(57)【要約】  ハイブリッド電気自動車は、エンジン（１）と電動機（３）とを接続及び切断する湿式クラッチ装置（Ｃ１，Ｃ２）、及び駆動力を駆動輪（１４）に伝達可能な状態となる走行レンジ（Ｄレンジ）と駆動輪（１４）への駆動力の伝達を遮断する状態となる非走行レンジ（Ｐレンジ、Ｎレンジ）とを選択可能な変速機（２）を備える。停車中に非走行レンジが選択されているときに、バッテリ温度（ＴB）が暖機判定値（ＴB0）以上のときには、湿式クラッチ装置（Ｃ１，Ｃ２）が切断状態に保持され、バッテリ温度（ＴB）が暖機判定値（ＴB0）未満のときには、暖機制御ユニット（２１）が、湿式クラッチ装置（Ｃ１，Ｃ２）を接続状態としてエンジン（１）と電動機（３）とを接続し、電動機（３）の駆動力を正側及び負側に交互に変動させてバッテリ（５）を充放電させる。
2012073890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用動力源を構成するエンジンと電動機とを接続及び切断する湿式クラッチ装置、上記走行用駆動源の駆動力を駆動輪に伝達可能な状態となる走行レンジと上記駆動輪への上記駆動力の伝達を遮断する状態となる非走行レンジとを選択可能な変速機、及びモータとして作動する上記電動機に電力を供給し、ジェネレータとして作動する上記電動機により充電されるバッテリを備え、停車中に上記変速機において上記非走行レンジが選択されているときには、上記湿式クラッチ装置が切断状態に保持されるハイブリッド電気自動車に設けられ、
上記バッテリを暖機するハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置であって、
上記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
停車中に上記変速機において上記非走行レンジが選択されているときに、上記バッテリ温度検出手段により検出された上記バッテリの温度が予め設定された暖機判定値未満であると判定すると、上記湿式クラッチ装置を接続状態に切り換えて上記エンジンと上記電動機とを接続し、上記電動機の駆動力を正側及び負側に交互に変動させて上記バッテリを繰り返し充放電させるバッテリ暖機制御手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置。
【請求項２】
上記湿式クラッチ装置は、上記エンジンに並列的に連結される第１クラッチと第２クラッチとを備え、
上記変速機は、上記第１クラッチに連結される第１変速機構と、上記第２クラッチに連結される第２変速機構とを備えたデュアルクラッチ式変速機であって、
上記電動機は、上記第２クラッチと上記第２変速機構との間に介装され、
上記第１クラッチ及び第２クラッチは、停車中に上記変速機において上記非走行レンジが選択されているときには切断状態に保持され、
上記バッテリ暖機制御手段は、停車中に上記変速機において上記非走行レンジが選択されているときに上記バッテリの温度が上記暖機判定値未満であると判定すると、上記第２クラッチのみを接続状態に切り換えて上記電動機の駆動力を正側及び負側に変動させることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置。
【請求項３】
上記バッテリの残存容量を検出するバッテリ残存容量検出手段を更に備え、
上記バッテリ暖機制御手段は、上記バッテリ残存容量検出手段により検出された上記バッテリの残存容量が予め設定された下限判定値未満であると判定したとき、上記電動機の駆動力の正側への変動を禁止し、上記電動機の駆動力を負側に制御し続けて上記バッテリを充電することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置。
【請求項４】
上記バッテリ暖機制御手段は、停車中に上記変速機において上記非走行レンジが選択されているときに上記バッテリの温度が暖機判定値未満であると判定すると、上記エンジンの回転速度が、上記エンジンのアイドル回転速度に基づき設定された目標回転速度となるように上記エンジンを制御することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置。
【請求項５】
上記バッテリ暖機制御手段は、上記目標回転速度を上記アイドル回転速度に設定することを特徴とする請求項４記載のハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置。
【請求項６】
上記バッテリ暖機制御手段は、上記電動機の駆動力を負側に変動させる際の上記目標回転速度を、上記アイドル回転速度から上昇させた回転速度に設定することを特徴とする請求項４記載のハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置。
【請求項７】
上記バッテリ暖機制御手段は、上記電動機の駆動力を正側に変動させる際の上記目標回転速度を、上記アイドル回転速度から低下させた回転速度に設定することを特徴とする請求項４記載のハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジン及び電動機を走行用動力源として走行するハイブリッド電気自動車に係り、詳しくは走行用バッテリの温度低下による充放電性能の低下を防止するバッテリ暖機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリーズ式やパラレル式などの種々の形式のハイブリッド電気自動車が実用化されている。このようなハイブリッド電気自動車では、走行用バッテリから供給される電力によりモータ作動する電動機の駆動力を使用して車両が走行する一方、バッテリの残存容量を表すＳＯＣ（State of charge）を指標として電動機がジェネレータ作動し、その発電電力をバッテリに充電することによりＳＯＣが所定範囲に保たれる。このため、電動機を用いた車両の走行性能にはバッテリの充放電性能が大きく影響を及ぼし、常にバッテリに良好な充放電性能を発揮させるべく種々の対策が講じられている。
バッテリの充放電性能を低下させる大きな要因の一つとしては、バッテリの温度低下を挙げることができる。このため、寒冷地などでバッテリが温度低下したときに積極的にバッテリを暖機する対策が、良好な充放電性能を確保するために特に有効とされている。【０００３】
このような観点に基づき、バッテリを暖機するための種々の対策が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１は、エンジンで駆動される発電機からの発電電力により電動機をモータ作動させて車両を走行させるシリーズ式ハイブリッド電気自動車を例示しており、走行用バッテリが温度低下したときに、所定のＳＯＣの領域内でバッテリの充放電を短い周期で繰り返すことによりバッテリ温度を上昇させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７２７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、バッテリの暖機制御は、車両走行中よりも停車中に特に必要となる。即ち、車両走行中には、走行状態に応じて電動機のモータ作動（力行制御）やジェネレータ作動（回生制御）が行われ、それに伴ってバッテリが充放電されることにより、自ずとバッテリの温度が上昇する。このため、寒冷地などであっても積極的にバッテリの暖機制御を実行する必要性はそれほど高くはない。これに対して停車中には電動機の停止に伴ってバッテリの充放電が行われないため、自発的なバッテリの昇温が望めなくなり積極的な暖機制御が特に要望されることになる。
しかしながら、上記特許文献１に記載された技術をパラレル式ハイブリッド電気自動車に適用した場合、バッテリ暖機の必要性が高い肝心の停車中において積極的な暖機制御を実行できないという大きな問題が発生する。【０００６】
一般的なパラレル式ハイブリッド電気自動車（例えば特開２００７−２１６７６２号公報に記載のもの）では、エンジンと電動機との間にクラッチが介装され、クラッチ切断時には電動機の駆動力を駆動輪側に伝達することにより車両が走行し、クラッチの接続時にはエンジンの駆動力またはエンジン及び電動機の駆動力を駆動輪側に伝達することにより車両が走行するように構成されている。
そして、停車中にバッテリの暖機制御を行う際には、クラッチを接続することによりアイドル運転中のエンジンと電動機とが機械的に連結された上で、電動機の駆動力が正側及び負側に交互に変動される。駆動力が負側のときの電動機はジェネレータとして作動し、エンジンにより回転駆動されることで発電してバッテリを充電する。一方、駆動力が正側のときの電動機はモータとして作動し、エンジンを回転駆動することで電力消費してバッテリを放電させる。結果としてバッテリは、充放電を繰り返して生じる温度上昇により暖機される。【０００７】
このようにパラレル式ハイブリッド電気自動車では、停車中のバッテリの暖機制御のためにクラッチを接続する必要があり、この種のクラッチとしては乾式クラッチ或いは湿式クラッチが適用される。
断接状態の切換にアクチュエータを用いた乾式クラッチでは、接続状態の保持にも切断状態の保持にも何ら機構的な制限がない。このため、停車中にクラッチを接続状態に保持するような制御が行われており、上記バッテリの暖機制御が行われるときには車両停止に伴って既にクラッチが接続されていることから、そのまま暖機制御を開始することができる。【０００８】
しかしながら、湿式クラッチは、エンジンの駆動力により油圧ポンプを駆動して発生する油圧を作用させて接続方向に切り換える構成のため、接続状態を保持している間は油圧ポンプを駆動するエンジン負荷が増大し続けてしまう。そこで、停車中にはエンジン負荷の増大による燃費悪化を防止すべく、クラッチを切断状態に保持するように制御が行われている。このため停車中にバッテリの暖機制御を実行する必要が生じても、そのままでは当該制御を実行できず、バッテリを暖機して充放電性能、ひいては車両の走行性能を回復できないという問題があった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、停車中にバッテリの暖機制御を適切に実行でき、もって確実にバッテリ温度を上昇させて充放電性能を回復することができるハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係るハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置は、走行用動力源を構成するエンジンと電動機とを接続及び切断する湿式クラッチ装置と、上記走行用駆動源の駆動力を駆動輪に伝達可能な状態となる走行レンジと、上記駆動輪への上記駆動力の伝達を遮断する状態となる非走行レンジとを選択可能な変速機と、モータとして作動する上記電動機に電力を供給し、ジェネレータとして作動する上記電動機により充電されるバッテリとを備え、停車中に上記変速機において上記非走行レンジが選択されているときには、上記湿式クラッチ装置が切断状態に保持されるハイブリッド電気自動車に設けられ、上記バッテリを暖機するハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置であって、上記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、停車中に上記変速機において上記非走行レンジが選択されているときに、上記バッテリ温度検出手段により検出された上記バッテリの温度が予め設定された暖機判定値未満であると判定すると、上記湿式クラッチ装置を接続状態に切り換えて上記エンジンと上記電動機とを接続し、上記電動機の駆動力を正側及び負側に交互に変動させて上記バッテリを繰り返し充放電させるバッテリ暖機制御手段とを備える。【００１０】
上記ハイブリッド電気自動車において、上記湿式クラッチ装置は、上記エンジンに並列的に連結される第１クラッチと第２クラッチとを備え、上記変速機は、上記第１クラッチに連結される第１変速機構と、上記第２クラッチに連結される第２変速機構とを備えたデュアルクラッチ式変速機であって、上記電動機は、上記第２クラッチと上記第２変速機構との間に介装されてもよい。この場合、上記第１クラッチ及び第２クラッチは、停車中に上記変速機において上記非走行レンジが選択されているときには切断状態に保持される。このように構成されるハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置の場合、上記バッテリ暖機制御手段は、停車中に上記変速機において上記非走行レンジが選択されているときに上記バッテリの温度が上記暖機判定値未満であると判定すると、上記第２クラッチのみを接続状態に切り換えて上記電動機の駆動力を正側及び負側に変動させる。【００１１】
上記ハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置が、上記バッテリの残存容量を検出するバッテリ残存容量検出手段を更に備える場合、上記バッテリ暖機制御手段は、上記バッテリ残存容量検出手段により検出された上記バッテリの残存容量が予め設定された下限判定値未満であると判定したとき、上記電動機の駆動力の正側への変動を禁止し、上記電動機の駆動力を負側に制御し続けて上記バッテリを充電してもよい。【００１２】
上記バッテリ暖機制御手段は、停車中に上記変速機において上記非走行レンジが選択されているときに上記バッテリの温度が上記暖機判定値未満であると判定すると、上記エンジンの回転速度が、上記エンジンのアイドル回転速度に基づき設定された目標回転速度となるように上記エンジンを制御してもよい。【００１３】
この場合、例えば、上記バッテリ暖機制御手段は、上記目標回転速度を上記アイドル回転速度に設定してもよい。
或いは、上記バッテリ暖機制御手段は、上記電動機の駆動力を負側に変動させる際の上記目標回転速度を、上記アイドル回転速度から上昇させた回転速度に設定してもよいし、上記バッテリ暖機制御手段は、上記電動機の駆動力を正側に変動させる際の上記目標回転速度を、上記アイドル回転速度から低下させた回転速度に設定してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明に係るハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置では、停車中に変速機において非走行レンジが選択されているときには湿式クラッチが切断状態に保持されるが、バッテリの温度が暖機判定値未満になると、バッテリ暖機制御手段が湿式クラッチを接続状態に切り換えてエンジンと電動機とを接続し、電動機の駆動力を正側及び負側に交互に変動させてバッテリを繰り返し充放電させる。
湿式クラッチは油圧の作用により接続方向に切り換えられるが、停車中には切断状態に保持されることから油圧を作用させる必要がなく、油圧ポンプを駆動するエンジン負荷の増大による燃費悪化を防止できる。一方、このときバッテリの温度が低下すると、バッテリ暖機制御手段が湿式クラッチを接続状態に切り換えてエンジンと電動機とを接続する。これに伴い、電動機の駆動力を正側及び負側に交互に変動させてバッテリを繰り返し充放電させることによりバッテリを暖機するバッテリ暖機制御を適切に実行できる。この結果、確実にバッテリの充放電性能を回復させることができる。【００１５】
上記ハイブリッド電気自動車において、湿式クラッチ装置が、エンジンに並列的に連結される第１クラッチと第２クラッチとを備え、変速機が、第１クラッチに連結される第１変速機構と、第２クラッチに連結される第２変速機構とを備えたデュアルクラッチ式変速機である場合、電動機は、第２クラッチと第２変速機構との間に介装されてもよい。この場合、第１クラッチ及び第２クラッチは、停車中に変速機において非走行レンジが選択されているときには切断状態に保持される。そして、バッテリの温度が低下したときには、バッテリ暖機制御手段が第２クラッチのみを接続状態に切り換えて電動機の駆動力を変動させる。
このように、バッテリの暖機制御に必要な第２クラッチのみが接続され、第１クラッチは切断状態を継続しているため、油圧ポンプ駆動のためのエンジン負荷の増加を抑制することができる。この結果、エンジンにおける燃料消費を最小限に抑制することができる。【００１６】
上記バッテリ暖機装置において、バッテリの残存容量が下限判定値未満であるとき、バッテリ暖機制御手段が電動機の駆動力の正側への変動を禁止し、電動機の駆動力を負側に制御し続けてバッテリを充電してもよい。
この場合、バッテリの残存容量が低い状態でもバッテリを充電することによりバッテリを暖機することができる。しかも、再び車両走行を開始する際にバッテリに十分な残存容量が確保されていることから、電動機を用いた走行の要求に的確に応じることができる。【００１７】
上記バッテリ暖機制御を行う際、バッテリ暖機制御手段は、エンジンのアイドル回転速度に基づき設定された目標回転速度となるようにエンジンを制御してもよい。
この場合、バッテリ暖機制御手段が、電動機の駆動力を負側に変動させる際の目標回転速度を、アイドル回転速度から上昇させた回転速度に設定すれば、ジェネレータとして作動する電動機の発電量が増大し、バッテリの単位時間当たりの充電量が増大する。また、バッテリ暖機制御手段が、電動機の駆動力を正側に変動させる際の目標回転速度を、アイドル回転速度から低下させた回転速度に設定すれば、モータとして作動する電動機の電力消費量が増大し、バッテリの単位時間当たりの放電量が増大する。このようにして、バッテリの単位時間当たりの充電量及び放電量の少なくとも一方を増大させることにより、一層迅速にバッテリの暖機を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置を示す全体構成図である。
【図２】ＥＣＵが実行する暖機制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】ＥＣＵが実行する別例の暖機制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、デュアルクラッチ式変速機を備えたハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置として本発明を具体化した一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係るハイブリッド電気自動車のバッテリ暖機装置を示す全体構成図である。ハイブリッド電気自動車（以下、車両という）には走行用動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１が搭載されている。エンジン１は、加圧ポンプにより加圧された状態でコモンレールに蓄えられた高圧燃料が各気筒の燃料噴射弁に供給され、各燃料噴射弁の開弁に伴って燃料が筒内に噴射される所謂コモンレール式機関として構成されている。
【００２０】
エンジン１の出力軸１ａは、車両後方（図１の右方）に向けてエンジン１の本体から突出し、自動変速機（以下、単に変速機という）２の入力軸２ａに連結されている。変速機２は、前進６段（１速段〜６速段）及び後退１段の変速段を備える。エンジン１の駆動力は入力軸２ａを介して変速機２に入力された後に、選択された変速段を経て出力軸２ｂから出力される。出力軸２ｂから出力された駆動力は、差動装置１２及び駆動軸１３を介して左右の駆動輪１４に伝達される。
言うまでもないが、変速機２の変速段は上記に限ることなく任意に変更可能である。
【００２１】
変速機２は、所謂デュアルクラッチ式変速機として構成されており、走行用動力源としての電動機３を内蔵している。当該デュアルクラッチ式変速機の詳細は、例えば特開２００９−０３５１６８号公報などに記載されているため、本実施形態については概略のみを説明する。このため、図１では変速機２が、実際の機構とは相違して模式的に示されており、以下の説明でも変速機２の構成及び作動状態を概念的に述べる。
周知のようにデュアルクラッチ式変速機は、奇数変速段と偶数変速段とを相互に独立した動力伝達系として備え、何れか一方の動力伝達系で動力伝達しているときに、他方の動力伝達系において次に予測される変速段（以下、次変速段という）に予めシフトしておくことで、動力伝達を中断することなく次変速段への切り換えが行われる。
【００２２】
即ち、図１に示すように、変速機２は、湿式クラッチ装置を構成する２つのクラッチＣ１（第１クラッチ）及びクラッチＣ２（第２クラッチ）を備える。これらクラッチＣ１及びクラッチＣ２は、変速機２の入力軸２ａを介し、エンジン１の出力軸１ａに対して並列的に連結されている。クラッチＣ１には奇数変速段（１,３,５速段）からなる奇数歯車機構Ｇ１（第１変速機構）が連結され、クラッチＣ２には電動機３を介して偶数変速段（２,４,６速段）からなる偶数歯車機構Ｇ２（第２変速機構）が連結されている。これらの歯車機構Ｇ１,Ｇ２の出力側は上記した共通の出力軸２ｂに連結されている。なお、図１では説明の便宜上、後退変速段が省略されている。
【００２３】
図示はしないが、電動機３は、同軸状に配設されたロータ及びステータから構成され、ロータを回転可能に支持する回転軸がクラッチＣ２の出力側に連結されている。電動機３にはインバータ４を介して走行用のバッテリ５が電気的に接続され、後述するように、インバータ４により電動機３の力行制御及び回生制御が行われる。
即ち、力行制御では、バッテリ５に蓄えられた直流電力がインバータ４により交流電力に変換されて電動機３に供給され、電動機３がモータとして作動して発生した駆動力が偶数歯車機構Ｇ２に入力される。また、車両減速時の回生制御では、駆動輪１４側からの逆駆動により電動機３がジェネレータとして作動して回生制動力を発生すると共に、電動機３が発電した交流電力がインバータ４により直流電力に変換され、当該直流電力でバッテリ５が充電される。
【００２４】
クラッチＣ１及びクラッチＣ２は湿式多板クラッチとして構成され、クラッチＣ１，Ｃ２にはそれぞれ対応する油圧室６が一体的に形成されている。各油圧室６はそれぞれ対応する電磁弁７が介装された油路８を介してオイルパン９に接続されている。オイルパン９内に貯留された作動油は、エンジン１により駆動される図示しない油圧ポンプから所定圧に加圧された上で電磁弁７に供給される。電磁弁７の開弁時にはオイルパン９から油路８を介して対応する油圧室６に作動油が供給され、当該油圧室６内で発生した油圧により対応するクラッチＣ１，Ｃ２が切断状態から接続状態に切り換えられる。
一方、電磁弁７が閉弁すると、作動油の供給中止により、対応する油圧室６内の油圧が低下し、対応するクラッチＣ１，Ｃ２は、図示しないプレッシャスプリングにより接続状態から切断状態に切り換えられる。
【００２５】
また、変速機２の奇数歯車機構Ｇ１及び偶数歯車機構Ｇ２にはそれぞれギヤシフトユニット１０が設けられている。図示はしないがギヤシフトユニット１０は、歯車機構Ｇ１,Ｇ２内の各変速段に対応するシフトフォークを作動させる複数の油圧シリンダ、及び各油圧シリンダを作動させる複数の電磁弁を内蔵している。ギヤシフトユニット１０は油路１１を介して上記したオイルパン９と接続されており、各電磁弁の開閉に応じてオイルパン９からの作動油が対応する油圧シリンダに供給される。作動油が供給された油圧シリンダが作動してシフトフォークを切換操作すると、切換操作に応じて対応する歯車機構Ｇ１,Ｇ２の変速段が切り換えられ、変速段の選択が行われる。
【００２６】
車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ（制御ユニット）２１が設置されている。このＥＣＵ２１は、エンジン１、変速機２、電動機３、クラッチＣ１及びクラッチＣ２の総合的な制御を行う。
ＥＣＵ２１の入力側には、エンジン１の回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ２２、クラッチＣ１の出力側の回転速度Ｎc1を検出するクラッチ回転速度センサ２３、クラッチＣ２の出力側の回転速度Ｎc2（＝電動機３の回転速度）を検出するクラッチ回転速度センサ２４、歯車機構Ｇ１,Ｇ２で選択されている変速段を検出するギヤ位置センサ２５、アクセルペダル２６の開度θaccを検出するアクセルセンサ２７、及び変速機２の出力軸２ｂに設けられて車速Ｖを検出する車速センサ２８、運転席に設けられたセレクトレバー２９の操作位置を検出するレバー位置センサ３０、バッテリ５の温度ＴBを検出する温度センサ３１（バッテリ温度検出手段）などのセンサ類が接続されている。
【００２７】
また、ＥＣＵ２１の出力側には、上記したインバータ４，クラッチＣ１，Ｃ２の各電磁弁７、ギヤシフトユニット１０の各電磁弁などが接続されると共に、図示はしないが、コモンレールに蓄えられる燃料の加圧用の加圧ポンプや各気筒の燃料噴射弁などが接続されている。なお、このように単一のＥＣＵ２１で総合的に制御することなく、例えばＥＣＵ２１とは別にエンジン制御専用のＥＣＵを備えるようにしてもよい。
【００２８】
ＥＣＵ２１は、アクセルセンサ２７により検出されたアクセル開度θaccや車速センサ２８により検出された車速Ｖなどの検出情報に基づき、運転者の要求トルクを車両加速時や定速走行時には正の値で算出し、車両減速時には負の値で算出する。そして、ＥＣＵ２１は、求めた要求トルク、車両の走行状態、エンジン１及び電動機３の運転状態、或いはバッテリ５のＳＯＣ（残存容量）などの情報に基づき走行モード（エンジン単独走行、電動機単独走行、エンジン・電動機併用走行）を選択する。更に、ＥＣＵ２１は、選択した走行モードに基づき、求めた要求トルクを達成すべくエンジン１や電動機３を制御すると共に、適宜変速機２の変速段を切り換えるためのシフト制御を実行する。
【００２９】
例えば、ＥＣＵ２１は、バッテリ５のＳＯＣが極端に低下して電動機３の正常な作動が望めないとき（低ＳＯＣ状態）には、走行モードとしてエンジン単独走行を選択する。このエンジン単独走行では、クラッチＣ１またはクラッチＣ２の何れか一方を接続することにより、対応する側の歯車機構Ｇ１,Ｇ２の何れかの変速段を介してエンジン１の駆動力が駆動輪１４側に伝達され、車両が走行する。
また、ＥＣＵ２１は、バッテリ５のＳＯＣが所定値未満でそれほど余裕がないとき（中ＳＯＣ状態）、或いは要求トルクが所定値以上のときなどには、走行モードとしてエンジン・電動機併用走行を選択する。このエンジン・電動機併用走行では、エンジン単独走行と同様に、クラッチＣ１とクラッチＣ２との何れか一方を接続することにより、エンジン１の駆動力が駆動輪１４側に伝達され、同時に電動機３がモータとして作動する。
【００３０】
これにより、クラッチＣ１が接続状態にあるときには、奇数歯車機構Ｇ１を介して伝達されるエンジン１の駆動力と偶数歯車機構Ｇ２を介して伝達される電動機３の駆動力とが合流した後に駆動輪１４側に伝達される。またクラッチＣ２が接続状態にあるときには、エンジン１の駆動力及び電動機３の駆動力が共に偶数歯車機構Ｇ２を介して駆動輪１４側に伝達される。
また、例えばバッテリ５のＳＯＣが所定値以上で余裕が大であり（高ＳＯＣ状態）、且つ運転者の要求トルクが所定値未満のときには、ＥＣＵ２１が、走行モードとして電動機単独走行を選択する。この電動機単独走行では、クラッチＣ１及びクラッチＣ２が共に切断状態とされ、電動機３がモータとして作動する。これにより、電動機３の駆動力が偶数歯車機構Ｇ２の何れかの変速段を介して駆動輪１４側に伝達される。なお、このとき本実施形態ではエンジン１がアイドル運転に保持されるが、これに限ることはなくエンジン１は一時的に停止されてもよい。
【００３１】
変速機２において駆動輪側への駆動力の伝達に実際に用いる変速段へのシフトを行うシフト制御は、所定のシフトマップから求めた目標変速段に基づき実行される。本実施形態の変速機２のようなデュアルクラッチ式変速機では、実際に駆動輪側への駆動力の伝達に用いる変速段へのシフトが必要となる前に、車両の加減速などから予測した次変速段へのシフトが行われる（以下、この操作をプレシフトと称する）。このときのシフト制御についても、上記特開２００９−０３５１６８号公報などに記載されているため、詳細な説明は省略する。例えば車両加速時には、まず動力伝達中の現変速段に隣接する、より高い側の変速段が次変速段として予測され、この次変速段へのプレシフトの要求に基づき、２つの歯車機構Ｇ１,Ｇ２のうち、動力伝達を中断している歯車機構において、次変速段へのシフトが予め行われる。
【００３２】
その後、車両加速に伴って上昇中の車速Ｖが、予測通り上記シフトマップ上の次変速段へのシフトアップ線を越えると、目標変速段が現変速段から次変速段に変更された上で、クラッチＣ１，Ｃ２の断接状態を逆転させることにより目標変速段が達成される。このようなプレシフトにより次変速段へのシフトを予め完了しておくことで、クラッチＣ１，Ｃ２の断接状態を逆転させるだけで動力伝達を中断することなく変速段の切り換えが完了する。
【００３３】
ところで、バッテリ５の充放電性能は温度低下に伴って急激に低下する特性を有することから、低温時には特許文献１に記載されているような積極的なバッテリ５の暖機制御が必要となる。そして、このような暖機制御は、電動機３の停止に伴ってバッテリ５の充放電が行われなくなる停車中において特に要求される。この停車中のバッテリ暖機制御では、クラッチＣ２を介してエンジン１と電動機３とを接続し、バッテリ５の充放電のために電動機３の駆動力を正側及び負側に交互に変動させる必要がある。
【００３４】
ところが、クラッチＣ１またはクラッチＣ２を接続状態に保持するには、対応する油圧室６内に油圧を作用させ続ける必要があり、油圧ポンプの駆動のためにエンジン負荷が増大してしまう。そこで、このようなエンジン負荷の増大を防止するため、通常、停車中にはクラッチＣ１及びクラッチＣ２が切断状態に保持される。このため、［発明が解決しようとする課題］でも述べたように、バッテリ５の暖機制御を実行する必要が生じても、そのままでは当該制御を実行できず、バッテリ５を暖機して充放電性能を回復できないという問題があった。
そこで、本実施形態では、停車中であってもバッテリ５の暖機制御を要するときには通常時と異なるクラッチ制御が実行される。以下、上述した問題を解消するためにＥＣＵ２１が実行する処理を詳述する。
【００３５】
ＥＣＵ２１は、車両のイグニションスイッチがオン状態にあるときに、図２に示すバッテリ暖機制御ルーチンを所定の制御インターバルで実行する。
まず、ステップＳ２でＥＣＵ２１は、車速センサ２８により検出された車速Ｖに基づき車両が停止しているか否かを判定し、Ｎｏ（否定）のときには一旦ルーチンを終了する。また、ステップＳ２における判定がＹｅｓ（肯定）のときには、ＥＣＵ２１はステップＳ４において、レバー位置センサ３０により検出されたセレクトレバー２９の操作位置を判定する。セレクトレバー２９の操作位置が走行レンジであるＤ（ドライブ）レンジのときには、ＥＣＵ２１はステップＳ６において、その制御周期が、ＰレンジまたはＮレンジからＤレンジへの切り換え後のＥＣＵ２１による初回の制御周期であるか否かを判定する。例えば信号待ちなどでブレーキ操作により車両が停止した場合には、停車当初よりセレクトレバー２９の操作位置はＤレンジのままであるため、ＥＣＵ２１はステップＳ６でＮｏの判定を下してステップＳ８の処理を実行する。
【００３６】
ステップＳ８でＥＣＵ２１は、発進後の変速機２におけるシフトに備え、奇数歯車機構Ｇ１の変速段を第３速に、偶数歯車機構Ｇ２の変速段を発進段である第２速にそれぞれシフトすると共に、クラッチＣ１及びクラッチＣ２を共に切断状態とし、その後にルーチンを終了する。クラッチＣ１,Ｃ２の切断により、停車中の油圧ポンプ駆動のためのエンジン負荷が軽減され、同時に車両の発進準備が整う。そして、運転者によりアクセルペダルへの操作が行われると、クラッチＣ２が接続状態に切り換えられ、アクセルペダルへの操作に応じてエンジン１の駆動力が増加して車両が発進する。
なお、このときには必ずしも発進変速段への事前のシフトを行う必要はなく、例えば偶数歯車機構Ｇ２をニュートラルに保持し、アクセルペダルへの操作が行われた時点で偶数歯車機構Ｇ２の変速段を発進変速段にシフトするようにしてもよい。
【００３７】
また、ＥＣＵ２１は、ステップＳ４でセレクトレバー２９の操作位置が非走行レンジであるＰレンジまたはＮレンジであると判定したときには、ステップＳ１０において、温度センサ３１により検出されたバッテリ温度ＴBが予め設定された暖機判定値ＴB0未満であるか否かを判定する。暖機判定値ＴB0は温度低下によりバッテリ５の充放電性能に支障を生じないバッテリ下限温度近傍の温度に設定されており、ステップＳ１０の判定がＮｏのとき、ＥＣＵ２１はステップＳ１２の処理を実行する。
【００３８】
例えば、渋滞などで比較的長く停車するためにセレクトレバー２９の操作位置がＤレンジからＰレンジまたはＮレンジに切り換えられ、且つこのときのバッテリ温度ＴBが暖機判定値ＴB0以上（ＴB≧ＴB0）のときに、ＥＣＵ２１はステップＳ４及びステップＳ１０の判定を経てステップＳ１２の処理を実行する。ステップＳ１２でＥＣＵ２１は、奇数歯車機構Ｇ１及び偶数歯車機構Ｇ２をニュートラルとすると共に、クラッチＣ１及びクラッチＣ２を共に切断状態とする。
従って、この場合もクラッチＣ１,Ｃ２の切断により、停車中の油圧ポンプ駆動のためのエンジン負荷が軽減される。続くステップＳ１４でＥＣＵ２１はバッテリ暖機制御を中止する。当該バッテリ暖機制御の詳細は以下に述べるが、バッテリ暖機制御を開始していないときには、ＥＣＵ２１はそのままルーチンを終了する。
【００３９】
一方、バッテリ温度ＴBが予め設定された暖機判定値ＴB0未満（ＴB＜ＴB0）であるために上記ステップＳ１０でＹｅｓの判定を下したときには、ＥＣＵ２１はステップＳ１６において、奇数歯車機構Ｇ１及び偶数歯車機構Ｇ２をニュートラルとすると共に、クラッチＣ１を切断状態に、クラッチＣ２を接続状態にする。続くステップＳ１８でＥＣＵ２１はバッテリ暖機制御を開始する。
バッテリ暖機制御では、電動機３の駆動力を正側及び負側に交互に変動させることにより、バッテリ５の充放電が繰り返えされる。
【００４０】
このとき、アイドル運転中のエンジン１は所定のアイドル回転速度を目標値としてフィードバック制御されている。このため、ＥＣＵ２１が電動機３に負側（エンジン１の回転低下方向）の駆動力を発生させたときには、アイドル回転速度を維持するエンジン１により電動機３が回転駆動されることになり、電動機３はジェネレータとして作動して発電を行う。逆にＥＣＵ２１が電動機３に正側（エンジン１の回転上昇方向）の駆動力を発生させたときには、アイドル回転速度を維持するエンジン１を電動機３が回転駆動することになり、電動機３はモータとして作動して電力を消費する。
そして、電動機３のジェネレータ作動時には、発電電力がインバータ４により直流電力に変換され、変換された直流電力でバッテリ５が充電される。電動機３のモータ作動時には、バッテリ５の直流電力がインバータ４により交流電力に変換され、変換された交流電力が電動機３に供給される。結果としてバッテリ５は充放電を繰り返し行うことになり、それに伴ってバッテリ温度ＴBが次第に上昇する（バッテリ暖機制御手段）。
【００４１】
このときの電動機３の駆動力の正側と負側との間の切換タイミングは、種々に設定可能である。例えば、ＥＣＵ２１は、所定範囲内のＳＯＣ、例えば３０％〜６０％の範囲内にバッテリ５の実際のＳＯＣを保持するように、実際のＳＯＣが６０％を超えるまでは電動機３の駆動力を負側に設定し続けてバッテリ５を充電し、実際のＳＯＣが３０％を下回るまでは電動機３の駆動力を正側に設定し続けてバッテリ５を放電してもよい。
また、特許文献１に記載されているように、ＥＣＵ２１は、バッテリ暖機制御の開始時の実際のＳＯＣが所定値、例えば５０％未満のときには、それよりも低い範囲内でＳＯＣを変動させ、バッテリ暖機制御の開始時のＳＯＣが５０％以上のときには、それよりも高い範囲内でＳＯＣを変動させてもよい。
【００４２】
なお、バッテリ暖機制御の具体的な実行方法はこれに限ることはない。例えばＥＣＵ２１は、電動機３のジェネレータ作動時には、エンジン１の目標アイドル回転速度を通常時よりも高くすることで電動機３の発電量をより増加させてもよい。また、例えばＥＣＵ２１は、電動機３のモータ作動時には、目標アイドル回転速度を通常時よりも低くすることで電動機３の電力消費量をより増加させてもよい。このようにして電動機３の発電量が増大することによりバッテリ５の単位時間あたりの充電量が増加し、電動機３の電力消費量が増大することによりバッテリ５の単位時間あたりの放電量が増加する。従って、電動機３のジェネレータ作動時における目標アイドル回転速度の上昇、及び電動機３のモータ作動時における目標アイドル回転速度の低下の少なくとも一方を実施することにより、より迅速にバッテリ温度ＴBを上昇させることができる。
【００４３】
そして、車両発進のために運転者によりセレクトレバー２９の操作位置がＰレンジまたはＮレンジからＤレンジに切り換えられると、ＥＣＵ２１はステップＳ４での判定を行った後、ステップＳ６の処理を実行する。このときの制御周期はＤレンジへの切換後の初回の制御周期のため、ＥＣＵ２１はステップＳ６でＹｅｓの判定を下してステップＳ１２の処理を実行する。ステップＳ１２でＥＣＵ２１は、クラッチＣ２を切断状態に切り換え、続くステップＳ１４ではバッテリ暖機制御を中止する。この次の制御周期で再びステップＳ６の処理を行う際には、その制御周期が２回目の制御周期であることから、ＥＣＵ２１は、ステップＳ６でＮｏの判定を下し、ステップＳ８の処理を実行する。ステップＳ８でＥＣＵ２１は、偶数歯車機構Ｇ２の変速段を第２速にシフトして車両発進に備える。
【００４４】
以上のように本実施形態では、停車中においてセレクトレバー２９の操作位置がＤレンジにあるとき、及びＰレンジまたはＮレンジであってもバッテリ５の温度ＴBが暖機判定値ＴB0以上の正常域（ＴB≧ＴB0）にあり充放電性能に支障がないときには、例えば先行技術のようなハイブリッド電気自動車と同様に、クラッチＣ１及びクラッチＣ２が共に切断状態に保持される。よって、このときには停車中の油圧ポンプの駆動のためのエンジン負荷を軽減することができる。
そして、停車中においてセレクトレバー２９の操作位置がＰレンジまたはＮレンジにあるとき、バッテリ５の温度ＴBが暖機判定値ＴB0未満まで低下（ＴB＜ＴB0）して充放電性能に支障が生じると、ＥＣＵ２１は電動機３側のクラッチＣ２を接続状態とする。このため、電動機３の駆動力を正側及び負側に交互に変動させてバッテリ５を充放電させるバッテリ暖機制御を適切に実行でき、もって確実にバッテリ温度ＴBを上昇させて充放電性能を回復することができる。
【００４５】
また、このときにＥＣＵ２１は、バッテリ暖機制御に必要なクラッチＣ２のみを接続状態とし、クラッチＣ１は切断状態を継続しているため、油圧ポンプ駆動のためのエンジン負荷の増加、ひいてはそれに伴う燃料消費を最小限に抑制した上で、上記作用効果を得ることができる。
ところで、上記のようにバッテリ暖機制御では電動機３の駆動力を正側及び負側に変動させることでバッテリ５のＳＯＣが所定範囲内に保持されている。しかしながら、制御開始当初からＳＯＣが極端に低くて所定範囲を下回っているときには、そのままではバッテリ暖機制御を開始することができない。また、車両走行の再開に備えてある程度のバッテリ５のＳＯＣを確保する必要もある。そこで、このような場合を想定したバッテリ暖機制御を別例として以下に説明する。
【００４６】
図３は、ＥＣＵ２１が実行する別例のバッテリ暖機制御ルーチンを示すフローチャートであり、図２に示すフローチャートとの相違点はステップＳ２２，２４が追加された点にある。
ＥＣＵ２１は、ステップＳ１０でバッテリ温度ＴBが暖機判定値ＴB0未満であると判定して、ステップＳ１６でクラッチＣ２を接続状態とすると、ステップＳ２２においてバッテリ５のＳＯＣが予め設定された充電判定値ＳＯＣo未満であるか否かを判定する。
なお、ＳＯＣの算出には周知の手法を用いることができる。例えばＥＣＵ２１は、バッテリ５を充電する際の入力電流やバッテリ５を放電させる際の出力電流を逐次積算することにより現在のＳＯＣを推定する（バッテリ残存容量検出手段）。充電判定値ＳＯＣoとしては、例えばバッテリ暖機制御によりＳＯＣを保持すべき所定範囲の下限値が設定されている。但し、これに限ることはなく、充電判定値ＳＯＣoを別の値に設定してもよい。
【００４７】
ステップＳ２２の判定がＮｏのときには、実施形態で述べたように、ＥＣＵ２１はステップＳ１８でバッテリ暖機制御を実行する。また、ステップＳ２２の判定がＹｅｓのときには、ＥＣＵ２１はステップＳ２４においてバッテリ充電暖機制御を実行する。当該バッテリ充電暖機制御でＥＣＵ２１は、電動機３の駆動力の正側への変動を禁止して、電動機３の駆動力を負側に制御し続ける。これにより電動機３はジェネレータ作動を継続し、その発電電力でバッテリ５が充電されることで、バッテリ５のＳＯＣが速やかに増加すると共にバッテリ温度ＴBが上昇する。
そして、ＳＯＣが充電判定値ＳＯＣo以上になると、ＥＣＵ２１はステップＳ２２の判定を経て、ステップＳ１８の処理を実行する。ステップＳ１８でＥＣＵ２１は、バッテリ充電暖機制御をバッテリ暖機制御に切り換える。よって、その後は電動機３の駆動力が正側及び負側に交互に変動されてバッテリ５の充放電が繰り返され、これによりバッテリ温度ＴBはさらに上昇してバッテリ５の充放電性能が回復する。
【００４８】
なお、バッテリ充電暖機制御の実行中にセレクトレバー２９の操作位置がＤレンジに切り換えられたときには、バッテリ暖機制御の場合と同じく、ＥＣＵ２１はステップＳ１２の処理を行った後、ステップＳ１４で当該バッテリ充電暖機制御を中止する。
以上のようにこの別例では、バッテリ５のＳＯＣが低いときにＥＣＵ２１は、まずバッテリ充電暖機制御を実行することにより、バッテリ５を充電し続けてＳＯＣを増加させている。よって、バッテリ暖機制御によりＳＯＣを保持すべき所定範囲に比較して実際のバッテリ５のＳＯＣが極端に低い場合であっても、充電の継続によりバッテリ温度ＴBを上昇させながらＳＯＣを増加させてバッテリ暖機制御を開始できる。そして、このバッテリ暖機制御によりバッテリ温度ＴBをさらに上昇させてバッテリ５の充放電性能を回復することができる。
しかも、再び車両走行を開始する際にバッテリ５に十分なＳＯＣが確保されていることから、電動機３を用いた走行の要求に的確に応じることができる。
【００４９】
以上で本発明の一実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では前進６段のデュアルクラッチ式変速機２を備えたハイブリッド電気自動車に本発明を適用したが、変速機２の形式はこれに限るものではない。例えば、奇数歯車機構Ｇ１や偶数歯車機構Ｇ２を構成する変速段や、各変速段の配列、並びに各変速段における切換機構などを任意に変更してもよい。
【００５０】
また、デュアルクラッチ式変速機２に代えて一般的な変速機を適用するようにしてもよい。この場合には、停車中にセレクトレバー２９の操作位置がＰレンジまたはＮレンジにあって、バッテリ温度ＴBが正常域にあるときには、クラッチ（本実施形態のクラッチＣ２に相当）が切断されてエンジン負荷が軽減される一方、バッテリ温度ＴBが低下しているときにはクラッチが接続されてバッテリ暖機制御が実行されるように、バッテリ暖機装置が構成されればよい。
【符号の説明】
【００５１】
１    エンジン
２    変速機
３    電動機
５  バッテリ
２１  ＥＣＵ（バッテリ残存容量検出手段、バッテリ暖機制御手段）
３１  温度センサ（バッテリ温度検出手段）
Ｇ１  奇数歯車機構（第１変速機構）
Ｇ２  偶数歯車機構（第２変速機構）
Ｃ１  クラッチ（湿式クラッチ装置、第１クラッチ）
Ｃ２  クラッチ（湿式クラッチ装置、第２クラッチ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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