JP2012111426A

JP2012111426A - 車両

Info

Publication number: JP2012111426A
Application number: JP2010263911A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Tashiro; 広規田代
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2012-06-14

Abstract

【課題】二次電池の連続充電に起因した劣化を抑制しつつエネルギ効率を向上させる。
【解決手段】本発明のハイブリッド自動車では、予め定められた充電側の閾値である限界値を限界としてバッテリの充電が継続されるほど入力制限Ｗｉｎが充電電力として小さく制限されると共にバッテリの充電後の放電量に応じて入力制限Ｗｉｎの制限が解除される。そして、バッテリの充放電要求パワーＰｂ＊は、入力制限Ｗｉｎが充電電力として小さく制限される間に予め定められた放電側の閾値である下限値Ｐｂ１を限界として放電側に増加（漸増）するように補正される。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関と、当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電動機と、当該電動機と電力をやり取り可能な二次電池とを備えた車両に関する。

従来、ハイブリッド自動車用の二次電池の入出力制御装置として、二次電池の充電率（ＳＯＣ）と予め設定されたＳＯＣ−入出力可能パワー相関とを用いて入出力可能パワーを算出し、算出した入出力可能パワーに基づいて二次電池の入出力を制御するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この入出力制御装置では、二次電池が大電流で充放電された後、当該二次電池が入力状態（充電状態）にある場合には充電率（ＳＯＣ）が大きいほど大きい正の値をとると共に二次電池が出力状態（放電状態）にある場合には充電率（ＳＯＣ）が小さいほど小さな負の値をとるように設定された電池状態遷移係数が積算され、その積算値の絶対値が大電流入出力に起因する二次電池の電池状態の変化を定量的に表す指標として用いられる。そして、当該指標が所定値以上であると判定されると、入力可能パワーの場合には充電率（ＳＯＣ）が大きければ大きいほど入力可能パワーがより小さくなるように補正され、出力可能パワーの場合には充電率（ＳＯＣ）が小さければ小さいほど出力可能パワーがより小さくなるように補正される。これにより、二次電池が大電流で充放電された後に充電または放電が継続して行われることで二次電池の内部抵抗が変化し、当該内部抵抗の変化に起因して二次電池の充電率（ＳＯＣ）と入出力可能パワーとの相関が上述の予め定められたＳＯＣ−入出力可能パワー相関から変化したとしても、当該相関の実際の変化に対応するように二次電池の入出力可能パワーを補正することができる。

特開２００５−１６０１８４号公報

上述のような指標（電池状態遷移係数の積算値）に基づいて内部抵抗の変化に応じて変化するバッテリの充電率（ＳＯＣ）と入出力可能パワーとの相関に対応するように二次電池の入力可能パワー（許容充電電力）を補正すると共に二次電池の入力可能パワーの範囲内で電動機等を制御することで、比較的高い電流値で二次電池の充電が継続して行われたとしても、二次電池の劣化を抑制しつつ充放電を安定化させることができる。しかしながら、二次電池を充電すべきときに上述の指標の値に基づいて入力可能パワーが制限されると、制限された入力可能パワーの範囲内での充電が行われることになる。そして、このような制限された充電が続けられると上述の指標の符号が反転せず入力可能パワーの制限がますます解除され難くなることから制限された充電が更に継続されてしまう。このように、二次電池の充電が制限されているにも拘わらず充電が継続されてしまうのは二次電池の劣化を抑制する上で好ましいことではなく、二次電池の充電制限が継続される間には、例えば電動機により回生された電力を有効に利用し得なくなってエネルギ効率を悪化させてしまうおそれがある。

本発明の車両は、二次電池の連続充電に起因した劣化を抑制しつつエネルギ効率を向上させることを主目的とする。

本発明の車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明の車両は、
内燃機関と、前記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電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な二次電池と、前記二次電池の充電割合に基づいて該二次電池の目標充放電電力を放電側と充電側とで符号を変えて設定する目標充放電電力設定手段と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池の充電に許容される電力である許容充電電力および放電に許容される電力である許容放電電力を設定する許容充放電電力設定手段と、前記二次電池が前記目標充放電電力で充放電されるようにしながら前記許容充電電力および前記許容放電電力の範囲内で走行に要求される要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関および前記電動機を制御する制御手段とを備えた車両であって、
予め定められた充電側の閾値を限界として前記二次電池の充電が継続されるほど前記許容充電電力を充電電力として小さく制限すると共に該二次電池の充電後の放電量に応じて該許容充電電力の制限を解除する許容充電電力制限手段と、
前記許容充電電力制限手段により前記許容充電電力が充電電力として小さく制限される間に予め定められた放電側の閾値を限界として放電側に増加するように前記目標充放電電力を補正する目標充放電電力補正手段とを更に備えることを特徴とする。

本発明の車両では、予め定められた充電側の閾値を限界として二次電池の充電が継続されるほど許容充電電力が充電電力として小さく制限されると共に二次電池の充電後の放電量に応じて許容充電電力の制限が解除される。そして、二次電池の目標充放電電力は、許容充電電力が充電電力として小さく制限される間に予め定められた放電側の閾値を限界として放電側に増加するように補正される。このように、許容充電電力すなわち二次電池の充電の制限に応じて当該二次電池の目標充放電電力を放電側に増加させていくことにより、二次電池の充電の継続を断つと共に許容充電電力すなわち二次電池の充電の制限が解除されるようにすることができる。この結果、二次電池の連続充電に起因した劣化を抑制しつつ、許容充電電力の制限解除後には、制限が解除された状態での二次電池の充電（例えば上記電動機あるいは当該電動機とは異なる他の電動機の回生電力による充電）を許容してエネルギ効率を向上させることができる。

本発明の一実施例に係る車両であるハイブリッド自動車２０の概略構成図である。バッテリ５０の充放電電力と入力制限Ｗｉｎとが変化する様子を例示するタイムチャートである。実施例のバッテリＥＣＵ５２により実行される充放電要求パワー補正ルーチンの一例を示すフローチャートである。充放電要求パワー補正ルーチンによりバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊が補正されるときに充放電要求パワーＰｂ＊と入力制限Ｗｉｎとが変化する様子を例示するタイムチャートである。

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車両であるハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、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を介して接続されたプラネタリキャリア３４を有するプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１に接続されてエンジン２２からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能なモータ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。

バッテリ５０は、実施例ではリチウムイオン二次電池として構成されている。また、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Ｉｂ（以下、バッテリ５０からの放電電流が正の値を示すと共にバッテリ５０の充電電流が負の値を示すものとする）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Ｉｂ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Ｗｉｎ（実施例では負の値）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Ｗｏｕｔ（実施例では正の値）とを算出する。

バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度に基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づく補正係数を乗じることにより設定することができる。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。実施例では、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。充放電要求パワー設定用マップは、基本的には、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが予め定められた制御中心（目標充電割合）ＳＯＣ＊よりも小さいときには、バッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を負の一定値Ｐｃに設定すると共に、残容量ＳＯＣが制御中心ＳＯＣ＊よりも大きいときには、バッテリ５０が放電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を正の一定値Ｐｄに設定するように定められている。

上述のように構成されるハイブリッド自動車２０におい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Ｐ＊を設定する。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの範囲内で要求パワーＰ＊に基づいてエンジン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＊といった車両制御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が充放電要求パワーＰｂ＊に応じた電力で充放電されるようにしながら走行することができる。

ここで、リチウムイオン二次電池などの二次電池は、大電流で継続して充電されると劣化しがちであり、特に充電電流の値（絶対値）が大きいほど、また充電時間が長いほど劣化する傾向を有する。このため、実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の劣化を抑制するために、比較的大きい充電電流で充電されたり比較的長い時間継続して充電されたりした段階でバッテリ５０の充電が制限されるようにバッテリＥＣＵ５２によりバッテリ温度および残容量ＳＯＣに基づく入力制限（制限前入力制限）Ｗｉｎの値が補正される。具体的には、実施例のバッテリＥＣＵ５２は、所定時間毎に次式（１）に従い、上述のようにバッテリ温度および残容量ＳＯＣに基づいて設定される入力制限Ｗｉｎに対する制限値Ｗｉｎｌｉｍを算出し、次式（２）に従って入力制限Ｗｉｎと制限値Ｗｉｎｌｉｍとの大きい方と、予め定められた値０に比較的近い負の値である限界値Ｗｉｎｒｅｆとの小さい方を最終的な入力制限Ｗｉｎとして設定（再設定）する。なお、限界値Ｗｉｎｒｅｆは、値０としてもよい。

Winlim＝前回Winlim-k1・Ib-k2・(Ib-Ibref) ・・・（１）
Win＝min(Winref,max(Win,Winlim)) ・・・（２）

式（１）中の右辺第１項は、前回算出された直近の制限値Ｗｉｎｌｉｍであり、初期値として予め定められた負の値が設定される。また、式（１）中の右辺第２項は、電流センサにより検出される充放電電流Ｉｂに予め定められた係数ｋ１を乗じて得られるものであり、式（１）中の右辺第３項は、電流センサにより検出される充放電電流Ｉｂとバッテリ５０を長時間継続して充電してもバッテリ５０の劣化を生じさせない負の値として予め定められた基準電流値Ｉｂｒｅｆ（負の値）との差に係数ｋ２を乗じて得られるものである。従って、制限値Ｗｉｎｌｉｍは、バッテリ５０が大電流で充電されるほど（充放電電流Ｉｂが負側に大きくなるほど）正側に大きくなる（増加する）と共にバッテリ５０の充電が長時間継続されるほど正側に大きくなり、逆にバッテリ５０が大電流で放電されるほど（充放電電流Ｉｂが正側に大きいほど）負側に大きくなる（減少する）と共にバッテリ５０の放電が長時間継続されるほど負側に大きくなる。

そして、式（２）に従ってバッテリ温度および残容量ＳＯＣに基づく入力制限Ｗｉｎを制限することで、バッテリの充放電が適正に行われて制限値Ｗｉｎｌｉｍの変動幅が少ないときには基本的にバッテリ温度および残容量ＳＯＣに基づく入力制限Ｗｉｎがそのまま最終的な入力制限Ｗｉｎとして設定される。これに対して、バッテリ５０が大電流で充電されたり長時間継続して充電されたりして制限値Ｗｉｎｌｉｍの値が正側が大きくなってバッテリ温度および残容量ＳＯＣに基づく入力制限Ｗｉｎよりも大きくなると、制限値Ｗｉｎｌｉｍと限界値Ｗｉｎｒｅｆとの小さい方が最終的な入力制限Ｗｉｎとして設定されることから、図２において破線で示すように、最終的な入力制限Ｗｉｎは、予め定められた充電側の閾値である限界値Ｗｉｎｒｅｆを限界としてバッテリ５０が大電流で充電されたり長時間継続して充電されたりするほど充電電力として小さく制限される。すなわち、制限値Ｗｉｎｌｉｍの値がバッテリ温度および残容量ＳＯＣに基づく入力制限Ｗｉｎよりも大きくなると入力制限Ｗｉｎの制限が開始され、制限値Ｗｉｎｌｉｍが限界値Ｗｉｎｒｅｆに達するまで制限値Ｗｉｎｌｉｍが最終的な入力制限Ｗｉｎとして設定されると共に制限値Ｗｉｎｌｉｍが限界値Ｗｉｎｒｅｆよりも大きくなると限界値Ｗｉｎｒｅｆが最終的な入力制限Ｗｉｎとして設定される。ただし、制限値Ｗｉｎｌｉｍは、上述のようにバッテリ５０が大電流で放電されたり放電が長時間継続されたりすると負側に変化することから、バッテリ５０が大電流で充電されたり長時間継続して充電されたりしても、充電後の放電量に応じて上述のような入力制限Ｗｉｎの制限すなわちバッテリ５０の充電の制限は解除されることになる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、充放電要求パワーＰｂ＊が負の値に設定されてバッテリ５０の充電が要求されているときには、上述のように設定されるバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎの範囲内で（入力制限Ｗｉｎよりも大きい（絶対値が小さい）電力で）バッテリ５０が充電されるようにモータＭＧ１およびＭＧ２が制御される。従って、例えばバッテリ５０の充電が継続されたこと等によりバッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが制限値Ｗｉｎｌｉｍで制限され始め（図２における時刻ｔ１）、制限値Ｗｉｎｌｉｍが最終的な入力制限Ｗｉｎとして設定されていくと、バッテリ５０に印加される電力（充電電力）も入力制限Ｗｉｎにより制限され始める（図２における時刻ｔ２）。そして、制限値Ｗｉｎｌｉｍが限界値Ｗｉｎｒｅｆよりも大きくなったことにより限界値Ｗｉｎｒｅｆが最終的な入力制限Ｗｉｎとして設定され始めると（図２における時刻ｔ３）、それ以後にバッテリ５０の充電が要求されていれば、限界値Ｗｉｎｒｅｆ以上の電力によるバッテリ５０の充電が継続されることになる。

ただし、このように限界値Ｗｉｎｒｅｆ以上の比較的小さい電力によるバッテリ５０の充電が継続されると、上述の制限値Ｗｉｎｌｉｍの値は更に正側に大きくなっていくことから、入力制限Ｗｉｎとして限界値Ｗｉｎｒｅｆが設定され続けることになり、制限された充電電力での充電すなわちバッテリ５０の充電の制限がなかなか解除されないことになる。そして、バッテリ５０の充電が制限されているにも拘わらず充電が継続されてしまうのはバッテリ５０の劣化を抑制する上で好ましいことではなく、バッテリ５０の充電制限が継続される間には、モータＭＧ２により回生された電力を有効利用し得なくなってエネルギ効率を悪化させてしまうおそれがある。

このため、実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の劣化を抑制しつつ入力制限Ｗｉｎの制限の継続を解除してエネルギ効率を向上させるべく、バッテリＥＣＵ５２により図３に示す充放電要求パワー補正ルーチンが所定時間毎に繰り返し実行される。図３の充放電要求パワー補正ルーチンの開始に際して、バッテリＥＣＵ５２は、まず、バッテリ５０の残容量ＳＯＣや充放電要求パワーＰｂ＊、制限前入力制限Ｗｉｎｂ、入力制限Ｗｉｎ（上記式（２）に従って設定されたもの）といった充放電要求パワーＰｂ＊の補正に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。制限前入力制限Ｗｉｎｂは、上述のようにバッテリ温度および残容量ＳＯＣに基づいて設定されると共に、上記式（２）に従って補正される前の入力制限Ｗｉｎである。続いて、バッテリＥＣＵ５２は、入力した残容量ＳＯＣが予め定められた下限側閾値Ｓ１および上限側閾値Ｓ２の範囲内であるか否か（Ｓ１≦ＳＯＣ≦Ｓ２）を判定し（ステップＳ１１０）、残容量ＳＯＣが下限側閾値Ｓ１以上かつ上限側閾値Ｓ２以下である場合には、入力制限Ｗｉｎ等に基づいて充放電要求パワーＰｂ＊の制限値（下限ガード値）Ｐｂｌｉｍを設定する（ステップＳ１２０）。

図４を参照しながら充放電要求パワーＰｂ＊の制限値Ｐｂｌｉｍの設定手順について説明する。図４において、実線は充放電要求パワーＰｂ＊を示し、点線は充放電要求パワーＰｂ＊の制限値Ｐｂｌｉｍを示し、破線は入力制限Ｗｉｎを示す。実施例のバッテリＥＣＵ５２は、例えば、入力制限Ｗｉｎと制限前入力制限Ｗｉｎｂとの差分ΔＷ（＝Ｗｉｎ−Ｗｉｎｂ）を求めると共に求めた差分ΔＷに基づいて入力制限Ｗｉｎと制限前入力制限Ｗｉｎｂとが一致している（入力制限Ｗｉｎが制限されていない）と判断すると（図４における時刻ｔ１０以前）、バッテリ５０の充電が要求されているときに充放電要求パワーＰｂ＊として設定される負の一定値Ｐｃよりも小さい値Ｐｃ０を制限値として設定する。また、バッテリＥＣＵ５２は、例えば、入力制限Ｗｉｎと制限前入力制限Ｗｉｎｂとの差分ΔＷに基づいて入力制限Ｗｉｎが制限前入力制限Ｗｉｎｂよりも大きい（入力制限Ｗｉｎが制限されている）と判断すると（図４における時刻ｔ０）、それ以後に入力制限Ｗｉｎが制限前入力制限Ｗｉｎｂよりも大きいと判断される間（入力制限Ｗｉｎが制限されている間）、図示するように予め定められた放電側の閾値である下限値Ｐｂ１（比較的小さい正の値）に達するまで（図４における時刻ｔ１２）例えば一定のレートで漸増するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定する。なお、下限値Ｐｂ１に達するまで一定のレートで漸増するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定する代わりに、下限値Ｐｂ１に達するまで入力制限Ｗｉｎと制限前入力制限Ｗｉｎｂとの差分ΔＷが大きくなるほど制限値Ｐｂｌｉｍを大きくする傾向に設定してもよい。そして、バッテリＥＣＵ５２は、下限値Ｐｂ１を制限値Ｐｂｌｉｍとして設定している間に入力制限Ｗｉｎと制限前入力制限Ｗｉｎｂとの差分ΔＷに基づいて入力制限Ｗｉｎと制限前入力制限Ｗｉｎｂとが一致した（入力制限Ｗｉｎが制限が解除された）と判断すると（図４における時刻ｔ１３）、それ以後に入力制限Ｗｉｎと制限前入力制限Ｗｉｎｂとが一致していると判断される間、図示するように上述の値Ｐｃ０に達するまで例えば一定のレートで漸減するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定する。なお、入力制限Ｗｉｎと制限前入力制限Ｗｉｎｂとが一致したと判断された時点から値Ｐｃ０に達するまで一定のレートで漸減するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定する代わりに、所定時間だけ下限値Ｐｂ１を制限値Ｐｂｌｉｍとして設定した時点で値Ｐｃ０に達するまで一定のレートで漸減するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定してもよい。

こうして制限値Ｐｂｌｉｍを設定すると、バッテリＥＣＵ５２は、ステップＳ１００にて入力した充放電要求パワーＰｂ＊と制限値Ｐｂｌｉｍとの大きい方を充放電要求パワーＰｂ＊として再設定（補正）し（ステップＳ１３０）、本ルーチンを一旦終了させる。これにより、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎが継続して制限される場合、充放電要求パワーＰｂ＊は、図４に示すように、充放電要求パワーＰｂ＊の制限値Ｐｂｌｉｍが放電側に漸増するように設定され始めてから多少の時間をおいた時点（図４における時刻ｔ１１）すなわち制限値Ｐｂｌｉｍが値Ｐｃを以上になった時点から、制限値Ｐｂｌｉｍに応じて放電側の閾値である下限値Ｐｂ１を限界として放電側に漸増するように補正される。そして、図４の例では、時刻ｔ１２および時刻ｔ１３を含む時間だけ充放電要求パワーＰｂ＊が正の値すなわち放電側の値に設定され、それによりバッテリ５０の充電の継続を断つと共に入力制限Ｗｉｎの制限値Ｗｉｎｌｉｍを負側に変化させることができる。この結果、図４に示すように、入力制限Ｗｉｎの制限を徐々に緩和しながら解除して制限が解除された状態でのバッテリ５０の充電を許容することが可能となる。

なお、ステップＳ１１０にて残容量ＳＯＣが下限側閾値Ｓ１未満であると判断した場合には、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣの確保を優先し、充放電要求パワーＰｂ＊が放電側に補正されないようにステップＳ１２０およびＳ１３０の処理を実行することなく本ルーチンを一旦終了させる。また、ステップＳ１１０にて残容量ＳＯＣが上限側閾値Ｓ２を上回っていると判断した場合、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが充分に確保されており充放電要求パワーＰｂ＊が放電側の値Ｐｄに設定されることから充放電要求パワーＰｂ＊を放電側に補正する必要がないとみなし、ステップＳ１２０およびＳ１３０の処理を実行することなく本ルーチンを一旦終了させる。

以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、予め定められた充電側の閾値である限界値Ｗｉｎｒｅｆを限界としてバッテリ５０の充電が継続されるほど入力制限Ｗｉｎが充電電力として小さく制限されると共にバッテリ５０の充電後の放電量に応じて入力制限Ｗｉｎの制限が解除される。そして、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊は、入力制限Ｗｉｎが充電電力として小さく制限される間に予め定められた放電側の閾値である下限値Ｐｂ１を限界として放電側に増加（漸増）するように補正される。このように、入力制限Ｗｉｎすなわちバッテリ５０の充電の制限に応じて当該バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を放電側に増加させていくことにより、バッテリ５０の充電の継続を断つと共に入力制限Ｗｉｎすなわちバッテリ５０の充電の制限が解除されるようにすることができる。この結果、実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の連続充電に起因した劣化を抑制しつつ、入力制限Ｗｉｎの制限解除後には、制限が解除された状態での例えばモータＭＧ２の回生電力による充電といったバッテリ５０の充電を許容してエネルギ効率を向上させることができる。

なお、上記実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ１およびＭＧ２を備えた、いわゆる２モータ式のハイブリッド車両であるが、本発明がエンジン（内燃機関）および当該エンジンからの動力の少なくとも一部を用いて発電可能であると共に走行用の動力と回生制動力を出力可能なモータ（電動機）を備えた、いわゆる１モータ式のハイブリッド車両に適用され得ることはいうまでもない。

ここで、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。すなわち、上記実施例では、エンジン２２（内燃機関）と、エンジン２２からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能なモータＭＧ１（電動機）と、モータＭＧ１等と電力をやり取り可能なバッテリ５０と、バッテリ５０の残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を放電側と充電側とで符号を変えて設定すると共に、バッテリ５０の状態（バッテリ温度および残容量ＳＯＣ）に基づいてバッテリ５０の充放電に許容される電力である入力制限（制限前入力制限）Ｗｉｎや出力制限Ｗｏｕｔを設定するバッテリＥＣＵ５２（目標充放電電力設定手段、許容充放電電力設定手段）と、バッテリ５０が充放電要求パワーＰｂ＊で充放電されると共に入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジン２２およびモータＭＧ１等を制御するハイブリッドＥＣＵ７０（制御手段）とを備えたハイブリッド自動車２０が「車両」に相当し、予め定められた充電側の閾値である限界Ｗｉｎｒｅｆを限界としてバッテリ５０の充電が継続されるほど入力制限Ｗｉｎを充電電力として小さく制限すると共にバッテリ５０の充電後の放電量に応じて入力制限Ｗｉｎの制限を解除し、入力制限Ｗｉｎが充電電力として小さく制限される間に予め定められた放電側の閾値である下限値Ｐｂ１を限界として放電側に増加するように充放電要求パワーＰｂ＊を補正するバッテリＥＣＵ５２が、「許容充電電力制限手段」および「目標充放電電力補正手段」に相当する。ただし、これら実施例および変形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。すなわち、実施例はあくまで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ず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。

以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、車両の製造産業において利用可能である。

２０ハイブリッド自動車、２２エンジン、２４エンジンＥＣＵ、３０プラネタリギヤ、４０モータＥＣＵ、４１，４２インバータ、５０バッテリ、５２バッテリＥＣＵ、７０ハイブリッドＥＣＵ、ＭＧ１，ＭＧ２モータ。

Claims

内燃機関と、前記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電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な二次電池と、前記二次電池の充電割合に基づいて該二次電池の目標充放電電力を放電側と充電側とで符号を変えて設定する目標充放電電力設定手段と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池の充電に許容される電力である許容充電電力および放電に許容される電力である許容放電電力を設定する許容充放電電力設定手段と、前記二次電池が前記目標充放電電力で充放電されるようにしながら前記許容充電電力および前記許容放電電力の範囲内で走行に要求される要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関および前記電動機を制御する制御手段とを備えた車両であって、
予め定められた充電側の閾値を限界として前記二次電池の充電が継続されるほど前記許容充電電力を充電電力として小さく制限すると共に該二次電池の充電後の放電量に応じて該許容充電電力の制限を解除する許容充電電力制限手段と、
前記許容充電電力制限手段により前記許容充電電力が充電電力として小さく制限される間に予め定められた放電側の閾値を限界として放電側に増加するように前記目標充放電電力を補正する目標充放電電力補正手段とを更に備えることを特徴とする車両。