WO2012120590A1 - 車両の制御装置 - Google Patents

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芳昭 川上
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トヨタ自動車株式会社
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    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Definitions

  • the present invention relates to control of a vehicle that includes an engine, a motor, and a power storage device that stores electric power to be supplied to the motor, and can charge the power storage device by operating the engine while the vehicle is stopped.
  • Patent Document 1 discloses that in a hybrid vehicle including an engine and a motor, when the motor temperature or the motor cooling refrigerant temperature is equal to or higher than a predetermined value, the motor generates heat. In order to suppress and satisfactorily suppress the decrease in power output performance caused by the heat generation, it is disclosed to limit the output of the motor.
  • P charge a hybrid vehicle capable of charging a battery that stores power to be supplied to the motor by starting the engine while the vehicle is stopped
  • P charge is performed in a state where the outside air is at a high temperature. If it does, it will become difficult to discharge
  • Patent Document 1 does not mention any such problems and countermeasures.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problem, and the object thereof is a vehicle capable of charging a power storage device that stores power to be supplied to a motor by starting an engine while the vehicle is stopped. It is to suppress overheating of the motor drive circuit while maintaining power generation efficiency.
  • a control device includes an engine, a motor, a power storage device that stores electric power to be supplied to the motor, a drive circuit for driving the motor, and a cooling device for cooling the drive circuit using a refrigerant. It is the control apparatus of the vehicle provided.
  • the drive circuit is provided inside the compartment that houses the engine.
  • the control device includes a determination unit that determines whether or not a temperature condition that the temperature of the drive circuit or the temperature of the refrigerant is higher than a threshold temperature is satisfied, and the stop charge that charges the power storage device by operating the engine while the vehicle is stopped And a charge control unit for executing.
  • the charge control unit changes the switching frequency between execution and non-execution of stop charging depending on whether the temperature condition is satisfied.
  • the charge control unit increases the switching frequency when the temperature condition is satisfied, compared to when the temperature condition is not satisfied.
  • the charge control unit increases the switching frequency by limiting the continuous execution time of the stop charge.
  • the charge control unit starts stop charging when the amount of power stored in the power storage device is equal to or lower than a lower limit value of the target region, and continuously executes stop charging when the temperature condition is satisfied after the start of stop charging.
  • the stop charge is intermittently executed by limiting the stop charge, and the stop charge is terminated when the charged amount exceeds the upper limit value of the target area.
  • the charge control unit increases the switching frequency by changing the stop charging execution condition.
  • the charge control unit starts stop-charging when the amount of electricity stored in the power storage device is equal to or lower than the lower limit value of the first target region, and the amount of electricity stored reaches the upper limit value of the first target region. Stop charge ends when exceeded, and if the temperature condition is satisfied, stop charge starts when the charged amount is less than or equal to the lower limit value of the second target area, and the charged amount exceeds the upper limit value of the second target area Stops charging when stopped.
  • the width of the second target area is set narrower than the width of the first target area.
  • overheating of the motor drive circuit can be suppressed while maintaining power generation efficiency in a vehicle that can charge the power storage device that stores the motor drive power by starting the engine while the vehicle is stopped.
  • FIG. 1 is an overall block diagram of a vehicle. It is a figure which shows typically the cooling system of an inverter circuit. It is a functional block diagram of ECU. It is a figure which shows the change aspect of the cooling water temperature THw during P charge. It is a figure which shows the engine operating point in P charge. It is a flowchart (the 1) which shows the process sequence of ECU. It is a flowchart (the 2) which shows the process sequence of ECU.
  • FIG. 1 is an overall block diagram of a vehicle 1 according to the present embodiment.
  • the vehicle 1 includes an engine 10, a first MG (Motor Generator) 20, a second MG 30, a power split device 40, a PCU (Power Control Unit) 60, a battery 70, a first radiator 80, and a second radiator 81. And an air conditioning condenser 82, an electric fan 90, and an ECU (Electronic Control Unit) 200.
  • Vehicle 1 is a hybrid vehicle capable of traveling with the power of at least one of engine 10 and second MG 30.
  • a vehicle to which the present invention can be applied is not limited to the vehicle 1 shown in FIG. 1 as long as the vehicle includes an engine and a motor.
  • the number of motors may be one.
  • the use of the engine is not necessarily limited to vehicle travel, and may be for power generation, for example.
  • Engine 10 first MG 20 and second MG 30 are connected via power split device 40.
  • the driving force output from the transaxle unit 50 including the engine 10, the first MG 20, the second MG 30, and the power split device 40 is transmitted to driving wheels via a reduction gear (not shown). Traveled.
  • the transaxle unit 50 is mounted inside an engine compartment 2 provided on the front side of the vehicle 1.
  • First MG 20 and second MG 30 are AC motors, for example, three-phase AC synchronous motors.
  • First MG 20 generates power using the power of engine 10 divided by power split device 40.
  • Second MG 30 generates a driving force using at least one of the electric power stored in battery 70 and the electric power generated by first MG 20. Then, the driving force of the second MG 30 is transmitted to the driving wheels.
  • the second MG 30 is driven by the drive wheels, and the second MG 30 operates as a generator.
  • 2nd MG30 functions also as a regenerative brake which converts kinetic energy of vehicles into electric power.
  • the regenerative power generated by second MG 30 is stored in battery 70.
  • the power split device 40 is composed of a planetary gear.
  • the engine 10, the first MG 20 and the second MG 30 are connected via a power split device 40 made of planetary gears, so that the engine rotation speed Ne, the rotation speed Nm1 of the first MG 20 and the rotation speed Nm2 of the second MG 30 are aligned.
  • the relationship is connected by a straight line.
  • a PCU 60 In the engine compartment 2, in addition to the transaxle unit 50, a PCU 60, a first radiator 80, a second radiator 81, a capacitor 82, an electric fan 90, and the like are mounted.
  • the PCU 60 includes an inverter circuit 61 for driving the first MG 20 and the second MG 30 and a cooler 62 for cooling the inverter circuit 61 with cooling water. Note that a converter circuit may be provided inside the PCU 60.
  • the inverter circuit 61 is controlled by a control signal from the ECU 200. Inverter circuit 61 converts the DC power stored in battery 70 into AC power that can drive first MG 20 and second MG 30, and outputs the converted AC power to first MG 20 and / or second MG 30. Thereby, first MG 20 and / or second MG 30 are driven by the electric power of battery 70. Inverter circuit 61 converts AC power generated by first MG 20 and / or second MG 30 into DC power that can charge battery 70 and outputs the DC power to battery 70. Thereby, battery 70 is charged with the generated power of first MG 20 and / or second MG 30.
  • the cooler 62 cools the inverter circuit 61 with cooling water flowing inside.
  • the cooling water for cooling the inverter circuit 61 is also referred to as “inverter cooling water” in distinction from engine cooling water (cooling water for cooling the engine 10).
  • the first radiator 80 is a radiator for releasing the heat of the inverter cooling water to the atmosphere.
  • the second radiator 81 is a radiator for releasing the heat of engine cooling water to the atmosphere.
  • the condenser 82 is a condenser for releasing the heat of air-conditioning refrigerant gas into the atmosphere and condensing it.
  • Electric fan 90 is controlled by a control signal from ECU 200. When the electric fan 90 is operated, outside air passes through the first radiator 80, the second radiator 81, and the condenser 82 and is taken into the engine compartment 2. As a result, the outside air acts as cooling air to cool the first radiator 80, the second radiator 81, and the condenser 82, while scavenging the interior of the engine compartment 2 and lowering the internal temperature of the engine compartment 2.
  • the battery 70 is a DC power source that stores electric power for driving the first MG 20 and / or the second MG 30, and is formed of, for example, a secondary battery such as nickel metal hydride or lithium ion.
  • the voltage of the battery 70 is about 200V, for example. Note that a large-capacity capacitor can also be used as the battery 70.
  • the ECU 200 is connected with a monitoring unit 100 and a shift position sensor 101.
  • the monitoring unit 100 monitors the state of the battery 70 (current, voltage, temperature, etc. of the battery 70).
  • the shift position sensor 101 detects the position (shift position) SP of the shift lever operated by the user. Each of these sensors transmits a signal representing the detection result to ECU 200.
  • the shift position SP is the P (parking) position
  • the shift range is switched to the P range by the ECU 200, and the rotation of the wheels of the vehicle 1 is suppressed.
  • the ECU 200 includes a CPU (Central Processing Unit) (not shown) and a memory, and is configured to execute a predetermined calculation process based on information stored in the memory and information from each sensor.
  • a CPU Central Processing Unit
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a cooling system of the inverter circuit 61.
  • the cooler 62 is communicated with the first radiator 80 via the pipes 63 and 64.
  • the pipe 64 is provided with an electric water pump 65 controlled by the ECU 200.
  • inverter cooling water circulates between the first radiator 80 and the cooler 62 (see arrows). More specifically, the inverter cooling water absorbs the heat of the inverter circuit 61 when flowing inside the cooler 62, and then is sent to the first radiator 80 through the pipe 64 and cooled by the first radiator 80. After that, it returns to the cooler 62 through the pipe 63 again. Thereby, the inverter circuit 61 is cooled.
  • cooling water temperature THw The temperature of the inverter cooling water flowing into the cooler 62 (hereinafter simply referred to as “cooling water temperature THw”) is detected by the temperature sensor 102. Further, the temperature of the inverter circuit 61 (hereinafter also simply referred to as “circuit temperature THc”) is detected by the temperature sensor 103. These temperature sensors 102 and 103 output detection results to the ECU 200.
  • ECU 200 calculates the amount of power stored in battery 70 (hereinafter also simply referred to as “power storage amount SOC”) based on a signal from monitoring unit 100. Then, when the storage amount SOC falls below a lower limit value ⁇ min of a predetermined target region ⁇ (for example, a region of 20% to 40% when the chargeable capacity is 100%) while the vehicle 1 is stopped, The engine 10 is started, the first MG 20 generates power with the power of the engine 10, and the battery 70 is charged with the electric power generated by the first MG 20.
  • the control for starting the engine 10 and charging the battery 70 while the vehicle is stopped is also referred to as “P charge” below.
  • FIG. 3 is a functional block diagram of the ECU 200 when performing P charge. Each functional block shown in FIG. 3 may be realized by hardware or software.
  • the ECU 200 includes a temperature condition determination unit 210 and a P charge control unit 220. Temperature condition determination unit 210 determines whether or not a temperature condition that cooling water temperature THw (detected value of temperature sensor 102) is higher than target temperature TH1 (for example, 65 ° C.) is established.
  • the P charge control unit 220 outputs a P charge command signal to the engine 10 and the inverter circuit 61 so that the charged amount SOC is within the target region ⁇ when the shift range is, for example, the P range and the vehicle is stopped. To do. Specifically, the P charge is started when the charged amount SOC is equal to or lower than the lower limit value ⁇ min of the target region ⁇ , and the P charge is ended when the charged amount SOC exceeds the upper limit value ⁇ max of the target region ⁇ . At this time, the P charge control unit 220 changes the on / off switching frequency of P charge (frequency of switching between execution and non-execution of P charge) according to the success or failure of the temperature condition described above.
  • the P charge control unit 220 limits the time for continuously executing the P charge to a predetermined time Tlimit or less as compared to the case where the temperature condition is not satisfied. Increases the on / off switching frequency of the P charge (in other words, shortens the on / off cycle of the P charge).
  • the time for continuously executing the P charge is also simply referred to as “P charge continuous time T”.
  • FIG. 4 is a diagram showing how the cooling water temperature THw changes during the P charge.
  • the P charge control unit 220 does not limit the P charge continuous time T. For example, when the charged amount SOC becomes equal to or lower than the lower limit value ⁇ min of the target region ⁇ at time t1, and P charge is started, the P charge continues until the charged amount SOC reaches the upper limit value ⁇ max of the target region ⁇ at time t2. And executed. Therefore, the P charge continuous time T becomes a relatively long time (see time T1 in FIG. 4), and during this P charge continuous time T, the cooling water temperature THw rapidly increases and then the P charge is terminated. Peak temperature occurs.
  • the P charge continuous time T is not particularly limited, even after the time t3 when the cooling water temperature THw exceeds the target temperature TH1, the cooling water temperature THw rapidly increases in a short time and a peak temperature is generated in the cooling water temperature THw. (See the dashed line in FIG. 4).
  • the P charge is performed in a state where the outside air temperature is high, the outside air temperature is high and the outside air temperature is high, so that the heat inside the engine compartment 2 becomes difficult to be released to the outside. Overheating is likely to occur.
  • the drive system of the vehicle 1 including the inverter circuit 61 (electrical equipment necessary for traveling control of the vehicle 1) is stopped to protect the inverter circuit 61, and thus the vehicle 1 cannot travel. User convenience is impaired.
  • the ECU 200 limits the P charge continuous time T by limiting the P charge continuous time T to the predetermined time Tlimit or less after the time t3 when the cooling water temperature THw reaches the target temperature TH1 and the temperature condition is satisfied. shorten. Thereby, even before the charged amount SOC reaches the upper limit value ⁇ max of the target region ⁇ , the P charge is frequently switched on and off. Therefore, as shown in FIG. 4, the rapid increase in the coolant temperature THw and the occurrence of the peak temperature are suppressed, and overheating is appropriately avoided.
  • the rapid increase in the coolant temperature THw can be suppressed by adding a relatively simple logic of limiting the P charge continuous time T, the operating state of the engine 10 during the P charge is more advantageous for reducing heat than fuel consumption. Without changing to the state, it is possible to drive in a state advantageous to the same fuel consumption as normal.
  • FIG. 5 is a diagram showing engine operating points during P charge.
  • the engine operating point indicates the operating state of the engine 10 determined by the engine rotational speed Ne and the engine torque Te.
  • the engine operating point is controlled so as to change along a predetermined engine operating line shown in FIG.
  • This normal engine operating line is obtained by connecting the engine operating points at which the driving efficiency is optimal through experiments or the like in advance.
  • the ECU 200 according to the present embodiment sets the engine operating point A during the P charge on this normal line.
  • the vehicle should be operated in a state that is advantageous for the same fuel consumption as that in the normal state, compared with a case where the state is changed to a state that is more advantageous for heat reduction than fuel consumption (for example, the engine rotational speed Ne or engine torque Te is lower than the normal line). Is possible.
  • the operating point map for P charge since it is not necessary to dedicate the operating point map for P charge, it is possible to suppress the complexity of control and increase in memory capacity, and the time required for re-evaluation of startability and noise vibration is not required. Development costs can be reduced.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of the ECU 200 for realizing the above-described function.
  • the flowchart shown in FIG. 6 is repeatedly executed at a predetermined cycle while the vehicle is stopped (for example, when the shift range is the P range).
  • step (hereinafter, step is abbreviated as “S”) 10 ECU 200 determines whether or not storage amount SOC is equal to or lower than lower limit value ⁇ min of target region ⁇ . If SOC> ⁇ min (NO in S10), the process is terminated and P charge is not performed.
  • ECU 200 moves the process to S11, starts the operation of engine 10 and inverter circuit 61, and starts the P charge.
  • the ECU 200 determines whether or not the coolant temperature THw is higher than the target temperature TH1.
  • ECU 200 moves the process to S13 and limits P charge continuous time T described above. More specifically, ECU 200 temporarily stops P charge when P charge continuous time T reaches a predetermined time Tlimit, and resumes P charge after a while. As a result, the P charge is intermittently performed in a short cycle.
  • ECU 200 moves the process to S14 and does not limit P charge continuous time T.
  • ECU 200 determines whether or not storage amount SOC has exceeded upper limit value ⁇ max of target region ⁇ due to the P charge. If SOC ⁇ max (NO in S15), the process returns to S12 and the P charge is continued.
  • ECU 200 moves the process to S16 and ends the P charge.
  • the ECU 200 when the coolant temperature THw is higher than the target temperature TH1, the ECU 200 according to the present embodiment switches the P charge on and off in a cycle shorter than the normal time by limiting the P charge continuous time T. . For this reason, for example, even when P-charging is performed at a high temperature where the cooling environment is severe, the temperature of the inverter cooling water and the inverter circuit is rapidly increased while maintaining the power generation efficiency by using the same engine operating point with the same power generation efficiency as normal And overheating of the drive system can be suppressed.
  • the P charge continuous time T is not limited. Therefore, it is possible to avoid a situation where the engine is frequently started and stopped over the entire period during the P charge, and it is possible to reduce discomfort given to the user.
  • the P charge on / off switching frequency is changed by changing the P charge execution condition (start condition and end condition) itself. May be.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of ECU 200 according to the present modification.
  • ECU 200 determines whether or not coolant temperature THw is higher than target temperature TH1.
  • ECU 200 When cooling water temperature THw is lower than target temperature TH1 (NO at S20), ECU 200 starts P-charge when charged amount SOC is lower than lower limit value ⁇ min of target region ⁇ (YES at S21) (S22). ), When the charged amount SOC exceeds the upper limit value ⁇ max of the target area ⁇ due to the P charge (YES in S23), the P charge is terminated (S24).
  • ECU 200 changes target area of charged amount SOC during P charging from target area ⁇ to target area ⁇ that is narrower than target area ⁇ . change. If the target area ⁇ is 20% to 40% (width 20%) when the chargeable capacity is 100%, the target area ⁇ may be set to 30% to 35% (width 5%). .
  • the target area ⁇ only needs to have a width that is at least narrower than the width of the target area ⁇ , and the target area ⁇ does not necessarily need to be included in the target area ⁇ .
  • ECU 200 starts P charge when stored amount SOC is equal to or lower than lower limit value ⁇ min of target region ⁇ (YES in S25) (S26), and charged amount SOC becomes upper limit value ⁇ max of target region ⁇ by P charge. Is exceeded (YES in S27), the P charge is terminated (S28).
  • the P charge on / off switching frequency can also be changed by narrowing the target region of the P charge storage amount SOC and changing the P charge execution condition itself.

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Abstract

　ＥＣＵ（２００）は、エンジンコンパートメントの内部にエンジンとモータとモータを駆動させるためのインバータ回路とを備える車両を制御する。ＥＣＵは、温度条件判定部（２１０）と、Ｐチャージ制御部（２２０）とを備える。温度条件判定部は、インバータ冷却水温ＴＨｗが目標温度ＴＨ１よりも高いという温度条件が成立したか否かを判定する。Ｐチャージ制御部は、停車中にバッテリの蓄電量ＳＯＣが目標領域αの下限値αｍｉｎ以下となるとエンジンを始動してバッテリを充電するＰチャージを開始し、蓄電量ＳＯＣが目標領域αの上限値αｍａｘを超えるとＰチャージを終了する。この際、Ｐチャージ制御部は、上述した温度条件が成立した場合、温度条件が成立していない場合に比べて、Ｐチャージのオンオフ切替頻度を増加させる。

Description

車両の制御装置
　この発明は、エンジンとモータとモータに供給する電力を蓄える蓄電装置とを備え、停車中にエンジンを作動させて蓄電装置を充電することが可能な車両の制御に関する。
　特開２００８－１４９９６６号公報（特許文献１）には、エンジンとモータとを備えたハイブリッド車両において、モータの温度またはモータ冷却用冷媒の温度が所定値以上である場合には、モータの発熱を抑制してその発熱に起因する動力出力性能の低下を良好に抑制するために、モータの出力を制限することが開示されている。
特開２００８－１４９９６６号公報 特開２００３－９３０７号公報 特開２００８－９９４２４号公報
　しかしながら、停車中にエンジンを始動させてモータに供給する電力を蓄えるバッテリを充電する制御（以下、「Ｐチャージ」ともいう）が可能なハイブリッド車両において、たとえば外気が高温である状態でＰチャージを行なうとエンジンの発熱分がエンジンコンパートメントの外部に放出され難くなりエンジンコンパートメントの内部の温度が高温となる。これに伴ない、エンジンコンパートメントの内部に配置されたモータ駆動回路（インバータ回路など）の温度が急激に上昇し、オーバーヒートとなるおそれがある。しかしながら、特許文献１には、このような課題およびその対策について何ら言及されていない。
　本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、停車中にエンジンを始動させてモータに供給する電力を蓄える蓄電装置を充電することが可能な車両において、発電効率を維持しながらモータ駆動回路の過熱を抑制することである。
　この発明に係る制御装置は、エンジンと、モータと、モータに供給する電力を蓄える蓄電装置と、モータを駆動させるための駆動回路と、駆動回路を冷媒を用いて冷却するための冷却装置とを備えた車両の制御装置である。駆動回路は、エンジンを収容するコンパートメントの内部に設けられる。制御装置は、駆動回路の温度または冷媒の温度がしきい温度よりも高いという温度条件が成立したか否かを判定する判定部と、停車中にエンジンを作動させて蓄電装置を充電する停車充電を実行する充電制御部とを備える。充電制御部は、温度条件の成否に応じて停車充電の実行および非実行の切替頻度を変更する。
　好ましくは、充電制御部は、温度条件が成立した場合、温度条件が成立していない場合に比べて、切替頻度を増加させる。
　好ましくは、充電制御部は、温度条件が成立した場合、停車充電の連続実行時間を制限することによって切替頻度を増加させる。
　好ましくは、充電制御部は、蓄電装置の蓄電量が目標領域の下限値以下である場合に停車充電を開始し、停車充電の開始後に温度条件が成立している場合に停車充電の連続実行時間を制限することによって停車充電を間欠的に実行し、蓄電量が目標領域の上限値を超えた場合に停車充電を終了する。
　好ましくは、充電制御部は、温度条件が成立した場合、停車充電の実行条件を変更することによって切替頻度を増加させる。
　好ましくは、充電制御部は、温度条件が成立していない場合は蓄電装置の蓄電量が第１目標領域の下限値以下のときに停車充電を開始し蓄電量が第１目標領域の上限値を超えたときに停車充電を終了し、温度条件が成立している場合は蓄電量が第２目標領域の下限値以下のときに停車充電を開始し蓄電量が第２目標領域の上限値を超えたときに停車充電を終了する。第２目標領域の幅は、第１目標領域の幅よりも狭く設定される。
　本発明によれば、停車中にエンジンを始動させてモータ駆動電力を蓄える蓄電装置を充電することが可能な車両において、発電効率を維持しながらモータ駆動回路の過熱を抑制することができる。
車両の全体ブロック図である。 インバータ回路の冷却システムを模式的に示す図である。 ＥＣＵの機能ブロック図である。 Ｐチャージ中における冷却水温ＴＨｗの変化態様を示す図である。 Ｐチャージ中におけるエンジン動作点を示す図である。 ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その１）である。 ＥＣＵの処理手順を示すフローチャート（その２）である。
　以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。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り返さない。
　図１は、本実施例に従う車両１の全体ブロック図である。車両１は、エンジン１０と、第１ＭＧ（Ｍｏｔｏｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）２０と、第２ＭＧ３０と、動力分割装置４０と、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）６０と、バッテリ７０と、第１ラジエータ８０と、第２ラジエータ８１と、空調用のコンデンサ８２と、電動ファン９０と、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）２００とを備える。車両１は、エンジン１０および第２ＭＧ３０の少なくともいずれかの動力で走行可能なハイブリッド自動車である。なお、本発明を適用可能な車両は、エンジンとモータとを備えた車両であれば図１に示す車両１に限定されるものではなく、たとえばモータの数は１つであってもよい。また、エンジンの用途は、必ずしも車両走行用に限定されず、たとえば発電用であってもよい。
　エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、動力分割装置４０を介して連結される。そして、この車両１は、エンジン１０、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０、動力分割装置４０で構成されるトランスアクスルユニット５０から出力される駆動力が図示しない減速機を介して駆動輪に伝達されることによって走行される。
　トランスアクスルユニット５０は、車両１の前方側に設けられたエンジンコンパートメント２の内部に搭載される。
　エンジン１０は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御される。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、交流電動機であり、たとえば、三相交流同期電動機である。第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電する。第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第２ＭＧ３０の駆動力は駆動輪に伝達される。なお、車両の制動時等には、駆動輪により第２ＭＧ３０が駆動され、第２ＭＧ３０が発電機として動作する。これにより、第２ＭＧ３０は、車両の運動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとしても機能する。第２ＭＧ３０により発電された回生電力は、バッテリ７０に蓄えられる。
　動力分割装置４０は、遊星歯車から成る。エンジン１０、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０が、遊星歯車からなる動力分割装置４０を介して連結されることで、エンジン回転速度Ｎｅ、第１ＭＧ２０の回転速度Ｎｍ１および第２ＭＧ３０の回転速度Ｎｍ２は、共線図において直線で結ばれる関係になる。
　エンジンコンパートメント２には、トランスアクスルユニット５０の他に、ＰＣＵ６０、第１ラジエータ８０、第２ラジエータ８１、コンデンサ８２、電動ファン９０などが搭載される。
　ＰＣＵ６０は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動するためのインバータ回路６１と、インバータ回路６１を冷却水で冷却する冷却器６２とを備える。なお、ＰＣＵ６０の内部にコンバータ回路を備えるようにしてもよい。
　インバータ回路６１は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御される。インバータ回路６１は、バッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動可能な交流電力に変換して第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０に出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０がバッテリ７０の電力で駆動される。また、インバータ回路６１は、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０によって発電される交流電力をバッテリ７０に充電可能な直流電力に変換してバッテリ７０へ出力する。これにより、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０の発電電力でバッテリ７０が充電される。
　冷却器６２は、内部を流れる冷却水によってインバータ回路６１を冷却する。なお、以下では、インバータ回路６１を冷却するための冷却水を、エンジン冷却水（エンジン１０を冷却するための冷却水）と区別して「インバータ冷却水」ともいう。
　第１ラジエータ８０は、インバータ冷却水の熱を大気に放出するための放熱器である。第２ラジエータ８１は、エンジン冷却水の熱を大気に放出するための放熱器である。コンデンサ８２は、空調用の冷媒ガスの熱を大気に放出させて凝縮するための凝縮器である。電動ファン９０は、ＥＣＵ２００からの制御信号によって制御される。電動ファン９０が作動することによって、外気が第１ラジエータ８０、第２ラジエータ８１、コンデンサ８２を通過してエンジンコンパートメント２の内部に取り込まれる。これにより、外気が冷却風として作用し第１ラジエータ８０、第２ラジエータ８１、コンデンサ８２が冷却されるとともに、エンジンコンパートメント２の内部が掃気されエンジンコンパートメント２の内部温度が低下される。
　バッテリ７０は、第１ＭＧ２０および／または第２ＭＧ３０を駆動するための電力を蓄える直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池から成る。バッテリ７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。なお、バッテリ７０として、大容量のキャパシタも採用可能である。
　また、ＥＣＵ２００には、監視ユニット１００、シフトポジションセンサ１０１が接続される。監視ユニット１００は、バッテリ７０の状態（バッテリ７０の電流、電圧、温度など）を監視する。シフトポジションセンサ１０１は、ユーザによって操作されるシフトレバーの位置（シフトポジション）ＳＰを検出する。これらの各センサは、検出結果を表わす信号をＥＣＵ２００に送信する。なお、シフトポジションＳＰがＰ（パーキング）ポジションである場合、ＥＣＵ２００によってシフトレンジがＰレンジに切り替えられ、車両１の車輪の回転が抑止される。
　ＥＣＵ２００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）およびメモリを内蔵し、当該メモリに記憶された情報や各センサからの情報に基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。
　図２は、インバータ回路６１の冷却システムを模式的に示す図である。冷却器６２は、配管６３，６４を介して第１ラジエータ８０に連通される。配管６４にはＥＣＵ２００によって制御される電動ウォータポンプ６５が設けられる。電動ウォータポンプ６５が駆動されることによって、インバータ冷却水が第１ラジエータ８０および冷却器６２の間を循環する（矢印参照）。より具体的には、インバータ冷却水は、冷却器６２の内部を流れる際にインバータ回路６１の熱を吸収し、その後配管６４を通って第１ラジエータ８０に送られて第１ラジエータ８０で放熱冷却され、その後再び配管６３を通って冷却器６２に戻される。これにより、インバータ回路６１が冷却される。
　冷却器６２に流れ込むインバータ冷却水の温度（以下、単に「冷却水温ＴＨｗ」ともいう）は、温度センサ１０２によって検出される。また、インバータ回路６１の温度（以下、単に「回路温度ＴＨｃ」ともいう）は、温度センサ１０３によって検出される。これらの温度センサ１０２，１０３は、検出結果をＥＣＵ２００に出力する。
　以上のような構成を有する車両１において、ＥＣＵ２００は、監視ユニット１００からの信号に基づいてバッテリ７０の蓄電量（以下、単に「蓄電量ＳＯＣ」ともいう）を算出する。そして、ＥＣＵ２００は、車両１の停止中において蓄電量ＳＯＣが予め定められた目標領域α（蓄電可能容量を１００％とした場合、たとえば２０％～４０％の領域）の下限値αｍｉｎを下回ると、エンジン１０を始動させエンジン１０の動力で第１ＭＧ２０で発電させ、第１ＭＧ２０で発電された電力でバッテリ７０を充電する。このように停車中にエンジン１０を始動させてバッテリ７０を充電する制御を、以下では「Ｐチャージ」ともいう。
　図３は、Ｐチャージを行なう場合のＥＣＵ２００の機能ブロック図である。図３に示した各機能ブロックは、ハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
　ＥＣＵ２００は、温度条件判定部２１０と、Ｐチャージ制御部２２０とを備える。温度条件判定部２１０は、冷却水温ＴＨｗ（温度センサ１０２の検出値）が目標温度ＴＨ１（たとえば６５℃）よりも高いという温度条件が成立したか否かを判定する。
　Ｐチャージ制御部２２０は、シフトレンジがたとえばＰレンジであり停車中である場合に、蓄電量ＳＯＣが目標領域αに収まるようにＰチャージ指令信号をエンジン１０およびインバータ回路６１に出力してＰチャージを行なう。具体的には、蓄電量ＳＯＣが目標領域αの下限値αｍｉｎ以下である場合にＰチャージを開始し、蓄電量ＳＯＣが目標領域αの上限値αｍａｘを超えた場合にＰチャージを終了する。この際、Ｐチャージ制御部２２０は、上述した温度条件の成否に応じてＰチャージのオンオフ切替頻度（Ｐチャージの実行と非実行とを切り替える頻度）を変更する。より具体的には、Ｐチャージ制御部２２０は、温度条件が成立した場合、温度条件が成立していない場合に比べて、Ｐチャージを連続して実行する時間を所定時間Ｔｌｉｍｉｔ以下に制限することによってＰチャージのオンオフ切替頻度を増加させる（換言すれば、Ｐチャージのオンオフ周期を短くする）。以下では、Ｐチャージを連続して実行する時間を、単に「Ｐチャージ連続時間Ｔ」ともいう。
　図４は、Ｐチャージ中における冷却水温ＴＨｗの変化態様を示す図である。時刻ｔ３以前は、冷却水温ＴＨｗが目標温度ＴＨ１よりも低く温度条件が成立していないため、Ｐチャージ制御部２２０は、Ｐチャージ連続時間Ｔを制限しない。たとえば、時刻ｔ１で蓄電量ＳＯＣが目標領域αの下限値αｍｉｎ以下となってＰチャージが開始されると、時刻ｔ２で蓄電量ＳＯＣが目標領域αの上限値αｍａｘに達するまで、Ｐチャージが連続して実行される。そのため、Ｐチャージ連続時間Ｔが比較的長い時間（図４の時間Ｔ１参照）となり、このＰチャージ連続時間Ｔの間に冷却水温ＴＨｗが急増しその後にＰチャージが終了されるため、冷却水温ＴＨｗにピーク温度が生じる。
　従来においては、特にＰチャージ連続時間Ｔを制限していなかったため、冷却水温ＴＨｗが目標温度ＴＨ１を超える時刻ｔ３以降においても、冷却水温ＴＨｗが短時間で急増し冷却水温ＴＨｗにピーク温度が生じていた（図４の一点鎖線参照）。特に、外気温が高い状態でＰチャージを行なうと、走行風もなく外気温が高いためエンジンコンパートメント２の内部の熱が外部に放出され難くなるため、冷却水温ＴＨｗがより急増し許容温度ＴＨ２を超えるオーバーヒートが生じ易い。オーバーヒートが生じると、インバータ回路６１を保護するためにインバータ回路６１を含む車両１の駆動システム（車両１の走行制御に必要な電気機器）を停止させていたため、車両１の走行が不能になるなどユーザの利便性を損ねることになる。
　そこで、本実施例に従うＥＣＵ２００は、冷却水温ＴＨｗが目標温度ＴＨ１に達して温度条件が成立した時刻ｔ３以降において、Ｐチャージ連続時間Ｔを所定時間Ｔｌｉｍｉｔ以下に制限することによってＰチャージ連続時間Ｔを短くする。これにより、蓄電量ＳＯＣが目標領域αの上限値αｍａｘに達する前であっても、Ｐチャージのオンオフの切替が頻繁に行われる。そのため、図４に示すように、冷却水温ＴＨｗの急増およびピーク温度の発生が抑制され、オーバーヒートが適切に回避される。
　また、Ｐチャージのオンオフ切替を頻繁に行なうことによってＰチャージ中に必要な冷却性能を低く抑えることができるため、冷却システムの仕様の低下（すなわち冷却システムのコストダウン）を図ることが可能となる。
　また、Ｐチャージ連続時間Ｔを制限するという比較的簡単なロジックを追加するだけで冷却水温ＴＨｗの急増を抑制できるため、Ｐチャージ中のエンジン１０の運転状態を、燃費よりも熱低減に有利な状態に変更することなく、通常時と同じ燃費に有利な状態で運転することが可能となる。
　図５は、Ｐチャージ中におけるエンジン動作点を示す図である。ここで、エンジン動作点とは、エンジン回転速度ＮｅとエンジントルクＴｅとで決まるエンジン１０の運転状態を示すものである。通常時、エンジン動作点は、図５に示す予め定められたエンジン動作ラインに沿って変化するように制御される。この通常時のエンジン動作ラインは、予め実験等によって運転効率が最適となるエンジン動作点を求めて繋ぎ合わたものである。本実施例に従うＥＣＵ２００は、Ｐチャージ中のエンジン動作点Ａを、この通常ライン上に設定する。そのため、燃費よりも熱低減に有利な状態（たとえばエンジン回転速度ＮｅやエンジントルクＴｅが通常ラインよりも低い状態）に変更する場合に比べて、通常時と同じ燃費に有利な状態で運転することが可能となる。また、動作点マップをＰチャージ用に専用化する必要がないため、制御の複雑化やメモリ容量の増大を抑制できるとともに、始動性やノイズ振動の再評価に要する時間が不要となり、開発時間および開発コストの低減を図ることができる。
　図６は、上述の機能を実現するためのＥＣＵ２００の処理手順を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートは、停車中（たとえばシフトレンジがＰレンジである場合）に予め定められた周期で繰り返し実行される。
　ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と略す）１０にて、ＥＣＵ２００は、蓄電量ＳＯＣが目標領域αの下限値αｍｉｎ以下であるか否かを判定する。ＳＯＣ＞αｍｉｎの場合（Ｓ１０にてＮＯ）は、処理は終了されＰチャージは行なわれない。
　ＳＯＣ≦αｍｉｎの場合（Ｓ１０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、処理をＳ１１に移し、エンジン１０およびインバータ回路６１の作動を開始してＰチャージを開始する。
　Ｓ１２にて、ＥＣＵ２００は、冷却水温ＴＨｗが目標温度ＴＨ１よりも高いか否かを判定する。
　ＴＨｗ＞ＴＨ１の場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、処理をＳ１３に移し、上述したＰチャージ連続時間Ｔの制限を行なう。より具体的には、ＥＣＵ２００は、Ｐチャージ連続時間Ｔが所定時間Ｔｌｉｍｉｔに達するとＰチャージを一時的に休止し、しばらくした後にＰチャージを再開する。これにより、Ｐチャージが短いサイクルで間欠的に行なわれることになる。
　一方、ＴＨｗ＜ＴＨ１の場合（Ｓ１２にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、処理をＳ１４に移し、Ｐチャージ連続時間Ｔの制限を行なわない。
　Ｓ１５にて、ＥＣＵ２００は、Ｐチャージによって蓄電量ＳＯＣが目標領域αの上限値αｍａｘを超えたか否かを判定する。ＳＯＣ＜αｍａｘの場合（Ｓ１５にてＮＯ）、処理はＳ１２に戻されＰチャージが継続される。
　ＳＯＣ＞αｍａｘの場合（Ｓ１５にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、処理をＳ１６に移し、Ｐチャージを終了する。
　以上のように、本実施例に従うＥＣＵ２００は、冷却水温ＴＨｗが目標温度ＴＨ１よりも高い場合は、Ｐチャージ連続時間Ｔを制限することによってＰチャージのオンオフの切替を通常時よりも短いサイクルで行なう。そのため、たとえば冷却環境の厳しい高温下でＰチャージを行なう場合においても、通常時と同じ発電効率の高いエンジン動作点を用いて発電効率を維持しながら、インバータ冷却水およびインバータ回路の温度の急増を抑え、駆動システムの過熱を抑制することができる。
　なお、冷却水温ＴＨｗが目標温度ＴＨ１よりも低い場合は、Ｐチャージ連続時間Ｔは制限されない。そのためＰチャージ中の全期間に渡ってエンジンの始動と停止とが頻繁に繰り返される状況を回避することができ、ユーザに与える不快感を低減することができる。
　[変形例]
　上述の実施例のようにＰチャージ連続時間Ｔを制限するのではなく、Ｐチャージの実行条件（開始条件および終了条件）そのものを変更することによって、Ｐチャージのオンオフ切替頻度を変更するように変形してもよい。
　図７は、本変形例に従うＥＣＵ２００の処理手順を示すフローチャートである。
　Ｓ２０にて、ＥＣＵ２００は、冷却水温ＴＨｗが目標温度ＴＨ１よりも高いか否かを判定する。
　冷却水温ＴＨｗが目標温度ＴＨ１よりも低い場合（Ｓ２０にてＮＯ）、ＥＣＵ２００は、蓄電量ＳＯＣが目標領域αの下限値αｍｉｎ以下である場合（Ｓ２１にてＹＥＳ）にＰチャージを開始し（Ｓ２２）、Ｐチャージによって蓄電量ＳＯＣが目標領域αの上限値αｍａｘを超えた場合（Ｓ２３にてＹＥＳ）にＰチャージを終了する（Ｓ２４）。
　一方、冷却水温ＴＨｗが目標温度ＴＨ１よりも高い場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、ＥＣＵ２００は、Ｐチャージ中の蓄電量ＳＯＣの目標領域を目標領域αから目標領域αよりも幅が狭い目標領域βに変更する。蓄電可能容量を１００％とした場合の目標領域αがたとえば２０％～４０％（幅２０％）である場合には、目標領域βを３０％～３５％（幅５％）に設定すればよい。なお、目標領域βは、少なくともその幅が目標領域αの幅よりも狭ければよく、必ずしも目標領域βが目標領域αに含まれている必要はない。そして、ＥＣＵ２００は、蓄電量ＳＯＣが目標領域βの下限値βｍｉｎ以下である場合（Ｓ２５にてＹＥＳ）にＰチャージを開始し（Ｓ２６）、Ｐチャージによって蓄電量ＳＯＣが目標領域βの上限値βｍａｘを超えた場合（Ｓ２７にてＹＥＳ）にＰチャージを終了する（Ｓ２８）。
　このように、Ｐチャージの蓄電量ＳＯＣの目標領域を狭めてＰチャージの実行条件そのものを変更することによっても、Ｐチャージのオンオフ切替頻度を変更することができる。
　今回開示された実施例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て請求の範囲によって示され、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。
　１　車両、２　エンジンコンパートメント、１０　エンジン、２０　第１ＭＧ、３０　第２ＭＧ、４０　動力分割装置、５０　トランスアクスルユニット、６０　ＰＣＵ、６１　インバータ回路、６２　冷却器、６３，６４　配管、６５　電動ウォータポンプ、７０　バッテリ、８０　第１ラジエータ、８１　第２ラジエータ、８２　コンデンサ、９０　電動ファン、１００　監視ユニット、１０１　シフトポジションセンサ、１０２，１０３　温度センサ、２００　ＥＣＵ、２１０　温度条件判定部、２２０　チャージ制御部。

Claims (6)

  1. 　エンジン（１０）と、モータ（２０、３０）と、前記モータに供給する電力を蓄える蓄電装置（７０）と、前記モータを駆動させるための駆動回路（６１）と、前記駆動回路を冷媒を用いて冷却するための冷却装置（６２）とを備えた車両の制御装置であって、前記駆動回路は、前記エンジンを収容するコンパートメント（２）の内部に設けられ、
    　前記制御装置は、
    　前記駆動回路の温度または前記冷媒の温度がしきい温度よりも高いという温度条件が成立したか否かを判定する判定部（２１０）と、
    　停車中に前記エンジンを作動させて前記蓄電装置を充電する停車充電を実行する充電制御部（２２０）とを備え、
    　前記充電制御部は、前記温度条件の成否に応じて前記停車充電の実行および非実行の切替頻度を変更する、車両の制御装置。
  2. 　前記充電制御部は、前記温度条件が成立した場合、前記温度条件が成立していない場合に比べて、前記切替頻度を増加させる、請求項１に記載の車両の制御装置。
  3. 　前記充電制御部は、前記温度条件が成立した場合、前記停車充電の連続実行時間を制限することによって前記切替頻度を増加させる、請求項２に記載の車両の制御装置。
  4. 　前記充電制御部は、前記蓄電装置の蓄電量が目標領域の下限値以下である場合に前記停車充電を開始し、前記停車充電の開始後に前記温度条件が成立している場合に前記停車充電の連続実行時間を制限することによって前記停車充電を間欠的に実行し、前記蓄電量が前記目標領域の上限値を超えた場合に前記停車充電を終了する、請求項３に記載の車両の制御装置。
  5. 　前記充電制御部は、前記温度条件が成立した場合、前記停車充電の実行条件を変更することによって前記切替頻度を増加させる、請求項２に記載の車両の制御装置。
  6. 　前記充電制御部は、前記温度条件が成立していない場合は前記蓄電装置の蓄電量が第１目標領域の下限値以下のときに前記停車充電を開始し前記蓄電量が前記第１目標領域の上限値を超えたときに前記停車充電を終了し、前記温度条件が成立している場合は前記蓄電量が第２目標領域の下限値以下のときに前記停車充電を開始し前記蓄電量が前記第２目標領域の上限値を超えたときに前記停車充電を終了し、
    　前記第２目標領域の幅は、前記第１目標領域の幅よりも狭く設定される、請求項５に記載の車両の制御装置。
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