JP2004222461A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン補機等に供給される低電圧系の電力を効率よく確保し、長時間に亘って退避走行を行うことができるハイブリッド車両の制御装置を提供すること。
【解決手段】燃料の燃焼によって作動するエンジン１と、エンジン１の出力を用いて発電可能かつ動力を出力可能なモータジェネレータ２と、モータジェネレータ２により発電した電力を充電可能かつモータジェネレータ２に電力を供給可能な高電圧バッテリ４と、エンジン１の補機に電力を供給可能な低電圧バッテリ７と、エンジン１の排気エネルギを回収して発電する排気エネルギ回収装置５とを備えたハイブリッド車両に適用される制御装置において、排気エネルギ回収装置５が発電した電力をインバータ６を介して低電圧バッテリ７に供給可能とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの排気エネルギを回収して発電した電力を蓄電器の充電に利用するハイブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンの出力軸に連結された電動機（三相交流機）が発電した電力をインバータを介して車両駆動用のエネルギ源としての二次電池に蓄えるとともに、排気エネルギの有効活用を目的としてターボ過給装置と直列にターボ発電装置を設け、ターボ発電装置にて発電した電力を制御装置を介して二次電池に充電する技術が知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
また、ハイブリッド車両において、車両の動力源の電動発電機に電力を供給する高電圧系バッテリとは別に、エンジン制御装置、燃料噴射装置、その他各種のエンジン補機に電力を供給する低電圧系バッテリを備え、エンジンによって駆動されるオルタネータの電力を低電圧系バッテリに供給すると共に、高電圧系バッテリの電力をＤＣ／ＤＣコンバータを介して低電圧蓄電器に供給可能とした技術が知られている（特許文献２参照。）。なお、本発明に関連する技術としてさらに特許文献３がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−４５８１７号公報
【特許文献２】
特開２００１−３５２６０３号公報
【特許文献３】
特開平６−２５５４０２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１にはエンジン補機への電力供給について開示がない。仮に、二次電池からエンジン補機に電力を供給した場合には、二次電池が故障し、あるいは二次電池からエンジン補機への電力供給経路に配置される部品、例えば二次電池に対するインバータ、又はターボ発電装置から二次電池への充電を制御する制御装置等が故障した場合にエンジン補機への電力供給が困難となり、退避走行が短時間のうちに不可能となる。
【０００６】
これに対して、特許文献２の技術では、高電圧系バッテリ等が故障しても、オルタネータの発電した電力をエンジン補機に供給して退避走行を行える。しかし、オルタネータによる発電は効率が悪い。
【０００７】
そこで、本発明はエンジン補機等に供給される低電圧系の電力を効率よく確保し、長時間に亘って退避走行を行うことができる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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃料の燃焼によって作動するエンジンと、前記エンジンの出力を用いて発電可能かつ動力を出力可能なモータジェネレータと、前記モータジェネレータにより発電した電力を充電可能かつ前記モータジェネレータに電力を供給可能な高電圧蓄電器と、前記エンジンの補機に電力を供給可能な低電圧蓄電器と、前記エンジンの排気エネルギを回収して発電する排気エネルギ回収装置とを備えたハイブリッド車両に適用される制御装置において、前記排気エネルギ回収装置が発電した電力を前記低電圧蓄電器に供給する低電圧用供給制御手段を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。
【０００９】
この制御装置によれば、高電圧系から低電圧系に電力が供給できない場合であっても、エンジン補機の動作に必要な低電圧系の電力を排気エネルギ回収装置から取得することができる。従って、退避走行を長時間に亘って実行することができる。しかも、排気エネルギ回収装置は排気エネルギを回収して発電を行うため、エンジンが発生した運動エネルギを消費して発電する従来のオルタネータを使用した場合と比較して車両のエネルギ効率を高めることができる。
【００１０】
本発明のハイブリッド車両の制御装置においては、前記高電圧蓄電器と前記低電圧蓄電器との間には両蓄電器間の電力の授受を制御する変換制御手段が設けられ、前記モータジェネレータと前記変換制御手段との間に配置される高電圧系部品、又は前記変換制御手段が故障した場合に前記排気エネルギ回収装置から前記低電圧用供給制御手段を介して前記低電圧蓄電器に電力が供給されてもよい（請求項２）。
【００１１】
この態様によれば、高電圧蓄電器から低電圧蓄電器へ電力を供給することによって低電圧系の電力を確保することができ、かつ、その高電圧蓄電器からの電力の供給が不可能となった場合でも排気エネルギ回収装置を利用して低電圧系の電力を確保することができる。
【００１２】
一方、前記高電圧系部品、及び前記変換制御手段のいずれもが正常に動作している場合の排気エネルギ回収装置の発電した電力の供給に関しては次の２つの態様がある。
【００１３】
すなわち、一態様においては、前記高電圧系部品及び前記変換制御手段がそれぞれ正常に動作している場合にも前記排気エネルギ回収装置の発電した電力が前記低電圧蓄電器に一旦供給され、前記変換制御手段は、前記低電圧蓄電器に供給された電力の余剰分が前記高電圧蓄電器に供給される（請求項３）。この場合には、排気エネルギ回収装置から低電圧系に供給される電力の余剰分を無駄に捨てることなく高電圧系で利用して車両のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１４】
また、他の態様においては、前記排気エネルギ回収装置に対して前記低電圧用供給制御手段と並列に接続されて前記排気エネルギ回収装置が発電した電力を前記高電圧蓄電器に供給する高電圧用供給制御手段と、前記排気エネルギ回収装置からの電力の供給先を前記高電圧用供給制御手段と前記低電圧用供給制御手段との間で切り替える供給先制御手段とがさらに設けられ、前記供給先制御手段は、前記高電圧系部品又は前記変換制御手段が故障した場合に前記排気エネルギ回収装置からの電力の供給先を前記低電圧用供給制御手段に設定する（請求項４）。
【００１５】
この場合には、排気エネルギ回収装置で発電した電力を高電圧系又は低電圧系に選択的に供給することができる。正常時において排気エネルギ回収装置から高電圧用供給制御手段に電力を供給した場合には、低電圧系に供給する場合よりも発電量の制約が緩和されて大電力が供給可能となり、排気エネルギを無駄なく回収して車両のエネルギ効率を向上させることができる。高電圧系部品又は変換制御手段が故障した場合は、低電圧用供給制御手段に電力が供給されるので、低電圧系の電力を確保して車両に退避走行を長時間させることができる。
【００１６】
さらに、高電圧用供給制御手段及び供給先制御手段を設けた場合には、前記高電圧用供給制御手段が前記排気エネルギ回収装置からの電力を前記モータジェネレータにも供給可能であり、前記高電圧蓄電器への充電が不可能となる故障が前記高電圧系部品に生じ、かつ前記低電圧蓄電器の充電率が所定レベル以上確保されている場合には、前記供給先制御手段が前記排気エネルギ回収装置からの電力の供給先を前記高電圧用供給制御手段に設定し、前記高電圧用供給制御手段はその排気エネルギ回収装置からの電力を前記モータジェネレータに供給してもよい（請求項５）。
【００１７】
この場合には、高電圧蓄電器への充電が不可能となる故障が高電圧系部品に生じても排気エネルギ回収装置が発電する電力を利用してモータジェネレータを駆動することができる。従って、高電圧蓄電器の電力が不足してもモータジェネレータを駆動源として車両を走行させることができる。これにより、高電圧蓄電器への充電が不可能な状態であっても、エンジンとモータジェネレータとを併用して車両の駆動力を柔軟に管理することができる。
【００１８】
本発明のインバータ車両の制御装置においては、前記高電圧系部品又は前記変換制御手段の故障時であってかつ前記排気エネルギ回収装置から前記低電圧蓄電器に電力が供給されている場合に、前記低電圧蓄電器の充電状態に応じて前記排気エネルギ回収装置の発電量を制御する発電量制御手段を備えてもよい（請求項６）。この態様によれば、低電圧蓄電器に対してその充電量に見合った適切な電力を供給することができて好ましい。
【００１９】
さらに、上記態様において、前記高電圧系部品又は前記変換制御手段が故障して前記排気エネルギ回収装置から前記低電圧蓄電器に電力が供給されている場合、前記発電量制御手段は、前記エンジンに対する負荷の高い時には低い時よりも同一充電状態に対する発電量が大きくなるように、前記充電状態と前記発電量との対応関係を前記負荷に応じて変化させてもよい（請求項７）。エンジンが低負荷で運転されているときは排気エネルギの回収量が相当に減少するため、エンジンが高負荷で運転されているときに積極的に発電量を増加させて低電圧蓄電器の充電量を十分に確保し、それにより低負荷運転中の低電圧系の電力不足を回避することができる。
【００２０】
本発明のハイブリッド車両の制御装置においては、前記変換制御手段が故障している場合に、前記低電圧蓄電器の充電状態に応じて前記エンジンの出力を制御する運転制御手段を備えてもよい（請求項８）。
【００２１】
この態様によれば、エンジン出力の増減によって排気エネルギ回収装置の発電量が変化するから、この関係を利用して低電圧蓄電器の充電率に適した電力を排気エネルギ回収装置にて発電させて低電圧系の電力を過不足なく確保することができる。
【００２２】
さらに、上記態様において、前記運転制御手段は、前記変換制御手段が故障している場合に、前記エンジン出力の余剰分が前記モータジェネレータの発電に使用されるように前記エンジン出力に応じて前記モータジェネレータの発電量を制御してもよい（請求項９）。これにより、排気エネルギによる発電量の制御のために生じたエンジン出力の余剰分を電力に変換して高電圧蓄電器に蓄え、エネルギ効率の低下を防止できる。
【００２３】
なお、本発明にいう「故障」の概念は、インバータ３やＤＣ／ＤＣコンバータ８等の電気系部品が本来の機能を発揮できないか、又は本来の性能を発揮できても何らかの理由でそれを発揮させることが不適当となった状態をいう。また、エンジンの補機とは、電力の供給によってエンジンの継続的作動に必要不可欠な所定の機能を奏する各種の装置をいう。本発明において「高電圧」及び「低電圧」の用語は大きさが異なる２種類の電圧を区別するために使用されるものであって、「高」及び「低」の用語によってそれぞれの絶対的な範囲が定まるものではない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両の要部を示す概略図である。この車両は、内燃機関であるガソリンエンジン１と電動機及び発電機として機能するモータジェネレータ（ＭＧ）２とを走行用の駆動源として搭載した、いわゆるパラレル型のハイブリッド車両として構成されている。ＭＧ２は、インバータ３を介して高電圧蓄電器としての高電圧バッテリ４に接続されており、それらのＭＧ２と高電圧バッテリ４との間で適宜に電力が授受される。高電圧バッテリ４の電圧は例えば２８８Ｖである。
【００２５】
エンジン１の排気エネルギを回収するため、図１のハイブリッド車両は排気エネルギ回収装置５を備えている。排気エネルギ回収装置５としては、例えば電動機及び発電機として使用されるアシストモータを有するターボ過給器（電動アシストターボ）、ランキンサイクル装置、又は熱電変換装置が使用できるが、ここでは発電量を調節可能な電動アシストターボが使用されている。排気エネルギ回収装置５から排出された排気は、触媒、消音器（共に不図示）を経て大気に放出される。
【００２６】
排気エネルギ回収装置５は、低電圧用供給制御手段としてのインバータ６を介して低電圧蓄電器としての低電圧バッテリ７に接続されている。低電圧バッテリ７の電圧は例えば１２Ｖである。低電圧バッテリ７は、エンジン１の制御回路及びイグニッションコイル、燃料噴射装置等の補機に電力を供給している。高電圧バッテリ４と低電圧バッテリ７とはＤＣ／ＤＣコンバータ８を介して接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ８は両バッテリ４，７間における電力の授受を制御する変換制御手段として機能する。
【００２７】
エンジン１及びモータジェネレータ２の運転状態は電子制御ユニット（ＥＣＵ）９により制御される。ＥＣＵ９はマイクロプロセッサやその主記憶装置として機能するＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺装置を備えたコンピュータとして構成されている。ＥＣＵ９は、所定の演算手順に従って車両の要求出力を演算し、その出力が得られるようにエンジン１及びモータジェネレータ２の運転状態を制御する。例えば、演算された車両の要求出力が、エンジン１の効率が良い中負荷領域に入っている場合には、専らエンジン１の出力で車両を走行させ、要求出力が小さいときはエンジン１を停止してＭＧ２の出力のみを利用して車両を走行させる。エンジン１だけでは要求出力を満たすことができない場合には、ＭＧ２がエンジン１の出力をアシストして、車両を走行させる。このような制御を行うためにＥＣＵ９には例えば高電圧バッテリＳＯＣセンサ１０や低電圧バッテリＳＯＣセンサ１１等の各種センサが接続されている。ＥＣＵ９は、これらのセンサによってバッテリ４、７の充電率（ＳＯＣ）を監視するとともに、バッテリ４、７の異常の有無を判定可能である。
【００２８】
また、ＥＣＵ９はインバータ３、６、ＤＣ／ＤＣコンバータ８の異常の有無を監視し、異常の有無に応じて排気エネルギ回収装置５からの電力の回収を制御している。図２はそのような制御を実現するためにＥＣＵ９が実行する排気エネルギ回収制御ルーチンを示している。この処理はエンジン１が始動すると実行され、所定の周期で繰り返し実行される。
【００２９】
図２の排気エネルギ回収制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ９は、まずステップＳ１１でＭＧ２とＤＣ／ＤＣコンバータ８との間に配置される高電圧系部品としてのインバータ３又は高電圧バッテリ４、又はＤＣ／ＤＣコンバータ８が故障しているか否かを判定する。故障していないと判断した場合はステップＳ１２に進んで排気エネルギ回収装置５を通常制御モードで制御し、故障していると判断した場合はステップＳ１３に進んで排気エネルギ回収装置５をフィードバック制御モード（Ｆ／Ｂ制御モード）で制御する。
【００３０】
ステップＳ１２の通常制御モードにおいて、ＥＣＵ９はそのＲＯＭに予め記憶されているマップを利用してエンジン１の負荷（トルク及び回転数）に対応した排気エネルギ回収装置５の目標発電量を取得し、その目標発電量が得られるようにインバータ６の電機負荷を制御する。この場合、エンジン負荷と目標発電量との関係は排気エネルギからなるべく多くの電力を回収するように設定される。
【００３１】
通常制御モードの実行中において、低電圧バッテリ７には高電圧バッテリ４からＤＣ／ＤＣコンバータ８を介して低電圧バッテリ７に電力が供給されるとともに、排気エネルギ回収装置５からインバータ６を介して電力が供給される。これらの電力により低電圧バッテリ７が充電されてエンジン補機等に必要な電力が供給される。低電圧バッテリ７のＳＯＣが十分に確保され、排気エネルギ回収装置５から供給される電力が低電圧バッテリ７において余った場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ８はその余剰分の電力を昇圧して高電圧バッテリ４へ供給する。
【００３２】
一方、ステップＳ１３のＦ／Ｂ制御モードにおいては、ＥＣＵ９は低電圧バッテリＳＯＣセンサ１１の出力に基づいて排気エネルギ回収装置５の目標発電量をフィードバック制御する。ＳＯＣセンサ１１の出力と排気エネルギ回収装置５の目標発電量との関係は例えば図３のＭ１のようなマップとしてＥＣＵ９のＲＯＭに記録されている。ＥＣＵ９はそのマップを参照して低電圧バッテリ７のＳＯＣに対応した目標発電量を取得し、その目標発電量が得られるようにインバータ６の電機負荷を制御する。なお、マップＭ１では、低電圧バッテリ７のＳＯＣが低いときに目標発電量が大きく、ＳＯＣが高いときに目標発電量が小さくなるようにＳＯＣと目標発電量との対応関係が設定されている。
【００３３】
続くステップＳ１４では、エンジン１が所定の高負荷領域で運転中か否かを判定する。高負荷領域で運転中であると判断した場合はステップＳ１５に進み、そうでない場合はステップＳ１６に進む。ステップＳ１５では、ステップＳ１３で設定した排気エネルギ回収装置５の目標発電量に所定のゲイン（例えば１．５）を乗算することにより、マップＭ１で設定される値よりも同一のＳＯＣに対する目標発電量を増加させる。これにより、高負荷時には発電量を積極的に増加させて低電圧バッテリ７の充電率をなるべく高く維持している。
【００３４】
次のステップＳ１６において、ＥＣＵ９は目標発電量が排気エネルギ回収装置５にて回収可能な発電量の上限値以上か否かを判定する。発電量の上限値はエンジン１の出力（負荷）に応じて変化し、両者の対応関係は予めマップ化されてＥＣＵ９のＲＯＭに記憶されている。ＥＣＵ９はそのマップを参照してエンジン出力に対応した発電量の上限値を取得し、目標発電量が上限値であったときはステップＳ１７へ進んで目標発電量を上限値に設定する。ステップＳ１７の実行後又はステップＳ１６にて否定判断したときは今回のルーチンを終える。
【００３５】
以上の実施形態によれば、高電圧系のインバータ３、高電圧バッテリ４、又はＤＣ／ＤＣコンバータ８のいずれかが故障した場合、Ｆ／Ｂ制御モードが選択されて排気エネルギ回収装置５の目標発電量が低電圧バッテリ７のＳＯＣに基づいて設定されるので、低電圧バッテリ７に対して過不足なく電力を供給して低電圧系に必要な電力を十分に確保し、それにより退避走行を十分に行うことができる。
【００３６】
以上の実施形態においては、インバータ６が低電圧用供給制御手段に、ＥＣＵ９が発電量制御手段にそれぞれ相当する。
【００３７】
なお、ステップＳ１５の処理は、フィードバックゲインの乗算に代え、例えば図３にマップＭ２として示したように低電圧バッテリ７のＳＯＣに対する目標発電量をステップＳ１３で使用したマップＭ１よりも相対的に大きく変更したマップを使用して実現してもよい。
【００３８】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、図１のハイブリッド車両においてＤＣ／ＤＣコンバータ８が故障した場合に、ＥＣＵ９がエンジン１及びＭＧ２に関して特有の制御を行うことを特徴とする。
【００３９】
図４は、そのような制御を実現するためにＥＣＵ９が実行するＤＣ／ＤＣコンバータ故障時制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、エンジン１が始動してから所定の周期で繰り返し実行されるものであり、図２の処理と並行して実行してよい。
【００４０】
図４のルーチンにおいて、ＥＣＵ９はまずステップＳ２１でＤＣ／ＤＣコンバータ８が故障しているか否かを判定する。故障していると判断した場合はステップＳ２２に進み、故障していないと判断した場合は今回の制御ルーチンを終える。ステップＳ２２では、ＥＣＵ９は低電圧バッテリ７のＳＯＣが所定の値よりも低いか否かを判定する。低いと判断した場合はステップＳ２３に進み、そうでない場合は今回の制御ルーチンを終える。所定の値は例えば８０％とする。
【００４１】
ステップＳ２３において、ＥＣＵ９はエンジン１の出力を車両の要求出力から特定される値よりも増加させる。続くステップＳ２４において、ＥＣＵ９は、エンジン１の出力のうちステップＳ２３で増加したことに伴う余剰出力によりＭＧ２が発電を行うようにインバータ３の動作を制御する。その後、今回の制御ルーチンを終える。このような処理を行うことにより、ＥＣＵ９は運転制御手段として機能する。なお、ステップＳ２３の処理において、エンジン出力の増加分は一定でもよいし、ＳＯＣが低いほど増加分が大きくなるようにＳＯＣに応じて変化させてもよい。
【００４２】
以上の制御ルーチンによれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ８が故障して高電圧系から電力が得られない状態で低電圧バッテリ７の充電率が低下したときにエンジン出力を車両の要求出力よりも意図的に増加させているので、排気エネルギ回収装置５の発電量を増加させて低電圧系への電力の供給可能な量を増加させ、それにより低電圧系の電力不足を回避することができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両の要部を示す概略図である。この制御装置では、排気エネルギ回収装置５に対して高電圧系のインバータ３及び低電圧系のインバータ６が並列に接続されてこれらのインバータ３、６に電力が供給可能とされている。これにより、インバータ３が高電圧用供給制御手段として、インバータ６が低電圧用供給制御手段としてそれぞれ機能する。また、ＥＣＵ９は、図６の電力供給先制御ルーチンを実行することにより排気エネルギ回収装置５で発電した電力の供給先をＭＧ２、高電圧バッテリ４と低電圧バッテリ７との間で切り替える供給先制御手段として機能する。
【００４４】
図６の電力供給先設定ルーチンは、エンジン１が始動されると実行され、所定の周期で繰り返し実行される。図６のルーチンにおいて、ＥＣＵ９はまずステップＳ３１でインバータ３、高電圧バッテリ４又はＤＣ／ＤＣコンバータ８のいずれかが故障しているか否かを判定する。故障していると判断した場合はステップＳ３２に進み、排気エネルギ回収装置５において発電した電力の供給先を低電圧バッテリ７に設定する。故障していないと判断した場合はステップＳ３３に進んで排気エネルギ回収装置５からの電力の供給先を高電圧バッテリ４に設定する。
ステップＳ３２、Ｓ３３において供給先を設定した後に今回のルーチンを終了する。
【００４５】
なお、ステップＳ３１の条件が否定された場合、低電圧バッテリ７に対しては、高圧バッテリ４からＤＣ／ＤＣコンバータ８を介して低電圧バッテリ７に電力が供給されることにより、低電圧系の電力が確保される。また、ステップＳ３２において排気エネルギ回収装置５から低電圧バッテリ７に電力が供給された場合において、図２のステップＳ１３〜Ｓ１７の処理が行われてもよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ８の故障時に図４のステップＳ２２〜Ｓ２４の処理が行われてもよい。
【００４６】
以上の実施形態によれば、高電圧バッテリ４から低電圧バッテリ７への電力供給が可能な状態において排気エネルギ回収装置５の電力が高電圧系のインバータ３に供給されるので、低電圧バッテリ７へ供給する場合と比較して発電量の制約が緩和され、排気エネルギ回収装置５による発電量を可能な限り大きくして（例えば数百Ｗ〜十数ＫＷ）、車両のエネルギ効率を向上させることができる。また、インバータ３等が故障した場合には排気エネルギ回収装置５からの電力を利用して低電圧系の電力を確実に確保し、燃料がなくなるまで補機に電力を供給して退避走行を続けることができる。
【００４７】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態は、図５のハイブリッド車両において、インバータ３、高電圧バッテリ４又はＤＣ／ＤＣコンバータ８のいずれかが故障した場合、故障した部品に応じて排気エネルギ回収装置５で発電した電力の供給先を変更することを特徴とする。
【００４８】
図７はそのような制御を実現するためにＥＣＵ９が実行する高電圧系故障時制御ルーチンを示すフローチャートである。このルーチンはエンジン１が始動されると実行され、所定の周期で繰り返し実行される。
【００４９】
図７のルーチンにおいて、ＥＣＵ９はまずステップＳ４１でインバータ３が故障しているか否かを判定する。故障していない場合はステップＳ４２に進み、高電圧バッテリ４が故障しているか否かを判定する。故障していないと判断した場合はステップＳ４３に進み、ＤＣ／ＤＣコンバータ８が故障しているか否かを判定する。故障していないと判断した場合はステップＳ４４において排気エネルギ回収装置５で発電した電力の供給先を高電圧バッテリ４に設定し、その後、今回の制御ルーチンを終える。
【００５０】
ステップＳ４１で故障と判断した場合はステップＳ４５に進み、排気エネルギ回収装置５で発電した電力の供給先を低電圧バッテリ７に設定する。この場合、車両はエンジン１のみで走行駆動される。ステップＳ４２で故障と判断した場合はステップＳ４６に進み、低電圧バッテリ７のＳＯＣが所定の値よりも低いか否かを判定する。所定の値は例えば８０％とする。低くないと判断した場合はステップＳ４７に進み、スロットル開度等を参照して車両の加速が要求されているか否かを判定する。加速が要求されている場合はステップＳ４８に進み、インバータ３を制御して排気エネルギ回収装置５で発電した電力の供給先をＭＧ２に設定し、ＭＧ２を動作させて車両の走行駆動力をアシストする。なお、この場合高電圧バッテリ４に対して充電ができないので、ＭＧ２は駆動力のアシストのみを行い、発電は行わない。ステップＳ４６でＳＯＣが所定の値よりも低い場合、又はステップＳ４７で車両の加速が要求されていない場合はステップＳ４５に進み、低電圧バッテリ７への電力供給を実行する。ステップＳ４３で故障と判断した場合はステップＳ４９に進み、排気エネルギ回収装置５で発電した電力の供給先を低電圧バッテリ７に設定する。この場合、車両の駆動力は通常時と同様にエンジン１及びＭＧ２によって適宜に分担され、駆動力が余る減速時等にはＭＧ２が発電して高電圧バッテリ４が充電される。
【００５１】
ステップＳ４５、Ｓ４８、又はＳ４９において電力の供給先を設定した後はステップＳ５０に進み、イグニッションキーがオフにされない限りにおいて、エンジン１に対するＥＣＵ９からの停止指示の出力を禁止する。その後、今回のルーチンを終える。なお、ステップＳ４９の処理後にステップＳ５０をスキップしてもよいが、エンジン１の停止を禁止することにより排気エネルギ回収装置５による発電量を相対的に増加させることができるので、低電圧バッテリ７の充電不足を回避する上で好都合である。
【００５２】
以上の実施形態によれば、排気エネルギ回収装置５で発電した電力の供給先が故障箇所に応じて適切に変更されるので、電力をより合理的に管理することができる。すなわち、高電圧系のインバータ３が故障した場合にはＭＧ２の力行も発電も不可能であるため、排気エネルギ回収装置５で回収した電力を専ら低電圧系で利用して（ステップＳ４１→Ｓ４５）、エネルギを有効に活用することができる。
【００５３】
また、高電圧バッテリ４が故障しても、インバータ３が正常でＭＧ２の力行制御が可能な場合は、低電圧バッテリ７のＳＯＣが一定以上確保されていることを条件として排気エネルギ回収装置５からＭＧ２へ電力を供給してＭＧ２による駆動力のアシストを可能とし（ステップＳ４２→Ｓ４６→Ｓ４７→Ｓ４８）、加速要求時のように大きな駆動力が必要な場合にも確実に対応することができる。
【００５４】
さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ８が故障して高電圧バッテリ４から低電圧バッテリ７への電力供給が不可能となっても、ＭＧ２と高電圧バッテリ４との間に異常がない場合には、高電圧系のインバータ３を利用してＭＧ２を通常通り力行又は発電（回生）制御を切り替えつつ使用するとともに、排気エネルギ回収装置５が発電した電力を利用して低電圧バッテリ７が充電されてエンジンの補機に必要な電力が確実に供給される（Ｓ４３→Ｓ４９）。これにより、エンジン１とＭＧ２とを併用した駆動力の管理を故障のない場合とほぼ同様に柔軟に実行することができるとともに、低電圧系の電力不足によるエンジン停止を回避して長時間の退避走行を実現することができる。
【００５５】
本発明は以上の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的思想と実質的同一の範囲内にある限り種々の形態にて実施してよい。例えば、上記の各実施形態では高電圧系部品としてインバータ３と高電圧バッテリ４とを対象としたが、ＭＧ２とＤＣ／ＤＣコンバータ８との間に配置されて高電圧が印加される各種の部品を高電圧系部品に含めてよい。蓄電器はバッテリに限らず、キャパシタであってもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の制御装置を搭載したハイブリッド車両によれば、排気エネルギ回収装置が発電した電力を低電圧蓄電器に供給することにより、高電圧系から低電圧系へ電力が供給できない状態でも低電圧系の電力を確保し、エンジンの補機に十分な電力を供給して長時間に亘る退避走行を実現することができる。しかも、排気エネルギを回収して低電圧系に電力を供給するので、車両のエネルギ効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両の要部を示す図。
【図２】図１のＥＣＵが排気エネルギ回収装置を制御するために実行する排気エネルギ回収制御ルーチンを示すフローチャート。
【図３】低電圧バッテリの充電率と排気エネルギ回収装置の目標発電量との関係の一例を示した図。
【図４】図１のＥＣＵがＤＣ／ＤＣコンバータ周りが故障したときにエンジン及びモータジェネレータを制御するために実行するＤＣ／ＤＣコンバータ故障時制御ルーチンを示すフローチャート。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両の要部を示す図。
【図６】図５のＥＣＵが排気エネルギ回収装置で発電した電力の供給先を制御するために実行する電力供給先設定ルーチンを示すフローチャート。
【図７】図５のＥＣＵが故障箇所に応じて排気エネルギ回収装置で発電した電力の供給先を変更するために実行する高電圧系故障時制御ルーチンを示すフローチャート。
【符号の説明】
１ エンジン
２ モータジェネレータ
３ インバータ（高電圧用供給制御手段）
４ 高電圧バッテリ（高電圧蓄電器）
５ 排気エネルギ回収装置
６ インバータ（低電圧用供給制御手段）
７ 低電圧バッテリ（低電圧蓄電器）
８ ＤＣ／ＤＣコンバータ（変換制御手段）
９ 電子制御ユニット（発電量制御手段、供給先制御手段、運転制御手段）
１０ 高電圧バッテリＳＯＣセンサ
１１ 低電圧バッテリＳＯＣセンサ

Claims (9)

1. 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、前記エンジンの出力を用いて発電可能かつ動力を出力可能なモータジェネレータと、前記モータジェネレータにより発電した電力を充電可能かつ前記モータジェネレータに電力を供給可能な高電圧蓄電器と、前記エンジンの補機に電力を供給可能な低電圧蓄電器と、前記エンジンの排気エネルギを回収して発電する排気エネルギ回収装置とを備えたハイブリッド車両に適用される制御装置において、前記排気エネルギ回収装置が発電した電力を前記低電圧蓄電器に供給する低電圧用供給制御手段を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記高電圧蓄電器と前記低電圧蓄電器との間には両蓄電器間の電力の授受を制御する変換制御手段が設けられ、前記モータジェネレータと前記変換制御手段との間に配置される高電圧系部品、又は前記変換制御手段が故障した場合に前記排気エネルギ回収装置から前記低電圧用供給制御手段を介して前記低電圧蓄電器に電力が供給されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記高電圧系部品及び前記変換制御手段がそれぞれ正常に動作している場合にも前記排気エネルギ回収装置の発電した電力が前記低電圧蓄電器に一旦供給され、前記変換制御手段は、前記低電圧蓄電器に供給された電力の余剰分を前記高電圧蓄電器に供給することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記排気エネルギ回収装置に対して前記低電圧用供給制御手段と並列に接続されて前記排気エネルギ回収装置が発電した電力を前記高電圧蓄電器に供給する高電圧用供給制御手段と、前記排気エネルギ回収装置からの電力の供給先を前記高電圧用供給制御手段と前記低電圧用供給制御手段との間で切り替える供給先制御手段とが設けられ、前記供給先制御手段は、前記高電圧系部品又は前記変換制御手段が故障した場合に前記排気エネルギ回収装置からの電力の供給先を前記低電圧用供給制御手段に設定することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記高電圧用供給制御手段が前記排気エネルギ回収装置からの電力を前記モータジェネレータにも供給可能であり、前記高電圧蓄電器への充電が不可能となる故障が前記高電圧系部品に生じ、かつ前記低電圧蓄電器の充電率が所定レベル以上確保されている場合には、前記供給先制御手段が前記排気エネルギ回収装置からの電力の供給先を前記高電圧用供給制御手段に設定し、前記高電圧用供給制御手段はその排気エネルギ回収装置からの電力を前記モータジェネレータに供給することを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記高電圧系部品又は前記変換制御手段の故障時であってかつ前記排気エネルギ回収装置から前記低電圧蓄電器に電力が供給されている場合に、前記低電圧蓄電器の充電状態に応じて前記排気エネルギ回収装置の発電量を制御する発電量制御手段を備えたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
7. 前記高電圧系部品又は前記変換制御手段が故障して前記排気エネルギ回収装置から前記低電圧蓄電器に電力が供給されている場合、前記発電量制御手段は、前記エンジンに対する負荷の高い時には低い時よりも同一充電状態に対する発電量が大きくなるように、前記充電状態と前記発電量との対応関係を前記負荷に応じて変化させることを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド車両の制御装置。
8. 前記変換制御手段が故障している場合に、前記低電圧蓄電器の充電状態に応じて前記エンジンの出力を制御する運転制御手段を備えたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
9. 前記運転制御手段は、前記変換制御手段が故障している場合に、前記エンジン出力の余剰分が前記モータジェネレータの発電に使用されるように前記エンジン出力に応じて前記モータジェネレータの発電量を制御することを特徴とする請求項８に記載のハイブリッド車両の制御装置。

Images