ハイブリッドシステムの制御装置
【課題】エンジン及びモータの排熱を適切に利用して、効率良くバッテリの加熱保温を行う。
【解決手段】ハイブリッドシステムの制御装置は、モータ及びエンジンを駆動源とするハイブリッドシステムに適用される。第１切り替え手段は、バッテリとエンジンとの熱的な接続／非接続を切り替え、第２切り替え手段は、バッテリとモータとの熱的な接続／非接続を切り替える。温度検出手段は、バッテリに備わる１又は複数の端子の温度を検出する。そして、切り替え制御手段は、温度検出手段によって検出された温度、及び、ハイブリッドシステムにおける走行モードに応じて、第１切り替え手段及び第２切り替え手段に対する切り替えの制御を行う。これにより、効率良くバッテリの加熱保温を行うことが可能となる。
【解決手段】ハイブリッドシステムの制御装置は、モータ及びエンジンを駆動源とするハイブリッドシステムに適用される。第１切り替え手段は、バッテリとエンジンとの熱的な接続／非接続を切り替え、第２切り替え手段は、バッテリとモータとの熱的な接続／非接続を切り替える。温度検出手段は、バッテリに備わる１又は複数の端子の温度を検出する。そして、切り替え制御手段は、温度検出手段によって検出された温度、及び、ハイブリッドシステムにおける走行モードに応じて、第１切り替え手段及び第２切り替え手段に対する切り替えの制御を行う。これにより、効率良くバッテリの加熱保温を行うことが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばモータ及びエンジンを駆動源とするハイブリッドシステムを制御するための制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のハイブリッドシステムは、周知のように、エンジン、車両駆動用モータ、該車両駆動用モータに給電するための蓄電装置（以下、単に「バッテリ」とも呼ぶ。）を搭載している。これらは、いずれも温度が上昇すると動作に支障を来すので、適宜なる方法にて冷却される。その一方で、バッテリの温度が或る所定温度より低いとバッテリの動作効率が悪くなる。即ち、バッテリは、適切に使用可能な固有の駆動温度帯域を有するといえる。
【０００３】
このような不具合に対処するため、即ち、低温時にも好適な動作を確保するため、低温時には、バッテリを加熱する技術、あるいは、低温時には、バッテリ以外の動力源を使用する技術が提案されている。例えば以下の特許文献１乃至３に開示されている技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、防水シートを介して冷媒体の熱をバッテリに熱伝導して、バッテリを加熱することが提案されている。特許文献２には、自動車を走行させるための駆動モータやブレーキ等の機器で発生する当該機器の機能上有害な熱を、バッテリを加熱するための熱源とすることが提案されている。特許文献３には、バッテリにおける複数の端子の温度に応じて、バッテリとエンジンとの熱的な接続／非接続を切り替えることが提案されている。
【０００５】
その他にも、本発明に関連する技術が特許文献４及び５に提案されている。特許文献４には、ハイブリッド車両における走行用モータの排熱（廃熱）を熱機関の加熱用に活用する技術が提案されている。特許文献５には、変速機に用いられる潤滑媒体の温度を速やかに上昇させる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２９０６３６号公報
【特許文献２】特開平７−３２９５８１号公報
【特許文献３】特開２００８−２７９８７８号公報
【特許文献４】特開２００６−３２１３８９号公報
【特許文献５】特開２００６−２８８１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した特許文献１乃至５には、ハイブリッドシステムにおいて、エンジン及びモータの排熱を適切に利用して、効率良くバッテリの加熱保温を行うことについては記載されていない。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジン及びモータの排熱を適切に利用して、効率良くバッテリの加熱保温を行うことが可能なハイブリッドシステムの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの観点では、ハイブリッドシステムの制御装置は、前記モータとの間で電力の授受を行うバッテリと前記エンジンとを熱的に接続する第１接続手段と、前記バッテリと前記モータとを熱的に接続する第２接続手段と、前記第１接続手段による、前記バッテリと前記エンジンとの熱的な接続／非接続を切り替える第１切り替え手段と、前記第２接続手段による、前記バッテリと前記モータとの熱的な接続／非接続を切り替える第２切り替え手段と、前記バッテリに備わる１又は複数の端子の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段によって検出された温度、及び、前記ハイブリッドシステムにおける走行モードに応じて、前記第１切り替え手段及び前記第２切り替え手段に対する切り替えの制御を行う切り替え制御手段と、を備える。
【００１０】
上記のハイブリッドシステムの制御装置は、モータ及びエンジンを駆動源とするハイブリッドシステムに好適に適用される。第１接続手段は、バッテリとエンジンとを熱的に接続し、第２接続手段は、バッテリとモータとを熱的に接続する。第１切り替え手段は、第１接続手段による、バッテリとエンジンとの熱的な接続／非接続を切り替え、第２切り替え手段は、第２接続手段による、バッテリとモータとの熱的な接続／非接続を切り替える。温度検出手段は、バッテリに備わる１又は複数の端子の温度を検出する。そして、切り替え制御手段は、温度検出手段によって検出された温度、及び、ハイブリッドシステムにおける走行モードに応じて、第１切り替え手段及び第２切り替え手段に対する切り替えの制御を行う。これにより、効率良くバッテリの加熱保温を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッドシステムの制御装置及びその制御対象であるハイブリッドシステムの基本的構成を示す模式図である。
【図２】実施形態に係るハイブリッドシステムの温度調整機構を示す模式図である。
【図３】実施形態に係るハイブリッドシステムの選択的熱伝導機構の具体例を示す模式図である。
【図４】実施形態に係るハイブリッドシステムの制御装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
［装置構成］
まず、本実施形態に係るハイブリッドシステムの制御装置の構成について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００１３】
図１のブロック図を参照して、本発明の実施形態に係るハイブリッドシステムの制御装置及びその制御対象であるハイブリッドシステムについて説明をする。
【００１４】
図１において、ハイブリッドシステム１０は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００、エンジン２００、モータＭＧ１、モータＭＧ２、動力分割機構３００、インバータ４００、バッテリ５００、及びバッテリセンサ５０１を備え、伝達機構２１を介してハイブリッド車両２０の車輪２２を駆動させるシステムである。
【００１５】
ＥＣＵ１００は、本発明に係る「切り替え制御手段」の一部の一具体例であり、ハイブリッドシステム１０の動作全体を制御する電子制御ユニットとして機能するよう構成されている。具体的には、ＥＣＵ１００は、制御プログラムを格納した読み出し専用メモリ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）及び各種データを格納する随時書き込み読み出しメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）等を中心とした論理演算回路として構成されている。そして、各種センサから入力信号を受ける入力ポートと、エンジン２００、インバータ４００、モータＭＧ１、ＭＧ２等に備わる各種アクチュエータに制御信号を送る出力ポートとに、電気的に接続されている。
【００１６】
エンジン２００は、ガソリンなどの燃料の燃焼により動力を出力する内燃機関であり、運転状態を検出する各種センサから信号を入力するＥＣＵ１００により燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。
【００１７】
モータＭＧ１及びモータＭＧ２は、ＥＣＵ１００による制御下で動作する周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４００を介してバッテリ５００と電力のやりとりを行なう。インバータ４００とバッテリ５００とを接続する電力ラインは、インバータ４００が共用する正極母線及び負極母線として構成されており、モータＭＧ１、モータＭＧ２のうち少なくとも一方で発電される電力を何れかのモータで消費可能となっている。したがって、バッテリ５００は、モータＭＧ１、モータＭＧ２から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。
【００１８】
なお、以下では、モータＭＧ１及びモータＭＧ２の両方を指す場合、及びモータＭＧ１及びモータＭＧ２を区別しないで用いる場合には、「モータＭＧ」と表記する。
【００１９】
動力分割機構３００は、例えば遊星歯車（プラネタリーギヤ）を採用している。歯車機構内部のプラネタリーキャリアの回転軸は、エンジン２００と連結し、ピニオンギヤを通じて外周のリングギヤ及び内側のサンギヤに動力を伝達する。リングギヤ回転軸はモータＭＧ２に直結し、ハイブリッド車両２０に駆動力を伝え、サンギヤ回転軸はモータＭＧ１に連結している。
【００２０】
伝達機構２１は、動力分割機構３００のリングギヤの回転軸に連結されており、車輪２２に駆動力を伝達可能に構成されている。
【００２１】
インバータ４００は、電力を交流−直流変換するよう構成され、バッテリ５００とモータジェネレータＭＧ１及びモータＭＧ２との間で電力の授受を媒介する。
【００２２】
バッテリ５００は駆動時にはモータジェネレータＭＧ１及びモータＭＧ２を駆動することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
【００２３】
バッテリセンサ５０１は、バッテリ５００を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）を演算している。その他、バッテリ５００には各種センサが設けられており（図２参照）、必要に応じてバッテリ５００の状態に関するデータを通信によりＥＣＵ１００に出力する。
【００２４】
次に、図２の模式図を参照して、実施形態に係るハイブリッドシステム１０の温度調整機構について説明する。図２は、図１に示すハイブリッドシステム１０のうち、特にバッテリ５００及びエンジン２００について詳述するための図である。なお、図２において、図１と同様の構成には同一の参照符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【００２５】
図２に示すように、実施形態に係るハイブリッドシステム１０の温度調整機構は、バッテリ５００と、エンジン２００と、モータＭＧと、熱媒７３０、７３５と、温度検知部６１０、６１５、６２０、６３０と、選択的熱伝導機構と、ＥＣＵ１００と、を含んでなる。
【００２６】
バッテリ５００は、バッテリケース５３０に収容された電極体５４０と、この電極体５４０と接合されておりバッテリケース５３０の内外に亘って延びている正極接続端子５１０、負極接続端子５２０とを含んでなる。
【００２７】
電極体５４０は、その動作効率を一定以上に維持可能な固有の温度帯域（言い換えれば、「駆動温度帯域」）を有する。電極体５４０は、所定の電力を貯蔵及び放出しできる蓄電素子であれば特に限定されないが、電極体の形状やサイズには特に制限はなく、所望の形態、サイズに構成することができる。典型的例としては、周知の全固体電池、種々の形態の一次電池（例えばリチウム一次電池、マンガン電池）、二次電池（例えばリチウム二次電池、ニッケル水素電池）、或いはキャパシタ（例えば電気二重層キャパシタ）を挙げることができる。中でも、固体電解質を用いた全固体電池が、熱伝導性が良好であること、高温度域における出力特性が良好であること、高温度域における耐劣化特性が良好であること等の理由により、特に好ましい。
【００２８】
バッテリケース５３０は、例えば熱可塑性樹脂であるポリプロピレン樹脂から構成された直方体状の平箱構造であり、内部に電極体５４０の収容部を有する。これにより、電極体５４０が物理的に保護され、外側からの応力による変形や破損を防止することができる。ポリプロピレン樹脂は、電池を密封するために利用するラミネートフィルムとの接着性に優れ、剛性があるため、この種の電池に好ましく適用される。この他、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂などを使用することもできる。
【００２９】
正極接続端子５１０は、例えばアルミニウム製の薄い長板形状の部材である。負極接続端子５２０は、例えば銅製の薄い長板形状の部材である。両極接続端子は、バッテリケース５３０を射出成形する際にインサート成形することによって、バッテリケース５３０に固定されている。
【００３０】
熱媒７３０は、例えば冷却水であり、エンジン２００と熱的に接続されている。そして、例えば燃焼に際して高温となったエンジン２００の内部を熱媒７３０が循環することにより、エンジン２００の冷却を行う。エンジン２００により昇温された熱媒７３０は、ラジエータ（不図示）に供給されて冷却され、冷却された熱媒７３０は再びエンジン２００に送られる。
【００３１】
また、熱媒７３５は、例えば冷却水であり、モータＭＧと熱的に接続されている。そして、例えば作動することで高温となったモータＭＧを熱媒７３５が循環することにより、モータＭＧの冷却を行う。なお、熱媒７３５は、モータＭＧ１及びモータＭＧ２の片方と、若しくはモータＭＧ１及びモータＭＧ２の両方と、熱的に接続されている。
【００３２】
温度検知部６１０、６１５、６２０、６３０は、本発明に係る「温度検出手段」の一具体例であり、例えば白金測温抵抗体、サーミスタ、熱電対式の温度センサである。温度検知部６１０は熱媒７３０の温度Ｔ３を、温度検知部６１５は熱媒７３５の温度Ｔ４を、温度検知部６２０は正極接続端子５１０の温度Ｔ２を、温度検知部６３０は負極接続端子５２０の温度Ｔ１を夫々検出して、その結果をＥＣＵ１００に夫々送信するように構成されている。
【００３３】
熱媒７３０とバッテリ５００とは、選択的熱伝導機構によって、互いの熱の授受が選択的に可能となっている。選択的熱伝導機構は、本発明に係る「第１接続手段」の一具体例である熱伝導体７２０と、本発明に係る「第１切り替え手段」の一部の一具体例であるスイッチ７１０とを含んでなる。熱伝導体７２０は、例えば金属のような熱伝性材料からなり、一端が熱媒７３０に接し他端が正極接続端子５１０（又は負極接続端子５２０）に選択的に接するように構成されており、図２中の矢印Ａ１で示すように、両者の熱的接続状態をスイッチ７１０のオン（接続）／オフ（非接続）により調整可能である。スイッチ７１０は、ＥＣＵ１００によって制御される。
【００３４】
また、熱媒７３５とバッテリ５００とは、選択的熱伝導機構によって、互いの熱の授受が選択的に可能となっている。選択的熱伝導機構は、本発明に係る「第２接続手段」の一具体例である熱伝導体７２５と、本発明に係る「第２切り替え手段」の一部の一具体例であるスイッチ７１５とを含んでなる。熱伝導体７２５は、例えば金属のような熱伝性材料からなり、一端が熱媒７３５に接し他端が正極接続端子５１０（又は負極接続端子５２０）に選択的に接するように構成されており、図２中の矢印Ａ２で示すように、両者の熱的接続状態をスイッチ７１５のオン（接続）／オフ（非接続）により調整可能である。スイッチ７１５は、ＥＣＵ１００によって制御される。
【００３５】
ここで、図３を参照して、選択的熱伝導機構の具体例について説明する。図３は、説明の便宜上、熱媒７３０とバッテリ５００との間で熱の授受を行う選択的熱伝導機構のみを示している。なお、図３に示すような構成は、当然、熱媒７３５とバッテリ５００との間で熱の授受を行う選択的熱伝導機構に対しても適用できる。
【００３６】
図３に示す選択的熱伝導機構の具体例では、熱伝導体７２０として圧電素子７２１が用いられている。圧電素子７２１は、一端には熱媒７３０に固定された金属板７２１１を、他端には金属板７２１２を備える。圧電素子７２１の両端と電気的に接続された導線７２１３は更にスイッチ７１０に接続されている。スイッチ７１０がオンにされて電圧が印可された圧電素子７２１が所定量伸びることによって、熱媒７３０と正極接続端子５１０（又は負極接続端子５２０）とが熱的に接続される。他方で、スイッチ７１０がオフにされて圧電素子７２１が所定量縮むことによって、熱媒７３０と正極接続端子５１０（又は負極接続端子５２０）とが熱的に遮断される、つまり熱的に非接続される。加えて、図３に示す選択的熱伝導機構の具体例では、バッテリケース５３０が断熱材５５０によって収納されている。これにより、電極体５４０からの無駄な放熱が抑制され、保温効果とともに、外部の部材の熱劣化を防止できる。
［動作方法］
次に、上述の如く構成された本実施形態に係るハイブリッドシステム１０の制御装置の具体的な動作について説明する。
【００３７】
本実施形態では、ＥＣＵ１００は、上記した温度Ｔ１〜Ｔ４と、ハイブリッドシステム１０における走行モード（エンジン走行モード、ＨＶ走行モード、ＥＶ走行モード）とに応じて、エンジン２００の排熱を利用したバッテリ５００の加熱と、モータＭＧの排熱を利用したバッテリ５００の加熱とを切り替える。具体的には、ＥＣＵ１００は、熱媒７３０の温度Ｔ３、熱媒７３５の温度Ｔ４、正極接続端子５１０の温度Ｔ２、及び負極接続端子５２０の温度Ｔ１に基づいて、スイッチ７１０及びスイッチ７１５のオン／オフを制御することで、熱伝導体７２０を介した熱媒７３０による加熱と、熱伝導体７２５を介した熱媒７３５による加熱とを切り替える。こうすることにより、効率良くバッテリ５００の加熱保温を行うことが可能となる。
【００３８】
なお、以下の説明では、スイッチ７１０のことを「スイッチ１」と表記し、スイッチ７１５のことを「スイッチ２」と表記する。
【００３９】
図４は、実施形態に係るハイブリッドシステム１０の制御装置の動作例を示すフローチャートである。当該フローチャートでは、基本的には、バッテリ５００の駆動温度帯域の下限値Ｔａと駆動温度帯域の上限値Ｔｂとの間の温度に、バッテリ５００の温度を保持すべく処理が行われる。
【００４０】
図４において、ハイブリッドシステム１０の始動にあたり、エンジン２００がオンになる（ステップＳ１００）。そして、ＥＣＵ１００がスイッチ１をオンにする（ステップＳ１０１）。これにより、熱媒７３０と正極接続端子５１０とが熱伝導体７２０を介して熱的に接続される。続いて、熱伝導体７２０から遠いがゆえに正極接続端子５１０よりも低温であると考えられる負極接続端子５２０の温度Ｔ１が、温度検知部６３０によって検出される。その結果を受けて、ＥＣＵ１００は「Ｔ１＜Ｔａ」であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。「Ｔ１＜Ｔａ」であると判定される場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、即ち、未だバッテリ５００全体が駆動温度帯域に到達していない場合、バッテリ５００を加熱するべく、ハイブリッドシステム１０の走行モードが「エンジン走行モード」に設定される（ステップＳ１０３）。これにより、エンジン２００が燃焼により昇温し、熱伝導体７２０を介して、バッテリ５００の電極体５４０が加熱される。
【００４１】
他方で、「Ｔ１＜Ｔａ」でないと判定される場合、あるいは、上述のように加熱された結果「Ｔ１≧Ｔａ」であると判定されるまで電極体５４０が加熱されると（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、バッテリ５００全体が駆動温度帯域に到達しているので、ハイブリッドシステム１０の走行モードが「ＨＶ走行モード」に設定される（ステップＳ１０４）。即ち、エンジン２００及びモータＭＧ２により、ハイブリッド車両２０の車輪２２が駆動させられる。続いて、高負荷走行であるか否かが、例えばエンジン２００の吸入空気量を検出することによって判定される（ステップＳ１０５）。ここで、高負荷走行であると判定されない場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、即ち低負荷走行である場合、ハイブリッドシステム１０の走行モードがモータＭＧ２のみによる「ＥＶ走行モード」に設定される（ステップＳ１０６）。それに伴い、エンジン２００がオフにされる（ステップＳ１０７）。
【００４２】
その後、温度検知部６１０によって熱媒７３０の流路の温度Ｔ３が、温度検知部６２０によって正極接続端子５１０の温度Ｔ２が夫々検出される。その結果を受けて、ＥＣＵ１００は「Ｔ３≦Ｔ２」であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。「Ｔ３≦Ｔ２」であると判定されない場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、加熱された電極体５４０から高温側の熱媒７３０へ放熱してしまうことはないので、熱的接続を維持したまま、高負荷走行であるか否かが再度判定される（ステップＳ１０５）。これに対して、「Ｔ３≦Ｔ２」であると判定される場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、加熱された電極体５４０から低温側の熱媒７３０へ放熱してしまう。そこで、熱的接続を遮断すべく、ＥＣＵ１００はスイッチ１をオフにする（ステップＳ１１０）。
【００４３】
続いて、温度検知部６１５によって熱媒７３５の流路の温度Ｔ４が、温度検知部６２０によって正極接続端子５１０の温度Ｔ２が夫々検出される。その結果を受けて、ＥＣＵ１００は「Ｔ４≦Ｔ２」であるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。「Ｔ４≦Ｔ２」であると判定される場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は「Ｔ１≦Ｔａ又はＴ２≦Ｔａ」であるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。言い換えれば、バッテリ５００が駆動温度帯域よりも冷えてしまっていないかが判定される。「Ｔ１≦Ｔａ又はＴ２≦Ｔａ」であると判定される場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域よりも冷えてしまっているので、「ＥＶ走行モード」は好ましくない。そこで、最初のステップに戻り（リターン）、エンジン２００をオンにする（ステップＳ１００）。他方で、「Ｔ１≦Ｔａ又はＴ２≦Ｔａ」であると判定されない場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域内であると考えられるので、高負荷走行であるか否かが再度判定される（ステップＳ１０５）。
【００４４】
他方、「Ｔ４≦Ｔ２」であると判定されない場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、モータＭＧによってバッテリ５００を加熱するべく、ＥＣＵ１００がスイッチ２をオンにする（ステップＳ１２０）。これにより、熱媒７３５と正極接続端子５１０とが熱伝導体７２５を介して熱的に接続される。続いて、温度検知部６２０によって正極接続端子５１０の温度Ｔ２が検出される。その結果を受けて、ＥＣＵ１００は「Ｔ２≧Ｔｂ」であるか否かを判定する（ステップＳ１２１）。「Ｔ２≧Ｔｂ」であると判定されない場合（ステップＳ１２１：Ｎｏ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域に達していないかその内であると考えられるので、熱的接続を維持したまま、「ＨＶ走行モード」に設定される（ステップＳ１０４）。
【００４５】
他方で、「Ｔ２≧Ｔｂ」であると判定される場合（ステップＳ１２１：Ｙｅｓ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域を超えていると考えられるので、これ以上の加熱はバッテリ５００を熱劣化させてしまう。そこで、熱的接続を遮断すべく、ＥＣＵ１００はスイッチ２をオフにする（ステップＳ１２２）。続いて、ＥＣＵ１００は「Ｔ１≦Ｔａ又はＴ２≦Ｔａ」であるか否かを判定する（ステップＳ１２３）。言い換えれば、バッテリ５００が駆動温度帯域よりも冷えてしまっていないかが判定される。「Ｔ１≦Ｔａ又はＴ２≦Ｔａ」であると判定される場合（ステップＳ１２３：Ｙｅｓ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域よりも冷えてしまっているので、最初のステップに戻り（リターン）、エンジン２００をオンにする（ステップＳ１００）。他方で、「Ｔ１≦Ｔａ又はＴ２≦Ｔａ」であると判定されない場合（ステップＳ１２３：Ｎｏ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域内であると考えられるので、「ＨＶ走行モード」に設定される（ステップＳ１０４）。
【００４６】
他方で、高負荷走行であると判定される場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、モータＭＧ２のみではなくエンジン２００も利用した、「ＨＶ走行モード」が維持される、又は「ＨＶ走行モード」に切り替えられる（ステップＳ１３０）。それゆえ、エンジン２００がオフであればオンにされる。また、温度検知部６２０によって正極接続端子５１０の温度Ｔ２が検出される。その結果を受けて、ＥＣＵ１００は「Ｔ２≧Ｔｂ」であるか否かを判定する（ステップＳ１３３）。ここで、「Ｔ２≧Ｔｂ」であると判定されない場合（ステップＳ１３３：Ｎｏ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域に達していないかその内であると考えられるので、熱的接続を維持したまま、高負荷走行であるか否かが再度判定される（ステップＳ１０５）。
【００４７】
他方で、「Ｔ２≧Ｔｂ」であると判定される場合（ステップＳ１３３：Ｙｅｓ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域を超えていると考えられるので、これ以上の加熱はバッテリ５００を熱劣化させてしまう。そこで、熱的接続を遮断すべく、ＥＣＵ１００はスイッチ１をオフにする（ステップＳ１３４）。続いて、高負荷走行であるか否かが判定される（ステップＳ１３５）。ここで、高負荷走行であると判定される場合（ステップＳ１３５：Ｙｅｓ）、「ＨＶ走行モード」が維持される（ステップＳ１３６）。そして、ＥＣＵ１００は「Ｔ１≦Ｔａ」であるか否かを判定する（ステップＳ１３７）。「Ｔ１≦Ｔａ」であると判定されない場合（ステップＳ１３７：Ｎｏ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域内であると考えられるので、引き続き「ＨＶ走行モード」が維持され、高負荷走行であるか否かが再度判定される（ステップＳ１３５）。
【００４８】
他方で、「Ｔ１≦Ｔａ」であると判定される場合（ステップＳ１３７：Ｙｅｓ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域よりも冷えてしまっているので、スイッチ１をオンにして、エンジン２００によってバッテリ５００を加熱し（ステップＳ１３８）、その後、高負荷走行であるか否かが再度判定される（ステップＳ１０５）。他方で、高負荷走行であると判定されない場合（ステップＳ１３５：Ｎｏ）、即ち低負荷走行である場合、ハイブリッドシステム１０の走行モードがモータＭＧ２のみによる「ＥＶ走行モード」に切り替えられる（ステップＳ１４０）。それに伴い、エンジン２００がオフにされる（ステップＳ１４１）。この後は、上述したステップＳ１１２以降の処理行われる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０の制御装置によれば、バッテリ５００を駆動温度帯域に到達するまで好適に加熱し、加熱した熱は今度は好適に保持可能となる。また、伝熱性の高い正極接続端子５１０を加熱することで電極体５４０を昇温させるため（つまり、電極体５４０に接している正極接続端子５１０を介して、電極体５４０を昇温させるため）、バッテリ５００の表面を加熱するよりも電極体５４０の昇温効果が高くなる。加えて、バッテリ５００の表面温度が上昇しにくいため、周囲の部材の熱劣化を回避できる。
【００５０】
更に、本実施形態によれば、スイッチ７１０、７１５を用いて２種類の熱媒７３０、７３５による加熱を切り替えるため、本実施形態におけるハイブリッドシステム１０を、ＥＶ走行距離が長い（つまりエンジンを作動させる時間が短い）プラグインハイブリッド車両などに適用した場合にも、バッテリ５００の温度を低下させずに、効率良く昇温保温することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０ ハイブリッドシステム
１００ ＥＣＵ
２００ エンジン
５００ バッテリ
５１０ 正極接続端子
５２０ 負極接続端子
５４０ 電極体
６１０、６１５、６２０、６３０ 温度検知部
７１０、７１５ スイッチ
７２１ 圧電素子
７２０、７２５ 熱伝導体
７３０、７３５ 熱媒
ＭＧ１、ＭＧ２ モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばモータ及びエンジンを駆動源とするハイブリッドシステムを制御するための制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のハイブリッドシステムは、周知のように、エンジン、車両駆動用モータ、該車両駆動用モータに給電するための蓄電装置（以下、単に「バッテリ」とも呼ぶ。）を搭載している。これらは、いずれも温度が上昇すると動作に支障を来すので、適宜なる方法にて冷却される。その一方で、バッテリの温度が或る所定温度より低いとバッテリの動作効率が悪くなる。即ち、バッテリは、適切に使用可能な固有の駆動温度帯域を有するといえる。
【０００３】
このような不具合に対処するため、即ち、低温時にも好適な動作を確保するため、低温時には、バッテリを加熱する技術、あるいは、低温時には、バッテリ以外の動力源を使用する技術が提案されている。例えば以下の特許文献１乃至３に開示されている技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１には、防水シートを介して冷媒体の熱をバッテリに熱伝導して、バッテリを加熱することが提案されている。特許文献２には、自動車を走行させるための駆動モータやブレーキ等の機器で発生する当該機器の機能上有害な熱を、バッテリを加熱するための熱源とすることが提案されている。特許文献３には、バッテリにおける複数の端子の温度に応じて、バッテリとエンジンとの熱的な接続／非接続を切り替えることが提案されている。
【０００５】
その他にも、本発明に関連する技術が特許文献４及び５に提案されている。特許文献４には、ハイブリッド車両における走行用モータの排熱（廃熱）を熱機関の加熱用に活用する技術が提案されている。特許文献５には、変速機に用いられる潤滑媒体の温度を速やかに上昇させる技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２９０６３６号公報
【特許文献２】特開平７−３２９５８１号公報
【特許文献３】特開２００８−２７９８７８号公報
【特許文献４】特開２００６−３２１３８９号公報
【特許文献５】特開２００６−２８８１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記した特許文献１乃至５には、ハイブリッドシステムにおいて、エンジン及びモータの排熱を適切に利用して、効率良くバッテリの加熱保温を行うことについては記載されていない。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、エンジン及びモータの排熱を適切に利用して、効率良くバッテリの加熱保温を行うことが可能なハイブリッドシステムの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの観点では、ハイブリッドシステムの制御装置は、前記モータとの間で電力の授受を行うバッテリと前記エンジンとを熱的に接続する第１接続手段と、前記バッテリと前記モータとを熱的に接続する第２接続手段と、前記第１接続手段による、前記バッテリと前記エンジンとの熱的な接続／非接続を切り替える第１切り替え手段と、前記第２接続手段による、前記バッテリと前記モータとの熱的な接続／非接続を切り替える第２切り替え手段と、前記バッテリに備わる１又は複数の端子の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段によって検出された温度、及び、前記ハイブリッドシステムにおける走行モードに応じて、前記第１切り替え手段及び前記第２切り替え手段に対する切り替えの制御を行う切り替え制御手段と、を備える。
【００１０】
上記のハイブリッドシステムの制御装置は、モータ及びエンジンを駆動源とするハイブリッドシステムに好適に適用される。第１接続手段は、バッテリとエンジンとを熱的に接続し、第２接続手段は、バッテリとモータとを熱的に接続する。第１切り替え手段は、第１接続手段による、バッテリとエンジンとの熱的な接続／非接続を切り替え、第２切り替え手段は、第２接続手段による、バッテリとモータとの熱的な接続／非接続を切り替える。温度検出手段は、バッテリに備わる１又は複数の端子の温度を検出する。そして、切り替え制御手段は、温度検出手段によって検出された温度、及び、ハイブリッドシステムにおける走行モードに応じて、第１切り替え手段及び第２切り替え手段に対する切り替えの制御を行う。これにより、効率良くバッテリの加熱保温を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッドシステムの制御装置及びその制御対象であるハイブリッドシステムの基本的構成を示す模式図である。
【図２】実施形態に係るハイブリッドシステムの温度調整機構を示す模式図である。
【図３】実施形態に係るハイブリッドシステムの選択的熱伝導機構の具体例を示す模式図である。
【図４】実施形態に係るハイブリッドシステムの制御装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
［装置構成］
まず、本実施形態に係るハイブリッドシステムの制御装置の構成について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００１３】
図１のブロック図を参照して、本発明の実施形態に係るハイブリッドシステムの制御装置及びその制御対象であるハイブリッドシステムについて説明をする。
【００１４】
図１において、ハイブリッドシステム１０は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１００、エンジン２００、モータＭＧ１、モータＭＧ２、動力分割機構３００、インバータ４００、バッテリ５００、及びバッテリセンサ５０１を備え、伝達機構２１を介してハイブリッド車両２０の車輪２２を駆動させるシステムである。
【００１５】
ＥＣＵ１００は、本発明に係る「切り替え制御手段」の一部の一具体例であり、ハイブリッドシステム１０の動作全体を制御する電子制御ユニットとして機能するよう構成されている。具体的には、ＥＣＵ１００は、制御プログラムを格納した読み出し専用メモリ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）及び各種データを格納する随時書き込み読み出しメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＡＭ）等を中心とした論理演算回路として構成されている。そして、各種センサから入力信号を受ける入力ポートと、エンジン２００、インバータ４００、モータＭＧ１、ＭＧ２等に備わる各種アクチュエータに制御信号を送る出力ポートとに、電気的に接続されている。
【００１６】
エンジン２００は、ガソリンなどの燃料の燃焼により動力を出力する内燃機関であり、運転状態を検出する各種センサから信号を入力するＥＣＵ１００により燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。
【００１７】
モータＭＧ１及びモータＭＧ２は、ＥＣＵ１００による制御下で動作する周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４００を介してバッテリ５００と電力のやりとりを行なう。インバータ４００とバッテリ５００とを接続する電力ラインは、インバータ４００が共用する正極母線及び負極母線として構成されており、モータＭＧ１、モータＭＧ２のうち少なくとも一方で発電される電力を何れかのモータで消費可能となっている。したがって、バッテリ５００は、モータＭＧ１、モータＭＧ２から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。
【００１８】
なお、以下では、モータＭＧ１及びモータＭＧ２の両方を指す場合、及びモータＭＧ１及びモータＭＧ２を区別しないで用いる場合には、「モータＭＧ」と表記する。
【００１９】
動力分割機構３００は、例えば遊星歯車（プラネタリーギヤ）を採用している。歯車機構内部のプラネタリーキャリアの回転軸は、エンジン２００と連結し、ピニオンギヤを通じて外周のリングギヤ及び内側のサンギヤに動力を伝達する。リングギヤ回転軸はモータＭＧ２に直結し、ハイブリッド車両２０に駆動力を伝え、サンギヤ回転軸はモータＭＧ１に連結している。
【００２０】
伝達機構２１は、動力分割機構３００のリングギヤの回転軸に連結されており、車輪２２に駆動力を伝達可能に構成されている。
【００２１】
インバータ４００は、電力を交流−直流変換するよう構成され、バッテリ５００とモータジェネレータＭＧ１及びモータＭＧ２との間で電力の授受を媒介する。
【００２２】
バッテリ５００は駆動時にはモータジェネレータＭＧ１及びモータＭＧ２を駆動することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。
【００２３】
バッテリセンサ５０１は、バッテリ５００を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）を演算している。その他、バッテリ５００には各種センサが設けられており（図２参照）、必要に応じてバッテリ５００の状態に関するデータを通信によりＥＣＵ１００に出力する。
【００２４】
次に、図２の模式図を参照して、実施形態に係るハイブリッドシステム１０の温度調整機構について説明する。図２は、図１に示すハイブリッドシステム１０のうち、特にバッテリ５００及びエンジン２００について詳述するための図である。なお、図２において、図１と同様の構成には同一の参照符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【００２５】
図２に示すように、実施形態に係るハイブリッドシステム１０の温度調整機構は、バッテリ５００と、エンジン２００と、モータＭＧと、熱媒７３０、７３５と、温度検知部６１０、６１５、６２０、６３０と、選択的熱伝導機構と、ＥＣＵ１００と、を含んでなる。
【００２６】
バッテリ５００は、バッテリケース５３０に収容された電極体５４０と、この電極体５４０と接合されておりバッテリケース５３０の内外に亘って延びている正極接続端子５１０、負極接続端子５２０とを含んでなる。
【００２７】
電極体５４０は、その動作効率を一定以上に維持可能な固有の温度帯域（言い換えれば、「駆動温度帯域」）を有する。電極体５４０は、所定の電力を貯蔵及び放出しできる蓄電素子であれば特に限定されないが、電極体の形状やサイズには特に制限はなく、所望の形態、サイズに構成することができる。典型的例としては、周知の全固体電池、種々の形態の一次電池（例えばリチウム一次電池、マンガン電池）、二次電池（例えばリチウム二次電池、ニッケル水素電池）、或いはキャパシタ（例えば電気二重層キャパシタ）を挙げることができる。中でも、固体電解質を用いた全固体電池が、熱伝導性が良好であること、高温度域における出力特性が良好であること、高温度域における耐劣化特性が良好であること等の理由により、特に好ましい。
【００２８】
バッテリケース５３０は、例えば熱可塑性樹脂であるポリプロピレン樹脂から構成された直方体状の平箱構造であり、内部に電極体５４０の収容部を有する。これにより、電極体５４０が物理的に保護され、外側からの応力による変形や破損を防止することができる。ポリプロピレン樹脂は、電池を密封するために利用するラミネートフィルムとの接着性に優れ、剛性があるため、この種の電池に好ましく適用される。この他、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂などを使用することもできる。
【００２９】
正極接続端子５１０は、例えばアルミニウム製の薄い長板形状の部材である。負極接続端子５２０は、例えば銅製の薄い長板形状の部材である。両極接続端子は、バッテリケース５３０を射出成形する際にインサート成形することによって、バッテリケース５３０に固定されている。
【００３０】
熱媒７３０は、例えば冷却水であり、エンジン２００と熱的に接続されている。そして、例えば燃焼に際して高温となったエンジン２００の内部を熱媒７３０が循環することにより、エンジン２００の冷却を行う。エンジン２００により昇温された熱媒７３０は、ラジエータ（不図示）に供給されて冷却され、冷却された熱媒７３０は再びエンジン２００に送られる。
【００３１】
また、熱媒７３５は、例えば冷却水であり、モータＭＧと熱的に接続されている。そして、例えば作動することで高温となったモータＭＧを熱媒７３５が循環することにより、モータＭＧの冷却を行う。なお、熱媒７３５は、モータＭＧ１及びモータＭＧ２の片方と、若しくはモータＭＧ１及びモータＭＧ２の両方と、熱的に接続されている。
【００３２】
温度検知部６１０、６１５、６２０、６３０は、本発明に係る「温度検出手段」の一具体例であり、例えば白金測温抵抗体、サーミスタ、熱電対式の温度センサである。温度検知部６１０は熱媒７３０の温度Ｔ３を、温度検知部６１５は熱媒７３５の温度Ｔ４を、温度検知部６２０は正極接続端子５１０の温度Ｔ２を、温度検知部６３０は負極接続端子５２０の温度Ｔ１を夫々検出して、その結果をＥＣＵ１００に夫々送信するように構成されている。
【００３３】
熱媒７３０とバッテリ５００とは、選択的熱伝導機構によって、互いの熱の授受が選択的に可能となっている。選択的熱伝導機構は、本発明に係る「第１接続手段」の一具体例である熱伝導体７２０と、本発明に係る「第１切り替え手段」の一部の一具体例であるスイッチ７１０とを含んでなる。熱伝導体７２０は、例えば金属のような熱伝性材料からなり、一端が熱媒７３０に接し他端が正極接続端子５１０（又は負極接続端子５２０）に選択的に接するように構成されており、図２中の矢印Ａ１で示すように、両者の熱的接続状態をスイッチ７１０のオン（接続）／オフ（非接続）により調整可能である。スイッチ７１０は、ＥＣＵ１００によって制御される。
【００３４】
また、熱媒７３５とバッテリ５００とは、選択的熱伝導機構によって、互いの熱の授受が選択的に可能となっている。選択的熱伝導機構は、本発明に係る「第２接続手段」の一具体例である熱伝導体７２５と、本発明に係る「第２切り替え手段」の一部の一具体例であるスイッチ７１５とを含んでなる。熱伝導体７２５は、例えば金属のような熱伝性材料からなり、一端が熱媒７３５に接し他端が正極接続端子５１０（又は負極接続端子５２０）に選択的に接するように構成されており、図２中の矢印Ａ２で示すように、両者の熱的接続状態をスイッチ７１５のオン（接続）／オフ（非接続）により調整可能である。スイッチ７１５は、ＥＣＵ１００によって制御される。
【００３５】
ここで、図３を参照して、選択的熱伝導機構の具体例について説明する。図３は、説明の便宜上、熱媒７３０とバッテリ５００との間で熱の授受を行う選択的熱伝導機構のみを示している。なお、図３に示すような構成は、当然、熱媒７３５とバッテリ５００との間で熱の授受を行う選択的熱伝導機構に対しても適用できる。
【００３６】
図３に示す選択的熱伝導機構の具体例では、熱伝導体７２０として圧電素子７２１が用いられている。圧電素子７２１は、一端には熱媒７３０に固定された金属板７２１１を、他端には金属板７２１２を備える。圧電素子７２１の両端と電気的に接続された導線７２１３は更にスイッチ７１０に接続されている。スイッチ７１０がオンにされて電圧が印可された圧電素子７２１が所定量伸びることによって、熱媒７３０と正極接続端子５１０（又は負極接続端子５２０）とが熱的に接続される。他方で、スイッチ７１０がオフにされて圧電素子７２１が所定量縮むことによって、熱媒７３０と正極接続端子５１０（又は負極接続端子５２０）とが熱的に遮断される、つまり熱的に非接続される。加えて、図３に示す選択的熱伝導機構の具体例では、バッテリケース５３０が断熱材５５０によって収納されている。これにより、電極体５４０からの無駄な放熱が抑制され、保温効果とともに、外部の部材の熱劣化を防止できる。
［動作方法］
次に、上述の如く構成された本実施形態に係るハイブリッドシステム１０の制御装置の具体的な動作について説明する。
【００３７】
本実施形態では、ＥＣＵ１００は、上記した温度Ｔ１〜Ｔ４と、ハイブリッドシステム１０における走行モード（エンジン走行モード、ＨＶ走行モード、ＥＶ走行モード）とに応じて、エンジン２００の排熱を利用したバッテリ５００の加熱と、モータＭＧの排熱を利用したバッテリ５００の加熱とを切り替える。具体的には、ＥＣＵ１００は、熱媒７３０の温度Ｔ３、熱媒７３５の温度Ｔ４、正極接続端子５１０の温度Ｔ２、及び負極接続端子５２０の温度Ｔ１に基づいて、スイッチ７１０及びスイッチ７１５のオン／オフを制御することで、熱伝導体７２０を介した熱媒７３０による加熱と、熱伝導体７２５を介した熱媒７３５による加熱とを切り替える。こうすることにより、効率良くバッテリ５００の加熱保温を行うことが可能となる。
【００３８】
なお、以下の説明では、スイッチ７１０のことを「スイッチ１」と表記し、スイッチ７１５のことを「スイッチ２」と表記する。
【００３９】
図４は、実施形態に係るハイブリッドシステム１０の制御装置の動作例を示すフローチャートである。当該フローチャートでは、基本的には、バッテリ５００の駆動温度帯域の下限値Ｔａと駆動温度帯域の上限値Ｔｂとの間の温度に、バッテリ５００の温度を保持すべく処理が行われる。
【００４０】
図４において、ハイブリッドシステム１０の始動にあたり、エンジン２００がオンになる（ステップＳ１００）。そして、ＥＣＵ１００がスイッチ１をオンにする（ステップＳ１０１）。これにより、熱媒７３０と正極接続端子５１０とが熱伝導体７２０を介して熱的に接続される。続いて、熱伝導体７２０から遠いがゆえに正極接続端子５１０よりも低温であると考えられる負極接続端子５２０の温度Ｔ１が、温度検知部６３０によって検出される。その結果を受けて、ＥＣＵ１００は「Ｔ１＜Ｔａ」であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。「Ｔ１＜Ｔａ」であると判定される場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、即ち、未だバッテリ５００全体が駆動温度帯域に到達していない場合、バッテリ５００を加熱するべく、ハイブリッドシステム１０の走行モードが「エンジン走行モード」に設定される（ステップＳ１０３）。これにより、エンジン２００が燃焼により昇温し、熱伝導体７２０を介して、バッテリ５００の電極体５４０が加熱される。
【００４１】
他方で、「Ｔ１＜Ｔａ」でないと判定される場合、あるいは、上述のように加熱された結果「Ｔ１≧Ｔａ」であると判定されるまで電極体５４０が加熱されると（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、バッテリ５００全体が駆動温度帯域に到達しているので、ハイブリッドシステム１０の走行モードが「ＨＶ走行モード」に設定される（ステップＳ１０４）。即ち、エンジン２００及びモータＭＧ２により、ハイブリッド車両２０の車輪２２が駆動させられる。続いて、高負荷走行であるか否かが、例えばエンジン２００の吸入空気量を検出することによって判定される（ステップＳ１０５）。ここで、高負荷走行であると判定されない場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、即ち低負荷走行である場合、ハイブリッドシステム１０の走行モードがモータＭＧ２のみによる「ＥＶ走行モード」に設定される（ステップＳ１０６）。それに伴い、エンジン２００がオフにされる（ステップＳ１０７）。
【００４２】
その後、温度検知部６１０によって熱媒７３０の流路の温度Ｔ３が、温度検知部６２０によって正極接続端子５１０の温度Ｔ２が夫々検出される。その結果を受けて、ＥＣＵ１００は「Ｔ３≦Ｔ２」であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。「Ｔ３≦Ｔ２」であると判定されない場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、加熱された電極体５４０から高温側の熱媒７３０へ放熱してしまうことはないので、熱的接続を維持したまま、高負荷走行であるか否かが再度判定される（ステップＳ１０５）。これに対して、「Ｔ３≦Ｔ２」であると判定される場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、加熱された電極体５４０から低温側の熱媒７３０へ放熱してしまう。そこで、熱的接続を遮断すべく、ＥＣＵ１００はスイッチ１をオフにする（ステップＳ１１０）。
【００４３】
続いて、温度検知部６１５によって熱媒７３５の流路の温度Ｔ４が、温度検知部６２０によって正極接続端子５１０の温度Ｔ２が夫々検出される。その結果を受けて、ＥＣＵ１００は「Ｔ４≦Ｔ２」であるか否かを判定する（ステップＳ１１１）。「Ｔ４≦Ｔ２」であると判定される場合（ステップＳ１１１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は「Ｔ１≦Ｔａ又はＴ２≦Ｔａ」であるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。言い換えれば、バッテリ５００が駆動温度帯域よりも冷えてしまっていないかが判定される。「Ｔ１≦Ｔａ又はＴ２≦Ｔａ」であると判定される場合（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域よりも冷えてしまっているので、「ＥＶ走行モード」は好ましくない。そこで、最初のステップに戻り（リターン）、エンジン２００をオンにする（ステップＳ１００）。他方で、「Ｔ１≦Ｔａ又はＴ２≦Ｔａ」であると判定されない場合（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域内であると考えられるので、高負荷走行であるか否かが再度判定される（ステップＳ１０５）。
【００４４】
他方、「Ｔ４≦Ｔ２」であると判定されない場合（ステップＳ１１１：Ｎｏ）、モータＭＧによってバッテリ５００を加熱するべく、ＥＣＵ１００がスイッチ２をオンにする（ステップＳ１２０）。これにより、熱媒７３５と正極接続端子５１０とが熱伝導体７２５を介して熱的に接続される。続いて、温度検知部６２０によって正極接続端子５１０の温度Ｔ２が検出される。その結果を受けて、ＥＣＵ１００は「Ｔ２≧Ｔｂ」であるか否かを判定する（ステップＳ１２１）。「Ｔ２≧Ｔｂ」であると判定されない場合（ステップＳ１２１：Ｎｏ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域に達していないかその内であると考えられるので、熱的接続を維持したまま、「ＨＶ走行モード」に設定される（ステップＳ１０４）。
【００４５】
他方で、「Ｔ２≧Ｔｂ」であると判定される場合（ステップＳ１２１：Ｙｅｓ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域を超えていると考えられるので、これ以上の加熱はバッテリ５００を熱劣化させてしまう。そこで、熱的接続を遮断すべく、ＥＣＵ１００はスイッチ２をオフにする（ステップＳ１２２）。続いて、ＥＣＵ１００は「Ｔ１≦Ｔａ又はＴ２≦Ｔａ」であるか否かを判定する（ステップＳ１２３）。言い換えれば、バッテリ５００が駆動温度帯域よりも冷えてしまっていないかが判定される。「Ｔ１≦Ｔａ又はＴ２≦Ｔａ」であると判定される場合（ステップＳ１２３：Ｙｅｓ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域よりも冷えてしまっているので、最初のステップに戻り（リターン）、エンジン２００をオンにする（ステップＳ１００）。他方で、「Ｔ１≦Ｔａ又はＴ２≦Ｔａ」であると判定されない場合（ステップＳ１２３：Ｎｏ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域内であると考えられるので、「ＨＶ走行モード」に設定される（ステップＳ１０４）。
【００４６】
他方で、高負荷走行であると判定される場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、モータＭＧ２のみではなくエンジン２００も利用した、「ＨＶ走行モード」が維持される、又は「ＨＶ走行モード」に切り替えられる（ステップＳ１３０）。それゆえ、エンジン２００がオフであればオンにされる。また、温度検知部６２０によって正極接続端子５１０の温度Ｔ２が検出される。その結果を受けて、ＥＣＵ１００は「Ｔ２≧Ｔｂ」であるか否かを判定する（ステップＳ１３３）。ここで、「Ｔ２≧Ｔｂ」であると判定されない場合（ステップＳ１３３：Ｎｏ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域に達していないかその内であると考えられるので、熱的接続を維持したまま、高負荷走行であるか否かが再度判定される（ステップＳ１０５）。
【００４７】
他方で、「Ｔ２≧Ｔｂ」であると判定される場合（ステップＳ１３３：Ｙｅｓ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域を超えていると考えられるので、これ以上の加熱はバッテリ５００を熱劣化させてしまう。そこで、熱的接続を遮断すべく、ＥＣＵ１００はスイッチ１をオフにする（ステップＳ１３４）。続いて、高負荷走行であるか否かが判定される（ステップＳ１３５）。ここで、高負荷走行であると判定される場合（ステップＳ１３５：Ｙｅｓ）、「ＨＶ走行モード」が維持される（ステップＳ１３６）。そして、ＥＣＵ１００は「Ｔ１≦Ｔａ」であるか否かを判定する（ステップＳ１３７）。「Ｔ１≦Ｔａ」であると判定されない場合（ステップＳ１３７：Ｎｏ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域内であると考えられるので、引き続き「ＨＶ走行モード」が維持され、高負荷走行であるか否かが再度判定される（ステップＳ１３５）。
【００４８】
他方で、「Ｔ１≦Ｔａ」であると判定される場合（ステップＳ１３７：Ｙｅｓ）、バッテリ５００の温度が駆動温度帯域よりも冷えてしまっているので、スイッチ１をオンにして、エンジン２００によってバッテリ５００を加熱し（ステップＳ１３８）、その後、高負荷走行であるか否かが再度判定される（ステップＳ１０５）。他方で、高負荷走行であると判定されない場合（ステップＳ１３５：Ｎｏ）、即ち低負荷走行である場合、ハイブリッドシステム１０の走行モードがモータＭＧ２のみによる「ＥＶ走行モード」に切り替えられる（ステップＳ１４０）。それに伴い、エンジン２００がオフにされる（ステップＳ１４１）。この後は、上述したステップＳ１１２以降の処理行われる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態に係るハイブリッドシステム１０の制御装置によれば、バッテリ５００を駆動温度帯域に到達するまで好適に加熱し、加熱した熱は今度は好適に保持可能となる。また、伝熱性の高い正極接続端子５１０を加熱することで電極体５４０を昇温させるため（つまり、電極体５４０に接している正極接続端子５１０を介して、電極体５４０を昇温させるため）、バッテリ５００の表面を加熱するよりも電極体５４０の昇温効果が高くなる。加えて、バッテリ５００の表面温度が上昇しにくいため、周囲の部材の熱劣化を回避できる。
【００５０】
更に、本実施形態によれば、スイッチ７１０、７１５を用いて２種類の熱媒７３０、７３５による加熱を切り替えるため、本実施形態におけるハイブリッドシステム１０を、ＥＶ走行距離が長い（つまりエンジンを作動させる時間が短い）プラグインハイブリッド車両などに適用した場合にも、バッテリ５００の温度を低下させずに、効率良く昇温保温することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０ ハイブリッドシステム
１００ ＥＣＵ
２００ エンジン
５００ バッテリ
５１０ 正極接続端子
５２０ 負極接続端子
５４０ 電極体
６１０、６１５、６２０、６３０ 温度検知部
７１０、７１５ スイッチ
７２１ 圧電素子
７２０、７２５ 熱伝導体
７３０、７３５ 熱媒
ＭＧ１、ＭＧ２ モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ及びエンジンを駆動源とするハイブリッドシステムを制御するための制御装置であって、
前記モータとの間で電力の授受を行うバッテリと前記エンジンとを熱的に接続する第１接続手段と、
前記バッテリと前記モータとを熱的に接続する第２接続手段と、
前記第１接続手段による、前記バッテリと前記エンジンとの熱的な接続／非接続を切り替える第１切り替え手段と、
前記第２接続手段による、前記バッテリと前記モータとの熱的な接続／非接続を切り替える第２切り替え手段と、
前記バッテリに備わる１又は複数の端子の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出された温度、及び、前記ハイブリッドシステムにおける走行モードに応じて、前記第１切り替え手段及び前記第２切り替え手段に対する切り替えの制御を行う切り替え制御手段と、を備えることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【請求項１】
モータ及びエンジンを駆動源とするハイブリッドシステムを制御するための制御装置であって、
前記モータとの間で電力の授受を行うバッテリと前記エンジンとを熱的に接続する第１接続手段と、
前記バッテリと前記モータとを熱的に接続する第２接続手段と、
前記第１接続手段による、前記バッテリと前記エンジンとの熱的な接続／非接続を切り替える第１切り替え手段と、
前記第２接続手段による、前記バッテリと前記モータとの熱的な接続／非接続を切り替える第２切り替え手段と、
前記バッテリに備わる１又は複数の端子の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出された温度、及び、前記ハイブリッドシステムにおける走行モードに応じて、前記第１切り替え手段及び前記第２切り替え手段に対する切り替えの制御を行う切り替え制御手段と、を備えることを特徴とするハイブリッドシステムの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２２８６８６（Ｐ２０１０−２２８６８６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８０８３５（Ｐ２００９−８０８３５）
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３０日（２００９．３．３０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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