JP2019162896A - ハイブリッド自動車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置が放電性能の低下を示す所定状態となったときに、車外へ十分な電力を供給する。【解決手段】蓄電装置の蓄電割合が所定値以上のときには、エンジンの運転を停止して蓄電装置の電力が車外へ供給されるように外部給電装置を制御する。そして、蓄電装置の電力が車外へ供給されるように外部給電装置を制御している場合において、蓄電装置が放電性能の低下を示す所定状態であるときには、エンジンを始動してモータによる発電電力が車外へ供給されるようにエンジンとモータと外部給電装置とを制御する。これにより、蓄電装置が所定状態となったときに、車外へ十分な電力を供給することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド自動車の制御装置に関し、詳しくは、エンジンと、モータと、蓄電装置と、外部給電装置と、を備えるハイブリッド自動車に搭載されるハイブリッド自動車の制御装置に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車の制御装置としては、エンジンと、モータ（モータジェネレータ）と、蓄電装置と、外部給電装置（電力変換装置）と、を備えるハイブリッド自動車に搭載されるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。モータは、エンジンからの動力で発電が可能である。蓄電装置は、モータと電力のやりとりを行なう。外部給電装置は、エンジンの運転を停止してモータで発電する電力を車外へ供給する。この装置では、蓄電装置の蓄電割合が閾値以下のときには、エンジンを始動してエンジンからの動力でモータが発電した電力を車外へ供給する。モータで発電した電力を蓄電装置を介さずに車外へ供給するから、モータで発電した電力で蓄電装置を充電した後に蓄電装置からの電力を車外へ供給するものに比して、エネルギ損失を抑制している。

特開２０１５−７７８５６号公報

上述のハイブリッド自動車の制御装置では、エンジンを始動する前に、蓄電装置の放電性能が低下していることを示す所定状態となると、蓄電装置の蓄電割合が閾値を超えているときであっても、蓄電装置から車外への電力の供給を継続すべきではないと考えられる。こうした場合において、蓄電装置の放電を制限すると、車外へ十分な電力を供給できなくなってしまう。

本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、蓄電装置が放電性能の低下を示す所定状態であるときに、車外へ十分な電力を供給することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、
エンジンと、
前記エンジンからの動力で発電可能なモータと、
前記モータと電力のやりとりを行なう蓄電装置と、
前記モータで発電する発電電力および前記蓄電装置からの電力の少なくとも一方を車外へ供給する外部給電装置と、
を備えるハイブリッド自動車に搭載され、
前記蓄電装置の蓄電割合が所定値以上のときには、前記エンジンの運転を停止して前記蓄電装置の電力が車外へ供給されるように前記外部給電装置を制御する制御部、
を備えるハイブリッド自動車の制御装置であって、
前記制御部は、前記蓄電装置の電力が車外へ供給されるように前記外部給電装置を制御している場合において、前記蓄電装置が放電性能の低下を示す所定状態であるときには、前記エンジンを始動して前記モータによる発電電力が前記車外へ供給されるように前記エンジンと前記モータと前記外部給電装置とを制御する、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車の制御装置では、蓄電装置の蓄電割合が所定値以上のときには、エンジンの運転を停止して蓄電装置の電力が車外へ供給されるように外部給電装置を制御する。そして、蓄電装置の電力が車外へ供給されるように外部給電装置を制御している場合において、蓄電装置が放電性能の低下を示す所定状態であるときには、エンジンを始動してモータによる発電電力が車外へ供給されるようにエンジンとモータと外部給電装置とを制御する。これにより、蓄電装置が所定状態となったときに、車外へ十分な電力を供給することができる。この場合において、前記制御部は、前記蓄電装置に出力が許容される許容最大出力電力が所定電力以下であること、および、前記蓄電装置の端子間電圧が所定電圧以下であること、および、前記蓄電装置の温度が所定範囲外であることの少なくとも１つが成立したときに、前記蓄電装置が前記所定状態であると判定してもよい。ここで、「所定電力」は、蓄電装置の放電性能が低下しているか否かを判定するための電力閾値である。「所定電圧」は、蓄電装置の放電性能が低下しているか否かを判定するための電圧閾値である。「所定範囲」は、蓄電装置の放電性能が良好な（低下していない）温度範囲として予め定めた範囲である。

こうした本発明のハイブリッド自動車の制御装置において、前記制御部は、前記蓄電装置の電力が車外へ供給されるように前記外部給電装置を制御している場合において、前記蓄電装置が前記所定状態であるときであっても、前記エンジンが運転を制限すべき所定の運転制限状態であるときには、前記エンジンを始動せずに前記蓄電装置の電力が車外へ供給されるように前記外部給電装置を制御し、前記エンジンが前記所定の運転制限状態でないときには、前記エンジンを始動して前記モータによる発電電力が前記車外へ供給されるように前記エンジンと前記モータと前記外部給電装置とを制御してもよい。こうすれば、より適正にエンジンを運転することができる。この場合において、前記制御部は、前記エンジンの冷却水温が所定水温未満であること、および、前記エンジンへの燃料の残量が所定残量未満であること、の少なくとも一方が成立したときに、前記エンジンが前記所定の運転制限状態であると判断してもよい。ここで、「所定水温」は、エンジンの保護の観点からエンジンを運転可能か否かを判定するための閾値である。「所定残量」は、車外への電力供給後の走行のために確保すべき燃料の残量の下限値である。

また、本発明のハイブリッド自動車の制御装置において、前記制御部は、前記蓄電装置の電力が車外へ供給されるように前記外部給電装置を制御している場合において、前記蓄電装置が前記所定状態であるときであっても、前記モータが駆動を制限すべき所定の駆動制限状態であるときには、前記エンジンを始動せずに前記蓄電装置の電力が車外へ供給されるように前記外部給電装置を制御し、前記モータが前記所定の駆動制限状態でないときには、前記エンジンを始動して前記モータによる発電電力が前記車外へ供給されるように前記エンジンと前記モータと前記外部給電装置とを制御してもよい。こうすれば、より適正にモータを駆動することができる。この場合において、前記制御部は、前記モータの負荷率が所定率未満であるときに、前記モータが前記所定の駆動制限状態であると判断してもよい。ここで、「所定率」は、モータを効率良く駆動可能な負荷率の下限値である。

本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 ＨＶＥＣＵ７０により実行される外部給電ルーチンの一例を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、充放電器６０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。

エンジン２２は、燃料タンク２５のガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランク角θｃｒやスロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度ＴＨ，エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ２３からのエンジン水温Ｔｗｅ，燃料タンク２５内の燃料の残量量を検出する燃料センサ２５ａからの残量Ｖｆなどを挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される制御信号としては、スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの制御信号や燃料噴射弁への制御信号，イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号など、その他にも種々のものを挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサからのクランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト２６の回転数、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、エンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサからの回転位置θｍ１，θｍ２を挙げることができる。また、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流も挙げることができる。モータＭＧ１，ＭＧ２の温度を検出する温度センサ４３，４４からのモータ温度Ｔｍｇ１，Ｔｍｇ２やインバータ４１，４２の温度を検出する温度センサ４５，４６からのインバータ温度Ｔｉｎｖ１，Ｔｉｎｖ２も挙げることができる。

モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。モータＥＣＵ４０は、２つの回転位置検出センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されている。このバッテリ５０は、上述したように、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどを挙げることができる。

バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリＥＣＵ５２は、演算した蓄電割合ＳＯＣと、温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂと、に基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。入力制限Ｗｉｎは、バッテリ５０を充電してもよい最大許容電力（負の値）であり、出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０から放電してもよい最大許容電力（正の値）である。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、例えば、バッテリ５０の温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐを設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて補正係数ｋｉｎ，ｋｏｕｔを設定し、基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐに係数ｋｉｎ，ｋｏｕｔを乗じて得られた値を設定することができる。具体的には、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の温度Ｔｂが許容温度範囲から高い側や低い側に離間するほど小さくなり、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが低いほど小さくなる。また、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎは、バッテリ５０の温度Ｔｂが許容温度範囲から高い側や低い側に離間するほど大きく（絶対値としては小さく）なり、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが高いほど大きく（絶対値としては小さく）なる。

充放電器６０は、電力ライン５４に接続されており、充電設備や給電要求設備の設備側コネクタと車両側コネクタ６１とが接続されているときに、充電設備からの電力を用いてバッテリ５０を充電する外部充電およびバッテリ５０やモータＭＧ１からの電力を給電要求設備に給電する外部給電を実行可能に構成されている。この充放電器６０は、ＨＶＥＣＵ７０により制御される。ここで、充電設備は、ハイブリッド自動車２０に電力を供給可能な設備を意味し、給電要求設備は、ハイブリッド自動車２０からの給電を要求している（所望している）設備を意味する。なお、設備がハイブリッド自動車２０からの給電を要求する場合としては、例えば、太陽光発電装置と太陽光発電装置による発電電力を蓄電する蓄電池とを備える設備において、曇天や雨天などで蓄電池の蓄電量が少ない場合などを挙げることができる。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号やシフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，車速センサ８８からの車速Ｖを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃやブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰも挙げることができる。

ＨＶＥＣＵ７０からは、充放電器６０への制御信号が出力されている。

ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

ＨＶＥＣＵ７０は、モータＭＧ１のモータ温度Ｔｍｇ１やインバータ４１のインバータ温度Ｔｉｎｖ１に基づいて当該モータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１（出力が許容される上限トルクの定格トルクに対する割合）を演算している。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）で走行したり、モータ走行（ＥＶ走行）で走行したりする。ＨＶ走行では、エンジン２２の運転を伴って走行する。ＥＶ走行では、エンジン２２を運転停止して走行する。

ＨＶ走行での走行時には、基本的には以下のように走行制御を行なう。ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて、走行に要求される（駆動軸３６に出力すべき）要求トルクＴｄ＊を設定する。続いて、設定した要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じて、運転者が走行に要求する走行要求パワーＰｄ＊を計算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｄとしては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数を用いることができる。そして、計算した走行要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０
の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて、車両に要求されるエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する。次に、エンジン要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する。エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とについては、エンジンＥＣＵ２４に送信する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊については、モータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２が運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるように、インバータ４１，４２の各トランジスタのスイッチング制御を行なう。このＨＶ走行での走行時には、エンジン要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満に至ったときに、エンジン２２の停止条件が成立したと判断し、エンジン２２の運転を停止してＥＶ走行での走行に移行する。

ＥＶ走行での走行時には、基本的には以下のように走行制御を行なう。ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｄ＊を設定する。続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する。そして、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊については、モータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、上述したように、インバータ４１，４２を制御する。このＥＶ走行での走行時には、ＨＶ走行での走行時と同様に計算したエンジン要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上に至ったときに、エンジン２２の始動条件が成立したと判断し、エンジン２２を始動してＨＶ走行での走行に移行する。

実施例のハイブリッド自動車２０では、自宅或いは予め設定された充電ポイントでシステムオフ中において、ＨＶＥＣＵ７０は、接続検出センサから接続検出信号が入力されると（車両側コネクタ６１が外部電源に接続されると）、外部電源からの電力を用いて、バッテリ５０が満充電状態またはそれよりも若干低い所定充電状態となるように充放電器６０を制御する。そして、バッテリ５０の充電後にシステム起動したときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖ（例えば２５％や３０％，３５％など）以下に至るまでは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの低下を優先するＣＤモード（Charge Depletingモード）で走行し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｈｖ以下に至った以降は、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを保持するＣＳモード（Charge Sustainingモード）で走行する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、給電要求設備へ給電する外部給電を実行する際の動作について説明する。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される外部給電ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、停車時に給電要求設備の設備側コネクタと車両側コネクタ６１とが接続されているときに、繰り返し実行される。なお、本ルーチンが実行されているときには、モータＭＧ２は駆動を停止している。

本ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ，出力制限Ｗｏｕｔ，電池電圧Ｖｂ，電池温度Ｔｂ，モータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１，エンジン水温Ｔｗｅ，燃料の残量Ｖｆを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。蓄電割合ＳＯＣは、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリＥＣＵ５２により演算されたものを通信により入力している。電池電圧Ｖｂは電圧センサ５１ａにより検出されたものを、電池温度Ｔｂは温度センサ５１ｃにより検出されものを、それぞれバッテリＥＣＵ５２を介して入力している。負荷率Ｌｍｇ１は、上述の処理で演算されたものを入力している。エンジン水温Ｔｗｅは水温センサ２３により検出されたものを、残量Ｖｆは燃料センサ２５ａにより検出されたものを、それぞれエンジンＥＣＵ２４を介して入力している。

続いて、出力制限Ｗｏｕｔが給電停止閾値Ｗｓより大きく、且つ、電池電圧Ｖｂが給電停止閾値Ｖｓより大きく、且つ、電池温度Ｔｂが許容範囲内であるか否か（ステップＳ１１０）を判定する。給電停止閾値Ｗｓ，Ｖｓは、バッテリ５０の保護の観点からバッテリ５０の放電を停止すべきか否かを判定するための閾値であり、予め低い値に設定されている。許容範囲は、バッテリ５０の保護の観点からバッテリ５０からの放電を許容してもよい温度範囲として予め定めた範囲である。したがって、ステップＳ１１０は、バッテリ５０の保護の観点からバッテリ５０からの電力（バッテリ５０の放電電力）で外部給電を行なっても差し支えないか否かを判定する処理となっている。

ステップＳ１１０で出力制限Ｗｏｕｔが給電停止閾値Ｗｓより大きく、且つ、電池電圧Ｖｂが給電停止閾値Ｖｓより大きく、且つ、電池温度Ｔｂが許容範囲内であるときには、バッテリ５０の保護の観点からバッテリ５０からの電力（バッテリ５０の放電電力）で外部給電を行なっても差し支えないと判断して、続いて、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｔｈより大きいか否かを判定する（ステップＳ１２０）。閾値Ｓｔｈは、外部給電後の走行のために確保しておくことが望ましい蓄電割合の下限値である。

ステップＳ１２０で蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｔｈより大きいときには、蓄電割合ＳＯＣは外部給電後の走行に十分な値であると判断して、出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｔｈより大きく、且つ、電池電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈより大きく、且つ、電池温度Ｔｂが所定範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。閾値Ｗｔｈ，Ｖｔｈは、バッテリ５０の放電性能が低下し始めているか否かを判定するための閾値である。閾値Ｗｔｈは、給電停止閾値Ｗｓより給電停止閾値Ｗｓの１０％だけ大きい値として設定されている。閾値Ｖｔｈは、給電停止閾値Ｖｓより給電停止閾値Ｖｓの１０％だけ大きい値として設定されている。所定範囲は、バッテリ５０の放電性能が良好な（低下していない）温度範囲として予め定めた範囲である。所定範囲の上限値Ｔｂｔｈｍａｘは、ステップＳ１１０の許容範囲の上限値Ｔｂｍａｘより上限値Ｔｂｍａｘの１０％だけ小さく設定され、所定範囲の下限値Ｔｂｔｈｍｉｎは、ステップＳ１１０の許容範囲の下限値Ｔｂｍｉｎより下限値Ｔｂｍｉｎの１０％だけ大きく設定されている。

ステップＳ１３０で出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｔｈより大きく、且つ、電池電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈより大きく、且つ、電池温度Ｔｂが所定範囲内であるときには、バッテリ５０の放電性能が低下していないと判断して、バッテリ５０からの電力で外部給電が行なわれるように充放電器６０を制御して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ１４０の制御では、給電要求設備との通信により給電要求設備の給電要求電力Ｐｔａｇを取得して、エンジン２２の運転やモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動を停止して、バッテリ５０から給電要求設備へ給電要求電力Ｐｔａｇが供給されるとなるように充放電器６０を制御する。こうした制御により、バッテリ５０からの電力を給電要求設備へ外部給電することができる。

ステップＳ１３０で出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｔｈ以下であったり、電池電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ以下であったり、電池温度Ｔｂが所定範囲外であるときには、バッテリ５０の放電性能が低下していると判断して、続いて、モータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１が給電停止閾値Ｌｍｇｓより大きく、且つ、エンジン水温Ｔｗｅが給電停止閾値Ｔｗｅｓより低く、且つ、残量Ｖｆが給電停止閾値Ｖｆｓより多いか否かを判定する（ステップＳ１５０）。給電停止閾値Ｌｍｇｓは、モータＭＧ１を効率良く駆動するための閾値であり、モータＭＧ１の体格などに基づいて設定されている。給電停止閾値Ｔｗｅｓは、エンジン２２の保護の観点からエンジン２２を運転可能か否かを判定するための閾値であり、エンジン２２の体格などに基づいて比較的高い値に設定されている。給電停止閾値Ｖｆｓは、外部給電後の走行のために確保しておくのが望ましい燃料の残量の下限値である。

ステップＳ１５０でモータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１が給電停止閾値Ｌｍｇｓ以下であったり、且つ、エンジン水温Ｔｗｅが給電停止閾値Ｔｗｅｓ以上であったり、残量Ｖｆが給電停止閾値Ｖｆｓ以下であるときには、モータＭＧ１の効率が低く駆動すべきではなかったり、エンジン２２の保護の観点からエンジン２２を運転すべきではなかったり、エンジン２２を運転すると外部給電後の走行で燃料が枯渇する可能性があると判断して、ステップＳ１４０へ進み、バッテリ５０からの電力による外部給電を行なうように充放電器６０を制御して、本ルーチンを終了する。このように、モータＭＧ１を駆動すべきではなかったり、エンジン２２の保護の観点からエンジン２２を運転すべきではなかったり、エンジン２２を運転すると外部給電後の走行で燃料が枯渇する可能性があるときには、エンジン２２の運転やモータＭＧ１の駆動を行なわないから、モータＭＧ１やエンジン２２の保護を図ったり、外部給電後の走行で燃料が枯渇することを抑制できる。

ステップＳ１５０でモータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１が給電停止閾値Ｌｍｇｓより大きく、且つ、エンジン水温Ｔｗｅが給電停止閾値Ｔｗｅｓより低く、且つ、残量Ｖｆが給電停止閾値Ｖｆｓより多いときには、エンジン２２を運転したりモータＭＧ１を駆動しても差し支えないと判断して、エンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１で発電された電力により外部給電を行なうようにエンジン２２，インバータ４１，充放電器６０を制御して（ステップＳ１６０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ１６０の制御では、給電要求設備との通信により給電要求設備の給電要求電力Ｐｓｔａｇを取得して、給電要求電力Ｐｓｔａｇをエンジン２２の要求パワーＰｅ＊に設定し、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２（駐車中だから値０）とプラネタリギヤ３０のギヤ比とを用いてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を設定する。そして、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊で運転されると共にモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１が目標回転数Ｎｍ１＊となるようにエンジン２２とインバータ４１とを制御する。そして、バッテリ５０から給電要求設備へ給電要求電力Ｐｔａｇが供給されるように充放電器６０を制御する。こうした制御により、エンジン２２の動力を用いてモータＭＧ１で発電された電力より外部給電を行なうことができる。

ステップＳ１２０で蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｔｈ以下であるときは、蓄電割合ＳＯＣは外部給電後にＨＶ走行するのに十分はないため、バッテリ５０からの電力（バッテリ５０の放電電力）で外部給電を行なうべきではないと判断して、ステップＳ１７０へ進む。

ステップＳ１７０では、ステップＳ１５０と同様の処理で、モータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１が給電停止閾値Ｌｍｇｓより大きく、且つ、エンジン水温Ｔｗｅが給電停止閾値Ｔｗｅｓより低く、且つ、残量Ｖｆが給電停止閾値Ｖｆｓより多いか否かを判定する（ステップＳ１７０）。

ステップＳ１７０でモータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１が給電停止閾値Ｌｍｇｓより大きく、且つ、エンジン水温Ｔｗｅが給電停止閾値Ｔｗｅｓより低く、且つ、残量Ｖｆが給電停止閾値Ｖｆｓより多いときには、ステップＳ１６０と同様の処理で、エンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１で発電された電力により外部給電が行なわれるようにエンジン２２，インバータ４１，充放電器６０を制御して（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。こうした制御により、外部給電後のハイブリッド走行に備えてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを確保しつつ、エンジン２２の動力を用いてモータＭＧ１で発電された電力より外部給電を行なうことができる。

ステップＳ１７０でモータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１が給電停止閾値Ｌｍｇｓ以下であったり、エンジン水温Ｔｗｅが給電停止閾値Ｔｗｅｓ以上であったり、残量Ｖｆが給電停止閾値Ｖｆｓ以下であるときには、モータＭＧ１の効率が低く駆動すべきではなかったり、エンジン２２の保護の観点からエンジン２２を運転すべきではなかったり、エンジン２２を運転すると外部給電後の走行で燃料が枯渇する可能性があると判断して、外部給電を実行中であれば外部給電を停止して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。これにより、外部給電後の走行に備えてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを確保しつつ、モータＭＧ１やエンジン２２の保護を図ったり、外部給電後に燃料が枯渇することを抑制することができる。

ステップＳ１１０で出力制限Ｗｏｕｔが給電停止閾値Ｗｓ以下であったり、電池電圧Ｖｂが給電停止閾値Ｖｓ以下であったり、電池温度Ｔｂが許容範囲外であるときには、バッテリ５０の保護の観点からバッテリ５０からの電力（バッテリ５０の放電電力）で外部給電を行なうべきではないと判断して、ステップＳ１７０へ進み、モータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１が給電停止閾値Ｌｍｇｓより大きく、且つ、エンジン水温Ｔｗｅが給電停止閾値Ｔｗｅｓより低く、且つ、残量Ｖｆが給電停止閾値Ｖｆｓより多いか否かを判定する。

ステップＳ１７０でモータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１が給電停止閾値Ｌｍｇｓより大きく、且つ、エンジン水温Ｔｗｅが給電停止閾値Ｔｗｅｓより低く、且つ、残量Ｖｆが給電停止閾値Ｖｆｓより多いときには、ステップＳ１８０へ進み、エンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１で発電された電力により外部給電が行なわれるようにエンジン２２，インバータ４１，充放電器６０を制御して、本ルーチンを終了する。こうした制御により、バッテリ５０の保護を図りつつ、エンジン２２の動力を用いてモータＭＧ１で発電された電力より外部給電を行なうことができる。

ステップＳ１７０でモータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１が給電停止閾値Ｌｍｇｓ以下であったり、且つ、エンジン水温Ｔｗｅが給電停止閾値Ｔｗｅｓ以上であったり、残量Ｖｆが給電停止閾値Ｖｆｓ以下であるときには、外部給電を実行中であれば外部給電を停止して（ステップＳ１９０）、本ルーチンを終了する。これにより、バッテリ５０の保護を図ると共に、モータＭＧ１やエンジン２２の保護を図ったり、外部給電後に燃料が枯渇することを抑制することができる。

こうした制御によると、出力制限Ｗｏｕｔが給電停止閾値Ｗｓより大きく、且つ、電池電圧Ｖｂが給電停止閾値Ｖｓより大きく、且つ、電池温度Ｔｂが許容範囲内であり、且つ、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｔｈより大きい場合において（ステップＳ１１０，Ｓ１２０）、出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｔｈより大きく、且つ、電池電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈより大きく、且つ、電池温度Ｔｂが所定範囲内であるときには（ステップＳ１３０）、バッテリ５０からの電力で外部給電が行なわれるように充放電器６０を制御する（ステップＳ１４０）。こうしてバッテリ５０からの電力で外部給電を実行しているときに、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｔｈより大きい場合であっても、出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｔｈ以下となったり、電池電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ以下となったり、電池温度Ｔｂが所定範囲外となる、即ち、バッテリ５０の放電性能が低下することがある。このような状態になった場合において（ステップＳ１２０、ステップＳ１３０）、モータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１が給電停止閾値Ｌｍｇｓより大きく、且つ、エンジン水温Ｔｗｅが給電停止閾値Ｔｗｅｓより低く、且つ、残量Ｖｆが給電停止閾値Ｖｆｓより多いときには（ステップＳ１５０）、エンジン２２の動力を用いてモータＭＧ１で発電された電力で外部給電を行なう（ステップＳ１６０）。これにより、モータＭＧ１やエンジン２２の保護を図れ、外部給電後に燃料が枯渇しないことを確認した上で、外部給電を継続することができ、給電要求設備へ十分な電力を供給することができる。

また、給電要求設備の設備側コネクタと車両側コネクタ６１とが接続されて外部給電を開始するときに、出力制限Ｗｏｕｔが給電停止閾値Ｗｓ以下であったり、電池電圧Ｖｂが給電停止閾値Ｖｓ以下であったり、電池温度Ｔｂが許容範囲外である場合や（ステップＳ１１０）、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｔｈ以下である場合において（ステップＳ１２０）、モータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１が給電停止閾値Ｌｍｇｓより大きく、且つ、エンジン水温Ｔｗｅが給電停止閾値Ｔｗｅｓより低く、且つ、残量Ｖｆが給電停止閾値Ｖｆｓより多いときには（ステップＳ１７０）、エンジン２２の動力を用いてモータＭＧ１で発電された電力で外部給電を行なう（ステップＳ１８０）。これにより、外部給電を開始するときに、バッテリ５０からの電力で外部給電を行なうと、モータＭＧ１の保護が図れないときや外部給電後の走行に備えてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを確保することができなくなるときには、モータＭＧ１やエンジン２２の保護を図れ、外部給電後に燃料が枯渇しないことを確認した上で、外部給電を開始することができ、給電要求設備へ十分な電力を供給することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の電力が車外の給電要求設備へ供給されるように外部給電している場合において、バッテリ５０の放電性能が低下しているときには、エンジン２２を始動してモータＭＧ１による発電電力が給電要求設備へ供給されるようにエンジン２２とモータＭＧ１と充放電器６０とを制御することにより、バッテリ５０の放電性能が低下しているときに、車外へ十分な電力を供給することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１３０で、出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｔｈより大きいか否かと、電池電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈより大きいか否かと、電池温度Ｔｂが所定範囲内であるか否かと、の３つの条件を判定している。しかし、バッテリ５０の放電性能が低下しているか否かを判定可能な条件であれば、これらの３つの条件と異なる条件を判定してもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１３０で出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｔｈより大きく、且つ、電池電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈより大きく、且つ、電池温度Ｔｂが所定範囲内であるときには、ステップＳ１４０でバッテリ５０からの電力で外部給電が行なわれるように充放電器６０を制御している。しかしながら、ステップＳ１３０で出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｔｈより大きいこと、電池電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈより大きいこと、電池温度Ｔｂが所定範囲内であること、の少なくとも１つが成立したときに、ステップＳ１４０でバッテリ５０からの電力で外部給電が行なわれるように充放電器６０を制御してもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１３０で出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｔｈ以下であったり、電池電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ以下であったり、電池温度Ｔｂが所定範囲外であるときには、ステップＳ１５０でモータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１が給電停止閾値Ｌｍｇｓより大きく、且つ、エンジン水温Ｔｗｅが給電停止閾値Ｔｗｅｓより低く、且つ、残量Ｖｆが給電停止閾値Ｖｆｓより多いか否かを判定している。しかしながら、ステップＳ１３０で出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗｔｈ以下であったり、電池電圧Ｖｂが閾値Ｖｔｈ以下であったり、電池温度Ｔｂが所定範囲外であるときには、ステップＳ１５０を実行せずにステップＳ１６０を実行して、エンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１で発電された電力により外部給電が行なわれるようにエンジン２２，インバータ４１，充放電器６０を制御してもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１１０で出力制限Ｗｏｕｔが給電停止閾値Ｗｓより大きいか否かと、電池電圧Ｖｂが給電停止閾値Ｖｓより大きいか否かと、電池温度Ｔｂが許容範囲内であるか否かと、の３つの条件を判定している。しかし、バッテリ５０の保護の観点からバッテリ５０からの電力（バッテリ５０の放電電力）で外部給電を行なっても差し支えないか否かを判定可能な条件であれば、これらの３つの条件と異なる条件を判定してもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１１０で出力制限Ｗｏｕｔが給電停止閾値Ｗｓより大きく、且つ、電池電圧Ｖｂが給電停止閾値Ｖｓより大きく、且つ、電池温度Ｔｂが許容範囲内であるときには、ステップＳ１２０へ進んでいる。しかしながら、ステップＳ１１０で出力制限Ｗｏｕｔが給電停止閾値Ｗｓより大きいこと、電池電圧Ｖｂが給電停止閾値Ｖｓより大きいこと、電池温度Ｔｂが許容範囲内であること、の少なくとも１つが成立したときに、ステップＳ１２０へ進んでもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１１０で出力制限Ｗｏｕｔが給電停止閾値Ｗｓ以下であったり、電池電圧Ｖｂが給電停止閾値Ｖｓ以下であったり、電池温度Ｔｂが許容範囲外であるときや、ステップＳ１２０で蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｔｈ以下であるときには、ステップＳ１７０でモータＭＧ１の負荷率Ｌｍｇ１が給電停止閾値Ｌｍｇｓより大きく、且つ、エンジン水温Ｔｗｅが給電停止閾値Ｔｗｅｓより低く、且つ、残量Ｖｆが給電停止閾値Ｖｆｓより多いか否かを判定している。しかしながら、ステップＳ１１０で出力制限Ｗｏｕｔが給電停止閾値Ｗｓ以下であったり、電池電圧Ｖｂが給電停止閾値Ｖｓ以下であったり、電池温度Ｔｂが許容範囲外であるときや蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｔｈ以下であるときには、ステップＳ１７０を実行せずにステップＳ１８０を実行してエンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１で発電された電力により外部給電が行なわれるようにエンジン２２，インバータ４１，充放電器６０を制御してもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ１１０を実行しているが、ステップＳ１１０を実行してもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置としてリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されたバッテリ５０を用いるものとしたが、キャパシタなどの蓄電可能な装置を用いてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、外部充電と外部給電とが可能な充放電器６０を備えているが、充放電器６０に代えて外部給電が可能な放電器を備えているものとしてもよい。この場合、ハイブリッド自動車２０は、外部充電は行なわず外部給電を行なうものとすればよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続する構成としている。しかし、駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６に変速機を介して発電可能なモータを接続すると共にこのモータの回転軸にクラッチを介してエンジン２２を接続する構成など、エンジンと、エンジンからの動力で発電可能なモータと、を備えるハイブリッド自動車の構成であれば如何なる構成としてもよい。また、こうしたハイブリッド自動車の制御装置の形態としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、充放電器６０が「外部給電装置」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とバッテリＥＣＵ５４とＨＶＥＣＵ７０とが「制御部」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド自動車の制御装置の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ 水温センサ、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２５ 燃料タンク、２５ａ 燃料センサ、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 温度センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ５２）、５４ 電力ライン、６０ 充放電器、６１ 車両側コネクタ、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. エンジンと、
   前記エンジンからの動力で発電可能なモータと、
   前記モータと電力のやりとりを行なう蓄電装置と、
   前記モータで発電する発電電力および前記蓄電装置からの電力の少なくとも一方を車外へ供給する外部給電装置と、
   を備えるハイブリッド自動車に搭載され、
   前記蓄電装置の蓄電割合が所定値以上のときには、前記エンジンの運転を停止して前記蓄電装置の電力が車外へ供給されるように前記外部給電装置を制御する制御部、
   を備えるハイブリッド自動車の制御装置であって、
   前記制御部は、前記蓄電装置の電力が車外へ供給されるように前記外部給電装置を制御している場合において、前記蓄電装置が放電性能の低下を示す所定状態であるときには、前記エンジンを始動して前記モータによる発電電力が前記車外へ供給されるように前記エンジンと前記モータと前記外部給電装置とを制御する、
   ハイブリッド自動車の制御装置。

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