特開 2024-135151 ハイブリッド車両の制御装置

(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】P2024135151

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/08 20060101AFI20240927BHJP

   B60K 6/46 20071001ALI20240927BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20240927BHJP

   B60W 20/20 20160101ALI20240927BHJP

   B60L 50/61 20190101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

B60W10/08 900

B60K6/46 ZHV

B60W10/06 900

B60W20/20

B60L50/61

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023045697

(22)【出願日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000002967

【氏名又は名称】ダイハツ工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹下 弘志

【テーマコード（参考）】

3D202

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D202AA07

3D202BB05

3D202BB12

3D202CC42

3D202DD18

3D202DD24

5H125AA01

5H125AC08

5H125AC12

5H125BD17

5H125EE09

5H125EE31

(57)【要約】

【課題】エンジンの始動判定を適切に行うことが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンと、発電モータと、を備えるハイブリッド車両において、発電モータを力行させてエンジンを回転させた後、発電モータのトルクを下げてエンジンを始動させる制御装置であって、発電モータのトルクを下げた後、エンジンの回転加速度の変化が第１の閾値以上の場合、エンジンの始動が不能と判定する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンと、前記エンジンの出力が伝達される発電モータと、を備えるハイブリッド車両において、前記発電モータを力行させて前記エンジンを回転させた後、前記発電モータのトルクを下げて前記エンジンを始動させる制御装置であって、
前記発電モータのトルクを下げた後、前記エンジンの回転加速度の変化が第１の閾値以上の場合、前記エンジンの始動が不能と判定する、
ハイブリッド車両の制御装置。

【請求項2】

前記発電モータのトルクが下がりきるまでの間において、前記エンジンの回転加速度の変化が前記第１の閾値以上となる回数が所定回数以上の場合、前記エンジンの始動が不能と判定する、
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。

【請求項3】

前記発電モータのトルクを下げた後、前記発電モータのトルクが第２の閾値以上である状態が一定期間継続した場合、前記エンジンの始動が不能と判定する、
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の動力源としてエンジンと発電モータとを備えるハイブリッド車両の始動制御において、発電モータがスタータとして起動され、発電モータの起動開始から所定時間が経過した後に発電モータのトルクを低下させた後、発電モータのトルクが閾値以上である状態が一定期間にわたって継続した場合に、エンジンの始動が不能と判定する技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－２５５３８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来の技術では、例えば始動時のエンジンの燃焼状態が微妙であり、発電モータのトルクが閾値近傍であるものの閾値に到達していない場合は、始動不能と判定することはできない。つまり、始動時のエンジンの燃焼状態が微妙な状態の場合に、エンジンの始動判定を適切に行うことが困難であるという問題があった。

【0005】

本発明の目的は、エンジンの始動判定を適切に行うことが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記の目的を達成するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、前記エンジンの出力が伝達される発電モータと、を備えるハイブリッド車両において、前記発電モータを力行させて前記エンジンを回転させた後、前記発電モータのトルクを下げて前記エンジンを始動させる制御装置であって、前記発電モータのトルクを下げた後、前記エンジンの回転加速度の変化が第１の閾値以上の場合、前記エンジンの始動が不能と判定する。

【0007】

この構成によれば、発電モータのトルクに応じた回転加速度の変化からエンジンの燃焼状態を正確に判定することができるので、始動時のエンジンの燃焼状態が微妙であっても、エンジンの始動判定を適切に行うことができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、エンジンの始動判定を適切に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、ハイブリッド車両の要部構成の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、ＥＦＩ－ＥＣＵが有する機能の一例を示す図である。

【図3】図３は、エンジンの始動判定の方法を説明するための図である。

【図4】図４は、エンジンの始動判定の方法を説明するための図である。

【図5】図５は、始動時におけるＥＦＩ－ＥＣＵの動作例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、エンジンの始動判定の方法を説明するための図である。

【図7】図７は、エンジンの始動判定の方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、図面を参照しながら、本発明のハイブリッド車両の制御装置の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではない。

【0011】

図１は、本実施形態のハイブリッド車両１の要部構成の一例を示す図である。ハイブリッド車両１は、シリーズ方式のハイブリッドシステム１０を搭載している。ハイブリッドシステム１０は、エンジン１１と、発電モータ（ＭＧ１）１２と、駆動モータ（ＭＧ２）１３と、バッテリ１４と、ＰＣＵ（Power Control Unit：パワーコントロールユニット）１５とを備える。

【0012】

エンジン１１は、例えば、ガソリンエンジンである。

【0013】

発電モータ１２は、例えば、永久磁石同期モータである。発電モータ１２の回転軸は、エンジン１１のクランクシャフトと非図示のギヤを介して機械的に連結されている。例えば、エンジン１１のクランクシャフトにエンジン１１の出力ギヤが相対回転不能に支持され、発電モータ１２の回転軸にエンジン１１の出力ギヤが相対回転不能に支持されて、エンジン１１の出力ギヤとモータギヤとが噛合している。

【0014】

駆動モータ１３は、例えば、発電モータ１２よりも大型の永久磁石同期モータである。駆動モータ１３の回転軸は、ハイブリッド車両１の駆動系１６に連結されている。駆動系１６には、デファレンシャルギヤが含まれており、駆動モータ１３の動力は、デファレンシャルギヤに伝達されて、デファレンシャルギヤから左右の前輪または後輪からなる駆動輪１７に分配されて伝達される。これにより、左右の駆動輪１７が回転し、ハイブリッド車両１が前進または後進する。

【0015】

バッテリ１４は、複数の二次電池を組み合わせた組電池である。二次電池は、例えば、リチウムイオン電池である。バッテリ１４は、例えば、約２００～３５０Ｖの直流電力を出力する。

【0016】

ＰＣＵ１５は、発電モータ１２および駆動モータ１３の駆動を制御するためのユニットであり、第１インバータ２１と、第２インバータ２２と、コンバータ２３とを備えている。

【0017】

エンジン１１の始動時には、バッテリ１４から出力される直流電力がコンバータ２３により昇圧されて、昇圧された直流電力が第１インバータ２１で交流電力に変換され、交流電力が発電モータ１２に供給される。これにより、発電モータ１２が力行運転されて、エンジン１１が発電モータ１２によりモータリング（クランキング）される。モータリングによりエンジン１１のクランクシャフトの回転数が始動に必要な回転数まで上昇した状態で、エンジン１１の点火プラグがスパークされると、エンジン１１が始動する。

【0018】

ハイブリッド車両１の走行時には、駆動モータ１３が力行運転されて、駆動モータ１３が動力を発生する。

【0019】

駆動モータ１３に要求される出力がバッテリ１４の出力より小さいときには、ハイブリッド車両１がＥＶ走行する。即ち、エンジン１１が停止されて、発電モータ１２による発電が行われず、バッテリ１４から駆動モータ１３に電力が供給されて、その電力で駆動モータ１３が駆動される。

【0020】

また、バッテリ１４の残容量が所定以下に低下すると、駆動モータ１３の駆動／停止に関わらず、エンジン１１が稼動している状態で、発電モータ１２が発電運転される。このとき、発電モータ１２からの交流電力が第１インバータ２１で直流電力に変換され、第１インバータ２１から出力される直流電力がコンバータ２３で降圧されて、降圧後の直流電力がバッテリ１４に供給されることにより、バッテリ１４が充電される。

【0021】

ハイブリッド車両１の減速時には、駆動モータ１３が回生運転されて、駆動輪１７から駆動モータ１３に伝達される動力が交流電力に変換される。このとき、駆動モータ１３が走行駆動系の抵抗となり、その抵抗がハイブリッド車両１を制動する制動力（回生制動力）として作用する。このとき、ＰＣＵ１５では、駆動モータ１３から第２インバータ２２に供給される交流電力が第２インバータ２２で直流電力に変換され、第２インバータ２２から出力される直流電力がコンバータ２３で降圧される。そして、降圧後の直流電力がバッテリ１４に供給されることにより、バッテリ１４が充電される。

【0022】

ＥＣＵ３１は、ハイブリッド車両１を制御する制御装置である。ＥＣＵ３１には、ハイブリッドシステム１０の制御を司るＨＥＶ－ＥＣＵ１００、エンジン１１の始動に関する制御を司るＥＦＩ（Electronic Fuel Injection）－ＥＣＵ２００等の複数のＥＣＵが含まれる。各ＥＣＵは、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されて構成されている。

【0023】

次に、本実施形態のエンジン１１の始動判定に関する部分について説明する。ＥＦＩ－ＥＣＵ２００は、発電モータ１２を力行させてエンジン１１を回転させた後、発電モータ１２のトルクを下げてエンジン１１を始動させ、始動判定（始動の良否の判定）を行う。以下、ＥＦＩ－ＥＣＵ２００の具体的な構成を説明する。

【0024】

図２は、ＥＦＩ－ＥＣＵ２００が有する機能の一例を示す図である。図２に示すように、ＥＦＩ－ＥＣＵ２００は、発電モータ制御部２１０、回転加速度取得部２２０、判定部２３０を有する。これらの機能は、プロセッサが不揮発性メモリに格納されたプログラムを実行することにより実現される。

【0025】

なお、図２の例では、本実施形態の要部の説明に必要な機能のみを例示しているが、ＥＦＩ－ＥＣＵ２００が有する機能はこれらに限られるものではない。また、図２に例示する機能の一部または全部が専用のハードウェア回路（例えば半導体集積回路）で実現される形態であってもよい。

【0026】

発電モータ制御部２１０は、始動時の発電モータ１２の駆動を制御する。本実施形態では、発電モータ制御部２１０は、始動時において発電モータ１２をスタータとして起動し、第１の所定時間経過すると、エンジン１１の燃焼を見越して発電モータ１２のトルクを下げる制御を行う。

【0027】

回転加速度取得部２２０は、発電モータ制御部２１０により発電モータ１２のトルクが下げられた後、発電モータ１２のトルクダウンに応じたエンジン１１の回転加速度を取得する。エンジン１１の回転加速度は、回転加速度取得部２２０が算出する形態であってもよいし、回転加速度取得部２２０とは異なる機能が回転加速度を算出し、その算出された回転加速度を回転加速度取得部２２０が取得する形態であってもよい。

【0028】

判定部２３０は、発電モータ制御部２１０により発電モータ１２のトルクが下げられた後、回転加速度取得部２２０により取得される回転加速度の変化が第１の閾値以上の場合、エンジン１１の始動が不能と判定する。より具体的には、判定部２３０は、図３に示すように、発電モータ１２のトルクを下げ始めてからトルクが下がりきるまでの期間Ｔにおいて、エンジン１１の回転加速度の変化が第１の閾値以上となる回数が所定回数以上の場合、エンジン１１の始動が不能と判定する。「所定回数」は例えば「３回」等であってもよいが、これに限らず、設計条件等に応じて任意に設定可能である。

【0029】

また、判定部２３０は、発電モータ１２のトルクが下げられた後、発電モータ１２のトルクが第２の閾値（始動不能判定閾値）以上である状態が一定期間（第２の所定時間）継続した場合、エンジン１１の始動が不能と判定する。

【0030】

図４は、エンジン１１の始動判定の前提条件および流れを模式的に示す図である。始動判定の前提条件として、ＣＡＮ通信が正常と判定されたことを示す信号（ＣＡＮ信号正常判定）、ＦＣ（Fuel Cut）中であることを示すフラグ（ＦＣ中フラグ）、エンジン１１が回転していることを示す信号（エンジン回転）、イグニッションスイッチがオン状態であることを示す信号（ＩＧＳＷ ＯＮ）のそれぞれが、それぞれに対応するＥＣＵからＥＦＩ－ＥＣＵ２００に入力されることを条件とする。

【0031】

上記前提条件が成立し、エンジン始動モードであることを示す信号がＥＦＩ－ＥＣＵ２００に入力され、エンジン下支え中を示すフラグがＨＥＶ－ＥＣＵ１００からＥＦＩ－ＥＣＵ２００に入力され、かつ、エンジン下支え中のフラグがオン判定されると、ＥＦＩ－ＥＣＵ２００は上述の始動判定を行う。「エンジン下支え中」のフラグは、ＨＥＶ－ＥＣＵ１００はファイアリングを要求しているが、発電モータ１２のトルクが放電側（トルク≧第２の閾値）の状態である場合にオン判定となる。

【0032】

ＥＦＩ－ＥＣＵ２００は、エンジン１１の始動が不能と判定すると、始動不能によるフェイルセーフ要求判定を行い、この判定結果が肯定の場合は、始動不能によるエンジン１１の停止を要求するエンジン停止要求フラグを出力する。

【0033】

図５は、始動時におけるＥＦＩ－ＥＣＵ２００の動作例を示すフローチャートである。図５に示すように、まず発電モータ制御部２１０は、発電モータ１２をスタータとして起動する（ステップＳ１）。ステップＳ１の後、第１の所定時間が経過すると（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、発電モータ制御部２１０は発電モータ１２のトルクを下げる（ステップＳ３）。

【0034】

ステップＳ３の後、発電モータ１２のトルクが減少中の場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、判定部２３０は、回転加速度取得部２２０による取得される回転加速度の変化が第１の閾値以上であり、かつ、回転加速度の変化が第１の閾値以上となる回数が所定回数以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５の結果が否定の場合（ステップＳ５：Ｎо）、ステップＳ４以降の処理が繰り返され、ステップＳ４の結果が肯定の場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、判定部２３０は、エンジン１１の始動は不能であると判定する（ステップＳ６）。

【0035】

また、ステップＳ３の後、判定部２３０は、上述のステップＳ４～ステップＳ６の処理と並行して以下の処理を行う。ステップＳ７において、判定部２３０は、発電モータ１２のトルクが第２の閾値以上である状態が第２の所定時間（一定期間）継続したか否かを判断する。ステップＳ７の結果が肯定の場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、判定部２３０は、エンジン１１の始動は不能であると判定する（ステップＳ７）。

【0036】

以上に説明したように、本実施形態ＥＦＩ－ＥＣＵ２００は、ハイブリッド車両１のエンジン１１の始動時において、スタータとして起動した発電モータ１１のトルクを下げた後、エンジン１１の回転加速度の変化が第１の閾値以上の場合、エンジン１１の始動が不能と判定する。エンジン１１の回転数の変化よりも、回転加速度の変化の方が早く現れるので、発電モータ１２のトルクダウンに応じた回転加速度の変化には、エンジン１１の燃焼状態が適切に反映される。つまり、回転加速度の変化が大きい場合は、エンジン１１の燃焼状態が不安定であることが分かる。本実施形態では、回転加速度の変化に基づいてエンジン１１の始動の良否を判定するので、エンジン１１の始動判定を適切に行うことができる。

【0037】

また、上述したように、本実施形態のＥＦＩ－ＥＣＵ２００は、発電モータ１２のトルクを下げた後、発電モータ１２のトルクが第２の閾値（始動不能判定閾値）以上である状態が一定期間（第２の所定時間）継続した場合、エンジン１１の始動が不能と判定する。例えば図６に示すように、発電モータ１２のトルクが下がり切った時間Ｔ１を判定の始点とし、トルクが第２の閾値以上である状態が時間Ｔ２まで継続（時間Ｔ１からＴ２までの間が第２の所定時間に相当）した場合は、エンジン１１の始動は不能であると判定することができ、始動判定フラグはアクティブ状態（始動不能を意味する）に遷移する。

【0038】

一方、例えば図７に示すように、エンジン１１の燃焼状態が微妙であり、発電モータ１２のトルクは第２の閾値付近の値を示しつつも第２の閾値に到達していない場合は、始動不能と判定することができない。つまり、発電モータ１２のトルクに基づく判定方法では、エンジン１１の燃焼状態が微妙な場合に、エンジン１１の始動判定を適切に行うことができない。

【0039】

このような場合であっても、発電モータ１２のトルクダウンに応じた回転加速度の変化には、エンジン１１の燃焼状態が適切に反映されるので、上述した回転加速度の変化に基づく判定によれば、始動時のエンジン１１の燃焼状態が微妙な状態であっても、エンジン１１の始動判定を適切に行うことができる。

【0040】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上述した実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能である。また、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。また、この実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0041】

１ ハイブリッド車両
１０ ハイブリッドシステム
１１ エンジン
１２ 発電モータ（ＭＧ１）
１３ 駆動モータ（ＭＧ２）
１４ バッテリ
１５ ＰＣＵ
１６ 駆動系
１７ 駆動輪
２１ 第１インバータ
２２ 第２インバータ
２３ コンバータ
３１ ＥＣＵ
１００ ＨＥＶ－ＥＣＵ
２００ ＥＦＩ－ＥＣＵ
２０１ プロセッサ
２０２ ＲＯＭ
２０３ ＲＡＭ
２０４ Ｉ／Ｆ部
２１０ 発電モータ制御部
２２０ 回転加速度取得部
２３０ 判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】