JP2021126909A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリを充電させるために内燃機関の出力パワーを増加させると、条件によっては排気に含まれる粒子状物質の増加を招く可能性がある。【解決手段】ハイブリッド車両は、駆動源としての内燃機関と、内燃機関の出力に基づき発電可能であるとともに電力の供給を受けて駆動可能なモータジェネレータと、モータジェネレータとの間で電力を授受するバッテリと、内燃機関の出力パワー、及びバッテリの充放電パワーを制御する車両制御ユニットとを備える。車両制御ユニットは、機関冷却水温度ＴＨＷが、内燃機関が冷却状態にあるか否かを判定するための値として予め定められた第２規定値ＴＨ２未満である場合には、バッテリ出力パワーＰＢを下限値ＰＢ以上の値に制限する。【選択図】図４

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

特許文献１のハイブリッド車両は、駆動源として、内燃機関とモータジェネレータとを備えている。内燃機関とモータジェネレータとは歯車機構を介して駆動連結されていて、内燃機関の出力に基づきモータジェネレータが発電可能になっている。また、ハイブリッド車両には、モータジェネレータとの間で電力を授受するバッテリが搭載されている。モータジェネレータが発電した電力はバッテリに供給され、当該バッテリが充電される。また、バッテリからモータジェネレータへと電力が供給されたときには、モータジェネレータが駆動して、内燃機関の出力と共に車両の駆動力として利用される。

特開２０１７−１３７７７３号公報

特許文献１に開示されているようなハイブリッド車両においては、車両の状況に応じてモータジェネレータに発電させて、その発電電力をバッテリへ充電パワーとして供給することがある。このとき、内燃機関の出力パワーとバッテリの充放電パワーとを合わせた全体の走行パワーが急変しないように、内燃機関の出力パワーが増加される。しかし、内燃機関の出力パワーを増加させると、条件によっては排気に含まれる粒子状物質の増加を招く可能性がある。

上記課題を解決するため、本発明は、駆動源としての内燃機関と、前記内燃機関の出力に基づき発電可能であるとともに電力の供給を受けて駆動可能なモータジェネレータと、前記モータジェネレータとの間で電力を授受するバッテリとを備えたハイブリッド車両に適用され、前記内燃機関の出力パワー、及び前記バッテリの充放電パワーを制御する制御装置であって、前記内燃機関の温度が、当該内燃機関が冷却状態にあるか否かを判定するための値として予め定められた規定値未満である場合には、前記モータジェネレータから前記バッテリへの充電パワーを、予め定められた限界値以下に制限する。

上記発明によれば、排気に粒子状物質が発生しやすい冷間始動時には、バッテリの充電容量が低くなったとしても、バッテリへと供給される充電パワーが過度に大きくなることはない。したがって、冷間始動時にバッテリを充電するために内燃機関の出力パワーが過度に大きくなることはなく、冷間始動時における粒子状物質の増加を抑制できる。

ハイブリッドシステムの概略構成図。 内燃機関の動作ラインを示す説明図。 バッテリ出力とバッテリの充電容量との関係を示すマップ。 バッテリ出力パワー算出処理のフローチャート。

以下、内燃機関の制御装置が適用されたハイブリッド車両Ｃの一実施形態を、図面を参照して説明する。先ず、ハイブリッド車両のハイブリッドシステムの概略構成について説明する。

図１に示すようにハイブリッド車両Ｃには、当該ハイブリッド車両Ｃの駆動源として内燃機関１０が搭載されている。また、ハイブリッド車両Ｃには、内燃機関１０とは別の駆動源として第１モータジェネレータ７１と第２モータジェネレータ７２とが搭載されている。第１モータジェネレータ７１及び第２モータジェネレータ７２は、いずれも電力の供給を受けて駆動するモータとしての機能、内燃機関１０の出力に基づき発電可能な発電機としての機能を有する。

ハイブリッド車両Ｃには、第１モータジェネレータ７１及び第２モータジェネレータ７２との間で電力を授受するバッテリ７７が設けられている。バッテリ７７は、発電機として機能しているときの第１モータジェネレータ７１及び第２モータジェネレータ７２が発電した電力を蓄える。また、バッテリ７７は、モータとして機能しているときの第１モータジェネレータ７１及び第２モータジェネレータ７２に対して電力を供給する。

ハイブリッド車両Ｃには、バッテリ７７に対する電力を変換するための第１インバータ７５及び第２インバータ７６が設けられている。第１インバータ７５は、第１モータジェネレータ７１とバッテリ７７との間の電力の授受量を調整し、第２インバータ７６は、第２モータジェネレータ７２とバッテリ７７との間の電力の授受量を調整する。

バッテリ７７には、当該バッテリ７７の電流及び電圧を検出するバッテリセンサ７８が取り付けられている。バッテリセンサ７８は、検出した電流及び電圧に関する情報をバッテリ情報Ｂとして出力する。また、バッテリ７７には、当該バッテリ７７の温度を、バッテリ温度ＴＨＢとして検出する温度センサ７９が取り付けられている。温度センサ７９は、検出値したバッテリ温度ＴＨＢに関する検出信号を出力する。

ハイブリッド車両Ｃには、第１遊星ギア機構４０が設けられている。第１遊星ギア機構４０は、外歯歯車のサンギア４１と、サンギア４１と同軸配置されている内歯歯車のリングギア４２とを有している。サンギア４１とリングギア４２との間には、サンギア４１及びリングギア４２の双方と噛み合う複数のピニオンギア４３が配置されている。各ピニオンギア４３は、自転及び公転が自在な状態でキャリア４４に支持されている。こうした第１遊星ギア機構４０のキャリア４４には、内燃機関１０の出力軸であるクランクシャフト１４が連結され、サンギア４１には、第１モータジェネレータ７１が連結されている。また、リングギア４２には、リングギア軸４５が接続されている。そして、リングギア軸４５には、減速機構６０及び差動機構６１を介して駆動輪６２が連結されている。加えてリングギア軸４５には、第２遊星ギア機構５０を介して第２モータジェネレータ７２が連結されている。

第２遊星ギア機構５０は、外歯歯車のサンギア５１と、サンギア５１と同軸配置されている内歯歯車のリングギア５２とを有している。また、サンギア５１とリングギア５２との間には、サンギア５１及びリングギア５２の双方と噛み合う複数のピニオンギア５３が配置されている。各ピニオンギア５３は、自転自在であるものの公転不能になっている。そして、第２遊星ギア機構５０のリングギア５２にはリングギア軸４５が、サンギア５１には第２モータジェネレータ７２がそれぞれ接続されている。

図１に示すように、内燃機関１０には、燃料を燃焼させるための複数の気筒１１が区画されている。図示は省略するが、各気筒１１内にはピストンが収容されていて、ピストンはコネクティングロッドを介して内燃機関１０のクランクシャフト１４に連結されている。

各気筒１１には、当該気筒１１内に吸気を導入する吸気通路１５が接続されている。吸気通路１５の途中には、吸気通路１５を流通する吸気量ＧＡを検出するエアフロメータ８１が取り付けられている。吸気通路１５におけるエアフロメータ８１よりも下流側には、燃料を噴射する気筒１１毎の燃料噴射弁１７が取り付けられている。また、吸気通路１５における燃料噴射弁１７よりも下流側には、吸気通路１５を開閉する気筒１１毎の吸気バルブ１６が配置されている。これらの吸気バルブ１６の開閉のタイミングは、可変バルブタイミング機構１８で調整される。

各気筒１１には、当該気筒１１内の排気を排出する排気通路２１が接続されている。排気通路２１の途中には、排気を浄化する触媒２２が配置されている。排気通路２１における触媒２２よりも下流側には、排気中の微粒子を捕集するフィルタ２３が配置されている。

内燃機関１０において、気筒１１の周囲には、冷却水が流通するウォータジャケット１９が区画されている。ウォータジャケット１９の下流端には、当該ウォータジャケット１９から流出する冷却水の温度を、機関冷却水温度ＴＨＷとして検出する水温センサ８２が取り付けられている。なお、この実施形態では、機関冷却水温度ＴＨＷを、内燃機関１０の温度を示すものとしている。

次に、ハイブリッドシステムの制御構成について説明する。
ハイブリッド車両Ｃには、ハイブリッドシステムを統括的に制御する制御装置としての車両制御ユニット１００が搭載されている。車両制御ユニット１００は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサとして構成し得る。なお、車両制御ユニット１００は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等の１つ以上の専用のハードウェア回路、またはそれらの組み合わせを含む回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）として構成してもよい。プロセッサは、ＣＰＵ及び、ＲＡＭ並びにＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

車両制御ユニット１００には、ハイブリッド車両Ｃに取り付けられている各種センサからの検出値が入力される。具体的には、車両制御ユニット１００には、エアフロメータ８１が検出する吸気量ＧＡや、水温センサ８２が検出する機関冷却水温度ＴＨＷに関する検出信号が入力される。また、車両制御ユニット１００には、アクセルペダルセンサ８３がアクセル操作量ＡＣＰとして検出するアクセルペダルの踏込量や、車速センサ８５が検出するハイブリッド車両Ｃの車速ＳＰに関する検出信号、クランク角センサ８７が検出するクランクシャフト１４の角度位置ＣＡに関する検出信号が入力される。車両制御ユニット１００は、クランクシャフト１４の角度位置ＣＡに関する検出信号に基づいて、クランクシャフト１４の単位時間あたりの回転数である機関回転数ＮＥを算出する。

また、車両制御ユニット１００には、バッテリセンサ７８からのバッテリ情報Ｂ、及び温度センサ７９からのバッテリ温度ＴＨＢに関する検出情報が入力される。車両制御ユニット１００は、バッテリ７７の電流、電圧、及びバッテリ温度ＴＨＢに基づいて、バッテリ７７の充電容量ＳＯＣを算出する。なお、この実施形態では、充電容量ＳＯＣは、満充電状態を１００％、放電しきった状態を０％として、０〜１００％の範囲内で算出されるものである。

車両制御ユニット１００は、アクセル操作量ＡＣＰ、吸気量ＧＡ、及び車速ＳＰ等の各種の情報に基づいて、ユーザの操作に従って車両を走行させるのに必要な走行パワーＰＴを算出する。また、車両制御ユニット１００は、上記走行パワーＰＴが実現できるように、内燃機関１０が出力するべきパワーであるエンジン出力パワーＰＥ、及びバッテリ７７が第１モータジェネレータ７１に出力するべきパワーであるバッテリ出力パワーＰＢを算出する。すなわち、車両制御ユニット１００は、エンジン出力パワーＰＥ及びバッテリ出力パワーＰＢを加算した値が走行パワーＰＴとなるように、エンジン出力パワーＰＥ及びバッテリ出力パワーＰＢを算出する。なお、この実施形態では、バッテリ出力パワーＰＢが正の値である場合には、バッテリ７７が放電して第１モータジェネレータ７１や第２モータジェネレータ７２に電力が供給され、これらがモータとして機能する。また、バッテリ出力パワーＰＢが負の値である場合には、第１モータジェネレータ７１や第２モータジェネレータ７２が発電機として機能し、これらからバッテリ７７に電力が供給されてバッテリ７７が充電される。

車両制御ユニット１００は、内燃機関１０を制御するためのマップの１つとして、動作マップを記憶している。この動作マップにおいては、機関回転数ＮＥと内燃機関１０の出力トルクである機関トルクＴＲとの関係を表した動作ラインＬＥが規定されている。動作ラインＬＥは、所定の条件の下でエンジン出力パワーＰＥを実現するのに必要となる機関回転数ＮＥと機関トルクＴＲとの組み合わせ、すなわち動作点をつなぎ合わせた線である。

この実施形態では、動作ラインＬＥは、例えば、図２に示すように、機関回転数ＮＥと機関トルクＴＲとを座標軸とする直交座標系で規定されている。ここで、内燃機関１０のエンジン出力パワーＰＥは、機関回転数ＮＥと機関トルクＴＲとの積で表すことができる。したがって、上記の直交座標系においては、図２において曲線ＬＰで例示するように、エンジン出力パワーＰＥが等しい出力線は反比例曲線になる。そして、特定のエンジン出力パワーＰＥに対応する曲線ＬＰと動作ラインＬＥとの交点が、特定のエンジン出力パワーＰＥを実現するのに要求される機関トルクＴＲ及び機関回転数ＮＥを示す動作点Ａ１である。

なお、図示は省略するが、車両制御ユニット１００には、複数の動作ラインＬＥが記憶されている。動作ラインＬＥの種類としては、燃費が最もよいという条件で動作点をつなぎ合わせた燃費優先の動作ライン、燃費優先の動作ラインで制御した場合よりも高い加速性能が得られるパワー優先の動作ライン、排気に含まれる粒子状物質の数が最小限に抑えられるエミッション優先の動作ラインなどが挙げられる。

車両制御ユニット１００は、バッテリ７７の充放電を制御するためのマップの１つとして、基本充放電マップを記憶している。基本充放電マップにおいては、バッテリ７７の充電容量ＳＯＣとバッテリ出力パワーＰＢとの関係を表した充放電ラインＬＢが規定されている。充放電ラインＬＢにおいては、バッテリ７７の充電容量が第１規定値ＳＯＣ１未満のときには、バッテリ出力パワーＰＢはゼロ未満の最小値−Ｘで一定である。そして、バッテリ７７の充電容量が第１規定値ＳＯＣ１以上であり、且つ第１規定値ＳＯＣ１よりも大きな値として定められた第２規定値ＳＯＣ２以下の場合には、バッテリ出力パワーＰＢが、充電容量ＳＯＣが大きくなるほど比例関数的に大きくなる。バッテリ７７の充電容量が第２規定値ＳＯＣ２以上のときには、バッテリ出力パワーＰＢはゼロより大きい最大値Ｘで一定である。

次に、車両制御ユニット１００によるバッテリ出力パワー算出処理について説明する。このバッテリ出力パワー算出処理は、ハイブリッドシステムが起動しているときには所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、以下の説明では、車両制御ユニット１００が、複数の動作ラインＬＥのうちの燃費優先の動作ラインに従って内燃機関１０を制御しているものとする。

図４に示すように、バッテリ出力パワー算出処理が開始されると、車両制御ユニット１００は、ステップＳ１１の処理を実行する。ステップＳ１１では、車両制御ユニット１００は、基本充電マップに基づいて、バッテリ出力パワーＰＢを算出する。具体的には、車両制御ユニット１００は、当該ステップＳ１１実行時点でのバッテリ７７の充電容量ＳＯＣを、基本充電マップに当てはめて、バッテリ出力パワーＰＢを算出する。その後、車両制御ユニット１００の処理は、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２では、車両制御ユニット１００は、エンジン動作点が、より燃費の良い動作点に変更されたか否かを判定する。ここで、図２に例示するように、１つの動作ラインＬＥ上において、最も燃費のよい動作点Ａ２が存在する。動作点Ａ２は、一般的には、機関トルクＴＲ及び機関回転数ＮＥが極端な値でなく、いずれも中程度であるときの動作点である。この実施形態では、動作ラインＬＥとして燃費優先の動作ラインが選択されており、且つ所定の条件を満たした場合に、動作点Ａ２に基づき機関トルクＴＲ及び機関回転数ＮＥを決定する。上記所定の条件としては、例えば、内燃機関１０のエンジン出力パワーが、第１モータジェネレータ７１、第２モータジェネレータ７２、駆動輪などに供給されている状態、すなわち内燃機関１０が負荷運転状態であること、アクセル操作量ＡＣＰが一定値以上であること、可変バルブタイミング機構１８が基準位置よりも進角側に制御されていないこと、触媒２２の暖機が完了していること、のすべての条件を満たすことである。エンジン動作点が変更されたと判定された場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）には、車両制御ユニット１００の処理は、ステップＳ１３に移行する。一方、エンジン動作点が変更されていない（ステップＳ１２：ＮＯ）と判定された場合には、車両制御ユニット１００の処理は、ステップＳ１３を飛ばしてステップＳ１４に移行する。

図４に示すように、ステップＳ１３では、車両制御ユニット１００は、動作ラインＬＥ上の動作点Ａ２に応じてエンジン出力パワーＰＥを決定し、このエンジン出力パワーＰＥに基づき、バッテリ出力パワーＰＢを算出する。ここで、ステップＳ１２において動作点Ａ２に変更した場合、それに伴って動作点Ａ２を通る曲線ＬＰも変更される。すなわち、動作点Ａ２に変更したことに伴い、エンジン出力パワーＰＥが、動作点Ａ２によって実現される値へと変更される。例えば、図２に示す動作ラインＬＥ上において、動作点Ａ１から動作点Ａ２へと変更された場合には、エンジン出力パワーＰＥが増加する。その一方で、動作点の変更前後においてハイブリッド車両Ｃの走行に要する走行パワーＰＴは変化しない。そこで、車両制御ユニット１００は、走行パワーＰＴから、動作点Ａ２に応じたエンジン出力パワーＰＥを減算した値を、新たなバッテリ出力パワーＰＢとして算出する。その後、車両制御ユニット１００の処理は、ステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１４では、車両制御ユニット１００は、当該ステップＳ１４実行時点でのバッテリ温度ＴＨＢが第１規定値ＴＨ１未満であるか否かを判定する。第１規定値ＴＨ１は、バッテリ７７が過度な冷却状態になっていないか否かを判定するための値であり、例えば−１０度である。バッテリ温度ＴＨＢが第１規定値ＴＨ１未満であると判定された場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、車両制御ユニット１００の処理は、ステップＳ１５に移行する。一方、バッテリ温度ＴＨＢが第１規定値ＴＨ１以上であると判定された場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、車両制御ユニット１００の処理は、ステップＳ１５を飛ばして、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１５では、車両制御ユニット１００は、当該ステップＳ１５実行時点での走行パワーＰＴ及びバッテリ７７の充電容量ＳＯＣに基づいて、バッテリ出力パワーＰＢを算出する。具体的には、車両制御ユニット１００は、走行パワーＰＴが第１所定値以下、又は充電容量が第１閾値以下の場合に、バッテリ出力パワーＰＢを負の一定の値、例えば最小値−Ｘにする。一方、車両制御ユニット１００は、走行パワーＰＴが第１所定値よりも大きな第２所定値以上、又は充電容量が第１閾値よりも大きな第２閾値以上の場合に、バッテリ出力パワーＰＢを正の一定の値、例えば最大値Ｘにする。また、車両制御ユニット１００は、上記のいずれにも該当しない場合には、バッテリ出力パワーＰＢをゼロに設定する。なお、上記の第１閾値は、図３に示す基本充放電マップにおける第１規定値ＳＯＣ１よりも大きな値であり、上記の第１閾値は、基本充放電マップにおける第２規定値ＳＯＣ２よりも小さな値である。その後、車両制御ユニット１００の処理は、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６では、車両制御ユニット１００は、機関冷却水温度ＴＨＷが、第２規定値ＴＨ２未満であるか否かを判定する。第１規定値ＴＨ１は、内燃機関１０が冷却状態にあるか否か、すなわち内燃機関１０が冷間始動されたか否かを判定するための値である。この実施形態では、第２規定値ＴＨ２として、第１規定値ＴＨ１と同じ値が設定されている。機関冷却水温度ＴＨＷが第２規定値ＴＨ２未満であると判定された場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、車両制御ユニット１００の処理は、ステップＳ１７に移行する。機関冷却水温度ＴＨＷが第２規定値ＴＨ２以上であると判定された場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、車両制御ユニット１００の処理は、ステップＳ１７及びステップＳ１８を飛ばして、ステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１７では、車両制御ユニット１００は、当該ステップＳ１７の実行開始直前時点で、それ以前のステップで算出されているバッテリ出力パワーＰＢが、下限値ＰＢｍｉｎ未満であるか否かを判定する。下限値ＰＢｍｉｎは、最小値−Ｘよりも大きな負の値として設定されており、例えば、最小値−Ｘの数分の１程度である。バッテリ出力パワーＰＢが下限値ＰＢｍｉｎ未満である場合（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、車両制御ユニット１００の処理はステップＳ１８に移行する。バッテリ出力パワーＰＢが下限値ＰＢｍｉｎ以上である場合（ステップＳ１７：ＮＯ）、車両制御ユニット１００の処理はステップＳ１８を飛ばして、ステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１８では、車両制御ユニット１００は、バッテリ出力パワーＰＢを、それ以前に算出された値に関わらず、下限値ＰＢｍｉｎに変更する。ここで、下限値ＰＢｍｉｎは負の値である。バッテリ出力パワーＰＢが負の値である場合には、バッテリ７７は充電される。したがって、ステップＳ１８では、バッテリ出力パワーＰＢが下限値ＰＢｍｉｎ未満でバッテリ７７への充電パワーが大きい場合に、その充電パワーを下限値ＰＢｍｉｎに対応する規定値に制限している。その後、車両制御ユニット１００の処理は、ステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１９では、車両制御ユニット１００は、当該ステップＳ１９実行時点での充電容量ＳＯＣが、予め定められた下限値ＳＯＣｍｉｎ未満であるか否かを判定する。下限値ＳＯＣｍｉｎは、バッテリ７７が安定して電力を供給できる下限の充電容量として定められており、例えば４０％程度である。充電容量ＳＯＣが下限値ＳＯＣｍｉｎ未満であると判定された場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、車両制御ユニット１００の処理はステップＳ２０に移行する。充電容量ＳＯＣが下限値ＳＯＣｍｉｎ以上であると判定された場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、車両制御ユニット１００の処理は、ステップＳ２０を飛ばして、ステップＳ２１に移行する。

ステップＳ２０では、車両制御ユニット１００は、バッテリ出力パワーＰＢを、それ以前に算出された値に関わらず、充電固定値ＰＢ１に変更する。この実施形態では、充電固定値ＰＢ１は、最小値−Ｘと同じ値である。その後、車両制御ユニット１００の処理は、ステップＳ２１に移行する。

ステップＳ２１では、車両制御ユニット１００は、ステップＳ２１では、車両制御ユニット１００は、当該ステップＳ２１実行時点での充電容量ＳＯＣが、予め定められた上限値ＳＯＣｍａｘを超えているか否かを判定する。上限値ＳＯＣｍａｘは、バッテリ７７が安定して電力を供給できる上限の充電容量として定められており、例えば８０％程度である。充電容量ＳＯＣが上限値ＳＯＣｍａｘを超えていると判定された場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、車両制御ユニット１００の処理はステップＳ２２に移行する。充電容量ＳＯＣが上限値ＳＯＣｍａｘ以上であると判定された場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、車両制御ユニット１００の処理は終了する。

ステップＳ２２では、車両制御ユニット１００は、バッテリ出力パワーＰＢを、それ以前に算出された値に関わらず、放電固定値ＰＢ２に変更する。この実施形態では、放電固定値ＰＢ２は、最大値Ｘと同じ値である。その後、車両制御ユニット１００の処理は終了する。

本実施形態の作用について説明する。
内燃機関１０が燃費優先の動作ラインに従って制御されている場合には、先ず、基本充電マップに基づいてバッテリ出力パワーＰＢが算出される。その後、燃費優先の動作ライン上においてエンジン動作点が、より燃費のよい動作点に変更された場合には、その動作点を実現できるバッテリ出力パワーＰＢに変更される。

また、バッテリ温度ＴＨＢが第１規定値ＴＨ１未満である場合、すなわち、バッテリ７７が冷却状態にある場合には、走行パワーＰＴ及び充電容量ＳＯＣに基づいて、バッテリ出力パワーＰＢが算出される。このときに算出されるバッテリ出力パワーＰＢは、走行パワーＰＴが第１所定値以下、又は充電容量が第１閾値以下の場合には、最小値−Ｘである。したがって、バッテリ７７は、最大限の速度で充電される。一方、バッテリ出力パワーＰＢは、走行パワーＰＴが第２所定値以上、又は充電容量が第２閾値以上の場合には、最大値Ｘである。したがって、バッテリ７７は、最大限の速度で放電する。

また、機関冷却水温度ＴＨＷが第２規定値ＴＨ２未満であるとき、すなわち、内燃機関１０が冷間始動されて依然として冷えた状態にある場合には、バッテリ出力パワーＰＢは、下限値ＰＢｍｉｎ以上の値に制限される。したがって、バッテリ７７は、放電するか、充放電されないか、下限値ＰＢｍｉｎの絶対値以下の充電パワーで充電されるかである。

さらに、充電容量ＳＯＣが下限値ＳＯＣｍｉｎ未満の場合には、バッテリ出力パワーＰＢが充電固定値ＰＢ１に変更され、バッテリ７７が強制的に充電される。そして、充電容量ＳＯＣが上限値ＳＯＣｍａｘを超えている場合には、バッテリ出力パワーＰＢが放電固定値ＰＢ２に変更され、バッテリ７７が強制的に放電される。

一連のバッテリ出力パワー算出処理によってバッテリ出力パワーＰＢが算出され、決定されると、車両制御ユニット１００は、走行パワーＰＴからバッテリ出力パワーＰＢを減算して、エンジン出力パワーＰＥを算出する。そして、図２に示すように、算出したエンジン出力パワーＰＥを示す曲線ＬＰと動作ラインＬＥとの交点である動作点Ａ１を求め、その動作点Ａ１を実現するべく、内燃機関１０を制御する。したがって、バッテリ出力パワー算出処理によってバッテリ出力パワーＰＢが変更されると、走行パワーＰＴが変わらなくても、動作点Ａ１が変更され、それに伴い内燃機関１０の機関回転数ＮＥ等も変化する。

本実施形態の効果について説明する。
（１）上記実施形態では、内燃機関１０が冷間始動されて依然として冷えた状態にある場合には、バッテリ７７が充電されるとしても、バッテリ７７への充電パワーが下限値ＰＢｍｉｎの絶対値以下に制限される。換言すれば、バッテリ７７への充電パワーが下限値ＰＢｍｉｎの絶対値を超えるような大きな値になることはない。このようにバッテリ７７への充電パワーが大きくなることを制限するので、バッテリ７７の充電容量ＳＯＣが低くなったときに、バッテリ７７を充電するために内燃機関１０のエンジン出力パワーＰＥが過度に大きくなることはない。したがって、冷間始動時に、エンジン出力パワーＰＥが大きくなることに起因して排気に含まれる粒子状物質が増加してしまうことは防げる。

（２）上記実施形態では、バッテリ７７が冷却状態にある場合には、基本充放電マップではなく、走行パワーＰＴ及び充電容量ＳＯＣに基づきバッテリ出力パワーＰＢが算出される。このときには、走行パワーＰＴが第１所定値より大きく第２所定値未満、且つ、充電容量ＳＯＣが第１閾値より第２閾値未満という状態を除けば、バッテリ７７は、最大の速度で充電又は放電される。バッテリ７７は充放電の際に発熱をするので、このように最大の速度で充電又は放電することで、バッテリ７７を速やかに昇温できる。

（３）上記実施形態では、充電容量ＳＯＣが下限値ＳＯＣｍｉｎ未満の場合にはバッテリ７７が強制的に充電され、充電容量ＳＯＣが上限値ＳＯＣｍａｘを超えている場合にはバッテリ７７が強制的に放電される。そのため、バッテリ７７の充電容量ＳＯＣを、当該バッテリ７７が安定して充放電可能な範囲内に収めることができ、また、バッテリ７７に過放電・過充電が生じることも防げる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。
・上記実施形態では、内燃機関１０、第１モータジェネレータ７１、及び第２モータジェネレータ７２を有するハイブリッド車両Ｃを例示したが、少なくとも１つの内燃機関と少なくとも１つのモータジェネレータとを有していて、内燃機関とモータジェネレータとが出力をやり取り可能になっていれば、どのような構成であっても、上記のバッテリ出力パワー算出処理に関する技術を適用でき得る。

・上記実施形態では、車両制御ユニット１００を１つの部材として説明したが、車両制御ユニット１００は複数のユニットやモジュールに分割されていることもある。複数のユニットやモジュールに分割されていても、通信することにより協調して動作するのであれば、ハイブリッド車両の制御装置として成立する。

・上記実施形態で示した動作ラインは例示であり、上記実施形態の動作ラインに加えて又は代えて他の動作ラインがあってもよい。
・上記実施形態では、燃費優先の動作ラインに従って内燃機関１０を制御しているものとして、バッテリ出力パワー算出処理を説明したが、他の動作ラインに従って内燃機関１０を制御している場合にも、同様のバッテリ出力パワー算出処理を実行してもよい。

・上記実施形態では、所定の条件を満たした場合により燃費の良い動作点に変更したが、この処理を省略してもよい。特に、燃費優先の動作ラインではない他の動作ラインで制御している場合には、燃費向上の要請が低いと考えられるので、燃費の良い動作点に変更する必要性は低いといえる。

・バッテリ温度ＴＨＢが第１規定値ＴＨ１未満であるときのバッテリ出力パワーＰＢの算出方法は、上記実施形態の例に限らない。基本充放電マップでバッテリ出力パワーＰＢを算出した場合よりも、大半の充電容量ＳＯＣの範囲で、バッテリ出力パワーＰＢの絶対値が大きければ、バッテリ７７の早期暖機が図れる。

・バッテリ温度ＴＨＢが第１規定値ＴＨ１未満であるか否かの判定や、バッテリ温度ＴＨＢが第１規定値ＴＨ１未満であるときのバッテリ出力パワーＰＢの算出を省略してもよい。図３に示す基本充放電マップでバッテリ出力パワーＰＢを算出した場合、ほぼ全ての充電容量ＳＯＣの範囲で、多少なりともバッテリ７７は充電又は放電されることになる。したがって、バッテリ７７は少なからず暖機される。

・内燃機関１０の温度は、機関冷却水温度ＴＨＷに限らず、他の温度を採用してもよい。あるいは、複数の温度センサの値から推測した温度や、複数の温度センサの値を平均化した温度を、内燃機関１０の温度として採用してもよい。

・上記実施形態では、下限値ＰＢｍｉｎを負の値にしたが、下限値ＰＢｍｉｎをゼロや正の値にしてもよい。下限値ＰＢｍｉｎを正の値にした場合、バッテリ７７が放電することもあり得るが、その場合には、バッテリ７７が放電した分、エンジン出力パワーＰＥは小さくなる。

・上記実施形態では、ステップＳ１６においてＹＥＳ、且つステップＳ１７においてＹＥＳの場合に、バッテリ出力パワーＰＢを下限値ＰＢｍｉｎに固定した。上記の場合において、バッテリ出力パワーＰＢは、必ずしも下限値ＰＢｍｉｎに固定する必要はない。この場合のバッテリ出力パワーＰＢは、下限値ＰＢｍｉｎ以上の範囲内で、充電容量ＳＯＣに応じて変動してもよい。

Ｃ…ハイブリッド車両
１０…内燃機関
７１…第１モータジェネレータ
７２…第２モータジェネレータ
７７…バッテリ
ＰＥ…エンジン出力パワー
ＰＢ…バッテリ出力パワー
ＰＴ…走行パワー
ＰＢｍｉｎ…下限値
ＴＨＷ…機関冷却水温度
ＴＨ２…第２規定値

Claims (1)

1. 駆動源としての内燃機関と、前記内燃機関の出力に基づき発電可能であるとともに電力の供給を受けて駆動可能なモータジェネレータと、前記モータジェネレータとの間で電力を授受するバッテリとを備えたハイブリッド車両に適用され、前記内燃機関の出力パワー、及び前記バッテリの充放電パワーを制御する制御装置であって、
   前記内燃機関の温度が、当該内燃機関が冷却状態にあるか否かを判定するための値として予め定められた規定値未満である場合には、前記モータジェネレータから前記バッテリへの充電パワーを、予め定められた限界値以下に制限する
   制御装置。

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