特開 2024-112007 ハイブリッド車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024112007

(43)【公開日】2024-08-20

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/00 20060101AFI20240813BHJP

   B60K 6/442 20071001ALI20240813BHJP

   B60K 6/24 20071001ALI20240813BHJP

   B60K 6/40 20071001ALI20240813BHJP

   B60W 20/17 20160101ALI20240813BHJP

   B60W 20/20 20160101ALI20240813BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20240813BHJP

   B60W 20/10 20160101ALI20240813BHJP

   B60W 10/30 20060101ALI20240813BHJP

   B60W 20/13 20160101ALI20240813BHJP

   B60W 20/15 20160101ALI20240813BHJP

   F02B 37/00 20060101ALI20240813BHJP

   F02B 37/18 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

B60W10/00 900

B60K6/442 ZHV

B60K6/24

B60K6/40

B60W20/17

B60W20/20

B60W10/06 900

B60W20/10

B60W10/30 900

B60W20/13

B60W20/15

F02B37/00 500B

F02B37/18 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023016807

(22)【出願日】2023-02-07

(71)【出願人】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002664

【氏名又は名称】弁理士法人相原国際知財事務所

(72)【発明者】

【氏名】澤田 徹

【テーマコード（参考）】

3D202

3G005

【Ｆターム（参考）】

3D202AA02

3D202BB02

3D202BB43

3D202BB46

3D202CC22

3D202CC24

3D202DD11

3D202DD18

3D202DD45

3D202EE00

3D202EE01

3D202EE19

3D202EE23

3D202FF12

3G005EA14

3G005EA25

3G005FA01

3G005FA04

3G005JA39

(57)【要約】

【課題】複数の走行モードで走行可能なハイブリッド車両において、低回転用過給機および高回転用過給機をより適切に選択してドライバビリティや燃費の向上を図る。
【解決手段】車両１は、エンジン２の低回転領域Ａ１から中回転領域Ａ２までの間で使用される低回転用ターボ５０と、エンジン２の高回転領域Ａ３から中回転領域Ａ２までの間で使用される高回転用ターボ６０と、低回転用ターボ５０および高回転用ターボ６０の使用の切り替えを制御するコントロールユニット２０とを備え、コントロールユニット２０は、パラレルモードでエンジン２が中回転領域Ａ２で運転されるとき、低回転用ターボ５０を使用し、シリーズモードでエンジン２が中回転領域Ａ２で運転されるとき、高回転用ターボ６０を使用する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関と、走行用モータとを備え、前記内燃機関の動力により発電しつつ前記走行用モータを駆動源として走行するシリーズモードと前記内燃機関および前記走行用モータを駆動源として走行するパラレルモードとを切り替えるハイブリッド車両であって、
前記内燃機関の低回転領域から中回転領域までの間で使用される低回転用過給機と、
前記内燃機関の高回転領域から中回転領域までの間で使用される高回転用過給機と、
前記低回転用過給機および前記高回転用過給機の使用の切り替えを制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置は、前記パラレルモードで前記内燃機関が前記中回転領域で運転されるとき、前記低回転用過給機を使用し、前記シリーズモードで前記内燃機関が前記中回転領域で運転されるとき、前記高回転用過給機を使用するハイブリッド車両。

【請求項2】

前記高回転用過給機は、前記中回転領域のうちの少なくとも一部を含む所定の高回転用シャフト振動領域で前記内燃機関が運転されるとき、他の領域で前記内燃機関が運転されるときよりもシャフトが振動しやすく、
前記制御装置は、前記シリーズモードで前記内燃機関が前記中回転領域のうちの前記所定の高回転用シャフト振動領域で運転されるとき、前記低回転用過給機を使用する
請求項１に記載のハイブリッド車両。

【請求項3】

前記低回転用過給機は、前記中回転領域のうちの少なくとも一部を含む所定の低回転用シャフト振動領域で前記内燃機関が運転されるとき、他の領域で前記内燃機関が運転されるときよりもシャフトが振動しやすく、
前記所定の低回転用シャフト振動領域と前記所定の高回転用シャフト振動領域とは、前記中回転領域において互いに重複する重複領域を含み、
前記制御装置は、前記シリーズモードで前記内燃機関が前記重複領域で運転されるとき、前記高回転用過給機を使用すると共に前記高回転用過給機のシャフトに供給する潤滑油の供給量を増加させる
請求項２に記載のハイブリッド車両。

【請求項4】

前記制御装置は、前記シリーズモードで前記内燃機関が前記中回転領域で運転されると共に、前記走行用モータに電力を供給する駆動用バッテリの充電量が所定値未満となったとき、前記低回転用過給機を使用する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。

【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、特に低回転用過給機および高回転用過給機を備えたハイブリッド車両に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、内燃機関の低回転領域で使用される低回転用過給機と、内燃機関の高回転領域で使用される高回転用過給機とを備えた車両に関する技術が知られている。例えば、特許文献１には、エンジンと、エンジンの低回転時に過給を行う第１ターボ過給機と、エンジンの高回転時に過給を行う第２ターボ過給機と、第１及び第２ターボ過給機に関連する排気通路の選択及び排気ガス流量の制御を行うための第１及び第２排気制御弁とを備えた車両が記載されている。この車両では、第１及び第２ターボ過給機を用いて成層燃焼又は均質燃焼を実現させるように、エンジンの運転条件に応じて排気制御弁の開閉動作を制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－１７７７９４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に記載の車両は、駆動源としての内燃機関を備えた車両において、当該内燃機関の運転条件に応じて各過給機のいずれを使用するかを選択している。しかしながら、内燃機関に加えて駆動源としての走行用モータを備えたハイブリッド車両では、内燃機関の運転条件のみならず、複数の条件で走行モードが変化する。このようなハイブリッド車両において、低回転用過給機と高回転用過給機とを適切に選択し、燃費やドライバビリティの向上を図ることが求められる。

【0005】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の走行モードで走行可能なハイブリッド車両において、低回転用過給機および高回転用過給機をより適切に選択して燃費やドライバビリティの向上を図ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両は、内燃機関と、走行用モータとを備え、前記内燃機関の動力により発電しつつ前記走行用モータを駆動源として走行するシリーズモードと前記内燃機関および前記走行用モータを駆動源として走行するパラレルモードとを切り替えるハイブリッド車両であって、前記内燃機関の低回転領域から中回転領域までの間で使用される低回転用過給機と、前記内燃機関の高回転領域から中回転領域までの間で使用される高回転用過給機と、前記低回転用過給機および前記高回転用過給機の使用の切り替えを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記パラレルモードで前記内燃機関が前記中回転領域で運転されるとき、前記低回転用過給機を使用し、前記シリーズモードで前記内燃機関が前記中回転領域で運転されるとき、前記高回転用過給機を使用する。

【0007】

この構成により、シリーズモードでは高回転用過給機の使用領域が拡大され、パラレルモードでは低回転用過給機の使用領域が拡大される。その結果、内燃機関の運転条件のみではなく、例えば走行用モータへと電力を供給する駆動用バッテリの温度などによっても走行モードが変化するハイブリッド車両において、シリーズモードではより燃費を向上させ、パラレルモードではより出力の応答性を向上させることができる。したがって、本発明のハイブリッド車両によれば、複数の走行モードで走行可能なハイブリッド車両において、低回転用過給機および高回転用過給機をより適切に選択してドライバビリティや燃費の向上を図ることができる。

【0008】

また、前記高回転用過給機は、前記中回転領域のうちの少なくとも一部を含む所定の高回転用シャフト振動領域で前記内燃機関が運転されるとき、他の領域で前記内燃機関が運転されるときよりもシャフトが振動しやすく、前記制御装置は、前記シリーズモードで前記内燃機関が前記中回転領域のうちの前記所定の高回転用シャフト振動領域で運転されるとき、前記低回転用過給機を使用することが好ましい。

【0009】

この構成により、高回転用過給機のシャフトが振動しやすい所定の高回転用シャフト振動領域では、シリーズモードであっても低回転用過給機を使用するため、高回転用過給機のシャフトの振動を抑制することができる。このとき、高回転用過給機のシャフトへの潤滑油の供給量を増加する必要がないため、潤滑油の供給量の増加による燃費低下を抑制することができる。

【0010】

また、前記低回転用過給機は、前記中回転領域のうちの少なくとも一部を含む所定の低回転用シャフト振動領域で前記内燃機関が運転されるとき、他の領域で前記内燃機関が運転されるときよりもシャフトが振動しやすく、前記所定の低回転用シャフト振動領域と前記所定の高回転用シャフト振動領域とは、前記中回転領域において互いに重複する重複領域を含み、前記制御装置は、前記シリーズモードで前記内燃機関が前記中回転領域のうちの前記重複領域で運転されるとき、前記高回転用過給機を使用すると共に前記高回転用過給機のシャフトに供給する潤滑油の供給量を増加させることが好ましい。

【0011】

この構成により、低回転用過給機のシャフトおよび高回転用過給機のシャフトの双方が振動しやすい重複領域では、高回転用過給機のシャフトへの潤滑油の供給量を増加させて当該シャフトの振動を抑制することができる。

【0012】

また、前記制御装置は、前記シリーズモードで前記内燃機関が前記中回転領域で運転されると共に、前記走行用モータに電力を供給する駆動用バッテリの充電量が所定値未満となったとき、前記低回転用過給機を使用することが好ましい。

【0013】

この構成により、駆動用バッテリの充電のために内燃機関の出力の急増が必要となる可能性がある場合に、低回転用過給機を使用することで内燃機関の出力の応答性を高めることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明のハイブリッド車両によれば、複数の走行モードで走行可能なハイブリッド車両において、低回転用過給機および高回転用過給機をより適切に選択してドライバビリティや燃費の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第一実施形態のハイブリッド車両の走行駆動系の概略構成図である。

【図2】エンジンの吸排気系を示す概略構成図である。

【図3】低回転用ターボおよび高回転用ターボの作動領域を示す説明図である。

【図4】第一実施形態のターボ切り替え制御の処理を示すフローチャートである。

【図5】第二実施形態のターボ切り替え制御の処理を示すフローチャートである。

【図6】シャフトに振動が生じやすくなる領域の一例を示すための説明図である。

【図7】第三実施形態のターボ切り替え制御の処理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】

【0016】

［第一実施形態］
以下、図面に基づき本発明の第一実施形態について説明する。図１は、第一実施形態のハイブリッド車両の走行駆動系の概略構成図である。ハイブリッド車両１（以下、「車両１」と称する）は、エンジン（内燃機関）２の出力によって車輪を駆動して走行可能であるとともに、車輪を駆動する電動のフロントモータ（走行用モータ）４を備えたプラグインハイブリッド車やハイブリッド車等の車両である。なお、プラグインハイブリッド車とは、外部電源から車両に搭載された駆動用バッテリに対して電力を供給したり、駆動用バッテリから車外の電化製品等に電力を供給したりすることができる車両である。

【0017】

エンジン２は、フロントトランスアクスル７を介して前輪３の駆動軸８を駆動すると共に、フロントトランスアクスル７を介してモータジェネレータ９を駆動して発電させる。エンジン２と前輪３とは、フロントトランスアクスル７内に配置されたクラッチ１６を介して接続されている。なお、車両１には、エンジン２に燃料を供給する燃料を貯留する燃料タンク１７が設けられている。

【0018】

フロントモータ４は、コントロールユニット２０を介して、車両１に搭載された駆動用バッテリ１１およびモータジェネレータ９から高電圧の電力を供給されて駆動し、フロントトランスアクスル７を介して前輪３の駆動軸８を駆動する。モータジェネレータ９は、発電した電力により駆動用バッテリ１１を充電可能であるとともに、フロントモータ４に電力を供給可能である。駆動用バッテリ１１は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成されており、その充電率（SOC：State Of Charge）を検出する充電率検出部１１ａが設けられている。また、駆動用バッテリ１１は、その温度を検出する温度検出部１１ｂが設けられている。

【0019】

コントロールユニット２０は、車両１の制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびタイマなどを含んで構成される。コントロールユニット２０は、走行モード、フロントモータ４の出力、モータジェネレータ９の発電量および出力、エンジン２における燃料噴射量及び燃料噴射時期、フロントトランスアクスル７におけるクラッチ１６の断接等を制御する機能を有する。

【0020】

走行モードは、ＥＶモード、シリーズモードおよびパラレルモードを含む。ＥＶモードでは、エンジン２を停止し、駆動用バッテリ１１から供給される電力によりフロントモータ４を駆動して走行させる。シリーズモードでは、フロントトランスアクスル７のクラッチ１６を切断し、エンジン２によりモータジェネレータ９を作動して発電させる。そして、モータジェネレータ９により発電された電力および駆動用バッテリ１１から供給される電力によりフロントモータ４を駆動して走行させる。なお、シリーズモードでは、エンジン２の回転速度を効率の良い値に設定する。パラレルモードでは、フロントトランスアクスル７のクラッチ１６を接続し、エンジン２から機械的に動力を伝達するとともにフロントモータ４を駆動して前輪３を駆動させる。

【0021】

コントロールユニット２０は、車速、エンジン２の負荷（目標トルク）、駆動用バッテリ１１の充電率や温度といった複数の条件に応じて走行モードを切り替える。具体的には、コントロールユニット２０は、車速が所定車速以上のときや目標トルクが所定トルク以上のときには、走行モードをパラレルモードとし、所定車速未満のときや目標トルクが所定トルク未満のときには、駆動用バッテリ１１の充電率に基づいて走行モードをＥＶモードとシリーズモードとの間で切り替える。それにより、高速領域のようにエンジン２の効率が良い領域や目標トルクが高い場合にはパラレルモードによって走行に要求される出力を得ることができ、中低速領域ではシリーズモードによって燃費を向上させることができる。また、コントロールユニット２０は、駆動用バッテリ１１の温度が所定の低温時の温度未満であるときや、所定の高温時の温度以上であるときには、走行モードをパラレルモードとする。それにより、駆動用バッテリ１１が低温または高温であることで駆動用バッテリ１１の充放電電力に制限が生じる場合に、パラレルモードによって走行に要求される出力を安定的に得ることができる。

【0022】

図２は、エンジン２の吸排気系の一例を示す概略構成図である。エンジン２は、複数の気筒を備えたディーゼルエンジンである。なお、エンジン２は、ガソリンエンジンであってもよい。エンジン２の吸気通路３１には、エンジン２に向かって上流側から順番に、エアフィルタ３２、吸気スロットル３３などが設けられている。エンジン２の排気通路３５には、エンジン２から下流側へ順番に、酸化触媒３６、パティキュレートフィルタ３７、排気スロットル３８、マフラ３９などが設けられている。なお、エンジン２には、排気の一部を吸気側に還流する図示しないＥＧＲ装置などが設けられてもよい。

【0023】

さらに、エンジン２には、低回転用ターボチャージャ（低回転用過給機）５０（以下、低回転用ターボ５０と称する）と、高回転用ターボチャージャ（高回転用過給機）６０（以下、高回転用ターボ６０と称する）が設けられている。低回転用ターボ５０は、吸気通路３１に設けられたコンプレッサ５０ｃと、排気通路３５に設けられたタービン５０ｔと、コンプレッサ５０ｃとタービン５０ｔとを連結するシャフト５０ｓとを有する。吸気通路３１には、コンプレッサ５０ｃを迂回してエンジン２への吸気を流通させるバイパス通路５１が設けられ、バイパス通路５１には、当該バイパス通路５１を開閉するバイパスバルブ５２が設けられている。また、排気通路３５には、タービン５０ｔを迂回してエンジン２からの排気を流通させるバイパス通路５３が設けられ、バイパス通路５３には、当該バイパス通路５３を開閉するバイパスバルブ５４が設けられている。

【0024】

高回転用ターボ６０は、吸気通路３１に設けられたコンプレッサ６０ｃと、排気通路３５に設けられたタービン６０ｔと、コンプレッサ６０ｃとタービン６０ｔとを連結するシャフト６０ｓとを有する。排気通路３５には、タービン６０ｔを迂回してエンジン２からの排気を流通させるバイパス通路６１が設けられ、バイパス通路６１には、当該バイパス通路６１を開閉するウェイストゲートバルブ６２が設けられている。バイパスバルブ５２、５４およびウェイストゲートバルブ６２は、コントロールユニット２０により開閉制御され、それにより、低回転用ターボ５０および高回転用ターボ６０のいずれを使用するかが切り替えられる。

【0025】

また、車両１には、上記シャフト５０ｓ、シャフト６０ｓへと潤滑油を供給するための油圧回路７０が設けられている。油圧回路７０は、潤滑油の貯留タンク、ポンプ、複数の流量制御弁（いずれも図示省略）などを含み、コントロールユニット２０により各シャフト５０ｓ、６０ｓへと供給される潤滑油の供給量（油圧）が制御される。

【0026】

図３は、低回転用ターボ５０および高回転用ターボ６０の作動領域を示す説明図である。図示するように、低回転用ターボ５０および高回転用ターボ６０は、エンジン２の回転数を横軸に、トルクを縦軸とするエンジン２の運転領域において、それぞれの作動領域が定められている。低回転用ターボ５０は、エンジン２の低回転領域Ａ１から中回転領域Ａ２（図３中で斜線を付した領域）までを含む領域で使用される小容量のターボチャージャである。一方、高回転用ターボ６０は、エンジン２の中回転領域Ａ２から高回転領域Ａ３を含む領域で使用される大容量のターボチャージャである。上記中回転領域Ａ２は、低回転用ターボ５０および高回転用ターボ６０の双方を使用可能な領域である。

【0027】

ここで、一般的に、小容量の低回転用ターボ５０を使用した場合、高回転用ターボ６０を使用する場合に比べて、エンジン２の出力の応答性が高く（タービン回転数が速やかに変化しやすく）、背圧が高くなりやすいため燃費が低下する。一方で、大容量の高回転用ターボ６０を使用した場合、低回転用ターボ５０を使用する場合に比べて、エンジン２の出力の応答性が低く、背圧が高くなりにくいため燃費が向上する。

【0028】

そのため、本実施形態の車両１では、以下に説明するターボ切り替え制御により低回転用ターボ５０および高回転用ターボ６０のいずれを使用するかを切り替えることで、燃費向上とドライバビリティ向上（出力応答性の向上）の両立を図る。図４は、第一実施形態のターボ切り替え制御の処理を示すフローチャートである。図４に示す処理は、車両１がシリーズモードまたはパラレルモードで運転されている間、コントロールユニット２０により所定時間ごとに繰り返し実行される。

【0029】

コントロールユニット２０は、まず、エンジン２の目標出力（目標回転数および目標トルク。以下、「エンジン目標出力」と称する）がいずれの領域にあるか、すなわち、エンジン２が低回転領域Ａ１、中回転領域Ａ２および高回転領域Ａ３のいずれの領域で運転されるかを判定する（ステップＳ１１）。コントロールユニット２０は、ステップＳ１１でエンジン目標出力が低回転領域Ａ１にあると判定したとき、後述するステップＳ１２の処理を省略して低回転用ターボ５０を使用する（ステップＳ１３）。その後、コントロールユニット２０は、ステップＳ１１以降の処理を再び実行する。これにより、エンジン２の低回転領域Ａ１においては、低回転用ターボ５０が使用される。

【0030】

一方、コントロールユニット２０は、ステップＳ１１でエンジン目標出力が高回転領域Ａ３にあると判定したとき、後述するステップＳ１２の処理を省略して高回転用ターボ６０を使用する（ステップＳ１４）。その後、コントロールユニット２０は、ステップＳ１１以降の処理を再び実行する。これにより、エンジン２の高回転領域Ａ３においては、高回転用ターボ６０が使用される。

【0031】

そして、コントロールユニット２０は、エンジン目標出力が中回転領域Ａ２にあると判定したとき、車両１の走行モードがパラレルモードであるか、シリーズモードであるかを判定する（ステップＳ１２）。コントロールユニット２０は、ステップＳ１２で走行モードがパラレルモードであると判定したとき、低回転用ターボ５０を使用する（ステップＳ１３）。その後、コントロールユニット２０は、ステップＳ１１以降の処理を再び実行する。すなわち、走行モードがパラレルモードであればエンジン２の中回転領域Ａ２は低回転用ターボ５０の使用領域となるため、走行モードがシリーズモードであるときに比べて低回転用ターボ５０の使用領域が中回転領域Ａ２の分だけ拡大される。

【0032】

一方、コントロールユニット２０は、ステップＳ１２で走行モードがシリーズモードであると判定したとき、高回転用ターボ６０を使用する（ステップＳ１４）。その後、コントロールユニット２０は、ステップＳ１１以降の処理を再び実行する。すなわち、走行モードがシリーズモードであればエンジン２の中回転領域Ａ２は高回転用ターボ６０の使用領域となるため、走行モードがパラレルモードであるときに比べて高回転用ターボ６０の使用領域が中回転領域Ａ２の分だけ拡大される。

【0033】

このように、第一実施形態の車両１では、エンジン２の運転条件のみならず、車両１の走行モードに応じて低回転用ターボ５０および高回転用ターボ６０の使用領域を変更する。つまり、中低速領域で選択されるシリーズモードにおいて、通常はエンジン２の低速領域側で使用される低回転用ターボ５０ではなく高回転用ターボ６０の使用領域を拡大することで、燃費を向上させることができる。また、高速領域で選択されるパラレルモードにおいて、通常は高速領域側で使用される高回転用ターボ６０ではなく低回転用ターボ５０の使用領域を拡大することで、エンジン２の出力の応答性を高めることができる。

【0034】

さらに、上述したように、車両１では、駆動用バッテリ１１の温度が所定温度未満である場合、駆動用バッテリ１１の充放電が制限されるため、走行モードはエンジン２を駆動源として用いるパラレルモードとなる。そして、駆動用バッテリ１１の温度が所定温度未満である状況は、フロントモータ４が長時間使用されていない状態、すなわち車両１が運転開始された直後である可能性が高い。そのため、エンジン目標出力は、例えば図３に白抜き矢印で示すように低回転側かつ低トルク側から高回転側かつ高トルク側へと移動していくと想定される。つまり、エンジン目標出力は、図３中の低回転領域Ａ１から中回転領域Ａ２の間で移行する可能性が高い。

【0035】

上述のような状況で、車両１がドライバーにより加減速され、エンジン目標出力が図３に例示した低回転領域Ａ１中の点Ｐ１と、中回転領域Ａ２中の点Ｐ２との間で移動したとする。この場合、中回転領域Ａ２が高回転用ターボ６０の使用領域に設定されていると、エンジン目標出力が点Ｐ１と点Ｐ２との間で移動することに伴って使用されるターボチャージャが頻繁に切り替わってしまう。第一実施形態の車両１では、中回転領域Ａ２が低回転用ターボ５０の使用領域に設定されるため、エンジン目標出力が点Ｐ１と点Ｐ２との間で移動したとしても、使用されるターボチャージャは常に低回転用ターボ５０となる。このように、走行モードがパラレルモードであるときに低回転用ターボ５０の使用領域が拡大されることで、駆動用バッテリ１１の低温状態において、低回転用ターボ５０と高回転用ターボ６０との頻繁な切り替わりを抑制し、エンジン２の出力を安定化させてドライバビリティを向上させることができる。

【0036】

以上説明したように、第一実施形態の車両１は、コントロールユニット２０は、パラレルモードでエンジン２が中回転領域Ａ２で運転されるとき、低回転用ターボ５０を使用し、シリーズモードでエンジン２が中回転領域Ａ２で運転されるとき、高回転用ターボ６０を使用する。

【0037】

この構成により、シリーズモードでは高回転用ターボ６０の使用領域が拡大され、パラレルモードでは低回転用ターボ５０の使用領域が拡大される。その結果、シリーズモードではより燃費を向上させ、パラレルモードではより出力の応答性を向上させることができる。また、使用されるターボチャージャが頻繁に切り替わることを抑制することができる。したがって、第一実施形態の車両１によれば、複数の走行モードで走行可能な車両１において、低回転用ターボ５０および高回転用ターボ６０をより適切に選択してドライバビリティや燃費の向上を図ることができる。

【0038】

［第二実施形態］
次に、第二実施形態の車両１について説明する。第二実施形態の車両１は、ターボ切り替え制御が第一実施形態と異なることを除き、第一実施形態と同様の構成および機能を有するため、同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。

【0039】

図５は、第二実施形態のターボ切り替え制御の処理を示すフローチャートである。図５に示す処理は、車両１がシリーズモードまたはパラレルモードで運転されている間、コントロールユニット２０により所定時間ごとに繰り返し実行される。なお、図５に示す処理において、ステップＳ２１からステップＳ２３、ステップＳ２５は、図４に示すステップＳ１１からステップＳ１３、ステップＳ１４と同様の処理であるため、説明を省略する。

【0040】

コントロールユニット２０は、ステップＳ２２で走行モードがシリーズモードであると判定したとき、ステップＳ２５の処理の前に、駆動用バッテリ１１の充電率（充電量）が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。所定値は、駆動用バッテリ１１に充電が必要な充電率より少し高い値として予め定められる。

【0041】

コントロールユニット２０は、駆動用バッテリ１１の充電率が所定値以上であると判定したとき（ステップＳ２４でＹｅｓ）、高回転用ターボ６０を使用する（ステップＳ２５）。これにより、駆動用バッテリ１１に充電が必要ない場合、高回転用ターボ６０の使用によって燃費の向上を図ることができる。

【0042】

一方、コントロールユニット２０は、駆動用バッテリ１１の充電率が所定値未満であると判定したとき（ステップＳ２４でＮｏ）、低回転用ターボ５０を使用する（ステップＳ２３）。これにより、駆動用バッテリ１１に充電が必要な場合、低回転用ターボ５０を使用することで、充電のためにエンジン２の出力を急増させる要求に対応しやすくなる。

【0043】

以上説明したように、第二実施形態の車両１において、コントロールユニット２０は、シリーズモードでエンジン２が中回転領域Ａ２で運転されると共に、フロントモータ４に電力を供給する駆動用バッテリ１１の充電率が所定値未満となったとき、低回転用ターボ５０を使用する。この構成により、上述したように、駆動用バッテリ１１の充電のためにエンジン２の出力の急増が必要となる可能性がある場合に、低回転用ターボ５０を使用することでエンジン２の出力の応答性を高めることができる。

【0044】

［第三実施形態］
次に、第三実施形態の車両１について説明する。第三実施形態の車両１は、ターボ切り替え制御が第一実施形態および第二実施形態と異なることを除き、第一実施形態および第二実施形態と同様の構成および機能を有するため、同様の構成については同様の符号を付し、説明を省略する。

【0045】

ここで、低回転用ターボ５０および高回転用ターボ６０は、所定の作動領域において、シャフト５０ｓ、６０ｓに振動が生じやすくなる。図６は、シャフト５０ｓ、シャフト６０ｓに振動が生じやすくなる領域の一例を示すための説明図である。低回転用ターボ５０は、作動領域うちの低回転側かつ高負荷側に位置する領域である所定の低回転用シャフト振動領域Ａ４（図中に破線で囲んだ領域）でエンジン２が運転される場合、他の作動領域でエンジン２が運転される場合に比べてシャフト５０ｓに振動が生じやすい。同様に、高回転用ターボ６０は、作動領域のうちの低回転側かつ高負荷側に位置する領域である所定の高回転用シャフト振動領域Ａ５（図中に一点鎖線で囲んだ領域）でエンジン２が運転される場合、他の作動領域でエンジン２が運転される場合に比べてシャフト５０ｓに振動が生じやすい。また、図６に示すように、低回転用シャフト振動領域Ａ４と高回転用シャフト振動領域Ａ５とが中回転領域Ａ２において互いに重複する重複領域Ａ６を含んでいる。

【0046】

上述した各領域でシャフト５０ｓ、６０ｓが振動すると、シャフト５０ｓ、６０ｓの摩耗や損傷が生じたり、各ターボチャージャを安定的に駆動できず燃費やドライバビリティの低下を招いたりする可能性がある。そこで、第三実施形態の車両１は、特に中回転領域Ａ２における上記シャフト５０ｓ、６０ｓの振動を適切に抑制するために、以下に説明するターボ切り替え制御を実行する。

【0047】

図７は、第三実施形態のターボ切り替え制御の処理を示すフローチャートである。なお、図７に示す処理において、ステップＳ３１からステップＳ３４、ステップＳ３８は、図５に示すステップＳ２１からステップＳ２５と同様の処理であるため、説明を省略する。

【0048】

コントロールユニット２０は、ステップＳ３４で駆動用バッテリ１１の充電率が所定値以上であると判定したとき（ステップＳ３４でＹｅｓ）、エンジン目標出力が高回転用シャフト振動領域Ａ５にあるか否かを判定する（ステップＳ３５）。コントロールユニット２０は、エンジン目標出力が高回転用シャフト振動領域Ａ５にないと判定したとき（ステップＳ３５でＮｏ）、後述するステップＳ３６、Ｓ３７の処理を省略して高回転用ターボ６０を使用する（ステップＳ３８）。

【0049】

一方、コントロールユニット２０は、エンジン目標出力が高回転用シャフト振動領域Ａ５にあると判定したとき（ステップＳ３５でＹｅｓ）、さらに、エンジン目標出力が低回転用シャフト振動領域Ａ４にあるか否か、すなわち、重複領域Ａ６にあるか否かを判定する（ステップＳ３６）。

【0050】

そして、コントロールユニット２０は、エンジン目標出力が低回転用シャフト振動領域Ａ４にある（重複領域Ａ６にある。例えば、図６の点Ｐ３参照）と判定したとき（ステップＳ３６でＹｅｓ）、高回転用ターボ６０のシャフト６０ｓへの潤滑油の供給量（油圧）を増加し（ステップＳ３７）、高回転用ターボ６０を使用する（ステップＳ３８）。このように、中回転領域Ａ２のうち低回転用ターボ５０および高回転用ターボ６０のいずれを使用してもシャフト５０ｓ、６０ｓのいずれかが振動しやすい領域では、シャフト６０ｓへの潤滑油の供給量を増加させて高回転用ターボ６０を使用することによって、シャフト５０ｓ、６０ｓの振動を抑制する。

【0051】

また、コントロールユニット２０は、エンジン目標出力が低回転用シャフト振動領域Ａ４にない（重複領域Ａ６以外の高回転用シャフト振動領域Ａ５にある。例えば、図６の点Ｐ４参照）と判定したとき（ステップＳ３６でＮｏ）、低回転用ターボ５０を使用する（ステップＳ３３）。このように、中回転領域Ａ２のうち高回転用ターボ６０のシャフト６０ｓが振動しやすいものの、低回転用ターボ５０のシャフト５０ｓが振動しづらい領域では、低回転用ターボ５０を使用することでシャフト５０ｓ、６０ｓの振動を抑制する。

【0052】

なお、図７では記載を省略したが、ステップＳ３１でエンジン目標出力が低回転領域Ａ１にあると判定され、かつ、エンジン目標出力が低回転用シャフト振動領域Ａ４にある場合には、シャフト５０ｓへの潤滑油の供給量を増加させてもよい。また、ステップＳ３１でエンジン目標出力が高回転領域Ａ３にあると判定され、かつ、エンジン目標出力が高回転用シャフト振動領域Ａ５にある場合には、シャフト６０ｓへの潤滑油の供給量を増加させてもよい。それにより、低回転領域Ａ１、高回転領域Ａ３においても、シャフト５０ｓ、６０ｓの振動を抑制することができる。

【0053】

以上説明したように、第三実施形態の車両１において、高回転用ターボ６０は、中回転領域Ａ２のうちの一部を含む所定の高回転用シャフト振動領域Ａ５でエンジン２が運転されるとき、他の領域でエンジン２が運転されるときよりもシャフト６０ｓが振動しやすく、コントロールユニット２０は、シリーズモードでエンジン２が中回転領域Ａ２のうちの所定の高回転用シャフト振動領域Ａ５で運転されるとき、低回転用ターボ５０を使用する。

【0054】

この構成により、高回転用ターボ６０のシャフト６０ｓが振動しやすい所定の高回転用シャフト振動領域Ａ５では、シリーズモードであっても低回転用ターボ５０を使用するため、高回転用ターボ６０のシャフト６０ｓへの潤滑油の供給量を増加する必要がない。その結果、潤滑油の供給量の増加による燃費低下を抑制することができる。

【0055】

また、低回転用ターボ５０は、中回転領域Ａ２のうちの一部を含む所定の低回転用シャフト振動領域Ａ４でエンジン２が運転されるとき、他の領域でエンジン２が運転されるときよりもシャフト５０ｓが振動しやすく、所定の低回転用シャフト振動領域Ａ４と所定の高回転用シャフト振動領域Ａ５とは、中回転領域Ａ２において互いに重複する重複領域Ａ６を含み、コントロールユニット２０は、シリーズモードでエンジン２が中回転領域Ａ２のうちの重複領域Ａ６で運転されるとき、高回転用ターボ６０を使用すると共に高回転用ターボ６０のシャフトに供給する潤滑油の供給量を増加させる。

【0056】

この構成により、低回転用ターボ５０のシャフトおよび高回転用ターボ６０のシャフトの双方が振動しやすい重複領域Ａ６では、高回転用ターボ６０のシャフト６０ｓへの潤滑油の供給量を増加させて当該シャフト６０ｓの振動を抑制することができる。

【0057】

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの第一実施形態から第三実施形態に限定されるものではない。例えば、低回転用ターボ５０および高回転用ターボ６０は、ターボチャージャに限らず、スーパーチャージャーその他の過給機であってもよい。

【0058】

また、第三実施形態において、低回転用シャフト振動領域Ａ４が中回転領域Ａ２に重ならず、低回転用シャフト振動領域Ａ４と高回転用シャフト振動領域Ａ５との重複領域Ａ６が存在しない場合もあり得る。この場合、図７のステップＳ３６を省略し、ステップＳ３５でエンジン目標出力が高回転用シャフト振動領域Ａ５にあると判定されたときは低回転用ターボ５０を使用する（ステップＳ３３）としてもよい。

【符号の説明】

【0059】

１ 車両
２ エンジン（内燃機関）
４ フロントモータ（走行用モータ）
１１ 駆動用バッテリ
２０ コントロールユニット（制御装置）
５０ 低回転用ターボ（低回転用ターボチャージャ、低回転用過給機）
５０ｓ、６０ｓ シャフト
６０ 高回転用ターボ（高回転用ターボチャージャ、高回転用過給機）
Ａ１ 低回転領域
Ａ２ 中回転領域
Ａ３ 高回転領域
Ａ４ 低回転用シャフト振動領域
Ａ５ 高回転用シャフト振動領域
Ａ６ 重複領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】