JP2011225079A

JP2011225079A - ハイブリッド自動車

Info

Publication number: JP2011225079A
Application number: JP2010096093A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Kimura; 秋広木村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-04-19
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2011-11-10

Abstract

【課題】内燃機関と、内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電機と、駆動軸に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取りが可能な二次電池とを備えたハイブリッド自動車において、二次電池の充電割合をより適正な値に維持して二次電池の強制的な放電や充電の実行を抑制する。
【解決手段】イグニッションスイッチ８０がオンされてからオフされるまでの間において、バッテリ５０が強制的に放電される強制放電制御の実行回数Ｃ１が、バッテリ５０が強制的に充電される強制充電制御の実行回数Ｃ１よりも多いときには、バッテリ５０の制御中心ＳＯＣ＊を所定量ΔＳ低下させる。また、イグニッションスイッチ８０がオンされてからオフされるまでの間において、強制充電制御の実行回数Ｃ２が強制放電制御の実行回数Ｃ１よりも多いときには、バッテリ５０の制御中心ＳＯＣ＊を所定量ΔＳ上昇させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関と、内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電機と、駆動軸に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取りが可能な二次電池とを備えたハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、エンジンの出力を用いて発電する発電機と、車両走行用のモータと、発電機およびモータと電力をやり取りするバッテリとを備え、バッテリの充電割合（ＳＯＣ）が目標範囲の上限を上回っているときには、発電機の発電出力の制御目標を強制的に値０に設定することにより、バッテリの放電出力のみによりモータの駆動電力を賄う状態とすることでバッテリの充電割合を低下させると共に、バッテリの充電割合が目標範囲の下限を下回っているときには、発電機の発電出力の制御目標を強制的に最大値に設定することにより、発電機で発電した電力によりバッテリを充電することでバッテリの充電割合を上昇させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、上述の制御を実行することにより、バッテリの充電割合を目標範囲内に維持している。また、この種のハイブリッド自動車として、電池のメモリ効果の発生が検出されたときに、当該電池の蓄電量（ＳＯＣ）の制御中心を変更し、電池の蓄電量を適正蓄電量範囲の上限値又は下限値の近傍で推移させることでメモリ効果を解消するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０８−１８２１１２号公報特開２００３−４７１０８号公報

ところで、上述のようなハイブリッド自動車の運転者の運転態様や走行環境などによっては、バッテリの充電割合が目標範囲の上下限を超えることもあり、そのような場合には、上述したバッテリを強制的に放電させたり充電させたりする制御が行われることになるが、そのような制御が頻繁に実行されると、エンジンの燃費やエネルギ効率を改善し得なくなるおそれがある。

本発明のハイブリッド自動車は、内燃機関と、内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電機と、駆動軸に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取りが可能な二次電池とを備えたハイブリッド自動車において、二次電池の充電割合をより適正な範囲に維持して二次電池の強制的な放電や充電の実行を抑制することを主目的とする。

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。

本発明のハイブリッド自動車は、内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電機と、駆動軸に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取りが可能な二次電池と、前記二次電池の充電割合が目標充電割合となると共に走行に要求される要求駆動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電機とを制御する制御手段とを備えたハイブリッド自動車において、
前記制御手段は、前記二次電池の前記充電割合が強制放電開始閾値以上になったときには該充電割合が該強制放電開始閾値よりも小さな強制放電停止閾値になるまで該二次電池が強制的に放電されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電機とを制御する強制放電制御を実行し、前記二次電池の充電割合が強制充電開始閾値以下になったときには該充電割合が該強制充電開始閾値よりも大きな強制充電停止閾値になるまで該二次電池が強制的に充電されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電機とを制御する強制充電制御を実行する手段であり、
所定期間内における前記制御手段による前記強制放電制御の実行回数が前記強制充電制御の実行回数よりも多いときには前記目標充電割合を所定量低下させると共に、前記所定期間内における前記制御手段による前記強制充電制御の実行回数が前記強制放電制御の実行回数よりも多いときには前記目標充電割合を所定量上昇させることを特徴とする。

本発明のハイブリッド自動車では、所定期間内において、二次電池の充電割合が強制放電開始閾値以上になったときに充電割合が強制放電開始閾値よりも小さな強制放電停止閾値になるまで二次電池を強制的に放電させる強制放電制御の実行回数が、二次電池の充電割合が強制充電開始閾値以下になったときに充電割合が強制充電開始閾値よりも大きな強制充電停止閾値になるまで二次電池を強制的に充電する強制充電制御の実行回数よりも多いときには、二次電池の目標充電割合を所定量低下させる。これにより、二次電池の充電割合が比較的低めに維持されるので、強制放電制御の実行が抑制される。また、所定期間内において、強制充電制御の実行回数が強制放電制御の実行回数よりも多いときには、二次電池の目標充電割合を所定量上昇させる。これにより、二次電池の充電割合が比較的高めに維持されるので、強制充電制御の実行が抑制される。すなわち、本発明のハイブリッド自動車では、運転者の運転態様や走行環境などに違いがあったとしても、二次電池の充電割合を当該二次電池の強制放電制御および強制充電制御がなるべく実行されないような範囲に設定することができる。従って、本発明のハイブリッド自動車によれば、二次電池の充電割合をより適正な範囲に維持して二次電池の強制的な放電や充電の実行を抑制することが可能となる。

本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。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。強制充電制御および強制放電制御の実行時に用いられる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。実施例のバッテリＥＣＵ５２により実行されるＳＯＣ制御中心設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。

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。

図１は、本発明の実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。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を介してキャリア３４が接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１に接続されたモータＭＧ１と、プラネタリギヤ３０のリングギヤ３２に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに連結された減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａにギヤ機構３７およびディファレンシャルギヤ３８を介して接続された駆動輪３９ａ，３９ｂと、モータＭＧ１と電力ライン５４との間に介設されたインバータ４１と、モータＭＧ２と電力ライン５４との間に介設されたインバータ４２と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１および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に接続されたバッテリ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、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２と通信しながら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、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０とを備える。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも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することが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。

バッテリ５０は、実施例ではニッケル水素二次電池あるい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によって管理される。そして、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に取り付けられた図示しない温度センサからのバッテリ温度、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に設置された図示しない電流センサからの充放電電流等が入力される。また、バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（充電割合）ＳＯＣを算出したり、残容量ＳＯＣとバッテリ温度とに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限とバッテリ５０の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限とを算出したりする。

また、バッテリＥＣＵ５２は、残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出する。すなわち、実施例では、バッテリ残容量ＳＯＣと充放電要求パワーＰｂ＊との関係が充放電要求パワー設定用マップとして予め定められてバッテリＥＣＵ５２の図示しないＲＯＭに記憶されており、バッテリＥＣＵ５２は、算出した残容量ＳＯＣに対応する充放電要求パワーＰｂ＊を充放電要求パワー設定用マップから導出して設定する。図２中の実線に充放電要求パワー設定用マップの一例を示す。実施例では、図示するように、残容量ＳＯＣが制御中心（目標充電割合）ＳＯＣ＊（例えば、６０％程度）のときには、値０が充放電要求パワーＰｂ＊に設定される。そして、残容量ＳＯＣが制御中心ＳＯＣ＊より大きいときには、残容量ＳＯＣが制御中心ＳＯＣ＊よりも大きい値Ｓｈに至るまで残容量ＳＯＣが大きくなるほど大きくなる傾向に充放電要求パワーＰｂ＊が設定されると共に、残容量ＳＯＣが値Ｓｈ以上になると、充放電最大電力Ｐｂｍａｘが充放電要求パワーＰｂ＊に設定される。一方、残容量ＳＯＣが制御中心ＳＯＣ＊より小さいときには、残容量ＳＯＣが制御中心ＳＯＣ＊より小さい値Ｓｌに至るまで残容量ＳＯＣが小さくなるほど小さくなる傾向に充放電要求パワーＰｂ＊が設定されると共に、残容量ＳＯＣが値Ｓｌ以下になると、充放電最小電力Ｐｂｍｉｎが充放電要求パワーＰｂ＊に設定される。ここで、充放電最大電力Ｐｂｍａｘとしてはバッテリ５０から放電してもよい最大電力より若干小さい電力を用いることができ、充放電最小電力Ｐｂｍｉｎとしてはバッテリ５０を充電してもよい最小電力（負の値、かつ、負側に最大の電力）より若干大きな（負側に若干小さな）電力を用いることができる。このように充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、この充放電要求パワーＰｂ＊によりバッテリ５０を充放電することによってバッテリ５０の残容量ＳＯＣを目標充電割合としての制御中心ＳＯＣ＊に近づけることができる。したがって、制御中心ＳＯＣ＊を大きくすればバッテリ５０の残容量ＳＯＣが比較的高めの範囲に維持されるようになり、制御中心ＳＯＣ＊を小さくすればバッテリ５０の残容量ＳＯＣが比較的低めの範囲に維持されるようになる。

上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御モードとしては、車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊に見合うパワーがエンジン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から出力されるパワー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、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン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から出力されるパワー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トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸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等がある。

実施例のハイブリッド自動車２０の走行に際して、イグニッションスイッチ８０がオンされると、ハイブリッドＥＣＵ７０は、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、車速センサ８８からの車速Ｖに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定すると共に、設定した要求トルクＴｒ＊やバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊に基づいて車両全体に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、設定した要求パワーＰｅ＊からエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊といった車両全体を制御するのに必要な指令信号を生成し、生成した各指令信号をエンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０に送信する。ハイブリッドＥＣＵ７０から目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受け取ったエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる運転ポイントでエンジン２２が運転されるようエンジン２２における吸入空気量調節制御や燃料噴射制御、点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受け取ったモータ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。このような制御により、ハイブリッド自動車２０は、バッテリ５０の充放電を伴いながら走行することができる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の過充電を抑制するために、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量以上になると、バッテリ５０を強制的に放電させる強制放電制御が実行される。図３中の一点鎖線は、強制放電制御時に用いられる充放電要求パワー設定用マップを示す。図示するように、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが上述の値Ｓｈよりも若干大きな強制放電開始閾値Ｓ１以上となったときに、残容量ＳＯＣが強制放電停止閾値Ｓ２以下となるまでバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を充放電最大電力Ｐｂｍａｘに設定する。ここで、強制放電開始閾値Ｓ１は、少なくとも制御中心ＳＯＣ＊よりも大きく、かつ、バッテリ５０が過充電状態に至らないようにする残容量ＳＯＣのガード値として実験・解析等により予め定められる。また、強制放電停止閾値Ｓ２は、少なくとも強制放電開始閾値Ｓ１よりも小さな値であり、実施例では、制御中心ＳＯＣ＊よりも小さな値として予め定められる。これにより、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが強制放電開始閾値Ｓ１以上になってバッテリ５０の過充電を招くおそれがあるときに、残容量ＳＯＣが強制放電停止閾値Ｓ２に達するまで充放電最大電力Ｐｂｍａｘでバッテリ５０が放電されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とがハイブリッドＥＣＵ７０により制御されることになるので、バッテリ５０の残容量ＳＯＣの上昇に起因したバッテリ５０の過充電を抑制することができる。

更に、実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の過放電を抑制するために、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定量以下になると、バッテリ５０を強制的に放電させる強制充電制御が実行される。図３中の二点鎖線は、強制充電制御時に用いられる充放電要求パワー設定用マップを示す。図示するように、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが上述の値Ｓｌよりも若干小さな強制充電開始閾値Ｓ３以下となったときに、残容量ＳＯＣが強制充電停止閾値Ｓ４以上となるまでバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を充放電最小電力Ｐｂｍｉｎに設定する。ここで、強制充電開始閾値Ｓ３は、少なくとも制御中心ＳＯＣ＊よりも小さく、かつ、バッテリ５０が過放電状態に至らないようにする残容量ＳＯＣのガード値として実験・解析等により予め定められる。また、強制充電停止閾値Ｓ４は、少なくとも強制充電開始閾値Ｓ３よりも大きな値であり、実施例では、制御中心ＳＯＣ＊よりも大きな値として予め定められる。これにより、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが強制充電開始閾値Ｓ３よりも小さくなってバッテリ５０の過放電を招くおそれがあるときに、残容量ＳＯＣが強制充電停止閾値Ｓ４に達するまで充放電最小電力Ｐｂｍｉｎでバッテリ５０が充電されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とがハイブリッドＥＣＵ７０により制御されることになるので、バッテリ５０の残容量ＳＯＣの低下に起因したバッテリ５０の過放電を抑制することができる。なお、実施例では、強制放電制御および強制充電制御の一方の終了時に、直ちに他方の制御へと移行することのないように、強制放電停止閾値Ｓ２は、強制充電開始閾値Ｓ３よりも大きな値として定められると共に、強制充電停止閾値Ｓ４は強制放電開始閾値Ｓ１よりも小さな値として定められる。また、強制放電制御時の充放電要求パワーＰｂ＊としては、充放電最大電力Ｐｂｍａｘよりも若干小さな一定値を設定するものとしてもよいし、放電最大電力Ｐｂｍａｘから徐々に減少する傾向に設定するものとしてもよい。更に、強制充電制御時の充放電要求パワーＰｂ＊としては、充放電最小電力Ｐｂｍｉｎよりも若干大きな一定値を設定するものとしてもよいし、充放電最小電力Ｐｂｍｉｎから徐々に増加する傾向に設定するものとしてもよい。

ここで、実施例のハイブリッド自動車２０において、運転者の運転態様や走行環境などによって、上述したバッテリ５０の強制放電制御や強制充電制御が頻繁に行われると、エンジンの燃費やエネルギ効率を改善し得なくなるおそれがある。そのため、実施例のハイブリッド自動車２０では、イグニッションスイッチ８０がオフされてからシステムが完全にシャットダウンされる前に、バッテリＥＣＵ５２により図３に例示するＳＯＣ制御中心設定ルーチンが実行される。

ＳＯＣ制御中心設定ルーチンが実行されると、バッテリＥＣＵ５２は、まず、強制放電制御の実行回数Ｃ１および強制充電制御の実行回数Ｃ２の値を入力する（ステップＳ１００）。ここで、強制放電制御の実行回数Ｃ１および強制充電制御の実行回数Ｃ２は、イグニッションスイッチ８０がオンされてからオフされるまでの間に強制放電制御および強制充電制御が実行された回数をそれぞれカウントしておき、バッテリＥＣＵ５２の図示しないＲＡＭに記憶しておくものとする。続いて、強制放電制御の実行回数Ｃ１の値と強制充電制御の実行回数Ｃ２の値との大小を比較し（ステップＳ１１０）、強制放電制御の実行回数Ｃ１と強制充電制御の実行回数Ｃ２とが同一であると判定されたときには、本ルーチンを終了する。

これに対して、強制放電制御の実行回数Ｃ１の値が強制充電制御の実行回数Ｃ２の値よりも大きいと判定されたときには、バッテリ５０の残容量ＳＯＣの制御中心ＳＯＣ＊から所定量ΔＳ（例えば、０．５％程度）を減じた値と予め定められた下限制御中心ＳＯＣ＊ｍｉｎ（例えば、５０％程度）との大きい方を制御中心ＳＯＣ＊に設定すると共にバッテリＥＣＵ５２の図示しないＲＡＭに記憶し（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。下限制御中心ＳＯＣ＊ｍｉｎは、制御中心ＳＯＣ＊が低下し過ぎることで却って燃費やエネルギ効率を悪化させてしまうことのない制御中心ＳＯＣ＊の下限値として実験・解析等により予め定められる値である。これにより、次回にイグニッションスイッチ８０がオンされた後には、図２中の点線に示すように、前回のトリップ時よりも制御中心ＳＯＣ＊が低下し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが変更後の制御中心ＳＯＣ＊に維持されるようにエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２が制御されるため、残容量ＳＯＣの上昇に起因して強制放電制御が実行されることが抑制される。

また、強制充電制御の実行回数Ｃ２の値が強制放電制御の実行回数Ｃ１の値よりも大きいと判定されたときには、バッテリ５０の残容量ＳＯＣの制御中心ＳＯＣ＊に所定量ΔＳを加えた値と予め定められた上限制御中心ＳＯＣ＊ｍａｘ（例えば、７０％程度）との小さい方を制御中心ＳＯＣ＊に設定すると共にバッテリＥＣＵ５２の図示しないＲＡＭに記憶し（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。上限制御中心ＳＯＣ＊ｍａｘは、制御中心ＳＯＣ＊が上昇しすぎることで却って燃費やエネルギ効率を悪化させてしまうことのない制御中心ＳＯＣ＊の上限値として実験・解析等により予め定められる値である。これにより、図２中の破線に示すように、次回にイグニッションスイッチ８０がオンされた後には、前回のトリップ時よりも制御中心ＳＯＣ＊が上昇し、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが変更後の制御中心ＳＯＣ＊に維持されるようにエンジン２２やモータＭＧ１，ＭＧ２が制御されるため、残容量ＳＯＣの低下に起因して強制放電制御が実行されることが抑制される。なお、所定量ΔＳは、制御中心ＳＯＣ＊を大きく変更しすぎて強制放電制御や強制充電制御が交互に実行されてしまわない程度の変更量として実験・解析等により予め定められ、ステップＳ１２０とステップＳ１３０で同様の値を用いるものとしても良いし、それぞれ別の値を用いるものとしてもよい。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、イグニッションスイッチ８０がオンされてからオフされるまでの間において、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ＊が強制放電開始閾値Ｓ１以上になったときに残容量ＳＯＣが強制放電開始閾値Ｓ１よりも小さな強制放電停止閾値Ｓ２になるまでバッテリ５０が強制的に放電される強制放電制御の実行回数Ｃ１が、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが強制充電開始閾値Ｓ３以下になったときに残容量ＳＯＣが強制充電開始閾値Ｓ３よりも大きな強制充電停止閾値Ｓ４になるまでバッテリ５０が強制的に充電される強制充電制御の実行回数Ｃ２よりも多いときには、バッテリ５０の制御中心ＳＯＣ＊を所定量ΔＳ低下させる。これにより、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが比較的低めに維持されるので、強制放電制御の実行が抑制される。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、イグニッションスイッチ８０がオンされてからオフされるまでの間において、強制充電制御の実行回数Ｃ２が強制放電制御の実行回数Ｃ１よりも多いときには、バッテリ５０の制御中心ＳＯＣ＊を所定量ΔＳ上昇させる。これにより、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが比較的高めに維持されるので、強制充電制御の実行が抑制される。すなわち、本発明のハイブリッド自動車２０では、運転者の運転態様や走行環境などに違いがあったとしても、バッテリ５０の残容量ＳＯＣを当該バッテリ５０の強制放電制御および強制充電制御をなるべく実行しないような値に設定することができる。従って、本発明のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の残容量ＳＯＣをより適正な値に維持してバッテリ５０の強制的な放電や充電の実行を抑制することが可能となる。

なお、本実施例では、イグニッションスイッチ８０がオンされてからオフされるまでの間における強制放電制御および強制充電制御の実行回数Ｃ１およびＣ２をカウントし、イグニッションオフされてからシステムが完全にシャットダウンされる前に、上述のＳＯＣ制御中心設定ルーチンを実行するものとしたが、イグニッションオフされてからシステムが完全にシャットダウンされる前に、カウントした強制放電制御および強制充電制御の実行回数Ｃ１およびＣ２の値をバッテリＥＣＵ５２の図示しないＲＡＭに記憶しておき、次回イグニッションスイッチ８０がオンされたときにＳＯＣ制御中心設定ルーチンを実行するものとしてもよい。また、数時間毎や数十分毎に強制放電制御および強制充電制御の実行回数Ｃ１，Ｃ２をカウントすると共に、当該数時間毎や数十分毎にＳＯＣ制御中心設定ルーチンを実行するものとしてもよい。

更に、ハイブリッド自動車２０がナビゲーションシステムを備える場合において、運転者によりナビゲーションシステムに新規の目的地や経路が設定されたときには、それまでに学習したバッテリ５０の制御中心ＳＯＣ＊のデータを用いて車両を制御することは、必ずしも燃費やエネルギ効率を向上させるとは限らない可能性がある。そのため、運転者によりナビゲーションシステムに新規の目的地や経路が設定されたときには、制御中心ＳＯＣ＊をデフォルト値（６０％）に設定するものとしてもよい。この場合において、運転者によりナビゲーションシステムにすでに設定されたことのある目的地や経路が再度設定されたときには、制御中心ＳＯＣ＊をデフォルト値に設定する以前に学習したデータを用いて制御中心ＳＯＣ＊の値を設定するものとしてもよい。

なお、本実施例では、バッテリＥＣＵ５２によりバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊の設定やＳＯＣ制御中心設定ルーチンの実行等が行われるものとしたが、これらの処理の一部または全部がハイブリッドＥＣＵ７０等の他のＥＣＵや複数のＥＣＵの組み合わせにより行われるものとしてもよい。

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。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業に利用可能である。

２０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プラネタリギヤ、３１サンギヤ、３２リングギヤ、３２ａリングギヤ軸、３４キャリア、３５減速ギヤ、３７ギヤ機構、３８ディファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ駆動輪、４０モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２インバータ、５０バッテリ、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、７０ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、８０イグニッションスイッチ、８３アクセルペダル、８４アクセルペダルポジションセンサ、８８車速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電機と、駆動軸に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取りが可能な二次電池と、前記二次電池の充電割合が目標充電割合となると共に走行に要求される要求駆動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電機とを制御する制御手段とを備えたハイブリッド自動車において、
前記制御手段は、前記二次電池の前記充電割合が強制放電開始閾値以上になったときには該充電割合が該強制放電開始閾値よりも小さな強制放電停止閾値になるまで該二次電池が強制的に放電されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電機とを制御する強制放電制御を実行し、前記二次電池の充電割合が強制充電開始閾値以下になったときには該充電割合が該強制充電開始閾値よりも大きな強制充電停止閾値になるまで該二次電池が強制的に充電されると共に前記要求駆動力に基づく動力が前記駆動軸に出力されるよう前記内燃機関と前記電動機と前記発電機とを制御する強制充電制御を実行する手段であり、
所定期間内における前記制御手段による前記強制放電制御の実行回数が前記強制充電制御の実行回数よりも多いときには前記目標充電割合を所定量低下させると共に、前記所定期間内における前記制御手段による前記強制充電制御の実行回数が前記強制放電制御の実行回数よりも多いときには前記目標充電割合を所定量上昇させることを特徴とするハイブリッド自動車。