JP2006170128A - 車両の制御装置および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】 電池寿命が延び、かつ操作応答性が向上された車両の制御装置および車両を提供する。
【解決手段】 ハイブリッド自動車１は、エンジン２と、車輪駆動用のモータジェネレータＭＧ２とを含む。温度センサ２４は、温度を測定して電池の状態を検知する。制御部１４は、エンジン２の始動および停止を制御する。電池の状態が良好な場合には、制御部１４はエンジン２を停止させＭＧ２を駆動用モータとして車両をＥＶ走行させる。車速がエンジンの停止を禁止する領域の境界を示す車速しきい値Ｘ０を超えると、制御部１４はエンジンを始動させエンジン停止状態での走行を禁止する。制御部１４は、電池の状態に応じて車速しきい値Ｘ０を変更するので、電池の最適保護が図られまた電池性能が低下する厳寒期等では操作応答性が向上する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両の制御装置および車両に関し、特に、エンジンと走行用モータとを搭載する車両の制御装置および車両に関する。

近年、電気自動車、ハイブリッド自動車および燃料電池自動車等のように、車両推進用の駆動源としてモータを採用し、このモータを駆動する電力を蓄積する大容量の電池を搭載する自動車が登場している。

特開平６−４８１９０号公報（特許文献１）には、ドライバーの加速要求に対応した的確な高出力を得ることができるハイブリッド型車両について記載されている。

このハイブリッド型車両は、ドライバーの加速要求量を、アクセル開度の変化量（変化速度）Δθやアクセルペダルを踏み込む踏力Ｆの大きさから検出し、その値に応じて、大きな駆動力を得ることができる併用モードでの走行領域を拡大する。すなわち、アクセル開度の変化量Δθに応じて、電動機モードから併用モードに切替えるモード変更開度θｃを、低アクセル開度側にシフトさせ、電動機モード、併用モードからエンジンモードに切替えるモード変更車速Ｖｃを高車速側にシフトさせる。
特開平６−４８１９０号公報 特開２００４−３４６０号公報 特開２００１−３０４００８号公報 特開２００４−４４４６９号公報 特開２００３−３２２０４０号公報 特開２００４−６０５２６号公報 特開２００４−２３９５９号公報

モータの駆動源である電池は、電池温度によって性能が変化する。また、充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）によっても電池性能は変化する。電池の性能が低下している場合には、頻繁に電動機モードからエンジン併用モードに切替えると電池に過大な負担がかかり電池の寿命が短くなる。

上記の特開平６−４８１９０号公報（特許文献１）に記載された技術では、電動機モードからエンジンモードに切替えるモード変更車速Ｖｃは電池温度を考慮しておらず、電池温度が高温な状態であっても車速とドライバーの要求が所定の条件となればエンジンを停止させて電動機モードで走行するがこのような場合は電池負荷が軽減されることが望ましい。

また、この技術では、電池の性能低下に起因して電池出力が低下した場合についても考慮されておらず、電池出力が低下している場合は特に高車速では電動機モードからエンジンを始動させる時に電力不足を生じ車両の操作応答性が悪化する。

この発明の目的は、電池寿命が延び、かつ操作応答性が向上された車両の制御装置および車両を提供することである。

この発明は、要約すると、車両の制御装置であって、エンジンと走行用モータとを搭載する車両の制御装置であって、走行用モータに電力を供給し、かつエンジンを始動させるために電力を供給する電池の状態を検知する検知部と、エンジンの始動および停止を制御する制御部とを備える。制御部は、電池の状態に応じてエンジンの停止を禁止する領域の境界を示す車速のしきい値を変更する。

好ましくは、制御部は、電池の温度に関連する温度パラメータにより推定される電池温度が第１の温度である場合はしきい値を第１の値に設定し、温度パラメータにより推定される電池温度が第１の温度より高い第２の温度である場合はしきい値を第１の値より低い第２の値に設定する。

より好ましくは、検知部は、温度パラメータとして電池の表面温度を検知する温度センサを含む。

より好ましくは、検知部は、温度パラメータとして電池を冷却する流体の温度を検知する温度センサを含む。

より好ましくは、制御部は、所定の出力要求に対する電池の実際の出力が第１の出力値である場合はしきい値を第１の値に設定し、所定の出力要求に対する電池の実際の出力が第１の出力値より低い第２の出力値である場合はしきい値を第１の値より低い第２の値に設定する。

さらに好ましくは、制御部は、電池の充電状態と電池温度とに応じて電池の実際の出力を算出する。

好ましくは、制御部は、電池の温度に関連する温度パラメータにより推定される電池温度が第１の温度である場合は第１のしきい値として第１の値を設定し、温度パラメータにより推定される電池温度が第１の温度より高い第２の温度である場合は第１のしきい値を第１の値より低い第２の値に設定する。制御部は、所定の出力要求に対する電池の実際の出力が第１の出力値である場合は第２のしきい値として第３の値を設定し、所定の出力要求に対する電池の実際の出力が第１の出力値より低い第２の出力値である場合は第２のしきい値を第３の値より低い第４の値に設定する。制御部は、第１、第２のしきい値のうち低い方をしきい値として選択する。

この発明の他の局面に従うと、車両であって、エンジンと、走行用モータと、走行用モータに電力を供給し、かつエンジンを始動させるために電力を供給する電池と、電池の状態を検知する検知部と、エンジンの始動および停止を制御する制御部とを備える。制御部は、電池の状態に応じてエンジンの停止を禁止する領域の境界を示す車速のしきい値を変更する。

好ましくは、制御部は、電池の温度に関連する温度パラメータにより推定される電池温度が第１の温度である場合はしきい値を第１の値に設定し、温度パラメータにより推定される電池温度が第１の温度より高い第２の温度である場合はしきい値を第１の値より低い第２の値に設定する。

より好ましくは、検知部は、温度パラメータとして電池の表面温度を検知する温度センサを含む。

より好ましくは、検知部は、温度パラメータとして電池を冷却する流体の温度を検知する温度センサを含む。

より好ましくは、制御部は、所定の出力要求に対する電池の実際の出力が第１の出力値である場合はしきい値を第１の値に設定し、所定の出力要求に対する電池の実際の出力が第１の出力値より低い第２の出力値である場合はしきい値を第１の値より低い第２の値に設定する。

さらに好ましくは、制御部は、電池の充電状態と電池温度とに応じて電池の実際の出力を算出する。

好ましくは、制御部は、電池の温度に関連する温度パラメータにより推定される電池温度が第１の温度である場合は第１のしきい値として第１の値を設定し、温度パラメータにより推定される電池温度が第１の温度より高い第２の温度である場合は第１のしきい値を第１の値より低い第２の値に設定する。制御部は、所定の出力要求に対する電池の実際の出力が第１の出力値である場合は第２のしきい値として第３の値を設定し、所定の出力要求に対する電池の実際の出力が第１の出力値より低い第２の出力値である場合は第２のしきい値を第３の値より低い第４の値に設定する。制御部は、第１、第２のしきい値のうち低い方をしきい値として選択する。

本発明によれば、電池温度の上昇が防止され、電池が良好に保護され電池の寿命が延びる。また、電池出力低下時には、加速時の応答性の悪化が防止される。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、本発明のハイブリッド自動車１の構成を示す概略図である。

図１を参照して、ハイブリッド自動車１は、前輪２０Ｒ，２０Ｌと、後輪２２Ｒ，２２Ｌと、エンジン２と、プラネタリギヤ１６と、デファレンシャルギヤ１８と、ギヤ４，６とを含む。

ハイブリッド自動車１は、さらに、車両後方に配置されるバッテリ１２と、バッテリ１２の出力する直流電力を昇圧する昇圧ユニット３２と、昇圧ユニット３２との間で直流電力を授受するインバータ３６と、プラネタリギヤ１６を介してエンジン２の動力を受けて発電を行なうモータジェネレータＭＧ１と、回転軸がプラネタリギヤ１６に接続されるモータジェネレータＭＧ２とを含む。インバータ３６はモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に接続され交流電力と昇圧回路からの直流電力との変換を行なう。

プラネタリギヤ１６は第１〜第３の回転軸を有する。第１の回転軸はエンジン２に接続され第２の回転軸はモータジェネレータＭＧ１に接続され第３の回転軸はモータジェネレータＭＧ２に接続される。

この第３の回転軸にはギヤ４が取付けられ、このギヤ４はギヤ６を駆動することによりデファレンシャルギヤ１８に動力を伝達する。デファレンシャルギヤ１８はギヤ６から受ける動力を前輪２０Ｒ，２０Ｌに伝達するとともに、前輪２０Ｒ，２０Ｌの回転力をギヤ６，４を介してプラネタリギヤの第３の回転軸に伝達する。

プラネタリギヤ１６はエンジン２，モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の間で動力を分割する役割を果たす。すなわちプラネタリギヤ１６の３つの回転軸のうちの２つの回転軸の回転が定まれば残る１つの回転軸の回転は自ずと定められる。したがって、エンジン２を最も効率のよい領域で動作させつつ、モータジェネレータＭＧ１の発電量を制御してモータジェネレータＭＧ２を駆動させることにより車速の制御を行ない、全体としてエネルギ効率のよい自動車を実現している。

直流電源であるバッテリ１２は、たとえば、ニッケル水素またはリチウムイオンなどの二次電池からなり、直流電力を昇圧ユニット３２に供給するとともに、昇圧ユニット３２からの直流電力によって充電される。

昇圧ユニット３２はバッテリ１２から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧された直流電圧をインバータ３６に供給する。インバータ３６は供給された直流電圧を交流電圧に変換してエンジン始動時にはモータジェネレータＭＧ１を駆動制御する。また、エンジン始動後にはモータジェネレータＭＧ１が発電した交流電力はインバータ３６によって直流に変換されて昇圧ユニット３２によってバッテリ１２の充電に適切な電圧に変換されバッテリ１２が充電される。

また、インバータ３６はモータジェネレータＭＧ２を駆動する。モータジェネレータＭＧ２はエンジン２を補助して前輪２０Ｒ，２０Ｌを駆動する。制動時には、モータジェネレータは回生運転を行ない、車輪の回転エネルギを電気エネルギに変換する。得られた電気エネルギは、インバータ３６および昇圧ユニット３２を経由してバッテリ１２に戻される。

昇圧ユニット３２とバッテリ１２との間にはシステムメインリレー２８，３０が設けられ車両非運転時には高電圧が遮断される。

バッテリ１２は、組電池であり、直列に接続された複数の電池ユニットＢ０〜Ｂｎを含む。

ハイブリッド自動車１は、さらに、バッテリ１２に取付けられる温度センサ２４、電圧センサ２６および電流センサ２５と、車速を検知する車速センサ３３と、バッテリ１２を冷却するために送風する冷却ファン１３と、冷却ファン１３の吸気温を測定する吸気温度センサ３４と、エンジン２、インバータ３６および昇圧ユニット３２を制御する制御部１４とを含む。

温度センサ２４は、バッテリの温度を検知して制御部１４に送信する。電圧センサ２６は、電池ユニットＢ０〜Ｂｎのそれぞれの端子間電圧Ｖ０〜Ｖｎを検知して制御部１４に送信する。電流センサ２５はバッテリ１２が流す電流ＩＢを検知して制御部１４に送信する。

制御部１４は、車速センサ３３、吸気温度センサ３４、温度センサ２４、電圧センサ２６および電流センサ２５の出力に応じて制御を行なう。

温度センサ２４は、温度を測定して電池の状態を検知する。制御部１４は、エンジン２の始動および停止を制御する。電池の状態が良好な場合には、制御部１４はエンジン２を停止させＭＧ２を駆動用モータとして車両をＥＶ走行させる。車速がエンジンの停止を禁止する領域の境界を示す車速しきい値Ｘ０を超えると、制御部１４はエンジンを始動させエンジン停止状態での走行を禁止する。制御部１４は、電池の状態に応じて車速しきい値Ｘ０を変更する。車速しきい値Ｘ０は、この車速以下では電池状態を考慮してエンジンを停止したＥＶ走行を許可するが、この車速を超えるとＥＶ走行が禁止される車速である。

制御部１４は、電池の温度に関連する温度パラメータにより推定される電池温度が低い温度である場合は車速しきい値Ｘ０を第１の値に設定し、電池温度が高いと推定される場合は車速しきい値Ｘ０を第１の値より低い第２の値に設定する。

温度センサ２４は、たとえば、温度パラメータとして電池の表面温度を検知する。また、他の例として、吸気温度センサ３４により、温度パラメータとして電池を冷却する送風空気等の流体の温度を検知してもよい。この流体は送風空気の代わりに冷却水であってもよい。

図２は、図１における制御部１４が行なう制御を説明するためのフローチャートである。メインルーチンからこのフローチャートの処理ルーチンが、一定時間毎あるいは所定条件を満たすごとに実行される。

図１、図２を参照して、処理が開始されると、まずステップＳ１において制御部１４は、エンジンの停止を禁止する領域の境界を示すエンジンの間欠運転を禁止する車速しきい値Ｘ０を算出する。車速しきい値Ｘ０の算出については、後に図３で説明する。

続いてステップＳ２において、車速センサ３３で検知された現在の車速Ｘが車速しきい値Ｘ０を超えたか否かが判断される。車速Ｘが車速しきい値Ｘ０を超えた場合にはステップＳ７に処理が進み制御部１４はエンジンを起動させ、そしてステップＳ９に進み処理はメインルーチンに戻る。一方、車速Ｘが車速しきい値Ｘ０を超えていない場合にはステップＳ３に処理が進む。ステップＳ３以降は、エンジン２を停止してもよいかどうかの判定が行われる。

まず、ステップＳ３では、車両が走行するに必要な走行パワーＰが算出される。走行パワーＰは、アクセル開度と車速に基づき予め制御部１４のメモリに記憶されているマップを参照して算出される。

続いてステップＳ４において、エンジン起動を判定する走行パワーのしきい値である起動パワーしきい値Ｙ１と、エンジン停止を判定する走行パワーのしきい値であるエンジン停止パワーしきい値Ｙ２とが算出される。

起動パワーしきい値Ｙ１とは、走るために必要な走行パワーが増加していくときにこの値を超えたら電池とモータのみではパワーの供給ができないのでその場合はエンジンを起動させるというしきい値である。また停止パワーしきい値Ｙ２とは、走るために必要な走行パワーが減少していったときにこの値を下回れば電池によるＥＶ走行が可能となるのでその場合はエンジンを停止させるというしきい値である。

続いてステップＳ５に処理は進み、エンジンの起動判定が行われる。起動判定は、起動パワーしきい値Ｙ１と現在の走行パワーＰとを比較することにより行なわれる。走行パワーＰが起動パワーしきい値Ｙ１を超えている場合はステップＳ７に処理が進みエンジンを起動させ、そしてステップＳ９に進み処理はメインルーチンに戻る。一方、走行パワーＰが起動パワーしきい値Ｙ１を超えていない場合はステップＳ６に処理が進む。

ステップＳ６では、エンジンの停止判定が行われる。停止判定は、停止パワーしきい値Ｙ２と現在の走行パワーＰとを比較することにより行なわれる。走行パワーＰが停止パワーしきい値Ｙ２より大きい場合はステップＳ９に進み処理はメインルーチンに戻る。一方、走行パワーＰが停止パワーしきい値Ｙ２以下である場合はステップＳ８に処理が進む。ステップＳ８では、エンジンの停止制御が行なわれ、車両はＥＶ走行する。

図３は、図２におけるステップＳ１の処理の詳細を示すフローチャートである。

図３を参照して、ステップＳ１の処理が開始されると、まずステップＳ１１において、制御部１４は、図１の温度センサ２４で検知された電池温度Ｔに基づき予めメモリに記憶されているマップを参照して間欠運転禁止車速しきい値Ｘ０Ａを算出する。

図４は、図３のステップＳ１１で参照されるマップを説明するための図である。

図４を参照して、車速しきい値Ｘ０Ａは、エンジンが常時運転されている領域とエンジンが間欠運転する領域との境界となる車速である。車速しきい値Ｘ０Ａより車速が大きいとＥＶ走行は禁止されエンジンは常時運転状態に制御される。一方、車速しきい値Ｘ０Ａより車速が小さいとＥＶ走行が許可され、他の条件が満たされれば車両はＥＶ走行を行なう。

図４に示した例では、電池温度がＴ０以下では車速しきい値Ｘ０Ａは１００ｋｍ／ｈに設定される。また、電池温度がＴ１以上では電池の寿命が低下するので電池の負担を減らすため車速しきい値Ｘ０Ａは５０ｋｍ／ｈに設定され、エンジン常時運転領域が拡大しＥＶ走行の頻度が低減する。電池温度がＴ０からＴ１の間は遷移領域であり車速しきい値Ｘ０Ａは１００ｋｍ／ｈから５０ｋｍ／ｈに向かって連続的に低減されている。

なお図４に示した速度は例示であり１００ｋｍ／ｈ、５０ｋｍ／ｈ等の値は電池の容量や車両の重量、モータ、エンジンの性能等により適宜選択される。

再び図３を参照して、ステップＳ１１が終了すると処理はステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、制御部１４は、電池の充電状態と電池温度とに基づき電池の出力を算出する。ここでの電池出力とは、電池の充電状態や温度等で総合的に定まる電池の性能である。

図５は、電池出力の算出に用いられるマップを示した図である。

図５において、充電状態は、ＳＯＣと表記され充電状態が高いほど電池出力は大となる。また、ＳＯＣ＝５０％のときの電池出力の温度依存性が実線で示され、ＳＯＣ＝２０％のときの電池出力の温度依存性が破線で示されている。

電池温度の低温側では温度低下に伴い電池出力は低下する。また電池温度の高温側では温度上昇を抑制するために出力を低下させる。ＳＯＣの低下に伴い電池出力は低下する。

このような、ＳＯＣと電池温度とをパラメータとする二次元マップが予めメモリに記憶されている。この二次元マップを参照して電池出力が求められる。

電池出力が求められると、図３のステップＳ１２においてさらに他のマップを参照して間欠運転禁止車速しきい値Ｘ０Ｂを算出する。

図６は、図３のステップＳ１２で参照される他のマップを説明するための図である。

図６を参照して、車速しきい値Ｘ０Ｂは、エンジンが常時運転されている領域とエンジンが間欠運転する領域との境界となる車速である。車速しきい値Ｘ０Ｂより車速が大きいとＥＶ走行は禁止されエンジンは常時運転状態に制御される。一方、車速しきい値Ｘ０Ｂより車速が小さいとＥＶ走行が許可され、他の条件が満たされれば車両はＥＶ走行を行なう。

図６に示した例では、電池出力がＰ１以上では車速しきい値Ｘ０Ｂは１００ｋｍ／ｈに設定される。また、電池出力がＰ０以下では電池の性能が低下しており電池の負担を減らすため車速しきい値Ｘ０Ｂは０に設定され、ＥＶ走行は禁止される。電池出力がＰ１からＰ０に向かう部分は遷移領域であり車速しきい値Ｘ０Ａは１００ｋｍ／ｈから０に向かって連続的に低減されている。

なお図６に示した速度は例示であり１００ｋｍ／ｈ、０等の値は電池の容量や車両の重量、モータ、エンジンの性能等により適宜選択される。

再び図３を参照して、ステップＳ１２が終了すると処理はステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、制御部１４は、ステップＳ１１で求めたしきい値Ｘ０ＡとステップＳ１２で求めたしきい値Ｘ０Ｂのいずれか小さいほうを車速しきい値Ｘ０に決定する。

ステップＳ１３が終了すると処理はステップＳ１４に進み、制御は図２で説明したフローチャートのステップＳ２に進む。

図７は、車速しきい値Ｘ０によりエンジンの起動および停止制御が行なわれた場合の例を示した動作波形図である。

図７では、上段に図１の車速センサ３３で検知されている車速が示され下段には、図２のステップＳ３で算出された走行パワーが示されている。図７の起動パワーしきい値Ｙ１、停止パワーしきい値Ｙ２は、図２のステップＳ４で算出されステップＳ５，Ｓ６でそれぞれ判定に用いられる値である。

まず時刻ｔ１において車両の走行が開始され車速が０から上昇を開始する。このときは、図１のエンジン２は停止しており車両はＥＶ走行を行なっている。加速するに従い走行パワーＰも上昇していく。

時刻ｔ２において走行パワーＰが起動パワーしきい値Ｙ１を越えた時点で、図２のステップＳ５からステップＳ７に処理が進みエンジン２は起動される。

時刻ｔ３において車速はＸ１に達して、以降車速Ｘ１で定速走行が行なわれる。このとき加速が中止されたので、走行パワーＰは空気抵抗に対抗し定速走行を維持するだけのパワーまで減少する。減少したパワーは停止パワーしきい値Ｙ２を下回る。このとき車速Ｘ１は図２のステップＳ１で算出された間欠運転禁止車速しきい値Ｘ０よりも小さいので、ＥＶ走行が許可され図２のステップＳ６からステップＳ８に処理が進みエンジンが停止されＭＧ２のみによる走行が行なわれる。

その後、時刻ｔ３からｔ４の間は車速Ｘ１で定速走行が行なわれる。そして時刻ｔ４からｔ５の間は減速が行なわれ、図１のＭＧ２は回生運転を行なってパワーを回収する。そして、時刻ｔ５において車速は０となり車両は停止する。

時刻ｔ６において車両は再始動する。時刻ｔ６において車両の走行が開始され車速が０から上昇を開始する。このときは、図１のエンジン２は停止しており車両はＥＶ走行を行なっている。加速するに従い走行パワーＰも上昇していく。

時刻ｔ７において走行パワーＰが起動パワーしきい値Ｙ１を越えた時点で、図２のステップＳ５からステップＳ７に処理が進みエンジン２は起動される。

時刻ｔ８において車速はＸ２に達して、以降車速Ｘ２で定速走行が行なわれる。このとき加速が中止されたので、走行パワーＰは空気抵抗に対抗し定速走行を維持するだけのパワーまで減少する。減少したパワーは停止パワーしきい値Ｙ２を下回る。このとき車速Ｘ２は図２のステップＳ１で算出された間欠運転禁止車速しきい値Ｘ０よりも大きいので、ＥＶ走行が禁止されており、図２のステップＳ２からステップＳ７に処理が進みエンジンの運転が維持されたまま走行が行なわれる。

その後、時刻ｔ８からｔ９の間は車速Ｘ２で定速走行が行なわれる。そして時刻ｔ９以降は減速が行なわれ、図１のＭＧ２は回生運転を行なってパワーを回収する。そして、時刻ｔ１０において車速はしきい値Ｘ０を下回るのでＥＶ走行が許可されエンジンは停止しさらにその後車両は停止する。

図７の波形図において、車速しきい値Ｘ０が車速Ｘ１と車速Ｘ２の中間に設定された場合について説明したが、車速しきい値Ｘ０は図３で示したように電池温度や電池出力を考慮して電池状態に応じて設定される。したがって、図７では時刻ｔ３〜ｔ４の間はＥＶ走行を行なったが車速しきい値Ｘ０が車速Ｘ１よりも小さく設定された場合にはエンジンは停止されない。また、図７では時刻ｔ８〜ｔ９の間はＥＶ走行が禁止されたが車速しきい値Ｘ０が車速Ｘ２よりも大きく設定された場合にはエンジンは停止され車両はＥＶ走行を行なう。

以上説明したように、実施の形態１では、その時々の電池の状態を考慮してＥＶ運転を禁止するパラメータの一つである車速しきい値Ｘ０を設定する。したがって、電池に過度な負担が課せられるのが防止され電池寿命が延び、かつ電池のパワー不足の場合にはエンジンを併用するため操作応答性が向上される。

［実施の形態２］
実施の形態１では、図２のステップＳ１において電池温度と電池出力に応じて車速しきい値Ｘ０が設定された。実施の形態２では、電池を冷却するための図１の冷却ファン１３の吸気の温度をさらに考慮する。この吸気温度が高いと電池冷却性能が低下し電池の温度が上昇するため電池の寿命に影響する。

図８は、実施の形態２において図２のステップＳ１に代えて実行されるステップＳ１Ａの処理を説明するためのフローチャートである。なお、図２のステップＳ２以降の処理については実施の形態２においても実施の形態１の場合と同様に実行される。

図８を参照して、ステップＳ１Ａの処理は、図３で説明したステップＳ１の処理においてステップＳ１１，Ｓ１３に代えてそれぞれステップＳ２１，Ｓ２２を含む。ステップＳ１２については図３で説明しているので説明は繰返さない。

ステップＳ１Ａの処理が開始されると、まずステップＳ２１において、制御部１４は、図１の温度センサ２４で検知された電池温度Ｔおよび吸気温度センサ３４で検知された冷却ファン１３の吸気温度に基づき、予めメモリに記憶されている二次元マップを参照して間欠運転禁止車速しきい値Ｘ０Ａを算出する。

図９は、図８のステップＳ２１で参照されるマップを説明するための図である。

図９を参照して、車速しきい値Ｘ０Ａは、エンジンが常時運転されている領域とエンジンが間欠運転する領域との境界となる車速であり吸気温度に応じて異なる値が設定されている。車速しきい値Ｘ０Ａより車速が大きいとＥＶ走行は禁止されエンジンは常時運転状態に制御される。一方、車速しきい値Ｘ０Ａより車速が小さいとＥＶ走行が許可され、他の条件が満たされれば車両はＥＶ走行を行なう。

図９に示した例では、吸気温度が２５℃の場合は車速しきい値Ｘ０Ａは線Ｗ１で示されている。また、吸気温度が３０℃の場合は車速しきい値Ｘ０Ａは線Ｗ２で示されている。

吸気温度が３０℃の場合は、電池温度がＴ３以下では車速しきい値Ｘ０Ａは１００ｋｍ／ｈに設定される。また、電池温度がＴ５以上では電池の性能が低下するので電池の負担を減らすため車速しきい値Ｘ０Ａは１００ｋｍ／ｈより低い第１の所定値に設定され、エンジン常時運転領域が拡大しＥＶ走行の頻度が低減する。電池温度がＴ３からＴ５の間は遷移領域であり車速しきい値Ｘ０Ａは１００ｋｍ／ｈから第１の所定値に向かって連続的に低減されている。

吸気温度が２５℃の場合は、電池温度がＴ４以下では車速しきい値Ｘ０Ａは１００ｋｍ／ｈに設定される。また、電池温度がＴ６以上では電池の寿命が低下するので電池の負担を減らすため車速しきい値Ｘ０Ａは１００ｋｍ／ｈより低い第２の所定値に設定され、エンジン常時運転領域が拡大しＥＶ走行の頻度が低減する。電池温度がＴ４からＴ６の間は遷移領域であり車速しきい値Ｘ０Ａは１００ｋｍ／ｈから第２の所定値に向かって連続的に低減されている。

吸気温度が３０℃の場合は吸気温度が２５℃の場合とくらべると、電池冷却性能が低下している。頻繁にＥＶ走行すると電池の温度が上昇するため電池の寿命に影響するので、エンジン常時運転領域が拡大しているのがわかる。

なお図９に示した速度は例示であり１００ｋｍ／ｈ、や第１、第２の所定値等の値は電池の容量や車両の重量、モータ、エンジンの性能等により適宜選択される。

再び図８を参照して、ステップＳ２１が終了すると図３で説明したステップＳ１２を経て処理はステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、制御部１４は、ステップＳ２１で求めたしきい値Ｘ０ＡとステップＳ１２で求めたしきい値Ｘ０Ｂのうちから最小値を車速しきい値Ｘ０に決定する。

ステップＳ２２が終了すると処理はステップＳ２３に進み、制御は図２で説明したフローチャートのステップＳ２に進む。

実施の形態２では吸気温も考慮することにより、さらに電池の負担を軽減する。

以上実施の形態１、２で説明したように、本発明では、電池の温度が上昇したばあいは、エンジンを使用せずモータのみで走行するＥＶ走行をする領域を減らす。つまり電池温度が高くなるとＥＶ走行を禁止する車速を引き上げてＥＶ走行をあまり行なわないようにする。これにより、電池温度のさらなる上昇が防止され、電池が良好に保護され電池の寿命が延びる。

また、厳寒期等で電池の温度が低下している場合には、電池の性能も低下し電池出力が低下する。この場合、ＥＶ走行を行なうと、その後高速走行となりエンジン併用走行領域に車速が達してエンジン２を始動させる時に、パワーが食われてしまい走行用のモータの出力が低下し加速時の応答性が悪くなる。このような電池出力低下時には、ＥＶ走行を禁止する車速を低く設定することにより、加速時の応答性の悪化を防止する。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲
によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明のハイブリッド自動車１の構成を示す概略図である。 図１における制御部１４が行なう制御を説明するためのフローチャートである。 図２におけるステップＳ１の処理の詳細を示すフローチャートである。 図３のステップＳ１１で参照されるマップを説明するための図である。 電池出力の算出に用いられるマップを示した図である。 図３のステップＳ１２で参照されるマップを説明するための図である。 車速しきい値Ｘ０によりエンジンの起動および停止制御が行なわれた場合の例を示した動作波形図である。 実施の形態２において図２のステップＳ１に代えて実行されるステップＳ１Ａの処理を説明するためのフローチャートである。 図８のステップＳ２１で参照されるマップを説明するための図である。

符号の説明

Ｂ０〜Ｂｎ 電池ユニット、１ ハイブリッド自動車、２ エンジン、４，６ ギヤ、１２ バッテリ、１３ 冷却ファン、１４ 制御部、１６ プラネタリギヤ、１８ デファレンシャルギヤ、２０Ｒ，２０Ｌ 前輪、２２Ｒ，２２Ｌ 後輪、２４ 温度センサ、２５ 電流センサ、２６ 電圧センサ、２８，３０ システムメインリレー、３２ 昇圧ユニット、３３ 車速センサ、３４ 吸気温度センサ、３６ インバータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ。

Claims (14)

1. エンジンと走行用モータとを搭載する車両の制御装置であって、
   前記走行用モータに電力を供給し、かつ前記エンジンを始動させるために電力を供給する電池の状態を検知する検知部と、
   前記エンジンの始動および停止を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記電池の状態に応じて前記エンジンの停止を禁止する領域の境界を示す車速のしきい値を変更する、車両の制御装置。
2. 前記制御部は、前記電池の温度に関連する温度パラメータにより推定される電池温度が第１の温度である場合は前記しきい値を第１の値に設定し、前記温度パラメータにより推定される前記電池温度が前記第１の温度より高い第２の温度である場合は前記しきい値を前記第１の値より低い第２の値に設定する、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記検知部は、
   前記温度パラメータとして前記電池の表面温度を検知する温度センサを含む、請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記検知部は、
   前記温度パラメータとして前記電池を冷却する流体の温度を検知する温度センサを含む、請求項２に記載の車両の制御装置。
5. 前記制御部は、所定の出力要求に対する前記電池の実際の出力が第１の出力値である場合は前記しきい値を第１の値に設定し、前記所定の出力要求に対する前記電池の実際の出力が前記第１の出力値より低い第２の出力値である場合は前記しきい値を前記第１の値より低い第２の値に設定する、請求項２に記載の車両の制御装置。
6. 前記制御部は、前記電池の充電状態と前記電池温度とに応じて前記電池の実際の出力を算出する、請求項５に記載の車両の制御装置。
7. 前記制御部は、前記電池の温度に関連する温度パラメータにより推定される前記電池温度が第１の温度である場合は第１のしきい値として第１の値を設定し、前記温度パラメータにより推定される前記電池温度が前記第１の温度より高い第２の温度である場合は前記第１のしきい値を前記第１の値より低い第２の値に設定し、
   前記制御部は、所定の出力要求に対する前記電池の実際の出力が第１の出力値である場合は第２のしきい値として第３の値を設定し、前記所定の出力要求に対する前記電池の実際の出力が前記第１の出力値より低い第２の出力値である場合は前記第２のしきい値を前記第３の値より低い第４の値に設定し、
   前記制御部は、前記第１、第２のしきい値のうち低い方を前記しきい値として選択する、請求項１に記載の車両の制御装置。
8. エンジンと、
   走行用モータと、
   前記走行用モータに電力を供給し、かつ前記エンジンを始動させるために電力を供給する電池と、
   前記電池の状態を検知する検知部と、
   前記エンジンの始動および停止を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記電池の状態に応じて前記エンジンの停止を禁止する領域の境界を示す車速のしきい値を変更する、車両。
9. 前記制御部は、前記電池の温度に関連する温度パラメータにより推定される電池温度が第１の温度である場合は前記しきい値を第１の値に設定し、前記温度パラメータにより推定される前記電池温度が前記第１の温度より高い第２の温度である場合は前記しきい値を前記第１の値より低い第２の値に設定する、請求項８に記載の車両。
10. 前記検知部は、
    前記温度パラメータとして前記電池の表面温度を検知する温度センサを含む、請求項９に記載の車両。
11. 前記検知部は、
    前記温度パラメータとして前記電池を冷却する流体の温度を検知する温度センサを含む、請求項９に記載の車両。
12. 前記制御部は、所定の出力要求に対する前記電池の実際の出力が第１の出力値である場合は前記しきい値を第１の値に設定し、前記所定の出力要求に対する前記電池の実際の出力が前記第１の出力値より低い第２の出力値である場合は前記しきい値を前記第１の値より低い第２の値に設定する、請求項９に記載の車両。
13. 前記制御部は、前記電池の充電状態と前記電池温度とに応じて前記電池の実際の出力を算出する、請求項１２に記載の車両。
14. 前記制御部は、前記電池の温度に関連する温度パラメータにより推定される前記電池温度が第１の温度である場合は第１のしきい値として第１の値を設定し、前記温度パラメータにより推定される前記電池温度が前記第１の温度より高い第２の温度である場合は前記第１のしきい値を前記第１の値より低い第２の値に設定し、
    前記制御部は、所定の出力要求に対する前記電池の実際の出力が第１の出力値である場合は第２のしきい値として第３の値を設定し、前記所定の出力要求に対する前記電池の実際の出力が前記第１の出力値より低い第２の出力値である場合は前記第２のしきい値を前記第３の値より低い第４の値に設定し、
    前記制御部は、前記第１、第２のしきい値のうち低い方を前記しきい値として選択する、請求項８に記載の車両。

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