JP2013147047A - プラグインハイブリッドシステムの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリ充電量嵩上げ制御を実行可能なプラグインハイブリッドシステムにおいて、内燃機関の燃費の低下を抑制する。
【解決手段】暖機運転中に機関動力によって発電機を駆動させて発電機に生成させた電力をバッテリに充電するバッテリ充電量嵩上げ制御を実行可能なプラグインハイブリッドシステムにおいて、暖機運転開始時点のバッテリ蓄電量が第１蓄電量以上であるとき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が第２蓄電量以上であると予測されるとき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が第３蓄電量以上であると予測されるときには、暖機運転中のバッテリ充電量嵩上げ制御の実行が禁止される。
【選択図】図２

Description

本発明は、プラグインハイブリッドシステムの制御装置に関する。

内燃機関と発電機とバッテリとを具備するハイブリッドシステムが特許文献１に記載されている。このハイブリッドシステムでは、暖機運転実行時にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行される。ここで、暖機運転とは「内燃機関の暖機のための内燃機関の運転」であり、バッテリ充電量嵩上げ制御とは「内燃機関の動力によって発電機を駆動させて発電機に電力を生成させ、この電力をバッテリに充電する制御」である。

特開２０１０−２４１１９０号公報 特開２０１１−２０５０７号公報 特開２０１０−１８３７８５号公報

ところで、内燃機関の動力によって発電機に生成させた電力をバッテリに充電可能であるだけでなく、外部電源からバッテリに電力を充電可能なプラグインハイブリッドシステムが知られている。一般的に、外部電源（特に、商用電源）から供給される電力のコストは、内燃機関の動力によって発電機に電力を生成させるコストよりも安価である。したがって、より低コストでバッテリに電力を充電させるためには、できるだけ外部電源から供給される電力をバッテリに充電し、このバッテリに充電された電力をできるだけ使用することが好ましいと言える。

特に、上記プラグインハイブリッドシステムが特許文献１に記載のバッテリ充電量嵩上げ制御を実行可能である場合において、バッテリ充電量嵩上げ制御を実行する必要がないときにバッテリ充電量嵩上げ制御を実行すれば、内燃機関の燃費を無用に低下させることになる。

そこで、本発明の目的は、上記バッテリ充電量嵩上げ制御を実行可能なプラグインハイブリッドシステムにおいて、内燃機関の燃費の低下を抑制することにある。

本願の発明は、内燃機関と発電機とバッテリとを具備し、外部電源からバッテリに電力を充電可能なプラグインハイブリッドシステムの制御装置に関する。ここで、本発明の制御装置は、前記内燃機関の暖機のために前記内燃機関を運転させる暖機運転中に前記内燃機関の動力によって前記発電機を駆動させて該発電機に生成させた電力を前記バッテリに充電するバッテリ充電量嵩上げ制御を実行可能である。そして、本発明では、暖機運転開始時点のバッテリ蓄電量が予め定められた第１蓄電量以上であるとき、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が予め定められた第２蓄電量以上であると予測されるとき、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が予め定められた第３蓄電量以上であると予測されるときには、暖機運転中の前記バッテリ充電量嵩上げ制御の実行が禁止される。一方、本発明では、暖機運転開始時点の前記バッテリ蓄電量が前記第１蓄電量よりも少ないとき、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第２蓄電量よりも少ないと予測されるとき、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第３蓄電量よりも少ないと予測されるときには、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行される。
なお、上記第１蓄電量、上記第２蓄電量、および、上記第３蓄電量は、それぞれ、バッテリ充電量嵩上げ制御を実行してバッテリに電力を充電する必要性に乏しいほどに多い量の電力がバッテリに蓄電されているときのバッテリ蓄電量に設定されている。

また、本願の別の発明は、上記発明のプラグインハイブリッドシステムの制御装置であって、前記プラグインハイブリッドシステムが電動機をさらに具備し、前記電動機と前記内燃機関とを制御するモードとして第１モードと第２モードとが用意されており、前記プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合が前記プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合よりも小さいプラグインハイブリッドシステムの制御装置に関する。そして、本発明では、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合に暖機運転終了時点で前記第１モードが選択されることが予測されたときに、暖機運転開始時点の前記バッテリ蓄電量が前記第１蓄電量以上であると判断され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第２蓄電量以上であると予測される。また、本発明では、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合に暖機運転終了時点で前記第１モードが選択されることが予測されたときに、暖機運転開始時点の前記バッテリ蓄電量が前記第１蓄電量以上であると判断され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第３蓄電量以上であると予測される。

また、本願のさらに別の発明は、上記発明のプラグインハイブリッドシステムの制御装置であって、前記プラグインハイブリッドシステムが電動機をさらに具備し、前記電動機と前記内燃機関とを制御するモードとして第１モードと第２モードとが用意されており、前記プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合が前記プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合よりも小さいプラグインハイブリッドシステムの制御装置に関する。そして、本発明では、前記第１モードが選択される期間が予め定められた期間以上であるときに、暖機運転開始時点の前記バッテリ蓄電量が前記第１蓄電量以上であると判断され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第２蓄電量以上であると予測され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第３蓄電量以上であると予測される。

また、本願のさらに別の発明は、上記発明のプラグインハイブリッドシステムの制御装置であって、前記プラグインハイブリッドシステムが電動機をさらに具備し、前記電動機と前記内燃機関とを制御するモードとして第１モードと第２モードとが用意されており、前記プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合が前記プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合よりも小さい請求項１に記載のプラグインハイブリッドシステムの制御装置に関する。そして、本発明では、前記第２モードが選択される期間に対する前記第１モードが選択される期間の比率が予め定められた比率以上であるときに、暖機運転開始時点の前記バッテリ蓄電量が前記第１蓄電量以上であると判断され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第２蓄電量以上であると予測され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第３蓄電量以上であると予測される。

また、本願のさらに別の発明は、上記発明のプラグインハイブリッドシステムの制御装置であって、前記プラグインハイブリッドシステムが車両に搭載されており、前記バッテリの電力が前記車両の走行に使用されるプラグインハイブリッドシステムの制御装置に関する。そして、本発明では、前記車両の走行のための前記プラグインハイブリッドシステムの動作開始からその動作終了までの前記車両の走行距離が予め定められた走行距離以下であるときに、暖機運転開始時点の前記バッテリ蓄電量が前記第１蓄電量以上であると判断され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第２蓄電量以上であると予測され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第３蓄電量以上であると予測される。

本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、暖機運転開始時点のバッテリ蓄電量が比較的多いとき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が比較的多いとき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が比較的多いときには、バッテリ電力（すなわち、バッテリに蓄電されている電力）のうちの多くが外部電源から充電された電力であると捉えることができる。したがって、こうしたときには、バッテリ充電量嵩上げ制御を実行する必要性に乏しいと言える。ここで、本発明では、暖機運転開始時点のバッテリ蓄電量が比較的多い（すなわち、第１蓄電量以上である）とき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が比較的多い（すなわち、第２蓄電量以上である）と予測されるとき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が比較的多い（すなわち、第３蓄電量以上である）と予測されるときには、バッテリ充電量嵩上げ制御の実行が禁止される。これによれば、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されることがなく、その結果、バッテリに充電する電力を生成するために内燃機関の動力が使用されることがないので、その分、暖機運転中の内燃機関の運転に必要な燃料の量が少なくなり、内燃機関の燃費の低下を抑制することができるという効果が得られる。

第１実施形態の制御装置を備えたプラグインハイブリッドシステムが搭載された車両を示した図である。 第１実施形態のバッテリ充電量嵩上げ制御を実行するフローの一例を示した図である。 第２実施形態のバッテリ充電量嵩上げ制御を実行するフローの一例を示した図である。 第３実施形態のバッテリ充電量嵩上げ制御を実行するフローの一例を示した図である。 第４実施形態のバッテリ充電量嵩上げ制御を実行するフローの一例を示した図である。 第５実施形態のバッテリ充電量嵩上げ制御を実行するフローの一例を示した図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。本発明の１つの実施形態（以下「第１実施形態」）の制御装置を備えたプラグインハイブリッドシステムが搭載された車両が図１に示されている。図１において、１０は内燃機関、２０は動力分配装置、３０はインバータ、４０はバッテリ、５０は電源接続コネクタ、７０は車両、７１は駆動輪、７２は駆動軸、ＭＧ１およびＭＧ２は発電電動機、８０は電源コネクタ、８１はケーブル、８２は外部電源をそれぞれ示している。

内燃機関１０は、動力分配装置２０に接続されている。内燃機関１０が運転せしめられると、内燃機関１０は、動力分配装置２０に動力を出力する。

動力分配装置２０は、内燃機関１０と、発電電動機ＭＧ１（以下この発電電動機を「第１発電電動機」という）と、発電電動機ＭＧ２（以下この発電電動機を「第２発電電動機」という）と、駆動軸７２に接続されている。詳細には、動力分配装置２０は、遊星歯車機構からなり、そのサンギアが内燃機関１０の出力軸（すなわち、クランクシャフト）に接続され、そのプラネタリギアが第１発電電動機ＭＧ１の入出力軸に接続され、そのリングギアが第２発電電動機ＭＧ２の入出力軸および駆動軸７２に接続されている。

そして、動力分配装置２０は、内燃機関１０からそこに入力された動力を駆動軸７２と第１発電電動機ＭＧ１と第２発電電動機ＭＧ２とのうちの１つ、あるいは、２つ、あるいは、全てに出力可能である。また、動力分配装置２０は、第１発電電動機ＭＧ１からそこに入力された動力を駆動軸７２と内燃機関１０と第２発電電動機ＭＧ２とのうちの１つ、あるいは、２つ、あるいは、全てに出力可能である。また、動力分配装置２０は、第２発電電動機ＭＧ２からそこに入力された動力を駆動軸７２と内燃機関１０と第１発電電動機ＭＧ１とのうちの１つ、あるいは、２つ、あるいは、全てに出力可能である。また、動力分配装置２０は、駆動軸７２からそこに入力された動力を内燃機関１０と第１発電電動機ＭＧ１と第２発電電動機ＭＧ２とのうちの１つ、あるいは、２つ、あるいは、全てに出力可能である。なお、動力分配装置２０がそこに入力された動力をどのように出力するかは、プラグインハイブリッドシステムに対する要求に応じて決定される。

第１発電電動機ＭＧ１は、動力分配装置２０に接続されているとともに、インバータ３０を介してバッテリ４０に接続されている。バッテリ４０から第１発電電動機ＭＧ１に電力が供給されると、第１発電電動機ＭＧ１は、その電力によって駆動せしめられて動力分配装置２０に動力を出力する。したがって、このとき、第１発電電動機ＭＧ１は、電動機として働くことになる。一方、動力分配装置２０を介して動力が第１発電電動機ＭＧ１に入力されると、第１発電電動機ＭＧ１は、その動力によって駆動せしめられて電力を生成する。したがって、このとき、第１発電電動機ＭＧ１は、発電機として働くことになる。なお、第１発電電動機ＭＧ１によって発生された電力は、インバータ３０を介してバッテリ４０に蓄電される。

第２発電電動機ＭＧ２は、動力分配装置２０に接続されているとともに、インバータ３０を介してバッテリ４０に接続されている。バッテリ４０から第２発電電動機ＭＧ１に電力が供給されると、第２発電電動機ＭＧ２は、その電力によって駆動せしめられて動力分配装置２０に動力を出力する。したがって、このとき、第２発電電動機ＭＧ２は、電動機として働くことになる。一方、動力分配装置２０を介して動力が第２発電電動機ＭＧ２に入力されると、第２発電電動機ＭＧ２は、その動力によって駆動せしめられて電力を生成する。したがって、このとき、第２発電電動機ＭＧ２は、発電機として働くことになる。なお、第２発電電動機ＭＧ２によって発生された電力は、インバータ３０を介してバッテリ４０に蓄電される。

電源接続コネクタ５０は、インバータ３０を介してバッテリ４０に接続されている。また、電源接続コネクタ５０には、電源コネクタ８０が接続可能である。電源コネクタ８０は、ケーブル８１を介して外部電源８２に接続されている。電源接続コネクタ５０に電源コネクタ５０が接続されると、外部電源８２から供給される電力が電源コネクタ８０、電源接続コネクタ５０、および、インバータ３０を介してバッテリ４０に充電される。

次に、第１実施形態の暖機運転について説明する。第１実施形態では、内燃機関の温度（以下この温度を「機関温度」という）の上昇が要求されたときに、内燃機関を運転させて機関温度を上昇させる暖機運転が実行される。ここで、機関温度の上昇が要求されるのは、たとえば、プラグインハイブリッドシステムから出力される動力の要求値の決定に用いられる車両のアクセルペダルが踏み込まれたときである。この場合、たとえば、暖機運転は、機関温度が所定機関温度（または、所定機関温度以上の温度）に達するまで継続され、あるいは、予め定められた時間だけ継続される。また、機関温度の上昇が要求されるのは、たとえば、機関温度が予め定められた機関温度（以下この温度を「所定機関温度」という）よりも低いときである。この場合、たとえば、暖機運転は、機関温度が所定機関温度（または、所定機関温度以上の温度）に達するまで継続される。また、機関温度の上昇が要求されるのは、たとえば、プラグインハイブリッドシステムの動作中に内燃機関の運転（以下この運転を「機関運転」という）が停止されてから経過した時間が予め定められた時間よりも長くなったときである。この場合、たとえば、暖機運転は、機関温度が所定機関温度（または、所定機関温度以上の温度）に達するまで継続され、あるいは、予め定められた時間だけ継続される。また、機関温度の上昇が要求されるのは、たとえば、プラグインハイブリッドシステムの動作が停止されたことによって機関運転が停止されてから次にプラグインハイブリッドシステムの動作が開始されるまでの時間が予め定められた時間よりも長いときである。この場合、たとえば、暖機運転は、機関温度が所定機関温度（または、所定機関温度以上の温度）に達するまで継続され、あるいは、予め定められた時間だけ継続される。

次に、第１実施形態のバッテリ充電量嵩上げ制御について説明する。第１実施形態では、暖機運転中に機関動力（すなわち、内燃機関から出力される動力）を第１発電電動機に入力して第１発電電動機を駆動させ、これにより、第１発電電動機に電力を生成させ、この電力をバッテリに充電するバッテリ充電量嵩上げ制御が実行可能である。なお、このバッテリ充電量嵩上げ制御は、機関暖機が実行されている間、実行される制御である。

そして、第１実施形態では、暖機運転開始時点のバッテリ蓄電量が予め定められた第１蓄電量以上であるとき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点（特に、車両の走行準備が整った時点）のバッテリ蓄電量が予め定められた第２蓄電量以上であると予測されるとき、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点（特に、車両の走行準備が整った時点）のバッテリ蓄電量が予め定められた第３蓄電量以上であると予測されるときには、暖機運転中のバッテリ充電量嵩上げ制御の実行が禁止される。

一方、暖機運転開始時点のバッテリ蓄電量が上記第１蓄電量よりも少ないとき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が上記第２蓄電量よりも少ないと予測されるとき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が第３蓄電量よりも少ないと予測されるときには、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行される。

なお、第１実施形態では、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行される場合、バッテリ充電量嵩上げ制御は、暖機運転開始と同時に開始されてもよいし、暖機運転中のいずれかの時点で開始されてもよい。また、暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が第２蓄電量以上であるか或いは第３蓄電量以上であるかの予測は、暖機運転開始時点で行われてもよいし、暖機運転中のいずれか時点で行われてもよい。
また、第１蓄電量、第２蓄電量、および、第３蓄電量は、それぞれ、バッテリ充電量嵩上げ制御を実行してバッテリに電力を充電する必要性に乏しいほどに多い量の電力がバッテリに蓄電されているときのバッテリ蓄電量に設定される。

また、バッテリ充電量嵩上げ制御の実行を伴う暖機運転では、内燃機関の燃費が最良となるような運転状態（この運転状態は、たとえば、機関回転数と機関負荷とによって規定される状態である）で内燃機関が運転される。

第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、暖機運転開始時点のバッテリ蓄電量が比較的多いとき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が比較的多いとき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が比較的多いときには、バッテリ電力（すなわち、バッテリに蓄電されている電力）のうちの多くが外部電源から充電された電力であると捉えることができる。したがって、こうしたときには、バッテリ充電量嵩上げ制御を実行する必要性に乏しいと言える。つまり、バッテリには、外部電源から充電された安価な電力が多く残っているのであるから、機関動力を用いてバッテリ蓄電量を多くする前に、バッテリに残っている電力を消費したほうが内燃機関の燃費の面、ひいては、コスト面で有利である。ここで、第１実施形態では、暖機運転開始時点のバッテリ蓄電量が比較的多い（すなわち、第１蓄電量以上である）とき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が比較的多い（すなわち、第２蓄電量以上である）と予測されるとき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が比較的多い（すなわち、第３蓄電量以上である）と予測されるときには、バッテリ充電量嵩上げ制御の実行が禁止される。これによれば、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されることがなく、その結果、バッテリに充電する電力を生成するために内燃機関の動力が使用されることがないので、その分、暖機運転中の内燃機関の運転に必要な燃料の量が少なくなり、内燃機関の燃費の低下を抑制することができるという効果が得られる。

次に、第１実施形態のバッテリ充電量嵩上げ制御を実行するフローの一例について説明する。このフローの一例が図２に示されている。なお、このフローは、所定周期毎に開始されるフローである。

図２のフローが開始されると、始めに、ステップ１００において、暖機運転が実行されているか否かが判別される。ここで、暖機運転が実行されていると判別されたときには、フローはステップ１０１に進む。一方、暖機運転が実行されていないと判別されたときには、フローは終了する。

ステップ１０１では、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量の予測値ＣＥが第２蓄電量ＣＥｔｈ以上である（ＣＥ≧ＣＥｔｈ）か否かが判別される。ここで、ＣＥ≧ＣＥｔｈであると判別されたときには、フローはステップ１０２に進む。一方、ＣＥ≧ＣＥｔｈではないと判別されたときには、フローはステップ１０３に進む。

ステップ１０２では、バッテリ充電量嵩上げ制御が禁止され、その後、フローは終了する。一方、ステップ１０３では、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行され、その後、フローは終了する。

次に、第２実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第２実施形態の構成および制御は、それぞれ、第１実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明される第２実施形態の構成および制御に鑑みたときに第１実施形態の構成および制御から当然に導き出される構成および制御である。

第２実施形態では、プラグインハイブリッドシステムの動作中に第１発電電動機、第２発電電動機、および、内燃機関を制御するモードとして、第１モードと第２モードとが用意されている。ここで、第１モードとは、プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間（すなわち、内燃機関が運転されている期間）の割合が比較的小さいモードであり、第２モードとは、プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合が比較的大きいモードである。したがって、第１モードによるプラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合は、プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合よりも小さくなる。

そして、第２実施形態では、プラグインハイブリッドシステムに対する要求に応じて、第１モードと第２モードとのいずれか一方のモードが選択され、この選択されたモードに従って第１発電電動機、第２発電電動機、および、内燃機関が制御される。

なお、第１モードが選択された場合または第２モードが選択された場合であっても、プラグインハイブリッドシステムに駆動軸への動力の出力が要求されているときに内燃機関の運転が停止されているときには、バッテリから第１発電電動機または第２発電電動機に電力が供給され、この電力によって第１発電電動機または第２発電電動機が駆動され、これにより、第１発電電動機または第２発電電動機から動力が出力される。そして、この動力がプラグインハイブリッドシステムから駆動軸に出力される。

次に、第２実施形態のバッテリ充電量嵩上げ制御について説明する。第２実施形態では、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合に暖機運転終了時点で第１モードが選択されることが予測されたとき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合に暖機運転終了時点で第１モードが選択されることが予測されたときには、バッテリ充電量嵩上げ制御の実行が禁止される。

一方、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合に暖機運転終了時点で第１モードが選択されない（すなわち、第２モードが選択される）ことが予測されたとき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合に暖機運転終了時点で第１モードが選択されない（すなわち、第２モードが選択される）ことが予測されたときには、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行される。

第２実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点で第１モードが選択されるときには、バッテリ電力のうちの多くが外部電源から充電された電力であると捉えることができ、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点で第１モードが選択されるときには、なおさら、バッテリ電力のうちの多くが外部電源から充電された電力であると捉えることができる。したがって、こうしたときには、バッテリ充電量嵩上げ制御を実行する必要性に乏しいと言える。つまり、バッテリには、外部電源から充電された安価な電力が多く残っているのであるから、機関動力を用いてバッテリ蓄電量を多くする前に、バッテリに残っている電力を消費したほうが内燃機関の燃費の面、ひいては、コスト面で有利である。ここで、第２実施形態では、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点で第１モードが選択されると予測されるとき、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点で第１モードが選択されると予測されるときには、バッテリ充電量嵩上げ制御の実行が禁止される。これによれば、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されることがなく、その結果、バッテリに充電する電力を生成するために内燃機関の動力が使用されることがないので、その分、暖機運転中の内燃機関の運転に必要な燃料の量が少なくなり、内燃機関の燃費の低下を抑制することができるという効果が得られる。

なお、第２実施形態は、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点で第１モードが選択されると予測されたことをもって、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点で第１モードが選択されると予測されたことをもって、暖機運転開始時点のバッテリ蓄電量が第１蓄電量以上であると判断し、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が第２蓄電量以上であると予測し、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が第３蓄電量以上であると予測する実施形態であるとも言える。

また、第１モードとは、たとえば、機関運転（すなわち、内燃機関の運転）を停止した状態で第１発電電動機または第２発電電動機からの動力をプラグインハイブリッドシステムから駆動軸に出力するモード（いわゆるＥＶモード）であり、第２モードとは、第１発電電動機または第２発電電動機からの動力をプラグインハイブリッドシステムから駆動軸に出力するとともに機関運転を実行したり停止したりして機関運転が実行されているときに機関動力をプラグインハイブリッドシステムから駆動軸に出力するモード（いわゆるＨＶモード）である。

あるいは、第１モードとは、たとえば、第１発電電動機または第２発電電動機をバッテリ電力によって駆動させて第１発電電動機または第２発電電動機からの動力をプラグインハイブリッドシステムから出力するとともに機関運転を実行したり停止したりして機関運転が実行されているときに機関動力をプラグインハイブリッドシステムから駆動軸に出力するが、バッテリ電力の消費を優先させるために、できる限り機関運転の実行を控えるモード（いわゆるＣＤモード）であり、第２モードとは、たとえば、第１発電電動機または第２発電電動機をバッテリ電力によって駆動させて第１発電電動機または第２発電電動機からの動力をプラグインハイブリッドシステムから出力するとともに機関運転を実行したり停止したりして機関運転が実行されているときに機関動力をプラグインハイブリッドシステムから駆動軸に出力するが、バッテリ電力の維持を優先させるために、バッテリ蓄電量が一定の量よりも少なくならないように、機関運転を実行して機関動力によって第１発電電動機または第２発電電動機を駆動させて第１発電電動機または第２発電電動機に電力を生成させ、この電力をバッテリに充電するモード（いわゆるＣＳモード）である。

なお、第２実施形態のバッテリ充電量嵩上げ制御を実行するフローの一例として、図３に示されているフローを採用することができる。
図３のフローが開始されると、始めに、ステップ２００において、暖機運転が実行されているか否かが判別される。ここで、暖機運転が実行されていると判別されたときには、フローはステップ２０１に進む。一方、暖機運転が実行されていないと判別されたときには、フローは終了する。
ステップ２０１では、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点で第１モードが選択されると予測されるか否かが判別される。ここで、第１モードが選択されると予測されたときには、フローはステップ２０２に進む。一方、第１モードが選択されないと予測されるときには、フローはステップ２０３に進む。
ステップ２０２では、バッテリ充電量嵩上げ制御が禁止され、その後、フローは終了する。一方、ステップ２０３では、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行され、その後、フローは終了する。

次に、第３実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第３実施形態の構成および制御は、それぞれ、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明される第３実施形態の構成および制御に鑑みたときに上述した実施形態の構成および制御から当然に導き出される構成および制御である。

第３実施形態では、第１モード選択期間が予め定められた期間（以下この期間を「所定第１モード選択期間」という）以上であるときには、バッテリ充電量嵩上げ制御の実行が禁止される。一方、第１モード選択期間が所定第１モード選択期間よりも短いときには、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行される。なお、第１モード選択期間とは、プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に第１モードが選択されている期間を意味する。

第３実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、第１モード選択期間が比較的長いときには、バッテリ電力のうちの多くが外部電源から充電された電力であると捉えることができる。したがって、こうしたときには、バッテリ充電量嵩上げ制御を実行する必要性に乏しいと言える。つまり、バッテリには、外部電源から充電された安価な電力が多く残っているのであるから、機関動力を用いてバッテリ蓄電量を多くする前に、バッテリに残っている電力を消費したほうが内燃機関の燃費の面、ひいては、コスト面で有利である。ここで、第３実施形態では、第１モード選択期間が比較的長い（すなわち、所定第１モード選択期間以上である）ときには、バッテリ充電量嵩上げ制御の実行が禁止される。これによれば、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されることがなく、その結果、バッテリに充電する電力を生成するために内燃機関の動力が使用されることがないので、その分、暖機運転中の内燃機関の運転に必要な燃料の量が少なくなり、内燃機関の燃費の低下を抑制することができるという効果が得られる。

また、第１モード選択期間の長さは、車両の運転者の運転スタイルに依存することから、第３実施形態によれば、こうした運転者の運転スタイルをも考慮してバッテリ充電量嵩上げ制御の実行の有無が決定されることから、より確実に、内燃機関の燃費の低下を抑制することができるという効果が得られる。

なお、第３実施形態は、第１モード選択期間が所定第１モード選択期間以上であることをもって、暖機運転開始時点のバッテリ蓄電量が第１蓄電量以上であると判断し、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が第２蓄電量以上であると予測し、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が第３蓄電量以上であると予測する実施形態であるとも言える。

また、第３実施形態では、たとえば、プラグインハイブリッドシステムの過去の動作の履歴から第１モード選択期間が取得される。

なお、第３実施形態のバッテリ充電量嵩上げ制御を実行するフローの一例として、図４に示されているフローを採用することができる。
図４のフローが開始されると、始めに、ステップ３００において、暖機運転が実行されているか否かが判別される。ここで、暖機運転が実行されていると判別されたときには、フローはステップ３０１に進む。一方、暖機運転が実行されていないと判別されたときには、フローは終了する。
ステップ３０１では、第１モード選択期間Ｔ１が所定第１モード選択期間Ｔ１ｔｈ以上である（Ｔ１≧Ｔ１ｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｔ１≧Ｔ１ｔｈであると判別されたときには、フローはステップ３０２に進む。一方、Ｔ１≧Ｔ１ｔｈではないと判別されたときには、フローはステップ３０３に進む。
ステップ３０２では、バッテリ充電量嵩上げ制御が禁止され、その後、フローは終了する。一方、ステップ３０３では、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行され、その後、フローは終了する。

次に、第４実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第４実施形態の構成および制御は、それぞれ、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明される第４実施形態の構成および制御に鑑みたときに上述した実施形態の構成および制御から当然に導き出される構成および制御である。

第４実施形態では、第２モード選択期間に対する第１モード選択期間の比率（以下この比率を「第１モード選択比率」という）が予め定められた比率（以下この比率を「所定第１モード選択比率」という）以上であるときには、バッテリ充電量嵩上げ制御の実行が禁止される。一方、第１モード選択比率が所定第１モード選択比率よりも小さいときには、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行される。なお、第１モード選択期間とは、プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に第１モードが選択されている期間を意味し、第２モード選択期間とは、プラグインハイブリッドシステムの動作中の同一定期間に第２モードが選択されている期間を意味する。

第４実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、第１モード選択比率が比較的大きいときには、バッテリ電力のうちの多くが外部電源から充電された電力であると捉えることができる。したがって、こうしたときには、バッテリ充電量嵩上げ制御を実行する必要性に乏しいと言える。つまり、バッテリには、外部電源から充電された安価な電力が多く残っているのであるから、機関動力を用いてバッテリ蓄電量を多くする前に、バッテリに残っている電力を消費したほうが内燃機関の燃費の面、ひいては、コスト面で有利である。ここで、第４実施形態では、第１モード選択比率が比較的大きい（すなわち、所定第１モード選択比率以上である）ときには、バッテリ充電量嵩上げ制御の実行が禁止される。これによれば、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されることがなく、その結果、バッテリに充電する電力を生成するために内燃機関の動力が使用されることがないので、その分、暖機運転中の内燃機関の運転に必要な燃料の量が少なくなり、内燃機関の燃費の低下を抑制することができるという効果が得られる。

また、第１モード選択比率の大きさは、車両の運転者の運転スタイルに依存することから、第４実施形態によれば、こうした運転者の運転スタイルをも考慮してバッテリ充電量嵩上げ制御の実行の有無が決定されることから、より確実に、内燃機関の燃費の低下を抑制することができるという効果が得られる。

なお、第４実施形態は、第１モード選択比率が所定第１モード選択比率以上であることをもって、暖機運転開始時点のバッテリ蓄電量が第１蓄電量以上であると判断し、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が第２蓄電量以上であると予測し、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が第３蓄電量以上であると予測する実施形態であるとも言える。

また、第４実施形態では、たとえば、プラグインハイブリッドシステムの過去の動作の履歴から第１モード選択比率が取得される。

なお、第４実施形態のバッテリ充電量嵩上げ制御を実行するフローの一例として、図５に示されているフローを採用することができる。
図５のフローが開始されると、始めに、ステップ４００において、暖機運転が実行されているか否かが判別される。ここで、暖機運転が実行されていると判別されたときには、フローはステップ４０１に進む。一方、暖機運転が実行されていないと判別されたときには、フローは終了する。
ステップ４０１では、第１モード選択比率Ｒ１が所定第１モード選択比率Ｒ１ｔｈ以上である（Ｒ１≧Ｒ１ｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｒ１≧Ｒ１ｔｈであると判別されたときには、フローはステップ４０２に進む。一方、Ｒ１≧Ｒ１ｔｈではないと判別されたときには、フローはステップ４０３に進む。
ステップ４０２では、バッテリ充電量嵩上げ制御が禁止され、その後、フローは終了する。一方、ステップ４０３では、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行され、その後、フローは終了する。

次に、第５実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第５実施形態の構成および制御は、それぞれ、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明される第５実施形態の構成および制御に鑑みたときに上述した実施形態の構成および制御から当然に導き出される構成および制御である。

第５実施形態では、走行距離が予め定められた走行距離（以下この距離を「所定走行距離」という）以下であるときには、バッテリ充電量嵩上げ制御の実行が禁止される。一方、暖機運転が実行されたときに、走行距離が所定走行距離よりも長いときには、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行される。なお、走行距離とは、車両を走行させるためにプラグインハイブリッドシステムの動作が開始されてからその動作が終了されるまでに車両が走行した距離、あるいは、この距離を所定の数だけ取得し、これら距離を合計し、この合計を前記所定の数で割った値（すなわち、平均値）を意味する。

第５実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、走行距離が比較的短いときには、バッテリ電力のうちの多くが外部電源から充電された電力であると捉えることができる。したがって、こうしたときには、バッテリ充電量嵩上げ制御を実行する必要性に乏しいと言える。つまり、バッテリには、外部電源から充電された安価な電力が多く残っているのであるから、機関動力を用いてバッテリ蓄電量を多くする前に、バッテリに残っている電力を消費したほうが内燃機関の燃費の面、ひいては、コスト面で有利である。ここで、第５実施形態では、走行距離が比較的短い（すなわち、所定走行距離以下である）ときには、バッテリ充電量嵩上げ制御の実行が禁止される。これによれば、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されることがなく、その結果、バッテリに充電する電力を生成するために内燃機関の動力が使用されることがないので、その分、暖機運転中の内燃機関の運転に必要な燃料の量が少なくなり、内燃機関の燃費の低下を抑制することができるという効果が得られる。

また、走行距離の長さは、車両の運転者の運転スタイルに依存することから、第５実施形態によれば、こうした運転者の運転スタイルをも考慮してバッテリ充電量嵩上げ制御の実行の有無が決定されることから、より確実に、内燃機関の燃費の低下を抑制することができるという効果が得られる。

なお、第５実施形態は、行距離が所定走行距離以下であることをもって、暖機運転開始時点のバッテリ蓄電量が第１蓄電量以上であると判断し、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が第２蓄電量以上であると予測し、あるいは、暖機運転中にバッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点のバッテリ蓄電量が第３蓄電量以上であると予測する実施形態であるとも言える。

また、第５実施形態では、たとえば、車両の過去の走行履歴から走行距離が取得される。

なお、第５実施形態のバッテリ充電量嵩上げ制御を実行するフローの一例として、図６に示されているフローを採用することができる。
図６のフローが開始されると、始めに、ステップ５００において、暖機運転が実行されているか否かが判別される。ここで、暖機運転が実行されていると判別されたときには、フローはステップ５０１に進む。一方、暖機運転が実行されていないと判別されたときには、フローは終了する。
ステップ５０１では、走行距離Ｄが所定走行距離Ｄｔｈ以下である（Ｄ≦Ｄｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｄ≦Ｄｔｈであると判別されたときには、フローはステップ５０２に進む。一方、Ｄ≦Ｄｔｈではないと判別されたときには、フローはステップ５０３に進む。
ステップ５０２では、バッテリ充電量嵩上げ制御が禁止され、その後、フローは終了する。一方、ステップ５０３では、バッテリ充電量嵩上げ制御が実行され、その後、フローは終了する。

１０…内燃機関、２０…動力分配装置、３０…インバータ、４０…バッテリ、５０…電源接続コネクタ、７０…車両、７１…駆動輪、７２…駆動軸、８０…電源コネクタ、８１…ケーブル、８２…外部電源、ＭＧ１、ＭＧ２…発電電動機

Claims (5)

1. 内燃機関と発電機とバッテリとを具備し、外部電源からバッテリに電力を充電可能なプラグインハイブリッドシステムの制御装置であって、前記内燃機関の暖機のために前記内燃機関を運転させる暖機運転中に前記内燃機関の動力によって前記発電機を駆動させて該発電機に生成させた電力を前記バッテリに充電するバッテリ充電量嵩上げ制御を実行可能なプラグインハイブリッドシステムの制御装置において、
   暖機運転開始時点のバッテリ蓄電量が予め定められた第１蓄電量以上であるとき、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が予め定められた第２蓄電量以上であると予測されるとき、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が予め定められた第３蓄電量以上であると予測されるときには、暖機運転中の前記バッテリ充電量嵩上げ制御の実行が禁止され、
   暖機運転開始時点の前記バッテリ蓄電量が前記第１蓄電量よりも少ないとき、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第２蓄電量よりも少ないと予測されるとき、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第３蓄電量よりも少ないと予測されるときには、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されるプラグインハイブリッドシステムの制御装置。
2. 前記プラグインハイブリッドシステムが電動機をさらに具備し、前記電動機と前記内燃機関とを制御するモードとして第１モードと第２モードとが用意されており、前記プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合が前記プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合よりも小さい請求項１に記載のプラグインハイブリッドシステムの制御装置において、
   暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合に暖機運転終了時点で前記第１モードが選択されることが予測されたときに、暖機運転開始時点の前記バッテリ蓄電量が前記第１蓄電量以上であると判断され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第２蓄電量以上であると予測され、
   暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合に暖機運転終了時点で前記第１モードが選択されることが予測されたときに、暖機運転開始時点の前記バッテリ蓄電量が前記第１蓄電量以上であると判断され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第３蓄電量以上であると予測されるプラグインハイブリッドシステムの制御装置。
3. 前記プラグインハイブリッドシステムが電動機をさらに具備し、前記電動機と前記内燃機関とを制御するモードとして第１モードと第２モードとが用意されており、前記プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合が前記プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合よりも小さい請求項１に記載のプラグインハイブリッドシステムの制御装置において、
   前記第１モードが選択される期間が予め定められた期間以上であるときに、暖機運転開始時点の前記バッテリ蓄電量が前記第１蓄電量以上であると判断され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第２蓄電量以上であると予測され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第３蓄電量以上であると予測されるプラグインハイブリッドシステムの制御装置。
4. 前記プラグインハイブリッドシステムが電動機をさらに具備し、前記電動機と前記内燃機関とを制御するモードとして第１モードと第２モードとが用意されており、前記プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合が前記プラグインハイブリッドシステムの動作中の一定期間に占める内燃機関の運転期間の割合よりも小さい請求項１に記載のプラグインハイブリッドシステムの制御装置において、
   前記第２モードが選択される期間に対する前記第１モードが選択される期間の比率が予め定められた比率以上であるときに、暖機運転開始時点の前記バッテリ蓄電量が前記第１蓄電量以上であると判断され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第２蓄電量以上であると予測され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第３蓄電量以上であると予測されるプラグインハイブリッドシステムの制御装置。
5. 前記プラグインハイブリッドシステムが車両に搭載されており、前記バッテリの電力が前記車両の走行に使用される請求項１に記載のプラグインハイブリッドシステムの制御装置において、
   前記車両の走行のための前記プラグインハイブリッドシステムの動作開始からその動作終了までの前記車両の走行距離が予め定められた走行距離以下であるときに、暖機運転開始時点の前記バッテリ蓄電量が前記第１蓄電量以上であると判断され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行された場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第２蓄電量以上であると予測され、あるいは、暖機運転中に前記バッテリ充電量嵩上げ制御が実行されなかった場合の暖機運転終了時点の前記バッテリ蓄電量が前記第３蓄電量以上であると予測されるプラグインハイブリッドシステムの制御装置。

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