特許 7235173 ハイブリッド車の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-28

(45)【発行日】2023-03-08

(54)【発明の名称】ハイブリッド車の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/19 20160101AFI20230301BHJP

   B60K 6/442 20071001ALI20230301BHJP

   B60W 10/26 20060101ALI20230301BHJP

   B60W 20/13 20160101ALI20230301BHJP

   B60L 50/61 20190101ALI20230301BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20230301BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20230301BHJP

【ＦＩ】

B60W20/19

B60K6/442 ZHV

B60W10/26 900

B60W20/13

B60L50/61

B60L3/00 J

H01M10/48 301

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022538882

(86)(22)【出願日】2021-12-06

(86)【国際出願番号】 JP2021044802

(87)【国際公開番号】W WO2022163136

(87)【国際公開日】2022-08-04

【審査請求日】2022-06-22

(31)【優先権主張番号】P 2021010299

(32)【優先日】2021-01-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】100177460

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 智子

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 勇輔

(72)【発明者】

【氏名】生駒 憲彦

(72)【発明者】

【氏名】清水 亮

(72)【発明者】

【氏名】円山 祐輝

【審査官】井古田 裕昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１５０９７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－５７５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－４６９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－９４０１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｗ ２０／１９

Ｂ６０Ｋ ６／４４２

Ｂ６０Ｗ １０／２６

Ｂ６０Ｗ ２０／１３

Ｂ６０Ｌ ５０／６１

Ｂ６０Ｌ ３／００

Ｈ０１Ｍ １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車載電池、エンジン、前記エンジンによって駆動されて発電する発電機、前記車載電池又は前記発電機から供給された電力により駆動して車両の走行輪を駆動するモータと、を有し、前記エンジンを駆動して前記発電機によって発電しつつ、前記モータで走行駆動するシリーズモードが可能なハイブリッド車の制御装置であって、
前記シリーズモードにおいて、前記車載電池からの出力電力の上限値である電池上限出力値を所定の基準値に設定する電池上限出力値設定部と、
前記車両の車速を検出する車速検出部と、
車両走行用の要求出力を演算する要求出力演算部と、を備え、
前記電池上限出力値設定部は、前記シリーズモードにおいて、前記要求出力が所定値以上の高出力要求時には前記電池上限出力値を前記基準値よりも所定時間高く設定する出力抑制緩和制御を行い、
前記電池上限出力値及び前記所定時間は、前記車速に基づいて変更され、
前記電池上限出力値設定部は、前記出力抑制緩和制御において、前記車速が所定速度以上の高車速時には、前記所定速度未満の低車速時よりも前記電池上限出力値を低く、かつ前記基準値よりも高く設定するとともに前記所定時間を長く設定することを特徴とするハイブリッド車の制御装置。

【請求項4】

前記車載電池の温度を検出する電池温度検出部を備え、
前記電池上限出力値設定部は、前記出力抑制緩和制御において、前記車載電池の温度に基づいて、前記温度が低温であるほど前記電池上限出力値を前記基準値に低下させる段階数を増加させることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車の制御装置。

【請求項5】

車両の加速性能の異なる運転モードを選択する運転モード選択部を備え、
前記電池上限出力値設定部は、前記出力抑制緩和制御において、選択された前記運転モードに基づいて前記電池上限出力値を変更することを特徴とする請求項１、３、および４のいずれか１項に記載のハイブリッド車の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハイブリッド車における車載電池の出力制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年開発されているハイブリッド車の多くは、エンジンによって駆動した発電機から出力する電力を、駆動用モータに供給して走行駆動するとともに、車載電池に供給して充電が可能になっている。また、このようにエンジン、発電機及び車載電池を備えたハイブリッド車において、駆動用モータにて高出力を要する場合に、エンジンによって駆動した発電機から出力する電力と車載電池から出力する電力の両方を用いて、駆動用モータを駆動可能な車両が開発されている。

【0003】

更に、特許文献１には、車載電池の温度上昇を抑制するために、車載電池の温度に基づいて車載電池からの出力を抑制するハイブリッド車の制御装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】日本国特開２００４－１０４９３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１のように車載電池からの出力を抑制すると、例え発電機からの出力を駆動用モータにおいて最大限利用したとしても、例えば加速走行要求時に電力不足となり、加速性能が低下する可能性がある。
特に、高速走行時において例えばドライバがアクセルを踏み込んで更なる加速を要求した場合に、車載電池からの出力が比較的高い状態から更に出力を増加させると、電池温度がすぐに許容値に達する可能性があり、車載電池の出力が抑制され、十分な加速感が得られない虞がある。そして、エンジンを駆動して発電しつつ駆動用モータのみで走行駆動する所謂シリーズモードにおいては、このような車載電池の出力抑制による加速性能の低下が顕著に表れてしまうといった問題点がある。

【0006】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シリーズモードにおいて、電池温度の上昇を抑制しつつ、加速性能を向上させるハイブリッド車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】

【0007】

上記の目的を達成するため、本発明のハイブリッド車の制御装置は、車載電池、エンジン、前記エンジンによって駆動されて発電する発電機、前記車載電池又は前記発電機から供給された電力により駆動して車両の走行輪を駆動するモータと、を有し、前記エンジンを駆動して前記発電機によって発電しつつ、前記モータで走行駆動するシリーズモードが可能なハイブリッド車の制御装置であって、前記シリーズモードにおいて、前記車載電池からの出力電力の上限値である電池上限出力値を基準値に設定する電池上限出力値設定部と、前記車両の車速を検出する車速検出部と、車両走行用の要求出力を演算する要求出力演算部と、を備え、前記電池上限出力値設定部は、前記シリーズモードにおいて、前記要求出力が所定値以上の高出力要求時には前記電池上限出力値を前記基準値よりも所定時間高く設定する出力抑制緩和制御を行い、前記電池上限出力値及び前記所定時間は、前記車速に基づいて変更されることを特徴とする。

【0008】

これにより、出力抑制緩和制御によって、シリーズモードにおける高出力要求時に電池上限出力値が所定時間高く設定されることで、車載電池から供給される電力を増加させてモータに供給し、走行駆動力を増加させて、車両の加速性能を向上させる。
そして、この電池上限出力値及び所定時間が車速に基づいて変更されることで、低速走行時と高速走行時の夫々の加速要求時に適した車載電池からの電力出力を可能にすることができる。

【0009】

好ましくは、前記電池上限出力値設定部は、前記出力抑制緩和制御において、前記車速が所定速度以上の高車速時には、前記所定速度未満の低車速時よりも前記電池上限出力値を低く、且つ前記基準値よりも高く設定するとともに前記所定時間を長く設定するとよい。
これにより、高車速時に加速走行をする際に、低車速時における加速走行時よりも電池上限出力値を低く抑えて車載電池の温度上昇を抑えるとともに、電池上限出力値を長時間基準値よりも増加させて長時間の加速を可能とすることができ、加速走行時におけるドライバビリティを向上させることができる。

【0010】

好ましくは、前記電池上限出力値設定部は、前記出力抑制緩和制御において、前記所定時間経過後に前記電池上限出力値を前記基準値より高い値から段階的に前記基準値に低下させるとよい。
これにより、出力抑制緩和制御により電池上限出力値を高く設定した状態から基準値に低下させる際に、電池上限出力値を細かく変化させて、車載電池の温度上昇を抑制しつつ加速性能をより向上させることができる。

【0011】

好ましくは、前記車載電池の温度を検出する電池温度検出部を備え、前記電池上限出力値設定部は、前記出力抑制緩和制御において、前記車載電池の温度に基づいて、前記温度が低温であるほど前記電池上限出力値を前記基準値に低下させる段階数を増加させるとよい。
これにより、車載電池の温度が低温の時ほど電池上限出力値を細かく変化させて、車載電池の温度上昇を抑制しつつ加速性能の向上をより適切に可能にすることができる。

【0012】

好ましくは、前記車両の加速性能の異なる運転モードを選択する運転モード選択部を備え、前記電池上限出力値設定部は、前記出力抑制緩和制御において、選択された前記運転モードに基づいて前記電池上限出力値を変更するとよい。
これにより、車両の運転モードに応じて出力抑制緩和制御における電池上限出力値を適切に設定して加速性能を適切に得ることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明のハイブリッド車の制御装置によれば、シリーズモードにおける高出力要求時に電池上限出力値を基準値よりも所定時間増加させる出力抑制緩和制御において、車速に応じて電池上限出力値及び所定時間が変更されるので、車速に応じて車載電池からの出力を適切に抑制することができる。
例えば、高車速時には低車速時よりも電池上限出力値を低下させるとともに、所定時間、即ち電池上限出力値を基準値よりも増加させる継続時間を長くすることで、比較的抑えた出力で長時間の出力上昇を可能にすることができる。一方、低車速時には、短時間高出力を可能にし、加速性能を向上させることができる。

【0014】

したがって、電池温度の上昇を抑えつつ車速に応じて必要かつ適切な加速が可能になり、高速走行時及び低速走行時のいずれにおいてドライバビリティを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る車両の走行駆動系の概略構成図である。

【図2】本実施形態の電池出力制御システムの構成図である。

【図3】車載電池が低温状態における電池上限出力値の設定例を示すグラフである。

【図4】車載電池が高温状態における電池上限出力値の設定例を示すグラフである。

【図5】車速及びドライバ選択モードに基づく電池上限出力値の設定例を示すグラフである。

【図6】加速走行時でのアクセル開度、車速、電池出力、発電機出力、電池高温シリーズ判定、走行モード判定の推移例を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るプラグインハイブリッド車（以下、車両１という）の概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態の電池出力制御システム（制御装置）を備えた車両１は、エンジン２の出力によって前輪３（走行輪）を駆動して走行可能であるとともに、前輪３を駆動する電動のフロントモータ４及び後輪５（走行輪）を駆動する電動のリヤモータ６を備えた四輪駆動車である。

【0017】

エンジン２は、減速機７を介して前輪３の駆動軸８を駆動可能であるとともに、減速機７を介してモータジェネレータ９（発電機）を駆動して発電させることが可能になっている。
フロントモータ４は、フロントインバータ１０を介して、車両１に搭載された車載電池１１及びモータジェネレータ９から高電圧の電力を供給されて駆動し、減速機７を介して前輪３の駆動軸８を駆動する。減速機７には、エンジン２の出力軸と前輪３の駆動軸８との間の動力の伝達を断接切換え可能なクラッチ７ａが内蔵されている。

【0018】

リヤモータ６は、リヤインバータ１２を介して車載電池１１及びモータジェネレータ９から高電圧の電力を供給されて駆動し、減速機１３を介して後輪５の駆動軸１４を駆動する。
モータジェネレータ９によって発電された電力は、フロントインバータ１０を介して車載電池１１を充電可能であるとともに、フロントモータ４及びリヤモータ６に電力を供給可能である。

【0019】

車載電池１１は、リチウムイオン電池等の二次電池で構成され、複数の電池セルをまとめて構成された図示しない電池モジュールを有している。また、車載電池１１は、電池モジュールの電圧や温度等の電池モジュールの状態を監視するモニタリングユニット１１ａ（電池温度検出部）を備えている。
フロントインバータ１０は、ハイブリッドＥＣＵ２０からの制御信号に基づきフロントモータ４の出力を制御するとともに、ハイブリッドＥＣＵ２０からの制御信号に基づきモータジェネレータ９の出力を制御する機能を有する。

【0020】

リヤインバータ１２は、ハイブリッドＥＣＵ２０からの制御信号に基づきリヤモータ６の出力を制御する機能を有する。
車両１には、エンジン２を駆動制御するエンジンＥＣＵ２２と、車載電池１１を外部電源によって充電する図示しない充電機が備えられている。
ハイブリッドＥＣＵ２０は、車両１の走行制御を行うための総合的な制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマ等を含んで構成されている。また、エンジンＥＣＵ２２も、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマ等を含んで構成されている。

【0021】

ハイブリッドコントロールユニット２０の入力側には、車載電池１１のモニタリングユニット１１ａ、フロントインバータ１０、リヤインバータ１２、エンジンコントロールユニット２２、アクセル操作量を検出するアクセル開度センサ４０、車両１の走行速度（車速Ｖ）を検出する車速センサ４１（車速検出部）、車両１の運転モード（ＮＯＭＡＬモード、ＰＯＷＥＲモード等）を選択するモード選択スイッチ４２（運転モード選択部）が接続されており、これらの機器からの検出、作動及び操作情報が入力される。

【0022】

一方、ハイブリッドコントロールユニット２０の出力側には、フロントインバータ１０、リヤインバータ１２、減速機７（クラッチ７ａ）、エンジンコントロールユニット２２が接続されている。
そして、ハイブリッドコントロールユニット２０は、アクセル開度センサ４０、車速センサ４１、モード選択スイッチ４２等の上記各種検出量及び各種操作情報に基づいて、車両１の走行駆動に必要とする車両要求出力、駆動トルクを演算し、エンジンコントロールユニット２２、フロントインバータ１０、リヤインバータ１２、減速機７に制御信号を送信して、走行モード（（ＥＶモード：電気自動車モード）、シリーズモード、パラレルモード）の切換え、エンジン２とフロントモータ４とリヤモータ６の出力、モータジェネレータ９の出力を制御する。

【0023】

ＥＶモードでは、エンジン２を停止し、車載電池１１から供給される電力によりフロントモータ４やリヤモータ６を駆動して車両１を走行させる。
シリーズモードでは、減速機７のクラッチ７ａを切断し、エンジン２によりモータジェネレータ９を作動させる。そして、モータジェネレータ９により発電された電力及び車載電池１１から供給される電力によりフロントモータ４やリヤモータ６を駆動して走行させる。また、シリーズモードでは、エンジン２の回転速度を所定の回転速度に設定し、余剰電力を車載電池１１に供給して車載電池１１を充電する。

【0024】

パラレルモードでは、減速機７のクラッチ７ａを接続し、エンジン２から減速機７を介して機械的に動力を伝達して前輪３を駆動させる。また、エンジン２によりモータジェネレータ９を作動させて発電した電力及び車載電池１１から供給される電力によってフロントモータ４やリヤモータ６を駆動して走行させる。
ハイブリッドコントロールユニット２０は、高速領域のように、エンジン２の効率のよい領域では、走行モードをパラレルモードとする。また、パラレルモードを除く領域、即ち中低速領域では、車両１の駆動トルク及び車載電池１１の充電率ＳＯＣに基づいてＥＶモードとシリーズモードとの間で切換える。

【0025】

また、車両１には、車載電池１１の入出力を制御する充放電コントロールユニット５０が備えられている。充放電コントロールユニット５０は、ハイブリッドＥＣＵ２０の制御信号に基づき、車載電池１１からの電力の入出力を制御する機能を有している。詳しくは、充放電コントロールユニット５０は、ハイブリッドＥＣＵ２０から入力した、車載電池１１からの出力の上限値（以下、電池上限出力値という）を超えないように、車載電池１１からの出力を規制する。

【0026】

図２は、本実施形態の電池出力制御システム５１の構成を示すブロック図である。
本実施形態の電池出力制御システム５１は、充放電コントロールユニット５０と、ハイブリッドＥＣＵ２０に備えられた車両要求出力演算部５２及び走行モード判定部５３と、電池上限出力値設定部５４と、を有している。
車両要求出力演算部５２は、前述のようにアクセル開度や車速Ｖ等に基づいて車両要求出力を演算する。

【0027】

走行モード判定部５３は、前述のようにアクセル開度や車速Ｖ等に基づいて車両の走行モードを判定する。
電池上限出力値設定部５４は、ハイブリッドＥＣＵ２０の走行モード判定部５３において、上記のようにアクセル操作量、車速Ｖ等に基づいて判定された走行モード（ＥＶモード、シリーズモード、パラレルモード）を入力するとともに、車速センサ４１から車速Ｖ、モニタリングユニット１１ａから車載電池１１の温度（電池温度Ｔ）、及びモード選択スイッチ４２からドライバ選択モード（運転モード）を入力する。

【0028】

なお、ドライバ選択モードは、車両１の運転席付近に設置されたモード選択スイッチ４２によってドライバが操作することで選択される。ドライバ選択モードは、車両１の加速性能が異なる運転モードであり、例えばＮＯＲＭＡＬモード、ＰＯＷＥＲモードが選択可能である。ＰＯＷＥＲモードは燃費性能より加速性能重視の際に選択される。
電池上限出力値設定部５４は、シリーズモードにおいて、車両要求出力演算部５２によって演算された車両要求出力が抑制緩和閾値Ｐｒ（所定値）未満の低出力要求時（通常時）には電池上限出力値Ｐｍａｘを基準値Ｐ１に設定する。そして、車両１の要求出力が抑制緩和閾値Ｐｒ以上の高出力要求がされたときに、電池上限出力値Ｐｍａｘを基準値Ｐ１より高い値に設定し、所定時間（ｔａ、またはｔａ＋ｔｂ）経過後に基準値Ｐ１に戻す出力抑制緩和制御を行う。

【0029】

この出力抑制緩和制御により、高出力要求時には車載電池１１からの出力値が基準値Ｐ１より高い値に一時的に増加することが許可されるので、車両１の各モータ４、６への電力供給の増加が可能となり、車両１の加速性能を向上させることができる。そして、所定時間（ｔａ、またはｔａ＋ｔｂ）経過後には電池上限出力値Ｐｍａｘが基準値Ｐ１に戻されることで、車載電池１１からの出力増加が継続されることが回避され、車載電池１１の温度上昇が抑制される。

【0030】

なお、シリーズモードにおいて出力抑制緩和制御が可能になるので、電池上限出力値Ｐｍａｘが変化して車載電池１１からの出力値が制限されたとしても、モータジェネレータ９からも各モータ４、６へ電力が供給されて、走行に必要な電力が賄われる。したがって、電池上限出力値Ｐｍａｘを変化させても車両１の走行出力の変動は抑制される。
更に、本実施形態において電池上限出力値設定部５４は、シリーズモードにおける出力抑制緩和制御開始時の車速Ｖ、電池温度Ｔ、ドライバ選択モードに基づいて、電池上限出力値Ｐｍａｘを変更する。

【0031】

以下に、図３～図５を用いて、電池上限出力値設定部５４における電池上限出力値Ｐｍａｘの設定例について説明する。
図３、図４は、電池上限出力値Ｐｍａｘの設定例を示すグラフであり、出力抑制緩和制御における電池上限出力値Ｐｍａｘの設定値の推移を示すグラフである。図３は、電池温度Ｔが所定温度Ｔａ未満の低温状態での電池上限出力値Ｐｍａｘを示し、実線が所定車速Ｖ２以上の高車速時、破線が所定車速Ｖ２未満の低車速時を示す。図４は、電池温度Ｔが所定温度Ｔａ以上の高温状態での電池上限出力値Ｐｍａｘを示す。

【0032】

図３中の破線に示すように、車載電池１１の出力が０等の低い状態から、例えばアクセルを踏んで抑制緩和閾値Ｐｒ以上の高出力要求がされ出力抑制緩和制御を開始すると、電池上限出力値Ｐｍａｘが増加するが、このときの電池温度Ｔが所定温度Ｔａ未満の低温状態であり（Ｔ＜Ｔａ）、かつ車速Ｖが所定車速Ｖ２未満の低車速時（Ｖ＜Ｖ２）には、電池上限出力値Ｐｍａｘを上記の基準値Ｐ１より高い値（例えばＰ５）に設定する。そして、電池上限出力値Ｐｍａｘがこの高い値に所定時間ｔａ（例えば数ｓｅｃ）維持され、その後基準値Ｐ１に戻される。なお、この電池上限出力値Ｐｍａｘの設定値については、基準値Ｐ１より高い範囲で車速Ｖに応じて変更してもよい。

【0033】

また、出力抑制緩和制御の開始時に、電池温度Ｔが所定温度Ｔａ未満の低温状態であり（Ｔ＜Ｔａ）、かつ車速Ｖが所定車速Ｖ２以上の高車速時（Ｖ≧Ｖ２）には、電池上限出力値Ｐｍａｘを基準値Ｐ１より高い値でかつ低車速時における設定値Ｐ５よりも低い値（例えば電池上限出力値Ｐ４）に設定して所定時間ｔａ維持する。そして、所定時間ｔａ経過後には基準値Ｐ１より高い設定値Ｐ２に低下させて所定時間ｔｂ維持し、その後基準値Ｐ１に低下させる。

【0034】

なお、所定時間ｔａ、ｔｂは、いずれも数ｓｅｃ程度であるが、所定時間ｔｂは所定時間ｔａ以上であり（ｔｂ≧ｔａ）、高速状態で追い越し等のために加速する際に必要な時間に適宜設定すればよい。所定時間ｔｂについては、後述の図５に示すように車速Ｖに応じて変更されるとよい。
一方、図４に示すように、電池温度Ｔが所定温度Ｔａ以上の高温状態である場合（Ｔ≧Ｔａ）には、車速Ｖに拘わらず、高出力要求開始直後に設定される電池上限出力値Ｐｍａｘを、低温状態における電池上限出力値Ｐ４、Ｐ５よりも低い設定値Ｐ３に設定し、所定時間ｔａ維持する。所定時間ｔａ経過後については、上記の低温低速状態と同様に、電池上限出力値Ｐｍａｘは基準値Ｐ１に設定される。

【0035】

即ち、シリーズモードにおいて電池温度Ｔが所定温度Ｔａ未満の低温状態である場合（Ｔ＜Ｔａ）に、高出力要求開始（図３、４中のＡｏｓ）直後に所定時間ｔａ設定される電池上限出力値Ｐｍａｘは車速Ｖに応じて変更され、高車速時の電池上限出力値Ｐ４は、低車速時の電池上限出力値Ｐ５未満に低く抑えられる（Ｐ４＜Ｐ５）。更に、所定時間ｔａ経過後では、低車速時の電池上限出力値Ｐｍａｘは基準値Ｐ１に戻される１段切り換えであるが、高車速時では電池上限出力値Ｐｍａｘは基準値Ｐ１より高いＰ２に設定され（Ｐ１＜Ｐ２）、所定時間ｔｂ維持された後に基準値Ｐ１に戻される２段切り換えがされる。したがって、高車速時においては、低車速時よりも電池上限出力値Ｐｍａｘが基準値Ｐ１より高い値に長時間設定される。

【0036】

また、シリーズモードにおいて電池温度Ｔが所定温度Ｔａ以上の高温状態である場合（Ｔ≧Ｔａ）には、低温低車速時と同様に１段切り換えがされ、高出力要求開始直後の電池上限出力値Ｐｍａｘについては低温状態での設定値Ｐ１、Ｐ４より低い設定値Ｐ３に設定される（Ｐ３＜Ｐ１、Ｐ３＜Ｐ４）。
図５は、車速Ｖ及びドライバ選択モードに応じた電池上限出力値Ｐｍａｘの設定例を示すグラフである。

【0037】

図５に示すように、車速Ｖを低速（Ｖ＜Ｖ１）、中低速（Ｖ１≦Ｖ≦Ｖ２）、中高速（Ｖ２≦Ｖ≦Ｖ３）、高速（Ｖ３≦Ｖ）の４段階に区分けし、ドライバ選択モードがＮＯＲＭＡＬモード、ＰＯＷＥＲモードのいずれにおいても、高出力要求開始（Ａｏｓ）直後に所定時間ｔａ設定される電池上限出力値Ｐｍａｘが、車速域に応じて４段階に異なる値に設定される。高出力要求開始直後の電池上限出力値Ｐｍａｘは、車速Ｖが低い領域では車速Ｖの高い領域よりも高い値に設定される。また、ドライバ選択モードがＰＯＷＥＲモードである場合には、ＮＯＲＭＡＬモードよりも高出力要求開始直後に設定される電池上限出力値Ｐｍａｘが高く設定される。

【0038】

更に、所定時間ｔａ経過後に車速Ｖが所定車速Ｖ２以上で設定される電池上限出力値Ｐｍａｘの設定時間については、車速Ｖが中高車速時（Ｖ＜Ｖ３）よりも高車速時（Ｖ≧Ｖ３）で長く設定される（中高車速時の所定時間ｔｂ１＜高車速時の所定時間ｔｂ２）。
なお、いずれのドライバ選択モードにおいても、高出力要求開始から所定時間ｔａ経過後に設定される電池上限出力値Ｐｍａｘは、車速Ｖが中高速と高速で同一の設定値Ｐ２に設定される。

【0039】

図６は、本実施形態の車両１における加速走行時でのアクセル開度、車速Ｖ、電池出力（電池上限出力値Ｐｍａｘ、実出力Ｐ）、発電機出力、電池高温シリーズ判定、走行モード判定の推移例を示すタイムチャートである。図６の左側の図は、電池温度Ｔが所定温度Ｔａ～Ｔｂの間の範囲である低温状態（Ｔｂ≦Ｔ＜Ｔａ）での推移例を示し、図６の右側の図は、電池温度Ｔが所定温度Ｔａ以上である高温状態（Ｔ≧Ｔａ）での推移例を示す。なお、所定温度Ｔｂは所定温度Ｔａより低い値であり（Ｔｂ＜Ｔａ）、電池温度Ｔが所定温度Ｔｂ未満の低温状態（Ｔ＜Ｔｂ）では、車載電池１１の性能が確保されない虞があるので、出力抑制緩和制御は実行されない。

【0040】

電池高温シリーズ判定は、電池温度Ｔが所定温度Ｔｂ以上においてシリーズ判定条件が成立した場合に１と判定される。シリーズ判定条件は、例えば車速Ｖがエンジン始動閾値Ｖｓ以上である（Ｖ≧Ｖｓ）。
図６の左側の図に示すように、電池温度Ｔが所定温度Ｔａ～Ｔｂの範囲である場合では、ＥＶモードからアクセルを開操作することで電池出力が増加して車速Ｖが増加し、車速Ｖがエンジン始動閾値Ｖｓ以上になると、エンジン２が始動して、シリーズモードに遷移ずる（図６中＜１＞）。ここで、車両要求出力が抑制緩和閾値Ｐｒ以上である場合には、出力抑制緩和制御が行われ、電池上限出力値Ｐｍａｘを増加状態（＝Ｐ５）として所定時間ｔａ維持する。なお、出力抑制緩和制御開始時の車速ＶはＶ２未満の低速状態であるので、所定時間ｔａ経過後には、電池上限出力値Ｐｍａｘが基準値Ｐ１に低下する。

【0041】

その後、アクセルを踏み増して、アクセル開度が抑制緩和判定閾値Ｏｒを超えた場合、即ち高出力要求時には、再び電池上限出力値Ｐｍａｘを増加させる出力抑制緩和制御が行わる（図６中＜２＞）。このとき、車速ＶはＶ３以上であるので、初期の電池上限出力値ＰｍａｘをＰ４に抑え、所定時間ｔａ経過後には電池上限出力値Ｐｍａｘを基準値Ｐ１よりも高いＰ２に所定時間ｔｂ２設定する２段階の出力抑制緩和制御が行われる。

【0042】

その後、車速Ｖがパラレル遷移車速Ｖｐを超えると、走行モードシリーズモードからパラレルモードに遷移する（図６中＜３＞）。
このように電池上限出力値Ｐｍａｘが変化し、これに伴い実電池出力も制限されるが、シリーズモードにおいては発電機からの出力が加えられて車両要求出力が満たされる。
一方、図６の右側の図に示すように、シリーズモードにおいて、電池温度Ｔが所定温度Ｔａ以上の高温状態（Ｔ≧Ｔａ）であって、車両要求出力が抑制緩和閾値Ｐｒ以上となり出力抑制緩和制御が行われた際には、車速Ｖに拘わらず、電池上限出力値Ｐｍａｘは低温状態である場合より低く設定されるとともに、低速状態と同様に所定時間ｔａ経過後に基準値Ｐ１に１段で低下させる。

【0043】

以上のように、本実施形態の電池出力制御システム５１を備えた車両１では、シリーズモードにおいて実行される出力抑制緩和制御によって、電池上限出力値Ｐｍａｘが基準値Ｐ１に設定されることで車載電池１１の出力を抑えて車載電池１１の温度上昇を抑制するとともに、高出力要求時には車載電池１１からの出力値が基準値Ｐ１より高い値に一時的に増加することが許可されるので、車両１の加速性能を向上させることができる。

【0044】

そして、この出力抑制緩和制御において、高出力要求直後の電池上限出力値Ｐｍａｘが車速Ｖに基づいて変更されることで、低速走行時と高速走行時の夫々の加速要求時に適した車載電池１１からの電力出力を可能にすることができる。
本実施形態では、出力緩和制御開始時の車速Ｖが４段階に区分けされ、車速Ｖが低くなるに伴って出力抑制緩和制御開始直後の電池上限出力値Ｐｍａｘが増加するので、低速状態から迅速に加速させることが可能になる。一方、高車速時においては低車速時よりも出力抑制緩和制御開始直後の電池上限出力値Ｐｍａｘが抑えられるので、電池上限出力値Ｐｍａｘを基準値Ｐ１よりも高く設定する時間を長く確保することができる。したがって、高車速時における加速を長時間可能にすることができる。

【0045】

一般的に低速状態からの加速は比較的短時間で終了する場合が多いので、電池温度の上昇や電池容量の低下を回避しつつ電池上限出力値Ｐｍａｘを比較的高く設定して加速性能を向上させることができる。一方、例えば高速道路の追い越し時のように、高車速状態からの加速は長時間必要とする場合が多いので、電池上限出力値Ｐｍａｘを基準値Ｐ１よりも高く、かつ低車速時よりも低い値に長時間設定することで電池温度Ｔの過度な上昇や電池容量の低下を回避しつつ長時間の加速を可能にする。車速Ｖを４段階に区分して、夫々異なる電池上限出力値Ｐｍａｘに設定するので、電池上限出力値を細かく段階的に変化させて、車載電池１１の温度上昇を抑制しつつ車速Ｖに適した加速が可能になり、ドライバビリティを向上させることができる。

【0046】

また、例えば図３に示すように、高速状態（Ｖ≧Ｖ２）において電池温度Ｔが低温状態（Ｔ＜Ｔａ）である場合には、出力抑制緩和制御において、電池上限出力値Ｐｍａｘを基準値Ｐ１より高い値（Ｐ４）に設定してから所定時間ｔａ経過後に、２段階で基準値Ｐ１に低下させる。このように、電池上限出力値Ｐｍａｘを段階的に基準値Ｐ１に低下させることで、車載電池１１の温度上昇を抑制しつつ加速性能をより向上させることができる。また、電池温度Ｔが低温状態である時ほど電池上限出力値Ｐｍａｘを段階的に基準値Ｐ１に低下させる段階数を増加させるので、車載電池１１の温度上昇を抑制した上で、加速性能を更に向上させることができる。

【0047】

更に、本実施形態では、出力抑制緩和制御において、モード選択スイッチ４２において選択されたドライバ選択モード（例えばＮＯＲＭＡＬモードとＰＯＷＥＲモード）に基づいて電池上限出力値Ｐｍａｘを異なる値に設定している。これにより、車両１のドライバ選択モードに応じて出力抑制緩和制御における電池上限出力値Ｐｍａｘを適切に設定して適切な加速性能を得ることができる。詳しくは、ＮＯＲＭＡＬモードに対して高い加速性能を要求されるＰＯＷＥＲモードにおいては、ＮＯＲＭＡＬモードよりも電池上限出力値Ｐｍａｘを高く設定して、ドライバ選択モードに適した走行出力を得ることができる。

【0048】

以上で本発明の説明を終了するが、本発明は上記の実施形態に限定するものではない。
例えば、上記実施形態では、出力抑制緩和制御において初期に電池上限出力値Ｐｍａｘを上昇させる所定時間ｔａを電池温度Ｔや車速Ｖに拘わらず一定の値に設定しているが、電池温度Ｔや車速Ｖに応じて変更してもよい。例えば、電池温度Ｔが低くなるに伴って所定時間ｔａを増加させたり、車速Ｖが低くなるに伴って所定時間ｔａを増加させたりすればよい。

【0049】

また、中高速又は高車速時において所定時間ｔａ経過後に設定される電池上限出力値Ｐの設定値Ｐ２についても電池温度Ｔや車速Ｖに応じて変更してもよい。例えば、電池温度Ｔが低くなるに伴って設定値Ｐ２を増加させたり、車速Ｖが低くなるに伴って設定値Ｐ２を増加させたりすればよい。
また、上記実施形態の車両１は、四輪駆動のプラグインハイブリッド車であるが、二輪駆動車であってもよいし、プラグインタイプでないハイブリッド車でも本発明を適用可能である。本発明は、シリーズモードが可能なハイブリッド車に広く適用することができる。

【0050】

以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

【0051】

なお、本出願は、２０２１年１月２６日出願の日本特許出願（特願２０２１－０１０２９９）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

【符号の説明】

【0052】

１ 車両
２ エンジン
４ フロントモータ（モータ）
６ リヤモータ（モータ）
９ モータジェネレータ（発電機）
１１ 車載電池
１１ａ モニタリングユニット（電池温度検出部）
２０ ハイブリッドコントロールユニット
４１ 車速センサ（車速検出部）
４２ モード選択スイッチ（運転モード選択部）
５０ 充放電コントロールユニット
５１ 電池出力制御システム（制御装置）
５２ 車両要求出力演算部
５３ 走行モード判定部
５４ 電池上限出力値設定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】