ハイブリッド自動車
【課題】二次電池の温度が低いときにその蓄電割合が過剰に高くなるのを抑制する。
【解決手段】電池温度Ｔｂが所定温度未満のときに、電池温度Ｔｂが所定温度以上のときに比してモータからの動力だけを用いて走行する電動走行が行なわれにくくなると共にエンジンからの動力とモータからの動力とを用いて走行するハイブリッド走行が行なわれやすくなるものにおいて、バッテリの蓄電割合ＳＯＣに応じて蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃを設定し（Ｓ３００）、電池温度Ｔｂが所定温度未満のときに所定温度以上のときに比して小さな値を嵩上げパワーＰｂηに設定し（Ｓ３１０）、これらの和をバッテリの充放電用パワーＰｂ＊に設定する（Ｓ３２０）。そして、ハイブリッド走行によって走行するときには、充放電用パワーＰｂ＊を走行用パワーに加えたパワーがエンジンから出力されながら走行するようエンジンと二つのモータとを制御する。
【解決手段】電池温度Ｔｂが所定温度未満のときに、電池温度Ｔｂが所定温度以上のときに比してモータからの動力だけを用いて走行する電動走行が行なわれにくくなると共にエンジンからの動力とモータからの動力とを用いて走行するハイブリッド走行が行なわれやすくなるものにおいて、バッテリの蓄電割合ＳＯＣに応じて蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃを設定し（Ｓ３００）、電池温度Ｔｂが所定温度未満のときに所定温度以上のときに比して小さな値を嵩上げパワーＰｂηに設定し（Ｓ３１０）、これらの和をバッテリの充放電用パワーＰｂ＊に設定する（Ｓ３２０）。そして、ハイブリッド走行によって走行するときには、充放電用パワーＰｂ＊を走行用パワーに加えたパワーがエンジンから出力されながら走行するようエンジンと二つのモータとを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、走行用の動力を出力可能な内燃機関と、少なくとも一つの電動機を有し内燃機関からの動力を用いて発電可能であると共に走行用の動力を出力可能な電動機装置と、電動機装置と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備えるハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第１のモータ（ＭＧ１）と、エンジンと第１のモータと車軸に連結された駆動軸とにキャリアとサンギヤとリングギヤとが接続された動力分配統合機構と、駆動軸に接続された第２のモータ（ＭＧ２）と、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリとを備えるハイブリッド自動車において、アクセル開度に基づく駆動要求パワーがエンジン停止閾値より小さな補正下限値以上のときには、バッテリの残容量と基準値とに基づく充放電要求パワーと駆動要求パワーに基づく正の補正パワーとのうち大きい方を充放電要求パワーに再設定すると共に再設定した充放電要求パワーと駆動要求パワーとを用いてエンジン要求パワーを設定し、設定したエンジン要求パワーがエンジンから出力されると共に駆動要求パワーに基づくパワーによって走行するようエンジンとモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、こうした制御を行なうことにより、駆動要求パワーが補正下限値以上のときにエンジンの運転が継続されるようにし、エンジンの始動と停止とが頻繁に生じるのを抑止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４２５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうしたハイブリッド自動車では、バッテリが低温のときには、バッテリが低温でないときに比してバッテリから出力可能な最大電力が小さくなることから、走行性能を確保するために、モータＭＧ２から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行を制限してエンジンから出力される動力とモータＭＧ２から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行が行なわれ易くなるようにすることが考えられている。この場合、バッテリが低温のときには、電動走行の継続によってバッテリの残容量が比較的大きく低下するという状況が生じにくいため、ハイブリッド走行によって走行するときに、上述したように、正の補正パワーを用いて再設定した充放電要求パワーに基づくエンジン要求パワーがエンジンから出力されるようエンジンを制御すると、バッテリの残容量が基準値に比して過剰に高くなりやすいという課題があった。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、二次電池の温度が低いときに、二次電池の蓄電割合が過剰に高くなるのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、少なくとも一つの電動機を有し前記内燃機関からの動力を用いて発電可能であると共に走行用の動力を出力可能な電動機装置と、前記電動機装置と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、前記電動機装置から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行と前記内燃機関から出力される動力と前記電動機装置から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行とが可能で、前記二次電池の温度が予め定められた所定温度未満のときには該二次電池の温度が該所定温度以上のときに比して前記電動走行を制限するハイブリッド自動車であって、
走行に要求される走行用パワーを設定する走行用パワー設定手段と、
前記ハイブリッド走行によって走行するとき、前記設定された走行用パワーと、前記二次電池の温度が前記所定温度未満のときに該二次電池の温度が該所定温度以上のときに比して該二次電池に充電される電力が小さくなるよう設定される充放電用パワーと、の和のパワーが前記内燃機関から出力されながら前記設定された走行用パワーに基づくパワーによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機装置とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、電動機装置から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行と内燃機関から出力される動力と電動機装置から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行とが可能で、二次電池の温度が予め定められた所定温度未満のときには二次電池の温度が所定温度以上のときに比して電動走行を制限するものにおいて、ハイブリッド走行によって走行するときに、走行用パワーと、二次電池の温度が所定温度未満のときに二次電池の温度が所定温度以上のときに比して二次電池に充電される電力が小さくなるよう設定される充放電用パワーと、の和のパワーが内燃機関から出力されながら走行用パワーに基づくパワーによって走行するよう内燃機関と電動機装置とを制御する。二次電池の温度が所定温度未満のときには、二次電池の温度が所定温度以上のときに比して、電動走行の継続によって二次電池の蓄電割合（二次電池に蓄えられている蓄電量の全容量に対する割合）が比較的大きく低下するという状況が生じにくいが、このように充放電用パワーを設定して制御することにより、二次電池の蓄電割合が過剰に高くなるのを抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記二次電池の蓄電割合と目標割合との差を打ち消すためのパワーとして設定される蓄電割合調整用パワーと、前記内燃機関からの出力を大きくするためのパワーとして前記二次電池の温度が前記所定温度未満のときに該二次電池の温度が該所定温度以上のときに比して小さな値が設定される嵩上げパワーと、の和を前記充放電用パワーに設定する手段である、ものとすることもできる。
【００１０】
この蓄電割合調整用パワーと嵩上げパワーとの和を充放電用パワーに設定する態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記嵩上げパワーは、前記二次電池の温度が前記所定温度未満のとき、該二次電池の温度が低いほど小さくなる傾向に設定されるパワーである、ものとすることもできる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記嵩上げパワーは、前記二次電池の温度が前記所定温度未満のとき、前記設定された走行用パワーが小さいほど緩やかに該二次電池の温度が低いほど小さくなる傾向に設定されるパワーである、ものとすることもできる。
【００１１】
また、蓄電割合調整用パワーと嵩上げパワーとの和を充放電用パワーに設定する態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記嵩上げパワーは、前記蓄電割合が大きいほど小さくなる傾向に設定されるパワーである、ものとすることもできる。こうすれば、二次電池の過充電を抑制することができる。
【００１２】
さらに、蓄電割合調整用パワーと嵩上げパワーとの和を充放電用パワーに設定する態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記嵩上げパワーは、前記設定された走行用パワーが予め定められた所定パワー以上のときには、前記二次電池の温度に拘わらず値０が設定されるパワーである、ものとすることもできる。こうすれば、内燃機関からの出力が所定パワー近傍のときにその運転効率が最も良好またはその近傍となる内燃機関を用いる場合において、走行用パワーが所定パワー以上のときに、正のパワーを嵩上げパワーに設定するものに比して内燃機関の運転効率が低下するのを抑制することができる。
【００１３】
本発明のハイブリッド自動車において、前記二次電池の温度と蓄電割合とに応じて該二次電池から出力可能な最大電力である出力制限を設定する出力制限設定手段を備え、前記制御手段は、前記内燃機関が運転停止されているときに前記設定された走行用パワーが前記設定された出力制限に相当する出力制限相当パワーから前記電動機装置によって前記内燃機関をモータリングして始動する際に要する始動用パワーを減じて得られる始動用閾値より大きくなったときには、該走行用パワーが該始動用閾値より小さな停止用閾値より小さくなるまで前記ハイブリッド走行によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機装置とを制御し、前記内燃機関が運転されているときに前記設定された走行用パワーが前記停止用閾値より小さくなったときには、該走行用パワーが前記始動用閾値より大きくなるまで前記電動走行によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機装置とを制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１４】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記電動機装置は、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を出力可能な走行用電動機と、を有する装置である、ものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電池温度Ｔｂと入出力制限基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐとの関係の一例を示す説明図である。
【図３】バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと出力制限用補正係数，入力制限用補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図４】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】エンジン２２を始動するためにモータＭＧ１でエンジン２２をモータリングしながら走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係の一例を示す共線図を示す説明図である。
【図７】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図８】エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図９】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される充放電用パワー設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】蓄電割合調整用パワー設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１１】走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとに基づいて嵩上げパワーＰｂηを設定する様子を示す説明図である。
【図１２】走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂと蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃと充放電用パワーＰｂ＊との関係の一例を示す説明図である。
【図１３】変形例の走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂと嵩上げパワーＰｂηとの関係の一例を示す説明図である。
【図１４】嵩上げパワー上限設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１５】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１６】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されたエンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して複数のピニオンギヤ３３を連結したキャリア３４が接続されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂにデファレンシャルギヤ６２とギヤ機構６０とを介して連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにリングギヤ３２が接続されて遊星歯車機構として構成された３軸式の動力分配統合機構３０と、例えば永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する周知の同期発電電動機として構成されて動力分配統合機構３０のサンギヤ３１に回転子が接続されたモータＭＧ１と、例えば永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する周知の同期発電電動機として構成されて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して回転子が接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリ５０と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。
【００１８】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により吸入空気量調節制御や燃料噴射制御，点火制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号、例えば、スロットルバルブや燃料噴射弁，点火プラグ，可変バルブタイミング機構への駆動制御信号などが出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００１９】
モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２０】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の正極側の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０に蓄えられている蓄電量の全容量（蓄電容量）に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値としての入出力制限基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐを設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐに補正係数を乗じることにより設定することができる。図２に電池温度Ｔｂと入出力制限基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐとの関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと出力制限用補正係数，入力制限用補正係数との関係の一例を示す。
【００２１】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２２】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード，エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードおよび充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。
【００２３】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２４】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，電池温度Ｔｂ，バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、電池温度Ｔｂは、温度センサ５１ｃにより検出されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流の積算値に基づいて演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２５】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊に基づいて走行のために車両に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図５に要求トルク設定用マップの一例を示す。走行用パワーＰｄｒｖ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと損失としてのロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めたりすることができる。
【００２６】
続いて、バッテリ５０を充放電するためにエンジン２２から出力すべきパワーとしての充放電用パワーＰｂ＊を設定し（ステップＳ１２０）、設定した充放電用パワーＰｂ＊を走行用パワーＰｄｒｖ＊に加えた値をエンジン２２に要求されるエンジン要求パワーＰｅ＊に設定する（ステップＳ１３０）。充放電用パワーＰｂ＊の設定については後述する。
【００２７】
そして、車速Ｖに基づいて、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動する際に要する始動用パワーＰｓｔを設定する（ステップＳ１４０）。ここで、始動用パワーＰｓｔは、実施例では、車速Ｖと始動用パワーＰｓｔとの関係を予め実験や解析などによって定めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖが与えられると記憶したマップから対応する始動用パワーＰｓｔを導出して設定するものとした。この始動用パワーＰｓｔは、車速Ｖが高いほど小さくなる傾向に設定される。これは以下の理由による。エンジン２２を始動するためにモータＭＧ１でエンジン２２をモータリングしながら走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係の一例を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１が動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されたトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。図示するように、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングするときには、モータＭＧ１の回転数が負の領域ではモータＭＧ１は回生駆動され、モータＭＧ１の回転数が正の領域ではモータＭＧ１は力行駆動される。そして、車速Ｖが高いほどモータＭＧ１の回転数が小さくなる（負の方向に大きくなる）から、モータＭＧ１から出力されるトルクが一定の場合には車速Ｖが高いほどモータＭＧ１の回生駆動によって生じる電力が大きくなる。車速Ｖが高いほど小さくなる傾向に始動用パワーＰｓｔを設定するのは、こうした理由に基づく。
【００２８】
こうして始動用パワーＰｓｔを設定すると、電力を駆動系のパワーに換算する換算係数ｋｗをバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに乗じて得られる出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）から始動用パワーＰｓｔを減じた値を運転停止中のエンジン２２を始動するか否かの判定に用いる始動用閾値Ｐｓｔａｒｔに設定すると共に、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔからマージンとしての所定パワーαを減じた値を運転中のエンジン２２を運転停止するか否かの判定に用いる停止用閾値Ｐｓｔｏｐに設定する（ステップＳ１５０）。ここで、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔは、出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）のうち始動用パワーＰｓｔを除くパワーによって走行用パワーＰｄｒｖ＊に対応できる上限を定めるものである。また、所定パワーαは、走行用パワーＰｄｒｖ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ近傍のときにエンジン２２の始動と運転停止とが頻繁に生じないようにヒステリシスを持たせるためのものであり、適宜設定することができる。始動用閾値Ｐｓｔａｒｔや停止用閾値Ｐｓｔｏｐは、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに基づくことから、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがある程度高いときを考えれば、図２の電池温度Ｔｂと出力制限基本値Ｗｏｕｔｔｍｐとの関係と同様に、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ（例えば、５℃や１０℃，１５℃など）以上の領域では比較的大きな値となり、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域では電池温度Ｔｂが低いほど小さくなる。
【００２９】
次に、エンジン２２が運転中であるか或いは運転停止中であるかを判定し（ステップＳ１６０）、エンジン２２が運転停止中であるときには、走行用パワーＰｄｒｖ＊を始動用閾値Ｐｓｔａｒｔと比較し（ステップＳ１７０）、走行用パワーＰｄｒｖ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以下のときには、モータ運転モードによる走行（電動走行）を継続可能であると判断し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１８０）、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定し（ステップＳ１９０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、モータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに走行用パワーＰｄｒｖ＊を出力して走行することができる。即ち、電動走行によって走行することができる。
【００３０】
ステップＳ１７０で走行用パワーＰｄｒｖ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより大きいときには、エンジン２２を始動すべきと判断し、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動する（ステップＳ２１０）。ここで、エンジン２２の始動は、エンジン２２をモータリングするためのトルクをモータＭＧ１から出力すると共にこのトルクの出力に伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクをモータＭＧ２から出力することによりエンジン２２をモータリングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数（例えば１０００ｒｐｍなど）以上に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始することにより行なわれる。なお、このエンジン２２の始動の最中も要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２の駆動制御が行なわれる。即ち、モータＭＧ２から出力すべきトルクは、要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためのトルクと、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングする際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクと、の和のトルクとなる。
【００３１】
こうしてエンジン２２を始動すると、エンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ２２０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とは、動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００３２】
次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算したモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２３０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図８に示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３３】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００３４】
そして、要求トルクＴｒ＊にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ２４０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との差分をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除することによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（４）および式（５）により計算し（ステップＳ２５０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２６０）。ここで、式（６）は、図８の共線図から容易に導くことができる。
【００３５】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
【００３６】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２７０）、本ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量調節制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２からエンジン要求パワーＰｅ＊を出力すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動することによって、走行用パワーＰｄｒｖ＊に基づくパワーを駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。即ち、ハイブリッド走行によって走行することができる。
【００３７】
こうしてエンジン２２からの動力を用いての走行を開始すると、次回に本ルーチンが実行されたときにはステップＳ１６０でエンジン２２は運転中であると判定されるから、走行用パワーＰｄｒｖ＊を停止用閾値Ｐｓｔｏｐと比較し（ステップＳ２８０）、走行用パワーＰｄｒｖ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ以上のときには、エンジン運転モードによる走行（ハイブリッド走行）を継続すべきと判断し、上述したステップＳ２２０〜Ｓ２７０の処理により、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して、本ルーチンを終了する。一方、走行用パワーＰｄｒｖ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満のときには、エンジン２２の運転を停止し（ステップＳ２９０）、上述したステップＳ１８０〜Ｓ２００の処理により、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信して、本ルーチンを終了する。
【００３８】
以上、駆動制御について説明した。実施例では、上述したように、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがある程度大きいときを考えれば、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ（例えば、５℃や１０℃，１５℃など）以上の領域では始動用閾値Ｐｓｔａｒｔや停止用閾値Ｐｓｔｏｐが比較的大きな値となり、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域では電池温度Ｔｂが低いほど始動用閾値Ｐｓｔａｒｔや停止用閾値Ｐｓｔｏｐが小さくなるから、電池温度Ｔｂが低いほど運転停止中のエンジン２２が始動されやすくなると共に運転中のエンジン２２が運転停止されにくくなる。即ち、電池温度Ｔｂが低いほど、電動走行が行なわれにくくなると共にハイブリッド走行が行なわれやすくなるのである。したがって、電池温度Ｔｂがある程度高いときには、電動走行の継続によってバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがある程度低下することがあるが、電池温度Ｔｂが低いときには、こうした状況が生じにくくなる。
【００３９】
次に、充放電用パワーＰｂ＊を設定する処理（上述のステップＳ１２０の処理）について説明する。充放電用パワーＰｂ＊の設定は、実施例では、図９に例示する充放電用パワー設定ルーチンにより行なわれる。充放電用パワー設定ルーチンでは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと予め定められた目標割合ＳＯＣ＊（例えば、５０％や６０％など）とに基づいて、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと目標割合ＳＯＣ＊との差を打ち消すために走行用パワーＰｄｒｖ＊に加えるべきパワーとしての蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃを設定し（ステップＳ３００）、走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとに基づいて、エンジン２２をより効率のよい運転ポイントで運転するために走行用パワーＰｄｒｖ＊に加えるべきパワーとしての嵩上げパワーＰｂηを設定し（ステップＳ３１０）、蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃと嵩上げパワーＰｂηとの和を充放電用パワーＰｂ＊に設定して（ステップＳ３２０）、本ルーチンを終了する。以下、蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃや嵩上げパワーＰｂηの設定について説明する。
【００４０】
蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃは、実施例では、蓄電割合ＳＯＣと蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃとの関係を予め定めて蓄電割合調整用パワー設定用マップとして記憶しておき、蓄電割合ＳＯＣが与えられると記憶したマップから対応する蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃを導出して設定するものとした。図１０に蓄電割合調整用パワー設定用マップの一例を示す。蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃは、図示するように、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標割合ＳＯＣ＊より小さいときには、バッテリ５０が充電されるよう蓄電割合ＳＯＣが小さいほど大きくなる傾向の正のパワーを設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標割合ＳＯＣ＊より大きいときには、バッテリ５０から放電が行なわれるよう蓄電割合ＳＯＣが大きいほど小さくなる（絶対値としては大きくなる）傾向の負のパワーを設定するものとした。
【００４１】
嵩上げパワーＰｂηは、実施例では、走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂと嵩上げパワーＰｂηとの関係を予め定めて記憶しておき、走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとが与えられるとその関係から対応する嵩上げパワーＰｂηを導出して設定するものとした。図１１に走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとに基づいて嵩上げパワーＰｂηを設定する様子を示す。図１１（ａ）は、エンジン要求パワーＰｅ＊と動作ラインとエンジン２２の運転効率ηとの関係の一例を示し、図１１（ｂ）は、走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂと嵩上げパワーＰｂηとの関係の一例を示す。動作ライン上の運転ポイント（回転数，トルク）でエンジン２２を運転する場合、図１１（ａ）から分かるように、エンジン２２の運転効率ηは、エンジン要求パワーＰｅ＊が所定パワーＰｒｅｆ近傍に近いほど高くなる。したがって、実施例では、図１１（ｂ）に示すように、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときには正のパワーを嵩上げパワーＰｂηに設定し、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆ以上のときには値０を嵩上げパワーＰｂηに設定するものとした。これにより、前者の場合には、嵩上げパワーＰｂηを考慮しない（値０を設定する）ものに比してエンジン要求パワーＰｅ＊が大きくなることによってエンジン２２をより効率のよい運転ポイントで運転することができ、後者の場合には、エンジン要求パワーＰｅ＊が走行用パワーＰｄｒｖ＊と蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃとの和に対して大きくならないようにすることによってエンジン２２の運転効率ηが低下するのを抑制することができる。また、実施例では、図１１（ｂ）に示すように、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときに、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上の領域では正の所定パワーＰｂη１（例えば、数ｋＷなど）を嵩上げパワーＰｂηに設定し、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域では電池温度Ｔｂが低いほど所定パワーＰｂη１から正の範囲で小さくなる傾向に嵩上げパワーＰｂηを設定するものとした。これは、以下の理由による。上述したように、電池温度Ｔｂが高いときには、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔや停止用閾値Ｐｓｔｏｐが比較的大きいため、電動走行が比較的長く継続されることがあり、このときにバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが比較的大きく低下する。一方、電池温度Ｔｂが低いときには、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔや停止用閾値Ｐｓｔｏｐが比較的小さく電動走行が行なわれにくいため、蓄電割合ＳＯＣが比較的大きく低下するという状況が生じにくい。このため、電池温度Ｔｂに拘わらず所定パワーＰｂη１を嵩上げパワーＰｂηに設定すると、電池温度Ｔｂが低いときに、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが蓄電割合ＳＯＣ＊に比して過剰に高くなってしまう可能性がある。これに対して、実施例では、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときに、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域で電池温度Ｔｂが低いほど正の範囲で小さくなる傾向のパワーを嵩上げパワーＰｂηに設定するから、電池温度Ｔｂが低いほど（電動走行が行なわれにくいほど）充放電用パワーＰｂ＊と蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃとの差が小さくなり、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標割合ＳＯＣ＊に比して過剰に高くなるのを抑制することができる。参考のために、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂと蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃと充放電用パワーＰｂ＊との関係の一例を図１２に示す。
【００４２】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満のときに、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上のときに比してモータＭＧ２からの動力だけを用いて走行する電動走行が行なわれにくくなると共にエンジン２２からの動力とモータＭＧ２からの動力とを用いて走行するハイブリッド走行が行なわれやすくなるものにおいて、ハイブリッド走行によって走行するときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと目標割合ＳＯＣ＊との差を打ち消すためのパワーとして設定される蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃとエンジン２２からの出力を大きくするためのパワーとして電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満のときに電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上のときに比して小さな値が設定される嵩上げパワーＰｂηとの和を充放電用パワーＰｂ＊として設定し、充放電用パワーＰｂ＊を走行用パワーＰｄｒｖ＊に加えた値をエンジン要求パワーＰｅ＊として設定し、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に走行用パワーＰｄｒｖ＊に基づくパワーによって走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満のときに、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標割合ＳＯＣ＊に比して過剰に高くなるのを抑制することができる。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図１１に示したように、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときには、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上の領域では正の所定パワーＰｂη１を嵩上げパワーＰｂηに設定し、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域では電池温度Ｔｂが低いほど所定パワーＰｂη１から正の範囲で小さくなる傾向に嵩上げパワーＰｂηを設定するものとしたが、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときには、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域で電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上の領域に比して小さな値を嵩上げパワーＰｂηに設定するものであればよく、例えば、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域では所定パワーＰｂη１よりも小さな一定値を嵩上げパワーＰｂηに設定するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図１１に示したように、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときには、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上の領域では正の所定パワーＰｂη１を嵩上げパワーＰｂηに設定し、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域では電池温度Ｔｂが低いほど所定パワーＰｂη１から正の範囲で小さくなる傾向に嵩上げパワーＰｂηを設定するものとしたが、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときには、電池温度Ｔｂだけでなく走行用パワーＰｄｒｖ＊も考慮して嵩上げパワーＰｂηを設定するものとしてもよい。図１３に変形例の走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂと嵩上げパワーＰｂηとの関係の一例を示す。この変形例では、図１３に示すように、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときに、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域では、走行用パワーＰｄｒｖ＊が小さいほど緩やかに（走行用パワーＰｄｒｖ＊が大きいほど急峻に）電池温度Ｔｂが低いほど小さくなる傾向に嵩上げパワーＰｂηを設定するものとした。走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さい領域では、エンジン要求パワーＰｅ＊が小さいほどエンジン２２の運転効率ηが低くなるため、このように嵩上げパワーＰｂηを設定することにより、バッテリ５０の過充電の抑制とエンジン２２の運転効率ηの向上との両立を図ることができる。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとに基づいて嵩上げパワーＰｂηを設定するものとしたが、走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとに加えて、他のパラメータ（例えば、車速Ｖなど）も考慮して嵩上げパワーＰｂηを設定するものとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃと嵩上げパワーＰｂηとの和を充放電用パワーＰｂ＊に設定するものとしたが、蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃと、嵩上げパワーＰｂηをこれを制限するための嵩上げパワー上限Ｐｂηｍａｘで制限した値と、の和を充放電用パワーＰｂ＊に設定するものとしてもよい。ここで、嵩上げパワー上限Ｐｂηｍａｘは、例えば、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと嵩上げパワー上限Ｐｂηｍａｘとの関係を予め定めて嵩上げパワー上限設定用マップとして記憶しておき、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが与えられると記憶したマップから対応する嵩上げパワー上限Ｐｂηｍａｘを導出して設定する、ことなどによって設定することができる。図１４に嵩上げパワー上限設定用マップの一例を示す。図１４の例では、嵩上げパワー上限はＰｂηｍａｘは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ（例えば、目標割合ＳＯＣ＊よりも若干大きな値など）以下の領域では上述の所定パワーＰｂη１を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆより大きい領域では蓄電割合ＳＯＣが大きいほど値０に向けて小さくなる傾向に設定するものとした。これにより、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが比較的高く蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃに負のパワー（放電用のパワー）が設定されているときに、充放電用パワーＰｂ＊が大きくなる（値０に近くなる）のを抑制することができる。この結果、バッテリ５０の過充電をより確実に抑制することができる。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと目標割合ＳＯＣ＊とに応じて設定される蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃと、走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとに応じて設定される嵩上げパワーＰｂηと、の和を充放電用パワーＰｂ＊に設定するものとしたが、このように充放電用パワーＰｂ＊を設定するものに限定されるものではなく、例えば、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣから目標割合ＳＯＣ＊を減じた値と走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとに応じて充放電用パワーＰｂ＊を直接設定するものなどとしてもよい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）から始動用パワーＰｓｔを減じた値を始動用閾値Ｐｓｔａｒｔに設定すると共に、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔから所定パワーαを減じた値を停止用閾値Ｐｓｔｏｐに設定するものとしたが、始動用パワーＰｓｔを考慮せず、例えば、出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）を始動用閾値Ｐｓｔａｒｔに設定すると共に始動用閾値Ｐｓｔａｒｔから所定パワーαを減じた値を停止用閾値Ｐｓｔｏｐに設定するものとしてもよい。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転停止中に走行用パワーＰｄｒｖ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより大きくなったときにエンジン２２を始動し、エンジン２２の運転中に走行用パワーＰｄｒｖ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満になったときにエンジン２２を運転停止するものとしたが、これに限られず、例えば、エンジン２２の運転停止中に、走行用パワーＰｄｒｖ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより大きくなるかエンジン要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を効率よく運転可能なパワーの範囲の下限として定められた所定パワーＰｓｅｔ以上になったときにエンジン２２を始動し、エンジン２２の運転中に、走行用パワーＰｄｒｖ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満になると共にエンジン要求パワーＰｅ＊が所定パワーＰｓｅｔからマージンとしての所定パワーα２を減じた値未満になったときにエンジン２２を運転停止するものなどとしてもよい。なお、所定パワーα２は、エンジン２２の始動と運転停止とが頻繁に生じないようにヒステリシスを持たせるためのものであり、適宜設定することができる。
【００５０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１５の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１５における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００５１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸３２に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３２に出力するものとしたが、図１６の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを接続すると共にモータＭＧの回転軸にエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。この構成では、モータＭＧは、走行用の動力を出力することができると共に、エンジン２２からの動力を用いて発電することもできる。こうしたハイブリッド自動車２２０において、エンジン２２とモータＭＧとの間にクラッチを設けるものとしてもよい。
【００５２】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ２とを組み合わせたものが「電動機装置」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｒ＊と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとに応じて走行用パワーＰｄｒｖ＊を設定する図４の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理が「走行用パワー設定手段」に相当し、エンジン２２からの動力とモータＭＧ２からの動力とを用いて走行するハイブリッド走行によって走行するときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと目標割合ＳＯＣ＊との差を打ち消すためのパワーとして設定される蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃとエンジン２２からの出力を大きくするためのパワーとして電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満のときに電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上のときに比して小さな値が設定される嵩上げパワーＰｂηとの和を充放電用パワーＰｂ＊として設定し、充放電用パワーＰｂ＊を走行用パワーＰｄｒｖ＊に加えた値をエンジン要求パワーＰｅ＊として設定し、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に走行用パワーＰｄｒｖ＊に基づくパワーによって走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図４の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０以降の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、受信した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御する２４と、受信したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、が「制御手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、モータＭＧ２が「走行用電動機」に相当する。
【００５３】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されたエンジン２２に限定されるものではなく、水素エンジンなど、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機装置」としては、モータＭＧ１とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ２とを組み合わせたものに限定されるものではなく、少なくとも一つの電動機を有し内燃機関からの動力を用いて発電可能であると共に走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、電動機装置と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「走行用パワー設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｒ＊と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとに応じて走行用パワーＰｄｒｖ＊を設定するものに限定されるものではなく、走行に要求される走行用パワーを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン２２からの動力とモータＭＧ２からの動力とを用いて走行するハイブリッド走行によって走行するときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと目標割合ＳＯＣ＊との差を打ち消すためのパワーとして設定される蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃとエンジン２２からの出力を大きくするためのパワーとして電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満のときに電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上のときに比して小さな値が設定される嵩上げパワーＰｂηとの和を充放電用パワーＰｂ＊として設定し、充放電用パワーＰｂ＊を走行用パワーＰｄｒｖ＊に加えた値をエンジン要求パワーＰｅ＊として設定し、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に走行用パワーＰｄｒｖ＊に基づくパワーによって走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものに限定されるものではなく、ハイブリッド走行によって走行するとき、走行用パワーと、二次電池の温度が所定温度未満のときに二次電池の温度が該所定温度以上のときに比して二次電池に充電される電力が小さくなるよう設定される充放電用パワーと、の和のパワーが内燃機関から出力されながら走行用パワーに基づくパワーによって走行するよう内燃機関と電動機装置とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関からの動力を用いて発電可能なものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「走行用電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。
【００５４】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５５】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、走行用の動力を出力可能な内燃機関と、少なくとも一つの電動機を有し内燃機関からの動力を用いて発電可能であると共に走行用の動力を出力可能な電動機装置と、電動機装置と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備えるハイブリッド自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、第１のモータ（ＭＧ１）と、エンジンと第１のモータと車軸に連結された駆動軸とにキャリアとサンギヤとリングギヤとが接続された動力分配統合機構と、駆動軸に接続された第２のモータ（ＭＧ２）と、モータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリとを備えるハイブリッド自動車において、アクセル開度に基づく駆動要求パワーがエンジン停止閾値より小さな補正下限値以上のときには、バッテリの残容量と基準値とに基づく充放電要求パワーと駆動要求パワーに基づく正の補正パワーとのうち大きい方を充放電要求パワーに再設定すると共に再設定した充放電要求パワーと駆動要求パワーとを用いてエンジン要求パワーを設定し、設定したエンジン要求パワーがエンジンから出力されると共に駆動要求パワーに基づくパワーによって走行するようエンジンとモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、こうした制御を行なうことにより、駆動要求パワーが補正下限値以上のときにエンジンの運転が継続されるようにし、エンジンの始動と停止とが頻繁に生じるのを抑止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４２５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうしたハイブリッド自動車では、バッテリが低温のときには、バッテリが低温でないときに比してバッテリから出力可能な最大電力が小さくなることから、走行性能を確保するために、モータＭＧ２から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行を制限してエンジンから出力される動力とモータＭＧ２から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行が行なわれ易くなるようにすることが考えられている。この場合、バッテリが低温のときには、電動走行の継続によってバッテリの残容量が比較的大きく低下するという状況が生じにくいため、ハイブリッド走行によって走行するときに、上述したように、正の補正パワーを用いて再設定した充放電要求パワーに基づくエンジン要求パワーがエンジンから出力されるようエンジンを制御すると、バッテリの残容量が基準値に比して過剰に高くなりやすいという課題があった。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、二次電池の温度が低いときに、二次電池の蓄電割合が過剰に高くなるのを抑制することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、少なくとも一つの電動機を有し前記内燃機関からの動力を用いて発電可能であると共に走行用の動力を出力可能な電動機装置と、前記電動機装置と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、前記電動機装置から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行と前記内燃機関から出力される動力と前記電動機装置から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行とが可能で、前記二次電池の温度が予め定められた所定温度未満のときには該二次電池の温度が該所定温度以上のときに比して前記電動走行を制限するハイブリッド自動車であって、
走行に要求される走行用パワーを設定する走行用パワー設定手段と、
前記ハイブリッド走行によって走行するとき、前記設定された走行用パワーと、前記二次電池の温度が前記所定温度未満のときに該二次電池の温度が該所定温度以上のときに比して該二次電池に充電される電力が小さくなるよう設定される充放電用パワーと、の和のパワーが前記内燃機関から出力されながら前記設定された走行用パワーに基づくパワーによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機装置とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、電動機装置から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行と内燃機関から出力される動力と電動機装置から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行とが可能で、二次電池の温度が予め定められた所定温度未満のときには二次電池の温度が所定温度以上のときに比して電動走行を制限するものにおいて、ハイブリッド走行によって走行するときに、走行用パワーと、二次電池の温度が所定温度未満のときに二次電池の温度が所定温度以上のときに比して二次電池に充電される電力が小さくなるよう設定される充放電用パワーと、の和のパワーが内燃機関から出力されながら走行用パワーに基づくパワーによって走行するよう内燃機関と電動機装置とを制御する。二次電池の温度が所定温度未満のときには、二次電池の温度が所定温度以上のときに比して、電動走行の継続によって二次電池の蓄電割合（二次電池に蓄えられている蓄電量の全容量に対する割合）が比較的大きく低下するという状況が生じにくいが、このように充放電用パワーを設定して制御することにより、二次電池の蓄電割合が過剰に高くなるのを抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記二次電池の蓄電割合と目標割合との差を打ち消すためのパワーとして設定される蓄電割合調整用パワーと、前記内燃機関からの出力を大きくするためのパワーとして前記二次電池の温度が前記所定温度未満のときに該二次電池の温度が該所定温度以上のときに比して小さな値が設定される嵩上げパワーと、の和を前記充放電用パワーに設定する手段である、ものとすることもできる。
【００１０】
この蓄電割合調整用パワーと嵩上げパワーとの和を充放電用パワーに設定する態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記嵩上げパワーは、前記二次電池の温度が前記所定温度未満のとき、該二次電池の温度が低いほど小さくなる傾向に設定されるパワーである、ものとすることもできる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記嵩上げパワーは、前記二次電池の温度が前記所定温度未満のとき、前記設定された走行用パワーが小さいほど緩やかに該二次電池の温度が低いほど小さくなる傾向に設定されるパワーである、ものとすることもできる。
【００１１】
また、蓄電割合調整用パワーと嵩上げパワーとの和を充放電用パワーに設定する態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記嵩上げパワーは、前記蓄電割合が大きいほど小さくなる傾向に設定されるパワーである、ものとすることもできる。こうすれば、二次電池の過充電を抑制することができる。
【００１２】
さらに、蓄電割合調整用パワーと嵩上げパワーとの和を充放電用パワーに設定する態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記嵩上げパワーは、前記設定された走行用パワーが予め定められた所定パワー以上のときには、前記二次電池の温度に拘わらず値０が設定されるパワーである、ものとすることもできる。こうすれば、内燃機関からの出力が所定パワー近傍のときにその運転効率が最も良好またはその近傍となる内燃機関を用いる場合において、走行用パワーが所定パワー以上のときに、正のパワーを嵩上げパワーに設定するものに比して内燃機関の運転効率が低下するのを抑制することができる。
【００１３】
本発明のハイブリッド自動車において、前記二次電池の温度と蓄電割合とに応じて該二次電池から出力可能な最大電力である出力制限を設定する出力制限設定手段を備え、前記制御手段は、前記内燃機関が運転停止されているときに前記設定された走行用パワーが前記設定された出力制限に相当する出力制限相当パワーから前記電動機装置によって前記内燃機関をモータリングして始動する際に要する始動用パワーを減じて得られる始動用閾値より大きくなったときには、該走行用パワーが該始動用閾値より小さな停止用閾値より小さくなるまで前記ハイブリッド走行によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機装置とを制御し、前記内燃機関が運転されているときに前記設定された走行用パワーが前記停止用閾値より小さくなったときには、該走行用パワーが前記始動用閾値より大きくなるまで前記電動走行によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機装置とを制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１４】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記電動機装置は、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を出力可能な走行用電動機と、を有する装置である、ものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】電池温度Ｔｂと入出力制限基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐとの関係の一例を示す説明図である。
【図３】バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと出力制限用補正係数，入力制限用補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図４】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】エンジン２２を始動するためにモータＭＧ１でエンジン２２をモータリングしながら走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係の一例を示す共線図を示す説明図である。
【図７】エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を示す説明図である。
【図８】エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図９】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される充放電用パワー設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】蓄電割合調整用パワー設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１１】走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとに基づいて嵩上げパワーＰｂηを設定する様子を示す説明図である。
【図１２】走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂと蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃと充放電用パワーＰｂ＊との関係の一例を示す説明図である。
【図１３】変形例の走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂと嵩上げパワーＰｂηとの関係の一例を示す説明図である。
【図１４】嵩上げパワー上限設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１５】変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。
【図１６】変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されたエンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して複数のピニオンギヤ３３を連結したキャリア３４が接続されると共に駆動輪６３ａ，６３ｂにデファレンシャルギヤ６２とギヤ機構６０とを介して連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにリングギヤ３２が接続されて遊星歯車機構として構成された３軸式の動力分配統合機構３０と、例えば永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する周知の同期発電電動機として構成されて動力分配統合機構３０のサンギヤ３１に回転子が接続されたモータＭＧ１と、例えば永久磁石が埋め込まれた回転子と三相コイルが巻回された固定子とを有する周知の同期発電電動機として構成されて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して回転子が接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力のやりとりを行なうバッテリ５０と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。
【００１８】
エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により吸入空気量調節制御や燃料噴射制御，点火制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。また、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号、例えば、スロットルバルブや燃料噴射弁，点火プラグ，可変バルブタイミング機構への駆動制御信号などが出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。
【００１９】
モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００２０】
バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの端子間電圧Ｖｂやバッテリ５０の正極側の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０に蓄えられている蓄電量の全容量（蓄電容量）に対する割合である蓄電割合ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算したりしている。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値としての入出力制限基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐを設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐに補正係数を乗じることにより設定することができる。図２に電池温度Ｔｂと入出力制限基本値Ｗｉｎｔｍｐ，Ｗｏｕｔｔｍｐとの関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと出力制限用補正係数，入力制限用補正係数との関係の一例を示す。
【００２１】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２２】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード，エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードおよび充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。
【００２３】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２４】
駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，電池温度Ｔｂ，バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、電池温度Ｔｂは、温度センサ５１ｃにより検出されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流の積算値に基づいて演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。
【００２５】
こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を設定すると共に設定した要求トルクＴｒ＊に基づいて走行のために車両に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を設定する（ステップＳ１１０）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクＴｒ＊を導出して設定するものとした。図５に要求トルク設定用マップの一例を示す。走行用パワーＰｄｒｖ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと損失としてのロスＬｏｓｓとの和として計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じること（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）によって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ること（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めたりすることができる。
【００２６】
続いて、バッテリ５０を充放電するためにエンジン２２から出力すべきパワーとしての充放電用パワーＰｂ＊を設定し（ステップＳ１２０）、設定した充放電用パワーＰｂ＊を走行用パワーＰｄｒｖ＊に加えた値をエンジン２２に要求されるエンジン要求パワーＰｅ＊に設定する（ステップＳ１３０）。充放電用パワーＰｂ＊の設定については後述する。
【００２７】
そして、車速Ｖに基づいて、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動する際に要する始動用パワーＰｓｔを設定する（ステップＳ１４０）。ここで、始動用パワーＰｓｔは、実施例では、車速Ｖと始動用パワーＰｓｔとの関係を予め実験や解析などによって定めてマップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、車速Ｖが与えられると記憶したマップから対応する始動用パワーＰｓｔを導出して設定するものとした。この始動用パワーＰｓｔは、車速Ｖが高いほど小さくなる傾向に設定される。これは以下の理由による。エンジン２２を始動するためにモータＭＧ１でエンジン２２をモータリングしながら走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係の一例を示す共線図を図６に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１が動力分配統合機構３０を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、モータＭＧ２から出力されたトルクＴｍ２が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。図示するように、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングするときには、モータＭＧ１の回転数が負の領域ではモータＭＧ１は回生駆動され、モータＭＧ１の回転数が正の領域ではモータＭＧ１は力行駆動される。そして、車速Ｖが高いほどモータＭＧ１の回転数が小さくなる（負の方向に大きくなる）から、モータＭＧ１から出力されるトルクが一定の場合には車速Ｖが高いほどモータＭＧ１の回生駆動によって生じる電力が大きくなる。車速Ｖが高いほど小さくなる傾向に始動用パワーＰｓｔを設定するのは、こうした理由に基づく。
【００２８】
こうして始動用パワーＰｓｔを設定すると、電力を駆動系のパワーに換算する換算係数ｋｗをバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに乗じて得られる出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）から始動用パワーＰｓｔを減じた値を運転停止中のエンジン２２を始動するか否かの判定に用いる始動用閾値Ｐｓｔａｒｔに設定すると共に、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔからマージンとしての所定パワーαを減じた値を運転中のエンジン２２を運転停止するか否かの判定に用いる停止用閾値Ｐｓｔｏｐに設定する（ステップＳ１５０）。ここで、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔは、出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）のうち始動用パワーＰｓｔを除くパワーによって走行用パワーＰｄｒｖ＊に対応できる上限を定めるものである。また、所定パワーαは、走行用パワーＰｄｒｖ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ近傍のときにエンジン２２の始動と運転停止とが頻繁に生じないようにヒステリシスを持たせるためのものであり、適宜設定することができる。始動用閾値Ｐｓｔａｒｔや停止用閾値Ｐｓｔｏｐは、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに基づくことから、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがある程度高いときを考えれば、図２の電池温度Ｔｂと出力制限基本値Ｗｏｕｔｔｍｐとの関係と同様に、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ（例えば、５℃や１０℃，１５℃など）以上の領域では比較的大きな値となり、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域では電池温度Ｔｂが低いほど小さくなる。
【００２９】
次に、エンジン２２が運転中であるか或いは運転停止中であるかを判定し（ステップＳ１６０）、エンジン２２が運転停止中であるときには、走行用パワーＰｄｒｖ＊を始動用閾値Ｐｓｔａｒｔと比較し（ステップＳ１７０）、走行用パワーＰｄｒｖ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以下のときには、モータ運転モードによる走行（電動走行）を継続可能であると判断し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１８０）、要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したものをモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定し（ステップＳ１９０）、設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ２００）、本ルーチンを終了する。トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、モータＭＧ２から駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに走行用パワーＰｄｒｖ＊を出力して走行することができる。即ち、電動走行によって走行することができる。
【００３０】
ステップＳ１７０で走行用パワーＰｄｒｖ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより大きいときには、エンジン２２を始動すべきと判断し、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングして始動する（ステップＳ２１０）。ここで、エンジン２２の始動は、エンジン２２をモータリングするためのトルクをモータＭＧ１から出力すると共にこのトルクの出力に伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクをモータＭＧ２から出力することによりエンジン２２をモータリングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数（例えば１０００ｒｐｍなど）以上に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始することにより行なわれる。なお、このエンジン２２の始動の最中も要求トルクＴｒ＊がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ２の駆動制御が行なわれる。即ち、モータＭＧ２から出力すべきトルクは、要求トルクＴｒ＊をリングギヤ軸３２ａに出力するためのトルクと、モータＭＧ１によってエンジン２２をモータリングする際にリングギヤ軸３２ａに作用するトルクをキャンセルするためのトルクと、の和のトルクとなる。
【００３１】
こうしてエンジン２２を始動すると、エンジン要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ２２０）。この設定は、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて行なわれる。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図７に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とは、動作ラインとエンジン要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。
【００３２】
次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いて次式（１）によりモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算すると共に計算したモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２３０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を図８に示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式（２）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３３】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (1)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (2)
【００３４】
そして、要求トルクＴｒ＊にモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ２４０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令Ｔｍ１＊に現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との差分をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除することによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（４）および式（５）により計算し（ステップＳ２５０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２６０）。ここで、式（６）は、図８の共線図から容易に導くことができる。
【００３５】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)
【００３６】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２７０）、本ルーチンを終了する。目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって示される運転ポイントで運転されるようにエンジン２２における吸入空気量調節制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊でモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊でモータＭＧ２が駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２からエンジン要求パワーＰｅ＊を出力すると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動することによって、走行用パワーＰｄｒｖ＊に基づくパワーを駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。即ち、ハイブリッド走行によって走行することができる。
【００３７】
こうしてエンジン２２からの動力を用いての走行を開始すると、次回に本ルーチンが実行されたときにはステップＳ１６０でエンジン２２は運転中であると判定されるから、走行用パワーＰｄｒｖ＊を停止用閾値Ｐｓｔｏｐと比較し（ステップＳ２８０）、走行用パワーＰｄｒｖ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ以上のときには、エンジン運転モードによる走行（ハイブリッド走行）を継続すべきと判断し、上述したステップＳ２２０〜Ｓ２７０の処理により、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して、本ルーチンを終了する。一方、走行用パワーＰｄｒｖ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満のときには、エンジン２２の運転を停止し（ステップＳ２９０）、上述したステップＳ１８０〜Ｓ２００の処理により、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信して、本ルーチンを終了する。
【００３８】
以上、駆動制御について説明した。実施例では、上述したように、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがある程度大きいときを考えれば、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ（例えば、５℃や１０℃，１５℃など）以上の領域では始動用閾値Ｐｓｔａｒｔや停止用閾値Ｐｓｔｏｐが比較的大きな値となり、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域では電池温度Ｔｂが低いほど始動用閾値Ｐｓｔａｒｔや停止用閾値Ｐｓｔｏｐが小さくなるから、電池温度Ｔｂが低いほど運転停止中のエンジン２２が始動されやすくなると共に運転中のエンジン２２が運転停止されにくくなる。即ち、電池温度Ｔｂが低いほど、電動走行が行なわれにくくなると共にハイブリッド走行が行なわれやすくなるのである。したがって、電池温度Ｔｂがある程度高いときには、電動走行の継続によってバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがある程度低下することがあるが、電池温度Ｔｂが低いときには、こうした状況が生じにくくなる。
【００３９】
次に、充放電用パワーＰｂ＊を設定する処理（上述のステップＳ１２０の処理）について説明する。充放電用パワーＰｂ＊の設定は、実施例では、図９に例示する充放電用パワー設定ルーチンにより行なわれる。充放電用パワー設定ルーチンでは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと予め定められた目標割合ＳＯＣ＊（例えば、５０％や６０％など）とに基づいて、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと目標割合ＳＯＣ＊との差を打ち消すために走行用パワーＰｄｒｖ＊に加えるべきパワーとしての蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃを設定し（ステップＳ３００）、走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとに基づいて、エンジン２２をより効率のよい運転ポイントで運転するために走行用パワーＰｄｒｖ＊に加えるべきパワーとしての嵩上げパワーＰｂηを設定し（ステップＳ３１０）、蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃと嵩上げパワーＰｂηとの和を充放電用パワーＰｂ＊に設定して（ステップＳ３２０）、本ルーチンを終了する。以下、蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃや嵩上げパワーＰｂηの設定について説明する。
【００４０】
蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃは、実施例では、蓄電割合ＳＯＣと蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃとの関係を予め定めて蓄電割合調整用パワー設定用マップとして記憶しておき、蓄電割合ＳＯＣが与えられると記憶したマップから対応する蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃを導出して設定するものとした。図１０に蓄電割合調整用パワー設定用マップの一例を示す。蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃは、図示するように、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標割合ＳＯＣ＊より小さいときには、バッテリ５０が充電されるよう蓄電割合ＳＯＣが小さいほど大きくなる傾向の正のパワーを設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標割合ＳＯＣ＊より大きいときには、バッテリ５０から放電が行なわれるよう蓄電割合ＳＯＣが大きいほど小さくなる（絶対値としては大きくなる）傾向の負のパワーを設定するものとした。
【００４１】
嵩上げパワーＰｂηは、実施例では、走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂと嵩上げパワーＰｂηとの関係を予め定めて記憶しておき、走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとが与えられるとその関係から対応する嵩上げパワーＰｂηを導出して設定するものとした。図１１に走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとに基づいて嵩上げパワーＰｂηを設定する様子を示す。図１１（ａ）は、エンジン要求パワーＰｅ＊と動作ラインとエンジン２２の運転効率ηとの関係の一例を示し、図１１（ｂ）は、走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂと嵩上げパワーＰｂηとの関係の一例を示す。動作ライン上の運転ポイント（回転数，トルク）でエンジン２２を運転する場合、図１１（ａ）から分かるように、エンジン２２の運転効率ηは、エンジン要求パワーＰｅ＊が所定パワーＰｒｅｆ近傍に近いほど高くなる。したがって、実施例では、図１１（ｂ）に示すように、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときには正のパワーを嵩上げパワーＰｂηに設定し、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆ以上のときには値０を嵩上げパワーＰｂηに設定するものとした。これにより、前者の場合には、嵩上げパワーＰｂηを考慮しない（値０を設定する）ものに比してエンジン要求パワーＰｅ＊が大きくなることによってエンジン２２をより効率のよい運転ポイントで運転することができ、後者の場合には、エンジン要求パワーＰｅ＊が走行用パワーＰｄｒｖ＊と蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃとの和に対して大きくならないようにすることによってエンジン２２の運転効率ηが低下するのを抑制することができる。また、実施例では、図１１（ｂ）に示すように、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときに、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上の領域では正の所定パワーＰｂη１（例えば、数ｋＷなど）を嵩上げパワーＰｂηに設定し、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域では電池温度Ｔｂが低いほど所定パワーＰｂη１から正の範囲で小さくなる傾向に嵩上げパワーＰｂηを設定するものとした。これは、以下の理由による。上述したように、電池温度Ｔｂが高いときには、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔや停止用閾値Ｐｓｔｏｐが比較的大きいため、電動走行が比較的長く継続されることがあり、このときにバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが比較的大きく低下する。一方、電池温度Ｔｂが低いときには、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔや停止用閾値Ｐｓｔｏｐが比較的小さく電動走行が行なわれにくいため、蓄電割合ＳＯＣが比較的大きく低下するという状況が生じにくい。このため、電池温度Ｔｂに拘わらず所定パワーＰｂη１を嵩上げパワーＰｂηに設定すると、電池温度Ｔｂが低いときに、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが蓄電割合ＳＯＣ＊に比して過剰に高くなってしまう可能性がある。これに対して、実施例では、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときに、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域で電池温度Ｔｂが低いほど正の範囲で小さくなる傾向のパワーを嵩上げパワーＰｂηに設定するから、電池温度Ｔｂが低いほど（電動走行が行なわれにくいほど）充放電用パワーＰｂ＊と蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃとの差が小さくなり、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標割合ＳＯＣ＊に比して過剰に高くなるのを抑制することができる。参考のために、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときのバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂと蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃと充放電用パワーＰｂ＊との関係の一例を図１２に示す。
【００４２】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満のときに、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上のときに比してモータＭＧ２からの動力だけを用いて走行する電動走行が行なわれにくくなると共にエンジン２２からの動力とモータＭＧ２からの動力とを用いて走行するハイブリッド走行が行なわれやすくなるものにおいて、ハイブリッド走行によって走行するときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと目標割合ＳＯＣ＊との差を打ち消すためのパワーとして設定される蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃとエンジン２２からの出力を大きくするためのパワーとして電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満のときに電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上のときに比して小さな値が設定される嵩上げパワーＰｂηとの和を充放電用パワーＰｂ＊として設定し、充放電用パワーＰｂ＊を走行用パワーＰｄｒｖ＊に加えた値をエンジン要求パワーＰｅ＊として設定し、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に走行用パワーＰｄｒｖ＊に基づくパワーによって走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満のときに、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標割合ＳＯＣ＊に比して過剰に高くなるのを抑制することができる。
【００４３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図１１に示したように、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときには、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上の領域では正の所定パワーＰｂη１を嵩上げパワーＰｂηに設定し、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域では電池温度Ｔｂが低いほど所定パワーＰｂη１から正の範囲で小さくなる傾向に嵩上げパワーＰｂηを設定するものとしたが、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときには、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域で電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上の領域に比して小さな値を嵩上げパワーＰｂηに設定するものであればよく、例えば、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域では所定パワーＰｂη１よりも小さな一定値を嵩上げパワーＰｂηに設定するものとしてもよい。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図１１に示したように、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときには、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上の領域では正の所定パワーＰｂη１を嵩上げパワーＰｂηに設定し、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域では電池温度Ｔｂが低いほど所定パワーＰｂη１から正の範囲で小さくなる傾向に嵩上げパワーＰｂηを設定するものとしたが、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときには、電池温度Ｔｂだけでなく走行用パワーＰｄｒｖ＊も考慮して嵩上げパワーＰｂηを設定するものとしてもよい。図１３に変形例の走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂと嵩上げパワーＰｂηとの関係の一例を示す。この変形例では、図１３に示すように、走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さいときに、電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満の領域では、走行用パワーＰｄｒｖ＊が小さいほど緩やかに（走行用パワーＰｄｒｖ＊が大きいほど急峻に）電池温度Ｔｂが低いほど小さくなる傾向に嵩上げパワーＰｂηを設定するものとした。走行用パワーＰｄｒｖ＊が所定パワーＰｒｅｆよりも小さい領域では、エンジン要求パワーＰｅ＊が小さいほどエンジン２２の運転効率ηが低くなるため、このように嵩上げパワーＰｂηを設定することにより、バッテリ５０の過充電の抑制とエンジン２２の運転効率ηの向上との両立を図ることができる。
【００４５】
実施例のハイブリッド自動車２０では、走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとに基づいて嵩上げパワーＰｂηを設定するものとしたが、走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとに加えて、他のパラメータ（例えば、車速Ｖなど）も考慮して嵩上げパワーＰｂηを設定するものとしてもよい。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃと嵩上げパワーＰｂηとの和を充放電用パワーＰｂ＊に設定するものとしたが、蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃと、嵩上げパワーＰｂηをこれを制限するための嵩上げパワー上限Ｐｂηｍａｘで制限した値と、の和を充放電用パワーＰｂ＊に設定するものとしてもよい。ここで、嵩上げパワー上限Ｐｂηｍａｘは、例えば、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと嵩上げパワー上限Ｐｂηｍａｘとの関係を予め定めて嵩上げパワー上限設定用マップとして記憶しておき、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが与えられると記憶したマップから対応する嵩上げパワー上限Ｐｂηｍａｘを導出して設定する、ことなどによって設定することができる。図１４に嵩上げパワー上限設定用マップの一例を示す。図１４の例では、嵩上げパワー上限はＰｂηｍａｘは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ（例えば、目標割合ＳＯＣ＊よりも若干大きな値など）以下の領域では上述の所定パワーＰｂη１を設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆより大きい領域では蓄電割合ＳＯＣが大きいほど値０に向けて小さくなる傾向に設定するものとした。これにより、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが比較的高く蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃに負のパワー（放電用のパワー）が設定されているときに、充放電用パワーＰｂ＊が大きくなる（値０に近くなる）のを抑制することができる。この結果、バッテリ５０の過充電をより確実に抑制することができる。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと目標割合ＳＯＣ＊とに応じて設定される蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃと、走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとに応じて設定される嵩上げパワーＰｂηと、の和を充放電用パワーＰｂ＊に設定するものとしたが、このように充放電用パワーＰｂ＊を設定するものに限定されるものではなく、例えば、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣから目標割合ＳＯＣ＊を減じた値と走行用パワーＰｄｒｖ＊と電池温度Ｔｂとに応じて充放電用パワーＰｂ＊を直接設定するものなどとしてもよい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）から始動用パワーＰｓｔを減じた値を始動用閾値Ｐｓｔａｒｔに設定すると共に、始動用閾値Ｐｓｔａｒｔから所定パワーαを減じた値を停止用閾値Ｐｓｔｏｐに設定するものとしたが、始動用パワーＰｓｔを考慮せず、例えば、出力制限相当パワー（ｋｗ・Ｗｏｕｔ）を始動用閾値Ｐｓｔａｒｔに設定すると共に始動用閾値Ｐｓｔａｒｔから所定パワーαを減じた値を停止用閾値Ｐｓｔｏｐに設定するものとしてもよい。
【００４９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転停止中に走行用パワーＰｄｒｖ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより大きくなったときにエンジン２２を始動し、エンジン２２の運転中に走行用パワーＰｄｒｖ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満になったときにエンジン２２を運転停止するものとしたが、これに限られず、例えば、エンジン２２の運転停止中に、走行用パワーＰｄｒｖ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔより大きくなるかエンジン要求パワーＰｅ＊がエンジン２２を効率よく運転可能なパワーの範囲の下限として定められた所定パワーＰｓｅｔ以上になったときにエンジン２２を始動し、エンジン２２の運転中に、走行用パワーＰｄｒｖ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満になると共にエンジン要求パワーＰｅ＊が所定パワーＰｓｅｔからマージンとしての所定パワーα２を減じた値未満になったときにエンジン２２を運転停止するものなどとしてもよい。なお、所定パワーα２は、エンジン２２の始動と運転停止とが頻繁に生じないようにヒステリシスを持たせるためのものであり、適宜設定することができる。
【００５０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１５の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１５における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に出力するものとしてもよい。
【００５１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸３２に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３２に出力するものとしたが、図１６の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸に変速機２３０を介してモータＭＧを接続すると共にモータＭＧの回転軸にエンジン２２を接続する構成とし、エンジン２２からの動力をモータＭＧの回転軸と変速機２３０とを介して駆動軸に出力すると共にモータＭＧからの動力を変速機２３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。この構成では、モータＭＧは、走行用の動力を出力することができると共に、エンジン２２からの動力を用いて発電することもできる。こうしたハイブリッド自動車２２０において、エンジン２２とモータＭＧとの間にクラッチを設けるものとしてもよい。
【００５２】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ２とを組み合わせたものが「電動機装置」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｒ＊と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとに応じて走行用パワーＰｄｒｖ＊を設定する図４の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理が「走行用パワー設定手段」に相当し、エンジン２２からの動力とモータＭＧ２からの動力とを用いて走行するハイブリッド走行によって走行するときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと目標割合ＳＯＣ＊との差を打ち消すためのパワーとして設定される蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃとエンジン２２からの出力を大きくするためのパワーとして電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満のときに電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上のときに比して小さな値が設定される嵩上げパワーＰｂηとの和を充放電用パワーＰｂ＊として設定し、充放電用パワーＰｂ＊を走行用パワーＰｄｒｖ＊に加えた値をエンジン要求パワーＰｅ＊として設定し、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に走行用パワーＰｄｒｖ＊に基づくパワーによって走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図４の駆動制御ルーチンのステップＳ１２０以降の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、受信した目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２を制御する２４と、受信したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、が「制御手段」に相当する。また、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、モータＭＧ２が「走行用電動機」に相当する。
【００５３】
ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されたエンジン２２に限定されるものではなく、水素エンジンなど、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「電動機装置」としては、モータＭＧ１とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ２とを組み合わせたものに限定されるものではなく、少なくとも一つの電動機を有し内燃機関からの動力を用いて発電可能であると共に走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「二次電池」としては、リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池，鉛蓄電池など、電動機装置と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプの二次電池であっても構わない。「走行用パワー設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく要求トルクＴｒ＊と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒとに応じて走行用パワーＰｄｒｖ＊を設定するものに限定されるものではなく、走行に要求される走行用パワーを設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく、単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、エンジン２２からの動力とモータＭＧ２からの動力とを用いて走行するハイブリッド走行によって走行するときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣと目標割合ＳＯＣ＊との差を打ち消すためのパワーとして設定される蓄電割合調整用パワーＰｂｓｏｃとエンジン２２からの出力を大きくするためのパワーとして電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ未満のときに電池温度Ｔｂが所定温度Ｔｂｒｅｆ以上のときに比して小さな値が設定される嵩上げパワーＰｂηとの和を充放電用パワーＰｂ＊として設定し、充放電用パワーＰｂ＊を走行用パワーＰｄｒｖ＊に加えた値をエンジン要求パワーＰｅ＊として設定し、設定したエンジン要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に走行用パワーＰｄｒｖ＊に基づくパワーによって走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものに限定されるものではなく、ハイブリッド走行によって走行するとき、走行用パワーと、二次電池の温度が所定温度未満のときに二次電池の温度が該所定温度以上のときに比して二次電池に充電される電力が小さくなるよう設定される充放電用パワーと、の和のパワーが内燃機関から出力されながら走行用パワーに基づくパワーによって走行するよう内燃機関と電動機装置とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関からの動力を用いて発電可能なものであれば如何なるタイプの発電機であっても構わない。「走行用電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。
【００５４】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００５５】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００５７】
２０，１２０，２２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、少なくとも一つの電動機を有し前記内燃機関からの動力を用いて発電可能であると共に走行用の動力を出力可能な電動機装置と、前記電動機装置と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、前記電動機装置から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行と前記内燃機関から出力される動力と前記電動機装置から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行とが可能で、前記二次電池の温度が予め定められた所定温度未満のときには該二次電池の温度が該所定温度以上のときに比して前記電動走行を制限するハイブリッド自動車であって、
走行に要求される走行用パワーを設定する走行用パワー設定手段と、
前記ハイブリッド走行によって走行するとき、前記設定された走行用パワーと、前記二次電池の温度が前記所定温度未満のときに該二次電池の温度が該所定温度以上のときに比して該二次電池に充電される電力が小さくなるよう設定される充放電用パワーと、の和のパワーが前記内燃機関から出力されながら前記設定された走行用パワーに基づくパワーによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機装置とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記二次電池の蓄電割合と目標割合との差を打ち消すためのパワーとして設定される蓄電割合調整用パワーと、前記内燃機関からの出力を大きくするためのパワーとして前記二次電池の温度が前記所定温度未満のときに該二次電池の温度が該所定温度以上のときに比して小さな値が設定される嵩上げパワーと、の和を前記充放電用パワーに設定する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項３】
請求項２記載のハイブリッド自動車であって、
前記嵩上げパワーは、前記二次電池の温度が前記所定温度未満のとき、該二次電池の温度が低いほど小さくなる傾向に設定されるパワーである、
ハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項３記載のハイブリッド自動車であって、
前記嵩上げパワーは、前記二次電池の温度が前記所定温度未満のとき、前記設定された走行用パワーが小さいほど緩やかに該二次電池の温度が低いほど小さくなる傾向に設定されるパワーである、
ハイブリッド自動車。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記嵩上げパワーは、前記蓄電割合が大きいほど小さくなる傾向に設定されるパワーである、
ハイブリッド自動車。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記嵩上げパワーは、前記設定された走行用パワーが予め定められた所定パワー以上のときには、前記二次電池の温度に拘わらず値０が設定されるパワーである、
ハイブリッド自動車。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記二次電池の温度と蓄電割合とに応じて該二次電池から出力可能な最大電力である出力制限を設定する出力制限設定手段を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関が運転停止されているときに前記設定された走行用パワーが前記設定された出力制限に相当する出力制限相当パワーから前記電動機装置によって前記内燃機関をモータリングして始動する際に要する始動用パワーを減じて得られる始動用閾値より大きくなったときには、該走行用パワーが該始動用閾値より小さな停止用閾値より小さくなるまで前記ハイブリッド走行によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機装置とを制御し、前記内燃機関が運転されているときに前記設定された走行用パワーが前記停止用閾値より小さくなったときには、該走行用パワーが前記始動用閾値より大きくなるまで前記電動走行によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機装置とを制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記電動機装置は、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を出力可能な走行用電動機と、を有する装置である、
ハイブリッド自動車。
【請求項１】
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、少なくとも一つの電動機を有し前記内燃機関からの動力を用いて発電可能であると共に走行用の動力を出力可能な電動機装置と、前記電動機装置と電力のやりとりが可能な二次電池と、を備え、前記電動機装置から入出力される動力だけを用いて走行する電動走行と前記内燃機関から出力される動力と前記電動機装置から入出力される動力とを用いて走行するハイブリッド走行とが可能で、前記二次電池の温度が予め定められた所定温度未満のときには該二次電池の温度が該所定温度以上のときに比して前記電動走行を制限するハイブリッド自動車であって、
走行に要求される走行用パワーを設定する走行用パワー設定手段と、
前記ハイブリッド走行によって走行するとき、前記設定された走行用パワーと、前記二次電池の温度が前記所定温度未満のときに該二次電池の温度が該所定温度以上のときに比して該二次電池に充電される電力が小さくなるよう設定される充放電用パワーと、の和のパワーが前記内燃機関から出力されながら前記設定された走行用パワーに基づくパワーによって走行するよう前記内燃機関と前記電動機装置とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記二次電池の蓄電割合と目標割合との差を打ち消すためのパワーとして設定される蓄電割合調整用パワーと、前記内燃機関からの出力を大きくするためのパワーとして前記二次電池の温度が前記所定温度未満のときに該二次電池の温度が該所定温度以上のときに比して小さな値が設定される嵩上げパワーと、の和を前記充放電用パワーに設定する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項３】
請求項２記載のハイブリッド自動車であって、
前記嵩上げパワーは、前記二次電池の温度が前記所定温度未満のとき、該二次電池の温度が低いほど小さくなる傾向に設定されるパワーである、
ハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項３記載のハイブリッド自動車であって、
前記嵩上げパワーは、前記二次電池の温度が前記所定温度未満のとき、前記設定された走行用パワーが小さいほど緩やかに該二次電池の温度が低いほど小さくなる傾向に設定されるパワーである、
ハイブリッド自動車。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記嵩上げパワーは、前記蓄電割合が大きいほど小さくなる傾向に設定されるパワーである、
ハイブリッド自動車。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記嵩上げパワーは、前記設定された走行用パワーが予め定められた所定パワー以上のときには、前記二次電池の温度に拘わらず値０が設定されるパワーである、
ハイブリッド自動車。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記二次電池の温度と蓄電割合とに応じて該二次電池から出力可能な最大電力である出力制限を設定する出力制限設定手段を備え、
前記制御手段は、前記内燃機関が運転停止されているときに前記設定された走行用パワーが前記設定された出力制限に相当する出力制限相当パワーから前記電動機装置によって前記内燃機関をモータリングして始動する際に要する始動用パワーを減じて得られる始動用閾値より大きくなったときには、該走行用パワーが該始動用閾値より小さな停止用閾値より小さくなるまで前記ハイブリッド走行によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機装置とを制御し、前記内燃機関が運転されているときに前記設定された走行用パワーが前記停止用閾値より小さくなったときには、該走行用パワーが前記始動用閾値より大きくなるまで前記電動走行によって走行するよう前記内燃機関と前記電動機装置とを制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
前記電動機装置は、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を出力可能な走行用電動機と、を有する装置である、
ハイブリッド自動車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１１１４５０（Ｐ２０１２−１１１４５０Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６４３６６（Ｐ２０１０−２６４３６６）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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