JP5825289B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、内燃機関の出力を用いて蓄電装置を充電可能な発電装置を備えるハイブリッド車両に関する。

特開２０１１−９３３３５号公報（特許文献１）は、内燃機関の出力を用いて蓄電装置の充電電力を発生可能な発電機を搭載したハイブリッド車両を開示する。このハイブリッド車両においては、蓄電装置の蓄電量を増加させるためのユーザからの充電要求が検知されると、蓄電装置の充電が促進されるように、充電要求の非検知時と比較して内燃機関の出力を増加させる。

このハイブリッド車両によれば、蓄電装置の蓄電量を目標に維持する従来の充放電制御に加えて、ＥＶ走行（内燃機関を停止して電動機のみを用いた走行）やパワーモードの選択に備えて蓄電量を予め増加させるような、ユーザ意思に対応した蓄電装置の充放電管理を実現することができる（特許文献１参照）。

特開２０１１−９３３３５号公報 特開２０１２−１８００６６号公報

特開２０１１−９３３３５号公報に記載のハイブリッド車両は、ユーザからの充電要求に応じて、エンジンの出力を増加させることによって蓄電装置の蓄電量を増加させることができる点で有用であるが、エンジンの出力を制限する他の制御と実行タイミングが重複した場合の優先順位については、特に考慮されていない。

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、利用者の要求に応じて蓄電装置の蓄電量を増加させる場合に、エンジンの出力を制限する他の制御を考慮したハイブリッド車両を提供することである。

この発明によれば、ハイブリッド車両は、蓄電装置と、内燃機関と、発電装置と、制御装置と、入力装置と、触媒装置とを備える。発電装置は、内燃機関の出力を用いて蓄電装置の充電電力を生成可能に構成される。制御装置は、発電装置による蓄電装置の充電を制御する。入力装置は、蓄電装置の蓄電量の増加を利用者が要求するためのものである。触媒装置は、内燃機関から排出される排気ガスを触媒により浄化する。制御装置は、充電促進制御部と、暖機制御部とを含む。充電促進制御部は、入力装置によって蓄電装置の蓄電量の増加が要求されると、蓄電装置の充電が促進されるように発電装置による蓄電装置の充電を制御する。暖機制御部は、内燃機関の出力を制限しつつ内燃機関を作動させることによって触媒装置の暖機を制御する。そして、暖機制御部は、触媒装置の暖機と入力装置による蓄電量の増加要求とが重複するとき、内燃機関の出力制限を緩和する。

好ましくは、暖機制御部は、触媒装置の暖機と入力装置による蓄電量の増加要求とが重複するとき、所定の条件が成立する場合に限り内燃機関の出力制限を緩和する。

さらに好ましくは、ハイブリッド車両は、車両外部と通信可能な通信装置をさらに備える。そして、所定の条件は、通信装置によって所定の情報を受信することである。

さらに好ましくは、所定の情報は、災害に関する情報を含む。
好ましくは、ハイブリッド車両は、給電装置をさらに備える。給電装置は、蓄電装置に蓄えられた電力および発電装置により発電される電力の少なくとも一方を車両外部へ供給するためのものである。そして、所定の条件は、給電装置による車両外部への給電が要求されることである。

好ましくは、充電促進制御部は、入力装置によって蓄電量の増加が要求されると、蓄電装置の充電状態を高めるように、発電装置による蓄電装置の充電を制御する。

また、好ましくは、充電促進制御部は、入力装置によって蓄電量の増加が要求されると、蓄電装置の充電レートを高めるように、発電装置による蓄電装置の充電を制御する。

この発明においては、蓄電装置の蓄電量の増加を利用者が要求するための入力装置が設けられる。入力装置によって蓄電量の増加が要求されると、蓄電装置の充電が促進されるように発電装置による蓄電装置の充電が行なわれる（充電促進制御）。一方、触媒装置の暖機は、内燃機関の出力を制限しつつ内燃機関を作動させることによって行なわれる（触媒暖機制御）。触媒暖機制御と充電促進制御とが重複するときは、内燃機関の出力制限が緩和されるので、触媒暖機によって充電促進制御は制限されない。したがって、この発明によれば、利用者の要求に応じて蓄電装置の蓄電量を速やかに増加させることができる。

この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。 ＳＯＣ回復スイッチの外形の一例を示した図である。 ＳＯＣ回復スイッチを操作したときのモード遷移を示した図である。 強充電モード時の充電動作を示すタイミングチャートである。 弱充電モード時の充電動作を示すタイミングチャートである。 図１に示すＥＣＵの構成を機能的に示すブロック図である。 ＥＣＵにより実行される、エンジンの出力制限に関する処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２におけるＥＣＵにより実行される、エンジンの出力制限に関する処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に複数の実施の形態について説明するが、各実施の形態で説明された構成を適宜組み合わせることは出願当初から予定されている。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エンジン２と、排気管２２と、触媒装置２４と、動力分割装置４と、モータジェネレータ６，１０と、伝達ギヤ８と、駆動軸１２と、車輪１４とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置１６と、電力変換器１８，２０，３２と、接続部３４と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６と、ＳＯＣ回復スイッチ２８と、カーナビゲーション装置３０とをさらに備える。

動力分割装置４は、エンジン２、モータジェネレータ６および伝達ギヤ８に結合されてこれらの間で動力を分配する。たとえば、サンギヤ、プラネタリキャリヤおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車が動力分割装置４として用いられ、前記３つの回転軸がモータジェネレータ６、エンジン２および伝達ギヤ８の回転軸にそれぞれ接続される。モータジェネレータ１０の回転軸は、伝達ギヤ８の回転軸に連結される。すなわち、モータジェネレータ１０と伝達ギヤ８とは、同一の回転軸を有し、その回転軸が動力分割装置４のリングギヤに接続される。

エンジン２が発生する運動エネルギーは、動力分割装置４によってモータジェネレータ６と伝達ギヤ８とに分配される。エンジン２は、駆動軸１２に動力を伝達する伝達ギヤ８を駆動するとともにモータジェネレータ６を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。モータジェネレータ６は、エンジン２によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン２の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１００に組込まれる。また、モータジェネレータ１０は、駆動軸１２に動力を伝達する伝達ギヤ８を駆動する動力源としてハイブリッド車両１００に組込まれる。

蓄電装置１６は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池によって構成される。蓄電装置１６は、電力変換器１８，２０へ電力を供給する。また、蓄電装置１６は、モータジェネレータ６および／または１０の発電時に発電電力を受けて充電される。

さらに、蓄電装置１６は、接続部３４に電気的に接続される図示されない車両外部の電源による充電時（以下「外部充電」とも称する。）、車両外部の電源から供給される電力を受けて充電される。また、さらに、蓄電装置１６は、接続部３４に電気的に接続される図示されない電気負荷への給電時（以下「外部給電」とも称する。）、その蓄えた電力を電力変換器３２へ供給する。

なお、蓄電装置１６として、大容量のキャパシタも採用可能であり、モータジェネレータ６，１０による発電電力や接続部３４に電気的に接続される電源からの電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータジェネレータ６，１０や接続部３４に電気的に接続される電気負荷へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。なお、蓄電装置１６の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。

また、蓄電装置１６は、蓄電電圧および入出力電流に基づいて蓄電装置１６の充電状態（以下「ＳＯＣ（State Of Charge）」と称する。）を算出し、その算出されたＳＯＣをＥＣＵ２６へ出力する。ＳＯＣは、蓄電装置１６の満充電状態に対する蓄電量を０〜１００％で表わしたものであり、蓄電装置１６の残存容量を示す。蓄電装置１６の電圧および入出力電流は、それぞれ図示されない電圧センサおよび電流センサによって検出される。なお、蓄電装置１６の電圧および入出力電流の検出値を蓄電装置１６からＥＣＵ２６へ出力し、ＥＣＵ２６においてＳＯＣを算出してもよい。

電力変換器１８は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ６により発電された電力を直流電力に変換して蓄電装置１６へ出力する。電力変換器２０は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、蓄電装置１６から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ１０へ出力する。

なお、電力変換器１８は、エンジン２の始動時、蓄電装置１６から供給される直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータ６へ出力する。また、電力変換器２０は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、モータジェネレータ１０により発電された電力を直流電力に変換して蓄電装置１６へ出力する。電力変換器１８，２０は、インバータによって構成される。なお、蓄電装置１６と電力変換器１８，２０との間に、電力変換器１８，２０の入力電圧を蓄電装置１６の電圧以上に昇圧するコンバータを設けてもよい。

モータジェネレータ６，１０は、交流電動機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機によって構成される。モータジェネレータ６は、エンジン２により生成された運動エネルギーを電気エネルギーに変換して電力変換器１８へ出力する。また、モータジェネレータ６は、電力変換器１８から受ける三相交流電力によって駆動力を発生し、エンジン２の始動を行なう。

モータジェネレータ１０は、電力変換器２０から受ける三相交流電力によって車両の駆動トルクを発生する。また、モータジェネレータ１０は、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーを電気エネルギーに変換して電力変換器２０へ出力する。

エンジン２は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換し、その変換された運動エネルギーを動力分割装置４へ出力する。たとえば、運動子がピストンであり、その運動が往復運動であれば、いわゆるクランク機構を介して往復運動が回転運動に変換され、ピストンの運動エネルギーが動力分割装置４に伝達される。

触媒装置２４は、エンジン２の排気管２２に設けられ、エンジン２から排出される排気ガスを触媒により浄化する。触媒装置２４については、触媒を活性化するための暖機が行なわれる。触媒装置２４の暖機は、エンジン２の排気ガスによって行なわれ、エンジン２の出力を制限しつつエンジン２を作動させることによって行なわれる。

電力変換器３２は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、接続部３４に電気的に接続される車両外部の電源（図示せず）からの電力を蓄電装置１６の電圧レベルに変換して蓄電装置１６へ出力する。また、電力変換器３２は、蓄電装置１６に蓄えられた電力およびエンジン２の出力を用いてモータジェネレータ６により発電される電力の少なくとも一方を、接続部３４に電気的に接続される電気負荷（図示せず）の電圧レベルに変換して接続部３４へ出力する。なお、電力変換器３２は、接続部３４から入力される電力を電圧変換して蓄電装置１６へ出力するコンバータと、蓄電装置１６から供給される電力を電圧変換して接続部３４へ出力するインバータとによって構成してもよいし、１つの双方向コンバータによって構成してもよい。

カーナビゲーション装置３０は、車両外部と通信可能に構成され、人工衛星を利用して車両位置を測定するＧＰＳ（Global Positioning System）等を用いて車両位置を検出可能である。また、カーナビゲーション装置３０は、車両外部の情報提供施設等から災害発生時に送信されてくる災害に関する情報や、その他非常事態や緊急事態に関する情報（以下、纏めて「災害情報」と称する。）を受信可能であり、受信した災害情報ＥＭＧをＥＣＵ２６へ送信する。

ＥＣＵ２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、ＳＯＣ回復スイッチ２８や蓄電装置１６等からの各種信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、ハイブリッド車両１００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ２６は、停車時や低速走行時のように走行負荷が小さくエンジン２の効率が低下するときは、エンジン２を停止させてモータジェネレータ１０のみで走行（ＥＶ走行）するように電力変換器２０を制御する。走行負荷が上昇しエンジン２を効率よく運転できるときは、ＥＣＵ２６は、エンジン２を始動してエンジン２およびモータジェネレータ１０を用いて走行（ＨＶ走行）するようにエンジン２および電力変換器１８，２０を制御する。

また、ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６から受けるＳＯＣが所定の目標よりも低下すると、エンジン２の出力を用いてモータジェネレータ６が発電することによって蓄電装置１６を充電するようにエンジン２および電力変換器１８を制御する。さらに、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、ＥＣＵ２６は、モータジェネレータ１０による回生発電が行なわれるように電力変換器２０を制御する。

さらに、ＥＣＵ２６は、外部充電を要求する要求信号Ｒｃｇを受けると、接続部３４から入力される電力を蓄電装置１６の充電電圧に変換して蓄電装置１６へ出力するように電力変換器３２を制御する。また、さらに、ＥＣＵ２６は、外部給電を要求する要求信号Ｒｐｓを受けると、蓄電装置１６に蓄えられた電力およびエンジン２の出力を用いてモータジェネレータ６により発電される電力の少なくとも一方を商用電圧等に変換して接続部３４へ出力するように電力変換器３２を制御する。

なお、外部充電および外部給電の要求は、たとえば、接続部３４に接続されるコネクタの種別（外部充電用／外部給電用）を判別したり、外部充電／外部給電の要求を指示する入力手段を設けたりすることによって行なうことができる。

また、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣ回復スイッチ２８（後述）から要求信号Ｒｓｏｃを受けると、蓄電装置１６の充電が促進されるように、エンジン２およびモータジェネレータ６を用いた充電制御（充電促進制御）を実行する。この充電促進制御は、ＳＯＣの制御目標を通常時（充電促進制御の非実行時）よりも高めたり、あるいは蓄電装置１６の充電レート（単位時間当たりの充電量）を通常時よりも高めたりする制御であり、ＨＶ走行時にＳＯＣを固定的な制御目標に維持する通常の充電制御とは異なるものである。

ＳＯＣ回復スイッチ２８は、蓄電装置１６の蓄電量の増加をユーザが要求するための入力装置である。別途設けられるＥＶ走行要求スイッチ（図示せず）を操作することによるＥＶ走行や、別途設けられるパワーモードスイッチ（図示せず）を操作することによるパワー走行（アクセルペダル操作に対する車両加速性を向上させる走行モード）の選択に備えて、ユーザは、ＳＯＣ回復スイッチ２８を操作することにより蓄電装置１６の蓄電量の増加を車両に対して要求することができる。ユーザによりＳＯＣ回復スイッチ２８が操作されると、ＳＯＣ回復スイッチ２８からＥＣＵ２６へ要求信号Ｒｓｏｃが出力される。なお、ＳＯＣ回復スイッチ２８に代えて、音声入力手段等を用いて、蓄電量の増加をユーザが要求可能としてもよい。

なお、ユーザは、ＳＯＣ回復スイッチ２８を操作することによって、２つの充電モードを選択することができる。一方は、ＳＯＣを早期に増加させる「強充電モード」である。ＳＯＣ回復スイッチ２８により強充電モードが選択されると、ＥＣＵ２６は、エンジン２を直ちに始動させ、モータジェネレータ６を作動させて蓄電装置１６を強制的に充電するように、エンジン２および電力変換器１８を制御する。

他方は、走行負荷が小さいときは走行負荷が大きいときに比べて蓄電装置１６の充電を抑制する「弱充電モード」である。ＳＯＣ回復スイッチ２８により弱充電モードが選択されると、ＥＣＵ２６は、走行負荷に応じてエンジン２が作動しているときにＳＯＣを増加させるように、エンジン２および電力変換器１８を制御する。なお、この弱充電モードもＳＯＣの増加を目的とするものであり、弱充電モードの選択時は、ＳＯＣの増加要求のない通常のＳＯＣ制御に対して、ＳＯＣの制御目標が高められ、あるいは蓄電装置１６の充電レートが高められる。

図２は、ＳＯＣ回復スイッチ２８の外形の一例を示した図である。また、図３は、ＳＯＣ回復スイッチ２８を操作したときのモード遷移を示した図である。図２，３を参照して、ＳＯＣ回復スイッチ２８は、操作部７２と、表示部７４，７６とを含む。ユーザが操作部７２を操作する毎に、強充電モード、弱充電モード、およびオフ状態（蓄電量増加の非要求状態）が順次切替わる。強充電モードと弱充電モードとの順番は入れ替えてもよい。

強充電モード、弱充電モードおよびオフ状態のいずれが選択されているかは、ＥＣＵ２６からＳＯＣ回復スイッチ２８へ通知される。そして、強充電モードの選択時に表示部７４が点灯し、弱充電モードの選択時に表示部７６が点灯する。

再び図１を参照して、ＥＣＵ２６は、強充電モードが選択されているときは、車両の走行負荷に拘わらずエンジン２を作動させ、エンジン２およびモータジェネレータ６を用いて蓄電装置１６を充電することにより蓄電装置１６の充電を促進する充電促進制御を実行する。これにより、蓄電装置１６の蓄電量を早期に回復させることができる。

また、ＥＣＵ２６は、弱充電モードが選択されているときは、走行負荷に応じたエンジン２の作動時に、エンジン２およびモータジェネレータ６を用いて蓄電装置１６を充電することにより蓄電装置１６の充電を促進する充電促進制御を実行する。すなわち、弱充電モードが選択されているけれども走行負荷が小さいときは、ＥＣＵ２６は、エンジン２を停止してモータジェネレータ１０のみを用いてＥＶ走行するように電力変換器２０を制御する。走行負荷が増加し、エンジン２が始動すると、ＥＣＵ２６は、エンジン２およびモータジェネレータ６を用いて上記の充電促進制御を実行する。

ＥＣＵ２６は、さらに、触媒装置２４を暖機するための暖機制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ２６は、触媒装置２４を暖機するために、エンジン２の出力を制限しつつエンジン２を作動させる。

ここで、ＥＣＵ２６は、触媒装置２４を暖機するための暖機制御と、ＳＯＣ回復スイッチ２８による充電促進制御とが重複するとき、エンジン２の出力制限を緩和する。上述のように、暖機制御中は、エンジン２の出力が制限されるので、エンジン２の出力の多くが走行分に費やされ、エンジン２の出力を用いた蓄電装置１６の充電は制限される。そこで、この実施の形態１では、ＳＯＣ回復スイッチ２８からユーザにより蓄電装置１６の蓄電量の増加が要求されたときは、ユーザ意思を尊重し、エンジン２の出力制限を緩和することによって充電促進制御を優先させることとしたものである。

なお、この実施の形態１では、暖機制御と充電促進制御とが重複するとき、カーナビゲーション装置３０によって災害情報を受信している場合に限り、エンジン２の出力が緩和される。災害等の発生時に当該ハイブリッド車両１００を外部給電可能な発電設備として利用するために、ユーザが災害情報に基づいてＳＯＣ回復スイッチ２８を操作した場合に限り、蓄電装置１６の蓄電量の増加を触媒装置２４の暖機よりも優先させるものである。

なお、上記では、統合された１つのＥＣＵ２６によって各種制御を実行するものとしているが、エンジンを制御するためのＥＣＵや、モータジェネレータ６，１０（電力変換器１８，２０）を制御するためのＥＣＵ、蓄電装置１６を監視するＥＣＵ、外部充電および外部給電用の電力変換器３２を制御するためのＥＣＵ等のように別構成としてもよい。

図４は、強充電モード時の充電動作を示すタイミングチャートである。図４を参照して、時刻ｔ１において、ＳＯＣ回復スイッチ２８がオン操作されることにより強充電モードが選択されると、エンジン２が始動する。そして、エンジン２の出力を用いてモータジェネレータ６が発電し、蓄電装置１６の充電が促進されるように、所定の充電量をもって蓄電装置１６が充電される。

図５は、弱充電モード時の充電動作を示すタイミングチャートである。図５を参照して、時刻ｔ１において、ＳＯＣ回復スイッチ２８がオン操作されることにより弱充電モードが選択されたものとする。この時点での走行負荷は小さく、エンジン２は停止しており、また、このタイミングでエンジン２が直ちに始動することもない。

時刻ｔ２において、走行負荷の上昇によってエンジン２が始動すると、エンジン２の出力を用いてモータジェネレータ６が発電し、蓄電装置１６の充電が促進されるように、所定の充電量をもって蓄電装置１６が充電される。

なお、ＳＯＣ回復スイッチ２８がオフ（強充電モード／弱充電モードの非選択時）の場合においても、ＳＯＣを維持するためにエンジン２およびモータジェネレータ６を用いた蓄電装置１６の充電は行なわれるところ、弱充電モードの選択時は、ＳＯＣの制御目標が通常時よりも高められ、あるいは蓄電装置１６の充電レートが通常時よりも高められる。

時刻ｔ３において、走行負荷の低下によってエンジン２が停止すると、蓄電装置１６の充電も中止される。このように、弱充電モードでは、強充電モードのようにエンジン２を継続的に作動させて強制的に蓄電装置１６の充電を行なうのではなく、走行負荷の低下に伴なうエンジン２の停止時は、蓄電装置１６の充電が停止する。これにより、強充電モードと比較してＳＯＣの回復は遅いけれども、エンジン２の効率が低い動作点で充電を行なうことによる効率低下を回避し、また、低走行負荷下でエンジン２が作動することによるＮＶ悪化を回避することができる。

図６は、図１に示したＥＣＵ２６の構成を機能的に示すブロック図である。図６を参照して、ＥＣＵ２６は、要求パワー算出部５２と、エンジン始動判定部５４と、モード制御部５６と、充電促進制御部５８と、触媒暖機制御部５９と、ＨＶ制御部６０とを含む。また、ＥＣＵ２６は、エンジン制御部６２と、ＭＧ１制御部６４と、ＭＧ２制御部６６と、外部充電／給電制御部６８とをさらに含む。

要求パワー算出部５２は、アクセルペダル操作量および車速等に基づいて、ドライバーが要求する駆動力を得るのに必要な車両要求パワー（以下、単に「要求パワー」とも称する。）を算出する。

エンジン始動判定部５４は、要求パワー算出部５２によって算出される要求パワーと、蓄電装置１６の充放電要求量とに基づいて、エンジン２を始動するか否かを判定する。具体的には、エンジン始動判定部５４は、要求パワーに蓄電装置１６の充放電要求量（充電側を正値とする。）を加えた値が所定のエンジン始動しきい値以上になると、エンジン２の始動を指示する指令をＨＶ制御部６０へ出力する。なお、蓄電装置１６の充放電要求量は、ＳＯＣによって決定され、たとえば、ＳＯＣが低いときは充電要求量が大きくなり、ＳＯＣが高いときは放電要求量が大きくなる。

モード制御部５６は、ＳＯＣ回復スイッチ２８から受ける要求信号Ｒｓｏｃに基づいて充電モード（強充電モード／弱充電モード／オフ状態）を制御する。具体的には、モード制御部５６は、図３に示したように、ユーザによるＳＯＣ回復スイッチ２８の操作に応じてＳＯＣ回復スイッチ２８から要求信号Ｒｓｏｃを受ける毎に、強充電モード、弱充電モード、オフ状態を順次切替える。そして、モード制御部５６は、充電モードの状態（オフ状態も含む）を示すモード信号ＭＤを生成して充電促進制御部５８へ出力するとともに、ＳＯＣ回復スイッチ２８へも表示用にモードの状態を出力する。

充電促進制御部５８は、モード制御部５６からのモード信号ＭＤが強充電モードを示しているときは、エンジン始動判定部５４の判定結果に拘わらず、エンジン２を始動してモータジェネレータ６を用いた蓄電装置１６の強制的な充電を指示する指令をＨＶ制御部６０へ出力する。また、充電促進制御部５８は、モード制御部５６からのモード信号ＭＤが弱充電モードを示しているときは、エンジン始動判定部５４によりエンジン２の始動が指示されているときにモータジェネレータ６を用いた蓄電装置１６の充電の促進を指示する指令をＨＶ制御部６０へ出力する。

触媒暖機制御部５９は、触媒装置２４の触媒の温度が低下していると判断すると、触媒装置２４を暖機するための暖機制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ２６は、触媒装置２４を暖機するために、エンジン２の出力を制限しつつエンジン２の作動を指示する指令をＨＶ制御部６０へ出力する。

ここで、触媒暖機制御部５９は、モード制御部５６からのモード信号ＭＤが充電要求（強充電モードまたは弱充電モード）を示している場合に、カーナビゲーション装置３０から災害情報ＥＭＧを受けているときは、エンジン２の出力制限の緩和を指示する指令をＨＶ制御部６０へ出力する。すなわち、暖機制御中であっても、ＳＯＣ回復スイッチ２８により蓄電装置１６の蓄電量の増加が要求され、かつ、災害情報が受信されているときは、蓄電装置１６の蓄電量の増加を触媒装置２４の暖機よりも優先させる。

ＨＶ制御部６０は、エンジン始動判定部５４または充電促進制御部５８からの指令によりエンジン２の始動が指示されると、エンジン２の作動を指示する指令をエンジン制御部６２へ出力する。また、ＨＶ制御部６０は、エンジン２の始動時、エンジン２をクランキングするためのモータジェネレータ６の力行駆動を指示する指令をＭＧ１制御部６４へ出力する。そして、エンジン２が始動すると、ＨＶ制御部６０は、モータジェネレータ６の回生駆動を指示する指令をＭＧ１制御部６４へ出力する。さらに、ＨＶ制御部６０は、モータジェネレータ１０の駆動を指示する指令をＭＧ２制御部６６へ出力する。

また、ＨＶ制御部６０は、エンジン２の出力制限を指示する指令を触媒暖機制御部５９から受けると、エンジン２の出力を制限するようにエンジン制御部６２へ指令を出力する。また、ＨＶ制御部６０は、エンジン２の出力制限の緩和を指示する指令を触媒暖機制御部５９から受けると、エンジン２の出力制限を緩和するようにエンジン制御部６２へ指令を出力する。

また、ＨＶ制御部６０は、外部充電が要求されると、電力変換器３２が充電器（コンバータ）として作動するように電力変換器３２の駆動を指示する指令を外部充電／給電制御部６８へ出力する。また、ＨＶ制御部６０は、外部給電が要求されると、電力変換器３２が給電器（インバータ）として作動するように電力変換器３２の駆動を指示する指令を外部充電／給電制御部６８へ出力する。

エンジン制御部６２は、エンジン２の作動を指示する指令をＨＶ制御部６０から受けると、エンジン２を作動させるための制御信号を生成してエンジン２へ出力する。また、エンジン制御部６２は、エンジン２の出力制限を指示する指令をＨＶ制御部６０から受けると、エンジン２が出力を制限するように制御信号を生成してエンジン２へ出力する。また、エンジン制御部６２は、エンジン２の出力制限の緩和を指示する指令をＨＶ制御部６０から受けると、エンジン２が出力制限を解除して作動するように制御信号を生成してエンジン２へ出力する。

ＭＧ１制御部６４は、モータジェネレータ６の駆動を指示する指令をＨＶ制御部６０から受けると、電力変換器１８を駆動するための制御信号を生成して電力変換器１８へ出力する。ＭＧ２制御部６６は、モータジェネレータ１０の駆動を指示する指令をＨＶ制御部６０から受けると、電力変換器２０を駆動するための制御信号を生成して電力変換器２０へ出力する。

外部充電／給電制御部６８は、外部充電が要求されているとき、電力変換器３２を充電器（コンバータ）として作動させるための制御信号を生成して電力変換器３２へ出力する。また、外部充電／給電制御部６８は、外部給電が要求されているとき、電力変換器３２を給電器（インバータ）として作動させるための制御信号を生成して電力変換器３２へ出力する。

図７は、ＥＣＵ２６により実行される、エンジン２の出力制限に関する処理を説明するためのフローチャートである。なお、このフローチャートについては、予め格納されたプログラムがメインルーチンから呼び出されて実行されることにより実現される。あるいは、全部または一部のステップについて、専用のハードウェア（電子回路）を構築して処理を実現することも可能である。

図７を参照して、ＥＣＵ２６は、触媒装置２４を暖機するための暖機制御を実行中であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。触媒暖機中でないときは（ステップＳ１０においてＮＯ）、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ６０へ処理が移行される。

ステップＳ１０において触媒暖機中であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、エンジン２の出力を制限するようにエンジン２を制御する（ステップＳ２０）。次いで、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣ回復スイッチ２８から蓄電装置１６の蓄電量の増加が要求されているか否かを判定する（ステップＳ３０）。蓄電量の増加要求は、強充電モードであってもよいし、弱充電モードであってもよい。蓄電量の増加が要求されていないときは（ステップＳ３０においてＮＯ）、ステップＳ６０へ処理が移行される。

ステップＳ３０において蓄電装置１６の蓄電量の増加が要求されていると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、カーナビゲーション装置３０により災害情報が取得されているか否かを判定する（ステップＳ４０）。災害情報が取得されていると判定されると（ステップＳ４０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、エンジン２の出力制限を緩和するようにエンジン２を制御する（ステップＳ５０）。なお、災害情報が取得されていないときは（ステップＳ４０においてＮＯ）、ステップＳ６０へ処理が移行される。

以上のように、この実施の形態１においては、蓄電装置１６の蓄電量の増加をユーザが要求するためのＳＯＣ回復スイッチ２８が設けられる。ＳＯＣ回復スイッチ２８によって蓄電量の増加が要求されると、蓄電装置１６の充電が促進されるように、エンジン２およびモータジェネレータ６による蓄電装置１６の充電が行なわれる（充電促進制御）。一方、触媒装置２４の暖機は、エンジン２の出力を制限しつつエンジン２を作動させることによって行なわれる（触媒暖機制御）。触媒暖機制御と充電促進制御とが重複するときは、エンジン２の出力制限が緩和されるので、触媒暖機によって充電促進制御は制限されない。したがって、この実施の形態１によれば、ユーザの要求に応じて蓄電装置１６の蓄電量を速やかに増加させることができる。

また、この実施の形態１においては、触媒暖機制御と充電促進制御とが重複するとき、カーナビゲーション装置３０によって災害情報を受信している場合に限り、エンジン２の出力が緩和される。したがって、この実施の形態１によれば、災害発生時にハイブリッド車両１００を外部給電可能な発電設備として利用するために、蓄電装置１６の蓄電量を速やかに増加させることができる。

なお、上記においては、カーナビゲーション装置３０により災害情報が受信されるものとしたが、カーナビゲーション装置３０を用いずに、災害情報を受信可能な通信装置を別途設けてもよい。

また、カーナビゲーション装置３０において、またはカーナビゲーション装置３０の代わりに、災害の発生その他非常事態であることをユーザが入力可能な入力部を設け、触媒暖機制御と充電促進制御とが重複するとき、上記入力部が操作された場合にエンジン２の出力を緩和するようにしてもよい。

［実施の形態２］
この実施の形態２では、触媒装置２４を暖機するための暖機制御と、ＳＯＣ回復スイッチ２８による充電促進制御とが重複するとき、外部給電が要求されていればエンジン２の出力が緩和される。災害発生時にハイブリッド車両を外部給電可能な発電設備として利用する際に外部給電が制限されないように、外部給電が要求されているときは充電促進制御を暖機制御よりも優先させることとするものである。

この実施の形態２におけるハイブリッド車両の全体構成は、図１に示したハイブリッド車両１００と同じである。

再び図６を参照して、実施の形態２におけるＥＣＵ２６Ａは、実施の形態１におけるＥＣＵ２６の構成において、触媒暖機制御部５９に代えて触媒暖機制御部５９Ａを含む。触媒暖機制御部５９Ａは、モード制御部５６からのモード信号ＭＤが充電要求（強充電モードまたは弱充電モード）を示している場合に、外部給電を要求する要求信号Ｒｐｓを受けているときは、エンジン２の出力制限の緩和を指示する指令をＨＶ制御部６０へ出力する。すなわち、暖機制御中であっても、ＳＯＣ回復スイッチ２８により蓄電装置１６の蓄電量の増加が要求され、かつ、外部給電が要求されているときは、蓄電装置１６の蓄電量の増加を触媒装置２４の暖機よりも優先させる。ＥＣＵ２６Ａのその他の構成は、実施の形態１におけるＥＣＵ２６と同じである。

図８は、実施の形態２におけるＥＣＵ２６Ａにより実行される、エンジン２の出力制限に関する処理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、このフローチャートは、図７に示したフローチャートにおいて、ステップＳ４０に代えてステップＳ４５を含む。

すなわち、ステップＳ３０において、ＳＯＣ回復スイッチ２８から蓄電装置１６の蓄電量の増加が要求されていると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６Ａは、接続部３４に接続される電気負荷への給電（外部給電）が要求されているか否かを判定する（ステップＳ４５）。そして、外部給電が要求されていると判定されると（ステップＳ４５においてＹＥＳ）、ステップＳ５０へ処理が移行され、ＥＣＵ２６は、エンジン２の出力制限を緩和するようにエンジン２を制御する。なお、外部給電が要求されていないときは（ステップＳ４５においてＮＯ）、ステップＳ６０へ処理が移行される。

以上のように、この実施の形態２においては、触媒暖機制御と充電促進制御とが重複するとき、外部給電が要求されている場合には、エンジン２の出力が緩和される。したがって、この実施の形態２によれば、災害発生時にハイブリッド車両１００を外部給電可能な発電設備として利用するために、蓄電装置１６の蓄電量を速やかに増加させることができる。

なお、上記の実施の形態１では、災害情報を受信している場合にエンジン２の出力を緩和し、実施の形態２では、外部給電が要求されている場合にエンジン２の出力を緩和するものとしたが、そのような条件がない場合であっても、ＳＯＣ回復スイッチ２８を操作したユーザの意思を尊重してエンジン２の出力を緩和するようにしてもよい。

また、上記の各実施の形態では、ユーザがＳＯＣ回復スイッチ２８を操作することによって２つの充電モード（強充電モード／弱充電モード）を切替可能としたが、そのようなモード切替機能のない（たとえば強充電モードのみ）ハイブリッド車両にもこの発明は適用可能である。

また、上記の各実施の形態においては、ハイブリッド車両１００は、動力分割装置４によりエンジン２の動力を分割して駆動軸１２とモータジェネレータ６とに伝達可能なシリーズ／パラレル型の車両としたが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。たとえば、モータジェネレータ６を駆動するためにのみエンジン２を用い、モータジェネレータ１０でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジンが生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両等にもこの発明は適用可能である。

なお、上記において、エンジン２は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、モータジェネレータ６は、この発明における「発電装置」の一実施例に対応する。また、ＥＣＵ２６は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応し、ＳＯＣ回復スイッチ２８は、この発明における「入力装置」の一実施例に対応する。さらに、カーナビゲーション装置３０は、この発明における「通信装置」の一実施例に対応し、電力変換器３２および接続部３４は、この発明における「給電装置」の一実施例を形成する。

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、上記した実施の形態の説明ではなくて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。

２ エンジン、４ 動力分割装置、６，１０ モータジェネレータ、８ 伝達ギヤ、１２ 駆動軸、１４ 車輪、１６ 蓄電装置、１８，２０，３２ 電力変換器、２６，２６Ａ ＥＣＵ、２８ ＳＯＣ回復スイッチ、３０ カーナビゲーション装置、３４ 接続部、７２ 操作部、７４，７６ 表示部、５２ 要求パワー算出部、５４ エンジン始動判定部、５６ モード制御部、５８ 充電促進制御部、５９，５９Ａ 触媒暖機制御部、６０ ＨＶ制御部、６２ エンジン制御部、６４ ＭＧ１制御部、６６ ＭＧ２制御部、６８ 外部充電／給電制御部、１００ ハイブリッド車両。

Claims (7)

1. 蓄電装置と、
   内燃機関と、
   前記内燃機関の出力を用いて前記蓄電装置の充電電力を生成可能な発電装置と、
   前記発電装置による蓄電装置の充電を制御する制御装置と、
   前記蓄電装置の蓄電量の増加を利用者が要求するための入力装置と、
   前記内燃機関から排出される排気ガスを触媒により浄化する触媒装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記入力装置によって前記蓄電量の増加が要求されると、前記蓄電装置の充電が促進されるように前記発電装置による前記蓄電装置の充電を制御する充電促進制御部と、
   前記内燃機関の出力を制限しつつ前記内燃機関を作動させることによって前記触媒装置を暖機するための暖機制御部とを含み、
   前記暖機制御部は、前記触媒装置の暖機と前記入力装置による前記蓄電量の増加要求とが重複するとき、前記内燃機関の出力制限を緩和する、ハイブリッド車両。
2. 前記暖機制御部は、前記触媒装置の暖機と前記入力装置による前記蓄電量の増加要求とが重複するとき、所定の条件が成立する場合に限り前記内燃機関の出力制限を緩和する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 車両外部と通信可能な通信装置をさらに備え、
   前記所定の条件は、前記通信装置によって所定の情報を受信することである、請求項２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記所定の情報は、災害に関する情報を含む、請求項３に記載のハイブリッド車両。
5. 前記蓄電装置に蓄えられた電力および前記発電装置により発電される電力の少なくとも一方を車両外部へ供給するための給電装置をさらに備え、
   前記所定の条件は、前記給電装置による車両外部への給電が要求されることである、請求項２に記載のハイブリッド車両。
6. 前記充電促進制御部は、前記入力装置によって前記蓄電量の増加が要求されると、前記蓄電装置の充電状態を高めるように、前記発電装置による前記蓄電装置の充電を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
7. 前記充電促進制御部は、前記入力装置によって前記蓄電量の増加が要求されると、前記蓄電装置の充電レートを高めるように、前記発電装置による前記蓄電装置の充電を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。

Images