ハイブリッド電気自動車の制御装置
【課題】前駆動トルクの応答性を確保しつつ燃費の抑制を図る上で有利なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供する。
【解決手段】モータのコイル温度が閾値温度Ｔｒ以下である場合は、アクセルペダルの踏み込み速度Ｖａｐｓが閾値速度Ｖｒ以上であると判定された時点で、エンジン２２を早期に始動させる。抑制電流に発電機２４で発電された発電電流が早期に加算されてフロントモータ１８に供給されるため、指示トルクＡに対してフロントモータ１８で発生する駆動トルクＢの時間遅れが最小限に抑制される。モータのコイル温度が閾値温度Ｔｒを上回る場合は、高圧バッテリー１２から流れる電池電流が予め定められた閾値電流Ｉｒ以上であると判定された時点で、エンジン２２を始動させる。不必要に早期にエンジン２２を始動させることがない。
【解決手段】モータのコイル温度が閾値温度Ｔｒ以下である場合は、アクセルペダルの踏み込み速度Ｖａｐｓが閾値速度Ｖｒ以上であると判定された時点で、エンジン２２を早期に始動させる。抑制電流に発電機２４で発電された発電電流が早期に加算されてフロントモータ１８に供給されるため、指示トルクＡに対してフロントモータ１８で発生する駆動トルクＢの時間遅れが最小限に抑制される。モータのコイル温度が閾値温度Ｔｒを上回る場合は、高圧バッテリー１２から流れる電池電流が予め定められた閾値電流Ｉｒ以上であると判定された時点で、エンジン２２を始動させる。不必要に早期にエンジン２２を始動させることがない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド電気自動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド電気自動車として、バッテリーと、エンジンで駆動される発電機とからそれぞれ電流をモータに供給し、モータから出力された駆動トルクにより駆動輪を駆動するものが知られている。
このようなハイブリッド電気自動車において、アクセルペダルの踏み込み速度が所定値以上となると、エンジンを始動させることにより発電機で発電した電流をバッテリーからの電流に加算してモータに供給することで、アクセルペダルの急踏み込み操作に対応して駆動トルクを急激に増加させる技術が提案されている（特許文献１参照）。
このようにすることで、バッテリーからモータに流れる突入電流を抑制することによりバッテリーの負担を軽減し、かつ、モータの駆動トルクの応答性を確保することが図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７６７１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、アクセルペダルの急踏み込みによるエンジン始動の回数が多くなるほど、燃費が低下することが懸念される。
ところで、バッテリーからモータに流れる突入電流は、モータのコイル温度が低いほど大きく、モータのコイルの温度が高いほど小さいことが知られている。
そのため、モータのコイル温度が低い場合には、エンジン始動を早期に行って発電機から電流をモータに供給することで突入電流を抑制することが好ましいといえる。
しかしながら、モータのコイル温度が高い場合には、もともと突入電流が小さいため、突入電流の抑制を図るためにエンジン始動を早期に行う必要性は低くなる。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、モータのコイル温度を考慮してエンジンの始動を行うことで駆動トルクの応答性を確保しつつ燃費の抑制を図る上で有利なハイブリッド電気自動車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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、車両の駆動輪を駆動する電動モータと、前記電動モータに電流を供給するバッテリーと、前記電動モータに電流を供給する発電機と、前記発電機を駆動するエンジンとを備えるハイブリッド電気自動車の制御装置であって、前記電動モータのコイル温度を検出する温度検出手段と、アクセルペダルの踏み込み速度を検出する踏み込み速度検出手段と、前記バッテリーから前記電動モータに供給される電流値を検出する電流検出手段と、前記温度検出手段で検出された前記コイル温度が予め定められた閾値温度以下の場合には、前記踏み込み速度検出手段で検出された前記踏み込み速度に基づいて前記エンジンを始動させて前記発電機による発電を実行し、前記コイル温度が前記閾値温度を上回る場合には、前記電流検出手段で検出された前記電流値に基づいて前記エンジンを始動させて前記発電機による発電を実行させるエンジン制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、電動モータのコイル温度が閾値温度以下の場合は、アクセルペダルの踏み込み速度に基づいてエンジンを始動させることにより、バッテリーから電動モータに供給される電流に発電機で発電された発電電流が早期に加算される。また、電動モータのコイル温度が閾値温度を上回る場合は、バッテリーから電動モータに供給される電流値に基づいてエンジンを始動させることにより、バッテリーから電動モータに供給される電流に発電機で発電された発電電流が加算されて電動モータに供給される。
したがって、アクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を向上させつつ、不必要にエンジンを始動させることがないので燃費を向上させることができる。
請求項２記載の発明によれば、バッテリーの温度が低下するほどエンジンの始動タイミングを早期にできるため、バッテリーの温度が低下してバッテリーから供給し得る電流が低下するような状況であってもアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を確保する上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、バッテリーの充電状態（ＳＯＣ）が低下するほどエンジンの始動タイミングを早期にできるため、バッテリーの充電状態（ＳＯＣ）が低下してバッテリーから供給し得る電流が低下するような状況であってもアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を確保する上で有利となる。
請求項４記載の発明によれば、バッテリーの連続通電時間が長くなるほどエンジンの始動タイミングを早期にできるため、バッテリーの連続通電時間が長くなってバッテリーから供給し得る電流が低下するような状況であってもアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を確保する上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態における制御装置３０が搭載された車両１０の全体構成を示すブロック図である。
【図２】制御装置３０の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】アクセルペダルの踏み込み速度Ｖａｐｓの定義を示す説明図である。
【図４】閾値温度設定手段５２Ｆによる閾値温度Ｔｒの設定動作の説明図である。
【図５】制御装置３０の動作を示すメインフローチャートである。
【図６】比較例におけるドライバーがアクセルペダルを急に踏み込む操作を行った場合の電流、トルク、エンジン２２の始動タイミングの説明図である。
【図７】（Ａ）はモータのコイル温度が閾値温度Ｔｒ以下である場合におけるドライバーがアクセルペダルを急に踏み込む操作を行った場合の電流、トルク、エンジン２２の始動タイミングの説明図、（Ｂ）はモータのコイル温度が閾値温度Ｔｒを上回る場合におけるドライバーがアクセルペダルを急に踏み込む操作を行った場合の電流、トルク、エンジン２２の始動タイミングの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、車両１０は、高圧バッテリー１２と、インバータ１４、１６と、電動モータとしてのフロントモータ１８と、電動モータとしてのリアモータ２０と、内燃機関としてのエンジン２２と、発電機２４と、前輪２６と、後輪２８と、本発明に係る制御装置３０とを含んで構成されている。
したがって、車両１０は、モータ１８、２０とエンジン２２とを搭載したハイブリッド電気自動車を構成している。
【０００９】
高圧バッテリー１２は、フロントモータ１８およびリアモータ２０に電力を供給するものである。また、本明細書では、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８およびリアモータ２０に供給される電流を電池電流という。
なお、高圧バッテリー１２は、図示しない充電装置を介して、家庭用の商用電源、あるいは、充電スタンドの急速充電用電源などから供給される電力によって充電される。
【００１０】
インバータ１４、１６は、高圧バッテリー１２から供給される直流電力を三相交流電力に変換してフロントモータ１８、リアモータ２０にそれぞれ供給するものである。
インバータ１４、１６が後述するＥＣＵ５２の制御に基づいてフロントモータ１８、リアモータ２０に供給する三相交流電力を例えばＰＭＷ（パルス幅変調）によって制御することでフロントモータ１８、リアモータ２０から出力される駆動トルクが制御される。
【００１１】
フロントモータ１８は、インバータ１４から供給される交流電力によって回転駆動され、減速機構３２、ディファレンシャルギア３４を介して前輪２６に動力（駆動トルク）を与えることで前輪２６を駆動するものである。
リアモータ２０は、インバータ１６から供給される三相交流電力によって回転駆動され、減速機構３６、ディファレンシャルギア３８を介して後輪２８に動力（駆動トルク）を与えることで後輪２８を駆動するものである。
また、車両１０の回生制動時には、フロントモータ１８、リアモータ２０が発電機として機能し、フロントモータ１８、リアモータ２０で発電された三相交流電力がインバータ１４、１６を介して直流電力に変換されたのち高圧バッテリー１２に充電される。
モータ１８、２０は、それぞれモータコイルを内蔵しており、これらモータコイルを流れる電流（電池電流）によって回転駆動される。
モータ１８、２０は、電流の供給開始と同時に、一時的に突入電流と呼ばれる過渡的に大きな電流が流れる特性を有している。
この突入電流は、モータのコイル温度が低いほど大きく、モータのコイル温度が高いほど小さい。
【００１２】
エンジン２２は、減速機構４０、クラッチ４２を介して前記の減速機構３２に接続されている。クラッチ４２の接続、切断はＥＣＵによって制御される。
エンジン２２は、クラッチ４２の切断状態で、減速機構４１を介して発電機２４に動力を与えることで発電機２４を駆動するものである。
発電機２４は、エンジン２２から供給される動力により発電を行いインバータ１４を介して高圧バッテリー１２を充電するものである。
なお、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８（リアモータ２０）に電池電流を供給してフロントモータ１８（リアモータ２０）を駆動している状態で、エンジン２２を始動して発電機２４を発電させると、発電機２４の電力（電流）はフロントモータ１８（リアモータ２０）に供給されると共に、フロントモータ１８（リアモータ２０）の駆動で消費されなかった電力（電流）は高圧バッテリー１２に充電される。すなわち、フロントモータ１８、リアモータ２０には高圧バッテリー１２からの電池電流に発電機２４からの電流が加算されて供給されることになる。
また、以下では、説明の簡素化を図るため、フロントモータ１８のみで走行する場合について説明する。しかしながら、本発明は、リアモータ２０のみで走行する場合、あるいは、フロントモータ１８とリアモータ２０との双方で走行する場合も無論適用される。
【００１３】
なお、本実施の形態では、クラッチ４２の切断状態で、エンジン２２が減速機構４０を介して発電機２４に動力を与えることで発電機２４を駆動する場合を説明する。
しかしながら、クラッチ４２の接続状態で、エンジン２２が減速機構４０、クラッチ４２、減速機構３２、ディファレンシャルギア３４を介して前輪２６に動力（駆動トルク）を与えることで前輪２６を駆動しつつ、エンジン２２が減速機構４１を介して発電機２４に動力を与えることで発電機２４を駆動する場合にも本発明は無論適用される。
【００１４】
制御装置３０は、アクセルペダルセンサ４４と、バッテリー温度センサ４６と、バッテリー電流センサ４８と、モータコイル温度センサ５０と、ＥＣＵ５２とを含んで構成されている。
アクセルペダルセンサ４４は、アクセルペダルの踏み込み量を検出してＥＣＵ５２に供給するものである。
バッテリー温度センサ４６は、高圧バッテリー１２の温度を検出してＥＣＵ５２に供給するものである。
バッテリー電流センサ４８は、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電流値を検出してＥＣＵ５２に供給するものである。本実施の形態では、バッテリー電流センサ４８が「電流検出手段」を構成している。
モータコイル温度センサ５０は、フロントモータ１８のコイルの温度を検出してＥＣＵ５２に供給するものである。本実施の形態では、モータコイル温度センサ５０が「温度検出手段」を構成している。
【００１５】
ＥＣＵは、ＣＰＵ、制御プログラム等を格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
図２に示すように、ＥＣＵは前記制御プログラムを実行することにより、踏み込み速度演算手段５２Ａと、バッテリー制御手段５２Ｂと、エンジン制御手段５２Ｃと、バッテリー充電状態検出手段５２Ｄと、バッテリー連続通電時間検出手段５２Ｅと、閾値温度設定手段５２Ｆとを実現する。
【００１６】
踏み込み速度演算手段５２Ａは、アクセルペダルセンサ４４から供給されたアクセルペダルの踏み込み量の単位時間当たりの変化量であるアクセルペダルの踏み込み速度を演算するものである。
すなわち、図３に示すように、単位時間Δｔ当たりのアクセルペダルの踏み込み量をΔＡＰＳとすると、踏み込み速度Ｖａｐｓは、ΔＡＰＳ／Δｔで定義される。
本実施の形態では、アクセルペダルセンサ４４と踏み込み速度演算手段５２Ａとによって特許請求の範囲のアクセルペダル踏み込み速度検出手段が構成されている。
【００１７】
バッテリー制御手段５２Ｂは、アクセルペダルセンサ４４によって検出されたアクセルペダルの踏み込み量に応じて、すなわち、要求される駆動トルクに応じて、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電流を制御するものである。
また、バッテリー制御手段５２Ｂは、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に過大な突入電流が供給されないように、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電流を抑制する制御を行う。
このように突入電流を抑制することにより、高圧バッテリー１２の劣化の防止が図られている。
【００１８】
エンジン制御手段５２Ｃは、エンジン２２の始動、停止、回転数などを制御するものである。
エンジン制御手段５２Ｃは、モータコイル温度センサ５０で検出されたコイル温度が予め定められた閾値温度Ｔｒ以下の場合には、前記の踏み込み速度検出手段で検出された踏み込み速度Ｖａｐｓが予め定められた閾値速度Ｖｒ以上であるときにエンジン２２を始動させる。
なお、ドライバーがアクセルペダルを急に踏み込む操作は、フロントモータ１８の駆動トルクを急に増加させる必要がある場合になされる操作であって、例えば、前方の車両を追い越す場合、登坂道路での加速や発進を行う場合などになされる。
また、エンジン制御手段５２Ｃは、コイル温度が閾値温度Ｔｒを上回る場合には、バッテリー電流センサ４８で検出された電流値が予め定められた閾値電流Ｉｒ以上であるときにエンジン２２を始動させる。
【００１９】
バッテリー充電状態検出手段５２Ｄは、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を検出するものである。充電状態（ＳＯＣ）は、満充電時における電池の容量に対する充電残量の割合を比率（％）で示すものである。
バッテリー充電状態検出手段５２Ｄによる高圧バッテリー１２の充電状態の検出は、例えば、高圧バッテリー１２の状態を監視する公知のバッテリー監視用ＥＣＵから充電状態の情報を取得することでなされる。
バッテリー連続通電時間検出手段５２Ｅは、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電池電流が連続して供給される時間である連続通電時間を検出するものである。
バッテリー連続通電時間検出手段５２Ｅによる連続通電時間の検出は、例えば、バッテリー電流センサ４８の検出結果に基づいてなされる。
【００２０】
閾値温度設定手段５２Ｆは、閾値温度Ｔｒの設定を行うものである。
本実施の形態では、以下の３つの条件を満たすように閾値温度Ｔｒの設定を行う。
（１）バッテリー温度センサ４６で検出された高圧バッテリー１２の温度ＴＢが低下するほど閾値温度Ｔｒが低下するように閾値温度Ｔｒを設定する。
（２）バッテリー充電状態検出手段５２Ｄで検出された高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）が低下するほど閾値温度Ｔｒが低下するように閾値温度Ｔｒを設定する。
（３）バッテリー連続通電時間検出手段５２Ｅで検出された連続通電時間が長くなるほど閾値温度Ｔｒが低下するように閾値温度Ｔｒを設定する。
図４は、閾値温度設定手段５２Ｆによる閾値温度Ｔｒの設定動作の説明図である。
図４に示すように、閾値温度設定手段５２Ｆは、第１のマップ５８および第２のマップ６０を備えている。
第１のマップ５８は、高圧バッテリー１２の電池温度ＴＢ毎に、高圧バッテリー１２の連続通電時間ｔｓと閾値温度Ｔｒとの関係を示したマップである。
第１のマップ５８は、上記（１）および（３）の条件をあらわしている。
図４では、電池温度ＴＢを３つの領域（高温、中温、低温）に区分した場合を例示している。例えば、高温の領域は、電池温度ＴＢが温度Ｔ１以上の領域、中温の領域は電池温度ＴＢがＴ２以上Ｔ１未満（Ｔ２＜Ｔ１）の領域、低温の領域は温度ＴＢがＴ２未満といったように規定される。なお、電池温度ＴＢを区分する領域の数は２つ、あるいは、４つ以上であってもよいことは無論である。
第２のマップ６０は、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）毎に、高圧バッテリー１２の連続通電時間ｔｓと閾値温度Ｔｒとの関係を示したマップである。
第１のマップ６０は、上記（２）および（３）の条件をあらわしている。
図４では、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）を３つの領域（ＳＯＣ高、ＳＯＣ中、ＳＯＣ低）に区分した場合を例示している。例えば、ＳＯＣ高の領域は、ＳＯＣがＳＯＣ１以上の領域、ＳＯＣ中の領域はＳＯＣがＳＯＣ２以上ＳＯＣ１未満（ＳＯＣ２＜ＳＯＣ１）の領域、低ＳＯＣの領域はＳＯＣがＳＯＣ２未満といったように規定される。なお、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）を区分する領域の数は２つ、あるいは、４つ以上であってもよいことは無論である。
本実施の形態では、閾値温度設定手段５２Ｆは、第１のマップ５８に基づいて連続通電時間ｔｓおよび電池温度ＴＢから特定した温度閾値Ｔｒと、第２のマップ６０に基づいて連続通電時間ｔｓおよび充電状態（ＳＯＣ）から特定した温度閾値Ｔｒとのうち、何れか値が小さい方を温度閾値Ｔｒとして設定するように構成されている。
【００２１】
次に、図５のフローチャートを参照して制御装置３０の動作について説明する。
ＥＣＵ５２は、フロントモータ１８を用いた定常走行の状態、あるいは、定常走行を一時的に停止した走行停止の状態にある場合に、図５の処理を繰り返して実行する。
ＥＣＵ５２は、バッテリー温度センサ４６で検出されたバッテリー温度ＴＢ、バッテリー連続通電時間検出手段５２Ｅで検出された連続通電時間ｔｓ、バッテリー充電状態検出手段５２Ｄで検出された充電状態（ＳＯＣ）に基づいて閾値温度Ｔｒを演算し設定する（ステップＳ１０：閾値温度設定手段５２Ｆ）。
次に、モータコイル温度センサ５０で検出されたモータのコイル温度が閾値温度Ｔｒ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２：エンジン制御手段５２Ｃ）。
ステップＳ１２の判定結果が肯定であれば、踏み込み速度演算手段５２Ａで演算された踏み込み速度Ｖａｐｓ（ΔＡＰＳ／Δｔ）が予め定められた閾値速度Ｖｒ以上であるか否か、すなわち、アクセルペダルの急な踏み込み操作の有無を判定する（ステップＳ１４：エンジン制御手段５２Ｃ）。
ステップＳ１４の判定結果が否定ならば、アクセルペダルの急な踏み込み操作がないので、一連の処理を終了（リターン）する。
ステップＳ１４の判定結果が肯定であれば、アクセルペダルの急な踏み込み操作があるので、ＥＣＵ５２は、エンジン２２を始動させて発電機２４による発電動作を実行させる（ステップＳ１６：エンジン制御手段５２Ｃ）。これにより、高圧バッテリー１２からの電流に発電機２４からの電流が加算されてフロントモータ１８に供給される。
すなわち、コイル温度が閾値温度Ｔｒ以下の場合には、踏み込み速度Ｖａｐｓに基づいてエンジン２２を始動させて発電機２４による発電を実行する。
ＥＣＵ５２は、踏み込み速度Ｖａｐｓ（ΔＡＰＳ／Δｔ）が閾値速度Ｖｒ以上であることをもって駆動トルクの急激な増加の要求をインバータ１４を介してフロントモータ１８に与え、走行トルクの制御を行う（ステップＳ１８、Ｓ２０）。これにより、フロントモータ１８の駆動トルクが急激に増加される（急加速がなされる）。
ＥＣＵ５２は、急加速が終了したか否かを判定する（ステップＳ２２）。急加速の終了判定は、例えば、アクセルペダルの踏み込み速度Ｖａｓｐ、車速、駆動トルクに基づいてなされる。
ステップＳ２２の判定結果が肯定ならば処理を終了（リターン）し、ステップＳ２２の判定結果が否定ならば、ステップＳ１６に戻る。
【００２２】
また、ステップＳ１２の判定結果が否定であれば、バッテリー電流センサ４８で検出された高圧バッテリー１２から流れる電流値が予め定められた閾値電流Ｉｒ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２４：エンジン制御手段５２Ｃ）。
ステップＳ２４の判定結果が肯定であれば、アクセルペダルの急な踏み込み操作があるので、ステップＳ１６に移行して同様の処理を実施する。
すなわち、コイル温度が閾値温度Ｔｒを上回る場合には、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電流値に基づいてエンジン２２を始動させて発電機２４による発電を実行する。
ステップＳ２４の判定結果が否定であれば、アクセルペダルの急な踏み込み操作がないので、処理を終了（リターン）する。
【００２３】
次に、図５〜図７を参照して本実施の形態の作用効果について説明する。
以下では、ドライバーがアクセルペダルを急に踏み込む操作を行った場合における高圧バッテリー１２から流れる電池電流と、発電機２４で生成される発電電流と、フロントモータ１８のトルクと、エンジン２２の始動タイミングについて説明する。
【００２４】
まず、説明を判りやすくするため、図６を参照してアクセルペダルの踏み込み量が予め定められた閾値以上となったときにエンジン２２の始動を行う比較例について説明する。
図６に示すように、アクセルペダルが急に踏み込まれると、アクセルペダルの踏み込み量が予め定められた値を上回った時点からエンジン２２が始動され発電電流が発生する。
このとき、モータのコイル温度が低いため、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電池電流を制限しないと、図示するように大きな突入電流が発生する。
そのため、ＥＣＵ５２は、高圧バッテリー１２の電池電流を突入電流よりも低い抑制電流（破線）に抑制する制御を行う。
なお、図中、定格電流値は、高圧バッテリー１２の劣化を防止でき電池電流の最大値を示す。したがって、抑制電流は定格電流値以下となるように制御される。
この場合、仮に前記の突入電流がそのままフロントモータ１８に供給された場合、アクセルペダルの踏み込み量に対応する指示トルクＡに対してフロントモータ１８で発生する駆動トルクＢは一定の時間遅れが生じる。
実際には、前記の突入電流よりも抑制された抑制電流に、発電機２４で発電された発電電流が加算されてフロントモータ１８に供給される。
しかしながら、抑制電流が突入電流よりも低いことに加え、エンジン２２の始動後に発電電流が立ち上がるため、フロントモータ１８に供給される電流は時間遅れを生じることから、フロントモータ１８で発生する駆動トルクＣは、前記の駆動トルクＢよりもさらに時間遅れが生じる。
このように、アクセルペダルの急な踏み込み操作に対してエンジン２２の始動タイミングが遅れるため、フロントモータ１８の駆動トルクの応答性は低いものに留まる。
【００２５】
次に、図７を参照して本発明に係る制御装置３０を用いた場合においてドライバーがアクセルペダルを急に踏み込む操作を行った場合の電流、トルク、エンジン２２の始動タイミングについて説明する。
図７（Ａ）はモータのコイル温度が閾値温度Ｔｒ以下である場合を示し、図７（Ｂ）はモータのコイル温度が閾値温度Ｔｒを上回る場合を示す。
図７（Ａ）に示すように、モータのコイル温度が閾値温度Ｔｒ以下である場合は、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電池電流が抑制電流に抑制される点は図６に示した比較例と同様である。
しかしながら、モータのコイル温度が閾値温度Ｔｒ以下である場合は、図５のステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、図７に示すように、アクセルペダルの踏み込み速度Ｖａｐｓが閾値速度Ｖｒ以上であると判定された時点からエンジン２２を始動させる。すなわち、図６の場合に比較してエンジン２２を早期に始動させる。
したがって、前記の抑制電流に発電機２４で発電された発電電流が早期に加算されてフロントモータ１８に供給されるため、指示トルクＡに対してフロントモータ１８で発生する駆動トルクＢの時間遅れを最小限に抑制することができ、アクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を向上させる上で有利となる。
【００２６】
一方、図７（Ｂ）に示すように、モータのコイル温度が閾値温度Ｔｒを上回る場合は、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電池電流は低く突入電流が生じないため、電池電流の抑制が不要となる。
そこで、モータのコイル温度が閾値温度Ｔｒを上回る場合は、図５のステップＳ１２、Ｓ２４、Ｓ１６、図７（Ｂ）に示すように、バッテリー電流センサ４８で検出された高圧バッテリー１２から流れる電流値が予め定められた閾値電流Ｉｒ以上であると判定された時点からエンジン２２を始動させる。
すなわち、アクセルペダルの踏み込み量に応じて増加する電池電流が閾値電流Ｉｒ以上となった時点から発電機２４で発電された発電電流が加算されてフロントモータ１８に供給される。
したがって、図７（Ｂ）において電池電流が閾値電流Ｉｒ以上となる時点は、図７（Ａ）に示すアクセルペダルの踏み込み速度Ｖａｐｓが閾値速度Ｖｒ以上となる時点よりも遅くなるため、エンジン２２の始動タイミングが図７（Ａ）よりも遅延される。
そのため、指示トルクＡに対してフロントモータ１８で発生する駆動トルクＢの時間遅れを最小限に抑制しつつ、不必要に早期にエンジン２２を始動させることがないので、アクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を向上させると共に、燃費を向上させることができる。
【００２７】
なお、高圧バッテリー１２の温度ＴＢが低下するほど高圧バッテリー１２から出力し得る電池電流が低下する傾向となるため、高圧バッテリー１２の温度ＴＢが低下するほどエンジン２２の始動タイミングを早期にすることがアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を向上させる上で有利となる。
そこで、本実施の形態では、高圧バッテリー１２の温度ＴＢが低下するほどモータコイルの閾値温度Ｔｒが低下させることにより、アクセルペダルの踏み込み速度Ｖａｐｓに基づいたエンジン２２の始動判定を優先して行うようにした。
そのため、高圧バッテリー１２の温度ＴＢが低下して高圧バッテリー１２から供給し得る電流が低下するような状況であってもアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を確保する上で有利となる。
【００２８】
また、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）が低下するほど高圧バッテリー１２から出力し得る電池電流が低下する傾向となるため、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）が低下するほどエンジン２２の始動タイミングを早期にすることがアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を向上させる上で有利となる。
そこで、本実施の形態では、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）が低下するほどモータコイルの閾値温度Ｔｒが低下させることにより、アクセルペダルの踏み込み速度に基づいたエンジン２２の始動判定を優先して行うようにした。
そのため、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）が低下して高圧バッテリー１２から供給し得る電流が低下するような状況であってもアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を確保する上で有利となる。
【００２９】
また、高圧バッテリー１２の連続通電時間が長くなるほど高圧バッテリー１２から出力し得る電池電流が低下する傾向となるため、高圧バッテリー１２の連続通電時間が長くなるほどエンジン２２の始動タイミングを早期にすることがアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を向上させる上で有利となる。
そこで、本実施の形態では、高圧バッテリー１２の連続通電時間が長くなるほどモータコイルの閾値温度Ｔｒが低下させることにより、アクセルペダルの踏み込み速度に基づいたエンジン２２の始動判定を優先して行うようにした。
そのため、高圧バッテリー１２の連続通電時間が長くなって高圧バッテリー１２から供給し得る電流が低下するような状況であってもアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を確保する上で有利となる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、高圧バッテリー１２の温度ＴＢ、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）、高圧バッテリー１２の連続通電時間の３つのパラメータを考慮してモータコイルの閾値温度Ｔｒの設定を行うようにした。
しかしながら、これら３つのパラメータのうちの少なくとも１つあるいは２つのパラメータを考慮してモータコイルの閾値温度Ｔｒの設定を行ってもよいし、これら３つのパラメータを考慮せずにモータコイルの閾値温度Ｔｒの設定を行ってもよい。
しかしながら、本実施の形態のように３つのパラメータを考慮してモータコイルの閾値温度Ｔｒの設定を行うと、高圧バッテリー１２が供給し得る電流に応じて的確にモータコイルの閾値温度Ｔｒの設定を行うことができ、したがって、アクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を確保する上でより一層有利となる。
【符号の説明】
【００３１】
１０……車両、１２……高圧バッテリー、１４、１６……インバータ、１８……フロントモータ、２０……リアモータ、２２……エンジン、２４……発電機、２６……前輪、２８……後輪、３０……制御装置、４４……アクセルペダルセンサ、４６……バッテリー温度センサ、４８……バッテリー電流センサ、５０……モータコイル温度センサ、５２……ＥＣＵ、５２Ａ……踏み込み速度演算手段、５２Ｂ……バッテリー制御手段、５２Ｃ……エンジン制御手段、５２Ｄ……バッテリー充電状態検出手段、５２Ｅ……バッテリー連続通電時間検出手段、５２Ｆ……閾値温度設定手段、Ｉｒ……電池電流の閾値電流、閾値電流、Ｔｒ……モータコイルの閾値温度、Ｖａｓｐ……アクセルペダルの踏み込み速度、Ｖｒ……閾値速度。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド電気自動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド電気自動車として、バッテリーと、エンジンで駆動される発電機とからそれぞれ電流をモータに供給し、モータから出力された駆動トルクにより駆動輪を駆動するものが知られている。
このようなハイブリッド電気自動車において、アクセルペダルの踏み込み速度が所定値以上となると、エンジンを始動させることにより発電機で発電した電流をバッテリーからの電流に加算してモータに供給することで、アクセルペダルの急踏み込み操作に対応して駆動トルクを急激に増加させる技術が提案されている（特許文献１参照）。
このようにすることで、バッテリーからモータに流れる突入電流を抑制することによりバッテリーの負担を軽減し、かつ、モータの駆動トルクの応答性を確保することが図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７６７１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、アクセルペダルの急踏み込みによるエンジン始動の回数が多くなるほど、燃費が低下することが懸念される。
ところで、バッテリーからモータに流れる突入電流は、モータのコイル温度が低いほど大きく、モータのコイルの温度が高いほど小さいことが知られている。
そのため、モータのコイル温度が低い場合には、エンジン始動を早期に行って発電機から電流をモータに供給することで突入電流を抑制することが好ましいといえる。
しかしながら、モータのコイル温度が高い場合には、もともと突入電流が小さいため、突入電流の抑制を図るためにエンジン始動を早期に行う必要性は低くなる。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、モータのコイル温度を考慮してエンジンの始動を行うことで駆動トルクの応答性を確保しつつ燃費の抑制を図る上で有利なハイブリッド電気自動車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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、車両の駆動輪を駆動する電動モータと、前記電動モータに電流を供給するバッテリーと、前記電動モータに電流を供給する発電機と、前記発電機を駆動するエンジンとを備えるハイブリッド電気自動車の制御装置であって、前記電動モータのコイル温度を検出する温度検出手段と、アクセルペダルの踏み込み速度を検出する踏み込み速度検出手段と、前記バッテリーから前記電動モータに供給される電流値を検出する電流検出手段と、前記温度検出手段で検出された前記コイル温度が予め定められた閾値温度以下の場合には、前記踏み込み速度検出手段で検出された前記踏み込み速度に基づいて前記エンジンを始動させて前記発電機による発電を実行し、前記コイル温度が前記閾値温度を上回る場合には、前記電流検出手段で検出された前記電流値に基づいて前記エンジンを始動させて前記発電機による発電を実行させるエンジン制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、電動モータのコイル温度が閾値温度以下の場合は、アクセルペダルの踏み込み速度に基づいてエンジンを始動させることにより、バッテリーから電動モータに供給される電流に発電機で発電された発電電流が早期に加算される。また、電動モータのコイル温度が閾値温度を上回る場合は、バッテリーから電動モータに供給される電流値に基づいてエンジンを始動させることにより、バッテリーから電動モータに供給される電流に発電機で発電された発電電流が加算されて電動モータに供給される。
したがって、アクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を向上させつつ、不必要にエンジンを始動させることがないので燃費を向上させることができる。
請求項２記載の発明によれば、バッテリーの温度が低下するほどエンジンの始動タイミングを早期にできるため、バッテリーの温度が低下してバッテリーから供給し得る電流が低下するような状況であってもアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を確保する上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、バッテリーの充電状態（ＳＯＣ）が低下するほどエンジンの始動タイミングを早期にできるため、バッテリーの充電状態（ＳＯＣ）が低下してバッテリーから供給し得る電流が低下するような状況であってもアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を確保する上で有利となる。
請求項４記載の発明によれば、バッテリーの連続通電時間が長くなるほどエンジンの始動タイミングを早期にできるため、バッテリーの連続通電時間が長くなってバッテリーから供給し得る電流が低下するような状況であってもアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を確保する上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態における制御装置３０が搭載された車両１０の全体構成を示すブロック図である。
【図２】制御装置３０の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】アクセルペダルの踏み込み速度Ｖａｐｓの定義を示す説明図である。
【図４】閾値温度設定手段５２Ｆによる閾値温度Ｔｒの設定動作の説明図である。
【図５】制御装置３０の動作を示すメインフローチャートである。
【図６】比較例におけるドライバーがアクセルペダルを急に踏み込む操作を行った場合の電流、トルク、エンジン２２の始動タイミングの説明図である。
【図７】（Ａ）はモータのコイル温度が閾値温度Ｔｒ以下である場合におけるドライバーがアクセルペダルを急に踏み込む操作を行った場合の電流、トルク、エンジン２２の始動タイミングの説明図、（Ｂ）はモータのコイル温度が閾値温度Ｔｒを上回る場合におけるドライバーがアクセルペダルを急に踏み込む操作を行った場合の電流、トルク、エンジン２２の始動タイミングの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、車両１０は、高圧バッテリー１２と、インバータ１４、１６と、電動モータとしてのフロントモータ１８と、電動モータとしてのリアモータ２０と、内燃機関としてのエンジン２２と、発電機２４と、前輪２６と、後輪２８と、本発明に係る制御装置３０とを含んで構成されている。
したがって、車両１０は、モータ１８、２０とエンジン２２とを搭載したハイブリッド電気自動車を構成している。
【０００９】
高圧バッテリー１２は、フロントモータ１８およびリアモータ２０に電力を供給するものである。また、本明細書では、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８およびリアモータ２０に供給される電流を電池電流という。
なお、高圧バッテリー１２は、図示しない充電装置を介して、家庭用の商用電源、あるいは、充電スタンドの急速充電用電源などから供給される電力によって充電される。
【００１０】
インバータ１４、１６は、高圧バッテリー１２から供給される直流電力を三相交流電力に変換してフロントモータ１８、リアモータ２０にそれぞれ供給するものである。
インバータ１４、１６が後述するＥＣＵ５２の制御に基づいてフロントモータ１８、リアモータ２０に供給する三相交流電力を例えばＰＭＷ（パルス幅変調）によって制御することでフロントモータ１８、リアモータ２０から出力される駆動トルクが制御される。
【００１１】
フロントモータ１８は、インバータ１４から供給される交流電力によって回転駆動され、減速機構３２、ディファレンシャルギア３４を介して前輪２６に動力（駆動トルク）を与えることで前輪２６を駆動するものである。
リアモータ２０は、インバータ１６から供給される三相交流電力によって回転駆動され、減速機構３６、ディファレンシャルギア３８を介して後輪２８に動力（駆動トルク）を与えることで後輪２８を駆動するものである。
また、車両１０の回生制動時には、フロントモータ１８、リアモータ２０が発電機として機能し、フロントモータ１８、リアモータ２０で発電された三相交流電力がインバータ１４、１６を介して直流電力に変換されたのち高圧バッテリー１２に充電される。
モータ１８、２０は、それぞれモータコイルを内蔵しており、これらモータコイルを流れる電流（電池電流）によって回転駆動される。
モータ１８、２０は、電流の供給開始と同時に、一時的に突入電流と呼ばれる過渡的に大きな電流が流れる特性を有している。
この突入電流は、モータのコイル温度が低いほど大きく、モータのコイル温度が高いほど小さい。
【００１２】
エンジン２２は、減速機構４０、クラッチ４２を介して前記の減速機構３２に接続されている。クラッチ４２の接続、切断はＥＣＵによって制御される。
エンジン２２は、クラッチ４２の切断状態で、減速機構４１を介して発電機２４に動力を与えることで発電機２４を駆動するものである。
発電機２４は、エンジン２２から供給される動力により発電を行いインバータ１４を介して高圧バッテリー１２を充電するものである。
なお、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８（リアモータ２０）に電池電流を供給してフロントモータ１８（リアモータ２０）を駆動している状態で、エンジン２２を始動して発電機２４を発電させると、発電機２４の電力（電流）はフロントモータ１８（リアモータ２０）に供給されると共に、フロントモータ１８（リアモータ２０）の駆動で消費されなかった電力（電流）は高圧バッテリー１２に充電される。すなわち、フロントモータ１８、リアモータ２０には高圧バッテリー１２からの電池電流に発電機２４からの電流が加算されて供給されることになる。
また、以下では、説明の簡素化を図るため、フロントモータ１８のみで走行する場合について説明する。しかしながら、本発明は、リアモータ２０のみで走行する場合、あるいは、フロントモータ１８とリアモータ２０との双方で走行する場合も無論適用される。
【００１３】
なお、本実施の形態では、クラッチ４２の切断状態で、エンジン２２が減速機構４０を介して発電機２４に動力を与えることで発電機２４を駆動する場合を説明する。
しかしながら、クラッチ４２の接続状態で、エンジン２２が減速機構４０、クラッチ４２、減速機構３２、ディファレンシャルギア３４を介して前輪２６に動力（駆動トルク）を与えることで前輪２６を駆動しつつ、エンジン２２が減速機構４１を介して発電機２４に動力を与えることで発電機２４を駆動する場合にも本発明は無論適用される。
【００１４】
制御装置３０は、アクセルペダルセンサ４４と、バッテリー温度センサ４６と、バッテリー電流センサ４８と、モータコイル温度センサ５０と、ＥＣＵ５２とを含んで構成されている。
アクセルペダルセンサ４４は、アクセルペダルの踏み込み量を検出してＥＣＵ５２に供給するものである。
バッテリー温度センサ４６は、高圧バッテリー１２の温度を検出してＥＣＵ５２に供給するものである。
バッテリー電流センサ４８は、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電流値を検出してＥＣＵ５２に供給するものである。本実施の形態では、バッテリー電流センサ４８が「電流検出手段」を構成している。
モータコイル温度センサ５０は、フロントモータ１８のコイルの温度を検出してＥＣＵ５２に供給するものである。本実施の形態では、モータコイル温度センサ５０が「温度検出手段」を構成している。
【００１５】
ＥＣＵは、ＣＰＵ、制御プログラム等を格納・記憶するＲＯＭ、制御プログラムの作動領域としてのＲＡＭ、周辺回路等とのインターフェースをとるインターフェース部などを含んで構成される。
図２に示すように、ＥＣＵは前記制御プログラムを実行することにより、踏み込み速度演算手段５２Ａと、バッテリー制御手段５２Ｂと、エンジン制御手段５２Ｃと、バッテリー充電状態検出手段５２Ｄと、バッテリー連続通電時間検出手段５２Ｅと、閾値温度設定手段５２Ｆとを実現する。
【００１６】
踏み込み速度演算手段５２Ａは、アクセルペダルセンサ４４から供給されたアクセルペダルの踏み込み量の単位時間当たりの変化量であるアクセルペダルの踏み込み速度を演算するものである。
すなわち、図３に示すように、単位時間Δｔ当たりのアクセルペダルの踏み込み量をΔＡＰＳとすると、踏み込み速度Ｖａｐｓは、ΔＡＰＳ／Δｔで定義される。
本実施の形態では、アクセルペダルセンサ４４と踏み込み速度演算手段５２Ａとによって特許請求の範囲のアクセルペダル踏み込み速度検出手段が構成されている。
【００１７】
バッテリー制御手段５２Ｂは、アクセルペダルセンサ４４によって検出されたアクセルペダルの踏み込み量に応じて、すなわち、要求される駆動トルクに応じて、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電流を制御するものである。
また、バッテリー制御手段５２Ｂは、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に過大な突入電流が供給されないように、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電流を抑制する制御を行う。
このように突入電流を抑制することにより、高圧バッテリー１２の劣化の防止が図られている。
【００１８】
エンジン制御手段５２Ｃは、エンジン２２の始動、停止、回転数などを制御するものである。
エンジン制御手段５２Ｃは、モータコイル温度センサ５０で検出されたコイル温度が予め定められた閾値温度Ｔｒ以下の場合には、前記の踏み込み速度検出手段で検出された踏み込み速度Ｖａｐｓが予め定められた閾値速度Ｖｒ以上であるときにエンジン２２を始動させる。
なお、ドライバーがアクセルペダルを急に踏み込む操作は、フロントモータ１８の駆動トルクを急に増加させる必要がある場合になされる操作であって、例えば、前方の車両を追い越す場合、登坂道路での加速や発進を行う場合などになされる。
また、エンジン制御手段５２Ｃは、コイル温度が閾値温度Ｔｒを上回る場合には、バッテリー電流センサ４８で検出された電流値が予め定められた閾値電流Ｉｒ以上であるときにエンジン２２を始動させる。
【００１９】
バッテリー充電状態検出手段５２Ｄは、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge）を検出するものである。充電状態（ＳＯＣ）は、満充電時における電池の容量に対する充電残量の割合を比率（％）で示すものである。
バッテリー充電状態検出手段５２Ｄによる高圧バッテリー１２の充電状態の検出は、例えば、高圧バッテリー１２の状態を監視する公知のバッテリー監視用ＥＣＵから充電状態の情報を取得することでなされる。
バッテリー連続通電時間検出手段５２Ｅは、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電池電流が連続して供給される時間である連続通電時間を検出するものである。
バッテリー連続通電時間検出手段５２Ｅによる連続通電時間の検出は、例えば、バッテリー電流センサ４８の検出結果に基づいてなされる。
【００２０】
閾値温度設定手段５２Ｆは、閾値温度Ｔｒの設定を行うものである。
本実施の形態では、以下の３つの条件を満たすように閾値温度Ｔｒの設定を行う。
（１）バッテリー温度センサ４６で検出された高圧バッテリー１２の温度ＴＢが低下するほど閾値温度Ｔｒが低下するように閾値温度Ｔｒを設定する。
（２）バッテリー充電状態検出手段５２Ｄで検出された高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）が低下するほど閾値温度Ｔｒが低下するように閾値温度Ｔｒを設定する。
（３）バッテリー連続通電時間検出手段５２Ｅで検出された連続通電時間が長くなるほど閾値温度Ｔｒが低下するように閾値温度Ｔｒを設定する。
図４は、閾値温度設定手段５２Ｆによる閾値温度Ｔｒの設定動作の説明図である。
図４に示すように、閾値温度設定手段５２Ｆは、第１のマップ５８および第２のマップ６０を備えている。
第１のマップ５８は、高圧バッテリー１２の電池温度ＴＢ毎に、高圧バッテリー１２の連続通電時間ｔｓと閾値温度Ｔｒとの関係を示したマップである。
第１のマップ５８は、上記（１）および（３）の条件をあらわしている。
図４では、電池温度ＴＢを３つの領域（高温、中温、低温）に区分した場合を例示している。例えば、高温の領域は、電池温度ＴＢが温度Ｔ１以上の領域、中温の領域は電池温度ＴＢがＴ２以上Ｔ１未満（Ｔ２＜Ｔ１）の領域、低温の領域は温度ＴＢがＴ２未満といったように規定される。なお、電池温度ＴＢを区分する領域の数は２つ、あるいは、４つ以上であってもよいことは無論である。
第２のマップ６０は、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）毎に、高圧バッテリー１２の連続通電時間ｔｓと閾値温度Ｔｒとの関係を示したマップである。
第１のマップ６０は、上記（２）および（３）の条件をあらわしている。
図４では、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）を３つの領域（ＳＯＣ高、ＳＯＣ中、ＳＯＣ低）に区分した場合を例示している。例えば、ＳＯＣ高の領域は、ＳＯＣがＳＯＣ１以上の領域、ＳＯＣ中の領域はＳＯＣがＳＯＣ２以上ＳＯＣ１未満（ＳＯＣ２＜ＳＯＣ１）の領域、低ＳＯＣの領域はＳＯＣがＳＯＣ２未満といったように規定される。なお、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）を区分する領域の数は２つ、あるいは、４つ以上であってもよいことは無論である。
本実施の形態では、閾値温度設定手段５２Ｆは、第１のマップ５８に基づいて連続通電時間ｔｓおよび電池温度ＴＢから特定した温度閾値Ｔｒと、第２のマップ６０に基づいて連続通電時間ｔｓおよび充電状態（ＳＯＣ）から特定した温度閾値Ｔｒとのうち、何れか値が小さい方を温度閾値Ｔｒとして設定するように構成されている。
【００２１】
次に、図５のフローチャートを参照して制御装置３０の動作について説明する。
ＥＣＵ５２は、フロントモータ１８を用いた定常走行の状態、あるいは、定常走行を一時的に停止した走行停止の状態にある場合に、図５の処理を繰り返して実行する。
ＥＣＵ５２は、バッテリー温度センサ４６で検出されたバッテリー温度ＴＢ、バッテリー連続通電時間検出手段５２Ｅで検出された連続通電時間ｔｓ、バッテリー充電状態検出手段５２Ｄで検出された充電状態（ＳＯＣ）に基づいて閾値温度Ｔｒを演算し設定する（ステップＳ１０：閾値温度設定手段５２Ｆ）。
次に、モータコイル温度センサ５０で検出されたモータのコイル温度が閾値温度Ｔｒ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２：エンジン制御手段５２Ｃ）。
ステップＳ１２の判定結果が肯定であれば、踏み込み速度演算手段５２Ａで演算された踏み込み速度Ｖａｐｓ（ΔＡＰＳ／Δｔ）が予め定められた閾値速度Ｖｒ以上であるか否か、すなわち、アクセルペダルの急な踏み込み操作の有無を判定する（ステップＳ１４：エンジン制御手段５２Ｃ）。
ステップＳ１４の判定結果が否定ならば、アクセルペダルの急な踏み込み操作がないので、一連の処理を終了（リターン）する。
ステップＳ１４の判定結果が肯定であれば、アクセルペダルの急な踏み込み操作があるので、ＥＣＵ５２は、エンジン２２を始動させて発電機２４による発電動作を実行させる（ステップＳ１６：エンジン制御手段５２Ｃ）。これにより、高圧バッテリー１２からの電流に発電機２４からの電流が加算されてフロントモータ１８に供給される。
すなわち、コイル温度が閾値温度Ｔｒ以下の場合には、踏み込み速度Ｖａｐｓに基づいてエンジン２２を始動させて発電機２４による発電を実行する。
ＥＣＵ５２は、踏み込み速度Ｖａｐｓ（ΔＡＰＳ／Δｔ）が閾値速度Ｖｒ以上であることをもって駆動トルクの急激な増加の要求をインバータ１４を介してフロントモータ１８に与え、走行トルクの制御を行う（ステップＳ１８、Ｓ２０）。これにより、フロントモータ１８の駆動トルクが急激に増加される（急加速がなされる）。
ＥＣＵ５２は、急加速が終了したか否かを判定する（ステップＳ２２）。急加速の終了判定は、例えば、アクセルペダルの踏み込み速度Ｖａｓｐ、車速、駆動トルクに基づいてなされる。
ステップＳ２２の判定結果が肯定ならば処理を終了（リターン）し、ステップＳ２２の判定結果が否定ならば、ステップＳ１６に戻る。
【００２２】
また、ステップＳ１２の判定結果が否定であれば、バッテリー電流センサ４８で検出された高圧バッテリー１２から流れる電流値が予め定められた閾値電流Ｉｒ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２４：エンジン制御手段５２Ｃ）。
ステップＳ２４の判定結果が肯定であれば、アクセルペダルの急な踏み込み操作があるので、ステップＳ１６に移行して同様の処理を実施する。
すなわち、コイル温度が閾値温度Ｔｒを上回る場合には、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電流値に基づいてエンジン２２を始動させて発電機２４による発電を実行する。
ステップＳ２４の判定結果が否定であれば、アクセルペダルの急な踏み込み操作がないので、処理を終了（リターン）する。
【００２３】
次に、図５〜図７を参照して本実施の形態の作用効果について説明する。
以下では、ドライバーがアクセルペダルを急に踏み込む操作を行った場合における高圧バッテリー１２から流れる電池電流と、発電機２４で生成される発電電流と、フロントモータ１８のトルクと、エンジン２２の始動タイミングについて説明する。
【００２４】
まず、説明を判りやすくするため、図６を参照してアクセルペダルの踏み込み量が予め定められた閾値以上となったときにエンジン２２の始動を行う比較例について説明する。
図６に示すように、アクセルペダルが急に踏み込まれると、アクセルペダルの踏み込み量が予め定められた値を上回った時点からエンジン２２が始動され発電電流が発生する。
このとき、モータのコイル温度が低いため、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電池電流を制限しないと、図示するように大きな突入電流が発生する。
そのため、ＥＣＵ５２は、高圧バッテリー１２の電池電流を突入電流よりも低い抑制電流（破線）に抑制する制御を行う。
なお、図中、定格電流値は、高圧バッテリー１２の劣化を防止でき電池電流の最大値を示す。したがって、抑制電流は定格電流値以下となるように制御される。
この場合、仮に前記の突入電流がそのままフロントモータ１８に供給された場合、アクセルペダルの踏み込み量に対応する指示トルクＡに対してフロントモータ１８で発生する駆動トルクＢは一定の時間遅れが生じる。
実際には、前記の突入電流よりも抑制された抑制電流に、発電機２４で発電された発電電流が加算されてフロントモータ１８に供給される。
しかしながら、抑制電流が突入電流よりも低いことに加え、エンジン２２の始動後に発電電流が立ち上がるため、フロントモータ１８に供給される電流は時間遅れを生じることから、フロントモータ１８で発生する駆動トルクＣは、前記の駆動トルクＢよりもさらに時間遅れが生じる。
このように、アクセルペダルの急な踏み込み操作に対してエンジン２２の始動タイミングが遅れるため、フロントモータ１８の駆動トルクの応答性は低いものに留まる。
【００２５】
次に、図７を参照して本発明に係る制御装置３０を用いた場合においてドライバーがアクセルペダルを急に踏み込む操作を行った場合の電流、トルク、エンジン２２の始動タイミングについて説明する。
図７（Ａ）はモータのコイル温度が閾値温度Ｔｒ以下である場合を示し、図７（Ｂ）はモータのコイル温度が閾値温度Ｔｒを上回る場合を示す。
図７（Ａ）に示すように、モータのコイル温度が閾値温度Ｔｒ以下である場合は、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電池電流が抑制電流に抑制される点は図６に示した比較例と同様である。
しかしながら、モータのコイル温度が閾値温度Ｔｒ以下である場合は、図５のステップＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、図７に示すように、アクセルペダルの踏み込み速度Ｖａｐｓが閾値速度Ｖｒ以上であると判定された時点からエンジン２２を始動させる。すなわち、図６の場合に比較してエンジン２２を早期に始動させる。
したがって、前記の抑制電流に発電機２４で発電された発電電流が早期に加算されてフロントモータ１８に供給されるため、指示トルクＡに対してフロントモータ１８で発生する駆動トルクＢの時間遅れを最小限に抑制することができ、アクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を向上させる上で有利となる。
【００２６】
一方、図７（Ｂ）に示すように、モータのコイル温度が閾値温度Ｔｒを上回る場合は、高圧バッテリー１２からフロントモータ１８に供給される電池電流は低く突入電流が生じないため、電池電流の抑制が不要となる。
そこで、モータのコイル温度が閾値温度Ｔｒを上回る場合は、図５のステップＳ１２、Ｓ２４、Ｓ１６、図７（Ｂ）に示すように、バッテリー電流センサ４８で検出された高圧バッテリー１２から流れる電流値が予め定められた閾値電流Ｉｒ以上であると判定された時点からエンジン２２を始動させる。
すなわち、アクセルペダルの踏み込み量に応じて増加する電池電流が閾値電流Ｉｒ以上となった時点から発電機２４で発電された発電電流が加算されてフロントモータ１８に供給される。
したがって、図７（Ｂ）において電池電流が閾値電流Ｉｒ以上となる時点は、図７（Ａ）に示すアクセルペダルの踏み込み速度Ｖａｐｓが閾値速度Ｖｒ以上となる時点よりも遅くなるため、エンジン２２の始動タイミングが図７（Ａ）よりも遅延される。
そのため、指示トルクＡに対してフロントモータ１８で発生する駆動トルクＢの時間遅れを最小限に抑制しつつ、不必要に早期にエンジン２２を始動させることがないので、アクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を向上させると共に、燃費を向上させることができる。
【００２７】
なお、高圧バッテリー１２の温度ＴＢが低下するほど高圧バッテリー１２から出力し得る電池電流が低下する傾向となるため、高圧バッテリー１２の温度ＴＢが低下するほどエンジン２２の始動タイミングを早期にすることがアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を向上させる上で有利となる。
そこで、本実施の形態では、高圧バッテリー１２の温度ＴＢが低下するほどモータコイルの閾値温度Ｔｒが低下させることにより、アクセルペダルの踏み込み速度Ｖａｐｓに基づいたエンジン２２の始動判定を優先して行うようにした。
そのため、高圧バッテリー１２の温度ＴＢが低下して高圧バッテリー１２から供給し得る電流が低下するような状況であってもアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を確保する上で有利となる。
【００２８】
また、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）が低下するほど高圧バッテリー１２から出力し得る電池電流が低下する傾向となるため、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）が低下するほどエンジン２２の始動タイミングを早期にすることがアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を向上させる上で有利となる。
そこで、本実施の形態では、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）が低下するほどモータコイルの閾値温度Ｔｒが低下させることにより、アクセルペダルの踏み込み速度に基づいたエンジン２２の始動判定を優先して行うようにした。
そのため、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）が低下して高圧バッテリー１２から供給し得る電流が低下するような状況であってもアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を確保する上で有利となる。
【００２９】
また、高圧バッテリー１２の連続通電時間が長くなるほど高圧バッテリー１２から出力し得る電池電流が低下する傾向となるため、高圧バッテリー１２の連続通電時間が長くなるほどエンジン２２の始動タイミングを早期にすることがアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を向上させる上で有利となる。
そこで、本実施の形態では、高圧バッテリー１２の連続通電時間が長くなるほどモータコイルの閾値温度Ｔｒが低下させることにより、アクセルペダルの踏み込み速度に基づいたエンジン２２の始動判定を優先して行うようにした。
そのため、高圧バッテリー１２の連続通電時間が長くなって高圧バッテリー１２から供給し得る電流が低下するような状況であってもアクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を確保する上で有利となる。
【００３０】
なお、本実施の形態では、高圧バッテリー１２の温度ＴＢ、高圧バッテリー１２の充電状態（ＳＯＣ）、高圧バッテリー１２の連続通電時間の３つのパラメータを考慮してモータコイルの閾値温度Ｔｒの設定を行うようにした。
しかしながら、これら３つのパラメータのうちの少なくとも１つあるいは２つのパラメータを考慮してモータコイルの閾値温度Ｔｒの設定を行ってもよいし、これら３つのパラメータを考慮せずにモータコイルの閾値温度Ｔｒの設定を行ってもよい。
しかしながら、本実施の形態のように３つのパラメータを考慮してモータコイルの閾値温度Ｔｒの設定を行うと、高圧バッテリー１２が供給し得る電流に応じて的確にモータコイルの閾値温度Ｔｒの設定を行うことができ、したがって、アクセルペダルの操作に対する駆動トルクの応答性を確保する上でより一層有利となる。
【符号の説明】
【００３１】
１０……車両、１２……高圧バッテリー、１４、１６……インバータ、１８……フロントモータ、２０……リアモータ、２２……エンジン、２４……発電機、２６……前輪、２８……後輪、３０……制御装置、４４……アクセルペダルセンサ、４６……バッテリー温度センサ、４８……バッテリー電流センサ、５０……モータコイル温度センサ、５２……ＥＣＵ、５２Ａ……踏み込み速度演算手段、５２Ｂ……バッテリー制御手段、５２Ｃ……エンジン制御手段、５２Ｄ……バッテリー充電状態検出手段、５２Ｅ……バッテリー連続通電時間検出手段、５２Ｆ……閾値温度設定手段、Ｉｒ……電池電流の閾値電流、閾値電流、Ｔｒ……モータコイルの閾値温度、Ｖａｓｐ……アクセルペダルの踏み込み速度、Ｖｒ……閾値速度。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動輪を駆動する電動モータと、前記電動モータに電流を供給するバッテリーと、前記電動モータに電流を供給する発電機と、前記発電機を駆動するエンジンとを備えるハイブリッド電気自動車の制御装置であって、
前記電動モータのコイル温度を検出する温度検出手段と、
アクセルペダルの踏み込み速度を検出する踏み込み速度検出手段と、
前記バッテリーから前記電動モータに供給される電流値を検出する電流検出手段と、
前記温度検出手段で検出された前記コイル温度が予め定められた閾値温度以下の場合には、前記踏み込み速度検出手段で検出された前記踏み込み速度に基づいて前記エンジンを始動させて前記発電機による発電を実行し、前記コイル温度が前記閾値温度を上回る場合には、前記電流検出手段で検出された前記電流値に基づいて前記エンジンを始動させて前記発電機による発電を実行させるエンジン制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項２】
前記バッテリーの温度が低下するほど前記閾値温度を低くするように前記閾値温度を設定する閾値温度設定手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項３】
前記バッテリーの充電状態が低下するほど前記閾値温度を低くするように前記閾値温度を設定する閾値温度設定手段をさらに備える、
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電気自動車の制御装置。
【請求項４】
前記バッテリーから前記電動モータに供給される電流が連続して供給される時間である連続通電時間が長くなるほど前記閾値温度を低くするように前記閾値温度を設定する閾値温度設定手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項１】
車両の駆動輪を駆動する電動モータと、前記電動モータに電流を供給するバッテリーと、前記電動モータに電流を供給する発電機と、前記発電機を駆動するエンジンとを備えるハイブリッド電気自動車の制御装置であって、
前記電動モータのコイル温度を検出する温度検出手段と、
アクセルペダルの踏み込み速度を検出する踏み込み速度検出手段と、
前記バッテリーから前記電動モータに供給される電流値を検出する電流検出手段と、
前記温度検出手段で検出された前記コイル温度が予め定められた閾値温度以下の場合には、前記踏み込み速度検出手段で検出された前記踏み込み速度に基づいて前記エンジンを始動させて前記発電機による発電を実行し、前記コイル温度が前記閾値温度を上回る場合には、前記電流検出手段で検出された前記電流値に基づいて前記エンジンを始動させて前記発電機による発電を実行させるエンジン制御手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項２】
前記バッテリーの温度が低下するほど前記閾値温度を低くするように前記閾値温度を設定する閾値温度設定手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項３】
前記バッテリーの充電状態が低下するほど前記閾値温度を低くするように前記閾値温度を設定する閾値温度設定手段をさらに備える、
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電気自動車の制御装置。
【請求項４】
前記バッテリーから前記電動モータに供給される電流が連続して供給される時間である連続通電時間が長くなるほど前記閾値温度を低くするように前記閾値温度を設定する閾値温度設定手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−５６６０５（Ｐ２０１３−５６６０５Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９５６２９（Ｐ２０１１−１９５６２９）
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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