特開 2025-12096 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】P2025012096

(43)【公開日】2025-01-24

(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】

   F02D 29/02 20060101AFI20250117BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20250117BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20250117BHJP

   B60W 20/15 20160101ALI20250117BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20250117BHJP

【ＦＩ】

F02D29/02 321B

B60K6/445 ZHV

B60W10/08 900

B60W20/15

B60L50/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023114668

(22)【出願日】2023-07-12

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】西村 太一

【テーマコード（参考）】

3D202

3G093

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D202AA03

3D202BB12

3D202CC42

3D202DD16

3D202DD18

3D202DD26

3D202EE00

3G093AA01

3G093AA07

3G093BA17

3G093CA01

3G093DA02

3G093DA12

3G093EA03

3G093EC02

5H125AA01

5H125AC08

5H125AC12

5H125BA00

5H125EE08

5H125EE31

(57)【要約】

【課題】クランキングの際のダメージを抑制する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を課題とする。
【解決手段】エンジンオイルの油圧を取得する取得部と、内燃機関を電動機によってクランキングするクランキング制御部と、を具備し、前記油圧が所定の値以下である場合、前記クランキング制御部は前記クランキングの回転数を第１の値とし、前記油圧が所定の値以上である場合、前記クランキング制御部は前記クランキングの回転数を前記第１の値より高い第２の値とするハイブリッド車両の制御装置。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンオイルの油圧を取得する取得部と、
内燃機関を電動機によってクランキングするクランキング制御部と、を具備し、
前記油圧が所定の値未満である場合、前記クランキング制御部は前記クランキングの回転数を第１の値とし、
前記油圧が所定の値以上である場合、前記クランキング制御部は前記クランキングの回転数を前記第１の値より高い第２の値とする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】

内燃機関と電動機とを備えるハイブリッド車両が知られている（例えば特許文献１など）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－２０６０２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電動機によって内燃機関をクランキングすることで、内燃機関を始動させることができる。しかし、エンジンオイルの充填直後、オイルの経路に空気が含まれていることがある。空気が内燃機関に送り込まれることになり、潤滑性能が不十分である。この状態でクランキングを行うと、部品には焼き付きなどのダメージが発生する恐れがある。そこで、クランキングの際のダメージを抑制する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を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的は、エンジンオイルの油圧を取得する取得部と、内燃機関を電動機によってクランキングするクランキング制御部と、を具備し、前記油圧が所定の値未満である場合、前記クランキング制御部は前記クランキングの回転数を第１の値とし、前記油圧が所定の値以上である場合、前記クランキング制御部は前記クランキングの回転数を前記第１の値より高い第２の値とするハイブリッド車両の制御装置によって達成することができる。

【発明の効果】

【0006】

クランキングの際のダメージを抑制することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は本実施形態に係る車両の概略構成図である。

【図2】図２は実施形態における処理を例示するフローチャートである。

【図3】図３はタイムチャートを例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１は本実施形態に係る車両１の概略構成図である。車両１は、ハイブリッド車両であり、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０、エンジン１０（内燃機関）、第１モータジェネレータ（以下「第１ＭＧ（Motor Generator）」と称する）１４、第２モータジェネレータ（以下「第２ＭＧ」と称する）１５、ＰＣＵ（Power Control Unit）１７、バッテリ１８、トーショナルダンパ１９、動力分割機構２０、減速機構２２、ディファレンシャルギヤ２４、および駆動輪２６を含む。エンジン１０はガソリンエンジンでもよいし、ディーゼルエンジンでもよい。エンジン１０、第１ＭＧ１４、および第２ＭＧ１５は、車両１の走行用動力源である。

【0009】

第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５は電動機および発電機として機能する。第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５は、駆動電力が供給されることによりトルクを出力し、トルクが与えられることにより回生電力を発生させる。第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５は例えば交流回転電機である。交流回転電機は、例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。

【0010】

第１ＭＧ１４および第２ＭＧ１５は、ＰＣＵ１７を介してバッテリ１８に電気的に接続されている。ＰＣＵ１７は、第１ＭＧ１４または第２ＭＧ１５において発電された回生電力を用いてバッテリ１８を充電し、バッテリ１８の充電電力を用いて第１ＭＧ１４または第２ＭＧ１５を駆動する。ＰＣＵ１７は、第１ＭＧ１４と電力を授受する第１インバータ、第２ＭＧ１５と電力を授受する第２インバータ、およびコンバータを含む。コンバータは、バッテリ１８の電力を昇圧して第１および第２インバータに供給し、第１および第２インバータから供給される電力を降圧してバッテリ１８に供給する。第１インバータは、コンバータからの直流電力を交流電力に変換して第１ＭＧ１４に供給し、第１ＭＧ１４からの交流電力を直流電力に変換してコンバータに供給する。第２インバータは、コンバータからの直流電力を交流電力に変換して第２ＭＧ１５に供給し、第２ＭＧ１５からの交流電力を直流電力に変換してコンバータに供給する。

【0011】

バッテリ１８は積層された複数の電池により構成される。電池は、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池である。

【0012】

動力分割機構２０は、例えばサンギア、プラネタリキャリア、ピニオンギア、およびリングギアを備えた遊星歯車機構である。エンジン１０のクランクシャフト２７は、トーショナルダンパ１９を介して、動力分割機構２０に連結されている。動力分割機構２０は、エンジン１０のクランクシャフト２７、第１ＭＧ１４の回転軸、および動力分割機構２０の出力軸を機械的に連結する。

【0013】

減速機構２２は変速比を変更する多段式の自動変速機である。ＥＣＵ４０の制御により減速機構２２はギア比を変化させ、複数の動力伝達状態を切り換える。複数の動力伝達状態は、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｄ（ドライブ）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ、およびＰ（パーキング）レンジを含む。減速機構２２の代わりに、連続的にギア比を変更する無段変速機（ＣＶＴ：Continuously Variable Transmission）を採用してもよい。

【0014】

動力分割機構２０の出力軸は、減速機構２２に連結されている。第２ＭＧ１５の回転軸も減速機構２２に連結されている。減速機構２２は、ディファレンシャルギヤ２４に連結されている。ディファレンシャルギヤ２４にはドライブシャフト２５が連結されている。ドライブシャフト２５の先端には駆動輪２６が取り付けられている。

【0015】

エンジン１０、第１ＭＧ１４、第２ＭＧ１５は、駆動力を発生させる駆動源として機能する。減速機構２２およびディファレンシャルギヤ２４を介して、エンジン１０、第１ＭＧ１４、および第２ＭＧ１５の各駆動力が駆動輪２６に伝達される。

【0016】

例えば第１ＭＧ１４によってエンジン１０をクランキングすることで、エンジン１０を始動することができる。詳細には、第１ＭＧ１４が発生させる駆動力が、動力分割機構２０などを介して、エンジン１０のクランクシャフトに伝達され、クランクシャフトが回転する。

【0017】

オイルポンプ３０は、エンジン１０の回転に応じて動作し、不図示のオイルパンからオイル（エンジンオイル）を汲み上げ、オイル通路３６を通じてエンジン１０に供給する。エンジンオイルによって、エンジン１０の部品の潤滑および冷却が行われる。

【0018】

温度センサ３１は、エンジン１０の冷却水の温度を取得する。オイルレベルセンサ３２は、不図示のオイルパンに設けられ、オイルの量を検出する。オイルプレッシャースイッチ３４は、エンジン１０に供給されるオイルの圧力（油圧）を検出する。例えば油圧が閾値以上まで上昇したとき、オイルプレッシャースイッチ３４は信号を出力する。

【0019】

ＥＣＵ４０は、車両１の制御装置であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）などの記憶装置を備える。ＥＣＵ４０は、ＲＯＭや記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより各種制御を行う。ＥＣＵ４０は、回転数センサ２９が検出するエンジン１０の回転数を取得する。ＥＣＵ４０は、エンジン１０、第１ＭＧ１４、第２ＭＧ１５、ＰＣＵ１７、およびバッテリ１８を制御する。

【0020】

ＥＣＵ４０は、温度センサ３１に接続され、温度センサ３１が検出する水温の量を取得する。ＥＣＵ４０は、オイルレベルセンサ３２に接続され、オイルレベルセンサ３２が検出するオイルの量を取得する。ＥＣＵ４０は取得部として機能し、オイルプレッシャースイッチ３４に接続され、オイルプレッシャースイッチ３４が検出する油圧を取得し、オイルプレッシャースイッチ３４が出力する信号を受信する。

【0021】

ＥＣＵ４０は、第１ＭＧ１４によるエンジン１０のクランキングを制御するクランキング制御部として機能する。ＥＣＵ４０は、クランキングの回転数を変化させ、Ｒ１（第１の値）とＲ２（第２の値）との間で切り替える。

【0022】

図２は実施形態における処理を例示するフローチャートであり、エンジン１０を始動させる際に実行される。ＥＣＵ４０は、オイルレベルセンサ３２からオイルの量を取得し、現状がオイル交換された後か否か判定する（ステップＳ１０）。否定判定（Ｎｏ）の場合、図２の処理は終了する。例えば、オイルの増加量が所定量以上ならば、オイルが交換されている。ステップＳ１０で肯定判定（Ｙｅｓ）となり、ステップＳ１２が行われる。

【0023】

ＥＣＵ４０は、クランキング回転数をＲ１とする（ステップＳ１２）。ＥＣＵ４０は、クランキングを実行する（ステップＳ１４）。ＥＣＵ４０は、オイルプレッシャースイッチ３４から油圧を取得し、油圧Ｐが閾値Ｐｔｈ以上であるか否か判定する（ステップＳ１６）。否定判定の場合、ステップＳ１６が繰り返される。回転数Ｒ１でのクランキングが継続される。肯定判定の場合、ＥＣＵ４０は、クランキング回転数を、Ｒ１より高いＲ２とする（ステップＳ１８）。以上で図２の処理は終了する。

【0024】

図３はタイムチャートを例示する図である。横軸は時間を表す。図３の上から順に、オイル交換フラグ、クランキング回転数、クランキングのオン・オフ、エンジン１０の回転数（エンジン回転数）、油圧、オイルプレッシャースイッチ３４のオン・オフを表す。

【0025】

図３において時間ｔ１より前、クランキングは行われておらず、エンジン回転数はゼロである。油圧Ｐは閾値Ｐｔｈより低い。オイルの交換が行われ、オイルレベルセンサ３２はオイルの増量を検出する。時間ｔ１に、ＥＣＵ４０はオイル交換フラグをオフからオンに切り替える（図２のステップＳ１０）。ＥＣＵ４０は、クランキング回転数をＲ２より低いＲ１とする（ステップＳ１２）。

【0026】

時間ｔ２にクランキングが開始される（ステップＳ１４）。エンジン回転数は上昇する。オイルポンプ３０が動作し、エンジン１０のオイルが供給される。油圧Ｐが上昇する。時間ｔ３に、油圧Ｐは閾値Ｐｔｈ以上となる（ステップＳ１６）。オイルプレッシャースイッチ３４はオフからオンに切り替わる。ＥＣＵ４０は、オイル交換フラグをオフとし、クランキング回転数をＲ１からＲ２に切り替える（ステップＳ１８）。回転数Ｒ２でクランキングが行われ、エンジン回転数がさらに上昇する。エンジン１０が始動し、クランキングは終了する（時間ｔ４）。

【0027】

本実施形態によれば、第１ＭＧ１４によってエンジン１０をクランキングする。ＥＣＵ４０は、クランキング回転数を制御する。オイル交換の直後、オイル通路３６には空気が含まれており、例えば空気が充満していることがある。エンジン１０にオイルが供給されにくいため、潤滑が悪化する恐れがある。油圧Ｐが閾値Ｐｔｈ未満の場合、ＥＣＵ４０はクランキング回転数をＲ１とする。クランキング回転数が小さいため、オイルが少ない状態でも、摩耗および焼き付きなどエンジン１０のダメージが抑制される。油圧Ｐが閾値Ｐｔｈ以上まで高くなったとき、オイル通路３６から空気が除去され、オイル通路３６がオイルで満たされている。オイルポンプ３０が駆動することで、エンジン１０に十分な量のオイルが供給され、潤滑性能が向上する。ＥＣＵ４０はクランキング回転数をＲ１より高いＲ２とする。高回転数でクランキングを行い、エンジン１０を始動させる。すなわち、焼き付きなどのダメージを抑制し、かつエンジン１０の始動も可能である。

【0028】

水温が低いと、オイルも低温であり、潤滑環境が悪化する恐れがある。ＥＣＵ４０は、水温が低いほど、クランキング回転数Ｒ１を低くしてもよい。ダメージを効果的に抑制することができる。

【0029】

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0030】

１ 車両、１０ エンジン、１４ 第１モータジェネレータ、１５ 第２モータジェネレータ、１７ ＰＣＵ、１８ バッテリ、１９ トーショナルダンパ、２０ 動力分割機構、２２ 減速機構、２４ ディファレンシャルギヤ、２５ ドライブシャフト、２６ 駆動輪、２７ クランクシャフト、２９ 回転数センサ、３０ オイルポンプ、３１ 温度センサ、３２ オイルレベルセンサ、３４ オイルプレッシャースイッチ、３６ オイル通路、４０ ＥＣＵ

【図1】

【図2】

【図3】