(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンおよびモータの少なくともいずれかの動力で走行する車両であって、
前記モータを駆動するための電力を蓄える蓄電装置と、
前記蓄電装置から入力される電圧を昇圧するコンバータと、
前記コンバータの動作を制御することによって前記コンバータの昇圧電圧を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記エンジンの始動中である場合、前記コンバータの温度がしきい温度以上であるときの前記昇圧電圧の上限値を前記コンバータの温度が前記しきい温度未満であるときの前記昇圧電圧の上限値よりも制限する昇圧制限を行ない、
前記制御装置は、前記昇圧制限を行なう際、前記コンバータの温度が高いほど前記昇圧電圧の上限値の制限量を大きくする、車両。
【請求項２】
前記制御装置は、前記昇圧制限に加えて、前記コンバータの温度が許容温度を超える場合に前記蓄電装置の放電電力を基準値よりも制限する負荷制限を行ない、
前記しきい温度は、前記許容温度未満の値に設定される、請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記制御装置は、前記昇圧制限を行なう際、前記昇圧電圧の上限値の制限量を前記エンジンの始動開始時の前記コンバータの温度に対応する値に固定する、請求項１に記載の車両。
【請求項４】
前記車両は、前記エンジンの始動に必要な前記蓄電装置の放電量が車速が高いほど少ない車両であって、
前記制御装置は、前記昇圧制限を行なう際、前記車速が高いほど前記昇圧電圧の上限値の制限量を小さくする、請求項１に記載の車両。
【請求項５】
前記コンバータは、前記蓄電装置から入力される電圧を昇圧するためのスイッチング素子を含み、
前記コンバータの温度は、前記スイッチング素子の温度である、請求項１に記載の車両。
【請求項６】
前記車両は、車両外部の電源から供給される電力で前記蓄電装置を充電可能に構成される、請求項１に記載の車両。
【請求項７】
エンジンおよびモータの少なくともいずれかの動力で走行する車両であって、
前記モータを駆動するための電力を蓄える蓄電装置と、
前記蓄電装置から入力される電圧を昇圧するコンバータと、
前記コンバータの動作を制御することによって前記コンバータの昇圧電圧を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記エンジンの始動中である場合、前記コンバータの温度がしきい温度以上であるときの前記昇圧電圧の上限値を前記コンバータの温度が前記しきい温度未満であるときの前記昇圧電圧の上限値よりも制限する昇圧制限を行ない、
前記制御装置は、前記昇圧制限を行なう際、前記昇圧電圧の上限値の制限量を前記エンジンの始動開始時の前記コンバータの温度に対応する値に設定する、車両。
【請求項８】
エンジンおよびモータの少なくともいずれかの動力で走行する車両であって、
前記モータを駆動するための電力を蓄える蓄電装置と、
前記蓄電装置から入力される電圧を昇圧するコンバータと、
前記コンバータの動作を制御することによって前記コンバータの昇圧電圧を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記エンジンの始動中である場合、前記コンバータの温度がしきい温度以上であるときの前記昇圧電圧の上限値を前記コンバータの温度が前記しきい温度未満であるときの前記昇圧電圧の上限値よりも制限する昇圧制限を行ない、
前記車両は、前記エンジンの始動に必要な前記蓄電装置の放電量が車速が高いほど少ない車両であって、
前記制御装置は、前記昇圧制限を行なう際、前記車速が高いほど前記昇圧電圧の上限値の制限量を小さくする、車両。
【請求項９】
エンジンおよびモータの少なくともいずれかの動力で走行する車両の制御方法であって、前記車両は、前記モータを駆動するための電力を蓄える蓄電装置と、前記蓄電装置から入力される電圧を昇圧するコンバータと、前記コンバータの動作を制御することによって前記コンバータの昇圧電圧を制御する制御装置とを備え、
前記制御方法は、
前記エンジンの始動中であるか否かを判定するステップと、
前記エンジンの始動中である場合、前記コンバータの温度がしきい温度以上であるときの前記昇圧電圧の上限値を前記コンバータの温度が前記しきい温度未満であるときの前記昇圧電圧の上限値よりも制限する昇圧制限を行なうステップと、
前記昇圧制限を行なう際、前記コンバータの温度が高いほど前記昇圧電圧の上限値の制限量を大きくするステップとを含む、車両の制御方法。
【請求項１０】
エンジンおよびモータの少なくともいずれかの動力で走行する車両の制御方法であって、前記車両は、前記モータを駆動するための電力を蓄える蓄電装置と、前記蓄電装置から入力される電圧を昇圧するコンバータと、前記コンバータの動作を制御することによって前記コンバータの昇圧電圧を制御する制御装置とを備え、
前記制御方法は、
前記エンジンの始動中であるか否かを判定するステップと、
前記エンジンの始動中である場合、前記コンバータの温度がしきい温度以上であるときの前記昇圧電圧の上限値を前記コンバータの温度が前記しきい温度未満であるときの前記昇圧電圧の上限値よりも制限する昇圧制限を行なうステップと、
前記昇圧制限を行なう際、前記昇圧電圧の上限値の制限量を前記エンジンの始動開始時の前記コンバータの温度に対応する値に設定するステップとを含む、車両の制御方法。
【請求項１１】
エンジンおよびモータの少なくともいずれかの動力で走行する車両の制御方法であって、前記車両は、前記モータを駆動するための電力を蓄える蓄電装置と、前記蓄電装置から入力される電圧を昇圧するコンバータと、前記コンバータの動作を制御することによって前記コンバータの昇圧電圧を制御する制御装置とを備え、前記車両は、前記エンジンの始動に必要な前記蓄電装置の放電量が車速が高いほど少ない車両であって、
前記制御方法は、
前記エンジンの始動中であるか否かを判定するステップと、
前記エンジンの始動中である場合、前記コンバータの温度がしきい温度以上であるときの前記昇圧電圧の上限値を前記コンバータの温度が前記しきい温度未満であるときの前記昇圧電圧の上限値よりも制限する昇圧制限を行なうステップと、
前記昇圧制限を行なう際、前記車速が高いほど前記昇圧電圧の上限値の制限量を小さくするステップとを含む、車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇圧コンバータを備えた車両の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００７−２９０４７８号公報（特許文献１）には、エンジンと、モータと、モータ駆動用の電力を蓄える蓄電装置と、蓄電装置の電圧を昇圧する昇圧コンバータとを備えたハイブリッド自動車において、蓄電装置の出力可能電力を推定し、エンジンの始動に必要な電力に基づいてしきい電力を算出し、蓄電装置の出力可能電力がしきい電力を下回っていると、昇圧コンバータの昇圧率を規定値以下に制限する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２９０４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術のように、一律に昇圧コンバータの昇圧率を制限すると、エンジンの始動性が悪化するおそれがある。
【０００５】
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、エンジン始動中のコンバータの過熱保護を図りつつ、エンジン始動中の車両動力性能の悪化を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る車両は、エンジンおよびモータの少なくともいずれかの動力で走行する車両であって、モータを駆動するための電力を蓄える蓄電装置と、蓄電装置から入力される電圧を昇圧するコンバータと、コンバータの動作を制御することによってコンバータの昇圧電圧を制御する制御装置とを備える。制御装置は、エンジンの始動中である場合、コンバータの温度がしきい温度以上であるときの昇圧電圧の上限値をコンバータの温度がしきい温度未満であるときの昇圧電圧の上限値よりも制限する昇圧制限を行なう。
【０００７】
好ましくは、制御装置は、昇圧制限に加えて、コンバータの温度が許容温度を超える場合に蓄電装置の放電電力を基準値よりも制限する負荷制限を行なう。しきい温度は、許容温度未満の値に設定される。
【０００８】
好ましくは、制御装置は、昇圧制限を行なう際、コンバータの温度が高いほど昇圧電圧の上限値の制限量を大きくする。
【０００９】
好ましくは、制御装置は、昇圧制限を行なう際、昇圧電圧の上限値の制限量をエンジンの始動開始時のコンバータの温度に対応する値に固定する。
【００１０】
好ましくは、エンジンの始動に必要な蓄電装置の放電量は車速が高いほど少ない。制御装置は、昇圧制限を行なう際、車速が高いほど昇圧電圧の上限値の制限量を小さくする。
【００１１】
好ましくは、コンバータは、蓄電装置から入力される電圧を昇圧するためのスイッチング素子を含む。コンバータの温度は、スイッチング素子の温度である。
【００１２】
好ましくは、車両は、車両外部の電源から供給される電力で蓄電装置を充電可能に構成される。
【００１３】
この発明の別の局面に係る車両の制御方法は、エンジンおよびモータの少なくともいずれかの動力で走行する車両の制御方法である。車両は、モータを駆動するための電力を蓄える蓄電装置と、蓄電装置から入力される電圧を昇圧するコンバータと、コンバータの動作を制御することによってコンバータの昇圧電圧を制御する制御装置とを備える。制御方法は、エンジンの始動中であるか否かを判定するステップと、エンジンの始動中である場合、コンバータの温度がしきい温度以上であるときの昇圧電圧の上限値をコンバータの温度がしきい温度未満であるときの昇圧電圧の上限値よりも制限する昇圧制限を行なうステップとを含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エンジン始動中のコンバータの過熱保護を図りつつ、エンジン始動中の車両動力性能の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】車両の全体ブロック図である。
【図２】エンジン始動時のエンジン、第１ＭＧ、第２ＭＧの状態変化を共線図上に示した図（その１）である。
【図３】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図４】ＥＣＵの処理手順を示すフローチャートである。
【図５】車両の走行状態と基準値ＷＯＵＴｂａｓｅ，ＶＨｂａｓｅとの対応関係の一例を示す図である。
【図６】開始温度Ｔｓｔａｒｔと制限値ＶＨｔとの対応関係およびコンバータ温度Ｔｃと制限係数Ｋとの対応関係を示す図である。
【図７】コンバータ温度Ｔｃの上昇特性を示す図である。
【図８】コンバータ温度Ｔｃが比較的低い時の昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔおよびコンバータ温度Ｔｃの時間変化の一例を示す図である。
【図９】コンバータ温度Ｔｃが比較的高い時の昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔおよびコンバータ温度Ｔｃの時間変化の一例を示す図である。
【図１０】エンジン始動時のエンジン、第１ＭＧ、第２ＭＧの状態変化を共線図上に示した図（その２）である。
【図１１】エンジン始動時のエンジン、第１ＭＧ、第２ＭＧの状態変化を共線図上に示した図（その３）である。
【図１２】車速とエンジン始動電力との対応関係を示す図である。
【図１３】開始温度Ｔｓｔａｒｔ、車速、制限値ＶＨｔの対応関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
［実施の形態１］
図１は、本実施の形態に従う車両１の全体ブロック図である。車両１は、バッテリ１０と、コンバータ２０と、平滑コンデンサＣ２と、インバータ３０と、第１ＭＧ３２−１と、第２ＭＧ３２−２と、動力分割装置３４と、エンジン３６と、駆動輪３８と、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ、以下、「ＥＣＵ」という）１００とを含む。
【００１７】
第１ＭＧ３２−１、第２ＭＧ３２−２およびエンジン３６は、動力分割装置３４を介して連結される。車両１は、エンジン３６および第２ＭＧ３２−２の少なくとも一方からの駆動力によって走行するハイブリッド自動車である。
【００１８】
エンジン３６は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｓ３により制御される。エンジン３６が発生する動力は、動力分割装置３４によって、駆動輪３８へ伝達される経路と、第１ＭＧ３２−１へ伝達される経路とに分割される。動力分割装置３４によって分割されたエンジン３６の動力を用いて第１ＭＧ３２−１による発電が行なわれる。第１ＭＧ３２−１によって発電された電力はバッテリ１０および第２ＭＧ３２−２へ供給される。
【００１９】
第２ＭＧ３２−２は、バッテリ１０から供給される電力および第１ＭＧ３２−１により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、第２ＭＧ３２−２の駆動力は、駆動輪３８に伝達される。なお、車両の制動時等には、駆動輪３８により第２ＭＧ３２−２が駆動され、第２ＭＧ３２−２が発電機として作動する。これにより、第２ＭＧ３２−２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。そして、第２ＭＧ３２−２により発電された電力は、バッテリ１０へ供給される。
【００２０】
動力分割装置３４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成る。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、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン３６のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、第１ＭＧ３２−１の回転軸に連結される。リングギヤは第２ＭＧ３２−２の回転軸に連結される。このように、エンジン３６、第１ＭＧ３２−１および第２ＭＧ３２−２が、遊星歯車から成る動力分割装置３４を介して連結されることで、エンジン回転速度Ｎｅ、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１および第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２は、共線図において直線で結ばれる関係になる（後述の図２参照）。
【００２１】
バッテリ１０は、たとえばニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池で構成される直流の蓄電装置である。バッテリ１０の出力電圧は、たとえば２００ボルトを超える高い電圧である。
【００２２】
コンバータ２０は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬを介してバッテリ１０に接続される。コンバータ２０は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬ１と、平滑コンデンサＣ１とを含む。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に互いに直列に接続される。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２として、たとえばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いることができる。以下では、スイッチング素子Ｑ１を「上アームＱ１」、スイッチング素子Ｑ２を「下アームＱ２」とも称する。
【００２３】
リアクトルＬ１は、環状のコア部と、コア部の外周に巻き付けられたコイルとによって構成される。リアクトルＬ１のコイルの一方端は、正極線ＰＬ１を介してバッテリ１０の正極端子に接続される。リアクトルＬ１のコイルの他方端は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との間の点に接続される。ダイオードＤ１，Ｄ２は、それぞれスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に逆並列に接続される。平滑コンデンサＣ１は、正極線ＰＬ１と負極線ＮＬとの間に接続され、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬの間の直流電圧に含まれる交流成分を低減する。
【００２４】
コンバータ２０のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｓ１に基づいて、互いに逆の状態（すなわち、Ｑ１オンのときはＱ２オフ、Ｑ１オフのときはＱ２オン）となるように制御される。Ｑ１オン期間（Ｑ２オフ期間）とＱ２オン期間（Ｑ１オフ期間）とが交互に繰り返されることによって、コンバータ２０は、正極線ＰＬ１および負極線ＮＬを介してバッテリ１０から入力される電圧（以下「入力電圧ＶＬ」ともいう）を昇圧して、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬの間に出力する。これにより、コンバータ２０の出力電圧ＶＨ（正極線ＰＬ２および負極線ＮＬの間の電圧、すなわち平滑コンデンサＣ２の両端電圧）は、入力電圧ＶＬ以上の電圧となる。
【００２５】
平滑コンデンサＣ２は、正極線ＰＬ２と負極線ＮＬとの間に接続され、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬに含まれる電力変動成分を低減する。
【００２６】
インバータ３０は、正極線ＰＬ２および負極線ＮＬを介してコンバータ２０と接続される。インバータ３０は、第１インバータ３０−１と、第２インバータ３０−２とを含む。第１インバータ３０−１、第２インバータ３０−２は、たとえば、三相分のスイッチング素子を含むブリッジ回路から成る。第１インバータ３０−１および第２インバータ３０−２は、コンバータ２０に対して互いに並列に接続される。そして、第１インバータ３０−１および第２インバータ３０−２は、コンバータ２０から供給される直流電力を交流電力に変換してそれぞれ第１ＭＧ３２−１および第２ＭＧ３２−２へ出力する。また、第１インバータ３０−１および第２インバータ３０−２は、それぞれ第１ＭＧ３２−１および第２ＭＧ３２−２が発電する交流電力を直流電力に変換してコンバータ２０へ出力する。第１インバータ３０−１および第２インバータ３０−２は、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｓ２に応じてスイッチング動作を行なうことにより、第１ＭＧ３２−１および第２ＭＧ３２−２を駆動する。
【００２７】
さらに、車両１は、外部電源２００からの電力でバッテリ１０を充電するためのインレット４０および充電器５０を備える。すなわち、車両１は、いわゆるプラグイン型のハイブリッド自動車である。インレット４０は、外部電源２００から受電するための電力インターフェースである。外部電源２００からの電力でバッテリ１０を充電する時、インレット４０には、外部電源２００から車両へ電力を供給するための充電ケーブルのコネクタ２１０が接続される。充電器５０は、インレット４０およびバッテリ１０の間に設けられる。そして、充電器５０は、充電モード時、ＥＣＵ１００からの制御信号Ｓ４に基づいて、外部電源２００からの電力をバッテリ１０を充電可能な電力に変換し、バッテリ１０を充電する。
【００２８】
さらに、車両１は、電流センサ２４と、電圧センサ２５，２６と、温度センサ２７とを備える。電流センサ２４は、バッテリ１０を流れる電流（以下、「電流Ｉｂ」という）を検出する。電圧センサ２５は、コンバータ２０の入力電圧ＶＬを検出する。電圧センサ２６は、コンバータ２０の出力電圧ＶＨを検出する。温度センサ２７は、コンバータ温度Ｔｃ（より詳しくはコンバータ２０の下アームＱ２の温度）を検出する。これらの各センサは、検出結果をＥＣＵ１００へ出力する。
【００２９】
ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）およびメモリを内蔵し、メモリに記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、所定の演算処理を実行するように構成される。
【００３０】
車両１は、電気車両走行（以下「ＥＶ走行」ともいう）およびハイブリッド車両走行（以下「ＨＶ走行」ともいう）のいずれかの走行が可能である。ＥＶ走行では、エンジン３６が停止され第２ＭＧ３２−２の動力によって車両１が走行される。ＨＶ走行では、エンジン３６が始動されエンジン３６と第２ＭＧ３２−２との双方の動力によって車両１が走行される。
【００３１】
ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行およびＨＶ走行のいずれかで車両１を走行させるように、エンジン３６、第１ＭＧ３２−１、第２ＭＧ３２−２を制御する。
【００３２】
図２は、エンジン始動時のエンジン３６、第１ＭＧ３２−１、第２ＭＧ３２−２の状態変化を共線図上に示した図である。なお、上述したように、エンジン回転速度Ｎｅ、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２は、共線図において直線で結ばれる関係になる。
【００３３】
ＥＣＵ２００は、エンジン始動前（ＥＶ走行時）には、エンジン３６を停止させて（エンジン回転速度Ｎｅ＝０として）、ユーザが要求するパワーを第２ＭＧ３２−２のパワーによって実現するように、第２ＭＧトルクを制御する。
【００３４】
ＥＣＵ２００は、エンジン始動時（ＥＶ走行からＨＶ走行への移行時）には、第１ＭＧ３２−１から正方向のクランキングトルクを発生させて、エンジン３６をクランキングする。そして、ＥＣＵ１００は、クランキングトルクによってエンジン回転速度Ｎｅが所定速度まで上昇した時にエンジン３６の点火制御を開始する。この点火制御による燃焼（いわゆる初爆）が行なわれると、エンジン始動（ＥＶ走行からＨＶ走行への移行）が完了する。
【００３５】
ＥＣＵ２００は、エンジン始動後（ＨＶ走行時）には、ユーザが要求するパワーをエンジン３６および第２ＭＧ３２−２のパワーによって実現するように、エンジントルク、第１ＭＧトルク、第２ＭＧトルクを制御する。
【００３６】
さらに、ＥＣＵ１００は、バッテリ１０の残存容量や温度に応じてバッテリ１０の充電電力上限値ＷＩＮおよび放電電力上限値ＷＯＵＴ（単位はいずれもワット）を設定し、実際の充電電力およぼ放電電力がそれぞれ充電電力上限値ＷＩＮおよび放電電力上限値ＷＯＵＴを超えないようにコンバータ２０およびインバータ３０を制御する。
【００３７】
以上のような構成を有する車両１においては、バッテリ１０の放電電力が大きいほど、また、コンバータ２０の出力電圧ＶＨ（コンバータ２０の昇圧率）が大きいほど、コンバータ２０の下アームＱ２の熱負荷が高くなる。ＥＣＵ１００は、下アームＱ２の過熱保護のために、コンバータ温度Ｔｃが許容温度Ｔ０（たとえば１２０℃）を超えると放電電力上限値ＷＯＵＴを基準値ＷＯＵＴｂａｓｅよりも制限することで下アームＱ２の熱負荷を制限する「ＷＯＵＴ負荷率制限」を行なう。
【００３８】
このＷＯＵＴ負荷率制限の開始時には放電電力上限値ＷＯＵＴの変化レートの上限を制限していないため、放電電力上限値ＷＯＵＴが急激に低下するという特徴がある。一方、ＷＯＵＴ負荷率制限の復帰時には放電電力上限値ＷＯＵＴの変化レートの上限を制限しているため、放電電力上限値ＷＯＵＴの復帰に時間がかかるという特徴がある。
【００３９】
特に、エンジン始動時は、上述の図２に示したように、第１ＭＧ３２−１および第２ＭＧ３２−２が共に力行状態（正回転、正トルク）となりバッテリ１０の放電電力が大きくなるため、下アームＱ２の熱上昇が著しくＷＯＵＴ負荷率制限が行なわれ易くなる。ところが、エンジン始動時にＷＯＵＴ負荷率制限が行なわれると、第１ＭＧ３２−１の出力（クランキングトルク）および第２ＭＧ３２−２の出力（駆動トルク）が低下し、ドライバビリティの悪化（エンジン始動性、エンジン始動時の車両動力性能の低下、ＷＯＵＴ負荷率制限復帰までのもたつきなど）を引き起こす要因となるおそれがある。
【００４０】
そこで、本実施の形態によるＥＣＵ１００は、エンジン始動中である場合、コンバータ温度ＴｃがＷＯＵＴ負荷率制限が開始される許容温度Ｔ０に達する前にコンバータ２０の出力電圧ＶＨの上限値（以下、「昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔ」という）を制限する「昇圧制限」を行なう。この際、不用意にＥＶ走行可能領域を縮小しないように、ＥＣＵ１００は、コンバータ温度Ｔｃが許容温度Ｔ０よりも低いしきい温度Ｔ１未満であるときは昇圧制限を行なわず、コンバータ温度Ｔｃがしきい温度Ｔ１以上であるときにのみ昇圧制限を行なう。この昇圧制限により、エンジン始動中においては、コンバータ温度Ｔｃが許容温度Ｔ０に達する前に下アームＱ２の熱負荷を下げることができる。そのため、エンジン始動中にＷＯＵＴ負荷率制限が介入されることを防止してドライビリティの悪化を防止することができる。この点が本発明の最も特徴的な点である。
【００４１】
図３は、ＥＣＵ１００の機能ブロック図である。図３に示した各機能ブロックは、ハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【００４２】
ＥＣＵ１００は、ＷＯＵＴ制限部１１０と、ＶＨ制限部１２０とを含む。
ＷＯＵＴ制限部１１０は、上述のＷＯＵＴ負荷率制限を行なう。すなわち、ＷＯＵＴ制限部１１０は、コンバータ温度Ｔｃが許容温度Ｔ０未満であるときは放電電力上限値ＷＯＵＴを基準値ＷＯＵＴｂａｓｅとし、コンバータ温度Ｔｃが許容温度Ｔ０を超えると放電電力上限値ＷＯＵＴを基準値ＷＯＵＴｂａｓｅよりも制限する。具体的な制限手法については後に詳述する。
【００４３】
ＶＨ制限部１２０は、上述の昇圧制限を行なう。すなわち、ＶＨ制限部１２０は、エンジン始動中である場合、コンバータ温度Ｔｃが許容温度Ｔ０よりも低いしきい温度Ｔ１以上であるときの昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔを、コンバータ温度Ｔｃがしきい温度Ｔ１未満であるときの昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔよりも制限する。具体的な制限手法については後に詳述する。
【００４４】
図４は、上述の機能を実現するためのＥＣＵ１００の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、車両１の走行中に所定周期で繰り返し実行される。
【００４５】
Ｓ１０にて、ＥＣＵ１００は、車両１の走行状態に応じて放電電力上限値の基準値ＷＯＵＴｂａｓｅおよび昇圧上限値の基準値ＶＨｂａｓｅを算出する。
【００４６】
図５は、車両１の走行状態と基準値ＷＯＵＴｂａｓｅ，ＶＨｂａｓｅとの対応関係の一例を示す図である。なお、図５に示す基準値ＷＯＵＴｂａｓｅ，ＶＨｂａｓｅの値および算出手法は、あくまで一例であって、これに限定されるものではない。
【００４７】
放電電力上限値の基準値ＷＯＵＴｂａｓｅは、ＥＶ走行中およびクランキング中は「所定値Ｗ１」に設定され、ＨＶ走行中は所定値Ｗ１よりも低い「所定値Ｗ２」に設定される。この際、基準値ＷＯＵＴｂａｓｅの変化は所定レートで徐々に行なわれる。
【００４８】
一方、昇圧上限値の基準値ＶＨｂａｓｅは、ＥＶ走行中は「所定値Ｖ１」に設定され、クランキング中は所定値Ｖ１よりも高い「所定値Ｖ２」に設定され、ＨＶ走行中はＶ２よりも高い「所定値Ｖ３」に設定される。この際、基準値ＶＨｂａｓｅの変化は所定レートで徐々に行なわれる。
【００４９】
このように、ＥＶ走行中は、動力性能を確保するために基準値ＷＯＵＴｂａｓｅが比較的高い「Ｗ１」に設定される一方、下アームＱ２の過熱保護のために基準値ＶＨｂａｓｅは比較的低い「Ｖ１」に抑えられる。クランキング中は、基準値ＷＯＵＴｂａｓｅは「Ｗ１」に維持されるが、基準値ＶＨｂａｓｅはＶ１よりも高い「Ｖ２」まで許容される。ＨＶ走行中は、基準値ＷＯＵＴｂａｓｅはＷ１から「Ｗ２」に低下され、これに伴い基準値ＶＨｂａｓｅはＶ２よりも高い「Ｖ３」まで許容される。
【００５０】
以上が、基準値ＷＯＵＴｂａｓｅ，ＶＨｂａｓｅの算出手法の説明である。
図４に戻って、Ｓ１１にて、ＥＣＵ１００は、エンジン始動中（クランキング中）であるか否かを判定する。
【００５１】
エンジン始動中でない場合（Ｓ１１にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１２にて昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔを基準値ＶＨｂａｓｅに設定する。その後、処理はＳ１８に移される。
【００５２】
一方、エンジン始動中である場合（Ｓ１１にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１３にてエンジン始動開始時（クランキング開始時）であるか否かを判定する。
【００５３】
エンジン始動開始時である場合（Ｓ１３にてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１４にて、現時点（エンジン始動開始時点）のコンバータ温度Ｔｃを「開始温度Ｔｓｔａｒｔ」に設定するとともに、開始温度Ｔｓｔａｒｔをメモリに記憶する。エンジン始動開始時でない場合（Ｓ１３にてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、Ｓ１５にて、前回までのサイクルでメモリに記憶された「開始温度Ｔｓｔａｒｔ」を読み出す。そして、Ｓ１６にて、ＥＣＵ１００は、開始温度Ｔｓｔａｒｔに応じて、エンジン始動中の下アームＱ２の過熱保護のための昇圧上限値の制限値ＶＨｔを設定する。
【００５４】
すなわち、ＥＣＵ１００は、制限値ＶＨｔの設定に用いるコンバータ温度Ｔｃを、開始温度Ｔｓｔａｒｔ（エンジン始動開始時点のコンバータ温度Ｔｃ）に保持（ラッチ）する。なお、開始温度Ｔｓｔａｒｔと制限値ＶＨｔとの対応関係については後述の図６にて詳細に説明する。
【００５５】
Ｓ１７にて、ＥＣＵ１００は、基準値ＶＨｂａｓｅおよび制限値ＶＨｔのうち小さいほうを昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔに設定する。すなわち、ＥＣＵ１００は、下記の式（１）を用いて昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔを設定する。その後、処理は、Ｓ１８に移される。
【００５６】
ＶＨｌｉｍｉｔ＝ｍｉｎ（ＶＨｂａｓｅ、ＶＨｔ）  …（１）
この式（１）において、制限値ＶＨｔが基準値ＶＨｂａｓｅよりも低下すると、昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔとして制限値ＶＨｔが選択され、昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔは基準値ＶＨｂａｓｅよりも制限されることになる。この制限が上述の「昇圧制限」である。
【００５７】
Ｓ１８にて、ＥＣＵ１００は、コンバータ温度Ｔｃに応じてＷＯＵＴ負荷率制限に用いられる制限係数Ｋを設定する。なお、コンバータ温度Ｔｃと制限係数Ｋとの対応関係については後述の図６にて詳細に説明する。
【００５８】
Ｓ１９にて、ＥＣＵ１００は、基準値ＷＯＵＴｂａｓｅと制限係数Ｋとの積を放電電力上限値ＷＯＵＴに設定する。すなわち、ＥＣＵ１００は、下記の式（２）を用いて放電電力上限値ＷＯＵＴを設定する。
【００５９】
ＷＯＵＴ＝ＷＯＵＴｂａｓｅ×Ｋ  …（２）
この式（２）において、制限係数Ｋが１００％よりも低下すると、放電電力上限値ＷＯＵＴは基準値ＷＯＵＴｂａｓｅよりも制限されることになる。この制限が上述の「ＷＯＵＴ負荷率制限」である。
【００６０】
図６は、開始温度Ｔｓｔａｒｔと制限値ＶＨｔとの対応関係およびコンバータ温度Ｔｃと制限係数Ｋとの対応関係を示す図である。
【００６１】
制限係数Ｋは、コンバータ温度Ｔｃが許容温度Ｔ０未満の範囲では１００％に設定され、コンバータ温度Ｔｃが許容温度Ｔ０以上の範囲ではコンバータ温度Ｔｃが高いほど０％に向けて低下される。すなわち、ＷＯＵＴ負荷率制限は、コンバータ温度Ｔｃが許容温度Ｔ０に達した時点で開始される。
【００６２】
一方、制限値ＶＨｔは、開始温度Ｔｓｔａｒｔがしきい温度Ｔ１未満の範囲では「Ｖ２」に設定され、開始温度Ｔｓｔａｒｔがしきい温度Ｔ１としきい温度Ｔ２との間の範囲では開始温度Ｔｓｔａｒｔが高いほど低下され、開始温度Ｔｓｔａｒｔがしきい温度Ｔ２以上の範囲では「Ｖ１」に設定される。つまり、制限値ＶＨｔは、開始温度Ｔｓｔａｒｔがしきい温度Ｔ１以上である場合、クランキング中の基準値ＶＨｂａｓｅ（＝Ｖ２）よりも小さい値となる。これにより、エンジン始動中である場合において、開始温度Ｔｓｔａｒｔがしきい温度Ｔ１未満であるときの昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔは基準値ＶＨｂａｓｅと同じ「Ｖ２」となるが、開始温度Ｔｓｔａｒｔがしきい温度Ｔ１を超えるときの昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔは基準値ＶＨｂａｓｅである「Ｖ２」よりも小さい値に制限される。これにより上述した「昇圧制限」が開始される。
【００６３】
ここで、昇圧制限が開始される「しきい温度Ｔ１」は、ＷＯＵＴ負荷率制限が開始される「許容温度Ｔ０」よりも低い温度に設定される。そのため、エンジン始動中において、「ＷＯＵＴ負荷率制限」の開始前に「昇圧制限」を開始することができる。
【００６４】
図７は、コンバータ２０の出力電圧ＶＨをＶ１、Ｖ２としたときのコンバータ温度Ｔｃの上昇特性を示す図である。図７から明らかなように、出力電圧ＶＨをＶ２とするよりもＶ１に低下させたほうが、コンバータ温度Ｔｃの上昇率および収束温度は低下することがわかる。
【００６５】
したがって、エンジン始動中において、「ＷＯＵＴ負荷率制限」の開始前に「昇圧制限」を開始することによって、コンバータ温度Ｔｃの温度上昇が抑制され、下アームＱ２の熱負荷を下げることができる。そのため、エンジン始動中にＷＯＵＴ負荷率制限が介入されることを未然に防止してドライビリティの悪化を防止することができる。
【００６６】
図８は、コンバータ温度Ｔｃが比較的低い時の昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔおよびコンバータ温度Ｔｃの時間変化の一例を示す図である。なお、図８においては、ＥＶ走行中において、時刻ｔ１でクランキングが開始され、時刻ｔ２でＨＶ走行に移行される場合が示される。
【００６７】
時刻ｔ１にてクランキング開始時点のコンバータ温度Ｔｃが「開始温度Ｔｓｔａｒｔ」としてラッチされ、開始温度Ｔｓｔａｒｔに対応する制限値ＶＨｔが設定される。図８に示す例では、開始温度Ｔｓｔａｒｔがしきい温度Ｔ１未満であるため、制限値ＶＨｔが「Ｖ２」に設定される。クランキング中は基準値ＶＨｂａｓｅも「Ｖ２」であるため、昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔはＶ２に設定される。すなわち、制限値ＶＨｔによる昇圧制限は開始されない。この際、クランキング中の下アームＱ２の熱負荷の増加によってコンバータ温度Ｔｃは上昇するが、コンバータ温度Ｔｃは許容温度Ｔ０に達することはなく、ＷＯＵＴ負荷率制限は介入されない。
【００６８】
図９は、コンバータ温度Ｔｃが比較的高い時の昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔおよびコンバータ温度Ｔｃの時間変化の一例を示す図である。なお、図９においては、ＥＶ走行中において、時刻ｔ１１でクランキングが開始され、時刻ｔ１３でＨＶ走行に移行される場合が示される。
【００６９】
時刻ｔ１１にてクランキング開始時点のコンバータ温度Ｔｃが「開始温度Ｔｓｔａｒｔ」としてラッチされ、開始温度Ｔｓｔａｒｔに対応する制限値ＶＨｔが設定される。図９に示す例では、開始温度Ｔｓｔａｒｔがしきい温度Ｔ１を超えているため、制限値ＶＨｔが「Ｖ２」よりも低い値に設定される。クランキング中の基準値ＶＨｂａｓｅは「Ｖ２」であるため、昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔは基準値ＶＨｂａｓｅ（＝Ｖ２）よりも低い「制限値ＶＨｔ」に設定される。これにより、制限値ＶＨｔによる昇圧制限が開始され、下アームＱ２の熱負荷の増加が抑制される。そのため、コンバータ温度Ｔｃは許容温度Ｔ０未満に維持され、ＷＯＵＴ負荷率制限の介入が抑制される。
【００７０】
図８と図９とを見比べれば明らかなように、本実施の形態においては、エンジン始動中である場合、エンジン始動開始時点のコンバータ温度Ｔｃがしきい温度Ｔ１以上であるときの昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔ（図９参照）を、コンバータ温度Ｔｃがしきい温度Ｔ１未満であるときの昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔ（図８参照）よりも小さい値に制限する。これが本実施の形態における「昇圧制限」である。
【００７１】
従来においては、このような昇圧制限が行なわれないため、時刻ｔ１２にてコンバータ温度Ｔｃが許容温度Ｔ０を超えてしまいＷＯＵＴ負荷率制限が介入される結果、制限係数Ｋおよび放電電力上限値ＷＯＵＴ（＝ＷＯＵＴｂａｓｅ×Ｋ）が急減するため、ドライバビリティの悪化を招いていた（三点鎖線参照）。本実施の形態においては、このような問題を防止できる。
【００７２】
以上のように、本実施の形態による車両は、エンジン始動中である場合、コンバータ温度ＴｃがＷＯＵＴ負荷率制限が開始される許容温度Ｔ０よりも低いしきい温度Ｔ１に達した時点で、昇圧上限値ＶＨｌｉｍｉｔを基準値ＶＨｂａｓｅよりも制限する「昇圧制限」を行なう。そのため、エンジン始動中の下アームＱ２の過熱保護を図りつつ、エンジン始動中のＷＯＵＴ負荷率制限介入を防止してドライビリティの悪化を防止することができる。
［実施の形態２］
実施の形態１では、開始温度Ｔｓｔａｒｔをパラメータとして制限値ＶＨｔを設定した（上述の図６参照）。
【００７３】
これに対し、本実施の形態２では、エンジン３６のクランキングに必要な電力（以下「エンジン始動電力」という）が車速に応じて変化することに鑑み、開始温度Ｔｓｔａｒｔに加えて車速をパラメータとして制限値ＶＨｔを設定する。その他の構成は、上述の実施の形態１と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰り返さない。
【００７４】
ＥＶ走行で前進している場合、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１は負となる。この状態からエンジン回転速度Ｎｅを目標値まで増加させるためのクランキングトルクを第１ＭＧ３２−１から発生させるためには、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１が正となるまでは第１ＭＧ３２−１で発電させ、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１が正となった以後は第１ＭＧ３２−１で電力を消費する必要がある。
【００７５】
図１０は、低車速時におけるエンジン始動時のエンジン３６、第１ＭＧ３２−１、第２ＭＧ３２−２の状態変化を共線図上に示した図である。
【００７６】
低車速時においては、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２が低い。そのため、エンジン回転速度Ｎｅを目標値まで増加させるためには、第１ＭＧ３２−１の発電量が少なくなる一方、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を比較的高い値まで増加させる必要があり第１ＭＧ３２−１の消費電力量が多くなる。その結果、トータルとして第１ＭＧ３２−１の電力消費量（バッテリ１０の放電量）が多くなる傾向にある。
【００７７】
図１１は、高車速時におけるエンジン始動時のエンジン３６、第１ＭＧ３２−１、第２ＭＧ３２−２の状態変化を共線図上に示した図である。
【００７８】
高車速時においては、第２ＭＧ回転速度Ｎｍ２が高い。そのため、エンジン回転速度Ｎｅを所定の目標値まで増加させるためには、第１ＭＧ３２−１の発電量が多くなる一方、第１ＭＧ回転速度Ｎｍ１を比較的低い値まで増加させるだけでよく第１ＭＧ３２−１の消費電力量が少なくなる。その結果、トータルとして第１ＭＧ３２−１の電力消費量（バッテリ１０の放電量）が少なくなる傾向にある。
【００７９】
図１２は、車速とエンジン始動電力との対応関係を示す図である。図１２に示すように、車速が高いほどエンジン始動電力（バッテリ１０の放電量）は少なくなる傾向にある。
【００８０】
そこで、本実施の形態においては、開始温度Ｔｓｔａｒｔに加えて車速をパラメータとして制限値ＶＨｔを設定する。
【００８１】
図１３は、本実施の形態における開始温度Ｔｓｔａｒｔ、車速、制限値ＶＨｔの対応関係の一例を示す図である。
【００８２】
図１３に示すように、低車速時（車速がしきい車速よりも低い時）には、制限値ＶＨｔは上述の実施の形態１と同様に設定される（実線参照）。
【００８３】
一方、高車速時（車速がしきい車速よりも高い時）には、開始温度Ｔｓｔａｒｔがしきい温度Ｔ１よりも高い領域において制限値ＶＨｔの制限が緩和される（一点鎖線参照）。図１３に示す例では、高車速時の制限値ＶＨｔは、開始温度Ｔｓｔａｒｔがしきい温度Ｔ１としきい温度Ｔ２との間の温度Ｔｍｉｄ未満の領域では「Ｖ２」に維持され、開始温度Ｔｓｔａｒｔが温度Ｔｍｉｄ以上の領域でＶ１とＶ２との間の値Ｖｍｉｄに設定される。
【００８４】
このように、エンジン始動電力が比較的少ない高車速時には、低車速時よりも制限値ＶＨｔの制限を緩和することで、下アームＱ２の過熱保護を図りつつ、過剰な昇圧制限をしないようにしてドライビリティを確保することができる。車両１のようなプラグインハイブリッド自動車においては、ＥＶ走行可能な車速が通常のハイブリッド自動車よりも高めに設定されており高車速でエンジンが始動されることがあるため、特に有効である。
【００８５】
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。
【符号の説明】
【００８６】
１  車両、１０  バッテリ、２０  コンバータ、２４  電流センサ、２５，２６  電圧センサ、２７  温度センサ、３０  インバータ、３０−１  第１インバータ、３０−２  第２インバータ、３２−１  第１ＭＧ、３２−２  第２ＭＧ、３４  動力分割装置、３６  エンジン、３８  駆動輪、４０  インレット、５０  充電器、１００  ＥＣＵ、１１０  ＷＯＵＴ制限部、１２０  ＶＨ制限部、２００  外部電源、２１０  コネクタ、Ｃ１，Ｃ２  平滑コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２  ダイオード、Ｌ１  リアクトル、ＮＬ  負極線、ＰＬ１，ＰＬ２  正極線、Ｑ１  上アーム、Ｑ２  下アーム。
【図１】
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【図２】
0005923906.tif 000003
【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】
0005923906.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0005923906.tif 000011
【図１１】
0005923906.tif 000012
【図１２】
0005923906.tif 000013
【図１３】
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