JP2016068776A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】走行中に電池が低温状態になった場合に、電池を迅速、且つ効率的に暖めることができるハイブリッド自動車を提供する。【解決手段】内燃機関と、電池の電力によって動作する電動機とを駆動源として有すると共に、内燃機関の動作に基づいて発電する発電機を有するハイブリッド自動車は、発電機の電力を用いて電池の充電制御を行う制御部を備える。制御部は、電池の電力を用いた走行モードにおける走行中において、電池の温度が規定温度より低い温度のときには、電池の目標充電率として第１の充電率と、第１の充電率より小さい第２の充電率とを設定し、電池の目標充電率を第１の充電率と第２の充電率の一方から他方に切り替える切替制御を行いながら電池に対する充電を行う。【選択図】図４

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。

一般に、内燃機関、及び電池の電力により駆動する電動機の２つを駆動源として備えるハイブリッド自動車が知られている。

この種のハイブリッド自動車に搭載される電池としては、走行距離を伸ばすために大容量の電池が用いられる。大容量化するためには必然的に電池が大型化するため、電池を車室内に配設することが難しくなる。このため、一般に、電池は車室外に設置されることになる。

また、ハイブリッド自動車は、電池を駆動源として走行すると、走行距離等に応じて電池の充電率（電圧値）が低くなっていく。このため、ハイブリッド自動車は、内燃機関の駆動に基づいて発電する発電機を備えており、この発電機により発電された電力を電池に供給し、電池の充電率を一定にする制御が行われている。

さらに、ハイブリッド自動車に搭載される電池は、一般的な蓄電池と同様に、環境温度に依存して電気的性能が変化する特性を有している。例えば、環境温度が−１０℃のように低い場合は、電池の入出力性能が低下する。

また、電池（バッテリ）を加熱する技術としては、次の技術が知られている。
例えば、夜間に急に車両を使いたい場合や、走行後に走行距離を伸ばすために急速充電が必要な場合には、バッテリ温度が第１の所定温度（例えば、０℃）以下の場合は、充放電量が共に等しい第１のパルス充放電を実施してバッテリを加温し、バッテリ温度が第１の所定温度を超えると、充電量よりも放電量の少ない第２のパルス充放電に切り替え、加温と同時に充電を行う技術が知られている（下記、特許文献１参照）。

特開２００２−１２５３２６号公報

ハイブリッド自動車においては、上述のように電池は、車室外に搭載される。このため、環境温度や走行時の風の影響により、電池が冷却され、電池が低温状態になる場合がある。このように電池が規定温度以下の低温状態になると、電池の入出力性能が低下してハイブリッド自動車の動力性能の低下を招来する。これにより、ユーザの運転フィーリングも低下する。

ここで、特許文献１に記載の技術は、夜間に急に車両を使いたい場合等に急速充電を行うための技術を開示するものであり、走行中に電池が規定温度以下になった場合に電池を加熱する技術ではない。したがって、走行中に電池が規定温度以下になった場合でも、電池の入出力性能が低下することを防止する技術に対する要望がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、走行中に電池が規定温度以下になった場合に、電池を迅速、且つ効率的に暖めることができるハイブリッド自動車を提供することを目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、内燃機関と、電池の電力によって動作する電動機とを駆動源として有すると共に、内燃機関の動作に基づいて発電する発電機を有する。また、ハイブリッド自動車は、発電機の電力を用いて電池の充電制御を行う制御部を備える。この制御部は、電池の電力を用いた走行モードにおける走行中において、電池の温度が規定温度より低い温度のときには、電池の目標充電率として第１の充電率と、第１の充電率より小さい第２の充電率とを設定し、電池の目標充電率を第１の充電率と第２の充電率の一方から他方に切り替える切替制御を行いながら前記電池に対する充電を行う。

このように構成されたハイブリッド自動車によると、電池を迅速、且つ効率的に加熱することができる。これにより、低温環境下においても電池の入出力特性を確保することが可能になる。ここで、規定温度とは、例えば、電池の性能を十分に発揮できない状態を規定する規定温度である。また、電池の性能を十分に発揮できない状態は、言い換えれば、電池が例えば−１０℃以下のように、低温状態（電池の入出力性能が低下した状態）である。

また、制御部は、電池の温度が規定温度以上の場合は、電池の目標充電率として第３の充電率を設定し、電池の充電状態が第３の充電率に近づくように充電制御する第１の制御を実行し、電池の温度が規定温度より低い場合は、電池の目標充電率を第１の充電率と第２の充電率の一方から他方に切り替える切替制御を行うことにより、電池の充電状態を第１の充電率と、第２の充電率との間で変化するように充電制御する第２の制御を実行するようにしても良い。

これにより、ハイブリッド自動車の走行中において、電池の温度に基づいて、より詳細には、電池の温度が規定温度を超えているか否かに基づいて、制御部が電池の充電制御を変更することができる。このため、ハイブリッド自動車が走行しているときに、制御部は、電池の温度に応じて適切な電池の充電制御を行うことができる。

また、制御部は、第１の制御に基づく充電率の第１の変動幅より第２の制御における第１の充電率と第２の充電率とに基づく第２の変動幅の方が大きくなるように、第１の充電率及び第２の充電率を設定するようにしても良い。

このように設定すると、規定温度より低い場合における充電率の第２の変動幅を調整することができるため、電池を加熱する大きさを自由に設定することが可能になる。

さらに、制御部は、第１の制御の下限の充電率と、第２の制御における第２の充電率とを同一充電率に設定し、第２の制御における第１の充電率を、第１の制御の第１の変動幅の上限の充電率よりも大きく設定するようにしても良い。

このように設定すると、第２の制御の第２の変動幅を第１の制御の第１の変動幅より大きくしても、第２の制御の第２の充電率と第１の制御の下限の充電率とが略変わらなくなる。このため、第２の制御を行った場合でも電池の充電率（電圧値）が、電池の入出力特性に影響を与えるような所定の充電率より低下することを防止できる。

さらに、ハイブリッド自動車は、走行モードとして、電池の電力を消費する第１の走行モードと、電池の充電率が所定充電率となったときに電池の充電率がその所定充電率を維持するように電池の電力の消費と充電とを繰り返す第２の走行モードとを有し、制御部は、第２の走行モードにおいて電池の目標充電率を第１の充電率と第２の充電率の一方から他方に切り替える切替制御を実行するようにしても良い。

このように構成すると、ハイブリッド自動車が第１の走行モード及び第２の走行モードのように複数の走行モードを有する場合において、制御部は、第１の制御及び第２の制御を行う走行モードを適切に選択することができる。

本発明のハイブリッド自動車によれば、走行中に電池が規定温度以下になった場合に、電池を迅速、且つ効率的に暖めることができる。これにより、電池が入出力特性を十分に発揮できない状態になることを回避することができ、ユーザの運転フィーリングの低下を防止することができる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド自動車の概略構成の一例を示す図である。 同実施形態に係る電池の温度が切替温度以上である場合の充電制御（通常制御）の一例を示す図である。 同実施形態に係る電池の温度が切替温度より低い場合の充電制御（低温時制御）の一例を示す図である。 同実施形態に係る制御部が実行する電池の充電制御の一例を示すフローチャートである。 同実施形態に係る電池の加熱効果を説明するための一例を示す図である。

本発明に係るハイブリッド自動車は、少なくとも、内燃機関と、電池の電力によって動作する電動機とを駆動源として有すると共に、内燃機関の動作に基づいて発電する発電機を有し、更に、発電機の電力を用いて電池の充電制御を行う制御部を備えている。以下、本発明に係るハイブリッド自動車の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態のハイブリッド自動車（例えば、プラグインハイブリッド電気自動車）１００の概略構成の一例を示す図である。

図１に示すように、ハイブリッド自動車１００は、制御部であるＨＶ−ＥＣＵ１１と、ＢＭＵ１２（Battery Management Unit）と、電池１３と、前輪１４ａ，１４ｂからなる一対の前輪１４と、後輪１５ａ，１５ｂからなる一対の後輪１５と、フロントモータ１６と、内燃機関１７と、内燃機関１７が発生した駆動力とフロントモータ１６が発生した駆動力とを一対の前輪１４に伝達する伝達機構１８と、内燃機関１７が発生した駆動力に基づいて発電するジェネレータ１９と、フロントモータ１６の動作を制御するＦＭＣＵ２０（Front Motor Control Unit）及びジェネレータ１９の動作を制御するＧＣＵ２１（Generator Control Unit）を含み、電池１３から電圧の供給を受けるＦＵ２２（Front Unit）と、リヤモータ２３と、リヤモータ２３を制御するＲＭＣＵ２４（Rear Motor Control Unit）と、リヤモータ２３が発生した駆動力を後輪に伝達する伝達機構２５と、充電口２６と、を備えている。

電池１３は、温度調整部１３１、複数の電池セル１３２を備えている。温度調整部１３１は、電池セル１３２の温度を調整する。各電池セル１３２は、例えば直列に接続される。また、各電池セル１３２には、ＣＭＵ（Cell Monitor Unit）１３３が設けられている。各ＣＭＵ１３３は、各電池セル１３２の状態を検出する。ここで、電池セル１３２の状態とは、電池セル１３２の温度、電圧などである。各ＣＭＵ１３３は、検出した電池セル１３２の状態を示す情報をＢＭＵ１２に送信する。

また、電池１３の充電は、充電口２６に接続される外部接続ケーブル（図示省略）から供給される電圧によって行われる場合、及びフロントモータ１６の回生エネルギ、ジェネレータ１９が発電する電力に基づいてＦＵ２２から供給される電圧によって行われる場合がある。

温度調整部１３１は、電池１３内の空気を冷却するエバポレータ（図示省略）、及び電池１３内の空気を撹拌するブロアファン（図示省略）を備えている。温度調整部１３１は、ＢＭＵ１２の指示に基づいて、エバポレータにより冷却された空気をブロアファンにより撹拌させて電池１３を冷却する。

次に、電池セル１３２の構造について説明する。電池セル１３２は、例えば、Ｌｉ（リチウム）系有機溶剤電解液を用いて構成されている。このように構成された電池セル１３２においては、充電時の化学反応（発熱）と放電時の化学反応熱（吸熱）とが相殺されながら、ジュール熱による発熱効果を生じるようになっている。この発熱効果によって、各電池セル１３２を加熱することができるようになっている。このように充電と放電を繰り返し行うことによって電池１３を加熱することができるため、温度調整部１３１内に電池１３を加熱するための構成、例えば、ヒータを設ける必要がなく、電池１３の温度を調整する構成を簡易にすることができる。

ＢＭＵ１２は、各ＣＭＵ１３３から送信された電池セル１３２の状態を示す情報に基づいて、電池１３の状態を管理する。より詳細には、電池１３の状態とは、電池１３の電圧値、ＳＯＣ（State Of Charge:充電率）、電池１３の温度などである。なお、ＳＯＣは電圧値から算出することが可能である。電池１３の状態を示す情報は、ＨＶ−ＥＣＵ１１へ出力される。また、ＢＭＵ１２は、ＨＶ−ＥＣＵ１１から送信された指示に基づいて、温度調整部１３１の動作や電池セル１３２に供給する電圧を制御する。電池セル１３２に供給される電圧の制御についての詳細は後述する。

フロントモータ１６は、電池１３から供給される電力によって駆動する。フロントモータ１６が駆動することによって、フロントモータ１６の出力軸１６ａが回転する。ＦＭＣＵ２０は、電池１３とフロントモータ１６とにそれぞれ接続されており、要求されるトルクに対応する電圧をフロントモータ１６に供給するべく機能する。また、フロントモータ１６の生じる回生エネルギは、ＦＭＣＵ２０によって電池１３の充電に適したものに調整された後、電池１３に供給される。

内燃機関１７は、内燃機関制御部（図示省略）によって駆動が制御される。具体的には、内燃機関制御部は、内燃機関１７の燃焼室内に供給される燃料の量を、要求されるトルクに応じて制御する。

伝達機構１８は、フロントモータ１６の出力軸１６ａの回転、及び内燃機関１７の出力軸１７ａの回転を、一対の前輪１４に伝達する。伝達機構１８は、一対の前輪１４を連結する車軸と、この車軸に設けられたディファレンシャルギヤ、クラッチ装置３１などを備えている。

クラッチ装置３１は、フロントモータ１６の出力軸１６ａと一体に回転するクラッチ板３１ａと、内燃機関１７の出力軸１７ａと一体に回転するクラッチ板３１ｂと、クラッチ板３１ａとクラッチ板３１ｂとを押し付けて両クラッチ板３１ａ，３１ｂを一体に回転可能な接続状態と両クラッチ板３１ａ，３１ｂを互いに離して非接続状態にするクラッチ板駆動部（図示省略）と、を備えている。クラッチ板駆動部は、ＨＶ−ＥＣＵ１１からの指示に基づいて両クラッチ板３１ａ，３１ｂの動作を制御する。

クラッチ板３１ｂは、内燃機関１７の出力軸１７ａの回転を一対の前輪１４に伝達する伝達経路中に設けられている。このため、内燃機関１７の出力軸１７ａの回転は、クラッチ板３１ｂが接続状態のときに、一対の前輪１４に伝達される。一方、クラッチ板３１ｂが非接続状態のときには、内燃機関１７の出力軸１７ａの回転は、一対の前輪１４には伝達されない。また、フロントモータ１６の出力軸１６ａの回転は、クラッチ板３１ａが接続状態であるか、非接続状態であるかに関係なく、一対の前輪１４に伝達される。

ジェネレータ１９の入力軸１９ａは、内燃機関１７の出力軸１７ａに連結されている。内燃機関１７が駆動して出力軸１７ａが回転すると、この出力軸１７ａの回転は、ジェネレータ１９の入力軸１９ａに伝達されて、入力軸１９ａが回転する。入力軸１９ａが回転すると、ジェネレータ１９内のロータ（図示省略）が回転することによって、ジェネレータ１９が発電する。

また、ジェネレータ１９は、ＧＣＵ２１に接続されている。ジェネレータ１９が発電した電力は、ＧＣＵ２１によって電池１３の充電に適したものに調整された後、電池１３に供給される。

リヤモータ２３は、電池１３から供給される電力によって駆動する。リヤモータ２３が駆動することによって、リヤモータ２３の出力軸２３ａが回転する。また、ＲＭＣＵ２４は、電池１３とリヤモータ２３とにそれぞれ接続されており、要求されるトルクに対応する電圧をリヤモータ２３に供給するべく機能する。

伝達機構２５は、リヤモータ２３の出力軸２３ａの回転を、一対の後輪１５に伝達する。また、伝達機構２５は、一対の後輪１５を連結する車軸を有している。

次に、ハイブリッド自動車１００の走行モードについて説明する。
ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ＢＭＵ１２から送信される電池１３のＳＯＣの情報や、アクセルペダル開度検出部（図示省略）の検出値に応じて、フロントモータ１６、及びリヤモータ２３の発生する動力のみで走行するＥＶ走行モードと、フロントモータ１６、及びリヤモータ２３の発生する動力のみで走行するとともにフロントモータ１６、及びジェネレータ１９を利用して電池１３を充電するシリーズ走行モードと、フロントモータ１６、及びリヤモータ２３の発生する動力と内燃機関１７の発生する動力とによって走行するパラレル走行モードと、フロントモータ１６、及びリヤモータ２３を駆動せず、内燃機関１７の発生する動力のみで走行するエンジン走行モードと、を切り替えるべく、各種装置を制御する。

例えば、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、電池１３のＳＯＣが十分ある場合、ＥＶ走行モードを選択するべくクラッチ板駆動部を制御してクラッチ板３１ａ，３１ｂを非接続状態にする。そして、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、電池１３、ＦＭＣＵ２０、フロントモータ１６、ＲＭＣＵ２４、及びリヤモータ２３などを制御して、電池１３から供給される電力によってフロントモータ１６及びリヤモータ２３を駆動させる。これにより、フロントモータ１６が発生した動力が一対の前輪１４に伝達され、また、リヤモータ２３が発生した駆動力が一対の後輪１５に伝達されることによって、ハイブリッド自動車１００が走行する。以上のように、ＥＶ走行モードは、電池１３の電力を消費する走行モードであるため、以下では、電力消費走行モード（第１の走行モード）と称することとする。

そして、電池１３のＳＯＣが少なくなると、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、シリーズ走行モードを選択するべくクラッチ板駆動部を制御してクラッチ板３１ａ，３１ｂを非接続状態にする。そして、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、電池１３、ＦＭＣＵ２０、フロントモータ１６、ＲＭＣＵ２４、リヤモータ２３、及びジェネレータ１９などを制御して、ジェネレータ１９をスタータとして用いて内燃機関１７を駆動させる。そして、内燃機関制御部の制御によって発電効率がよい状態で内燃機関１７を運転させてジェネレータ１９を発電させる。この発電やフロントモータ１６の回生エネルギによって、電池１３が充電され、予め設定されたＳＯＣ以下とならないように制御される。したがって、シリーズ走行モードは、電池１３のＳＯＣ（充電率）を維持するように走行する走行モードであるため、以下では、電力維持走行モード（第２の走行モード）と称することとする。なお、シリーズ走行モードでのフロントモータ１６、及びリヤモータ２３による走行は、既述した電力消費走行モードでの走行と同じである。

次に、図２及び図３を用いて、電力維持走行モードにおいて、ＨＶ−ＥＣＵ１１が実行する電池１３の充電制御について説明する。図２は、電池１３の温度が切替温度（規定温度）以上である場合の電池１３の充電制御（以下、通常制御（第１の制御）という。）の一例を示す図であり、図３は、電池１３の温度が切替温度より低い場合の電池１３の充電制御（以下、低温時制御（第２の制御）という。）の一例を示す図である。ここで、切替温度とは、電池１３が性能を十分に発揮できなくなる温度であり、言い換えれば、電池１３が低温状態にあることを示す温度である。切替温度は、例えば、−１０℃である。また、この切替温度を示す情報はＨＶ−ＥＣＵ１１に含まれる不揮発性のメモリに予め設定される。

図２において、縦軸は電池１３のＳＯＣ（充電率）を示しており、横軸はハイブリッド自動車１００の走行開始（走行開始時刻Ｔ０）からの経過時間Ｔを示している。

まず、走行開始時刻Ｔ０においては、電池１３は満充電状態（略１００パーセント充電状態）にあるため、ＨＶ−ＥＣＵ１１により電力消費走行モードが選択され、電力消費走行モードでの走行が開始される。電力消費走行モードにおいては、ハイブリッド自動車１００の走行に伴い電力が消費されるため、図２に示すように、走行開始時刻Ｔ０から時間が経過するに連れて充電率が少しずつ下がる。

そして、電池１３のＳＯＣが予め規定された規定ＳＯＣまで減少したときに（経過時間Ｔ１）、電池１３の温度が切替温度以上であるため、ＨＶ−ＥＣＵ１１により電力維持走行モードの通常制御（第１の制御）が選択される。これにより、電池１３のＳＯＣを制御目標ＳＯＣ（第３の充電率）とするように充電率の追随制御が実行される。ここで、規定ＳＯＣとしては、例えば、制御目標ＳＯＣより若干高い充電率を設定する。また、制御目標ＳＯＣとしては、電池１３が満充電状態のときを１００パーセントとした場合、例えば、その３０パーセントを示すＳＯＣを設定する。

したがって、図２に示すように、電力維持モードにおいて、電池１３のＳＯＣは、制御目標ＳＯＣを中心として、変動幅Ｗ１内に維持される。本実施形態においては、変動幅Ｗ１は、制御目標ＳＯＣ３０パーセントに対してプラスマイナス５パーセントである。つまり、上限ＳＯＣＵ１は３５パーセント（第１の制御の上限の充電率）であり、下限ＳＯＣＤ１は２５パーセント（第１の制御の下限の充電率）になる。

図３において、縦軸は電池１３のＳＯＣ（充電率）を示しており、横軸はハイブリッド自動車１００の走行開始（走行開始時刻Ｔ０）からの経過時間Ｔを示しているのは、図２の場合と同様である。また、電力消費モードにおける制御は、図２の説明と重複するため省略する。

電池１３のＳＯＣが予め規定された既述の規定ＳＯＣまで減少したときに（経過時間Ｔ１）、電池１３の温度が切替温度より低い低温状態にあるため、ＨＶ−ＥＣＵ１１により電力維持モードの低温時制御（第２の制御）が選択される。これにより、制御目標ＳＯＣとして、上限ＳＯＣＵ２（第１の充電率）及び下限ＳＯＣＤ２（第２の充電率）が設定される。ここで、下限ＳＯＣＤ２は、上記変動幅Ｗ１の下限ＳＯＣＤ１（参照：図２）と同一の充電率（２５パーセント）を設定するが、上限ＳＯＣＵ２は、既述の上限ＳＯＣＵ１（参照：図２）よりも高い充電率を設定する。例えば、上限ＳＯＣＵ２としては、電池１３が満充電状態のときを１００パーセントした場合、その４０パーセントを示すＳＯＣを設定する。

したがって、低温時制御は、通常制御のように制御目標ＳＯＣを中心とする追随制御をするのではなく、図３に示すように、上限ＳＯＣＵ２，下限ＳＯＣＤ２を設定し、制御目標ＳＯＣを、上限ＳＯＣＵ２と下限ＳＯＣＤ２との一方から他方に切り替える切替制御を行いながら電池１３に対する充電を行う制御になる。したがって、上限ＳＯＣＵ２、下限ＳＯＣＤ２からなる変動幅Ｗ２内に電池１３のＳＯＣが維持されるように制御される。

また、下限ＳＯＣＤ２と下限ＳＯＣＤ１が同一充電率である一方、上限ＳＯＣＵ２は上限ＳＯＣＵ１より高い充電率であるため、変動幅Ｗ２の変動幅は変動幅Ｗ１より大きくなる。

このように、上限ＳＯＣＵ２として、より高い充電率を設定することによって変動幅Ｗ２を大きくすることができ電池１３を早く加熱することが可能になる。一方、変動幅Ｗ２を余りに大きくし過ぎると、電池１３の入出力性能に低下が生じる可能性がある。したがって、上限ＳＯＣＵ２は、電池１３の構成や性能を考慮したうえで最も高い充電率を設定することが望ましい。

次に、ハイブリッド自動車１００における電池１３の充電制御を説明する。図４は、ＨＶ−ＥＣＵ１１が実行する電池１３の充電制御の一例を示すフローチャートである。

図４に示すように、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ハイブリッド自動車１００が電力消費走行モードで走行しているときに電力維持走行モードでの走行を開始するか否かを判断する（ＳＴ１０１）。例えば、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ＢＭＵ１２が管理する電池１３のＳＯＣに基づいて、当該ＳＯＣが予め規定された規定ＳＯＣ以下であるか否かを判断する。なお、この判断は、例えば、所定間隔毎に実行される。

電力維持走行モードでの走行を開始しないと判断した場合（ＳＴ１０１：ＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ１１はこの処理を終了する。これにより、電池１３のＳＯＣが規定ＳＯＣ以下になるまでは、電力消費走行モードでの走行が継続される。

一方、電力維持走行モードを開始すると判断した場合（ＳＴ１０１：ＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、制御目標ＳＯＣを下限ＳＯＣＤ２に設定する（ＳＴ１０２）。次に、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ＢＭＵ１２の管理情報に基づいて、電池１３の温度が切替温度より低いか否かを判断する（ＳＴ１０３）。電池１３の温度が切替温度より低いと判断した場合（ＳＴ１０３：ＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ＢＭＵ１２の管理情報に基づいて、電池１３のＳＯＣが制御目標ＳＯＣとして設定した下限ＳＯＣＤ２以下であるか否かを判断する（ＳＴ１０４）。電池１３の充電率が下限ＳＯＣＤ２以下でないと判断された場合（ＳＴ１０４：ＮＯ）、処理は、ステップＳＴ１０３へ戻る。これにより、電池１３のＳＯＣが下限ＳＯＣＤ２以下になるまで、電池１３の放電が継続される。

一方、電池１３のＳＯＣが下限ＳＯＣＤ２以下であると判断した場合（ＳＴ１０４：ＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、制御目標ＳＯＣを上限ＳＯＣＵ２に設定する（ＳＴ１０５）。次に、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ＢＭＵ１２の管理情報に基づいて、電池１３の温度が切替温度より低いか否かを判断する（ＳＴ１０６）。電池１３の温度が切替温度より低いと判断した場合（ＳＴ１０６：ＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、ＢＭＵ１２の管理情報に基づいて、電池１３のＳＯＣが上限ＳＯＣＵ２以上であるか否かを判断する（ＳＴ１０７）。電池１３のＳＯＣが上限ＳＯＣＵ２以上でないと判断された場合（ＳＴ１０７：ＮＯ）、処理はステップＳＴ１０６へ戻る。これにより、電池１３のＳＯＣが上限ＳＯＣＵ２になるまで、電池１３の充電が継続される。

また、電池１３のＳＯＣが上限ＳＯＣＵ２以上であると判断された場合（ＳＴ１０７：ＹＥＳ）、処理はステップＳＴ１０２へ戻る。これにより、電力維持走行モードにおいて、電池１３の温度が切替温度より低い場合は、ステップＳＴ１０２からＳＴ１０７の処理により、制御目標ＳＯＣを下限ＳＯＣＤ２と上限ＳＯＣＵ２のいずれか一方から他方に切り替える切替制御が行われながら、変動幅Ｗ２（参照：図３）の範囲内で、電池１３の放電、及び充電が繰り返される。

また、上記ステップＳＴ１０３又はＳＴ１０６において、電池１３の温度が切替温度より低くないと判断した場合（ＳＴ１０３：ＮＯ，ＳＴ１０６：ＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、通常制御を実行する（ＳＴ１０８）。つまり、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、制御目標ＳＯＣを、例えば上記のように３０パーセントに設定し、電池１３のＳＯＣが該ＳＯＣになるように追随制御を実行する（参照：図２）。

そして、このように通常制御が開始されると、処理はステップＳＴ１０３に戻る。これにより、電力維持走行モードにおいては、電池１３の温度が切替温度より低い場合は低温時制御が実行され、電池１３の温度が切替温度より低くない場合、つまり切替温度より高い場合は通常制御が実行される。

次に、電池１３の温度が切替温度より低いときに、低温時制御を行った場合、及び通常制御を行った場合の電池１３の加熱効果について説明する。図５は、電池１３の加熱効果を説明するための一例を示す図である。

図５において、縦軸は温度（℃）を示し、横軸は経過時間Ｔを示している。また、図５中の実線Ｌ１は低温時制御を行った場合の電池１３の温度を示しており、破線Ｌ２は通常制御を行った場合の電池１３の温度を示している。なお、経過時間Ｔ１までは電力消費走行モードであるため、実線Ｌ１、破線Ｌ２共に共通の値を示している。

図５に示すように、経過時間Ｔ１以降の電力維持モードにおいては、実線Ｌ１が示す電池１３の温度の方が、破線Ｌ２が示す電池１３の温度より常に高くなっている。したがって、低温時制御を行うことにより、通常制御を行う場合と比較して電池１３を加熱することが可能になることを示している。

以上のように説明したハイブリッド自動車１００によると、電力維持走行モードにおける走行中に、電池１３の温度が切替温度より低いときには、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、制御目標ＳＯＣ（３０パーセント，参照：図２）を追随させる通常制御から、制御目標ＳＯＣを上限ＳＯＣＤ２（４０パーセント，参照：図３）と下限ＳＯＣＵ２（２５パーセント，参照：図３）との一方から他方に切り替える低温時制御行いながら電池１３に対する充電を行う。このように制御を変更することができるため、電池１３を効率的に加熱することができる。これにより、電池１３が低温状態になったときに迅速に電池１３を加熱することができ、低温環境下においても電池１３の入出力特性を確保することが可能になる。そして、ユーザの運転フィーリングの低下を防止することができる。

また、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、電力維持走行モードにおいて、電池１３の温度が切替温度以上のときは通常制御を実行し、電池１３の温度が切替温度より低いときは低温時制御を実行する。これにより、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、切替温度を超えているか否かに基づいて、電池１３の充電制御を変更することができる。このため、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、電池１３の温度に応じて適切な電池１３の充電制御を行うことができる。

さらに、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、通常制御に基づく変動幅Ｗ１より低温時制御における変動幅Ｗ２の方が大きくなるように、上限ＳＯＣＵ２及び下限ＳＯＣＤ２を設定する。これにより、低温時制御において、充電率の変動幅を調整することができ、電池１３を加熱する大きさを自由に設定することが可能になる。

またさらに、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、通常制御の下限ＳＯＣＤ１と、低温時制御における下限ＳＯＣＤ２とを同一充電率に設定すると共に、低温時制御における上限ＳＯＣＵ２を、通常制御の変動幅Ｗ１の上限ＳＯＣＵ１よりも大きく設定する。これにより、低温時制御の変動幅Ｗ２を通常制御の変動幅Ｗ１より大きくしても通常制御及び低温時制御の下限ＳＯＣが略変わらなくなるため、低温時制御を行った場合でも電池１３の入出力特性に影響を与えるような所定の充電率より電池１３のＳＯＣが低下することを防止できる。

またさらに、ハイブリッド自動車１００は、走行モードとして、電力消費走行モード、電力維持走行モードを含む複数の走行モードを有しており、ＨＶ−ＥＣＵ１１は、電力維持走行モードにおいて、通常制御と低温時制御とのいずれかを実行する。これにより、通常制御及び低温時制御を行う走行モードを複数の走行モードのうちから適切に選択することができる。

本発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態の構成を組み合わせてもよい。

また、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との間係や各層の厚みの比率などは現実のものと異なることがある。また、図面相互間において互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることもある。

１１…ＨＶ−ＥＣＵ、１２…ＢＭＵ、１３…電池，１４（１４ａ，１４ｂ）…一対の前輪、１５（１５ａ，１５ｂ）…一対の後輪、１６…フロントモータ、１７…内燃機関、１８、２５…伝達機構、１９…ジェネレータ、２０…ＦＭＣＵ、２１…ＧＣＵ、２２…ＦＵ、２３…リヤモータ、２４…ＲＭＣＵ、１００…ハイブリッド自動車、１３１…温度調整部、１３２…電池セル、１３３…ＣＭＣ、Ｗ１，Ｗ２…変動幅、Ｌ１，Ｌ２…温度曲線、Ｔ…経過時間

Claims (5)

1. 内燃機関と、電池の電力によって動作する電動機とを駆動源として有すると共に、前記内燃機関の動作に基づいて発電する発電機を有するハイブリッド自動車であって、
   前記発電機の電力を用いて前記電池の充電制御を行う制御部を備え、
   前記制御部は、前記電池の電力を用いた走行モードにおける走行中において、前記電池の温度が規定温度より低い温度のときには、前記電池の目標充電率として第１の充電率と、前記第１の充電率より小さい第２の充電率とを設定し、前記電池の目標充電率を前記第１の充電率と前記第２の充電率の一方から他方に切り替える切替制御を行いながら前記電池に対する充電を行う、
   ことを特徴とするハイブリッド自動車。
2. 前記制御部は、
   前記電池の温度が前記規定温度以上の場合は、前記電池の目標充電率として第３の充電率を設定し、前記電池の充電状態が前記第３の充電率に近づくように充電制御する第１の制御を実行し、
   前記電池の温度が前記規定温度より低い場合は、前記切替制御を行うことにより、前記電池の充電状態が前記第１の充電率と、前記第２の充電率との間で変化するように充電制御する第２の制御を実行する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車。
3. 前記制御部は、
   前記第１の制御に基づく充電率の第１の変動幅より前記第２の制御における前記第１の充電率と前記第２の充電率とに基づく第２の変動幅の方が大きくなるように、前記第１の充電率及び前記第２の充電率を設定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド自動車。
4. 前記制御部は、
   前記第１の制御の第１の変動幅の下限の充電率と、前記第２の制御における前記第２の充電率とを同一充電率に設定し、前記第２の制御における前記第１の充電率を、前記第１の制御の第１の変動幅の上限の充電率よりも大きく設定する、
   ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド自動車。
5. 前記走行モードとして、前記電池の電力を消費する第１の走行モードと、前記電池の充電率が所定充電率となったときに前記電池の充電率が前記所定充電率を維持するように前記電池の電力の消費と充電とを繰り返す第２の走行モードとを有し、
   前記制御部は、
   前記第２の走行モードにおいて前記切替制御を実行する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のハイブリッド自動車。

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