JP2020083000A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータジェネレータを利用して複数の制御を行うハイブリッド車両の制御装置において、複数の制御の各々をバッテリの温度に応じて適切に制限する。【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、発電機能及び電動機能を備えるＩＳＧ１３と、ＩＳＧ１３との間で電力の授受を行う高電圧バッテリ（リチウムイオン電池）１４と、高電圧バッテリ１４の温度を検出するバッテリ温度センサ３５と、車両の運転状態に応じて規定された複数の制御を、少なくともＩＳＧ１３を用いて実行するように構成された制御器１０と、を有する。制御器１０は、複数の制御の各々について規定された異なる設定温度を用いて、バッテリ温度が或る設定温度以上であるときに、複数の制御の中で当該設定温度に対応する制御を制限することにより、バッテリ温度に応じて複数の制御の各々を個別に制限するように構成されている。【選択図】図４

Description

本発明は、エンジン及びモータジェネレータを備えたハイブリッド車両に対する制御を行う技術分野に関する。

従来から、燃料を含む混合気を燃焼させて車両の動力を発生するエンジンと、このエンジンにより駆動されて発電する発電機能、及び車両を駆動するための動力を発生する電動機能を備えるモータジェネレータと、このモータジェネレータが発電した電力を充電すると共に、モータジェネレータから動力を発生させるように、充電している電力をモータジェネレータに供給するバッテリと、を有するハイブリッド車両が知られている。例えば、特許文献１には、そのようなハイブリッド車両において、バッテリの過放電を防止すべく、バッテリのＳＯＣ（State Of Charge）を所定範囲内に維持するための制御を行う技術が開示されている。

特開２００５−０４５８８３号公報

上述したようなハイブリッド車両では、車両の運転状態に応じて、モータジェネレータを利用した複数の制御が行われている。例えば、この複数の制御としては、車両が加速するときにモータジェネレータから動力を発生させる加速アシスト制御や、車両が減速するときにモータジェネレータを回生発電させる減速回生制御や、車両が停止したときにエンジンを自動停止させ、この後にモータジェネレータによりエンジンを再始動させるアイドリングストップ制御などがある。

ここで、ハイブリッド車両においては、バッテリの温度が所定温度以上になった場合に、バッテリの充放電を制限することが望ましい。バッテリが高温である状態において充放電を行うと、バッテリの劣化などが生じてしまうからである。しかしながら、このようにバッテリの充放電を制限すると、上述したような複数の制御も制限されて、ドライバに違和感を与えてしまう場合がある。１つの例では、車両の停止時にはアイドリングストップ制御が通常実行されるものであるが、そのように通常実行されるアイドリングストップ制御が突然実行されなくなると、ドライバに違和感を与えてしまう。更に、充放電の制限により複数の制御が制限されると、燃費の改善効果も低下してしまう。基本的には、ハイブリッド車両においてモータジェネレータを用いて実施される複数の制御は、燃費の改善を図って実行されるものであるので、この制御を制限すると燃費の改善効果が低下してしまうのである。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、モータジェネレータを利用して複数の制御を行うハイブリッド車両の制御装置において、複数の制御の各々をバッテリの温度に応じて適切に制限することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、ハイブリッド車両の制御装置であって、エンジンにより駆動されて発電する発電機能と、ハイブリッド車両を駆動するための動力を発生する電動機能とを備えるモータジェネレータと、モータジェネレータが発電した電力を充電すると共に、モータジェネレータから動力を発生させるように、充電している電力をモータジェネレータに供給可能に構成されたバッテリと、バッテリの温度を検出するバッテリ温度センサと、ハイブリッド車両の運転状態に応じて規定された複数の制御を、少なくともモータジェネレータを用いて実行するように構成された制御器と、を有し、制御器は、複数の制御の各々について規定された異なる設定温度を用いて、バッテリ温度センサによって検出されたバッテリの温度が設定温度以上であるときに、複数の制御の中で当該設定温度に対応する制御を制限することにより、バッテリの温度に応じて複数の制御の各々を個別に制限するように構成されている、ことを特徴とする。

このように構成された本発明では、制御器は、モータジェネレータを用いて実行される複数の制御の各々について異なる設定温度を規定し、バッテリ温度が或る設定温度以上であるときに、複数の制御の中で当該設定温度に対応する制御を制限する。こうすることで、バッテリ温度に応じて複数の制御を個別に制限するようにする。つまり、バッテリ温度が上昇していった場合に、複数の制御を段階的に制限していくようにする。
ここで、上記のように、複数の制御の各々で異なる設定温度を用いない構成では（以下「比較例」と呼ぶ。）、バッテリ温度が所定温度に達したときに、バッテリの充放電が制限されて、複数の制御の全てが一斉に制限されることになる。これに対して、本発明によれば、バッテリ温度に応じて複数の制御の各々を個別に制限するので、比較例と比べて、複数の制御の制限に起因するドライバに与える違和感及び燃費効果の低下を適切に抑制することができる。また、本発明によれば、比較例と比べて、上記の所定温度付近でのバッテリ温度の上昇を緩やかにし、バッテリ温度が当該所定温度に達するまでの時間を延長することができる。その結果、バッテリの充放電を許可できる期間をできる限り維持し、複数の制御による燃費改善効果を確保することが可能となる。

本発明において、好ましくは、設定温度は、複数の制御の各々に対するドライバの感度に基づき規定され、このドライバの感度が高い制御ほど、設定温度が高くなる。
このように構成された本発明によれば、バッテリ温度が比較的高くなった場合に、ドライバの感度が低い制御を先に制限し、ドライバの感度が高い制御を後に制限することができる。したがって、本発明によれば、バッテリ温度に応じた複数の制御の制限に起因してドライバに与える違和感を、効果的に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、設定温度は、複数の制御の各々による燃費効果に基づき規定され、この燃費効果が高い制御ほど、設定温度が高くなる。
このように構成された本発明によれば、バッテリ温度が比較的高くなった場合に、燃費効果が低い制御を先に制限し、燃費効果が高い制御を後に制限することができる。したがって、本発明によれば、バッテリ温度に応じた複数の制御の制限に起因する燃費効果の低下を、効果的に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、複数の制御は、ハイブリッド車両が停止したときにエンジンを自動停止させ、この後にハイブリッド車両が発進するときにモータジェネレータから動力を発生させてエンジンを再始動させるアイドリングストップ制御を少なくとも含み、アイドリングストップ制御に対して規定された設定温度は、複数の制御においてアイドリングストップ制御以外の他の制御に対して規定された設定温度のいずれよりも高い。
このように構成された本発明によれば、複数の制御の中でアイドリングストップ制御を最後に制限することができる。これにより、バッテリ温度に応じた複数の制御の制限に起因するドライバに与える違和感及び燃費効果の低下を、より効果的に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、複数の制御は、ハイブリッド車両が加速するときにモータジェネレータから動力を発生させる加速アシスト制御と、ハイブリッド車両が減速するときにモータジェネレータを回生発電させる減速回生制御と、を含み、減速回生制御に対して規定された設定温度は、加速アシスト制御に対して規定された設定温度よりも高い。
このように構成された本発明によれば、減速回生制御を加速アシスト制御よりも後に制限することができる、換言すると加速アシスト制御を減速回生制御よりも先に制限することができる。これによっても、バッテリ温度に応じた複数の制御の制限に起因するドライバに与える違和感及び燃費効果の低下を、より効果的に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、複数の制御は、ハイブリッド車両に設けられた電気負荷に電力を供給するためのモータジェネレータの発電を禁止する無発電制御を更に含み、無発電制御に対して規定された設定温度は、減速回生制御に対して規定された設定温度及び加速アシスト制御に対して規定された設定温度のいずれよりも高い。
このように構成された本発明によれば、無発電制御を減速回生制御及び加速アシスト制御よりも後に制限することができる、換言すると減速回生制御及び加速アシスト制御を無発電制御よりも先に制限することができる。これによっても、バッテリ温度に応じた複数の制御の制限に起因するドライバに与える違和感及び燃費効果の低下を、より効果的に抑制することができる。

本発明によれば、モータジェネレータを利用して複数の制御を行うハイブリッド車両の制御装置において、複数の制御の各々をバッテリの温度に応じて適切に制限することができる。

本発明の実施形態によるハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施形態によるハイブリッド車両の電気的構成を概略的に示すブロック図である。 本発明の実施形態によるリチウムイオン電池（高電圧バッテリ）の充放電制限を概念的に示すグラフである。 本発明の実施形態によるバッテリ充放電制限処理を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるハイブリッド車両の制御装置について説明する。

［装置構成］
まず、本発明の実施形態によるハイブリッド車両の制御装置に関する装置構成について説明する。

図１は、本発明の実施形態によるハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、ハイブリッド車両１は、主に、エンジン１１と、ギヤ駆動式スタータ１２と、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）１３と、リチウムイオン電池１４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７と、鉛蓄電池１９と、高電圧電気負荷２０と、低電圧電気負荷２１と、を有する。以下では、リチウムイオン電池１４の電圧（公称電圧）が鉛蓄電池１９の電圧（公称電圧）よりも高いことから、リチウムイオン電池１４を適宜「高電圧バッテリ１４」と呼び、鉛蓄電池１９を適宜「低電圧バッテリ１９」と呼ぶ。

エンジン１１は、ハイブリッド車両１の駆動力を発生する内燃機関（ガソリンエンジンやディーゼルエンジン）である。エンジン１１の駆動力は、出力軸９、トランスミッション２、減速機３及び駆動軸４を介して、車輪５に伝達される。エンジン１１の出力軸９には、ギヤを介してギヤ駆動式スタータ１２が連結されている。ギヤ駆動式スタータ１２は、ユーザによりイグニッションスイッチ（図示省略）がオンにされると、低電圧バッテリ１９から供給される電力を用いて、エンジン１１を始動する。また、ハイブリッド車両１は、ドライバによるブレーキペダルの操作に応じた制動力を車両１に付与するためのブレーキシステム７を有する。このブレーキシステム７は、例えば電動ブレーキにより構成される。

ＩＳＧ１３は、エンジン１１により駆動されて発電する発電機能と、ハイブリッド車両１の駆動力を発生する電動機能とを備えるモータジェネレータである。ＩＳＧ１３は、ベルト８を介してエンジン１１の出力軸９に連結されている。また、ＩＳＧ１３は、抵抗器６ａ及びスイッチ素子６ｂ、６ｃを介して、高電圧バッテリ１４に電気的に接続されるようになっている。ＩＳＧ１３と高電圧バッテリ１４とを最初に接続する際には、抵抗器６ａが設けられた側のスイッチ素子６ｂをオンにして、突入電流による電子部品などの破損を防止している。そして、この後にスイッチ素子６ｃをオンにして、ＩＳＧ１３と高電圧バッテリ１４との接続を維持するようになっている。基本的には、イグニッションスイッチ（図示省略）がオンにされると、ＩＳＧ１３と高電圧バッテリ１４とが接続され、イグニッションスイッチがオフにされると、ＩＳＧ１３と高電圧バッテリ１４との接続が解除される。

また、ＩＳＧ１３は、発電機能により動作する際は、エンジン１１の出力軸９と連動して回転するロータを磁界中で回転させることにより発電を行う。ＩＳＧ１３は、整流器（図示省略）を内蔵しており、この整流器を用いて、発電した交流電力を直流電力に変換する。ＩＳＧ１３の発電により生成された電力は、高電圧バッテリ１４や低電圧バッテリ１９に供給されて充電されたり、高電圧電気負荷２０や低電圧電気負荷２１に供給されたりする。他方で、ＩＳＧ１３は、電動機能により動作する際は、高電圧バッテリ１４に充電された電力を用いて、ベルト８を介してエンジン１１の出力軸９を駆動する。なお、ＩＳＧ１３における発電機能による動作と電動機能による動作との切り替え時などにおいてベルト８のテンションを調整するために、振り子式可変張力テンショナー（デカップリング・オルタネータ・テンショナー）をベルト８に適用するのがよい。

高電圧バッテリ１４は、直列接続された複数のリチウムイオン電池を含み、低電圧バッテリ１９は、直列接続された複数の鉛蓄電池を含む。例えば、高電圧バッテリ１４の公称電圧はＤＣ２４Ｖであり、低電圧バッテリ１９の公称電圧はＤＣ１２Ｖである。これら高電圧バッテリ１４及び低電圧バッテリ１９は、化学反応によって電気エネルギーを蓄えるものであるため、急速な充放電には不向きであるが、充電容量を確保し易いため、比較的多量の電力を蓄えることができるという特性を有する。

ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は、高電圧バッテリ１４と低電圧バッテリ１９との間に設けられている。ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は、例えば、内蔵するスイッチング素子のオンオフスイッチングによって入力電圧を変化させて出力する。具体的には、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は、高電圧バッテリ１４側から低電圧バッテリ１９側へと供給される電力の電圧を降圧する。例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７は、高電圧バッテリ１４側から供給されるＤＣ２４Ｖ程度の電圧をＤＣ１２Ｖ程度に降圧して低電圧バッテリ１９側へと出力する。バイパススイッチ素子１８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７に並列に接続されている。バイパススイッチ素子１８は、オンにされると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力端及び出力端の間を短絡し、オフにされると、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力端及び出力端の間を開放する。

高電圧電気負荷２０は、例えばＤＣ２４Ｖ程度の電圧で動作する電気負荷であり、低電圧電気負荷２１は、高電圧電気負荷２０よりも低い、例えばＤＣ１２Ｖ程度の電圧で動作する電気負荷である。高電圧電気負荷２０には、ＩＳＧ１３の発電により生成された電力及び高電圧バッテリ１４に充電された電力の少なくともいずれかが供給される。また、低電圧電気負荷２１には、ＩＳＧ１３の発電により生成された電力、高電圧バッテリ１４に充電された電力、及び低電圧バッテリ１９に充電された電力の少なくともいずれかが供給される。１つの例では、高電圧電気負荷２０は、ヒータ（シートヒータなど）などを含み、低電圧電気負荷２１は、電動式パワーステアリング機構（ＥＡＰＳ）やエアコンやオーディオ機器などを含む。

次に、図２は、本発明の実施形態によるハイブリッド車両の電気的構成を概略的に示すブロック図である。

本実施形態においては、ハイブリッド車両１は、図２に示すような制御器１０によって制御される。この制御器１０は、１つ以上のプロセッサ、当該プロセッサ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを記憶するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータにより構成される。

具体的には、図２に示すように、制御器１０は、主に、コンバータ入力電圧センサ３０、バッテリ電流センサ３３、バッテリ電圧センサ３４、及びバッテリ温度センサ３５のそれぞれによって検出されたパラメータに対応する検出信号が入力される。コンバータ入力電圧センサ３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７の入力電圧を検出する。バッテリ電流センサ３３は、高電圧バッテリ１４に流れる電流を検出する。バッテリ電圧センサ３４は、高電圧バッテリ１４の端子電圧を検出する。バッテリ温度センサ３５は、高電圧バッテリ１４の端子温度を検出する。

また、制御器１０は、上述したセンサ３０、３３、３４、３５からの検出信号に基づき、ＩＳＧ１３、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７、ギヤ駆動式スタータ１２、スイッチ素子６ｂ、６ｃ、バイパススイッチ素子１８、高電圧電気負荷２０及び低電圧電気負荷２１のそれぞれに対して制御信号を出力する。こうして、制御器１０は、ＩＳＧ１３の発電動作及び電動動作と、ＤＣ−ＤＣコンバータ１７による降圧動作と、高電圧電気負荷２０、低電圧電気負荷２１及びギヤ駆動式スタータ１２の駆動及び停止と、スイッチ素子６ｂ、６ｃ及びバイパススイッチ素子１８のオンオフと、を制御する。

本実施形態においては、制御器１０は、燃費の改善などを目的としてハイブリッド車両１の運転状態に応じて規定された複数の制御を、少なくともＩＳＧ１３を用いて実行するよう構成されている。この複数の制御は、（１）ハイブリッド車両１が加速するときに、ＩＳＧ１３から動力を発生させてエンジン１１による加速をアシストするための「加速アシスト制御」と、（２）ハイブリッド車両１が減速するときに、ＩＳＧ１３を回生発電させる「減速回生制御」と、（３）所定条件が成立したときに（例えばＩＳＧ１３の発電によるエンジン１１の負荷の増加を抑制すべき状況など）、高電圧電気負荷２０や低電圧電気負荷２１に電力を供給するためのＩＳＧ１３の発電を禁止する「無発電制御」と、（４）ハイブリッド車両１が停止したときにエンジン１１を自動停止させ、この後にハイブリッド車両１が発進するときにＩＳＧ１３から動力を発生させてエンジン１１を再始動させる「アイドリングストップ制御」と、を含む。以下では、このようなＩＳＧ１３を利用して実行される複数の制御を、適宜「ＩＳＧ利用制御」と呼ぶ。

なお、本発明における「ハイブリッド車両の制御装置」は、主に、ＩＳＧ１３、高電圧バッテリ１４、バッテリ温度センサ３５、及び制御器１０によって構成される。また、高電圧バッテリ（リチウムイオン電池）１４は、本発明における「バッテリ」に相当する。

［制御内容］
次に、本発明の実施形態において制御器１０が実行する制御について説明する。最初に、制御器１０が実行する制御の基本概念について説明する。

上述したように、制御器１０は、ＩＳＧ１３を利用して実現されるＩＳＧ利用制御、具体的には加速アシスト制御、減速回生制御、無発電制御及びアイドリングストップ制御という複数の制御を実行する。そして、本実施形態では、制御器１０は、この複数の制御の各々について規定された異なる設定温度を用いて、高電圧バッテリ１４の温度（以下では単に「バッテリ温度」と呼ぶ。）が或る設定温度以上であるときに、複数の制御の中で当該設定温度に対応する制御を禁止する。こうすることで、バッテリ温度に応じて複数の制御を個別に禁止するようにする。換言すると、バッテリ温度が上昇していった場合に、複数の制御を段階的に禁止していくようにする。

特に、本実施形態では、このような設定温度を、複数の制御の各々に対するドライバの感度（感じ易さや認知性に相当する）及び／又は複数の制御の各々による燃費効果に基づき規定する。より詳しくは、ドライバの感度が高い制御ほど、設定温度を高くし、また、燃費効果が高い制御ほど、設定温度を高くする。換言すると、ドライバの感度が低い制御ほど、設定温度を低くし、また、燃費効果が低い制御ほど、設定温度を低くする。こうすることで、ドライバの感度が低い制御や燃費効果が低い制御を先に禁止し、ドライバの感度が高い制御や燃費効果が高い制御を後に禁止するようにする。

上記のような制御を行う理由は以下の通りである。制御器１０は、原則、バッテリ温度が所定の制限温度（例えば６０℃）以上になった場合に、高電圧バッテリ１４の充放電を禁止するようにする。これは、高電圧バッテリ１４が高温により劣化するのを抑制するためである。このように高電圧バッテリ１４の充放電を禁止すると、上述したような複数の制御（ＩＳＧ利用制御）も禁止されて、ドライバに違和感を与えてしまったり、燃費の改善効果が低下してしまったりする。そこで、本実施形態では、複数の制御の各々についてのドライバの感度及び／又は燃費効果に基づき、複数の制御の各々で異なる設定温度（制限温度以下の温度）を規定し、バッテリ温度が或る設定温度以上であるときに、複数の制御の中で当該設定温度に対応する制御を禁止するようにする。

このような複数の制御の各々で異なる設定温度を用いない構成では（以下「比較例」と呼ぶ。）、バッテリ温度が制限温度に達したときに複数の制御の全てが一斉に禁止されることになる。これに対して、本実施形態によれば、複数の制御の各々で異なる、制限温度以下の設定温度を用いるので、バッテリ温度が制限温度に達するまでに複数の制御を個別に段階的に禁止していくことができる。したがって、本実施形態によれば、比較例と比べて、高電圧バッテリ１４の温度上昇を緩やかにし、バッテリ温度が制限温度に達するまでの時間を延長することができる。その結果、高電圧バッテリ１４の充放電を許可できる期間をできる限り維持し、ＩＳＧ利用制御による燃費改善効果を確保することが可能となる。

特に、本実施形態によれば、ドライバの感度及び／又は燃費効果に基づいて複数の制御の各々の設定温度を規定しているので、ドライバの感度が低い制御や燃費効果が低い制御を先に禁止し、ドライバの感度が高い制御や燃費効果が高い制御を後に禁止することができる。したがって、本実施形態によれば、比較例と比べて、バッテリ温度に応じたＩＳＧ利用制御の禁止に起因するドライバに与える違和感及び燃費効果の低下を適切に抑制することができる。

次に、図３を参照して、本発明の実施形態において制御器１０が実行する制御について具体的に説明する。図３は、本発明の実施形態によるバッテリ温度に応じた高電圧バッテリ１４の充放電制限を概念的に示すグラフである。横軸には、バッテリ温度を示しており、縦軸には、高電圧バッテリ１４の充放電量（「ｋＷ」で表される）を示している。

図３において実線で表したグラフは、バッテリ温度に応じた高電圧バッテリ１４の充放電制限量、つまりバッテリ温度に応じて制限される充電量及び放電量を示している。図３のグラフでは、バッテリ温度が温度Ｔ１未満であるときはほぼ一定の充放電制限量が適用され、バッテリ温度が温度Ｔ１（例えば５０℃程度）以上になると充放電制限量が低減され、バッテリ温度が温度Ｔ４（上述した制限温度に対応し、例えば６０℃程度）になると充放電制限量が０になる、つまり高電圧バッテリ１４の充放電が完全に禁止される。このグラフは、高電圧バッテリ１４としてのリチウムイオン電池の温度特性に基づき規定される。

本実施形態では、制御器１０は、まず、バッテリ温度が温度Ｔ１以上になったときに加速アシスト制御を禁止し、次に、バッテリ温度が温度Ｔ２（＞Ｔ１）以上になったときに減速回生制御を禁止し、次に、バッテリ温度が温度Ｔ３（＞Ｔ２）以上になったときに無発電制御を禁止し、次に、バッテリ温度が温度Ｔ４（＞Ｔ３）以上になったときにアイドリングストップ制御を禁止する。こうすることで、制御器１０は、バッテリ温度が上昇していったときに、加速アシスト制御、減速回生制御、無発電制御、アイドリングストップ制御の順でＩＳＧ利用制御を段階的に禁止していくようにする。なお、温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、それぞれ、加速アシスト制御、減速回生制御、無発電制御、アイドリングストップ制御を禁止するための「設定温度」である。

加速アシスト制御は、加速時にエンジン１１の駆動をアシストするためにＩＳＧ１３から駆動力を発生させるものであるので、当該制御の実行に対するドライバの感度は比較的低い。他方で、加速アシスト制御は、加速時のドライバ要求出力の一部をＩＳＧ１３から発生させた電気エネルギーで賄うものであるが、一般的に、この電気エネルギーから運動エネルギーへの変換効率は低い。よって、加速アシスト制御が燃費効果に与える影響は比較的小さい。したがって、本実施形態では、加速アシスト制御に適用する設定温度Ｔ１を一番低く規定し、ＩＳＧ利用制御の中で加速アシスト制御を一番目に禁止するようにする。制御器１０は、加速アシスト制御を禁止した場合、この加速アシスト制御の実行による高電圧バッテリ１４からの放電（電力持ち出し）を禁止する。

減速回生制御は、減速時にＩＳＧ１３を回生発電させるものであるので、当該制御の実行に対するドライバの感度は比較的低い。他方で、減速回生制御は、ブレーキにより熱エネルギーで消費されるエネルギーをＩＳＧ１３の回生により吸収するものであるので、加速アシスト制御よりも燃費効果に与える影響が大きい。したがって、本実施形態では、減速回生制御に適用する設定温度Ｔ２を加速アシスト制御に適用する設定温度Ｔ１よりも高く規定し、ＩＳＧ利用制御の中で減速回生制御を二番目に禁止するようにする。制御器１０は、減速回生制御を禁止した場合、この減速回生制御の実行による高電圧バッテリ１４への充電を禁止する。

無発電制御は、高電圧電気負荷２０や低電圧電気負荷２１に電力を供給するためのＩＳＧ１３の発電を禁止するものである。この無発電制御をバッテリ温度に応じて禁止すると、つまり電力供給のためのＩＳＧ１３の発電を許可すると、基本的には、エンジン１１がＩＳＧ１３の発電のためにドライバ要求出力以上に動作して、エンジン回転数の増加等が生じるので、ドライバに違和感を与える傾向にある。他方で、無発電制御は、電気負荷２０、２１に電力を供給するためのＩＳＧ１３の発電に関係するものなので、燃費効果に与える影響が加速アシスト制御及び減速回生制御よりも大きくなる。したがって、本実施形態では、無発電制御に適用する設定温度Ｔ３を、加速アシスト制御及び減速回生制御のそれぞれに適用する設定温度Ｔ１、Ｔ２よりも高く規定し、ＩＳＧ利用制御の中で無発電制御を三番目に禁止するようにする。制御器１０は、無発電制御を禁止した場合、この無発電制御の実行による高電圧バッテリ１４からの放電（電力持ち出し）を禁止する。

アイドリングストップ制御は、車両停止時にエンジン１１を自動停止させ、この後の車両発進時にＩＳＧ１３によってエンジン１１を再始動させるものなので、ＩＳＧ利用制御の中で燃費効果に与える影響が最も大きい。他方で、アイドリングストップ制御は車両停止時には通常実行されるものであるが、そのように通常実行される制御が突然実行されなくなると、ドライバに大きな違和感を与える。したがって、本実施形態では、アイドリングストップ制御に適用する設定温度Ｔ４を、加速アシスト制御、減速回生制御及び無発電制御のそれぞれに適用する設定温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３よりも高く規定し、ＩＳＧ利用制御の中でアイドリングストップ制御を最後（四番目）に禁止するようにする。制御器１０は、アイドリングストップ制御を禁止した場合、このアイドリングストップ制御の実行による高電圧バッテリ１４からの放電（電力持ち出し）を禁止する。

このように、本実施形態では、設定温度Ｔ１〜Ｔ４を用いてＩＳＧ利用制御を段階的に禁止するため、高電圧バッテリ１４の制限温度Ｔ４付近における温度上昇を緩やかにすることができ、その結果、バッテリ温度上昇に対する充放電制限量の傾きを緩やかにすることができる（図３中の実線で示すグラフ参照）。これに対して、上述した比較例のように、設定温度Ｔ１〜Ｔ４を用いずに、ＩＳＧ利用制御の全てを制限温度Ｔ４において一斉に禁止する場合には、バッテリ温度が制限温度Ｔ４付近になると、バッテリ温度がすぐに制限温度Ｔ４に達するため、バッテリ温度上昇に対する充放電制限量の傾きが急になる（図３中の一点鎖線で示すグラフ参照）。すなわち、比較例では、バッテリ温度が制限温度Ｔ４付近になると、バッテリ温度の充放電がすぐに大きく制限されることとなるが、本実施形態では、バッテリ温度が制限温度Ｔ４付近になっても、そのようなバッテリ温度の充放電の制限をある程度緩和することができる。したがって、本実施形態によれば、ＩＳＧ利用制御による燃費改善効果を確保することが可能となる。

なお、図３では、アイドリングストップ制御を制限する設定温度と、高電圧バッテリ１４の充放電を制限する制限温度とが等しい例を示したが（設定温度＝制限温度＝Ｔ４）、アイドリングストップ制御の設定温度と制限温度とを異ならせてもよい。この場合、アイドリングストップ制御の設定温度を制限温度よりも少なくとも低い温度に規定することになる。

また、図３では、バッテリ温度に応じて制限される充電量と放電量とが等しくなっているが（そのため「充放電量」と１つにまとめている）、バッテリ温度に応じて制限される充電量と放電量とを異ならせてもよい。例えば、放電量の制限を充電量の制限よりも大きくしてもよい。加えて、図３では、高温側での高電圧バッテリ１４の充放電の制限を示したが、実際には、そのような充放電の制限は低温側（例えば−２０℃以下）においても実施される。

次に、図４を参照して、本発明の実施形態において制御器１０が実行する具体的な処理について説明する。図４は、本発明の実施形態によるバッテリ充放電制限処理を示すフローチャートである。このフローは、イグニッションスイッチがオンにされた後に、制御器１０によって所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１０１において、制御器１０は、ハイブリッド車両１の各種情報を取得する。特に、制御器１０は、バッテリ温度センサ３５によって検出された高電圧バッテリ１４の温度（バッテリ温度）を少なくとも取得する。

次に、ステップＳ１０２において、制御器１０は、ステップＳ１０１で取得されたバッテリ温度が所定範囲内であるか否かを判定する。この所定範囲は、高電圧バッテリ１４の充放電を制限すべき、低温側の制限温度及び高温側の制限温度により規定される。１つの例では、所定範囲は、−２０℃〜６０℃である。

ステップＳ１０２の判定の結果、バッテリ温度が所定範囲内でないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、制御器１０は、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１において、制御器１０は、高電圧バッテリ１４の充放電を禁止する。この場合、制御器１０は、高電圧バッテリ１４の充電又は放電が必要となる各種制御（基本的には上述したＩＳＧ利用制御）の実行を禁止する。これに加えて、制御器１０は、スイッチ素子６ｂ、６ｃをオフにし、高電圧バッテリ１４の接続を遮断してもよい。

他方で、ステップＳ１０２の判定の結果、バッテリ温度が所定範囲内であると判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、制御器１０は、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３において、制御器１０は、バッテリ温度が設定温度Ｔ１以上であるか否かを判定する。その結果、バッテリ温度が設定温度Ｔ１以上であると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、制御器１０は、ステップＳ１０４に進み、加速アシスト制御を禁止する。具体的には、制御器１０は、ハイブリッド車両１の加速時にＩＳＧ１３が電動機能による動作を行うことを禁止する。これに対して、バッテリ温度が設定温度Ｔ１未満であると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、制御器１０は、本フローを抜ける。

次いで、ステップＳ１０５において、制御器１０は、バッテリ温度が設定温度Ｔ２以上であるか否かを判定する。その結果、バッテリ温度が設定温度Ｔ２以上であると判定された場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、制御器１０は、ステップＳ１０６に進み、減速回生制御を禁止する。具体的には、制御器１０は、ハイブリッド車両１の減速時にＩＳＧ１３が発電機能による動作を行うことを禁止する。これに対して、バッテリ温度が設定温度Ｔ２未満であると判定された場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、制御器１０は、本フローを抜ける。

次いで、ステップＳ１０７において、制御器１０は、バッテリ温度が設定温度Ｔ３以上であるか否かを判定する。その結果、バッテリ温度が設定温度Ｔ３以上であると判定された場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、制御器１０は、ステップＳ１０８に進み、無発電制御を禁止する。具体的には、制御器１０は、高電圧電気負荷２０や低電圧電気負荷２１に電力を供給するためのＩＳＧ１３の発電を許可する。これに対して、バッテリ温度が設定温度Ｔ３未満であると判定された場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、制御器１０は、本フローを抜ける。

次いで、ステップＳ１０９において、制御器１０は、バッテリ温度が設定温度Ｔ４以上であるか否かを判定する。その結果、バッテリ温度が設定温度Ｔ４以上であると判定された場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、制御器１０は、ステップＳ１１０に進み、アイドリングストップ制御を禁止する。例えば、制御器１０は、ハイブリッド車両１の停止時にエンジン１１が自動停止することを禁止する。この後、制御器１０は、ステップＳ１１１に進み、上述したように高電圧バッテリ１４の充放電を完全に禁止する。他方で、バッテリ温度が設定温度Ｔ４未満であると判定された場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、制御器１０は、本フローを抜ける。

［作用効果］
次に、本発明の実施形態による作用及び効果について説明する。

本実施形態によれば、制御器１０は、ＩＳＧ利用制御における複数の制御の各々について規定された異なる設定温度を用いて、高電圧バッテリ１４のバッテリ温度が或る設定温度以上であるときに、複数の制御の中で当該設定温度に対応する制御を禁止する。こうすることで、バッテリ温度に応じて複数の制御を個別に禁止するようにする。つまり、バッテリ温度が上昇していった場合に、複数の制御を段階的に禁止していくようにする。したがって、本実施形態によれば、複数の制御の各々で異なる設定温度を用いない比較例、つまりバッテリ温度が制限温度Ｔ４に達したときにＩＳＧ利用制御の全てを一斉に禁止する比較例と比べて、ＩＳＧ利用制御の禁止に起因するドライバに与える違和感及び燃費効果の低下を適切に抑制することができる。加えて、本実施形態によれば、比較例と比べて、バッテリ温度が上昇していった時に複数の制御を段階的に禁止するので、制限温度Ｔ４付近でのバッテリ温度の上昇を緩やかにし、バッテリ温度が制限温度Ｔ４に達するまでの時間を延長することができる。その結果、高電圧バッテリ１４の充放電を許可できる期間をできる限り維持し、ＩＳＧ利用制御による燃費改善効果を確保することが可能となる。

また、本実施形態によれば、制御器１０は、ドライバの感度及び／又は燃費効果に基づいて複数の制御の各々の設定温度を規定しているので、ドライバの感度が低い制御や燃費効果が低い制御を先に禁止し、ドライバの感度が高い制御や燃費効果が高い制御を後に禁止することができる。したがって、本実施形態によれば、バッテリ温度に応じたＩＳＧ利用制御の禁止に起因するドライバに与える違和感及び燃費効果の低下を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態によれば、アイドリングストップ制御に対して規定された設定温度Ｔ４が、ＩＳＧ利用制御における他の制御に対して規定された設定温度Ｔ１〜Ｔ３のいずれよりも高いので、ＩＳＧ利用制御の中でアイドリングストップ制御を最後に禁止することができる。これにより、バッテリ温度に応じたＩＳＧ利用制御の禁止に起因するドライバに与える違和感及び燃費効果の低下を、より効果的に抑制することができる。

また、本実施形態によれば、減速回生制御に対して規定された設定温度Ｔ２が、加速アシスト制御に対して規定された設定温度Ｔ１よりも高いので、減速回生制御を加速アシスト制御よりも後に禁止することができる、換言すると加速アシスト制御を減速回生制御よりも先に禁止することができる。これによっても、バッテリ温度に応じたＩＳＧ利用制御の禁止に起因するドライバに与える違和感及び燃費効果の低下を、より効果的に抑制することができる。

また、本実施形態によれば、無発電制御に対して規定された設定温度Ｔ３が、減速回生制御に対して規定された設定温度Ｔ２及び加速アシスト制御に対して規定された設定温度Ｔ１よりも高いので、無発電制御を減速回生制御及び加速アシスト制御よりも後に禁止することができる、換言すると減速回生制御及び加速アシスト制御を無発電制御よりも先に禁止することができる。これによっても、バッテリ温度に応じたＩＳＧ利用制御の禁止に起因するドライバに与える違和感及び燃費効果の低下を、より効果的に抑制することができる。

［変形例］
上述した実施形態では、バッテリ温度が設定温度以上になったときに、この設定温度に対応する制御を禁止していたが、このように制御を禁止しなくてもよい。つまり、他の例では、バッテリ温度が設定温度以上になったときに、この設定温度に対応する制御の実行を許容しつつ、その制御内容を制限するようにしてもよい。例えば、加速アシスト制御では、ＩＳＧ１３によるアシストトルクをバッテリ温度の上昇に応じて徐々に小さくすればよく、減速回生制御では、ＩＳＧ１３による回生トルクをバッテリ温度の上昇に応じて徐々に小さくすればよい。

また、上述した実施形態では、加速アシスト制御、減速回生制御、無発電制御、アイドリングストップ制御の順でＩＳＧ利用制御を禁止していたが、この順でＩＳＧ利用制御を禁止することに限定はされない。複数の制御についてのドライバの感度や燃費効果は、各種の車両の特徴（車両諸元など）や走り方などによって変わるので、それらに応じて、ＩＳＧ利用制御を禁止する順序を設定すればよい。例えば、車重が大きい車両では、減速回生制御の燃費効果が高くなるので、減速回生制御を禁止する順序を上げてもよい。

１ ハイブリッド車両
１０ 制御器
１１ エンジン
１３ ＩＳＧ
１４ リチウムイオン電池（高電圧バッテリ）
１７ ＤＣ−ＤＣコンバータ
１９ 鉛蓄電池（低電圧バッテリ）
２０ 高電圧電気負荷
２１ 低電圧電気負荷
３５ バッテリ温度センサ

Claims (6)

1. ハイブリッド車両の制御装置であって、
   エンジンにより駆動されて発電する発電機能と、ハイブリッド車両を駆動するための動力を発生する電動機能とを備えるモータジェネレータと、
   前記モータジェネレータが発電した電力を充電すると共に、前記モータジェネレータから動力を発生させるように、充電している電力を前記モータジェネレータに供給可能に構成されたバッテリと、
   前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度センサと、
   前記ハイブリッド車両の運転状態に応じて規定された複数の制御を、少なくとも前記モータジェネレータを用いて実行するように構成された制御器と、
   を有し、
   前記制御器は、前記複数の制御の各々について規定された異なる設定温度を用いて、前記バッテリ温度センサによって検出された前記バッテリの温度が前記設定温度以上であるときに、前記複数の制御の中で当該設定温度に対応する制御を制限することにより、前記バッテリの温度に応じて前記複数の制御の各々を個別に制限するように構成されている、ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記設定温度は、前記複数の制御の各々に対するドライバの感度に基づき規定され、このドライバの感度が高い制御ほど、前記設定温度が高くなる、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記設定温度は、前記複数の制御の各々による燃費効果に基づき規定され、この燃費効果が高い制御ほど、前記設定温度が高くなる、請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記複数の制御は、前記ハイブリッド車両が停止したときに前記エンジンを自動停止させ、この後に前記ハイブリッド車両が発進するときに前記モータジェネレータから動力を発生させて前記エンジンを再始動させるアイドリングストップ制御を少なくとも含み、
   前記アイドリングストップ制御に対して規定された前記設定温度は、前記複数の制御において前記アイドリングストップ制御以外の他の制御に対して規定された前記設定温度のいずれよりも高い、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記複数の制御は、前記ハイブリッド車両が加速するときに前記モータジェネレータから動力を発生させる加速アシスト制御と、前記ハイブリッド車両が減速するときに前記モータジェネレータを回生発電させる減速回生制御と、を含み、
   前記減速回生制御に対して規定された前記設定温度は、前記加速アシスト制御に対して規定された前記設定温度よりも高い、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記複数の制御は、前記ハイブリッド車両に設けられた電気負荷に電力を供給するための前記モータジェネレータの発電を禁止する無発電制御を更に含み、
   前記無発電制御に対して規定された前記設定温度は、前記減速回生制御に対して規定された前記設定温度及び前記加速アシスト制御に対して規定された前記設定温度のいずれよりも高い、
   請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。