(57)【要約】  電動車両は、電動機と、内燃機関と、電動機との間で電力を入出力するように構成された蓄電装置と、内燃機関の出力を用いた発電によって蓄電装置の充電電力を発生する電力発生機構と、蓄電装置の状態値に基づいて蓄電装置の残容量を推定するための充電状態推定部と、充電状態推定部による残容量推定値に基づいて蓄電装置の充放電を制御するための充放電制御部とを備える。充放電制御部は、残容量推定値が予め定められた下限値よりも低下した場合には、内燃機関を負荷運転状態に制御することにより充電電力を発生させるとともに、所定の充電終了条件が成立したと判定されたときに内燃機関を無負荷運転状態または停止状態に制御するための充電指示部を含む。充電指示部は、蓄電装置の現在の状態における受入れ可能な充電電力が小さくなるほど、蓄電装置の充電時間がより短くなるように、充電終了条件を設定する。
2012111087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力を発生するための電力を蓄える蓄電装置（１０）と、
内燃機関（１８）と、
前記内燃機関（１８）の出力を用いた発電によって前記蓄電装置（１０）の充電電力を発生するための電力発生機構と、
前記蓄電装置（１０）の状態値に基づいて前記蓄電装置（１０）の残容量を推定するための充電状態推定部（１１０）と、
前記充電状態推定部（１１０）による残容量推定値に基づいて前記蓄電装置（１０）の充放電を制御するための充放電制御部（１５０，１５０Ａ）とを備え、
前記充放電制御部（１５０，１５０Ａ）は、
前記残容量推定値が予め定められた下限値よりも低下した場合には、前記内燃機関（１８）を負荷運転状態に制御することにより前記充電電力を発生させるとともに、所定の充電終了条件が成立したと判定されたときに前記内燃機関（１８）を無負荷運転状態または停止状態に制御するための充電指示部（１７０，１７０Ａ）を含み、
前記充電指示部（１７０，１７０Ａ）は、前記蓄電装置（１０）の現在の状態における受入れ可能な充電電力が小さくなるほど、前記蓄電装置（１０）の充電時間がより短くなるように、前記充電終了条件を設定する、電動車両。
【請求項２】
前記充電指示部（１７０，１７０Ａ）は、前記残容量推定値が充電終了閾値に達したときに前記充電終了条件が成立したと判定し、
前記充電終了閾値は、前記蓄電装置（１０）の現在の状態における受入れ可能な充電電力が小さくなるほど、小さい値に設定される、請求項１に記載の電動車両。
【請求項３】
前記残容量推定値および前記蓄電装置（１０）の温度に少なくとも基づいて、前記蓄電装置（１０）の現在の状態における充電電力上限値を設定するための上限値設定部（１６０）をさらに備え、
前記充電終了閾値は、前記充電電力上限値が小さくなるほど、小さい値に設定される、請求項２に記載の電動車両。
【請求項４】
前記蓄電装置（１０）は、前記蓄電装置（１０）の温度が低くなるほど前記充電電力上限値が低下する特性を有し、
前記充電指示部（１７０）は、前記蓄電装置（１０）の温度が所定温度よりも低いという第１の条件が成立すると、前記充電終了閾値を第１の値から第２の値へ低下させる、請求項３に記載の電動車両。
【請求項５】
前記充電指示部（１７０）は、前記第１の条件が成立した場合に、前記電動車両の車速が所定速度よりも低いときには、前記充電終了閾値を前記第１の値から前記第２の値へ低下させる、請求項４に記載の電動車両。
【請求項６】
前記充電指示部（１７０）は、前記蓄電装置（１０）の充電開始から所定時間が経過したときに前記充電終了条件が成立したと判定し、
前記所定時間は、前記蓄電装置（１０）の現在の状態における充電電力上限値が小さくなるほど、小さい値に設定される、請求項１に記載の電動車両。
【請求項７】
前記蓄電装置（１０）は、前記蓄電装置（１０）の温度が低くなるほど前記充電電力上限値が低下する特性を有し、
前記充電指示部（１７０）は、前記蓄電装置（１０）の温度が所定温度よりも低いという第１の条件が成立すると、前記所定時間を第１の値から第２の値へ低下させる、請求項６に記載の電動車両。
【請求項８】
前記充電指示部（１７０）は、前記第１の条件が成立した場合に、前記電動車両の車速が所定速度よりも低いときには、前記所定時間を前記第１の値から前記第２の値へ低下させる、請求項７に記載の電動車両。
【請求項９】
前記充電指示部（１７０Ａ）は、予め定められた前記内燃機関（１８）の間欠運転を許可するための間欠運転許可条件が成立していないと判定されたときには、前記間欠運転許可条件の成立時と比較して、前記蓄電装置（１０）の充電時間がより短くなるように、前記充電終了条件を変更する、請求項１に記載の電動車両。
【請求項１０】
前記充電指示部（１７０Ａ）は、前記残容量推定値が充電終了閾値に達したときに前記充電終了条件が成立したと判定し、
前記蓄電装置（１０）は、前記蓄電装置（１０）の温度が低くなるほど充電電力上限値が低下する特性を有し、
前記充電指示部（１７０Ａ）は、前記蓄電装置（１０）の温度が所定温度よりも低いという第１の条件が成立した場合に、前記間欠運転許可条件が成立するときには、前記充電終了閾値を第１の値から第２の値へ低下させる一方で、前記間欠運転許可条件が成立しないときには、前記充電終了閾値を前記第１の値から前記第２の値よりも小さい第３の値へ低下させる、請求項９に記載の電動車両。
【請求項１１】
前記充電指示部（１７０Ａ）は、前記蓄電装置（１０）の現在の状態における放電電力上限値が、停止状態の前記内燃機関（１８）を始動するのに必要な消費電力以上となることに少なくとも基づいて、前記間欠運転許可条件が成立したと判定する、請求項１０に記載の電動車両。
【請求項１２】
前記電力発生機構は、前記内燃機関（１８）の出力を用いた発電によって前記充電電力を発生するように構成された第１の電動機（ＭＧ１）を含み、
前記蓄電装置（１０）から電力の供給を受けて駆動軸に動力を出力可能に構成された第２の電動機（ＭＧ２）と、
前記内燃機関（１８）の動力を前記駆動軸および前記第１の電動機（ＭＧ１）の回転軸に分割するための動力分割機構（２２）とをさらに備える、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項１３】
前記電力発生機構は、前記内燃機関（１８）の出力を用いた発電によって前記充電電力を発生するように構成された発電機（ＭＧ１）を含み、
前記蓄電装置（１０）から電力の供給を受けて前記車両の駆動力を発生するように構成された電動機（ＭＧ２）をさらに備える、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項１４】
前記蓄電装置（１０）からの電力の供給を受けて前記車両の駆動力を発生するように構成された電動発電機（ＭＧ）をさらに備え、
前記電動発電機（ＭＧ）は、前記車両の駆動力を発生していない状態で前記内燃機関（１８）の出力を用いて発電する発電機として動作することにより、前記電力発生機構を構成する、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電動車両。
【請求項１５】
車両の駆動力を発生するための電力を蓄える蓄電装置（１０）と、内燃機関（１８）と、前記内燃機関（１８）の出力を用いた発電によって前記蓄電装置（１０）の充電電力を発生するための電力発生機構とを搭載した電動車両（５）の制御方法であって、
前記蓄電装置（１０）の状態値に基づいて前記蓄電装置（１０）の残容量を推定するステップと、
前記推定するステップによる残容量推定値に基づいて前記蓄電装置（１０）の充放電を制御するステップとを備え、
前記制御するステップは、
前記残容量推定値が予め定められた下限値よりも低下した場合には、前記内燃機関（１８）を負荷運転状態に制御することにより前記充電電力を発生させるとともに、所定の充電終了条件が成立したと判定されたときに前記内燃機関（１８）を無負荷運転状態または停止状態に制御するステップと、
前記蓄電装置（１０）の現在の状態における受入れ可能な充電電力上限値が小さくなるほど、前記蓄電装置の充電時間がより短くなるように、前記充電終了条件を設定するステップとを含む、電動車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両およびその制御方法に関し、より特定的には、内燃機関の出力を用いて車載蓄電装置を充電する機構を備えた電動車両における蓄電装置の充電制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車載蓄電装置からの電力によって車両駆動力を発生可能な電動車両において、内燃機関の出力を用いて車載蓄電装置の充電電力を発生する電力発生機構を備えたものが使用されている。この種の電動車両の一例として、特開２００４−００３４６０号公報（特許文献１）には、予め定められた条件に従って、車両の停車中にエンジンを一時的に停止するエコノミーランニングシステムを搭載したハイブリッド自動車が開示される。【０００３】
特許文献１によれば、車載蓄電装置である二次電池（バッテリ）の温度が予め定められた温度よりも高いとき、あるいはバッテリの充電量が予め定められた充電量よりも低い場合には、車両が停車してもエンジンの一時的な停止を禁止することによりエンジンを停止させない。そして、バッテリの温度が予め定められた温度より高いときには、バッテリへの充電を抑制するように充電電圧値または充電電流値を調整する。これにより、一時的な停止を禁止しないような充電量を維持しつつ、充電によるバッテリ内部の化学反応による反応熱およびバッテリの内部抵抗によるジュール熱の発生によってバッテリの温度が過度に上昇するのを抑制する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−００３４６０号公報
【特許文献２】特開２００３−２７２７１２号公報
【特許文献３】特開平９−０９８５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、バッテリの温度が高い場合には、充電によるバッテリの過度の温度上昇を抑制するように、バッテリへの充電電力が制限される。これにより、エンジンの一時的な停止を出来るだけ禁止させないようにしている。【０００６】
ここで、車載蓄電装置として代表的に使用される二次電池の性能は、温度依存性を有することが知られている。二次電池は、特に低温時に内部抵抗が上昇する温度依存性を有する。このため、高温時に限らず低温時においても、車載蓄電装置への充電電力を制限することが求められる。【０００７】
その一方で、車載蓄電装置の低温時に車載蓄電装置の充電電力を制限した場合には、車載蓄電装置の充電を行なうためにエンジンを作動させても、一向に車載蓄電装置の充電が進まない虞がある。このような事態となると、車載蓄電装置の充電量が予め定められた充電量に到達するまでに長時間エンジンを作動し続ける必要が生じてしまい、エネルギ効率（燃費）が悪化する可能性がある。また、エンジンが長時間作動し続けることによって、ハイブリッド車両の停車中においては、エンジンの駆動音が運転者に騒音として感知されてしまい、運転者に不快感を与える虞もある。【０００８】
それゆえ、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、内燃機関の出力を用いて車載蓄電装置の充電電力を発生する電動車両において、車載蓄電装置の受入れ可能な充電電力が制限される場面におけるエネルギ効率の低下を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のある局面に従えば、電動車両は、車両の駆動力を発生するための電力を蓄える蓄電装置と、内燃機関と、内燃機関の出力を用いた発電によって蓄電装置の充電電力を発生するための電力発生機構と、蓄電装置の状態値に基づいて蓄電装置の残容量を推定するための充電状態推定部と、充電状態推定部による残容量推定値に基づいて蓄電装置の充放電を制御するための充放電制御部とを備える。充放電制御部は、残容量推定値が予め定められた下限値よりも低下した場合には、内燃機関を負荷運転状態に制御することにより充電電力を発生させるとともに、所定の充電終了条件が成立したと判定されたときに内燃機関を無負荷運転状態または停止状態に制御するための充電指示部を含む。充電指示部は、蓄電装置の現在の状態における受入れ可能な充電電力が小さくなるほど、蓄電装置の充電時間がより短くなるように、充電終了条件を設定する。【００１０】
好ましくは、充電指示部は、残容量推定値が充電終了閾値に達したときに充電終了条件が成立したと判定する。充電終了閾値は、蓄電装置の現在の状態における受入れ可能な充電電力が小さくなるほど、小さい値に設定される。【００１１】
好ましくは、電動車両は、残容量推定値および蓄電装置の温度に少なくとも基づいて、蓄電装置の現在の状態における充電電力上限値を設定するための上限値設定部をさらに備える。充電終了閾値は、充電電力上限値が小さくなるほど、小さい値に設定される。【００１２】
好ましくは、蓄電装置は、蓄電装置の温度が低くなるほど充電電力上限値が低下する特性を有する。充電指示部は、蓄電装置の温度が所定温度よりも低いという第１の条件が成立すると、充電終了閾値を第１の値から第２の値へ低下させる。【００１３】
好ましくは、充電指示部は、第１の条件が成立した場合に、電動車両の車速が所定速度よりも低いときには、充電終了閾値を第１の値から第２の値へ低下させる。【００１４】
好ましくは、充電指示部は、蓄電装置の充電開始から所定時間が経過したときに充電終了条件が成立したと判定する。所定時間は、蓄電装置の現在の状態における充電電力上限値が小さくなるほど、小さい値に設定される。【００１５】
好ましくは、蓄電装置は、蓄電装置の温度が低くなるほど充電電力上限値が低下する特性を有する。充電指示部は、蓄電装置の温度が所定温度よりも低いという第１の条件が成立すると、所定時間を第１の値から第２の値へ低下させる。【００１６】
好ましくは、充電指示部は、第１の条件が成立した場合に、電動車両の車速が所定速度よりも低いときには、所定時間を第１の値から前記第２の値へ低下させる。【００１７】
好ましくは、充電指示部は、予め定められた内燃機関の間欠運転を許可するための間欠運転許可条件が成立していないと判定されたときには、間欠運転許可条件の成立時と比較して、蓄電装置の充電時間がより短くなるように、充電終了条件を変更する。【００１８】
好ましくは、充電指示部は、残容量推定値が充電終了閾値に達したときに充電終了条件が成立したと判定する。蓄電装置は、蓄電装置の温度が低くなるほど充電電力上限値が低下する特性を有する。充電指示部は、蓄電装置の温度が所定温度よりも低いという第１の条件が成立した場合に、間欠運転許可条件が成立するときには、充電終了閾値を第１の値から第２の値へ低下させる一方で、間欠運転許可条件が成立しないときには、充電終了閾値を第１の値から第２の値よりも小さい第３の値へ低下させる。【００１９】
好ましくは、充電指示部は、蓄電装置の現在の状態における放電電力上限値が、停止状態の内燃機関を始動するのに必要な消費電力以上となることに少なくとも基づいて、間欠運転許可条件が成立したと判定する。【００２０】
好ましくは、電力発生機構は、内燃機関の出力を用いた発電によって充電電力を発生するように構成された第１の電動機を含む。電動車両は、蓄電装置から電力の供給を受けて駆動軸に動力を出力可能に構成された第２の電動機と、内燃機関の動力を駆動軸および第１の電動機の回転軸に分割するための動力分割機構とをさらに備える。【００２１】
好ましくは、電力発生機構は、内燃機関の出力を用いた発電によって充電電力を発生するように構成された発電機を含む。電動車両は、蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力を発生するように構成された電動機をさらに備える。【００２２】
好ましくは、電動車両は、蓄電装置からの電力の供給を受けて車両の駆動力を発生するように構成された電動発電機をさらに備える。電動発電機は、車両の駆動力を発生していない状態で内燃機関の出力を用いて発電する発電機として動作することにより、電力発生機構を構成する。【００２３】
この発明の他の局面では、電動車両の制御方法であって、電動車両は、車両の駆動力を発生するための電力を蓄える蓄電装置と、内燃機関と、内燃機関の出力を用いた発電によって蓄電装置の充電電力を発生するための電力発生機構とを搭載する。制御方法は、蓄電装置の状態値に基づいて蓄電装置の残容量を推定するステップと、推定するステップによる残容量推定値に基づいて蓄電装置の充放電を制御するステップとを備える。制御するステップは、残容量推定値が予め定められた下限値よりも低下した場合には、内燃機関を負荷運転状態に制御することにより充電電力を発生させるとともに、所定の充電終了条件が成立したと判定されたときに内燃機関を無負荷運転状態または停止状態に制御するステップと、蓄電装置の現在の状態における受入れ可能な充電電力上限値が小さくなるほど、蓄電装置の充電時間がより短くなるように、充電終了条件を設定するステップとを含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、内燃機関の出力を用いて車載蓄電装置の充電電力を発生する電動車両において、車載蓄電装置の受入れ可能な充電電力が制限される場面におけるエネルギ効率の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】図１に示した動力分割機構の構成図である。
【図３】動力分割機構の共線図である。
【図４】本発明の実施の形態１による電動車両における車載蓄電装置の充放電制御を説明する機能ブロック図である。
【図５】図４に示した充放電制御部の構成をさらに説明する機能ブロック図である。
【図６】蓄電装置の充放電特性を示す図である。
【図７】図６に示した充電指示部による強制充電実施フラグの設定を説明する概念図である。
【図８】本実施の形態１による蓄電装置の強制充電を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。
【図９】図８のステップＳ０４の処理をさらに詳細に説明するフローチャートである。
【図１０】図８のステップＳ０４の処理の変更例を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態２による充放電制御部の構成を説明する機能ブロック図である。
【図１２】図１１に示した充電指示部による強制充電実施フラグの設定を説明する概念図である。
【図１３】本実施の形態２による蓄電装置の強制充電を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。
【図１４】本発明を適用可能なハイブリッド車両の他の構成例を示す概略構成図である。
【図１５】本発明を適用可能なハイブリッド車両の他の構成例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２７】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１による電動車両の代表例として示されるハイブリッド車両５の概略構成図である。
【００２８】
図１を参照して、ハイブリッド車両５は、エンジン（内燃機関）１８とモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とを搭載する。さらに、ハイブリッド車両５は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２に対して電力を入出力可能な蓄電装置１０を搭載する。
【００２９】
蓄電装置１０は、再放電可能な電力貯蔵要素であり、代表的には、リチウムイオン電池やニッケル水素などの二次電池が適用される。あるいは、電気二重層キャパシタなどの電池以外の電力貯蔵要素によって、蓄電装置１０を構成してもよい。図１には、ハイブリッド車両５のうちの蓄電装置１０の充放電制御に関連するシステム構成が記載されている。
【００３０】
監視ユニット１１は、蓄電装置１０に設けられた温度センサ１２、電圧センサ１３および電流センサ１４の出力に基づいて、蓄電装置１０の「状態値」を検出する。すなわち、「状態値」は、少なくとも蓄電装置１０の温度Ｔｂを含み、必要に応じて、蓄電装置１０の電圧Ｖｂおよび／または電流Ｉｂをさらに含む。上述のように、蓄電装置１０として代表的には二次電池が用いられるため、蓄電装置１０の温度Ｔｂ、電圧Ｖｂおよび電流Ｉｂについて、以下では、電池温度Ｔｂ、電池電圧Ｖｂおよび電池電流Ｉｂとも称する。また、電池温度Ｔｂ、電池電圧Ｖｂおよび電池電流Ｉｂを包括的に「電池データ」とも総称する。
【００３１】
なお、温度センサ１２、電圧センサ１３および電流センサ１４については、蓄電装置１０に設けられる温度センサ、電圧センサ、および電流センサのそれぞれを包括的に示すものである。すなわち、実際には、温度センサ１２、電圧センサ１３および電流センサ１４の少なくとも一部については、複数個設けられることが一般的である点について確認的に記載する。
【００３２】
エンジン１８、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２は、動力分割機構２２を介して機械的に連結される。
【００３３】
図２を参照して、動力分割機構２２についてさらに説明する。動力分割機構２２は、サンギヤ２０２と、ピニオンギヤ２０４と、キャリア２０６と、リングギヤ２０８とを含む遊星歯車によって構成される。
【００３４】
ピニオンギヤ２０４は、サンギヤ２０２およびリングギヤ２０８と係合する。キャリア２０６は、ピニオンギヤ２０４が自転可能であるように支持する。サンギヤ２０２はモータジェネレータＭＧ１の回転軸に連結される。キャリア２０６はエンジン１８のクランクシャフトに連結される。リングギヤ２０８はモータジェネレータＭＧ２の回転軸および減速機９５に連結される。
【００３５】
エンジン１８、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２が、遊星歯車からなる動力分割機構２２を介して連結されることで、エンジン１８、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２の回転速度は、図３に示すように、共線図において直線で結ばれる関係になる。
【００３６】
この結果、ハイブリッド車両５の走行時において、動力分割機構２２は、エンジン１８の作動によって発生する駆動力を二分割し、その一方をモータジェネレータＭＧ１側へ配分するとともに、残部をモータジェネレータＭＧ２へ配分する。動力分割機構２２からモータジェネレータＭＧ１側へ配分された駆動力は、発電動作に用いられる。一方、モータジェネレータＭＧ２側へ配分された駆動力は、モータジェネレータＭＧ２で発生した駆動力と合成されて、駆動輪２４Ｆの駆動に使用される。
【００３７】
このように、ハイブリッド車両５の走行状況に応じて、動力分割機構２２を介して上記３者の間で駆動力の分配および結合が行なわれ、その結果として、駆動輪２４Ｆが駆動される。また、ハイブリッド車両５の走行中において、蓄電装置１０は、エンジン１８の出力を源とした、モータジェネレータＭＧ１の発電電力により充電可能である。すなわち、エンジン１８は「内燃機関」に対応し、モータジェネレータＭＧ２は「第２の電動機」に対応する。また、モータジェネレータＭＧ１は、「電力発生機構」および「第１の電動機」に対応する。
【００３８】
再び図１を参照して、ハイブリッド車両５は、電力制御ユニット５０をさらに備える。電力制御ユニット５０は、モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２と、蓄電装置１０との間で双方向に電力変換するように構成される。電力制御ユニット５０は、コンバータ（ＣＯＮＶ）６と、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２にそれぞれ対応付けられた第１インバータ（ＩＮＶ１）８−１および第２インバータ（ＩＮＶ２）８−２とを含む。
【００３９】
コンバータ（ＣＯＮＶ）６は、蓄電装置１０と、インバータ８−１，８−２の直流リンク電圧を伝達する正母線ＭＰＬとの間で、双方向の直流電圧変換を実行するように構成される。すなわち、蓄電装置１０の入出力電圧と、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬ間の直流電圧とは、双方向に昇圧または降圧される。コンバータ６における昇降圧動作は、制御装置１００からのスイッチング指令ＰＷＣに従ってそれぞれ制御される。また、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬの間には、平滑コンデンサＣが接続される。そして、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬ間の直流電圧Ｖｈは、電圧センサ１６によって検知される。
【００４０】
第１インバータ８−１および第２インバータ８−２は、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬの直流電力と、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２に入出力される交流電力との間の双方向の電力変換を実行する。主として、第１インバータ８−１は、制御装置１００からのスイッチング指令ＰＷＭ１に応じて、エンジン１８の出力によってモータジェネレータＭＧ１が発生する交流電力を直流電力に変換し、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬへ供給する。これにより、車両走行中にも、エンジン１８の出力によって蓄電装置１０を能動的に充電できる。
【００４１】
また、第１インバータ８−１は、エンジン１８の始動時には、制御装置１００からのスイッチング指令ＰＷＭ１に応じて、蓄電装置１０からの直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータＭＧ１へ供給する。これにより、エンジン１８は、モータジェネレータＭＧ１をスタータとして始動することができる。
【００４２】
第２インバータ８−２は、制御装置１００からのスイッチング指令ＰＷＭ２に応じて、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬを介して供給される直流電力を交流電力に変換して、モータジェネレータＭＧ２へ供給する。これによりモータジェネレータＭＧ２は、ハイブリッド車両５の駆動力を発生する。
【００４３】
一方、ハイブリッド車両５の回生制動時には、モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪２４Ｆの減速に伴って交流電力を発電する。このとき、第２インバータ８−２は、制御装置１００からのスイッチング指令ＰＷＭ２に応じて、モータジェネレータＭＧ２が発生する交流電力を直流電力に変換し、正母線ＭＰＬおよび負母線ＭＮＬへ供給する。これにより、減速時や降坂走行時に蓄電装置１０が充電される。
【００４４】
蓄電装置１０と電力制御ユニット５０との間には、正線ＰＬおよび負線ＮＬに介挿接続されたシステムメインリレー７が設けられる。システムメインリレー７は、制御装置１００からのリレー制御信号ＳＥに応答して、オンオフされる。システムメインリレー７は、蓄電装置１０の充放電経路を遮断可能な開閉装置の代表例として用いられる。すなわち、任意の形式の開閉装置をシステムメインリレー７に代えて適用することができる。
【００４５】
制御装置１００は、代表的には、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）やＲＯＭ（Read  Only  Memory）などのメモリ領域と、入出力インターフェイスとを主体として構成された電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic  Control  Unit）により構成される。そして、制御装置１００は、予めＲＯＭなどに格納されたプログラムをＣＰＵがＲＡＭに読出して実行することによって、車両走行および充放電に係る制御を実行する。なお、ＥＣＵの少なくとも一部は、電子回路等のハードウェアにより所定の数値・論理演算処理を実行するように構成されてもよい。
【００４６】
制御装置１００に入力される情報として、図１には、監視ユニット１１からの電池データ（電池温度Ｔｂ、電池電圧Ｖｂおよび電池電流Ｉｂ）や、正母線ＭＰＬと負母線ＭＮＬとの線間に配置された電圧センサ１６からの直流電圧Ｖｈを例示する。図示しないが、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各相の電流検出値やモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転角検出値についても、制御装置１００に入力される。
【００４７】
図４は、本発明の実施の形態１による電動車両における車載蓄電装置の充放電制御を説明する機能ブロック図である。なお、図４を始めとする以下の各ブロック図に記載された各機能ブロックについては、予め設定されたプログラムに従って制御装置１００がソフトウェア処理を実行することにより実現することができる。あるいは、制御装置１００の内部に、当該機能ブロックに相当する機能を有する回路（ハードウェア）を構成することも可能である。
【００４８】
図４を参照して、状態推定部１１０は、監視ユニット１１からの電池データ（Ｉｂ，Ｖｂ，Ｔｂ）に基づいて、蓄電装置１０のＳＯＣを推定する。ＳＯＣは、満充電容量に対する現在の残容量を百分率（０〜１００％）で示したものである。たとえば、状態推定部１１０は、蓄電装置１０の充放電量の積算値に基づいて蓄電装置１０のＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）を順次演算する。充放電量の積算値は、電池電流Ｉｂおよび電池電圧Ｖｂの積（電力）を時間的に積分することで得られる。あるいは、開放電圧（ＯＣＶ：Open  Circuit  Voltage）とＳＯＣとの関係に基づいてＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）を算出してもよい。
【００４９】
状態推定部１１０によって求められたＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）は、充放電制御部１５０へ伝達される。
【００５０】
充放電制御部１５０は、蓄電装置１０の状態に基づいて、充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔを設定する。また、充放電制御部１５０は、蓄電装置１０の充電要否を判定するとともに、蓄電装置１０の充電電力指令値Ｐｃｈを設定する。充電電力指令値Ｐｃｈは、蓄電装置１０の充電不要時にはＰｃｈ＝０に設定される。一方、充電電力指令値Ｐｃｈは、蓄電装置１０の充電が必要と判定されると、Ｐｃｈ＞０に設定される。
【００５１】
充放電制御部１５０は、さらに、蓄電装置１０のＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が予め定められた下限値を下回った場合には、蓄電装置１０を強制的に充電するための強制充電実施フラグをオンに設定する。この強制充電実施フラグは、初期状態においてオフに設定されており、蓄電装置１０に対する強制充電の実施が必要であるときにオンに設定される。また、強制充電の実施によって蓄電装置１０のＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が予め定められた強制充電終了閾値に達したときには、蓄電装置１０に対する強制充電を終了するために、強制充電実施フラグがオフに設定される。
【００５２】
走行制御部２００は、ハイブリッド車両５の車両状態およびドライバ操作に応じて、ハイブリッド車両５全体で必要な車両駆動力や車両制動力を算出する。ドライバ操作には、アクセルペダル（図示せず）の踏込み量、シフトレバー（図示せず）のポジション、ブレーキペダル（図示せず）の踏込み量等が含まれる。
【００５３】
そして、走行制御部２００は、要求された車両駆動力あるいは車両制動力を実現するように、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への出力要求およびエンジン１８への出力要求を決定する。ハイブリッド車両５は、エンジン１８を停止したままでモータジェネレータＭＧ２の出力のみで走行することができる。したがって、燃費が悪い領域を避けてエンジン１８を動作させるように、各出力要求を決定することによって、エネルギ効率を高めることができる。さらに、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への出力要求は、蓄電装置１０の充放電可能な電力範囲内（Ｗｉｎ〜Ｗｏｕｔ）で蓄電装置１０の充放電が実行されるように制限した上で設定される。すなわち、蓄電装置１０の出力電力が確保できないときには、モータジェネレータＭＧ２による出力が制限される。
【００５４】
配分部２５０は、走行制御部２００によって設定されたモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２への出力要求に応じて、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルクや回転速度を演算する。そしてトルクや回転速度についての制御指令をインバータ制御部２６０へ出力すると同時に、直流電圧Ｖｈの制御指令値をコンバータ制御部２７０へ出力する。
【００５５】
一方、配分部２５０は、走行制御部２００によって決定されたエンジンパワーおよびエンジン目標回転速度を示すエンジン制御指示を生成する。このエンジン制御指示に従って、図示しないエンジン１８の燃料噴射、点火時期、バルブタイミング等が制御される。
【００５６】
インバータ制御部２６０は、配分部２５０からの制御指令に応じて、モータジェネレータＭＧ１およびＭＧ２を駆動するためのスイッチング指令ＰＷＭ１およびＰＷＭ２を生成する。このスイッチング指令ＰＷＭ１およびＰＷＭ２は、それぞれインバータ８−１および８−２へ出力される。
【００５７】
コンバータ制御部２７０は、配分部２５０からの制御指令に従って直流電圧Ｖｈが制御されるように、スイッチング指令ＰＷＣを生成する。このスイッチング指令ＰＷＣに従ったコンバータ６の電圧変換によって、蓄電装置１０の充放電電力が制御されることになる。
【００５８】
このようにして、車両状態およびドライバ操作に応じて、エネルギ効率を高めたハイブリッド車両５の走行制御が実現される。
【００５９】
図５には、充放電制御部１５０（図４）のさらに詳細な構成が示される。
図５を参照して、充放電制御部１５０は、充放電上限値設定部１６０と、充電指示部１７０とを含む。
【００６０】
充放電上限値設定部１６０は、電池温度ＴｂおよびＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）に少なくとも基づいて、充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔを設定する。ＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が低下すると、放電電力上限値Ｗｏｕｔは徐々に低く設定される。反対に、ＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が高くなると、充電電力上限値Ｗｉｎは徐々に低下するように設定される。
【００６１】
また、二次電池を始めとする蓄電装置１０は、特に低温時に内部抵抗が上昇する温度依存性を有する。また、高温時には、さらなる発熱によって温度が過上昇することを防止する必要がある。このため、低温時および高温時には、充放電電力を制限することが好ましい。
【００６２】
図６は、蓄電装置１０の充放電特性を示す図である。図６において、横軸は電池温度（単位は℃）を示し、縦軸は、充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔ（単位はいずれもＷ（ワット））を示す。縦軸の「０［Ｗ］」よりも上側の領域に放電電力上限値Ｗｏｕｔが示され、縦軸の「０［Ｗ］」よりも下側の領域に充電電力上限値Ｗｉｎが示される。なお、図６では、リチウムイオン二次電池の充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔを実線で示すとともに、ニッケル水素二次電池の充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔを破線で示す。
【００６３】
蓄電装置１０に二次電池を用いた場合には、電池温度が低くなるにつれて、充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔが小さくなる。リチウムイオン二次電池を用いる場合（図６の実線参照）には、ニッケル水素二次電池を用いる場合（図６の破線参照）と比較して、放電電力上限値Ｗｏｕｔが大きな値となる一方で、充電電力上限値Ｗｉｎが小さい値となる。特に、電池温度が極低温である場合（たとえばマイナス１０℃よりも低い場合）には、充電電力上限値Ｗｉｎは微小な値となる。すなわち、電池温度が極低温である場合、蓄電装置１０への充電電力は微小な値に制限されることになる。
【００６４】
充電指示部１７０は、ＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が予め定められたＳＯＣの制御範囲よりも低下した場合、すなわち、ＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）がＳＯＣの制御範囲の下限値よりも低下した場合には、充電指示部１７０は、蓄電装置１０の強制充電を指示する。なお、ＳＯＣ制御範囲は、制御中心値に対して上限側および下限側にそれぞれ制御幅を有するように設定される。以下では、ＳＯＣの制御範囲の下限を制御下限値と称し、ＳＯＣの制御範囲の上限を制御上限値と称することとする。
【００６５】
充電指示部１７０は、ＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が制御下限値よりも低下した場合には、強制充電実施フラグをオンに設定する。さらに、充電指示部１７０は、充電電力指令値Ｐｃｈ＞０に設定する。Ｐｃｈ＞０となると、エンジン１８の作動が要求される。エンジン１８の停止時には、エンジン１８が始動される。そして、エンジン出力要求に充電電力指令値Ｐｃｈが上乗せされる。また、エンジン１８が実質的にトルクを出力せずに運転しているときには、トルクを出力する運転に切換える。以下では、実質的にトルクを出力しない運転を「無負荷運転」と称し、これに対して、トルクを出力する運転を「負荷運転」と称する。
【００６６】
無負荷運転時には、制御装置１００は、エンジン１８をアイドル状態とする。具体的には、制御装置１００は、エンジン回転速度が予め定められた目標アイドル回転速度に維持されるようにスロットル開度をフィードバック制御する。一方、負荷運転時では、制御装置１００は、エンジン１８をアイドル状態よりも大きいエネルギを出力する状態に制御するように、エンジン１８から出力すべきエンジン要求パワーに応じてスロットル開度を制御する。この際、制御装置１００は、エンジン実パワーがハイブリッド車両５から出力すべき車両要求パワーを超える場合には、エンジン実パワーのうち車両要求パワーを超える分（過剰パワー）をモータジェネレータＭＧ１で電力に変換して蓄電装置１０へ供給する。したがって、「負荷運転」では、蓄電装置１０の充電が可能となる。
【００６７】
反対に、ＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が低下していないときには、充電指示部１７０は、Ｐｃｈ＝０に設定する。このときには、蓄電装置１０の充電を目的にエンジン１８が作動することはない。また、ＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が制御中心値よりも大きく、かつ制御上限値よりも小さいときには、Ｐｃｈを放電側に設定することによって、蓄電装置１０の放電が指定される。
【００６８】
このように、蓄電装置１０の現在の状態値を反映して、ＳＯＣ推定および、これに基づく充放電電力上限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔが設定される。また、ＳＯＣ推定値に基づいて、強制充電実施フラグが設定される。
【００６９】
しかしながら、図６で説明したように電池温度が極低温である場合には、蓄電装置１０の充電電力上限値Ｗｉｎが微小な値に制限される。そのため、蓄電装置１０に対する強制充電を行なうためにエンジン１８を作動させても、蓄電装置１０への充電電力が制限されているために、一向に蓄電装置１０の充電が進まない可能性がある。このような事態となると、蓄電装置１０のＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が強制充電終了閾値に到達するまでに長時間エンジン１８を作動し続ける必要が生じることによって、エネルギ効率（燃費）が悪化する虞がある。また、エンジン１８が長時間作動し続けることによって、ハイブリッド車両５の停止中においては、エンジン１８の駆動音が運転者に騒音として感知されてしまい、運転者に不快感を与える虞もある。
【００７０】
したがって、本実施の形態１による電動車両では、通常時と、充電電力上限値Ｗｉｎの制限時との間で、蓄電装置１０の強制充電制御を以下のように切換える。
【００７１】
図７を用いて、充電指示部１７０による強制充電実施フラグの設定を詳細に説明する。
図７（ａ）を参照して、ＳＯＣ制御範囲は、制御中心値（図示せず）に対して、上限側および下限側に制御幅を持つように設定される。上述のように、制御上限値Ｓｕおよび制御下限値Ｓ１の間にＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が維持されるように、蓄電装置１０の充放電が制御される。
【００７２】
蓄電装置１０のＳＯＣについては、管理上限値Ｓｍｉｎおよび管理下限値Ｓｍａｘがさらに設定されている。管理上限値Ｓｍａｘおよび管理下限値Ｓｍｉｎは、これ以上の過充電あるいは過放電が進行すると劣化が急激に進行する虞があるような、スペック上の充放電限界値に相当する。したがって、ＳＯＣ制御範囲は、管理下限値Ｓｍｉｎ〜管理上限値Ｓｍａｘの範囲内に設定される必要がある。
【００７３】
充電指示部１７０は、上述したように、ＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が制御下限値Ｓ１よりも低下した場合、すなわち、♯ＳＯＣ＜Ｓ１となったときには、強制充電実施フラグをオンに設定する。さらに、充電指示部１７０は、Ｐｃｈ＞０に設定する。Ｐｃｈ＞０となると、エンジン１８の作動が要求される。上述したように、エンジン１８の停止時には、エンジン１８が始動される。また、エンジン１８の無負荷運転時には、エンジン１８の運転状態を負荷運転とする。エンジン出力要求に充電電力指令値Ｐｃｈが上乗せされる。
【００７４】
そして、蓄電装置１０に対する強制充電が行なわれることによってＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が強制充電終了閾値Ｓ２に到達すると、充電指示部１７０は、強制充電実施フラグをオフに設定する。強制充電実施フラグがオフに設定されると、エンジン１８の運転状態は停止状態に制御される。これにより、蓄電装置１０の強制充電が終了する。すなわち、強制充電終了閾値Ｓ２は、蓄電装置１０の強制充電を終了させるか否かを判定するための閾値に相当する。なお、強制充電終了閾値Ｓ２は、強制充電を終了した時点での蓄電装置１０の放電電力上限値Ｗｏｕｔが、エンジン１８を始動、あるいは停止後に再始動するのに必要となる蓄電装置１０からの出力電力を上回るように設定される。
【００７５】
充電指示部１７０は、充電電力上限値Ｗｉｎが制限される、蓄電装置１０の低温時には、図７（ａ）に示される通常時（蓄電装置１０の常温時）の強制充電終了閾値Ｓ２から、図７（ｂ）に示される強制充電終了閾値Ｓ３に低下させる。強制充電終了閾値Ｓ３は、ＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）の増減によって強制充電の実行／停止、すなわちエンジン１８の作動／停止を繰り返すハンチング現象が発生するのを未然に防止するように、制御下限値Ｓ１に対する上昇量が予め定められている。
【００７６】
図７（ａ）と図７（ｂ）とを比較すると、蓄電装置１０の低温時においては、ＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が常温時の強制充電終了閾値Ｓ２よりも小さい強制充電終了閾値Ｓ３に達した場合に、強制充電を終了する。これにより、蓄電装置１０の低温時において、常温時と比較して、蓄電装置１０の充電時間が長くなるのを抑制することができる。この結果、蓄電装置１０が受入れ可能な充電電力が制限される、低温時において、長時間エンジン１８が作動し続けることによってエネルギ効率（燃費）が悪化するのを回避することができる。
【００７７】
上記のように、充電電力上限値Ｗｉｎの制限時（低温時）には、強制充電終了閾値を通常時（常温時）よりも低下させたことにより、強制充電の終了後においても蓄電装置１０は低ＳＯＣ状態に留まるため、蓄電装置１０の出力可能な電力の低下が懸念される。しかしながら、蓄電装置１０が低ＳＯＣ状態のときには、蓄電装置１０の出力電力が制限される一方で、蓄電装置１０の受入れ可能な充電電力が増加するため、充電電力上限値Ｗｉｎの制限を受けながら蓄電装置１０の強制充電を継続させる場合と比較して、効率的に蓄電装置１０のＳＯＣを上昇させることができる。
【００７８】
なお、充電電力上限値Ｗｉｎの制限時（低温時）の強制充電終了閾値Ｓ３（図７（ｂ））は、蓄電装置１０が受入れ可能な充電電力が小さくなるほど、小さい値となるように設定することが可能であれば、上述の例に限定されるものではない。たとえば、強制充電終了閾値Ｓ３を、充電電力上限値Ｗｉｎに応じて可変の値としてもよい。この場合、充電電力上限値Ｗｉｎが小さくなるほど小さい値となるように強制充電終了閾値Ｓ３を設定すれば、エネルギ効率の悪化を効果的に回避することができる。この際、電池温度Ｔｂが低くなるほど小さい値となるように強制充電終了閾値Ｓ３を設定する態様としてもよい。
【００７９】
あるいは、通常時（常温時）に蓄電装置１０を強制充電するための充電時間をデフォルト値とし、充電電力上限値Ｗｉｎの制限時（低温時）には、蓄電装置１０の充電時間を、このデフォルト値よりも短くなるように設定してもよい。この際、充電時間を、充電電力上限値Ｗｉｎに応じて可変の値としてもよい。たとえば、電池温度Ｔｂが低くなるほど短くなるように充電時間を設定する構成とすれば、エネルギ効率の悪化を効果的に回避することができる。
【００８０】
次に、制御装置１００が行なう蓄電装置１０の強制充電について説明する。
図８は、本実施の形態１による蓄電装置１０の強制充電を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。
【００８１】
図８を参照して、制御装置１００は、ステップＳ０１により、監視ユニット１１から電池データ（Ｔｂ，Ｉｂ，Ｖｂ）を取得する。そして、制御装置１００は、ステップＳ０２により、蓄電装置１０のＳＯＣを推定する。すなわち、ステップＳ０２の処理は図４に示した状態推定部１１０の機能に対応する。
【００８２】
制御装置１００は、ステップＳ０３により、ステップＳ０２で算出されたＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）および電池温度Ｔｂに基づいて、蓄電装置１０の充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔを設定する。ステップＳ０３の処理は、図５の充放電上限値設定部１６０の機能に相当する。すなわち、充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔの設定は、図５の充放電上限値設定部１６０によるのと同様である。
【００８３】
制御装置１００は、ステップＳ０４では、ステップＳ０２で算出されたＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）に基づいて蓄電装置１０の充電要否を判定する。ＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が制御下限値Ｓ１（図７（ａ），（ｂ））よりも低い場合には、制御装置１００は、強制充電実施フラグをオンに設定する。また、蓄電装置１０の強制充電によってＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が強制充電終了閾値Ｓ２（図７（ａ））または強制充電終了閾値Ｓ３（図７（ｂ））に達した場合には、制御装置１００は、強制充電実施フラグをオフに設定する。ステップＳ０４の処理は、図５の充電指示部１７０の機能に相当する。
【００８４】
図９は、図８のステップＳ０４の処理をさらに詳細に説明するフローチャートである。
図９を参照して、制御装置１００は、ステップＳ１１では、監視ユニット１１から電池温度Ｔｂを取得する。
【００８５】
制御装置１００は、ステップＳ１２では、電池温度Ｔｂと所定温度Ｔｔｈとを比較する。そして、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｔｈよりも高いとき（Ｓ１２のＮＯ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ１４により、強制充電終了閾値をＳ２（図７（ａ））に設定する。一方、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｔｈ以下のとき（Ｓ１２のＹＥＳ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ１３により、強制充電終了閾値をＳ２からＳ３（＜Ｓ２）へ低下させる。
【００８６】
すなわち、所定温度Ｔｔｈは、充電電力上限値Ｗｉｎが制限されているか否かを判別するための閾値である。蓄電装置１０が常温（Ｔｂ＞Ｔｔｈ）の場合には、強制充電終了閾値がＳ２となる。一方、蓄電装置１０が低温（Ｔｂ≦Ｔｔｈ）の場合には、強制充電終了閾値はＳ２よりも小さいＳ３に設定される。この結果、蓄電装置１０が低温状態、すなわち、蓄電装置１０が受入れ可能な充電電力が制限される場合に、蓄電装置１０が常温状態の場合と比較して強制充電時間が長くなるのを抑制できる。
【００８７】
そして、制御装置１００は、ステップＳ１５では、ステップＳ１３，Ｓ１４で設定された強制充電終了閾値と、ステップＳ０２で求めたＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）とに基づいて強制充電実施フラグを設定する。
【００８８】
再び図８を参照して、制御装置１００は、ステップＳ０５により、ステップＳ１５で設定された強制充電実施フラグおよびステップＳ０３で設定された充電電力上限値Ｗｉｎに基づいて、充電電力指令値Ｐｃｈを設定する。具体的には、制御装置１００は、強制充電実施フラグがオンのときには、Ｐｃｈ＞０に設定する。一方、強制充電実施フラグがオフのときには、制御装置１００は、Ｐｃｈ＝０に設定する。ステップＳ０５の処理は、図５の充電指示部１７０の機能に相当する。
【００８９】
このように実施の形態１による蓄電装置の強制充電制御によれば、蓄電装置１０が受入れ可能な充電電力が制限される場合には、蓄電装置１０の充電時間が短くなるように、充電終了条件が設定される。これにより、長時間エンジン１８が作動し続けることによってエネルギ効率（燃費）が悪化するのを回避できる。
【００９０】
（変更例）
図１０は、図８のステップＳ０４の処理の変更例を説明するフローチャートである。
【００９１】
図１０を参照して、制御装置１００は、ステップＳ１１０では、監視ユニット１１から電池温度Ｔｂを取得する。また、制御装置１００は、ハイブリッド車両５の車両状態を取得する。車両状態には、ハイブリッド車両５の車速が含まれる。
【００９２】
制御装置１００は、ステップＳ１２では、電池温度Ｔｂと所定温度Ｔｔｈとを比較する。そして、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｔｈよりも高いとき（Ｓ１２のＮＯ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ１４により、強制充電終了閾値をＳ２（図７（ａ））に設定する。一方、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｔｈ以下のとき（Ｓ１２のＹＥＳ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ１２０により、ハイブリッド車両５の車速Ｖと所定速度Ｖｔｈとを比較する。そして、車速Ｖが所定速度Ｖｔｈよりも高いとき（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ１４により、強制充電終了閾値をＳ２（図７（ａ））に設定する。
【００９３】
これに対して、車速Ｖが所定速度Ｖｔｈ以下のとき（Ｓ１２０のＹＥＳ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ１３により、強制充電終了閾値をＳ２からＳ３（＜Ｓ２）へ低下させる。
【００９４】
そして、制御装置１００は、ステップＳ１５では、ステップＳ１３，Ｓ１４で設定された強制充電終了閾値と、ステップＳ０２で求めたＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）とに基づいて強制充電実施フラグを設定する。
【００９５】
本変更例において、所定速度Ｖｔｈは、エンジン１８の運転状態を負荷運転として蓄電装置１０を充電した場合に、エンジン１８の駆動音が騒音として運転者に感知されるか否かを判別するための閾値である。ハイブリッド車両５が中車速〜高車速で走行中（Ｖ＞Ｖｔｈ）の場合には、車両の走行に伴なって発生する車室内騒音が大きくなるため、エンジン１８の駆動音が騒音として運転者に感知されにくい。この場合、強制充電終了閾値はＳ２に設定される。
【００９６】
これに対して、ハイブリッド車両５が低車速で走行中もしくは停止中（Ｖ≦Ｖｔｈ）の場合には、車室内騒音が小さいため、エンジン１８の駆動音が騒音として運転者に不快感を与える虞がある。この場合、強制充電終了閾値はＳ２よりも小さいＳ３に設定される。
【００９７】
このように実施の形態１の変更例による蓄電装置の強制充電制御では、蓄電装置１０が受入れ可能な充電電力が制限される場合に、エンジン１８の駆動音が運転者に不快感を与える虞があるときには、蓄電装置１０の充電時間が短くなるように、充電終了条件が変更される。これにより、エネルギ効率の悪化を回避するとともに、蓄電装置１０の充電中にエンジン１８からの騒音が運転者に不快感を与えるのを抑制できる。
【００９８】
一方、蓄電装置１０が受入れ可能な充電電力が制限される場合であっても、エンジン１８の駆動音が騒音として運転者に感知されにくいときには、強制充電時間に対する制限が解除される。これにより、エンジン始動に必要な電力が蓄電装置１０に確保されるまで、蓄電装置１０を充電することができる。
【００９９】
［実施の形態２］
実施の形態１では、蓄電装置１０の低温時の強制充電終了閾値Ｓ３（図７（ｂ））を、強制充電の実行／停止（エンジン１８の作動／停止）を繰り返すハンチング現象の発生を防止するように設定した。実施の形態２では、このようなハンチング現象の発生を防止しながら、ハイブリッド車両５のエネルギ効率の更なる向上を実現するための強制充電制御を説明する。
【０１００】
図１１は、本発明の実施の形態２による充放電制御部１５０Ａの構成を説明する機能ブロック図である。
【０１０１】
図１１を参照して、本実施の形態２による充放電制御部１５０Ａは、充放電上限値設定部１６０と、充電指示部１７０Ａとを含む。
【０１０２】
充放電上限値設定部１６０は、電池温度ＴｂおよびＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）に少なくとも基づいて、充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔを設定する。
【０１０３】
充電指示部１７０Ａは、ＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が制御下限値よりも低下した場合には、強制充電実施フラグをオンに設定する。さらに、充電指示部１７０Ａは、充電電力指令値Ｐｃｈ＞０に設定する。Ｐｃｈ＞０となると、エンジン１８の作動が要求される。エンジン１８の停止時には、エンジン１８が始動される。そして、エンジン出力要求に充電電力指令値Ｐｃｈが上乗せされる。また、エンジン１８が無負荷運転状態にあるときには、エンジン１８を負荷運転状態に切替える。
【０１０４】
反対に、ＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が低下していないときには、充電指示部１７０Ａは、強制充電実施フラグをオフに設定するとともに、Ｐｃｈ＝０に設定する。
【０１０５】
図１２を用いて、充電指示部１７０Ａによる強制充電実施フラグの設定を詳細に説明する。
【０１０６】
図１２において、図１２（ａ）および（ｂ）は、上述した図７（ａ）および（ｂ）と同じである。すなわち、蓄電装置１０の通常時（蓄電装置１０の常温時）においては、図１２（ａ）に示すように、充電指示部１７０Ａは、ＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が制御下限値Ｓ１よりも低下した場合、すなわち、♯ＳＯＣ＜Ｓ１となったときには、強制充電実施フラグをオンに設定するとともに、Ｐｃｈ＞０に設定する。そして、蓄電装置１０に対する強制充電が行なわれることによってＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が強制充電終了閾値Ｓ２に到達すると、充電指示部１７０Ａは、強制充電実施フラグをオフに設定する。強制充電実施フラグがオフに設定されると、エンジン１８の運転状態は負荷運転状態から停止状態に制御される。これにより、蓄電装置１０の強制充電が終了する。
【０１０７】
一方、充電電力上限値Ｗｉｎが制限される、蓄電装置１０の低温時には、図１２（ｂ）に示すように、通常時（蓄電装置１０の常温時）の強制充電終了閾値Ｓ２から、強制充電終了閾値Ｓ３に低下させる。
【０１０８】
本実施の形態２においては、充電指示部１７０Ａは、さらに、エンジン１８の状態に基づいて、エンジン１８の間欠運転を許可するための間欠運転許可条件が成立しているか否かを判断する。そして、間欠運転許可条件が成立していないと判断された場合には、充電指示部１７０Ａは、蓄電装置１０の低温時の強制充電終了閾値Ｓ３から、図１２（ｃ）に示す強制充電終了閾値Ｓ４にさらに低下させる。
【０１０９】
エンジン１８およびモータジェネレータＭＧ２を駆動力源として搭載したハイブリッド車両５においては、所定のエンジン停止条件が成立するとエンジン１８は一時的に停止され、さらにエンジン停止解除条件の成立に応答してエンジン１８が再始動される「エンジン間欠運転制御」が行なわれる。このような車両では、エンジン間欠運転制御によるエンジン一時停止時には、エンジン再始動時の速やかな始動性を確保する必要がある。
【０１１０】
しかしながら、停止中のエンジン１８を再始動するのに必要な電力を、蓄電装置１０が確実に出力することができなければ、エンジン１８を確実に始動することが困難となる。その一方で、蓄電装置１０を走行中に充電するためには、エンジン１８を作動する必要がある。
【０１１１】
したがって、蓄電装置１０の強制充電中においても、停止中のエンジン１８の始動、あるいは、作動中のエンジン１８を停止した後に再始動するのに必要な電力が、蓄電装置１０に確保されていない状態であれば、エンジン間欠運転制御を実行することが困難となる。また、上記のエンジン停止条件またはエンジン停止解除条件が成立していないときにおいても、エンジン間欠運転制御を実行することができない。
【０１１２】
実施の形態２では、充電指示部１７０Ａは、間欠運転許可条件が成立しているか否かを判断することにより、エンジン間欠運転制御が実行可能か否かを判断する。間欠運転許可条件には、上記のエンジン停止条件およびエンジン停止解除条件に加えて、蓄電装置１０の放電電力上限値Ｗｏｕｔがエンジン始動に要する電力よりも大きいことが含まれる。
【０１１３】
そして、間欠運転許可条件の不成立時、すなわち、エンジン間欠運転制御を実行できないときには、強制充電実施フラグがオフに設定されると、エンジン１８の運転状態を負荷運転状態から無負荷運転状態に制御する。したがって、蓄電装置１０の強制充電が終了しても、エンジン１８は作動し続けることとなる。
【０１１４】
さらに、充電指示部１７０Ａは、間欠運転許可条件の不成立時には、強制充電終了閾値をＳ３からＳ４に低下させる。これは、上記のように、蓄電装置１０のＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）が強制充電終了閾値に到達してもエンジン１８が作動し続けていることから、強制充電終了閾値を低下させたことによって、強制充電の実行／停止（エンジン始動／停止）を繰り返すハンチング現象が生じることはないことに基づいている。
【０１１５】
このように、間欠運転許可条件の不成立時には、間欠運転許可条件の成立時のようにハンチング現象の防止を考慮することなく、強制充電終了閾値を設定することができる。これにより、間欠運転許可条件の成立時と比較して、蓄電装置１０の充電時間をさらに短くすることができる。この結果、エンジン１８が作動し続けることによるエネルギ効率の悪化をさらに確実に回避することができる。
【０１１６】
次に、制御装置１００が行なう蓄電装置１０の強制充電について説明する。
図１３は、本実施の形態２による蓄電装置１０の強制充電を実現するための制御処理手順を示したフローチャートである。実施の形態２による蓄電装置１０の強制充電制御では、図８のフローチャートにおけるステップＳ０４（強制充電実施フラグの設定）が、図１３のフローチャート従って実行される。その他の制御動作については、実施の形態１と同様とすればよいので詳細な説明は繰り返さない。
【０１１７】
図１３を参照して、制御装置１００は、ステップＳ２１では、監視ユニット１１から電池温度Ｔｂを取得する。また、制御装置１００は、ハイブリッド車両５の車両状態を取得する。車両状態には、ハイブリッド車両５の車速Ｖが含まれる。制御装置１００は、ステップＳ２２では、エンジン１８の状態をさらに取得する。
【０１１８】
制御装置１００は、ステップＳ２３では、電池温度Ｔｂと所定温度Ｔｔｈとを比較する。そして、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｔｈよりも高いとき（Ｓ２３のＮＯ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ２８により、強制充電終了閾値をＳ２（図１２（ａ））に設定する。一方、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｔｈ以下のとき（Ｓ２３のＹＥＳ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ２４により、ハイブリッド車両５の車速Ｖと所定速度Ｖｔｈとを比較する。そして、車速Ｖが所定速度Ｖｔｈよりも高いとき（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ２８により、強制充電終了閾値をＳ２（図１２（ａ））に設定する。
【０１１９】
これに対して、車速Ｖが所定速度Ｖｔｈ以下のとき（Ｓ２４のＹＥＳ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ２５により、現在のエンジン１８の状態に基づいて、所定の間欠運転許可条件が成立しているか否かを判定する。所定の間欠運転許可条件が成立しているとき（Ｓ２５のＹＥＳ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ２７により、強制充電終了閾値をＳ２からＳ３（図１２（ｂ））へ低下させる。
【０１２０】
一方、所定の間欠運転許可条件が成立しているとき（Ｓ２５のＹＥＳ判定時）には、制御装置１００は、ステップＳ２６により、強制充電終了閾値をＳ２からＳ４（図１２（ｃ））へ低下させる。
【０１２１】
そして、制御装置１００は、ステップＳ２９では、ステップＳ２６，Ｓ２７，Ｓ２８で設定された強制充電終了閾値と、ステップＳ０２で求めたＳＯＣ推定値（♯ＳＯＣ）とに基づいて強制充電実施フラグを設定する。
【０１２２】
なお、実施の形態１，２では、蓄電装置１０が受入れ可能な電力（充電電力上限値Ｗｉｎ）が制限される場面として、蓄電装置１０の電池温度が低いときを例示するとともに、蓄電装置１０の低温時には、常温時よりも強制充電時間を短くする構成について説明した。しかしながら、充電電力上限値Ｗｉｎは、電池温度以外にも、蓄電装置１０の劣化度合いによっても変化する。具体的には、蓄電装置１０の劣化の進行に応じて充電電力上限値Ｗｉｎが低下する。本発明の適用は、蓄電装置１０の低温時に限らず、蓄電装置１０の劣化時においても本発明の適用が可能である。すなわち、蓄電装置１０が受入れ可能な電力が制限される場面において、本発明を適用することが可能である。
【０１２３】
また、実施の形態１，２では、電動車両の一例として、エンジン１８を駆動力源として搭載し、かつエンジン１８の出力によって蓄電装置１０の充電電力を発生することが可能な車両の構成について説明したが、本発明の適用はこのような電動車両に限定されるものではない。具体的には、エンジン１８の出力を用いた発電によって蓄電装置１０を充電するための電力発生機構が搭載されていれば、本発明を適用することが可能である。たとえば、実施の形態１，２では、ハイブリッド車両５として、動力分割機構２２によりエンジン１８の動力を分割して駆動輪２４ＦとモータジェネレータＭＧ１とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車にも適用可能である。
【０１２４】
一例として、図１４に示すように、発電用モータジェネレータＭＧ１を駆動するためにのみエンジン１８を用い、駆動用モータジェネレータＭＧ２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車にもこの発明は適用可能である。
【０１２５】
また、図１５に示すように、エンジン１８を主動力として必要に応じてモータジェネレータＭＧがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車にもこの発明は適用可能である。なお、図１５のハイブリッド車では、モータジェネレータＭＧは、エンジン１８が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみを電気エネルギーとして回収するように構成される。さらに、モータジェネレータＭＧは、駆動力を発生していない場面においてエンジン１８の出力を用いて発電する発電機として動作することにより、本発明における「電力発生機構」を構成することができる。
【０１２６】
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請求の範囲によって示され、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。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
この発明は、車載蓄電装置と、内燃機関の出力を用いて車載蓄電装置の充電電力を発生するための電力発生機構とを搭載した電動車両に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
５  ハイブリッド車両、６  コンバータ、７  システムメインリレー、８−１，８−２  インバータ、１０  蓄電装置、１１  監視ユニット、１２  温度センサ、１３，１６  電圧センサ、１４  電流センサ、１８  エンジン、２２  動力分割機構、２４Ｆ  駆動輪、５０  電力制御ユニット、９５  減速機、１００  制御装置、１１０  状態推定部、１５０，１５０Ａ  充放電制御部、１６０  充放電上限値設定部、１７０，１７０Ａ  充電指示部、２００  走行制御部、２０２  サンギヤ、２０４  ピニオンギヤ、２０６  キャリア、２０８  リングギヤ、２５０  配分部、２６０  インバータ制御部、２７０  コンバータ制御部、Ｃ  平滑コンデンサ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータジェネレータ、ＭＮＬ  負母線、ＭＰＬ  正母線、ＮＬ  負線、ＰＬ  正線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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