JP4830970B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の制御装置に関し、より特定的には、エンジンおよびモータを搭載した車両の制御装置に関する。

最近、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド自動車（Hybrid Vehicle）が注目されている。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、インバータを介して直流電源により駆動されるモータを動力源とする自動車である。このようなハイブリッド自動車においては、運転者のアクセル操作量に関係なく、エンジンによる運転とモータによる運転とが自動的に切換えられて、最も効率が良くなるように制御される。つまり、エンジンとモータとがそれぞれ単独、または協同して動作させることにより、燃費向上や排気ガスの大幅な抑制が実現される。

しかしながら、ハイブリッド自動車においても、エンジンは、ガソリン等の化石燃料を燃焼させて駆動力を発生させるとともに、燃焼時に発生したガスを排気ガスとして車外へ排出しているため、エンジンに連結される排気管内には排気ガスを浄化するための触媒を設ける必要がある。このような触媒の浄化作用は、触媒が十分に暖められているときに発揮されるものである。そのため、たとえば長時間停止後のエンジン始動時等においては、触媒の温度を上昇させるための暖機が行なわれている。

たとえば、特開２００２−２８５８８３号公報（特許文献１）は、冷態始動時にバッテリの充電量が十分でなくても、触媒を昇温可能とするハイブリッド車の制御装置を開示する。

これによれば、ＥＣＵは、エンジンの冷態始動時に、２段燃焼モードにより膨張行程で燃料を噴射して三元触媒を昇温しているとき、バッテリの充電容量が所定値以下であるときには、触媒暖機よりも優先して、エンジンによる電気モータの発電を実施し、発電電力でバッテリの充電を行なうことにより、エネルギーの損失による車両の走行不能を防止している。

また、特開２００４−３６４３７１号公報（特許文献２）には、触媒の活性化のための暖機運転中であっても、車両を十分に加速させることができ、かつ未浄化の排気ガスが排出されることを防止できる車両のバッテリ制御装置が開示される。

これによれば、制御手段は、触媒の暖機が必要であると判別された場合に加速要求が検知されると、電動機により車両が駆動され加速要求を満足するように、バッテリの放電可能な温度領域を広げて、バッテリから放電された電力を用いて電動機により車両を駆動させる。
特開２００２−２８５８８３号公報 特開２００４−３６４３７１号公報

しかしながら、特開２００２−２８５８８３号公報に記載のハイブリッド車両の制御装置によれば、バッテリの充電容量が所定値以下であるときには、電気モータによる発電のためにエンジンの出力を増加させることから、触媒暖機中にも拘わらず多量の排気ガスが発生する。そのため、暖機中の触媒の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されることにより、未浄化の排気ガスが排出されてしまうという問題がある。

また、特開２００４―３６４３７１号公報に記載の車両のバッテリ制御装置によれば、触媒の暖機が必要である場合には、バッテリが高温の状態でもバッテリの充放電が許容される構成が開示されているが、充電量（ＳＯＣ：State Of Charge）が低下したことによってバッテリの放電許容電力が制限される場合には、モータから車両を走行させるのに必要な駆動力を発生させることが困難となるため、触媒の暖機中であっても、エンジンからの駆動力により車両をさせなければならない事態に至ってしまう可能性がある。

したがって、暖機中の触媒の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されるのを確実に防止することができないおそれがある。

それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、触媒暖機中における排気性状の低下を確実に防止可能な車両の制御装置を提供することである。

この発明によれば、車両の制御装置は、充放電可能に構成された蓄電機構と、蓄電機構から電力の供給を受けて車輪駆動力を発生する電動機と、燃料の燃焼エネルギーを源に車輪駆動力を発生する内燃機関から排出されるガスを浄化する触媒とを搭載した車両の制御装置である。車両の制御装置は、車両の状態に応じて、電動機および内燃機関の少なくとも一方により車輪駆動力を発生させるための第１の制御手段と、触媒の暖機の要否を判断する判断手段と、判断手段によって触媒の暖機が必要であると判断された場合に、電動機により車輪駆動力を発生させるための第２の制御手段と、第１および第２の制御手段のいずれか一方による制御の実行中に、蓄電機構の充電量に応じて蓄電機構の放電許容電力を制限する放電制限手段とを備える。放電制限手段は、第２の制御手段による制御の実行中であって、蓄電機構の充電量が所定の閾値以下となる場合には、放電許容電力の制限を、第１の制御手段による制御の実行中における放電許容電力の制限よりも緩和する。

上記の車両の制御装置によれば、車両を暖機走行させる場合には、充電量が所定の閾値以下となる領域における蓄電機構の放電許容電力が、通常走行時に設定される放電許容電力を上回るように設定される。そのため、車両の暖機走行を行なうのに必要な駆動力を電動機の発生する駆動力のみで賄うことが可能となる。その結果、エンジンから暖機中の触媒の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されるのを抑制することができる。

好ましくは、放電制限手段は、第２の制御手段による制御の実行中において、蓄電機構の充電量に応じて設定される放電許容電力が、電動機により車輪駆動力を発生させるのに電動機に供給が必要とされる電力以上に維持されるように、放電許容電力の制限を緩和する。

上記の車両の制御装置によれば、車両の暖機走行の実行中に蓄電機構の充電量が減少したときにおいても、蓄電機構の放電許容電力に対する制限が通常走行の実行時よりも緩和されるため、電動機から車両の暖機走行を行なうのに必要な駆動力を発生させることができる。その結果、エンジンから暖機中の触媒の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されるのを確実に抑制することができる。

好ましくは、車両の制御装置は、第１の制御手段による制御の実行中に、蓄電機構の充電量が所定の基準範囲内となるように、蓄電機構の充放電を制御する充放電制御手段をさらに備える。所定の閾値は、所定の基準範囲の下限値以上に設定される。

上記の車両の制御装置によれば、前回走行終了時の充電量が所定の基準範囲の下限値である場合であっても、エンジンから暖機中の触媒の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されるのを確実に抑制することができる。

好ましくは、放電制限手段は、第１の制御手段による制御の実行中、あるいは、第２の制御手段による制御の実行中であって、蓄電機構の充電量が所定の閾値を上回る場合において、蓄電機構の充電量に応じて放電許容電力を設定するための第１のマップと、第２の制御手段による制御の実行中であって、蓄電機構の充電量が所定の閾値以下となる場合において、蓄電機構の充電量に応じて放電許容電力を設定するための第２のマップとを有する。第２のマップは、第１のマップに対して、蓄電機構の充電量が所定の閾値以下となる領域での放電許容電力が相対的に大きくなるように設定される。放電制御手段は、第１および第２のマップの一方から他方へ切替えるときには、放電許容電力を所定の変化率で除変させる。

上記の車両の制御装置によれば、放電許容電力を設定するための第１および第２のマップが相互に切替わる過渡期において、放電許容電力の急激な変化を受けて電動機が発生する駆動力が急激に変化するのが抑制される。その結果、車両のドライバビリティを維持することができる。

好ましくは、所定の変化率は、第１および第２のマップのいずれか一方において放電許容電力を除変させるための変化率よりも高くなるように設定される。

上記の車両の制御装置によれば、第１および第２のマップが相互に切替わる過渡期における放電許容電力の変化率を、第１および第２のマップの各々で設定される変化率よりも高い値に設定することにより、当該過渡期において蓄電機構の出力不足によって排気性状が悪化するのを防止することができる。その結果、車両のドライバビリティの維持と排気性状の向上とを両立させることができる。

好ましくは、蓄電機構は、複数の蓄電部が直列に接続されて構成される。取得手段は、各複数の蓄電部の充電量を取得する。放電制限手段は、取得手段によって取得された複数の蓄電部の充電量のばらつきが所定値以下の場合には、蓄電機構の充電量に応じて放電許容電力を制限する一方で、複数の蓄電部の充電量のばらつきが所定値を超える場合には、充電量が最小となる蓄電部の充電量に応じて放電許容電力を制限する。

上記の車両の制御装置によれば、複数の蓄電部のうちの充電量が最小となる蓄電部の充電量に応じて放電許容電力を制限することによって、より確実に、車両の暖機走行を行なうのに必要な駆動力を電動機の発生する駆動力のみで賄うことが可能となる。その結果、エンジンから暖機中の触媒の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されるのを確実に抑制することができる。

この発明によれば、エンジンおよびモータを搭載した車両において、エンジンの触媒暖機の実行中に排気性能が悪化するのを確実に防止することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

図１は、この発明に従う車両の制御装置の搭載例として示されるハイブリッド車両の構成を示す概略ブロック図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エンジンＥＮＧと、動力分割機構５０と、電動機の代表例として示されるモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、減速機５４と、駆動軸５２と、車輪（駆動輪）６２とを備える。ハイブリッド車両は、さらに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するための、バッテリＢ、ＰＣＵ（Power Control Unit）２０および制御装置３０を備える。

エンジンＥＮＧは、ガソリン等の燃料の燃焼エネルギーを源として駆動力を発生する。エンジンＥＮＧには、燃料を燃焼することにより発生する排気ガスを排出する排気管７０が連結されている。この排気管７０には、排気ガスを浄化する触媒７２が設けられている。この触媒７２は、炭化水素や一酸化炭素を酸化して、二酸化炭素や水分にするとともに、窒素酸化物を還元する、いわゆる三元触媒である。この触媒７２が浄化作用を発揮するためには、十分に暖められている必要がある。そのため、長時間停止後等のエンジンＥＮＧの始動時には、触媒７２の温度が低いため、温度を上昇させる暖機が行なう必要がある。

本実施の形態においては、後述するように、触媒７２の暖機が必要であるか否かを触媒温度Ｔｃに基づいて判断している。そのため、排気管７０上であって、触媒７２付近には触媒温度Ｔｃを検出するための温度センサ７４が設けられている。

動力分割機構５０は、エンジンＥＮＧの発生する駆動力を、駆動軸５２への経路とモータジェネレータＭＧ１への経路とに分割可能に構成される。動力分割機構５０には、たとえば遊星歯車機構が用いられる。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、発電機としても電動機としても機能し得るが、モータジェネレータＭＧ１は概ね発電機として機能することが多いため「発電機」と呼ばれることがあり、モータジェネレータＭＧ２は主として電動機として動作するため「電動機」と呼ばれることがある。

モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構５０を介して伝達されたエンジンＥＮＧからの駆動力によって回転されて発電する。モータジェネレータＭＧ１による発電電力は、インバータ２２に供給され、バッテリＢの充電電力として、あるいはモータジェネレータＭＧ２の駆動電力として用いられる。

モータジェネレータＭＧ２は、インバータ１４から供給された交流電力によって回転駆動される。モータジェネレータＭＧ２によって生じた駆動力は、減速機５４を介して駆動軸６０へ伝達される。なお、駆動軸６０にて駆動される車輪６２以外の車輪（図示せず）については、単なる従動輪としてもよいが、さらに図示しない別のモータジェネレータにて駆動されるように構成して、いわゆる電動の四輪駆動システムを構成するようにしてもよい。

また、回生制動動作時にモータジェネレータＭＧ２が車輪６２の減速に伴なって回転される場合には、モータジェネレータＭＧ２に生じた起電力（交流電力）がインバータ１４へ供給される。この場合には、インバータ１４が供給された交流電力を直流電力に変換してバッテリＢへ供給することにより、バッテリＢが充電される。

バッテリＢとしては、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池を適用可能である。なお、ハイブリッド車両では、バッテリＢに代えて、電気二重層キャパシタなどを適用可能であるが、以下、本実施の形態では、二次電池で構成されたバッテリＢを「蓄電機構」とする構成について説明する。

電圧センサ１０は、バッテリＢの充放電電圧値Ｖｂを検出し、その検出結果を制御装置３０へ出力する。電流センサ２６は、電源ライン６に介装され、バッテリＢの充放電時に用いられる充放電電流値Ｉｂを検出し、その検出結果を制御装置３０へ出力する。温度センサ１１は、バッテリＢを構成する電池セルなどに近接して配置され、バッテリＢの内部温度であるバッテリ温度Ｔｂを検出し、その検出結果を制御装置３０へ出力する。

ＰＣＵ２０は、昇圧コンバータ１２と、平滑コンデンサＣ２と、インバータ１４，２２とを含む。

非絶縁型の昇圧チョッパを構成する昇圧コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、スイッチング制御される電力用半導体素子（以下、「スイッチング素子」と称する）Ｑ１，Ｑ２とを含む。リアクトルＬ１は、スイッチング素子Ｑ１およびＱ２の接続ノードと電源ライン７との間に接続される。また、平滑コンデンサＣ２は、電源ライン７および接地ライン８の間に接続される。

スイッチング素子Ｑ１およびＱ２は、電源ライン７および接地ライン８の間に直列に接続される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のオンオフは、制御装置３０からのスイッチング制御信号ＰＷＭＣによって制御される。

この発明の実施の形態において、スイッチング素子としては、代表的にはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が適用される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に対しては、逆並列ダイオードＤ１，Ｄ２が配置されている。

インバータ１４は、電源ライン７と接地ライン８との間に並列に設けられる、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とから成る。各相アームは、電源ライン７および接地ライン８の間に直列接続されたスイッチング素子から構成される。たとえば、Ｕ相アーム１５は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８から成る。また、各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８には、逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６のオンオフは、制御装置３０からのスイッチング制御信号ＰＷＭＩ２によって制御される。

モータジェネレータＭＧ２は、固定子に設けられたＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルと、図示しない回転子とを含む。Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルの一端は、中性点で互いに接続され、その他端は、インバータ１４のＵ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７と接続される。インバータ１４は、制御装置３０からのスイッチング制御信号ＰＷＭＩ２に応答したスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のオンオフ制御（スイッチング制御）により、昇圧コンバータ１２およびモータジェネレータＭＧ２の間で双方向の電力変換を行なう。

具体的には、インバータ１４は、制御装置３０によるスイッチング制御に従って、電源ライン７から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ２へ出力することができる。これにより、モータジェネレータＭＧ２は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ１４は、車両の回生制動時、車輪６２からの回転力を受けてモータジェネレータＭＧ２が発電した３相交流電圧を制御装置３０によるスイッチング制御に従って直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ライン７へ出力することができる。

なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド車両を運転する運転者によるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴なう制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。

インバータ２２は、インバータ１４と同様に構成されて、スイッチング制御信号ＰＷＭＩ１によってオンオフ制御されるスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８および、逆並列ダイオードＤ３〜Ｄ８を含んで構成される。

モータジェネレータＭＧ１は、モータジェネレータＭＧ２と同様に構成されて、固定子に設けられたＵ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルと、図示しない回転子とを含む。Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルの一端は、中性点で互いに接続され、その他端は、インバータ２２のＵ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７と接続される。インバータ２２は、制御装置３０からのスイッチング制御信号ＰＷＭＩ１に応答したスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８のスイッチング制御により、昇圧コンバータ１２およびモータジェネレータＭＧ１の間で双方向の電力変換を行なう。

具体的には、インバータ２２は、制御装置３０によるスイッチング制御に従って、電源ライン７から受ける直流電圧を３相交流電圧に変換し、その変換した３相交流電圧をモータジェネレータＭＧ１へ出力することができる。これにより、モータジェネレータＭＧ１は、指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ２２は、エンジンＥＮＧの出力を受けてモータジェネレータＭＧ１が発電した３相交流電圧を制御装置３０によるスイッチング制御に従って直流電圧に変換し、その変換した直流電圧を電源ライン７へ出力することもできる。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２には電流センサ２４，２８が設けられる。三相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの瞬時値の和は零であるので、図１に示すように電流センサ２４，２８は２相分のモータ電流（ｉｖ，ｉｗ）を検出するように配置すれば足りる。電流センサ２４，２８によって検出されたモータジェネレータＭＧ１のモータ電流ＭＣＲＴ１およびモータジェネレータＭＧ２のモータ電流ＭＣＲＴ２は、制御装置３０へ入力される。さらに、制御装置３０には、図示しないアクセル開度センサから運転者により操作されたアクセルペダルの開度を表わす信号が入力されるとともに、図示しない車輪速センサから車速を表わす信号が入力される。

電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）で構成される制御装置３０は、マイクロコンピュータ、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）を含んで構成され、所定のプログラム処理に従って、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数やトルクの配分等の制御量を決定し、その決定した制御量に基づいてエンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。このとき、制御装置３０は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対しては、決定した制御量に従ってモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２が動作するように、昇圧コンバータ１２およびインバータ１４，２２のスイッチング制御のためのスイッチング制御信号ＰＷＭＣ（昇圧コンバータ１２）、ＰＷＭＩ１（インバータ２２）、およびＰＷＭＩ２（インバータ１４）を生成する。

さらに、制御装置３０には、温度センサ７４によって検出された触媒７２の温度（触媒温度）Ｔｃが入力される。制御装置３０は、イグニッションスイッチ（図示せず）がオンされたことに応じて車両システムが起動すると、温度センサ７４から入力された触媒温度Ｔｃに基づいて触媒の暖機が必要であるか否かを判断する。具体的には、触媒温度Ｔｃが上述した浄化作用を発揮するための所定の閾値温度を下回るときには、制御装置３０は、触媒７４の暖機が必要であると判断する。

なお、触媒７４の暖機が必要であるか否かの判断は、イグニッションスイッチがオンされてからの経過時間、または車両システムが起動してからの経過時間を計測することによって行なうようにしてもよい。

そして、触媒７４の暖機が必要であると判断された場合には、制御装置３０は、バッテリＢから電力が供給されたモータジェネレータＭＧ２からの駆動力で車両を走行させる暖機走行を実行する。この暖機走行においては、エンジンＥＮＧは、暖機中の触媒が浄化可能な範囲内の排気ガスを排出するように制御される。このときエンジンＥＮＧで発生した駆動力は車両の走行に用いられず、車両は、モータジェネレータＭＧ２で発生した駆動力により走行する。

（制御装置の制御構造）
以下、制御装置３０における車両の暖機走行を実現するための制御構造について説明する。

図２は、制御装置３０の制御構造を示すブロック図である。
図２を参照して、制御装置３０は、エンジン制御部３２と、バッテリ制御部３４と、許容電力設定部３６と、トルク指令値演算部３８と、インバータ入力電圧指令演算部４０と、コンバータ用デューティー比演算部４２と、コンバータ用ＰＷＭ信号変換部４４と、モータ制御用相電圧演算部４６と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４８とを含む。

エンジン制御部３２は、エンジンＥＮＧの動作状態を制御する。エンジン制御部３２には、温度センサ７４によって検出された触媒温度Ｔｃが入力される。エンジン制御部３２は、触媒温度Ｔｃが浄化作用を発揮するための所定の閾値温度を下回るときには、触媒７２の暖機が必要であると判断し、触媒暖機の要求を指示する信号（触媒暖機要求）を生成して許容電力設定部３６へ出力する。

バッテリ制御部３４は、バッテリＢの充放電状態を管理制御する。具体的には、バッテリ制御部３４は、電圧センサ１０から受けた充放電電圧値Ｖｂと、電流センサ２６から受けた充放電電流値Ｉｂと、温度センサ１１から受けたバッテリ温度Ｔｂとに基づいて、バッテリＢの充電量（ＳＯＣ：State Of Charge）を算出する。算出されたバッテリＢのＳＯＣは許容電力設定部３６に入力される。

バッテリＢのＳＯＣを算出する構成については、様々な周知の技術を用いることができるが、一例として、バッテリ制御部３４は、開回路電圧値から算出される暫定ＳＯＣと、充放電電流値の積算値から算出される補正ＳＯＣとを加算することでＳＯＣを導出する。具体的には、バッテリ制御部３４は、各時点における充放電電流値Ｉｂおよび充放電電圧値ＶｂからバッテリＢの開回路電圧値を算出し、当該開回路電圧値を予め実験的に測定されたバッテリＢの基準状態におけるＳＯＣと開回路電圧値との関係を示す基準充放電特性に適用することで、バッテリＢの暫定ＳＯＣを算出する。さらに、バッテリ制御部３４は、充放電電流値Ｉｂを積算して補正ＳＯＣを算出し、この補正ＳＯＣに暫定ＳＯＣを加算することでＳＯＣを導出する。

許容電力設定部３６は、算出されたバッテリＢのＳＯＣに基づいて、後述する方法によって許容電力（充電許容電力Ｗｉｎ（ｎ）および放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ））を設定する。許容電力Ｗｉｎ（ｎ）および放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）は、その化学反応的な限界で規定される、制御タイミングｔ（ｎ）における充電電力および放電電力の短時間の制限値である。

そのため、許容電力設定部３６は、予め実験的に取得されたバッテリＢのＳＯＣおよびバッテリ温度Ｔｂをパラメータとして規定された許容電力マップを格納しておき、算出されるＳＯＣおよびバッテリ温度Ｔｂに基づいて、制御タイミングｔ（ｎ）における許容電力を設定する。そして、許容電力設定部３６は、その設定した制御タイミングｔ（ｎ）における充電許容電力Ｗｉｎ（ｎ）および放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）をトルク指令値演算部３８へ出力する。

トルク指令値演算部３８には、バッテリＢの充電許容電力Ｗｉｎ（ｎ）および放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）の他に、アクセル開度センサ（図示せず）からのアクセル開度信号および車輪速センサ（図示せず）からの車速信号が入力される。また、トルク指令値演算部３８には、エンジン制御部３２から、エンジン回転数センサ（図示せず）にて検出されたエンジン回転数を表わすエンジン回転数信号が入力される。

トルク指令値演算部３８は、これらの入力信号およびメモリに保存されたプログラム等に基づいて演算処理を行なうことによって、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数やトルクの配分等の制御量を決定する。そして、トルク指令値演算部３８は、その決定したモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数ＭＲＮ１，ＭＲ２およびトルクの配分を指示するトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２を、インバータ入力電圧指令演算部４０へ出力する。また、当該トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２をモータ制御用相電圧演算部４６へ出力する。

インバータ入力電圧指令演算部４０は、トルク指令値演算部３８からのトルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に基づいてインバータ入力電圧Ｖｍの最適値（目標値）、すなわち電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍをコンバータ用デューティー比演算部４２へ出力する。

コンバータ用デューティー比演算部４２は、電圧センサ１０から充放電電流値Ｖｂを受け、電圧センサ１３から電圧Ｖｍ（＝インバータ入力電圧）を受け、インバータ入力電圧指令演算部４０から電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍを受けると、充放電電圧値Ｖｂに基づいて、インバータ入力電圧Ｖｍを電圧指令Ｖｄｃ＿ｃｏｍに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比をコンバータ用ＰＷＭ信号変換部４４へ出力する。

コンバータ用ＰＷＭ信号変換部４４は、コンバータ用デューティー比演算部４２からのデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＭＣを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣを昇圧コンバータ１２へ出力する。

モータ制御用相電圧演算部４６は、インバータ入力電圧Ｖｍを電圧センサ１３から受け、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２を電流センサ２４，２８からそれぞれ受け、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２をトルク指令値演算部３８から受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４６は、これらの入力信号に基づいて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各相のコイルに印加する電圧の操作量を出力する。

インバータ用ＰＷＭ信号変換部４８は、モータ制御用相電圧演算部４６からの電圧の操作量に基づいて、実際にインバータ１４の各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩ１およびインバータ２２の各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１，ＰＷＭＩ２を対応するインバータの各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８へ出力する。

これにより、各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、対応するモータジェネレータが指令されたトルクを出力するように当該モータジェネレータの各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２が制御され、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２に応じたモータトルクが出力される。

以上のような制御構造を採用することによって、通常走行時においては、制御装置３０は、車両の走行状態およびバッテリＢの充電状態等に基づいて、エンジンＥＮＧおよびモータジェネレータＭＧ２の少なくともいずれか一方から駆動力を発生させる。このとき、制御装置３０が、運転者のアクセル操作量に関係なく、エンジンＥＮＧによる運転とモータジェネレータＭＧ２による運転とを自動的に切替えて、最も効率が良くなるように制御することによって、燃費向上および排気ガスの大幅な抑制を実現している。

その一方で、触媒温度Ｔｃが所定の閾値温度よりも低く、エンジン制御部３２から触媒暖機要求が発せられた場合には、制御装置３０は、車両を暖機走行させる。具体的には、制御装置３０は、エンジンＥＮＧを発進時に無負荷状態で起動し、エンジンＥＮＧが排出する排気ガスにより所望の暖機が実現するまでアイドリング回転数で駆動させるとともに、バッテリＢから電力が供給されたモータジェネレータＭＧ２から車両の走行に必要な駆動力を発生させる。

しかしながら、この暖機走行において、バッテリＢのＳＯＣが低下したことによってバッテリＢの放電許容電力が制限される場合には、モータジェネレータＭＧ２から車両を走行させるのに必要な駆動力を発生させることが困難となるため、触媒の暖機中であっても、車両を走行させるのに必要な出力でエンジンＥＮＧを駆動させなければならない。したがって、暖機中の触媒７２の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されてしまうという問題が生じる。

図３は、バッテリＢの放電許容電力Ｗｏｕｔの設定動作を説明するための図である。
図３を参照して、ラインＬＮ１は、通常走行時において設定されるバッテリＢの放電許容電力ＷｏｕｔとバッテリＢのＳＯＣとの関係を表わす。ラインＬＮ１に示されるように、バッテリＢの放電許容電力Ｗｏｕｔは、バッテリＢのＳＯＣが所定の基準範囲内にあるときには略一定の電力が確保される。

なお、所定の基準範囲は、回生電力を受け入れ可能なように、また、要求に応じて直ちにモータジェネレータに電力を供給可能なように、満充電の状態（１００％）と全く充電されていない状態（０％）とのおおよそ中間付近に設定される。一例として基準範囲は、その下限Ｘｍｉｎが４０％に設定され、その上限Ｘｍａｘが８０％に設定される。

そして、バッテリＢのＳＯＣが該基準範囲の下限Ｘｍｉｎ％を下回ると、放電許容電力Ｗｏｕｔは、ＳＯＣが小さくなるほど低下するように制限される。すなわち、バッテリＢのＳＯＣが基準範囲の下限Ｘｍｉｎ％を下回ると、バッテリＢの放電電力が制限される放電制限制御が開始される。

ここで、長時間停止後などで触媒７２の暖機が必要であると判断された場合であって、前回走行終了時のＳＯＣが下限Ｘｍｉｎ％に近い所定値Ｘｔｈ％であるケースを考える。

このようなケースでは、モータジェネレータＭＧ２から車両の走行に必要な駆動力を発生させるために、バッテリＢの放電電力がモータジェネレータＭＧ２に供給される。このとき、バッテリＢのＳＯＣが基準範囲の下限Ｘｍｉｎ％を下回ると、放電許容電力Ｗｏｕｔは、図３のラインＬＮ１の関係に従ってその電力量が制限される。そのため、放電許容電力Ｗｏｕｔが車両の暖機走行に必要な電池出力Ｐｅｖを満たさないために、その不足分の出力を補うようにエンジンＥＮＧを駆動させる必要が生じる。

図３の例では、車両の暖機走行を行なうことによって、バッテリＢのＳＯＣは所定値Ｘｔｈ％からＸ１％にまで減少する。ＳＯＣがＸ１％のときには、放電許容電力Ｗｏｕｔ（＝Ｗ１）が車両の暖機走行に必要な電池出力Ｐｅｖを大きく下回っている。したがって、両者の差分（＝Ｐｅｖ−Ｗ１）を出力するようにエンジンＥＮＧを駆動させるため、上述したような暖機中の触媒７２の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されるという問題が発生する。

そこで、本実施の形態に係る車両の制御装置は、このような暖機走行時の排気性状の悪化を防止するために、車両の暖機走行時には、バッテリＢの放電制限制御における制限を、車両の通常走行時よりも緩和する構成とする。

詳細には、図３のラインＬＮ２で示されるように、ＳＯＣが基準範囲の下限Ｘｍｉｎ％を下回る領域において、暖機走行時の放電許容電力Ｗｏｕｔは、通常走行時に設定される放電許容電力Ｗｏｕｔを上回るように設定される。

このときの放電許容電力Ｗｏｕｔは、車両の暖機走行に必要なＳＯＣに基づいて、車両の暖機走行の実行中においては、常に暖機走行に必要な電池出力Ｐｅｖ以上となるように設定される。なお、車両の暖機走行に必要なＳＯＣとは、車両の暖機走行に必要な総エネルギーをバッテリＢのＳＯＣに換算したものである。

したがって、バッテリＢのＳＯＣがＸｔｈ％からＸ１％に減少したときにおいても、放電許容電力Ｗｏｕｔは暖機走行に必要な電池出力Ｐｅｖを満たしている。これにより、車両の暖機走行を行なうのに必要な駆動力をモータジェネレータＭＧ２の発生する駆動力のみで賄うことができる。その結果、エンジンＥＮＧから暖機中の触媒７２の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されるのを抑制することができる。

以上に述べたようなバッテリＢの放電制限制御は、図２の制御装置３０における許容電力設定部３６によって行なわれる。具体的には、許容電力設定部３６は、放電許容電力Ｗｏｕｔを設定するための放電許容電力マップを図示しないＲＯＭから読出し、その読出した放電許容電力マップを用いて、バッテリＢのＳＯＣおよびバッテリ温度Ｔｂに基づいて放電許容電力Ｗｏｕｔを設定する。

放電許容電力マップは、バッテリＢのＳＯＣおよびバッテリ温度Ｔｂに応じた放電許容電力Ｗｏｕｔがマップ化されている。許容電力設定部３６は、エンジン制御部３２からの触媒暖機を要求する信号（触媒暖機要求）がＨ（論理ハイ）レベルのときであって、かつ、バッテリＢのＳＯＣが所定値Ｘｔｈ％以下のときには、Ｗｏｕｔ拡大時用の放電許容電力マップを読出し、その読出した放電許容電力マップを用いて放電許容電力Ｗｏｕｔを設定する。

一方、触媒暖機要求がＬ（論理ロー）レベルのとき、あるいは、触媒暖機要求がＨレベルのときであってもバッテリＢのＳＯＣが所定値Ｘｔｈ％を上回るときには、許容電力設定部３６は、通常走行時用の放電許容電力マップを読出し、その読出した放電許容電力マップを用いて放電許容電力Ｗｏｕｔを設定する。

図４および図５は、放電許容電力マップの一例を示す図である。図４は、通常走行時の放電許容電力マップを示し、図５は、Ｗｏｕｔ拡大時用の放電許容電力マップを示す。

図４を参照して、通常走行時用の放電許容電力マップでは、上記図３に示したようなバッテリＢのＳＯＣと放電許容電力Ｗｏｕｔとの関係が、様々なバッテリ温度Ｔｂに対応して設定される。図中のラインｋ１はバッテリ温度ＴｂがＴ１のときの関係を示しており、ラインｋ２はバッテリ温度ＴｂがＴ１よりも高いＴ２のときの関係を示している。バッテリ温度Ｔｂが低くなるほど放電許容電力Ｗｏｕｔが小さくなるように設定されている。

一方、図５を参照して、Ｗｏｕｔ拡大時の放電許容電力マップでは、図４に示した通常走行時用の放電許容電力マップに対して低ＳＯＣ領域における放電許容電力Ｗｏｕｔが拡大されている。図中のラインｋ３およびｋ４は、バッテリ温度ＴｂがＴ１およびＴ２のときの関係をそれぞれ示しており、図４のラインｋ１およびｋ２に対して低ＳＯＣ領域の放電許容電力Ｗｏｕｔがそれぞれ拡大されている。

（放電許容電力のレート制御）
ここで、車両を暖機走行させるときに、バッテリＢのＳＯＣに応じて、許容電力設定部３６において用いられるマップを通常走行時用のマップからＷｏｕｔ拡大時用のマップへの切替えを行なう構成とした場合には、その切替えタイミングにおいては、放電許容電力Ｗｏｕｔが急激に増加することになる。そして、この放電許容電力Ｗｏｕｔの急激な増加に応じて、バッテリＢからの供給電力によりモータジェネレータＭＧ２が発生する駆動力も急激に増加する。

同様に、Ｗｏｕｔ拡大時用のマップから通常走行時用のマップへの切替えタイミングにおいても、放電許容電力Ｗｏｕｔの急激な減少を受けてモータジェネレータＭＧ２が発生する駆動力が急激に減少する。したがって、放電許容電力マップの切替えタイミングごとに駆動力に不連続部分が発生し、この不連続部分が車両に振動を与える。これは、車両のドライバビリティの低下に繋がる。

その一方で、このような車両の振動を回避するために放電許容電力Ｗｏｕｔを一定のレートで漸増または漸減させる構成とすると、暖機走行の開始直後において十分な電池出力が得られず、モータジェネレータＭＧ２が車両の走行に必要な駆動力を発生できない可能性がある。したがって、上述した、暖機中の触媒７２の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されるという問題を完全に解消することが困難となる。

そこで、本実施の形態では、ドライバビリティの維持と排気性状の向上とを両立させるために、放電許容電力マップが切替わる過渡期においては、放電許容電力Ｗｏｕｔを除変させるためのレート（以下、除変レートとも称する）を一時的に上昇させる構成とする。

図６は、図２における許容電力設定部３６の制御構造を示すブロック図である。
図６を参照して、許容電力設定部３６は、目標放電許容電力決定部３６０と、Ｗｏｕｔ除変レート設定部３６２と、放電許容電力設定部３６４とを含む。

目標放電許容電力決定部３６０は、図示しないバッテリ制御部３４により算出されたバッテリＢのＳＯＣおよび温度センサ１１からのバッテリ温度Ｔｂに基づいて、制御タイミングｔ（ｎ）における放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）の目標値（以下、目標放電許容電力とも称する）Ｗｏｕｔ＊（ｎ）を決定する。

このとき、目標放電許容電力決定部３６０は、触媒暖機要求がＨレベルであって、かつ、バッテリＢのＳＯＣが所定値Ｘｔｈ％以下のときには、Ｗｏｕｔ拡大時用の放電許容電力マップ（図５）を用いて目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）を決定する。一方、触媒暖機要求がＬレベルのとき、あるいは、触媒暖機要求がＨレベルのときであってもバッテリＢのＳＯＣが所定値Ｘｔｈ％を上回るときには、通常走行時用の放電許容電力マップ（図４）を用いて目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）を決定する。

さらに、目標放電許容電力決定部３６０は、放電許容電力マップを通常走行時用のマップからＷｏｕｔ拡大時用のマップへ切替えたことに並行して、低ＳＯＣ領域の放電許容電力Ｗｏｕｔが拡大されていることを指示するフラグである、Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥをオン状態にセットする。なお、このＷｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥは、放電許容電力マップがＷｏｕｔ拡大時用のマップから通常走行時用のマップへ切替えられたときには、オフ状態にリセットされる。

目標放電許容電力決定部３６０は、目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）とともに、Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥをＷｏｕｔ除変レート設定部３６２へ出力する。

Ｗｏｕｔ除変レート設定部３６２は、目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）およびＷｏｕｔ中拡大フラグＦＷＥを受けると、制御タイミングｔ（ｎ）において指令値として用いられる放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）を算出するための除変レートＷＲを設定する。これにより、制御タイミングｔ（ｎ）における放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）は、目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）を最終値として、設定された除変レートＷＲに従って連続的に変化する。

また、Ｗｏｕｔ除変レート設定部３６２は、Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥを受けると、後述する方法によってエッジ検出フラグＦＥＤをセット／リセットして放電許容電力設定部３６４へ出力する。

放電許容電力設定部３６４は、Ｗｏｕｔ除変レート設定部３６２により設定された除変レートＷＲを用いて制御タイミングｔ（ｎ）における放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）を演算する。そして、放電許容電力設定部３６４は、その演算した放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）をトルク指令値演算部３８（図２）へ出力する。

以下に、図７を用いて、Ｗｏｕｔ除変レート設定部３６２が行なう除変レートＷＲの設定動作について説明する。

図７は、許容電力設定部３６が行なう除変レートＷＲの設定動作を説明するためのタイミングチャートである。

図７を参照して、時刻ｔ１において触媒暖機要求がＬレベルからＨレベルに立上ると、目標放電許容電力決定部３６０は、バッテリＢのＳＯＣが所定値Ｘｔｈ％以下であるか否かを判定する。ＳＯＣが所定値Ｘｔｈ％以下である場合には、時刻ｔ１以降の時刻ｔ２において、目標放電許容電力決定部３６０は、Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥをオンにセットする。

このとき、Ｗｏｕｔ除変レート設定部３６２は、目標放電許容電力決定部３６０から入力されるＷｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥを監視しており、Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥにオフからオンへの立上りが検出されたことに応じて、時刻ｔ３において、エッジ検出フラグＦＥＤをオン状態にセットする。

なお、エッジ検出フラグＦＥＤは、Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥがセット／リセットされるタイミングを検出してオン状態にセットされるフラグである。すなわち、エッジ検出フラグＦＥＤによって、放電許容電力マップの切替えタイミングが指示される。

そして、エッジ検出フラグＦＥＤがセットされると、Ｗｏｕｔ除変レート設定部３６２は、除変レートＷＲを、通常走行時に用いられる除変レートＷＲＬから当該除変レートＷＲＬよりも高い除変レートＷＲＨへ変更する。

放電許容電力設定部３６４は、変更後の除変レートＷＲＨを用いて制御タイミングｔ（ｎ）における放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）を演算する。これにより、放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）は、時刻ｔ３以降、除変レートＷＲＨに従って増加する。そして、時刻ｔ４において、放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）が目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）以上であることが確認されると、Ｗｏｕｔ除変レート設定部３６２は、エッジ検出フラグＦＥＤをオフ状態にリセットする。

エッジ検出フラグＦＥＤがリセットされると、Ｗｏｕｔ除変レート設定部３６２は、除変レートＷＲを、除変レートＷＲＨから通常走行時に用いられる除変レートＷＲＬへ変更する。これにより、時刻ｔ４以降においては、放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）は、除変レートＷＲＬに従って減少する。

このような除変レートＷＲの変更は、放電許容電力マップをＷｏｕｔ拡大時用のマップから通常走行時用のマップへ切替えるタイミングにおいても同様に行なわれる。

詳細には、図７を参照して、時刻ｔ５において触媒暖機要求がＨレベルからＬレベルに立下った場合には、目標放電許容電力決定部３６０は、時刻ｔ５以降の時刻ｔ６においてＷｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥをオフにリセットする。

このとき、Ｗｏｕｔ除変レート設定部３６２は、Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥにオンからオフへの立下りが検出されたことに応じて、時刻ｔ７において、エッジ検出フラグＦＥＤをオン状態にセットする。

そして、エッジ検出フラグＦＥＤがセットされると、Ｗｏｕｔ除変レート設定部３６２は、除変レートＷＲを、通常走行時に用いられる除変レートＷＲＬから当該除変レートＷＲＬよりも高い除変レートＷＲＨへ変更する。放電許容電力設定部３６４は、変更後の除変レートＷＲＨを用いて制御タイミングｔ（ｎ）における放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）を演算する。

これにより、放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）は、時刻ｔ７以降、除変レートＷＲＨに従って減少する。そして、時刻ｔ８において、放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）が目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）以下であることが確認されると、Ｗｏｕｔ除変レート設定部３６２は、エッジ検出フラグＦＥＤをオフ状態にリセットする。

エッジ検出フラグＦＥＤがリセットされると、Ｗｏｕｔ除変レート設定部３６２は、除変レートＷＲを、除変レートＷＲＨから通常走行時に用いられる除変レートＷＲＬへ変更する。これにより、時刻ｔ８以降においては、放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）は、除変レートＷＲＬに従って減少する。

なお、図７のように、車両を暖機走行から通常走行へ切替えるのに連動して、放電許容電力マップをＷｏｕｔ拡大時用のマップから通常走行時用のマップに切替える場合においては、上述したような車両の排気性状への影響度が比較的小さいと考えられるが、通常走行に必要な電力を上回る電力がバッテリＢから無駄に持ち出されるのを防止することができる点で有効である。

図８は、許容電力設定部３６が行なうバッテリＢの放電許容電力Ｗｏｕｔの設定動作を説明するためのフローチャートである。

図８を参照して、許容電力設定部３６は、バッテリ制御部３４からバッテリＢのＳＯＣおよびバッテリ温度Ｔｂを取得すると（ステップＳ０１）、エンジン制御部３２からの触媒暖機要求があるか否かを判断する（ステップＳ０２）。触媒暖機要求がない場合（ステップＳ０２においてＮＯの場合）には、許容電力設定部３６は、通常走行時用の放電許容電力マップ（図４）をＲＯＭから読出す。そして、許容電力設定部３６は、その読出した通常走行時用の放電許容電力マップを用いて、バッテリＢのＳＯＣおよびバッテリ温度Ｔｂに基づいて目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）を決定する（ステップＳ０６）。さらに、許容電力設定部３６は、Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥをオフ状態にリセットする（ステップＳ０７）。

一方、ステップＳ０２において触媒暖機要求がある場合には、許容電力設定部３６は、続いて、バッテリＢのＳＯＣが所定値Ｘｔｈ％以下であるか否かを判断する（ステップＳ０３）。

バッテリＢのＳＯＣが所定値Ｘｔｈ％よりも高いと判断された場合（ステップＳ０３においてＮＯの場合）には、処理はステップＳ０６およびＳ０７に移される。すなわち、許容電力設定部３６は、通常走行時用の放電許容電力マップ（図４）を用いて、バッテリＢのＳＯＣおよびバッテリ温度Ｔｂに基づいて目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）を決定する。

一方、ステップＳ０３において、バッテリＢのＳＯＣが所定値Ｘｔｈ％以下と判断された場合には、許容電力設定部３６は、Ｗｏｕｔ拡大時用の放電許容電力マップ（図５）をＲＯＭから読出す。そして、許容電力設定部３６は、その読出したＷｏｕｔ拡大時用の放電許容電力マップを用いて、バッテリＢのＳＯＣおよびバッテリ温度Ｔｂに基づいて目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）を決定する（ステップＳ０４）。さらに、許容電力設定部３６は、Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥをオン状態にセットする（ステップＳ０５）。

次に、許容電力設定部３６は、Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥを参照し、Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥにオフからオンへの立上りが検出されたか否か、あるいは、Ｗｏｕｔ拡大中フラグにＦＷＥにオンからオフへの立下りが検出されたか否かを判断する（ステップＳ０８）。Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥに立上りまたは立下りが検出されたときには、許容電力設定部３６は、エッジ検出フラグＦＥＤをオン状態にセットする（ステップＳ０９）。

一方、Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥに立上りまたは立下りが検出されない場合には、許容電力設定部３６は、エッジ検出フラグＦＥＤをオフ状態にリセットする（ステップＳ１０）。

そして、許容電力設定部３６は、エッジ検出フラグＦＥＤがオン状態にセットされているか否かを判断する（ステップＳ１１）。エッジ検出フラグＦＥＤがオン状態にセットされていない場合（ステップＳ１１においてＮＯの場合）には、許容電力設定部３６は、通常走行時に用いられる除変レートＷＲＬを用いて制御タイミングｔ（ｎ）における放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）を演算する（ステップＳ１４）。

一方、ステップＳ１１において、エッジ検出フラグＦＥＤがオン状態にセットされている場合には、許容電力設定部３６は、通常走行時に用いられる除変レートＷＲＬよりも高い除変レートＷＲＨを用いて制御タイミングｔ（ｎ）における放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）を演算する（ステップＳ１２）。

そして、許容電力設定部３６は、その演算した放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）が、ステップＳ０４で決定した目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。

放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）が目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）以上である場合（ステップＳ１３においてＹＥＳの場合）には、許容電力設定部３６は、ステップＳ１０に戻ってエッジ検出フラグＦＥＤをオフ状態にリセットする。一方、放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）が目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）未満である場合（ステップＳ１３においてＮＯの場合）には、許容電力設定部３６は、ステップＳ０９に戻ってエッジ検出フラグＦＥＤをオン状態にセットする。

なお、ステップＳ１３に示した処理は、先のステップＳ０９において、Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥにオフからオンへの立上りが検出されたことに応じてエッジ検出フラグＦＥＤをオン状態にセットされている場合に対応するものである。これに対して、先のステップＳ０９において、Ｗｏｕｔ拡大中フラグＦＷＥにオンからオフへの立下りが検出されたことに応じてエッジ検出フラグＦＥＤをオン状態にセットされている場合には、ステップＳ１３の処理は、許容電力設定部３６が、放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）が、ステップＳ０４で決定した目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）以下であるか否かを判断することによって行なわれる。

この場合、ステップＳ１３において、放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）が目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）以下である場合には、許容電力設定部３６は、ステップＳ１０に戻ってエッジ検出フラグＦＥＤをオフ状態にリセットする。一方、放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）が目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）を上回る場合には、許容電力設定部３６は、ステップＳ０９に戻ってエッジ検出フラグＦＥＤをオン状態にセットする。

以上に述べたように、本発明の実施の形態によれば、車両を暖機走行させる場合には、ＳＯＣが所定値以下となる領域におけるバッテリの放電許容電力が、通常走行時に設定される放電許容電力を上回るように設定される。そのため、車両の暖機走行を行なうのに必要な駆動力をモータジェネレータＭＧ２の発生する駆動力のみで賄うことが可能となる。その結果、エンジンから暖機中の触媒の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されるのを抑制することができる。

また、本発明の実施の形態によれば、通常走行時用の放電許容電力マップにおける低ＳＯＣ領域の放電許容電力を拡大させたＷｏｕｔ拡大用の放電許容電力マップが新たに設けられるとともに、これらの放電許容電力マップが相互に切替わる過渡期においては、放電許容電力を除変させるためのレートが一時的に上昇するように設定される。これにより、当該過渡期において放電許容電力が急激に変化した場合であっても、車両のドライバビリティの維持と排気性状の向上とを両立させることができる。

［変形例］
本発明は、「蓄電機構」を構成するバッテリＢが、複数個の単電池を直列に接続してなる組電池で構成される場合についても適用することができる。

図９は、本発明の実施の形態の変形例に従う車両の制御装置の搭載例として示されるハイブリッド車両の構成を示す概略ブロック図である。

図９を参照して、本変形例に係る車両は、図１に示す車両において、バッテリＢに代えて、ｎ（ｎは自然数）個の電池ブロックＢ１〜Ｂｎに区分される組電池からなるバッテリＢＡを配置するとともに、制御装置３０に含まれるバッテリ制御部３４および許容電力設定部３６に代えて、バッテリ制御部３４Ａおよび許容電力設定部３６Ａを配置したものである。したがって、共通する部分についてはその図示および詳細な説明は繰返さない。

バッテリＢＡは、複数個の単電池を直列に接続してなる組電池であり、各々が、数個ずつの直列接続された単電池からなるｎ個の電池ブロックＢ１〜Ｂｎに区分される。

電圧センサ１０Ａは、バッテリＢＡの充放電電圧値ＶＢを検出し、その検出結果をバッテリ制御部３４Ａへ出力する。また、電圧センサ１０Ａは、電池ブロックＢ１〜Ｂｎの充放電電圧値Ｖｂ１〜Ｖｂｎをそれぞれ検出し、その検出結果をバッテリ制御部３４Ａへ出力する。なお、充放電電圧値ＶＢは、バッテリＢＡ全体での充放電電圧値を示し、充放電電圧値Ｖｂ１〜Ｖｂｎの総和に相当する。

電流センサ２６は、バッテリＢＡの充放電時に用いられる充放電電流値Ｉｂを検出し、その検出結果をバッテリ制御部３４Ａへ出力する。

温度センサ１１１〜１１ｎは、電池ブロックＢ１〜Ｂｎの内部温度であるバッテリ温度Ｔｂ１〜Ｔｂｎをそれぞれ検出し、その検出結果をバッテリ制御部３４Ａへ出力する。

バッテリ制御部３４Ａは、電圧センサ１０Ａから受けた充放電電圧値Ｖｂ１〜Ｖｂｎと、電流センサ２６から受けた充放電電流値Ｉｂと、温度センサ１１１〜１１ｎから受けたバッテリ温度Ｔｂ１〜Ｔｂｎとに基づいて、バッテリＢＡ全体でのＳＯＣ（ＳＯＣ＿ｔ）を算出する。また、これらの入力に基づいて、電池ブロックＢ１〜ＢｎのそれぞれにおけるＳＯＣ（ＳＯＣ１〜ＳＯＣｎ）を算出する。算出されたバッテリＢＡのＳＯＣ＿ｔおよびＳＯＣ１〜ＳＯＣｎは許容電力設定部３６Ａに入力される。なお、バッテリＢＡのＳＯＣを算出する構成については、先の実施の形態と同様に、様々な周知の技術を用いることができる。

許容電力設定部３６Ａは、算出されたバッテリＢＡのＳＯＣ（ＳＯＣ＿ｔおよびＳＯＣ１〜ＳＯＣｎ）に基づいて許容電力（充電許容電力Ｗｉｎ（ｎ）および放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ））を設定する。

図９を参照して、許容電力設定部３６Ａは、放電許容電力Ｗｏｕｔ（ｎ）の設定手段として、目標放電許容電力決定部３６０Ａと、Ｗｏｕｔ除変レート設定部３６２と、放電許容電力設定部３６４とを含む。

なお、図９に示す許容電力設定部３６Ａは、図６に示す許容電力設定部３６において目標許容電力決定部３６０に代えて目標許容電力決定部３６０Ａを配置したものであるので、共通する部分についての詳細な説明は繰返さない。

次に、図１０を用いて、目標放電許容電力決定部３６０Ａにおける目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）の決定動作について説明する。

図１０は、目標放電許容電力決定部３６０Ａが行なうバッテリＢＡの目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）の決定動作を説明するためのフローチャートである。

図１０を参照して、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、バッテリ制御部３４ＡからバッテリＢＡのＳＯＣ（ＳＯＣ＿ｔおよびＳＯＣ１〜ＳＯＣｎ）と、バッテリ温度Ｔｂ１〜Ｔｂｎとを取得すると（ステップＳ０１およびＳ０１１）、図示しないエンジン制御部３２からの触媒暖機要求があるか否かを判断する（ステップＳ０２）。

触媒暖機要求がない場合（ステップＳ０２においてＮＯの場合）には、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、電池ブロックＢ１〜ＢｎにおけるＳＯＣばらつきが所定の閾値Ｘ％以上であるか否かを判断する（ステップＳ０２４）。なお、ＳＯＣばらつきは、電池ブロックＢ１〜ＢｎのＳＯＣ１〜ＳＯＣｎのうちの最大値と最小値との差から算出される。

電池ブロックＢ１〜ＢｎにおけるＳＯＣばらつきが所定の閾値Ｘ％以上である場合（ステップＳ０２４においてＹＥＳの場合）には、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、通常走行時用の放電許容電力マップ（図４）をＲＯＭから読出す。そして、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、その読出した通常走行時用の放電許容電力マップを用いて、ＳＯＣが最小となる電池ブロックＢｉ（ｉは１以上ｎ以下の自然数）のＳＯＣｉおよびバッテリ温度Ｔｂｉに基づいて目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）を決定する（ステップＳ０６１）。そして、許容電力設定部３６Ａは、処理を図８のステップＳ０７に移す。

一方、電池ブロックＢ１〜ＢｎにおけるＳＯＣばらつきが所定の閾値Ｘ％よりも小さい場合（ステップＳ０２４においてＮＯの場合）には、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、通常走行時用の放電許容電力マップ（図４）をＲＯＭから読出す。そして、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、その読出した通常走行時用の放電許容電力マップを用いて、バッテリＢＡ全体のＳＯＣ＿ｔおよびバッテリ温度Ｔｂ１〜Ｔｂｎの平均値に基づいて目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）を決定する（ステップＳ０６２）。そして、許容電力設定部３６Ａは、処理を図８のステップＳ０７に移す。

再びステップＳ０２に戻って、触媒暖機要求がある場合には、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、電池ブロックＢ１〜Ｂｎのバッテリ温度Ｔｂ１〜Ｔｂｎが所定の基準温度Ｔｂ＿ｔｈよりも高いか否かを判断する（ステップＳ０２１）。電池ブロックＢｉのバッテリ温度Ｔｂｉが所定の基準温度Ｔｂ＿ｔｈ以下となる場合（ステップＳ０２１においてＮＯの場合）には、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、該当する電池ブロックＢｉのバッテリ温度Ｔｂｉを所定の基準温度Ｔｂ＿ｔｈに等しいとみなして（ステップＳ０２２）、処理をステップＳ０２３に移す。

このようにバッテリ温度Ｔｂｉを実際の温度を下回る基準温度Ｔｂ＿ｔｈとみなすこととしたのは、車両の暖機走行の実行中においては、バッテリＢＡが高温側での放電電力量の制限を受けるのを回避するためである。

一方、電池ブロックＢｉのバッテリ温度Ｔｂｉが所定の基準温度Ｔｂ＿ｔｈよりも高い場合（ステップＳ０２１においてＹＥＳの場合）には、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、処理をステップＳ０２３に移す。ステップＳ０２３において、電池ブロックＢ１〜ＢｎにおけるＳＯＣばらつきが所定の閾値Ｘ％以上であるか否かを判断する。

電池ブロックＢ１〜ＢｎにおけるＳＯＣばらつきが所定の閾値Ｘ％以上である場合（ステップＳ０２３においてＹＥＳの場合）には、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、さらに、電池ブロックＢ１〜ＢｎのＳＯＣ１〜ＳＯＣｎの最小値（最小ＳＯＣ）が所定値Ｘｔｈ％以下であるか否かを判断する（ステップＳ０３１）。

最小ＳＯＣが所定値Ｘｔｈ％以下であると判断された場合（ステップＳ０３１においてＹＥＳの場合）には、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、Ｗｏｕｔ拡大時用の放電許容電力マップ（図５）を用いて、ＳＯＣが最小となる電池ブロックＢｉ（ｉは１以上ｎ以下の自然数）のＳＯＣｉおよびバッテリ温度Ｔｂｉに基づいて目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）を決定する（ステップＳ０４１）。そして、許容電力設定部３６Ａは、処理を図８のステップＳ０５に移す。

一方、ステップＳ０３１において、最小ＳＯＣが所定値Ｘｔｈ％よりも高いと判断された場合には、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、通常走行時用の放電許容電力マップ（図４）をＲＯＭから読出す。そして、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、その読出した通常走行時用の放電許容電力マップを用いて、ＳＯＣが最小となる電池ブロックＢｉ（ｉは１以上ｎ以下の自然数）のＳＯＣｉおよびバッテリ温度Ｔｂｉに基づいて目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）を決定する（ステップＳ０６１）。そして、許容電力設定部３６Ａは、処理を図８のステップＳ０７に移す。

一方、ステップＳ０２３において、電池ブロックＢ１〜ＢｎにおけるＳＯＣばらつきが所定の閾値Ｘ％よりも小さい場合（ステップＳ０２３においてＮＯの場合）には、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、さらに、電池ブロックＢＡのＳＯＣ＿ｔが所定値Ｘｔｈ％以下であるか否かを判断する（ステップＳ０３２）。

ＳＯＣ＿ｔが所定値Ｘｔｈ％以下であると判断された場合（ステップＳ０３２においてＹＥＳの場合）には、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、Ｗｏｕｔ拡大時用の放電許容電力マップ（図５）を用いて、ＳＯＣ＿ｔおよびバッテリ温度Ｔｂ１〜Ｔｂｎの平均値に基づいて目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）を決定する（ステップＳ０４２）。そして、許容電力設定部３６Ａは、処理を図８のステップＳ０７に移す。

一方、ステップＳ０３２において、ＳＯＣ＿ｔが所定値Ｘｔｈ％よりも高いと判断された場合には、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、通常走行時用の放電許容電力マップ（図４）をＲＯＭから読出す。そして、目標放電許容電力決定部３６０Ａは、その読出した通常走行時用の放電許容電力マップを用いて、ＳＯＣ＿ｔおよびバッテリ温度Ｔｂ１〜Ｔｂｎの平均値に基づいて目標放電許容電力Ｗｏｕｔ＊（ｎ）を決定する（ステップＳ０６２）。そして、許容電力設定部３６Ａは、処理を図８のステップＳ０７に移す。

図８のステップＳ０５およびＳ０７以降の動作については、図８で説明したのと同様であるので、詳細な説明は繰返さない。

本実施の形態の変形例によれば、蓄電機構が複数個の単電池を直列に接続してなる組電池から構成される場合であっても、上述の本実施の形態における効果と同様の効果を発揮させることができる。特に、電池ブロック毎のＳＯＣを算出し、算出したＳＯＣのばらつきが大きい場合には、最小ＳＯＣに基づいて目標放電許容電力を決定することによって、より確実に、車両の暖機走行を行なうのに必要な駆動力をモータジェネレータＭＧ２の発生する駆動力のみで賄うことが可能となる。その結果、エンジンから暖機中の触媒の浄化能力を上回る量の排気ガスが排出されるのを確実に抑制することができる。

なお、本実施の形態および変更例においては、車両の通常走行は「第１の制御手段」による制御の実行によって実現され、車両の暖機走行は「第２の制御手段」による制御の実行によって実現される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、エンジンおよびモータを搭載した車両の制御装置に適用することができる。

この発明に従う車両の制御装置の搭載例として示されるハイブリッド車両の構成を示す概略ブロック図である。 制御装置の制御構造を示すブロック図である。 バッテリの放電許容電力の設定動作を説明するための図である。 通常走行時の放電許容電力マップの一例を示す図である。 Ｗｏｕｔ拡大時用の放電許容電力マップの一例を示す図である。 図２における許容電力設定部の制御構造を示すブロック図である。 許容電力設定部が行なう除変レートの設定動作を説明するためのタイミングチャートである。 許容電力設定部が行なうバッテリの放電許容電力の設定動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態の変形例に従う車両の制御装置の搭載例として示されるハイブリッド車両の構成を示す概略ブロック図である。 目標放電許容電力決定部が行なうバッテリの目標放電許容電力の決定動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

６，７ 電源ライン、８ 接地ライン、１０，１０Ａ，１３ 電圧センサ、１１，１１１〜１１ｎ，７４ 温度センサ、１２ 昇圧コンバータ、１４，２２ インバータ、１５ Ｕ相アーム、１６ Ｖ相アーム、１７ Ｗ相アーム、２４，２６，２８ 電流センサ、３０ 制御装置、３２ エンジン制御部、３４，３４Ａ バッテリ制御部、３６，３６Ａ 許容電力設定部、３８ トルク指令演算部、４０ インバータ入力電圧指令演算部、４２ コンバータ用デューティー比演算部、４４ コンバータ用ＰＷＭ信号変換部、４６ モータ制御用相電圧演算部、４８ インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０ 動力分割機構、５２，６０ 駆動軸、５４ 減速機、６２ 車輪、７０ 排気管、７２ 触媒、１００ ハイブリッド車両、３６０，３６０Ａ 目標放電許容電力決定部、３６２ Ｗｏｕｔ除変レート設定部、３６４ 放電許容電力設定部、Ｂ，ＢＡ バッテリ、Ｂ１〜Ｂｎ 電池ブロック、Ｃ２ 平滑コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ８ 逆並列ダイオード、ＥＮＧ エンジン、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ、Ｑ１〜Ｑ８ スイッチング素子。

Claims (5)

1. 充放電可能に構成された蓄電機構と、前記蓄電機構から電力の供給を受けて車輪駆動力を発生する電動機と、燃料の燃焼エネルギーを源に車輪駆動力を発生する内燃機関から排出されるガスを浄化する触媒とを搭載した車両の制御装置であって、
   前記車両の状態に応じて、前記電動機および前記内燃機関の少なくとも一方により車輪駆動力を発生させるための第１の制御手段と、
   前記触媒の暖機の要否を判断する判断手段と、
   前記判断手段によって前記触媒の暖機が必要であると判断された場合に、前記電動機により車輪駆動力を発生させるための第２の制御手段と、
   前記第１および第２の制御手段のいずれか一方による制御の実行中に、前記蓄電機構の充電量に応じて前記蓄電機構の放電許容電力を設定する放電制限手段とを備え、
   前記放電制限手段は、前記第２の制御手段による制御の実行中であって、前記蓄電機構の充電量が所定の閾値以下となる場合には、前記第１の制御手段による制御の実行中と比較して、同一の充電量に対する放電許容電力が相対的に大きくなるように設定する、車両の制御装置。
2. 前記放電制限手段は、前記第２の制御手段による制御の実行中において、前記蓄電機構の充電量に応じて設定される前記放電許容電力が、前記電動機により車輪駆動力を発生させるのに前記電動機に供給が必要とされる電力以上に維持されるように、前記放電許容電力の制限を緩和する、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記第１の制御手段による制御の実行中に、前記蓄電機構の充電量が所定の基準範囲内となるように、前記蓄電機構の充放電を制御する充放電制御手段をさらに備え、
   前記所定の閾値は、前記所定の基準範囲の下限値以上に設定される、請求項１に記載の車両の制御装置。
4. 前記放電制限手段は、
   前記第１の制御手段による制御の実行中、あるいは、前記第２の制御手段による制御の実行中であって、前記蓄電機構の充電量が前記所定の閾値を上回る場合において、前記蓄電機構の充電量に応じて前記放電許容電力を設定するための第１のマップと、
   前記第２の制御手段による制御の実行中であって、前記蓄電機構の充電量が前記所定の閾値以下となる場合において、前記蓄電機構の充電量に応じて前記放電許容電力を設定するための第２のマップとを有し、
   前記第２のマップは、前記第１のマップに対して、前記蓄電機構の充電量が前記所定の閾値以下となる領域での前記放電許容電力が相対的に大きくなるように設定され、
   前記放電制限手段は、前記第１および第２のマップの一方から他方へ切替えるときには、前記蓄電機構の充電量に応じて設定される前記放電許容電力の目標値を最終値として、制御タイミングごとに前記放電許容電力の指令値を変化させるための時間変化率を一時的に上昇させる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両の制御装置。
5. 前記蓄電機構は、複数の蓄電部が直列に接続されて構成され、
   各前記複数の蓄電部の充電量を取得する取得手段をさらに備え、
   前記放電制限手段は、前記取得手段によって取得された前記複数の蓄電部の充電量のばらつきが所定値以下の場合には、前記蓄電機構の充電量に応じて前記放電許容電力を制限する一方で、前記複数の蓄電部の充電量のばらつきが前記所定値を超える場合には、充電量が最小となる蓄電部の充電量に応じて前記放電許容電力を制限する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両の制御装置。

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