JP2013256173A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

ハイブリッド自動車 Download PDF

Info

Publication number
JP2013256173A
JP2013256173A JP2012132687A JP2012132687A JP2013256173A JP 2013256173 A JP2013256173 A JP 2013256173A JP 2012132687 A JP2012132687 A JP 2012132687A JP 2012132687 A JP2012132687 A JP 2012132687A JP 2013256173 A JP2013256173 A JP 2013256173A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
engine
motor
power
threshold value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012132687A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5742788B2 (ja
Inventor
Taiji Kuno
泰司 久野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2012132687A priority Critical patent/JP5742788B2/ja
Priority to US13/911,364 priority patent/US8886380B2/en
Priority to CN201310228516.7A priority patent/CN103481763B/zh
Publication of JP2013256173A publication Critical patent/JP2013256173A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5742788B2 publication Critical patent/JP5742788B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/40Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24Energy storage means
    • B60W2510/242Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/248Age of storage means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10Longitudinal speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10Accelerator pedal position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00Input parameters relating to data
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/93Conjoint control of different elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

【課題】バッテリの劣化の進行を抑制する。
【解決手段】バッテリの劣化程度を示す劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときに劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して小さくなる傾向に補正係数Kpを設定し(S420)、設定した補正係数Kpを仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpに乗じて始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを設定する(S460)。これにより、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して、エンジン運転モードでの走行が行なわれやすくなり、バッテリが大きな電力で充放電されるのを抑制することができ、バッテリの劣化が更に進行するのを抑制することができる。
【選択図】図7

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、走行用の動力を出力可能なエンジンと走行用の動力を入出力可能なモータとモータと電力をやりとり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、エンジンと、第1モータと、車軸に連結された駆動軸とエンジンの出力軸と第1モータの回転軸とにリングギヤとキャリアとサンギヤとが接続された動力分配統合機構と、駆動軸に回転軸が接続された第2モータと、第1モータや第2モータと電力をやりとりするバッテリとを備え、エンジンの運転停止中に駆動軸の要求トルクに基づく車両の要求パワーが第1閾値以上に至ったときには要求パワーが第1閾値より小さな第2閾値以下に至るまでエンジンから要求パワーが出力されながら要求トルクが駆動軸に出力されるようエンジンと第1モータと第2モータとを制御し、エンジンの運転中に要求パワーが第2閾値以下に至ったときには要求パワーが第1閾値以上に至るまでエンジンが運転停止された状態で要求トルクが駆動軸に出力されるようエンジンと第1モータと第2モータとを制御するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド自動車では、エンジンを比較的効率よく運転することができる下限のパワー近傍の値を第1閾値に設定することにより、車両全体の効率が良好となるようにエンジンの間欠運転を実行している。
特開2007−131103号公報
こうしたハイブリッド自動車では、エンジンから要求パワーが出力されながら要求トルクが駆動軸に出力されるようエンジンと第1モータと第2モータとを制御するときと、エンジンが運転停止された状態で要求トルクが駆動軸に出力されるようエンジンと第1モータと第2モータとを制御するときとを比較すると、後者の方がバッテリの充放電電力の大きさが大きくなりやすい。バッテリが劣化していないときには、特に問題とはならないが、バッテリの劣化が進行しているときに、バッテリが大きな電力で充放電されると、その劣化がより進行してしまうおそれがある。
本発明のハイブリッド自動車は、バッテリの劣化の進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、
走行用の動力を出力可能なエンジンと、走行用の動力を入出力可能なモータと、前記モータと電力をやりとり可能なバッテリと、前記エンジンの運転停止中に走行に要求される要求トルクに基づく車両に要求される要求パワーが始動用閾値以上に至ったときには該要求パワーが該始動用閾値より小さな停止用閾値以下に至るまで前記エンジンから前記要求パワーが出力されながら前記要求トルクによって走行するよう前記エンジンと前記モータとを制御し、前記エンジンの運転中に前記要求パワーが前記停止用閾値以下に至ったときには該要求パワーが前記始動用閾値以上に至るまで前記エンジンが運転停止された状態で前記要求トルクによって走行するよう前記エンジンと前記モータ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、
前記停止用閾値は、前記バッテリの劣化程度が閾値を超えているときに、該バッテリの劣化程度が前記閾値以下のときに比して小さくなるよう設定されてなる、
ことを要旨とする。
この本発明のハイブリッド自動車では、バッテリの劣化程度が閾値を超えているときに、バッテリの劣化程度が閾値以下のときに比して小さくなるよう停止用閾値を設定する。これにより、バッテリの劣化程度が閾値を超えているときには、バッテリの劣化程度が閾値以下のときに比してエンジンの運転中にエンジンが運転停止されにくくなるから、バッテリが大きな電力で充放電されるのを抑制することができる。この結果、バッテリの劣化の進行を抑制することができる。
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記停止用閾値は、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えて大きいほど小さくなるよう設定されてなる、ものとすることもできる。こうすれば、バッテリの劣化の進行をより適正に抑制することができる。
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記始動用閾値は、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えているときに、該バッテリの劣化程度が前記閾値以下のときに比して小さくなるよう設定されてなる、ものとすることもできる。この場合、前記停止用閾値は、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えて大きいほど小さくなるよう設定されてなる、ものとすることもできる。こうすれば、バッテリの劣化の進行をより適正に抑制することができる。
さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記要求トルクと前記バッテリの充放電要求パワーとに基づいて前記要求パワーを設定する手段であり、前記充放電要求パワーは、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えているときに、該バッテリの劣化程度が前記閾値以下のときに比して絶対値として小さくなるよう設定されてなる、ものとすることもできる。こうすれば、バッテリの劣化の進行をより適正に抑制することができる。
あるいは、本発明のハイブリッド自動車において、前記バッテリの劣化程度は、前記バッテリの蓄電割合の所定時間の変化量を該バッテリの充放電電力の所定時間の積算値で除して演算される程度である、ものとすることもできる。
加えて、本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記エンジンの運転停止中に、前記要求パワーが前記始動用閾値以上に至ったとき又は前記バッテリの蓄電割合が始動用蓄電割合閾値以下に至ったとき、前記エンジンが始動されるよう制御し、前記エンジンの運転中に、前記バッテリの蓄電割合が前記始動用蓄電割合閾値より大きな停止用蓄電割合閾値以上で且つ前記要求パワーが前記停止用閾値以下に至ったとき、前記エンジンが運転停止されるよう制御する手段である、ものとすることもできる。
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記バッテリと電力のやりとりが可能な発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸とに3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、を備え、前記モータは、前記駆動軸に回転軸が接続されてなる、ものとすることもできる。
本発明の一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HVECU70により実行される駆動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。 エンジン22を始動するときのプラネタリギヤ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。 エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定する様子とを示す説明図である。 エンジン22からパワーを出力しながら走行しているときのプラネタリギヤ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。 実施例のHVECU70により実行される制御用値設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 補正係数設定用マップの一例を示す説明図である。 仮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。 仮始動停止用閾値設定用マップ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。 変形例のハイブリッド自動車320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420の構成の概略を示す構成図である。
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、本発明の一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して動力を出力するエンジン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のクランクシャフト26にキャリアが接続されると共に駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸36にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30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30のサンギヤに接続されたモータMG1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36に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するためのインバータ41,42と、インバータ41,42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MG1,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、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ41,42を介してモータMG1,MG2と電力をやりとりするバッテリ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、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、HVECUという)70と、を備える。
エンジンECU24は、図示しないが、CPU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、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。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信号、例えば、クランクシャフト26の回転位置を検出するクランクポジションセンサからのクランクポジションθcrやエンジン22の冷却水の温度を検出する水温センサからの冷却水温Tw,燃焼室内に取り付けられた圧力センサからの筒内圧力Pin,燃焼室へ吸排気を行なう吸気バルブや排気バルブを開閉するカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサからのカムポジションθca,スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットルポジションTP,吸気管に取り付けられたエアフローメータからの吸入空気量Qa,同じく吸気管に取り付けられた温度センサからの吸気温Ta,排気系に取り付けられた空燃比センサからの空燃比AF,同じく排気系に取り付けられた酸素センサからの酸素信号O2などが入力ポートを介して入力されており、エンジンECU24からは、エンジン22を駆動するための種々の制御信号、例えば、燃料噴射弁への駆動信号やスロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号,イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号,吸気バルブの開閉タイミングの変更可能な可変バルブタイミング機構への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、エンジンECU24は、HVECU70と通信しており、HVECU70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HVECU70に出力する。なお、エンジンECU24は、クランクシャフト26に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号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。
モータECU40は、図示しないが、CPU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、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。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からの回転位置θm1,θm2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ポートを介して入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。また、モータECU40は、HVECU70と通信しており、HVECU70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HVECU70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置θm1,θm2に基づいてモータMG1,MG2の回転角速度ωm1,ωm2や回転数Nm1,Nm2も演算している。
バッテリECU52は、図示しないが、CPU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、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。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やバッテリ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HVECU70に送信する。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そのときのバッテリ50から放電可能な電力の容量の全容量に対する割合である蓄電割合SOCを演算したり、演算した蓄電割合SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい許容入出力電力である入出力制限Win,Woutを演算したりしている。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。
HVECU70は、図示しないが、CPU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、CPUの他に、処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。HVECU70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やシフトレバー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などが入力ポートを介して入力されている。HVECU70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。
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20では、運転者によるアクセルペダル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36に出力すべき要求トルクTr*を計算し、この要求トルクTr*に対応する要求動力が駆動軸36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と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駆動軸36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動力が駆動軸36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駆動軸36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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードとは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力が駆動軸36に出力されるようエンジン22とモータMG1とモータMG2とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。
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の動作について説明する。図2は、実施例のHVECU70により実行される駆動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、所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。
駆動制御ルーチンが実行されると、HVECU70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,車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の蓄電割合SOCや入出力制限Win,Woutや充放電要求パワーPb*,エンジン22の運転停止中においてエンジン22を始動するか否かの判定に用いる始動用閾値Pstart,エンジン22の運転中においてエンジン22の運転を停止するか否かの判定に用いる停止用閾値Pstopなど制御に必要なデータを入力する(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θm1,θm2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の蓄電割合SOCは、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演算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。バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、温度センサ51cにより検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の蓄電割合SOC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。バッテリ50の充放電要求パワーPb*や始動用閾値Pstart,停止用閾値Pstopは、後述の制御用値設定ルーチンにより設定されて図示しないRAMに書き込まれたものを読み込んで入力するものとした。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutや充放電要求パワーPb*などは、バッテリ50から放電する側を正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とに基づいて走行に要求される(駆動軸36に出力すべき)要求トルクTr*を設定すると共に設定した要求トルクTr*に駆動軸36の回転数Nr(例えば、モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数など)を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算し(ステップS110)、計算した走行用パワーPdrv*からバッテリ50の充放電要求パワーPb*を減じて車両に要求される(エンジン22から出力すべき)要求パワーPe*を計算する(ステップS120)。ここで、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図示しないROM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。要求トルク設定用マップの一例を図3に示す。
続いて、エンジン22が運転中であるか運転停止中であるかを判定し(ステップS130)、エンジン22が運転停止中であると判定されたときには、要求パワーPe*を始動用閾値Pstartと比較すると共に(ステップS140)、バッテリ50の蓄電割合SOCを始動用閾値Sstartと比較する(ステップS150)。ここで、始動用閾値Sstartは、バッテリ50の過放電を抑制するためにエンジン運転モードでの走行に移行すべき蓄電割合SOCの範囲の上限として定められ、例えば、35%や37%,40%などを用いることができる。このステップS140,S150の処理は、エンジン22の始動条件が成立しているか否かを判定する処理である。
要求パワーPe*が始動用閾値Pstart未満で且つバッテリ50の蓄電割合SOCが始動用閾値Sstartより大きいときには、エンジン22の始動条件は成立していないと判断し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定し(ステップS160)、要求トルクTr*をモータMG2から出力すべきトルクの仮の値としての仮トルクTm2tmpに設定し(ステップS170)、バッテリ50の入出力制限Win,WoutをモータMG2の回転数Nm2で除してモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tm2min,Tm2maxを計算し(ステップS180)、次式(1)に示すように、仮トルクTm2tmpをトルク制限Tm2min,Tm2maxで制限してモータMG2から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm2*を設定する(ステップS190)。
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (1)
こうしてモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定すると、設定したモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40に送信して(ステップS200)、本ルーチンを終了する。モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42の図示しない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、モータ運転モードで、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*(走行用パワーPdrv*)を駆動軸36に出力して走行することができる。
ステップS140で要求パワーPe*が始動用閾値Pstart以上のときや、ステップS150でバッテリ50の蓄電割合SOCが始動用閾値Sstart以下のときには、エンジン22の始動条件が成立していると判断し、エンジン22を始動する(ステップS210)。図4は、エンジン22を始動するときのプラネタリギヤ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。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であるリングギヤ32の回転数Nrを示す。また、R軸上の2つの太線矢印は、モータMG1から出力されて駆動軸36に作用するトルクと、モータMG2から出力されて駆動軸36に作用するトルクとを示す。エンジン22の始動は、エンジン22をクランキングするためのトルクをモータMG1から出力すると共にこのトルクの出力に伴って駆動軸36に作用するトルクをキャンセルするためのキャンセルトルクをモータMG2から出力することによってエンジン22をクランキングし、エンジン22の回転数Neが所定回転数(例えば1000rpm)に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始する、ことによって行なわれる。なお、このエンジン22の始動の最中もバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようモータMG2の駆動制御が行なわれる。即ち、モータMG2から出力すべきトルク(仮トルクTm2tmp)は、要求トルクTr*とキャンセルトルクとの和のトルクとなる。
エンジン22を始動すると、要求パワーPe*とエンジン22を効率よく動作させる動作ライン(例えば燃費動作ライン)と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S240)。エンジン22の動作ラインの一例と目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定する様子とを図5に示す。目標回転数Ne*および目標トルクTe*は、図示するように、動作ラインと要求パワーPe*(Ne*×Te*)が一定の曲線との交点として求めることができる。
続いて、エンジン22の目標回転数Ne*とモータMG2の回転数Nm2とプラネタリギヤ30のギヤ比ρとを用いて次式(2)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モータMG1の目標回転数Nm1*と現在の回転数Nm1とに基づいて式(3)によりモータMG1のトルク指令Tm1*を計算する(ステップS250)。式(2)は、プラネタリギヤ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ながら走行しているときのプラネタリギヤ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6に示す。式(2)は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。また、式(3)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(3)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/ρ (2)
Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)
次に、次式(4)に示すように、モータMG1のトルク指令Tm1*をプラネタリギヤ30のギヤ比ρ(サンギヤの歯数/リングギヤの歯数)で除したものを要求トルクTr*に加えてモータMG2の仮トルクTm2tmpに設定し(ステップS260)、式(5),(6)に示すように、バッテリ50の入出力制限Win,WoutからモータMG1のトルク指令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)を減じた値をモータMG2の回転数Nm2で除してモータMG2のトルク制限Tm2min,Tm2maxを計算し(ステップS270)、上述の式(1)に示すように、仮トルクTm2tmpをトルク制限Tm2min,Tm2max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S280)。ここで、式(4)は、図6の共線図から容易に導くことができる。
Tm2tmp=Tr*+Tm1*/ρ (4)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (6)
そして、エンジン22の目標回転数Ne*や目標トルク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に送信して(ステップS290)、本ルーチンを終了する。エンジン22の目標回転数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。モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42の図示しない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、エンジン運転モードで、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*(走行用パワーPdrv*)を駆動軸36に出力して走行することができる。
こうしてエンジン運転モードでの走行を開始すると、次回に本ルーチンが実行されたときにはステップS130でエンジン22は運転中であると判定されるから、要求パワーPe*を始動用閾値Pstartより小さな停止用閾値Pstopと比較すると共に(ステップS220)、バッテリ50の蓄電割合SOCを始動用閾値Startより大きな停止用閾値Sstopと比較する(ステップS230)。ここで、停止用閾値Sstopは、例えば、45%や47%,50%などを用いることができる。このステップS220,S230の処理は、エンジン22の停止条件が成立しているか否かを判定する処理である。
要求パワーPe*が停止用閾値Pstopより大きいときや、バッテリ50の蓄電割合SOCが閾値Sstop未満のときには、エンジン22の停止条件は成立していないと判断し、エンジン運転モードで、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようエンジン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ECU24やモータECU40に送信して(ステップS240〜S290)、本ルーチンを終了する。
一方、要求パワーPe*が停止用閾値Pstop以下で且つバッテリ50の蓄電割合SOCが停止用閾値Sstop以上のときには、エンジン22の停止条件が成立していると判断し、エンジン22の運転を停止し(ステップS300)、モータ運転モードで、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸36に出力されるようモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を設定してモータECU40に送信して(ステップS160〜S200)、本ルーチンを終了する。
以上、図2の駆動制御ルーチンについて説明した。次に、図7に例示する制御用値設定ルーチンによりバッテリ50の充放電要求パワーPb*や始動用閾値Pstart,停止用閾値Pstopを設定する処理について説明する。このルーチンは、HVECU70により所定時間毎(例えば数msec毎)に繰り返し実行される。
制御用値設定ルーチンが実行されると、HVECU70は、まず、車速Vやバッテリ50の蓄電割合SOC,所定時間(例えば0.5秒や1秒,1.5秒など)のバッテリ50の蓄電割合SOCの変化量である所定時間蓄電割合変化量ΔSOC,所定時間のバッテリ50の仕事量である所定時間電池仕事量Wbなどのデータを入力する処理を実行する(ステップS400)。ここで、車速Vや蓄電割合SOCの入力方法については上述した。所定時間蓄電割合変化量ΔSOCは、最後に(最新に)演算された蓄電割合SOCから所定時間前に演算された蓄電割合SOCを減じて演算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。所定時間電池仕事量Wbは、電圧センサ51aからのバッテリ50の端子間電圧Vbと電流センサ51bからのバッテリ50の充放電電流Ibとの積としてのバッテリ50の充放電電力(Vb×Ib)の所定時間前から現在(最新)までの積算値として演算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。
こうしてデータを入力すると、入力した所定時間蓄電割合変化量ΔSOCを所定時間電池仕事量Wbで除して、バッテリ50の劣化程度を示す値としての劣化程度値Dを計算する(ステップS410)。バッテリ50は、一般的に、劣化が進行すると、同一の仕事量に対する蓄電割合SOCの変化が大きくなる傾向がある。したがって、劣化程度値Dは、バッテリ50の劣化の進行に従って大きくなる。
こうして劣化程度値Dを計算すると、計算した劣化程度値Dに基づいて、バッテリ50の充放電要求パワーPb*の設定処理や始動用閾値Pstart,停止用閾値Pstopの設定処理に用いる補正係数Kpを設定する(ステップS420)。ここで、補正係数Kpは、実施例では、劣化程度値Dと補正係数Kpとの関係を予め定めて補正係数設定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、劣化程度値Dが与えられると記憶したマップから対応する補正係数Kp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。図中、「Dref」は、劣化程度値D(バッテリ50の劣化程度)の許容上限値(バッテリ50が劣化していないと見なすことができる劣化程度値Dの範囲の上限値)であり、実験や解析などによって予め定められた値を用いることができる。補正係数Kpは、図示するように、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときには値1が設定され、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには劣化程度値Dが大きいほど値1から小さくなる傾向に設定される。
続いて、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて、充放電要求パワーPb*の仮の値としての仮充放電要求パワーPbtmpを設定する(ステップS430)。ここで、仮充放電要求パワーPbtmpは、実施例では、バッテリ50の蓄電割合SOCと仮充放電要求パワーPbtmpとの関係を予め定めて仮充放電要求パワー設定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、蓄電割合SOCが与えられると記憶したマップから対応する仮充放電要求パワーPbtmpを導出して設定するものとした。仮充放電要求パワー設定用マップの一例を図9に示す。図示するように、蓄電割合SOCが目標割合SOC*(例えば、55%や60%,65%など)のときには値0が仮充放電要求パワーPbtmpに設定される。そして、蓄電割合SOCが目標割合SOC*より大きいときには、蓄電割合SOCが目標割合SOC*より大きな割合Shiに至るまで蓄電割合SOCが大きいほど正の所定電力Pdis(例えば、+2kWや+3kW,+5kWなど)に向けて大きくなる傾向の値が仮充放電要求パワーPbtmpに設定されると共に蓄電割合SOCが割合Shより大きいときには所定電力Pdisが仮充放電要求パワーPbtmpに設定される。一方、蓄電割合SOCが目標割合SOC*より小さいときには、蓄電割合SOCが目標割合SOC*より小さな割合Sloに至るまで蓄電割合SOCが小さいほど負の所定電力Pch(例えば、−2kWや−3kW,5kWなど)に向けて小さくなる傾向の値が仮充放電要求パワーPbtmpに設定されると共に蓄電割合SOCが割合Sloより小さいときには所定電力Pchが仮充放電要求パワーPbtmpに設定される。
こうして仮充放電要求パワーPbtmpを設定すると、設定した仮充放電要求パワーPbtmpに補正係数Kpを乗じて、バッテリ50の充放電要求パワーPb*を設定する(ステップS440)。エンジン運転モードで走行する際にこの充放電要求パワーPb*に応じた要求パワーPe*でエンジン22を運転することにより、バッテリ50の蓄電割合SOCを目標割合SOC*に近づけることができる。また、補正係数Kpを仮充放電要求パワーPbtmpに乗じて充放電要求パワーPb*を設定することにより、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比してバッテリ50の充放電電力の絶対値を小さくすることができ、バッテリ50の劣化が進行するのを抑制することができる。しかも、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが大きいほど小さくなる傾向に補正係数Kpを設定する即ち劣化程度値Dが大きいほど絶対値が小さくなる傾向に充放電要求パワーPb*を設定することにより、バッテリ50の劣化程度に応じてその進行をより適正に抑制することができる。
次に、車速Vに基づいて、始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopの仮の値としての仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpを設定する(ステップS450)。ここで、仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpは、実施例では、車速Vと仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpとの関係を予め実験などによって定めて仮始動停止用閾値設定用マップとして図示しないROMに記憶しておき、車速Vが与えられると記憶したマップから対応する仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpを導出して設定するものとした。仮始動停止用閾値設定用マップの一例を図10に示す。仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpは、図示するように、同一の車速Vに対して仮停止用閾値Pstoptmpが仮始動用閾値Pstarttmpに比して小さく、且つ、車速Vが高いほど小さくなる傾向に設定するものとした。前者は、エンジン22の始動と停止とが頻繁に行なわれるのを回避するためである。また、後者は、車速V(モータMG2の回転数Nm2)が大きいときには、モータMG2の出力(回転数Nm2×トルクTm2)が大きくなり、モータMG2からの出力だけでは要求トルクTr*(走行用パワーPr*)に対応できなくなる可能性があることを踏まえて、要求トルクTr*により対応できるようにするためである。
こうして仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpを設定すると、次式(7)および式(8)に示すように、設定した仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpにそれぞれ補正係数Kpを乗じて始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを設定して(ステップS460)、本ルーチンを終了する。こうして設定される始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopは、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときに、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して小さな値となる。以下、このように始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを設定する理由について説明する。
Pstart=Kp・Pstarttmp (7)
Pstop=Kp・Pstoptmp (8)
一般に、モータ運転モードで走行するときには、バッテリ50からの放電を伴うモータMG2の駆動によって要求トルクTr*を駆動軸36に出力することになり、エンジン運転モードで走行するときには、エンジン22の運転と必要に応じたバッテリ50の充放電を伴うモータMG1,MG2の駆動とによって要求トルクTr*を駆動軸36に出力することになる。このため、モータ運転モードで走行するときには、エンジン運転モードで走行するときに比してバッテリ50の充放電電力の絶対値が大きくなりやすい。実施例では、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して、始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを小さな値とすることにより、エンジン22の運転停止中にはエンジン22が始動されやすくなり(モータ運転モードからエンジン運転モードに移行しやすくなり)、エンジン22の運転中にはエンジン22の運転が停止されにくくなる(エンジン運転モードからモータ運転モードに移行しにくくなる)。これにより、バッテリ50が大きな電力で充放電されるのを抑制することができ、バッテリ50の劣化が進行するのを抑制することができる。また、このように始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを設定することにより、バッテリ50の蓄電割合SOCの低下を抑制することができる。この結果、エンジン22の運転停止中に、要求パワーPe*が始動用閾値Pstart未満であるにも拘わらずバッテリ50の蓄電割合SOCが始動用閾値Sstart以下に至ることによってエンジン22を始動しなければならなくなるのを抑制することができる。さらに、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが大きいほど小さくなる傾向に補正係数Kpを設定する即ちこの傾向に始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを設定することにより、バッテリ50の劣化程度に応じてその進行をより適正に抑制することができる。加えて、運転者によっては、例えば、走行用パワーPdrv*が仮始動用閾値Pstartや仮停止用閾値Pstop近傍で変化するようアクセル操作を行なう運転者の場合には、エンジン22の始動と停止とが行なわれる頻度を低減することができる。この結果、エンジン22の始動に要するパワーを節約してエネルギ効率の向上を図ることができる。
以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、バッテリ50の劣化程度を示す劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して、始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを小さな値とするから、エンジン運転モードでの走行が行なわれやすくなり、バッテリ50が大きな電力で充放電されるのを抑制することができ、バッテリ50の劣化が更に進行するのを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、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して、始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを小さな値とするものとしたが、始動用閾値Pstartについては劣化程度値Dに拘わらず同一の値(仮始動用閾値Pstart)とし、停止用閾値Pstopについては劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときに劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して小さな値とするものとしてもよい。この場合でも、エンジン22の運転中にはエンジン22の運転が停止されにくくなる(エンジン運転モードからモータ運転モードに移行しにくくなる)から、バッテリ50が大きな電力で充放電されるのを抑制することができ、バッテリ50の劣化が更に進行するのを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、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが大きいほど小さくなる傾向に補正係数Kpを設定するものとしたが、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して小さな値を補正係数Kpに設定するものであればよく、例えば、値0.5や値0.6,値0.7などの固定値を補正係数Kpに設定するものとしてもよい。即ち、実施例のハイブリッド自動車20では、劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが大きいほど小さくなる傾向に始動用閾値Pstartや停止用閾値Pstopを設定するものとしたが、仮始動用閾値Pstarttmpや仮停止用閾値Pstoptmpの0.5倍や0.6倍,0.7倍などの値を始動用閾値Pstartや停止用閾値Pstopに設定するものとしてもよいのである。
実施例のハイブリッド自動車20では、車速Vが高いほど小さくなる傾向に仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpを設定するものとしたが、車速Vに拘わらず、仮始動用閾値Pstarttmpおよび仮停止用閾値Pstoptmpにそれぞれ固定値を設定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、劣化程度値Dに応じた補正係数Kpを仮充放電要求パワーPbtmpに乗じて充放電要求パワーPb*を設定するものとしたが、劣化程度Dに拘わらず、補正係数Kpを用いずに仮充放電要求パワーPbtmpをそのまま充放電要求パワーPb*に設定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、所定時間蓄電割合変化量ΔSOCを所定時間電池仕事量Wbで除して劣化程度値Dを計算するものとしたが、例えば、バッテリ50の充放電電流Ibを時間積算した電池容量Cbをx軸とすると共にバッテリ50の端子間電圧Vbをy軸として、電池容量Cbと端子間電圧Vbとの複数の組み合わせをそれぞれプロットすると共にそのデータを用いて最小二乗法などによって傾き(放電特性)を求めてこの放電特性の変化量を劣化程度値Dとするものなどとしてもよい。
実施例のハイブリッド自動車20では、モータMG2からの動力を駆動軸36に出力するものとしたが、図11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からの動力を駆動軸36が接続された車軸(駆動輪38a,38bが接続された車軸)とは異なる車軸(図11における車輪39a,39b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からの動力をプラネタリギヤ30を介して駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36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220に例示するように、エンジン22のクランクシャフトに接続されたインナーロータ232と駆動輪38a,38bに動力を出力する駆動軸36に接続されたアウターロータ234とを有しエンジン22からの動力の一部を駆動軸36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。
実施例のハイブリッド自動車20では、エンジン22からの動力をプラネタリギヤ30を介して駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に出力すると共にモータMG2からの動力を駆動軸36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320に例示するように、駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に変速機330を介してモータMGを取り付けると共にモータMGの回転軸にクラッチ329を介してエンジン22を接続する構成とし、エンジン22からの動力をモータMGの回転軸と変速機330とを介して駆動軸36に出力すると共にモータMGからの動力を変速機330を介して駆動軸に出力するものとしてもよい。あるいは、図14の変形例のハイブリッド自動車420に例示するように、エンジン22からの動力を変速機430を介して駆動輪38a,38bに接続された駆動軸36に出力すると共にモータMGからの動力を駆動輪38a,38bが接続された車軸とは異なる車軸(図14における車輪39a,39b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が「エンジン」に相当し、モータMG2が「モータ」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当し、図2の駆動制御ルーチンや図7の制御用値設定ルーチンを実行するHVECU70と、HVECU70からエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*を受信してエンジン22を制御するエンジンECU24と、HVECU70からモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信してモータMG1,MG2を制御するモータECU40と、を組み合わせたものが「制御手段」に相当する。
ここで、「エンジン」としては、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン22に限定されるものではなく、水素エンジンなど、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エンジンであっても構わない。「モータ」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、走行用の動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプのモータであっても構わない。「バッテリ」としては、リチウムイオン二次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、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池,鉛蓄電池など、モータと電力のやりとりが可能なものであれば如何なるタイプのバッテリであっても構わない。「制御手段」としては、HVECU70とエンジンECU24とモータECU40とバッテリECU52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って構成されるものなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、バッテリ50の劣化程度を示す劣化程度値Dが許容上限値Drefより大きいときには、劣化程度値Dが許容上限値Dref以下のときに比して、始動用閾値Pstartおよび停止用閾値Pstopを小さな値とするものに限定されるものではなく、エンジンの運転停止中に走行に要求される要求トルクに基づく車両に要求される要求パワーが始動用閾値以上に至ったときには要求パワーが始動用閾値より小さな停止用閾値以下に至るまでエンジンから要求パワーが出力されながら要求トルクによって走行するようエンジンとモータとを制御し、エンジンの運転中に要求パワーが停止用閾値以下に至ったときには要求パワーが始動用閾値以上に至るまでエンジンが運転停止された状態で要求トルクによって走行するようエンジンとモータとを制御し、停止用閾値は、バッテリの劣化程度が閾値を超えているときに、バッテリの劣化程度が閾値以下のときに比して小さくなるよう設定されてなる、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。
20,120,220,320,420 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、30 プラネタリギヤ、36 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、39a,39b 車輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 高電圧バッテリ、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)、54a 高電圧系電力ライン、54b 低電圧系電力ライン、56 システムメインリレー、57 DC/DCコンバータ、58 低電圧バッテリ、59 補機、60 充電器、62 リレー、64 DC/DCコンバータ、66 AC/DCコンバータ、68 電源プラグ、69 接続検出センサ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、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、230 対ロータ電動機、232 インナーロータ、234 アウターロータ、329 クラッチ、330,430 変速機、MG,MG1,MG2 モータ。

Claims (7)

  1. 走行用の動力を出力可能なエンジンと、走行用の動力を入出力可能なモータと、前記モータと電力をやりとり可能なバッテリと、前記エンジンの運転停止中に走行に要求される要求トルクに基づく車両に要求される要求パワーが始動用閾値以上に至ったときには該要求パワーが該始動用閾値より小さな停止用閾値以下に至るまで前記エンジンから前記要求パワーが出力されながら前記要求トルクによって走行するよう前記エンジンと前記モータとを制御し、前記エンジンの運転中に前記要求パワーが前記停止用閾値以下に至ったときには該要求パワーが前記始動用閾値以上に至るまで前記エンジンが運転停止された状態で前記要求トルクによって走行するよう前記エンジンと前記モータ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、
    前記停止用閾値は、前記バッテリの劣化程度が閾値を超えているときに、該バッテリの劣化程度が前記閾値以下のときに比して小さくなるよう設定されてなる、
    ハイブリッド自動車。
  2. 請求項1記載のハイブリッド自動車であって、
    前記停止用閾値は、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えて大きいほど小さくなるよう設定されてなる、
    ハイブリッド自動車。
  3. 請求項1または2記載のハイブリッド自動車であって、
    前記始動用閾値は、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えているときに、該バッテリの劣化程度が前記閾値以下のときに比して小さくなるよう設定されてなる、
    ハイブリッド自動車。
  4. 請求項3記載のハイブリッド自動車であって、
    前記停止用閾値は、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えて大きいほど小さくなるよう設定されてなる、
    ハイブリッド自動車。
  5. 請求項1ないし4のいずれか1つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記制御手段は、前記要求トルクと前記バッテリの充放電要求パワーとに基づいて前記要求パワーを設定する手段であり、
    前記充放電要求パワーは、前記バッテリの劣化程度が前記閾値を超えているときに、該バッテリの劣化程度が前記閾値以下のときに比して絶対値として小さくなるよう設定されてなる、
    ハイブリッド自動車。
  6. 請求項1ないし5のいずれか1つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記バッテリの劣化程度は、前記バッテリの蓄電割合の所定時間の変化量を該バッテリの充放電電力の所定時間の積算値で除して演算される程度である、
    ハイブリッド自動車。
  7. 請求項1ないし6のいずれか1つの請求項に記載のハイブリッド自動車であって、
    前記バッテリと電力のやりとりが可能な発電機と、
    車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸とに3つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、
    を備え、
    前記モータは、前記駆動軸に回転軸が接続されてなる、
    ハイブリッド自動車。
JP2012132687A 2012-06-12 2012-06-12 ハイブリッド自動車 Active JP5742788B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012132687A JP5742788B2 (ja) 2012-06-12 2012-06-12 ハイブリッド自動車
US13/911,364 US8886380B2 (en) 2012-06-12 2013-06-06 Hybrid motor vehicle
CN201310228516.7A CN103481763B (zh) 2012-06-12 2013-06-08 混合动力车辆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012132687A JP5742788B2 (ja) 2012-06-12 2012-06-12 ハイブリッド自動車

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013256173A true JP2013256173A (ja) 2013-12-26
JP5742788B2 JP5742788B2 (ja) 2015-07-01

Family

ID=49715941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012132687A Active JP5742788B2 (ja) 2012-06-12 2012-06-12 ハイブリッド自動車

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8886380B2 (ja)
JP (1) JP5742788B2 (ja)
CN (1) CN103481763B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015151126A (ja) * 2014-02-12 2015-08-24 パロ・アルト・リサーチ・センター・インコーポレーテッドPalo Alto Research Center Incorporated 出力増強を備えるハイブリッド車両

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014201365A1 (de) * 2014-01-27 2015-07-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Schaltungsanordnung zur Bestimmung des Coulomb-Wirkungsgrades von Batteriemodulen
JP6269563B2 (ja) * 2015-04-23 2018-01-31 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
US10005448B2 (en) * 2016-03-22 2018-06-26 Ford Global Technologies, Llc Load based engine start-stop control
US20170328330A1 (en) * 2016-05-16 2017-11-16 Ford Global Technologies, Llc Hybrid electric vehicle engine cranking
JP6404856B2 (ja) * 2016-06-03 2018-10-17 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
CN111051168B (zh) * 2017-08-30 2023-03-24 加特可株式会社 车辆的控制装置以及车辆的控制方法
US10272909B1 (en) * 2018-04-18 2019-04-30 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle engine start/stop system
CN108612592B (zh) * 2018-04-26 2020-04-10 科力远混合动力技术有限公司 混合动力汽车发动机旁路控制系统及控制方法
JP7388334B2 (ja) * 2020-10-22 2023-11-29 トヨタ自動車株式会社 二次電池の劣化判定装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003143703A (ja) * 2001-11-02 2003-05-16 Nissan Motor Co Ltd 車両用バッテリの劣化診断装置
JP2008174100A (ja) * 2007-01-18 2008-07-31 Toyota Motor Corp ハイブリッド車の操作状態表示装置
JP2009190522A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Toyota Motor Corp 動力出力装置、それを備えた車両、駆動装置および動力出力装置の制御方法
JP2010163061A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Toyota Motor Corp 動力出力装置、それを備えた車両および動力出力装置の制御方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08214469A (ja) 1995-01-31 1996-08-20 Nippondenso Co Ltd 車両用発電制御装置
JPH08336205A (ja) * 1995-04-07 1996-12-17 Nippon Soken Inc ハイブリッド車両のバッテリ充電装置
US5710699A (en) * 1996-05-28 1998-01-20 General Electric Company Power electronic interface circuits for batteries and ultracapacitors in electric vehicles and battery storage systems
JP3559200B2 (ja) * 1999-07-13 2004-08-25 本田技研工業株式会社 車両用動力伝達装置の制御装置
JP3799901B2 (ja) * 1999-10-08 2006-07-19 トヨタ自動車株式会社 変速機の油圧制御装置
JP3754254B2 (ja) 1999-11-26 2006-03-08 三洋電機株式会社 電池の充放電制御方法
JP3835202B2 (ja) * 2001-05-18 2006-10-18 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動制御装置
US6608396B2 (en) * 2001-12-06 2003-08-19 General Motors Corporation Electrical motor power management system
JP4148204B2 (ja) * 2004-08-27 2008-09-10 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP4165500B2 (ja) 2004-12-17 2008-10-15 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置および車両
JP4277806B2 (ja) * 2005-02-02 2009-06-10 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
JP4201001B2 (ja) 2005-11-09 2008-12-24 トヨタ自動車株式会社 車両およびその制御方法
JP4175371B2 (ja) * 2006-02-02 2008-11-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関装置およびその制御方法並びに動力出力装置
JP4356708B2 (ja) 2006-06-23 2009-11-04 トヨタ自動車株式会社 電源システムおよびそれを備える車両
JP4450100B2 (ja) 2008-09-19 2010-04-14 トヨタ自動車株式会社 動力出力装置、それを備えた車両および動力出力装置の制御方法
JP2011245969A (ja) 2010-05-26 2011-12-08 Toyota Motor Corp 車両の制御装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003143703A (ja) * 2001-11-02 2003-05-16 Nissan Motor Co Ltd 車両用バッテリの劣化診断装置
JP2008174100A (ja) * 2007-01-18 2008-07-31 Toyota Motor Corp ハイブリッド車の操作状態表示装置
JP2009190522A (ja) * 2008-02-13 2009-08-27 Toyota Motor Corp 動力出力装置、それを備えた車両、駆動装置および動力出力装置の制御方法
JP2010163061A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Toyota Motor Corp 動力出力装置、それを備えた車両および動力出力装置の制御方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015151126A (ja) * 2014-02-12 2015-08-24 パロ・アルト・リサーチ・センター・インコーポレーテッドPalo Alto Research Center Incorporated 出力増強を備えるハイブリッド車両

Also Published As

Publication number Publication date
US8886380B2 (en) 2014-11-11
CN103481763B (zh) 2016-08-24
CN103481763A (zh) 2014-01-01
JP5742788B2 (ja) 2015-07-01
US20130332017A1 (en) 2013-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5742788B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP5700061B2 (ja) ハイブリッド車
JP5829951B2 (ja) 車両の異常判定装置
JP5737194B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP5199652B2 (ja) ハイブリッド車およびその制御方法
JP5459144B2 (ja) ハイブリッド車
JP5716425B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP2010241386A (ja) ハイブリッド車両およびその制御方法
JP2014104909A (ja) ハイブリッド自動車
JP2013086516A (ja) 車両
JP5842730B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP5991145B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP2013047059A (ja) ハイブリッド自動車
JP2012111450A (ja) ハイブリッド自動車
JP2016132263A (ja) ハイブリッド自動車
JP2016147576A (ja) ハイブリッド自動車
JP4438815B2 (ja) 車両およびその制御方法
JP6094301B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP2017128212A (ja) ハイブリッド自動車
JP2012183952A (ja) ハイブリッド自動車
JP5761054B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP6024507B2 (ja) ハイブリッド自動車
JP2013056627A (ja) 自動車
JP2013123942A (ja) ハイブリッド自動車
JP2012096584A (ja) ハイブリッド自動車

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140227

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140620

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140722

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140918

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150407

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150420

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5742788

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151