JP2013144489A - ハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の異常を誤検出してしまうことを防止することができるハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置を提供すること。
【解決手段】ＨＶ−ＥＣＵは、残容量履歴に基づいてＳＯＣの増減傾向値ΔＳＯＣを算出し（ステップＳ１）、エンジンの直行駆動出力Ｐｅの増減値ΔＰｅを算出し（ステップＳ２）、充電量規定マップに基づいて、エンジンの駆動力によるバッテリの充電量Ｐｃｈを決定し（ステップＳ３）、バッテリの充電量Ｐｃｈとエンジンの直行駆動出力Ｐｅとを加算した実要求出力Ｐｒｅｑを算出し（ステップＳ４）、算出した実要求出力Ｐｒｅｑをエンジンに出力させると共に、充電量Ｐｃｈ分の電力をバッテリに充電させる（ステップＳ５）。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置に関する。

従来のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置としては、バッテリの充放電の履歴等を表すバッテリ情報を記録し外部の情報読み取り装置と通信可能なバッテリ情報記録装置を有し、機器側には前記情報読み取り装置と機器側制御部とを備え、交換されたバッテリを機器側制御部がバッテリ毎に個別な特性に応じたバッテリの充放電制御を行わせるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このように、特許文献１に開示されたものは、バッテリに交換した場合でも、新しいバッテリに適応できるようにしていた。

特開２０１１−１１３７５９号公報

ハイブリッド車両におけるバッテリは、回生電力に加えて内燃機関の駆動力によって充電されるため、バッテリの充電量が同じであっても、バッテリの充電に要する内燃機関の燃料消費量は、内燃機関の運転状態によって異なる。

しかしながら、上述したような従来の技術は、バッテリの残容量を目標値に近づけるようにバッテリの充電量を調整しているため、バッテリの充電に要する内燃機関の燃料消費量について考慮されていないといった課題があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の燃料消費量を抑制することができるハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置を提供することを目的とする。

本発明のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置は、上記目的を達成するため、（１）内燃機関の駆動力によるバッテリの充電量を制御するハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置において、前記バッテリの残容量の履歴を表す残容量履歴を記憶する残容量履歴記憶手段と、前記バッテリの残容量が目標とする残容量より少ないことを条件として、前記残容量履歴と前記内燃機関の運転状態とに基づいて、前記内燃機関の駆動力による前記バッテリの充電量を決定する充電量決定手段と、を備えている。

この構成により、本発明のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置は、残容量履歴が表すバッテリの残容量の増減傾向と、内燃機関の駆動力によりバッテリを充電したときの内燃機関の燃費率と、内燃機関の駆動力によりバッテリを充電したときの内燃機関の燃料消費量とに応じて、内燃機関の駆動力によるバッテリの充電量を決定することができるため、内燃機関の燃料消費量を抑制することができる。

例えば、上記（１）に記載のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置において、（２）前記運転状態は、前記ハイブリッド車両を駆動するための前記内燃機関の直行駆動出力の増減値を含み、前記充電量決定手段は、前記内燃機関の直行駆動出力の増減値が大きくなるにつれて、前記内燃機関の駆動力による前記バッテリの充電量が少なくなるように決定するようにしてもよい。

この構成により、本発明のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置は、内燃機関の直行駆動出力が減少したことを条件として、バッテリを充電するための内燃機関の駆動力を増加させることにより、燃費率がより高い状態で内燃機関を運転させることができ、内燃機関の直行駆動出力が増加したことを条件として、バッテリを充電するための内燃機関の駆動力を減少させることにより、内燃機関の燃料消費量を抑制することができる。

また、上記（１）に記載のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置において、（３）前記運転状態は、アクセルペダルの開度の増減値と車速の増減値とを含み、前記充電量決定手段は、前記アクセルペダルの開度の増減値が大きくなるにつれて、前記バッテリの充電量が少なくなるように決定すると共に、前記車速の増減値が大きくなるにつれて、前記内燃機関の駆動力による前記バッテリの充電量が少なくなるように決定するようにしてもよい。

この構成により、本発明のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置は、アクセルペダルの開度および車速に応じた内燃機関の直行駆動出力が減少したことを条件として、バッテリを充電するための内燃機関の駆動力を増加させることにより、燃費率がより高い状態で内燃機関を運転させることができ、内燃機関の直行駆動出力が増加したことを条件として、バッテリを充電するための内燃機関の駆動力を減少させることにより、バッテリを充電するためにかかる内燃機関の燃料消費量を抑制することができる。

また、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置において、（４）前記充電量決定手段は、前記バッテリの残容量が減少傾向にあることを前記残容量履歴が表すことを条件として、前記バッテリの残容量に応じた充電量より多くなるように前記内燃機関の駆動力によるバッテリの充電量を決定するようにしてもよい。

この構成により、本発明のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置は、バッテリの残容量が減少傾向にあることを条件として、バッテリを充電するための内燃機関の駆動力を増加させるため、燃費率がより高い状態で内燃機関を運転させることができる。

また、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置において、（５）前記充電量決定手段は、前記バッテリの残容量が増加傾向にあることを前記残容量履歴が表すことを条件として、前記バッテリの残容量に応じた充電量より少なくなるように前記内燃機関の駆動力によるバッテリの充電量を決定するようにしてもよい。

この構成により、本発明のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置は、バッテリの残容量が増加傾向にあることを条件として、バッテリを充電するための内燃機関の駆動力を減少させるため、バッテリを充電するための内燃機関の燃料消費量を抑制することができる。

本発明によれば、内燃機関の燃料消費量を抑制することができるハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置を搭載した車両の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置によって参照されるアクセルペダルの開度と、車速と、車両要求トルクとの関係を表すマップを示すグラフである。 本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置のバッテリ充電制御動作を示すフローチャートである。 バッテリのＳＯＣと充電量との関係を示すグラフである。 本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置の作用を説明するためのエンジン燃費率マップを示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明においては、動力分割式のハイブリッド車両に本発明に係るハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置を適用した場合を例に説明する。

図１に示すように、本実施の形態におけるハイブリッド車両１は、内燃機関を構成するエンジン１０と、エンジン１０によって発生された動力をドライブシャフト１１Ｌ、１１Ｒを介して駆動輪１２Ｌ、１２Ｒに伝達するためのトランスアクスル１３と、エンジン１０を制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、「ＥＧ−ＥＣＵ」という）１４と、ハイブリッド車両１の各部を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶ−ＥＣＵ」という）１５とを備えている。

なお、本実施の形態において、エンジン１０は、ガソリンを燃料とする直列４気筒のエンジンによって構成されているものとするが、本発明においては、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、Ｖ型１２気筒エンジンまたは水平対向６気筒エンジン等の種々の型式のエンジンによって構成されていてもよい。

また、エンジン１０に用いられる燃料は、ガソリンに代えて、軽油等の炭化水素系の燃料であってもよく、エタノール等のアルコールとガソリンとを混合したアルコール燃料であってもよい。

トランスアクスル１３は、動力伝達装置２０と、ギヤ機構２１と、デファレンシャルギヤ２２とを備えている。動力伝達装置２０は、電力と回転力とを相互に変換するモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２と、モータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅する減速機２５と、エンジン１０によって発生された動力を駆動輪１２Ｌ、１２Ｒ側に伝達する動力とモータジェネレータＭＧ１を駆動する動力とに分割する動力分割機構２６とを備えている。

動力分割機構２６は、エンジン１０の出力軸としてのクランクシャフト１７の端部にダンパ１８を介して結合された入力軸３０と、入力軸３０に軸中心が貫通された中空形状のサンギヤ軸３１に結合されたサンギヤ３２と、サンギヤ３２と回転軸が一致するようにサンギヤ３２の同心円上に配置されたリングギヤ３３と、サンギヤ３２およびリングギヤ３３に噛み合うようにサンギヤ３２とリングギヤ３３との間に配置された複数のピニオンギヤ３４と、ピニオンギヤ３４を自転自在に保持すると共に入力軸３０に対して公転自在に保持するキャリア３５とを備えている。

このように、動力分割機構２６は、サンギヤ３２、リングギヤ３３、ピニオンギヤ３４およびキャリア３５を回転要素として、エンジン１０によって発生された動力を分割すると共に、モータジェネレータＭＧ１および駆動輪１２Ｌ、１２Ｒ側から伝達された動力を統合する遊星歯車機構を構成している。

したがって、動力分割機構２６は、エンジン１０からキャリア３５に入力された動力を、サンギヤ３２側と、リングギヤ３３側とにそのギヤ比に応じて分割することにより、分割された一方の動力によってモータジェネレータＭＧ１を発電機として機能させるとともに、分割された他方の動力によって駆動輪１２Ｌ、１２Ｒを回転させるようになっている。

また、動力分割機構２６は、駆動電力が供給されたモータジェネレータＭＧ１が電動機として機能し、エンジン１０が駆動しているときには、エンジン１０からキャリア３５に入力された動力と、モータジェネレータＭＧ１からサンギヤ３２に入力された動力とを統合してリングギヤ３３から出力するようになっている。

また、動力分割機構２６は、駆動電力が供給されたモータジェネレータＭＧ１が電動機として機能し、エンジン１０が停止しているときには、モータジェネレータＭＧ１からサンギヤ３２に入力された動力をキャリア３５に出力することにより、クランクシャフト１７を回転させ、エンジン１０を始動させるようになっている。このように、モータジェネレータＭＧ１は、動力分割機構２６と協働して、スタータとしても機能するようになっている。

モータジェネレータＭＧ１は、回転磁界を形成するステータ４０と、ステータ４０の内部に配置され、複数の永久磁石が埋め込まれているロータ４１と、を備えており、ステータ４０は、ステータコアおよびステータコアに巻き掛けられた三相コイルを備えている。

ロータ４１は、動力分割機構２６のサンギヤ３２と一体に回転するサンギヤ軸３１に結合されており、ステータ４０のステータコアは、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、本体ケース４２の内周部に固定されている。

このように構成されたモータジェネレータＭＧ１において、ステータ４０の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ４０によって回転磁界が形成され、この回転磁界にロータ４１に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ４１が回転駆動される。このように、モータジェネレータＭＧ１は、電動機として機能するようになっている。

また、ロータ４１に埋め込まれた永久磁石が回転すると、回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ４０の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相コイルの両端に電力が発生する。このように、モータジェネレータＭＧ１は、発電機としても機能するようになっている。

モータジェネレータＭＧ２は、回転磁界を形成するステータ４５と、ステータ４５の内部に配置され複数の永久磁石が埋め込まれたロータ４６と、を備えており、ステータ４５は、ステータコアおよびステータコアに巻き掛けられた三相コイルを備えている。

ロータ４６は、減速機２５に結合されたロータシャフト４７に結合されており、ステータ４５のステータコアは、例えば、電磁鋼板の薄板を積層して形成され、本体ケース４８の内周部に固定されている。

このように構成されたモータジェネレータＭＧ２において、ステータ４５の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ４５によって回転磁界が形成され、この回転磁界にロータ４６に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ４６が回転駆動される。このように、モータジェネレータＭＧ２は、電動機として機能するようになっている。

また、ロータ４６に埋め込まれた永久磁石が回転すると、回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ４５の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相コイルの両端に電力が発生する。このように、モータジェネレータＭＧ２は、発電機としても機能するようになっている。

減速機２５は、モータジェネレータＭＧ２のロータ４６に結合されたロータシャフト４７に結合されたサンギヤ３６と、回転軸がサンギヤ３６と一致するようにサンギヤ３６の同心円上に配置されたリングギヤ３７と、サンギヤ３６およびリングギヤ３７に噛み合うようにサンギヤ３６とリングギヤ３７との間に配置された複数のピニオンギヤ３８と、一端が本体ケース４８に固定され、他端がピニオンギヤ３８を自転自在に支持する支持軸を有するキャリア３９とを備えている。

このように、減速機２５は、サンギヤ３６、リングギヤ３７およびピニオンギヤ３８を回転要素として、モータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅する遊星歯車機構を構成している。

したがって、減速機２５は、駆動電力が供給されたモータジェネレータＭＧ２が電動機として機能しているときには、モータジェネレータＭＧ２から伝達された回転を減速して駆動トルクを増幅してリングギヤ３７から出力するようになっている。

また、減速機２５は、リングギヤ３７に入力された動力による回転を加速して駆動トルクを減衰させてサンギヤ３６から出力することにより、モータジェネレータＭＧ２を発電機として機能させるようになっている。

減速機２５のリングギヤ３７および動力分割機構２６のリングギヤ３３には、リングギヤ３７とリングギヤ３３とが一体回転するようにカウンタドライブギヤ２３が設けられている。カウンタドライブギヤ２３は、ギヤ機構２１に噛み合わされ、ギヤ機構２１は、デファレンシャルギヤ２２に噛み合わされている。カウンタドライブギヤ２３に出力された動力は、カウンタドライブギヤ２３からギヤ機構２１を介して、デファレンシャルギヤ２２に伝達されるようになっている。

デファレンシャルギヤ２２は、ドライブシャフト１１Ｌ、１１Ｒに接続され、ドライブシャフト１１Ｌ、１１Ｒは、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒにそれぞれ接続されている。すなわち、デファレンシャルギヤ２２に伝達された動力は、ドライブシャフト１１Ｌ、１１Ｒを介して、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒに出力される。

したがって、駆動電力が供給されたモータジェネレータＭＧ２は、駆動源として機能するようになっており、モータジェネレータＭＧ２によって発生された動力は、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒに伝達されるようになっている。

また、駆動電力が供給されていないモータジェネレータＭＧ２は、駆動輪１２Ｌ、１２Ｒの回転を減速しつつ、その回転力を電力に変換する電力回生器として機能するようになっている。

また、ハイブリッド車両１は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に対してそれぞれ設けられたインバータ５０、５１と、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するためにインバータ５０、５１を制御するモータ用電子制御ユニット（以下、「ＭＧ−ＥＣＵ」という）５３とを備えている。

インバータ５０、５１は、ＭＧ−ＥＣＵ５３による制御に基づいて、モータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２とバッテリ１９との間で電力のやりとり、すなわち、バッテリ１９を充放電させるようになっている。

インバータ５０およびインバータ５１とバッテリ１９とを接続する電力ライン５４は、インバータ５０およびインバータ５１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、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２のいずれか一方で発電された電力を他方のモータジェネレータで消費することができるようになっている。

インバータ５０、５１には、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の三相交流の入出力電流値を検出するインバータ電流センサがそれぞれ設けられている。これらインバータ電流センサは、検出した電流値を表す検出信号をＭＧ−ＥＣＵ５３に出力するようになっている。

ＭＧ−ＥＣＵ５３は、図示を省略するが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、フラッシュメモリと、入出力ポートと、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。

ＭＧ−ＥＣＵ５３のＲＯＭには、当該マイクロプロセッサをＭＧ−ＥＣＵ５３として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＭＧ−ＥＣＵ５３のＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、ＭＧ−ＥＣＵ５３として機能する。

ＭＧ−ＥＣＵ５３には、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えば、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の回転子の回転位置をそれぞれ検出する回転位置検出センサ６０、６１の検出信号、および、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に入力される相電流を検出する図示しない電流センサの検出信号等が入力されるようになっている。

ＭＧ−ＥＣＵ５３は、インバータ５０およびインバータ５１にスイッチング制御信号を出力することにより、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を駆動制御するようになっている。

また、ＭＧ−ＥＣＵ５３は、ＨＶ−ＥＣＵ１５等の他のＥＣＵと高速ＣＡＮ（Controller Area Network）を介して通信するようになっており、ＨＶ−ＥＣＵ１５等の他のＥＣＵと各種制御信号やデータのやりとりを行うようになっている。

例えば、ＭＧ−ＥＣＵ５３は、ＨＶ−ＥＣＵ１５から入力された制御信号に応じてインバータ５０、５１を制御することにより、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２をそれぞれ駆動制御するようになっている。また、ＭＧ−ＥＣＵ５３は、必要に応じてモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の駆動状態に関するデータをＨＶ−ＥＣＵ１５に出力するようになっている。

また、ハイブリッド車両１は、バッテリ１９の蓄電容量や温度等の状態を管理するためのバッテリ用電子制御ユニット（以下、「Ｂ−ＥＣＵ」という）６２を備えている。Ｂ−ＥＣＵ６２は、図示を省略するが、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、フラッシュメモリと、入出力ポートと、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。

Ｂ−ＥＣＵ６２のＲＯＭには、当該マイクロプロセッサをＢ−ＥＣＵ６２として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、Ｂ−ＥＣＵ６２のＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、Ｂ−ＥＣＵ６２として機能する。

Ｂ−ＥＣＵ６２には、バッテリ１９の状態を管理するために必要な信号、例えば、バッテリ１９の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧、バッテリ１９の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた電流センサ６３によって検出される充放電電流、および、バッテリ１９に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度等を表す信号が入力されるようになっている。

また、Ｂ−ＥＣＵ６２は、ＨＶ−ＥＣＵ１５等の他のＥＣＵと高速ＣＡＮを介して通信するようになっており、ＨＶ−ＥＣＵ１５等の他のＥＣＵと各種制御信号やデータのやりとりを行うようになっている。

例えば、Ｂ−ＥＣＵ６２は、必要に応じてバッテリ１９の状態に関するデータをＨＶ−ＥＣＵ１５に出力するようになっている。また、Ｂ−ＥＣＵ６２は、電流センサ６３によって検出された充放電電流の積算値に基づいて、バッテリ１９の残容量を表すＳＯＣ（State Of Charge）を算出し、算出したＳＯＣをＨＶ−ＥＣＵ１５に出力するようになっている。

ＥＧ−ＥＣＵ１４は、図示を省略するが、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、フラッシュメモリと、入出力ポートと、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。ＥＧ−ＥＣＵ１４のＲＯＭには、当該マイクロプロセッサをＥＧ−ＥＣＵ１４として機能させるためのプログラムが記憶されている。

すなわち、ＥＧ−ＥＣＵ１４のＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、ＥＧ−ＥＣＵ１４として機能する。

ＥＧ−ＥＣＵ１４は、ＨＶ−ＥＣＵ１５等の他のＥＣＵと高速ＣＡＮを介して通信するようになっており、ＨＶ−ＥＣＵ１５等の他のＥＣＵと各種制御信号やデータのやりとりを行うようになっている。

例えば、ＥＧ−ＥＣＵ１４は、ＨＶ−ＥＣＵ１５から入力される制御信号およびエンジン１０の運転状態を検出する各種センサから入力される検出信号等に基づいて、燃料噴射制御、点火制御および吸入空気量調節制御等のエンジン１０の運転制御を行うとともに、必要に応じてエンジン１０の運転状態に関するデータをＨＶ−ＥＣＵ１５に出力するようになっている。

ＨＶ−ＥＣＵ１５は、図示を省略するが、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、フラッシュメモリと、入出力ポートと、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。ＨＶ−ＥＣＵ１５のＲＯＭには、当該マイクロプロセッサをＨＶ−ＥＣＵ１５として機能させるためのプログラムが記憶されている。

すなわち、ＨＶ−ＥＣＵ１５のＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、ＨＶ−ＥＣＵ１５として機能する。

ＨＶ−ＥＣＵ１５は、ＥＧ−ＥＣＵ１４等の他のＥＣＵと高速ＣＡＮを介して互いに接続されており、ＥＧ−ＥＣＵ１４等の他のＥＣＵと各種制御信号やデータのやりとりを行うようになっている。

本実施の形態において、ＨＶ−ＥＣＵ１５の入力側には、アクセルペダル８０の開度を表すアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルポジションセンサ８１と、クランクシャフト１７の回転速度を検出するためのクランク角センサ８３と、車速Ｖを検出する車速センサ８４と、が接続されている。

ＨＶ−ＥＣＵ１５は、Ｂ−ＥＣＵ６２から出力されたＳＯＣの履歴を表す残容量履歴をフラッシュメモリに記憶するようになっている。このように、ＨＶ−ＥＣＵ１５は、本発明における残容量履歴記憶手段を構成する。

ＨＶ−ＥＣＵ１５は、現在のＳＯＣが目標とする目標ＳＯＣより少ないことを条件として、残容量履歴とエンジン１０の運転状態とに基づいて、エンジン１０の駆動力によるバッテリ１９の充電量を決定するようになっている。

具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ１５は、残容量履歴に基づいて、現時刻ｔ０より規定時間Ｔｃ前の時刻ｔ１までのＳＯＣの平均値ＳＯＣａｖ１と、現時刻ｔ１より規定時間Ｔｃ前の時刻ｔ２までのＳＯＣの平均値ＳＯＣａｖ２とを算出し、平均値ＳＯＣａｖ１と平均値ＳＯＣａｖ２との差分、すなわち、ＳＯＣの増減傾向を表す増減傾向値ΔＳＯＣ＝ＳＯＣａｖ１−ＳＯＣａｖ２を算出するようになっている。

図２に示すように、ＨＶ−ＥＣＵ１５のＲＯＭには、アクセル開度Ａｃｃと、車速Ｖと、ハイブリッド車両１に要求するトルク（以下、単に「車両要求トルク」という）Ｔｐとの関係を表すマップが格納されている。

ＨＶ−ＥＣＵ１５は、このマップを参照し、アクセルポジションセンサ８１によって検出されたアクセル開度Ａｃｃと、車速センサ８４によって検出された車速Ｖとに対応する、車両要求トルクＴｐを決定するようになっている。

また、ＨＶ−ＥＣＵ１５は、車両要求トルクＴｐとリングギヤ３３の回転速度Ｎｒとを乗じることによって、ハイブリッド車両１を駆動するための全出力（以下、単に「車両駆動出力」という）Ｐａｌｌを算出するようになっている。

なお、本実施の形態において、ＨＶ−ＥＣＵ１５は、モータジェネレータＭＧ２に設けられた回転位置検出センサ６１によって検出され、ＭＧ−ＥＣＵ５３を介して得られたモータジェネレータＭＧ２の回転速度に、減速機２５のギヤ比を乗じることによって、リングギヤ３３の回転速度Ｎｒを算出するものとする。

また、ＨＶ−ＥＣＵ１５は、車両駆動出力ＰａｌｌからモータジェネレータＭＧ２の出力Ｐｍを減じることによって、ハイブリッド車両１を駆動するためのエンジン１０の出力（以下、単に「直行駆動出力」という。）Ｐｅを算出するようになっている。

なお、本実施の形態において、ＨＶ−ＥＣＵ１５のＲＯＭには、インバータ５１に設けられたインバータ電流センサによって検出される電流値と、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクとが対応付けられたマップが予め格納されている。ＨＶ−ＥＣＵ１５は、このマップを参照することにより、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクＴｍを決定するようになっている。

また、ＨＶ−ＥＣＵ１５は、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクＴｍに回転位置検出センサ６１によって検出されたモータジェネレータＭＧ２の回転速度を乗じることによってモータジェネレータＭＧ２の出力Ｐｍを算出するようになっている。

ＨＶ−ＥＣＵ１５は、上述したように算出したエンジン１０の直行駆動出力Ｐｅの微分値、すなわち、増減値ΔＰｅを算出するようになっている。

ＨＶ−ＥＣＵ１５のＲＯＭには、ＳＯＣの増減傾向値ΔＳＯＣと、エンジン１０の直行駆動出力Ｐｅの増減値ΔＰｅとに対して、エンジン１０の駆動力によるバッテリ１９の充電量Ｐｃｈが対応付けられた充電量規定マップが予め格納されている。

充電量規定マップは、ＳＯＣの増減傾向値ΔＳＯＣが小さくなるにつれて充電量Ｐｃｈが多くなるように定められている。すなわち、充電量規定マップは、ＳＯＣの増減傾向値ΔＳＯＣが負の場合には、充電量Ｐｃｈが多くなり、ＳＯＣの増減傾向値ΔＳＯＣが正の場合には、充電量Ｐｃｈが少なくなるように定められている。また、充電量規定マップは、エンジン１０の直行駆動出力Ｐｅの増減値ΔＰｅが大きくなるにつれて、充電量Ｐｃｈが少なくなるように定められている。

ＨＶ−ＥＣＵ１５は、充電量規定マップに基づいて、ＳＯＣの増減傾向値ΔＳＯＣと、エンジン１０の直行駆動出力Ｐｅの増減値ΔＰｅとに対応する充電量Ｐｃｈを決定するようになっている。このように、ＨＶ−ＥＣＵ１５は、本発明における充電量決定手段を構成する。

ＨＶ−ＥＣＵ１５は、エンジン１０の直行駆動出力Ｐｅと、充電量規定マップに基づいて決定したバッテリ１９の充電量Ｐｃｈとを加算した、実要求出力Ｐｒｅｑ＝Ｐｅ＋Ｐｃｈをエンジン１０に出力させるようにＥＧ−ＥＣＵ１４を制御すると共に、充電量Ｐｃｈ分の電力をバッテリ１９に充電させるようにＭＧ−ＥＣＵ５３を制御するようになっている。

このように構成されたＨＶ−ＥＣＵ１５のバッテリ充電制御動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。なお、本実施の形態において、図３に示すバッテリ充電制御動作は、予め定められた時間間隔で実行される。

まず、ＨＶ−ＥＣＵ１５は、残容量履歴に基づいてＳＯＣの増減傾向値ΔＳＯＣを算出し（ステップＳ１）、エンジン１０の直行駆動出力Ｐｅの増減値ΔＰｅを算出する（ステップＳ２）。

次に、ＨＶ−ＥＣＵ１５は、充電量規定マップに基づいて、エンジン１０の駆動力によるバッテリ１９の充電量Ｐｃｈを決定し（ステップＳ３）、決定したバッテリ１９の充電量Ｐｃｈとエンジン１０の直行駆動出力Ｐｅとを加算した実要求出力Ｐｒｅｑ＝Ｐｅ＋Ｐｃｈを算出する（ステップＳ４）。

次いで、ＨＶ−ＥＣＵ１５は、算出した実要求出力Ｐｒｅｑをエンジン１０に出力させるようにＥＧ−ＥＣＵ１４を制御すると共に、充電量Ｐｃｈ分の電力をバッテリ１９に充電させるようにＭＧ−ＥＣＵ５３を制御する（ステップＳ５）。

以上に説明した本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置の作用について図４および図５を参照して説明する。

図４に示すように、従来のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置は、バッテリのＳＯＣがＳａの場合には、目標値とするＳＯＣ（例えば、６０％）にＳＯＣを近づけるように、ＨＶ−ＥＣＵは、バッテリの充電量Ｐａとエンジンの直行駆動出力Ｐｅとを加算した実要求出力をエンジンに出力させるようにＥＧ−ＥＣＵを制御すると共に、充電量Ｐａ分の電力をバッテリに充電させるようにＭＧ−ＥＣＵを制御する。

これに対し、例えば、図５に示すエンジン燃費率マップにおいて、ＳＯＣの増減傾向値ΔＳＯＣが負の値であり、エンジン１０の直行駆動出力Ｐｅの増減値ΔＰｅが負の値である場合には、バッテリ１９から放電される傾向にあることが予測される。

このため、ＨＶ−ＥＣＵ１５は、バッテリ１９の充電量ＰｃｈをＰａより多めのＰａ'とする。これにより、ＨＶ−ＥＣＵ１５は、燃費率がより高い状態でエンジン１０を運転させることができる。

一方、図５に示すエンジン燃費率マップにおいて、ＳＯＣの増減傾向値ΔＳＯＣが正の値であり、エンジン１０の直行駆動出力Ｐｅの増減値ΔＰｅが正の値である場合には、バッテリ１９が充電される傾向にあることが予測される。

このため、ＨＶ−ＥＣＵ１５は、バッテリ１９の充電量ＰｃｈをＰａより少なめ、例えば、０とする。これにより、ＨＶ−ＥＣＵ１５は、バッテリ１９を充電するためのエンジン１０の燃料消費量を抑制することができる。

以上のように、本発明の実施の形態に係るハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置は、残容量履歴が表すバッテリ１９の残容量の増減傾向と、エンジン１０の駆動力によりバッテリ１９を充電したときのエンジン１０の燃費率と、エンジン１０の駆動力によりバッテリ１９を充電したときのエンジン１０の燃料消費量とに応じて、エンジン１０の駆動力によるバッテリ１９の充電量を決定することができるため、エンジン１０の燃料消費量を抑制することができる。

なお、本実施の形態において、ＨＶ−ＥＣＵ１５のＲＯＭには、ＳＯＣの増減傾向値ΔＳＯＣと、エンジン１０の直行駆動出力Ｐｅの増減値ΔＰｅとに対して、エンジン１０の駆動力によるバッテリ１９の充電量Ｐｃｈが対応付けられた充電量規定マップが予め格納されているものとして説明した。

これに対し、本発明において、ＨＶ−ＥＣＵ１５のＲＯＭには、ＳＯＣの増減傾向値ΔＳＯＣと、アクセル開度Ａｃｃの増減値ΔＡｃｃと、車速Ｖの増減値ΔＶに対して、エンジン１０の駆動力によるバッテリ１９の充電量Ｐｃｈが対応付けられた充電量規定マップが予め格納されていてもよい。

この場合には、充電量規定マップは、エンジン１０の直行駆動出力Ｐｅの増減値ΔＰｅが大きくなるにつれて、充電量Ｐｃｈが少なくなるように定められているのに代えて、アクセル開度Ａｃｃの増減値ΔＡｃｃが大きくなるにつれて、充電量Ｐｃｈが少なくなるように定められると共に、車速Ｖの増減値ΔＶが大きくなるにつれて、充電量Ｐｃｈが少なくなるように定められている。

また、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であってこの実施の形態に制限されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施の形態のみの説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

以上のように、本発明に係るハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置は、内燃機関の燃料消費量を抑制することができるという効果を奏するものであり、内燃機関の駆動力によるバッテリの充電量を制御するハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置に有用である。

１ ハイブリッド車両
１０ エンジン（内燃機関）
１５ ＨＶ−ＥＣＵ（残容量履歴記憶手段、充電量決定手段）
１９ バッテリ
８０ アクセルペダル

Claims (5)

1. 内燃機関の駆動力によるバッテリの充電量を制御するハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置において、
   前記バッテリの残容量の履歴を表す残容量履歴を記憶する残容量履歴記憶手段と、
   前記バッテリの残容量が目標とする残容量より少ないことを条件として、前記残容量履歴と前記内燃機関の運転状態とに基づいて、前記内燃機関の駆動力による前記バッテリの充電量を決定する充電量決定手段と、を備えたことを特徴とするハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置。
2. 前記運転状態は、前記ハイブリッド車両を駆動するための前記内燃機関の直行駆動出力の増減値を含み、
   前記充電量決定手段は、前記内燃機関の直行駆動出力の増減値が大きくなるにつれて、前記内燃機関の駆動力による前記バッテリの充電量が少なくなるように決定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置。
3. 前記運転状態は、アクセルペダルの開度の増減値と車速の増減値とを含み、
   前記充電量決定手段は、前記アクセルペダルの開度の増減値が大きくなるにつれて、前記バッテリの充電量が少なくなるように決定すると共に、前記車速の増減値が大きくなるにつれて、前記内燃機関の駆動力による前記バッテリの充電量が少なくなるように決定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置。
4. 前記充電量決定手段は、前記バッテリの残容量が減少傾向にあることを前記残容量履歴が表すことを条件として、前記バッテリの残容量に応じた充電量より多くなるように前記内燃機関の駆動力によるバッテリの充電量を決定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置。
5. 前記充電量決定手段は、前記バッテリの残容量が増加傾向にあることを前記残容量履歴が表すことを条件として、前記バッテリの残容量に応じた充電量より少なくなるように前記内燃機関の駆動力によるバッテリの充電量を決定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載のハイブリッド車両のバッテリ充電制御装置。

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