JPWO2020017168A1 - ハイブリッド車両の電力制御装置及び電力制御方法 - Google Patents

Abstract

低圧バッテリに接続された発電機による発電を、低圧バッテリの充電率によらず可能とするハイブリッド車両の電力制御装置を提供する。ハイブリッド車両は、車両の駆動輪（１８）に連結可能な電動機（２１）と、内燃機関（１１）に連結可能な発電機（２２）と、電動機（２１）に接続された第１二次電池（３１）と、発電機（２２）に接続され、第１二次電池（３１）よりも低圧の第２二次電池（３２）と、第２二次電池（３２）から入力される直流電圧を昇圧して第１二次電池（３１）へ出力可能な変換機（３３）とを備える。電力制御装置（４２）は、第２二次電池（３２）の充電率（ＳＯＣ２）が所定値以上であるとき、発電機（２２）が発電する電力を、第２二次電池（３２）及び変換機（３３）を介して第１二次電池（３１）に供給させる。

Description

本発明は、ハイブリッド車両の電力を制御するための装置に関する。

従来、内燃機関と、車両の駆動輪に連結可能な電動機と、内燃機関に連結可能な発電機と、電動機に接続された第１二次電池と、発電機に接続され、第１二次電池よりも低圧の第２二次電池と、第２二次電池から入力される直流電圧を昇圧して第１二次電池へ出力可能な変換機と、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に記載のハイブリッド車両は、内燃機関と駆動輪との間にトランスミッションが設けられ、内燃機関とトランスミッションとの間にクラッチが設けられている。このハイブリッド車両の電力制御装置は、内燃機関とトランスミッションとの間を切り離してから再度繋ぐまでの期間、内燃機関の回転エネルギーを発電機により回収して、第２二次電池に蓄電する。第２二次電池の電気エネルギーは、変換機により昇圧され、第１二次電池に蓄電されることが可能となっている。

特開２０１２−２２８９１８号公報

第２二次電池の充電率が大きいとき、内燃機関により発電機を発電させても、第２二次電池に蓄電することが難しい。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、第２二次電池の充電率によらず、発電機による発電を可能とするハイブリッド車両の電力制御装置を提供する。

本発明のある観点によれば、第２二次電池の充電率が所定値以上であるか、又は第２二次電池の充電率が増加する速さが所定値以上であるとき、発電機が発電する電力を、第２二次電池及び変換機を介して第１二次電池に供給させ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電力制御装置が提供される。

本発明によれば、第２二次電池の充電率によらず、発電機による発電が可能になる。

本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の構成例を示す模式図である。 同実施形態のハイブリッドコントロールユニットが実行する制御処理を示すフローチャートである。 同実施形態のエンジンの特性図である。

以下に添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお本明細書及び図面において実質的に同一の機能構成を有する構成要素については同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．ハイブリッド車両の構成例＞
まず、図１を参照して、本実施形態の電力制御装置が適用されるハイブリッド車両の構成例について説明する。ハイブリッド車両は、駆動系、電源系及び制御系を有する。

駆動系は、エンジン１１と、自動変速機１２と、トランスファ１３と、ディファレンシャル機構１４と、第１モータジェネレータ２１と、第２モータジェネレータ２２とを有する。電源系は、第１バッテリ３１を含む高電圧系と、第２バッテリ３２を含む低電圧系と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３とを有する。制御系は、エンジンコントロールユニット４１とハイブリッドコントロールユニット４２を有する。

（駆動系）
エンジン１１は、ガソリン又は軽油等を燃料とする内燃機関である。エンジン１１が生成した動力が車輪１８に伝達されることで車輪１８の駆動力が発生しうる。車輪１８は例えば前輪であり、駆動輪として機能する。

自動変速機１２は、エンジン１１と車輪１８との間の動力伝達経路に設けられており、エンジン１１の出力回転を変速して車軸１７の側に伝達する。自動変速機１２は例えば無段変速機であるが、多段式等であってもよい。自動変速機１２の出力軸は、減速ギア、ディファレンシャル機構１４、及び車軸１７を介して車輪１８に連結されている。

第１モータジェネレータ２１は、例えば、三相交流式の回転電機であり、インバータ２３を介して第１バッテリ３１に接続されている。第１モータジェネレータ２１の出力軸１５は、減速ギア、ディファレンシャル機構１４、及び車軸１７を介して車輪１８に連結されている。

第１モータジェネレータ２１は、力行時、第１バッテリ３１から供給される電力を用いて動力を発生し、車輪１８を駆動するための駆動力を生成する電動機（駆動モータ）として機能する。第１モータジェネレータ２１は、回生時、車両の減速に伴い車輪１８の側から伝達される動力により駆動され、電力を生成する発電機（ジェネレータ）として機能する。

第２モータジェネレータ２２は、エンジン１１の出力軸１６に連結された発電機であり、第２バッテリ３２に接続されている。第２モータジェネレータ２２は、オルタネータであり、エンジン１１により回転駆動されることで発電した交流電力を、整流器により直流電力に変換して、第２バッテリ３２に供給可能である。

なお、第２モータジェネレータ２２は、エンジン１１を始動させるためのスタータモータとしての機能を有してもよい。このとき第２バッテリ３２は、モータとして機能する第２モータジェネレータ２２に電力を供給可能である。

トランスファ１３は、自動変速機１２の出力側の軸と第１モータジェネレータ２１の出力軸１５との間に設けられており、トランスファギア及びトランスファクラッチを有する。トランスファギアはディファレンシャル機構１４のギアと一体でもよい。トランスファクラッチは、例えば油圧により締結又は開放される摩擦要素であり、第１モータジェネレータ２１の出力軸１５とディファレンシャル機構１４との間に設けられてよい。

トランスファ１３は、トランスファクラッチの締結状態を変化させることで、第１モータジェネレータ２１と車軸１７との間のトルクの伝達の可否を切り替える。トランスファクラッチが締結された状態では、エンジン１１が出力する動力に加え第１モータジェネレータ２１が出力する動力が車輪１８に伝達され、エンジン１１と第１モータジェネレータ２１の両方で車両を駆動可能なハイブリッド走行モードとなる。

ハイブリッド走行モードでは、エンジン１１の側から伝達される動力により第１モータジェネレータ２１を駆動して発電させることも可能である。例えばエンジン１１の出力に余剰がある場合、エンジン１１の動力の一部を用いて第１モータジェネレータ２１を発電機として機能させることで、エンジン１１のエネルギー効率を向上させることが可能である（図３参照）。

トランスファクラッチが開放された状態では、エンジン１１が出力する動力のみが車輪１８に伝達され、エンジン１１で車両を駆動可能なエンジン走行モードとなる。

（電源系）
第１バッテリ３１は、比較的高圧の二次電池であり、第１電源線３０１を介して第１モータジェネレータ２１に接続されている。第１バッテリ３１は、放電することで第１モータジェネレータ２１に電力を供給し、また、第１モータジェネレータ２１が発電する電力の供給を受けて充電されることが、可能である。

インバータ２３は、第１バッテリ３１から供給される直流電力を交流電力に変換して第１モータジェネレータ２１に供給し、第１モータジェネレータ２１を駆動する。また、インバータ２３は、第１モータジェネレータ２１から供給される交流電力を直流電力に変換して第１バッテリ３１に供給し、第１バッテリ３１を充電する。

第２バッテリ３２は、第１バッテリ３１よりも低圧の二次電池であり、第２電源線３０２を介して第２モータジェネレータ２２に接続されている。第２バッテリ３２は、第２モータジェネレータ２２が発電した電力の供給を受けて充電されることが可能である。第２バッテリ３２は、例えば車両の各種電装部品に接続されており、それらの電源として機能する。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、第１バッテリ３１と第２バッテリ３２とを接続する第３電源線３０３に設けられた変換機であり、両バッテリ３１，３２に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、昇圧機能と降圧機能の双方を有する双方向コンバータであり、第１バッテリ３１から入力される直流電圧を降圧して第２バッテリ３２へ出力可能であるとともに、第２バッテリ３２から入力される直流電圧を昇圧して第１バッテリ３１へ出力可能である。

（制御系）
エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４１及びハイブリッドコントロールユニット（ＨＣＵ）４２の一部又は全部は、例えばマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッサユニット等で構成されていてもよい。マイクロコンピュータ等は、各種演算処理を実行する中央処理ユニット（ＣＰＵ）、各種制御プログラムを格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）を有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成であってよい。また、各コントロールユニットの一部又は全部は、ファームウェア等の更新可能なもので構成されていてもよく、ＣＰＵ等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。

ＥＣＵ４１及びＨＣＵ４２は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信線を介して双方向の通信が可能なように互いに接続されており、制御情報や制御対象に関連する各種の情報を相互に通信する。

ＥＣＵ４１は、通信線を介して、エンジン１１に備えられた各種のアクチュエータ及びセンサ、並びにアクセル開度センサ５３及び車速センサ５４に接続されている。アクセル開度センサ５３は、アクセルペダル操作量としてのアクセル開度を検出する。車速センサ５４は、例えば車軸１７又は車輪１８の回転数を検出する。ＥＣＵ４１は、車速センサ５４からの信号に基づき車両の速度（以下、車速という。）を検出する。ＥＣＵ４１は、上記センサ及びＨＣＵ４２から入力される信号に基づき、スロットル弁開度、点火時期、及び燃料噴射量等を調整することで、エンジン１１の運転状態を制御することが可能である。

また、ＥＣＵ４１は、通信線を介して、第２モータジェネレータ２２、及び第２バッテリ３２に備えられたバッテリセンサ５２に接続されている。バッテリセンサ５２は、第２バッテリ３２の充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、充電履歴、温度、電圧、電流等を検出して出力する。ＥＣＵ４１は、バッテリセンサ５２及びＨＣＵ４２から入力される信号に基づき、第２モータジェネレータ２２の作動状態を制御することが可能である。

ＥＣＵ４１は、第２バッテリ３２の過充電や過放電を抑制するため、エンジン１１の回転数等に基づき第２モータジェネレータ２２の作動状態を制御することで、第２バッテリ３２の充電率ＳＯＣ（以下、ＳＯＣ２という。）が所定領域内、具体的には所定の上限値Ａｍａｘ２と下限値Ａｍｉｎ２との間を変動するように制御する。

例えば、ＳＯＣ２が下限値Ａｍｉｎ２を下回るか、又はＳＯＣ２が減少する速度の大きさ（速さ）ΔＳＯＣ２が所定の上限値ａｍａｘ２以上であるとき、第２モータジェネレータ２２の発電量を増大させるか、又は発電を開始させる。ＳＯＣ２が上限値Ａｍａｘ２以上であるか、又はＳＯＣ２が増加する速さΔＳＯＣ２が上限値ａｍａｘ２以上であるとき、第２モータジェネレータ２２の発電量を減少させるか、又は発電を停止させる。

ＥＣＵ４１は、ＳＯＣ２が上限値Ａｍａｘ２以上であるか、又はＳＯＣ２が増加する速さΔＳＯＣ２が上限値ａｍａｘ２以上であるときにも、後述するＤＣ／ＤＣコンバータ３３の昇圧モード時には、ＨＣＵ４２から入力される信号により、第２モータジェネレータ２２を発電させ、第２バッテリ３２へ電力を供給させうる。

ＨＣＵ４２は、車両の要求駆動力を実現しつつ、車両全体のエネルギー効率の観点から最適な運転状態となるように、駆動系及び電源系を統合的に制御する。

ＨＣＵ４２は、通信線を介して、インバータ２３と、第１モータジェネレータ２１と、第１バッテリ３１に備えられたバッテリセンサ５１とに接続されている。バッテリセンサ５１は、第１バッテリ３１のＳＯＣ（以下、ＳＯＣ１という。）等を検出して出力する。ＨＣＵ４２は、第１モータジェネレータ２１に備えられた各種センサ及びバッテリセンサ５１から入力される信号に基づき、インバータ２３に指令信号を出力して第１モータジェネレータ２１の作動状態を制御する。

ＨＣＵ４２は、エネルギー効率を向上しつつ第１バッテリ３１の過充電や過放電を抑制するため、第１モータジェネレータ２１の作動状態を制御することで、ＳＯＣ１が所定領域内、具体的には所定の上限値Ａｍａｘ１と下限値Ａｍｉｎ１との間を変動するように制御する。

ＨＣＵ４２は、通信線を介して、自動変速機１２及びトランスファ１３に接続されている。ＨＣＵ４２は、第１バッテリ３１の情報のほか、ＥＣＵ４１から入力される車速及びアクセル開度その他の情報、並びに自動変速機１２からの情報に基づき、エンジン１１の運転状態及び自動変速機１２の作動状態を制御する。また、ＨＣＵ４２は、トランスファ１３の状態を検出するセンサ、及びＥＣＵ４１から入力される信号に基づき、トランスファ１３の作動状態を制御し、トランスファクラッチの断接、すなわち走行モードの切り替えを制御する。

例えば、ＨＣＵ４２は、車両の現在の運転状態（バッテリの状態、車速等）において、エンジン１１及び第１モータジェネレータ２１が要求駆動力を実現しつつそれぞれ取り得る作動点（回転数又はトルク）を算出する。そして、エンジン１１及び第１モータジェネレータ２１の消費エネルギーの合計が最小となるように、エンジン１１、第１モータジェネレータ２１、自動変速機１２、及びトランスファ１３の作動状態を制御する。

また、ＨＣＵ４２は、通信線を介して、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３に接続されている。ＨＣＵ４２は、ＳＯＣ１のほか、ＥＣＵ４１から入力されるＳＯＣ２に基づき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の作動状態を制御する。

（フローチャート）
図２は、ＨＣＵ４２がＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御する処理の流れの一例を示す。この処理は所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ１で、第２バッテリ３２のＳＯＣ２が上限値Ａｍａｘ２以上であるか否かを判定する。ＳＯＣ２が上限値Ａｍａｘ２以上であればステップＳ２へ進み、ＳＯＣ２が上限値Ａｍａｘ２未満であればステップＳ４へ進む。

ステップＳ２で、第１バッテリ３１のＳＯＣ１が下限値Ａｍｉｎ１以下であるか否かを判定する。ＳＯＣ１が下限値Ａｍｉｎ１以下であればステップＳ３へ進み、ＳＯＣ１が下限値Ａｍｉｎ１を上回っていればステップＳ４へ進む。

ステップＳ３で、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を昇圧モードとする。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３により第２バッテリ３２の電力（直流電圧）を昇圧させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を介して第１バッテリ３１に供給させる。その後、今回の処理を終了する。

ＨＣＵ４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を昇圧モードとするとき、ＥＣＵ４１に信号を出力し、第２モータジェネレータ２２を発電させ、第２モータジェネレータ２２から第２バッテリ３２へ電力を供給させる。言い換えると、第２モータジェネレータ２２の発電量を減少させず、又は発電を停止させない。このとき、第２モータジェネレータ２２の発電量を、ＳＯＣ１等に応じて調整してもよい。また、ＨＣＵ４２は、ＥＣＵ４１を介さず、第２モータジェネレータ２２の作動状態を直接的に制御するように構成されていてもよい。

ステップＳ４で、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を非作動モードとする。すなわち、第１バッテリ３１の電力を第２バッテリ３２へ出力させず、また第２バッテリ３２の電力を第１バッテリ３１へ出力させないように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御する。その後、今回の処理を終了する。

＜２．本実施形態から把握される各技術的思想の意義＞
以上のように、本実施形態のハイブリッド車両は、エンジン１１と、車両の駆動輪１８に連結可能な第１モータジェネレータ２１と、エンジン１１に連結可能な第２モータジェネレータ２２と、第１モータジェネレータ２１に接続された第１バッテリ３１と、第２モータジェネレータ２２に接続され、第１バッテリ３１よりも低圧の第２バッテリ３２と、第１バッテリ３１と第２バッテリ３２とに接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ３３とを有する。

第１バッテリ３１は、第１モータジェネレータ２１に電力を供給可能である。第１モータジェネレータ２１は、電力の供給を受けてハイブリッド車両の駆動力を発生可能である。第２モータジェネレータ２２は、エンジン１１により駆動されて発電可能である。第２バッテリ３２は、第２モータジェネレータ２２が発電する電力により充電可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、第２バッテリ３２から入力される直流電圧を昇圧して第１バッテリ３１へ出力可能である。

ＨＣＵ４２は、このようなハイブリッド車両の電力を制御するための装置として機能する。

ＨＣＵ４２は、第２バッテリ３２の充電率ＳＯＣ２が所定の上限値Ａｍａｘ２以上であるとき、第２モータジェネレータ２２を発電させるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を昇圧モードとする（図２のステップＳ１→Ｓ３）。これにより、第２モータジェネレータ２２が発電する電力を、第２バッテリ３２及びＤＣ／ＤＣコンバータ３３を介して第１バッテリ３１に供給させる。図１において一点鎖線の矢印で示すように、第２モータジェネレータ２２が発電する電力は第２バッテリ３２に供給される一方、第２バッテリ３２の電力（直流電圧）はＤＣ／ＤＣコンバータ３３により昇圧され、第１バッテリ３１に供給される。

よって、第１、第２バッテリ３１，３２の区別を事実上取り去って充電容量を増加したのと同様の効果が得られ、ＳＯＣ２の大きさによらず第２モータジェネレータ２２による発電が可能になる。ＳＯＣ２が上限値Ａｍａｘ２以上であるときも、第２モータジェネレータ２２による発電が可能であり、当該発電を抑制しなくても、第２バッテリ３２の過充電を回避し、第２バッテリ３２の耐久性を向上することができる。また、第２モータジェネレータ２２が発電した電力をハイブリッド車両が利用可能となるため、ハイブリッド車両のエネルギー効率を向上できる。バッテリの追加なく上記効果が得られるため、車両の重量を抑制して燃費効率の悪化を防止できる。

なお、ハイブリッド車両の駆動系は、本実施形態の構成に限らない。例えば、第１モータジェネレータ２１は、電動機としての機能を有していればよく、発電機としての機能を有しなくてもよい。第２モータジェネレータ２２は、発電機としての機能を有していればよく、電動機としての機能を有しなくてもよい。

エンジン１１と第１モータジェネレータ２１との間の構成は任意である。例えば、トランスファクラッチは、自動変速機１２の出力側の軸とディファレンシャル機構１４との間に設けられてもよい。また、エンジン１１と第２モータジェネレータ２２との間にクラッチが設けられていてもよい。要は、車両の駆動輪に連結可能な電動機と、エンジン１１に連結可能な発電機とを有する駆動系であればよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を昇圧モードとする（とともに第２モータジェネレータ２２を発電させる）か否かを決定するための閾値は、ＳＯＣ２の上限値Ａｍａｘ２に限らず、ＳＯＣ２の下限値Ａｍｉｎ２より大きく上限値Ａｍａｘ２より小さい範囲における任意の値Ｂ２であってもよい。値Ｂ２は、例えば第２バッテリ３２が各種電装部品の電源として供給することが要求される必要電力量に応じて決めることができる。

また、ＨＣＵ４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を昇圧モードとする（とともに第２モータジェネレータ２２を発電させる）ことを決定するための条件として、ＳＯＣ２が上記閾値以上であるという条件に代えて、又はこの条件とともに、ＳＯＣ２が増加する速さΔＳＯＣ２が所定の上限値ｂｍａｘ２以上であるという条件を用いてもよい。要は、ＳＯＣ２が所定値以上になったか、又は所定値以上になる蓋然性が高いことを判定できればよい。

ＨＣＵ４２は、ＳＯＣ２が上限値Ａｍａｘ２未満であるとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を非作動モードとする（図２のステップＳ１→Ｓ４）。すなわち、第２バッテリ３２の電力を第１バッテリ３１へ出力させないようにＤＣ／ＤＣコンバータ３３を制御する。よって、ＳＯＣ２の低下を抑制することで、第２バッテリ３２の過放電を未然に防止し、第２バッテリ３２が各種電装品の電源として要求される電力を供給できる状態にしておくことができる。

なお、ＨＣＵ４２は、ＳＯＣ２が上限値Ａｍａｘ２未満であるとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を降圧モードとしてもよい。すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３により第１バッテリ３１の電力（直流電圧）を降圧させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を介して上記電力を第２バッテリ３２に供給させるようにしてもよい。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を上記のように非作動モード又は降圧モードとするか否かを決定するための閾値は、ＳＯＣ２の上限値Ａｍａｘ２に限らず、ＳＯＣ２の下限値Ａｍｉｎ２より大きく上限値Ａｍａｘ２より小さい範囲における任意の値Ｃ２であってもよい。値Ｃ２は、例えば第２バッテリ３２が各種電装部品の電源として供給することが要求される必要電力量に応じて決めることができる。

また、ＨＣＵ４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を上記のように非作動モード又は降圧モードとすることを決定するための条件として、ＳＯＣ２が上記閾値未満であるという条件に代えて、又はこの条件とともに、ＳＯＣ２が減少する速さΔＳＯＣ２が所定の上限値ｃｍａｘ２以上であるという条件を用いてもよい。要は、ＳＯＣ２が所定値未満になったか、又は所定値未満になる蓋然性が高いことを判定できればよい。

なお、ＨＣＵ４２は、第１バッテリ３１の充電率ＳＯＣ１が下限値Ａｍｉｎ１を上回っているとき、第２モータジェネレータ２２を発電させるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を昇圧モードとしてよい。ＳＯＣ１が上限値Ａｍａｘ１未満であれば、第１バッテリ３１を充電可能であり、よって、第２モータジェネレータ２２が発電する電力を、第２バッテリ３２及びＤＣ／ＤＣコンバータ３３を介して第１バッテリ３１に供給させることができる。

本実施形態のＨＣＵ４２は、ＳＯＣ１が下限値Ａｍｉｎ１以下であるとき、第２モータジェネレータ２２を発電させるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を昇圧モードとする（図２のステップＳ２→Ｓ３）。これにより、第２モータジェネレータ２２が発電する電力を、第２バッテリ３２及びＤＣ／ＤＣコンバータ３３を介して第１バッテリ３１に供給させる。

よって、第１バッテリ３１に供給される第２モータジェネレータ２２の発電電力量を増大し、エネルギー効率の向上を図ることができる。また、第１バッテリ３１を充電し、ＳＯＣ１を下限値Ａｍｉｎ１より大きくすることで、第１バッテリ３１の電力を第１モータジェネレータ２１の駆動に用いることが可能となる。これにより、第１モータジェネレータ２１の駆動力を利用した走行の航続距離、例えばモータ走行モードにおける航続距離を延長可能である。

なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を上記のように昇圧モードとするか否かを決定するための閾値は、ＳＯＣ１の下限値Ａｍｉｎ１に限らず、ＳＯＣ１の下限値Ａｍｉｎ１より大きく上限値Ａｍａｘ１より小さい範囲における任意の値Ｂ１であってもよい。値Ｂ１は、例えば第１バッテリ３１が第１モータジェネレータ２１の電源として供給することが要求される必要電力量に応じて決めることができる。

また、ＨＣＵ４２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を上記のように昇圧モードとするか否かを決定するための条件として、ＳＯＣ１が上記閾値以下であるという条件に代えて、又はこの条件とともに、ＳＯＣ１が減少する速さΔＳＯＣ１が所定の上限値ａｍａｘ１以上であるという条件を用いてもよい。要は、ＳＯＣ１が所定値以下となったか、又は所定値以下となる蓋然性が高いことを判定できればよい。

さらに、ＨＣＵ４２は、ＳＯＣ１が上限値Ａｍａｘ１等の所定値を上回ったか、又は上記所定値を上回る蓋然性が高いことを判定したとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を非作動モード又は降圧モードとしてもよい。すなわち、第２バッテリ３２の電力を第１バッテリ３１へ出力させないようにするか、又はＤＣ／ＤＣコンバータ３３により第１バッテリ３１の電力（直流電圧）を降圧させ、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を介して上記電力を第２バッテリ３２に供給させるようにしてもよい。これにより、第１バッテリ３１の過充電を防止し、第１バッテリ３１の耐久性を向上することができる。

また、ＨＣＵ４２は、エンジン１１のエネルギー効率が第１所定値未満となる領域にエンジン１１の運転点があるとき、第２モータジェネレータ２２を発電させるとともに、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を昇圧モードとし、これにより、第２モータジェネレータ２２が発電した電力を、第２バッテリ３２及びＤＣ／ＤＣコンバータ３３を介して第１バッテリ３１に供給させてもよい。又は、エンジン１１のエネルギー効率が第２所定値以上となる領域にエンジン１１の運転点があるとき、第２モータジェネレータ２２の発電量を減少させ、若しくは発電を停止させてもよい。これらの場合、エンジン１１のエネルギー効率の向上を図ることができる。以下、図３を用いて説明する。

図３は、エンジン１１の運転点としての出力トルクＴｅ及び回転数Ｎｅにより規定されるエンジン１１の特性の一例を示している。エンジン１１のエネルギー効率としての燃料消費率が等しい点を結んだ等高線（等燃費線）を、細い実線で表す。例えば等燃費線６２に対し等燃費線６１の側は比較的低負荷の領域であり、エンジン１１のエネルギー効率が第１所定値未満となる。この領域内の点Ａにエンジン１１の運転点があるとき、第２モータジェネレータ２２を発電させる。この発電のためにエンジン１１は第２モータジェネレータ２２を駆動しなければならない。この負荷により、エンジン１１の運転点が、点Ａから、等燃費線６２に対し等燃費線６３の側であってエンジン１１のエネルギー効率が第１所定値以上となる領域内の点Ｂに移りうる。ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を昇圧モードとし、上記発電を可能とすることで、エンジン１１の運転点の上記遷移を促進できる。

逆に、エネルギー効率が第２所定値以上となる領域（図３の例えば点Ｃ）にエンジン１１の運転点があるとき、エンジン１１の負荷の増大を抑制してもよい。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を非作動モード又は降圧モードとすることで、第２モータジェネレータ２２による発電が昇圧モード時よりも抑制されるため、エンジン１１の負荷の増大が抑制される。これにより、エンジン１１の運転点が、エネルギー効率が第２所定値未満となる領域（例えば点Ｄ）に移ることを抑制できる。

なお、ＨＣＵ４２は、要求駆動力を実現しつつエンジン１１が取り得る作動点（回転数又はトルク）を算出する際、第２モータジェネレータ２２の作動状態に応じて、エンジン１１の上記取り得る作動点を算出してもよい。例えば、エンジン１１の出力可能トルクの最大値又は最小値を算出する際、第２モータジェネレータ２２を発電させないときは、第２モータジェネレータ２２を駆動することによるエンジン１１の負荷を、非発電時の所定値とする。第２モータジェネレータ２２を発電させるときは、エンジン１１の上記負荷を、例えば発電量に応じた値とする。これにより、エンジン１１が取り得る上記作動点をより正確に算出することができるため、エンジン１１及び第１モータジェネレータ２１の消費エネルギーの合計をより効果的に小さくすることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１１・・・エンジン、１８・・・車輪、２１・・・第１モータジェネレータ、２２・・・第２モータジェネレータ、３１・・・第１バッテリ、３２・・・第２バッテリ、３３・・・ＤＣ／ＤＣコンバータ、４２・・・ハイブリッドコントロールユニット

Claims (5)

1. 内燃機関（１１）と、
   車両の駆動輪（１８）に連結可能な電動機（２１）と、
   前記内燃機関（１１）に連結可能な発電機（２２）と、
   前記電動機（２１）に接続された第１二次電池（３１）と、
   前記発電機（２２）に接続され、前記第１二次電池（３１）よりも低圧の第２二次電池（３２）と、
   前記第１二次電池（３１）と前記第２二次電池（３２）とに接続され、前記第２二次電池（３２）から入力される直流電圧を昇圧して前記第１二次電池（３１）へ出力可能な変換機（３３）と、
   を含むハイブリッド車両の電力を制御するための装置（４２）であって、
   前記第２二次電池（３２）の充電率（ＳＯＣ２）が所定値以上であるか、又は前記第２二次電池（３２）の充電率（ＳＯＣ２）が増加する速さが所定値以上であるとき、前記発電機（２２）が発電する電力を、前記第２二次電池（３２）及び前記変換機（３３）を介して前記第１二次電池（３１）に供給させ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電力制御装置（４２）。
2. 前記内燃機関（１１）のエネルギー効率が所定値未満となる領域に前記内燃機関（１１）の運転点があるとき、前記発電機（２２）が発電する電力を、前記第２二次電池（３２）及び前記変換機（３３）を介して前記第１二次電池（３１）に供給させるように構成されている
   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電力制御装置（４２）。
3. 前記第１二次電池（３１）の充電率（ＳＯＣ１）が所定値以下であるか、又は前記第１二次電池（３１）の充電率（ＳＯＣ１）が減少する速さが所定値以上であるとき、前記発電機（２２）が発電する電力を、前記第２二次電池（３２）及び前記変換機（３３）を介して前記第１二次電池（３１）に供給させるように構成されている
   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電力制御装置（４２）。
4. 前記第２二次電池（３２）の充電率（ＳＯＣ２）が所定値未満であるか、又は前記第２二次電池（３２）の充電率（ＳＯＣ２）が減少する速さが所定値以上であるとき、前記第２二次電池（３２）の電力を前記第１二次電池（３１）へ出力させないように前記変換機（３３）を制御するように構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の電力制御装置（４２）。
5. 内燃機関（１１）と、
   電力の供給を受けて車両の駆動力を発生可能な電動機（２１）と、
   前記内燃機関（１１）により駆動されて発電可能な発電機（２２）と、
   前記電動機（２１）に電力を供給可能な第１二次電池（３１）と、
   前記発電機（２２）が発電する電力により充電可能な、前記第１二次電池（３１）よりも低圧の第２二次電池（３２）と、
   前記第２二次電池（３２）から入力される直流電圧を昇圧して前記第１二次電池（３１）へ出力可能な変換機（３３）と、
   を含むハイブリッド車両の電力を制御する方法であって、
   前記第２二次電池（３２）の充電率（ＳＯＣ２）が所定値以上であるか、又は前記第２二次電池（３２）の充電率（ＳＯＣ２）が増加する速さが所定値以上であるとき、前記発電機（２２）が発電する電力を、前記第２二次電池（３２）及び前記変換機（３３）を介して前記第１二次電池（３１）に供給する
   ことを特徴とするハイブリッド車両の電力制御方法。
   
   

Images