JP2014046702A - プラグインハイブリッド車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの始動要求があった場合に、すぐにエンジンを始動することができ、かつエンジンの始動後すぐに高い精度で空燃比フィードバック制御を行うことができるプラグインハイブリッド車両の制御装置および制御方法を得る。
【解決手段】内燃機関および電動機を備え、外部電源に接続されて電動機に電力を供給するバッテリパックの充電が可能なプラグインハイブリッド車両の制御装置１１４であって、内燃機関の排気経路に設けられ、排気ガス中の空燃比を計測する空燃比センサと、空燃比センサのセンサ素子を加熱する空燃比センサヒータ１１２と、外部電源によりバッテリパックが充電中であるか否かを検出する外部充電中検出部Ｎ０４と、外部充電中検出部によりバッテリパックが充電中であると検出された場合に、空燃比センサヒータを駆動する空燃比センサヒータ駆動部Ｎ０５とを備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、エンジン（内燃機関）および電動機を備え、外部電源によってバッテリパックの充電が可能なプラグインハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関する。

従来、電子制御化されたエンジンでは、排気管内に排気ガスの空燃比またはリッチもしくはリーンを検出する空燃比センサが配置され、この空燃比センサの検出値に基づいて、エンジンにおける燃料噴射量がフィードバック制御されている。これにより、エンジンに吸入される混合気の燃料と空気との比率（空燃比）が、理論空燃比に一致するように制御されている。

ここで、一般に、空燃比センサは、センサ素子の温度が活性温度まで上昇しないと検出精度が低い。そのため、空燃比センサには、センサ素子を暖めるためのヒータが設けられており、ヒータでセンサ素子を加熱することにより、空燃比センサの活性化を促進している。

しかしながら、エンジンが始動してから（した後に）、ヒータによる空燃比センサのセンサ素子の加熱を開始した場合には、センサ素子が活性温度に達するまでの間は、高精度に空燃比フィードバック制御を行うことができず、排気ガスが悪化するという問題があった。

そこで、このような問題を解決するために、車両を総合的に制御するＥＣＵからエンジンＥＣＵに対してエンジンの始動要求があった場合において、まず空燃比センサヒータを駆動して空燃比センサのセンサ素子を活性温度まで上昇させた後に、エンジンを始動するハイブリッド車両が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、プラグインハイブリッド車両において、プラグインにより外部電源から電力が供給されている場合であって、バッテリの満充電状態が判定された後に、触媒ヒータで触媒を加熱して、エンジンの始動後すぐに排気ガスを浄化可能なハイブリッド車両の制御装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

ここで、特許文献２の触媒を空燃比センサに置き換えると、プラグインにより外部電源から電力が供給されている場合であって、バッテリの満充電状態が判定された後に、空燃比センサヒータで空燃比センサのセンサ素子を加熱し、エンジンの始動後すぐに高い精度で空燃比フィードバック制御を行うことができる。

特開２００９−１７４４２７号公報 特開２００９−２５５８７７号公報

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１のハイブリッド車両では、空燃比センサのセンサ素子が活性温度に達するまでの間は、エンジンを始動することができない。そのため、即時にエンジンの発生する駆動力が必要な状況において、タイムラグが発生し、運転者に不快感を与えるという問題がある。

また、特許文献２のハイブリッド車両の制御装置において、触媒ヒータの制御を空燃比センサヒータの制御に置き換えた場合には、バッテリの満充電状態が判定される前に、外部電源が遮断されると、空燃比センサのセンサ素子を暖めることができない。そのため、エンジンの始動後すぐに高い精度で空燃比フィードバック制御を行うことができず、排気ガスが悪化するという問題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジンの始動要求があった場合に、すぐにエンジンを始動することができ、かつエンジンの始動後すぐに高い精度で空燃比フィードバック制御を行うことができるプラグインハイブリッド車両の制御装置および制御方法を得ることを目的とする。

この発明に係るプラグインハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関および電動機を備え、外部電源に接続されて電動機に電力を供給するバッテリパックの充電が可能なプラグインハイブリッド車両の制御装置であって、内燃機関の排気経路に設けられ、排気ガス中の空燃比を計測する空燃比センサと、空燃比センサのセンサ素子を加熱する空燃比センサヒータと、外部電源によりバッテリパックが充電中であるか否かを検出する外部充電中検出部と、外部充電中検出部によりバッテリパックが充電中であると検出された場合に、空燃比センサヒータを駆動する空燃比センサヒータ駆動部とを備えたものである。

また、この発明に係るプラグインハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関と、内燃機関の排気経路に設けられ、排気ガス中の空燃比を計測する空燃比センサと、空燃比センサのセンサ素子を加熱する空燃比センサヒータと、電動機とを備え、外部電源に接続されて電動機に電力を供給するバッテリパックの充電が可能なプラグインハイブリッド車両の制御装置により実行されるプラグインハイブリッド車両の制御方法であって、外部電源によりバッテリパックが充電中であるか否かを検出する外部充電中検出ステップと、外部充電中検出ステップによりバッテリパックが充電中であると検出された場合に、空燃比センサヒータを駆動する空燃比センサヒータ駆動ステップとを備えたものである。

この発明に係るプラグインハイブリッド車両の制御装置および制御方法によれば、外部充電中検出部（ステップ）は、外部電源によりバッテリパックが充電中であるか否かを検出し、空燃比センサヒータ駆動部（ステップ）は、外部充電中検出部（ステップ）によりバッテリパックが充電中であると検出された場合に、排気ガス中の空燃比を計測する空燃比センサのセンサ素子を加熱する空燃比センサヒータを駆動する。
そのため、プラグインハイブリッド車両において、エンジンの始動要求があった場合に、すぐにエンジンを始動することができ、かつエンジンの始動後すぐに高い精度で空燃比フィードバック制御を行うことができる。

この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両の制御装置の要部を示す概略ブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両の制御装置の各ＥＣＵの処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両の制御装置の動作を、特許文献１のものと比較して示すタイミングチャートである。 この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両の制御装置の動作を、特許文献２のものと比較して示すタイミングチャートである。

以下、この発明に係るプラグインハイブリッド車両の制御装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。なお、プラグインハイブリッド車両とは、プラグインコネクタを外部電源に接続することにより、バッテリパックを充電する機能を有するハイブリッド車両のことである。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両を示す概略構成図である。図１において、このプラグインハイブリッド車両には、燃料を燃焼することによりトルクを発生し駆動するエンジン１０１と、バッテリパック１０２からインバータ１０３（後述する）を介して供給される電力によりトルクを発生して駆動するモータ１０４とが搭載されている。

エンジン１０１には、エンジン１０１の駆動力により発電を行う発電機１０５が取り付けられている。また、エンジン１０１には、エンジン１０１の駆動力を、タイヤを回転させる駆動軸１０６に分配する動力分割機構１０７が接続されている。

また、エンジン１０１の吸気経路には、燃焼室内に吸入される吸入空気量を調整する電子制御スロットル１０８が設けられ、燃焼室の直前の吸気経路には、燃料を噴射する燃料噴射装置１０９が設けられ、燃焼室内には、燃焼室内に吸入された空気と燃料との混合気を燃焼させる点火装置１１０が設けられている。

また、エンジン１０１の排気経路には、排気ガス中の空燃比を計測する空燃比センサ１１１、空燃比センサ１１１のセンサ素子を加熱する空燃比センサヒータ１１２、および排気ガス中の有毒物質を浄化する三元触媒１１３が設けられている。

また、このプラグインハイブリッド車両には、エンジン１０１および電子制御スロットル１０８等の各種アクチュエータを駆動または制御するエンジンＥＣＵ１１４が搭載されている。エンジンＥＣＵ１１４には、エンジンＥＣＵ１１４の電源または起動のコントロールが可能なエレクトロニックタイム＆アラームコントロールシステムＥＣＵ１１５（以下、「ＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ」と称する）が接続されている。

バッテリパック１０２とモータ１０４との間には、バッテリパック１０２から供給される直流電力を交流電力に変換してモータ１０４に供給するインバータ１０３が接続されている。また、バッテリパック１０２には、バッテリパック１０２の電力をバッテリ１１６に供給するＤＣ／ＤＣ ＤＯＷＮコンバータ１１７が接続されている。

また、発電機１０５には、発電した電力をバッテリパック１０２に供給するＤＣ／ＤＣ ＵＰコンバータ１１８が接続されている。また、バッテリパック１０２には、外部電源からバッテリパック１０２を充電するためのコンバータ１１９が接続され、コンバータ１１９には、外部電源と接続されるプラグインコネクタ１２０が接続されている。

モータ１０４には、モータ１０４の出力を制御するモータＥＣＵ（ＭＣＵ）１２１が接続され、発電機１０５には、発電機１０５の発電量を制御するジェネレータＥＣＵ（ＧＣＵ）１２２が接続され、バッテリパック１０２には、バッテリパック１０２を制御するバッテリＥＣＵ（ＢＭＵ）１２３が接続されている。ＭＣＵ１２１、ＧＣＵ１２２およびＢＭＵ１２３は、これらを統合的に制御するＥＶ−ＥＣＵ１２４に接続されている。

ここで、エンジンＥＣＵ１１４と、ＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ１１５およびＥＶ−ＥＣＵ１２４との間は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信１２５によって接続されている。

また、ＥＶ−ＥＣＵ１２４と、ＭＣＵ１２１、ＧＣＵ１２２およびＢＭＵ１２３との間は、ＣＡＮ通信１２６によって接続され、ＢＭＵ１２３とバッテリパック１０２との間は、ＣＡＮ通信１２７によって接続されている。

なお、エンジンＥＣＵ１１４は、ドライバの起動要求であるＩＧ−スイッチ１２８のＯＮ信号に連動してＯＮするエンジンＥＣＵコントロールリレー１２９を介して供給されるバッテリ１１６の電力（例えば、１２Ｖ）によって起動される。

また、ＥＶ−ＥＣＵ１２４は、ＩＧ−スイッチ１２８のＯＮ信号に連動してＯＮするＥＶ−ＥＣＵコントロールリレー１３０を介して供給されるバッテリ１１６の電力によって起動される。

また、ＭＣＵ１２１、ＧＣＵ１２２およびＢＭＵ１２３も、ＥＶ−ＥＣＵコントロールリレー１３０の下流側に接続されており、ＥＶ−ＥＣＵコントロールリレー１３０を介して供給されるバッテリ１１６の電力によって起動される。ここで、ＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ１１５は、バッテリ１１６の電力によって常時起動しているＥＣＵである。

なお、プラグインハイブリッド車両では、プラグインコネクタ１２０を１００Ｖまたは２００Ｖの外部電源に接続することによる外部充電に対応するために、ＩＧ−スイッチ１２８がＯＦＦ信号である場合であっても、プラグインコネクタ１２０を外部電源に接続することによる外部充電中は、各ＥＣＵを起動させる必要がある。

そのため、プラグインハイブリッド車両には、プラグインコネクタ１２０を外部電源に接続することによる外部充電の開始または終了に連動してＯＮまたはＯＦＦするプラグインスイッチ１３１が設けられており、各ＥＣＵは、ＩＧ−スイッチ１２８だけでなく、プラグインスイッチ１３１によっても起動させることができる。

エンジン１０１およびモータ１０４が発生する駆動力、発電機１０５が発電する発電量、およびエンジン１０１の駆動力を駆動軸１０６に分配する動力分割機構１０７の総合的な動作は、ＥＶ−ＥＣＵ１２４によって制御される。

すなわち、ドライバの要求出力、車両の走行状態およびバッテリパック１０２の充電量に応じて、エンジン１０１の出力とモータ１０４の出力との配分が決定され、エンジン１０１、モータ１０４および発電機１０５を制御すべく、各制御指示がエンジンＥＣＵ１１４、ＭＣＵ１２１およびＧＣＵ１２２にそれぞれ出力される。

この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両は、上述したように構成されており、車両全体で要求される出力をエンジン１０１およびモータ１０４に分配することにより、エンジン１０１の運転状態を所望の運転状態に制御しつつ、車両全体で要求される出力を満たすことができる。

なお、エンジン１０１は、燃料を燃焼させることにより駆動力を発生するが、燃料の燃焼によって生じる排気ガス中には、人体および環境に有害なものが含まれる。そのため、一般に三元触媒１１３を排気マニホールドに設置し、排気ガス中に含まれる有害物質が大気に放出されるのを低減させている。

また、一般的に、三元触媒１１３が最大の触媒効果を発揮するのは、エンジン１０１の燃焼室内に吸入される空気と燃料との混合気における空気と燃料との割合が、理論空燃比である場合であることが知られている。

そこで、燃焼室内に吸入される混合気の空燃比が理論空燃比に一致するか否かを、排気ガス中の酸素濃度を空燃比センサ１１１で計測し、排気ガスの空燃比またはリッチもしくはリーンを検出することにより、その結果を燃料噴射量にフィードバックし、混合気の空燃比が理論空燃比に一致するように制御している。

また、一般に、空燃比センサ１１１は、センサ素子の温度が活性温度まで上昇しないと検出精度が低い。そのため、空燃比センサ１１１に設けられた空燃比センサヒータ１１２でセンサ素子を加熱して、空燃比センサ１１１の活性化を促進している。

ここで、この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両における各ＥＣＵの起動について説明する。エンジンＥＣＵ１１４は、ドライバの起動要求であるＩＧ−スイッチ１２８がＯＮとなった場合に、エンジンＥＣＵ１１４内部のバイパス回路を介してエンジンＥＣＵコントロールリレー１２９をＯＮすることで、バッテリ１１６の電力が供給されて起動する。

また、ＥＶ−ＥＣＵ１２４は、ＩＧ−スイッチ１２８がＯＮとなった場合に、ＥＶ−ＥＣＵ１２４内部のバイパス回路を介してＥＶ−ＥＣＵコントロールリレー１３０をＯＮすることで、バッテリ１１６の電力が供給されて起動する。

このとき、ＥＶ−ＥＣＵコントロールリレー１３０の下流には、ＥＶ−ＥＣＵ１２４の他に、ＭＣＵ１２１、ＧＣＵ１２２およびＢＭＵ１２３も接続されており、ＥＶ−ＥＣＵコントロールリレー１３０をＯＮすることで、同時に起動する構成となっている。

次に、プラグインコネクタ１２０を外部電源に接続することによる外部充電の開始に連動してプラグインスイッチ１３１がＯＮとなった場合における各ＥＣＵの起動について説明する。

まず、プラグインスイッチ１３１がＯＮすることにより、バッテリ１１６の電力がＥＶ−ＥＣＵ１２４内部のバイパス回路を介してＥＶ−ＥＣＵコントロールリレー１３０に供給され、ＥＶ−ＥＣＵコントロールリレー１３０がＯＮし、ＥＶ−ＥＣＵコントロールリレー１３０の下流に接続されたＥＶ−ＥＣＵ１２４並びにＭＣＵ１２１、ＧＣＵ１２２およびＢＭＵ１２３にバッテリ１１６の電力が供給されて、各ＥＣＵが起動する。

続いて、ＥＶ−ＥＣＵ１２４は、起動後にプラグインスイッチ１３１がＯＮであるかＯＦＦであるかを判断し、その結果をＣＡＮ通信１２５によりＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ１１５に送信する。ＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ１１５は、ＥＶ−ＥＣＵ１２４からプラグインスイッチ１３１がＯＮであることを受信すると、エンジンＥＣＵ１１４に接続されているウェイクアップ信号１３２をＯＦＦからＯＮにする。

次に、エンジンＥＣＵ１１４は、ウェイクアップ信号（端子）１３２がＯＮになると、エンジンＥＣＵ１１４内部のバイパス回路を介してエンジンＥＣＵコントロールリレー１２９をＯＮすることで、バッテリ１１６の電力が供給されて起動する。

次に、図２を参照しながら、この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両の概略制御について説明する。図２は、この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両の制御装置の要部を示す概略ブロック図である。

まず、ＥＶ−ＥＣＵ１２４は、ドライバの意思によるＩＧ−スイッチ１２８のＯＮまたはＯＦＦ情報をＥＶ−ＥＣＵ起動ブロックＶ０１で受け、ＩＧ−スイッチ１２８がＯＮであれば、ＥＶ−ＥＣＵ１２４を起動する。また、プラグインコネクタ１２０を外部電源に接続することに同期してＯＮまたはＯＦＦするプラグインスイッチ１３１がＯＮである場合も、ＥＶ−ＥＣＵ起動ブロックＶ０１によりＥＶ−ＥＣＵ１２４を起動する。

次に、プラグインスイッチＯＮ／ＯＦＦ検出ブロックＶ０２によりプラグインスイッチ１３１のＯＮまたはＯＦＦを検出し、プラグインスイッチ１３１がＯＮである場合には、ＣＡＮ通信送受信ブロックＶ０３からＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ１１５およびエンジンＥＣＵ１１４に対して、プラグインスイッチ１３１がＯＮであることを、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｇｅ）検出ブロックＶ０４の結果とともに送信する。

続いて、ＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ１１５は、ＥＶ−ＥＣＵ１２４からＣＡＮ通信１２５により、プラグインスイッチ１３１がＯＮであることをＣＡＮ通信送受信ブロックＡ０１で受信すると、エンジンＥＣＵ１０１へのウェイクアップ信号ＯＮ／ＯＦＦブロックＡ０２からエンジンＥＣＵ１１４に対するウェイクアップ信号１３２をＯＮにする。

次に、エンジンＥＣＵ１１４は、ドライバの意思によるＩＧ−スイッチ１２８のＯＮまたはＯＦＦ情報をエンジンＥＣＵ起動ブロックＮ０１で受け、ＩＧ−スイッチ１２８がＯＮであれば、エンジンＥＣＵ１１４を起動する。

また、ＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ１１５からのウェイクアップ信号１３２のＯＮまたはＯＦＦ情報を、ウェイクアップ信号受取りブロックＮ０２で受け取り、ウェイクアップ信号１３２がＯＮである場合には、エンジンＥＣＵ起動ブロックＮ０１でエンジンＥＣＵ１１４を起動する。

続いて、エンジンＥＣＵ１１４は、ＣＡＮ通信送受信ブロックＮ０３により、ＥＶ−ＥＣＵ１２４から送信されるプラグインスイッチ１３１のＯＮまたはＯＦＦ情報と、ウェイクアップ信号受取りブロックＮ０２の情報とに基づいて、外部充電中検出ブロックＮ０４（外部充電中検出部）で外部充電中であるか否かを判断し、外部充電中と判断された場合には、空燃比センサヒータ駆動ブロックＮ０５（空燃比センサヒータ駆動部）で空燃比センサヒータ１１２を駆動する。

このように、この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両の制御装置では、ドライバの意思によるＩＧ−スイッチ１２８の操作だけでなく、プラグインコネクタ１２０を外部電源に接続した場合にも各ＥＣＵを起動させることができる。そのため、ドライバの意思によるＩＧ−スイッチ１２８の操作がＯＦＦであっても、プラグインスイッチ１３１がＯＮすることにより、空燃比センサヒータ１１２を駆動させることができる構成となっている。

次に、図３のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両の動作の制御フローについて説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は、この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両の制御装置の各ＥＣＵの処理を示すフローチャートである。

まず、ＥＶ−ＥＣＵ１２４において、ドライバの操作であるＩＧ−スイッチ１２８がＯＮであるか否かを判定し（ステップＳ１０１）、ＩＧ−スイッチ１２８がＯＮである場合には、ＥＶ−ＥＣＵ１２４が起動する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０１およびステップＳ１０３の制御は、図２示したＥＶ−ＥＣＵ起動ブロックＶ０１に相当する。

一方、ＩＧ−スイッチ１２８がＯＦＦである場合には、プラグインスイッチ１３１がＯＮであるか否かを判定し（ステップＳ１０３）、プラグインスイッチ１３１がＯＮである場合には、ＥＶ−ＥＣＵ１２４が起動する（ステップＳ１０２）。

また、ステップＳ１０３において、プラグインスイッチ１３１がＯＦＦである場合には、ＥＶ−ＥＣＵ１２４は、起動せず図３（ａ）の処理を終了する。このステップＳ１０２およびステップＳ１０３の制御は、図２に示したＥＶ−ＥＣＵ起動ブロックＶ０１およびプラグインスイッチＯＮ／ＯＦＦ検出ブロックＶ０２に相当する。

続いて、ステップＳ１０２でＥＶ−ＥＣＵ１２４が起動すると、プラグインスイッチ１３１を読み取り（ステップＳ１０４）、プラグインスイッチ１３１がＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

ここで、プラグインスイッチ１３１は、外部電源と接続されるプラグインコネクタ１２０と連動しており、外部電源と接続されて充電が開始すると、プラグインスイッチ１３１がＯＦＦからＯＮになるものである。このステップＳ１０４およびステップＳ１０５の制御は、図２に示したプラグインスイッチＯＮ／ＯＦＦ検出ブロックＶ０２に相当する。

ステップＳ１０５において、プラグインスイッチ１３１がＯＮであると判定された場合には、ＥＶ−ＥＣＵ１２４は、ＣＡＮ通信１２５を使用して、ＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ１１５およびエンジンＥＣＵ１１４に対して、現在外部充電中であることを送信して（ステップＳ１０６）、図３（ａ）の処理を終了する。このステップＳ１０６の制御は、図２に示したＣＡＮ通信送受信ブロックＶ０３に相当する。

一方、ステップＳ１０５において、プラグインスイッチ１３１がＯＦＦであると判定された場合には、ＥＶ−ＥＣＵ１２４は、ＳＯＣが低下しているか否かを判定し（ステップＳ１０７）、ＳＯＣが低下していると判定された場合には、エンジンＥＣＵ１１４に対して、エンジン始動要求を送信して（ステップＳ１０８）、図３（ａ）の処理を終了する。このステップＳ１０７の制御は、図２に示したＳＯＣ検出ブロックＶ０４に相当し、ステップＳ１０８の制御は、図２に示したＣＡＮ通信送受信ブロックＶ０３に相当する。

次に、ＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ１１５において、まず、ＥＶ−ＥＣＵ１２４から、ＣＡＮ通信１２５により、外部充電中情報を受信し（ステップＳ２０１）、外部充電中であるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０２において、外部充電中であると判定された場合には、エンジンＥＣＵ１１４に対するウェイクアップ信号１３２をＯＮして（ステップＳ２０３）、図３（ｂ）の処理を終了する。

一方、ステップＳ２０２において、外部充電中でないと判定された場合には、ステップＳ２０１に戻って、再び外部充電中情報を受信する。

このステップＳ２０１〜ステップＳ２０３の制御は、図２に示したＣＡＮ通信送受信ブロックＡ０１およびエンジンＥＣＵ１０１へのウェイクアップ信号ＯＮ／ＯＦＦブロックＡ０２に相当する。

次に、エンジンＥＣＵ１１４において、まず、ＩＧ−スイッチ１２８がＯＮであるか否かを判定し（ステップＳ３０１）、ＩＧ−スイッチ１２８がＯＮである場合には、エンジンＥＣＵ１１４が起動する（ステップＳ３０２）。

一方、ＩＧ−スイッチ１２８がＯＦＦである場合には、ウェイクアップ信号１３２がＯＮであるか否かを判定し（ステップＳ３０３）、ウェイクアップ信号１３２がＯＮである場合には、エンジンＥＣＵ１１４が起動する（ステップＳ３０２）。

また、ステップＳ３０３において、ウェイクアップ信号１３２がＯＦＦである場合には、エンジンＥＣＵ１１４は起動せず、図３（ｃ）の処理は制御終了となる。このステップＳ３０１〜ステップＳ３０３の制御は、図２に示したエンジンＥＣＵ起動ブロックＮ０１およびウェイクアップ信号受取りブロックＮ０２に相当する。

続いて、ステップＳ３０２でエンジンＥＣＵ１１４が起動すると、ＣＡＮ通信１２５によりＥＶ−ＥＣＵ１２４から情報を受信し（ステップＳ３０４）、外部充電中であるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。

ステップＳ３０５において、外部充電中であると判定された場合には、空燃比センサヒータ１１２を所定ＤｕｔｙでＯＮして（ステップＳ３０６）、図３（ｃ）の処理を終了する。

一方、ステップＳ３０５において、外部充電中でないと判定された場合には、ＥＶ−ＥＣＵ１２４からエンジンの始動要求があるか否かを判定する（ステップＳ３０７）。

ステップＳ３０７において、エンジンの始動要求がある場合には、エンジンを始動し（ステップＳ３０８）、空燃比センサヒータ１１２を所定ＤｕｔｙでＯＮして（ステップＳ３０９）、図３（ｃ）の処理を終了する。

一方、ステップＳ３０７において、エンジンの始動要求がないと判定された場合には、ステップＳ３０４に戻って、再びＥＶ−ＥＣＵ１２４から情報を受信する。

このステップＳ３０４〜ステップＳ３０９の制御は、図２に示したＣＡＮ通信送受信ブロックＮ０３、外部充電中検出ブロックＮ０４および空燃比センサヒータ駆動ブロックＮ０５に相当する。

次に、図４を参照しながら、この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両におけるプラグインによる外部充電時の制御について説明する。図４は、この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両の制御装置の動作を、特許文献１のものと比較して示すタイミングチャートである。なお、図４では、上段に特許文献１のものについて示し、下段にこの発明の実施の形態１のものについて示している。

図４の上段に示した特許文献１のものでは、Ｔ０３のタイミングにおいて、ＩＧ−スイッチがＯＮとなり、エンジンの始動要求があった場合に、空燃比センサヒータの加熱を開始する。その後、空燃比センサヒータの加熱に伴って空燃比センサ温度が上昇し、Ｔ０５のタイミングで空燃比センサ温度が活性温度に達すると、エンジンが始動可能となる。しかしながら、この場合には、エンジンの始動要求からエンジンが始動可能となるまでの間に、タイムラグが発生する。

これに対して、図４の下段に示したこの発明の実施の形態１のものでは、まず、Ｔ０１のタイミングで、プラグインコネクタ１２０が外部電源に接続され、これに連動してＯＮまたはＯＦＦするプラグインスイッチ１３１がＯＮとなり、充電が開始される。

ここで、プラグインスイッチ１３１がＯＮとなることで、図３に示したフローチャートに示したとおり、エンジンＥＣＵ１１４が起動してすぐに空燃比センサヒータ１１２が駆動開始され、空燃比センサ１１１のセンサ素子の温度が上昇する。なお、空燃比センサヒータ１１２の駆動は、上述したＤｕｔｙ制御のみに限定されず、単なるＯＮ／ＯＦＦ制御であっても同様の効果を得ることができる。

次に、Ｔ０２のタイミングでプラグインコネクタ１２０がユーザ（ドライバ）により外され、外部充電が停止すると、プラグインスイッチ１３１もＯＦＦとなり、空燃比センサヒータ１１２の駆動も停止する。

その後、Ｔ０３のタイミングでドライバによりＩＧ−スイッチ１２８がＯＮされ、ＥＶ−ＥＣＵ１２４からすぐにエンジンの始動要求があったとしても、空燃比センサ１１１はすでに暖められているので、すぐにエンジンを始動することができる。

そのため、Ｔ０４のタイミングでエンジンの始動後すぐに高い精度で空燃比フィードバック制御を行うことができ、図４の上段に示した特許文献１のものにおけるＴ０６の空燃比フィードバック制御開始タイミングと比較して、空燃比フィードバック制御開始までの時間を短縮することができる。

次に、図５を参照しながら、この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両におけるプラグインによる外部充電時の制御について説明する。図５は、この発明の実施の形態１に係るプラグインハイブリッド車両の制御装置の動作を、特許文献２のものと比較して示すタイミングチャートである。なお、図５では、上段に特許文献２のものについて示し、下段にこの発明の実施の形態１のものについて示している。

図５の上段に示した特許文献２のものでは、Ｔ０７のタイミングにおいて、プラグインによる外部電源からの充電が開始される。次に、Ｔ０８のタイミングにおいて、満充電判定前にプラグインコネクタが抜かれて充電が縦断されると、空燃比センサヒータの加熱を開始することができない。

そのため、その後のＴ０９のタイミングでＩＧ−スイッチがＯＮとなり、エンジンを始動した場合に、エンジンの始動後すぐに高い精度で空燃比フィードバック制御を行うことができない。ここで、特許文献２のものの本来の目的の挙動は、Ｔ１１のタイミングでバッテリの満充電状態が判定されてから、空燃比センサのセンサ素子の加熱を開始し、その後エンジンを始動した場合に、エンジンの始動後すぐに高い精度で空燃比フィードバック制御を行うというものである。

これに対して、図５の下段に示したこの発明の実施の形態１のものでは、まず、Ｔ０７のタイミングで、プラグインコネクタ１２０が外部電源に接続され、これに連動してＯＮまたはＯＦＦするプラグインスイッチ１３１がＯＮとなり、充電が開始される。

ここで、プラグインスイッチ１３１がＯＮとなることで、図３に示したフローチャートに示したとおり、エンジンＥＣＵ１１４が起動してすぐに空燃比センサヒータ１１２が駆動開始され、空燃比センサ１１１のセンサ素子の温度が上昇する。

次に、Ｔ０８のタイミングでプラグインコネクタ１２０がユーザ（ドライバ）により外され、外部充電が停止すると、プラグインスイッチ１３１もＯＦＦとなり、空燃比センサヒータ１１２の駆動も停止する。

その後、Ｔ０９のタイミングでドライバによりＩＧ−スイッチ１２８がＯＮされ、ＥＶ−ＥＣＵ１２４からすぐにエンジンの始動要求があったとしても、空燃比センサ１１１はすでに暖められているので、すぐにエンジンを始動することができる。

そのため、Ｔ１０のタイミングでエンジンの始動後すぐに高い精度で空燃比フィードバック制御を行うことができ、図５の上段に示した特許文献２のものにおけるＴ１１の空燃比フィードバック制御開始タイミングと比較して、空燃比フィードバック制御開始までの時間を短縮することができる。

このように、プラグインハイブリッド車両において、プラグインによる外部充電中に空燃比センサヒータ１１２を駆動し、空燃比センサ１１１のセンサ素子を暖めることができるので、プラグオフ後すぐにＥＶ−ＥＣＵ１２４からエンジンの始動要求があった場合でも、すぐにエンジンを始動することができ、Ｔ０４のタイミングでエンジンを始動した後、すぐに高い精度で空燃比フィードバック制御を行うことができる。

また、空燃比センサヒータ１１２の駆動に要する電力は、プラグインによる外部充電における電力と比較してごくわずかなので、空燃比センサヒータ１１２の駆動による外部充電への影響は、無視することができる程度である。

なお、上記実施の形態１では、図１において、プラグインコネクタ１２０を外部電源に接続することにより、外部充電が開始した場合におけるエンジンＥＣＵ１１４の起動に、ＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ１１５からのウェイクアップ信号１３２を用いている。しかしながら、これに限定されず、ＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ１１５からのウェイクアップ信号１３２の代わりに、プラグインスイッチ１３１を用いてエンジンＥＣＵ１１４を起動するような構成とした場合であっても、同様の効果を得ることができる。

以上のように、実施の形態１によれば、外部充電中検出部（ステップ）は、外部電源によりバッテリパックが充電中であるか否かを検出し、空燃比センサヒータ駆動部（ステップ）は、外部充電中検出部（ステップ）によりバッテリパックが充電中であると検出された場合に、排気ガス中の空燃比を計測する空燃比センサのセンサ素子を加熱する空燃比センサヒータを駆動する。
そのため、プラグインハイブリッド車両において、エンジンの始動要求があった場合に、すぐにエンジンを始動することができ、かつエンジンの始動後すぐに高い精度で空燃比フィードバック制御を行うことができる。

１０１ エンジン、１０２ バッテリパック、１０３ インバータ、１０４ モータ、１０５ 発電機、１０６ 駆動軸、１０７ 動力分割機構、１０８ 電子制御スロットル、１０９ 燃料噴射装置、１１０ 点火装置、１１１ 空燃比センサ、１１２ 空燃比センサヒータ、１１３ 三元触媒、１１４ エンジンＥＣＵ、１１５ ＥＴＡＣＳ−ＥＣＵ、１１６ バッテリ、１１７ ＤＣ／ＤＣ ＤＯＷＮコンバータ、１１８ ＤＣ／ＤＣ ＵＰコンバータ、１１９ コンバータ、１２０ プラグインコネクタ、１２１ ＭＣＵ、１２２ ＧＣＵ、１２３ ＢＭＵ、１２４ ＥＶ−ＥＣＵ、１２５〜１２７ ＣＡＮ通信、１２８ ＩＧ−スイッチ、１２９ エンジンＥＣＵコントロールリレー、１３０ ＥＶ−ＥＣＵコントロールリレー、１３１ プラグインスイッチ、１３２ ウェイクアップ信号、Ｖ０１ ＥＶ−ＥＣＵ起動ブロック、Ｖ０２ プラグインスイッチＯＮ／ＯＦＦ検出ブロック、Ｖ０３ ＣＡＮ通信送受信ブロック、Ｖ０４ ＳＯＣ検出ブロック、Ａ０１ ＣＡＮ通信送受信ブロック、Ａ０２ ウェイクアップ信号ＯＮ／ＯＦＦブロック、Ｎ０１ エンジンＥＣＵ起動ブロック、Ｎ０２ ウェイクアップ信号受取りブロック、Ｎ０３ ＣＡＮ通信送受信ブロック、Ｎ０４ 外部充電中検出ブロック、Ｎ０５ 空燃比センサヒータ駆動ブロック。

Claims (2)

1. 内燃機関および電動機を備え、外部電源に接続されて前記電動機に電力を供給するバッテリパックの充電が可能なプラグインハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記内燃機関の排気経路に設けられ、排気ガス中の空燃比を計測する空燃比センサと、
   前記空燃比センサのセンサ素子を加熱する空燃比センサヒータと、
   前記外部電源により前記バッテリパックが充電中であるか否かを検出する外部充電中検出部と、
   前記外部充電中検出部により前記バッテリパックが充電中であると検出された場合に、前記空燃比センサヒータを駆動する空燃比センサヒータ駆動部と、
   を備えたことを特徴とするプラグインハイブリッド車両の制御装置。
2. 内燃機関と、前記内燃機関の排気経路に設けられ、排気ガス中の空燃比を計測する空燃比センサと、前記空燃比センサのセンサ素子を加熱する空燃比センサヒータと、電動機とを備え、外部電源に接続されて前記電動機に電力を供給するバッテリパックの充電が可能なプラグインハイブリッド車両の制御装置により実行されるプラグインハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記外部電源により前記バッテリパックが充電中であるか否かを検出する外部充電中検出ステップと、
   前記外部充電中検出ステップにより前記バッテリパックが充電中であると検出された場合に、前記空燃比センサヒータを駆動する空燃比センサヒータ駆動ステップと、
   を備えたことを特徴とするプラグインハイブリッド車両の制御方法。

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