JP5867034B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば動力源として内燃機関及び電動発電機を備えるハイブリッド車両において、逆起電圧により発電し、高圧電池、補機電池、コンデンサ等を充電するための電動発電機の制御に係る制御装置の技術分野に関する。

この種の装置として、コンデンサに蓄電された電力が、電動機が内燃機関を始動するのに必要な電力として十分でない場合には、補機電池の電力を電圧変換回路及び昇圧コンバータを介してコンデンサに送り、コンデンサの電圧を必要な電圧まで昇圧させる装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によれば、高圧電池に関連する故障が検出された場合に、高圧電池がシステムから切離された後、電圧変換回路及び昇圧コンバータの各々の出力電圧が上昇され、コンデンサに電力が蓄えられることで、内燃機関が自立運転を開始する回転数まで回転され、退避走行を行えるとされる。

また、電池に異常が検出された場合、モータの起電力により生じる電圧を、コンデンサの耐圧未満の電圧となるようにエンジンの運転を制御することで、コンデンサに過大な負荷を生じさせず、高圧系補機に電力を供給するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

更に、直流電源の故障を検出すると、システムリレーを遮断した後、昇圧コンバータの一次電圧ＶｃがＤＣ／ＤＣコンバータの動作電圧範囲内になるように、コンデンサの電圧Ｖｍを昇圧コンバータにより降圧し（即ち、降圧制御）、これをＤＣ／ＤＣコンバータに供給することで、モータ回生量を上昇させるものが提案されている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３によれば、昇圧コンバータによる降圧動作が開始されると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータが供給された直流電圧を変換して補機電池を充電する動作が再開されるので、ＤＣ／ＤＣコンバータに過電圧が印加されるのを防止できるとされる。

特開２００７−２５５２９４号公報 特開２００６−０６３８１９号公報 特開２００４−２７４９４５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載の装置では、高圧電池に関連する故障が検出された場合に、補機電池の充電状態が比較的高い状態で、仮に走行状況に応じて高圧回路内に高電圧が発生すると、コンデンサに過大な負荷がかかる恐れがあるといった技術的問題点がある。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、高圧電池が故障した場合に、コンデンサにかかる負荷を抑制し得るハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、（i）内燃機関と、（ii）前記内燃機関又は駆動軸からのトルクを受けて逆起電圧により発電可能な電動発電機と、（iii）前記電動発電機との間で充放電可能である高圧電池と、（iv）前記高圧電池に並列接続されたコンデンサと、(v)補機に対し放電可能である補機電池と、（vi）前記高圧電池と前記補機電池とを接続すると共に、前記高圧電池側の電圧を前記補機電池側の電圧に変換する電圧変換手段とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記高圧電池において所定種類の異常があるか否かを判定する第１判定手段と、前記補機電池における蓄電残量の目標を設定可能な設定手段とを備え、前記設定手段は、前記第１判定手段により前記所定種類の異常があると判定された場合に、前記目標を、前記所定種類の異常がない場合よりも低く設定する。

本発明に係るハイブリッド車両は、駆動軸に対し動力供給可能な動力要素として、（ａ）燃料の種別、供給態様、燃焼態様、吸排気系の構成及び気筒配列等、その物理的、機械的又は電気的構成を問わない各種の態様を採り得る内燃機関と、（ｂ）例えばモータジェネレータ等として構成され得る電動発電機とを少なくとも備えた車両である。本発明に係る電動発電機は、例えば、その回転軸が、無段変速機構（CVT：Continuously Variable Transmission）等の変速機構を介して、内燃機関の回転軸又は駆動軸に接続される場合に、内燃機関の回転軸又は駆動軸からのトルクを受けて回転することで、その回転数に比例する逆起電圧により発電する。

本発明に係る高圧電池は、電動発電機用の電源として機能し、電動発電機が発生する逆起電圧により充電されると共に、コンデンサを介して電動発電機に対し放電される。本発明に係る補機電池は、例えば鉛蓄電池等であって、補機用の電源として機能し、電圧変換手段により変換された電圧で充電されると共に、補機に対し放電される。本発明に係る電圧変換手段は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ等であって、高圧電池側の高電圧を補機電池側の電圧に変換する（典型的には、高圧電池側の高電圧よりも低い低電圧に降圧する）。本発明に係る補機とは、補機電池からの電力（典型的には低電圧）により動作する、ハイブリッド車両に搭載或いは内蔵された、各種電子電気機器である。

本発明に係る異常判定手段は、高圧電池において所定種類の異常があるか否かを判定する。ここで、「所定種類の異常」とは、例えば、高圧電池の本体温度、端子電圧、電流容量等の値が所定値よりも高い、或いは高圧電池から液漏れ（言い換えれば、高圧電池本体の破断或いは破裂）が検出される等の他に、高圧電池の充放電が制御不能であるところの異常である。更に、例えば、設計段階にて、高圧電池を電源回路から切り離す或いは遮断する方がそのまま放置しておくよりも適当である類の異常として、予め規定されたものである。

本発明に係る設定手段は、補機電池における蓄電残量の目標を設定する。ここで、「目標」とは、充放電を行う際に、蓄電残量の目標となる、制御上の目標値を示す。典型的には、制御上の目標範囲の中央値を示す。又は、充放電の際に、蓄電残量の目標となる、制御上の目標範囲を、又は該目標範囲を規定する目標上限値及び目標下限値の両方若しくは一方を示す。又は、充放電制御のトリガーとなる、蓄電残量の値又は範囲を示す。

本発明では特に、第１判定手段により所定種類の異常があると判定された場合に、設定手段は、このような蓄電残量の目標を、所定種類の異常がない場合よりも低く設定する。言い換えれば、所定種類の異常がない場合、即ち、正常時或いは通常時における目標を「基準値」若しくは「基準範囲」として定義すれば、所定種類の異常が発生した場合には、目標値は、それまで設定されていた目標値である基準値よりも低くに設定変更されたり、目標範囲は、それまで設定されていた基準範囲よりも低くに設定変更されたりする。或いは、目標範囲を規定する上限値及び下限値の少なくとも一方が、上限値が下限値を下回るようにならない限りにおいて、低く設定変更される。

ここで、所定種類の異常の一環として、過熱や液の漏洩等に起因して高圧電池が故障する場合を想定する。すると、仮に蓄電残量の目標が異常時用でない通常の設定のままであるすれば、走行状況に応じて発生する高電圧（例えば、電動発電機が発生する逆起電圧）によって、補機電池側に電流があまり或いは殆ど流れないまま、高圧電池側のコンデンサに流れる電流が過大になってしまい兼ねない。即ち、コンデンサに過大な負荷がかかる恐れがある。

しかるに本発明では、このような異常時であっても、異常時以前（即ち、正常時或いは通常時）よりも低く、蓄電残量の目標が設定されている或いは設定変更されているので、目標が低くされた分だけ或いは目標が低くされた度合いに応じて、補機電池側に電流が流れ易くなる。即ち、補機電池における電流の受け入れ性が、異常時以前に比べて良好になる。ここで「電流の受け入れ性」とは、例えば、補機電池に流れる電流の量が増加する程度、或いは該電流の量の増加に応じて充電時間が短縮される程度等を意味する。

以上の結果、高圧電池に所定種類の異常が発生した場合であっても、電圧変換手段を介して補機電池側に電流が流れ易くなる分、高圧電池側のコンデンサにかかる負荷が軽減される。よって、高圧電池に並列接続されたコンデンサを含む、異常時の電源で更なる異常が発生することを効果的に回避しつつ、退避走行を良好に行うことが可能となる。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一の態様では、前記補機電池の現在の蓄電残量を特定する特定手段と、前記第１判定手段により前記所定種類の異常があると判定された場合に、前記特定された現在の蓄電残量が、前記設定手段により前記目標として設定された目標値よりも低いか否かを判定する第２判定手段と、（a）前記第１判定手段により前記所定種類の異常があると判定され、且つ前記第２判定手段により前記特定された現在の蓄電残量が前記設定された目標値よりも低いと判定された場合に、前記電動発電機が発電するように前記電動発電機の回転を制御し、（b）前記第１判定手段により前記所定種類の異常があると判定され、且つ前記第２判定手段により前記特定された現在の蓄電残量が前記設定された目標値よりも高いと判定された場合に、前記電動発電機が発電しないように前記電動発電機の回転を制御する制御手段とを更に備える。

本発明に係る特定手段は、補機電池の現在の蓄電残量を特定する。ここで、蓄電残量に係る「特定する」とは、現在の蓄電残量を、各種センサや装置等を用いて直接又は間接的に検出する、又は各種パラメータに基づいて所定の数式から或いはコンピュータプログラムを実行して算出若しくは推定することにより決定することを意味する。

本発明に係る設定手段は、第１判定手段により所定種類の異常があると判定された場合に、蓄電残量の目標として目標値を、所定種類の異常がない場合よりも低く設定する。

本発明に係る第２判定手段は、第１判定手段により高圧電池に所定種類の異常があると判定された場合に、補機電池の現在の蓄電残量が、設定手段により設定された目標値よりも低いか否か、即ち、補機電池における電流の受け入れ性が良好であるか否かを判定する。

本発明に係る制御手段は、第１及び第２判定手段の各々による判定の結果に応じて、電動発電機の回転を制御することで、電動発電機の発電の有無を制御する。言い換えれば、電動発電機が発生する逆起電圧により、補機電池の蓄電残量を制御する。

この態様によれば、第１判定手段により所定種類の異常があると判定され、且つ第２判定手段により補機電池の現在の蓄電残量が目標値よりも低い、即ち、補機電池における電流の受け入れ性が良好であると判定された場合に、制御手段により、電動発電機が発電するように電動発電機の回転が制御される。この制御について、具体的には、内燃機関からの機関トルク又は駆動軸からの回生トルクを受けて電動発電機が回転され、逆起電圧が発生される。すると、発生された逆起電圧が電圧変換手段を介して変換され、変換された電圧で補機電池が充電される。この充電中、補機電池に逆起電流が流れ易いために、コンデンサにかかる負荷が軽減される。この制御により、補機電池が充電され、補機電池の蓄電残量が回復されることで、補機電池の電流の受け入れ性が相対的には悪化するが、制御開始時に補機電池の電流の受け入れ性が良好であるとされる条件であれば、ここでの悪化がコンデンサに過大な負荷を与える状況からは程遠い。

他方、第１判定手段により所定種類の異常があると判定され、且つ第２判定手段により補機電池の現在の蓄電残量が目標値よりも高い、即ち、補機電池における電流の受け入れ性が悪いと判定された場合に、制御手段により、電動発電機が発電しないように電動発電機の回転が制御される。この制御について、具体的には、内燃機関及び駆動軸のいずれからもトルクを受けないように、例えば、電動発電機と、内燃機関又は駆動軸との接続の状態が切り替えられる。すると、電動発電機の回転が停止し、逆起電圧が発生されないために、補機電池が充電されることがない。即ち、エネルギー効率が相対的には悪化されるが、コンデンサに過大な負荷を与える事態（延いては退避走行に支障を来す事態）を回避できる。

尚、こうした電動発電機が発電しない（言い換えれば、補機電池が充電されない）制御に併せて、補機電池の放電が促進されるように補機が制御されてもよい。この制御により、補機電池が集中的に放電され、補機電池の蓄電残量が目標値未満に比較的早期に低下されることで、補機電池の電流の受け入れ性が向上される。即ち、エネルギー効率が相対的には更に悪化されるが、コンデンサに過大な負荷を与える事態をより確実に回避できる。

上述したように、補機電池において、電流の受け入れ性が悪い状況では、蓄電残量が目標値よりも低下されるまで放電を継続し、電流の受け入れ性が向上されたところで充電するといった充放電のサイクルが繰り返される。これにより、電動発電機が発電する時には、逆起電圧による高電圧を補機電池に逃がして、コンデンサにかかる負荷を抑制しつつ、補機電池を補機用の電源として不可なく機能させることが可能である。故に、高圧電池に異常がある場合であっても、補機により内燃機関を確実に始動させて車両を安全な場所に退避させる退避走行を継続して行うことが可能である。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記第１判定手段により前記所定種類の異常があると判定された場合に、前記高圧電池に入出力される電流の流れを遮断可能な遮断手段を更に備える。

この態様によれば、高圧電池に所定種類の異常がある場合に、遮断手段によって、高圧電池に入出力される電流の流れが遮断される。よって、例えば、異常のある高圧電池が電源回路中に電気的に接続されたまま残されていることが、コンデンサ、補機電池、電圧変換手段等における、上述した異常時における各種動作に対して悪影響を及ぼしたり、それらにおける異常或いは故障を招いたり、それらにおける退避走行のための電源供給動作の妨げとなったりする事態を効果的に未然防止できる。ここで「遮断手段」とは、高圧電池に入出力される高電圧の電流を遮断し得る、例えば高圧電池に近接して直列に接続された、高電圧遮断用のリレー等である。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表すブロック図である。 図１の電動発電機の接続状態を表すブロック図である。 図１の補機電池における電流の受け入れ性を説明するための説明図である。 実施形態における退避走行制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
＜実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、実施形態に係るハイブリッド車両１の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１の構成を概念的に表すブロック図である。

図１において、ハイブリッド車両１は、主として、高圧電池温度センサ２、補機電池ＳＯＣ検出部３、ハイブリッド駆動装置１０及びＥＣＵ１００を備える。

高圧電池温度センサ２は、高圧電池２４の本体温度を検出することが可能に構成されたセンサである。高圧電池温度センサ２は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された温度は、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

補機電池ＳＯＣ検出部３は、本発明に係る「特定手段」の一例であり、補機電池２６の現在の蓄電残量ＳＯＣｘを検出することが可能に構成されている。補機電池ＳＯＣ検出部３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された現在の蓄電残量ＳＯＣｘは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。

＜ハイブリッド駆動装置の構成＞
ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１のパワートレインとして機能する動力ユニットである。ハイブリッド駆動装置１０は、主として、エンジン１１、トランスミッション１３、モータジェネレータ２０、高圧回路２３、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５及び低圧回路２８を備える。

エンジン１１は、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列４気筒ガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能するように構成されている。

次に、図２を参照し、本実施形態におけるトランスミッション１３の構成について説明する。図２において、トランスミッション１３は、クラッチ操作のみが自動化された従来のマニュアル・トランスミッションたるオートメイティッド・マニュアル・トランスミッション（Automated Manual Transmission）である。トランスミッション１３は、主として、歯車機構、クラッチ１２及び切替機構１７を備える。歯車機構は、平行に配置された入力軸１４と出力軸１５とを接続する複数のギアを有する。クラッチ１２は、エンジン１１と歯車機構との間に配置されており、エンジン１１のクランク軸と入力軸１４とを接続又は分離することで、エンジン１１の動力を入力軸１４に伝達又は遮断するように構成されている。切替機構１７は、モータジェネレータ２０と歯車機構との間に配置されており、モータジェネレータ２０のロータ軸２１と、入力軸１４又は出力軸１５とを接続可能に構成されている。トランスミッション１３は、複数のギアの組み合わせを変更することで、クラッチ１２を介して入力軸１４に入力されるエンジン１１の回転を変速し、出力軸１５から駆動軸に出力するように構成されている。トランスミッション１３は、本実施形態では、後に詳述する切替機構１７によってモータジェネレータ２０との接続状態を切り替えることで、モータジェネレータ２０の回転（即ち、逆起電圧）を変化させるように構成されている。

モータジェネレータ２０は、本発明に係る「電動発電機」の一例たる同期電動発電機であり、外周面に複数個の永久磁石を有する不図示のロータ、及び三相コイルが巻回された不図示のステータから成る。モータジェネレータ２０は、切替機構１７によって切り替えられる接続状態に応じてロータが回転することでステータに発生する逆起電圧により発電する発電機能と、ステータへの通電により回転トルクを発生し入力軸１４又は出力軸１５に駆動トルクを付与する力行機能とを備えるように構成されている。

切替機構１７は、連結部Ｃ１４、Ｃ１５及びＣ２１、並びにスリーブＣ１７を含んでいる。連結部Ｃ１４、Ｃ１５及びＣ２１は夫々、入力軸１４、出力軸１５、及びモータジェネレータ２０のロータ軸２１に固定されている。スリーブＣ１７は、不図示のアクチュエータの動力によりロータ軸２１の軸線方向で変位することで、連結部Ｃ２１に対し連結部Ｃ１４又はＣ１５をスプライン結合可能に構成されている。切替機構１７は、スリーブＣ１７を変位させることで、モータジェネレータ２０（具体的には、ロータ軸２１）の接続状態を、イン接続、アウト接続及び非接続の間で切り替え可能に構成されている。

次に、イン接続、アウト接続及び非接続の各接続状態の態様について説明する。ここに、図２（ａ）から（ｃ）は、イン接続、アウト接続及び非接続の各接続状態を夫々に示すブロック図である。

図２（ａ）に示すように、イン接続では、スリーブＣ１７は、連結部Ｃ１４及びＣ２１に対応する位置に配置される。これにより、連結部Ｃ１４及びＣ２１がスプライン結合され、入力軸１４とモータジェネレータ２０との間で動力伝達が可能になる。イン接続では、入力軸１４の回転に応じてロータが回転する。

図２（ｂ）に示すように、アウト接続では、スリーブＣ１７は、連結部Ｃ１５及びＣ２１に対応する位置に配置される。これにより、連結部Ｃ１５及びＣ２１がスプライン結合され、出力軸１５とモータジェネレータ２０との間で動力伝達が可能になる。アウト接続では、出力軸１５の回転に応じてロータが回転する。

図２（ｃ）に示すように、非接続では、スリーブＣ１７は、連結部Ｃ２１のみ対応する位置に配置される。このため、連結部Ｃ２１は、いずれの連結部ともスプライン結合されることなく、モータジェネレータ２０との間の動力伝達は不可能になる。即ち、非接続では、ロータの回転が停止される。

尚、切替機構１７或いはこれを含むトランスミッション１３の構成について、本実施形態の態様に限定されず、モータジェネレータ２０の回転を変化させる機構を備えるものであれば、如何なるものであっても構わない。

再び図１において、高圧回路２３は、モータジェネレータ２０の回転数及び出力トルクを制御可能なインバータ回路として機能し、高圧電池２４、コンデンサＣ２３及びリレーＲｙ２３を含んでいる。高圧回路２３には、トランジスタＴ２３と、該トランジスタＴ２３の設置方向と逆方向に並列に接続されたダイオードＤ２３との組み合わせが６つ配置されており、各組み合わせの一端子は、高圧電池２４、コンデンサＣ２３及びＤＣ−ＤＣコンバータ２５に接続され、他端子は、モータジェネレータ２０の三相コイルに接続されている。

高圧電池２４は、モータジェネレータ２０が発生する逆起電圧で充放電されるように構成されている。尚、高圧電池２４は、例えば１００Ｖ〜４００Ｖ程度の高圧電源であり、主として、モータジェネレータ２０の駆動用電池として機能する。

コンデンサＣ２３は、高圧電池２４と並列に接続されており、高圧電池２４からの放電電圧により電気エネルギーを蓄えるように構成されている。コンデンサＣ２３の電圧（以下、単に「コンデンサ電圧」と称する）は、電気エネルギーの蓄電量に比例する。コンデンサＣ２３は、高圧電池２４への電流の流れが停滞する場合に、モータジェネレータ２０が発生する逆起電圧により電気エネルギーを蓄える性質を有する。

リレーＲｙ２３は、本発明に係る「遮断手段」の一例として、高圧電池２４の正極側及び負極側に各１つ、高圧電池２４と直列に配置されている。リレーＲｙ２３は、不図示のリレーコイルに定格電圧が印加されることで高圧電池２４への電流の入出力を可能にする動作状態と、リレーコイルへの印加電圧が零であることで高圧電池２４への電流の入出力を不能にする開放状態との間で切り替え可能に構成されている。リレーＲｙ２３は、本実施形態では、後に詳述する退避走行制御処理において（図４に示される）、本発明に係る「遮蔽制御手段」としても機能するＥＣＵ１００による制御を受けて、高圧電池２４の異常時に高圧電池２４を高圧回路２３から電気的に遮断するように構成されている。

高圧回路２３は、モータジェネレータ２０がモータとして機能する際には、即ち、力行動作が行われる際には、高圧電池２４におけるＤＣ（直流）のコンデンサ電圧からＡＣ（交流）の電圧を生成し、これをモータジェネレータ２０に印加するように構成されている。或いは、高圧回路２３は、モータジェネレータ２０がジェネレータとして機能する際には、即ち、回生動作が行われる際には、モータジェネレータ２０からのＡＣの電圧からＤＣの電圧（即ち、逆起電圧）を生成し、これを高圧電池２４に供給するように構成されている。

ＤＣ−ＤＣコンバータ２５は、本発明に係る「電圧変換手段」の一例として、高圧電池２４及び補機電池２６と並列に接続されており、高圧電池２４からの放電電圧を降圧し、これを補機電池２６に入力するように構成されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ２５は、高圧電池２４への電流の流れが停滞する場合に、モータジェネレータ２０が発生する逆起電圧を、高圧電池２４を介さず直接に降圧し、これを補機電池２６に入力するように構成されている。

低圧回路２８は、補機類２７に電力を供給するための回路として機能し、補機電池２６及び補機類２７を含んでいる。

補機電池２６は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５からの降圧電圧で充電され、補機類２７に対し放電されるように構成されている。尚、補機電池２６は、例えば１０Ｖ〜１５Ｖ程度の低圧電源であり、補機駆動用及びシステム始動用の電池として機能する。

補記類２７は、本発明に係る「補機」の一例であり、例えば、セルモータやラジエータ等のエンジン１１の始動に必要な電子電気機器の他、ヘッドランプやエアクリーナ等を含む。

ＥＣＵ１００は、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びバッファメモリ等を備える電子制御ユニット（Electronic Control Unit）であり、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御可能に構成されている。

ＥＣＵ１００は、異常判定部１０１、目標ＳＯＣ設定部１０２、及び退避走行制御部１０３を含んでおり、これら各部に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、これら各部の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各部は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等の各種コンピュータシステムとして構成されていてもよい。

異常判定部１０１は、本発明に係る「第１判定手段」の一例であり、高圧電池温度センサ２による検出温度に基づいて高圧電池２４の本体温度が所定温度よりも高いといった、所定種類の異常があるか否かを判定するように構成されている。

目標ＳＯＣ設定部１０２は、本発明に係る「設定手段」の一例であり、異常判定部１０１による判定の結果に応じて、補機電池２６の目標蓄電残量を設定するように構成されている。

退避走行制御部１０３は、本発明に係る「第２判定手段」の一例として、補機電池ＳＯＣ検出部３によって検出される現在の蓄電残量ＳＯＣｘに応じて、補機電池２６における電流の受け入れ性が良好であるか否かを判定するように構成されている。

ここで、図３を参照して、補機電池２６における電流の受け入れ性について説明する。ここに、図３は、補機電池２６における電流の受け入れ性を説明するための説明図である。

図３は、横軸に時間をとり、縦軸に補機電池２６の蓄電残量ＳＯＣをとるグラフを示す。横軸において、補機電池２６における充電期間及び放電期間が交互に示されており、時刻ｔ０は、高圧電池２４に異常が発生した時刻を表す。充電期間では、エンジン駆動での加速走行、減速走行或いは下り坂走行等の走行状況に応じて、モータジェネレータ２０が回転され、逆起電圧により発電することで、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５を介して補機電池２６が充電される。放電期間では、上述の如き充電が行われないままで補機類２７が駆動されることで、補機電池２６が放電される。

縦軸において、点線で示されるＳＯＣ０（又はＳＯＣ０’）は、補機電池２６の目標蓄電残量を表し、目標蓄電残量を中央値とする網掛け部は、制御上限値ＳＯＣ０Ｈと制御下限値ＳＯＣ０Ｌとの間の領域であって、補機電池２６における蓄電残量の制御目標範囲を表す。更に、制御上限値ＳＯＣ０Ｈを上回る最大値ＳＯＣｍａｘは、補機電池２６に予め設定される蓄電残量の最大値であって、過充電状態と許容充電状態との境界を表す。下限値ＳＯＣ０Ｌを下回る最小値ＳＯＣｍｉｎは、補機電池２６に予め設定される蓄電残量の最小値であって、許容充電状態と過放電状態との境界を表す。

図３に示すように、補機電池２６の蓄電残量ＳＯＣは、典型的には、充電期間に制御上限値ＳＯＣ０Ｈに向けて上昇し、放電期間に制御下限値ＳＯＣ０Ｌに向けて減小するように制御され、且つ両期間を通じて制御目標範囲から外れることがないように制御される。本実施形態では、目標ＳＯＣ設定部１０２により、時刻ｔ０以前（即ち、高圧電池２４に所定種類の異常が発生する以前）に、目標蓄電残量が補機電池２６に予め設定される基準値ＳＯＣ０に設定される。他方、時刻ｔ０以降（即ち、高圧電池２４に所定種類の異常が発生した場合）に、目標蓄電残量が基準値ＳＯＣ０よりも低い値ＳＯＣ０’に変更される。これに併せて、制御目標範囲を規定する制御上限値及び制御下限値もまた低い値に夫々変更される。

補機電池２６における電流の受け入れ性は、例えば、最大値ＳＯＣｍａｘと目標蓄電残量ＳＯＣ０又はＳＯＣ０’との間の差で表される。時刻ｔ０以前の差Ｄ０（ＳＯＣｍａｘ−ＳＯＣ０）と、時刻ｔ０以降の差Ｄ０’（ＳＯＣｍａｘ−ＳＯＣ０’）とを比較すると、図３における矢印の態様で示すように、時刻ｔ０以降の差Ｄ０’が時刻ｔ０以前の差Ｄ０よりも大きいことは明らかであり、時刻ｔ０を境に電流の受け入れ性が拡大される。即ち、目標蓄電残量或いは制御上限値及び制御下限値が異常発生前よりも低い値に変更されることで、補機電池２６における電流の受け入れ性が根本的に良好になる。本実施形態では、「第２判定手段」として機能する退避走行制御部１０３により、時刻ｔ０以降に、目標蓄電残量ＳＯＣ０’と現在の蓄電残量ＳＯＣｘとが比較され、現在の蓄電残量ＳＯＣｘが目標蓄電残量ＳＯＣ０’よりも低い場合（即ち、実線で示されるＳＯＣがＳＯＣ０’を下回る場合）に、補機電池２６における現在の電流の受け入れ性が良好であると判定する。他方、現在の蓄電残量ＳＯＣｘが目標蓄電残量ＳＯＣ０’よりも高い場合（即ち、実線で示されるＳＯＣがＳＯＣ０’を上回る場合）に、補機電池２６における現在の電流の受け入れ性が悪いと判定する。

再び図１において、退避走行制御部１０３は、本発明に係る「遮断制御処理」の一例として、異常判定部１０１により高圧電池２４に所定種類の異常があると判定された場合に、リレーＲｙ２３を開放状態に切り替え、高圧電池２４に入出力される電流の流れを遮断する。この後、退避走行制御部１０３は、本発明に係る「制御処理」の一例として、現在の蓄電残量ＳＯＣｘが、基準値よりも低く設定された目標蓄電残量ＳＯＣ０’よりも低い（即ち、補機電池２６の電流の受け入れ性が良好である）場合に、モータジェネレータ２０が発電するように（即ち、逆起電圧が発生するように）モータジェネレータ２０の回転を制御する。この制御として、切替機構１７によりモータジェネレータ２０の接続状態がイン接続（図２（ａ）に示される）或いはアウト接続（図２（ｂ）に示される）に切り替えられる。

他方、現在の蓄電残量ＳＯＣｘが目標蓄電残量ＳＯＣ０よりも高い（即ち、補機電池２６の電流の受け入れ性が悪い）場合に、モータジェネレータ２０が発電しないように（即ち、逆起電圧が発生しないように）モータジェネレータ２０の回転を制御する。この制御として、切替機構１７によりモータジェネレータ２０の接続状態が非接続（図２（ｃ）に示される）に切り替えられる。これに併せて、退避走行制御部１０３は、補機電池２６の放電が促進されるように、補機類２７を制御する。

ここで、本実施形態では、高圧電池２４に所定種類の異常がある場合に、高圧回路２３に逆起電圧等による高電圧が発生されると、コンデンサＣ２３に流れる電流の大きさによっては、コンデンサＣ２３に過大な負荷がかかり、コンデンサＣ２３が破損する恐れがある。そこで、ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する退避走行制御処理を実行可能に構成されている。

＜実施形態の動作＞
＜退避走行制御処理＞
次に、図４を参照し、本実施形態における退避走行制御処理について説明する。ここに、図４は、退避走行制御処理を示すフローチャートである。

図３において、異常判定部１０１により、高圧電池２４は正常である（言い換えれば、高圧電池２４に所定種類の異常がある）か否かが判定される（ステップＳ１０１）。この判定の結果、高圧電池２４は正常であると判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ（正常））、ステップＳ１０１からの処理が繰り返し行われる。

一方、ステップＳ１０１の判定の結果、高圧電池２４は正常でない（言い換えれば、高圧電池２４に所定種類の異常がある）と判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ（異常））、退避走行制御部１０３により、リレーＲｙ２３が開放され、高圧電池２４に入出力される電流の流れが遮断された上で、退避走行が開始される（ステップＳ１０２）。続いて、目標ＳＯＣ設定部１０２により、補機電池２６の目標蓄電残量が基準値ＳＯＣ０よりも低い値ＳＯＣ０’に設定される（ステップＳ１０３）。続いて、補機電池ＳＯＣ検出部３により、補機電池２６の現在の蓄電残量ＳＯＣｘが検出されると共に、退避走行制御部１０３により、検出された現在の蓄電残量ＳＯＣｘが、目標ＳＯＣ設定部１０２によって設定された目標蓄電残量ＳＯＣ０’よりも低い（言い換えれば、補機電池２６の電流の受け入れ性が良好である）か否かが判定される（ステップＳ１０４）。この判定の結果、現在の蓄電残量ＳＯＣｘが目標蓄電残量ＳＯＣ０’よりも高い（即ち、補機電池２６の電流の受け入れ性が悪い）と判定された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ（悪い））、退避走行制御部１０３により、モータジェネレータ２０が発電しないようにモータジェネレータ２０の回転が停止される。これに併せて、補機電池２６の放電が促進されるように、補機類２７が制御される（ステップＳ１０５）。これにより、補機電池２６の蓄電残量ＳＯＣが目標蓄電残量ＳＯＣ０’未満に低下される。この後、補機電池ＳＯＣ検出部３により、現在の蓄電残量ＳＯＣｘが継続して監視され（ステップＳ１０７）、現在の蓄電残量ＳＯＣｘに基づいてステップＳ１０４からの処理が繰り返し行われることで、退避走行が継続される。

一方、ステップＳ１０４の判定の結果、現在の蓄電残量ＳＯＣｘが目標蓄電残量ＳＯＣ０’より低い（即ち、補機電池２６の電流の受け入れ性が良好である）と判定された場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ（良好））、退避走行制御部１０３により、モータジェネレータ２０が発電するようにモータジェネレータ２０が回転され、逆起電圧により補機電池２６が充電される（ステップＳ１０６）。これにより、補機電池２６の蓄電残量ＳＯＣが回復される。この後、ステップＳ１０７の処理を経てステップＳ１０４からの処理が繰り返し行われることで、退避走行が継続される。

上述した退避走行制御処理によれば、ステップＳ１０４の処理による判定の結果に応じて、ステップＳ１０５及びＳ１０６の処理が交互に行われる。即ち、補機電池２６の電流の受け入れ性が悪い状況では、現在の蓄電残量ＳＯＣｘが目標蓄電残量ＳＯＣ０’よりも低下されるまで放電を継続し（ステップＳ１０５）、補機電池２６の電流の受け入れ性が向上されたところで充電する（ステップＳ１０６）といった充放電のサイクルが繰り返される。これにより、モータジェネレータ２０が発電する時には、逆起電圧による高電圧を補機電池２６に逃がして、コンデンサＣ２３にかかる負荷を抑制しつつ、補機電池２６を補機類２７の電源として不可なく機能させることが可能である。故に、高圧電池２４に異常がある場合であっても、補機類２７によりエンジン１１を確実に始動させてハイブリッド車両１を安全な場所に退避させる退避走行を継続して行うことが可能である。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１…ハイブリッド車両、３…補機電池ＳＯＣ検出部、１１…エンジン、２０…モータジェネレータ、Ｃ２３…コンデンサ、Ｒｙ２３…リレー、２４…高圧電池、２５…ＤＣ−ＤＣコンバータ、２６…補機電池、２７…補機類、１００…ＥＣＵ、１０１…異常判定部、１０２…目標ＳＯＣ設定部、１０３…退避走行制御部

Claims (3)

1. （i）内燃機関と、（ii）前記内燃機関又は駆動軸からのトルクを受けて逆起電圧により発電可能な電動発電機と、（iii）前記電動発電機との間で充放電可能である高圧電池と、（iv）前記高圧電池に並列接続されたコンデンサと、(v)補機に対し放電可能である補機電池と、（vi）前記高圧電池と前記補機電池とを接続すると共に、前記高圧電池側の電圧を前記補機電池側の電圧に変換する電圧変換手段とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記高圧電池において所定種類の異常があるか否かを判定する第１判定手段と、
   前記補機電池における蓄電残量の目標を設定可能な設定手段と
   を備え、
   前記設定手段は、前記第１判定手段により前記所定種類の異常があると判定された場合に、前記目標を、前記所定種類の異常がない場合よりも低く設定する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記補機電池の現在の蓄電残量を特定する特定手段と、
   前記第１判定手段により前記所定種類の異常があると判定された場合に、前記特定された現在の蓄電残量が、前記設定手段により前記目標として設定された目標値よりも低いか否かを判定する第２判定手段と、
   （a）前記第１判定手段により前記所定種類の異常があると判定され、且つ前記第２判定手段により前記特定された現在の蓄電残量が前記設定された目標値よりも低いと判定された場合に、前記電動発電機が発電するように前記電動発電機の回転を制御し、（b）前記第１判定手段により前記所定種類の異常があると判定され、且つ前記第２判定手段により前記特定された現在の蓄電残量が前記設定された目標値よりも高いと判定された場合に、前記電動発電機が発電しないように前記電動発電機の回転を制御する制御手段と
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記第１判定手段により前記所定種類の異常があると判定された場合に、前記高圧電池に入出力される電流の流れを遮断可能な遮断手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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