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、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン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にキャリアが接続されると共に駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤ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駆動軸36に接続されたモータ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の図示しないスイッチング素子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、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と電力をやりとりするバッテリ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(以下、HVECUという)70と、を備える。
エンジンECU24は、図示しないが、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、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。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信号、例えば、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションθcrやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Tw,燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Pin,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカムポジションθca,スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットルポジションTP,吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Qa,同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ta,排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比AF,同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号O2などが入力ポートを介して入力されており、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号,イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号,吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンECU24は、HVECU70と通信しており、HVECU70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HVECU70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。
モータECU40は、図示しないが、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、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶する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からの回転位置θm1,θm2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ポートを介して入力されており、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などが出力ポートを介して出力されている。また、モータECU40は、HVECU70と通信しており、HVECU70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HVECU70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θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転角速度ωm1,ωm2や回転数Nm1,Nm2も演算している。
バッテリECU52は、図示しないが、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、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。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の出力端子に接続された電力ライン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HVECU70に送信する。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そのときのバッテリ50から放電可能な電力の容量の全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の許容充電電力である入力制限Win(≦0)および許容放電電力である出力制限Wout(≧0)を演算したり、充放電電流Ibに基づいてバッテリ50の許容充電電力である電流起因入力制限IWin(≦0)を演算したり、バッテリ50の出力制限Woutを制御用出力制限Woutfに設定すると共にバッテリ50の入力制限Winと電流起因入力制限IWinとのうち大きい方(大きさの小さい方)を制御用入力制限Winfに設定したりしている。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の基本値を設定すると共に、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Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることによって設定することができる。図2に電池温度Tbと入出力制限Win,Woutとの関係の一例を示し、図3にバッテリ50の蓄電割合SOCと入出力制限Win,Woutの補正係数との関係の一例を示す。この入出力制限Win,Woutは、図示するように、バッテリ50の劣化をより確実に抑止するために電池温度Tbの上下限付近や蓄電割合SOCの上下限付近で比較的制限量が大きくなる、即ち値0に近づくように設定される。また、電流起因入力制限IWinは、次式(1)に示すように、バッテリ50の入力制限Winや充放電電流Ib,蓄電割合SOC,電池温度Tbに基づいて計算することができる。リチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ50は、充電が継続されると、負極表面にリチウムが析出して劣化(容量の低下)が促進される現象が生じる。したがって、電流起因入力制限IWinは、バッテリ50の劣化を抑制するために、バッテリ50の充電の継続に従ってそのときのバッテリ50の充電電力が大きいほど制限量が大きくなる(大きさが小さくなる)よう設定され、バッテリ50の充電の中断の継続に従ってそのときのバッテリ50の放電電力が大きいほど制限量が小さくなる(大きさが大きくなる)よう設定される。
IWin=Win-f(Ib,SOC,Tb) (1)
HVECU70は、図示しないが、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、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70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やシフトレバー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,大気圧センサ89からの大気圧Paなどが入力ポートを介して入力されている。HVECU70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。
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、運転者によるアクセルペダル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36に出力すべき要求トルクTr*を計算し、この要求トルクTr*に対応する要求動力が駆動軸36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と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プラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されて駆動軸36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プラネタリギヤ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駆動軸36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駆動軸36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とは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力が駆動軸36に出力されるようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
エンジン運転モードでは、HVECU70は、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と車速センサ88からの車速Vとに基づいて駆動軸36に出力すべき要求トルクTr*を設定し、設定した要求トルクTr*に駆動軸36の回転数Nr(例えば、モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算し、計算した走行用パワーPdrv*からバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じてエンジン22から出力すべきパワーとしての要求パワーPe*を設定する。そして、要求パワーPe*を効率よくエンジン22から出力することができるエンジン22の回転数NeとトルクTeとの関係としての動作ライン(例えば燃費最適動作ライン)を用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定し、バッテリ50の制御用入出力制限Winf,Woutfの範囲内で、エンジン22の回転数Neが目標回転数Ne*となるようにするための回転数フィードバック制御によってモータMG1から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm1*を設定すると共にモータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときにプラネタリギヤ30を介して駆動軸36に作用するトルクを要求トルクTr*から減じてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、設定した目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについてはエンジンECU24に送信し、トルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信する。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、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによってエンジン22が運転されるようエンジン22の吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行ない、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を効率よく運転しながらバッテリ50の制御用入出力制限Winf,Woutfの範囲内で要求トルクTr*を駆動軸36に出力して走行することができる。このエンジン運転モードでは、エンジン22の要求パワーPe*がエンジン22を運転停止した方がよい要求パワーPe*の範囲の上限として定められた停止用閾値Pstop以下に至ったときなどに、エンジン22の運転を停止してモータ運転モードに移行する。
モータ運転モードでは、HVECU70は、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸36に出力すべき要求トルクTr*を設定し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定する共に制御用入出力制限Winf,Woutfの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してモータECU40に送信する。そして、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を運転停止した状態でバッテリ50の制御用入出力制限Winf,Woutfの範囲内で要求トルクTr*を駆動軸36に出力して走行することができる。このモータ運転モードでは、要求トルクTr*に駆動軸36の回転数Nrを乗じて得られる走行用パワーPdrv*からバッテリ50の充放電要求パワーPb*を減じて得られるエンジン22の要求パワーPe*がエンジン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始動用閾値Pstart以上に至ったときなどに、エンジン22を始動してエンジン運転モードに移行する。
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、実施例のHVECU70により実行される充放電要求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。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。
充放電要求パワー設定ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、車速センサ88からの車速Vや、標高H,バッテリ50の蓄電割合SOC,入力制限Win,制御用入力制限Winfなどのデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、標高Hは、大気圧センサ89からの大気圧Paを標高Hに換算したものを入力するものとした。また、バッテリ50の蓄電割合SOC,入力制限Win,制御用入力制限Winfは、それぞれ、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演算されたもの,バッテリ50の電池温度Tbと蓄電割合SOCとに基づいて演算されたもの,充放電電流Ibに基づいて演算された電流起因入力制限IWinと入力制限Winとのうち大きい方(大きさの小さい方)とし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。
こうしてデータを入力すると、入力したバッテリ50の蓄電割合SOCに基づいてバッテリ50の充放電要求パワーPb*の基本値としての基本充放電要求パワーPbtmpを設定する(ステップS110)。ここで、基本充放電要求パワーPbtmpは、実施例では、バッテリ50の蓄電割合SOCと基本充放電要求パワーPbtmpとの関係を予め定めて基本充放電要求パワー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基本充放電要求パワーPbtmpを導出して設定するものとした。基本充放電要求パワー設定用マップの一例を図5に示す。基本充放電要求パワーPbtmpは、図示するように、バッテリ50の蓄電割合SOCが予め定められた目標割合SOC*(例えば、55%や60%,65%など)より大きいときには正(放電側)の値が設定され、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負(充電側)の値が設定される。
続いて、バッテリ50の制御用入力制限Winfから入力制限Winを減じることにより、制御用入力制限Winfの入力制限Winに対する制限量αを計算する(ステップS120)。ここで、制限量αは、電流起因入力制限IWinが入力制限Win以下のとき(電流起因入力制限IWinの大きさが入力制限Winの大きさ以上のとき)には入力制限Winが制御用入力制限Winfに設定されるために値0となり、電流起因入力制限IWinが入力制限Winより大きいときには電流起因入力制限IWinが制御用入力制限Winfに設定されるために正の値となる。
次に、フラグFの値を調べる(ステップS130)。ここで、フラグFは、基本充放電要求パワーPbtmpを充放電要求パワーPb*に設定するときに値0が設定され、それ以外の方法によって充放電要求パワーPb*を設定するときに値1が設定されるフラグである。
フラグFが値0のときには、制限量αを閾値αref1と比較する(ステップS140)。ここで、閾値αref1は、制御用入力制限Winfが入力制限Winに対してある程度制限されている厳制限状態であるか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、1kWや2kW,3kWなどを用いることができる。
制限量αが閾値αref1未満のとき(制御用入力制限Winfが値(Win+αref1)未満のとき)には、厳制限状態でないと判断し、ステップS110で設定した基本充放電要求パワーPbtmpをバッテリ50の充放電要求パワーPb*に設定し(ステップS170)、フラグFに値0を設定して(ステップS180)、本ルーチンを終了する。これにより、上述した駆動制御によって、走行用パワーPdrv*と充放電要求パワーPb*(=Pbtmp)とに基づく要求パワーPe*をエンジン22から出力しながら、即ち、充放電要求パワーPb*に応じた電力でバッテリ50を充放電しながら走行することができる。
ステップS140で制限量αが閾値αref1以上のとき(制御用入力制限Winfが値(Win+αref1)以上のとき)には、厳制限状態であると判断し、車速Vを閾値Vrefと比較すると共に(ステップS150)、標高Hを閾値Hrefと比較する(ステップS160)。ここで、閾値Vrefや閾値Hrefは、その後の走行において所定時間(例えば、数十秒や数分など)以上のモータMG2の回生駆動(バッテリ50の充電)の要求が予測される回生要求予測状態(いわゆる回生ポテンシャルを有している状態)を判定するために用いられるものであり、閾値Vrefは、例えば、50km/hや60km/h,70km/hなどを用いることができ、閾値Hrefは、例えば、800mや1000m,1200mなどを用いることができる。このステップS150,S160の処理は、高車速で走行しているときには大きな運動エネルギを有しており高地を走行しているときには大きな位置エネルギを有していることからその後の走行において所定時間以上のモータMG2の回生駆動の要求が予測されると考えられる、という理由に基づいて行なう処理ある。
車速Vが閾値Vref未満のときや標高Hが閾値Href未満のときには、回生要求予測状態でないと判断し、基本充放電要求パワーPbtmpをバッテリ50の充放電要求パワーPb*に設定し(ステップS170)、フラグFに値0を設定して(ステップS180)、本ルーチンを終了する。
一方、車速Vが閾値Vref以上で且つ標高Hが閾値Href以上のときには、回生要求予測状態であると判断し、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて値0以上の範囲で充放電要求パワーPb*を設定し(ステップS190)、フラグFに値1を設定して(ステップS200)、本ルーチンを終了する。ここで、充放電要求パワーPb*は、バッテリ50の蓄電割合SOCが所定値Sref(例えば、35%や40%,45%など)以下のときには値0を設定し、バッテリ50の蓄電割合SOCが所定値Srefより高いときには蓄電割合SOCが高いほど値0から大きくなる傾向の値(正の値)を設定するものとした。このように、厳制限状態かつ回生要求予測状態となったときに、バッテリ50の蓄電割合SOCに応じて充放電要求パワーPb*(≧0)を設定することにより、上述の駆動制御において、要求パワーPe*が走行用パワーPdrv*以下のパワーとなるから、バッテリ50の充電が行なわれなくなるようにすることができ、バッテリ50の制御用入力制限Winf(電流起因入力制限IWin)が大きくなる(大きさが小さくなる)のを抑制することができる。しかも、バッテリ50の蓄電割合SOCが所定値Sref以下のときに充放電要求パワーPb*に値0を設定することにより、バッテリ50の蓄電割合SOCが低くなり過ぎるのを抑制することができる。
こうしてフラグFに値1が設定されると、次回に本ルーチンが実行されたときには、ステップS130でフラグFが値1であると判定され、制限量αを、値0以上で閾値αref1より小さな閾値αref2と比較する(ステップS210)。ここで、閾値αref2は、厳制限状態でなくなったと判断してよいか否かを判定するために用いられるものであり、例えば、値0などを用いることができる。
制限量αが閾値αref2より大きいとき(制御用入力制限Winfが値(Win+αref2)より大きいとき)には、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて値0以上の範囲で充放電要求パワーPb*を設定し(ステップS190)、フラグFに値1を設定して(ステップS200)、本ルーチンを終了する。
一方、制限量αが閾値αref2以下のとき(制御用入力制限Winfが値(Win+αref2)以下のとき)には、基本充放電要求パワーPbtmpをバッテリ50の充放電要求パワーPb*に設定し(ステップS170)、フラグFに値0を設定して(ステップS180)、本ルーチンを終了する。
このように、制御用入力制限Winfの入力制限Winに対する制限量αが閾値αref1以上で車速Vが閾値Vref以上で標高Hが閾値Href以上のときには、その後に制限量αが閾値αref2以下になるまで、値0以上の範囲で充放電要求パワーPb*を設定するから、バッテリ50の制御用入力制限Winf(電流起因入力制限IWin)が大きくなる(大きさが小さくなる)のを抑制することができる。これにより、制限量αが閾値αref2以下になった後の走行において、ある程度の時間(例えば、数十秒や数分など)のモータMG2の回生駆動が要求されたときに、バッテリ50に充電可能な電力(電力量)をより多くすることができる。この結果、車両のエネルギ効率の更なる向上を図ることができる。
図6は、回生要求予測状態か否か,バッテリ50の充放電電力Wb,制御用入力制限Winf,蓄電割合SOCの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図中、実線は、厳制限状態かつ回生要求予測状態となったときにバッテリ50を充電しないようにする実施例の様子を示し、一点鎖線は厳制限状態かつ回生要求予測状態となったときでもバッテリ50の充電を中断しない比較例の様子を示す。なお、バッテリ50の充放電電力Wbは、例えば、バッテリ50の端子間電圧Vbと充放電電流Ibとの積などによって演算することができる。比較例では、図中一点鎖線に示すように、バッテリ50の充電の継続に従って制御用入力制限Winfが大きくなっていき(大きさが小さくなっていき)、バッテリ50の充電電力Wbも小さくなっていく。一方、実施例では、図中実線に示すように、制御用入力制限Winf(電流起因入力制限IWin)が入力制限Winに対して制限され始めた時刻t1より後に、厳制限状態かつ回生要求予測状態となったとき時刻t2にバッテリ50の充電を中断する。これにより、その後に制御用入力制限Winf(電流起因入力制限IWin)が徐々に小さくなっていき、厳制限状態でなくなった時刻t3にバッテリ50の充電を再開する。そして、その後に、厳制限状態になった時刻t4に回生要求予測状態でなければバッテリ50の充電を継続する。したがって、時刻t3より後に、ある程度の時間(例えば、数十秒や数分など)のモータMG2の回生駆動が要求されたときに、制御用入力制限Winfが小さい(大きさが大きい)状態からバッテリ50を充電することができるから、バッテリ50に充電可能な電力(電力量)をより多くすることができる。
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の蓄電割合SOCおよび電池温度Tbに応じた入力制限Winとバッテリ50の充放電電流Ibに応じた電流起因入力制限IWinとのうち制限量が大きい(大きさが小さい)方が設定された制御用入力制限Winfの入力制限Winに対する制限量αが閾値αref1以上で、車速Vが閾値Vref以上で、標高Hが閾値Href以上のときには、その後に制限量αが閾値αref1より小さな閾値αref2以下になるまで、値0以上の範囲で充放電要求パワーPb*を設定し、走行用パワーPdrv*から充放電要求パワーPb*を減じて得られるパワーがエンジン22から出力されると共にバッテリ50の出力制限Woutが設定された制御用出力制限Woutfと制御用入力制限Winfとの範囲内でモータMG1,MG2が駆動されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するから、バッテリ50が(一時的に)充電されないようにすることができ、制限量αが閾値αref2以下になった後の走行において、ある程度の時間のモータMG2の回生駆動が要求されたときに、バッテリ50に充電可能な電力(電力量)をより多くすることができる。この結果、車両のエネルギ効率の更なる向上を図ることができる。
実施例のハイブリッド自動車20では、制御用入力制限Winfの入力制限Winに対する制限量αが閾値αref1以上のときにおいて、車速Vと標高Hとを用いて回生要求予測状態であるか否かを判定するものとしたが、車速Vと標高Hとのうちいずれか一方だけを用いて回生要求予測状態であるか否かを判定するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、厳制限状態かつ回生要求予測状態になったときには、その後に制限量αが閾値αref1より小さな閾値αref2以下になるまで、値0以上の範囲で充放電要求パワーPb*を設定する充電回避設定処理を実行するものとしたが、充電回避設定処理を開始してから所定時間(例えば、数秒など)が経過するまで充電回避設定処理を継続するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、厳制限状態かつ回生要求予測状態となったときには、バッテリ50の蓄電割合SOCに応じて値0以上の範囲で充放電要求パワーPb*を設定するものとしたが、バッテリ50の蓄電割合SOCに拘わらず値0以上の固定値を充放電要求パワーPb*に設定するものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、厳制限状態かつ回生要求予測状態となったときには、バッテリ50の蓄電割合SOCに応じて値0以上の範囲で充放電要求パワーPb*を設定するものとしたが、基本充放電要求パワーPbtmpに対して充放電要求パワーPb*が値0以上となる範囲の補正値ΔPbを加えて充放電要求パワーPb*を設定するものとしてもよい。ここで、基本値ΔPbは、例えば、基本充放電要求パワーPbtmpが値0以上のときには値0または正の値を設定し、基本充放電要求パワーPbtmpが値0未満のときには絶対値が基本充放電要求パワーPbtmp以上の正の値を設定するものなどとすることができる。
実施例のハイブリッド自動車20では、厳制限状態かつ回生要求予測状態となったときには、値0以上の範囲で充放電要求パワーPb*を設定してこれを駆動制御に用いることによってバッテリ50が充電されないようにするものとしたが、これ以外の手法、例えば、バッテリ50の制御用入力制限Winfに値0を設定してこれを駆動制御に用いることによってバッテリ50が充電されないようにするものとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、バッテリ50の入力制限Winと電流起因入力制限IWinとのうち大きい方(大きさの小さい方)を制御用入力制限Winfに設定するものとしたが、これに限られず、バッテリ50の充電の継続に従って制限量が大きくなる(大きさが小さくなる)と共にバッテリ50の充電の中断の継続に従って制限量が小さくなる(大きさが大きくなる)傾向に制御用入力制限Winfを設定するものであればよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2からの動力を駆動軸36に出力するものとしたが、図7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からの動力を駆動軸36が接続された車軸(駆動輪38a,38bが接続された車軸)とは異なる車軸(図7における車輪39a,39bに接続された車軸)に接続するものとしてもよい。
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38a,38bに接続された駆動軸36に出力するものとしたが、図8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のクランクシャフトに接続されたインナーロータ232と駆動輪38a,38bに動力を出力する駆動軸36に接続されたアウターロータ234とを有しエンジン22からの動力の一部を駆動軸36に伝達すると共に残余の動力を電力に変換する対ロータ電動機230を備えるものとしてもよい。
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38a,38bに接続された駆動軸36に出力すると共にモータMG2からの動力を駆動軸36に出力するものとしたが、図9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38a,38bに接続された駆動軸36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36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。
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「エンジン」に相当し、モータMG1が「モータ」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当し、バッテリ50の蓄電割合SOCおよび電池温度Tbに応じた入力制限Winとバッテリ50の充放電電流Ibに応じた電流起因入力制限IWinとのうち制限量が大きい(大きさが小さい)方が設定された制御用入力制限Winfの入力制限Winに対する制限量αが閾値αref1以上で、車速Vが閾値Vref以上で、標高Hが閾値Href以上のときには、その後に制限量αが閾値αref1より小さな閾値αref2以下になるまで、値0以上の範囲で充放電要求パワーPb*を設定し、走行用パワーPdrv*から充放電要求パワーPb*を減じて得られるパワーがエンジン22から出力されると共にバッテリ50の出力制限Woutが設定された制御用出力制限Woutfと制御用入力制限Winfとの範囲内でモータMG1,MG2が駆動されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御する、HVECU70とエンジンECU24とモータECU40とが「制御手段」に相当する。また、プラネタリギヤ30が「プラネタリギヤ」に相当し、モータMG2が「モータ」に相当する。
ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン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ものとしても構わない。「モータ」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、エンジンの出力軸に動力を入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。「バッテリ」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、モータと電力のやりとりが可能な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、HVECU70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って構成されるものなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、バッテリ50の蓄電割合SOCおよび電池温度Tbに応じた入力制限Winとバッテリ50の充放電電流Ibに応じた電流起因入力制限IWinとのうち制限量が大きい(大きさが小さい)方が設定された制御用入力制限Winfの入力制限Winに対する制限量αが閾値αref1以上で、車速Vが閾値Vref以上で、標高Hが閾値Href以上のときには、その後に制限量αが閾値αref1より小さな閾値αref2以下になるまで、値0以上の範囲で充放電要求パワーPb*を設定し、走行用パワーPdrv*から充放電要求パワーPb*を減じて得られるパワーがエンジン22から出力されると共にバッテリ50の出力制限Woutが設定された制御用出力制限Woutfと制御用入力制限Winfとの範囲内でモータMG1,MG2が駆動されるようエンジン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、バッテリの充電の継続に従って制限が厳しくなると共にバッテリの充電の中断の継続に従って制限が緩くなる傾向の制御用許容充電電力の範囲内でバッテリが充放電されながら走行するようエンジンとモータとを制御するものにおいて、制御用許容充電電力の大きさが閾値以下に制限されている厳制限状態かつ現在より後の走行において所定時間以上のモータの回生駆動要求が予測される回生要求予測状態となったときには、所定の終了条件が成立するまではバッテリが充電されずに走行するようエンジンとモータ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。「プラネタリギヤ」としては、プラネタリギヤ30(シングルピニオン式のプラネタリギヤ)に限定されるものではなく、ダブルピニオン式のプラネタリギヤや、複数のプラネタリギヤの組み合わせによって構成されたものなど、車軸に連結された駆動軸とエンジンの出力軸とモータの回転軸とに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としても構わない。「第2モータ」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、バッテリと電力のやりとりが可能で駆動軸に回転軸が接続されたものであれば如何なるものとしても構わない。
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。
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。