JP2011219059A - 車両の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃費を悪化させずにオイルポンプを駆動する。
【解決手段】プラグインハイブリッド車には、エンジンと、エンジンにより駆動されるようにエンジンの出力軸に連結されたオイルポンプと、エンジンの出力軸に連結されたモータジェネレータと、バッテリとが搭載される。プラグインハイブリッド車の外部の電源から供給された電力によりバッテリを充電している間に、エンジンの出力軸が回転するようにモータジェネレータが制御される。
【選択図】図８

Description

本発明は、車両の制御システムに関し、特に、エンジンと、エンジンにより駆動されるオイルポンプとが搭載され、蓄電装置に蓄えられた電力により走行可能な車両の制御システムに関する。

内燃機関などのエンジンおよびモータを駆動源として搭載したハイブリッド車が知られている。ハイブリッド車には、モータに供給する電力を蓄えるバッテリなどの蓄電装置が搭載されている。バッテリには、エンジンによって駆動される発電機が発電した電力および車両の減速時にモータを用いて回生された電力などが充電される。ハイブリッド車の一種であるプラグインハイブリッド車は、ハイブリッド車の外部から供給された電力によりバッテリを充電することも可能である。

このようなハイブリッド車は、エンジンおよびモータのいずれか一方もしくは両方を、車両の運転状態などに応じて駆動源として用いることによって走行可能である。したがって、エンジンが停止し、モータのみを駆動源として用いて走行することが可能である。

エンジンが停止し、モータのみを駆動源として用いた走行状態では、排気ガスが排出されないため、環境に与える負荷が小さい。したがって、できる限りエンジンが停止した状態を維持できるように走行することが好ましい。したがって、特にプラグインハイブリッド車は、エンジンを停止し、モータのみを駆動源として走行する距離および時間が長くなるように使用され易い。よって、エンジンに連結されたオイルポンプが駆動されない時間が長くなり易い。オイルポンプが駆動されない時間が長くなると、ドライブトレーンなどの潤滑のために供給されるオイルが少なくなり得る。そこで、所定の条件が満たされた場合にエンジンとして用いられた内燃機関を強制的に駆動する技術が提案されている。

特開２００８−２３８８３７号公報（特許文献１）は、内燃機関の回転駆動を停止させた後のモータ走行における走行距離に基づいて潤滑油供給装置による動力伝達装置の少なくとも一部への潤滑油供給の要否判断を行ない、要否判断に基づいて内燃機関を回転駆動させるハイブリッド車両用駆動装置の制御装置を開示する。

特開２００８−２３８８３７号公報

しかしながら、特開２００８−２３８８３７号公報に記載の技術を用いて内燃機関を始動すると、燃費が悪化し得る。また、燃料タンクに蓄えられた燃料が少ない場合には、内燃機関を始動することができない。その場合、オイルポンプを駆動することができない。

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、燃費を悪化させずにオイルポンプを駆動することができる車両の制御システムを提供することである。

第１の発明に係る車両の制御システムは、内燃機関と、内燃機関により駆動されるように内燃機関の出力軸に連結されたオイルポンプと、電力を蓄える蓄電装置とが搭載され、蓄電装置に蓄えられた電力を用いて走行可能な車両の制御システムである。制御システムは、内燃機関の出力軸に連結された回転電機と、車両の外部から供給された電力により蓄電装置が充電されている間に、内燃機関の出力軸が回転するように回転電機を制御するための制御装置とを備える。

この構成によると、蓄電装置の充電中に、回転電機を駆動することにより内燃機関の出力軸が回転される。これにより、燃料を消費せずに、オイルポンプを駆動することができる。その結果、燃費を悪化させずにオイルポンプを駆動することができる車両の制御システムを提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御システムにおいては、制御装置は、車両の外部から供給された電力により蓄電装置が充電されている間において、蓄電装置の残存容量がしきい値よりも大きいと、内燃機関の出力軸が回転するように回転電機を制御する。

この構成によると、蓄電装置の残存容量がしきい値よりも大きいことから、内燃機関を停止したまま蓄電機構に蓄えられた電力を用いて走行する距離が長くなることが予想される場合に、回転電機を用いてオイルポンプを駆動することができる。そのため、ドライブトレーンの潤滑などのために、前もって、オイルポンプからオイルを供給することができる。

第３の発明に係る車両の制御システムは、内燃機関の出力軸が回転するように回転電機を制御する時期を車両の使用者の操作に応じて設定する設定装置をさらに備える。制御装置は、車両の外部から供給された電力により蓄電装置が充電されている間において、設定装置により定められた時期に、内燃機関の出力軸が回転するように回転電機を制御する。

この構成によると、制御装置は、車両の外部から供給された電力により蓄電装置が充電されている間において、使用者が任意に定めた時期に、回転電機を駆動することができる。

第４の発明に係る車両の制御システムにおいては、車両には、車両の使用者による車両の外部からの操作に応じて動作する空調装置が搭載される。制御装置は、車両の外部から供給された電力により蓄電装置が充電されている間に空調装置が動作するように車両の使用者が車両の外部から操作した場合、回転電機を駆動することによって内燃機関の出力軸が回転するように回転電機を制御する。

この構成によると、車両の走行のための準備が開始されると、回転電機を用いてオイルポンプを駆動することができる。そのため、ドライブトレーンの潤滑などが必要であることが予想される時期に、オイルポンプからオイルを供給することができる。

第５の発明に係る車両の制御システムにおいては、車両には、内燃機関から排出された排気ガスを浄化するための触媒と、触媒を暖めるためのヒーターとが設けられる。ヒーターは、内燃機関の出力軸が回転するように回転電機が制御される際、触媒を暖めるように制御される。

この構成によると、内燃機関の出力軸を回転電機により駆動することに伴なって未燃焼の空気が触媒に多く供給される状況下において、触媒を正常に働かせることができる。

第１の実施の形態におけるプラグインハイブリッド車を示す概略構成図である。 プラグインハイブリッド車の電気システムを示す図（その１）である。 プラグインハイブリッド車の電気システムを示す図（その２）である。 充電ケーブルのコネクタを示す図である。 ＣＳモードが選択される領域およびＣＤモードが選択される領域を示す図である。 エンジンが駆動する期間を示す図である。 第１の実施の形態においてＥＣＵが実行する処理の制御構造を示すフローチャートである。 第１モータジェネレータの回転数、第２モータジェネレータの回転数およびエンジンの回転数を示す共線図である。 第２の実施の形態におけるプラグインハイブリッド車を示す概略構成図である。 第２の実施の形態においてＥＣＵが実行する処理の制御構造を示すフローチャートである。 第３の実施の形態におけるプラグインハイブリッド車を示す概略構成図である。 第３の実施の形態においてＥＣＵが実行する処理の制御構造を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、プラグインハイブリッド車には、エンジン１００と、第１モータジェネレータ１１０と、第２モータジェネレータ１２０と、動力分割機構１３０と、減速機１４０と、バッテリ１５０とが搭載される。

エンジン１００、第１モータジェネレータ１１０、第２モータジェネレータ１２０、バッテリ１５０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１７０により制御される。ＥＣＵ１７０は複数のＥＣＵに分割するようにしてもよい。

この車両は、エンジン１００および第２モータジェネレータ１２０のうちの少なくともいずれか一方からの駆動力により走行する。すなわち、エンジン１００および第２モータジェネレータ１２０のうちのいずれか一方もしくは両方が、運転状態に応じて駆動源として自動的に選択される。

たとえばアクセル開度が小さい場合および車速が低い場合などには、第２モータジェネレータ１２０のみを駆動源としてプラグインハイブリッド車が走行する。この場合、エンジン１００が停止される。

また、アクセル開度が大きい場合、車速が高い場合、バッテリ１５０の残存容量（ＳＯＣ：State Of Charge）が小さい場合などには、エンジン１００が駆動される。この場合、エンジン１００のみ、もしくはエンジン１００および第２モータジェネレータ１２０の両方を駆動源としてプラグインハイブリッド車が走行する。

さらに、この車両は、ＣＳ（Charge Sustaining）モードとＣＤ（Charge Depleting）モードとをたとえば自動で切替えて走行する。なお、ＣＳモードとＣＤモードとを手動で切替えるようにしてもよい。

ＣＳモードでは、バッテリ１５０に蓄えられた電力を所定の目標値に維持しながら、プラグインハイブリッド車が走行する。

ＣＤモードでは、走行用としてバッテリ１５０に蓄えられた電力を維持せず、電力を用いて、主に第２モータジェネレータ１２０の駆動力のみでプラグインハイブリッド車が走行する。ただし、ＣＤモードでは、アクセル開度が高い場合および車速が高い場合などには、駆動力を補うためにエンジン１００が駆動され得る。

ＣＳモードは、ＨＶモードと記載される場合もある。同様に、ＣＤモードは、ＥＶモードと記載される場合もある。ＣＳモードおよびＣＤモードについては後でさらに説明する。

エンジン１００は、内燃機関である。燃料と空気の混合気が燃焼室内で燃焼することよって、出力軸であるクランクシャフトが回転する。エンジン１００から排出される排気ガスは、触媒１０２によって浄化された後、車外に排出される。触媒１０２は、特定の温度まで暖機されることによって浄化作用を発揮する。触媒１０２の暖機は、排気ガスの熱を利用して行なわれる。触媒１０２は、たとえば三元触媒である。触媒１０２の近傍には、触媒１０２を暖めるためのヒーター１０４が設けられる。ヒーター１０４は、たとえば、補機バッテリ（図示せず）から供給された電力により発熱する。後述するように、エンジン１００の出力軸（クランクシャフト）が回転するように第１モータジェネレータが制御される際、触媒１０２を暖めるようにヒーター１０４が制御される。なお、ヒーター１０４を設けないようにしてもよい。

プラグインハイブリッド車には、エンジン１００により駆動されるようにエンジン１００の出力軸に連結されたオイルポンプ１０６がさらに設けられる。オイルポンプ１０６は、ドライブトレーンのデファレンシャルギヤおよびアクスルなどの潤滑のためにオイルを吐出する。

エンジン１００、第１モータジェネレータ１１０および第２モータジェネレータ１２０は、動力分割機構１３０を介して接続されている。エンジン１００が発生する動力は、動力分割機構１３０により、２経路に分割される。一方は減速機１４０を介して前輪１６０を駆動する経路である。もう一方は、第１モータジェネレータ１１０を駆動させて発電する経路である。

第１モータジェネレータ１１０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える、三相交流回転電機である。第１モータジェネレータ１１０は、動力分割機構１３０により分割されたエンジン１００の動力により発電する。第１モータジェネレータ１１０により発電された電力は、車両の走行状態や、バッテリ１５０の残存容量の状態に応じて使い分けられる。たとえば、通常走行時では、第１モータジェネレータ１１０により発電された電力はそのまま第２モータジェネレータ１２０を駆動させる電力となる。一方、バッテリ１５０の残存容量が予め定められた値よりも低い場合、第１モータジェネレータ１１０により発電された電力は、後述するインバータにより交流から直流に変換される。その後、後述するコンバータにより電圧が調整されてバッテリ１５０に蓄えられる。

第１モータジェネレータ１１０が発電機として作用している場合、第１モータジェネレータ１１０は負のトルクを発生している。ここで、負のトルクとは、エンジン１００の負荷となるようなトルクをいう。第１モータジェネレータ１１０が電力の供給を受けてモータとして作用している場合、第１モータジェネレータ１１０は正のトルクを発生する。ここで、正のトルクとは、エンジン１００の負荷とならないようなトルク、すなわち、エンジン１００の回転をアシストするようなトルクをいう。なお、第２モータジェネレータ１２０についても同様である。

第２モータジェネレータ１２０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを備える、三相交流回転電機である。第２モータジェネレータ１２０は、バッテリ１５０に蓄えられた電力および第１モータジェネレータ１１０により発電された電力のうちの少なくともいずれかの電力により駆動する。

第２モータジェネレータ１２０の駆動力は、減速機１４０を介して前輪１６０に伝えられる。これにより、第２モータジェネレータ１２０はエンジン１００をアシストしたり、第２モータジェネレータ１２０からの駆動力により車両を走行させたりする。すなわち、プラグインハイブリッド車両は、バッテリ１５０に蓄えられた電力を用いて走行可能である。なお、前輪１６０の代わりにもしくは加えて後輪を駆動するようにしてもよい。

プラグインハイブリッド車の回生制動時には、減速機１４０を介して前輪１６０により第２モータジェネレータ１２０が駆動され、第２モータジェネレータ１２０が発電機として作動する。これにより第２モータジェネレータ１２０は、制動エネルギを電力に変換する回生ブレーキとして作動する。第２モータジェネレータ１２０により発電された電力は、バッテリ１５０に蓄えられる。

動力分割機構１３０は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から構成される。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤが自転可能であるように支持する。サンギヤは第１モータジェネレータ１１０の回転軸に連結される。キャリアはエンジン１００のクランクシャフトに連結される。リングギヤは第２モータジェネレータ１２０の回転軸および減速機１４０に連結される。

エンジン１００、第１モータジェネレータ１１０および第２モータジェネレータ１２０が、遊星歯車からなる動力分割機構１３０を介して連結されることで、エンジン１００、第１モータジェネレータ１１０および第２モータジェネレータ１２０の回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。すなわち、第１モータジェネレータ１１０は、動力分割機構１３０を介してエンジン１００の出力軸に連結される。

バッテリ１５０は、複数のバッテリセルを一体化したバッテリモジュールを、さらに複数直列に接続して構成された組電池である。バッテリ１５０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ１５０には、第１モータジェネレータ１１０および第２モータジェネレータ１２０の他、車両の外部の電源から供給される電力が充電される。なお、バッテリ１５０の代わりにもしくは加えてキャパシタを用いるようにしてもよい。

図２を参照して、プラグインハイブリッド車の電気システムについてさらに説明する。プラグインハイブリッド車には、コンバータ２００と、第１インバータ２１０と、第２インバータ２２０と、ＳＭＲ（System Main Relay）２３０と、充電器２４０と、インレット２５０とが設けられる。

コンバータ２００は、リアクトルと、二つのｎｐｎ型トランジスタと、二つダイオードとを含む。リアクトルは、各バッテリの正極側に一端が接続され、２つのｎｐｎ型トランジスタの接続点に他端が接続される。

２つのｎｐｎ型トランジスタは、直列に接続される。ｎｐｎ型トランジスタは、ＥＣＵ１７０により制御される。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すようにダイオードがそれぞれ接続される。

なお、ｎｐｎ型トランジスタとして、たとえば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いることができる。ｎｐｎ型トランジスタに代えて、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等の電力スイッチング素子を用いることができる。

バッテリ１５０から放電された電力を第１モータジェネレータ１１０もしくは第２モータジェネレータ１２０に供給する際、電圧がコンバータ２００により昇圧される。逆に、第１モータジェネレータ１１０もしくは第２モータジェネレータ１２０により発電された電力をバッテリ１５０に充電する際、電圧がコンバータ２００により降圧される。

コンバータ２００と、各インバータとの間のシステム電圧ＶＨは、電圧センサ１８０により検出される。電圧センサ１８０の検出結果は、ＥＣＵ１７０に送信される。

第１インバータ２１０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは並列に接続される。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、それぞれ、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを有する。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第１モータジェネレータ１１０の各コイルの中性点１１２とは異なる端部にそれぞれ接続される。

第１インバータ２１０は、バッテリ１５０から供給される直流電流を交流電流に変換し、第１モータジェネレータ１１０に供給する。また、第１インバータ２１０は、第１モータジェネレータ１１０により発電された交流電流を直流電流に変換する。

第２インバータ２２０は、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームを含む。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは並列に接続される。Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは、それぞれ、直列に接続された２つのｎｐｎ型トランジスタを有する。各ｎｐｎ型トランジスタのコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードがそれぞれ接続される。そして、各アームにおける各ｎｐｎ型トランジスタの接続点は、第２モータジェネレータ１２０の各コイルの中性点１２２とは異なる端部にそれぞれ接続される。

第２インバータ２２０は、バッテリ１５０から供給される直流電流を交流電流に変換し、第２モータジェネレータ１２０に供給する。また、第２インバータ２２０は、第２モータジェネレータ１２０により発電された交流電流を直流電流に変換する。

コンバータ２００、第１インバータ２１０および第２インバータ２２０は、ＥＣＵ１７０により制御される。

ＳＭＲ２３０は、バッテリ１５０と充電器２４０との間に設けられる。ＳＭＲ２３０は、バッテリ１５０と電気システムとを接続した状態および遮断した状態を切換えるリレーである。ＳＭＲ２３０が開いた状態であると、バッテリ１５０が電気システムから遮断される。ＳＭＲ２３０が閉じた状態であると、バッテリ１５０が電気システムに接続される。

すなわち、ＳＭＲ２３０が開いた状態であると、バッテリ１５０が、コンバータ２００および充電器２４０などから電気的に遮断される。ＳＭＲ２３０が閉じた状態であると、バッテリ１５０が、コンバータ２００および充電器２４０などと電気的に接続される。

ＳＭＲ２３０の状態は、ＥＣＵ１７０により制御される。たとえば、ＥＣＵ１７０が起動すると、ＳＭＲ２３０が閉じられる。ＥＣＵ１７０が停止する際、ＳＭＲ２３０が開かれる。

充電器２４０は、バッテリ１５０とコンバータ２００との間に接続される。図３に示すように、充電器２４０は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２と、ＤＣ／ＡＣ変換回路２４４と、絶縁トランス２４６と、整流回路２４８とを含む。

ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２は、単相ブリッジ回路から成る。ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２は、ＥＣＵ１７０からの駆動信号に基づいて、交流電力を直流電力に変換する。また、ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２は、コイルをリアクトルとして用いることにより電圧を昇圧する昇圧チョッパ回路としても機能する。

ＤＣ／ＡＣ変換回路２４４は、単相ブリッジ回路から成る。ＤＣ／ＡＣ変換回路２４４は、ＥＣＵ１７０からの駆動信号に基づいて、直流電力を高周波の交流電力に変換して絶縁トランス２４６へ出力する。

絶縁トランス２４６は、磁性材から成るコアと、コアに巻回された一次コイルおよび二次コイルを含む。一次コイルおよび二次コイルは、電気的に絶縁されており、それぞれＤＣ／ＡＣ変換回路２４４および整流回路２４８に接続される。絶縁トランス２４６は、ＤＣ／ＡＣ変換回路２４４から受ける高周波の交流電力を一次コイルおよび二次コイルの巻数比に応じた電圧レベルに変換して整流回路２４８へ出力する。整流回路２４８は、絶縁トランス２４６から出力される交流電力を直流電力に整流する。

ＡＣ／ＤＣ変換回路２４２とＤＣ／ＡＣ変換回路２４４との間の電圧（平滑コンデンサの端子間電圧）は、電圧センサ１８２により検出され、検出結果を表わす信号がＥＣＵ１７０に入力される。また、充電器２４０の出力電流は、電流センサ１８４により検出され、検出結果を表わす信号がＥＣＵ１７０に入力される。さらに、充電器２４０の温度は、温度センサ１８６により検出され、検出結果を表わす信号がＥＣＵ１７０に入力される。

ＥＣＵ１７０は、車両外部の電源からバッテリ１５０の充電が行なわれるとき、充電器２４０を駆動するための駆動信号を生成して充電器２４０へ出力する。

ＥＣＵ１７０は、充電器２４０の制御機能の他、充電器２４０のフェール検出機能を有する。電圧センサ１８２により検出される電圧、電流センサ１８４により検出される電流、温度センサ１８６により検出される温度などがしきい値以上であると、充電器２４０のフェールが検出される。

インレット２５０は、たとえばプラグインハイブリッド車の側部に設けられる。インレット２５０には、プラグインハイブリッド車と外部の電源４０２とを連結する充電ケーブル３００のコネクタ３１０が接続される。

プラグインハイブリッド車と外部の電源４０２とを連結する充電ケーブル３００は、コネクタ３１０と、プラグ３２０と、ＣＣＩＤ（Charging Circuit Interrupt Device）３３０とを含む。

充電ケーブル３００のコネクタ３１０は、プラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０に接続される。コネクタ３１０には、スイッチ３１２が設けられる。充電ケーブル３００のコネクタ３１０が、プラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０に接続された状態でスイッチ３１２が閉じると、充電ケーブル３００のコネクタ３１０が、プラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０に接続された状態であることを表わすコネクタ信号ＣＮＣＴがＥＣＵ１７０に入力される。

スイッチ３１２は、充電ケーブル３００のコネクタ３１０をプラグインハイブリッド車のインレット２５０に係止する係止金具に連動して開閉する。係止金具は、コネクタ３１０に設けられたボタンを操作者が押すことにより揺動する。

たとえば、充電ケーブル３００のコネクタ３１０がプラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０に接続した状態で、操作者が、図４に示すコネクタ３１０のボタン３１４から指を離した場合、係止金具３１６がプラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０に係合するとともに、スイッチ３１２が閉じる。操作者がボタン３１４を押すと、係止金具３１６とインレット２５０との係合が解除されるとともに、スイッチ３１２が開く。なお、スイッチ３１２を開閉する方法はこれに限らない。

図３に戻って、充電ケーブル３００のプラグ３２０は、家屋に設けられたコンセント４００に接続される。コンセント４００には、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２から交流電力が供給される。

ＣＣＩＤ３３０は、リレー３３２およびコントロールパイロット回路３３４を有する。リレー３３２が開いた状態では、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２からプラグインハイブリッド車へ電力を供給する経路が遮断される。リレー３３２が閉じた状態では、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２からプラグインハイブリッド車へ電力を供給可能になる。リレー３３２の状態は、充電ケーブル３００のコネクタ３１０がプラグインハイブリッド車のインレット２５０に接続された状態でＥＣＵ１７０により制御される。

コントロールパイロット回路３３４は、充電ケーブル３００のプラグ３２０がコンセント４００、すなわち外部の電源４０２に接続され、かつコネクタ３１０がプラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０に接続された状態において、コントロールパイロット線にパイロット信号（方形波信号）ＣＰＬＴを送る。パイロット信号は、コントロールパイロット回路３３４内に設けられた発振器から発振される。

コントロールパイロット回路３３４は、充電ケーブル３００のプラグ３２０がコンセント４００に接続されると、コネクタ３１０がプラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０から外されていても、一定のパイロット信号ＣＰＬＴを出力し得る。ただし、コネクタ３１０がプラグインハイブリッド車に設けられたインレット２５０から外された状態で出力されたパイロット信号ＣＰＬＴを、ＥＣＵ１７０は検出できない。

充電ケーブル３００のプラグ３２０がコンセント４００に接続され、かつコネクタ３１０がプラグインハイブリッド車のインレット２５０に接続されると、コントロールパイロット回路３３４は、予め定められたパルス幅（デューティサイクル）のパイロット信号ＣＰＬＴを発振する。

パイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅により、供給可能な電流容量がプラグインハイブリッド車に通知される。たとえば、充電ケーブル３００の電流容量がプラグインハイブリッド車に通知される。パイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅は、外部の電源４０２の電圧および電流に依存せずに一定である。

一方、用いられる充電ケーブルの種類が異なれば、パイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅は異なり得る。すなわち、パイロット信号ＣＰＬＴのパルス幅は、充電ケーブルの種類毎に定められ得る。

本実施の形態においては、充電ケーブル３００によりプラグインハイブリッド車と外部の電源４０２とが連結された状態において、外部の電源４０２から供給された電力がバッテリ１５０に充電される。バッテリ１５０の充電時には、ＳＭＲ２３０、ＣＣＩＤ３３０内のリレー３３２が閉じられる。

外部の電源４０２の交流電圧ＶＡＣは、プラグインハイブリッド車の内部に設けられた電圧センサ１８８により検出される。検出された電圧ＶＡＣは、ＥＣＵ１７０に送信される。

図５を参照して、ＣＳモードおよびＣＤモードについて、さらに説明する。ＣＳモードとＣＤモードとのうちのいずれのモードを選択するかは、ＥＣＵ１７０が決定する。たとえば、バッテリ１５０の残存容量がしきい値以下である場合、ＣＳモードが選択される。バッテリ１５０の残存容量がしきい値よりも大きい場合、ＣＤモードが選択される。

より具体的には、バッテリ１５０の残存容量がしきい値以下である場合、もしくは、ＣＳモードが選択された状態でプラグインハイブリッド車の電気システムが前回停止された場合、ＣＳモードが選択される。

バッテリ１５０の残存容量がしきい値よりも大きく、かつプラグインハイブリッド車の外部の電源４０２によりバッテリ１５０が充電された履歴がある場合、もしくは、バッテリ１５０の残存容量がしきい値よりも大きく、かつＣＤモードが選択された状態でプラグインハイブリッド車の電気システムが前回停止された場合、ＣＤモードが選択される。バッテリ１５０の充電はＥＣＵ１７０が制御するため、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２によりバッテリ１５０が充電された履歴があるか否かは、たとえばフラグなどを用いてＥＣＵ１７０の内部で判断される。なお、ＣＳモードおよびＣＤモードの選択方法は、これに限らない。

ＣＳモードおよびＣＤモードでは、エンジン１００および第２モータジェネレータ１２０のうちの少なくともいずれか一方からの駆動力によりプラグインハイブリッド車が走行する。

図６に示すように、プラグインハイブリッド車の走行パワーがエンジン始動しきい値より小さいと、第２モータジェネレータ１２０の駆動力のみを用いてプラグインハイブリッド車が走行する。

一方、プラグインハイブリッド車の走行パワーがエンジン始動しきい値以上になると、エンジン１００が駆動される。これにより、第２モータジェネレータ１２０の駆動力に加えて、もしくは代わりに、エンジン１００の駆動力を用いてプラグインハイブリッド車が走行する。また、エンジン１００の駆動力を用いて第１モータジェネレータ１１０が発電した電力が第２モータジェネレータ１２０に直接供給される。

図６から明らかなように、ＣＳモードでプラグインハイブリッド車が制御される領域は、エンジン１００が停止される領域と、エンジン１００が駆動される領域とを含む。同様に、ＣＤモードでプラグインハイブリッド車が制御される領域は、エンジン１００が停止される領域と、エンジン１００が駆動される領域とを含む。

走行パワーは、たとえば、ドライバにより操作されるアクセルペダルの開度（アクセル開度）および車速などをパラメータに有するマップに従ってＥＣＵ１７０により算出される。なお、走行パワーを算出する方法はこれに限らない。

本実施の形態において、走行パワーが、ドライバの操作に応じて定められるプラグインハイブリッド車のパラメータとして用いられる。なお、トルク、加速度、駆動力およびアクセル開度などをプラグインハイブリッド車のパラメータとして用いるようにしてもよい。

ＣＤモードにおけるエンジン始動しきい値は、ＣＳモードにおけるエンジン始動しきい値よりも大きい。すなわち、ＣＤモードにおいてエンジン１００が停止し、第２モータジェネレータ１２０の駆動力のみでプラグインハイブリッド車が走行する領域は、ＣＳモードにおいてエンジン１００が停止し、第２モータジェネレータ１２０の駆動力のみでプラグインハイブリッド車が走行する領域よりも大きい。よって、ＣＤモードでは、エンジン１００を停止し、主に第２モータジェネレータ１２０の駆動力のみでプラグインハイブリッド車が走行するように制御される。一方、ＣＳモードにおいてエンジン１００が駆動する頻度は、ＣＤモードにおいてエンジン１００が駆動する頻度よりも高い。そのため、ＣＳモードでは、エンジン１００および第２モータジェネレータ１２０の両方を用いて効率よくプラグインハイブリッド車が走行するように制御される。

以下、ＣＳモードにおけるエンジン始動しきい値を第１エンジン始動パワーとも記載する。ＣＤモードにおけるエンジン始動しきい値を第２エンジン始動パワーとも記載する。

ＣＤモードにおいてバッテリ１５０に充電される電力は、ＣＳモードにおいてバッテリ１５０に充電される電力に比べて小さくされる。具体的には、ＣＳモードでは、バッテリ１５０の充電電力がバッテリ１５０の残存容量に応じて定められる。エンジン１００は、定められた充電電力に相当する電力を、第１モータジェネレータ１１０を用いて発電できるように駆動される。一方、ＣＤモードでは、通常、バッテリ１５０の充電電力が零に定められる。すなわち、ＣＤモードでは、回生制動により得られた電力はバッテリ１５０に充電されるが、バッテリ１５０を充電することを目的としたエンジン１００の駆動は行なわれない。

したがって、ＣＤモードでは、バッテリ１５０に蓄えられた電力、特に、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２から供給された電力が積極的に消費される。

図７を参照して、ＥＣＵ１７０が実行する処理について説明する。なお、以下に説明する処理は、たとえば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）１００にて、ＥＣＵ１７０は、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２から供給された電力によりバッテリ１５０を充電しているか否かを判断する。たとえば、電流センサなどを用いて検出されるバッテリ１５０への充電電流がしきい値以上であると、バッテリ１５０を充電していると判断される。バッテリ１５０を充電していると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ１７０は、バッテリ１５０の残存容量がしきい値より大きいか否かを判断する。バッテリ１５０の残存容量がしきい値より大きいと（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、処理はＳ１０４に移される。もしそうでないと（Ｓ１０２にてＮＯ）、処理はＳ１０２に戻される。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ１７０は、触媒１０２を暖めるようにヒーター１０４を制御する。なお、触媒１０２を暖めるようにヒーター１０４を制御しないようにしてもよい。その場合、後でエンジン１００を運転する際において、燃料の噴射量を増量するようにしてもよい。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ１７０は、エンジン１００の出力軸が回転するように第１モータジェネレータ１１０を制御する。

Ｓ１０８にて、ドライブトレーンが十分に潤滑されたか否かを判断する。たとえば、予め定められた時間以上、エンジン１００の出力軸が回転するように第１モータジェネレータ１１０を制御すると、ドライブトレーンが十分に潤滑されたと判断される。ドライブトレーンが十分に潤滑されると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１０６に戻される。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ１７０は、第１モータジェネレータ１１０を停止する。
以上のような構造およびフローチャートに基づく、第１モータジェネレータ１１０の動作について説明する。

プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２から供給された電力によりバッテリ１５０を充電しており（Ｓ１００にてＹＥＳ）、かつバッテリ１５０の残存容量がしきい値より大きいと（Ｓ１０２にてＹＥＳ）、触媒１０２を暖めるようにヒーター１０４が制御される。たとえば、エンジン１００の出力軸が回転するように第１モータジェネレータ１１０が制御される前に、触媒１０２の暖機が完了するようにヒーター１０４が制御される。その後、エンジン１００の出力軸が回転するように第１モータジェネレータ１１０が制御される（Ｓ１０６）。図８に示すように、第１モータジェネレータ１１０を駆動することにより、エンジン１００の出力軸回転数が上昇する。これにより、ガソリンなどの燃料を消費せずに、オイルポンプ１０６を駆動することができる。その結果、燃費を悪化させずにオイルポンプ１０６を駆動することができる。

ドライブトレーンが十分に潤滑されると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、第１モータジェネレータ１１０が停止される（Ｓ１１０）。

＜第２の実施の形態＞
以下、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態においては、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２から供給された電力によりバッテリ１５０を充電している間において、プラグインハイブリッド車の使用者が設定した時期に、エンジン１００の出力軸が回転するように第１モータジェネレータ１１０が制御される。その他の構造は、前述の第１の実施の形態と同じである。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。

図９に示すように、プラグインハイブリッド車には、設定装置１７２がさらに設けられる。設定装置１７２は、たとえば、タッチパネルおよびスイッチなどを備える。設定装置１７２は、プラグインハイブリッド車の使用者の操作に応じて、エンジン１００の出力軸が回転するように第１モータジェネレータ１１０が制御される時期を設定する。たとえば、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２から供給された電力によりバッテリ１５０を充電する期間内で、いつエンジン１００の出力軸が回転するように第１モータジェネレータ１１０が制御されるかが設定される。たとえば、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２から供給された電力によりバッテリ１５０を充電する期間の前半、または後半が、エンジン１００の出力軸が回転するように第１モータジェネレータ１１０が制御される時期として設定される。プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２から供給された電力によりバッテリ１５０を充電する期間は、たとえば、バッテリ１５０の残存容量およびバッテリ１５０への充電電流などに基づいて算出される。バッテリ１５０の充電を開始してから、第１モータジェネレータ１１０によりエンジン１００の出力軸を回転させるまでの時間が設定されてもよい。エンジン１００の出力軸が回転するように第１モータジェネレータ１１０が制御される時期はこれらに限らない。

図１０を参照して、ＥＣＵ１７０が実行する処理について説明する。なお、以下に説明する処理は、たとえば予め定められた周期で繰り返し実行される。前述の第１の実施の形態と同じ処理については、同じステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ１７０は、プラグインハイブリッド車の使用者の操作に応じて設定装置１７２が設定した時期に、エンジン１００の出力軸が回転するように第１モータジェネレータ１１０を制御する（Ｓ１０４）。

このようにしても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
＜第３の実施の形態＞
以下、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態においては、プラグインハイブリッド車の外部の電源４０２から供給された電力によりバッテリ１５０を充電している間に空調装置が動作するように操作された場合、エンジン１００の出力軸が回転するように第１モータジェネレータ１１０が制御される。その他の構造は、前述の第１の実施の形態と同じである。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。

図１１に示すように、プラグインハイブリッド車には、空調装置１７４がさらに設けられる。空調装置１７４は、たとえば、プラグインハイブリッド車の使用者の操作に応じて、車室内の温度を調整する。本実施の形態においては、たとえば使用者によるリモートコントローラなどを用いたプラグインハイブリッド車の外部からの操作に応じて、空調装置１７４が動作する。

図１２を参照して、ＥＣＵ１７０が実行する処理について説明する。なお、以下に説明する処理は、たとえば予め定められた周期で繰り返し実行される。前述の第１の実施の形態と同じ処理については、同じステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ３００にて、ＥＣＵ１７０は、空調装置１７４が動作するようにプラグインハイブリッド車の使用者がプラグインハイブリッド車の外部から操作したか否かを判断する。空調装置１７４が動作するようにプラグインハイブリッド車の使用者がプラグインハイブリッド車の外部から操作すると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６に移される。もしそうでないと（Ｓ３００にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

このようにしても、前述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
＜その他の実施の形態＞
第１〜３の実施の形態を任意の組み合わせで組み合わせてもよい。たとえば、第２，３の実施の形態において、エンジン１００の出力軸が回転するように第１モータジェネレータが制御される際、触媒１０２を暖めるようにヒーター１０４が制御されてもよい。

その他、たとえば前回バッテリ１５０を外部の電源４０２により充電してから、今回バッテリ１５０を外部の電源４０２により充電するまでの間に、第２モータジェネレータのみを駆動源として走行した距離または時間の比率がしきい値以上であるという条件が満たされた場合に、バッテリ１５０の充電中にエンジン１００の出力軸が回転するように第１モータジェネレータを制御するようにしてもよい。

今回開示された実施の形態は、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特許請求の範囲によって示され、特許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。

１００ エンジン、１０２ 触媒、１０４ ヒーター、１０６ オイルポンプ、１１０ 第１モータジェネレータ、１２０ 第２モータジェネレータ、１３０ 動力分割機構、１４０ 減速機、１５０ バッテリ、１６０ 前輪、１７０ ＥＣＵ、１７２ 設定装置、１７４ 空調装置、２００ コンバータ、２１０ 第１インバータ、２２０ 第２インバータ、２３０ ＳＭＲ、２４０ 充電器、２４２ ＡＣ／ＤＣ変換回路、２４４ ＤＣ／ＡＣ変換回路、２４６ 絶縁トランス、２４８ 整流回路、２５０ インレット、３００ 充電ケーブル、３１０ コネクタ、３１２ スイッチ、３１４ ボタン、３１６ 係止金具、３２０ プラグ、３３２ リレー、３３４ コントロールパイロット回路、４００ コンセント、４０２ 電源。

Claims (5)

1. 内燃機関と、前記内燃機関により駆動されるように前記内燃機関の出力軸に連結されたオイルポンプと、電力を蓄える蓄電装置とが搭載され、前記蓄電装置に蓄えられた電力を用いて走行可能な車両の制御システムであって、
   前記内燃機関の出力軸に連結された回転電機と、
   前記車両の外部から供給された電力により前記蓄電装置が充電されている間に、前記内燃機関の出力軸が回転するように前記回転電機を制御するための制御装置とを備える、車両の制御システム。
2. 前記制御装置は、前記車両の外部から供給された電力により前記蓄電装置が充電されている間において、前記蓄電装置の残存容量がしきい値よりも大きいと、前記内燃機関の出力軸が回転するように前記回転電機を制御する、請求項１に記載の車両の制御システム。
3. 前記内燃機関の出力軸が回転するように前記回転電機を制御する時期を前記車両の使用者の操作に応じて設定する設定装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記車両の外部から供給された電力により前記蓄電装置が充電されている間において、前記設定装置により定められた時期に、前記内燃機関の出力軸が回転するように前記回転電機を制御する、請求項１に記載の車両の制御システム。
4. 前記車両には、前記車両の使用者による前記車両の外部からの操作に応じて動作する空調装置が搭載され、
   前記制御装置は、前記車両の外部から供給された電力により前記蓄電装置が充電されている間に前記空調装置が動作するように前記車両の使用者が前記車両の外部から操作した場合、前記回転電機を駆動することによって前記内燃機関の出力軸が回転するように前記回転電機を制御する、請求項１に記載の車両の制御システム。
5. 前記車両には、前記内燃機関から排出された排気ガスを浄化するための触媒と、
   前記触媒を暖めるためのヒーターとが設けられ、
   前記ヒーターは、前記内燃機関の出力軸が回転するように前記回転電機が制御される際、前記触媒を暖めるように制御される、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の制御システム。

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