(57)【要約】【課題】二次電池が搭載されたハイブリッド車両において、二次電池のハイレート劣化を抑制しつつＥＶ走行距離の低下を抑制する。【解決手段】ＥＣＵ１００は、バッテリ５０内の塩濃度の偏りに起因したバッテリ５０のハイレート劣化の度合いを示す評価値ΣＤを算出し、評価値ΣＤによりバッテリ５０が劣化していると評価された場合に、ＳＯＣの制御目標を引き上げることによってＳＯＣを上昇させるハイレート劣化抑制制御を実行する。ＥＣＵ１００は、ＨＶモードでのハイレート劣化抑制制御の実行時にエンジン１１が作動している場合、エンジン１１が負荷運転しているときには制御目標を引き上げる一方で、エンジン１１がアイドル状態で運転されているときには制御目標の引き上げを行なわない。【選択図】図７
2019142366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車両であって、
エンジンと、
電力を消費して車両駆動力を発生させるとともに、前記エンジンの作動による発電および前記ハイブリッド車両の走行に伴なう回生発電を行なうことが可能に構成されたモータと、
前記モータとの間で電力をやり取りする二次電池と、
前記二次電池のＳＯＣを消費するＥＶモードと、前記ＳＯＣを制御目標に制御するＨＶモードとを有する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記二次電池内の塩濃度の偏りに起因した前記二次電池の劣化の度合いを示す評価値を算出し、前記評価値により前記二次電池が劣化していると評価された場合に、前記制御目標を引き上げることによって前記ＳＯＣを上昇させる劣化抑制制御を実行し、
前記ＨＶモードでの前記劣化抑制制御の実行時に前記エンジンが作動している場合、前記エンジンが負荷運転しているときには前記制御目標を引き上げる一方で、前記エンジンがアイドル状態で運転されているときには前記制御目標の引き上げを行なわない、ハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ハイブリッド車両に関し、特に、ハイブリッド車両に搭載される二次電池に生じるハイレート劣化を抑制するための制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池の充放電に伴ない二次電池の電解液に塩濃度の偏りが生じると、二次電池の内部抵抗が上昇する。この塩濃度の偏りに起因した内部抵抗の上昇は、二次電池を構成する材料の経年劣化と区別して「ハイレート劣化」等と称される。
【０００３】
二次電池では一般に、ＳＯＣ（State  Of  Charge）が低い領域では、ＳＯＣが高い領域と比べて、負極の膨張・収縮が大きくなり、電池セル内の電解液が押し出されやすくなる。これにより、電池セル面内の塩濃度差が生じやすくなり、その結果、ハイレート劣化が促進されてしまう可能性がある。
【０００４】
特開２０１６−１８２０２２号公報（特許文献１）には、ハイレート劣化の度合いを示す評価値を算出し、評価値が予め定められた閾値を超えると、二次電池のＳＯＣの制御目標を引き上げる制御が開示されている。これにより、ハイレート劣化が促進され得る低ＳＯＣ領域において二次電池の充電が行なわれるのを回避することができるため、二次電池のハイレート劣化を確実に抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−１８２０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
典型的なハイブリッド車両においては、二次電池のＳＯＣが制御目標（目標ＳＯＣ）よりも高い場合は、ＳＯＣが制御目標に低下するまで、基本的に二次電池に蓄えられた電力を用いたモータ走行が行なわれる。このような走行を「ＥＶ走行」と称し、ＥＶ走行によりＳＯＣを消費するモードを「ＥＶモード」と称する。また、ＥＶ走行が可能な距離を「ＥＶ走行距離」とも称する。
【０００７】
ＥＶ走行に伴ないＳＯＣが制御目標まで低下すると、エンジン等を用いた発電機構を適宜作動させてＳＯＣを制御目標に制御しつつ走行するハイブリッド走行が行なわれる。このように、ＳＯＣが制御目標に維持するモードを「ＨＶモード」と称する。
【０００８】
たとえば特許文献１に開示されているように、二次電池のＳＯＣの制御目標を引き上げることによって二次電池のハイレート劣化を抑制する制御を以下では「ハイレート劣化抑制制御」とも称する（あるいは単に「劣化抑制制御」と略す場合もある）。
【０００９】
ここでは、ハイレート劣化抑制制御を実行中のハイブリッド車両が長い坂を下る場合を想定する。降坂走行が継続すると、ユーザは、モータの回生発電により十分な電力量が回収されたとして、十分なＥＶ走行距離が確保されていることを期待する。しかしながら、ハイレート劣化抑制制御が実行（継続）されていると、制御目標が引き上げられるためＳＯＣが制御目標に達し易くなり、ＥＶ走行距離が短くなる。その結果、降坂走行にも拘らずＥＶ走行距離が短くなったとの違和感をユーザに与える可能性がある。
【００１０】
本開示は上記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、二次電池が搭載されたハイブリッド車両において、二次電池のハイレート劣化を抑制しつつＥＶ走行距離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】
【００１１】
本開示のある局面に従うハイブリッド車両は、エンジンと、モータと、二次電池と、制御装置とを備える。モータは、電力を消費して車両駆動力を発生させるとともに、エンジンの作動による発電およびハイブリッド車両の走行に伴なう回生発電を行なうことが可能に構成される。二次電池は、モータとの間で電力をやり取りする。制御装置は、二次電池のＳＯＣを消費するＥＶモードと、ＳＯＣを制御目標に制御するＨＶモードとを有する。制御装置は、二次電池内の塩濃度の偏りに起因した二次電池の劣化の度合いを示す評価値を算出し、評価値により二次電池が劣化していると評価された場合に、制御目標を引き上げることによってＳＯＣを上昇させる劣化抑制制御を実行する。制御装置は、ＨＶモードでの劣化抑制制御の実行時にエンジンが作動している場合、エンジンが負荷運転しているときには制御目標を引き上げる一方で、エンジンがアイドル状態で運転されているときには制御目標の引き上げを行なわない。
【００１２】
上記構成によれば、ＨＶモードでの劣化抑制制御の実行中に、エンジンが負荷運転しているときには制御目標が引き上げられる。これにより、二次電池のハイレート劣化を抑制することができる。一方、エンジンがアイドル状態で運転されているときには、二次電池の電力量が増加したとしても、その電力増加量は、エンジンの作動による発電ではなく、車両の走行に伴なう回生発電によるものと考えられる。したがって、上記構成によれば、エンジンがアイドル状態で運転されているときには、たとえ二次電池の電力量が増加したとしても制御目標の引き上げは行なわれない。そうすると、制御目標が維持される一方で二次電池の電力増加量の分だけＳＯＣ（実ＳＯＣ）が上昇するため、実ＳＯＣと制御目標との差に相当する電力量をＥＶ走行のために確保することが可能になる。これにより、ＥＶ走行距離の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本開示によれば、二次電池が搭載されたハイブリッド車両において、二次電池のハイレート劣化を抑制しつつＥＶ走行距離の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の実施の形態に係るハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。
【図２】バッテリのＳＯＣの推移の一例を示した図である。
【図３】ＳＯＣと充電要求パワーとの関係を示した図である。
【図４】ハイレート劣化の評価値ΣＤとＳＯＣ目標との関係の一例を示した図である。
【図５】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図６】本実施の形態におけるハイレート劣化抑制制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】制御実行フラグがオンされている場合の制御の一例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】
【００１５】
以下、本開示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。
【００１６】
［実施の形態］
＜車両構成＞
図１は、本開示の実施の形態に係るハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。図１を参照して、車両１は、プラグインハイブリッド車両であって、車両駆動装置１０と、伝達ギヤ２０と、駆動軸３０と、車輪４０と、バッテリ５０と、充電器６０と、インレット７０と、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１００とを備える。なお、車両１がプラグインハイブリッド車両であることは必須ではなく、通常のハイブリッド車両（車両外部からの電力供給ができるようには構成されていない車両）であってもよい。
【００１７】
車両駆動装置１０は、車両駆動力を発生するとともに発電可能に構成される。具体的には、車両駆動装置１０は、エンジン１１と、動力分割装置１２と、モータジェネレータ１３，１４と、電力変換器１５，１６とを含む。
【００１８】
エンジン１１は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する内燃機関である。エンジン１１の燃料としては、ガソリンや軽油、エタノール、液体水素、天然ガスなどの炭化水素系燃料、または、液体もしくは気体の水素燃料が好適である。
【００１９】
動力分割装置１２は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構（図示せず）を含む。動力分割装置１２は、エンジン１１の駆動力を、モータジェネレータ１３の回転軸に伝達される動力と、伝達ギヤ２０に伝達される動力とに分割する。伝達ギヤ２０は、車輪４０を駆動するための駆動軸３０に連結される。また、伝達ギヤ２０は、モータジェネレータ１４の回転軸にも連結される。
【００２０】
モータジェネレータ１３，１４は、交流回転電機であり、たとえば、ロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機である。モータジェネレータ１３は、動力分割装置１２を経由してエンジン１１により駆動される発電機として用いられるとともに、エンジン１１を始動するための電動機としても用いられる。モータジェネレータ１４は、主として電動機として動作し、駆動軸３０を駆動する。一方で、車両の制動時や降坂走行時には、モータジェネレータ１４は、発電機として動作して回生発電を行なう。なお、モータジェネレータ１３，１４が本開示に係る「モータ」に相当する。しかし、車両構成によっては、本開示に係る「モータ」は１つのモータジェネレータにより構成されていてもよい。
【００２１】
電力変換器１５は、ＥＣＵ１００から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ１３とバッテリ５０との間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。同様に、電力変換器１６は、ＥＣＵ１００から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ１４とバッテリ５０との間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。これにより、モータジェネレータ１３，１４は、バッテリ５０との間での電力の授受を伴なって、電動機として動作するための正トルクまたは発電機として動作するための負トルクを出力することができる。電力変換器１５，１６は、たとえばインバータ（図示せず）によって構成される。なお、バッテリ５０と電力変換器１５，１６との間に、直流電圧変換のための昇圧コンバータ（図示せず）を配置してもよい。
【００２２】
バッテリ５０は、再充電可能な二次電池であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池である。バッテリ５０は、電力変換器１５，１６へ電力を供給する。また、バッテリ５０は、モータジェネレータ１３および／またはモータジェネレータ１４の発電時に発電電力を受けて充電される。さらに、バッテリ５０は、インレット７０を通じて車両外部の電源（図示せず）から供給される電力を受けて充電され得る。
【００２３】
バッテリ５０には、電圧センサ５１と電流センサ５２とが設けられている。電圧センサ５１は、バッテリ５０の電圧ＶＢを検出し、その検出値をＥＣＵ１００へ出力する。電流センサ５２は、バッテリ５０に入出力される電流ＩＢを検出し、その検出値をＥＣＵ１００へ出力する。なお、電流ＩＢについては、バッテリ５０からの出力（放電）を正値とし、バッテリ５０への入力（充電）を負値とする。
【００２４】
バッテリ５０の残存容量は、たとえば、バッテリ５０の満充電状態に対する現在の蓄電量を百分率で表したＳＯＣによって示される。ＳＯＣは、たとえば、電圧センサ５１および／または電流センサ５２の検出値に基づいて算出される。ＳＯＣは、ＥＣＵ１００で算出してもよいし、バッテリ５０に別途設けられるＥＣＵで算出してもよい。
【００２５】
充電器６０は、インレット７０に電気的に接続される車両外部の電源（図示せず）からの電力をバッテリ５０の電圧レベルに変換してバッテリ５０へ出力する。以下、車両外部の電源を「外部電源」とも称し、外部電源によるバッテリ５０の充電を「外部充電」とも称する。充電器６０は、たとえば整流器やインバータを含んで構成される。なお、外部電源からの受電方法は、インレット７０を用いた接触受電に限定されず、インレット７０に代えて受電用コイル等を用いて外部電源から非接触で受電してもよい。
【００２６】
ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、車両１における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００２７】
ＥＣＵ１００による主要な制御として、ＥＣＵ１００は、車速と、アクセルペダルの操作量に応じたアクセル開度とに基づいて車両駆動トルク（要求値）を算出し、算出された車両駆動トルクに基づいて車両駆動パワー（要求値）を算出する。また、ＥＣＵ１００は、バッテリ５０のＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充電要求パワーをさらに算出し、車両駆動パワーに充電要求パワーを加えたパワー（以下、「車両パワー」と称する）を発生するように車両駆動装置１０を制御する。
【００２８】
ＥＣＵ１００は、車両パワーが小さいときは、エンジン１１を停止させてモータジェネレータ１４のみで走行（ＥＶ走行）するように車両駆動装置１０を制御する。これにより、バッテリ５０は放電し、バッテリ５０のＳＯＣは減少する。車両パワーが大きくなると、ＥＣＵ１００は、エンジン１１を作動させて走行（ＨＶ走行）するように車両駆動装置１０を制御する。このとき、エンジン１１の出力が車両パワーよりも大きければバッテリ５０は充電され、車両パワーの方がエンジン出力よりも大きければバッテリ５０は放電する。
【００２９】
そして、ＥＣＵ１００は、ＨＶ走行を許容しつつもＥＶ走行を主体的に行なうことによってバッテリ５０のＳＯＣを積極的に消費するモード（ＥＶモード）と、ＨＶ走行とＥＶ走行とを適宜切り替えることによってＳＯＣを維持するモードとを選択的に適用して車両の走行を制御する。後者のモードについては、ＳＯＣが所定の下限まで低下するとＳＯＣを下限に維持するモード（ＨＶモード）と、ユーザの要求に従ってＳＯＣを下限よりも高い状態に維持するモード（ＨＶＳモード）とを含む。各モードについては、後ほど詳しく説明する。
【００３０】
また、ＥＣＵ１００は、外部充電の実行中、インレット７０に電気的に接続される外部電源から供給される電力をバッテリ５０の電圧レベルに変換してバッテリ５０へ出力するように充電器６０を制御する。
【００３１】
さらに、ＥＣＵ１００は、バッテリ５０の充放電に伴なうバッテリ５０の塩濃度の継続的な偏りに起因したバッテリ５０の劣化（ハイレート劣化）の度合いを示す評価値ΣＤを算出する。評価値ΣＤの算出方法については後ほど詳しく説明するが、この評価値は、バッテリ５０が充電過多の使われ方をすることによって塩濃度の偏りが生じた場合には負の値を示し、バッテリ５０が放電過多の使われ方をすることによって塩濃度の偏りが生じた場合には正の値を示す。
【００３２】
ハイレート劣化は、ＳＯＣが低い領域で電池が使用されると促進される特性を有する。これは、ＳＯＣが低い領域では、電池の負極の膨張・収縮が大きくなり、電池セル内の電解液が押し出されやすくなるので、電池セル面内の塩濃度差が生じやすくなるためと考えられる。そこで、評価値ΣＤによりハイレート劣化が進行していると評価される場合に、ＳＯＣの制御目標を引き上げることによってＳＯＣを上昇させることが考えられる。このようなＳＯＣ制御を「ハイレート劣化抑制制御」とも称する。以下、ハイレート劣化抑制制御について詳細に説明する。
【００３３】
＜ハイレート劣化抑制制御＞
図２は、バッテリ５０のＳＯＣの推移の一例を示した図である。図２では、横軸に経過時間が示され、縦軸にバッテリ５０のＳＯＣが示されている。図２を参照して、外部充電によりバッテリ５０が満充電状態（ＳＯＣ＝ＭＡＸ）となった後、時刻ｔ０においてＥＶモードで走行が開始されたものとする。
【００３４】
ＥＶモードは、バッテリ５０のＳＯＣを積極的に消費するモードであり、基本的には、バッテリ５０に蓄えられた電力（主には外部充電による電気エネルギー）を消費するものである。ＥＶモードでの走行時は、ＳＯＣを維持するためにはエンジン１１は作動しない。具体的には、たとえば、ＥＶモード中はバッテリ５０の充電要求パワーが零に設定される。これにより、車両の減速時等に回収される回生電力やエンジン１１の作動に伴ない発電される電力により一時的にＳＯＣが増加することはあるものの、結果的に充電よりも放電の割合の方が相対的に大きくなり、全体としては走行距離の増加とともにＳＯＣが減少する。
【００３５】
なお、ＥＶモードにおいても、車両パワー（車両駆動パワー）がエンジン始動閾値を超えれば、エンジン１１は作動する。また、車両パワーがエンジン始動閾値を超えていなくても、エンジン１１や排気触媒の暖機時などエンジン１１の作動が許容される場合もある。すなわち、ＥＶモードにおいても、ＥＶ走行とＨＶ走行とが可能である。なお、このようなＥＶモードは、「ＣＤ（Charge  Depleting）モード」と称されることもある。
【００３６】
時刻ｔ３において、ＳＯＣが下限ＬＬまで低下すると、ＥＶモードからＨＶモードに制御モードが切り替えられる（時刻ｔ１から時刻ｔ２までのＨＶＳモードについては後述）。ＨＶモードは、ＳＯＣを下限ＬＬに制御（維持）するモードである。具体的には、ＳＯＣが下限ＬＬよりも低下するとエンジン１１が作動し（ＨＶ走行）、ＳＯＣが上昇するとエンジン１１が停止する（ＥＶ走行）。このように、ＨＶモードでは、ＳＯＣを維持するためにエンジン１１が作動する。
【００３７】
なお、ＨＶモードにおいても、ＳＯＣが高くなればエンジン１１は停止する。すなわち、ＨＶモードは、エンジン１１を常時作動させて走行するＨＶ走行に限定されるものではなく、ＨＶモードにおいても、ＥＶ走行とＨＶ走行とが可能である。
【００３８】
ＨＶＳモードは、ユーザの要求に従ってＳＯＣを下限ＬＬよりも高い状態に維持するモードである。この例では、時刻ｔ１においてユーザの要求があり、要求が解除される時刻ｔ２までＳＯＣがユーザ要求時の値ＳＣ１（ＳＣ１＞ＬＬ）に制御（維持）される。なお、ＨＶＳモードへの移行要求および解除は、たとえば、ユーザが操作可能な操作ボタンまたはスイッチ（図示せず）等により入力される。
【００３９】
ＨＶＳモードでは、ＳＯＣが値ＳＣ１よりも低下するとエンジン１１が作動し（ＨＶ走行）、ＳＯＣが上昇するとエンジン１１が停止する（ＥＶ走行）。このように、ＨＶＳモードでも、ＳＯＣを維持するためにエンジン１１が作動する。ＳＯＣが維持されるＨＶモードおよびＨＶＳモードは、纏めて「ＣＳ（Charge  Sustain）モード」と称されることもある。
【００４０】
なお、ＨＶＳモードにおいても、ＨＶモードと同様に、ＳＯＣが高くなればエンジン１１は停止する。すなわち、ＨＶＳモードも、エンジン１１を常時作動させて走行するＨＶ走行に限定されるものではなく、ＨＶＳモードにおいても、ＥＶ走行とＨＶ走行とが可能である。なお、ＨＶモードおよびＨＶＳモードのうちの一方または両方が本開示に係る「ＨＶモード」に相当する。
【００４１】
なお、ＥＶモードにおけるエンジン始動閾値は、ＨＶモードおよびＨＶＳモードにおけるエンジン始動閾値よりも大きくするのが好ましい。すなわち、ＥＶモードにおいて車両１がＥＶ走行する領域は、ＨＶモードおよびＨＶＳモードにおいて車両１がＥＶ走行する領域よりも大きいのが好ましい。これにより、ＥＶモードにおいては、エンジン１１が始動する頻度がさらに抑制され、ＥＶ走行の機会をさらに拡大することができる。
【００４２】
図３は、ＳＯＣと充電要求パワーとの関係を示した図である。ＳＯＣが維持されるＨＶモードおよびＨＶＳモードにおいては、バッテリ５０のＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充電要求パワーが算出される。たとえば、図３に示されるように、ＳＯＣ（算出値）と制御目標（ＨＶモードにおいては下限ＬＬ、ＨＶＳモードにおいては値ＳＣ１）との偏差に基づいて、バッテリ５０の充放電要求パワーが決定される。そして、車両駆動パワーに充電要求パワーを加えたパワー（車両パワー）を発生するように車両駆動装置１０が制御される。これにより、ＨＶモードにおいては、下限ＬＬの近傍にＳＯＣが制御され、ＨＶＳモードにおいては、値ＳＣ１の近傍にＳＯＣが制御される。
【００４３】
時刻ｔ４において、ＨＶモードが選択されている場合に、ハイレート劣化の評価値ΣＤによりハイレート劣化が進行しているものと評価されると、ハイレート劣化抑制制御が実行され、ＳＯＣの制御目標が下限ＬＬから所定値ＳＣ２（ＳＣ２＞ＬＬ）に高められる。なお、一例として、下限ＬＬがＳＯＣ２０％程度に設定されるのに対し、所定値ＳＣ２はＳＯＣ５０％程度に設定される。
【００４４】
図４は、ハイレート劣化の評価値ΣＤとＳＯＣ目標との関係の一例を示した図である。図４を参照して、評価値ΣＤが負値として増加し、時刻ｔ１１において、ＨＶモードが選択されている場合に評価値ΣＤが閾値ＴＨ（負値）に達すると、ＳＯＣの制御目標（図３の目標ＳＣ）が下限ＬＬから値ＳＣ２に高められる。これにより、評価値ΣＤの増加傾向（負方向への増加）が抑制される。なお、特に図示しないが、評価値ΣＤの増加（負方向への増加）に応じてＳＯＣ目標を段階的に高めてもよい。
【００４５】
再び図２を参照して、時刻ｔ５において外部充電が開始され、ＳＯＣが上昇する。時刻ｔ６においてバッテリ５０が満充電状態（ＳＯＣ＝ＭＡＸ）に達すると、外部充電が終了する。そして、この実施の形態では、外部充電が実行されると、ハイレート劣化抑制制御が実行されていた場合には当該制御が非実行とされる。その後、時刻ｔ６において、外部充電が終了し、ハイレート劣化抑制制御が非実行とされ、ＥＶモードが選択される。
【００４６】
なお、この実施の形態では、ＨＶＳモードが選択されている場合に、評価値ΣＤが閾値ＴＨ（負値）に達しても、ハイレート劣化抑制制御は実行されない。ＨＶＳモードが選択されている場合は、ＳＯＣが下限ＬＬよりも高い状態に維持されるので、ハイレート劣化の進行が抑制される。また、ＨＶＳモードは、ＳＯＣを確保して後のＥＶ走行を可能にしたい場合等に選択され得る。
【００４７】
＜降坂走行＞
以上のようなハイレート劣化抑制制御を一律に実行すると、ＳＯＣの制御目標が引き上げられる結果、ＥＶ走行距離が不必要に短くなる場合があり得る。より具体的に、以下では、車両１が置かれた状況の一例として、ハイレート劣化抑制制御の実行中の車両１が長い坂を下る場合を想定する。
【００４８】
降坂走行が継続すると、ユーザは、モータジェネレータ１４の回生発電により十分な電力量が回収されたとして、十分なＥＶ走行距離が確保されていると期待する。しかしながら、ハイレート劣化抑制制御が実行（継続）されていると、ＳＯＣの制御目標が引き上げられる分、ＳＯＣが制御目標に達しやすくなり、その結果としてＥＶ走行距離が短くなる。そのすると、回生発電が行なわれているにも拘らずＥＶ走行距離が短いとの違和感をユーザに与える可能性がある。
【００４９】
そこで、本実施の形態においては、ハイレート劣化抑制制御の実行中、エンジン１１がアイドル状態で運転されている場合にバッテリ５０に蓄えられた電力量が増加すると、その電力増加量をＳＯＣの制御目標の引き上げに代えて、車両１のＥＶ走行のために確保するものとする。ＨＶ走行中にエンジン１１がアイドル状態で運転されている場合、バッテリ５０の電力増加量は、エンジン１１の作動による発電（モータジェネレータ１３による発電）にではなく、車両１の走行に伴なう回生発電（モータジェネレータ１４による発電）によるものであると考えられる。したがって、本実施の形態によれば、回生発電による電力増加量に相当する分だけＥＶ走行距離が伸長することになる。その結果、ユーザの違和感を抑制することができる。
【００５０】
＜機能ブロック＞
図５は、ＥＣＵ１００の機能ブロック図である。図５を参照して、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣ算出部１０１と、ダメージ量算出部１０２と、評価値算出部１０３と、記憶部１０４と、判定部１０５と、ＳＯＣ制御部１０６と、モード制御部１０７と、走行制御部１０８と、外部充電制御部１０９とを含む。
【００５１】
ＳＯＣ算出部１０１は、電圧センサ５１によって検出されるバッテリ５０の電圧ＶＢおよび／または電流センサ５２によって検出されるバッテリ５０の電流ＩＢに基づいて、バッテリ５０のＳＯＣを算出する。ＳＯＣの具体的な算出方法については、電流ＩＢの積算値を用いる手法や、バッテリ５０の開回路電圧（ＯＣＶ（Open  Circuit  Voltage））とＳＯＣとの関係を示すＯＣＶ−ＳＯＣカーブを用いる手法等、種々の公知の手法を用いることができる。
【００５２】
ダメージ量算出部１０２は、バッテリ５０に対して入出力される電流ＩＢとその通電時間とに基づいて、バッテリ５０内の塩濃度の偏りに起因したバッテリ５０のダメージ量Ｄを算出する。ダメージ量Ｄは、たとえば、以下の式（１）に基づいて、所定の周期Δｔで算出される。
【００５３】
Ｄ（Ｎ）＝Ｄ（Ｎ−１）−α×Δｔ×Ｄ（Ｎ−１）＋（β／Ｃ）×ＩＢ×Δｔ
・・・（１）
ここで、Ｄ（Ｎ）はダメージ量Ｄの今回演算値を示し、Ｄ（Ｎ−１）は、周期Δｔ前に算出されたダメージ量Ｄの前回演算値を示す。Ｄ（Ｎ−１）は、前回演算時に記憶部１０４に記憶され、今回演算時に記憶部１０４から読み出される。
【００５４】
式（１）における右辺第２項のα×Δｔ×Ｄ（Ｎ−１）は、ダメージ量Ｄの減少項であり、塩濃度の偏りが緩和するときの成分を示す。αは忘却係数であり、バッテリ５０の電解液中におけるイオンの拡散速度に対応する係数である。拡散速度が高いほど、忘却係数αは大きくなる。α×Δｔの値は、０から１までの値となるように設定される。このダメージ量Ｄの減少項は、忘却係数αが大きいほど（すなわちイオンの拡散速度が高いほど）、また、周期Δｔが長いほど、大きな値となる。
【００５５】
忘却係数αは、バッテリ５０のＳＯＣや温度に依存する。忘却係数αと、バッテリ５０のＳＯＣおよび温度との対応関係を実験等によって予め求めて記憶部１０４に記憶しておき、演算時のバッテリ５０のＳＯＣおよび温度に基づいて忘却係数αが設定される。なお、忘却係数αは、たとえば、バッテリ５０の温度が同じであればＳＯＣが高いほど大きい値に設定され、ＳＯＣが同じであればバッテリ５０の温度が高いほど大きい値に設定され得る。
【００５６】
式（１）における右辺第３項の（β／Ｃ）×ＩＢ×Δｔは、ダメージ量Ｄの増加項であり、塩濃度の偏りが発生するときの成分を示す。βは電流係数であり、Ｃは限界閾値を示す。このダメージ量Ｄの増加項は、電流ＩＢが大きいほど、また、周期Δｔが長いほど、大きな値となる。
【００５７】
電流係数βおよび限界閾値Ｃは、バッテリ５０のＳＯＣや温度に依存する。電流係数βおよび限界閾値Ｃの各々と、バッテリ５０のＳＯＣおよび温度との対応関係を実験等によって予め求めて記憶部１０４に記憶しておき、演算時のバッテリ５０のＳＯＣおよび温度に基づいて、電流係数βおよび限界閾値Ｃが設定される。なお、限界閾値Ｃは、たとえば、バッテリ５０の温度が同じであればＳＯＣが高いほど大きい値に設定され、ＳＯＣが同じであればバッテリ５０の温度が高いほど大きい値に設定される。
【００５８】
このように、塩濃度の偏りの発生および緩和をそれぞれ上記の増加項および減少項で表して現在のダメージ量Ｄを算出することにより、ハイレート劣化の要因と考えられる塩濃度の偏りの変化（増減）を適切に把握することができる。
【００５９】
評価値算出部１０３は、バッテリ５０のハイレート劣化の度合いを示す評価値ΣＤを算出する。ハイレート劣化の進行状態は、ダメージ量算出部１０２によって算出されるダメージ量Ｄの積算値を用いて評価される。評価値ΣＤは、たとえば、以下の式（２）に基づいて算出される。
【００６０】
ΣＤ（Ｎ）＝γ×ΣＤ（Ｎ−１）＋η×Ｄ（Ｎ）                      ・・・（２）
ここで、ΣＤ（Ｎ）は評価値の今回演算値を示し、ΣＤ（Ｎ−１）は、周期Δｔ前に算出された評価値の前回演算値を示す。γは減衰係数であり、ηは補正係数である。ΣＤ（Ｎ−１）は、前回演算時に記憶部１０４に記憶され、今回演算時に記憶部１０４から読み出される。γおよびηも、記憶部１０４に予め記憶され、今回演算時に記憶部１０４から読み出される。
【００６１】
減衰係数γは、１よりも小さい値に設定される。時間の経過に伴なうイオンの拡散によって塩濃度の偏りが緩和されるので、今回の評価値ΣＤ（Ｎ）を算出するときに、前回の評価値ΣＤ（Ｎ−１）が減少していることを考慮するものである。補正係数ηは、適宜設定される。
【００６２】
このように、評価値ΣＤは、バッテリ５０の電流ＩＢと電流ＩＢとの通電時間とに基づいてダメージ量を積算することにより算出される。評価値ΣＤは、バッテリ５０が充電過多の使われ方をすると、充電過多に応じた塩濃度の偏りが増加することにより負方向（負値）に増加する。なお、バッテリ５０が放電過多の使われ方をした場合には、評価値ΣＤは、放電過多に応じた塩濃度の偏りが増加することにより正方向（正値）に増加する。
【００６３】
判定部１０５は、評価値算出部１０３によって算出された評価値ΣＤが閾値ＴＨ（図４）に達しているか否かを判定する。上述のように、ハイレート劣化は、特に、低ＳＯＣ領域で充電方向の電流が流れると促進される特性を有するところ、具体的には、判定部１０５は、評価値ΣＤが負方向に増加して閾値ＴＨ（負値）を下回っているか否かを判定する。
【００６４】
モード制御部１０７は、ＥＶモード、ＨＶモードおよびＨＶＳモードの切替を制御する。具体的には、外部充電が終了すると、モード制御部１０７は、ＥＶモードを選択する。ＥＶモードでの走行によりＳＯＣが下限ＬＬまで低下すると、モード制御部１０７は、ＥＶモードからＨＶモードに切り替える。また、モード制御部１０７は、ユーザの要求に従ってＨＶＳモードを選択する。ＥＶモード中にユーザ要求があった場合には、ＳＯＣがそのときの値に維持される。ＨＶモード中にユーザ要求があった場合には、たとえば、下限ＬＬよりも所定量高い値にＳＯＣを維持するようにしてもよいし、ＨＶＳモードへの切替を不可としてもよい。
【００６５】
ＳＯＣ制御部１０６は、モード制御部１０７からモードの選択情報を受けるとともに、判定部１０５における判定結果を判定部１０５から受ける。そして、ＳＯＣ制御部１０６は、ＨＶモードが選択されており、かつ、判定部１０５において評価値ΣＤが閾値ＴＨに達していると判定されている場合に、ＳＯＣの制御目標を下限ＬＬから値ＳＣ２（ＳＣ２＞ＬＬ）へ高める（ハイレート劣化抑制制御）。
【００６６】
走行制御部１０８は、車速とアクセル開度とに基づいて車両駆動パワー（要求値）を算出する。また、走行制御部１０８は、モード制御部１０７からモードの選択情報を受け、ＨＶモードまたはＨＶＳモードが選択されている場合には、ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充電要求パワーをさらに算出し（図３参照）、車両駆動パワーに充電要求パワーを加えた車両パワーを算出する。なお、ＥＶモードが選択されている場合には、走行制御部１０８は、車両駆動パワーを車両パワーとする。
【００６７】
そして、車両パワーがエンジン始動閾値よりも小さいときは、走行制御部１０８は、ＥＶ走行を行なうように車両駆動装置１０を制御する。一方、車両パワーがエンジン始動閾値以上であるときは、走行制御部１０８は、エンジン１１を作動させてＨＶ走行を行なうように車両駆動装置１０を制御する。このとき、エンジン１１の出力が車両パワーよりも大きければバッテリ５０は充電され、車両パワーの方がエンジン出力よりも大きければバッテリ５０は放電する。
【００６８】
また、車両の制動時や降坂走行時には、走行制御部１０８は、モータジェネレータ１４が発電して制動力を発生するように車両駆動装置１０（モータジェネレータ１４および電力変換器１６）を制御する。
【００６９】
そして、ＳＯＣ制御部１０６は、車両駆動装置１０による発電の状況（より詳細には、エンジン１１の運転状態）を走行制御部１０８から取得する。エンジン１１がアイドル状態であるか否かは、エンジン１１の回転速度に基づき判定可能である。ハイレート劣化抑制制御の実行中に、エンジン１１がアイドル状態で運転されている場合であっても回生発電が行なわれると、アイドル状態での運転が開始される前と比べてバッテリ５０の電力量が増加し得る。このような場合、ＳＯＣ制御部１０６は、増加した電力量を車両１のＥＶ走行用に確保しておく。つまり、ＳＯＣが上昇すると、そのＳＯＣ上昇に追従するように制御目標を上昇させることも考えられるが、本実施の形態においては、そのような制御目標の引き上げは行なわれない。
【００７０】
外部充電制御部１０９は、インレット７０に外部電源が接続されている場合に、所定の充電実行条件が成立すると、外部充電を実行する。具体的には、外部充電制御部１０９は、インレット７０に電気的に接続される外部電源からの電力をバッテリ５０の電圧レベルに変換してバッテリ５０へ出力するように充電器６０を制御する。
【００７１】
＜ハイレート劣化抑制制御の処理フロー＞
図６は、本実施の形態におけるハイレート劣化抑制制御の処理手順の一例を示すフローチャートである。なお、図６および後述する図７に示すフローチャートに含まれる各ステップ（以下、Ｓと略す）は、所定の周期Δｔ毎にメインルーチンから呼び出されてＥＣＵ１００により実行される。
【００７２】
図６を参照して、ＥＣＵ１００は、バッテリ５０に入出力される電流ＩＢを電流センサ５２により検出する（Ｓ１０）。次いで、ＥＣＵ１００は、バッテリ５０のＳＯＣを算出する（Ｓ２０）。ＳＯＣの算出には、前述のように種々の公知の手法を用い得る。
【００７３】
続いて、ＥＣＵ１００は、Ｓ１０にて検出された電流ＩＢ、およびＳ２０にて算出されたＳＯＣに基づき、上記式（１）に従ってバッテリ５０のダメージ量Ｄを算出する（Ｓ３０）。さらに、ＥＣＵ１００は、上記式（２）を用いて、Ｓ３０にて算出されたダメージ量Ｄに基づいて、バッテリ５０のハイレート劣化の度合いを示す評価値ΣＤを算出する（Ｓ４０）。
【００７４】
次いで、ＥＣＵ１００は、評価値ΣＤが閾値ＴＨ（負値）未満であるか否かを判定する（Ｓ５０）。そして、評価値ΣＤが閾値ＴＨ未満であると判定されると（Ｓ５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、ハイレート劣化抑制制御を実行するための制御実行フラグをオンにする（Ｓ６０）。そして、ＥＣＵ１００は、ＳＯＣの制御目標を下限ＬＬから値ＳＣ２（図２参照）へ引き上げる（Ｓ７０）。これにより、ＳＯＣが下限ＬＬから上昇し、バッテリ５０のハイレート劣化が抑制されることとなる。
【００７５】
なお、図示しないが、外部充電が実行された場合、車両駆動装置１０による発電が所定期間継続した場合、あるいはバッテリ５０のＳＯＣが所定値よりも高くなった場合には、制御実行フラグがオンからオフに切り替えられる。そうすると、ハイレート劣化抑制制御が非実行とされる。
【００７６】
図７は、制御実行フラグがオンされている場合の制御の一例を示すフローチャートである。図７を参照して、Ｓ１１０において、ＥＣＵ１００は、ハイレート劣化抑制制御の実行を示す制御実行フラグがオンされているか否かを判定する。制御実行フラグが既にオフである場合は（Ｓ１１０においてＮＯ）、以降の処理は実行されず、処理がリターンへと返される。
【００７７】
Ｓ１１０において制御実行フラグがオンであると判定されると（Ｓ１１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１２０に進め、車両１がＥＶモードであるか否かを判定する。
【００７８】
車両１がＥＶモードである場合（Ｓ１２０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、バッテリ５０のＥＶ走行用ＳＯＣが基準値ＲＥＦ１以下であるか否かを判定する（Ｓ１３０）。ＥＶ走行用ＳＯＣとは、バッテリ５０のＳＯＣ（実ＳＯＣ）と下限ＬＬ（図２参照）との差である。
【００７９】
ＥＶ走行用ＳＯＣが基準値ＲＥＦ１以下である場合（Ｓ１３０においてＹＥＳ）には、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行に使用可能な電力量が残り少ないとしてＥＶモードを中止させ、エンジン１１を作動させて車両１をＨＶモードに移行させる（Ｓ１４０）。一方、ＥＶ走行用ＳＯＣが基準値ＲＥＦ１よりも高い場合（Ｓ１３０においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行に使用可能な電力量が確保されているとしてＳ１４０の処理をスキップし、ＥＶモードを継続させる。
【００８０】
Ｓ１２０にて車両１がＥＶ走行モードでない場合、すなわち、車両１がＨＶモードまたはＨＶＳモードである場合（Ｓ１２０においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、エンジン１１がアイドル状態で運転されているか否かを判定する（Ｓ１５０）。
【００８１】
エンジン１１がアイドル状態でない場合、より具体的には、エンジン１１の回転速度が所定の基準速度以上でありエンジン１１が負荷運転を行なっていると判定される場合（Ｓ１５０においてＮＯ）、ＥＣＵ１００は、ハイレート劣化抑制制御を開始してからバッテリ５０のＳＯＣが上昇した分だけ、ＳＯＣの制御目標も引き上げると判定する（Ｓ１６０）。つまり、実ＳＯＣの上昇に追従するように制御目標も引き上げられる。
【００８２】
これに対し、エンジン１１がアイドル状態である場合、つまり、エンジン１１の回転速度が基準速度未満である場合（Ｓ１５０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、エンジン１１がアイドル状態となってからのバッテリ５０のＳＯＣ上昇量（に相当する電力量）をＥＶ走行のために確保するため、制御目標の引き上げは行なわない（Ｓ１７０）。
【００８３】
Ｓ１６０またはＳ１７０の処理が終了すると、ＥＣＵ１００は、処理をＳ１８０に進め、バッテリ５０のＥＶ走行用ＳＯＣが基準値ＲＥＦ２以上であるか否かを判定する。ＥＶ走行用ＳＯＣが基準値ＲＥＦ２以上である場合（Ｓ１８０においてＹＥＳ）には、ＥＣＵ１００は、バッテリ５０にはＥＶ走行に使用可能な電力量が確保されているとしてＨＶモードを中止し、エンジン１１を停止させて車両１をＥＶモードに移行させる（Ｓ１９０）。なお、ＥＶ走行用ＳＯＣが基準値ＲＥＦ２未満である場合（Ｓ１８０においてＮＯ）には、ＥＣＵ１００は、ＥＶ走行に使用可能な電力量が十分には蓄えられていないとしてＳ１９０の処理をスキップし、ＨＶモードを継続させる。
【００８４】
以上のように、本実施の形態によれば、ＨＶ走行が行なわれているもののエンジン１１がアイドル状態で運転されている場合、その間のバッテリ５０の電力増加量は、エンジン１１を用いたモータジェネレータ１３の発電によるものではなく、車両１の走行に伴なうモータジェネレータ１４の回生発電によるものであるとして、ＳＯＣの制御目標の引き上げを行なわない（Ｓ１７０）。これにより、アイドル運転中の電力増加量に相当する分だけＥＶ走行のための電力量が確保されることとなる。言い換えると、モータジェネレータ１４による回生発電が行なわれた分だけＥＶ走行を行なうことが可能になり、ＥＶ走行距離が伸長する。したがって、ハイレート劣化抑制制御によりバッテリ５０のハイレート劣化を抑制しつつ、ＥＶ走行距離の低下を抑制することができる。
【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。本開示の範囲は、上記した実施の形態の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  車両駆動装置、１１  エンジン、１２  動力分割装置、１３，１４  モータジェネレータ、１５，１６  電力変換器、２０  伝達ギヤ、２４  電流センサ、３０  駆動軸、４０  車輪、５０  バッテリ、５１  電圧センサ、５２  電流センサ、６０  充電器、７０  インレット、１００  ＥＣＵ、１０１  ＳＯＣ算出部、１０２  ダメージ量算出部、１０３  評価値算出部、１０４  記憶部、１０５  判定部、１０６  ＳＯＣ制御部、１０７  モード制御部、１０８  走行制御部、１０９  外部充電制御部。
【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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