(57)【要約】【課題】プラグインハイブリッド電気自動車において、深夜充電モード下で排気浄化のための還元剤たる尿素水溶液の凍結防止とバッテリの充電量の確保の両立を図る。【解決手段】プラグインハイブリッド電気自動車（１）は、還元剤たる尿素水溶液を加熱する手段（２４）と、外気温度を検出する手段（１７）と、バッテリ充電状態か否かを判定する手段（２６）と、バッテリ（１１）の充電モードを判定する手段（２６）と、外気温度が所定温度未満である場合に、バッテリ充電状態ではなく、且つ、第１の充電モード（深夜充電モード）が選択されている場合には、充電モードを第２の充電モード（通常充電モード）に切り替えると共に、加熱手段を作動させる手段（２６）とを備える。【選択図】図３
2012091727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と外部電源から充電可能なバッテリに蓄えられた電力を動力源として駆動可能な電動機との少なくとも一方から出力される動力によって走行し、前記バッテリの充電モードとして、所定時間帯に限って前記バッテリの充電を許可する第１の充電モードと前記所定時間帯に限らず前記バッテリの充電を許可する第２の充電モードとを選択可能なプラグインハイブリッド電気自動車において、
前記内燃機関の排気通路に設置された尿素還元触媒の上流側へ還元剤として供給される尿素水溶液を貯留する尿素水タンクと、
前記尿素水タンクに貯留された尿素水溶液を加熱する加熱手段と、
外気温度を検出する外気温度検出手段と、
前記外部電源を用いて前記バッテリの充電を行っているバッテリ充電状態であるか否かを判定するバッテリ充電状態判定手段と、
前記バッテリの充電モードとして、前記第１の充電モード及び前記第２の充電モードのいずれが選択されているかを判定する充電モード判定手段と、
前記外気温度検出手段によって検出された外気温度が所定温度未満である場合に、前記バッテリ充電状態判定手段によってバッテリ充電状態ではないと判定され、且つ、前記充電モード判定手段によって前記第１の充電モードが選択されていると判定された場合には、前記バッテリの充電モードを第１の充電モードから前記第２の充電モードに切り替えると共に、前記加熱手段を作動させる制御手段と
を備えたことを特徴とするプラグインハイブリッド電気自動車。
【請求項２】
前記バッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記バッテリ充電量検出手段によって検出された充電量が所定充電量以上である場合に、前記加熱手段を作動させることを特徴とする請求項１に記載のプラグインハイブリッド電気自動車。
【請求項３】
前記加熱手段の作動を開始した時点からの経過時間を計時する計時手段と、
前記外気温度検出手段によって検出された外気温度に応じて、前記加熱手段を連続的に継続して作動する作動継続期間を設定する作動継続期間設定手段と
を更に備え、
前記制御手段は、前記計時手段によって計時された経過時間が前記作動継続期間設定手段によって設定された作動継続期間に達した場合に、前記加熱手段の作動を所定期間停止することを特徴とする請求項１又は２に記載のプラグインハイブリッド電気自動車。
【請求項４】
内燃機関と外部電源から充電可能なバッテリに蓄えられた電力を動力源として駆動可能な電動機との少なくとも一方から出力される動力によって走行し、前記内燃機関の排気通路に設置された尿素還元触媒の上流側へ還元剤として供給される尿素水溶液を貯留する尿素水タンクと、前記尿素水タンクに貯留された尿素水溶液を加熱する加熱手段とを有し、前記バッテリの充電モードとして、所定時間帯に限って前記バッテリの充電を許可する第１の充電モードと前記所定時間帯に限らず前記バッテリの充電を許可する第２の充電モードとを選択可能なプラグインハイブリッド電気自動車の制御方法において、
外気温度を検出する外気温度検出工程と、
前記外部電源を用いて前記バッテリの充電を行っているバッテリ充電状態であるか否かを判定するバッテリ充電状態判定工程と、
前記バッテリの充電モードとして、前記第１の充電モード及び前記第２の充電モードのいずれが選択されているかを判定する充電モード判定工程と、
前記外気温度検出工程によって検出された外気温度が所定温度未満である場合に、前記バッテリ充電状態判定工程によってバッテリ充電状態ではないと判定され、且つ、前記充電モード判定工程によって前記第１の充電モードが選択されていると判定された場合には、前記バッテリの充電モードを第１の充電モードから前記第２の充電モードに切り替えると共に、前記加熱手段を作動させる制御工程と
を備えたことを特徴とするプラグインハイブリッド電気自動車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関と外部電源から充電可能なバッテリに蓄えられた電力を動力源として駆動可能な電動機との少なくとも一方から出力される動力によって走行可能なプラグインハイブリッド電気自動車及び該プラグインハイブリッド電気自動車の制御方法の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関及び電動機の少なくとも一方を動力として走行可能、且つ、外部電源からバッテリに充電可能なプラグインハイブリッド電気自動車が注目されている。プラグインハイブリッド電気自動車では、外部電源から供給された電力をバッテリに蓄え、当該バッテリに蓄えられた電力を用いて電動機を駆動することにより走行することで、内燃機関の燃料消費量を抑制し、燃料消費効率の向上が達成される。
【０００３】
寒冷地などの低温環境下でプラグインハイブリッド電気自動車を使用する場合、内燃機関の始動性を確保するために、電力で作動可能なブロックヒータを内燃機関に設け、始動時に内燃機関の暖気を行うことが知られている。例えば特許文献１には、内燃機関の暖気が必要であると判定された場合には、外部電源から供給された電力をバッテリの充電やプレ空調動作よりブロックヒータの作動に優先的に用いることによって、内燃機関の始動性を確保する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７４４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、内燃機関の排気通路には、排ガス中に含まれる窒素酸化物を浄化するために、尿素水溶液を還元剤として利用した選択還元触媒システム（以下、「尿素ＳＣＲシステム」と称する）が設けられることがある。尿素ＳＣＲシステムでは、内燃機関の排気通路に設けられた選択還元型ＮＯx触媒（以下、「ＳＣＲ触媒」と称する）の上流側に噴射ノズルを設け、当該噴射ノズルから尿素水溶液を噴射することにより排ガスに尿素水溶液を供給する。供給された尿素水溶液は、加水分解されることによってアンモニアを生成し、当該アンモニアはＳＣＲ触媒において、排ガスに含まれる窒素酸化物を無害な窒素と水に還元する。
【０００６】
尿素ＳＣＲシステムにおいて、還元剤たる尿素水溶液は予め貯留タンクに貯留されている。尿素ＳＣＲシステムを搭載したプラグインハイブリッド電気自動車が低温環境下にある場合、貯留タンクに蓄えられた尿素水溶液が凍結することによって噴射ノズルから噴射不能となり、排気浄化能力が著しく低下してしまうという技術的問題点がある。このような問題点の解決策として、上述した内燃機関の暖気用のブロックヒータのように、外部電源から供給された電力によって作動可能なヒータを貯留タンクに設置し、貯留タンク内の尿素水溶液を加熱することによって凍結防止を図ることが有効である。
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、外部電源から供給された電力をバッテリの充電やプレ空調動作よりブロックヒータの作動に常に優先的に用いるとしているため、バッテリへの充電を十分行うことができず、バッテリの充電量が不足してしまう場合がある。従って、尿素水溶液の凍結防止用のヒータについて、特許文献１の技術をそのまま適応すると、このようにバッテリの充電量不足が生じてしまうおそれがある。この場合、外部電源からバッテリに充電された電力を用いて走行することによって、内燃機関の燃料消費量を抑制するというプラグインハイブリッド電気自動車のメリットを活かすことができなくなってしまう。
【０００８】
また、プラグインハイブリッド電気自動車には、昼間電気料金に比べて安価な深夜電気料金が適用される深夜時間帯に限って外部電源からの充電を許可する深夜充電モードと、外部電源を車両に接続すると時間帯に関わらずバッテリへの充電を開始する通常充電モードとを選択可能なものがある。充電モードとして深夜充電モードが選択されている場合、充電が許可された深夜時間帯以外ではバッテリの充電を行うことができないため、上述のようなバッテリの充電量不足はより一層生じやすくなってしまう。
【０００９】
本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、外部電源からバッテリへの充電可能な時間帯が制限された充電モード下においても、排気浄化のための還元剤の凍結防止とバッテリの充電量の確保を両立可能なプラグインハイブリッド電気自動車及び該プラグインハイブリッド電気自動車の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のプラグインハイブリッド電気自動車は上記課題を解決するために、内燃機関と外部電源から充電可能なバッテリに蓄えられた電力を動力源として駆動可能な電動機との少なくとも一方から出力される動力によって走行し、前記バッテリの充電モードとして、所定時間帯に限って前記バッテリの充電を許可する第１の充電モードと前記所定時間帯に限らず前記バッテリの充電を許可する第２の充電モードとを選択可能なプラグインハイブリッド電気自動車において、前記内燃機関の排気通路に設置された尿素還元触媒の上流側へ還元剤として供給される尿素水溶液を貯留する尿素水タンクと、前記尿素水タンクに貯留された尿素水溶液を加熱する加熱手段と、外気温度を検出する外気温度検出手段と、前記外部電源を用いて前記バッテリの充電を行っているバッテリ充電状態であるか否かを判定するバッテリ充電状態判定手段と、前記バッテリの充電モードとして、前記第１の充電モード及び前記第２の充電モードのいずれが選択されているかを判定する充電モード判定手段と、前記外気温度検出手段によって検出された外気温度が所定温度未満である場合に、前記バッテリ充電状態判定手段によってバッテリ充電状態ではないと判定され、且つ、前記充電モード判定手段によって前記第１の充電モードが選択されていると判定された場合には、前記バッテリの充電モードを第１の充電モードから前記第２の充電モードに切り替えると共に、前記加熱手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、外気温度が所定温度未満であることにより尿素水溶液の凍結防止が必要な場合に、外部電源からバッテリに充電が行われておらず、且つ、充電モードとして第１の充電モードが選択されている場合には、充電モードが第１の充電モードから第２の充電モードに切り替えられる。これにより、第１の充電モードにおいて充電が許可された時間帯以外においてもバッテリの充電が可能となり、バッテリの充電量不足を回避しつつ、加熱手段による尿素水溶液の凍結防止を図ることができる。つまり、外部電源を用いたバッテリの充電可能な時間帯が制限された充電モード下においても、排気浄化のための還元剤の凍結防止とバッテリの充電量の確保を両立することができる。
【００１２】
本発明のプラグインハイブリッド電気自動車の一態様では、前記バッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記バッテリ充電量検出手段によって検出された充電量が所定充電量以上である場合に、前記加熱手段を作動させることを特徴とする。
【００１３】
この態様によれば、バッテリの充電量が所定充電量以上である場合にはバッテリに十分な電力が蓄えられているため、外部電源から供給された電力をバッテリの充電に用いる必要がなく、専ら加熱手段の作動に用いることで、尿素水溶液の凍結防止を十分に図ることができる（逆に、バッテリの充電量が所定充電量より小さい場合には、まず外部電源からの電力をバッテリの充電に用いて充電量の回復を図った後、加熱手段を作動させて尿素水溶液の凍結防止を図ることとなる）。
【００１４】
本発明のプラグインハイブリッド電気自動車の他の態様では、前記加熱手段の作動を開始した時点からの経過時間を計時する計時手段と、前記外気温度検出手段によって検出された外気温度に応じて、前記加熱手段を連続的に継続して作動する作動継続期間を設定する作動継続期間設定手段とを更に備え、前記制御手段は、前記計時手段によって計時された経過時間が前記作動継続期間設定手段によって設定された作動継続期間に達した場合に、前記加熱手段の作動を所定期間停止することを特徴とする。
【００１５】
この態様によれば、加熱手段は、作動継続期間設定手段によって設定された作動継続期間作動された後に、所定期間停止されるという動作パターンを繰り返す、いわゆるインターバル動作を行う。加熱手段が停止される所定期間においては、外部電源から供給される電力を専らバッテリの充電に用いることができるので、排気浄化のための還元剤の凍結防止とバッテリの充電量の確保を両立することができる。ここで、作動継続期間設定手段は、作動継続期間を外気温度に応じて設定される。例えば、外気温度が低くなるに従い尿素水溶液の温度も低下するので作動継続期間を長く設定し、外気温度が高くなるに従い尿素水溶液の温度も高くなるので作動継続期間を短く設定するとよい。
【００１６】
本発明のプラグインハイブリッド電気自動車の制御方法は上記課題を解決するために、内燃機関と外部電源から充電可能なバッテリに蓄えられた電力を動力源として駆動可能な電動機との少なくとも一方から出力される動力によって走行し、前記内燃機関の排気通路に設置された尿素還元触媒の上流側へ還元剤として供給される尿素水溶液を貯留する尿素水タンクと、前記尿素水タンクに貯留された尿素水溶液を加熱する加熱手段とを有し、前記バッテリの充電モードとして、所定時間帯に限って前記バッテリの充電を許可する第１の充電モードと前記所定時間帯に限らず前記バッテリの充電を許可する第２の充電モードとを選択可能なプラグインハイブリッド電気自動車の制御方法において、外気温度を検出する外気温度検出工程と、前記外部電源を用いて前記バッテリの充電を行っているバッテリ充電状態であるか否かを判定するバッテリ充電状態判定工程と、前記バッテリの充電モードとして、前記第１の充電モード及び前記第２の充電モードのいずれが選択されているかを判定する充電モード判定工程と、前記外気温度検出工程によって検出された外気温度が所定温度未満である場合に、前記バッテリ充電状態判定工程によってバッテリ充電状態ではないと判定され、且つ、前記充電モード判定工程によって前記第１の充電モードが選択されていると判定された場合には、前記バッテリの充電モードを第１の充電モードから前記第２の充電モードに切り替えると共に、前記加熱手段を作動させる制御工程とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
本発明のプラグインハイブリッド電気自動車の制御方法によれば、上記プラグインハイブリッド電気自動車（上述の各種態様を含む）を好適に実現することにより、排気浄化のための還元剤の凍結防止とバッテリの充電量の確保を両立することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、外気温度が所定温度未満であることにより尿素水溶液の凍結防止が必要な場合に、外部電源からバッテリに充電が行われておらず、且つ、充電モードとして第１の充電モードが選択されている場合には、充電モードが第１の充電モードから第２の充電モードに切り替えられる。これにより、第１の充電モードにおいて充電が許可された時間帯以外においてもバッテリの充電が可能となり、バッテリの充電量不足を回避しつつ、加熱手段による尿素水溶液の凍結防止を図ることができる。つまり、外部電源を用いたバッテリの充電可能な時間帯が制限された充電モード下においても、排気浄化のための還元剤の凍結防止とバッテリの充電量の確保を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態に係るプラグインハイブリッド電気自動車の全体構成を概念的に示すブロック図である。
【図２】尿素水凍結防止制御の基本フローを示すフローチャート図である。
【図３】図２に示した尿素水凍結防止制御の詳細な制御内容を示すフローチャート図である。
【図４】作動継続期間と外気温度との対応関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２１】
まず、図１を参照して、本実施形態に係るプラグインハイブリッド電気自動車の全体構成について説明する。ここに図１は、プラグインハイブリッド電気自動車の全体構成を概念的に示すブロック図である。
【００２２】
プラグインハイブリッド電気自動車１はパラレル式プラグインハイブリッド電気自動車であり、ディーゼルエンジン２（以下、「エンジン２」と称する）の出力軸にクラッチ３の入力軸が連結されており、クラッチ３の出力軸にモータ４の回転軸を介して変速機５の入力軸が連結されている。変速機５の出力軸には、プロペラシャフト６、差動装置７及び駆動軸８を介して左右の駆動輪９が接続されている。
【００２３】
エンジン２は、プラグインハイブリッド電気自動車１の動力源の一つとして機能する内燃機関である。エンジン２はディーゼルエンジンであり、例えば燃焼室において空気を高温圧縮し燃料を噴射することで、自然発火を利用した燃焼による爆発力によって生じるピストンの往復運動を出力軸の回転運動に変換することが可能に構成されている。
【００２４】
クラッチ３は、エンジン２の出力軸とモータ４の回転軸との間に設けられており、これらの機械的な接続状態を切り替え可能に構成された動力伝達機構である。クラッチ３が接続されている場合、エンジン２の出力軸はモータ４の回転軸に機械的に接続されるため、駆動輪９はエンジン２の出力軸及びモータ４の回転軸の双方に接続されることとなる。一方、クラッチ３が切断されている場合、エンジン２の出力軸はモータ４の回転軸と機械的に切断されるため、駆動輪９にはモータ４の回転軸のみが変速機５を介して機械的に接続されることとなる。
【００２５】
モータ４は、力行時にはバッテリ１１に蓄えられた電力を用いて回転駆動することによりプラグインハイブリッド電気自動車１の動力源の一つとして機能すると共に、回生時にはバッテリ１１を充電するための電力を発電する発電機として機能する電動機である。
【００２６】
変速機５は、エンジン２及びモータ４から出力される動力を変換し、プロペラシャフト６、差動装置７及び駆動軸８を介して左右の駆動輪９に伝達する変速機である。尚、変速機５の変速比は、段階的に可変であってもよいし、連続的に可変であってもよい。
【００２７】
バッテリ１１は、モータ４を力行するための電力供給源として機能する、充電可能な蓄電池である。バッテリ１１には直流電力が蓄えられており、当該直流電力はインバータ１０によって交流変換された後、モータ４に供給される。一方、バッテリ１１の充電は、車外に設けられた外部電源１４からの電力、或いは、モータ４の回生時に発電された電力を用いて行うことが可能である。外部電源１４を用いてバッテリ１１を充電する場合には、充電器１２に接続された充電コネクタ１３を、外部電源１４に接続することによって充電用の電力を取り込むことができる。また、モータ４の回生時に発電された電力は、インバータ１０によって直流変換された後、バッテリ１１に供給されることによって充電される。
【００２８】
クラッチ３が接続状態にある場合、エンジン２の出力軸はモータ４の回転軸と機械的に接続されるため、駆動輪９はエンジン２の出力軸及びモータ４の回転軸の双方と接続される。この場合、モータ４の力行時には、駆動輪９にはエンジン２の出力トルクとモータ４の出力トルクの双方が変速機５を介して伝達される。即ち、駆動輪９を駆動させるためのトルクの一部はエンジン２から供給されると共に、残りはモータ４から供給される。また、走行中にバッテリ１１の充電量が少なくなった場合には、エンジン２の出力トルクの一部を用いて駆動輪９を駆動しつつ、エンジン２の出力トルクの残りを用いてモータ４を回生駆動させることにより、バッテリ１１を充電することもできる。一方、プラグインハイブリッド電気自動車１の制動時には、モータ４を回生駆動することによって発電機として機能させ、バッテリ１１を充電することもできる。
【００２９】
クラッチが切断されている場合（即ち、接続状態にない場合）には、エンジン２の出力軸はモータ４の回転軸と機械的に切断され、駆動輪９にはモータ４の回転軸のみが変速機５を介して機械的に接続される。この場合、モータ４の力行時には、駆動輪９にエンジン２の出力トルクは伝達されず、モータ４の出力トルクのみが伝達される。即ち、プラグインハイブリッド電気自動車１の走行は、専ら、バッテリ１１に蓄えられた電力を用いてモータ４を駆動することによって行われる。一方、プラグインハイブリッド電気自動車１の制動時には、モータ４を回生駆動することによって発電機として機能させ、バッテリ１１を充電することができる。
【００３０】
エンジン２の排気通路１９には、排ガスを浄化するために、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（以下、ＤＰＦ２０と称する）と、尿素ＳＣＲシステム２１とが設けられている。ＤＰＦ２０では排気中の粒子状物質（以下、ＰＭと称する）を捕集すると共に、尿素ＳＣＲシステム２１では尿素水溶液をＮＯｘ還元剤として使用することによって、排気中に含まれるＮＯｘを低減する。
【００３１】
ＤＰＦ２０は、排気中のＰＭを捕集するための排気フィルタであり、典型的には、金属製の筐体に、コージェライトやＳｉＣ等のセラミック製フィルタ担体が収容された構造を有する。尚、ＤＰＦ２０には、排気中のＰＭの堆積によって目詰まりが発生し、エンジン２等の動力性能が低下することを防ぐために、堆積したＰＭを燃焼させるＤＰＦ再生装置（図不示）が設けられている。
【００３２】
尿素ＳＣＲシステム２１は、ＮＯｘ還元剤たる尿素水溶液を貯留するための尿素水タンク２２、尿素水溶液を排気通路１９に導入するための導入配管２３、導入配管２３の排気通路側先端に設けられた尿素水添加ノズル（図不示）、尿素水タンク２２に貯留された尿素水溶液の凍結防止用のヒータ２４、及び、選択還元型ＮＯx触媒（以下、「ＳＣＲ触媒２５」と称する）を含んで構成される。排気中に含まれるＮＯｘは、尿素水添加ノズルから排気通路１９に添加（噴射）された尿素水溶液を通過することにより、無害なＮ２とH２Ｏに分解されることにより、排気の浄化が行われる。
【００３３】
ヒータ２４は、尿素水溶液が貯留されている尿素水タンク２２に設置されており、バッテリ１１に蓄えられた電力又は外部電源１４から供給される電力によって作動（加熱）可能な加熱手段である。
【００３４】
バッテリ電流センサ１５及びバッテリ電圧センサ１６は、それぞれバッテリ１１の電流及び電圧を検出可能なセンサである。外気温度センサ１７は、尿素水タンク２２から離れた所定の位置に設置され、外気温度を検出可能なセンサである。計時カウンタ１８は、ヒータ２４の作動を開始した時点からの経過時間を計時可能なカウンタである。
【００３５】
車両ＥＣＵ２６は、エンジンＥＣＵ２７、インバータＥＣＵ２８及びバッテリＥＣＵ２９、並びにバッテリ電流センサ１５、バッテリ電圧センサ１６、外気温度センサ１７及び計時カウンタ１８を含む各種センサから取得した情報に基づいて、プラグインハイブリッド電気自動車１の動作全体を制御可能に構成された電子制御ユニットである。具体的には、車両ＥＣＵ２６は、エンジンＥＣＵ２７、インバータＥＣＵ２８及びバッテリＥＣＵ２９に制御信号を送受信することによって、エンジン２、クラッチ３、モータ４及び変速機５をはじめとするプラグインハイブリッド電気自動車１を構成する各部位の動作状態を制御する。
【００３６】
エンジンＥＣＵ２７は、エンジン２の動作に必要な各種制御を行うための電子制御ユニットであり、例えば、車両ＥＣＵ２６によって設定されたエンジン２から出力すべきトルクを出力可能なようにエンジン２における燃料の噴射量や噴射タイミングなどを制御する。
【００３７】
インバータＥＣＵ２８は、インバータ１０の動作に必要な各種制御を行うための電子制御ユニットであり、例えば、車両ＥＣＵ２６によって設定されたモータ４から出力すべきトルクを出力可能なようにインバータ１０を制御することにより、モータ４を力行又は回生作動するように制御する。
【００３８】
バッテリＥＣＵ２９は、バッテリ電流センサ１５及びバッテリ電圧センサ１６からの情報を、車両ＥＣＵ２６を介して取得することにより、バッテリ１１の充電量（以下、適宜「ＳＯＣ」と称する）を求め、当該求めたＳＯＣを車両ＥＣＵ２６に送信する。
【００３９】
上述の車両ＥＣＵ２６、エンジンＥＣＵ２７、インバータＥＣＵ２８及びバッテリＥＣＵ２９は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて構成される電子制御ユニットであり、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する各種制御を実行することが可能に構成されている。これらの各種の制御の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではない。
【００４０】
本実施形態では特に、外部電源１４を用いてバッテリ１１に充電する際には、昼間電気料金に比べて安価な深夜電気料金が適用される深夜時間帯に限って外部電源１４からバッテリ１１に充電を許可する深夜充電モードと、外部電源１４に充電コネクタ１３を接続すると時間帯に関わらずバッテリ１１への充電を開始する通常充電モードという２種類の充電モードが選択可能なように構成されている。即ち、深夜充電モードは本発明に係る「第１の充電モード」の一例であり、通常充電モードは本発明に係る「第２の充電モード」の一例である。
【００４１】
充電モードの選択は、ユーザがモニタ３０上に表示されるタッチパネルを操作することにより行う。具体的には、モニタ３０上には、深夜充電モードと通常充電モードに対応する２つのタッチアイコンが表示されており、ユーザが意図する充電モードに対応するタッチアイコンを押圧することによって、充電モードを選択することができる。尚、本実施形態では、充電モードの選択はモニタ３０を介して行うとして説明を進めるが、このような充電モードの選択手段は、例えば、外部電源１４（例えば電気スタンドなど）側に設けられていてもよい。
【００４２】
以上のように構成されたプラグインハイブリッド電気自動車１では、尿素水凍結防止制御が実行されることによって、尿素水タンク２２に貯留された尿素水溶液の凍結防止が図られる。ここで、尿素水凍結防止制御の基本フローについて図２を参照して説明する。図２は、尿素水凍結防止制御の基本フローを示すフローチャート図である。
【００４３】
尿素水凍結防止制御が実行されると、まず車両ＥＣＵ２６は、外気温度判定処理を実行し（ステップＳ１００）、外気温度に基づいて尿素水溶液の凍結防止処理を実行する必要があるか否かを判断する。次いで、車両ＥＣＵ２６は、プラグインハイブリッド電気自動車１のバッテリの充電量や選択された充電モードから充電の要否を、バッテリ充電処理にて判断する（ステップＳ２００）。続いて、車両ＥＣＵ２６は、外気温度判定処理及びバッテリ充電処理での判断結果に応じて、尿素水凍結防止処理を実行する（ステップＳ３００）。
【００４４】
続いて図３を参照して、図２に示した尿素水凍結防止制御の詳細な制御内容について説明する。ここで図３は、図２に示した尿素水凍結防止制御の詳細な制御内容を示すフローチャート図である。
【００４５】
まず、外気温度判定処理（ステップＳ１００）では、車両ＥＣＵ２６は外気温度センサ１７から外気温度Ｔを検出し（ステップＳ１０１）、当該検出された外気温度Ｔが所定温度Ｔ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、所定温度Ｔ１は、尿素水タンク１７に貯留されている尿素水溶液の凍結が懸念される外気温度として規定される閾値である。尿素水溶液の典型的な凍結温度は約−１１℃であるため、所定温度Ｔ１を当該凍結温度として設定してもよい。但し、より好ましくは、外気温度センサ１７は尿素水タンク２２から離れた位置に設置されているため、尿素水タンク２２に貯留されている尿素水溶液の本来の温度と外気温度との間には少なからずギャップが存在する。そこで、当該温度ギャップを考慮して、所定温度Ｔ１を実際の尿素水の凍結温度より若干高い温度（例えば、−６℃〜−８℃）に設定することが好ましい。
【００４６】
外気温度Ｔが所定温度Ｔ１未満でない場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、尿素水溶液の凍結防止を行う必要がないとして、車両ＥＣＵ２６はヒータ２４をオフに設定して、処理を終了する（ステップＳ３０６）。一方、外気温度Ｔが所定温度Ｔ１未満である場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、車両ＥＣＵ２６は尿素水溶液の凍結防止を行う必要があるとして、処理をバッテリ充電処理（ステップＳ２００）に進める。
【００４７】
バッテリ充電処理（ステップＳ２００）では、まず車両ＥＣＵ２６は、バッテリ１１がバッテリ充電状態にあるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。具体的には、バッテリＥＣＵ２９から取得したバッテリ１１のＳＯＣが経時的に増加しているか否かを、車両ＥＣＵ２６が把握することによって行うとよい。
【００４８】
バッテリ充電状態にない場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、車両ＥＣＵ２６は、モニタ３０を介してユーザが選択した充電モードが深夜電力モードであるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。選択された充電モードが深夜充電モードである場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、車両ＥＣＵ２６は充電モードを深夜充電モードから通常充電モードに切り替え（ステップＳ２０３）、バッテリ１１の充電を開始する（ステップＳ２０４）。これにより、深夜充電モードにおいて充電不能な時間帯においてもバッテリ１１の充電が可能となり、始動時のバッテリ１１の充電量不足を回避することができる。
【００４９】
一方、バッテリ充電状態にある場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、又は、ユーザによって選択された充電モードが通常充電モードである場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）には、ステップＳ２０３のような処理を経ることなくバッテリ１１への充電が行われる。
【００５０】
続いて、車両ＥＣＵ２６は、バッテリ１１の充電量が所定充電量ＳＯＣ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。ここで、所定充電量ＳＯＣ１は、プラグインハイブリッド電気自動車１の始動に必要な充電量として規定された閾値である。具体的には、所定充電量ＳＯＣ１として、バッテリ１１のフル充電時におけるＳＯＣ値を用いてもよいが、バッテリ１１をフル充電するために要する時間が長いと見込まれる場合には、フル充電時におけるＳＯＣ値より小さい値を設定することが好ましい。以下に説明するように、尿素水凍結防止制御では、バッテリ１１の充電量が所定充電量ＳＯＣ１に達した後に、ヒータ２４を用いて尿素水溶液の凍結防止が図られる。そのため、バッテリ１１の充電期間が必要以上に長くなると、その間、尿素水溶液の凍結防止を図ることができなくなってしまう。そこで、本実施形態では、所定充電量ＳＯＣ１として、バッテリ１１のフル充電時におけるＳＯＣ値の７０％の値を設定することによって、バッテリ１１に必要な充電量を充電した後、迅速に尿素水溶液の凍結防止が実行されるように構成されている。
【００５１】
バッテリ１１の充電量が所定充電量ＳＯＣ１以上である場合（ステップＳ２０５：ＹＥS）、車両ＥＣＵ２６は、処理を尿素水凍結防止処理に進める（ステップＳ３００）。一方、バッテリ１１の充電量が所定充電量ＳＯＣ１より小さい場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）には、バッテリ１１の充電量が所定充電量ＳＯＣ１に達するまでステップＳ２０５の処理をループ的に繰り返す。
【００５２】
尿素水凍結防止処理（ステップＳ３００）では、ヒータ２４をオンに設定することによって、尿素水タンク２２に貯留された尿素水溶液を加熱し、凍結防止を図る。まず、車両ＥＣＵ２６は、ステップＳ３０１においてヒータ２４がオンに設定された時点からの経過期間ｔを、計時カウンタ１８から取得し（ステップＳ３０２）、当該取得した経過期間ｔが予め設定された作動継続期間ｔ１より大きいか否かを判定する（ステップＳ３０３）。ステップＳ３０３における判定は所定間隔毎に（典型的には一定のサンプリング周波数に従って）行われ、経過時間ｔが作動継続期間ｔ１より大きくなるまで繰り返される。
【００５３】
ここで、ステップＳ３０３で用いられる作動継続期間ｔ１は、ステップＳ１０１で検出された外気温度Ｔに基づいて設定される。図４は、作動継続期間ｔ１と外気温度Ｔとの対応関係を示すグラフ図である。図４に示すように、作動継続期間ｔ１は外気温度Ｔが低下するに従い長くなるように設定される。これは、外気温度Ｔが低くなるに従い尿素水溶液の温度も低くなるため、凍結防止を図るためにヒータ２４を作動させる期間を長く設ける必要があることによるものである。
【００５４】
経過時間ｔが作動継続期間ｔ１より大きくなると（ステップＳ３０３：ＹＥＳ）、車両ＥＣＵ２６はヒータ２４を予め規定された所定期間ｔ２の間、オフに設定する（ステップＳ３０４）。上述のように尿素タンク２２内の尿素水溶液はヒータ２４で加熱されることによって、少なくとも一時的に凍結の懸念が無くなるため、ヒータ２４は所定期間ｔ２の間停止する。
【００５５】
所定期間ｔ２は、外気温度Ｔに依存することのない一定値として予め設定される。具体的には、所定期間ｔ２は、ヒータ２４の作動期間ｔが作動継続期間ｔ１に達した時点における尿素水溶液の温度や外気温度Ｔに基づいて、尿素水溶液の温度が、再び凍結が懸念される温度まで低下すると見込まれる期間として設定するとよい。尚、所定期間ｔ２を外気温度Ｔに依存するように設定することも可能であるが、この場合、上述の作動継続期間ｔ１とのバランスを考慮して設定することが好ましい。即ち、外部電源１４から供給された電力が、バッテリ１１の充電又はヒータ２４の作動のいずれか一方に極端に偏って使用されないように、作動継続期間ｔ１と所定期間ｔ２をバランスよく設定することが好ましい。
【００５６】
ステップＳ３０４においてヒータ２４をオフに設定した後、車両ＥＣＵ２６は計時カウンタ１８がカウントした経過時間ｔをリセットし（ステップＳ３０５）、処理を戻す（ＲＥＴＵＲＮ）。そして、再び上記の各ステップが実行され、バッテリ１１の充電とヒータ２４による尿素水溶液の凍結防止が繰り返し行われる。
【００５７】
以上説明した尿素水凍結防止制御によれば、充電モードとして深夜充電モードが設定されている場合であっても、所定条件下において通常充電モードに切り替えることによって、バッテリ１１の充電が可能となる。これにより、バッテリ１１の充電量不足を効果的に回避しつつ、ヒータ２４を作動させることによって尿素水溶液の凍結防止を図ることができる。つまり、充電モードに関わらず、尿素水溶液の凍結防止とバッテリ１１の充電量の確保を両立することができる。
【００５８】
尚、本実施形態では第１の充電モードの一例として深夜充電モードを採用した場合について詳述したが、予め設定された期間内にバッテリ１１の充電量が所定値になるように充電可能な、いわゆるタイマー充電モードを採用した場合についても、本発明は同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、例えば、内燃機関と外部電源から充電可能なバッテリに蓄えられた電力を動力源として駆動可能な電動機との少なくとも一方から出力される動力によって走行可能なプラグインハイブリッド電気自動車に利用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１  プラグインハイブリッド電気自動車
２  エンジン
３  クラッチ
４  モータ
５  変速機
９  駆動輪
１１  バッテリ
１４  外部電源
１７  外気温度センサ
１９  排気通路
２０  ＤＰＦ
２１  尿素ＳＣＲシステム
２２  尿素水タンク
２４  ヒータ
２６  車両ＥＣＵ
２７  エンジンＥＣＵ
２８  インバータＥＣＵ
２９  バッテリＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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