう。

上述のように、第１のＣＳモードにおける制御範囲ＲＮＧ１は比較的狭く設定されているため、充電要求パワーを大きく設定していると、ＳＯＣの回復時間が短くなり、エンジン１５０の始動／停止が頻繁に実行されてしまう状態となり得る。そのため、第１のＣＳモードにおいては、図５に示されるように、ＳＯＣ目標値ＳｔｇからのＳＯＣの偏差に応じて設定される充電要求パワー（および放電要求パワー）を、通常時（および第２のＣＳモード時）に比べて緩やかにすることで、頻繁なエンジン１５０の始動／停止を抑制している。なお、Ｓ２００における充電要求パワーの制限は必須ではなく、たとえば充電要求パワーが予め緩やかに設定されているような場合には、さらなる制限を行なわなくてもよい。

その後、ＥＣＵ３００は、処理をＳ１５０に進めて、エンジン１５０を始動してＳＯＣを回復させるＳＯＣ保持制御を実行する。このＳＯＣ保持制御においては、ＳＯＣが制御範囲ＲＮＧ１の上限値に到達するまで、エンジン１５０によるモータジェネレータ１３５の駆動で生じる発電電力を用いて蓄電装置１１０が充電される。

一方、Ｓ１１０にて、ユーザの操作によって第２のＣＳモードが選択された場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）には、ＥＣＵ３００は、処理をＳ１２０に進めて、図３で説明したように、ユーザ操作が行われた時点でのＳＯＣを目標値ＳＬ２として設定するとともに、Ｓ１３０にてＳＯＣの制御範囲ＲＮＧ２（＞ＲＮＧ１）を設定する。

その後、ＥＣＵ３００は、Ｓ１４０にて、図５で示したような第１のＣＳモードにおける充電要求パワーおよび放電要求パワーの制限を解除し、Ｓ１５０でＳＯＣ保持制御を実行する。第２のＣＳモードにおいては、制御範囲が比較的広く設定されているため、充電要求パワーが比較的大きく設定されていても、ＳＯＣ回復後のＥＶ走行可能な期間を長くとることができるので、燃費の悪化が生じにくい。また、充電要求パワーを大きく設定することで、低負荷走行時であっても、エンジン１５０の負荷を増加させてエンジン１５０をより高効率な動作点で駆動して燃費を低減することが可能となるとともに、ＳＯＣ回復に必要となるエンジン１５０の駆動時間を短くすることができる。

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、ＣＤモードとＣＳモードとを切り換えて走行することができるハイブリッド車両において、ユーザの意思によってＣＤモードからＣＳモードに随時切り換えることができるとともに、ユーザにより選択されたＣＳモード（第２のＣＳモード）においては、ＳＯＣ低下によって自動的に切り換えられるＣＳモード（第１のＣＳモード）に比べてＳＯＣの変動可能範囲を広く設定することで、エンジンの始動頻度を低下させ、さらにはＥＶ走行可能な期間を長く設定することができる。また、エンジン駆動中においては、より高効率な動作点での駆動することができる。これによって、ＣＳモードにおける燃費を向上させることが可能となる。

［実施の形態２］
実施の形態１においては、ユーザの操作によって選択されるＣＳモード（第２のＣＳモード）の場合のＳＯＣの制御範囲を、第１のＣＳモードでの制御範囲よりも広く設定する例を説明した。

ここで、車両によっては、走行性能よりも燃費向上を優先する走行モード（以下、「エコモード」とも称する。）を設定することが可能なものが知られている。このようなエコモードの設定が可能な車両においては、第２のＣＳモードにおいてさらなる燃費の向上が求められる場合がある。

実施の形態２においては、第２のＣＳモードが選択されている際に、さらにエコモードが選択された場合の燃費向上策の一例について説明する。より具体的には、実施の形態２においては、第２のＣＳモードでかつエコモードが選択された場合には、上記の実施の形態１における制御範囲をさらに広く設定するとともに、システム要求パワーについてのエンジン始動しきい値を高く設定する。これによって、エンジンの始動頻度がさらに低減されるので、ＣＳモードにおける燃費をさらに向上させることが可能になる。

なお、制御範囲をさらに広く設定すると、ＳＯＣを維持するＣＳモードであるにも関わらず、ＳＯＣ変化が大きくなってしまうが、エコモードを選択したユーザ自身が、燃費を優先するような制御の変化を期待しているため、ＳＯＣの変化が多少大きくなったとしても問題になりにくい。

図６は、実施の形態２における制御の概要を説明するためのタイムチャートである。図６においては、横軸に時間が示されており、縦軸には、エコモードの設定状態、ＣＤ／ＣＳモードの設定状態、ＳＯＣ、およびシステム要求パワーが示される。

ここで、システム要求パワーは、アクセルペダルの操作量ＡＣＣに基づくユーザからの要求パワー、補機装置の駆動のために必要なパワー、および、蓄電装置の充電要求パワー等を統合した、システム全体として要求されるパワーとして規定される。そして、システム要求パワー（図６の実線ＬＮ１２）が、所定のしきい値（図６の破線ＬＮ１１）を上回るとエンジンが始動される。

図６を参照して、時刻ｔ２１までは、エコモードの設定がなされておらず、かつ、ＳＯＣが所定量ＳＬ１よりも大きいため、ＣＤモードが選択された状態である。

時刻ｔ２１にて、ユーザ操作によりエコモードが選択される。エコモードにおいては、エンジンやモータジェネレータ、および／または、補機装置などの制御について燃費削減のためのさまざまな施策が実施されることが知られている。なお、図６においては、時刻ｔ２１でエコモードが選択されても、ＳＯＣが所定量ＳＬ１よりも大きいためＣＤモードが継続される。

時刻ｔ２２において、ユーザの操作によってＣＳモードが選択されると（第２のＣＳモード）、図３で説明したのと同様に、選択時点（時刻ｔ２２）におけるＳＯＣを目標値ＳＬ２として設定するとともに、ＳＯＣの変動可変範囲（制御範囲）をＲＮＧ２Ａに設定する。このときの制御範囲ＲＮＧ２Ａは、エコモードが選択されていない場合（図６中の時刻ｔ２３以降）の第２のＣＳモードにおける制御範囲ＲＮＧ２Ｂ（図３におけるＲＮＧ２に対応）よりもさらに広く設定される。これにより、ＣＤモード時、およびエコモードでない第２のＣＳモード時に比べて、エンジンの始動頻度をさらに低減できる。

さらに、実施の形態２においては、エコモードでかつ第２のＣＳモードが選択されている場合には、図６の破線ＬＮ１１で示されるように、システム要求パワーのエンジン始動しきい値が、通常よりも高く設定される。これによって、システム要求パワーが増加した場合であっても、エンジンが始動されにくくなるので、エンジンの始動頻度をさらに低減できる。

図７は、実施の形態２で実行されるモード切換制御の処理の詳細を説明するためのフローチャートである。図７においては、実施の形態１の図４で説明したフローチャートのステップＳ１３０がステップＳ１３０Ａに置き換えられたものとなっている。ステップＳ１３０Ａには、ステップＳ１３１Ａ〜Ｓ１３４Ａが含まれている。なお、図７において、図４と重複するステップの説明は繰り返さない。

図７を参照して、ユーザ選択によって第２のＣＳモードが選択された場合（Ｓ１１０にてＹＥＳ）は、処理がＳ１２０に進められて、ＥＣＵ３００は、第２のＣＳモードが選択された時点でのＳＯＣを目標値ＳＬ２として設定する。

その後、Ｓ１３１Ａにて、ＥＣＵ３００は、ユーザ操作によりエコモードが選択されているか否かを判定する。

エコモードが設定されていない場合（Ｓ１３１ＡにてＮＯ）は、処理がＳ１３４Ａに進められて、ＥＣＵ３００は、制御範囲をＲＮＧ２Ｂ（＞ＲＮＧ１）に設定し、処理をＳ１４０に進める。

一方、エコモードが設定されている場合（Ｓ１３１ＡにてＹＥＳ）は、処理がＳ１３２Ａに進められて、ＥＣＵ３００は、制御範囲をＲＮＧ２Ａ（＞ＲＮＧ２Ｂ）に設定する。さらに、ＥＣＵ３００は、Ｓ１３３Ａにて、システム要求パワーのエンジン始動しきい値を引き上げる。そして、ＥＣＵ３００は、処理をＳ１４０に進める。

ＥＣＵ３００は、Ｓ１４０においてＳＯＣに基づく充電要求パワーの制限を解除し、Ｓ１３２ＡまたはＳ１３４Ａで設定された制御範囲内にＳＯＣが維持されるように、Ｓ１５０にてＳＯＣ保持制御を実施する。

図６には示されていないが、エコモードかつ第２のＣＳモードの場合でないときには、システム要求パワーのエンジン始動しきい値は通常の値に戻される。

以上のような処理に従って制御を行なうことによって、第２のＣＳモードにおいてエコモードがさらに選択されている場合には、エコモードが選択されていない場合よりもエンジン始動頻度をさらに低減することができるので、ＣＳモードにおける燃費を向上させることが可能となる。

なお、図７においては、エコモード選択時に、第２のＣＳモードにおけるＳＯＣ制御範囲の拡大およびエンジン始動しきい値の上昇の双方が実行される例が示されているが、これらのいずれか一方が行われる態様としてもよい。

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、上記した実施の形態の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。

１０充電システム、１００車両、１１０蓄電装置、１１５ＳＭＲ、１２０ＰＣＵ、１３０，１３５モータジェネレータ、１４０動力伝達ギヤ、１５０エンジン、１６０駆動輪、１７０アクセルペダル、３００ＥＣＵ、ＡＣＬ１，ＡＣＬ２，ＮＬ１，ＮＬ２，ＰＬ１，ＰＬ２電力線、２００充電装置、２１０ＣＨＲ、２２０接続部、４００充電ケーブル、４１０充電コネクタ、４２０プラグ、４３０電線部、５００外部電源、５１０コンセント。

Claims

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回転電機と、
前記蓄電装置のＳＯＣを消費するＣＤ（Charge Depleting）モードと、前記ＳＯＣを所定範囲内に維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードとのいずれかを選択して走行するための制御装置とを備え、
前記ＣＳモードは、前記ＳＯＣが所定量まで低下したときに選択される第１のＣＳモードと、ユーザの意思に基づいて選択される第２のＣＳモードとを含み、
前記制御装置は、
前記第２のＣＳモードに対応する第２の所定範囲を、前記第１のＣＳモードに対応する第１の所定範囲よりも広く設定し、
前記第２のＣＳモードにおいて、加速性よりも燃費低減を優先する所定モードが選択されている場合には、前記所定モードが選択されていない場合に比べて、前記第２の所定範囲をさらに広く設定する、ハイブリッド車両。
前記制御装置は、要求パワーが所定のしきい値よりも大きくなると、前記内燃機関を駆動して、前記回転電機からの駆動力に加えて前記内燃機関からの駆動力を用いて前記ハイブリッド車両を走行させ、
前記制御装置は、前記第２のＣＳモードにおいて、前記所定モードが設定されている場合には、前記所定モードが選択されていない場合に比べて、前記しきい値を大きく設定する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
前記制御装置は、前記第２のＣＳモードが選択されている場合に前記内燃機関を動作する際には、前記内燃機関の作動効率が良好となる所定の動作点に近づくように充電要求パワーを調整する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
前記第１の所定範囲は、前記所定量に基づいて定められ、
前記第２の所定範囲は、ユーザによる前記第２のＣＳモードの選択がなされたときの前記ＳＯＣに基づいて定められる、請求項１に記載のハイブリッド車両。
前記制御装置は、前記ＣＳモードが選択されている場合には、前記ＳＯＣに応じて前記蓄電装置に対する充電要求パワーを設定し、
前記制御装置は、前記第２のＣＳモードが選択されているときは、前記第１のＣＳモードが選択されているときよりも、前記充電要求パワーを大きく設定する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
内燃機関と、蓄電装置からの電力を用いて動作する回転電機とを備えたハイブリッド車両の制御方法であって、
前記蓄電装置のＳＯＣを消費するＣＤ（Charge Depleting）モードと、前記ＳＯＣを
所定範囲内に維持するＣＳ（Charge Sustaining）モードとのいずれかを選択して走行するステップを含み、
前記ＣＳモードは、前記ＳＯＣが所定量まで低下したときに選択される第１のＣＳモードと、ユーザの意思に基づいて選択される第２のＣＳモードとを含み、
前記制御方法は、
前記第２のＣＳモードに対応する第２の所定範囲を、前記第１のＣＳモードに対応する第１の所定範囲よりも広く設定するステップと、
ユーザ設定に応じて、加速性よりも燃費低減を優先する所定モードを選択するステップと、
前記第２のＣＳモードにおいて、前記所定モードが選択されている場合には、前記所定モードが選択されていない場合に比べて、前記第２の所定範囲をさらに広く設定するステップとをさらに含む、ハイブリッド車両の制御方法。