JP2011240757A

JP2011240757A - ハイブリッド自動車

Info

Publication number: JP2011240757A
Application number: JP2010112868A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Kamijo; 祐輔上條; Hideaki Yaguchi; 英明矢口; Daisuke Itoyama; 大介糸山; Keisuke Morisaki; 啓介森崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2010-05-17
Publication date: 2011-12-01

Abstract

【課題】自動車のエネルギ効率の向上を図る。
【解決手段】バッテリの残容量ＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ未満であると共に走行用パワーに充電要求パワーを加えて得られるパワーが所定パワー未満であるかさ上げ領域内にあるときには（ステップＳ１００）、バッテリの端子間電圧Ｖｂが高くなるほど基本値Ｐｅａｄｄｂｓから小さくなるようかさ上げパワーＰｅａｄｄを設定して（ステップＳ１２０）、走行用パワーに充電要求パワーＰｂとかさ上げパワーＰｅａｄｄとを加えたものをエンジン指令パワーとして設定してエンジンからエンジン指令パワーが出力されるようエンジンを運転制御する。これにより、バッテリの充電効率の低下を抑制しながらエンジンの運転効率を上昇させることができ、自動車全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。
【選択図】図３

Description

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、動力を入出力可能な発電機と、内燃機関の出力軸と発電機の回転軸と車軸に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、少なくとも一つの電池セルから構成され発電機および電動機と電力のやりとりが可能なバッテリと、を備える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、エンジンの出力軸を第１クラッチを介して遊星歯車機構のリングギヤに接続すると共に車軸に接続された変速機を遊星歯車機構のキャリアに接続し、モータ・ジェネレータの回転軸を遊星歯車機構のサンギヤに接続すると共に第２クラッチを介して遊星歯車機構のキャリアに接続したハイブリッド自動車において、バッテリの充電量が低下しているときには、ドライバが要求する要求パワーにバッテリの充電状態に応じた充電要求パワーを加えた車両要求パワーより大きなパワーをエンジンから出力してエンジンをより高い負荷で運転しながらモータ・ジェネレータによる発電電力でバッテリを充電する制御を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動車では、上述の制御により、エンジンをより効率良く運転することができ、自動車全体のエネルギ効率を向上させている。

特開平１１−２２９９１６号公報

上述の自動車では、車両要求パワーより大きなパワーをエンジンから出力することにより自動車全体のエネルギ効率を向上させているが、エンジンからより大きなパワーを出力するとバッテリの端子間電圧、すなわち、バッテリを構成する電池セルの電圧が上昇して、電池セルの内圧が上昇する場合がある。電池セルの内圧が上昇すると、電池セルの充電効率、すなわち、バッテリの充電効率が低下して、自動車全体のエネルギ効率が低下してしまう。

本発明のハイブリッド自動車は、自動車全体のエネルギ効率の向上を図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。

本発明の第１のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、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と、前記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とりが可能なバッテリと、走行に要求される走行用パワーに前記バッテリの全容量に対する充電されている容量の割合である充電容量割合を予め定められた目標割合範囲内にするために要求される充電要求パワーを加えたパワーを前記内燃機関から出力すべき指令パワーとして設定する指令パワー設定手段と、前記内燃機関から前記設定された指令パワーを出力しながら前記走行用パワー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制御手段と、を備えるハイブリッド自動車において、
前記バッテリの端子間電圧を検出する電圧センサを備え、
前記指令パワー設定手段は、前記充電容量割合が前記目標割合範囲の下限値未満であると共に前記走行用パワーに前記充電要求パワーを加えたパワーが前記内燃機関を良好なエネルギ効率で運転可能なパワーの下限値として予め定められた所定パワー未満であるときには、前記検出された端子間電圧が高くなるほど小さくなるようかさ上げパワーを設定すると共に前記走行用パワーに前記充電要求パワーと前記かさ上げパワーとを加えたパワーを前記指令パワーとして設定する手段である、
ことを要旨とする。

この本発明の第１のハイブリッド自動車では、充電容量割合が目標割合範囲の下限値未満であると共に走行用パワーに充電要求パワーを加えたパワーが内燃機関を良好なエネルギ効率で運転可能なパワーの下限値として予め定められた所定パワー未満であるときには、検出された端子間電圧が高くなるほど小さくなるようかさ上げパワーを設定すると共に走行用パワーに充電要求パワーとかさ上げパワーとを加えたパワーを指令パワーとして設定し、内燃機関から設定された指令パワーを出力しながら走行用パワー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。バッテリの端子間電圧が高くなると、電池セルの内圧が上昇してバッテリの充電効率が低下する場合があるが、検出されたバッテリの端子間電圧が高くなるほど小さくなるようかさ上げパワーを設定することにより、バッテリの端子間電圧の上昇を抑制して電池セルの内圧の上昇を抑制することができ、バッテリの充電効率の低下を抑制することができる。また、走行用パワーに充電要求パワーとかさ上げパワーとを加えたパワーを指令パワーとして設定し、内燃機関から設定された指令パワーを出力しながら走行用パワー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から、内燃機関をより効率よく運転することができる。これにより、バッテリの充電効率の低下を抑制しながら内燃機関をより効率よく運転することができ、自動車全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。

本発明の第２のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、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と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、少なくとも一つの電池セルから構成され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バッテリと、走行に要求される走行用パワーに前記バッテリの全容量に対する充電されている容量の割合である充電容量割合を予め定められた目標割合範囲内にするために要求される充電要求パワーを加えたパワーを前記内燃機関から出力すべき指令パワーとして設定する指令パワー設定手段と、前記内燃機関から前記設定された指令パワーを出力しながら前記走行用パワー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制御手段と、を備えるハイブリッド自動車において、
前記電池セルの内部の圧力であるセル内圧を検出する圧力センサを備え、
前記指令パワー設定手段は、前記充電容量割合が前記目標割合範囲の下限値未満であると共に前記走行用パワーに前記充電要求パワーを加えたパワーが前記内燃機関を良好なエネルギ効率で運転可能なパワーの下限値として予め定められた所定パワー未満であるときには、前記検出されたセル内圧が高くなるほど小さくなるようかさ上げパワーを設定すると共に前記走行用パワーに前記充電要求パワーと前記かさ上げパワーとを加えたパワーを前記指令パワーとして設定する手段である、
ことを要旨とする。

この本発明の第２のハイブリッド自動車では、充電容量割合が目標割合範囲の下限値未満であると共に走行用パワーに充電要求パワーを加えたパワーが内燃機関を良好なエネルギ効率で運転可能なパワーの下限値として予め定められた所定パワー未満であるときには、検出されたセル内圧が高くなるほど小さくなるようかさ上げパワーを設定すると共に走行用パワーに充電要求パワーとかさ上げパワーとを加えたパワーを指令パワーとして設定し、内燃機関から設定された指令パワーを出力しながら走行用パワー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。セル内圧が高くなるほど電池セルの充電効率、すなわち、バッテリの充電効率が低下することから、検出されたセル内圧が高くなるほど小さくなるようかさ上げパワーを設定することにより、バッテリの端子間電圧の上昇を抑制して電池セルの内圧の上昇を抑制することができ、バッテリの充電効率の低下を抑制することができる。また、走行用パワーに充電要求パワーとかさ上げパワーとを加えたパワーを指令パワーとして設定し、内燃機関から設定された指令パワーを出力しながら走行用パワー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から、内燃機関をより効率よく運転することができる。これにより、バッテリの充電効率の低下を抑制しながら内燃機関をより効率よく運転することができ、自動車全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。

本発明の第１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。エンジン２２の動作ラインの一例とエンジン３２の目標回転数と目標トルクとを設定する様子を示す説明図である。ハイブリッド用電子制御ユニット５０により実行されるかさ上げ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。バッテリ４８を構成する電池セルの充電を開始してからの時間である充電継続時間とバッテリ４８を構成する電池セルのセル電圧Ｖｃｅｌｌ，電池セルの内圧Ｐｃｅｌｌとの関係を示す説明図である。変形例のかさ上げ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。

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、本発明の第１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するエンジン３２と、エンジン３２の冷却水の温度を検出する温度センサ３３からの冷却水温度Ｔｗなどの種々の検出値や制御値を入力してエンジン３２を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット３６と、エンジン３２のクランクシャフト３４にキャリアが接続されると共に駆動輪２６ａ，２６ｂにデファレンシャルギヤ２４を介して連結された駆動軸２２にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３８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３８のサンギヤに接続されたモータ４１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２２に接続されたモータ４２と、モータ４１，４２を駆動するためのインバータ４３，４４と、インバータ４３，４４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４１，４２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット４６と、少なくとも一つのニッケル水素電池セルまたはリチウムイオン電池セルにより構成されたインバータ４３，４４を介してモータ４１，４２と電力をやりとりするバッテリ４８と、バッテリ４８の温度を検出する温度センサ４９ａからのバッテリ温度Ｔｂやバッテリ４８の端子間電圧を検出する電圧センサ４９ｂからのバッテリ端子間電圧Ｖｂ，バッテリ４８を構成する複数の電池セルのうちの少なくとも１つの内部の圧力を検出する圧力センサ４９ｃからの電池内圧Ｐｃｅｌｌ，シフトレバーのポジションを検出するシフトポジションセンサ５２からのシフトポジション，アクセルペダル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５４からのアクセル開度，ブレーキペダル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５６からのブレーキポジション，車速センサ５８からの車速Ｖを入力すると共にエンジン用電子制御ユニット３６やモータ用電子制御ユニット４６と通信して自動車全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット５０と、を備える。

実施例のハイブリッド自動車２０は、基本的には、ハイブリッド用電子制御ユニット５０とエンジン用電子制御ユニット３６とモータ用電子制御ユニット４６とによって実行される以下に説明する通常の駆動制御によって走行する。ハイブリッド用電子制御ユニット５０では、まず、アクセルペダルポジションセンサ５４からのアクセル開度と車速センサ５８からの車速とに応じて走行のために駆動軸２２に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、要求トルクに駆動軸２２の回転数（例えば、モータ４２の回転数や車速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Ｐｄを計算し、バッテリ４８の全容量に対する充電されている充電容量の割合である残容量ＳＯＣが予め定められた目標範囲内（例えば、３０％〜８０％，４０％〜８０％，５０％〜７０％など）になるようバッテリ４８を充放電するための充電要求パワーＰｂ（バッテリ４８を充電するときが正の値）を計算し、走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えたパワーをエンジン３２から出力すべきパワーであるエンジン指令パワーＰｅ＊として設定する。そして、エンジン指令パワーＰｅ＊を効率よくエンジン３２から出力することができるエンジン３２の回転数とトルク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３２の目標回転数と目標トルクとを設定し、バッテリ４８を充放電することができる最大電力としての入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で、エンジン３２の回転数が目標回転数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りモータ４１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、要求トルクＴｒ＊からモータ４１をトルク指令で駆動したときにプラネタリギヤ３８を介して駆動軸２２に作用するトルクを減じて得られるトルクをモータ４２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する。そして、設定したエンジン３２の目標回転数と目標トルクとをエンジン用電子制御ユニット３６に送信すると共に設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とをモータ用電子制御ユニット４６に送信する。エンジン３２の目標回転数と目標トルクとを受信したエンジン用電子制御ユニット３６は、エンジン３２の目標回転数と目標トルクとによってエンジン３２が運転されるようエンジン３２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを実行する。そして、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータ用電子制御ユニット４６は、モータ４１，４２が設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４３，４４のスイッチング素子をスイッチング制御する。実施例のハイブリッド自動車２０は、こうした制御により、バッテリ４８の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でバッテリ４８を充放電しながらエンジン３２からエンジン指令パワーＰｅ＊を出力しながらアクセル開度に応じた要求トルクＴｒ＊に基づく走行用パワーＰｄ＊を駆動軸２２に出力して走行する。

実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ４８の残容量ＳＯＣが上述した目標範囲の下限値ＳＯＣｍｉｎ未満であると共に走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えて得られるパワーがエンジン３２を良好なエネルギ効率で運転可能なパワーの下限値である所定パワーＰｒｅｆ未満であるときには、走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えて得られるパワーをエンジン指令パワーＰｅ＊として設定してエンジン３２からエンジン指令パワーＰｅ＊が出力されるようエンジン３２を運転制御すると、エンジン３２を良好なエネルギ効率で運転できず、自動車全体のエネルギ効率が低下してしまう。こうしたエネルギ効率の低下を回避するため、残容量ＳＯＣが下限値ＳＯＣｍｉｎ未満であると共に走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えて得られるパワーが所定パワーＰｒｅｆ未満であるときには、走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂと以下に説明するかさ上げパワーＰｅａｄｄとを加えたパワーをエンジン指令パワーＰｅ＊として設定し、エンジン指令パワーＰｅ＊と上述した動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）とを用いてエンジン３２の目標回転数と目標トルクとを設定し、エンジン３２の目標回転数と目標トルクとによってエンジン３２が運転されるようエンジン３２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを実行する。エンジン２２の動作ラインの一例とエンジン３２の目標回転数と目標トルクとを設定する様子を図２に示す。図中、Ａ点は走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えて得られるパワーをエンジン指令パワーＰｅ＊としたときの動作ラインとエンジン指令パワーＰｅ＊が一定の曲線との交点の一例を示し、Ｂ点は走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂとかさ上げパワーＰｅａｄｄとを加えて得られるパワーをエンジン指令パワーＰｅ＊としたときの動作ラインとエンジン指令パワーＰｅ＊が一定の曲線との交点を示しており、エンジン３２の目標回転数と目標トルクは、動作ラインとエンジン指令パワー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。エンジン３２は、走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えて得られるパワーが所定パワーＰｒｅｆ未満であるときには、走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂとかさ上げパワーＰｅａｄｄとを加えて得られるパワーをエンジン指令パワーＰｅ＊とすることにより、エンジン３２をより効率よく運転することができ、自動車全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。

ここで、かさ上げパワ−Ｐｅａｄｄの設定について説明する。図３は、ハイブリッド用電子制御ユニット５０により実行されるかさ上げ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。このルーチンでは、まず、図示するように、走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えたパワーが所定パワーＰｒｅｆ未満であるかさ上げ領域内であるか否かを調べる（ステップＳ１００）。走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えたパワーがかさ上げ領域内でないときには、エンジン３２を走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えたパワーで運転してもエンジン３２を良好な効率で運転することができるため、かさ上げパワーＰｅａｄｄを値０に設定して（ステップＳ１１０）、本ルーチンを終了し、走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えて得られるパワーがかさ上げ領域内であるときには、かさ上げパワーの基本値Ｐｅａｄｄｂｓにバッテリ４８の端子間電圧Ｖｂを用いて設定される補正係数Ｓを乗じたものをかさ上げパワーＰｅａｄｄとして設定して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。ここで、補正係数Ｓは、バッテリ４８の端子間電圧Ｖｂが高くなるほど値１から徐々に減少していくよう設定されるものとした。したがって、かさ上げパワーＰｅａｄｄは、バッテリ４８の端子間電圧Ｖｂが所定時間充電を継続してもセル内圧Ｐｃｅｌｌが上昇を開始しない電圧である所定電圧より高くなるほど基本値Ｐｅａｄｄｂｓから小さくなるよう設定される。次に、このようにかさ上げパワーＰｅａｄｄを設定した理由について説明する。

図４は、バッテリ４８を構成する電池セルの充電を開始してからの時間である充電継続時間とバッテリ４８を構成する電池セルの電圧であるセル電圧Ｖｃｅｌｌ，電池セルのセル内圧Ｐｃｅｌｌとの関係を示す説明図である。図示するように、セル内圧Ｐｃｅｌｌは、電池セルが充電されてセル電圧Ｖｃｅｌｌが所定電圧Ｖｒｅｆ以上になると上昇する。セル内圧Ｐｃｅｌｌが上昇するのは、電池セルの正極付近で電池セルの充電に寄与しない副反応のガスが生成されることに基づく。そのため、こうしたガスが発生している状態で電池セルの充電を継続すると、充電電力の多くが充電に寄与しない副反応に用いられるため、充電効率が低下してしまう。走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂとかさ上げパワーＰｅａｄｄとを加えて得られるパワーをエンジン指令パワーＰｅ＊としてエンジン３２からエンジン指令パワーＰｅ＊が出力されるようエンジン３２を運転制御すると、バッテリ４８の残容量ＳＯＣはかさ上げパワーＰｅａｄｄによる充電分だけ高くなってバッテリ４８の端子間電圧Ｖｂ、すなわち、セル電圧Ｖｃｅｌｌも高くなることから、バッテリ４８の端子間電圧Ｖｂが高くなるほどかさ上げパワーＰｅａｄｄを小さく設定することにより、セル電圧Ｖｃｅｌｌの上昇を抑制することができ、セル電圧Ｖｃｅｌｌが所定電圧Ｖｒｅｆを超えてセル内圧Ｐｃｅｌｌが上昇してバッテリ４８の充電効率が低下するのを抑制することができる。このように、バッテリ４８の残容量ＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ未満であると共に走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えて得られるパワーが所定パワーＰｒｅｆ未満であるときには、バッテリ４８の端子間電圧Ｖｂが高くなるほど小さくなるかさ上げパワーＰｅａｄｄを設定し、走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂと設定したかさ上げパワーＰｅａｄｄとを加えたものをエンジン指令パワーＰｅ＊として設定し、エンジン指令パワーＰｅ＊でエンジン３２を運転制御することにより、バッテリ４８の充電効率の低下を抑制しながらエンジン３２をより効率よく運転することができ、自動車全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。

以上説明した本発明のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ４８の残容量ＳＯＣが所定割合Ｓｒｅｆ未満であると共に走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えて得られるパワーが所定パワーＰｒｅｆ未満であるときには、バッテリ４８の端子間電圧Ｖｂが高くなるほど基本値Ｐｅａｄｄｂｓから小さくなるかさ上げパワーＰｅａｄｄを設定して、走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂと設定したかさ上げパワーＰｅａｄｄとを加えたものをエンジン指令パワーＰｅ＊として設定してエンジン３２を運転制御することにより、自動車全体のエネルギ効率の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、図３に例示したかさ上げパワー設定ルーチンによりかさ上げパワーＰｅａｄｄを設定するものとしたが、図５の変形例のかさ上げパワー設定ルーチンに例示するように、かさ上げパワーの基本値Ｐｅａｄｄｂｓにセル内圧Ｐｃｅｌｌが高いほど値１から小さくなるよう設定される補正係数Ｓを乗じたものをかさ上げパワーＰｅａｄｄとして設定するものとしてもよい（ステップＳ１２０Ｂ）。こうすれば、セル内圧Ｐｃｅｌｌが高いほどかさ上げパワーＰｅａｄｄを小さく設定することができ、セル内圧Ｐｃｅｌｌの上昇による電池セルの充電効率の低下、すなわち、バッテリ４８の充電効率の低下を抑制しながらエンジン３２をより効率よく運転することができ、自動車全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。

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、本発明の第１のハイブリッド自動車において、エンジン３２が「内燃機関」に相当し、モータ４１が「発電機」に相当し、プラネタリギヤ３８が「遊星歯車機構」に相当し、モータ４２が「電動機」に相当し、バッテリ４８が「バッテリ」に相当し、電圧センサ４９ｂが「電圧センサ」に相当し、走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えたパワーをエンジン指令パワーＰｅ＊として設定したり、残容量ＳＯＣが所定容量Ｓｒｅｆ未満であると共に走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えたパワーが所定パワーＰｒｅｆ未満であるとき、バッテリの端子間電圧Ｖｂが高くなるほど小さくなるようかさ上げパワーＰｅａｄｄを設定すると共に走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂとかさ上げパワーＰｅａｄｄとを加えたパワーをエンジン指令パワーＰｅ＊として設定するハイブリッド用電子制御ユニット５０が「要求パワー設定手段」に相当し、エンジン指令パワーＰｅ＊がエンジン３２から出力できるようエンジン３２の目標回転数と目標トルクとを設定し、エンジン３２の回転数が目標回転数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りモータ４１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、要求トルクＴｒ＊からモータ４１をトルク指令で駆動したときにプラネタリギヤ３８を介して駆動軸２２に作用するトルクを減じて得られるトルクをモータ４２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定し、設定したエンジン３２の目標回転数と目標トルク，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をそれぞれエンジン用電子制御ユニット３６，モータ用電子制御ユニット４６に送信するハイブリッド用電子制御ユニット５０とエンジン３２の目標回転数と目標トルクとによってエンジン３２が運転されるようエンジン３２を運転制御するエンジン用電子制御ユニット３６とモータ４１，４２が設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４３，４４のスイッチング素子をスイッチング制御するモータ用電子制御ユニット４６とが「制御手段」に相当する。

実施例では、本発明の第２のハイブリッド自動車において、エンジン３２が「内燃機関」に相当し、モータ４１が「発電機」に相当し、プラネタリギヤ３８が「遊星歯車機構」に相当し、モータ４２が「電動機」に相当し、バッテリ４８が「バッテリ」に相当し、圧力センサ４９ｃが「圧力センサ」に相当し、走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えたパワーをエンジン指令パワーＰｅ＊として設定したり、残容量ＳＯＣが所定容量Ｓｒｅｆ未満であると共に走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂを加えたパワーが所定パワーＰｒｅｆ未満であるとき、セル内圧Ｐｃｅｌｌが高くなるほど小さくなるようかさ上げパワーＰｅａｄｄを設定すると共に走行用パワーＰｄに充電要求パワーＰｂとかさ上げパワーＰｅａｄｄとを加えたパワーをエンジン指令パワーＰｅ＊として設定するハイブリッド用電子制御ユニット５０が「要求パワー設定手段」に相当し、エンジン指令パワーＰｅ＊からエンジン３２から出力できるようエンジン３２の目標回転数と目標トルクとを設定し、エンジン３２の回転数が目標回転数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りモータ４１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、要求トルクＴｒ＊からモータ４１をトルク指令で駆動したときにプラネタリギヤ３８を介して駆動軸２２に作用するトルクを減じて得られるトルクをモータ４２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定し、設定したエンジン３２の目標回転数と目標トルク，トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をそれぞれエンジン用電子制御ユニット３６，モータ用電子制御ユニット４６に送信するハイブリッド用電子制御ユニット５０とエンジン３２の目標回転数と目標トルクとによってエンジン３２が運転されるようエンジン３２を運転制御するエンジン用電子制御ユニット３６とモータ４１，４２が設定したトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４３，４４のスイッチング素子をスイッチング制御するモータ用電子制御ユニット４６とが「制御手段」に相当する。

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。

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。

２０ハイブリッド自動車、２２駆動軸、２４デファレンシャルギヤ、２６ａ，２６ｂ駆動輪、３２エンジン、３３温度センサ、３４クランクシャフト、３６エンジン用電子制御ユニット、３８プラネタリギヤ、４１，４２モータ、４３，４４インバータ、４６モータ用電子制御ユニット、４８バッテリ、４９ａ温度センサ、４９ｂ電圧センサ、４９ｃ圧力センサ、５０ハイブリッド用電子制御ユニット、５２シフトポジションセンサ、５４アクセルペダルポジションセンサ、５６ブレーキペダルポジションセンサ、５８車速センサ。

Claims

内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、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と、前記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とりが可能なバッテリと、走行に要求される走行用パワーに前記バッテリの全容量に対する充電されている容量の割合である充電容量割合を予め定められた目標割合範囲内にするために要求される充電要求パワーを加えたパワーを前記内燃機関から出力すべき指令パワーとして設定する指令パワー設定手段と、前記内燃機関から前記設定された指令パワーを出力しながら前記走行用パワー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制御手段と、を備えるハイブリッド自動車において、
前記バッテリの端子間電圧を検出する電圧センサを備え、
前記指令パワー設定手段は、前記充電容量割合が前記目標割合範囲の下限値未満であると共に前記走行用パワーに前記充電要求パワーを加えたパワーが前記内燃機関を良好なエネルギ効率で運転可能なパワーの下限値として予め定められた所定パワー未満であるときには、前記検出された端子間電圧が高くなるほど小さくなるようかさ上げパワーを設定すると共に前記走行用パワーに前記充電要求パワーと前記かさ上げパワーとを加えたパワーを前記指令パワーとして設定する手段である、
ハイブリッド自動車。
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、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と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、少なくとも一つの電池セルから構成され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バッテリと、走行に要求される走行用パワーに前記バッテリの全容量に対する充電されている容量の割合である充電容量割合を予め定められた目標割合範囲内にするために要求される充電要求パワーを加えたパワーを前記内燃機関から出力すべき指令パワーとして設定する指令パワー設定手段と、前記内燃機関から前記設定された指令パワーを出力しながら前記走行用パワー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制御手段と、を備えるハイブリッド自動車において、
前記電池セルの内部の圧力であるセル内圧を検出する圧力センサを備え、
前記指令パワー設定手段は、前記充電容量割合が前記目標割合範囲の下限値未満であると共に前記走行用パワーに前記充電要求パワーを加えたパワーが前記内燃機関を良好なエネルギ効率で運転可能なパワーの下限値として予め定められた所定パワー未満であるときには、前記検出されたセル内圧が高くなるほど小さくなるようかさ上げパワーを設定すると共に前記走行用パワーに前記充電要求パワーと前記かさ上げパワーとを加えたパワーを前記指令パワーとして設定する手段である、
ハイブリッド自動車。