(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の推進力を出力するエンジンと、
前記エンジンに連結されエンジンの出力を補助する補助駆動力を発生するモータと、
前記モータに電力を供給すると共に前記モータを発電機として作動させて得られた電気エネルギーを充電するバッテリと、
前記モータの発電電力及び前記バッテリによって電力供給される電気負荷と、
前記バッテリから前記電気負荷への電力供給経路に設けられたコンバータと、
前記バッテリの残量を検出する残量検出手段と、
前記バッテリの温度を検出する温度検出手段と、
前記エンジンがアイドル運転のときに、前記残量検出手段により検出されたバッテリの残量が第１の所定値以下の残量である場合に前記エンジンのアイドル回転数を上昇させ、前記残量が前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下の残量である場合に前記コンバータを停止して前記電気負荷への電力供給を停止するバッテリ保護手段と、
を備え、
前記バッテリ保護手段は、前記温度検出手段により検出されるバッテリの温度が上昇するにしたがって前記第１の所定値および前記第２の所定値をそれぞれ連続的に減少させることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記バッテリと前記モータとの間の電力供給経路に設けられたコンタクタと、
前記エンジンがアイドル停止状態のときに、前記残量検出手段により検出されたバッテリの残量が第３の所定値以下の残量である場合に前記エンジンの再始動を許可し、前記残量が前記第３の所定値より小さい第４の所定値以下の残量である場合に前記コンバータを停止して前記電気負荷への電力供給を停止し、前記残量が前記第４の所定値より小さい第５の所定値以下の残量である場合に前記コンタクタをＯＦＦするとともに前記エンジンの再始動を不許可にするバッテリ保護手段と、
を備え、
前記バッテリ保護手段は、前記温度検出手段により検出されるバッテリの温度が上昇するにしたがって前記第３の所定値および前記第４の所定値および前記第５の所定値をそれぞれ連続的に減少させることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ハイブリッド車両に搭載されるバッテリの保護をするためにバッテリの充放電量を制御する制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、走行用の動力源としてエンジンの他にモータを備えたハイブリッド車両が知られている。ハイブリッド車両にはシリーズハイブリッド車とパラレルハイブリッド車がある。シリーズハイブリッド車はエンジンによって駆動される発電機の発電出力等を用いてモータを駆動し、モータによって車輪を駆動する車両である。
したがって、エンジンと車輪が機械的に連結されていないため、エンジンを高燃費低エミッションの回転数領域にてほぼ一定回転で運転することができ、従来のエンジン車両に比べ良好な燃費及び低いエミッションを実現できる。
【０００３】
これに対しパラレルハイブリッド車は、エンジンに連結されたモータによってエンジンの駆動軸を駆動補助すると共に、このモータを発電機として使用して得られた電気エネルギーを蓄電装置に充電し、さらにこの発電された電気エネルギーは車両内の電装品にも用いられる。
したがって、エンジンの運転負荷を軽減できるため、やはり従来のエンジン車に比べ良好な燃費及び低エミッションを実現できる。
【０００４】
上記パラレルハイブリッド車には、エンジンの出力軸にエンジンの出力を補助するモータが直結され、このモータが減速時等に発電機として機能してバッテリ等に蓄電をするタイプや、エンジンとモータのいずれか、あるいは、双方で駆動力を発生することができ発電機を別に備えたタイプのもの等がある。
このようなハイブリッド車両にあっては、例えば、加速時においてはモータによってエンジンの出力を補助し、減速時においては減速回生によってバッテリ等への充電を行なう等様々な制御を行い、バッテリの電気エネルギー（以下、バッテリ残容量という）を確保して運転者の要求に対応できるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハイブリッド車両に用いられるバッテリは、車両に備えられた電装品へ供給する電力がモータによって発電する電力を超えた場合に、不足分の電力を電装品へ供給するようになっている。したがって、エンジンがアイドル回転状態であるときはモータによって発電する電力を電装品によって消費する電力が上回ることが発生しやすく、バッテリが過放電に陥りやすくなるという問題がある。また、ハイブリッド車両のバッテリが過放電の状態になってしまうと、エンジンのみによる走行を行わなければならず、燃費の悪化や動力性能の低下を招くという問題もある。さらに、ハイブリッド車両は、一年を通して使用されるものであるとともに、寒冷地においても使用されるため、車両が置かれる環境の温度差は大きくなるが、一般的にバッテリは、低温時において発生電圧の落ち込みが発生しやすいため、常温である場合と同様の使用を継続するとバッテリの劣化が進み、バッテリの寿命に影響を与えるという問題もある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、バッテリ温度に応じた過放電状態を検出して、その検出された過放電の状態に応じてバッテリ保護のために充放電量を制御するハイブリッド車両の制御装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、車両の推進力を出力するエンジン（例えば、実施形態におけるエンジン１）と、前記エンジンに連結されエンジンの出力を補助する補助駆動力を発生するモータ（例えば、実施形態におけるモータ２）と、前記モータに電力を供給すると共に前記モータを発電機として作動させて得られた電気エネルギーを充電するバッテリ（例えば、実施形態におけるバッテリ３）と、前記モータの発電電力及び前記バッテリによって電力供給される電気負荷（例えば、車両に備えられる電装品）と、前記バッテリから前記電気負荷への電力供給経路に設けられたコンバータ（例えば、実施形態におけるコンバータ８）と、前記バッテリの残量を検出する残量検出手段（例えば、実施形態におけるバッテリ制御装置６）と、前記バッテリの温度を検出する温度検出手段（例えば、実施形態における温度センサ１９）と、前記エンジンがアイドル運転のときに、前記残量検出手段により検出されたバッテリの残量が第１の所定値（例えば、実施形態におけるしきい値ＴＨ４）以下の残量である場合に前記エンジンのアイドル回転数を上昇させ、前記残量が前記第１の所定値より小さい第２の所定値（例えば、実施形態におけるしきい値ＴＨ５）以下の残量である場合に前記コンバータを停止して前記電気負荷への電力供給を停止するバッテリ保護手段（例えば、実施形態におけるモータ制御装置５）と、を備え、前記バッテリ保護手段は、前記温度検出手段により検出されるバッテリの温度が上昇するにしたがって前記第１の所定値および前記第２の所定値をそれぞれ連続的に減少させることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、バッテリを構成するモジュールに温度センサを取り付け、この温度センサによって検出されたバッテリ温度に応じて、バッテリの過放電状態を判別するしきい値を変化させ、バッテリの温度が低い時には、常温状態であるときより早い段階で過放電と見なすようにしたため、低温環境下において発生しやすい過放電時のバッテリ電圧低下を未然に防止することができバッテリの劣化の進行を抑制することができるという効果を得られる。
【００１４】
また、バッテリ残量のしきい値である第２の所定値は、第１の所定値より小さくしたため、エンジンがアイドル運転のときに、バッテリ残量の減少に応じて、段階的にバッテリの過放電防止対策（アイドル回転数上昇、コンバータ停止）を施すことができるという効果が得られる。
特に、バッテリ残量が第１の所定値以下の残量である場合にエンジンのアイドル回転数を上昇させるので、モータによる発電量を増加させることができ、バッテリ残量が第２の所定値以下の残量である場合にコンバータを停止して電気負荷への電力供給を停止するので、簡単で迅速に電力供給の停止を行い、バッテリの負荷を低減することができると共に、バッテリを充電することができるという効果が得られる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記バッテリと前記モータとの間の電力供給経路に設けられたコンタクタ（例えば、実施形態におけるコンタクタ１０，１１）と、前記エンジンがアイドル停止状態のときに、前記残量検出手段により検出されたバッテリの残量が第３の所定値（例えば、実施形態におけるしきい値ＴＨ１）以下の残量である場合に前記エンジンの再始動を許可し、前記残量が前記第３の所定値より小さい第４の所定値（例えば、実施形態のおけるしきい値ＴＨ２）以下の残量である場合に前記コンバータを停止して前記電気負荷への電力供給を停止し、前記残量が前記第４の所定値より小さい第５の所定値（例えば、実施形態におけるしきい値ＴＨ３）以下の残量である場合に前記コンタクタをＯＦＦするとともに前記エンジンの再始動を不許可にするバッテリ保護手段（例えば、実施形態におけるモータ制御装置５）と、を備え、前記バッテリ保護手段は、前記温度検出手段により検出されるバッテリの温度が上昇するにしたがって前記第３の所定値および前記第４の所定値および前記第５の所定値をそれぞれ連続的に減少させることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、バッテリ残量のしきい値である第４の所定値を第３の所定値より小さくし、第５の所定値を第４の所定値より小さくしたので、エンジンがアイドル運転停止状態のときに、バッテリ残量の減少に応じて、段階的にバッテリの過放電防止対策（エンジン再始動許可、コンバータ停止、コンタクタＯＦＦ、エンジン再始動不許可）を施すことができるという効果が得られる。
特に、バッテリ残量が第３の所定値以下の残量である場合にエンジンの再始動を許可するので、エンジン再始動でモータによる発電を再開しバッテリを充電することができ、バッテリ残量が第４の所定値以下の残量である場合にコンバータを停止して電気負荷への電力供給を停止するので、さらなる放電を防止して、バッテリの負荷を低減することができ、バッテリ残量が第５の所定値以下の残量である場合にコンタクタをＯＦＦにするので、バッテリの放電を完全に停止することができるという効果を得られる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態によるハイブリッド車両の制御装置を図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施形態によるハイブリッド車両の一種であるパラレルハイブリッド車の全体構成を示すブロック図である。この図において、符号１は燃料の燃焼エネルギーで作動するエンジンであり、符号２はエンジンと併用して用いられ電気エネルギーで作動するモータである。エンジン１及びモータ２の両方の駆動力は、オートマチックトランスミッションあるいはマニュアルトランスミッションよりなるトランスミッション（図示せず）を介して駆動輪（図示せず）に伝達される。また、ハイブリッド車両の減速時には、駆動輪からモータ２に駆動力が伝達され、モータ２は発電機として機能し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【００２４】
符号３は、モータ２に電力を供給すると共に駆動力が必要ないときにモータを発電機として作動させて得られた電気エネルギーを充電するバッテリである。ここで、バッテリ３は、例えば、複数のセルを直列に接続したモジュールを１単位として、更に複数個のモジュールを直列に接続して、高圧系のバッテリとして構成される。ここでバッテリ３は、１.２［Ｖ］のバッテリを直列に１２０本接続して、１４４［Ｖ］の電圧を得ることができるものとする。また、バッテリ３を構成するモジュールには温度センサ１９が取り付けられている。
【００２５】
符号４はエンジン制御装置であり、エンジン回転数、車速等を所定期間毎にモニタしており、これらの結果からモータ回生や、アシスト、減速などの運転モードを判断する。また、エンジン制御装置４は、同時に前述した運転モードに対応して、アシスト／回生量の決定を行い、これら運転モードやアシスト／回生量に関する情報等をモータ制御装置５に出力する。モータ制御装置５は、上述したような情報をエンジン制御装置４から受け取ると、この指示通りにモータ２を駆動／回生させるパワードライブユニット７等の制御を行う。
【００２６】
符号６はバッテリ制御装置であり、バッテリ３のバッテリ残容量の算出を行う。以下の説明において、バッテリ残容量は、バッテリ３の満充電の状態に対する比率として百分率を用いて表現する。また、バッテリ制御装置６は、バッテリ３の保護のために、温度センサ１９の出力を参照して、バッテリ３を収納するバッテリボックスに設置された冷却ファン１８を制御することによって、バッテリ３を構成するモジュールの温度が所定値以下に保つ制御を行う。
なお、エンジン制御装置４、モータ制御装置５、バッテリ制御装置６は、ＣＰＵ（中央演算装置）およびメモリにより構成され、制御装置の機能を実現するためのプログラムを実行することによりその機能を実現させる。
【００２７】
符号７はパワードライブユニットであり、スイッチング素子が２つ直列接続されたものが３つ並列接続されて構成されている。このパワードライブユニット７内部のスイッチング素子は、モータ制御装置５によってオン、オフされ、これによりバッテリ３からパワードライブユニット７に供給されている高圧系のＤＣ分が三相線を介してモータ２に供給される。
【００２８】
また、符号９は各種補機類を駆動するための１２Ｖバッテリであり、この１２Ｖバッテリ９はコンバータ８を介してバッテリ３に接続されている。コンバータ８は、バッテリ３からの電圧を降圧して１２Ｖバッテリ９に供給する。
符号１０はプリチャージコンタクタ、符号１１はメインコンタクタであり、バッテリ３とパワードライブユニット７は、これらのコンタクタを介して接続される。プリチャージコンタクタ１０、及びメインコンタクタ１１はモータ制御装置５によってオン、オフ制御が行われる。
【００２９】
符号１２はモータ２の位置及び回転数を検出するセンサであり、符号１３は三相線に流れている電流を検出する電流センサである。これらセンサ１２、１３の検出値は、モータ制御装置５に入力される。
【００３０】
符号１４はパワードライブユニット７入力部の電圧を検出する電圧センサであり、符号１５はパワードライブユニット７に入力される電流を検出する電流センサである。符号１６は、バッテリ３側の電圧を検出する電圧センサである。この電圧センサ１４、１６および電流センサ１５によって検出された電圧値及び電流値はモータ制御装置５へ入力される。
符号１７は、コンタクタを介してバッテリ３側を流れる電流を検出するバッテリ３側の電流センサであり、検出された電流値はバッテリ制御装置６に入力される。
【００３１】
上述したように、各センサ１４〜１６は、コンタクタ１０、１１を介して、バッテリ３側の電圧及び電流と、コンタクタを介してパワードライブユニット７側の電圧及び電流を検出している。また、電流センサ１５で検出される電流は、コンバータ８に流れている電流分を差し引いた値となる。
【００３２】
次に上述した構成からなるハイブリッド車両の各制御装置の動作を簡単に説明する。
まず、バッテリ制御装置６がバッテリ３側における入出電流、電圧、温度等の値によりバッテリ残容量を算出し、その値をモータ制御装置５へ出力する。モータ制御装置５は、受け取ったバッテリ残容量をエンジン制御装置４へ出力する。エンジン制御装置５は、バッテリ残容量、エンジン回転数、スロットル開度、エンジントルク、モータの実トルク等により運転モード（アシスト、回生、始動、減速、アイドル等）と、モータ２における必要電力を決定し、運転モードと要求電力をモータ制御装置５へ出力する。
【００３３】
モータ制御装置５は、エンジン制御装置４から運転モード及び要求電力を受け取ると、アシスト及び減速時において、パワードライブユニット７の入力側の電力（図１の電圧センサ１４、及び電流センサ１５側）が、エンジン制御装置５から受け取った要求電力になるようにフィードバック制御を行う。一方、モータ制御装置５は、クルーズ時において、バッテリ３の電力値（図１の電圧センサ１６、及び電流センサ１７側）が要求電力になるようにフィードバック制御を行う。このように電力が算出されると、モータ制御装置５は算出した電力に従ってパワードライブユニット７を制御する。
【００３４】
次に、モータ制御装置５はパワードライブユニット７から、実電力を受け取ると、実電力から換算した実トルクをエンジン制御装置４へ出力する。
エンジン制御装置４、モータ制御装置５、バッテリ制御装置６は、上述した処理を所定のタイミングで随時行うことにより、エンジン１、モータ２、バッテリ３の制御を行い、ハイブリッド車両を駆動させる。
【００３５】
次に、図２を参照して、制御装置について説明する。図２は、制御装置の構成を示すブロック図である。図２において、符号５１は、バッテリ３の電圧と残容量とからバッテリ３が過放電状態であるかを検出する過放電検出部である。符号５２は、エンジン制御装置４から出力されるモード情報に基づいて現時点のハイブリッド車両の運転モードを判別するモード判別部である。符号５３ａは、アイドルモードにおけるバッテリ３の過放電状態において、バッテリ３に対して施す対策が定義された判定マップである。符号５３ｂは、アイドル停止モードにおけるバッテリ３の過放電状態において、バッテリ３に対して施す対策が定義された判定マップである。符号５８ａは、アイドルモードにおけるバッテリ３の過放電状態において、バッテリ３に対して施す対策が定義された判定マップ５３ａのしきい値が定義されたしきい値マップである。符号５８ｂは、アイドル停止モードにおけるバッテリ３の過放電状態において、バッテリ３に対して施す対策が定義された判定マップ５３ｂのしきい値が定義されたしきい値マップである。
【００３６】
符号５４は、判定マップ５３ａ、５３ｂを参照して、バッテリ３を保護するための対策を施す充放電制御部である。符号５５は、メインコンタクタ１１のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うコンタクタ制御部である。符号５６は、コンバータ８の始動／停止を制御するコンバータ制御部である。符号５７は、エンジン制御装置４に対して、エンジン１のアイドル回転数を上昇または再始動させるように指示を出すエンジン回転数設定部である。
なお、図２に示す過放電検出部５１、モード判別部５２、判定マップ５３ａ、５３ｂ、しきい値マップ５８ａ、５８ｂ、充放電制御部５４、コンタクタ制御部５５、コンバータ制御部５６及びエンジン回転数設定部５７は、図１に示すモータ制御装置５の内部に設けられている。
【００３７】
次に、図３〜９を参照して、図２に示す制御装置の動作を説明する。図３は、図２に示すモード判別部５２の動作を示すフローチャートである。図４は、図２に示す過放電検出部５１の動作を示すフローチャートである。図５は、図２に示す充放電制御部５４の動作を示すフローチャートである。また、図６、７は、図２に示す判定マップ５３ａ、５３ｂの構成を示す説明図であり、図８、９は、図２に示すしきい値マップ５８ａ、５８ｂの構成を示す説明図である。
【００３８】
初めに、図６〜９を参照して、判定マップ５３ａ、５３ｂ、しきい値マップ５８ａ、５８ｂについて説明する。図６は、運転モードがアイドル停止モードである時に参照される判定マップ５３ａであり、バッテリ残容量に応じた動作が定義されている。この例では、バッテリ残容量がしきい値マップ５８ａで定義されるしきい値ＴＨ１（％）を下回ったときにエンジン１の再始動を許可するように定義されている。また、バッテリ残容量がしきい値ＴＨ２（％）を下回ったときにコンバータ８を停止するように定義されている。さらに、バッテリ残容量がしきい値ＴＨ３（％）を下回ったときにメインコンタクタ１１をＯＦＦにするとともに、エンジン再始動を許可しないように定義されている。
【００３９】
図８は、しきい値マップ５８ａを示す図であり、運転モードがアイドル停止モードである時に参照される判定マップ５３ａのしきい値ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３の値がバッテリ温度に応じて定義されている。しきい値ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３は、バッテリ３の温度が上昇するに従い、バッテリ残容量のしきい値は下降するように設定される。また、バッテリ温度ＴＡは、バッテリ３の常用温度域の下限値とほぼ一致する値である。バッテリ温度ＴＢは、冷却ファン１８によってバッテリ３を冷却することによって維持できる温度であり、バッテリ３の常用温度域の上限値とほぼ一致する値である。
【００４０】
バッテリ温度がＴＢの時のしきい値ＴＨ１は２５％であり、ＴＨ２は２０％であり、しきい値ＴＨ３は１８％である。このしきい値ＴＨ３は、エンジン１を再始動することが可能なバッテリ電圧を発生できるバッテリ残容量の下限値に相当する。したがって、バッテリ３の温度がＴＢである場合には、バッテリ残容量が２５％（ＴＨ１）以下になったときに、エンジン再始動を許可され、エンジンが再始動する。また、バッテリ残容量が２０％（ＴＨ２）以下になったときに、コンバータ８が停止される。さらに、バッテリ残容量が１８％（ＴＨ３）以下になったときに、コンタクタ１１がＯＦＦにされ、エンジン再始動を許可しないようになる。一方、バッテリ温度がＴＡに近づくに従い、しきい値ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３は大きくなり、バッテリ温度が高い場合に比べて早い段階でエンジン１の再始動、コンバータ８の停止、コンタクタ１１をＯＦＦにする措置が取られるようになっている。なお、しきい値ＴＨ３は、バッテリ３の放電可能な限界値（例えば、１０％）としてもよい。
【００４１】
また図７は、運転モードがアイドルモードである時に参照される判定マップ５３ｂであり、判定マップ５３ａと同様にバッテリ残容量またはバッテリ電圧に応じた動作が定義されている。この例では、バッテリ残容量がしきい値マップ５８ｂで定義されるしきい値ＴＨ４（％）を下回ったときにエンジン１のアイドル回転数を上昇するように定義されている。また、バッテリ残容量がしきい値ＴＨ５（％）を下回ったときにコンバータ８を停止するように定義されている。
【００４２】
図９は、しきい値マップ５８ｂを示す図であり、運転モードがアイドルモードである時に参照される判定マップ５３ｂのしきい値ＴＨ４、ＴＨ５の値がバッテリ温度に応じて定義されている。しきい値ＴＨ４、ＴＨ５は、バッテリ３の温度が上昇するに従い、バッテリ残容量のしきい値は下降するように設定される。ここで、バッテリ温度ＴＡ、ＴＢは、図８において説明した値と同じであり、ＴＡは、バッテリ３の常用温度域の下限値とほぼ一致する値であり、ＴＢは、常用温度域の上限値とほぼ一致する値である。
【００４３】
運転モードがアイドルモードである場合は、バッテリ温度がＴＢの時のしきい値ＴＨ４は２５％であり、しきい値ＴＨ５は２０％である。したがって、バッテリ３の温度がＴＢである場合には、バッテリ残容量が２５％（ＴＨ４）以下になったときに、アイドル回転数が上昇する。さらに、バッテリ残容量が２０％（ＴＨ５）以下になったときに、コンバータ８が停止される。一方、バッテリ温度がＴＡに近づくに従い、しきい値ＴＨ４、ＴＨ５は大きくなり、バッテリ温度が高い場合に比べて早い段階でエンジン１のアイドル回転数上昇、コンバータ８を停止する措置が取られるようになっている。
【００４４】
続いて、図３を参照して、モード判別部５２がモード判別を行う動作を説明する。
まず、モード判別部５２は、エンジン制御装置４から出力されるモード情報を読み込む（ステップＳ１）。ハイブリッド車両の運転モードには、アシスト、回生、始動、減速、アイドル、アイドル停止等のモードがある。アイドルモードとは、エンジン１がアイドル回転である時のモードであり、アイドル停止モードとは、アイドルモードである時に所定の条件を満たしたときにエンジン１へ供給する燃料をカットすることによってエンジン１を停止するモードである。エンジン制御装置４は、車両の運転状況に応じて、これらのいずれかの運転モードを選択して、この選択した運転モードをモータ制御装置５へ通知する。これを受けてモータ制御装置５は、その運転モードに応じてモータ２を制御する。ここで、読み込まれるモード情報は、モータ２を制御するためにエンジン制御装置４から通知される情報と同一のものである。
【００４５】
次に、モード判別部５２は、読み込んだモードが何であるかを判定する（ステップＳ２）。この判定の結果、アイドルモードまたはアイドル停止モードであればステップＳ３へ進み、これら以外の運転モードであればステップＳ１へ戻る。
【００４６】
ステップＳ２の判定の結果、アイドルモードまたはアイドル停止モードであれば、その結果を過放電検出部５１と充放電制御部５４へ通知する（ステップＳ３）。このとき通知する内容は、アイドルモードであるのかアイドル停止モードであるのかを判別できるように通知する。
【００４７】
このように、モード判別部５２は、エンジン１の回転数がアイドル回転数以下となり、モータ２による発電量が小さくなるアイドルモードまたはアイドル停止モードのどちらかであった場合にのみ過放電検出部５１と充放電制御部５４へ現時点の運転モードを通知する。なお、モード判別部５２は、図３に示す動作を繰り返し実行する。
【００４８】
次に、図４を参照して、過放電検出部５１がバッテリ３の過放電状態を検出する動作を説明する。
まず、過放電検出部５１は、モード判別部５２から出力された現時点の運転モードを読み込む（ステップＳ１１）。ここで読み込まれる運転モードは、モード判別部５２の出力を読み込むため、アイドルモードまたはアイドル停止モードとなる。
【００４９】
次に、過放電検出部５１は、読み込んだ運転モードが何であるかを判定する（ステップＳ１２）。この判定の結果、アイドルモードであれば、判定に用いるマップをアイドルモードに対応した判定マップ５３ａ及びしきい値マップ５８ａに切り換える（ステップＳ１３）。一方、アイドル停止モードであれば、判定に用いるマップをアイドル停止モードに対応した判定マップ５３ｂ及びしきい値マップ５８ｂに切り換える（ステップＳ１４）。
【００５０】
次に、過放電検出部５１は、バッテリ制御装置６から通知されるバッテリ残容量を読み込む（ステップＳ１５）。続いて、過放電検出部５１は、バッテリ３の温度に基づいて、しきい値マップ５８ａまたは５８ｂから現時点のバッテリ温度に対応するしきい値（ＴＨ１とＴＨ２とＴＨ３、またはＴＨ４とＴＨ５）を読み込む（ステップＳ１６）。バッテリ３の温度は、バッテリ３を構成するモジュールに取り付けられている温度センサ１９の出力が用いられる。
【００５１】
次に、過放電検出部５１は、現時点でいずれかに切り換えられている判定マップ５３ａ（または５３ｂ）、しきい値マップ５８ａまたは５８ｂから読み込んだしきい値（ＴＨ１とＴＨ２とＴＨ３、またはＴＨ４とＴＨ５）及び読み込んだ残容量とから、バッテリ３の過放電の状態を検出する（ステップＳ１７）。バッテリ３の過放電の判定は、バッテリ制御装置６から通知されるバッテリ残容量が所定値（例えば、バッテリ温度がＴＢであり、バッテリ残容量がしきい値ＴＨ１またはＴＨ４）を下回ったときに過放電状態であると判断する。図８、９に示す例では、バッテリ残容量が２５％を下回ったときに過放電状態であると判断する。
【００５２】
ステップＳ１７において検出した結果、バッテリ３が過放電の状態であったか否かを判定する（ステップＳ１８）。この判定の結果、過放電でなければステップＳ１１へ戻り、前述した処理を繰り返す。
【００５３】
ステップＳ１８の判定の結果、バッテリ３が過放電の状態である場合、過放電検出部５１は、バッテリ３の過放電の状態を充放電制御部５４へ通知する（ステップＳ１９）。ここで通知される内容は、現時点のバッテリ残容量としきい値マップ５８ａまたは５８ｂから読み込んだしきい値ＴＨ１とＴＨ２とＴＨ３、またはしきい値ＴＨ４とＴＨ５である。
【００５４】
このように、過放電検出部５１は、アイドルモード時に参照する判定マップ５３ａ、しきい値マップ５８ａと、アイドル停止モード時に参照する判定マップ５３ｂ、しきい値マップ５８ｂとを、現時点の運転モードがアイドルモードまたはアイドル停止モードのいずれであるかに応じて切換え、このマップを参照して、バッテリ温度に応じたバッテリ３の過放電状態を検出し、検出した状態を充放電制御部５４へ通知する。なお、過放電検出部５１は、図４に示す動作を繰り返し実行する。
【００５５】
次に、図５を参照して、充放電制御部５４がバッテリ３の保護を行う動作を説明する。充放電制御部５４は、図５に示す動作を繰り返し実行する。
まず、充放電制御部５４は、過放電検出部５１から出力された過放電の状態を読み込む（ステップＳ２１）。続いて、充放電制御部５４は、読み込んだ内容が過放電状態であることを示す通知であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。この判定の結果、過放電状態を通知する内容でない場合、充放電制御部５４は、ステップＳ２１へ戻り、過放電状態を示す通知があるまで待機する。
【００５６】
次に、過放電検出部５１から通知された内容が過放電状態を示す内容である場合、充放電制御部５４は、モード判別部５２から出力される現時点のモードを読み込む。続いて、充放電制御部５４は、読み込んだ運転モードに応じて、判定マップ５３ａ、または判定マップ５３ｂを切り換える（ステップＳ２４、Ｓ２５、Ｓ２６）。
【００５７】
次に、充放電制御部５４は、過放電検出部５１から通知されたしきい値ＴＨ１とＴＨ２とＴＨ３、またはしきい値ＴＨ４とＴＨ５と、ステップＳ２５またはＳ２６において切り換えられた判定マップ５３ａまたは５３ｂを参照して、過放電状態に応じたバッテリ保護のための対策を施す（ステップＳ２７）。バッテリ３に対して施す対策は、現時点の運転モードに応じて異なる。アイドル停止モードにおいて、バッテリ残容量がしきい値ＴＨ１（％）以下である時は、エンジン１を再始動することによってモータ２による発電を再開させる。これは、充放電制御部５４がエンジン回転数設定部５７に対して、エンジン再始動を指示することによって行われる。エンジン回転数設定部５７は、この指示を受けて、アイドル回転数を設定し、エンジン再始動をエンジン制御装置４に対して通知する。これによって、モータ２による発電が再開するため、ここで発電された電力をバッテリ３へ蓄えることができる。
【００５８】
また、バッテリ残容量がさらに低下してしきい値ＴＨ２（％）以下になった時は、エンジン再始動に加え、さらにコンバータ８を停止することによって、バッテリ３の電気負荷を切断する。これは、充放電制御部５４がコンバータ制御部５６に対して、コンバータ８を停止する指示を出すことによって行われる。コンバータ制御部５６は、この指示を受けて、コンバータ８に対して停止する信号を出力し、これによってコンバータ８が停止する。コンバータ８が停止している間は、電装品への電力の供給が停止するため、バッテリ３の負荷を低減させることができる。
【００５９】
エンジン１は、トランスミッションがニュートラルであり、クラッチが切れている等のエンジン再始動時の安全が確保できる条件が揃わなければ再始動はできないため、運転者によってクラッチが接続されたままになっている場合等はエンジン１を再始動することができない。したがって、エンジン再始動を指示したにもかかわらずエンジン１を再始動できずに、バッテリ残容量が低下してしきい値ＴＨ３（％）以下になった時は、メインコンタクタ１１をＯＦＦにすることによって、バッテリ３からの放電を完全に停止する。これは、充放電制御部５４がコンタクタ制御部５５に対して、メインコンタクタ１１をＯＦＦする指示を出すことによって行われる。コンタクタ制御部５５は、この指示を受けて、メインコンタクタ１１をＯＦＦする信号を出力し、これによってメインコンタクタ１１がＯＦＦとなる。これによって、バッテリ３からの放電は完全に停止するため、さらなるバッテリ３の過放電を防止することができる。
ただし、コンタクタＯＦＦがされるのは、アイドル停止モードでありかつ、エンジン再始動ができない場合のみに発生する事象である。これは、バッテリ残容量がＴＨ１以下となり、エンジン１が再始動した時点では、運転モードがアイドルモードとなるため、参照される判定マップが図７に示す判定マップ５３ｂに切り換えられるためである。
【００６０】
このように、アイドル停止モードにおけるバッテリ残容量の低下に伴って、「エンジン再始動による発電の再開」、「コンバータ停止による電気負荷への電力供給停止」、「コンタクタＯＦＦによるバッテリに接続される電気負荷を全て切断することによる放電完全停止」を段階的に行うことによって、バッテリ３の過放電を防止することができる。また、バッテリ保護のための対策を施すタイミングを判定するためのしきい値をバッテリ温度によって変化させ、低温時においては早い段階で過放電と見なすようにしたため、低温時に発生しやすい過放電時の電圧低下を未然に抑制することができ、結果的にバッテリの劣化を防止することができる。なお、バッテリ残容量が回復した場合は、「コンタクタＯＮ」、「コンバータ始動」、「アイドル停止」を段階的に行うようにする。
【００６１】
一方、アイドルモードにおいて、バッテリ残容量がしきい値ＴＨ４（％）以下である時は、アイドル回転数を上昇させることによってモータ発電量を増加させる。これは、充放電制御部５４がエンジン回転数設定部５７に対して、アイドル回転数の上昇を指示することによって行われる。エンジン回転数設定部５７は、この指示を受けて、アイドル回転数を設定し、このアイドル回転数をエンジン制御装置４に対して通知する。これによって、エンジン回転数が増加するのに伴い発電量も増加するため不足していた電力が補われる。
【００６２】
また、バッテリ残容量がさらに低下してしきい値ＴＨ５（％）以下になった時は、アイドル回転数上昇に加え、さらにコンバータ８を停止することによって、バッテリ３の電気負荷を切断する。これは、充放電制御部５４がコンバータ制御部５６に対して、コンバータ８を停止する指示を出すことによって行われる。コンバータ制御部５６は、この指示を受けて、コンバータ８に対して停止する信号を出力し、これによってコンバータ８が停止する。コンバータ８が停止している間は、電装品への電力の供給が停止するが、この間に必要な電力は１２Ｖバッテリ９から供給される。これによって、バッテリ３の負荷を低減させることができる。ただし、メインコンタクタ１１はＯＮの状態であるため、エンジン１がアイドル回転である時にモータ２によって発電される電力はバッテリ３へ蓄えることができる。
【００６３】
このように、アイドルモードにおけるバッテリ残容量の低下に伴って、「アイドル回転数上昇による発電量増加」、「電装品へ供給するためのコンバータ停止による電気負荷の切断」を段階的に行うことによって、バッテリ３の過放電を防止することができる。また、バッテリ保護のための対策を施すタイミングを判定するためのしきい値をバッテリ温度によって変化させ、低温時においては早い段階で過放電と見なすようにしたため、低温時に発生しやすい過放電時の電圧低下を未然に抑制することができ、結果的にバッテリの劣化を防止することができる。なお、バッテリ残容量が回復した場合は、「コンバータ始動」、「アイドル回転数初期化」を段階的に行うようにする。
また、前述した説明では、バッテリの満充電状態に対する比率のバッテリ残容量を用いたが、この残容量は、バッテリの電圧値によっても求めることが可能であるため、図６〜９に示すバッテリ残容量を電圧値に置き換えて処理するようにしてもよい。
【００６４】
以上説明したように、バッテリを構成するモジュールに温度センサを取り付け、この温度センサによって検出されたバッテリ温度に応じて、バッテリの過放電状態を判別するしきい値を変化させ、バッテリの温度が低い時には、常温状態であるときより早い段階で過放電と見なすようにしたため、低温環境下において発生しやすい過放電時のバッテリ電圧低下を未然に防止することができバッテリの劣化の進行を抑制することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、バッテリを構成するモジュールに温度センサを取り付け、この温度センサによって検出されたバッテリ温度に応じて、バッテリの過放電状態を判別するしきい値を変化させ、バッテリの温度が低い時には、常温状態であるときより早い段階で過放電と見なすようにしたため、低温環境下において発生しやすい過放電時のバッテリ電圧低下を未然に防止することができバッテリの劣化の進行を抑制することができるという効果を得られる。
【００６８】
また、バッテリ残量のしきい値である第２の所定値は、第１の所定値より小さくしたため、エンジンがアイドル運転のときに、バッテリ残量の減少に応じて、段階的にバッテリの過放電防止対策（アイドル回転数上昇、コンバータ停止）を施すことができるという効果が得られる。
特に、バッテリ残量が第１の所定値以下の残量である場合にエンジンのアイドル回転数を上昇させるので、モータによる発電量を増加させることができ、バッテリ残量が第２の所定値以下の残量である場合にコンバータを停止して電気負荷への電力供給を停止するので、簡単で迅速に電力供給の停止を行い、バッテリの負荷を低減することができると共に、バッテリを充電することができるという効果が得られる。
【００６９】
請求項２に記載の発明によれば、バッテリ残量のしきい値である第４の所定値を第３の所定値より小さくし、第５の所定値を第４の所定値より小さくしたので、エンジンがアイドル運転停止状態のときに、バッテリ残量の減少に応じて、段階的にバッテリの過放電防止対策（エンジン再始動許可、コンバータ停止、コンタクタＯＦＦ、エンジン再始動不許可）を施すことができるという効果が得られる。
特に、バッテリ残量が第３の所定値以下の残量である場合にエンジンの再始動を許可するので、エンジン再始動でモータによる発電を再開しバッテリを充電することができ、バッテリ残量が第４の所定値以下の残量である場合にコンバータを停止して電気負荷への電力供給を停止するので、さらなる放電を防止して、バッテリの負荷を低減することができ、バッテリ残量が第５の所定値以下の残量である場合にコンタクタをＯＦＦにするので、バッテリの放電を完全に停止することができるという効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ハイブリッド車両の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】  図２に示すモード判別部５２の動作を示すフローチャートである。
【図４】  図２に示す過放電検出部５１の動作を示すフローチャートである。
【図５】  図２に示す充放電制御部５４の動作を示すフローチャートである。
【図６】  図２に示す判定マップ５３ａ（アイドル停止モード用）の構成を示す説明図である。
【図７】  図２に示す判定マップ５３ｂ（アイドルモード用）の構成を示す説明図である。
【図８】  図２に示すしきい値マップ５８ａ（アイドル停止モード用）の構成を示す説明図である。
【図９】  図２に示すしきい値マップ５８ｂ（アイドルモード用）の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１・・・エンジン
２・・・モータ
３・・・バッテリ
４・・・エンジン制御装置
５・・・モータ制御装置
８・・・コンバータ
１１・・・メインコンタクタ
５１・・・過放電検出部
５２・・・モード判別部
５３ａ、５３ｂ・・・判定マップ
５４・・・充放電制御部
５５・・・コンタクタ制御部
５６・・・コンバータ制御部
５７・・・エンジン回転数設定部
５８ａ、５８ｂ・・・しきい値マップ
【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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