JP2010070030A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制動力が不足し難いようにする。
【解決手段】ＥＣＵは、ＭＧ（モータジェネレータ）のみを駆動源として走行するＥＶ走行モードでプラグインハイブリッド車が走行するように制御するステップ（Ｓ１００）と、ＥＶキャンセルスイッチをオンにするという操作がなされると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、バッテリのＳＯＣがしきい値Ａよりも大きいか否かを判断するステップ（Ｓ１０４）と、バッテリのＳＯＣがしきい値Ａ以下であると（Ｓ１０４にてＮＯ）、ＥＶ走行モードを解除するとともに、エンジンまたはＭＧを駆動源として走行するＨＶ走行モードで車両が走行するように制御するステップ（Ｓ１０８）と、バッテリのＳＯＣがしきい値Ａよりも大きいと（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、ＥＶ走行モードで車両が走行するように制御することを継続するステップ（Ｓ１０６）とを備えるプログラムを実行する。
【選択図】図８

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、内燃機関と回転電機とを駆動源として搭載した車両の走行モードを制御する技術に関する。

従来より、エンジンおよびモータを駆動源として搭載したハイブリッド車が知られている。ハイブリッド車には、モータに供給する電力を蓄えるバッテリなどの蓄電機構が搭載されている。バッテリには、エンジンによって駆動される発電機が発電した電力および車両の減速時にモータを用いて回生された電力などが充電される。

このようなハイブリッド車は、エンジンおよびモータのいずれか一方もしくは両方を、車両の運転状態などに応じて駆動源として用いることによって走行可能である。また、たとえば深夜の住宅街などにおいてはできるだけ走行音を小さくしたり、工業地帯においては二酸化炭素の排出量をできるだけ小さくすることが可能であるように、運転者によりスイッチ操作がなされた場合には、モータのみを駆動源として用いて走行することが可能なハイブリッド車もある。

特開２００８−１１４７９１号公報（特許文献１）は、エンジンを作動させないで車両を走行するＥＶモードを運転者が選択するためのスイッチであるＥＶスイッチが設けられたハイブリッド車を開示する。
特開２００８−１１４７９１号公報

特定の地域において、エンジンを停止し、モータのみを駆動源として走行することを運転者が所望する場合には、その地域に車両がたどり着くまでにバッテリの残存容量をできるだけ高くしておくことが望ましい。このようなニーズに応えるべく、特定の操作が運転者によりなされた場合には、モータのみを駆動源とした走行を解除し、エンジンおよびモータのいずれか一方もしくは両方を車両の運転状態などに応じて駆動源とする通常の走行を行なうことが考えられる。

ところが、バッテリの残存容量が高い状態において、モータのみを駆動源とした走行を解除すると、バッテリの残存容量が高い状態が維持され得る。その結果、車両の減速時にバッテリに充電可能な回生電力が制限され得る。この場合、回生ブレーキによる制動力が不足し得る。しかしながら、特開２００８−１１４７９１号公報には、このような課題ならびにその解決方法は何等開示されていない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、制動力が不足し難くすることができる車両の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、内燃機関と、回転電機と、回転電機に供給する電力を蓄える蓄電機構とが搭載された車両の制御装置である。この制御装置は、回転電機のみを駆動源として用いて車両が走行するように制御するための手段と、蓄電機構の残存容量がしきい値以下である状態において予め定められた操作が運転者によりなされた場合、回転電機のみを駆動源として用いて車両が走行するように制御することを解除するとともに、内燃機関および回転電機のうちの少なくともいずれか一方を駆動源として用いて車両が走行するように制御するための手段と、蓄電機構の残存容量がしきい値よりも大きい状態において予め定められた操作が運転者によりなされた場合、回転電機のみを駆動源として用いて車両が走行するように制御することを継続するための手段とを備える。

この構成によると、車両は、回転電機のみを駆動源として用いて車両が走行するように制御される。蓄電機構の残存容量がしきい値以下である状態において予め定められた操作が運転者によりなされた場合、回転電機のみを駆動源として用いて車両が走行するように制御することが解除される。さらに、車両は、内燃機関および回転電機のうちの少なくともいずれか一方を駆動源として用いて走行するように制御される。このとき、蓄電機構の残存容量は低いので、蓄電機構に充電可能な回生電力が制限され難い。そのため、回生ブレーキによる制動力を不足し難くすることができる。一方、蓄電機構の残存容量がしきい値よりも大きい状態において予め定められた操作が運転者によりなされた場合、回転電機のみを駆動源として用いて車両が走行するように制御することが継続される。したがって、蓄電機構に蓄えられた電力を消費し易くすることができる。そのため、回転電機のみを駆動源として車両が加速することによって、蓄電機構の残存容量を低くすることができる。よって、加速後の減速時において、蓄電機構に充電される回生電力を大きくすることによって、回生ブレーキによる制動力を不足し難くすることができる。その結果、制動力が不足し難くすることができる車両の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、車両には、内燃機関から排出される排気ガスを浄化する触媒が搭載される。制御装置は、蓄電機構の残存容量がしきい値よりも大きい状態において予め定められた操作が運転者によりなされた場合、内燃機関を始動することによって触媒を暖機するための手段をさらに備える。

この構成によると、蓄電機構の残存容量がしきい値よりも大きい状態において予め定められた操作が運転者によりなされた場合、内燃機関を始動することによって触媒が暖機される。これにより、燃料噴射を行なわずに内燃機関の出力軸回転数が回転せしめられることによって、内燃機関の気筒内などに残存していた未燃焼の燃料（ＨＣ）が排出されたとしても、触媒により未燃焼の燃料を浄化することができる。また、燃料噴射を行なわずに内燃機関の出力軸回転数が回転せしめられることによって、空燃比がリーンになったとしても、後で内燃機関を始動する際に発生し得るＮＯ_X（酸化窒素）を触媒により浄化することができる。そのため、燃料噴射を行なわずに内燃機関の出力軸回転数を回転せしめることによって、内燃機関による制動力（エンジンブレーキ）を増加した場合であっても、車両の外部に排出される未燃焼の燃料もしくはＮＯ_Xを低減することができる。その結果、内燃機関による制動力（エンジンブレーキ）を増加することによって、制動力を補うことができる。

第３の発明に係る車両の制御装置においては、第１または２の発明の構成に加え、蓄電機構への充電電力は、蓄電機構の残存容量に応じて制限される。しきい値は、蓄電機構の残存容量がしきい値以下である状態での蓄電機構への充電電力の制限値が、車両の減速時に回転電機を用いて回生される電力よりも大きくなるように定められる。

この構成によると、しきい値は、蓄電機構の残存容量がしきい値以下である状態での蓄電機構への充電電力の制限値が、車両の減速時に回転電機を用いて回生される電力よりも大きくなるように定められる。これにより、車両の減速時に回転電機を用いて回生される電力を蓄電機構に充電できる場合に限り、回転電機のみを駆動源とした走行を解除することができる。そのため、車両の減速時に、回生ブレーキによる制動力が不足し難くすることができる。

第４の発明に係る車両の制御装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加え、予め定められた操作は、スイッチをオンにするという操作である。

この構成によると、蓄電機構の残存容量がしきい値以下である場合には、スイッチをオンにするという操作を行なうことによって、回転電機のみを駆動源とした走行を解除することができる。そのため、回転電機のみを駆動源として走行することを運転者が所望する地域において、回転電機のみを駆動源として走行すること可能であるように蓄電機構の残存容量を維持することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を搭載したプラグインハイブリッド車について説明する。この車両には、エンジン１００と、第１ＭＧ（Motor Generator）１１０と、第２ＭＧ１２０と、動力分割機構１３０と、減速機１４０と、バッテリ１５０とが搭載される。

エンジン１００、第１ＭＧ１１０、第２ＭＧ１２０、バッテリ１５０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１７０により制御される。なお、ＥＣＵ１７０は複数のＥＣＵに分割するようにしてもよい。

この車両は、エンジン１００および第２ＭＧ１２０のうちの少なくともいずれか一方からの駆動力により走行する。より具体的には、プラグインハイブリッド車は、ＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとを自動で、もしくは手動で切換えて走行する。

ＨＶ走行モードとは、エンジン１００および第２ＭＧ１２０のうちのいずれか一方もしくは両方を、運転状態に応じて駆動源として自動的に選択して走行するモードである。ＥＶ走行モードとは、第２ＭＧ１２０のみを駆動源として走行するモードである。なお、ＥＶ走行モードにおいても、発電もしくは触媒１０２の暖機などのためにエンジン１００が駆動する場合がある。

たとえば、ＥＶスイッチ１７２をオンにするように運転者による操作がなされた場合、ＥＶ走行モードでプラグインハイブリッド車が走行するように制御される。また、バッテリ１５０の残存容量（ＳＯＣ：State Of Charge）がしきい値よりも大きい場合には、ＥＶ走行モードでプラグインハイブリッド車が走行するように自動的に制御されるようにしてもよい。

一方、たとえば、ＥＶキャンセルスイッチ１７４をオンにするように運転者による操作がなされた場合、ＥＶ走行モードが解除されるとともに、ＨＶ走行モードでプラグインハイブリッド車が走行するように制御される。なお、ＥＶ走行モードを解除するという運転者の意図を検出することができる操作であれば、ＥＶキャンセルスイッチ１７４をオンにするという操作以外の操作に応じて、ＥＶ走行モードを解除するようにしてもよい。

ＨＶ走行モードでプラグインハイブリッド車が走行するように制御すると、バッテリ１５０のＳＯＣを高い状態に維持することができる。そのため、ＥＶ走行モードでプラグインハイブリッド車が走行することを運転者が所望する地域に到着するまで、バッテリ１５０のＳＯＣを維持することができる。その結果、運転者が所望する地域において、ＥＶ走行モードでプラグインハイブリッド車が走行することができる。

エンジン１００は、内燃機関である。燃料と空気の混合気を燃焼室内で燃焼することよって、出力軸であるクランクシャフトが回転する。エンジン１００から排出される排気ガスは、触媒１０２によって浄化された後、車外に排出される。触媒１０２は、特定の温度まで暖機されることによって浄化作用を発揮する。触媒１０２の暖機は、排気ガスの熱を利用して行なわれる。触媒１０２は、たとえば三元触媒である。

エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０は、動力分割機構１３０を介して接続されている。エンジン１００が発生する動力は、動力分割機構１３０により、２経路に分割される。一方は減速機１４０を介して前輪１６０を駆動する経路である。もう一方は、第１ＭＧ１１０を駆動させて発電する経路である。

第１ＭＧ１１０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える、三相交流回転電機である。第１ＭＧ１１０は、動力分割機構１３０により分割されたエンジン１００の動力により発電する。第１ＭＧ１１０により発電された電力は、車両の走行状態や、バッテリ１５０の残存容量の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時では、第１ＭＧ１１０により発電された電力はそのまま第２ＭＧ１２０を駆動させる電力となる。一方、バッテリ１５０のＳＯＣが予め定められた値よりも低い場合、第１ＭＧ１１０により発電された電力は、後述するインバータにより交流から直流に変換される。その後、後述するコンバータにより電圧が調整されてバッテリ１５０に蓄えられる。

第１ＭＧ１１０が発電機として作用している場合、第１ＭＧ１１０は負のトルクを発生している。ここで、負のトルクとは、エンジン１００の負荷となるようなトルクをいう。第１ＭＧ１１０が電力の供給を受けてモータとして作用している場合、第１ＭＧ１１０は正のトルクを発生する。ここで、正のトルクとは、エンジン１００の負荷とならないようなトルク、すなわち、エンジン１００の回転をアシストするようなトルクをいう。なお、第２ＭＧ１２０についても同様である。

第２ＭＧ１２０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える、三相交流回転電機である。第２ＭＧ１２０は、バッテリ１５０に蓄えられた電力および第１ＭＧ１１０により発電された電力のうちの少なくともいずれかの電力により駆動する。

第２ＭＧ１２０の駆動力は、減速機１４０を介して前輪１６０に伝えられる。これにより、第２ＭＧ１２０はエンジン１００をアシストしたり、第２ＭＧ１２０からの駆動力により車両を走行させたりする。なお、前輪１６０の代わりにもしくは加えて後輪を駆動するようにしてもよい。

プラグインハイブリッド車の回生制動時には、減速機１４０を介して前輪１６０により第２ＭＧ１２０が駆動され、第２ＭＧ１２０が発電機として作動する。これにより第２ＭＧ１２０は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。第２ＭＧ１２０により発電された電力は、バッテリ１５０に蓄えられる。

動力分割機構１３０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から構成される。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤが自転可能であるように支持する。サンギヤは第１ＭＧ１１０の回転軸に連結される。キャリアはエンジン１００のクランクシャフトに連結される。リングギヤは第２ＭＧ１２０の回転軸および減速機１４０に連結される。

エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０が、遊星歯車からなる動力分割機構１３０を介して連結されることで、エンジン１００、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。

バッテリ１５０は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。バッテリ１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ１５０には、第１ＭＧ１１０および第２ＭＧ１２０の他、車両の外部の電源から供給される電力が充電される。なお、バッテリ１５０の代わりにもしくは加えてキャパシタを用いるようにしてもよい。

図２を参照して、プラグインハイブリッド車の電気システムについてさらに説明する。プラグインハイブリッド車には、コンバータ２００と、第１インバータ２１０と、第２インバータ２２０と、ＳＭＲ（System Main Relay）２３０と、充電器２４０と、インレット２５０とが設けられる。

コンバータ２００は、リアクトルと、二つのｎｐｎ型トランジスタと、二つダイオードとを含む。リアクトルは、各バッテリの正極側に一端が接続され、２つのｎｐｎ型トランジスタの接続点に他端が接続される。

２つのｎｐｎ型トランジスタは、直列に接続される。ｎｐｎ型トランジスタは、ＥＣＵ１７０により制御される。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードがそれぞれ接続される。

なお、ｎｐｎ型トランジスタとして、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができる。ｎｐｎ型トランジスタに代えて、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等の電力スイッチング素子を用いることができる。

バッテリ１５０から放電された電力を第１ＭＧ１１０もしくは第２ＭＧ１２０に供給する際、電圧がコンバータ２００により昇圧される。逆に、第１ＭＧ１１０もしくは第２ＭＧ１２０により発電された電力をバッテリ１５０に充電する際、電圧がコンバータ２００により降圧される。

コンバータ２００と、各インバータとの間のシステム電圧ＶＨは、電圧センサ１８０により検出される。電圧センサ１８０の検出結果は、ＥＣＵ１７０に送信される。

第１インバータ２１０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは並列に接続される。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、それぞれ、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを有する。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第１ＭＧ１１０の各コイルの中性点１１２とは異なる端部にそれぞれ接続される。

第１インバータ２１０は、バッテリ１５０から供給される直流電流を交流電流に変換し、第１ＭＧ１１０に供給する。また、第１インバータ２１０は、第１ＭＧ１１０により発電された交流電流を直流電流に変換する。

第２インバータ２２０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは並列に接続される。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、それぞれ、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを有する。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第２ＭＧ１２０の各コイルの中性点１２２とは異なる端部にそれぞれ接続される。

第２インバータ２２０は、バッテリ１５０から供給される直流電流を交流電流に変換し、第２ＭＧ１２０に供給する。また、第２インバータ２２０は、第２ＭＧ１２０により発電された交流電流を直流電流に変換する。

コンバータ２００、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０は、ＥＣＵ１７０により制御される。

ＳＭＲ２３０は、バッテリ１５０と充電器２４０との間に設けられる。ＳＭＲ２３０は、バッテリ１５０と電気システムとを接続した状態および遮断した状態を切換えるリレーである。ＳＭＲ２３０が開いた状態であると、バッテリ１５０が電気システムから遮断される。ＳＭＲ２３０が閉じた状態であると、バッテリ１５０が電気システムに接続される。

すなわち、ＳＭＲ２３０が開いた状態であると、バッテリ１５０が、コンバータ２００および充電器２４０などから電気的に遮断される。ＳＭＲ２３０が閉じた状態であると、バッテリ１５０が、コンバータ２００および充電器２４０などと電気的に接続される。

ＳＭＲ２３０の状態は、ＥＣＵ１７０により制御される。たとえば、ＥＣＵ１７０が起動すると、ＳＭＲ２３０が閉じられる。ＥＣＵ１７０が停止する際、ＳＭＲ２３０が開かれる。

充電器２４０は、バッテリ１５０とコンバータ２００との間に接続される。図３に示すように、充電器２４０は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２と、ＤＣ／ＡＣ変換回路２４４と、絶縁トランス２４６と、整流回路２４８とを含む。

ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２は、単相ブリッジ回路から成る。ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２は、ＥＣＵ１７０からの駆動信号に基づいて、交流電力を直流電力に変換する。また、ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２は、コイルをリアクトルとして用いることにより電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路としても機能する。

ＤＣ／ＡＣ変換回路２４４は、単相ブリッジ回路から成る。ＤＣ／ＡＣ変換回路２４４は、ＥＣＵ１７０からの駆動信号に基づいて、直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス２４６へ出力する。

絶縁トランス２４６は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＤＣ／ＡＣ変換回路２４４および整流回路２４８に接続される。絶縁トランス２４６は、ＤＣ／ＡＣ変換回路２４４から受ける高周波の交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧レベルに変換して整流回路２４８へ出力する。整流回路２４８は、絶縁トランス２４６から出力される交流電力を直流電力に整流する。

ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２とＤＣ／ＡＣ変換回路２４４との間の電圧（平滑コンデンサの端子間電圧）は、電圧センサ１８２により検出され、検出結果を表わす信号がＥＣＵ１７０に入力される。また、充電器２４０の出力電流は、電流センサ１８４により検出され、検出結果を表わす信号がＥＣＵ１７０に入力される。さらに、充電器２４０の温度は、温度センサ１８６により検出され、検出結果を表わす信号がＥＣＵ１７０に入力される。

ＥＣＵ１７０は、車両外部の電源からバッテリ１５０の充電が行なわれるとき、充電器２４０を駆動するための駆動信号を生成して充電器２４０へ出力する。

ＥＣＵ１７０は、充電器２４０の制御機能の他、充電器２４０のフェール検出機能を有する。電圧センサ１８２により検出される電圧、電流センサ１８４により検出される電流、温度センサ１８６により検出される温度などがしきい値以上であると、充電器２４０のフェールが検出される。

インレット２５０は、たとえばプラグインハイブリッド車の側部に設けられる。インレット２５０には、プラグインハイブリッド車と外部の電源４０２とを連結する充電ケーブル３００のコネクタ３１０が接続される。

プラグインハイブリッド車と外部の電源４０２とを連結する充電ケーブル３００は、コネクタ３１０と、プラグ３２０と、ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）３３０とを含む。

充電ケーブル３００のコネクタ３１０は、プラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０に接続される。コネクタ３１０には、スイッチ３１２が設けられる。充電ケーブル３００のコネクタ３１０が、プラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０に接続された状態でスイッチ３１２が閉じると、充電ケーブル３００のコネクタ３１０が、プラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０に接続された状態であることを表わすコネクタ信号ＣＮＣＴがＥＣＵ１７０に入力される。

スイッチ３１２は、充電ケーブル３００のコネクタ３１０をハイブリッド車のインレット２５０に係止する係止金具に連動して開閉する。係止金具は、コネクタ３１０に設けられたボタンを操作者が押すことにより揺動する。

たとえば、充電ケーブル３００のコネクタ３１０がハイブリッド車に設けられたインレット２５０に接続した状態で、操作者が、図４に示すコネクタ３１０のボタン３１４から指を離した場合、係止金具３１６がハイブリッド車に設けられたインレット２５０に係合するとともに、スイッチ３１２が閉じる。操作者がボタン３１４を押すと、係止金具３１６とインレット２５０との係合が解除されるとともに、スイッチ３１２が開く。なお、スイッチ３１２を開閉する方法はこれに限らない。

図３に戻って、充電ケーブル３００のプラグ３２０は、家屋に設けられたコンセント４００に接続される。コンセント４００には、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２から交流電力が供給される。

ＣＣＩＤ３３０は、リレー３３２およびコントロールパイロット回路３３４を有する。リレー３３２が開いた状態では、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２からプラグインハイブリッド車へ電力を供給する経路が遮断される。リレー３３２が閉じた状態では、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２からプラグインハイブリッド車へ電力を供給可能になる。リレー３３２の状態は、充電ケーブル３００のコネクタ３１０がプラグインハイブリッド車のインレット２５０に接続された状態でＥＣＵ１７０により制御される。

コントロールパイロット回路３３４は、充電ケーブル３００のプラグ３２０がコンセント４００、すなわち外部の電源４０２に接続され、かつコネクタ３１０がプラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０に接続された状態において、コントロールパイロット線にパイロット信号（方形波信号）ＣＰＬＴを送る。パイロット信号は、コントロールパイロット回路３３４内に設けられた発振器から発振される。

コントロールパイロット回路３３４は、充電ケーブル３００のプラグ３２０がコンセント４００に接続されると、コネクタ３１０がプラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０から外されていても、一定のパイロット信号ＣＰＬＴを出力し得る。ただし、コネクタ３１０がプラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０から外された状態で出力されたパイロット信号ＣＰＬＴを、ＥＣＵ１７０は検出できない。

充電ケーブル３００のプラグ３２０がコンセント４００に接続され、かつコネクタ３１０がプラグインハイブリッド車のインレット２５０に接続されると、コントロールパイロット回路３３４は、予め定められたパルス幅（デューティサイクル）のパイロット信号ＣＰＬＴを発振する。

パイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅により、供給可能な電流容量がプラグインハイブリッド車に通知される。たとえば、充電ケーブル３００の電流容量がプラグインハイブリッド車に通知される。パイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅は、外部の電源４０２の電圧および電流に依存せずに一定である。

一方、用いられる充電ケーブルの種類が異なれば、パイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅は異なり得る。すなわち、パイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅は、充電ケーブルの種類毎に定められ得る。

本実施の形態においては、充電ケーブル３００によりプラグインハイブリッド車と外部の電源４０２とが連結された状態において、外部の電源４０２から供給された電力がバッテリ１５０に充電される。バッテリ１５０の充電時には、ＳＭＲ２３０、ＣＣＩＤ３３０内のリレー３３２が閉じられる。

外部の電源４０２の交流電圧ＶＡＣは、プラグインハイブリッド車の内部に設けられた電圧センサ１８８により検出される。検出された電圧ＶＡＣは、ＥＣＵ１７０に送信される。

図５を参照して、ＥＣＵ１７０の機能ついてさらに説明する。なお、以下に説明する機能はソフトウエアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。

ＥＣＵ１７０は、制限部５００と、ＥＶ走行制御部５１０と、ＨＶ走行制御部５２０と、ＥＶ走行継続部５３０とを備える。

制限部５００は、バッテリ１５０のＳＯＣに応じて、バッテリ１５０への充電電力を制限する。たとえば、図６に示すマップに従って、充電電力の制限値が設定される。バッテリ１５０への充電電力（充電電力の絶対値）は、制限値（制限値の絶対値）以下に制限される。

本実施の形態においては、図６に示すように、バッテリ１５０のＳＯＣがα（α＜１００）［％］以上であると、制限値が０［ｋｗ］に設定される。すなわち、バッテリ１５０のＳＯＣがα［％］以上であると、充電電力が０［ｋｗ］に制限される。そのため、さらなる充電は行なわれない。なお、制限値を定める方法はこれらに限らない。

ＥＶ走行制御部５１０は、ＥＶ走行モードでプラグインハイブリッド車が走行するように制御する。

ＨＶ走行制御部５２０は、バッテリ１５０のＳＯＣがしきい値Ａ以下である状態においてＥＶキャンセルスイッチ１７４をオンにするという操作がなされた場合、ＥＶ走行モードで車両が走行するように制御することを解除するとともに、ＨＶ走行モードで車両が走行するように制御する。

ＥＶ走行継続部５３０は、バッテリ１５０のＳＯＣがしきい値Ａよりも大きい状態においてＥＶキャンセルスイッチ１７４をオンにするという操作がなされた場合、ＥＶ走行モードで車両が走行するように制御することを継続する。

しきい値Ａは、バッテリ１５０のＳＯＣがしきい値Ａ以下である状態でのバッテリ１５０への充電電力の制限値が、車両の減速時に第２ＭＧ１２０を用いて回生される電力よりも大きくなるように定められる。

より具体的には、燃費を計測するために定められた走行パターンに従って減速する時に第２ＭＧ１２０を用いて回生される電力よりも、バッテリ１５０のＳＯＣがしきい値Ａ以下である状態でのバッテリ１５０への充電電力の制限値が大きくなるように、しきい値Ａが定められる。

図７に示すように、時間Ｔ１〜Ｔ２の間に時速Ｓ１までＥＶ走行モードで加速した後、時速Ｓ２まで減速する時の回生電力および時間Ｔ３〜Ｔ４の間に再度時速Ｓ１までＥＶ走行モードで加速した後、時速Ｓ２まで再度減速する時の回生電力のうちの大きい方よりも、バッテリ１５０への充電電力の制限値が大きくなるように、しきい値Ａが定められる。

減速時における回生電力は、シミュレーションおよび実験などを行なうことにより求められる。なお、しきい値Ａを定める方法はこれに限らない。

図８を参照して、ＥＣＵ１７０が実行するプログラムの制御構造について説明する。
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ１７０は、ＥＶ走行モードでプラグインハイブリッド車が走行するように制御する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１７０は、ＥＶキャンセルスイッチ１７４をオンにするという操作がなされたか否かを判断する。ＥＶキャンセルスイッチ１７４をオンにするという操作がなされると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１７０は、バッテリ１５０のＳＯＣがしきい値Ａよりも大きいか否かを判断する。バッテリ１５０のＳＯＣがしきい値Ａよりも大きいと（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでないと（Ｓ１０４にてＮＯ）、処理はＳ１０８に移される。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１７０は、ＥＶ走行モードで車両が走行するように制御することを継続する。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ１７０は、ＥＶ走行モードで車両が走行するように制御することを解除するとともに、ＨＶ走行モードで車両が走行するように制御する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置の動作について説明する。

プラグインハイブリッド車は、ＥＶ走行モードで走行するように制御される（Ｓ１００）。ＥＶ走行モードを解除するために、運転者によりＥＶキャンセルスイッチ１７４をオンにするという操作がなされると（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、バッテリ１５０のＳＯＣがしきい値Ａよりも大きいか否かが判断される（Ｓ１０４）。

バッテリ１５０のＳＯＣがしきい値Ａ以下であると（Ｓ１０４にてＮＯ）、ＥＶ走行モードで車両が走行するように制御することが解除されるとともに、ＨＶ走行モードで車両が走行するように制御される（Ｓ１０８）。

このとき、バッテリ１５０のＳＯＣがしきい値Ａより低いため、バッテリ１５０への充電電力の制限値は、車両の減速時の回生電力よりも大きい。したがって、車両の減速時において、回生電力が制限され難い。よって、回生ブレーキによる制動力が不足し難くすることができる。

一方、バッテリ１５０のＳＯＣがしきい値Ａよりも大きいと（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、バッテリ１５０への充電電力の制限値は、車両の減速時の回生電力よりも小さくなり得る。この場合、車両の減速時において、回生電力が制限され易い。よって、回生ブレーキによる制動力が不足し得る。そこで、ＥＶ走行モードで車両が走行するように制御することが継続される（Ｓ１０６）。

したがって、バッテリ１５０に蓄えられた電力を消費し易くすることができる。そのため、第２ＭＧ１２０のみを駆動源として車両が加速することによって、バッテリ１５０のＳＣＯを低くすることができる。よって、加速後の減速時にバッテリ１５０に充電される回生電力を大きくすることによって、回生ブレーキによる制動力を不足し難くすることができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、バッテリ１５０のＳＯＣがしきい値Ａよりも大きい状態においてＥＶキャンセルスイッチ１７４をオンにするという操作がなされた場合、触媒１０２の暖機のためにエンジン１００を始動する点で、前述の第１の実施の形態と相違する。その他の構造は、前述の第１の実施の形態と同じである。したがって、ここではそれらの詳細は説明は繰り返さない。

図９を参照して、本実施の形態におけるＥＣＵ１７０の機能ついて説明する。なお、以下に説明する機能はソフトウエアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。

ＥＣＵ１７０は、制限部５００と、ＥＶ走行制御部５１０と、ＨＶ走行制御部５２０とに加えて、暖機部５４０を備える。制限部５００、ＥＶ走行制御部５１０、ＨＶ走行制御部５２０の機能は、前述の第１の実施の形態と同じであるため、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。

暖機部５４０は、バッテリ１５０のＳＯＣがしきい値Ａよりも大きい状態においてＥＶキャンセルスイッチ１７４をオンにするという操作がなされた場合、触媒１０２の暖機のためにエンジン１００を始動する。以下、触媒１０２の暖機のためにエンジン１００を駆動してプラグインハイブリッド車が走行する走行モードを触媒暖機モードとも記載する。

触媒暖機モードでは、エンジン１００は触媒１０２の暖機に必要なだけの排気ガスを排出するように駆動される。したがって、エンジン１００の駆動力は、プラグインハイブリッド車の走行には用いられない。触媒暖機モードでは、第２ＭＧ１２０のみを駆動源として用いることによってプラグインハイブリッド車が走行するように制御される。

したがって、触媒暖機モードは、触媒１０２の暖機のためにエンジン１００が駆動される点以外は、ＥＶ走行モードと同じである。

図１０を参照して、ＥＣＵ１７０が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、前述の第１の実施の形態における処理と同じ処理には、同じステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１７０は、触媒１０２の暖機のためにエンジン１００を始動する。すなわち、触媒暖機モードでプラグインハイブリッド車が走行するように制御される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置の動作について説明する。

バッテリ１５０のＳＯＣがしきい値Ａよりも大きいと（Ｓ１０４にてＹＥＳ）、触媒１０２の暖機のためにエンジン１００が始動される（Ｓ１１０）。これにより、触媒１０２の暖機を早期に、望ましくはプラグインハイブリッド車の減速前に完了することができる。

そのため、エンジンブレーキによる制動力を増加させるために燃料噴射を行なわずに（フューエルカットを実行した状態で）エンジン１００のクランクシャフトが回転せしめられることによって、エンジン１００の気筒内などに残存していた未燃焼の燃料（ＨＣ）が排出されたとしても、触媒１０２により未燃焼の燃料を浄化することができる。また、燃料噴射を行なわずにエンジン１００のクランクシャフトが回転せしめられることによって、空燃比がリーンになったとしても、後でエンジン１００を始動する際に発生し得るＮＯ_X（酸化窒素）を触媒により浄化することができる。そのため、燃料噴射を行なわずにエンジン１００のクランクシャフトを回転せしめることによって、エンジンブレーキを増加した場合であっても、プラグインハイブリッド車の外部に排出される未燃焼の燃料もしくはＮＯ_Xを低減することができる。その結果、エンジンブレーキを増加することによって、制動力を補うことができる。

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。

プラグインハイブリッド車を示す概略構成図である。 プラグインハイブリッド車の電気システムを示す図（その１）である。 プラグインハイブリッド車の電気システムを示す図（その２）である。 充電ケーブルのコネクタを示す図である。 第１の実施の形態におけるＥＣＵの機能ブロック図である。 充電電力の制限値を定めたマップを示す図である。 燃費を計測するために定められた走行パターンの一部を示す図である。 第１の実施の形態においてＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 第２の実施の形態におけるＥＣＵの機能ブロック図である。 第２の実施の形態においてＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ エンジン、１０２ 触媒、１１０ 第１ＭＧ、１２０ 第２ＭＧ、１３０ 動力分割機構、１４０ 減速機、１５０ バッテリ、１５２ サブバッテリ、１６０ 前輪、１７０ ＥＣＵ、１７２ ＥＶスイッチ、１７４ ＥＶキャンセルスイッチ、２００ コンバータ、２１０ 第１インバータ、２２０ 第２インバータ、２３０ ＳＭＲ、２４０ 充電器、２４２ ＡＣ／ＤＣ変換回路、２４４ ＤＣ／ＡＣ変換回路、２４６ 絶縁トランス、２４８ 整流回路、２５０ インレット、３００ 充電ケーブル、３１０ コネクタ、３１２ スイッチ、３１４ ボタン、３１６ 係止金具、３２０ プラグ、３３２ リレー、３３４ コントロールパイロット回路、４００ コンセント、４０２ 電源、５００ 制限部、５１０ ＥＶ走行制御部、５２０ ＨＶ走行制御部、５３０ ＥＶ走行継続部、５４０ 暖機部。

Claims (4)

1. 内燃機関と、回転電機と、前記回転電機に供給する電力を蓄える蓄電機構とが搭載された車両の制御装置であって、
   前記回転電機のみを駆動源として用いて車両が走行するように制御するための手段と、
   前記蓄電機構の残存容量がしきい値以下である状態において予め定められた操作が運転者によりなされた場合、前記回転電機のみを駆動源として用いて前記車両が走行するように制御することを解除するとともに、前記内燃機関および前記回転電機のうちの少なくともいずれか一方を駆動源として用いて車両が走行するように制御するための手段と、
   前記蓄電機構の残存容量が前記しきい値よりも大きい状態において前記予め定められた操作が運転者によりなされた場合、前記回転電機のみを駆動源として用いて前記車両が走行するように制御することを継続するための手段とを備える、車両の制御装置。
2. 前記車両には、前記内燃機関から排出される排気ガスを浄化する触媒が搭載され、
   前記蓄電機構の残存容量が前記しきい値よりも大きい状態において前記予め定められた操作が運転者によりなされた場合、前記内燃機関を始動することによって前記触媒を暖機するための手段をさらに備える、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記蓄電機構への充電電力は、前記蓄電機構の残存容量に応じて制限され、
   前記しきい値は、前記蓄電機構の残存容量が前記しきい値以下である状態での前記蓄電機構への充電電力の制限値が、前記車両の減速時に前記回転電機を用いて回生される電力よりも大きくなるように定められる、請求項１または２に記載の車両の制御装置。
4. 前記予め定められた操作は、スイッチをオンにするという操作である、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。

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