JP2009161132A - 車両および駆動装置並びにこれらの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】後進方向に対する登坂路である後進登坂路を後進走行するときに、スムーズに発進すると共に蓄電装置の出力制限が小さくなることによる走行用の駆動力の低下が生じるまでの時間を長くする。
【解決手段】後進登坂路を後進走行するときに車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆより大きいときには（Ｓ１２０）、路面勾配θに基づいてバッテリの出力制限Ｗｏｕｔより小さい出力が設定された制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の範囲内で要求トルクＴｒ＊により走行するようエンジンと二つのモータとを制御する（Ｓ１３０，Ｓ１４０，Ｓ１６０〜Ｓ２２０）。一方、後進登坂路を後進走行するときに車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆ以下のときには（Ｓ１２０）、バッテリの出力制限Ｗｏｕｔが設定された制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の範囲内で要求トルクＴｒ＊により走行するようエンジンと二つのモータとを制御する（Ｓ１５０〜Ｓ２２０）。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両および駆動装置並びにこれらの制御方法に関する。

従来、この種の車両としては、エンジンと、第１モータ・ジェネレータと、エンジンにキャリアが接続されると共に第１モータ・ジェネレータにサンギヤが接続された遊星歯車機構と、遊星歯車機構のリングギヤと車輪に連結された出力部材とに接続された変速機と、出力部材に接続された第２モータ・ジェネレータと、第１モータ・ジェネレータや第２モータ・ジェネレータと電力をやりとりする蓄電装置と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、後進走行するときに、蓄電装置の充電量が低下してエンジンを駆動して第１モータ・ジェネレータによって発電を行なうときには、変速機の変速比をアップシフト側にすることにより、エンジンから遊星歯車機構を介して出力される前進方向のトルクを小さくし、エンジンを駆動することによる後進走行用のトルクの低下を抑制している。
特開２００５−２８０４７５号公報

一般に、こうした車両では、エンジンの負荷運転を伴って後進走行するときに、走行用の駆動力が大きく低下しないようにすることが課題の一つとされている。このため、蓄電装置から放電可能な電力が大きく制限される状態に至らないか至るまでの時間をより長くすることが望まれており、特に、比較的大きな電流での放電が継続された高電流継続時にその劣化を抑制するために蓄電装置から放電可能な電力を大きく制限するものでは、高電流継続時に至らないか至るまでの時間をより長くすることが望まれている。また、こうした車両では、第２モータ・ジェネレータが回転せずにトルクを出力している状態に陥ると、第２モータ・ジェネレータの特定の一相にだけ電流が集中して流れて電動機の温度の発熱が促進されるため、発進時に、こうした状態に陥らずにスムーズに発進できるようにすることも望まれている。

本発明の車両および駆動装置並びにこれらの制御方法は、後進方向に対する登坂路である後進登坂路を後進走行するときに、スムーズに発進すると共に蓄電装置の出力制限が小さくなることによる走行用の駆動力の低下が生じるまでの時間を長くすることを主目的とする。

本発明の車両および駆動装置並びにこれらの制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の車両は、
内燃機関を有し、該内燃機関が運転されているときには前進走行用の駆動力を車軸側に出力する内燃機関装置と、
走行用の駆動力を出力可能な電動機と、
前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
車速を検出する車速検出手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記蓄電手段に入出力される電流に基づいて、第１の所定値を超えたときに前記蓄電手段の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化パラメータを演算する劣化パラメータ演算手段と、
前記演算された劣化パラメータが前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下である第１の状態のときには前記蓄電手段の定格出力を前記蓄電手段の出力制限に設定し、前記演算された劣化パラメータが前記第２の所定値を超えた第２の状態のときには該劣化パラメータが前記第１の所定値を超えないように前記定格出力より小さい出力を前記蓄電手段の出力制限に設定する出力制限設定手段と、
後進方向に対する登坂路である後進登坂路を後進走行するとき、前記検出された車速が値０を含む所定範囲外のときには前記設定された出力制限より小さい所定の出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御し、前記検出された車速が前記所定範囲内のときには前記設定された出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御する後進走行時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、蓄電手段に入出力される電流に基づいて第１の所定値を超えたときに蓄電手段の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化パラメータを演算し、演算した劣化パラメータが第１の所定値より小さい第２の所定値以下である第１の状態のときには蓄電手段の定格出力を蓄電手段の出力制限に設定し、演算した劣化パラメータが第２の所定値を超えた第２の状態のときには劣化パラメータが第１の所定値を超えないように定格出力より小さい出力を蓄電手段の出力制限に設定する。これにより、劣化パラメータが第１の所定値を超えないようにすることができる。そして、後進方向に対する登坂路である後進登坂路を後進走行するときに車速が値０を含む所定範囲外のときには、設定した出力制限より小さい所定の出力制限の範囲内で要求駆動力により走行するよう内燃機関装置と電動機とを制御する。これにより、蓄電手段からの出力が予め制限されるから、劣化パラメータが第２の所定値を超えるまでの時間をより長くすることができ、出力制限そのものが小さくなるまでの時間をより長くすることができる。この結果、出力制限そのものが小さくなることによる後進走行用の駆動力の低下が生じるまでの時間をより長くすることができる。一方、後進登坂路を後進走行するときに車速が所定範囲内のときには設定した出力制限の範囲内で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装置と電動機とを制御する。これにより、蓄電手段からの出力が所定の出力制限の範囲内となるよう制御するものに比して後進走行用の駆動力をより出力することができるから、スムーズに発進することができる。

こうした本発明の車両において、前記後進走行時制御手段は、前記検出された車速が前記所定範囲外のときには、前記後進方向に対する登坂勾配が大きいほど小さくなる傾向に設定される前記所定の出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを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、後進方向に対する登坂勾配を反映した所定の出力制限を用いて内燃機関装置と電動機とを制御することができる。

また、本発明の車両において、前記後進走行時制御手段は、前記検出された車速が前記所定範囲外のときには前記設定された要求駆動力に基づく前記駆動軸に要求される駆動軸要求パワーから前記所定の出力制限を減じたパワーの前記内燃機関からの出力を伴って走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御し、前記検出された車速が前記所定範囲内のときには前記駆動軸要求パワーから前記設定された出力制限を減じたパワーの前記内燃機関からの出力を伴って走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御するものとすることもできる。

さらに、本発明の車両において、前記蓄電手段は、リチウムイオン二次電池であるものとすることもできる。また、前記内燃機関装置は、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段を備えるものとすることもできる。この場合、前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段であるものとすることもできる。

本発明の駆動装置は、
内燃機関を有し該内燃機関が運転されているときには前進走行用の駆動力を車軸側に出力する内燃機関装置および蓄電手段と共に車両に搭載される駆動装置であって、
前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、走行用の駆動力を出力可能な電動機と、
車速を検出する車速検出手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
前記蓄電手段に入出力される電流に基づいて、第１の所定値を超えたときに前記蓄電手段の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化パラメータを演算する劣化パラメータ演算手段と、
前記演算された劣化パラメータが前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下である第１の状態のときには前記蓄電手段の定格出力を前記蓄電手段の出力制限に設定し、前記演算された劣化パラメータが前記第２の所定値を超えた第２の状態のときには該劣化パラメータが前記第１の所定値を超えないように前記定格出力より小さい出力を前記蓄電手段の出力制限に設定する出力制限設定手段と、
後進方向に対する登坂路である後進登坂路を前記車両が後進走行するとき、前記検出された車速が値０を含む所定範囲外のときには前記設定された出力制限より小さい所定の出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御し、前記検出された車速が前記所定範囲内のときには前記設定された出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御する後進走行時制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、蓄電手段に入出力される電流に基づいて第１の所定値を超えたときに蓄電手段の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化パラメータを演算し、演算した劣化パラメータが第１の所定値より小さい第２の所定値以下である第１の状態のときには蓄電手段の定格出力を蓄電手段の出力制限に設定し、演算した劣化パラメータが第２の所定値を超えた第２の状態のときには劣化パラメータが第１の所定値を超えないように定格出力より小さい出力を蓄電手段の出力制限に設定する。これにより、劣化パラメータが第１の所定値を超えないようにすることができる。そして、後進方向に対する登坂路である後進登坂路を後進走行するときに車速が値０を含む所定範囲外のときには、設定した出力制限より小さい所定の出力制限の範囲内で要求駆動力により走行するよう内燃機関装置と電動機とを制御する。これにより、蓄電手段からの出力が予め制限されるから、劣化パラメータが第２の所定値を超えるまでの時間をより長くすることができ、出力制限そのものが小さくなるまでの時間をより長くすることができる。この結果、出力制限そのものが小さくなることによる後進走行用の駆動力の低下が生じるまでの時間をより長くすることができる。一方、後進登坂路を後進走行するときに車速が所定範囲内のときには設定した出力制限の範囲内で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装置と電動機とを制御する。これにより、蓄電手段からの出力が所定の出力制限の範囲内となるよう制御するものに比して後進走行用の駆動力をより出力することができるから、スムーズに発進することができる。

本発明の車両の制御方法は、
内燃機関を有し該内燃機関が運転されているときには前進走行用の駆動力を車軸側に出力する内燃機関装置と、走行用の駆動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
（ａ）前記蓄電手段に入出力される電流に基づいて、第１の所定値を超えたときに前記蓄電手段の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化パラメータを演算し、
（ｂ）前記演算された劣化パラメータが前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下である第１の状態のときには前記蓄電手段の定格出力を前記蓄電手段の出力制限に設定し、前記演算された劣化パラメータが前記第２の所定値を超えた第２の状態のときには該劣化パラメータが前記第１の所定値を超えないように前記定格出力より小さい出力を前記蓄電手段の出力制限に設定し、
（ｃ）後進方向に対する登坂路である後進登坂路を後進走行するとき、車速が値０を含む所定範囲外のときには前記設定された出力制限より小さい所定の出力制限の範囲内で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装置と前記電動機とを制御し、前記車速が前記所定範囲内のときには前記設定された出力制限の範囲内で前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御する、
ことを要旨とする。

この本発明の車両の制御方法では、蓄電手段に入出力される電流に基づいて第１の所定値を超えたときに蓄電手段の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化パラメータを演算し、演算した劣化パラメータが第１の所定値より小さい第２の所定値以下である第１の状態のときには蓄電手段の定格出力を蓄電手段の出力制限に設定し、演算した劣化パラメータが第２の所定値を超えた第２の状態のときには劣化パラメータが第１の所定値を超えないように定格出力より小さい出力を蓄電手段の出力制限に設定する。これにより、劣化パラメータが第１の所定値を超えないようにすることができる。そして、後進方向に対する登坂路である後進登坂路を後進走行するときに車速が値０を含む所定範囲外のときには、設定した出力制限より小さい所定の出力制限の範囲内で要求駆動力により走行するよう内燃機関装置と電動機とを制御する。これにより、蓄電手段からの出力が予め制限されるから、劣化パラメータが第２の所定値を超えるまでの時間をより長くすることができ、出力制限そのものが小さくなるまでの時間をより長くすることができる。この結果、出力制限そのものが小さくなることによる後進走行用の駆動力の低下が生じるまでの時間をより長くすることができる。一方、後進登坂路を後進走行するときに車速が所定範囲内のときには設定した出力制限の範囲内で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装置と電動機とを制御する。これにより、蓄電手段からの出力が所定の出力制限の範囲内となるよう制御するものに比して後進走行用の駆動力をより出力することができるから、スムーズに発進することができる。

本発明の駆動装置の制御方法は、
内燃機関を有し該内燃機関が運転されているときには前進走行用の駆動力を車軸側に出力する内燃機関装置および蓄電手段と共に車両に搭載され、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、走行用の駆動力を出力可能な電動機を備える駆動装置の制御方法であって、
（ａ）前記蓄電手段に入出力される電流に基づいて、第１の所定値を超えたときに前記蓄電手段の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化パラメータを演算し、
（ｂ）前記演算された劣化パラメータが前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下である第１の状態のときには前記蓄電手段の定格出力を前記蓄電手段の出力制限に設定し、前記演算された劣化パラメータが前記第２の所定値を超えた第２の状態のときには該劣化パラメータが前記第１の所定値を超えないように前記定格出力より小さい出力を前記蓄電手段の出力制限に設定し、
（ｃ）後進方向に対する登坂路である後進登坂路を前記車両が後進走行するとき、車速が値０を含む所定範囲外のときには前記設定された出力制限より小さい所定の出力制限の範囲内で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装置と前記電動機とを制御し、前記車速が前記所定範囲内のときには前記設定された出力制限の範囲内で前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御する、
ことを要旨とする。

この本発明の駆動装置の制御方法では、蓄電手段に入出力される電流に基づいて第１の所定値を超えたときに蓄電手段の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化パラメータを演算し、演算した劣化パラメータが第１の所定値より小さい第２の所定値以下である第１の状態のときには蓄電手段の定格出力を蓄電手段の出力制限に設定し、演算した劣化パラメータが第２の所定値を超えた第２の状態のときには劣化パラメータが第１の所定値を超えないように定格出力より小さい出力を蓄電手段の出力制限に設定する。これにより、劣化パラメータが第１の所定値を超えないようにすることができる。そして、後進方向に対する登坂路である後進登坂路を後進走行するときに車速が値０を含む所定範囲外のときには、設定した出力制限より小さい所定の出力制限の範囲内で要求駆動力により走行するよう内燃機関装置と電動機とを制御する。これにより、蓄電手段からの出力が予め制限されるから、劣化パラメータが第２の所定値を超えるまでの時間をより長くすることができ、出力制限そのものが小さくなるまでの時間をより長くすることができる。この結果、出力制限そのものが小さくなることによる後進走行用の駆動力の低下が生じるまでの時間をより長くすることができる。一方、後進登坂路を後進走行するときに車速が所定範囲内のときには設定した出力制限の範囲内で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装置と電動機とを制御する。これにより、蓄電手段からの出力が所定の出力制限の範囲内となるよう制御するものに比して後進走行用の駆動力をより出力することができるから、スムーズに発進することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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、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を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置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。

エンジン２２は、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であり、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節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。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。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、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とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも外表面に永久磁石が貼り付けられたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備えていて発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。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。

バッテリ５０は、リチウムイオン二次電池として構成されており、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，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残容量ＳＯＣを演算したり、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを設定したりしている。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎは、実施例では、電池温度Ｔｂに基づく基本値Ｗｉｎｔｍｐにバッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づく入力制限用補正係数を乗じることによりするものとした。また、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、実施例では、電池温度Ｔｂに基づく基本値Ｗｏｕｔｔｍｐにバッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づく出力制限用補正係数を乗じたもの（以下、定格出力Ｗｏｕｔｒという）に対して必要に応じて劣化ファクターＤに基づいて補正することにより設定するものとした。図２に電池温度Ｔｂと基本値Ｗｏｕｔｔｍｐとの関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の残容量ＳＯＣと出力制限用補正係数との関係の一例を示す。また、劣化ファクターＤは、基準値Ｄｍａｘを超えたときにバッテリ５０の劣化の開始が想定されるパラメータであり、実施例では、充放電電流Ｉｂを用いて次式（１）または式（１）から得られる式（２）により演算するものとした。式（１）中、「α」および「β」は、電池温度Ｔｂと残容量ＳＯＣとに依存するパラメータであり、実験などにより定めることができる。また、式（２）中、「κ」は、パラメータα，βに基づくパラメータ即ち電池温度Ｔｂと残容量ＳＯＣとに依存するパラメータであり、実験などにより定めることができる。以下、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの設定について説明する。

dD/dt +α・D=β・Ib (1)
D=κ・∫Ib・dt (2)

バッテリ５０は、リチウムイオン電池として構成されているが、このリチウムイオン二次電池については、大電流による放電が継続されると、端子間電圧Ｖｂが電池性能を十分に発揮できる電圧範囲の下限である下限電圧Ｖｂｍｉｎよりも高くても、あるタイミングからバッテリ５０の劣化が開始して端子間電圧Ｖｂが比較的急峻に低下し始める特性を有することが明らかにされている。この様子を図４に示す。また、以下、この端子間電圧Ｖｂが比較的急峻に低下し始めるタイミングを劣化開始タイミングという。実施例では、このようなリチウムイオン二次電池の特性を考慮して、劣化開始タイミングに至ったときにバッテリ５０の劣化の開始を想定するものとした。なお、この劣化開始タイミングは、前述の劣化ファクターＤが基準値Ｄｍａｘを超えたタイミングに相当する。ところで、劣化ファクターＤは、式（２）に示すように、パラメータκと充放電電流Ｉｂの積算値との積として演算されるものであるから、バッテリ５０から大電流による放電が継続して行なわれるほど大きな値となり、バッテリ５０への充電が行なわれているときには徐々に小さくなっていく。このため、実施例では、この劣化ファクターＤの特性を考慮して、劣化ファクターＤが基準値Ｄｍａｘより小さい制限開始閾値（制御目標値）Ｄｔａｇ以下のときには定格出力Ｗｏｕｔｒをバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに設定し、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇより大きいときには定格出力Ｗｏｕｔｒと制御開始閾値Ｄｔａｇと劣化ファクターＤとを用いて式（３）によりバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを設定するものとした。式（３）は、劣化ファクターＤと制御開始閾値Ｄｔａｇとの偏差を打ち消すためのフィードバック制御の式であり、式（３）中、右辺第２項の「Ｋｐ」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「Ｋｉ」は積分項のゲインである。「Ｋｐ」および「Ｋｉ」は、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔをできるだけ小さくせずに劣化ファクターＤが基準値Ｄｍａｘを超えないようにすることができる値を実験などにより定めることができる。このようにバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを設定することにより、劣化ファクターＤが基準値Ｄｍａｘを超えないようにすることができる。即ち、劣化開始タイミングに至らないようにすることができる。こうして設定されるバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの時間変化の様子の一例を図６に示す。バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、図５に示すように、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ以下のときには定格出力Ｗｏｕｔｒが設定され、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇを超えた以降は劣化ファクターＤが基準値Ｄｍａｘを超えないように劣化ファクターＤが大きいほど小さくなる傾向に設定される。

Wout=Woutr+Kp・(Dtag-D)+Ki・∫(Dtag-D)・dt (3)

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，勾配センサ８９からの路面勾配θ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。なお、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションセンサ８２により検出するシフトレバー８１のポジションとしては、駐車ポジション（Ｐポジション）や中立ポジション（Ｎポジション），ドライブポジション（Ｄポジション），リバースポジション（Ｒポジション）などがある。

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。

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、特に後進方向に対する登坂路である後進登坂路を後進走行する際の動作について説明する。図６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進走行時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、シフトポジションＳＰがＲポジションのときに所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

後進走行時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，勾配センサ８９からの路面勾配θ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の出力制限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、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量ＳＯＣと劣化ファクターＤ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。なお、路面勾配θは、実施例では、後進方向に対する登坂勾配を正の値、前進方向に対する登坂勾配を負の値とするものとした。

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（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。要求トルクＴｒ＊は、図示するように、負の値が設定される。

続いて、車速Ｖの絶対値を閾値Ｖｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｖｒｅｆは、車両が略停止してい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、２ｋｍ／ｈや３ｋｍ／ｈなどを用いることができる。車両が略停止している状態でモータＭＧ２からトルクを出力しているときには、駆動輪６３ａ，６３ｂにギヤ機構６０，駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａ，減速ギヤ３５を介して接続されたモータＭＧ２の三相コイルのうち特定の相にだけ電流が集中して流れる電流集中状態となっており、モータＭＧ２やインバータ４２の温度上昇が促進されやすい。したがって、ステップＳ１２０の車速Ｖと閾値Ｖｒｅｆとの比較は、モータＭＧ２やインバータ４２の温度上昇が促進されやすい状態か否かを判定する処理である。

車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆより大きいときには、路面勾配θに基づいて補正係数αを設定すると共に（ステップＳ１３０）、設定した補正係数αをバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに乗じたものをバッテリ５０の制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定する（ステップＳ１４０）。ここで、補正係数αは、実施例では、路面勾配θと補正係数αとの関係を予め定めて補正係数設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、路面勾配θが与えられると記憶したマップから対応する補正係数αを導出して設定するものとした。補正係数設定用マップの一例を図８に示す。補正係数αは、図示するように、路面勾配θが値０以下のとき即ち平坦路や前進方向に対する登坂路（後進方向に対する降坂路）のときには値１を設定し、路面勾配θが正の値のとき即ち後進方向に対する登坂路のときには値０より大きく値１より小さい範囲で路面勾配θが大きいほど小さくなる傾向に設定するものとした。即ち、後進方向への登坂勾配のときにバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔより小さい出力を制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定するものとした。一方、車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔをそのままバッテリ５０の制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定する（ステップＳ１５０）。これらのようにバッテリ５０の制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊を設定する理由については後述する。

次に、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じて得られる駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される駆動軸要求パワーＰｒ＊（＝Ｔｒ＊・Ｎｒ）からバッテリ５０の制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊を減じることによりエンジン２２に要求されるエンジン要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、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）によって求めることができる。

続いて、設定した要求パワー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Ｓ１７０）。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。

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（４）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（５）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１８０）。ここで、式（４）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後進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、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。式（４）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。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。また、式（５）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（５）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。

Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) (4)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (5)

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（６）により計算すると共に（ステップＳ１９０）、バッテリ５０の制御用出力制限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から出力してもよいトルクの下限（トルクの絶対値の上限）としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎを次式（７）により計算すると共に（ステップＳ２００）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（８）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ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Ｓ２１０）。ここで、式（６）は、図１０の共線図から容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (6)
Tm2min=(Wout*-Tm1*・Nm1)/Nm2 (7)
Tm2*=max(Tm2tmp,Tm2min) (8)

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Ｓ２２０）、後進走行時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。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、バッテリ５０の制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の範囲内でエンジン２２を効率よく運転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。

次に、車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆより大きいときに路面勾配θに基づいてバッテリ５０の制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊を設定する理由と、車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆ以下のときにバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔをそのまま制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定する理由と、について説明する。まず、前者について説明する。路面勾配θが比較的大きいときには、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求される後進走行用のトルクの大きさが比較的大きくなりやすい。このとき、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが設定された制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の範囲内でエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御すると、モータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに絶対値が比較的大きな後進走行用のトルクを出力するためにバッテリ５０からは比較的大きな電力が継続して出力されやすい。このため、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇを超えやすい。そして、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇを超えると、バッテリ５０を保護するために出力制限Ｗｏｕｔそのものが小さくなり、モータＭＧ２から出力できる最大トルクの絶対値もより制限されてしまう。また、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが小さくなると、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊が大きくなり、エンジン２２から動力分配統合機構３０を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるトルク（直達トルク）が大きくなるため、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力される後進走行用のトルクの絶対値はより小さくなる。これらを考慮して、実施例では、路面勾配θが後進方向に対する登坂勾配のときに路面勾配θに基づく補正係数αを用いて出力制限Ｗｏｕｔより小さい出力を制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定するものとした。これにより、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇを超えるまでの時間をより長くすることができ、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔそのものが制限されるまでの時間をより長くすることができる。この結果、出力制限Ｗｏｕｔが小さくなることによる駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力される後進走行用のトルクの絶対値の低下が生じるまでの時間をより長くすることができる。次に、後者、即ち、車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆ以下のときにバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔをそのまま制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定する理由について説明する。劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇを超えるまでの時間をできるだけ長くするためには、前述したように、路面勾配θを考慮した制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊を用いてエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御することが望ましい。しかしながら、発進時には、モータＭＧ２の三相コイルのうち特定の相にだけ電流が集中して流れる電流集中状態になるとモータＭＧ２やインバータ４２の温度上昇が促進されやすいためこの状態にはならないようにすることが望まれる。したがって、実施例では、発進時など車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、路面勾配θに拘わらず出力制限Ｗｏｕｔをそのまま制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定するものとした。これにより、発進をスムーズに行なうことができ、電流集中状態になるのをより抑制することができる。

図１１は、後進登坂路を後進走行するときの劣化ファクターＤとバッテリ５０の制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊とモータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２と車速Ｖとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図１１では、参考のために、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔをそのまま制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定する場合について比較例として一点鎖線で示した。比較例では、一点鎖線に示すように、走行を開始した時刻ｔ１以降はバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔをそのまま設定した制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の範囲内でエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御し、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇを超えた時刻ｔ２からバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔそのものが大きく制限され始める。そして、これに伴ってモータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２の絶対値も小さくなり、車速Ｖの絶対値も小さくなる。一方、実施例では、走行を開始した時刻ｔ１以降に車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆを超えた時点から出力制限Ｗｏｕｔに対して路面勾配θに基づいて補正した制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の範囲内でエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御することにより、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇを超えるまでの時間をより長くすることができる。これにより、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔそのものが大きく制限されるまでの時間をより長くすることができ、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力される後進走行用のトルクの絶対値が大きく低下するまでの時間をより長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、後進登坂路を後進走行するときに車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆより大きいときには、路面勾配θに基づいてバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔより小さい出力が設定された制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の範囲内で要求トルクＴｒ＊により走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇを超えるまでの時間をより長くすることができ、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔそのものが制限されることによる駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力される後進走行用のトルクの絶対値の低下が生じるまでの時間をより長くすることができる。また、後進登坂路を後進走行するときに車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが設定された制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の範囲内で要求トルクＴｒ＊により走行するようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するから、発進をスムーズに行なうことができ、電流集中状態になるのをより抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、後進方向に対する登坂路のときに、路面勾配θが大きいほど直線的に小さくなる傾向に補正係数αを設定するものとしたが、前進方向に対する登坂路のときや平坦路のときに比して小さい補正係数αを設定するものであればよく、例えば、路面勾配θが大きいほど１以上の段数をもって小さくなる傾向に設定するものとしたり、所定値（値０．５や値０．７など）を設定するものとしたりしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。

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１２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１２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。

実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２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に出力するものとしたが、図１３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２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸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。

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、車両に搭載される駆動装置の形態としたり、車両や駆動装置の制御方法の形態としたりてもよい。

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とモータＭＧ１と動力分配統合機構３０とを組み合わせたものが「内燃機関装置」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、車速センサ８８が「車速検出手段」に相当し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図６の後進走行時制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、基準値Ｄｍａｘを超えたときにバッテリ５０の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化ファクターＤを充放電電流Ｉｂに基づいて演算するバッテリＥＣＵ５２が「劣化パラメータ演算手段」に相当し、劣化ファクターＤが基準値Ｄｍａｘより小さい制限開始閾値Ｄｔａｇ以下のときにはバッテリ５０の電池温度Ｔｂと残容量ＳＯＣとに基づく定格出力Ｗｏｕｔｒをバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに設定し、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇより大きいときには劣化ファクターＤが基準値Ｄｍａｘを超えないように劣化ファクターＤと制限開始閾値Ｄｔａｇとに基づいて定格出力Ｗｏｕｔｒより小さい出力をバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに設定するバッテリＥＣＵ５２が「出力制限設定手段」に相当し、後進方向に対する登坂路である後進登坂路を後進走行するときに車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆより大きいときには、路面勾配θに基づいてバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔより小さい出力が設定された制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の範囲内で要求トルクＴｒ＊により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＊を設定して各ＥＣＵに送信し、後進登坂路を後進走行するときに車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが設定された制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の範囲内で要求トルクＴｒ＊により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＊を設定して各ＥＣＵに送信する図６の後進走行時制御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、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を制御するエンジンＥＣＵ２４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「後進走行時制御手段」に相当する。また、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１と動力分配統合機構３０との組み合わせが「電力動力入出力手段」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。さらに、エンジン２２と対ロータ電動機２３０との組み合わせも「内燃機関装置」に相当し、対ロータ電動機２３０も「電力動力入出力手段」に相当する。

ここで、「内燃機関装置」としては、エンジン２２とモータＭＧ１と動力分配統合機構３０とを組み合わせたものやエンジン２２と対ロータ電動機２３０とを組み合わせたものに限定されるものではなく、内燃機関を有し、内燃機関が運転されているときには前進走行用の駆動力を車軸側に出力するものであれば如何なるものとしても構わない。
「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。「蓄電手段」としては、リチウムイオン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、電動機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。「車速検出手段」としては、車速センサ８８に限定されるものではなく、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数に基づいて車速Ｖを算出するものや駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に取り付けられた車輪速センサからの信号に基づいて車速Ｖを演算するものなど、車速を検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、アクセル開度Ａｃｃだけに基づいて要求トルクを設定するものや走行経路が予め設定されているものにあっては走行経路における走行位置に基づいて要求トルクを設定するものなど、走行に要求される要求駆動力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。「劣化パラメータ演算手段」としては、基準値Ｄｍａｘを超えたときにバッテリ５０の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化ファクターＤを充放電電流Ｉｂに基づいて演算するものに限定されるものではなく、蓄電手段に入出力される電流に基づいて、第１の所定値を超えたときに蓄電手段の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化パラメータ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。「出力制限設定手段」としては、劣化ファクターＤが基準値Ｄｍａｘより小さい制限開始閾値Ｄｔａｇ以下のときにはバッテリ５０の電池温度Ｔｂと残容量ＳＯＣとに基づく定格出力Ｗｏｕｔｒをバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに設定し、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇより大きいときには劣化ファクターＤが基準値Ｄｍａｘを超えないように劣化ファクターＤと制限開始閾値Ｄｔａｇとに基づいて定格出力Ｗｏｕｔｒより小さい出力をバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに設定するものに限定されるものではなく、劣化パラメータが第１の所定値より小さい第２の所定値以下である第１の状態のときには蓄電手段の定格出力を蓄電手段の出力制限に設定し、劣化パラメータが第２の所定値を超えた第２の状態のときには劣化パラメータが第１の所定値を超えないように定格出力より小さい出力を蓄電手段の出力制限に設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「後進走行時制御手段」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、「後進走行時制御手段」としては、後進方向に対する登坂路である後進登坂路を後進走行するときに車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆより大きいときには、路面勾配θに基づいてバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔより小さい出力が設定された制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の範囲内で要求トルクＴｒ＊により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とを制御し、後進登坂路を後進走行するときに車速Ｖの絶対値が閾値Ｖｒｅｆ以下のときには、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが設定された制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の範囲内で要求トルクＴｒ＊により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、後進方向に対する登坂路である後進登坂路を後進走行するとき、車速が値０を含む所定範囲外のときには出力制限より小さい所定の出力制限の範囲内で要求駆動力により走行するよう内燃機関装置と電動機とを制御し、車速が所定範囲内のときには出力制限の範囲内で要求駆動力により走行するよう内燃機関装置と電動機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。「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。「電力動力入出力手段」としては、動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とを組み合わせたものや対ロータ電動機２３０に限定されるされるものではなく、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に駆動軸とは独立に回転可能に内燃機関の出力軸に接続され、電力と動力の入出力を伴って駆動軸と出力軸と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。「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、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「３軸式動力入出力手段」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やデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれかに軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する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最良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最良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。

本発明は、車両や駆動装置の製造産業などに利用可能である。

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。 バッテリ５０の電池温度Ｔｂと基本値Ｗｏｕｔｔｍｐとの関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０の残容量ＳＯＣと出力制限用補正係数との関係の一例を示す説明図である。 バッテリ５０から大電流による放電が継続されたときの端子間電圧Ｖｂの時間変化の様子を示す説明図である。 劣化ファクターＤが基準値Ｄｍａｘを超えないように設定されるバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの時間変化の様子の一例を示す説明図である。 実施例の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進走行時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 補正係数設定用マップの一例を示す説明図である。 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示す説明図である。 エンジン２２からパワーを出力している状態で後進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。 後進登坂路を後進走行するときの劣化ファクターＤとバッテリ５０の制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊とモータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２と車速Ｖとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。 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。 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。

符号の説明

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、８９ 勾配センサ、２３０ 対ロータ電動機、２３２ インナーロータ、２３４ アウターロータ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (9)

1. 内燃機関を有し、該内燃機関が運転されているときには前進走行用の駆動力を車軸側に出力する内燃機関装置と、
   走行用の駆動力を出力可能な電動機と、
   前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
   車速を検出する車速検出手段と、
   走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
   前記蓄電手段に入出力される電流に基づいて、第１の所定値を超えたときに前記蓄電手段の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化パラメータを演算する劣化パラメータ演算手段と、
   前記演算された劣化パラメータが前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下である第１の状態のときには前記蓄電手段の定格出力を前記蓄電手段の出力制限に設定し、前記演算された劣化パラメータが前記第２の所定値を超えた第２の状態のときには該劣化パラメータが前記第１の所定値を超えないように前記定格出力より小さい出力を前記蓄電手段の出力制限に設定する出力制限設定手段と、
   後進方向に対する登坂路である後進登坂路を後進走行するとき、前記検出された車速が値０を含む所定範囲外のときには前記設定された出力制限より小さい所定の出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御し、前記検出された車速が前記所定範囲内のときには前記設定された出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御する後進走行時制御手段と、
   を備える車両。
2. 前記後進走行時制御手段は、前記検出された車速が前記所定範囲外のときには、前記後進方向に対する登坂勾配が大きいほど小さくなる傾向に設定される前記所定の出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御する手段である請求項１記載の車両。
3. 前記後進走行時制御手段は、前記検出された車速が前記所定範囲外のときには前記設定された要求駆動力に基づく前記駆動軸に要求される駆動軸要求パワーから前記所定の出力制限を減じたパワーの前記内燃機関からの出力を伴って走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御し、前記検出された車速が前記所定範囲内のときには前記駆動軸要求パワーから前記設定された出力制限を減じたパワーの前記内燃機関からの出力を伴って走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御する請求項１または２記載の車両。
4. 前記蓄電手段は、リチウムイオン二次電池である請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の車両。
5. 前記内燃機関装置は、車軸に連結された駆動軸に接続されると共に該駆動軸とは独立に回転可能に前記内燃機関の出力軸に接続され、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、電力と動力の入出力を伴って前記駆動軸と前記出力軸とに動力を入出力可能な電力動力入出力手段を備える請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の車両。
6. 前記電力動力入出力手段は、動力を入出力する発電機と、前記駆動軸と前記出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、を備える手段である請求項５記載の車両。
7. 内燃機関を有し該内燃機関が運転されているときには前進走行用の駆動力を車軸側に出力する内燃機関装置および蓄電手段と共に車両に搭載される駆動装置であって、
   前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、走行用の駆動力を出力可能な電動機と、
   車速を検出する車速検出手段と、
   走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
   前記蓄電手段に入出力される電流に基づいて、第１の所定値を超えたときに前記蓄電手段の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化パラメータを演算する劣化パラメータ演算手段と、
   前記演算された劣化パラメータが前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下である第１の状態のときには前記蓄電手段の定格出力を前記蓄電手段の出力制限に設定し、前記演算された劣化パラメータが前記第２の所定値を超えた第２の状態のときには該劣化パラメータが前記第１の所定値を超えないように前記定格出力より小さい出力を前記蓄電手段の出力制限に設定する出力制限設定手段と、
   後進方向に対する登坂路である後進登坂路を前記車両が後進走行するとき、前記検出された車速が値０を含む所定範囲外のときには前記設定された出力制限より小さい所定の出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御し、前記検出された車速が前記所定範囲内のときには前記設定された出力制限の範囲内で前記設定された要求駆動力により走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御する後進走行時制御手段と、
   を備える駆動装置。
8. 内燃機関を有し該内燃機関が運転されているときには前進走行用の駆動力を車軸側に出力する内燃機関装置と、走行用の駆動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
   （ａ）前記蓄電手段に入出力される電流に基づいて、第１の所定値を超えたときに前記蓄電手段の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化パラメータを演算し、
   （ｂ）前記演算された劣化パラメータが前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下である第１の状態のときには前記蓄電手段の定格出力を前記蓄電手段の出力制限に設定し、前記演算された劣化パラメータが前記第２の所定値を超えた第２の状態のときには該劣化パラメータが前記第１の所定値を超えないように前記定格出力より小さい出力を前記蓄電手段の出力制限に設定し、
   （ｃ）後進方向に対する登坂路である後進登坂路を後進走行するとき、車速が値０を含む所定範囲外のときには前記設定された出力制限より小さい所定の出力制限の範囲内で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装置と前記電動機とを制御し、前記車速が前記所定範囲内のときには前記設定された出力制限の範囲内で前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御する、
   車両の制御方法。
9. 内燃機関を有し該内燃機関が運転されているときには前進走行用の駆動力を車軸側に出力する内燃機関装置および蓄電手段と共に車両に搭載され、前記蓄電手段と電力のやりとりが可能で、走行用の駆動力を出力可能な電動機を備える駆動装置の制御方法であって、
   （ａ）前記蓄電手段に入出力される電流に基づいて、第１の所定値を超えたときに前記蓄電手段の劣化の開始が想定されるパラメータである劣化パラメータを演算し、
   （ｂ）前記演算された劣化パラメータが前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下である第１の状態のときには前記蓄電手段の定格出力を前記蓄電手段の出力制限に設定し、前記演算された劣化パラメータが前記第２の所定値を超えた第２の状態のときには該劣化パラメータが前記第１の所定値を超えないように前記定格出力より小さい出力を前記蓄電手段の出力制限に設定し、
   （ｃ）後進方向に対する登坂路である後進登坂路を前記車両が後進走行するとき、車速が値０を含む所定範囲外のときには前記設定された出力制限より小さい所定の出力制限の範囲内で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装置と前記電動機とを制御し、前記車速が前記所定範囲内のときには前記設定された出力制限の範囲内で前記要求駆動力により走行するよう前記内燃機関装置と前記電動機とを制御する、
   駆動装置の制御方法。

Images