車両の制御装置
【課題】 バッテリーの状態に応じて、バッテリーの冷態時にバッテリーを昇温することができる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】 車両に搭載され、充電により内部発熱するバッテリーと、車両を駆動するモータと、内燃機関により駆動されて発電し、該発電された電力をバッテリー及びモータに供給する発電機と、バッテリーの温度を検出するバッテリー温度検出手段と、車両の状態に基づいて車両に要求される要求電力量を算出する要求電力量算出手段と、バッテリーの温度が所定値以下であって、かつ、要求電力量が所定量以下の際は、発電機により発電される電力によりバッテリーを充電させる制御手段とを備える。
【解決手段】 車両に搭載され、充電により内部発熱するバッテリーと、車両を駆動するモータと、内燃機関により駆動されて発電し、該発電された電力をバッテリー及びモータに供給する発電機と、バッテリーの温度を検出するバッテリー温度検出手段と、車両の状態に基づいて車両に要求される要求電力量を算出する要求電力量算出手段と、バッテリーの温度が所定値以下であって、かつ、要求電力量が所定量以下の際は、発電機により発電される電力によりバッテリーを充電させる制御手段とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関（エンジン）とモータとを組み合わせて車両の駆動力を得るようにしたハイブリッド車両の開発、実用化が進んでいる。ハイブリッド車両には、モータのみを動力源として駆動輪を駆動させるＥＶモードと、モータを動力源とすると共にエンジンをモータの電力供給源として用いるシリーズモード、或いはエンジンとモータとの両方を動力源とするパラレルモードとが運転状況に応じて切り替わるようになっているものがある。
【０００３】
このようなモータを動力源として駆動輪を駆動させる場合に、モータを初期駆動するためには、車両に搭載された充電池からの電力供給が必要である。しかしながら、車両に搭載された充電池からの電力供給を行う場合に、充電池が低温状態にあると、充電池から出力できる電力が低下してしまうために始動不良や制御性の劣化が生じる虞がある。
【０００４】
このため、例えば、低温時にバッテリーの充放電を繰り返すように制御してバッテリーの内部発熱による暖機を行うバッテリーの制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したバッテリーの制御装置では、バッテリーの充放電を制御してバッテリーの内部発熱による昇温を行う場合に、バッテリーの状態を確かめずに放電電流によりバッテリーを消費してしまい、バッテリーの容量が不十分となって所望の出力を得ることができない場合等も考えられる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決することにあり、バッテリーの状態に応じて、バッテリーの冷態時にバッテリーを昇温することができる車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両の制御装置は、車両に搭載され、充電により内部発熱するバッテリーと、前記車両を駆動するモータと、内燃機関により駆動されて発電し、該発電された電力を前記バッテリー及び前記モータに供給する発電機と、前記バッテリーの温度を検出するバッテリー温度検出手段と、前記車両の状態に基づいて前記車両に要求される要求電力量を算出する要求電力量算出手段と、検出された前記バッテリーの温度が所定値以下であって、かつ、前記要求電力量が所定量以下の際は、前記発電機により発電される電力を前記バッテリーに供給させて前記バッテリーを充電する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、車両が要求する要求電力量及びバッテリーの状態に基づいて内燃機関の作動を制御して発電機によりバッテリーに充電電流を供給してバッテリーの内部発熱による暖機を行なうことで、バッテリーの状態に応じて、バッテリーの冷態時にバッテリーを昇温させることが可能である。
【００１０】
前記バッテリーの残存容量を検出する充電状態検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記残存容量が所定の閾値より小さい際に、前記発電機により発電される電力を前記バッテリーに供給させて前記バッテリーを充電することが好ましい。このようにバッテリーの残存容量が所定値より小さいときにバッテリーを充電させて昇温させるため、バッテリーの過充電によるバッテリー損傷を回避することができる。
【００１１】
前記バッテリーの充放電可能な最大電力量を算出する最大電力量算出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記最大電力量算出手段により算出された前記最大電力量と前記要求電力量算出手段により算出された前記要求電力量との和となる電力量を前記発電機に発電させることが好ましい。これにより、バッテリーに充電できる最大電力によってバッテリーを充電することができ、バッテリーの発熱を最大にすることで効率よくバッテリーを昇温させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の車両の制御装置によれば、バッテリー状態に鑑みて内燃機関を制御して充電制御を行うことで、バッテリーの状態に応じて、バッテリーの低温時にバッテリーを昇温することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係るハイブリッド車両の概略図である。
【図２】実施形態１の制御装置を示すブロック図である。
【図３】実施形態１の充電制御演算を説明するための図である。
【図４】実施形態１の充電制御演算に用いられるマップを説明するための図である。
【図５】実施形態１の充電制御部の制御フローチャートである。
【図６】実施形態１の温度判定部の制御フローチャートである。
【図７】実施形態１の充電判定部の制御フローチャートである。
【図８】実施形態１のＳＯＣ判定部の制御フローチャートである。
【図９】実施形態１の充電制御によるタイミングチャートである。
【図１０】実施形態２の充電制御演算を説明するための図である。
【図１１】実施形態２の充電制御によるタイミングチャートである。
【図１２】実施形態３の充電制御演算におけるマップを説明するための図である。
【図１３】実施形態３の充電制御によるタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のパワートレイン構成を示す概略図であり、図２はハイブリッド車両の制御装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両（以下、単に「車両」ともいう）１０は、フロントモータ１１と、エンジン１３とを、走行用の駆動源として備えている。フロントモータ１１の駆動力は前駆動伝達機構１４を介して前輪１５に伝達される。フロントモータ１１には、フロントモータインバータ１８を介して高圧バッテリーであるバッテリー２０が接続されている。そして乗員のペダル操作に応じた電力が、バッテリー２０からインバータ１８を介してフロントモータ１１に供給される。なおバッテリー２０は外部の商用電源からの充電が可能に構成されている。
【００１７】
エンジン１３は、燃料タンク２１から供給される燃料が燃焼されることにより駆動される。このエンジン１３には出力系２２を介して発電機２３が接続されている。出力系２２は、発電機２３に接続される一方、クラッチ２４を介して前駆動伝達機構１４に接続されている。発電機２３は、インバータ１８を介してバッテリー２０に接続されている。
【００１８】
そしてハイブリッド車両の走行状態に応じてエンジン１３が駆動されると、エンジン１３の駆動力は、まずは出力系２２を介して発電機２３に伝達される。つまり発電機２３は、エンジン１３の駆動力により作動し、発電機２３で発電された電力が、フロントモータ１１及びバッテリー２０に適宜供給される。またエンジン１３が駆動された状態で、車両の走行状態に応じてクラッチ２４が接続されると、エンジン１３の駆動力は前駆動伝達機構１４を介して前輪１５に伝達される。
【００１９】
すなわち本実施形態に係る車両１０は、いわゆるハイブリッド車両であり、車両の運転状況に応じて運転モードが適宜切り替わるようになっている。運転モードとしては、例えば、ＥＶモードと、シリーズモードと、パラレルモードとが挙げられる。
【００２０】
ＥＶモードでは、エンジン１３への燃料供給が停止されてエンジンが駆動されることなく、フロントモータ１１のみを駆動源として車両を走行させる。シリーズモードでは、フロントモータ１１を駆動源とすると共にエンジン１３をフロントモータ１１の電力供給源として用いる。すなわちクラッチ２４が断状態にされて出力系と前駆動伝達機構との間で動力が伝わらない状態になっており、エンジン１３の駆動力が発電機２３のみに伝達される。パラレルモードでは、フロントモータ１１とエンジン１３との両方を駆動源として車両を走行させる。例えば、高速走行等でフロントモータ１１の駆動力では必要な駆動出力が得られなくなる場合等に、クラッチ２４が接続されて、エンジン１３の駆動力が前駆動伝達機構１４に伝達される。つまりパラレルモードでは、フロントモータ１１の駆動力にエンジン１３の駆動力が付加されて（もしくは、エンジン１３単独の駆動力で）車両を走行させる。
【００２１】
次に、このようなハイブリッド車両１０に搭載される制御装置の構成について説明する。
【００２２】
図２に示すように、ハイブリッド車両１０は、制御手段３０を備える。制御手段３０は、温度判定部３１と、充電判定部３２と、ＳＯＣ判定部３３と、充電制御部３４とを備える。充電判定部３２は要求電力量算出手段３２’を備える。ＳＯＣ判定部３３は、充電状態検出手段３３’を備える。充電制御部３４は、最大電力量算出手段３４’を備える。
【００２３】
充電制御部３４は、例えば始動時に、バッテリー２０が冷態状態にあり、かつバッテリー２０が充電可能な状態であれば、バッテリー２０へ充電電流が供給されるように制御を行う。本実施形態では、このバッテリー２０の充電によりバッテリー２０に充電電流が流れることでバッテリー２０の暖機(昇温)を行い、バッテリー２０の温度が上昇する結果、バッテリー２０が所望の出力を得ることができる。
【００２４】
充電制御部３４は、バッテリー２０が冷態状態にあるか、即ち、バッテリー２０が低温であるかどうかは、温度判定部３１が低温であることを示すフラグをオンとしているかどうかにより判断する。また、充電制御部３４は、バッテリー２０が充電可能な状態であるかどうかは、充電判定部３２が車両の走行状態に基づいて車両に要求される要求電力量が所定量以下の際に充電可能な状態であることを示すフラグをオンに設定したかどうか、さらに、ＳＯＣ判定部３３がバッテリー２０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、充電状態）状態が低いことを示すフラグが設定されたかどうかにより、判断する。そして、充電制御部３４は、これらのフラグが設定された場合には、バッテリー２０が低温であり、かつバッテリー２０が充電可能な状態であると判定して、バッテリー２０へ充電電流が供給されるように制御を行う。
【００２５】
各判定部について以下詳細に説明する。
【００２６】
温度判定部３１は、バッテリー２０の温度を、バッテリー２０に設けられた温度センサー（バッテリー温度検出手段）４１から取得する。温度判定部３１は、取得したバッテリー２０の温度と温度閾値Ｔ１とを比較して、取得したバッテリー２０の温度が温度閾値Ｔ１以下である場合、温度閾値Ｔ１以下であることを示す温度判定フラグをオンに設定する。温度閾値Ｔ１よりも大きい場合には、温度判定フラグをオフに設定する。なお、この温度閾値Ｔ１は、バッテリー２０の温度が温度閾値Ｔ１以下になった際にバッテリー２０が所望の出力特性を得られないことが顕著になる温度である。
【００２７】
充電判定部３２は、バッテリー２０が充電可能な状態であるかを判定するためにバッテリー２０にかかる負荷が、閾値以下であるかどうかを判定する。即ち、バッテリー２０にかかる負荷が高すぎるとバッテリー２０の放電処理を行う必要があり、バッテリー２０の充電処理を行うことができないため、負荷状態をみてバッテリー２０の充電制御を行うことができるかどうかを判定する。
【００２８】
具体的には、充電判定部３２に備えられる要求電力量算出手段３２’が、車両の走行状態に基づいて車両に要求される要求電力量を算出する。そして、充電判定部３２は、この算出された要求電力量が閾値以下の際に充電可能な状態にあると判定し、充電判定フラグをオンに設定する。また、充電判定部３２は、制御手段３０において車両全体の統合制御を行う統合制御部の電気負荷系統の制御状態からバッテリー２０の負荷情報を取得して、負荷状態を検出してもよい。
【００２９】
そして、充電判定部３２は、バッテリー２０のこの負荷Ｌが負荷閾値Ｌ１以下である場合、閾値Ｌ１以下であることを示す充電判定フラグをオンに設定し、負荷閾値Ｌ１よりも大きい場合には、充電判定フラグをオフに設定してもよい。なお、この負荷閾値Ｌ１は、バッテリー２０が放電のみ行う必要がある閾値となる値である。
【００３０】
ＳＯＣ判定部３３は、バッテリー２０が充電可能な状態であるかを判定するためにバッテリー２０のＳＯＣが所定の閾値よりも大きいか、又は小さいかを判定する。即ち、ＳＯＣ判定部３３は、ＳＯＣが高すぎる場合には過充電をおこす可能性があり充電を行うことができないので、ＳＯＣが所定の閾値内にあるかどうかを判定する。ＳＯＣ判定部３３に設けられた充電状態検出手段３３’は、バッテリー２０に設けられた電圧センサー４２で検出された電圧情報及び電流センサー４３で検出された電流情報に基づいて、バッテリー２０のＳＯＣ(残存容量)を算出する。そして、ＳＯＣ判定部３３は、この算出されたＳＯＣが第１閾値Ｃ１以下である場合、ＳＯＣ判定部３３は、第１閾値Ｃ１以下であることを示すＳＯＣ判定フラグをオンに設定する。ＳＯＣ判定部３３は、ＳＯＣが第２閾値Ｃ２以上になる場合、ＳＯＣ判定フラグをオフに設定する。即ち、ＳＯＣ判定部３３は、ＳＯＣが第２閾値Ｃ２以上である場合には、それ以上充電するのが好ましくないため、ＳＯＣ判定フラグをオフにしている。
【００３１】
充電制御部３４は、制御が開始されると、温度判定部３１、充電判定部３２及びＳＯＣ判定部３３で、それぞれフラグがオンとなっているかを判定し、フラグが全てオンに設定されていれば、バッテリー２０に対する充電制御を開始する。
【００３２】
充電制御の概要を図３を用いて説明する。図３は、充電制御において充電制御部３４（図１参照）が行う演算内容を説明するための図である。
【００３３】
図３に示すように、充電制御部３４に備えられた最大電力量算出手段３４’は、バッテリー２０に設けられた温度センサー４１で検出された温度に基づいてバッテリー２０の充放電可能な最大電力量（最大充電電力）を算出する。これは、バッテリーの特性から温度に基づいて最大電力量が変化することによる。
【００３４】
また、図３に示すように充電制御部３４は、バッテリー２０の上限電流値、並びにバッテリー２０に流れる電流値及びバッテリー２０に印加される電圧値からバッテリー２０の性能に基づいた充電可能な電力（充電可能電力）を導出する。即ち、バッテリー２０の性能及び現在のバッテリー２０の状態を参照してバッテリー２０の充電可能な最大充電電力を導出しており、このようにバッテリー２０の性能に基づいた充電可能電力を規定することで、バッテリー２０に充電可能量を超える充電電流が供給されないようにすることができる。
【００３５】
充電制御部３４は、導出された最大充電電力及び充電可能電力の値のうち、小さい方の値の電力を選択する。即ち、最大充電電力が充電可能電力を越えることがないように最大充電電力及び充電可能電力の値のうち、小さい方の値を選択する。そして、選択された充電電力を、本制御を行わなかった場合、即ち車両の運転者の要求に基づいて設定されたバッテリー２０の充放電電力である通常電力に充電側に加算することで、所望の出力を得ることができる目標充電電力を導出する。
【００３６】
充電制御部３４は、この所望の出力を得ることができる目標充電電力から、図４に示すマップを用いて発電機２３（図２参照）の目標回転数を導出する。図４に示すように、充電電力が大きいほど、発電機２３の回転数は大きくなる。
【００３７】
この図４に示すマップから導出された目標回転数で発電機２３が発電を行うことができるように、図３に示す充電制御において充電制御部３４は、この発電機２３の目標回転数と発電機２３に設けられた回転数センサー４５（図２参照）で得られた発電機２３の実回転数とから、エンジン１３（図２参照）の出力トルクを導出する。また、合わせてこのエンジン１３の出力トルクに応じた発電機２３の出力トルクを導出する。
【００３８】
このようにして導出されたエンジン１３の出力トルクとなるように、充電制御部３４はエンジン１３に信号を出力する。これにより、エンジン１３が所望の出力トルクで駆動して、同期した発電機２３が所望の充電電力となるように発電を行い、バッテリー２０には、所望の充電電力となる充電電流が供給される。その結果、バッテリー２０が暖機されて、所望の出力で放電電流をフロントモータ１１（図１参照）に供給することができる。
【００３９】
以下、本実施形態の制御手段３０の動作を制御フローチャートに基づいて説明する。
【００４０】
図５に示すように、制御がスタートすると、初めにステップＳ１では、充電制御部３４が温度判定部３１で温度判定フラグがオンに設定されているか、即ち、バッテリー２０の温度が温度閾値Ｔ１以下であることを示すかを判定する。なお、本制御は、車両が始動した直後であり、かつ、ＥＶモードで走行中である場合に所定時間毎に行われるものであるが、温度判定フラグがオフに設定された後は実行されない。温度判定部３１で温度判定フラグがオンに設定されている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２へ進む。温度判定部３１で温度判定フラグがオンに設定されていない場合（ＮＯ）、処理は終了する。
【００４１】
ステップＳ１での温度判定フラグの設定について図６を用いて詳細に説明する。図６に示すように、初めにステップＳ１１で、温度判定部３１が、バッテリー２０に設けられた温度センサー４１から取得した温度情報と温度閾値Ｔ１とを比較する。取得したバッテリー２０の温度が温度閾値Ｔ１以下である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１２へ進み、温度判定部３１は温度判定フラグをオンに設定する。温度閾値Ｔ１よりも大きい場合には（ＮＯ）、ステップＳ１３へ進み、温度判定部３１は温度判定フラグをオフに設定する。充電制御部３４は、温度判定部３１でこの温度判定フラグがオンとなっているかどうかをステップＳ１で判定している。
【００４２】
図５に戻り、ステップＳ２では、充電制御部３４が充電判定部３２で充電判定フラグがオンに設定されているかどうかを判定する。充電判定フラグがオンに設定されている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３へ進む。充電判定フラグがオフに設定されている場合（ＮＯ）、処理は終了する。
【００４３】
ステップＳ２の充電判定フラグの設定について、図７を用いて詳細に説明する。初めに、ステップＳ２１で、充電判定部３２が、バッテリー２０の負荷Ｌを取得し、このバッテリー２０の負荷Ｌと負荷閾値Ｌ１とを比較する。そして、バッテリー２０の負荷Ｌが負荷閾値Ｌ１以下である場合には（ＹＥＳ）、充電判定フラグをオンに設定する。バッテリー２０の負荷Ｌが負荷閾値Ｌ１よりも大きい場合（ＮＯ）には、充電判定フラグをオフに設定する。充電制御部３４は、充電判定部３２がこの充電判定フラグがオンに設定されているかどうかをステップＳ２で判定している。
【００４４】
図５に戻り、ステップＳ３では、充電制御部３４がＳＯＣ判定部３３でＳＯＣ判定フラグがオンであるかどうかを判定する。ＳＯＣ判定フラグがオンである場合（ＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。ＳＯＣ判定フラグがオフである場合（ＮＯ）、処理は終了する。
【００４５】
ステップＳ３のＳＯＣ判定フラグの設定について図８を用いて詳細に説明する。初めに、ステップＳ３１で、ＳＯＣ判定部３３が、既にＳＯＣ判定フラグがオフに設定されているかどうかを判定する。ＳＯＣ判定フラグがオフに設定されている場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ３２へ進む。ＳＯＣ判定フラグがオンに設定されている場合（ＮＯ）には、ステップＳ３３へ進む。
【００４６】
ステップＳ３２では、マップから導出された現時点でのバッテリー２０のＳＯＣが、第１閾値Ｃ１以下であるかどうかを判定する。ＳＯＣが第１閾値Ｃ１以下である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３４へ進む。ＳＯＣが第１閾値Ｃ１よりも大きい場合（ＮＯ）、処理は終了する。即ち、この状態では、ＳＯＣ判定フラグはオフが維持される。
【００４７】
ステップＳ３３では、マップから導出された現時点でのバッテリー２０のＳＯＣが、第２閾値Ｃ２以上であるかどうかを判定する。ＳＯＣが第２閾値Ｃ２以上である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３５へ進む。ＳＯＣが、第２閾値Ｃ２より小さい場合（ＮＯ）、処理は終了する。この状態では、ＳＯＣ判定フラグはオンが維持される。
【００４８】
ステップＳ３４では、ＳＯＣが第１閾値Ｃ１以下であるので、ＳＯＣ判定フラグをオンに設定し、処理は終了する。ステップＳ３５では、ＳＯＣが第２閾値Ｃ２以上であるので、ＳＯＣ判定フラグをオフに設定し、処理は終了する。充電制御部３４は、このＳＯＣ判定フラグがオンに設定されているかどうかをステップＳ３で判定している。
【００４９】
図５に戻り、ステップＳ４では、全てのフラグがオンに設定されているので、即ち、バッテリー２０が冷態状態にあり、かつバッテリー２０が充電可能な状態であるので、充電制御部３４は、所望の充電電流をバッテリー２０に供給することができるように、エンジン出力トルクを導出する。以上で処理は終了し、エンジン１３が導出された出力トルクで駆動され、発電機２３が発電して所望の充電電流をバッテリー２０に供給する。これにより、バッテリー２０は暖機される。
【００５０】
このようにして制御した場合の充電電流について、図９に示すタイミングチャートを用いて説明する。図９では、本制御を行った場合のバッテリー２０への充放電電流を実線で、比較としての本制御を行っていない場合のバッテリー２０への充放電電流（通常電流）を点線で記載している。
【００５１】
始動時である時刻ｔ１〜ｔ２の間では、バッテリー２０は冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の暖機のための充電が可能であるので、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に充電電力の分（＋α分）だけ、充電電流が多く流れている。
【００５２】
次に、時刻ｔ２〜ｔ３の間では、充電判定フラグがオフとなっており、充電制御を行うことがなく、バッテリー２０には通常電流と同一の充放電電流が流れている。
【００５３】
時刻ｔ３〜ｔ４の間では、バッテリー２０はまだ冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の暖機のための充電が可能であるので、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に充電電力の分（充電側に＋α分）だけ、充電電流が多く流れている。
【００５４】
次に、時刻ｔ４〜ｔ５の間では、初めにＳＯＣ判定フラグがオフ、その後充電判定フラグがオフとなるために、充電制御を行うことがなく、バッテリー２０には通常電流と同一の充放電電流が流れている。具体的には、時刻ｔ４まで充電制御が続いたため、時刻ｔ４でＳＯＣが第２閾値以上となりＳＯＣ判定フラグがオフとなり、充放電電流は通常電流に追従する。その後、時刻ｔ４ａで高電圧負荷が大きくなって充電判定フラグがオフになり、通常電流は放電を開始する。充放電電流は通常電流に追従する。次に、時刻ｔ４ｂでは放電が続いたことでＳＯＣが第１閾値Ｃ１以下となってＳＯＣ判定フラグがオンとなるが、未だ充電判定フラグがオフであるので、充放電電流は通常電流に追従する。その後、時刻ｔ５で高電圧負荷が小さくなって充電判定フラグがオンとなり、これにより、全てのフラグがオンとなる。
【００５５】
次いで、時刻ｔ５〜ｔ６の間には、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に充電電力の分（＋α分）だけ、充電電流が多く流れている。
【００５６】
その後、時刻ｔ６以降では、温度判定フラグがオフとなったために、本制御が終了する。このように、本実施形態においては、バッテリー２０の暖機を行うために充放電を繰り返すことなく、所定要件が満たされた場合に充電だけを行うことで、バッテリー２０の電力がバッテリー２０の暖機により消費されて不十分となることがない。
【００５７】
なお、この図９に示すタイミングチャートにおいては、バッテリー温度がほぼ一定であったために、最大充電電力は常に一定であったが、バッテリー温度によっては、上述のように最大充電電力が変動するので、これにより本実施形態では一定であった充電電流値（＋α）が変動する。
【００５８】
本実施形態においては、バッテリー２０の温度が閾値よりも低ければ、バッテリー２０が充電可能な状態にあるかどうかを判定して充電制御を行ってバッテリー２０の暖機を行っている。これにより、充電状態に応じてエンジン１３を駆動して充電制御を行うことができるので、すぐに暖機を行うことができると共に、バッテリー２０の電力が不足することがない。かつ、充電電流を制御する場合に、車速に応じて最大充電電力を設定しているので、ハイブリッド車両１０の走行を阻害することなく所望の出力を得ることが可能である。
【００５９】
（実施形態２）
本発明の別の実施形態について説明する。本実施形態では、実施形態１とは充電制御が異なる。図１０に示すように、充電制御部３４（図２参照）は、温度センサーからバッテリーの温度を取得せず、最大充電電力を導出することがない。即ち、充電制御部３４は、充電制御時には常にバッテリー２０の充電可能電力に対応した充電電流が流れるように充電電流を制御する。このように制御することで、実施形態１とは異なり、充電制御部３４は、温度に関係なく常に充電可能電力に対応した電流が流れるために、実施形態１より早くバッテリー２０を暖機することが可能である。
【００６０】
具体的には、充電制御部３４は、バッテリー２０の上限電流値、並びに現在バッテリーに流れる電池電流値及び現在バッテリー２０に印加される電池電圧値から電流下限値を取得すると、これを目標充電電力とする。そして、この目標充電電力から、実施形態１と同様にしてエンジン出力トルクを導出する。
【００６１】
この場合には、図１１に示すタイミングチャートのように充電電流がバッテリー２０に供給される。図１１では、本制御を行った場合のバッテリー２０への充放電電流を実線で、比較としての本制御を行っていない場合のバッテリー２０への充放電電流（通常電流）を点線で記載している。
【００６２】
始動時である時刻ｔ１〜ｔ２の間では、バッテリー２０は冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の暖機のための充電が可能であるので、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電電流が最大値となるように流れている。即ち、本実施形態における充電制御を行う場合には、通常電力に関係なく充電可能電力に基づく充電電流が流れている。
【００６３】
次に、時刻ｔ２〜ｔ３の間では、充電判定フラグがオフとなっているために、充電制御を行うことがなく、バッテリー２０には通常電流と同一の充放電電流が流れている。
【００６４】
次に、時刻ｔ３〜ｔ４’（ｔ４’＜ｔ４）の間では、バッテリー２０はまだ冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の暖機のための放電が可能であるので、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に充電電力の分（＋α分）だけ、充電電流が多く流れている。そして、十分に充電電流がバッテリー２０に供給されたことによりバッテリー２０が暖機されて、時刻ｔ４’では、温度判定フラグがオフとなる。これにより、本制御が終了する。
【００６５】
即ち、本実施形態においては、実施形態１とは異なり温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている場合には、常にバッテリー２０から充電可能電力に対応する電流を送出することで、実施形態１の場合よりも早くバッテリー２０を暖機して所望の電力を供給することができるようになる。
【００６６】
（実施形態３）
本発明のさらに別の実施形態について説明する。本実施形態では、実施形態１とは充電制御が異なり、充電制御部３４（図２参照）に設けられた最大電力量算出手段３４’は、温度センサーからバッテリーの温度を取得せず、図２に示す車速センサー４４で検出された車速情報に基づいて最大充電電力を導出する。この場合、最大電力量算出手段３４’は、最大充電電力を図１２に示すマップを用いて導出する。図１２に示すマップでは、車速に比例して最大充電電力は連続的に変化する。即ち、車速が早くなるほど、最大充電電力は大きくなる。このように、最大充電電力はバッテリーの温度ではなく車速に応じて導出されてもよく、この場合、車両の走行状態、即ち負荷状態に応じて最大充電電力を求めることができることから、ハイブリッド走行を妨げることのない最大充電電力を簡易に設定することができる。
【００６７】
この場合には、図１３に示すタイミングチャートのように充電電流がバッテリー２０に供給される。図１３では、本制御を行った場合のバッテリー２０への充放電電流を実線で、比較としての本制御を行っていない場合のバッテリー２０への充放電電流（通常電流）を点線で記載している。
【００６８】
始動時である時刻ｔ１〜ｔ２の間では、バッテリー２０は冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の暖機のための充電が可能であるので、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に充電電力の分（＋α分）だけ、充電電流が多く流れている。この場合の充電電流は、時刻ｔ１〜ｔ２の間車速が一定であることから、一定となっている。
【００６９】
次に、時刻ｔ２〜ｔ３の間では、充電判定フラグがオフとなっており、充電制御を行うことがなく、バッテリー２０には通常電流と同一の充放電電流が流れている。
【００７０】
時刻ｔ３〜ｔ４の間では、バッテリー２０はまだ冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の暖機のための充電が可能であるので、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に充電電力の分（充電側に＋α分）だけ、充電電流が多く流れている。この時刻ｔ３〜ｔ４の間の充電電流の＋α分は、時刻ｔ３〜ｔ４の間の車速の減少に比例して減少している。これにより、充電電流は通常電流よりも＋α分多く流れているが、この値も車速に従って増減している。
【００７１】
次に、時刻ｔ４〜ｔ５の間では、初めにＳＯＣ判定フラグがオフ、その後充電判定フラグがオフとなるために、充電制御を行うことがなく、バッテリー２０には通常電流と同一の充放電電流が流れている。具体的には、時刻ｔ４まで充電制御が続いたため、時刻ｔ４でＳＯＣが第２閾値以上となりＳＯＣ判定フラグがオフとなり、充放電電流は通常電流に追従する。その後、時刻ｔ４ａで高電圧負荷が大きくなって充電判定フラグがオフになる。充放電電流は通常電流に未だ追従する。次に、時刻ｔ４ｂでは放電が続いたことでＳＯＣが第１閾値Ｃ１以下となってＳＯＣ判定フラグがオンとなるが、未だ充電判定フラグがオフであるので、充放電電流は通常電流に追従する。その後、時刻ｔ５で高電圧負荷が小さくなって充電判定フラグがオンとなり、これにより、全てのフラグがオンとなる。
【００７２】
次いで、時刻ｔ５〜ｔ６の間には、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に充電電力の分（＋α分）だけ、充電電流が多く流れている。ただし、この場合には、時刻ｔ５〜ｔ５ａまでの間、最大充電電力が充電可能電力を上回っているため、充電電流が充電可能電力となるように制御されている。その後、時刻ｔ５ａ〜ｔ６までの間、最大充電電流が車速の減少に比例して小さくなり、充電可能電力よりも小さくなったため、最大充電電流が目標充電電力となり、これに基づいて充電電流が流れた。
【００７３】
その後、時刻ｔ６以降では、温度判定フラグがオフとなったために、本制御が終了する。このように、本実施形態においては、バッテリー２０の暖機を行うために充放電を繰り返すことなく、所定要件が満たされた場合に充電だけを行うことで、バッテリー２０の電力がバッテリー２０の暖機により消費されて不十分となることがない。
【００７４】
本実施形態においては、車速、即ち車両の走行状態に応じて適切な充電電流を得ることができることから、ハイブリッド走行を妨げずにバッテリー２０を暖機して所望の電力を供給することができるようになる。
【００７５】
上述したように、実施形態１〜３では、バッテリー２０の状態に鑑みて制御手段３０によりエンジン１３を駆動し発電機２３を駆動することで、バッテリー２０への充電電流を制御して、バッテリー２０が不足することなくバッテリー２０を暖機でき、その結果バッテリー２０から所望の出力を得ることができるように構成している。そして、実施形態１では、車両の走行状態に基づいて充電電流を制御することができるので、車両の走行を妨げることがない。また、実施形態２では、より早く暖機することで、バッテリー２０がより早く所望の出力を得ることができるように構成している。さらに、実施形態３では、車両の走行状態に応じて適切な制御を行うことができ、ハイブリッド走行を妨げずにバッテリー２０を暖機して所望の電力を供給することができるようになる。
【００７６】
本発明は、上述した各実施形態に限定されない。実施形態１では、ステップＳ１〜Ｓ３の順で制御を行ったが、例えば、ステップＳ１、ステップＳ３、ステップＳ２の順で制御を行うことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の車両の制御装置は、例えば車両製造産業において利用可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１０ ハイブリッド車両、 １３ エンジン、 ２０ バッテリー、 ２３ 発電機、 ３０ 制御手段、 ３１ 温度判定部、 ３２ 充電判定部 、 ３３ ＳＯＣ判定部、 ３４ 充電制御部、 ４１ 温度センサー、 ４２ 電圧センサー、 ４３ 電流センサー 、４４ 車速センサー、 ４５ 回転数センサー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関（エンジン）とモータとを組み合わせて車両の駆動力を得るようにしたハイブリッド車両の開発、実用化が進んでいる。ハイブリッド車両には、モータのみを動力源として駆動輪を駆動させるＥＶモードと、モータを動力源とすると共にエンジンをモータの電力供給源として用いるシリーズモード、或いはエンジンとモータとの両方を動力源とするパラレルモードとが運転状況に応じて切り替わるようになっているものがある。
【０００３】
このようなモータを動力源として駆動輪を駆動させる場合に、モータを初期駆動するためには、車両に搭載された充電池からの電力供給が必要である。しかしながら、車両に搭載された充電池からの電力供給を行う場合に、充電池が低温状態にあると、充電池から出力できる電力が低下してしまうために始動不良や制御性の劣化が生じる虞がある。
【０００４】
このため、例えば、低温時にバッテリーの充放電を繰り返すように制御してバッテリーの内部発熱による暖機を行うバッテリーの制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したバッテリーの制御装置では、バッテリーの充放電を制御してバッテリーの内部発熱による昇温を行う場合に、バッテリーの状態を確かめずに放電電流によりバッテリーを消費してしまい、バッテリーの容量が不十分となって所望の出力を得ることができない場合等も考えられる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決することにあり、バッテリーの状態に応じて、バッテリーの冷態時にバッテリーを昇温することができる車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両の制御装置は、車両に搭載され、充電により内部発熱するバッテリーと、前記車両を駆動するモータと、内燃機関により駆動されて発電し、該発電された電力を前記バッテリー及び前記モータに供給する発電機と、前記バッテリーの温度を検出するバッテリー温度検出手段と、前記車両の状態に基づいて前記車両に要求される要求電力量を算出する要求電力量算出手段と、検出された前記バッテリーの温度が所定値以下であって、かつ、前記要求電力量が所定量以下の際は、前記発電機により発電される電力を前記バッテリーに供給させて前記バッテリーを充電する制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、車両が要求する要求電力量及びバッテリーの状態に基づいて内燃機関の作動を制御して発電機によりバッテリーに充電電流を供給してバッテリーの内部発熱による暖機を行なうことで、バッテリーの状態に応じて、バッテリーの冷態時にバッテリーを昇温させることが可能である。
【００１０】
前記バッテリーの残存容量を検出する充電状態検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記残存容量が所定の閾値より小さい際に、前記発電機により発電される電力を前記バッテリーに供給させて前記バッテリーを充電することが好ましい。このようにバッテリーの残存容量が所定値より小さいときにバッテリーを充電させて昇温させるため、バッテリーの過充電によるバッテリー損傷を回避することができる。
【００１１】
前記バッテリーの充放電可能な最大電力量を算出する最大電力量算出手段をさらに備え、前記制御手段は、前記最大電力量算出手段により算出された前記最大電力量と前記要求電力量算出手段により算出された前記要求電力量との和となる電力量を前記発電機に発電させることが好ましい。これにより、バッテリーに充電できる最大電力によってバッテリーを充電することができ、バッテリーの発熱を最大にすることで効率よくバッテリーを昇温させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の車両の制御装置によれば、バッテリー状態に鑑みて内燃機関を制御して充電制御を行うことで、バッテリーの状態に応じて、バッテリーの低温時にバッテリーを昇温することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係るハイブリッド車両の概略図である。
【図２】実施形態１の制御装置を示すブロック図である。
【図３】実施形態１の充電制御演算を説明するための図である。
【図４】実施形態１の充電制御演算に用いられるマップを説明するための図である。
【図５】実施形態１の充電制御部の制御フローチャートである。
【図６】実施形態１の温度判定部の制御フローチャートである。
【図７】実施形態１の充電判定部の制御フローチャートである。
【図８】実施形態１のＳＯＣ判定部の制御フローチャートである。
【図９】実施形態１の充電制御によるタイミングチャートである。
【図１０】実施形態２の充電制御演算を説明するための図である。
【図１１】実施形態２の充電制御によるタイミングチャートである。
【図１２】実施形態３の充電制御演算におけるマップを説明するための図である。
【図１３】実施形態３の充電制御によるタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のパワートレイン構成を示す概略図であり、図２はハイブリッド車両の制御装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係るハイブリッド車両（以下、単に「車両」ともいう）１０は、フロントモータ１１と、エンジン１３とを、走行用の駆動源として備えている。フロントモータ１１の駆動力は前駆動伝達機構１４を介して前輪１５に伝達される。フロントモータ１１には、フロントモータインバータ１８を介して高圧バッテリーであるバッテリー２０が接続されている。そして乗員のペダル操作に応じた電力が、バッテリー２０からインバータ１８を介してフロントモータ１１に供給される。なおバッテリー２０は外部の商用電源からの充電が可能に構成されている。
【００１７】
エンジン１３は、燃料タンク２１から供給される燃料が燃焼されることにより駆動される。このエンジン１３には出力系２２を介して発電機２３が接続されている。出力系２２は、発電機２３に接続される一方、クラッチ２４を介して前駆動伝達機構１４に接続されている。発電機２３は、インバータ１８を介してバッテリー２０に接続されている。
【００１８】
そしてハイブリッド車両の走行状態に応じてエンジン１３が駆動されると、エンジン１３の駆動力は、まずは出力系２２を介して発電機２３に伝達される。つまり発電機２３は、エンジン１３の駆動力により作動し、発電機２３で発電された電力が、フロントモータ１１及びバッテリー２０に適宜供給される。またエンジン１３が駆動された状態で、車両の走行状態に応じてクラッチ２４が接続されると、エンジン１３の駆動力は前駆動伝達機構１４を介して前輪１５に伝達される。
【００１９】
すなわち本実施形態に係る車両１０は、いわゆるハイブリッド車両であり、車両の運転状況に応じて運転モードが適宜切り替わるようになっている。運転モードとしては、例えば、ＥＶモードと、シリーズモードと、パラレルモードとが挙げられる。
【００２０】
ＥＶモードでは、エンジン１３への燃料供給が停止されてエンジンが駆動されることなく、フロントモータ１１のみを駆動源として車両を走行させる。シリーズモードでは、フロントモータ１１を駆動源とすると共にエンジン１３をフロントモータ１１の電力供給源として用いる。すなわちクラッチ２４が断状態にされて出力系と前駆動伝達機構との間で動力が伝わらない状態になっており、エンジン１３の駆動力が発電機２３のみに伝達される。パラレルモードでは、フロントモータ１１とエンジン１３との両方を駆動源として車両を走行させる。例えば、高速走行等でフロントモータ１１の駆動力では必要な駆動出力が得られなくなる場合等に、クラッチ２４が接続されて、エンジン１３の駆動力が前駆動伝達機構１４に伝達される。つまりパラレルモードでは、フロントモータ１１の駆動力にエンジン１３の駆動力が付加されて（もしくは、エンジン１３単独の駆動力で）車両を走行させる。
【００２１】
次に、このようなハイブリッド車両１０に搭載される制御装置の構成について説明する。
【００２２】
図２に示すように、ハイブリッド車両１０は、制御手段３０を備える。制御手段３０は、温度判定部３１と、充電判定部３２と、ＳＯＣ判定部３３と、充電制御部３４とを備える。充電判定部３２は要求電力量算出手段３２’を備える。ＳＯＣ判定部３３は、充電状態検出手段３３’を備える。充電制御部３４は、最大電力量算出手段３４’を備える。
【００２３】
充電制御部３４は、例えば始動時に、バッテリー２０が冷態状態にあり、かつバッテリー２０が充電可能な状態であれば、バッテリー２０へ充電電流が供給されるように制御を行う。本実施形態では、このバッテリー２０の充電によりバッテリー２０に充電電流が流れることでバッテリー２０の暖機(昇温)を行い、バッテリー２０の温度が上昇する結果、バッテリー２０が所望の出力を得ることができる。
【００２４】
充電制御部３４は、バッテリー２０が冷態状態にあるか、即ち、バッテリー２０が低温であるかどうかは、温度判定部３１が低温であることを示すフラグをオンとしているかどうかにより判断する。また、充電制御部３４は、バッテリー２０が充電可能な状態であるかどうかは、充電判定部３２が車両の走行状態に基づいて車両に要求される要求電力量が所定量以下の際に充電可能な状態であることを示すフラグをオンに設定したかどうか、さらに、ＳＯＣ判定部３３がバッテリー２０のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、充電状態）状態が低いことを示すフラグが設定されたかどうかにより、判断する。そして、充電制御部３４は、これらのフラグが設定された場合には、バッテリー２０が低温であり、かつバッテリー２０が充電可能な状態であると判定して、バッテリー２０へ充電電流が供給されるように制御を行う。
【００２５】
各判定部について以下詳細に説明する。
【００２６】
温度判定部３１は、バッテリー２０の温度を、バッテリー２０に設けられた温度センサー（バッテリー温度検出手段）４１から取得する。温度判定部３１は、取得したバッテリー２０の温度と温度閾値Ｔ１とを比較して、取得したバッテリー２０の温度が温度閾値Ｔ１以下である場合、温度閾値Ｔ１以下であることを示す温度判定フラグをオンに設定する。温度閾値Ｔ１よりも大きい場合には、温度判定フラグをオフに設定する。なお、この温度閾値Ｔ１は、バッテリー２０の温度が温度閾値Ｔ１以下になった際にバッテリー２０が所望の出力特性を得られないことが顕著になる温度である。
【００２７】
充電判定部３２は、バッテリー２０が充電可能な状態であるかを判定するためにバッテリー２０にかかる負荷が、閾値以下であるかどうかを判定する。即ち、バッテリー２０にかかる負荷が高すぎるとバッテリー２０の放電処理を行う必要があり、バッテリー２０の充電処理を行うことができないため、負荷状態をみてバッテリー２０の充電制御を行うことができるかどうかを判定する。
【００２８】
具体的には、充電判定部３２に備えられる要求電力量算出手段３２’が、車両の走行状態に基づいて車両に要求される要求電力量を算出する。そして、充電判定部３２は、この算出された要求電力量が閾値以下の際に充電可能な状態にあると判定し、充電判定フラグをオンに設定する。また、充電判定部３２は、制御手段３０において車両全体の統合制御を行う統合制御部の電気負荷系統の制御状態からバッテリー２０の負荷情報を取得して、負荷状態を検出してもよい。
【００２９】
そして、充電判定部３２は、バッテリー２０のこの負荷Ｌが負荷閾値Ｌ１以下である場合、閾値Ｌ１以下であることを示す充電判定フラグをオンに設定し、負荷閾値Ｌ１よりも大きい場合には、充電判定フラグをオフに設定してもよい。なお、この負荷閾値Ｌ１は、バッテリー２０が放電のみ行う必要がある閾値となる値である。
【００３０】
ＳＯＣ判定部３３は、バッテリー２０が充電可能な状態であるかを判定するためにバッテリー２０のＳＯＣが所定の閾値よりも大きいか、又は小さいかを判定する。即ち、ＳＯＣ判定部３３は、ＳＯＣが高すぎる場合には過充電をおこす可能性があり充電を行うことができないので、ＳＯＣが所定の閾値内にあるかどうかを判定する。ＳＯＣ判定部３３に設けられた充電状態検出手段３３’は、バッテリー２０に設けられた電圧センサー４２で検出された電圧情報及び電流センサー４３で検出された電流情報に基づいて、バッテリー２０のＳＯＣ(残存容量)を算出する。そして、ＳＯＣ判定部３３は、この算出されたＳＯＣが第１閾値Ｃ１以下である場合、ＳＯＣ判定部３３は、第１閾値Ｃ１以下であることを示すＳＯＣ判定フラグをオンに設定する。ＳＯＣ判定部３３は、ＳＯＣが第２閾値Ｃ２以上になる場合、ＳＯＣ判定フラグをオフに設定する。即ち、ＳＯＣ判定部３３は、ＳＯＣが第２閾値Ｃ２以上である場合には、それ以上充電するのが好ましくないため、ＳＯＣ判定フラグをオフにしている。
【００３１】
充電制御部３４は、制御が開始されると、温度判定部３１、充電判定部３２及びＳＯＣ判定部３３で、それぞれフラグがオンとなっているかを判定し、フラグが全てオンに設定されていれば、バッテリー２０に対する充電制御を開始する。
【００３２】
充電制御の概要を図３を用いて説明する。図３は、充電制御において充電制御部３４（図１参照）が行う演算内容を説明するための図である。
【００３３】
図３に示すように、充電制御部３４に備えられた最大電力量算出手段３４’は、バッテリー２０に設けられた温度センサー４１で検出された温度に基づいてバッテリー２０の充放電可能な最大電力量（最大充電電力）を算出する。これは、バッテリーの特性から温度に基づいて最大電力量が変化することによる。
【００３４】
また、図３に示すように充電制御部３４は、バッテリー２０の上限電流値、並びにバッテリー２０に流れる電流値及びバッテリー２０に印加される電圧値からバッテリー２０の性能に基づいた充電可能な電力（充電可能電力）を導出する。即ち、バッテリー２０の性能及び現在のバッテリー２０の状態を参照してバッテリー２０の充電可能な最大充電電力を導出しており、このようにバッテリー２０の性能に基づいた充電可能電力を規定することで、バッテリー２０に充電可能量を超える充電電流が供給されないようにすることができる。
【００３５】
充電制御部３４は、導出された最大充電電力及び充電可能電力の値のうち、小さい方の値の電力を選択する。即ち、最大充電電力が充電可能電力を越えることがないように最大充電電力及び充電可能電力の値のうち、小さい方の値を選択する。そして、選択された充電電力を、本制御を行わなかった場合、即ち車両の運転者の要求に基づいて設定されたバッテリー２０の充放電電力である通常電力に充電側に加算することで、所望の出力を得ることができる目標充電電力を導出する。
【００３６】
充電制御部３４は、この所望の出力を得ることができる目標充電電力から、図４に示すマップを用いて発電機２３（図２参照）の目標回転数を導出する。図４に示すように、充電電力が大きいほど、発電機２３の回転数は大きくなる。
【００３７】
この図４に示すマップから導出された目標回転数で発電機２３が発電を行うことができるように、図３に示す充電制御において充電制御部３４は、この発電機２３の目標回転数と発電機２３に設けられた回転数センサー４５（図２参照）で得られた発電機２３の実回転数とから、エンジン１３（図２参照）の出力トルクを導出する。また、合わせてこのエンジン１３の出力トルクに応じた発電機２３の出力トルクを導出する。
【００３８】
このようにして導出されたエンジン１３の出力トルクとなるように、充電制御部３４はエンジン１３に信号を出力する。これにより、エンジン１３が所望の出力トルクで駆動して、同期した発電機２３が所望の充電電力となるように発電を行い、バッテリー２０には、所望の充電電力となる充電電流が供給される。その結果、バッテリー２０が暖機されて、所望の出力で放電電流をフロントモータ１１（図１参照）に供給することができる。
【００３９】
以下、本実施形態の制御手段３０の動作を制御フローチャートに基づいて説明する。
【００４０】
図５に示すように、制御がスタートすると、初めにステップＳ１では、充電制御部３４が温度判定部３１で温度判定フラグがオンに設定されているか、即ち、バッテリー２０の温度が温度閾値Ｔ１以下であることを示すかを判定する。なお、本制御は、車両が始動した直後であり、かつ、ＥＶモードで走行中である場合に所定時間毎に行われるものであるが、温度判定フラグがオフに設定された後は実行されない。温度判定部３１で温度判定フラグがオンに設定されている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２へ進む。温度判定部３１で温度判定フラグがオンに設定されていない場合（ＮＯ）、処理は終了する。
【００４１】
ステップＳ１での温度判定フラグの設定について図６を用いて詳細に説明する。図６に示すように、初めにステップＳ１１で、温度判定部３１が、バッテリー２０に設けられた温度センサー４１から取得した温度情報と温度閾値Ｔ１とを比較する。取得したバッテリー２０の温度が温度閾値Ｔ１以下である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１２へ進み、温度判定部３１は温度判定フラグをオンに設定する。温度閾値Ｔ１よりも大きい場合には（ＮＯ）、ステップＳ１３へ進み、温度判定部３１は温度判定フラグをオフに設定する。充電制御部３４は、温度判定部３１でこの温度判定フラグがオンとなっているかどうかをステップＳ１で判定している。
【００４２】
図５に戻り、ステップＳ２では、充電制御部３４が充電判定部３２で充電判定フラグがオンに設定されているかどうかを判定する。充電判定フラグがオンに設定されている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３へ進む。充電判定フラグがオフに設定されている場合（ＮＯ）、処理は終了する。
【００４３】
ステップＳ２の充電判定フラグの設定について、図７を用いて詳細に説明する。初めに、ステップＳ２１で、充電判定部３２が、バッテリー２０の負荷Ｌを取得し、このバッテリー２０の負荷Ｌと負荷閾値Ｌ１とを比較する。そして、バッテリー２０の負荷Ｌが負荷閾値Ｌ１以下である場合には（ＹＥＳ）、充電判定フラグをオンに設定する。バッテリー２０の負荷Ｌが負荷閾値Ｌ１よりも大きい場合（ＮＯ）には、充電判定フラグをオフに設定する。充電制御部３４は、充電判定部３２がこの充電判定フラグがオンに設定されているかどうかをステップＳ２で判定している。
【００４４】
図５に戻り、ステップＳ３では、充電制御部３４がＳＯＣ判定部３３でＳＯＣ判定フラグがオンであるかどうかを判定する。ＳＯＣ判定フラグがオンである場合（ＹＥＳ）、ステップＳ４に進む。ＳＯＣ判定フラグがオフである場合（ＮＯ）、処理は終了する。
【００４５】
ステップＳ３のＳＯＣ判定フラグの設定について図８を用いて詳細に説明する。初めに、ステップＳ３１で、ＳＯＣ判定部３３が、既にＳＯＣ判定フラグがオフに設定されているかどうかを判定する。ＳＯＣ判定フラグがオフに設定されている場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ３２へ進む。ＳＯＣ判定フラグがオンに設定されている場合（ＮＯ）には、ステップＳ３３へ進む。
【００４６】
ステップＳ３２では、マップから導出された現時点でのバッテリー２０のＳＯＣが、第１閾値Ｃ１以下であるかどうかを判定する。ＳＯＣが第１閾値Ｃ１以下である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３４へ進む。ＳＯＣが第１閾値Ｃ１よりも大きい場合（ＮＯ）、処理は終了する。即ち、この状態では、ＳＯＣ判定フラグはオフが維持される。
【００４７】
ステップＳ３３では、マップから導出された現時点でのバッテリー２０のＳＯＣが、第２閾値Ｃ２以上であるかどうかを判定する。ＳＯＣが第２閾値Ｃ２以上である場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３５へ進む。ＳＯＣが、第２閾値Ｃ２より小さい場合（ＮＯ）、処理は終了する。この状態では、ＳＯＣ判定フラグはオンが維持される。
【００４８】
ステップＳ３４では、ＳＯＣが第１閾値Ｃ１以下であるので、ＳＯＣ判定フラグをオンに設定し、処理は終了する。ステップＳ３５では、ＳＯＣが第２閾値Ｃ２以上であるので、ＳＯＣ判定フラグをオフに設定し、処理は終了する。充電制御部３４は、このＳＯＣ判定フラグがオンに設定されているかどうかをステップＳ３で判定している。
【００４９】
図５に戻り、ステップＳ４では、全てのフラグがオンに設定されているので、即ち、バッテリー２０が冷態状態にあり、かつバッテリー２０が充電可能な状態であるので、充電制御部３４は、所望の充電電流をバッテリー２０に供給することができるように、エンジン出力トルクを導出する。以上で処理は終了し、エンジン１３が導出された出力トルクで駆動され、発電機２３が発電して所望の充電電流をバッテリー２０に供給する。これにより、バッテリー２０は暖機される。
【００５０】
このようにして制御した場合の充電電流について、図９に示すタイミングチャートを用いて説明する。図９では、本制御を行った場合のバッテリー２０への充放電電流を実線で、比較としての本制御を行っていない場合のバッテリー２０への充放電電流（通常電流）を点線で記載している。
【００５１】
始動時である時刻ｔ１〜ｔ２の間では、バッテリー２０は冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の暖機のための充電が可能であるので、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に充電電力の分（＋α分）だけ、充電電流が多く流れている。
【００５２】
次に、時刻ｔ２〜ｔ３の間では、充電判定フラグがオフとなっており、充電制御を行うことがなく、バッテリー２０には通常電流と同一の充放電電流が流れている。
【００５３】
時刻ｔ３〜ｔ４の間では、バッテリー２０はまだ冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の暖機のための充電が可能であるので、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に充電電力の分（充電側に＋α分）だけ、充電電流が多く流れている。
【００５４】
次に、時刻ｔ４〜ｔ５の間では、初めにＳＯＣ判定フラグがオフ、その後充電判定フラグがオフとなるために、充電制御を行うことがなく、バッテリー２０には通常電流と同一の充放電電流が流れている。具体的には、時刻ｔ４まで充電制御が続いたため、時刻ｔ４でＳＯＣが第２閾値以上となりＳＯＣ判定フラグがオフとなり、充放電電流は通常電流に追従する。その後、時刻ｔ４ａで高電圧負荷が大きくなって充電判定フラグがオフになり、通常電流は放電を開始する。充放電電流は通常電流に追従する。次に、時刻ｔ４ｂでは放電が続いたことでＳＯＣが第１閾値Ｃ１以下となってＳＯＣ判定フラグがオンとなるが、未だ充電判定フラグがオフであるので、充放電電流は通常電流に追従する。その後、時刻ｔ５で高電圧負荷が小さくなって充電判定フラグがオンとなり、これにより、全てのフラグがオンとなる。
【００５５】
次いで、時刻ｔ５〜ｔ６の間には、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に充電電力の分（＋α分）だけ、充電電流が多く流れている。
【００５６】
その後、時刻ｔ６以降では、温度判定フラグがオフとなったために、本制御が終了する。このように、本実施形態においては、バッテリー２０の暖機を行うために充放電を繰り返すことなく、所定要件が満たされた場合に充電だけを行うことで、バッテリー２０の電力がバッテリー２０の暖機により消費されて不十分となることがない。
【００５７】
なお、この図９に示すタイミングチャートにおいては、バッテリー温度がほぼ一定であったために、最大充電電力は常に一定であったが、バッテリー温度によっては、上述のように最大充電電力が変動するので、これにより本実施形態では一定であった充電電流値（＋α）が変動する。
【００５８】
本実施形態においては、バッテリー２０の温度が閾値よりも低ければ、バッテリー２０が充電可能な状態にあるかどうかを判定して充電制御を行ってバッテリー２０の暖機を行っている。これにより、充電状態に応じてエンジン１３を駆動して充電制御を行うことができるので、すぐに暖機を行うことができると共に、バッテリー２０の電力が不足することがない。かつ、充電電流を制御する場合に、車速に応じて最大充電電力を設定しているので、ハイブリッド車両１０の走行を阻害することなく所望の出力を得ることが可能である。
【００５９】
（実施形態２）
本発明の別の実施形態について説明する。本実施形態では、実施形態１とは充電制御が異なる。図１０に示すように、充電制御部３４（図２参照）は、温度センサーからバッテリーの温度を取得せず、最大充電電力を導出することがない。即ち、充電制御部３４は、充電制御時には常にバッテリー２０の充電可能電力に対応した充電電流が流れるように充電電流を制御する。このように制御することで、実施形態１とは異なり、充電制御部３４は、温度に関係なく常に充電可能電力に対応した電流が流れるために、実施形態１より早くバッテリー２０を暖機することが可能である。
【００６０】
具体的には、充電制御部３４は、バッテリー２０の上限電流値、並びに現在バッテリーに流れる電池電流値及び現在バッテリー２０に印加される電池電圧値から電流下限値を取得すると、これを目標充電電力とする。そして、この目標充電電力から、実施形態１と同様にしてエンジン出力トルクを導出する。
【００６１】
この場合には、図１１に示すタイミングチャートのように充電電流がバッテリー２０に供給される。図１１では、本制御を行った場合のバッテリー２０への充放電電流を実線で、比較としての本制御を行っていない場合のバッテリー２０への充放電電流（通常電流）を点線で記載している。
【００６２】
始動時である時刻ｔ１〜ｔ２の間では、バッテリー２０は冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の暖機のための充電が可能であるので、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電電流が最大値となるように流れている。即ち、本実施形態における充電制御を行う場合には、通常電力に関係なく充電可能電力に基づく充電電流が流れている。
【００６３】
次に、時刻ｔ２〜ｔ３の間では、充電判定フラグがオフとなっているために、充電制御を行うことがなく、バッテリー２０には通常電流と同一の充放電電流が流れている。
【００６４】
次に、時刻ｔ３〜ｔ４’（ｔ４’＜ｔ４）の間では、バッテリー２０はまだ冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の暖機のための放電が可能であるので、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に充電電力の分（＋α分）だけ、充電電流が多く流れている。そして、十分に充電電流がバッテリー２０に供給されたことによりバッテリー２０が暖機されて、時刻ｔ４’では、温度判定フラグがオフとなる。これにより、本制御が終了する。
【００６５】
即ち、本実施形態においては、実施形態１とは異なり温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている場合には、常にバッテリー２０から充電可能電力に対応する電流を送出することで、実施形態１の場合よりも早くバッテリー２０を暖機して所望の電力を供給することができるようになる。
【００６６】
（実施形態３）
本発明のさらに別の実施形態について説明する。本実施形態では、実施形態１とは充電制御が異なり、充電制御部３４（図２参照）に設けられた最大電力量算出手段３４’は、温度センサーからバッテリーの温度を取得せず、図２に示す車速センサー４４で検出された車速情報に基づいて最大充電電力を導出する。この場合、最大電力量算出手段３４’は、最大充電電力を図１２に示すマップを用いて導出する。図１２に示すマップでは、車速に比例して最大充電電力は連続的に変化する。即ち、車速が早くなるほど、最大充電電力は大きくなる。このように、最大充電電力はバッテリーの温度ではなく車速に応じて導出されてもよく、この場合、車両の走行状態、即ち負荷状態に応じて最大充電電力を求めることができることから、ハイブリッド走行を妨げることのない最大充電電力を簡易に設定することができる。
【００６７】
この場合には、図１３に示すタイミングチャートのように充電電流がバッテリー２０に供給される。図１３では、本制御を行った場合のバッテリー２０への充放電電流を実線で、比較としての本制御を行っていない場合のバッテリー２０への充放電電流（通常電流）を点線で記載している。
【００６８】
始動時である時刻ｔ１〜ｔ２の間では、バッテリー２０は冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の暖機のための充電が可能であるので、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に充電電力の分（＋α分）だけ、充電電流が多く流れている。この場合の充電電流は、時刻ｔ１〜ｔ２の間車速が一定であることから、一定となっている。
【００６９】
次に、時刻ｔ２〜ｔ３の間では、充電判定フラグがオフとなっており、充電制御を行うことがなく、バッテリー２０には通常電流と同一の充放電電流が流れている。
【００７０】
時刻ｔ３〜ｔ４の間では、バッテリー２０はまだ冷態状態にあり、かつ、バッテリー２０の暖機のための充電が可能であるので、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に充電電力の分（充電側に＋α分）だけ、充電電流が多く流れている。この時刻ｔ３〜ｔ４の間の充電電流の＋α分は、時刻ｔ３〜ｔ４の間の車速の減少に比例して減少している。これにより、充電電流は通常電流よりも＋α分多く流れているが、この値も車速に従って増減している。
【００７１】
次に、時刻ｔ４〜ｔ５の間では、初めにＳＯＣ判定フラグがオフ、その後充電判定フラグがオフとなるために、充電制御を行うことがなく、バッテリー２０には通常電流と同一の充放電電流が流れている。具体的には、時刻ｔ４まで充電制御が続いたため、時刻ｔ４でＳＯＣが第２閾値以上となりＳＯＣ判定フラグがオフとなり、充放電電流は通常電流に追従する。その後、時刻ｔ４ａで高電圧負荷が大きくなって充電判定フラグがオフになる。充放電電流は通常電流に未だ追従する。次に、時刻ｔ４ｂでは放電が続いたことでＳＯＣが第１閾値Ｃ１以下となってＳＯＣ判定フラグがオンとなるが、未だ充電判定フラグがオフであるので、充放電電流は通常電流に追従する。その後、時刻ｔ５で高電圧負荷が小さくなって充電判定フラグがオンとなり、これにより、全てのフラグがオンとなる。
【００７２】
次いで、時刻ｔ５〜ｔ６の間には、温度判定フラグ、充電判定フラグ及びＳＯＣ判定フラグが全てオンとなっている。この時には、充電制御部３４による本制御を行わなかった場合における通常電流よりも常に充電電力の分（＋α分）だけ、充電電流が多く流れている。ただし、この場合には、時刻ｔ５〜ｔ５ａまでの間、最大充電電力が充電可能電力を上回っているため、充電電流が充電可能電力となるように制御されている。その後、時刻ｔ５ａ〜ｔ６までの間、最大充電電流が車速の減少に比例して小さくなり、充電可能電力よりも小さくなったため、最大充電電流が目標充電電力となり、これに基づいて充電電流が流れた。
【００７３】
その後、時刻ｔ６以降では、温度判定フラグがオフとなったために、本制御が終了する。このように、本実施形態においては、バッテリー２０の暖機を行うために充放電を繰り返すことなく、所定要件が満たされた場合に充電だけを行うことで、バッテリー２０の電力がバッテリー２０の暖機により消費されて不十分となることがない。
【００７４】
本実施形態においては、車速、即ち車両の走行状態に応じて適切な充電電流を得ることができることから、ハイブリッド走行を妨げずにバッテリー２０を暖機して所望の電力を供給することができるようになる。
【００７５】
上述したように、実施形態１〜３では、バッテリー２０の状態に鑑みて制御手段３０によりエンジン１３を駆動し発電機２３を駆動することで、バッテリー２０への充電電流を制御して、バッテリー２０が不足することなくバッテリー２０を暖機でき、その結果バッテリー２０から所望の出力を得ることができるように構成している。そして、実施形態１では、車両の走行状態に基づいて充電電流を制御することができるので、車両の走行を妨げることがない。また、実施形態２では、より早く暖機することで、バッテリー２０がより早く所望の出力を得ることができるように構成している。さらに、実施形態３では、車両の走行状態に応じて適切な制御を行うことができ、ハイブリッド走行を妨げずにバッテリー２０を暖機して所望の電力を供給することができるようになる。
【００７６】
本発明は、上述した各実施形態に限定されない。実施形態１では、ステップＳ１〜Ｓ３の順で制御を行ったが、例えば、ステップＳ１、ステップＳ３、ステップＳ２の順で制御を行うことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の車両の制御装置は、例えば車両製造産業において利用可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１０ ハイブリッド車両、 １３ エンジン、 ２０ バッテリー、 ２３ 発電機、 ３０ 制御手段、 ３１ 温度判定部、 ３２ 充電判定部 、 ３３ ＳＯＣ判定部、 ３４ 充電制御部、 ４１ 温度センサー、 ４２ 電圧センサー、 ４３ 電流センサー 、４４ 車速センサー、 ４５ 回転数センサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、充電により内部発熱するバッテリーと、
前記車両を駆動するモータと、
内燃機関により駆動されて発電し、該発電された電力を前記バッテリー及び前記モータに供給する発電機と、
前記バッテリーの温度を検出するバッテリー温度検出手段と、
前記車両の状態に基づいて前記車両に要求される要求電力量を算出する要求電力量算出手段と、
検出された前記バッテリーの温度が所定値以下であって、かつ、前記要求電力量が所定量以下の際は、前記発電機により発電される電力を前記バッテリーに供給させて前記バッテリーを充電する制御手段とを備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記バッテリーの残存容量を検出する充電状態検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記残存容量が所定の閾値より小さい際に、前記発電機により発電される電力を前記バッテリーに供給させて前記バッテリーを充電することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記バッテリーの充放電可能な最大電力量を算出する最大電力量算出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記最大電力量算出手段により算出された前記最大電力量と前記要求電力量算出手段により算出された前記要求電力量との和となる電力量を前記発電機に発電させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
【請求項１】
車両に搭載され、充電により内部発熱するバッテリーと、
前記車両を駆動するモータと、
内燃機関により駆動されて発電し、該発電された電力を前記バッテリー及び前記モータに供給する発電機と、
前記バッテリーの温度を検出するバッテリー温度検出手段と、
前記車両の状態に基づいて前記車両に要求される要求電力量を算出する要求電力量算出手段と、
検出された前記バッテリーの温度が所定値以下であって、かつ、前記要求電力量が所定量以下の際は、前記発電機により発電される電力を前記バッテリーに供給させて前記バッテリーを充電する制御手段とを備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記バッテリーの残存容量を検出する充電状態検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記残存容量が所定の閾値より小さい際に、前記発電機により発電される電力を前記バッテリーに供給させて前記バッテリーを充電することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項３】
前記バッテリーの充放電可能な最大電力量を算出する最大電力量算出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記最大電力量算出手段により算出された前記最大電力量と前記要求電力量算出手段により算出された前記要求電力量との和となる電力量を前記発電機に発電させることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−５６４６８（Ｐ２０１２−５６４６８Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０２２４３（Ｐ２０１０−２０２２４３）
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【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２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【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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