ハイブリッド自動車
【課題】内燃機関の運転による燃料消費をより適正に抑制する。
【解決手段】バッテリの制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下になることによりエンジンの運転を継続して第１モータからの電力によりバッテリを充電しながら要求トルクＴｒ＊により走行するよう制御する強制充電走行制御を開始する際（時刻ｔ１）、制御蓄電割合ＳＯＣｃが実際の蓄電割合ＳＯＣより許容範囲を超えて大きい状態から低下して充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下になった過大推定低下時であるのときには（時刻ｔ２）、制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎより大きく且つ第１の閾値Ｓ１より小さい第２の閾値Ｓ２になるまで強制充電走行制御を継続する（時刻ｔ３）。これにより、過大推定低下時にはより小さい制御蓄電割合ＳＯＣｃになるタイミングで強制充電走行制御を終了させ、エンジンの運転による無駄な燃料消費を抑制する。
【解決手段】バッテリの制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下になることによりエンジンの運転を継続して第１モータからの電力によりバッテリを充電しながら要求トルクＴｒ＊により走行するよう制御する強制充電走行制御を開始する際（時刻ｔ１）、制御蓄電割合ＳＯＣｃが実際の蓄電割合ＳＯＣより許容範囲を超えて大きい状態から低下して充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下になった過大推定低下時であるのときには（時刻ｔ２）、制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎより大きく且つ第１の閾値Ｓ１より小さい第２の閾値Ｓ２になるまで強制充電走行制御を継続する（時刻ｔ３）。これにより、過大推定低下時にはより小さい制御蓄電割合ＳＯＣｃになるタイミングで強制充電走行制御を終了させ、エンジンの運転による無駄な燃料消費を抑制する。
【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、内燃機関と、内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、発電機および電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、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である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算する推定蓄電割合演算手段と、演算された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になったときには内燃機関の運転を継続して発電機からの電力により二次電池を充電すると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する強制充電走行制御を行なう制御手段と、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、モータジェネレータと、エンジンとモータジェネレータと駆動輪側とに接続された動力分割機構と、駆動輪側に接続された電気モータと、モータジェネレータおよび電気モータに接続されたバッテリとを備え、エンジンのアイドル運転の停止を禁止して走行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、バッテリの温度が高温になるほどエンジンのアイドル運転停止を禁止する時間が長くなるように制御するなどにより、エンジンの停止時間を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６０５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したハード構成のハイブリッド自動車では、バッテリの蓄電割合（ＳＯＣ）が閾値以下にまで低下したときに、蓄電割合を回復させるためにエンジンの運転停止を禁止して強制的に運転を継続して発電機の発電電力でバッテリを充電する強制充電制御が行なわれている。しかしながら、例えば道路の混雑状況や運転者の運転傾向などの車両が実際に走行する傾向によれば蓄電割合を回復させることができるにも拘わらず、バッテリの管理上の要因などのために強制充電制御が開始されてしまい、エンジンの運転が無駄に継続する場合があった。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、内燃機関の運転による燃料消費をより適正に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、
内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記二次電池の状態に基づいて該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である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算する推定蓄電割合演算手段と、前記演算された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になるまでは前記内燃機関を運転するときに前記推定蓄電割合が小さいほど大きくなる傾向の充電電力で前記二次電池を充電すると共に前記内燃機関の間欠運転を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値以下になったときには前記内燃機関の運転を継続して前記発電機からの電力により前記二次電池を充電すると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する強制充電走行制御を行なう制御手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際、前記推定蓄電割合が前記二次電池の実際の前記蓄電割合より許容範囲を超えて大きい状態から低下して前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値以下になった過大推定低下時でないときには、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値より大きい値として予め定められた第１の充電終了閾値になるまで前記強制充電走行制御を継続し、前記過大推定低下時であるときには、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値より大きく且つ前記第１の充電終了閾値より小さい第２の充電終了閾値になるまで前記強制充電走行制御を継続する手段である、 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、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である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算する。そして、演算された推定蓄電割合が充電必要閾値以下になったことにより内燃機関の運転を継続して発電機からの電力により二次電池を充電すると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する強制充電走行制御を開始する際に、推定蓄電割合が二次電池の実際の蓄電割合より許容範囲を超えて大きい状態から低下して演算された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になった過大推定低下時ないときには、演算された推定蓄電割合が充電必要閾値より大きい値として予め定められた第１の充電終了閾値になるまで強制充電走行制御を継続する。また、強制充電走行制御を開始する際に過大推定低下時であるときには、演算された推定蓄電割合が充電必要閾値より大きく且つ第１の充電終了閾値より小さい第２の充電終了閾値になるまで強制充電走行制御を継続する。すなわち、強制充電走行制御を開始する際に過大推定低下時であるときには、過大推定低下時でないときに比して、推定蓄電割合が小さい閾値になるタイミングで強制充電走行制御を終了するのである。これにより、過大推定低下時には内燃機関の運転による燃料消費を抑制することができる。また、過大推定低下時は、推定蓄電割合が実際の蓄電割合よりも許容範囲を超えて大きい状態であったことから、推定蓄電割合に含まれる誤差のために二次電池の充電が抑制されていた状態であったということができる。したがって、過大推定低下時は、推定蓄電割合を実際の蓄電割合により近い値とすることができれば、二次電池の蓄電割合を回復させる余地があったときということができる。よって、強制充電走行制御を開始する際に過大推定低下時であるときは、過大推定低下時でないときに比して強制充電走行制御により蓄電割合を回復させる必要性が低いときということができる。このような過大推定低下時により小さい推定蓄電割合になるタイミングで強制充電走行制御を終了するから、内燃機関の運転による燃料消費をより適正に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、前記二次電池は、前記二次電池の電圧が少なくとも予め定められた低電圧範囲を含む所定電圧範囲内のときには該所定電圧範囲外のときよりも前記蓄電割合の単位変化量に対する前記二次電池の電圧の変化量が大きくなる電池特性を有し、前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池を充放電する電流の積算値に基づいて前記蓄電割合の第１の推定値である積算蓄電割合を演算すると共に、前記二次電池の電圧に基づいて前記電池特性が反映された該二次電池の電圧と前記蓄電割合との予め定められた関係を用いて前記蓄電割合の第２の推定値である電圧蓄電割合を設定し、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外のときには前記設定した電圧蓄電割合よりも前記演算した積算蓄電割合により近い値となるように前記推定蓄電割合を演算し、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲内のときには前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる傾向の値となるように前記推定蓄電割合を演算する手段であり、前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際に前記演算された推定蓄電割合が前記演算された積算蓄電割合より予め定められた所定割合以上小さいときを前記過大推定低下時として制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、推定蓄電割合と積算蓄電割合との比較によって過大推定低下時であるか否かを判別することができる。ここで、「二次電池」としては、ニッケル水素二次電池などを用いることができる。また、この場合、前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外のときには前記演算した積算蓄電割合を前記推定蓄電割合として用いると共に、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲内のときには前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる値を前記推定蓄電割合として用いる手段である、ものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記二次電池は、前記蓄電割合が少なくとも予め定められた低蓄電割合範囲を含む所定蓄電割合範囲内のときには該所定蓄電割合範囲外のときよりも前記蓄電割合の単位変化量に対する前記二次電池の電圧の変化量が大きくなる電池特性を有し、前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池を充放電する電流の積算値に基づいて前記蓄電割合の第１の推定値である積算蓄電割合を演算すると共に、前記二次電池の電圧に基づいて前記電池特性が反映された該二次電池の電圧と前記蓄電割合との予め定められた関係を用いて前記蓄電割合の第２の推定値である電圧蓄電割合を設定し、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外のときには前記設定した電圧蓄電割合よりも前記演算した積算蓄電割合により近い値を前記推定蓄電割合として演算し、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲内のときには前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる傾向の値を前記推定蓄電割合として演算する手段であり、前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際に前記演算された推定蓄電割合が前記演算された積算蓄電割合より予め定められた所定割合以上小さいときを前記過大推定低下時として制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、推定蓄電割合と積算蓄電割合との比較によって過大推定低下時であるか否かを判別することができる。ここで、「二次電池」としては、ニッケル水素二次電池などを用いることができる。「低蓄電割合範囲」は、充電必要閾値を含む範囲とすることができる。また、この場合、前記推定蓄電割合演算手段は、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外のときには前記推定蓄電割合として前記演算した積算蓄電割合を用いると共に、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲内のときには前記推定蓄電割合として前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる値を用いる手段である、ものとすることもできる。
【００１１】
これら推定蓄電割合が積算蓄電割合より所定割合以上小さいときを過大推定低下時として制御する態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記推定蓄電割合演算手段は、前記強制充電走行制御が開始する際に前記積算蓄電割合を前記推定蓄電割合と等しい値に置き換える手段である、ものとすることもできる。こうすれば、強制充電走行制御を開始するとき以降に積算蓄電割合を二次電池の実際の蓄電割合により近い値とすることができる。
【００１２】
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記内燃機関の運転を停止した状態で走行している最中に前記内燃機関の始動を伴って前記強制充電走行制御を開始したとき、前記強制充電走行制御を終了するときに前記内燃機関の運転が要求されていないときには該内燃機関の運転が停止されるよう該内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１３】
あるいは、本発明のハイブリッド自動車において、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結され且つ前記電動機が接続された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構を備える、ものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例である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】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３】充放電要求パワー設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】バッテリＥＣＵ５２により実行される蓄電割合設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとバッテリ電圧Ｖｂとの関係として表されるバッテリ５０の特性の一例を示す説明図である。
【図６】バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃを設定するための反映係数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】モータ運転モード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】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１０】エンジン運転モード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１１】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される強制充電関連設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１２】バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃと偏差ΔＳＯＣおよびその大小の状態と強制充電要求フラグＦｂとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【図１３】変形例の反映係数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１４】変形例のバッテリＥＣＵ５２により実行される蓄電割合設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１５】変形例の反映係数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１６】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１７】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。
【図１８】変形例のハイブリッド自動車３２０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】
【００１５】
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】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例である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、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されたエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６に複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア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が接続され遊星歯車機構として構成された動力分配統合機構３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が動力分配統合機構３０のサンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、電力ライン５４を共用するインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするニッケル水素二次電池として構成されたバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。
【００１７】
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないＣＰＵ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、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の状態を検出する図示しない種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置やエンジン２２の冷却水温，スロットル開度，吸入空気量，吸気温などを入力ポートを介して入力し、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、図示しない燃料噴射弁への駆動信号や、図示しないスロットルバルブへの駆動信号、イグナイタと一体化された図示しないイグニッションコイルへの制御信号などを出力ポートを介して出力している。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、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号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。
【００１８】
モータＥＣＵ４０は、図示しないＣＰＵ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、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。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からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置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，インバータ４１，４２に取り付けられた図示しない温度センサからのインバータ温度などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子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からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１９】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないＣＰＵ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、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２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からのバッテリ電圧Ｖｂ，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からのバッテリ温度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、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値や電圧センサ５１ｂにより検出されたバッテリ電圧Ｖｂ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の推定値として各種制御に用いられる制御蓄電割合ＳＯＣｃを設定したり、設定した制御蓄電割合ＳＯＣｃと温度センサ５１ｃからのバッテリ温度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を演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃ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Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃの設定については後述する。以下では、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは、実際の値を意味するものとし、制御蓄電割合ＳＯＣｃなどの推定値とは区別して説明する。
【００２０】
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。
【００２１】
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と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駆動軸３２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。
【００２２】
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２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。
【００２３】
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，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，初期値としては値０が設定されバッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下まで低下したときに値１が設定される強制充電要求フラグＦｂ，バッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊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、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂとバッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃ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。さらに、強制充電要求フラグＦｂは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される後述の強制充電関連設定ルーチンにより設定されたものを入力するものとした。また、充放電要求パワーＰｂ＊は、実施例では、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃと充放電要求パワーＰｂ＊との関係を予め定めて充放電要求パワー設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力した制御蓄電割合ＳＯＣｃが与えられると記憶したマップから対応する充放電要求パワーＰｂ＊を導出して設定するものとした。図３に充放電要求パワー設定用マップの一例を示す。充放電要求パワーＰｂ＊は、図示するように、制御蓄電割合ＳＯＣｃがバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの管理上の目標値である管理中心ＳＯＣ＊（例えば６０％など）より大きいほど正の所定パワーまで大きくなる放電要求側の値が設定され、制御蓄電割合ＳＯＣｃが管理中心ＳＯＣ＊より小さいほど負の所定パワーまで小さくなる充電要求側の値が設定されるものとした。ここで、駆動制御の説明を一旦中断し、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃの設定について説明する。
【００２４】
図４はバッテリＥＣＵ５２により実行される蓄電割合設定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、バッテリＥＣＵ５２により所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。蓄電割合設定ルーチンが実行されると、バッテリＥＣＵ５２の図示しないＣＰＵは、まず、電圧センサ５１ａにより検出されたバッテリ電圧Ｖｂや電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂなど設定に必要なデータを入力し（ステップＳ３００）、入力した充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの第１の推定値として積算蓄電割合ＳＯＣ１を演算すると共に（ステップＳ３１０）、入力したバッテリ電圧Ｖｂに基づいてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの第２の推定値として電圧蓄電割合ＳＯＣ２を設定する処理を実行する（ステップＳ３２０）。
【００２５】
ここで、積算蓄電割合ＳＯＣ１は、実施例では、例えば車両の出荷時などにバッテリ５０の実際の蓄電割合ＳＯＣを反映する値として予め定められた初期値から充放電電流Ｉｂを積算することにより演算を開始し、イグニッションオフされたときに図示しないフラッシュメモリに記憶したものを次にイグニッションオンされたときに読み出して用いることにより演算を継続するものとした。また、電圧蓄電割合ＳＯＣ２は、実施例では、バッテリ電圧Ｖｂと電圧蓄電割合ＳＯＣ２との関係をバッテリ５０の特性が反映されるように予め定めて電圧蓄電割合設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、バッテリ電圧Ｖｂが与えられると記憶したマップから対応する電圧蓄電割合ＳＯＣ２を導出して設定するものとした。図５にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとバッテリ電圧Ｖｂとの関係として表されるバッテリ５０の特性の一例を示す。図中、所定の低蓄電割合ＳＬは管理中心ＳＯＣ＊より小さい値（例えば４５％など）であり、所定の高蓄電割合ＳＨは管理中心ＳＯＣ＊より大きい値（例えば８０％など）である。なお、強制充電フラグＦｂに値１を設定するための充電必要閾値Ｓｍｉｎは、所定の低蓄電割合ＳＬより小さい値（例えば４０％など）として定められており、図中、括弧内の数字は各値の一例を示す。また、所定の低電圧Ｖｂｌはこのバッテリ５０の特性における所定の低蓄電割合ＳＬに対応するバッテリ電圧Ｖｂであり、所定の高電圧Ｖｂｈはこのバッテリ５０の特性における所定の高蓄電割合ＳＨに対応するバッテリ電圧Ｖｂ（所定の低電圧Ｖｂｌより高い値）である。実施例のバッテリ５０は、ニッケル水素二次電池であり、図示するように、蓄電割合ＳＯＣが所定の低蓄電割合ＳＬ未満の範囲（以下、低蓄電割合範囲という）または所定の高蓄電割合ＳＨより大きい範囲（以下、高蓄電割合範囲という）にあるときには、蓄電割合ＳＯＣが低蓄電割合範囲にも高蓄電割合範囲にもないときに比して、蓄電割合ＳＯＣの単位変化量（例えば１％）に対するバッテリ電圧Ｖｂの変化量が大きい、という特性を有する。言い換えると、バッテリ５０は、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌ未満の範囲（以下、低電圧範囲という）または所定の高電圧Ｖｂｈより大きい範囲（以下、高電圧範囲という）にあるときには、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧範囲にも高電圧範囲にもないときに比して、蓄電割合ＳＯＣの単位変化量（例えば１％）に対するバッテリ電圧Ｖｂの変化量が大きい、という特性を有する。したがって、このようなバッテリ５０の特性を反映した実施例の電圧蓄電割合設定用マップ、即ち、図５の蓄電割合ＳＯＣを電圧蓄電割合ＳＯＣ２に置き換えて得られる電圧蓄電割合設定用マップに、電圧センサ５１ａからのバッテリ電圧Ｖｂを適用して電圧蓄電割合ＳＯＣ２を設定すると、設定された電圧蓄電割合ＳＯＣ２は、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧範囲または高電圧範囲にあるときには、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧範囲にも高電圧範囲にもないときに比してバッテリ５０の実際の蓄電割合ＳＯＣをより正しく反映した推定値となり、制御蓄電割合ＳＯＣｃをより正しく設定するのに用いることが可能な推定値となる。
【００２６】
こうしてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの第１の推定値として積算蓄電割合ＳＯＣ１を演算すると共に第２の推定値として電圧蓄電割合ＳＯＣ２を設定すると、入力したバッテリ電圧Ｖｂと所定の高電圧Ｖｂｈとを比較すると共に（ステップＳ３３０）、バッテリ電圧Ｖｂと所定の低電圧Ｖｂｌとを比較し（ステップＳ３４０）、バッテリ電圧Ｖｂが所定の高電圧Ｖｂｈ以下であり且つ所定の低電圧Ｖｂｌ以上のとき（高電圧範囲にも低電圧範囲にもないとき）には、演算した積算蓄電割合ＳＯＣ１を制御蓄電割合ＳＯＣｃとして設定し（ステップＳ３５０）、蓄電割合設定ルーチンを終了する。図５に例示したように、バッテリ５０の特性によれば、バッテリ電圧Ｖｂに基づく電圧蓄電割合ＳＯＣ２は、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧範囲にも高電圧範囲にもないときには、バッテリ５０の実際の蓄電割合ＳＯＣを正しく反映しにくい。このため、実施例では、バッテリ電圧Ｖｂが高電圧範囲にも低電圧範囲にもないときには、電圧蓄電割合ＳＯＣ２に比してバッテリ５０の実際の蓄電割合ＳＯＣをより正しく反映する積算蓄電割合ＳＯＣ１を推定蓄電割合ＳＯＣｃとして設定するものとした。ただし、積算蓄電割合ＳＯＣ１は、時間経過に応じて実際の蓄電割合ＳＯＣに対する誤差が大きくなる可能性がある。
【００２７】
バッテリ電圧Ｖｂが所定の高電圧Ｖｂｈより大きい高電圧範囲にあるときや、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌ未満の低電圧範囲にあるときには、積算蓄電割合ＳＯＣ１より電圧蓄電割合ＳＯＣ２の方が実際の蓄電割合ＳＯＣを正確に反映しやすいと判断し、バッテリ電圧Ｖｂに基づいて制御蓄電割合ＳＯＣｃに電圧蓄電割合ＳＯＣ２を反映させる割合を定める値０以上値１以下の反映係数ｋｖを設定すると共に（ステップＳ３６０）、設定した反映係数ｋｖと電圧蓄電割合ＳＯＣ２との積に値１から反映係数ｋｖを減じた値（１−ｋｖ）と積算蓄電割合ＳＯＣ１との積を加えたものを次式（１）に示すように積算蓄電割合ＳＯＣとして演算し（ステップＳ３７０）、蓄電割合設定ルーチンを終了する。ここで、反映係数ｋｖは、実施例では、バッテリ電圧Ｖｂと反映係数ｋｖとの関係を予め定めて反映係数設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、バッテリ電圧Ｖｂが与えられると記憶したマップから対応する反映係数ｋｖを導出して設定するものとした。図６に反映係数設定用マップの一例を示す。図示するように、反映係数ｋｖは、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌ以上且つ所定の高電圧Ｖｂｈ以下のときには値０が設定され、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌより小さいほど値１まで大きくなる値が設定され、バッテリ電圧Ｖｂが所定の高電圧Ｖｂｈより大きいほど値１まで大きくなる値が設定される。バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌ以上且つ所定の高電圧Ｖｂｈ以下の範囲から離れるほど大きくなる値を反映係数ｋｖに設定するのは、制御蓄電割合ＳＯＣｃが不連続に変更されるのを抑制するためである。こうしてバッテリ電圧Ｖｂが低電圧範囲や高電圧範囲になったときに積算蓄電割合ＳＯＣ１より電圧蓄電割合ＳＯＣ２が反映されるように制御蓄電割合ＳＯＣｃを演算する（電圧蓄電割合ＳＯＣ２が反映されるように制御蓄電割合ＳＯＣｃを補正する）から、バッテリ５０の実際の蓄電割合ＳＯＣが低下したときなどに制御蓄電割合ＳＯＣｃを実際の蓄電割合ＳＯＣをより正しく反映した値とすることができる。以上、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃの設定について説明した。駆動制御の説明に戻る。
【００２８】
SOCc=kv・SOC2+(1-kv)・SOC1 (1)
【００２９】
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＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（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７に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものからバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊を減じてロスＬｏｓｓを加えることにより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。
【００３０】
続いて、エンジン２２が運転中であるか運転停止中であるかを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２が運転停止中であるときには、要求パワーＰｅ＊を、エンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を始動した方がよい要求パワーＰｅ＊の範囲の下限として定められた閾値Ｐｓｔａｒｔと比較すると共に（ステップＳ１３０）、強制充電要求フラグＦｂを調べ（ステップＳ１４０）、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ未満で強制充電要求フラグＦｂが値０のときには、エンジン２２の運転停止を継続すると判断し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ１５０）。
【００３１】
続いて、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から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定すると共に（ステップＳ１６０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割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を計算し（ステップＳ１７０）、計算した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（２）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Ｓ１８０）。
【００３２】
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (2)
【００３３】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１９０）、駆動制御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、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。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に要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。モータ運転モード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。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。
【００３４】
ステップＳ１３０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上のときには、エンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を始動した方がよいと判断し、また、ステップＳ１３０，Ｓ１４０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ未満でも強制充電要求フラグＦｂが値１のときには、バッテリ５０を蓄電割合ＳＯＣを高めるためにエンジン２２を始動した方がよいと判断して、エンジン２２を始動する（ステップＳ２００）。ここで、エンジン２２の始動は、モータＭＧ１からトルクを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に出力され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をクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数（例えば１０００ｒｐｍ）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をクランキ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。
【００３５】
エンジン２２を始動すると、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと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＊とを設定し（ステップＳ２１０）、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（３）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とに基づいて式（４）によりモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２２０）。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９に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワー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。式（３）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。エンジン運転モード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１０に示す。図中、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から出力されるトルク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。式（３）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（４）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（４）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。
【００３６】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (3)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (4)
【００３７】
そして、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令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の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）により計算すると共に（ステップＳ２３０）、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）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（６）および式（７）により計算し（ステップＳ２４０）、計算した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（８）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Ｓ２５０）。ここで、式（５）は、図１０の共線図から容易に導くことができる。
【００３８】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (6)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (8)
【００３９】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とを設定すると、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にそれぞれ送信して（ステップＳ２６０）、駆動制御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制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく出力して、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００４０】
エンジン２２からの動力を用いた走行を開始すると、次回に本ルーチンが実行されたときにはステップＳ１２０でエンジン２２は運転中であると判定され、要求パワーＰｅ＊を、エンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を運転停止した方がよい要求パワーＰｅ＊の上限として定められた閾値Ｐｓｔｏｐ（閾値Ｐｓｔａｒｔより若干小さい値）と比較すると共に（ステップＳ２７０）、強制充電要求フラグＦｂを調べる（ステップＳ２８０）。要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐより大きいときには、エンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２の運転を継続した方がよいと判断し、また、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以下のときでも強制充電要求フラグＦｂが値１のときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを高めるためにエンジン２２の運転を継続した方がよいと判断して、上述したステップＳ２１０〜Ｓ２６０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、駆動制御ルーチンを終了する。
【００４１】
ステップＳ２７０，Ｓ２８０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以下であり強制充電要求フラグＦｂが値０のときには、エンジン２２を運転停止すると判断し、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Ｓ１５０〜Ｓ１９０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、駆動制御ルーチンを終了する。
【００４２】
こうした制御により、強制充電要求フラグＦｂが値０のときには、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊の大小に基づくエンジン２２の間欠運転を伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。この強制充電要求フラグＦｂが値０の場合にエンジン２２を運転するときには、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃが小さいほど充電電力として大きくなる傾向に設定された充放電要求パワーＰｅ＊によってバッテリ５０の充放電が行なわれるように制御が行なわれることになる。また、強制充電要求フラグＦｂが値１のときには、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊の大小に拘わらずエンジン２２を継続して運転してリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。この強制充電要求フラグＦｂが値１の場合は、詳細は後述するが、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが制御中心ＳＯＣ＊より小さい充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下になった場合であるから、充電電力として設定された充放電要求パワーＰｂ＊によって、エンジン２２の運転によるモータＭＧ１からの発電電力でバッテリ５０が充電されるように制御が行なわれることになる。なお、エンジン２２を運転停止した状態で走行中に強制充電要求フラグＦｂに値１が設定されるとエンジン２２が始動され、その後に強制充電要求フラグＦｂに値０が設定されるとエンジン２２の要求パワーＰｅ＊が停止閾値Ｐｓｔｏｐ以下のときにはエンジン２２が運転停止される。以上、駆動制御について説明した。
【００４３】
次に、こうした駆動制御で用いられるバッテリ５０の強制充電要求フラグＦｂの設定に関連する処理について説明する。図１１は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される強制充電関連設定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。
【００４４】
強制充電関連設定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、バッテリ５０の積算蓄電割合ＳＯＣ１や制御蓄電割合ＳＯＣｃなど強制充電要求フラグＦｂなどの設定に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ４００）。積算蓄電割合ＳＯＣ１は、図４の蓄電割合設定ルーチンにより、電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ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。また、制御蓄電割合ＳＯＣｃは、図４の蓄電割合設定ルーチンにより、積算蓄電割合ＳＯＣ１として設定されたものや、積算蓄電割合ＳＯＣ１と電圧蓄電割合ＳＯＣ２と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。
【００４５】
こうしてデータを入力すると、初期値としては値０が設定され本ルーチンで制御蓄電割合ＳＯＣｃに応じて値１や値０が設定される強制充電要求フラグＦｂを調べ（ステップＳ４１０）、強制充電要求フラグＦｂが値０のときには、制御蓄電割合ＳＯＣｃと充電必要閾値Ｓｍｉｎとを比較する（ステップＳ４２０）。充電必要閾値Ｓｍｉｎは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを高める必要がある範囲の上限としてバッテリ５０の蓄電容量などに基づいて予め定められたものであり、実施例では、図５に例示したように、所定の低蓄電割合ＳＬより小さい値（例えば４０％など）に定められているものとした。
【００４６】
バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎより大きいときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを高める必要はないと判断し、強制充電要求フラグＦｂに値０を保持したまま、強制充電関連設定ルーチンを終了する。また、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下のときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを高める必要があると判断し、強制充電要求フラグＦｂに値１を設定し（ステップＳ４３０）、入力した積算蓄電割合ＳＯＣ１から制御蓄電割合ＳＯＣｃを減じたものを偏差ΔＳＯＣとして計算し（ステップＳ４４０）、計算した偏差ΔＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４５０）。強制充電要求フラグＦｂに値１が設定されると、図２に例示した駆動制御によってエンジン２２の運転停止が禁止されエンジン２２の運転が継続される。即ち、エンジン２２の運転を継続してモータＭＧ１の発電電力によりバッテリ５０を充電しながら要求トルクＴｒ＊により走行するためのエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２との制御（以下、強制充電走行制御という）が開始されることになる。ここで、所定割合Ｓｒｅｆは、強制充電走行制御を開始する際に、制御蓄電割合ＳＯＣｃが実際の蓄電割合ＳＯＣより許容範囲を超えて大きい値として推定されている状態から低下して充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下になったとき（以下、過大推定低下時という）であるか否かを判定するためのものであり、バッテリ５０の蓄電容量などに基づいて例えば２％や３％などに予め定めたものを用いることができる。
【００４７】
計算した偏差ΔＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ未満のときには、過大推定低下時ではないと判断し、強制充電走行制御を終了するときのバッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃである充電終了閾値Ｓｆｉｎに充電必要閾値Ｓｍｉｎより大きい第１の閾値Ｓ１（例えば５０％など）を設定し（ステップＳ４７０）、計算した偏差ΔＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ以上のときには、過大推定低下時であると判断し、充電終了閾値Ｓｆｉｎに充電必要閾値Ｓｍｉｎより大きいが第１の閾値Ｓ１より小さい第２の閾値Ｓ２（例えば、４３％や４５％など）を設定する（ステップＳ４８０）。そして、バッテリ５０の積算蓄電割合ＳＯＣ１を現在の制御蓄電割合ＳＯＣｃと同じ値に置き換えて設定し直すようバッテリＥＣＵ５２に指令して（ステップＳ４８０）、強制充電関連制御ルーチンを終了する。指令されたバッテリＥＣＵ５２は、積算蓄電割合ＳＯＣ１の値を置換して図４に例示した蓄電割合設定ルーチンによる積算蓄電割合ＳＯＣ１の演算を継続する。図５や図６に示したように、強制充電走行制御を開始するときには、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃは充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下であり、この制御蓄電割合ＳＯＣｃにはバッテリ電圧Ｖｂに基づく電圧蓄電割合ＳＯＣ２が大きく反映され実際の蓄電割合ＳＯＣをより正しく反映した値となっている。このため、実施例では、強制充電走行制御を開始するときに、実際の蓄電割合ＳＯＣに対して誤差を含んでいる可能性がある積算蓄電割合ＳＯＣ１を制御蓄電割合ＳＯＣｃと同じ値に置換することにより、その後の積算蓄電割合ＳＯＣ１をより正しい値として演算することができる。なお、偏差ΔＳＯＣと所定割合Ｓｒｅｆとの大小関係に応じて充電終了閾値Ｓｆｉｎを変更する理由については、後述する。
【００４８】
こうして強制充電走行制御を開始すると、次に本ルーチンを実行したときにステップＳ４１０で強制充電要求フラグＦｂが値１であると判定され、入力した制御蓄電割合ＳＯＣｃを設定した充電終了閾値Ｓｆｉｎと比較し（ステップＳ４９０）、制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電終了閾値Ｓｆｉｎ未満のときには、強制充電走行制御を継続すると判断して、強制充電要求フラグＦｂに値１を保持したまま、強制充電関連設定ルーチンを終了する。一方、入力した制御蓄電割合ＳＯＣｃが設定した充電終了閾値Ｓｆｉｎ以上のときには、強制充電走行制御を終了すると判断し、強制充電要求フラグＦｂに値０を設定して（ステップＳ５００）、強制充電関連設定ルーチンを終了する。こうして強制充電要求フラグＦｂに値０が設定されると、図２に例示した駆動制御によってエンジン２２の運転停止が許可されエンジン２２の要求パワーＰｅ＊の大小に基づくエンジン２２の間欠運転が行なわれる。即ち、強制充電走行制御が終了する。
【００４９】
ここで、強制充電走行制御を開始する際に、バッテリ５０の積算蓄電割合ＳＯＣ１から制御蓄電割合ＳＯＣｃを減じて得られる偏差ΔＳＯＣと所定割合Ｓｒｅｆとの大小関係に応じて充電終了閾値Ｓｆｉｎを変更する理由について説明する。図１２は、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃと偏差ΔＳＯＣおよびその大小の状態と強制充電要求フラグＦｂとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図中、実線で示す制御蓄電割合ＳＯＣｃと比較するために、積算蓄電割合ＳＯＣ１を一点鎖線で示し、偏差ΔＳＯＣの大小に拘わらず充電終了閾値Ｓｆｉｎとして第１の閾値Ｓ１を設定したときの比較例における制御蓄電割合ＳＯＣｃを破線で示す。偏差ΔＳＯＣの大小の状態は、偏差ΔＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ以上のときを偏差が大きい状態とし、偏差ΔＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ未満のときを偏差が小さい状態として示した。バッテリ５０からの放電により制御蓄電割合ＳＯＣｃが低下し、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌ未満となって電圧蓄電割合ＳＯＣ２が反映されるように制御蓄電割合ＳＯＣｃが補正され始めると（時刻ｔ１）、実際の蓄電割合ＳＯＣが積算蓄電割合ＳＯＣ１より小さいために積算蓄電割合ＳＯＣ１と制御蓄電割合ＳＯＣｃとの間に差が生じ、偏差ΔＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ以上にまで大きくなった状態で制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下となる過大推定低下時となり（時刻ｔ２）、強制充電走行制御を開始する場合がある。例えば、バッテリ５０が高温で自己放電による放電量が大きい状態が継続したときなどには、過大推定低下時となりやすい。こうした過大推定低下時の場合に、破線で示す比較例のように、制御蓄電割合ＳＯＣｃが比較的大きい第１の閾値Ｓ１になるまで強制充電走行制御を継続すると（時刻ｔ４）、エンジン２２の運転による燃焼消費が無駄に継続してしまう。無駄となる理由は、過大推定低下時は、制御蓄電割合ＳＯＣｃが実際の蓄電割合ＳＯＣよりも許容範囲を超えて大きい状態であったことから、充放電要求パワーＰｅ＊が充電電力としては小さく設定されてバッテリ５０の充電が抑制されていた状態であり、制御蓄電割合ＳＯＣｃを実際の蓄電割合ＳＯＣにより近い値とすることができれば、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを車両の走行によって回復させる余地があった状態ということができるためである。したがって、強制充電走行制御を開始するときに過大推定低下時と判定された場合には、強制充電走行制御を制御蓄電割合ＳＯＣｃが比較的小さい第２の閾値Ｓ２になるまでしか強制充電走行制御を継続しないようにすることにより（時刻ｔ３）、エンジン２２の燃焼消費を抑制することができる。一方、強制充電走行制御を開始するときに過大推定低下時でないと判定された場合には、例えば渋滞中など車両の走行によっては蓄電割合ＳＯＣを回復させる余地が少ないと判断し、強制充電走行制御を制御蓄電割合ＳＯＣｃが比較的大きい第１の閾値Ｓ１になるまで継続することにより、実際の蓄電割合ＳＯＣを回復させることができる。
【００５０】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下になったことによりエンジン２２の運転を継続してモータＭＧ１からの電力によりバッテリ５０を充電しながら要求トルクＴｒ＊により走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する強制充電走行制御を開始する際に、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃが実際の蓄電割合ＳＯＣより許容範囲を超えて大きい状態から低下して制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下になった過大推定低下時でないときには、制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎより大きい値として定めた第１の閾値Ｓ１になるまで強制充電走行制御を継続し、一方、強制充電走行制御を開始する際に過大推定低下時であるときには、制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎより大きく且つ第１の閾値Ｓ１より小さい第２の閾値Ｓ２になるまで強制充電走行制御を継続するから、過大推定低下時にはより小さい制御蓄電割合ＳＯＣｃになるタイミングで強制充電走行制御を終了することができ、エンジン２２の運転による燃料消費をより適正に抑制することができる。
【００５１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、強制充電走行制御を開始するときに積算蓄電割合ＳＯＣ１を制御蓄電割合ＳＯＣｃと同じ値に置換するものとしたが、強制充電走行制御を開始した後でも、例えばバッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧閾値Ｖｂｌに至る前などに、こうした置換を行なうものとしてもよい。また、強制充電走行制御を開始するときに積算蓄電割合ＳＯＣ１を電圧蓄電割合ＳＯＣ２と同じ値に置換する設定を行なうものとしてもよい。
【００５２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、電圧蓄電割合ＳＯＣ２を制御蓄電割合ＳＯＣｃに反映させるための反映係数ｋｖには、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌ以上且つ所定の高電圧Ｖｂｈ以下のときには値０が設定され、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌより小さいほど値１まで大きくなる値が設定され、バッテリ電圧Ｖｂが所定の高電圧Ｖｂｈより大きいほど値１まで大きくなる値が設定されるものとしたが、図１３の変形例の反映係数設定用マップに例示するように、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌ以上且つ所定の高電圧Ｖｂｈ以下のときには値０．５より小さい正の値が設定され、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌより小さいほど値０．５より大きい値１未満のある値まで大きくなる値が設定され、バッテリ電圧Ｖｂが所定の高電圧Ｖｂｈより大きいほど値０．５より大きい値１未満のある値まで大きくなる値が設定されるものとしてもよい。この場合、図４の蓄電割合設定ルーチンのステップＳ３３０〜Ｓ３５０の処理を実行せずに、ステップＳ３２０の処理に続けてステップＳ３６０，Ｓ３７０の処理を実行すればよい。
【００５３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図４に例示した蓄電割合設定ルーチンにより、バッテリ電圧Ｖｂを所定の高電圧Ｖｂｈや所定の低電圧Ｖｂｌと比較して制御蓄電割合ＳＯＣｃを設定するものとしたが、図１４の変形例の蓄電割合設定ルーチンに示すように、積算蓄電割合ＳＯＣ１を所定の高蓄電割合ＳＨや所定の低蓄電割合ＳＬと比較して制御蓄電割合ＳＯＣｃを設定するものとしてもよい。図１４のルーチンでは、図４のルーチンと同一の処理については同一のステップ番号を付しその詳細な説明は省略する。図１４のルーチンでは、バッテリ５０の積算蓄電割合ＳＯＣ１を演算すると共に電池蓄電割合ＳＯＣ２を設定すると、積算蓄電割合ＳＯＣ１を所定の高蓄電割合ＳＨと比較すると共に（ステップＳ６００）、積算蓄電割合ＳＯＣ１を所定の低蓄電割合ＳＬと比較し（ステップＳ６１０）、積算蓄電割合ＳＯＣ１が所定の高蓄電割合ＳＨより大きい高蓄電割合範囲になく且つ所定の低蓄電割合ＳＬより小さい低蓄電割合範囲にもないときには、積算蓄電割合ＳＯＣ１を制御蓄電割合ＳＯＣｃとして設定する（ステップＳ３５０）。一方、積算蓄電割合ＳＯＣ１が高蓄電割合範囲にあるとき又は低蓄電割合範囲にあるときには、積算蓄電割合ＳＯＣ１に基づいて図１５に例示する予め定められた反映係数設定用マップを用いて反映係数ｋｖを設定し（ステップＳ６２０）、電圧蓄電割合ＳＯＣ２が制御蓄電割合ＳＯＣｃにより大きく反映されるように前述の式（１）を用いて制御蓄電割合ＳＯＣｃを演算して（ステップＳ３７０）、本ルーチンを終了する。図１５の反映係数設定用マップでは、反映係数ｋｖは、積算蓄電割合ＳＯＣ１が所定の低蓄電割合ＳＬ以上且つ所定の高蓄電割合ＳＨ以下のときには値０が設定され、積算蓄電割合ＳＯＣ１が所定の低蓄電割合ＳＬより小さいほど値１まで大きくなる値が設定され、積算蓄電割合ＳＯＣ１が所定の高蓄電割合ＳＨより大きいほど値１まで大きくなる値が設定される。こうした設定によっても、バッテリ５０の実際の蓄電割合ＳＯＣが低下したときなどに制御蓄電割合ＳＯＣｃを実際の蓄電割合ＳＯＣをより正しく反映した値とすることができる。
【００５４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０はニッケル水素二次電池であるものとしたが、蓄電割合ＳＯＣが低蓄電割合範囲を含む所定蓄電割合範囲内のときには蓄電割合ＳＯＣが所定蓄電割合範囲外のときに比して蓄電割合ＳＯＣの単位変化量に対するバッテリ電圧Ｖｂの変化量が大きいという特性、言い換えると、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧範囲を含む所定電圧範囲内のときにはバッテリ電圧Ｖｂが所定電圧範囲外のときに比して蓄電割合ＳＯＣの単位変化量に対するバッテリ電圧Ｖｂの変化量が大きいという特性を有するものであれば、如何なる二次電池を用いるものとしてもよい。
【００５５】
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１６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１４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。
【００５６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すると共にモータＭＧ２からの動力を減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１７の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１により発電した電力をバッテリ５０に充電すると共にバッテリ５０からの電力を用いてモータＭＧ２により駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸に動力を出力するものとしてもよい。また、図１８の変形例のハイブリッド自動車３２０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３３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ３２９を介してエンジン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３３０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３３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。即ち、内燃機関と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入出力可能な電動機とを備えるものであれば、内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機として機能すると共に走行用の動力を入出力可能な電動機としても機能する一つの発電電動機を備えるハイブリッド自動車も含めて、如何なるタイプのハイブリッド自動車としてもよい。
【００５７】
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が「発電機」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、充放電電流Ｉｂやバッテリ電圧Ｖｂに基づいてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの推定値である制御蓄電割合ＳＯＣｃを設定する図４の蓄電割合設定ルーチンを実行するバッテリＥＣＵ５２が「推定蓄電割合演算手段」に相当し、強制充電要求フラグＦｂが値０のときにはエンジン２２の運転に際して充放電要求パワーＰｂ＊に基づいてバッテリ５０を充放電すると共にエンジン２２の要求パワーＰｅ＊の大小に基づくエンジン２２の間欠運転を伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行し、強制充電要求フラグＦｂが値１のときには充放電要求パワーＰｅ＊に基づいてバッテリ５０の充電を伴ってエンジン２２の要求パワーＰｅ＊の大小に拘わらずエンジン２２を継続して運転してリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とを設定する図２の駆動制御ルーチンを実行したり、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下になって強制充電走行制御を開始するときに過大推定低下時であるか否かを判定し判定結果に応じて充電終了閾値Ｓｆｉｎを第１の閾値Ｓ１または第２の閾値Ｓ２に設定して制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電終了閾値Ｓｆｉｎになるまで強制充電要求フラグＦｂに値１を保持する図１１の強制充電関連設定ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、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、動力分配統合機構３０が「遊星歯車機構」に相当する。
【００５８】
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に限定されるものではなく、水素エンジンなど、如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「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。「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、走行用の動力を入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。「二次電池」としては、ニッケル水素二次電池であるバッテリ５０に限定されるものではなく、発電機および電動機と電力のやりとりが可能なものであれば、他のタイプの二次電池であっても構わない。「推定蓄電割合演算手段」としては、図４の蓄電割合設定ルーチンを実行するバッテリＥＣＵ５２に限定されるものではなく、二次電池の状態に基づいて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である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算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、図２に例示した駆動制御や図１１に例示した強制充電関連設定を行なうものに限定されるものではなく、設定された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になるまでは内燃機関を運転するときに推定蓄電割合が小さいほど大きくなる傾向の充電電力で二次電池を充電すると共に内燃機関の間欠運転を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、設定された推定蓄電割合が充電必要閾値以下になったときには内燃機関の運転を継続して発電機からの電力により二次電池を充電すると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する強制充電走行制御を行ない、さらに、強制充電走行制御を開始する際、推定蓄電割合が二次電池の実際の蓄電割合より許容範囲を超えて大きい状態から低下して設定された推定蓄電割合が充電必要閾値以下になった過大推定低下時でないときには、設定された推定蓄電割合が充電必要閾値より大きい値として予め定められた第１の充電終了閾値になるまで強制充電走行制御を継続し、過大推定低下時であるときには、設定された推定蓄電割合が充電必要閾値より大きく且つ第１の充電終了閾値より小さい第２の充電終了閾値になるまで強制充電走行制御を継続する、ものであれば如何なるものとしても構わない。また、「遊星歯車機構」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるもの４軸式のものなど、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸と車軸に連結され且つ電動機が接続された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続されたものであれば如何なるものしても構わない。
【００５９】
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。
【００６０】
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】
【００６１】
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】
【００６２】
２０，１２０，２２０，３２０ 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、３２９ クラッチ、３３０ 変速機、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ 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、内燃機関と、内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、発電機および電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、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である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算する推定蓄電割合演算手段と、演算された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になったときには内燃機関の運転を継続して発電機からの電力により二次電池を充電すると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する強制充電走行制御を行なう制御手段と、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、モータジェネレータと、エンジンとモータジェネレータと駆動輪側とに接続された動力分割機構と、駆動輪側に接続された電気モータと、モータジェネレータおよび電気モータに接続されたバッテリとを備え、エンジンのアイドル運転の停止を禁止して走行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、バッテリの温度が高温になるほどエンジンのアイドル運転停止を禁止する時間が長くなるように制御するなどにより、エンジンの停止時間を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６０５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したハード構成のハイブリッド自動車では、バッテリの蓄電割合（ＳＯＣ）が閾値以下にまで低下したときに、蓄電割合を回復させるためにエンジンの運転停止を禁止して強制的に運転を継続して発電機の発電電力でバッテリを充電する強制充電制御が行なわれている。しかしながら、例えば道路の混雑状況や運転者の運転傾向などの車両が実際に走行する傾向によれば蓄電割合を回復させることができるにも拘わらず、バッテリの管理上の要因などのために強制充電制御が開始されてしまい、エンジンの運転が無駄に継続する場合があった。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、内燃機関の運転による燃料消費をより適正に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、
内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記二次電池の状態に基づいて該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である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算する推定蓄電割合演算手段と、前記演算された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になるまでは前記内燃機関を運転するときに前記推定蓄電割合が小さいほど大きくなる傾向の充電電力で前記二次電池を充電すると共に前記内燃機関の間欠運転を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値以下になったときには前記内燃機関の運転を継続して前記発電機からの電力により前記二次電池を充電すると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する強制充電走行制御を行なう制御手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際、前記推定蓄電割合が前記二次電池の実際の前記蓄電割合より許容範囲を超えて大きい状態から低下して前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値以下になった過大推定低下時でないときには、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値より大きい値として予め定められた第１の充電終了閾値になるまで前記強制充電走行制御を継続し、前記過大推定低下時であるときには、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値より大きく且つ前記第１の充電終了閾値より小さい第２の充電終了閾値になるまで前記強制充電走行制御を継続する手段である、 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、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である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算する。そして、演算された推定蓄電割合が充電必要閾値以下になったことにより内燃機関の運転を継続して発電機からの電力により二次電池を充電すると共に走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する強制充電走行制御を開始する際に、推定蓄電割合が二次電池の実際の蓄電割合より許容範囲を超えて大きい状態から低下して演算された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になった過大推定低下時ないときには、演算された推定蓄電割合が充電必要閾値より大きい値として予め定められた第１の充電終了閾値になるまで強制充電走行制御を継続する。また、強制充電走行制御を開始する際に過大推定低下時であるときには、演算された推定蓄電割合が充電必要閾値より大きく且つ第１の充電終了閾値より小さい第２の充電終了閾値になるまで強制充電走行制御を継続する。すなわち、強制充電走行制御を開始する際に過大推定低下時であるときには、過大推定低下時でないときに比して、推定蓄電割合が小さい閾値になるタイミングで強制充電走行制御を終了するのである。これにより、過大推定低下時には内燃機関の運転による燃料消費を抑制することができる。また、過大推定低下時は、推定蓄電割合が実際の蓄電割合よりも許容範囲を超えて大きい状態であったことから、推定蓄電割合に含まれる誤差のために二次電池の充電が抑制されていた状態であったということができる。したがって、過大推定低下時は、推定蓄電割合を実際の蓄電割合により近い値とすることができれば、二次電池の蓄電割合を回復させる余地があったときということができる。よって、強制充電走行制御を開始する際に過大推定低下時であるときは、過大推定低下時でないときに比して強制充電走行制御により蓄電割合を回復させる必要性が低いときということができる。このような過大推定低下時により小さい推定蓄電割合になるタイミングで強制充電走行制御を終了するから、内燃機関の運転による燃料消費をより適正に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、前記二次電池は、前記二次電池の電圧が少なくとも予め定められた低電圧範囲を含む所定電圧範囲内のときには該所定電圧範囲外のときよりも前記蓄電割合の単位変化量に対する前記二次電池の電圧の変化量が大きくなる電池特性を有し、前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池を充放電する電流の積算値に基づいて前記蓄電割合の第１の推定値である積算蓄電割合を演算すると共に、前記二次電池の電圧に基づいて前記電池特性が反映された該二次電池の電圧と前記蓄電割合との予め定められた関係を用いて前記蓄電割合の第２の推定値である電圧蓄電割合を設定し、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外のときには前記設定した電圧蓄電割合よりも前記演算した積算蓄電割合により近い値となるように前記推定蓄電割合を演算し、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲内のときには前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる傾向の値となるように前記推定蓄電割合を演算する手段であり、前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際に前記演算された推定蓄電割合が前記演算された積算蓄電割合より予め定められた所定割合以上小さいときを前記過大推定低下時として制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、推定蓄電割合と積算蓄電割合との比較によって過大推定低下時であるか否かを判別することができる。ここで、「二次電池」としては、ニッケル水素二次電池などを用いることができる。また、この場合、前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外のときには前記演算した積算蓄電割合を前記推定蓄電割合として用いると共に、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲内のときには前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる値を前記推定蓄電割合として用いる手段である、ものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記二次電池は、前記蓄電割合が少なくとも予め定められた低蓄電割合範囲を含む所定蓄電割合範囲内のときには該所定蓄電割合範囲外のときよりも前記蓄電割合の単位変化量に対する前記二次電池の電圧の変化量が大きくなる電池特性を有し、前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池を充放電する電流の積算値に基づいて前記蓄電割合の第１の推定値である積算蓄電割合を演算すると共に、前記二次電池の電圧に基づいて前記電池特性が反映された該二次電池の電圧と前記蓄電割合との予め定められた関係を用いて前記蓄電割合の第２の推定値である電圧蓄電割合を設定し、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外のときには前記設定した電圧蓄電割合よりも前記演算した積算蓄電割合により近い値を前記推定蓄電割合として演算し、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲内のときには前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる傾向の値を前記推定蓄電割合として演算する手段であり、前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際に前記演算された推定蓄電割合が前記演算された積算蓄電割合より予め定められた所定割合以上小さいときを前記過大推定低下時として制御する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、推定蓄電割合と積算蓄電割合との比較によって過大推定低下時であるか否かを判別することができる。ここで、「二次電池」としては、ニッケル水素二次電池などを用いることができる。「低蓄電割合範囲」は、充電必要閾値を含む範囲とすることができる。また、この場合、前記推定蓄電割合演算手段は、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外のときには前記推定蓄電割合として前記演算した積算蓄電割合を用いると共に、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲内のときには前記推定蓄電割合として前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる値を用いる手段である、ものとすることもできる。
【００１１】
これら推定蓄電割合が積算蓄電割合より所定割合以上小さいときを過大推定低下時として制御する態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記推定蓄電割合演算手段は、前記強制充電走行制御が開始する際に前記積算蓄電割合を前記推定蓄電割合と等しい値に置き換える手段である、ものとすることもできる。こうすれば、強制充電走行制御を開始するとき以降に積算蓄電割合を二次電池の実際の蓄電割合により近い値とすることができる。
【００１２】
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記内燃機関の運転を停止した状態で走行している最中に前記内燃機関の始動を伴って前記強制充電走行制御を開始したとき、前記強制充電走行制御を終了するときに前記内燃機関の運転が要求されていないときには該内燃機関の運転が停止されるよう該内燃機関を制御する手段である、ものとすることもできる。
【００１３】
あるいは、本発明のハイブリッド自動車において、前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結され且つ前記電動機が接続された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構を備える、ものとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例である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】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３】充放電要求パワー設定用マップの一例を示す説明図である。
【図４】バッテリＥＣＵ５２により実行される蓄電割合設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとバッテリ電圧Ｖｂとの関係として表されるバッテリ５０の特性の一例を示す説明図である。
【図６】バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃを設定するための反映係数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図８】モータ運転モード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】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１０】エンジン運転モード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１１】ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される強制充電関連設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１２】バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃと偏差ΔＳＯＣおよびその大小の状態と強制充電要求フラグＦｂとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。
【図１３】変形例の反映係数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１４】変形例のバッテリＥＣＵ５２により実行される蓄電割合設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１５】変形例の反映係数設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１６】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１７】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。
【図１８】変形例のハイブリッド自動車３２０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】
【００１５】
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】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例である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、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力可能な内燃機関として構成されたエンジン２２と、エンジン２２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４と、エンジン２２のクランクシャフト２６に複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア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が接続され遊星歯車機構として構成された動力分配統合機構３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が動力分配統合機構３０のサンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がリングギヤ軸３２ａに減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２をスイッチング制御することによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０と、電力ライン５４を共用するインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするニッケル水素二次電池として構成されたバッテリ５０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、を備える。
【００１７】
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないＣＰＵ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、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の状態を検出する図示しない種々のセンサからの信号、例えば、クランクシャフト２６の回転位置やエンジン２２の冷却水温，スロットル開度，吸入空気量，吸気温などを入力ポートを介して入力し、エンジン２２を駆動するための種々の制御信号、例えば、図示しない燃料噴射弁への駆動信号や、図示しないスロットルバルブへの駆動信号、イグナイタと一体化された図示しないイグニッションコイルへの制御信号などを出力ポートを介して出力している。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、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号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。
【００１８】
モータＥＣＵ４０は、図示しないＣＰＵ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、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。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からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置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，インバータ４１，４２に取り付けられた図示しない温度センサからのインバータ温度などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子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からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。
【００１９】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないＣＰＵ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、ＣＰＵの他にＲＯＭやＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２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からのバッテリ電圧Ｖｂ，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からのバッテリ温度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、電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値や電圧センサ５１ｂにより検出されたバッテリ電圧Ｖｂ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の推定値として各種制御に用いられる制御蓄電割合ＳＯＣｃを設定したり、設定した制御蓄電割合ＳＯＣｃと温度センサ５１ｃからのバッテリ温度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を演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃ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Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃの設定については後述する。以下では、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは、実際の値を意味するものとし、制御蓄電割合ＳＯＣｃなどの推定値とは区別して説明する。
【００２０】
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。
【００２１】
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と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駆動軸３２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。
【００２２】
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２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。
【００２３】
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，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ，初期値としては値０が設定されバッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下まで低下したときに値１が設定される強制充電要求フラグＦｂ，バッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊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、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂとバッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃ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。さらに、強制充電要求フラグＦｂは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される後述の強制充電関連設定ルーチンにより設定されたものを入力するものとした。また、充放電要求パワーＰｂ＊は、実施例では、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃと充放電要求パワーＰｂ＊との関係を予め定めて充放電要求パワー設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力した制御蓄電割合ＳＯＣｃが与えられると記憶したマップから対応する充放電要求パワーＰｂ＊を導出して設定するものとした。図３に充放電要求パワー設定用マップの一例を示す。充放電要求パワーＰｂ＊は、図示するように、制御蓄電割合ＳＯＣｃがバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの管理上の目標値である管理中心ＳＯＣ＊（例えば６０％など）より大きいほど正の所定パワーまで大きくなる放電要求側の値が設定され、制御蓄電割合ＳＯＣｃが管理中心ＳＯＣ＊より小さいほど負の所定パワーまで小さくなる充電要求側の値が設定されるものとした。ここで、駆動制御の説明を一旦中断し、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃの設定について説明する。
【００２４】
図４はバッテリＥＣＵ５２により実行される蓄電割合設定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、バッテリＥＣＵ５２により所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。蓄電割合設定ルーチンが実行されると、バッテリＥＣＵ５２の図示しないＣＰＵは、まず、電圧センサ５１ａにより検出されたバッテリ電圧Ｖｂや電流センサ５１ｂにより検出された充放電電流Ｉｂなど設定に必要なデータを入力し（ステップＳ３００）、入力した充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの第１の推定値として積算蓄電割合ＳＯＣ１を演算すると共に（ステップＳ３１０）、入力したバッテリ電圧Ｖｂに基づいてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの第２の推定値として電圧蓄電割合ＳＯＣ２を設定する処理を実行する（ステップＳ３２０）。
【００２５】
ここで、積算蓄電割合ＳＯＣ１は、実施例では、例えば車両の出荷時などにバッテリ５０の実際の蓄電割合ＳＯＣを反映する値として予め定められた初期値から充放電電流Ｉｂを積算することにより演算を開始し、イグニッションオフされたときに図示しないフラッシュメモリに記憶したものを次にイグニッションオンされたときに読み出して用いることにより演算を継続するものとした。また、電圧蓄電割合ＳＯＣ２は、実施例では、バッテリ電圧Ｖｂと電圧蓄電割合ＳＯＣ２との関係をバッテリ５０の特性が反映されるように予め定めて電圧蓄電割合設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、バッテリ電圧Ｖｂが与えられると記憶したマップから対応する電圧蓄電割合ＳＯＣ２を導出して設定するものとした。図５にバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとバッテリ電圧Ｖｂとの関係として表されるバッテリ５０の特性の一例を示す。図中、所定の低蓄電割合ＳＬは管理中心ＳＯＣ＊より小さい値（例えば４５％など）であり、所定の高蓄電割合ＳＨは管理中心ＳＯＣ＊より大きい値（例えば８０％など）である。なお、強制充電フラグＦｂに値１を設定するための充電必要閾値Ｓｍｉｎは、所定の低蓄電割合ＳＬより小さい値（例えば４０％など）として定められており、図中、括弧内の数字は各値の一例を示す。また、所定の低電圧Ｖｂｌはこのバッテリ５０の特性における所定の低蓄電割合ＳＬに対応するバッテリ電圧Ｖｂであり、所定の高電圧Ｖｂｈはこのバッテリ５０の特性における所定の高蓄電割合ＳＨに対応するバッテリ電圧Ｖｂ（所定の低電圧Ｖｂｌより高い値）である。実施例のバッテリ５０は、ニッケル水素二次電池であり、図示するように、蓄電割合ＳＯＣが所定の低蓄電割合ＳＬ未満の範囲（以下、低蓄電割合範囲という）または所定の高蓄電割合ＳＨより大きい範囲（以下、高蓄電割合範囲という）にあるときには、蓄電割合ＳＯＣが低蓄電割合範囲にも高蓄電割合範囲にもないときに比して、蓄電割合ＳＯＣの単位変化量（例えば１％）に対するバッテリ電圧Ｖｂの変化量が大きい、という特性を有する。言い換えると、バッテリ５０は、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌ未満の範囲（以下、低電圧範囲という）または所定の高電圧Ｖｂｈより大きい範囲（以下、高電圧範囲という）にあるときには、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧範囲にも高電圧範囲にもないときに比して、蓄電割合ＳＯＣの単位変化量（例えば１％）に対するバッテリ電圧Ｖｂの変化量が大きい、という特性を有する。したがって、このようなバッテリ５０の特性を反映した実施例の電圧蓄電割合設定用マップ、即ち、図５の蓄電割合ＳＯＣを電圧蓄電割合ＳＯＣ２に置き換えて得られる電圧蓄電割合設定用マップに、電圧センサ５１ａからのバッテリ電圧Ｖｂを適用して電圧蓄電割合ＳＯＣ２を設定すると、設定された電圧蓄電割合ＳＯＣ２は、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧範囲または高電圧範囲にあるときには、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧範囲にも高電圧範囲にもないときに比してバッテリ５０の実際の蓄電割合ＳＯＣをより正しく反映した推定値となり、制御蓄電割合ＳＯＣｃをより正しく設定するのに用いることが可能な推定値となる。
【００２６】
こうしてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの第１の推定値として積算蓄電割合ＳＯＣ１を演算すると共に第２の推定値として電圧蓄電割合ＳＯＣ２を設定すると、入力したバッテリ電圧Ｖｂと所定の高電圧Ｖｂｈとを比較すると共に（ステップＳ３３０）、バッテリ電圧Ｖｂと所定の低電圧Ｖｂｌとを比較し（ステップＳ３４０）、バッテリ電圧Ｖｂが所定の高電圧Ｖｂｈ以下であり且つ所定の低電圧Ｖｂｌ以上のとき（高電圧範囲にも低電圧範囲にもないとき）には、演算した積算蓄電割合ＳＯＣ１を制御蓄電割合ＳＯＣｃとして設定し（ステップＳ３５０）、蓄電割合設定ルーチンを終了する。図５に例示したように、バッテリ５０の特性によれば、バッテリ電圧Ｖｂに基づく電圧蓄電割合ＳＯＣ２は、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧範囲にも高電圧範囲にもないときには、バッテリ５０の実際の蓄電割合ＳＯＣを正しく反映しにくい。このため、実施例では、バッテリ電圧Ｖｂが高電圧範囲にも低電圧範囲にもないときには、電圧蓄電割合ＳＯＣ２に比してバッテリ５０の実際の蓄電割合ＳＯＣをより正しく反映する積算蓄電割合ＳＯＣ１を推定蓄電割合ＳＯＣｃとして設定するものとした。ただし、積算蓄電割合ＳＯＣ１は、時間経過に応じて実際の蓄電割合ＳＯＣに対する誤差が大きくなる可能性がある。
【００２７】
バッテリ電圧Ｖｂが所定の高電圧Ｖｂｈより大きい高電圧範囲にあるときや、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌ未満の低電圧範囲にあるときには、積算蓄電割合ＳＯＣ１より電圧蓄電割合ＳＯＣ２の方が実際の蓄電割合ＳＯＣを正確に反映しやすいと判断し、バッテリ電圧Ｖｂに基づいて制御蓄電割合ＳＯＣｃに電圧蓄電割合ＳＯＣ２を反映させる割合を定める値０以上値１以下の反映係数ｋｖを設定すると共に（ステップＳ３６０）、設定した反映係数ｋｖと電圧蓄電割合ＳＯＣ２との積に値１から反映係数ｋｖを減じた値（１−ｋｖ）と積算蓄電割合ＳＯＣ１との積を加えたものを次式（１）に示すように積算蓄電割合ＳＯＣとして演算し（ステップＳ３７０）、蓄電割合設定ルーチンを終了する。ここで、反映係数ｋｖは、実施例では、バッテリ電圧Ｖｂと反映係数ｋｖとの関係を予め定めて反映係数設定用マップとして図示しないＲＯＭに記憶しておき、バッテリ電圧Ｖｂが与えられると記憶したマップから対応する反映係数ｋｖを導出して設定するものとした。図６に反映係数設定用マップの一例を示す。図示するように、反映係数ｋｖは、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌ以上且つ所定の高電圧Ｖｂｈ以下のときには値０が設定され、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌより小さいほど値１まで大きくなる値が設定され、バッテリ電圧Ｖｂが所定の高電圧Ｖｂｈより大きいほど値１まで大きくなる値が設定される。バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌ以上且つ所定の高電圧Ｖｂｈ以下の範囲から離れるほど大きくなる値を反映係数ｋｖに設定するのは、制御蓄電割合ＳＯＣｃが不連続に変更されるのを抑制するためである。こうしてバッテリ電圧Ｖｂが低電圧範囲や高電圧範囲になったときに積算蓄電割合ＳＯＣ１より電圧蓄電割合ＳＯＣ２が反映されるように制御蓄電割合ＳＯＣｃを演算する（電圧蓄電割合ＳＯＣ２が反映されるように制御蓄電割合ＳＯＣｃを補正する）から、バッテリ５０の実際の蓄電割合ＳＯＣが低下したときなどに制御蓄電割合ＳＯＣｃを実際の蓄電割合ＳＯＣをより正しく反映した値とすることができる。以上、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃの設定について説明した。駆動制御の説明に戻る。
【００２８】
SOCc=kv・SOC2+(1-kv)・SOC1 (1)
【００２９】
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＊とエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊とを設定する（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７に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものからバッテリ５０が要求する充放電要求パワーＰｂ＊を減じてロスＬｏｓｓを加えることにより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。
【００３０】
続いて、エンジン２２が運転中であるか運転停止中であるかを判定し（ステップＳ１２０）、エンジン２２が運転停止中であるときには、要求パワーＰｅ＊を、エンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を始動した方がよい要求パワーＰｅ＊の範囲の下限として定められた閾値Ｐｓｔａｒｔと比較すると共に（ステップＳ１３０）、強制充電要求フラグＦｂを調べ（ステップＳ１４０）、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ未満で強制充電要求フラグＦｂが値０のときには、エンジン２２の運転停止を継続すると判断し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する（ステップＳ１５０）。
【００３１】
続いて、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から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐとして設定すると共に（ステップＳ１６０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを現在のモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割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を計算し（ステップＳ１７０）、計算した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（２）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Ｓ１８０）。
【００３２】
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (2)
【００３３】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（ステップＳ１９０）、駆動制御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、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子をスイッチング制御する。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に要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。モータ運転モード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。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。
【００３４】
ステップＳ１３０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ以上のときには、エンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を始動した方がよいと判断し、また、ステップＳ１３０，Ｓ１４０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔａｒｔ未満でも強制充電要求フラグＦｂが値１のときには、バッテリ５０を蓄電割合ＳＯＣを高めるためにエンジン２２を始動した方がよいと判断して、エンジン２２を始動する（ステップＳ２００）。ここで、エンジン２２の始動は、モータＭＧ１からトルクを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に出力され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をクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数（例えば１０００ｒｐｍ）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をクランキ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。
【００３５】
エンジン２２を始動すると、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと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＊とを設定し（ステップＳ２１０）、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（３）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とに基づいて式（４）によりモータＭＧ１から出力すべきトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ２２０）。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９に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワー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。式（３）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。エンジン運転モード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１０に示す。図中、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から出力されるトルク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。式（３）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（４）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（４）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。
【００３６】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (3)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt (4)
【００３７】
そして、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令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の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）により計算すると共に（ステップＳ２３０）、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）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（６）および式（７）により計算し（ステップＳ２４０）、計算した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（８）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Ｓ２５０）。ここで、式（５）は、図１０の共線図から容易に導くことができる。
【００３８】
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (5)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (6)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (8)
【００３９】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とを設定すると、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にそれぞれ送信して（ステップＳ２６０）、駆動制御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制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊を効率よく出力して、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。
【００４０】
エンジン２２からの動力を用いた走行を開始すると、次回に本ルーチンが実行されたときにはステップＳ１２０でエンジン２２は運転中であると判定され、要求パワーＰｅ＊を、エンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２を運転停止した方がよい要求パワーＰｅ＊の上限として定められた閾値Ｐｓｔｏｐ（閾値Ｐｓｔａｒｔより若干小さい値）と比較すると共に（ステップＳ２７０）、強制充電要求フラグＦｂを調べる（ステップＳ２８０）。要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐより大きいときには、エンジン２２を効率よく運転するためにエンジン２２の運転を継続した方がよいと判断し、また、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以下のときでも強制充電要求フラグＦｂが値１のときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを高めるためにエンジン２２の運転を継続した方がよいと判断して、上述したステップＳ２１０〜Ｓ２６０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、駆動制御ルーチンを終了する。
【００４１】
ステップＳ２７０，Ｓ２８０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｓｔｏｐ以下であり強制充電要求フラグＦｂが値０のときには、エンジン２２を運転停止すると判断し、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Ｓ１５０〜Ｓ１９０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、駆動制御ルーチンを終了する。
【００４２】
こうした制御により、強制充電要求フラグＦｂが値０のときには、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊の大小に基づくエンジン２２の間欠運転を伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。この強制充電要求フラグＦｂが値０の場合にエンジン２２を運転するときには、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃが小さいほど充電電力として大きくなる傾向に設定された充放電要求パワーＰｅ＊によってバッテリ５０の充放電が行なわれるように制御が行なわれることになる。また、強制充電要求フラグＦｂが値１のときには、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊の大小に拘わらずエンジン２２を継続して運転してリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。この強制充電要求フラグＦｂが値１の場合は、詳細は後述するが、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが制御中心ＳＯＣ＊より小さい充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下になった場合であるから、充電電力として設定された充放電要求パワーＰｂ＊によって、エンジン２２の運転によるモータＭＧ１からの発電電力でバッテリ５０が充電されるように制御が行なわれることになる。なお、エンジン２２を運転停止した状態で走行中に強制充電要求フラグＦｂに値１が設定されるとエンジン２２が始動され、その後に強制充電要求フラグＦｂに値０が設定されるとエンジン２２の要求パワーＰｅ＊が停止閾値Ｐｓｔｏｐ以下のときにはエンジン２２が運転停止される。以上、駆動制御について説明した。
【００４３】
次に、こうした駆動制御で用いられるバッテリ５０の強制充電要求フラグＦｂの設定に関連する処理について説明する。図１１は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される強制充電関連設定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。
【００４４】
強制充電関連設定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、バッテリ５０の積算蓄電割合ＳＯＣ１や制御蓄電割合ＳＯＣｃなど強制充電要求フラグＦｂなどの設定に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ４００）。積算蓄電割合ＳＯＣ１は、図４の蓄電割合設定ルーチンにより、電流センサ５１ｂからの充放電電流Ｉｂ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。また、制御蓄電割合ＳＯＣｃは、図４の蓄電割合設定ルーチンにより、積算蓄電割合ＳＯＣ１として設定されたものや、積算蓄電割合ＳＯＣ１と電圧蓄電割合ＳＯＣ２と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。
【００４５】
こうしてデータを入力すると、初期値としては値０が設定され本ルーチンで制御蓄電割合ＳＯＣｃに応じて値１や値０が設定される強制充電要求フラグＦｂを調べ（ステップＳ４１０）、強制充電要求フラグＦｂが値０のときには、制御蓄電割合ＳＯＣｃと充電必要閾値Ｓｍｉｎとを比較する（ステップＳ４２０）。充電必要閾値Ｓｍｉｎは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを高める必要がある範囲の上限としてバッテリ５０の蓄電容量などに基づいて予め定められたものであり、実施例では、図５に例示したように、所定の低蓄電割合ＳＬより小さい値（例えば４０％など）に定められているものとした。
【００４６】
バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎより大きいときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを高める必要はないと判断し、強制充電要求フラグＦｂに値０を保持したまま、強制充電関連設定ルーチンを終了する。また、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下のときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを高める必要があると判断し、強制充電要求フラグＦｂに値１を設定し（ステップＳ４３０）、入力した積算蓄電割合ＳＯＣ１から制御蓄電割合ＳＯＣｃを減じたものを偏差ΔＳＯＣとして計算し（ステップＳ４４０）、計算した偏差ΔＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ４５０）。強制充電要求フラグＦｂに値１が設定されると、図２に例示した駆動制御によってエンジン２２の運転停止が禁止されエンジン２２の運転が継続される。即ち、エンジン２２の運転を継続してモータＭＧ１の発電電力によりバッテリ５０を充電しながら要求トルクＴｒ＊により走行するためのエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２との制御（以下、強制充電走行制御という）が開始されることになる。ここで、所定割合Ｓｒｅｆは、強制充電走行制御を開始する際に、制御蓄電割合ＳＯＣｃが実際の蓄電割合ＳＯＣより許容範囲を超えて大きい値として推定されている状態から低下して充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下になったとき（以下、過大推定低下時という）であるか否かを判定するためのものであり、バッテリ５０の蓄電容量などに基づいて例えば２％や３％などに予め定めたものを用いることができる。
【００４７】
計算した偏差ΔＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ未満のときには、過大推定低下時ではないと判断し、強制充電走行制御を終了するときのバッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃである充電終了閾値Ｓｆｉｎに充電必要閾値Ｓｍｉｎより大きい第１の閾値Ｓ１（例えば５０％など）を設定し（ステップＳ４７０）、計算した偏差ΔＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ以上のときには、過大推定低下時であると判断し、充電終了閾値Ｓｆｉｎに充電必要閾値Ｓｍｉｎより大きいが第１の閾値Ｓ１より小さい第２の閾値Ｓ２（例えば、４３％や４５％など）を設定する（ステップＳ４８０）。そして、バッテリ５０の積算蓄電割合ＳＯＣ１を現在の制御蓄電割合ＳＯＣｃと同じ値に置き換えて設定し直すようバッテリＥＣＵ５２に指令して（ステップＳ４８０）、強制充電関連制御ルーチンを終了する。指令されたバッテリＥＣＵ５２は、積算蓄電割合ＳＯＣ１の値を置換して図４に例示した蓄電割合設定ルーチンによる積算蓄電割合ＳＯＣ１の演算を継続する。図５や図６に示したように、強制充電走行制御を開始するときには、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃは充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下であり、この制御蓄電割合ＳＯＣｃにはバッテリ電圧Ｖｂに基づく電圧蓄電割合ＳＯＣ２が大きく反映され実際の蓄電割合ＳＯＣをより正しく反映した値となっている。このため、実施例では、強制充電走行制御を開始するときに、実際の蓄電割合ＳＯＣに対して誤差を含んでいる可能性がある積算蓄電割合ＳＯＣ１を制御蓄電割合ＳＯＣｃと同じ値に置換することにより、その後の積算蓄電割合ＳＯＣ１をより正しい値として演算することができる。なお、偏差ΔＳＯＣと所定割合Ｓｒｅｆとの大小関係に応じて充電終了閾値Ｓｆｉｎを変更する理由については、後述する。
【００４８】
こうして強制充電走行制御を開始すると、次に本ルーチンを実行したときにステップＳ４１０で強制充電要求フラグＦｂが値１であると判定され、入力した制御蓄電割合ＳＯＣｃを設定した充電終了閾値Ｓｆｉｎと比較し（ステップＳ４９０）、制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電終了閾値Ｓｆｉｎ未満のときには、強制充電走行制御を継続すると判断して、強制充電要求フラグＦｂに値１を保持したまま、強制充電関連設定ルーチンを終了する。一方、入力した制御蓄電割合ＳＯＣｃが設定した充電終了閾値Ｓｆｉｎ以上のときには、強制充電走行制御を終了すると判断し、強制充電要求フラグＦｂに値０を設定して（ステップＳ５００）、強制充電関連設定ルーチンを終了する。こうして強制充電要求フラグＦｂに値０が設定されると、図２に例示した駆動制御によってエンジン２２の運転停止が許可されエンジン２２の要求パワーＰｅ＊の大小に基づくエンジン２２の間欠運転が行なわれる。即ち、強制充電走行制御が終了する。
【００４９】
ここで、強制充電走行制御を開始する際に、バッテリ５０の積算蓄電割合ＳＯＣ１から制御蓄電割合ＳＯＣｃを減じて得られる偏差ΔＳＯＣと所定割合Ｓｒｅｆとの大小関係に応じて充電終了閾値Ｓｆｉｎを変更する理由について説明する。図１２は、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃと偏差ΔＳＯＣおよびその大小の状態と強制充電要求フラグＦｂとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図中、実線で示す制御蓄電割合ＳＯＣｃと比較するために、積算蓄電割合ＳＯＣ１を一点鎖線で示し、偏差ΔＳＯＣの大小に拘わらず充電終了閾値Ｓｆｉｎとして第１の閾値Ｓ１を設定したときの比較例における制御蓄電割合ＳＯＣｃを破線で示す。偏差ΔＳＯＣの大小の状態は、偏差ΔＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ以上のときを偏差が大きい状態とし、偏差ΔＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ未満のときを偏差が小さい状態として示した。バッテリ５０からの放電により制御蓄電割合ＳＯＣｃが低下し、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌ未満となって電圧蓄電割合ＳＯＣ２が反映されるように制御蓄電割合ＳＯＣｃが補正され始めると（時刻ｔ１）、実際の蓄電割合ＳＯＣが積算蓄電割合ＳＯＣ１より小さいために積算蓄電割合ＳＯＣ１と制御蓄電割合ＳＯＣｃとの間に差が生じ、偏差ΔＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ以上にまで大きくなった状態で制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下となる過大推定低下時となり（時刻ｔ２）、強制充電走行制御を開始する場合がある。例えば、バッテリ５０が高温で自己放電による放電量が大きい状態が継続したときなどには、過大推定低下時となりやすい。こうした過大推定低下時の場合に、破線で示す比較例のように、制御蓄電割合ＳＯＣｃが比較的大きい第１の閾値Ｓ１になるまで強制充電走行制御を継続すると（時刻ｔ４）、エンジン２２の運転による燃焼消費が無駄に継続してしまう。無駄となる理由は、過大推定低下時は、制御蓄電割合ＳＯＣｃが実際の蓄電割合ＳＯＣよりも許容範囲を超えて大きい状態であったことから、充放電要求パワーＰｅ＊が充電電力としては小さく設定されてバッテリ５０の充電が抑制されていた状態であり、制御蓄電割合ＳＯＣｃを実際の蓄電割合ＳＯＣにより近い値とすることができれば、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを車両の走行によって回復させる余地があった状態ということができるためである。したがって、強制充電走行制御を開始するときに過大推定低下時と判定された場合には、強制充電走行制御を制御蓄電割合ＳＯＣｃが比較的小さい第２の閾値Ｓ２になるまでしか強制充電走行制御を継続しないようにすることにより（時刻ｔ３）、エンジン２２の燃焼消費を抑制することができる。一方、強制充電走行制御を開始するときに過大推定低下時でないと判定された場合には、例えば渋滞中など車両の走行によっては蓄電割合ＳＯＣを回復させる余地が少ないと判断し、強制充電走行制御を制御蓄電割合ＳＯＣｃが比較的大きい第１の閾値Ｓ１になるまで継続することにより、実際の蓄電割合ＳＯＣを回復させることができる。
【００５０】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下になったことによりエンジン２２の運転を継続してモータＭＧ１からの電力によりバッテリ５０を充電しながら要求トルクＴｒ＊により走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御する強制充電走行制御を開始する際に、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃが実際の蓄電割合ＳＯＣより許容範囲を超えて大きい状態から低下して制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下になった過大推定低下時でないときには、制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎより大きい値として定めた第１の閾値Ｓ１になるまで強制充電走行制御を継続し、一方、強制充電走行制御を開始する際に過大推定低下時であるときには、制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎより大きく且つ第１の閾値Ｓ１より小さい第２の閾値Ｓ２になるまで強制充電走行制御を継続するから、過大推定低下時にはより小さい制御蓄電割合ＳＯＣｃになるタイミングで強制充電走行制御を終了することができ、エンジン２２の運転による燃料消費をより適正に抑制することができる。
【００５１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、強制充電走行制御を開始するときに積算蓄電割合ＳＯＣ１を制御蓄電割合ＳＯＣｃと同じ値に置換するものとしたが、強制充電走行制御を開始した後でも、例えばバッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧閾値Ｖｂｌに至る前などに、こうした置換を行なうものとしてもよい。また、強制充電走行制御を開始するときに積算蓄電割合ＳＯＣ１を電圧蓄電割合ＳＯＣ２と同じ値に置換する設定を行なうものとしてもよい。
【００５２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、電圧蓄電割合ＳＯＣ２を制御蓄電割合ＳＯＣｃに反映させるための反映係数ｋｖには、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌ以上且つ所定の高電圧Ｖｂｈ以下のときには値０が設定され、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌより小さいほど値１まで大きくなる値が設定され、バッテリ電圧Ｖｂが所定の高電圧Ｖｂｈより大きいほど値１まで大きくなる値が設定されるものとしたが、図１３の変形例の反映係数設定用マップに例示するように、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌ以上且つ所定の高電圧Ｖｂｈ以下のときには値０．５より小さい正の値が設定され、バッテリ電圧Ｖｂが所定の低電圧Ｖｂｌより小さいほど値０．５より大きい値１未満のある値まで大きくなる値が設定され、バッテリ電圧Ｖｂが所定の高電圧Ｖｂｈより大きいほど値０．５より大きい値１未満のある値まで大きくなる値が設定されるものとしてもよい。この場合、図４の蓄電割合設定ルーチンのステップＳ３３０〜Ｓ３５０の処理を実行せずに、ステップＳ３２０の処理に続けてステップＳ３６０，Ｓ３７０の処理を実行すればよい。
【００５３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図４に例示した蓄電割合設定ルーチンにより、バッテリ電圧Ｖｂを所定の高電圧Ｖｂｈや所定の低電圧Ｖｂｌと比較して制御蓄電割合ＳＯＣｃを設定するものとしたが、図１４の変形例の蓄電割合設定ルーチンに示すように、積算蓄電割合ＳＯＣ１を所定の高蓄電割合ＳＨや所定の低蓄電割合ＳＬと比較して制御蓄電割合ＳＯＣｃを設定するものとしてもよい。図１４のルーチンでは、図４のルーチンと同一の処理については同一のステップ番号を付しその詳細な説明は省略する。図１４のルーチンでは、バッテリ５０の積算蓄電割合ＳＯＣ１を演算すると共に電池蓄電割合ＳＯＣ２を設定すると、積算蓄電割合ＳＯＣ１を所定の高蓄電割合ＳＨと比較すると共に（ステップＳ６００）、積算蓄電割合ＳＯＣ１を所定の低蓄電割合ＳＬと比較し（ステップＳ６１０）、積算蓄電割合ＳＯＣ１が所定の高蓄電割合ＳＨより大きい高蓄電割合範囲になく且つ所定の低蓄電割合ＳＬより小さい低蓄電割合範囲にもないときには、積算蓄電割合ＳＯＣ１を制御蓄電割合ＳＯＣｃとして設定する（ステップＳ３５０）。一方、積算蓄電割合ＳＯＣ１が高蓄電割合範囲にあるとき又は低蓄電割合範囲にあるときには、積算蓄電割合ＳＯＣ１に基づいて図１５に例示する予め定められた反映係数設定用マップを用いて反映係数ｋｖを設定し（ステップＳ６２０）、電圧蓄電割合ＳＯＣ２が制御蓄電割合ＳＯＣｃにより大きく反映されるように前述の式（１）を用いて制御蓄電割合ＳＯＣｃを演算して（ステップＳ３７０）、本ルーチンを終了する。図１５の反映係数設定用マップでは、反映係数ｋｖは、積算蓄電割合ＳＯＣ１が所定の低蓄電割合ＳＬ以上且つ所定の高蓄電割合ＳＨ以下のときには値０が設定され、積算蓄電割合ＳＯＣ１が所定の低蓄電割合ＳＬより小さいほど値１まで大きくなる値が設定され、積算蓄電割合ＳＯＣ１が所定の高蓄電割合ＳＨより大きいほど値１まで大きくなる値が設定される。こうした設定によっても、バッテリ５０の実際の蓄電割合ＳＯＣが低下したときなどに制御蓄電割合ＳＯＣｃを実際の蓄電割合ＳＯＣをより正しく反映した値とすることができる。
【００５４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０はニッケル水素二次電池であるものとしたが、蓄電割合ＳＯＣが低蓄電割合範囲を含む所定蓄電割合範囲内のときには蓄電割合ＳＯＣが所定蓄電割合範囲外のときに比して蓄電割合ＳＯＣの単位変化量に対するバッテリ電圧Ｖｂの変化量が大きいという特性、言い換えると、バッテリ電圧Ｖｂが低電圧範囲を含む所定電圧範囲内のときにはバッテリ電圧Ｖｂが所定電圧範囲外のときに比して蓄電割合ＳＯＣの単位変化量に対するバッテリ電圧Ｖｂの変化量が大きいという特性を有するものであれば、如何なる二次電池を用いるものとしてもよい。
【００５５】
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１６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１４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。
【００５６】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２からの動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すると共にモータＭＧ２からの動力を減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図１７の変形例のハイブリッド自動車２２０に例示するように、エンジン２２からの動力を用いてモータＭＧ１により発電した電力をバッテリ５０に充電すると共にバッテリ５０からの電力を用いてモータＭＧ２により駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸に動力を出力するものとしてもよい。また、図１８の変形例のハイブリッド自動車３２０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３３０を介してモータＭＧを取り付け、モータＭＧの回転軸にクラッチ３２９を介してエンジン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３３０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３３０を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。即ち、内燃機関と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入出力可能な電動機とを備えるものであれば、内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機として機能すると共に走行用の動力を入出力可能な電動機としても機能する一つの発電電動機を備えるハイブリッド自動車も含めて、如何なるタイプのハイブリッド自動車としてもよい。
【００５７】
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が「発電機」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「二次電池」に相当し、充放電電流Ｉｂやバッテリ電圧Ｖｂに基づいてバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの推定値である制御蓄電割合ＳＯＣｃを設定する図４の蓄電割合設定ルーチンを実行するバッテリＥＣＵ５２が「推定蓄電割合演算手段」に相当し、強制充電要求フラグＦｂが値０のときにはエンジン２２の運転に際して充放電要求パワーＰｂ＊に基づいてバッテリ５０を充放電すると共にエンジン２２の要求パワーＰｅ＊の大小に基づくエンジン２２の間欠運転を伴って駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行し、強制充電要求フラグＦｂが値１のときには充放電要求パワーＰｅ＊に基づいてバッテリ５０の充電を伴ってエンジン２２の要求パワーＰｅ＊の大小に拘わらずエンジン２２を継続して運転してリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行するようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊とモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とを設定する図２の駆動制御ルーチンを実行したり、バッテリ５０の制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電必要閾値Ｓｍｉｎ以下になって強制充電走行制御を開始するときに過大推定低下時であるか否かを判定し判定結果に応じて充電終了閾値Ｓｆｉｎを第１の閾値Ｓ１または第２の閾値Ｓ２に設定して制御蓄電割合ＳＯＣｃが充電終了閾値Ｓｆｉｎになるまで強制充電要求フラグＦｂに値１を保持する図１１の強制充電関連設定ルーチンを実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、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、動力分配統合機構３０が「遊星歯車機構」に相当する。
【００５８】
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に限定されるものではなく、水素エンジンなど、如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「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。「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、走行用の動力を入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。「二次電池」としては、ニッケル水素二次電池であるバッテリ５０に限定されるものではなく、発電機および電動機と電力のやりとりが可能なものであれば、他のタイプの二次電池であっても構わない。「推定蓄電割合演算手段」としては、図４の蓄電割合設定ルーチンを実行するバッテリＥＣＵ５２に限定されるものではなく、二次電池の状態に基づいて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である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算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、図２に例示した駆動制御や図１１に例示した強制充電関連設定を行なうものに限定されるものではなく、設定された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になるまでは内燃機関を運転するときに推定蓄電割合が小さいほど大きくなる傾向の充電電力で二次電池を充電すると共に内燃機関の間欠運転を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御し、設定された推定蓄電割合が充電必要閾値以下になったときには内燃機関の運転を継続して発電機からの電力により二次電池を充電すると共に要求駆動力により走行するよう内燃機関と発電機と電動機とを制御する強制充電走行制御を行ない、さらに、強制充電走行制御を開始する際、推定蓄電割合が二次電池の実際の蓄電割合より許容範囲を超えて大きい状態から低下して設定された推定蓄電割合が充電必要閾値以下になった過大推定低下時でないときには、設定された推定蓄電割合が充電必要閾値より大きい値として予め定められた第１の充電終了閾値になるまで強制充電走行制御を継続し、過大推定低下時であるときには、設定された推定蓄電割合が充電必要閾値より大きく且つ第１の充電終了閾値より小さい第２の充電終了閾値になるまで強制充電走行制御を継続する、ものであれば如何なるものとしても構わない。また、「遊星歯車機構」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるもの４軸式のものなど、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸と車軸に連結され且つ電動機が接続された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続されたものであれば如何なるものしても構わない。
【００５９】
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。
【００６０】
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】
【００６１】
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】
【００６２】
２０，１２０，２２０，３２０ 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、３２９ クラッチ、３３０ 変速機、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記二次電池の状態に基づいて該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である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算する推定蓄電割合演算手段と、前記演算された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になるまでは前記内燃機関を運転するときに前記推定蓄電割合が小さいほど大きくなる傾向の充電電力で前記二次電池を充電すると共に前記内燃機関の間欠運転を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値以下になったときには前記内燃機関の運転を継続して前記発電機からの電力により前記二次電池を充電すると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する強制充電走行制御を行なう制御手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際、前記推定蓄電割合が前記二次電池の実際の前記蓄電割合より許容範囲を超えて大きい状態から低下して前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値以下になった過大推定低下時でないときには、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値より大きい値として予め定められた第１の充電終了閾値になるまで前記強制充電走行制御を継続し、前記過大推定低下時であるときには、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値より大きく且つ前記第１の充電終了閾値より小さい第２の充電終了閾値になるまで前記強制充電走行制御を継続する手段である、
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、
前記二次電池は、前記二次電池の電圧が少なくとも予め定められた低電圧範囲を含む所定電圧範囲内のときには該所定電圧範囲外のときよりも前記蓄電割合の単位変化量に対する前記二次電池の電圧の変化量が大きくなる電池特性を有し、
前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池を充放電する電流の積算値に基づいて前記蓄電割合の第１の推定値である積算蓄電割合を演算すると共に、前記二次電池の電圧に基づいて前記電池特性が反映された該二次電池の電圧と前記蓄電割合との予め定められた関係を用いて前記蓄電割合の第２の推定値である電圧蓄電割合を設定し、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外のときには前記設定した電圧蓄電割合よりも前記演算した積算蓄電割合により近い値となるように前記推定蓄電割合を演算し、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲内のときには前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる傾向の値となるように前記推定蓄電割合を演算する手段であり、
前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際に前記演算された推定蓄電割合が前記演算された積算蓄電割合より予め定められた所定割合以上小さいときを前記過大推定低下時として制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項３】
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記二次電池は、前記蓄電割合が少なくとも予め定められた低蓄電割合範囲を含む所定蓄電割合範囲内のときには該所定蓄電割合範囲外のときよりも前記蓄電割合の単位変化量に対する前記二次電池の電圧の変化量が大きくなる電池特性を有し、
前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池を充放電する電流の積算値に基づいて前記蓄電割合の第１の推定値である積算蓄電割合を演算すると共に、前記二次電池の電圧に基づいて前記電池特性が反映された該二次電池の電圧と前記蓄電割合との予め定められた関係を用いて前記蓄電割合の第２の推定値である電圧蓄電割合を設定し、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外のときには前記設定した電圧蓄電割合よりも前記演算した積算蓄電割合により近い値を前記推定蓄電割合として演算し、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲内のときには前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる傾向の値を前記推定蓄電割合として演算する手段であり、
前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際に前記演算された推定蓄電割合が前記演算された積算蓄電割合より予め定められた所定割合以上小さいときを前記過大推定低下時として制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項２または３記載のハイブリッド自動車であって、
前記推定蓄電割合演算手段は、前記強制充電走行制御が開始する際に前記積算蓄電割合を前記推定蓄電割合と等しい値に置き換える手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項５】
請求項１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、
前記制御手段は、前記内燃機関の運転を停止した状態で走行している最中に前記内燃機関の始動を伴って前記強制充電走行制御を開始したとき、前記強制充電走行制御を終了するときに前記内燃機関の運転が要求されていないときには該内燃機関の運転が停止されるよう該内燃機関を制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項６】
請求項１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、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結され且つ前記電動機が接続された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項１】
内燃機関と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電機と、走行用の動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやりとりが可能な二次電池と、前記二次電池の状態に基づいて該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である蓄電割合の推定値として推定蓄電割合を演算する推定蓄電割合演算手段と、前記演算された推定蓄電割合が予め定められた充電必要閾値以下になるまでは前記内燃機関を運転するときに前記推定蓄電割合が小さいほど大きくなる傾向の充電電力で前記二次電池を充電すると共に前記内燃機関の間欠運転を伴って走行に要求される要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御し、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値以下になったときには前記内燃機関の運転を継続して前記発電機からの電力により前記二次電池を充電すると共に前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関と前記発電機と前記電動機とを制御する強制充電走行制御を行なう制御手段と、を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際、前記推定蓄電割合が前記二次電池の実際の前記蓄電割合より許容範囲を超えて大きい状態から低下して前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値以下になった過大推定低下時でないときには、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値より大きい値として予め定められた第１の充電終了閾値になるまで前記強制充電走行制御を継続し、前記過大推定低下時であるときには、前記演算された推定蓄電割合が前記充電必要閾値より大きく且つ前記第１の充電終了閾値より小さい第２の充電終了閾値になるまで前記強制充電走行制御を継続する手段である、
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、
前記二次電池は、前記二次電池の電圧が少なくとも予め定められた低電圧範囲を含む所定電圧範囲内のときには該所定電圧範囲外のときよりも前記蓄電割合の単位変化量に対する前記二次電池の電圧の変化量が大きくなる電池特性を有し、
前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池を充放電する電流の積算値に基づいて前記蓄電割合の第１の推定値である積算蓄電割合を演算すると共に、前記二次電池の電圧に基づいて前記電池特性が反映された該二次電池の電圧と前記蓄電割合との予め定められた関係を用いて前記蓄電割合の第２の推定値である電圧蓄電割合を設定し、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外のときには前記設定した電圧蓄電割合よりも前記演算した積算蓄電割合により近い値となるように前記推定蓄電割合を演算し、前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲内のときには前記二次電池の電圧が前記所定電圧範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる傾向の値となるように前記推定蓄電割合を演算する手段であり、
前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際に前記演算された推定蓄電割合が前記演算された積算蓄電割合より予め定められた所定割合以上小さいときを前記過大推定低下時として制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項３】
請求項１記載のハイブリッド自動車であって、
前記二次電池は、前記蓄電割合が少なくとも予め定められた低蓄電割合範囲を含む所定蓄電割合範囲内のときには該所定蓄電割合範囲外のときよりも前記蓄電割合の単位変化量に対する前記二次電池の電圧の変化量が大きくなる電池特性を有し、
前記推定蓄電割合演算手段は、前記二次電池を充放電する電流の積算値に基づいて前記蓄電割合の第１の推定値である積算蓄電割合を演算すると共に、前記二次電池の電圧に基づいて前記電池特性が反映された該二次電池の電圧と前記蓄電割合との予め定められた関係を用いて前記蓄電割合の第２の推定値である電圧蓄電割合を設定し、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外のときには前記設定した電圧蓄電割合よりも前記演算した積算蓄電割合により近い値を前記推定蓄電割合として演算し、前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲内のときには前記演算した積算蓄電割合が前記所定蓄電割合範囲外から離れるほど前記設定した電圧蓄電割合に近くなる傾向の値を前記推定蓄電割合として演算する手段であり、
前記制御手段は、前記強制充電走行制御を開始する際に前記演算された推定蓄電割合が前記演算された積算蓄電割合より予め定められた所定割合以上小さいときを前記過大推定低下時として制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項２または３記載のハイブリッド自動車であって、
前記推定蓄電割合演算手段は、前記強制充電走行制御が開始する際に前記積算蓄電割合を前記推定蓄電割合と等しい値に置き換える手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項５】
請求項１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、
前記制御手段は、前記内燃機関の運転を停止した状態で走行している最中に前記内燃機関の始動を伴って前記強制充電走行制御を開始したとき、前記強制充電走行制御を終了するときに前記内燃機関の運転が要求されていないときには該内燃機関の運転が停止されるよう該内燃機関を制御する手段である、
ハイブリッド自動車。
【請求項６】
請求項１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、
前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸と車軸に連結され且つ前記電動機が接続された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構
を備え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１７】
【図１８】
【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１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１８３９１５（Ｐ２０１２−１８３９１５Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４８１１１（Ｐ２０１１−４８１１１）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【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９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【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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