特開 2022-177419 電動車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022177419

(43)【公開日】2022-12-01

(54)【発明の名称】電動車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/06 20060101AFI20221124BHJP

   B60K 6/442 20071001ALI20221124BHJP

   B60K 6/52 20071001ALI20221124BHJP

   B60W 10/02 20060101ALI20221124BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20221124BHJP

   B60W 20/16 20160101ALI20221124BHJP

   F01N 3/18 20060101ALI20221124BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20221124BHJP

   F02D 41/10 20060101ALI20221124BHJP

   B60L 50/16 20190101ALI20221124BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20221124BHJP

   B60L 58/12 20190101ALI20221124BHJP

【ＦＩ】

B60W10/06 900

B60K6/442 ZHV

B60K6/52

B60W10/02 900

B60W10/08 900

B60W20/16

F01N3/18 D

F02D45/00 360Z

F02D41/10

B60L50/16

B60L50/60

B60L58/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021083658

(22)【出願日】2021-05-18

(71)【出願人】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002424

【氏名又は名称】ケー・ティー・アンド・エス弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 紳介

【テーマコード（参考）】

3D202

3G091

3G301

3G384

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D202AA02

3D202BB01

3D202BB09

3D202BB11

3D202BB37

3D202BB65

3D202CC43

3D202CC57

3D202CC59

3D202DD44

3D202DD47

3D202DD48

3D202FF02

3G091AA14

3G091BA13

3G091CB03

3G091DB05

3G091EA07

3G091EA18

3G091EA27

3G091EA28

3G301JA21

3G301KA12

3G301MA18

3G301NA05

3G301NE12

3G301PD12Z

3G301PF01Z

3G301PF03Z

3G301PG01Z

3G384AA28

3G384BA02

3G384BA18

3G384BA52

3G384CA12

3G384DA14

3G384EB04

3G384ED05

3G384FA06Z

3G384FA46Z

3G384FA66Z

3G384FA79Z

5H125AA01

5H125AC08

5H125AC12

5H125BA00

5H125BC12

5H125BD17

5H125BE05

5H125CA02

5H125EE22

5H125EE23

5H125EE27

5H125EE31

(57)【要約】

【課題】駆動用電池の出力が著しく低下することに伴う内燃機関の始動を抑制することで、排気の悪化を抑制できる電動車両の制御装置を提供する。
【解決手段】電動車両は、電動車両に搭載され排気浄化装置を含む内燃機関と、内燃機関によって駆動される回転電機と、回転電機によって発電した発電電力によって充電される駆動用電池と、を有する。電動車両の制御装置は、駆動用電池が所定充電率以下の場合、内燃機関を始動させて回転電機を駆動させることで発電した電力を駆動用電池に充電して走行する発電制御と、発電制御を実行する前の所定充電率より大きな充電率であって、排気浄化装置の暖機が必要な場合に、内燃機関を運転して排気浄化装置を暖機する第１暖機制御と、第１暖機制御中に、駆動用電池の状態に応じて、内燃機関の出力を増加させ駆動用電池を充電しながら排気浄化装置を暖機する第２暖機制御と、を実行する。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動車両に搭載され排気浄化装置を含む内燃機関と、前記内燃機関によって駆動される回転電機と、前記回転電機によって発電した発電電力によって充電される駆動用電池と、
を有する電動車両の制御装置であって、
前記駆動用電池が所定充電率以下の場合、前記内燃機関を始動させて前記回転電機を駆動させることで発電した電力を前記駆動用電池に充電して走行する発電制御と、
前記発電制御を実行する前の前記所定充電率より大きな充電率であって、前記排気浄化装置の暖機が必要な場合に、前記内燃機関を運転して前記排気浄化装置を暖機する第１暖機制御と、
前記第１暖機制御中に、前記駆動用電池の状態に応じて、前記内燃機関の出力を増加させ前記駆動用電池を充電しながら前記排気浄化装置を暖機する第２暖機制御と、
を実行する電動車両の制御装置。

【請求項2】

前記駆動用電池から供給された電力で駆動軸を駆動するモータと、
前記内燃機関と前記駆動軸との間で動力を伝達および遮断する断接機構と、
をさらに備え、
前記制御装置は、前記発電制御と前記第１暖機制御と前記第２暖機制御との内のいずれかを実行する際には、前記断接機構を遮断した状態で、前記モータにより前記駆動軸を駆動させる、
請求項１に記載の電動車両の制御装置。

【請求項3】

前記駆動用電池の電圧を取得し、
前記第１暖機制御中に前記駆動用電池の電圧が低下した場合、前記第２暖機制御を実行する、
請求項１または２に記載の電動車両の制御装置。

【請求項4】

前記駆動用電池の単位時間あたりに変化量である電圧変化率が所定値以上の場合、前記第２暖機制御を実行する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。

【請求項5】

前記電圧変化率が大きいほど前記内燃機関の出力を増大させる、
請求項４に記載の電動車両の制御装置。

【請求項6】

前記駆動用電池の電流が大きいほど、前記所定値を大きい値にする、
請求項４または５に記載の電動車両の制御装置。

【請求項7】

前記駆動用電池の充電率が低いほど、前記所定値を大きい値にする、
請求項４から６のいずれか１項に記載の電動車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内燃機関を搭載する電動車両の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、発電機に接続される内燃機関と、駆動用電池と、駆動用電池からの電力によって駆動するモータと、を搭載する電動車両が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１は、内燃機関の排気を浄化する排気浄化装置として触媒を搭載した電動車両を開示している。このような触媒は、排気浄化性能を発揮するために暖機して活性化する必要がある。特許文献１は、電動車両が上流側と下流側の２つの触媒を有する電動車両をさらに開示している。特許文献１の電動車両の制御装置は、触媒の活性化が必要なときには、上流側触媒が温まった後に下流側触媒を温めるために、内燃機関の出力を二段階で増加させて触媒を暖機する。特許文献１の電動車両の制御装置では、触媒を暖機している期間は駆動用電池からモータに電力を供給することによって電動車両を走行させ、内燃機関は触媒の暖機のために運転される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２―１３００３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような電動車両には、排気浄化装置を暖機している最中であっても、電動車両のユーザによってアクセルが踏み込まれると、電動車両を加速させるドライバビリティが必要である。このため電動車両の制御装置は、排気浄化装置を暖機中に電動車両のユーザによってアクセルが踏み込まれると、駆動用電池からモータに電力を供給するように制御する。しかし、このように電動車両を加速させると、駆動用電池の出力が著しく低下する場合がある。駆動用電池の出力が著しく低下した場合、電動車両の制御装置は、内燃機関の出力を上昇させて発電機を駆動し、発電機で発電した発電電力によって駆動用電池を充電する。また、電動車両の制御装置は、この発電電力を用いてモータを駆動することがある。これによって、内燃機関の出力が増大し、排気浄化性能が悪化する場合もある。

【0005】

本開示の課題は、駆動用電池の出力が著しく低下することに伴う内燃機関の始動を抑制することで、排気の悪化を抑制できる電動車両の制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る電動車両は、電動車両に搭載され排気浄化装置を含む内燃機関と、内燃機関によって駆動される回転電機と、回転電機によって発電した発電電力によって充電される駆動用電池と、を有する。電動車両の制御装置は、駆動用電池が所定充電率以下の場合、内燃機関を始動させて回転電機を駆動させることで発電した電力を駆動用電池に充電して走行する発電制御と、発電制御を実行する前の所定充電率より大きな充電率であって、排気浄化装置の暖機が必要な場合に、内燃機関を運転して排気浄化装置を暖機する第１暖機制御と、第１暖機制御中に、駆動用電池の状態に応じて、内燃機関の出力を増加させ駆動用電池を充電しながら排気浄化装置を暖機する第２暖機制御と、を実行する。

【0007】

この電動車両の制御装置によれば、発電制御前に排気浄化装置を暖機している第１暖機制御中に駆動用電池の状態に応じて駆動用電池を充電する第２暖機制御を実行できる。これによって、駆動用電池の著しい出力の低下を抑制できる。このため、発電制御中の内燃機関の出力の急上昇を抑制できる。この結果、排気の悪化を抑制できる。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、駆動用電池の出力が著しく低下することに伴う内燃機関の始動を抑制することで、排気の悪化を抑制できる電動車両の制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施形態による電動車両のシステム図。

【図2】本開示の実施形態による電動車両に搭載された内燃機関のシステム図。

【図3】本開示の実施形態による電動車両の制御装置の制御手順を示すフローチャート。

【図4】本開示の実施形態による電動車両の排気浄化装置暖機中の一例を示すタイミングチャート。

【図5】本開示の実施形態による駆動用電池の電圧低下の一例を示すグラフ。

【図6】本開示の実施形態による駆動用電池の出力状態の一例を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0011】

図１に示すように、本実施形態による電動車両１は、四輪駆動型のハイブリッド自動車である。電動車両１は、内燃機関（ＥＮＧ）２と、発電機（回転電機の一例：ＧＥＮ）４と、フロントモータ（ＦｒＭ）６と、リアモータ（ＲＭ）８と、駆動用電池（ＢＴ）１０と、制御装置（ＨＶＥＣＵ）２０と、アクセルペダル２１と、外部給電装置２２と、を有する。

【0012】

本実施形態の電動車両１は、フロントモータ６がトランスアクスル１６を介して前輪１２の前輪駆動軸１２ａを駆動する。リアモータ８は、減速機８ｃを介して後輪１４の後輪駆動軸１４ａを駆動する。フロントモータ６は、フロントインバータ１８を介して駆動用電池１０と接続され、駆動用電池１０から電力（第１電力）が供給される。

【0013】

フロントインバータ１８は、フロントモータ制御装置（ＦｒＭＣＵ）６ａと、発電機４を制御する発電機制御装置（ＧＣＵ）４ａと、を有する。フロントモータ制御装置６ａは、制御装置２０から信号を取得し、フロントモータ６が所望の運転状態となるようにフロントモータ６の回生と力行を制御する。リアモータ８も同様に、リアインバータ８ｂを介して駆動用電池１０と接続され、駆動用電池１０から電力（第１電力）が供給される。リアインバータ８ｂは、リアモータ制御装置（ＲＭＣＵ）８ａを有する。リアモータ制御装置８ａは、制御装置２０から信号を取得し、リアモータ８が所望の運転状態となるようにリアモータ８の回生と力行を制御する。

【0014】

内燃機関２は、トランスアクスル１６を介して発電機４を駆動する。内燃機関２は、燃料タンク（Ｆｕｅｌ ＴＡＮＫ）２３から供給される燃料が燃焼することで駆動する。内燃機関２の各種装置および各種センサは、エンジン制御装置（ＥＮＧ－ＥＣＵ）２ａと電気的に接続される。エンジン制御装置２ａは、制御装置２０からの信号を取得し、内燃機関２が所望の運転状態となるように制御する。トランスアクスル１６は、内燃機関２の回転速度を増幅し発電機４に伝達する。また、本実施形態のトランスアクスル１６は、クラッチ(断接機構)１６ａを有する。クラッチ１６ａは、内燃機関２とフロントモータ６との間および内燃機関２と前輪駆動軸１２ａとの間で動力を伝達および遮断する。内燃機関２は、トランスアクスル１６のクラッチ１６ａを介して前輪駆動軸１２ａに接続され、前輪駆動軸１２ａを駆動する。

【0015】

図２に示すように、内燃機関２は、少なくとも、スロットル弁２ｂと、燃料噴射弁２ｃと、排気管２ｄと、排気浄化装置２ｅと、を有する。本実施形態では、内燃機関２は、排気管２ｄが内燃機関２から電動車両１の後方に向かって延びる後方排気型のものである。内燃機関２は、排気管２ｄを介して排気浄化装置２ｅに接続される。また、本実施形態では、内燃機関２は、マルチインジェクション方式のガソリンエンジンである。内燃機関２は、吸気ポート２ｆに配置された燃料噴射弁２ｃによって燃料を噴射し、スロットル弁２ｂによって吸入空気量を調整することにより出力を調整する。しかし、内燃機関２は、気筒２ｇに直接燃料を噴射する直噴方式のガソリンエンジンやディーゼルエンジンであってもよい。さらに、内燃機関２は、マルチインジェクション方式および直噴方式を併用するガソリンエンジンであってもよい。また、内燃機関２は、このほか排気循環弁２ｉおよび排気循環通路２ｊを含む排気循環装置などの装置を含んでもよい。

【0016】

排気浄化装置２ｅは、内燃機関２の排気を浄化する。本実施形態では、排気浄化装置２ｅは、排気に含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物を酸化または還元させて浄化する三元触媒である。このような三元触媒は、少なくとも排気浄化装置２ｅの上流に配置されたセンサ（本実施形態ではリニア空燃比センサまたは酸素センサ）２ｈによって、浄化状態を検知する。しかし、排気浄化装置２ｅは、このほか酸素吸蔵機能、窒素吸蔵機能を有する触媒を含んでもよい。また、排気浄化装置２ｅは、燃料の燃え残りを吸蔵するガソリンパーティキュレートフィルタ、またはディーゼルパーティキュレートフィルタなどの装置を含んでもよい。

【0017】

図１に示すように、発電機４は、内燃機関２と接続され、内燃機関２によって駆動されることにより発電する。発電機４によって発電された電力（第２電力）は、駆動用電池１０を充電可能であるとともに、フロントインバータ１８およびリアインバータ８ｂを介してフロントモータ６およびリアモータ８（以下明細書において各モータと記す）に供給可能である。本実施形態では、発電機４はモータジェネレータであり、発電に加えて内燃機関２を回転駆動することによって内燃機関２をモータリングすることができる。発電機４は、内燃機関２から駆動される場合、発電機４に負荷を与えることで発電する。一方、発電機４は、駆動用電池１０から電力が供給され力行することによって内燃機関２を駆動しモータリングさせる。発電機４は、フロントインバータ１８に設けられた発電機制御装置４ａによって制御される。発電機制御装置４ａは、制御装置２０と電気的に接続され、制御装置２０からの信号を取得し、発電機４が所望の運転状態となるように発電と力行を制御する。

【0018】

駆動用電池１０は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成され、複数の電池セルで構成された図示しない電池モジュールを有する。駆動用電池１０は、各モータの電源として機能する。さらに駆動用電池１０は、電池モジュールの充電率（State Of Charge、以下、ＳＯＣ）の算出、電池モジュールの劣化状態（State Of Health 以下ＳＯＨ）、および電池モジュールの電圧Ｂｖおよび電池温度Ｂｔｍｐの検出を行う電池モニタリングユニット（ＢＭＵ）１０ａを有する。電池モニタリングユニット１０ａは、駆動用電池１０の電圧Ｂｖ、充電率ＳＯＣ、劣化状態ＳＯＨ、および電池温度Ｂｔｍｐを取得し、制御装置２０に送信する。

【0019】

制御装置２０は、少なくとも走行モードの切り替えをする制御と、各走行モードにおいて、内燃機関２に発電させる発電制御と、内燃機関２を発電機４によって駆動するモータリング制御と、を実行する。

【0020】

本実施形態では、制御装置２０は、速度Ｖ、充電率ＳＯＣ、およびアクセル開度Ｔｈなどの情報に基づいて、クラッチ１６ａを制御することによって、パラレルモード、シリーズモード、およびＥＶモードの中から、いずれかにひとつの走行モードに切り替える。パラレルモードでは、制御装置２０は、クラッチ１６ａを接続し、内燃機関２とフロントモータ６の両方によって前輪駆動軸１２ａを駆動する。このとき、フロントモータ６には、駆動用電池１０からの電力（第１電力）、および発電機４で発電した電力（第２電力）のいずれか一方、または両方が供給される。リアモータ８も同様に駆動用電池１０からの電力（第１電力）、および発電機４で発電した電力（第２電力）のいずれか一方、または両方が供給され、後輪駆動軸１４ａを駆動する。ＥＶモードでは、制御装置２０は、クラッチ１６ａを開放し、駆動用電池１０の電力（第１電力）を各モータに供給し、各モータが前輪駆動軸１２ａおよび後輪駆動軸１４ａ（以下明細書において各駆動軸と記す）を駆動する。

【0021】

シリーズモードでは、制御装置２０は、クラッチ１６ａを開放し、内燃機関２で発電機４を駆動し、発電機４で発電した第２電力を各モータに供給する。また、制御装置２０は、第１電力によっては各モータが各駆動軸を駆動する駆動力が不足する場合、駆動用電池１０からも各モータに第１電力を供給する。なお、パラレルモード、およびシリーズモードにおいて、内燃機関２によって発電した発電電力の一部を駆動用電池１０に供給することにより駆動用電池１０を充電してもよい。

【0022】

制御装置２０は、パラレルモード、シリーズモード、およびＥＶモードの各走行モードにおいて、内燃機関２に要求するエンジン要求トルクＥＴｑを演算し、エンジン制御装置２ａに送信する。エンジン制御装置２ａは、エンジン要求トルクＥＴｑを取得し、エンジン要求トルクＥＴｑを達成できるように、内燃機関２を制御する。制御装置２０は、実際には、演算装置と、メモリと、入出力バッファ等と、を含むマイクロコンピュータによって構成される。制御装置２０は、各センサおよび各種装置からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、電動車両１が、所望の運転状態となるように各装置を制御する。

【0023】

また、本実施形態では、エンジン制御装置２ａ、発電機制御装置４ａ、フロントモータ制御装置６ａ、リアモータ制御装置８ａ、および電池モニタリングユニット１０ａを含む各種制御装置が、それぞれ制御装置２０と別に設けられる。各種制御装置は、それぞれ制御装置２０と電気的に接続される。しかし、各種制御装置は、制御装置２０と一体で設けられてもよい。各種制御装置は、制御装置２０と同様に、演算装置と、メモリと、入出力バッファ等と、を含むマイクロコンピュータによって構成される。

【0024】

アクセルペダル２１は、電動車両１のドライバが踏み込み操作することで、電動車両１の加減速を制御するペダルである。アクセルペダル２１には、踏み込み位置を検知するアクセルポジションセンサ２１ａが設けられる。アクセルポジションセンサ２１ａは、制御装置２０と電気的に接続され、制御装置２０にアクセル踏み込み位置（アクセル開度）を送信する。

【0025】

外部給電装置２２は、駆動用電池１０の電力を、電動車両１のユーザが電動車両１と別に用意する電気機器（例えば家電機器等）に供給するための装置である。外部給電装置２２はインバータを含み、駆動用電池１０からの直流電流を、電気機器に適した交流電流に変換する。

【0026】

次に図３から図６を用いて、制御装置２０が行う制御手順について説明する。制御装置２０は、図示しないイグニッションスイッチがオンされることで、制御動作を開始する。

【0027】

図３のステップＳ１では、制御装置２０は、充電率ＳＯＣが第１所定充電率ＳＯＣ１以下か否か判断する。第１所定充電率ＳＯＣ１は、駆動用電池１０を充電する必要が生じる第２所定充電率ＳＯＣ２より大きい充電率である。図４のタイミングチャートに示すように、本実施形態では、制御装置２０は、時刻０から時刻ｔ１までの間、ＥＶモードで走行する。時刻０から時刻ｔ１では電動車両１のユーザによってアクセルが踏み込まれたままの状態である。すなわち電動車両１が定常走行もしくは加速状態である。このため、駆動用電池１０は、ＥＶモード中に初期充電率ＳＯＣｉから第１所定充電率ＳＯＣ１まで充電率ＳＯＣが低下する。なお、第２所定充電率ＳＯＣ２は、例えば図４のＥＮＧ出力において時刻ｔ３近傍に破線で示すように、内燃機関２が発電制御を開始する際の充電率ＳＯＣである。

【0028】

図３に示すように、制御装置２０は、充電率ＳＯＣが第１所定充電率ＳＯＣ１以下であると判断した場合（ステップＳ１ ＹＥＳ）、ステップＳ２に処理を進める。ステップＳ２では、内燃機関２を始動させるための内燃機関始動要求信号をエンジン制御装置２ａに送信し、発電機４によって内燃機関２をモータリングして始動させる。図４に示すように、本実施形態では、時刻ｔ１において内燃機関２が始動完了する。

【0029】

図３に示すように、制御装置２０は、ステップＳ２で内燃機関２を始動させると、ステップＳ３に処理を進める。ステップＳ３では、制御装置２０は、排気浄化装置２ｅの暖機が必要か否か判断する。なお、制御装置２０は、排気浄化装置２ｅを暖機するか否かの判断を、内燃機関を始動させるステップＳ２の前に判断してもよい。また制御装置２０は、排気浄化装置２ｅを暖機するか否かの判断を、内燃機関を始動させるステップＳ２と同時に判断してもよい。制御装置２０は、暖機が必要か否かの判断を、内燃機関２の冷却水の水温、内燃機関２の潤滑油の油温、内燃機関２を停止させていた時間、などのパラメータから推定してもよい。あるいは、制御装置２０は、排気管２ｄに温度センサを配置する場合、この温度センサから触媒の温度を取得してもよい。いずれにせよ、制御装置２０は、排気浄化装置２ｅの触媒の温度が、触媒が活性化するライトオフ温度未満と判断した場合、排気浄化装置２ｅの暖機が必要と判断すればよい。制御装置２０は、排気浄化装置２ｅの暖機が必要と判断した場合（ステップＳ３ ＹＥＳ）、ステップＳ４に処理を進める。

【0030】

ステップＳ４では、制御装置２０は第１暖機制御を実行する。第１暖機制御は、排気浄化装置２ｅの温度（本実施形態では触媒の温度）を高める制御である。本実施形態では、制御装置２０から第１暖機制御の指示を受けたエンジン制御装置２ａが、第１暖機制御中に燃料噴射弁２ｃからの噴射タイミングを遅角し、排気浄化装置２ｅ近傍で燃料が燃えるように内燃機関２を制御する（以下明細書においてリタード制御と記す）。しかし、制御装置２０は、排気浄化装置２ｅが暖機できるように内燃機関２を制御できれば、他の制御方法によって排気浄化装置２ｅを暖機してもよい。

【0031】

図４に示すように、本実施形態では、時刻ｔ１から時刻ｔ２が第１暖機制御中である。制御装置２０は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、排気浄化装置２ｅが暖機できる程度の一定出力によって、内燃機関２を運転する（図４のＥＮＧ出力参照）。時刻ｔ１から時刻ｔ２の間も、引き続き電動車両１が定常走行もしくは加速を継続している。しかし、制御装置２０は、第１暖機制御中はあくまで排気浄化装置２ｅの暖機を優先する。このため、図４の充電率ＳＯＣが示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間も引き続き充電率ＳＯＣおよび電圧Ｂｖは下降する。なお、制御装置２０は、第１暖機制御中において、暖機を行うために始動した内燃機関２の出力を用いて発電機４を駆動して発電してもよい。しかし、制御装置２０は、第１暖機制御中はあくまで排気浄化装置２ｅの暖機を優先し、発電機４による発電は優先しない。

【0032】

図３に示すように、ステップＳ５では、制御装置２０は、駆動用電池１０が出力低下状態か否かを判断する。制御装置２０は、出力低下状態か否かの判断を駆動用電池１０の電圧の変化に基づいて実行する。本実施形態では、制御装置２０は、駆動用電池１０の電圧変化率ｄＢｖを取得し、電圧変化率ｄＢｖが所定値ｄＢｖｔ以上か否か判断する。電圧変化率ｄＢｖは、駆動用電池１０の電圧Ｂｖの単位時間あたりの変化率である。

【0033】

図５は、駆動用電池１０から各モータに供給される第１電力が比較的高い場合（高出力）および比較的低い場合（低出力）の駆動用電池１０の電圧低下の一例を示すグラフである。すなわち、ＥＶモードにおいて、電動車両１が比較的高負荷で運転されている場合が、高出力のグラフである。電動車両１が比較的低負荷で運転されている場合が、低出力のグラフである。図５に示すように、駆動用電池１０の電圧の低下態様は、出力毎に異なる。このため、制御装置２０が駆動用電池１０の出力が低下したか否かの判断を電圧Ｂｖで判断した場合、制御装置２０がより多くの閾値を記憶する必要が生じる。制御装置２０がより多くの閾値を記憶する場合、誤判断も増加しやすい。

【0034】

一方、図５の破線丸の箇所に示すように、このような駆動用電池１０は、電圧低下を起こすときは電圧の変化量が大きいという特性がある。したがって、制御装置２０は、駆動用電池１０の出力低下状態を電圧変化率ｄＢｖで判断することがより好ましい。これによって、制御装置２０の誤判断を抑制しやすい。

【0035】

図６（ａ）に示すように、このような駆動用電池１０は、駆動用電池１０から出力される電力の電流が大きいほど、電圧変化率ｄＢｖが高くなる。このため、制御装置２０は、駆動用電池１０の電流が大きいほど、所定値ｄＢｖｔをより大きい値に設定してもよい。これによって、制御装置２０は、誤判断を防止しやすい。さらに、駆動用電池１０が劣化している状態では、駆動用電池１０が新品状態に比べ、同一電流における電圧変化率ｄＢｖがさらに高くなる。また、駆動用電池１０が低温状態（実線参照）では、駆動用電池１０が常温状態（破線参照）に比べ、同一電流における電圧変化率ｄＢｖが高くなる。このため、制御装置２０は、駆動用電池１０が劣化している状態、または低温状態では、所定値ｄＢｖｔをさらに大きい値に設定してもよい。

【0036】

また、図６（ｂ）に示すように、このような駆動用電池１０は、充電率ＳＯＣが低いほど、電圧変化率ｄＢｖが高くなる。このため、制御装置２０は、駆動用電池１０の充電率ＳＯＣが低いほど、所定値ｄＢｖｔをより大きい値に設定してもよい。これによって制御装置２０は、誤判断を防止しやすい。さらに、駆動用電池１０が劣化している状態では、駆動用電池１０が新品状態に比べ、同一充電率ＳＯＣにおける電圧変化率ｄＢｖがさらに高くなる。また、駆動用電池１０が低温状態（実線参照）では、駆動用電池１０が常温状態（破線参照）に比べ、同一充電率ＳＯＣにおける電圧変化率ｄＢｖが高くなる。このため、制御装置２０は、駆動用電池１０が劣化している状態、または低温状態では、所定値ｄＢｖｔをさらに大きい値に設定してもよい。

【0037】

図３に示すように、制御装置２０は、駆動用電池１０が出力低下状態にあると判断した場合（ステップＳ５ ＹＥＳ）、ステップＳ６に処理を進める。ステップＳ６では、第２暖機制御を実行する。第２暖機制御は、駆動用電池１０の状態に応じて、内燃機関２の出力を増加させ駆動用電池１０を充電しながら排気浄化装置２ｅを暖機する制御である。第２暖機制御は、発電制御を実行する前の第２所定充電率ＳＯＣ２より大きな充電率ＳＯＣにおいて開始される制御である（図４の時刻ｔ２から時刻ｔ３参照）。また、駆動用電池１０が出力低下状態にある場合とは、本実施形態では電圧変化率ｄＢｖが所定値ｄＢｖｔ以上の場合である。

【0038】

図４に示すように、本実施形態では、制御装置２０は、第２暖機制御を時刻ｔ２から実行する。時刻ｔ２からも、引き続き電動車両１が定常走行もしくは加速を継続している状態である。制御装置２０は、第２暖機制御中は、内燃機関２の出力を第１暖機制御中よりも増加させたうえで、一定出力で内燃機関２を運転する（図４のＥＮＧ出力参照）。また、制御装置２０は、第２暖機制御中は、発電機４の負荷を第１暖機制御中よりも増加させる。これによって制御装置２０は、発電量を第１暖機制御中よりも増加させる。制御装置２０は、発電機４で発電した電力（発電電力または第２電力）を用いて駆動用電池１０を充電する。なお、この間、制御装置２０はリタード制御を実行し、排気浄化装置２ｅの暖機を実行する。図４の時刻ｔ３以降に示すように、制御装置２０が第２暖機制御を実行することによって、駆動用電池１０の電圧Ｂｖおよび充電率ＳＯＣの低下速度が緩やかになる。このように、駆動用電池１０の電圧Ｂｖの低下を抑制することによって、電圧変化率ｄＢｖが上昇する。制御装置２０は、電圧変化率ｄＢｖが大きいほど内燃機関２の出力を増大させてもよい。これによって、駆動用電池１０の電圧Ｂｖの低下をさらに抑制できる。

【0039】

また、制御装置２０は、クラッチ１６ａを開放（遮断）した状態で、第１暖機制御、および第２暖機制御を実行する。すなわち、制御装置２０は、シリーズモードによって第１暖機制御、および第２暖機制御の内いずれかを実行する。このため、第１暖機制御、および第２暖機制御の内いずれかを実行する際は、内燃機関２から前輪駆動軸１２ａへの動力伝達は遮断されている。これによって、制御装置２０は、内燃機関２の変動によるドライバビリティの悪化を考えることなく、ある程度自由に制御が可能である。

【0040】

図４の破線に示すように、このような第２暖機制御を実行しない場合、駆動用電池１０の電圧Ｂｖは、時刻ｔ２からｔ３にかけても急激に低下する。このような状態の場合、制御装置２０は、発電機４による発電および駆動用電池１０の充電、またはシリーズモードによって発電機４から各モータに第２電力を供給することを優先し、内燃機関２を運転する。すなわち、制御装置２０は、発電制御を優先する。これによって、図３の時刻ｔ３移行の破線のＥＮＧ出力に示すように、内燃機関２は急激に出力を上昇させる。このような場合、制御装置２０は、暖機制御を中断する場合もある。この結果、排気が悪化しやすい。

【0041】

図３に示すように、制御装置２０は、第２暖機制御を実行すると、ステップＳ７に処理を進める。ステップＳ７では、制御装置２０は、排気浄化装置２ｅの暖機が完了したか否か判断する。制御装置２０は、排気浄化装置２ｅの暖機が完了したか否かの判断を、触媒温度がライトオフ温度以上になったか否かによって判断してもよい。

【0042】

制御装置２０は、排気浄化装置２ｅの暖機が完了したと判断した場合（ステップＳ７ ＹＥＳ）、ステップＳ８に処理を進める。ステップＳ８では、制御装置２０は、充電率ＳＯＣが第１所定充電率ＳＯＣ１より小さい第２所定充電率ＳＯＣ２以下となった場合に発電制御を実行する。制御装置２０は、発電制御中は、駆動用電池１０の充電および各モータへの第２電力の供給を優先し内燃機関２を運転する。より具体的には、制御装置２０がシリーズモードに切り替えて内燃機関２を始動させた場合、制御装置２０は、発電制御中においてアクセル開度に基づいて演算されたエンジン要求トルクＥＴｑを達成するように、内燃機関２を運転する。また、制御装置２０が内燃機関２を駆動用電池１０の充電のために始動させた場合、制御装置２０は、発電制御中において駆動用電池１０の充電のために必要なエンジン要求トルクＥＴｑを達成するように内燃機関２を運転する。

【0043】

制御装置２０は、充電率ＳＯＣが第１所定充電率ＳＯＣ１より高いと判断した場合（ステップＳ１ ＮＯ）、処理をステップＳ１に戻し、第１所定充電率ＳＯＣ１以下となるまでＥＶモードで電動車両１を走行させる。制御装置２０は、排気浄化装置２ｅの暖気が必要ないと判断した場合（ステップＳ３ ＮＯ）、ステップＳ８に処理を進め、発電制御を実行する。制御装置２０は、駆動用電池の電圧が低下していないと判断した場合（ステップＳ５ ＮＯ）、ステップＳ４に処理を戻して第１暖機制御を継続する。制御装置２０は、暖機が完了していないと判断した場合（ステップＳ７ ＮＯ）、ステップＳ４に処理を戻し、第１暖機制御および第２暖機制御の少なくともいずれか一方を継続する。

【0044】

以上説明した通り、本開示によれば、駆動用電池１０の出力が著しく低下することに伴う内燃機関２の始動を抑制することで、排気の悪化を抑制できる電動車両１の制御装置２０を提供できる。

【0045】

＜他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

【0046】

（ａ）上記実施形態では、四輪駆動型のハイブリッド自動車を例に説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。電動車両１は、前輪駆動のハイブリッド型およびプラグインハイブリッド型の自動車であってもよい。また、電動車両１は、四輪駆動型のプラグインハイブリッド自動車であってもよい。

【0047】

（ｂ）上記実施形態では、クラッチ１６ａを用いて、内燃機関２と前輪駆動軸１２ａを接続する例を用いて説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。内燃機関２と前輪駆動軸１２ａは遊星ギヤを介して接続してもよい。

【0048】

（ｃ）上記実施形態では、内燃機関２と発電機４をギヤで接続する例を用いて説明したが、本開示はこれに限定されるものではない。内燃機関２と発電機４は遊星ギヤを介して接続してもよい。

【符号の説明】

【0049】

１：電動車両，２：内燃機関，２ｅ：排気浄化装置
４：発電機（回転電機の一例），１０：駆動用電池，２０：制御装置
Ｂｖ：電圧，ＳＯＣ：充電率，ＳＯＣ１ ：第１所定充電率
ｄＢｖ ：電圧変化率，ｄＢｖｔ ：所定値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】