JP2005176484A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の乗員が走行挙動に対して違和感を感じることを防止しつつ蓄電装置の温度状態を所望の状態に設定する。
【解決手段】 バッテリ温度ＴＢが所定温度＃ＴＢＬ未満となる高圧バッテリの低温状態あるいは冷却水温度ＴＷが所定温度＃ＴＷＬ未満となる内燃機関の低温状態において、非駆動状態のモータの所定相のみに継続して通電を行うことで、モータは非駆動状態のままで高圧バッテリの放電電流を増大させ、高圧バッテリの内部抵抗による自己発熱およびモータの所定相のステータ巻線の巻線抵抗による自己加熱を促進させる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、内燃機関及びモータを併用して走行駆動するハイブリッド車両に搭載され、少なくとも内燃機関またはモータの何れか一方の駆動力を駆動輪に伝達するハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、例えば、駆動源としての内燃機関およびモータを備え、少なくとも内燃機関またはモータの何れか一方の駆動力を駆動輪に伝達して走行するハイブリッド車両において、例えば車両の始動時等においてモータへ電力を供給するバッテリの温度が所定温度未満の低温状態であると、バッテリの内部抵抗が過剰に増大してモータに所望の出力を発生させるために要する電力を供給することができないことから、強制的にバッテリの温度を所定温度以上に昇温させるハイブリッド車両の制御装置が知られている。
このようなハイブリッド車両の制御装置としては、例えば内燃機関の出力をモータの出力により補助するアシスト動作に対してモータによるアシスト量を増大させる制御と、モータを発電機として作動させて発電により発生した電気エネルギーをバッテリに充電する強制充電の制御とを交互に繰り返すことでバッテリの放電電流および充電電流を増大させ、内部抵抗による自己発熱を促進させることでバッテリの温度を昇温させる制御装置（例えば、特許文献１参照）が知られている。
また、例えば内燃機関の駆動力による車両走行状態であっても、バッテリからモータへ電力を供給してモータを力行運転させたり、モータを発電機として作動させて発電により発生した電気エネルギーをバッテリに充電させることによって、バッテリの放電電流および充電電流を増大させ、内部抵抗による自己発熱を促進させることでバッテリの温度を昇温させる制御装置（例えば、特許文献２参照）が知られている。
特開２００１−２６８７１５号公報 特開２０００−２３３０７号公報

ところで、上記従来技術に係るハイブリッド車両の制御装置においては、バッテリの放電電流および充電電流を増大させるためにモータの運転状態を変更することから、例えば運転者が所定の走行状態を維持することを望んでいる場合等においては、モータの運転状態の変化に応じて内燃機関の運転状態を変化させることによって、運転者による要求駆動力を確保するようにしてモータと内燃機関との間の駆動力配分を変更する必要が生じる。しかしながら、モータと内燃機関との間の駆動力配分を制御する際に、特に内燃機関の駆動力を精度良く制御することは困難であり、車両の走行状態に運転者が意図しない変動が生じてしまうという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両の乗員が走行挙動に対して違和感を感じることを防止しつつ蓄電装置の温度状態を所望の状態に設定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。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、車両の動力源としての内燃機関および複数相のモータと、複数のスイッチング素子からなり前記モータの複数相に対する通電を順次転流させる通電切換手段（例えば、後述する実施の形態でのパワードライブユニット１４）と、前記モータと電気エネルギーの授受を行う蓄電装置（例えば、後述する実施の形態での高圧バッテリ１５）とを備え、少なくとも前記内燃機関または前記モータの何れか一方の駆動力を駆動輪に伝達して走行可能なハイブリッド車両の制御装置であって、前記蓄電装置の温度を検出または推定する温度取得手段（例えば、後述する実施の形態での温度センサ２３）と、加温要求量を設定する加温要求量設定手段（例えば、後述する実施の形態でのステップＳ０４、ステップＳ０８、ステップＳ１１〜ステップＳ１３）と、前記温度取得手段にて取得された前記蓄電装置の温度が所定温度（例えば、後述する実施の形態での所定温度＃ＴＢＬ）未満、かつ、前記モータが非駆動状態において、前記蓄電装置から前記通電切換手段に供給される電力により前記複数相のうちの所定相のみに通電して前記蓄電装置を放電状態に設定することで前記蓄電装置を前記加温要求量に応じて自己加熱する蓄電装置加熱手段（例えば、後述する実施の形態でのステップＳ１４）とを備えることを特徴としている。

上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、蓄電装置加熱手段は、蓄電装置が低温状態である場合に、非駆動状態の複数相のモータの所定相のみに通電することで、モータは非駆動状態のままで蓄電装置の放電電流を増大させ、蓄電装置の内部抵抗による自己発熱を促進させることができる。

また、請求項２に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、車両の動力源としての内燃機関および複数相のモータと、複数のスイッチング素子からなり前記モータの複数相に対する通電を順次転流させる通電切換手段（例えば、後述する実施の形態でのパワードライブユニット１４）と、前記モータと電気エネルギーの授受を行う蓄電装置（例えば、後述する実施の形態での高圧バッテリ１５）とを備え、少なくとも前記内燃機関または前記モータの何れか一方の駆動力を駆動輪に伝達して走行可能なハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関の温度を検出または推定する機関温度取得手段（例えば、後述する実施の形態での第１の温度センサ３３）と、加温要求量を設定する加温要求量設定手段（例えば、後述する実施の形態でのステップＳ０４、ステップＳ０８、ステップＳ１１〜ステップＳ１３）と、前記機関温度取得手段にて取得された前記内燃機関の温度が所定温度（例えば、後述する実施の形態での所定温度＃ＴＷＬ）未満、かつ、前記モータが非駆動状態において、前記蓄電装置から前記通電切換手段に供給される電力により前記複数相のうちの所定相のみに通電することで前記モータを前記加温要求量に応じて自己加熱するモータ加熱手段（例えば、後述する実施の形態でのステップＳ１４）とを備えることを特徴としている。

上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、モータ加熱手段は、内燃機関が低温状態である場合に、非駆動状態の複数相のモータの所定相のみに通電することで、モータは非駆動状態のままで所定相のステータ巻線の巻線抵抗による自己発熱を促進させることができ、このモータの発熱によって内燃機関を昇温させることができる。

さらに、請求項３に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記加温要求量設定手段は、少なくとも前記温度取得手段にて取得された前記蓄電装置の温度または前記機関温度取得手段にて取得された前記内燃機関の温度が低下することに伴い前記加温要求量が増大傾向に変化するように設定することを特徴としている。

上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、蓄電装置や内燃機関の温度が低下することに伴い加温要求量を増大させることで、蓄電装置や内燃機関を所望の温度まで昇温させるのに要する時間が長くなってしまうことを防止することができる。

さらに、請求項４に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記加温要求量設定手段は、前記温度取得手段にて取得された前記蓄電装置の温度が相対的に低温領域および高温領域である場合の前記加温要求量が、前記温度取得手段にて取得された前記蓄電装置の温度が前記低温領域と前記高温領域との中間領域である場合の前記加温要求量よりも小さくなるように設定することを特徴としている。

上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、特に低温状態の蓄電装置が過剰に放電することによって劣化が生じてしまうことを防止することができる。

さらに、請求項５に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記蓄電装置の残容量を検出または推定する残容量取得手段（例えば、後述する実施の形態での制御装置１６）を備え、前記加温要求量設定手段は、前記残容量取得手段にて取得された前記蓄電装置の残容量が低下することに伴い前記加温要求量が減少傾向に変化するように設定することを特徴としている。

上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、残容量が低下している状態の蓄電装置が過剰に放電することによって劣化が生じてしまうことを防止することができる。

さらに、請求項６に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記蓄電装置の残容量を検出または推定する残容量取得手段（例えば、後述する実施の形態での制御装置１６）と、前記残容量取得手段にて取得された前記蓄電装置の残容量が所定の下限残容量（例えば、後述する実施の形態での下限値＃ＳＬ）よりも小さい場合に前記蓄電装置加熱手段の作動を禁止する禁止手段（例えば、後述する実施の形態でのステップＳ０９）とを備えることを特徴としている。

上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、残容量が低下している状態の蓄電装置が過剰に放電することによって劣化が生じてしまうことを防止することができる。

さらに、請求項７に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記蓄電装置の放電電流および充電電流の積算量である電流積算量を検出または推定する電流積算量取得手段（例えば、後述する実施の形態での制御装置１６）と、前記放電電流を正として前記電流積算量取得手段にて取得された前記電流積算量が所定の上限電流積算量よりも大きい場合に前記蓄電装置加熱手段の作動を禁止する禁止手段（例えば、後述する実施の形態での制御装置１６が兼ねる）とを備えることを特徴としている。

上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、残容量が低下している状態の蓄電装置が過剰に放電することによって劣化が生じてしまうことを防止することができる。

さらに、請求項８に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記蓄電装置加熱手段の作動時間が所定時間を超えた場合に前記蓄電装置加熱手段の作動を禁止する禁止手段（例えば、後述する実施の形態での制御装置１６）を備えることを特徴としている。

上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、蓄電装置が過剰に放電することによって劣化が生じてしまうことを防止することができる。

さらに、請求項９に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置は、少なくとも前記内燃機関と前記モータとが互いに連結されている構造および前記モータのケーシングと前記内燃機関とが連結されている構造および前記内燃機関と前記モータとが冷却水を共有する構造のうちの何れかひとつの構造を備えることを特徴としている。

上記構成のハイブリッド車両の制御装置によれば、モータの自己発熱に伴う熱伝導により間接的に内燃機関を所望の温度まで昇温させることができる。

請求項１に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、モータは非駆動状態のままで蓄電装置の放電電流を増大させ、蓄電装置の内部抵抗による自己発熱を促進させることができる。
また、請求項２に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、モータは非駆動状態のままで所定相のステータ巻線の巻線抵抗による自己発熱を促進させることができ、このモータの発熱によって内燃機関を昇温させることができる。
さらに、請求項３に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、蓄電装置や内燃機関の温度が低下することに伴い加温要求量を増大させることで、蓄電装置や内燃機関を所望の温度まで昇温させるのに要する時間が長くなってしまうことを防止することができる。
さらに、請求項４から請求項８に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、蓄電装置が過剰に放電することによって劣化が生じてしまうことを防止することができる。
さらに、請求項９に記載の本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、モータの自己発熱によって間接的に内燃機関を所望の温度まで昇温させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置ついて添付図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の実施形態に係るパラレルハイブリッド車両１（以下、単に、ハイブリッド車両１と呼ぶ）を示し、内燃機関（ＥＮＧ）１１、モータ（ＭＯＴ）１２、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）１３を直列に直結した構造のものである。内燃機関１１およびモータ１２の両方の駆動力は、例えばオートマチックトランスミッション（ＡＴ）あるいはマニュアルトランスミッション（ＭＴ）等のトランスミッション１３から左右の駆動輪（前輪あるいは後輪）Ｗ，Ｗ間で駆動力を配分するディファレンシャル（図示略）を介して車両の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。また、ハイブリッド車両１の減速時に駆動輪Ｗ側からモータ１２側に駆動力が伝達されると、モータ１２は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。さらに、ハイブリッド車両１の運転状態に応じて、モータ１２は内燃機関１１の出力によって発電機として駆動され、発電エネルギーを発生するようになっている。

例えば３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のＤＣブラシレスモータ等からなるモータ１２は、パワードライブユニット（ＰＤＵ）１４に接続されている。パワードライブユニット１４は、例えば図２に示すように、トランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路１４ａと、平滑コンデンサ１４ｂとを具備するパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータを備えて構成されている。
このブリッジ回路１４ａは、複数のスイッチング素子であるトランジスタＴＵ１，ＴＵ２，ＴＶ１，ＴＶ２，ＴＷ１，ＴＷ２を備えて構成され、これらのトランジスタＴＵ１，…，ＴＷ２は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar mode Transistor）とされている。
トランジスタＴＵ１，ＴＵ２，ＴＶ１，ＴＶ２，ＴＷ１，ＴＷ２のコレクタ−エミッタ間には、それぞれダイオードＤＵ１，ＤＵ２，ＤＶ１，ＤＶ２，ＤＷ１，ＤＷ２が配置され、各トランジスタＴＵ１，ＴＵ２，ＴＶ１，ＴＶ２，ＴＷ１，ＴＷ２のエミッタに、各ダイオードＤＵ１，ＤＵ２，ＤＶ１，ＤＶ２，ＤＷ１，ＤＷ２のアノードが接続され、各コレクタには、各ダイオードＤＵ１，ＤＵ２，ＤＶ１，ＤＶ２，ＤＷ１，ＤＷ２のカソードが接続されている。

各トランジスタＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１のコレクタは全て直流入出力端子１４Ｐに接続されている。トランジスタＴＵ１のエミッタはトランジスタＴＵ２のコレクタに接続され、トランジスタＴＶ１のエミッタはトランジスタＴＶ２のコレクタに接続され、トランジスタＴＷ１のエミッタはトランジスタＴＷ２のコレクタに接続されている。各トランジスタＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２のエミッタは全て直流入出力端子１４Ｎに接続されている。
また、モータ１２に備えられた３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各交流入出力端子１２Ｕ，１２Ｖ，１２Ｗには、ブリッジ回路１４ａの各交流入出力端子１４Ｕ，１４Ｖ，１４Ｗが接続されている。ここで、交流入出力端子１４ＵはトランジスタＴＵ１のエミッタおよびトランジスタＴＵ２のコレクタに接続され、交流入出力端子１４ＶはトランジスタＴＶ１のエミッタおよびトランジスタＴＶ２のコレクタに接続され、交流入出力端子１４ＷはトランジスタＴＷ１のエミッタおよびトランジスタＴＷ２のコレクタに接続されている。
そして、平滑コンデンサ１４ｂは直流入出力端子１４Ｐ，１４Ｎ間に接続されている。

図１に示すように、パワードライブユニット１４にはモータ１２と電力（例えば、モータ１２の駆動またはアシスト動作時にモータ１２に供給される供給電力や回生動作時にモータ１２から出力される回生電力）の授受を行う高圧系のニッケル−水素バッテリ（高圧バッテリ）１５が接続されている。
そして、パワードライブユニット１４は、制御装置１６からの制御指令を受けてモータ１２の駆動及び回生作動を制御する。例えばモータ１２の駆動時には、制御装置１６から出力されるトルク指令に基づき、高圧バッテリ１５から出力される直流電力を３相交流電力に変換してモータ１２へ供給する。一方、モータ１２の回生動作時には、モータ１２から出力される３相交流電力を直流電力に変換して高圧バッテリ１５を充電する。
このパワードライブユニット１４の電力変換動作は、制御装置１６からブリッジ回路１４ａの各トランジスタＴＵ１，ＴＵ２，ＴＶ１，ＴＶ２，ＴＷ１，ＴＷ２のゲートに入力されるパルス、つまりパルス幅変調（ＰＷＭ）により各トランジスタＴＵ１，ＴＵ２，ＴＶ１，ＴＶ２，ＴＷ１，ＴＷ２をオン／オフ駆動させるためのパルスに応じて制御され、このパルスのデューティ、つまりオン／オフの比率のマップ（データ）は予め制御装置１６に記憶されている。

また、各種補機類からなる電気負荷１７を駆動するための１２Ｖバッテリ１８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１９を介して、パワードライブユニット１４および高圧バッテリ１５に対して並列に接続されている。
制御装置１６により電力変換動作が制御されるＤＣ−ＤＣコンバータ１９は、例えば双方向のＤＣ−ＤＣコンバータであって、高圧バッテリ１５の端子間電圧（蓄電電圧ＶＢ）あるいはモータ１２を回生作動または昇圧駆動した際のパワードライブユニット１４の端子間電圧を所定の電圧値まで降圧して１２Ｖバッテリ１８を充電すると共に、高圧バッテリ１５の残容量（ＳＯＣ：State Of Charge）が低下している場合には、１２Ｖバッテリ１８の端子間電圧を昇圧して高圧バッテリ１５を充電可能である。

制御装置１６は、内燃機関１１の運転状態や、パワードライブユニット１４およびＤＣ−ＤＣコンバータ１９の各電力変換動作や、電気負荷１７の作動状態等を制御する。
このため、制御装置１６には、例えばパワープラント（つまり内燃機関１１およびモータ１２）の状態を検出する各種のセンサ（例えば、内燃機関１１の回転数を検出する回転数センサや、モータ１２のロータの磁極位置（位相角）を検出する回転角センサ等）から出力される信号およびハイブリッド車両１の状態を検出する各種のセンサ（例えば、速度を検出する車速センサ等）から出力される信号に加えて、高圧バッテリ１５の蓄電電圧ＶＢを検出する電圧センサ２１から出力される信号と、高圧バッテリ１５の充電電流および放電電流を検出する電流センサ２２から出力される信号と、高圧バッテリ１５の温度（バッテリ温度）ＴＢを検出する温度センサ２３から出力される信号とが入力されている。
例えば、制御装置１６がパワードライブユニット１４を制御して高圧バッテリ１５を充電する際には、制御装置１６は回転角センサの出力波形に基づいてブリッジ回路１４ａへ送出するパルスの同期をとりつつ、ブリッジ回路１４ａによって所定の電圧値まで昇圧を行う。すなわち、制御装置１６は、所定の電圧値を得るためのモータ１２の回転数に応じたデューティのマップ（データ）等を予め記憶しており、制御装置１６は、このマップ（データ）を参照して、ブリッジ回路１４ａ内の各トランジスタＴＵ１，ＴＵ２，ＴＶ１，ＴＶ２，ＴＷ１，ＴＷ２をオン／オフ駆動させるためのパルスのデューティを制御する。

また、制御装置１６は、例えば電流積算法等により高圧バッテリ１５の残容量を算出する。この電流積算法では、制御装置１６は、電圧センサ２１により検出される高圧バッテリ１５の充電電流及び放電電流を所定期間毎に積算して積算充電量及び積算放電量を算出し、これらの積算充電量及び積算放電量を初期状態あるいは充放電開始直前の残容量に加算又は減算することで残容量を算出する。このとき、制御装置１６は、例えばバッテリ温度ＴＢによって変化する内部抵抗等に対する所定の補正処理や高圧バッテリ１５の蓄電電圧ＶＢに応じた所定の補正処理を行う。

また、例えば図３に示すように、このハイブリッド車両１の冷却システムでは、内燃機関１１により駆動されるウォータポンプ（Ｗ／Ｐ）３１から供給される冷却水は、内燃機関１１内部のウォータジャケット（図示略）を流通して相対的に高温となった後にラジエータ３２へ流入する。そして、ラジエータ３２内部を流通して適宜の温度まで冷却された冷却水は２つの流通系に分流され、一方の流通系の冷却水が直接的にウォータポンプ３１へ還流するようになっている。また、他方の流通系の冷却水は、例えば対向配置されたパワードライブユニット１４およびＤＣ−ＤＣコンバータ１９の各ヒートシンク部（図示略）を流通した後にモータ１２の冷却流路（図示略）を流通し、この後、ウォータポンプ３１の上流部に導入されて、一方の流通系の冷却水と合流するようになっている。
この冷却システムにおいて、内燃機関１１のウォータジャケットから排出される冷却水の温度（冷却水温度ＴＷ）を検出する第１の温度センサ３３と、モータ１２の冷却流路から排出される冷却水の温度（冷却水温度ＴＭ）を検出する第２の温度センサ３４とが備えられ、各温度センサ３３，３４から出力される信号が制御装置１６に入力されている。

本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置は上記構成を備えており、次に、このハイブリッド車両の制御装置の動作、特に、高圧バッテリ１５の状態に応じてモータ１２に対する通電動作を制御する処理について説明する。

先ず、例えば図４に示すステップＳ０１においては、温度センサ２３によって検出されるバッテリ温度ＴＢを入力する。
次に、ステップＳ０２においては、第１の温度センサ３３によって検出される内燃機関１１のウォータジャケットから排出される冷却水の温度（冷却水温度ＴＷ）を入力する。
次に、ステップＳ０３においては、バッテリ温度ＴＢが所定温度＃ＴＢＬ未満となる低温状態であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０４に進む。
なお、所定温度＃ＴＢＬはヒステリシスを有する値である。
そして、ステップＳ０４においては、バッテリ温度ＴＢに応じたバッテリ通電要求量ＲＢを算出し、後述するステップＳ０９に進む。ここで、制御装置１６には、例えば図５に示すように、バッテリ温度ＴＢに対して、バッテリ通電要求量ＲＢに応じた所定の通電率の変化を示すマップ（データ）等が予め記憶されており、バッテリ温度ＴＢがヒステリシスを有する所定温度＃ＴＵ（例えば、低側＃ＴＵ２）から低下することに伴い、通電率が増大傾向に変化するように設定され、バッテリ温度ＴＢが所定温度＃ＴＵ（例えば、高側＃ＴＵ１）を超えて増大すると通電率がゼロ（つまり、高圧バッテリ１５の放電電流がゼロであって、高圧バッテリ１５の自己加熱による加温動作の実行禁止）となるように設定されている。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０５に進む。

ステップＳ０５においては、バッテリ温度ＴＢが所定温度＃ＴＢＵよりも大きい高温状態であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、一連の処理を終了する。
なお、所定温度＃ＴＢＵはヒステリシスを有する値である。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０６に進む。
ステップＳ０６においては、冷却水温度ＴＷが所定温度＃ＴＷＬ未満となる内燃機関１１の低温状態であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０７に進む。
なお、所定温度＃ＴＷＬはヒステリシスを有する値である。
ステップＳ０７においては、例えば第２の温度センサ３４によって検出されるモータ１２の冷却流路から排出される冷却水の温度（冷却水温度ＴＭ）に基づき、モータ１２およびパワードライブユニット１４が高温状態であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０８に進み、冷却水温度ＴＷに応じたエンジン通電要求量ＲＥを算出し、ステップＳ０９に進む。

なお、ステップＳ０８において、制御装置１６には、例えば図６に示すように、冷却水温度ＴＷに対して、エンジン通電要求量ＲＥに応じた所定の通電率の変化を示すマップ（データ）等が予め記憶されており、冷却水温度ＴＷがヒステリシスを有する所定温度＃ＴＷＬ（例えば、低側＃ＴＷＬ２）から低下することに伴い、通電率が増大傾向に変化するように設定され、冷却水温度ＴＷが所定温度＃ＴＷＬ（例えば、高側＃ＴＷＬ１）を超えて増大すると通電率がゼロ（つまり、高圧バッテリ１５の放電電流がゼロであって、高圧バッテリ１５の自己加熱による加温動作の実行禁止）となるように設定されている。

次に、ステップＳ０９においては、高圧バッテリ１５の残容量（ＳＯＣ）が所定の下限値＃ＳＬ未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１０に進む。
なお、所定の下限値＃ＳＬはヒステリシスを有する値である。
ステップＳ１０においては、バッテリ通電要求量ＲＢがエンジン通電要求量ＲＥよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１１に進み、通電要求にバッテリ通電要求量ＲＢを設定して、ステップＳ１３に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１２に進み、通電要求にエンジン通電要求量ＲＥを設定して、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３においては、設定した通電要求を高圧バッテリ１５の放電可能量に応じて制限する。ここで、制御装置１６には、例えば図７に示すように、バッテリ温度ＴＢに対して、高圧バッテリ１５の放電可能量に応じた所定の通電率の変化を示すマップ（データ）等が予め記憶されており、バッテリ温度ＴＢが相対的に低温領域において低下することに伴い、あるいは、バッテリ温度ＴＢが相対的に高温領域において増大することに伴い、通電率が低下傾向に変化するように設定されている。また、バッテリ温度ＴＢが低温領域と高温領域との中間領域に向かい低温領域から増大することに伴い、あるいは、中間領域に向かい高温領域から低下することに伴い、通電率が増大傾向に変化するように設定されている。さらに、バッテリ温度ＴＢが低温領域の所定温度＃ＴＬ未満に低下すると通電率がゼロ（つまり、高圧バッテリ１５の放電電流がゼロであって、高圧バッテリ１５の自己加熱による加温動作の実行禁止）となるように設定されている。

次に、ステップＳ１４においては、２相通電を実行し、一連の処理を終了する。
このステップＳ１４での２相通電では、例えば図２に示すように、コレクタが直流入出力端子１４Ｐに接続されている各トランジスタＴＵ１，ＴＶ１，ＴＷ１と、エミッタが直流入出力端子１４Ｎに接続されている各トランジスタＴＵ２，ＴＶ２，ＴＷ２との２組から、互いに異なる相の組み合わせとなる各１つのトランジスタ（例えば、トランジスタＴＵ１とトランジスタＴＶ２等）を選択して、この組み合わせに対して通電を継続する。この場合、複数相に対する通電を転流させないことから、モータ１２に回転トルクは発生しないことになる。

上述したように、本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置によれば、高圧バッテリ１５が低温状態である場合に、非駆動状態のモータ１２の所定相のみに継続して通電を行うことで、モータ１２は非駆動状態のままで高圧バッテリ１５の放電電流を増大させ、高圧バッテリ１５の内部抵抗による自己発熱を促進させることができる。これにより、ハイブリッド車両１の挙動に対して車両の乗員が違和感を感じることを防止しつつ、低温状態の高圧バッテリ１５において、モータ１２に所望の出力を発生させる通電が可能となるまでに要する時間を短縮することができる。
また、ハイブリッド車両１の始動時等において内燃機関１１が低温状態である場合にも、非駆動状態のモータ１２の所定相のみに継続して通電を行うことで、モータ１２は非駆動状態のままで所定相のステータ巻線の巻線抵抗による自己発熱を促進させることができ、このモータ１２の自己加熱によって、モータ１２に連結された内燃機関１１を昇温させることができる。これにより、内燃機関１１の暖機に要する時間を短縮することができると共に、暖機時の排気ガスに含まれる有害成分を低減することができる。
しかも、高圧バッテリ１５の残容量（ＳＯＣ）が所定の下限値＃ＳＬ未満となる状態や、バッテリ温度ＴＢが低温領域の所定温度＃ＴＬ未満に低下する極低温状態では、高圧バッテリ１５の放電電流を増大させる制御の実行を規制することによって、高圧バッテリ１５が過剰に放電してしまうことを防止し、高圧バッテリ１５に劣化が生じることを抑制することができる。

なお、上述した実施の形態においては、バッテリ温度ＴＢを検出する温度センサ２３を備えるとしたが、これに限定されず、例えばオブザーバ等によりバッテリ温度ＴＢを推定してもよい。
また、上述した実施の形態においては、第２の温度センサ３４によって検出されるモータ１２の冷却流路から排出される冷却水の温度（冷却水温度ＴＭ）に基づき、モータ１２およびパワードライブユニット１４が高温状態であるか否かを判定したが、これに限定されず、例えば第２の温度センサ３４の代わりに、モータ１２の温度やパワードライブユニット１４の温度やＤＣ−ＤＣコンバータの温度を検出する各温度センサを備え、これらの温度センサから出力される検出信号に基づいて、モータ１２およびパワードライブユニット１４が高温状態であるか否かを判定してもよい。

なお、上述した実施の形態においては、ステップＳ１４において２相通電を実行するとしたが、これに限定されず、３相通電を実行してもよい。要するに、モータ１２に回転トルクを発生させないようにして、複数相に対する通電を転流させずに所定相に対する通電を継続すればよい。

なお、上述した実施の形態においては、ステップＳ０９において、高圧バッテリ１５の残容量（ＳＯＣ）が所定の下限値＃ＳＬ未満であるか否かを判定したが、これに限定されず、例えば制御装置１６において、高圧バッテリ１５の放電電流および充電電流の積算量である電流積算量を検出または推定し、放電電流を正として、この電流積算量が所定の上限電流積算量よりも大きいか否かを判定してもよい。

なお、上述した実施の形態においては、ステップＳ０９において、高圧バッテリ１５の残容量（ＳＯＣ）が所定の下限値＃ＳＬ未満であるか否かを判定したが、これに限定されず、例えば、ステップＳ１４にて実行を開始した２相通電の継続時間が所定時間を超えたか否かを判定してもよい。

なお、上述した実施の形態においては、図４に示すように、バッテリ温度ＴＢが相対的に低温領域において低下することに伴い、通電率が低下傾向に変化するように設定するとしたが、これに限定されず、高圧バッテリ１５の残容量が相対的に低残容量領域において低下することに伴い、通電率が低下傾向に変化するように設定してもよい。

なお、上述した実施の形態においては、内燃機関１１とモータ１２が直列に直結されているとしたが、これに限定されず、少なくとも内燃機関１１とモータ１２とが互いに連結されている構造およびモータ１２のケーシングと内燃機関１１とが連結されている構造および内燃機関１１とモータ１２とが冷却水を共有する構造のうちの何れかひとつの構造を備えていればよい。

本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成図である。 図１に示すパワードライブユニットの構成図である。 本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の冷却システムの構成図である。 図１に示すハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。 バッテリ温度ＴＢに対して、バッテリ通電要求量ＲＢに応じた所定の通電率の変化の一例を示す図である。 冷却水温度ＴＷに対して、エンジン通電要求量ＲＥに応じた所定の通電率の変化の一例を示す図である。 バッテリ温度ＴＢに対して、高圧バッテリの放電可能量に応じた所定の通電率の変化の一例を示す図である。

符号の説明

１１ 内燃機関
１２ モータ
１４ パワードライブユニット（通電切換手段）
１５ 高圧バッテリ（蓄電装置）
１６ 制御装置（電流積算量取得手段、禁止手段、残容量取得手段）
２３ 温度センサ（温度取得手段）
ステップＳ０４、ステップＳ０８、ステップＳ１１〜ステップＳ１３ 加温要求量設定手段
ステップＳ１４ 蓄電装置加熱手段、モータ加熱手段

Claims (9)

1. 車両の動力源としての内燃機関および複数相のモータと、複数のスイッチング素子からなり前記モータの複数相に対する通電を順次転流させる通電切換手段と、前記モータと電気エネルギーの授受を行う蓄電装置とを備え、
   少なくとも前記内燃機関または前記モータの何れか一方の駆動力を駆動輪に伝達して走行可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記蓄電装置の温度を検出または推定する温度取得手段と、
   加温要求量を設定する加温要求量設定手段と、
   前記温度取得手段にて取得された前記蓄電装置の温度が所定温度未満、かつ、前記モータが非駆動状態において、前記蓄電装置から前記通電切換手段に供給される電力により前記複数相のうちの所定相のみに通電して前記蓄電装置を放電状態に設定することで前記蓄電装置を前記加温要求量に応じて自己加熱する蓄電装置加熱手段と
   を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 車両の動力源としての内燃機関および複数相のモータと、複数のスイッチング素子からなり前記モータの複数相に対する通電を順次転流させる通電切換手段と、前記モータと電気エネルギーの授受を行う蓄電装置とを備え、
   少なくとも前記内燃機関または前記モータの何れか一方の駆動力を駆動輪に伝達して走行可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記内燃機関の温度を検出または推定する機関温度取得手段と、
   加温要求量を設定する加温要求量設定手段と、
   前記機関温度取得手段にて取得された前記内燃機関の温度が所定温度未満、かつ、前記モータが非駆動状態において、前記蓄電装置から前記通電切換手段に供給される電力により前記複数相のうちの所定相のみに通電することで前記モータを前記加温要求量に応じて自己加熱するモータ加熱手段と
   を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記加温要求量設定手段は、少なくとも前記温度取得手段にて取得された前記蓄電装置の温度または前記機関温度取得手段にて取得された前記内燃機関の温度が低下することに伴い前記加温要求量が増大傾向に変化するように設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記加温要求量設定手段は、前記温度取得手段にて取得された前記蓄電装置の温度が相対的に低温領域および高温領域である場合の前記加温要求量が、前記温度取得手段にて取得された前記蓄電装置の温度が前記低温領域と前記高温領域との中間領域である場合の前記加温要求量よりも小さくなるように設定す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。
5. 前記蓄電装置の残容量を検出または推定する残容量取得手段を備え、
   前記加温要求量設定手段は、前記残容量取得手段にて取得された前記蓄電装置の残容量が低下することに伴い前記加温要求量が減少傾向に変化するように設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記蓄電装置の残容量を検出または推定する残容量取得手段と、
   前記残容量取得手段にて取得された前記蓄電装置の残容量が所定の下限残容量よりも小さい場合に前記蓄電装置加熱手段の作動を禁止する禁止手段と
   を備え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。
7. 前記蓄電装置の放電電流および充電電流の積算量である電流積算量を検出または推定する電流積算量取得手段と、
   前記放電電流を正として前記電流積算量取得手段にて取得された前記電流積算量が所定の上限電流積算量よりも大きい場合に前記蓄電装置加熱手段の作動を禁止する禁止手段と
   を備え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。
8. 前記蓄電装置加熱手段の作動時間が所定時間を超えた場合に前記蓄電装置加熱手段の作動を禁止する禁止手段を備え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。
9. 少なくとも前記内燃機関と前記モータとが互いに連結されている構造および前記モータのケーシングと前記内燃機関とが連結されている構造および前記内燃機関と前記モータとが冷却水を共有する構造のうちの何れかひとつの構造を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
   
   

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