JP2013060056A - ハイブリッド車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリが搭載されたハイブリッド車において、バッテリの劣化にかかわらず、最低限必要とされる電池出力を確保することができるようにした、ハイブリッド車の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン２及び電動機４と、運用充電率範囲が設定されたバッテリ１０とを備え、少なくともバッテリ１０に蓄えられた電力を消費して走行する第一走行モードと、エンジン２と電動機４とを用いてバッテリ１０に蓄えられた電力を維持して又は増加させて走行する第二走行モードとを所定の切替充電率で切り替えて走行するハイブリッド車の制御装置であって、バッテリ１０の充電率を推定する充電率推定手段１５ａと、バッテリ１０の劣化の進行度合いを推定する劣化度推定手段１５ｂと、推定されたバッテリ１０の劣化が進行しているほど切替充電率を大きく設定する設定手段１５ｃとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車の走行モードの切り替えを制御するハイブリッド車の制御装置に関する。

駆動源としてのエンジンと電動機（モータ）とを搭載したハイブリッド車には、電動機を回転させるための電力を蓄える蓄電装置（以下、単にバッテリという）が搭載されている。このバッテリには、エンジンによって駆動される発電機で発電した電力や、車両減速時に電動機が発電機として作動することにより得られた回生エネルギ（回生電力）や、車両と家屋とを接続することによって車両の外部から得られた電力（系統電力）が充電される。

ハイブリッド車は、運転状態やバッテリに蓄えられている電力量（充電率）等に応じて、エンジン及び電動機のいずれか一方又は両方を駆動源として走行する。例えば、バッテリの充電率が高いときは、バッテリの電力を用いて回転される電動機のみで走行し、燃料消費量を抑制するとともに排気を排出しない。また、バッテリの充電率が低いときは、エンジンの駆動力の一部によって発電機を駆動させて発電した電力をバッテリに充電し、バッテリの充電率（残容量）を所定範囲内に維持しながら走行する。

このように、ハイブリッド車の走行態様（走行モード）の切り替えを制御する技術として、例えば特許文献１には、蓄電装置に蓄えられた電力を優先的に用いて主に電動機のみで走行するＣＤ（Charge Depleting，バッテリ消費走行）モードと、エンジンを用いて蓄電装置の残容量を所定の制御範囲内に維持して走行するＣＳ（Charge Sustaining，ハイブリッド走行）モードとを選択して走行するハイブリッド車両が記載されている。

ハイブリッド車は、バッテリに蓄えられた電力で電動機を回転させて走行することにより燃費を向上させることができるため、バッテリに十分電力が蓄えられているときは主に電動機のみで走行するＣＤモードが選択される。一方、バッテリに蓄えられている電力が少ないときはエンジンを駆動させるＣＳモードが選択される。この走行モードの選択（切り替え）は、バッテリに蓄えられている電力、すなわちバッテリの充電率（残容量）に応じて行われる。

特開２０１０−２４１３９６号公報

一般的な電池には、予め使用（運用）することができる充電率の範囲（以下、この範囲を運用充電率範囲という）が設定されており、電池使用時には、電池の充電率がこの運用充電率範囲内か否かが常時監視される。この運用充電率範囲とは、例えば電池の耐久性や電池の運用上の要請等によって定められた電池内部の充電量の変動範囲である。ハイブリッド車に搭載されるバッテリでは、この運用充電率範囲は上限が１００％、下限が例えば４０％前後に設定され、バッテリの充電率が下限値未満に追い込まれないように（下限値よりも低下しないように）バッテリが使用される。

ハイブリッド車の走行モードの切り替えは、上記したようにバッテリの充電率に応じて行われるが、この切り替えるための閾値が運用充電率範囲の下限値とされる。言い換えると、バッテリの充電率が下限値以上であれば、電動機主体の走行であるＣＤモードが選択され、充電率が下限値よりも低いときはエンジンを駆動源としてバッテリの残容量を維持して走行するＣＳモードが選択される。これにより、ハイブリッド車は、燃費の向上及びバッテリの過放電の防止を図りながら、最適な走行モードを選択して走行する。

ところで、電池は劣化が進行すると（すなわち、劣化度が低下すると）、新品時と同一の充電率でも電池容量（電池内に残存する電気量）が低下する。例えば、劣化度が低下した電池の満充電時の最大電池容量は、新品の電池の満充電時の最大電池容量よりも低くなる。さらに電池は、容量が低下すると取り出せる電池出力も低下する。つまり、劣化度が低下した電池は、新品時の電池と同じ充電率であっても取り出せる電池出力が低下する。

そのため、上記したようにハイブリッド車の走行モード（ＣＤモードとＣＳモード）の切り替えがバッテリの運用充電率範囲の下限値を閾値として行われる場合、バッテリの劣化に伴って容量が低下すると、この下限値でＣＤモードからＣＳモードに切り替えたのでは、最低限必要とされる電池出力を確保することができないおそれがある。なお、この最低限必要とされる電池出力とは、例えば発進性や加速性等を最低限確保するために必要とされる電池出力のことである。
また、バッテリは、過放電によって劣化が進行するおそれがあるため、劣化の進行という観点からも充電率が運用充電率範囲の下限値よりも低くなることを防ぐ必要があり、ハイブリッド車において適切にＣＤモードとＣＳモードとを切り替える必要がある。

本件はこのような課題に鑑み案出されたもので、バッテリが搭載されたハイブリッド車において、バッテリの劣化にかかわらず、最低限必要とされる電池出力を確保することができるようにした、ハイブリッド車の制御装置を提供することを目的とする。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

（１）ここで開示するハイブリッド車の制御装置は、駆動源としてのエンジン及び電動機と、該電動機に対して電力を入出力可能に構成され運用充電率範囲が設定されたバッテリとを備え、少なくとも前記バッテリに蓄えられた電力を消費して走行する第一走行モードと、前記エンジンと前記電動機とを用いて前記バッテリに蓄えられた電力を維持して又は増加させて走行する第二走行モードとを所定の切替充電率で切り替えて走行するハイブリッド車の制御装置であって、前記バッテリの充電率を推定する充電率推定手段と、前記バッテリの劣化の進行度合いを推定する劣化度推定手段と、前記劣化度推定手段で推定された前記バッテリの劣化が進行しているほど前記切替充電率を大きく設定する設定手段とを備えることを特徴としている。

（２）前記第一走行モードと第二走行モードとを切り替える切替制御手段を備え、前記切替制御手段が、前記充電率推定手段で推定された前記充電率が前記設定手段で設定された切替充電率以下になったときに、前記第一走行モードから前記第二走行モードへ切り替えることが好ましい。

（３）前記切替制御手段が、前記充電率推定手段で推定された前記充電率が前記設定手段で設定された前記切替充電率よりも大きい第二の切替充電率以上になったときに、前記第二走行モードから前記第一走行モードへ切り替えることが好ましい。
（４）前記バッテリが新品のとき（言い換えると、前記バッテリの劣化度が最大のとき）の前記切替充電率が、前記バッテリの前記運用充電率範囲の下限値に設定されていることが好ましい。

本発明のハイブリッド車の制御装置によれば、バッテリの劣化が進行して（劣化度が低下して）電池容量が低下しても、劣化が進行しているほど第一走行モードと第二走行モードとを切り替える切替充電率が大きく設定され、この設定された切替充電率で第一走行モードと第二走行モードとが切り替えられるので、バッテリの充電率が運用充電率範囲の下限値よりも小さくなる（下限値未満に追い込む）ことを防ぐことができる。すなわち、バッテリの容量低下に伴って出力が低下しても、最低限必要とされる電池出力を確保することができる。また、バッテリの劣化進行に伴って容量が低下しても、切替充電率が大きく設定されるためバッテリの過放電による劣化の進行を防止することができる。

一実施形態に係るハイブリッド車の制御装置を備えた車両の構成図である。 電池の劣化度と電池出力との関係を示すグラフである。 一実施形態に係るハイブリッド車の制御装置による制御内容を示すフローチャートである。

以下、図面により実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。

［１．装置構成］
一実施形態に係るハイブリッド車の制御装置の構成について、本制御装置を備えた車両の構成図である図１を用いて説明する。図１に示すように、車両１は、エンジン（ＥＮＧ）２の出力軸（回転軸）２ａにクラッチ３を介して電動発電機（以下、電動機ともいう）４の回転軸４ａが接続され、電動機４の回転軸４ａに変速機（Ｔ／Ｍ）５の入力軸５ａが直結されたパラレル式ハイブリッド自動車（ハイブリッド車）として構成されている。

また、変速機５の出力軸５ｂは、プロペラシャフト６，図示しないディファレンシャル及びドライブシャフトを介して左右の駆動輪７に接続されている。したがって、クラッチ３が接続されているときには、エンジン２の出力軸２ａと電動機４の回転軸４ａの双方が駆動輪７と機械的に接続され、クラッチ３が切断されているときには、電動機４の回転軸４ａのみが駆動輪７と機械的に接続された状態となる。

電動機４は、バッテリ１０に蓄えられた直流電力がインバータ８によって交流電力に変換されて供給されることにより電動機（モータ）として作動し、その駆動力が変速機５によって適切な速度に変換された後に駆動輪７に伝達され、車両１を駆動する。また、車両減速時には、電動機４が発電機として作動し、駆動輪７の回転による運動エネルギが変速機５を介して電動機４に伝達され、交流電力に変換されることにより回生制動力を発生する。そして、この交流電力はインバータ８によって直流電力に変換された後、バッテリ１０に充電され、駆動輪７の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。

エンジン２は、クラッチ３の接続時では、その駆動力が電動機４の回転軸４ａを経由して変速機５に伝達され、適切な速度に変速された後に駆動輪７に伝達され、車両１を駆動する。つまり、電動機４がモータとして作動しているときにエンジン２の駆動力が駆動輪７に伝達される場合には、エンジン２の駆動力と電動機４の駆動力とがそれぞれ駆動輪７に伝達されて車両１を駆動する。

このように、少なくともバッテリ１０に蓄えられた電力を消費して走行する走行態様（走行モード）を、ＣＤ（Charge Depleting）走行モード（第一走行モード）という。すなわち、ＣＤ走行モードには、電動機４のみで駆動されて走行する場合と、電動機４及びエンジン２で駆動されて走行する場合とがあり、このＣＤ走行モードでは主として電動機４が用いられるため、バッテリ１０に蓄えられている電力は消費され、バッテリ１０の充電率は徐々に低下する。

一方、バッテリ１０に蓄えられた電力量、すなわちバッテリ１０の充電率（State of Charge，以下ＳＯＣともいう）が低下してバッテリ１０を充電する必要がある場合は、クラッチ３が接続され、エンジン２の駆動力の一部によって電動機４が駆動される。このとき、電動機４は発電機として作動する。これにより発電が行われて、発電された交流電力がインバータ８で直流電力に変換された後にバッテリ１０に充電されて充電率が上昇する。

すなわち、電動機４が発電機として作動されているときは、エンジン２の駆動力のみ（エンジン２の駆動力の残りの部分のみ）が駆動輪７に伝達され、車両１を駆動する。これにより、車両１は、バッテリ１０の充電率を所定の範囲内に維持して又は充電率を上昇させて走行する。なお、この所定の範囲は、例えば後述の運用充電率範囲の下限値近傍（下限値を挟んで所定範囲，下限値を最大とした所定範囲，下限値を最小とした所定範囲）に設定される。このように、エンジン２と電動機４とを用いてバッテリ１０に蓄えられた電力を維持して、又は電力を増加させて走行する走行態様（走行モード）を、ＣＳ（Charge Sustaining）走行モード（第二走行モード）という。

これらの走行モード（ＣＤ走行モード及びＣＳ走行モード）は、バッテリ１０の充電率によって切り替えられる。また、ＣＤ走行モード及びＣＳ走行モードの切り替えは、後述の切替制御部１５ｄによって行われる。

バッテリ１０は、バッテリケース内に複数の電池モジュールが収容された組電池であり、電動機４に対して電力を入出力可能（充放電可能）に構成されている。さらに各電池モジュールは、例えばそのケース内に複数の電池セルが直列に接続されて収容された組電池である。なお、電池モジュールや電池セルの数は出力やスペース等の関係によって適宜決定される。また、バッテリケースは、車室内（例えば、車両１のトランクルーム内やインパネの内部等）の位置に固定されている。また、バッテリ１０の近傍には、バッテリ１０を加温するためのヒータ１１が設けられている。

バッテリ１０は、予め使用（運用）することができる充電率の範囲（運用充電率範囲）が設定されている。この運用充電率範囲とは、例えばバッテリ１０の耐久性や、バッテリ１０を搭載した電気機器が要求する出力や、バッテリ１０の運用上の要請等によって定められた電池内部の充電量の変動範囲である。一般的な電気自動車やハイブリッド車等の電動車両に搭載されるバッテリでは、この運用充電率範囲の上限は１００％に設定され、下限は４０％前後に設定され、充電率が下限値未満に追い込まれないように（低下しないように）バッテリ１０が運用される。なお、この下限値はバッテリの種類によって適宜設定される。また、充電率とは、電池に充電されている電力を簡便に把握するための指標の一つであり、例えば満充電時の容量（電池内に残存する電気量）に対する残容量の百分率で表現され、式で表すと以下の式（１）で定義される。

ヒータ１１は、例えばＰＴＣヒータ等の加温器であって、後述の車両ＥＣＵ１５によってスイッチのオンオフが制御される。バッテリ１０とヒータ１１とは流路１１ａで接続されており、ヒータ１１で加熱された空気はこの流路１１ａを通ってバッテリケース内に流れ、バッテリ１０を加温する。また、バッテリ１０には冷気を取り入れるための流路（図示略）も設けられ、バッテリケース内に冷気が流れることによりバッテリ１０を冷却する。

また、車両１には、これら装置を制御する電子制御装置（Electric Control Unit，以下ＥＣＵという）が設けられる。すなわち、車両１には、エンジン２を制御するエンジンＥＣＵ（ＥＮＧ＿ＥＣＵ）１２，インバータ８を制御するインバータＥＣＵ１３，バッテリ１０の管理や制御及びヒータ１１の制御等を行う車両ＥＣＵ（制御装置）１５がそれぞれ設けられる。車両ＥＣＵ１５は、エンジンＥＣＵ１２，インバータＥＣＵ１３を通じて車両１の統合制御も実施する。エンジンＥＣＵ１２，インバータＥＣＵ１３及び車両ＥＣＵ１５は、それぞれメモリ（ＲＯＭ，ＲＡＭ）及びＣＰＵ等で構成されるコンピュータである。
なお、エンジンＥＣＵ１２及びインバータＥＣＵ１３の各機能については、周知の技術を適用可能であるため、詳細については省略する。

［２．制御構成］
本実施形態の車両ＥＣＵ１５では、車両１がＣＤ走行モードで走行している場合に、ＣＤ走行モードからＣＳ走行モードに切り替える切替制御が実施される。このとき、適切なタイミングで走行モードが切り替えられるように構成されている。
車両ＥＣＵ１５は、上記の制御を実現するために、バッテリ管理部１５ａとしての機能要素と、劣化度推定部１５ｂとしての機能要素と、設定部１５ｃとしての機能要素と、切替制御部１５ｄとしての機能要素とを有している。

バッテリ管理部（充電率推定手段）１５ａは、バッテリ１０の温度や電圧、インバータ８とバッテリ１０との間に流れる電流等を検出し、バッテリ１０の状態を監視するものである。ここでは、バッテリ管理部１５ａは、検出した情報からバッテリ１０の充電率を推定する充電率推定手段として機能する。

バッテリ管理部１５ａは、公知の手法によってバッテリ１０の充電率を推定する。例えば、特開２００８−１４５３４９号公報に記載されているように、バッテリ１０から充放電される電力量を追跡計算していく方法がある。すなわち、バッテリ１０の初期の充電量に対し、充電された電力量を加算していく一方、放電された電力量を減算していく方法である。この他に、例えば、特開平９−９８５０４号公報に記載されているように、バッテリ１０の充放電電力量を計測し、この充放電電力量をバッテリ１０の温度で補正してバッテリ１０の残容量を算出して充電率を推定する方法がある。なお、充電率の推定手法は特に限られず、種々の手法を適用可能である。バッテリ管理部１５ａで推定されたバッテリ１０の充電率の情報は、切替制御部１５ｄへ伝達される。

劣化度推定部（劣化度推定手段）１５ｂは、バッテリ１０の劣化の進行度合い（すなわち、劣化度）を推定するものである。ここで、劣化度（State of Health，以下ＳＯＨともいう）は、劣化の度合を数値化した指標の一つであり、例えば新品時の満充電容量に対するその時点での満充電容量の百分率で表現される。劣化度は、電池の残存寿命（健全性）とも呼ばれ、式で表すと以下の式（２）で定義される。つまり、劣化度は、ＳＯＨ＝１００％が新品であることを意味し（すなわち、劣化度の値が高いほど劣化が進行していないことを意味し）、劣化度の値が低いほど劣化が進行していること（すなわち、電池の残存寿命が短くなっていること）を意味する。

劣化度推定部１５ｂは、公知の手法によってバッテリ１０の劣化度を推定する。例えば、特開２０００−１３１４０４号公報や特開２０１０−７８５３０号公報に記載されているように、電池の満充電時の容量と電池の内部抵抗とから劣化度を推定する方法がある。なお、劣化度の推定手法は特に限られず、種々の手法を適用可能である。劣化度推定部１５ｂで推定されたバッテリ１０の劣化度の情報は、設定部１５ｃへ伝達される。

設定部（設定手段）１５ｃは、劣化度推定部１５ｂで推定されたバッテリ１０の劣化度に応じて、車両１の走行モードを切り替えるための閾値を設定するものである。
上記したように、ＣＤ走行モードとＣＳ走行モードとは、バッテリ１０の充電率によって切り替えられる。すなわち、走行モードを切り替えるための閾値はバッテリ１０の充電率である。以下、この閾値のことを切替充電率（切替ＳＯＣ）という。ＣＤ走行モードでは、バッテリ１０に蓄えられた電力を積極的に消費して（言い換えると、バッテリ１０による出力を優先して）走行するため、バッテリ１０の充電率は徐々に低下する。しかし、バッテリ１０には運用充電率範囲が設定されており、バッテリ１０の充電率がこの運用充電率範囲の下限値を下回るような使用は避ける必要がある。そのため、走行モードの切替充電率は、予めバッテリ１０の新品時における運用充電率範囲の下限値（例えば、ＳＯＣ＝４０％）に設定されている。

なお、予め設定された切替充電率を初期切替充電率という。初期切替充電率をバッテリ１０の新品時における運用充電率範囲の下限値に設定する理由は、燃費向上及び排気ゼロを考慮して、ＣＤ走行モードをできるだけ長く実施するためである。つまり、バッテリ１０を使用することができる範囲（運用充電率範囲）の下限値でＣＤ走行モードからＣＳ走行モードに切り替えるほうが、より燃費を向上させることができ、且つ、排気ゼロの時間を長くすることができるからである。また、新品時のバッテリ１０を基準とするのも同様の理由による。

設定部１５ｃは、バッテリ１０の劣化度が低いほど（劣化が進行しているほど）、初期切替充電率よりも大きな値を、その劣化度に応じた切替充電率として設定する。すなわち、この設定部１５ｃは、初期切替充電率に対して、劣化度に応じた補正量を加算して、初期切替充電率よりも大きな値を切替充電率として設定する。これは、電池はその劣化度が低下すると、新品時と同一の充電率であっても電池容量が低下し、取り出せる電池出力も低下するためである。

これについて、図２を用いて説明する。図２は、横軸にバッテリ１０の劣化度（ＳＯＨ）をとり、縦軸に電池出力（すなわち、電池容量）をとった棒グラフである。それぞれの劣化度における棒グラフの長さは、その劣化度においてバッテリ１０を満充電状態（ＳＯＣ＝１００％）としたときに得られる電池出力（最大電池容量）を意味する。また、それぞれの棒グラフの左側には充電率を、右側には電圧を示す。なお、図２に示す数値は一例であって、これに限られない。

図２に示すように、新品時（ＳＯＨ＝１００％）のバッテリ１０は、その充電率（ＳＯＣ）が例えば運用充電率範囲の下限値（ＳＯＣ＝４０％）のときに、車両１において必要とされる電池出力の最低値（必要下限出力）を確保することができる。しかし、劣化度が低下したバッテリ１０（例えば、ＳＯＨ＝８５％やＳＯＨ＝７０％）は、その充電率がこの下限値である４０％のときには、必要下限出力を確保することができない。なお、この必要下限出力は、例えば発進性や加速性，登坂性を最低限確保するための電池出力や、変速機５がＡＭＴの場合に変速トルク抜けを電動機４で最低限確保するための電池出力等であり、車両の種類や性能に応じて設定されるものである。

つまり、上記したように、電池は劣化度の低下によって電池出力（電池容量）が低下するので、同じ充電率であっても得られる出力が小さくなってしまう。そのため、設定部１５ｃは、劣化度が低いほど、ＣＤ走行モードからＣＳ走行モードへ切り替える切替充電率を初期切替充電率よりも高く設定して、必要下限出力を確保できるようにする。なお、図２中に示す破線は、新品時のときに必要下限出力が確保される充電率（すなわち、運用充電率範囲の下限値）である。この出力を確保するためには、ＳＯＨ＝８５％のバッテリでは、ＳＯＣ＝４７％のときにＣＤ走行モードからＣＳ走行モードへ切り替える必要があり（つまり、切替ＳＯＣ＝４７％）、ＳＯＨ＝７０％のバッテリでは、ＳＯＣ＝５７％のときにＣＤ走行モードからＣＳ走行モードへ切り替える必要がある（つまり、切替ＳＯＣ＝５７％）。

バッテリ１０の劣化度に応じた補正量の例を以下の表１に示す。表１では、劣化度が８５％に低下すると、７％の補正量が初期切替充電率に加算されて、劣化度８５％時の切替ＳＯＣ＝４７％と設定され、劣化度が７０％に低下すると、１７％の補正量が初期切替充電率に加算されて、劣化度７０％時の切替ＳＯＣ＝５７％と設定される。なお、この表１はあくまでも例示であって、補正量は電池の種類や性質等によって変わるため、車両１に搭載されるバッテリ１０に応じて予め車両ＥＣＵ１５に記憶される。

切替制御部（切替制御手段）１５ｄは、バッテリ管理部１５ａで推定されたバッテリ１０の充電率が設定部１５ｃで設定された切替充電率以下になったときに、ＣＤ走行モードからＣＳ走行モードへの切り替えを実施するものである。すなわち、この切替制御部１５ｄは、ＣＤ走行モードでの走行中に、バッテリ１０の充電率とバッテリ１０の劣化度に応じた切替充電率とを比較して、バッテリ１０の充電率が切替充電率以下になったと判断したら、ＣＳ走行モードに切り替える。具体的には、切替制御部１５ｄは、クラッチ３を接続し、電動機４を発電機として作動させてエンジン２の駆動力の一部をバッテリ１０へ電力として充電するようにクラッチ３や電動機４等を制御する。

［３．フローチャート］
次に、図３を用いて車両ＥＣＵ１５で実施されるＣＤ走行モードからＣＳ走行モードへの切替制御の手順の例を説明する。このフローチャートは、所定の周期で動作する。また、下記の各ステップは、コンピュータのハードウェアに割り当てられた各機能（手段）が、ソフトウェア（コンピュータプログラム）によって動作することによって実施される。
図３のフローチャートは、車両１がＣＤ走行モードで走行し始めたときにスタートする。

図３に示すように、まず、ステップＳ１０において、フラグＦ＝０であるか否かを判定する。ここで、フラグＦとは、前述した設定部１５ｃによる劣化度に応じた切替充電率の設定がされたか否かをチェックするための変数であり、制御開始時はフラグＦ＝０と設定されている。そのため、制御開始時はステップＳ１０においてＹＥＳルートとなり、ステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０において、劣化度推定部１５ｂによってバッテリ１０の劣化度が推定される。次いでステップＳ３０において、設定部１５ｃによって切替充電率（切替ＳＯＣ）の設定が実施され、劣化度に応じた切替充電率が取得される。そして、ステップＳ４０でフラグＦがＦ＝１に設定されてステップＳ５０へ進む。

ステップＳ５０では、バッテリ管理部１５ａによってバッテリ１０の充電率が推定される。そして、ステップＳ６０において、推定された充電率が設定された切替充電率以下になったか否かが判定される。推定された充電率が設定された切替充電率よりも大きい場合は、ＮＯルートからリターンする。一方、ステップＳ６０において推定された充電率が設定された切替充電率以下であると判定されたら、ＹＥＳルートからステップＳ７０へ進み、ＣＤ走行モードからＣＳ走行モードへ切替制御が実施される。そして、ステップＳ８０においてフラグＦがＦ＝０にリセットされて終了する。

また、ステップＳ６０からリターンされた場合は、ステップＳ１０において再びフラグＦがＦ＝０であるか否かの判定が実施される。このとき、フラグＦはＦ＝１に設定されているので、ステップＳ１０の判定ではＮＯルートからステップＳ５０へ進み、ステップＳ５０〜Ｓ８０が繰り返される。つまり、ステップＳ２０での劣化度の推定及びステップＳ３０での劣化度に応じた切替充電率の設定は、制御フローがスタートされたときのみ（つまり、車両１のＣＤ走行モードでの走行開始後一度だけ）実施される。

［４．効果］
したがって、本制御装置によれば、バッテリ１０の劣化が進行して（劣化度が低下して）電池容量が低下しても、劣化が進行しているほどＣＤ走行モードとＣＳ走行モードとを切り替える切替充電率（切替ＳＯＣ）が大きく設定され、この設定された切替充電率でＣＤ走行モードとＣＳ走行モードとが切り替えられるので、バッテリ１０の充電率が運用充電率範囲の下限値よりも小さくなる（すなわち、下限値未満に追い込まれる）ことを防ぐことができる。つまり、バッテリ１０の容量低下に伴って出力が低下しても、最低限必要とされる電池出力を確保することができる。また、バッテリ１０の劣化進行に伴って容量が低下しても、切替充電率が大きく設定されるため、バッテリ１０の過放電による劣化の進行を防止することができる。

また、ＣＤ走行モードで走行中に、バッテリ１０の充電率が切替充電率以下になったときにＣＳ走行モードに切り替えるため、ＣＤ走行モードからＣＳ走行モードへの切り替えを適切なタイミングで実施することができる。
また、初期切替充電率がバッテリ１０の運用充電率範囲の下限値に設定されており、この初期切替充電率に補正量を加算して劣化度に応じた切替充電率を設定するため、できるだけＣＤ走行モードでの走行を実施することができる。つまり、バッテリ１０を使用することができる範囲（運用充電率範囲）の下限値でＣＤ走行モードからＣＳ走行モードに切り替えるため、より燃費を向上させることができ、且つ、排気ゼロの時間を長くすることができる。
また、劣化度に応じた切替充電率の設定が車両１のＣＤ走行モードでの走行開始後一度だけ実施されるため、フラグを用いて長期的な劣化の進行度合いを判定することで制御安定性を向上させることができる。

［５．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上記実施形態では、切替充電率でＣＤ走行モードからＣＳ走行モードへ切り替える制御を説明したが、ＣＳ走行モードで走行しているときに、例えば減速によって高い回生エネルギが得られ、バッテリ１０の充電率が上昇して切替充電率よりも高くなった場合に、ＣＳ走行モードからＣＤ走行モードへ切り替えるように構成してもよい。すなわち、切替充電率は、走行モードをいずれかに切り替えるための閾値としてもよい。

この場合、ＣＳ走行モードからＣＤ走行モードへ切り替えるための閾値（ＣＳ／ＣＤ切替充電率，第二の切替充電率）をＣＤ走行モードからＣＳ走行モードへ切り替えるための閾値（ＣＤ／ＣＳ切替充電率）よりも大きな値とする。例えば、上記した実施形態の表１の切替ＳＯＣに対して、それぞれ１０％ずつ大きくした値をＣＳ／ＣＤ切替充電率として設定する。そして、これらの閾値をそれぞれバッテリ１０の劣化が進行しているほど大きく設定するように構成してもよい。このようにＣＳ／ＣＤ切替充電率を設定し、さらにこの切替充電率についてもバッテリ１０の劣化が進行しているほど大きくすることにより、ＣＳ走行モードで走行中にバッテリ１０の充電率が上昇してＣＳ／ＣＤ切替充電率以上になったら、ＣＤ走行モードに切り替えて燃費向上及び排気ゼロを図ることができる。

また、初期切替充電率は、新品時のバッテリ１０の運用充電率範囲の下限値に設定されていなくてもよく、例えば下限値よりも余裕を持たせて設定し、バッテリ１０の出力確保を確実に行えるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、パラレル式のハイブリッド車を例として説明したが、車両は、少なくともバッテリに蓄えられた電力を消費して走行する走行モードと、エンジンと電動機とを用いてバッテリに蓄えられた電力を維持して又は増加させて走行する走行モードとを切り替えて走行できるものであればよく、例えばパラレル式ハイブリッド車にシリーズ式ハイブリッド車を組み合わせたシリーズ・パラレル式ハイブリッド車であってもよい。

１ 車両（ハイブリッド車）
２ エンジン
４ 電動発電機（電動機）
１０ バッテリ
１５ 車両ＥＣＵ
１５ａ バッテリ管理部（充電率推定手段）
１５ｂ 劣化度推定部（劣化度推定手段）
１５ｃ 設定部（設定手段）
１５ｄ 切替制御部（切替制御手段）

Claims (4)

1. 駆動源としてのエンジン及び電動機と、該電動機に対して電力を入出力可能に構成され運用充電率範囲が設定されたバッテリとを備え、少なくとも前記バッテリに蓄えられた電力を消費して走行する第一走行モードと、前記エンジンと前記電動機とを用いて前記バッテリに蓄えられた電力を維持して又は増加させて走行する第二走行モードとを所定の切替充電率で切り替えて走行するハイブリッド車の制御装置であって、
   前記バッテリの充電率を推定する充電率推定手段と、
   前記バッテリの劣化の進行度合いを推定する劣化度推定手段と、
   前記劣化度推定手段で推定された前記バッテリの劣化が進行しているほど前記切替充電率を大きく設定する設定手段とを備える
   ことを特徴とする、ハイブリッド車の制御装置。
2. 前記第一走行モードと第二走行モードとを切り替える切替制御手段を備え、
   前記切替制御手段が、前記充電率推定手段で推定された前記充電率が前記設定手段で設定された切替充電率以下になったときに、前記第一走行モードから前記第二走行モードへ切り替える
   ことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド車の制御装置。
3. 前記切替制御手段が、前記充電率推定手段で推定された前記充電率が前記設定手段で設定された前記切替充電率よりも大きい第二の切替充電率以上になったときに、前記第二走行モードから前記第一走行モードへ切り替える
   ことを特徴とする、請求項２記載のハイブリッド車の制御装置。
4. 前記バッテリが新品のときの前記切替充電率が、前記バッテリの前記運用充電率範囲の下限値に設定されている
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車の制御装置。

Images