JP2012057553A

JP2012057553A - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2012057553A
Application number: JP2010202244A
Authority: JP
Inventors: Jun Saito; 潤齋藤
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2012-03-22
Anticipated expiration: 2030-09-09
Also published as: JP5454796B2

Abstract

【課題】バッテリーの状態に応じて、バッテリーの冷態時にバッテリーを昇温することができる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】車両に搭載され、電力が放電されると内部発熱するバッテリーと、内燃機関と同期回転する発電機と、バッテリーの温度を検出するバッテリー温度検出手段と、バッテリーの最大放電電力量を算出するバッテリー放電電力量算出手段と、車両の状態に基づいて車両に要求される要求電力量を算出する要求電力量算出手段と、内燃機関が停止していると共にバッテリーの温度が所定値以下であって、かつ、要求電力量がバッテリーの最大放電電力量以下の際に、バッテリーの放電電力により発電機を駆動して内燃機関を回転させる制御手段とを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

従来から、内燃機関（エンジン）とモータとを組み合わせて車両の駆動力を得るようにしたハイブリッド車両の開発、実用化が進んでいる。ハイブリッド車両には、モータのみを動力源として駆動輪を駆動させるＥＶモードと、モータを動力源とすると共にエンジンをモータの電力供給源として用いるシリーズモード、或いはエンジンとモータとの両方を動力源とするパラレルモードとが運転状況に応じて切り替わるようになっているものがある。

このようなモータを動力源として駆動輪を駆動させる場合に、モータを初期駆動するためには、車両に搭載された充電池（バッテリー）からの電力供給が必要である。しかしながら、車両に搭載されたバッテリーからの電力供給を行う場合に、バッテリーが低温状態にあると、充電池から出力できる電力が低下してしまうために始動不良や制御性の劣化が生じる虞がある。

このため、例えば、低温時にバッテリーの充放電を繰り返すように制御してバッテリーの内部発熱による昇温を行うバッテリーの制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２８７０２号公報

しかしながら、上述したバッテリーの制御装置では、バッテリーの充放電を制御してバッテリーの内部発熱による昇温を行う場合に、バッテリーの状態を確かめずに放電電流によりバッテリーを消費してしまい、バッテリーの容量が不十分となって所望の出力を得ることができない場合等も考えられる。また、バッテリー容量の大きな車両ではＥＶモードでの走行パターンが常となり、エンジンが長期間作動されずエンジンの不調に繋がることも考えられる。

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決することにあり、バッテリーの状態に応じて、冷態時にバッテリーを昇温することができる車両の制御装置を提供すると共にエンジンの長期間不作動による不調を防止することにある。

本発明の車両の制御装置は、車両に搭載され、電力が放電されると内部発熱するバッテリーと、内燃機関と同期回転する発電機と、前記バッテリーの温度を検出するバッテリー温度検出手段と、前記バッテリーの最大放電電力量を算出するバッテリー放電電力量算出手段と、前記車両の状態に基づいて前記車両に要求される要求電力量を算出する要求電力量算出手段と、前記内燃機関が停止していると共に前記バッテリーの温度が所定値以下であって、かつ、前記要求電力量が前記バッテリーの最大放電電力量以下の際に、前記バッテリーの放電電力により前記発電機を駆動して前記内燃機関を回転させる制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明では、バッテリーの状態に鑑みてから前記バッテリーから放電電流を放出して、放出された電力により発電機をモータとして作動制御させることにより前記バッテリーの内部発熱による昇温を行なうことで、バッテリーの状態に応じて、バッテリーの冷態時にバッテリーを昇温することが可能である。また、バッテリーの放電電力により発電機を駆動させて内燃機関を回転させるため、内燃機関の長期不作動を防止することができる。

前記バッテリーの残存容量を検出する充電状態検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記残存容量が所定の閾値より大きい際に、前記バッテリーの放電電力により前記発電機を駆動させて前記内燃機関を回転させることが好ましい。このようにバッテリーの残存容量が所定量以上存在する際にバッテリーを放電させるため、バッテリーの充電状態を過剰に低減させることを回避することができる。

前記制御手段は、前記最大放電電力量と前記要求電力量との差となる電力量により前記発電機を駆動させて前記内燃機関を回転させることが好ましい。このように、最大放電電力量と前記要求電力量との差となる電力量により発電機を駆動するため、バッテリーが最大電力量により放電できるため効率よくバッテリーを昇温させることができる。

本発明の車両の制御装置によれば、バッテリー状態に鑑みて発電機をモータとして制御して放電制御を行うことで、バッテリーの状態に応じて、低温時にバッテリーを昇温することができる。また、内燃機関の長期不作動に伴う不調を回避することができる。

実施形態１に係るハイブリッド車両の概略図である。実施形態１の制御装置を示すブロック図である。実施形態１の放電制御演算を説明するための図である。実施形態１の放電制御演算に用いられるマップを説明するための図である。実施形態１の放電制御演算に用いられるマップを説明するための図である。実施形態１の放電制御部の制御フローチャートである。実施形態１の温度判定部の制御フローチャートである。実施形態１の放電判定部の制御フローチャートである。実施形態１のＳＯＣ判定部の制御フローチャートである。実施形態１の放電制御によるタイミングチャートである。実施形態２の放電制御演算を説明するための図である。実施形態２の放電制御によるタイミングチャートである。実施形態３のハイブリッド車両の一部概略概略図である。発電機の回転数と出力トルクとの関係を示すグラフである。エンジンの回転数と負荷との関係を示すグラフである。実施形態４の放電制御演算に用いられるマップを説明するための図である。実施形態４の放電制御によるタイミングチャートである。

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のパワートレイン構成を示す概略図であり、図２はハイブリッド車両の制御装置の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両（以下、単に「車両」ともいう）１０は、フロントモータ１１と、エンジン１３とを、走行用の駆動源として備えている。フロントモータ１１の駆動力は前駆動伝達機構１４を介して前輪１５に伝達される。フロントモータ１１には、フロントモータインバータ１８を介して高圧バッテリーであるバッテリー２０が接続されている。そして乗員のペダル操作に応じた電力が、バッテリー２０からインバータ１８を介してフロントモータ１１に供給される。なおバッテリー２０は外部の商用電源からの充電が可能に構成されている。

エンジン１３は、燃料タンク２１から供給される燃料が燃焼されることにより駆動される。このエンジン１３には出力系２２を介して発電機２３が接続されている。なお、この発電機２３は、発電機２３として駆動すると共に、出力系２２は、発電機２３に接続される一方、クラッチ２４を介して前駆動伝達機構１４に接続されている。発電機２３は、インバータ１８を介してバッテリー２０に接続されている。

そしてハイブリッド車両の走行状態に応じてエンジン１３が駆動されると、エンジン１３の駆動力は、まずは出力系２２を介して発電機２３に伝達される。つまり発電機２３は、エンジン１３の駆動力により作動し、発電機２３で発電された電力が、フロントモータ１１及びバッテリー２０に適宜供給される。また、発電機２３は、本実施形態におけるバッテリー２０の放電時には、モータとして作動して、発電機２３で放電電流を消費してエンジン１３を作動させる。

またエンジン１３が駆動された状態で、車両の走行状態に応じてクラッチ２４が接続されると、エンジン１３の駆動力は前駆動伝達機構１４を介して前輪１５に伝達される。

すなわち本実施形態に係る車両１０は、いわゆるハイブリッド車両であり、車両の運転状況に応じて運転モードが適宜切り替わるようになっている。運転モードとしては、例えば、ＥＶモードと、シリーズモードと、パラレルモードとが挙げられる。

ＥＶモードでは、エンジン１３への燃料供給が停止されてエンジンが駆動されることなく、フロントモータ１１のみを駆動源として車両を走行させる。シリーズモードでは、フロントモータ１１を駆動源とすると共にエンジン１３をフロントモータ１１の電力供給源として用いる。すなわちクラッチ２４が断状態にされて出力系と前駆動伝達機構との間で動力が伝わらない状態になっており、エンジン１３の駆動力が発電機２３にのみ伝達される。パラレルモードでは、フロントモータ１１とエンジン１３との両方を駆動源として車両を走行させる。例えば、高速走行等でフロントモータ１１の駆動力では必要な駆動出力が得られなくなる場合等に、クラッチ２４が接続されて、エンジン１３の駆動力が前駆動伝達機構１４に伝達される。つまりパラレルモードでは、フロントモータ１１の駆動力にエンジン１３の駆動力が付加されて（もしくは、エンジン１３単独の駆動力で）車両を走行させる。

次に、このようなハイブリッド車両１０に搭載される制御装置の構成について説明する。

図２に示すように、ハイブリッド車両１０は、制御手段３０を備える。制御手段３０は、温度判定部３１と、充電判定部３２と、ＳＯＣ判定部３３と、充電制御部３４とを備える。ＳＯＣ判定部３３は、充電状態検出手段３３’を備える。充電制御部３４は、要求電力量算出手段３４ａと最大電力量算出手段３４ｂとを備える。

放電制御部３４は、例えば始動時に、バッテリー２０が冷態状態にあり、かつバッテリー２０が放電可能な状態であれば、バッテリー２０から放電電流が送出されるように制御を行う。本実施形態では、このバッテリー２０の放電により放電電流がバッテリー２０内を流れることでバッテリー２０の暖機（昇温）を行い、バッテリー２０の温度が上昇する結果、バッテリー２０が所望の出力を得ることができる。

放電制御部３４は、バッテリー２０が冷態状態にあるか、即ち、バッテリー２０が低温であるかどうかは、温度判定部３１が低温であることを示すフラグをオンとしているかどうかにより判定する。また、放電制御部３４は、バッテリー２０が放電可能な状態であるかどうかは、放電判定部３２が車両にかかる負荷が所定量以下の際に充電可能な状態であることを示すフラグをオンに設定したかどうか、さらに、ＳＯＣ判定部３３がバッテリー２０のＳＯＣ（ＳｔａｔｅｏｆＣｈａｒｇｅ、充電状態）状態が高いことを示すフラグが設定されたかどうかにより、判定する。そして、放電制御部３４は、これらのフラグが設定された場合には、車両の走行状態に基づいて車両に要求される要求電力量（通常電力）を算出し、通常電力がバッテリー２０の充放電可能な最大電力量（放電可能電力）よりも少ない場合には、そのことを示すフラグを設定する。そして、放電制御部３４は、これらの全てのフラグが設定された場合には、バッテリー２０が低温であり、かつバッテリー２０が放電可能な状態であると判定して、バッテリー２０から放電電流が送出される（バッテリー２０から放電される）ように発電機２３の制御を行う。

各判定部について以下詳細に説明する。

温度判定部３１は、バッテリー２０の温度を、バッテリー２０に設けられた温度センサー４１から取得する。温度判定部３１は、取得したバッテリー２０の温度と温度閾値Ｔ１とを比較して、取得したバッテリー２０の温度が温度閾値Ｔ１以下である場合、閾値以下であることを示す温度判定フラグをオンに設定する。温度閾値Ｔ１よりも大きい場合には、温度判定フラグをオフに設定する。なお、この温度閾値Ｔ１は、バッテリー２０が所望の出力特性を得られないことが顕著になる温度である。

放電判定部３２は、バッテリー２０が放電可能な状態であるかを判定するためにバッテリー２０にかかる負荷が、負荷閾値以上であるかどうかを判定する。放電判定部３２は、例えば、制御手段３０において車両全体の統合制御を行う統合制御部の電気負荷系統の制御状態からバッテリー２０の負荷情報を取得して、負荷状態を検出する。そして、放電判定部３２は、バッテリー２０のこの負荷Ｌが負荷閾値Ｌ１以上である場合、負荷閾値Ｌ１以上であることを示す放電判定フラグをオンに設定する。これは、例えば、車両が減速しているときにモータで回生して減速させる場合等の負荷が少ない場合に、回生電力による充電電流によってもバッテリー２０の昇温効果はあるからである。

ＳＯＣ判定部３３は、バッテリー２０が放電可能な状態であるかを判定するためにバッテリー２０のＳＯＣが所定の閾値よりも大きいか、又は小さいかを判定する。即ち、ＳＯＣ判定部３３は、ＳＯＣが低い場合には放電することができないので、ＳＯＣが閾値以上であるかにあるかどうかを判定する。ＳＯＣ判定部３３に設けられた充電状態検出手段３３’は、バッテリー２０に設けられた電圧センサー４２で検出された電圧情報及び電流センサー４３で検出された電流情報に基づいて、予め有するマップからバッテリー２０のＳＯＣを演算する。この演算されたＳＯＣが第１閾値Ｃ１以上である場合、ＳＯＣ判定部３３は、第１閾値Ｃ１以上であることを示すＳＯＣ判定フラグをオンに設定する。ＳＯＣ判定部３３は、ＳＯＣが第２閾値Ｃ２（Ｃ２＜Ｃ１）以下になる場合、ＳＯＣ判定フラグをオフに設定する。

放電制御部３４は、制御が開始されると、温度判定部３１、放電判定部３２及びＳＯＣ判定部３３で、それぞれフラグがオンとなっているかを判定し、フラグが全てオンに設定されていれば、要求電力量算出手段３４ａにより車両の走行状態に基づいて車両に要求される要求電力量（通常電力）を算出し、かつ、最大電力量算出手段３４ｂによりバッテリー２０の最大電力量（放電可能電力）を算出して、通常電力が放電可能電力よりも小さい場合に、バッテリー２０に対する放電制御を開始する。

バッテリー２０に対する放電制御を図３を用いて説明する。図３は、放電制御において放電制御部３４（図２参照）が行う演算内容を説明するための図であり、放電制御部３４は、車速やバッテリー２０の状態に応じて設定した放電電力を通常電力に加算して目標放電電力を設定し、この目標放電電力をバッテリー２０（図２参照）から送出することができるように発電機２３の出力トルクを設定する。即ち、ここでいう発電機２３の出力トルクとは、発電機２３のモータとしての作動時における出力トルクである。

具体的には、放電制御部３４は、図３に示すようにエンジン１３に設けられた車速センサー４４（図２参照）から検出された車速から、図４に示すマップを用いて現在の車速における最大放電電力を導出する。図４に示すように、最大放電電力は、車速に応じて段階的に上昇する。即ち、車速が高いと負荷が大きくなりより放電電力が必要となるので、車速を維持するために放電する電力の最大値である最大放電電力は高くなる。このようなマップを用いることで、現在の車速から、ハイブリッド走行を妨げることのない最大の放電電力を簡易に設定できる。

また、図３に示すように放電制御部３４は、バッテリー２０の上限電流値、並びにバッテリー２０に流れる電流値及びバッテリー２０に印加される電圧値からバッテリー２０の性能に基づいた放電可能な電力（放電可能電力）を導出している。即ち、バッテリー２０の性能及び現在のバッテリー２０の状態を参照してバッテリー２０の放電可能な最大放電電力を導出しており、このようにバッテリー２０の性能に基づいた放電可能電力を規定することで、バッテリー２０から放電可能量を超える放電電流が送出されないようにすることができる。

放電制御部３４は、導出された最大放電電力及び放電可能電力の値のうち、小さい方の値の電力を選択する。即ち、最大放電電力が放電可能電力を越えることがないように最大放電電力及び放電可能電力の値のうち、小さい方の値を選択する。そして、選択された放電電力を、本制御を行わなかった場合、即ち車両の運転者の要求に基づいて設定されたバッテリー２０の充放電電力である通常電力に加算することで、所望の出力を得ることができる目標放電電力を導出する。

放電制御部３４は、この所望の出力を得ることができる目標放電電力から、図５に示すマップを用いて発電機２３（図２参照）のモータ作動時の目標回転数を導出する。図５に示すように、放電電力が大きいほど、発電機２３のモータ作動時の回転数は大きくなる。

この図５に示すマップから導出された目標回転数で発電機２３がモータとして機能してバッテリー２０からの所望の放電電流を形成できるように、図３に示す放電制御において放電制御部３４は、この発電機２３の目標回転数と発電機２３に設けられた回転数センサー４５（図１参照）で得られた発電機２３の実回転数とから、発電機２３の出力トルクを導出する。

このようにして導出された発電機２３の出力トルクとなるように、放電制御部３４は発電機２３に信号を出力する。これにより、発電機２３が所望の出力トルクでモータとして駆動して、バッテリー２０から、所望の放電電力となる放電電流が送出される。放電電流により発電機が駆動され、エンジンが駆動される。放電電流が送出された結果、バッテリー２０が昇温されて、所望の出力で充放電電流をフロントモータ１１（図１参照）に供給することができる。

また、本実施形態においては、このようにバッテリー２０から放電させてバッテリー２０の昇温を行うだけでなく、エンジン１３の劣化を抑制できる。即ち、バッテリー２０の放電にあたり、発電機２３をモータとして駆動すると、この発電機２３の駆動に伴い、同期しているエンジン１３が駆動される。この駆動により、エンジンオイルをエンジン１３内で循環させることができるので、エンジンの劣化を抑制できる。通常、ハイブリッド車においては、ＥＶモードでの走行が続くとエンジンが駆動する状況が少なく、これによりエンジンオイルをエンジンで循環させることが少なくなるので、エンジンが劣化しやすい場合がある。しかしながら、本実施形態のハイブリッド車両では、この放電制御時において発電機２３をモータ作動させることでエンジン１３を駆動することにより、ＥＶモードでの走行が続いたとしてもエンジン１３の摺動部にエンジンオイルの供給を維持することができる。この結果、エンジン１３の劣化を抑制できる。

以下、本実施形態の制御手段３０の動作を制御フローチャートに基づいて説明する。

図６に示すように、制御がスタートすると、初めにステップＳ１では、放電制御部３４が温度判定部３１で温度判定フラグがオンに設定されているか、即ち、バッテリー２０の温度が温度閾値Ｔ１以下であることを示すかを判定する。なお、本制御は、車両が始動した直後であり、かつ、ＥＶモードで走行中である場合に所定時間毎に行われるものであるが、温度判定フラグがオフに設定された後は実行されない。温度判定部３１で温度判定フラグがオンに設定されている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２へ進む。温度判定部３１で温度判定フラグがオンに設定されていない場合（ＮＯ）、処理は終了する。

ステップＳ１での温度判定フラグの設定について図７を用いて詳細に説明する。図７に示すように、初めにステップＳ１１で、温度判定部３１が、バッテリー２０に設けられた温度センサー４１から取得した温度情報Ｔと温度閾値Ｔ１とを比較する。取得したバッテリー２０の温度が温度閾値Ｔ１以下である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１２へ進み、温度判定部３１は温度判定フラグをオンに設定する。温度閾値Ｔ１よりも大きい場合には（ＮＯ）、ステップＳ１３へ進み、温度判定部３１は温度判定フラグをオフに設定する。放電制御部３４は、温度判定部３１でこの温度判定フラグがオンとなっているかどうかをステップＳ１で判定している。

図６に戻り、ステップＳ２では、放電制御部３４が放電判定部３２で放電判定フラグがオンに設定されているかどうかを判定する。放電判定フラグがオンに設定されている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３へ進む。放電判定フラグがオフに設定されている場合（ＮＯ）、処理は終了する。

ステップＳ２の放電判定フラグの設定について、図８を用いて詳細に説明する。初めに、ステップＳ２１で、放電判定部３２が、バッテリー２０の負荷Ｌを取得し、このバッテリー２０の負荷Ｌと負荷閾値Ｌ１とを比較する。そして、バッテリー２０の負荷Ｌが負荷閾値Ｌ１以上である場合には（ＹＥＳ）、放電判定フラグをオンに設定する。バッテリー２０の負荷Ｌが負荷閾値Ｌ１よりも小さい場合には、放電判定フラグをオフに設定する。放電制御部３４は、放電判定部３２がこの放電判定フラグがオンに設定されているかどうかをステップＳ２で判定している。

図６に戻り、ステップＳ３では、放電制御部３４がＳＯＣ判定部３３でＳＯＣ判定フラグがオンであるかどうかを判定する。ＳＯＣ判定フラグがオンである場合（ＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。ＳＯＣ判定フラグがオフである場合（ＮＯ）、処理は終了する。

ステップＳ３のＳＯＣ判定フラグの設定について図９を用いて詳細に説明する。初めに、ステップＳ３１で、ＳＯＣ判定部３３が、既にＳＯＣ判定フラグがオフに設定されているかどうかを判定する。ＳＯＣ判定フラグがオフに設定されている場合には、ステップＳ３２へ進む。ＳＯＣ判定フラグがオンに設定されている場合には、ステップＳ３３へ進む。

ステップＳ３２では、マップから導出された現時点でのバッテリー２０のＳＯＣが、第１閾値Ｃ１以上であるかどうかを判定する。ＳＯＣが第１閾値Ｃ１以上である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３４へ進む。ＳＯＣが第１閾値Ｃ１よりも小さい場合（ＮＯ）、処理は終了する。即ち、この状態では、ＳＯＣ判定フラグはオフが維持される。

ステップＳ３３では、マップから導出された現時点でのバッテリー２０のＳＯＣが、第２閾値Ｃ２以下であるかどうかを判定する。ＳＯＣが第２閾値Ｃ２以下である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３５へ進む。ＳＯＣが、第２閾値Ｃ２より大きい場合（ＮＯ）、処理は終了する。この状態では、ＳＯＣ判定フラグはオンが維持される。

ステップＳ３４では、ＳＯＣが第１閾値Ｃ１以上であるので、ＳＯＣ判定フラグをオンに設定し、処理は終了する。ステップＳ３５では、ＳＯＣが第２閾値Ｃ２以下であるので、ＳＯＣ判定フラグをオフに設定し、処理は終了する。放電制御部３４は、このＳＯＣ判定フラグがオンに設定されているかどうかをステップＳ３で判定している。

図６に戻り、ステップＳ４では、全てのフラグがオンに設定されているので、即ち、バッテリー２０が冷態状態にあり、かつバッテリー２０が放電可能な状態であるので、放電制御部３４は、要求電力量算出手段３４ａにより車両の走行状態に基づいて車両に要求される要求電力量（通常電力）を算出し、かつ、最大電力量算出手段３４ｂによりバッテリー２０の最大電力量（放電可能電力）を算出する。そして、通常電力が放電可能電力よりも小さい場合に（ＹＥＳ）、ステップＳ５へ進む。通常電力が放電可能電力よりも大きい場合、処理は終了する。ステップＳ５では、所望の放電電流をバッテリー２０から送出することができるように、発電機２３の出力トルクを導出する。以上で処理は終了し、発電機２３が導出された所望の出力トルクでモータとして駆動され、所望の放電電流がバッテリー２０から送出される。これにより、バッテリー２０は昇温される。

このようにして制御した場合の放電電流について、図１０に示すタイミングチャートを用いて説明する。図１０では、本制御を行った場合のバッテリー２０への充放電電流を実線で、比較としての本制御を行っていない場合のバッテリー２０への充放電電流（通常電流）を点線で記載している。

始動時である時刻ｔ１〜ｔ２の間では、バッテリー２０は冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の昇温のための放電が可能であるので、温度判定フラグ、放電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、放電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に放電電力の分（＋α分）だけ、放電電流が多く送出される。

次に、時刻ｔ２〜ｔ３の間では、放電判定フラグがオフとなっており、放電制御を行うことがなく、バッテリー２０には通常電流と同一の充放電電流が流れている。

時刻ｔ３〜ｔ４の間では、バッテリー２０はまだ冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の昇温のための放電が可能であるので、温度判定フラグ、放電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、放電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に放電電力の分（＋α分）だけ、放電電流が多く流れている。

次に、時刻ｔ４〜ｔ５の間では、初めにＳＯＣ判定フラグがオフ、その後放電判定フラグがオフとなるために、放電制御を行うことがなく、バッテリー２０には通常電流と同一の充放電電流が流れている。具体的には、時刻ｔ４まで放電制御が続いたため、時刻ｔ４でＳＯＣが第２閾値Ｃ２以下となってＳＯＣ判定フラグがオフとなり、充放電電流は通常電流に追従する。その後、時刻ｔ４ａで高電圧負荷が小さくなって放電判定フラグがオフになり、通常電流は充電を開始する。充放電電流は通常電流に追従する。次に、時刻ｔ４ｂでは充電が続いたことでＳＯＣが第１閾値Ｃ１以上となってＳＯＣ判定フラグがオンとなるが、未だ放電判定フラグがオフであるので、充放電電流は通常電流に追従する。その後、時刻ｔ５で高電圧負荷が大きくなって放電判定フラグがオンとなり、これにより、全てのフラグがオンとなる。

次いで、時刻ｔ５〜ｔ６の間には、温度判定フラグ、放電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、放電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に放電電力の分（＋α分）だけ、放電電流が多く流れている。

その後、時刻ｔ６以降では、温度判定フラグがオフとなったために、本制御が終了する。このように、本実施形態においては、バッテリー２０の昇温を行うために充放電を繰り返すことなく、所定要件が満たされた場合に、バッテリー２０の充電状態に影響がでないように放電を行ってバッテリー２０の昇温を行うことができる。これにより、バッテリー２０の電力がバッテリー２０の昇温により消費されて不十分となることがない。

なお、この図１０に示すタイミングチャートにおいては、車速がほぼ一定であったために、最大放電電力は常に一定であったが、車速によっては、上述のように最大放電電力が変動するので、これにより本実施形態では一定であった放電電流値（＋α）が変動する可能性がある。

このように、本実施形態においては、バッテリー２０の温度が閾値よりも低ければ、バッテリー２０が放電可能な状態にあるかどうかを判定して放電制御を行ってバッテリー２０の昇温を行っている。これにより、バッテリー２０の充電状態に応じて発電機２３を駆動して放電制御を行うことができるので、すぐに昇温を行うことができ、ハイブリッド車両１０の走行を阻害することなく所望の出力を得ることが可能である。

（実施形態２）
本発明の別の実施形態について説明する。本実施形態では、実施形態１とは異なり、図１１に示すように、放電制御部３４（図２参照）が、車速センサーから車速を取得せず、最大放電電力を導出することがない。また、放電可能電力と通常電力との差を目標放電電力とする点が実施形態１とは異なっている。即ち、放電制御部３４は、放電制御時には常にバッテリー２０の充電可能電力に対応した放電電流が流れるように放電電流を制御する。このように制御することで、実施形態１とは異なり、放電制御部３４は、車速に関係なく常に充電可能電力に対応した放電電流が流れるために、実施形態１より早くバッテリー２０を昇温することが可能である。

具体的には、放電制御部３４は、バッテリー２０の上限電流値、並びに現在バッテリーに流れる電池電流値及び現在バッテリー２０に印加される電池電圧値から放電可能電力を取得する。そして、この放電可能電力と通常電力との差を目標放電電力とする。そして、この目標放電電力から、実施形態１と同様にして発電機出力トルクを導出する。

この場合には、図１２に示すタイミングチャートのように放電電流がバッテリー２０から放出される。図１２では、本制御を行った場合のバッテリー２０への充放電電流を点線（一点鎖線）で、比較としての本制御を行っていない場合のバッテリー２０への充放電電流（通常電流）を点線（二点鎖線）で記載している。

始動時である時刻ｔ１〜ｔ２の間では、バッテリー２０は冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の昇温のための充電が可能であるので、温度判定フラグ、放電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、通常電力と放電可能電力との差に基づく放電電流が流れている。

次に、時刻ｔ２〜ｔ３の間では、放電判定フラグがオフとなっているために、放電制御を行うことがなく、バッテリー２０には通常電流と同一の充放電電流が流れている。

次に、時刻ｔ３〜ｔ４’（ｔ４’＜ｔ４）の間では、バッテリー２０はまだ冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の昇温のための放電が可能であるので、温度判定フラグ、放電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、放電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流と放電可能電力との差分（＋α分）だけ、放電電流が流れる。そして、十分にバッテリー２０から放電電流が送出されたことによりバッテリー２０が昇温されて、時刻ｔ４’では、温度判定フラグがオフとなる。これにより、本制御が終了する。

即ち、本実施形態においては、実施形態１とは異なり、最大放電電力量と要求電力量との差となる電力量により発電機を駆動するため、バッテリーが放電できる最大の電力量で放電でき、効率よくバッテリーを昇温させることができる。なお、最大放電電力量と要求電力量との差となる電力量はこの差の最大値でなくてもよい。

（実施形態３）
本実施形態では、図１３に示すように、図１に示す実施形態１とは異なり、発電機２３と、エンジン１３との間に減速機２５が設けられている。このように減速機２５を設けることで、発電機２３における消費電力を維持しながら、エンジン回転数を抑えることができる。この点について、図１４及び図１５を用いて説明する。

図１４では、発電機２３のモータ作動時の回転数と、出力トルクとの関係を示す。また、図１５は、エンジン１３の回転数と、負荷の関係を示す。図１４に示すように、発電機の回転数を上げることで、効率の高い領域から、低い領域に運転点が移動する。即ち、図中○で示されている運転点は、効率が高い領域に存在するが、回転数を上昇させることにより、図中●で示されている効率の低い領域に存在する運転点に移動する。このように効率の低い運転点に移動すると、発電機２３の消費電力を増やすことができる。他方で、図１５に実線で示すように、エンジン１３は、回転数が高くなると、抵抗が増加してエンジン負荷が大きくなる。

従って、発電機２３の回転数を上昇すると、これに同期するエンジン１３の回転数も上昇し、この結果、エンジン負荷が大きくなる。即ち、バッテリー２０からの放電電流を大きくするために発電機２３の回転数を上昇させるとエンジン負荷が大きくなってしまう。

そこで、本実施形態においては、図１３に示すように、発電機２３と、エンジン１３との間に減速機２５が設けられている。これにより、発電機２３における消費電力、即ち回転数を維持しながら、エンジン負荷を抑えることができる。即ち、発電機２３の消費電力を確保するために、発電機２３の回転数を上昇させても、減速機２５によりエンジン１３の回転数の上昇を抑制することができる。

従って、本実施形態では、例えば長期間運転しなかった場合等、エンジン回転数を抑制したい場合でも、発電機２３における消費電力を維持しながら、エンジン１３の回転数も低下させることができる。

上述したように、実施形態１〜３では、バッテリー２０の状態に鑑みて制御手段３０によりエンジン１３を駆動し発電機２３をモータとして駆動することで、バッテリー２０からの放電電流を制御して、バッテリー２０が不足することなくバッテリー２０を昇温でき、その結果バッテリー２０から所望の出力を得ることができるように構成している。また、このようにバッテリー２０から放電させてバッテリー２０の昇温を行うだけでなく、発電機２３をモータとして駆動させることにより、エンジン１３を駆動してエンジンオイルを循環させることができるので、エンジン１３の劣化を抑制できる。そして、実施形態１では、車両の走行状態に基づいて放電電流を制御することができるので、車両の走行を妨げることがない。また、実施形態２では、より早く昇温することで、バッテリー２０がより早く所望の出力を得ることができるように構成している。さらに、実施形態３では、減速機２５を設けることで、発電機２３での消費電力を維持しながらエンジン回転数を押さえるように、放電電流を制御することが可能であり、エンジン回転数を抑制したい場合に有効である。

（実施形態４）
本発明のさらに別の実施形態について説明する。本実施形態では、実施形態１とは放電制御が異なり、放電制御部３４（図２参照）に設けられた最大電力量算出手段３４’は、図２に示す車速センサー４４で検出された車速情報に基づいて最大放電電力を導出する。この場合、最大電力量算出手段３４’は、最大放電電力を図１６に示すマップを用いて導出する。図１６に示すマップでは、車速に比例して最大放電電力は連続的に変化する。即ち、車速が早くなるほど、最大放電電力は大きくなる。この場合、車両の走行状態、即ち負荷状態に応じて最大放電電力を求めることができることから、ハイブリッド走行を妨げることのない最大放電電力を簡易に設定することができる。

この場合には、図１７に示すタイミングチャートのように放電電流がバッテリー２０に供給される。図１７では、本制御を行った場合のバッテリー２０への充放電電流を実線で、比較としての本制御を行っていない場合のバッテリー２０への充放電電流（通常電流）を点線で記載している。

始動時である時刻ｔ１〜ｔ２の間では、バッテリー２０は冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の暖機のための放電が可能であるので、温度判定フラグ、放電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、放電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に放電電力の分（＋α分）だけ、放電電流が多く流れている。この場合の放電電流は、時刻ｔ１〜ｔ２の間車速が一定であることから、一定となっている。

時刻ｔ３〜ｔ４の間では、バッテリー２０はまだ冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の暖機のための放電が可能であるので、温度判定フラグ、放電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、放電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に放電電力の分（放電側に＋α分）だけ、放電電流が多く流れている。この時刻ｔ３〜ｔ４の間の放電電流の＋α分は、時刻ｔ３ａ〜ｔ４の間の車速の増加に比例してこの時刻ｔ３ａ〜ｔ４の間で増加している。これにより、放電電流は通常電流よりも＋α分多く流れているが、この値も車速に従って増減している。

次に、時刻ｔ４〜ｔ５の間では、初めにＳＯＣ判定フラグがオフ、その後放電判定フラグがオフとなるために、放電制御を行うことがなく、バッテリー２０には通常電流と同一の充放電電流が流れている。具体的には、時刻ｔ４まで放電制御が続いたため、時刻ｔ４でＳＯＣが第２閾値以下となりＳＯＣ判定フラグがオフとなり、充放電電流は通常電流に追従する。その後、時刻ｔ４ａで高電圧負荷が小さくなって放電判定フラグがオフになる。充放電電流は未だ通常電流に追従する。次に、時刻ｔ４ｂでは放電が続いたことでＳＯＣが第１閾値Ｃ１以上となってＳＯＣ判定フラグがオンとなるが、未だ放電判定フラグがオフであるので、充放電電流は通常電流に追従する。その後、時刻ｔ５で高電圧負荷が大きくなって放電判定フラグがオンとなり、これにより、全てのフラグがオンとなる。

次いで、時刻ｔ５〜ｔ６の間には、温度判定フラグ、放電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、放電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に放電電力の分（＋α分）だけ、放電電流が多く流れている。ただし、この場合には、時刻ｔ５〜ｔ５ａまでの間、最大放電電力が放電可能電力を上回っているため、放電電流が放電可能電力となるように制御されている。その後、時刻ｔ５ａ〜ｔ６までの間、最大放電電流が車速の増加に比例して小さくなり、放電可能電力よりも小さくなったため、最大放電電流が目標放電電力となり、これに基づいて放電電流が流れた。

その後、時刻ｔ６以降では、温度判定フラグがオフとなったために、本制御が終了する。このように、本実施形態においては、バッテリー２０の暖機を行うために充放電を繰り返すことなく、所定要件が満たされた場合に放電だけを行うことで、バッテリー２０の電力がバッテリー２０の暖機により消費されて不十分となることがない。

本実施形態においては、車速、即ち車両の走行状態に応じて適切な放電電流を得ることができることから、ハイブリッド走行を妨げずにバッテリー２０を暖機して所望の電力を供給することができるようになる。

本発明は、上述した各実施形態に限定されない。実施形態１では、ステップＳ１〜Ｓ３の順で制御を行ったが、例えば、ステップＳ１、ステップＳ３、ステップＳ２の順で制御を行うことも可能である。また、例えば、実施形態１，４において、放電可能電力と通常電力との差を放電電力としてもよい。

また、例えば、上述した各実施形態では、エンジン１３の負圧系統とブレーキの負圧系統を同一にしてもよい。このように構成することで、放電制御において発電機２３をモータとして駆動して、エンジン１３を駆動させて負圧を発生させることができる。この場合に、エンジン１３の負圧系統とブレーキの負圧系統を同一にしておけば、負圧ポンプを用いずにブレーキ負圧を発生させることができる。その結果、負圧ポンプの駆動頻度を抑制することができる。

上述した各実施形態のうち実施形態２では、通常電流と放電可能電力との差の電力を目標放電電力としたがこれに限定されず、通常電流を算出せず、放電可能電力を目標放電電力としてもよい。これにより、温度判定フラグ、放電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている場合には、常にバッテリー２０から放電可能電力に対応する電流を送出することで、実施形態１の場合よりも早くバッテリー２０を昇温して所望の電力を供給することができるようになる。

本発明の車両の制御装置は、例えば車両製造産業において利用可能である。

１０ハイブリッド車両、１３エンジン、２０バッテリー、２３発電機、３０制御手段３１温度判定部、３２放電判定部、３３ＳＯＣ判定部、３４充電制御部、４１温度センサー、４２電圧センサー、４３電流センサー、４４車速センサー、４５回転数センサー

Claims

車両に搭載され、電力が放電されると内部発熱するバッテリーと、
内燃機関と同期回転する発電機と、
前記バッテリーの温度を検出するバッテリー温度検出手段と、
前記バッテリーの最大放電電力量を算出するバッテリー放電電力量算出手段と、
前記車両の状態に基づいて前記車両に要求される要求電力量を算出する要求電力量算出手段と、
前記内燃機関が停止していると共に前記バッテリーの温度が所定値以下であって、かつ、前記要求電力量が前記バッテリーの最大放電電力量以下の際に、前記バッテリーの放電電力により前記発電機を駆動して前記内燃機関を回転させる制御手段とを備えることを特徴とする車両の制御装置。
前記バッテリーの残存容量を検出する充電状態検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記残存容量が所定の閾値より大きい際に、前記バッテリーの放電電力により前記発電機を駆動させて前記内燃機関を回転させることを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
前記制御手段は、前記最大放電電力量と前記要求電力量との差となる電力量により前記発電機を駆動させて前記内燃機関を回転させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。