JP2016046919A - 自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の意図に反してスポーツモードを終了せざるを得なくなってしまうのを抑制する。【解決手段】スポーツモードで走行する際には、目標距離Ｌに基づいて目標時間Ｔｔａｇを設定し（Ｓ１１０〜Ｓ１３０）、バッテリの蓄電割合ＳＯＣと許容下限割合ＳＯＣｍｉｎｓｐとに基づいて余裕エネルギＥを計算し（Ｓ１４０〜Ｓ１８０）、余裕エネルギＥと目標時間Ｔｔａｇとに基づいてスポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐを設定する（Ｓ１４０〜Ｓ２１０）。そして、このスポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐの範囲内で要求トルクにより走行するようにモータ等を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車に関し、詳しくは、走行用のモータと、モータと電力をやりとりする蓄電装置と、蓄電装置の許容最大出力の範囲内で走行するようモータを制御する制御手段と、を備える自動車に関する。

従来、エンジンから自動変速機を介して駆動輪に駆動力を出力して走行する自動車において、ノーマルモードが選択されているときには、エンジンの制御と自動変速機の制御とを協調して行ない、スポーツモードが選択されているときには、ノーマルモードが選択されているときに比してアクセル操作量に対する駆動力の応答性が高くなり且つエンジンの制御と自動変速機の制御とを独立して行な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、こうした制御により、スポーツモードが選択されたときにスポーツ性に優れた制御を得ることができる。

特開２０１２−１３１４２６号公報

走行用のモータとそのモータと電力をやりとりする蓄電装置とを備え、蓄電装置の許容最大出力の範囲内で走行するようにモータを制御する自動車では、スポーツモードが選択されたときには、加速性能を高くするために、蓄電装置の許容最大出力を大きくしてモータの最大駆動力を大きくすることが考えられている。この場合、蓄電装置の許容最大出力を一律に大きくすると、そのときの蓄電装置の蓄電割合などによって許容最大出力を大きくすることができる時間や距離が定まってしまい、運転者の意図に反してスポーツモードを終了せざるを得なくなってしまう場合が生じる。

本発明の自動車は、運転者の意図に反してスポーツモードを終了せざるを得なくなってしまうのを抑制することを主目的とする。

本発明の自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の自動車は、
走行用のモータと、前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、前記蓄電装置の許容最大出力の範囲内で走行するよう前記モータを制御する制御手段と、を備える自動車であって、
前記制御手段は、燃費より加速性能を優先するスポーツモードで走行する際には、前記スポーツモードで走行する予定時間または予定距離に基づいて、加速性能より燃費を優先するノーマルモードで走行する際に比して大きい範囲内で前記許容最大出力を設定する、
ことを特徴とする。

この本発明の自動車では、燃費より加速性能を優先するスポーツモードで走行する際には、スポーツモードで走行する予定時間または予定距離に基づいて、加速性能より燃費を優先するノーマルモードで走行する際に比して大きい範囲内で許容最大出力を設定する。これにより、スポーツモードで走行する際に、ノーマルモードで走行する際より大きい一律の許容最大出力を設定するものに比して、予定時間や予定距離に応じて許容最大出力をより適切に設定することができるから、予定時間が経過する前や予定距離を走行する前に運転者の意図に反してスポーツモードを終了せざるを得なくなるのを抑制することができる。

こうした本発明の自動車において、前記制御手段は、前記スポーツモードで走行する際には、前記ノーマルモードで走行する際に比して大きい範囲内で、且つ、前記予定時間または前記予定距離が長いほど小さくなる傾向に前記許容最大出力を設定する手段である、ものとすることもできる。この態様の本発明の自動車において、前記制御手段は、前記スポーツモードで走行する際には、前記蓄電装置の現在の蓄電割合と前記ノーマルモードで走行する際に比して小さい前記蓄電装置の許容下限割合との差分に基づくエネルギと、前記予定時間と、に基づいて前記許容最大出力を設定する、ものとすることもできる。この場合、前記スポーツモードで走行する際の前記許容下限割合は、前記スポーツモードで走行する際の前記許容最大出力が前記ノーマルモードで走行する際の前記許容最大出力より大きくなるように設定された値である、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。 実施例のバッテリＥＣＵ５２により実行されるスポーツモード時出力制限設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 アクセル開度Ａｃｃと制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊との時間変化の様子の一例を示す説明図である。

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（回転軸）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（回転軸）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、運転者により目的地が設定されたときに走行ルートを設定してルート案内を行なうナビゲーション装置９０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を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力されており、エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２のクランクシャフト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エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

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を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号などが入力されており、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されている。モータＥＣＵ４０は、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の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

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各種センサからの信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサからの電池電圧Ｖｂ，バッテリ５０の正極側端子に取り付けられた電流センサからの電池電流Ｉｂ，バッテリ５０の温度を検出する温度センサからの電池温度Ｔｂなどが入力されている。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バッテリ５０の充放電電流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を演算している。

ナビゲーション装置９０は、地図情報などが記憶されたハードディスクなどの記憶媒体や入出力ポート，通信ポートなどを有する制御部を内蔵する本体と、車両の現在地に関する情報を受信するＧＰＳアンテナと、車両の現在地に関する情報や目的地までの走行ルートなどの各種情報を表示すると共に操作者による各種指示を入力可能なタッチパネル式のディスプレイと、を備える。ここで、地図情報には、サービス情報（例えば観光情報や駐車場など）や予め定められている走行区間（例えば信号機間や交差点間など）毎の道路情報などがデータベース化して記憶されており、道路情報には、距離情報や幅員情報，地域情報（市街地，郊外），種別情報（一般道路，高速道路），勾配情報，法定速度，信号機の数などが含まれる。ナビゲーション装置９０は、操作者により目的地が設定されたときには、地図情報と車両の現在地と目的地とに基づいて車両の現在地から目的地までの走行ルートを検索すると共に検索した走行ルートをディスプレイに出力してルート案内を行なう。なお、このナビゲーション装置９０は、走行ルートにおけるルート情報（例えば、目的地までの残距離Ｌｎや目的地の方角Ｄｎなど）も演算している。

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，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開度センサ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，オフのときに加速性能より燃費を優先するノーマルモードでの走行を指示すると共にオンのときに燃費より加速性能を優先するスポーツモードでの走行を指示するスポーツモードスイッチ８９からのスイッチ信号ＳＷなどが入力されている。ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信可能に接続されており、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は、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）やエンジン２２の運転を停止して走行する電動走行（ＥＶ走行）で走行する。

ＨＶ走行での走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、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要求トルクＴｒ＊を設定し、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）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算し、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＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共にバッテリ５０を充放電してもよい許容最大入出力電力である制御用入出力制限Ｗｉｎ＊，Ｗｏｕｔ＊の範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようにエンジン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に送信する。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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいてエンジン２２が運転されるようにエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。また、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のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ＥＶ走行での走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共にバッテリ５０の制御用入出力制限Ｗｉｎ＊，Ｗｏｕｔ＊の範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定してモータＥＣＵ４０に送信する。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のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

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、特に、バッテリＥＣＵ５２により、バッテリ５０の制御用入出力制限Ｗｉｎ＊，Ｗｏｕｔ＊を設定する際の動作について説明する。

バッテリ５０の制御用入力制限Ｗｉｎ＊については、ノーマルモードで走行するかスポーツモードで走行するかに拘わらず同一手法により設定する。具体的には、図示しない温度センサにより検出された電池温度Ｔｂに基本値Ｗｉｎｔｍｐを設定し、図示しない電流センサにより検出されたバッテリ５０の充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算された蓄電割合ＳＯＣに基づいて補正係数ｋｉｎを設定し、基本値Ｗｉｎｔｍｐに補正係数ｋｉｎを乗じて制御用入出力制限Ｗｉｎ＊を演算する。ここで、補正係数ｋｉｎは、蓄電割合ＳＯＣが許容上限割合ＳＯＣｍａｘ（例えば、６０％や６５％など）より小さい領域では蓄電割合ＳＯＣが大きい（許容上限割合ＳＯＣｍａｘに近づく）ほど値１から値０に向けて小さくなる傾向に設定され、蓄電割合ＳＯＣが許容上限割合ＳＯＣｍａｘ以上の領域では値０が設定される。これは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが許容上限割合ＳＯＣｍａｘより大きくなるのを抑制するためである。

バッテリ５０の制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊については、ノーマルモードで走行するかスポーツモードで走行するかに応じて設定する。ノーマルモードで走行する際には、電池温度Ｔｂに基づいて基本値Ｗｏｕｔｔｍｐを設定し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づいて補正係数ｋｏｕｔを設定し、基本値Ｗｏｕｔｔｍｐに補正係数ｋｏｕｔを乗じてノーマルモード時の出力制限Ｗｏｕｔｎｏを設定し、このノーマルモード時の出力制限Ｗｏｕｔｎｏを制御用入出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定する。ここで、補正係数ｋｏｕｔは、蓄電割合ＳＯＣがノーマルモード時の許容下限割合ＳＯＣｍｉｎｎｏ（例えば、４０％や４５％など）より大きい領域では蓄電割合ＳＯＣが小さい（許容下限割合ＳＯＣｍｉｎｎｏに近づく）ほど値１から値０に向けて小さくなる傾向に設定され、蓄電割合ＳＯＣが許容下限割合ＳＯＣｍｉｎｎｏ以下の領域では値０が設定される。これは、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが許容下限割合ＳＯＣｍｉｎｎｏより小さくなるのを抑制するためである。

スポーツモードで走行する際には、図２に例示するスポーツモード時出力制限設定ルーチンによりスポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐを設定し、このスポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐを制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定する。図２のスポーツモード時出力制限設定ルーチンは、スポーツモードスイッチ８９がオンとされた後にスポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐの設定条件が成立したときに実行される。ここで、スポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐの設定条件は、スポーツモードスイッチ８９がオンとされてからの経過時間ｔｏｎが閾値ｔｏｎｒｅｆ（例えば、０．５秒や１秒，２秒など）以上であり、且つ、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ（例えば、７０％，８０％，９０％など）以上である条件とした。

なお、実施例では、スポーツモードスイッチ８９がオフのときやスポーツモードスイッチ８９がオンとされてからスポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐを設定するまでは、ノーマルモード時の出力制限Ｗｏｕｔｎｏを制御用入出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定してノーマルモードで走行し、スポーツモードスイッチ８９がオンとされた後にスポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐを設定すると、制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊をノーマルモード時の出力制限Ｗｏｕｔｎｏからスポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐに切り替えてスポーツモードで走行し、その後にスポーツモードの終了条件が成立すると、制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊をスポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐからノーマルモード時の出力制限Ｗｏｕｔｎｏに切り替えてノーマルモードで走行するものとした。スポーツモードの終了条件としては、スポーツモードスイッチ８９がオンからオフとされた条件の他に、スポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐを制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定してから後述の上限時間Ｔｔａｇｍａｘが経過した条件，バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがノーマルモード時の許容下限割合ＳＯＣｍｉｎｎｏ（例えば、４０％や４５％など）より低いスポーツモード時の許容下限割合ＳＯＣｍｉｎｓｐ（例えば、１５％や２０％など）以下に至った条件などが用いられる。

図２のスポーツモード時出力制限設定ルーチンが実行されると、バッテリＥＣＵ５２は、車速Ｖや加速度α，バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ，スポーツモードで走行する予定の目標距離Ｌなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、車速Ｖは、車速センサ８８により検出された値をＨＶＥＣＵ７０から通信により入力するものとした。また、加速度αは、所定時間（例えば、数十ｍｓｅｃや数百ｍｓｅｃなど）の車速Ｖに基づいて演算された値をＨＶＥＣＵ７０から通信により入力するものとした。バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは、図示しない電流センサにより検出されたバッテリ５０の充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて演算された値を入力するものとした。加えて、目標距離Ｌは、高速道路やサーキットでの車両の現在位置から直線が継続する距離（例えばジャンクションまでの距離など）として、車両の現在位置と進行方向と地図情報とに基づいて設定されたものをナビゲーション装置９０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、入力した車速Ｖと加速度αと目標距離Ｌとに基づいて、次式（１）を用いて、目標距離Ｌを走行するのに要すると想定される目標時間Ｔｔａｇを計算する（ステップＳ１１０）。こうして得られる目標時間Ｔｔａｇは、目標距離Ｌが長いほど長くなる。

L=V×Ttag＋α×Ttag²/2 (1)

続いて、計算した目標時間Ｔｔａｇを予め定められた上限時間Ｔｔａｇｍａｘと比較し（ステップＳ１２０）、目標時間Ｔｔａｇが上限間Ｔｔａｇｍａｘより大きいときには、上限時間Ｔｔａｇｍａｘを目標時間Ｔｔａｇに再設定し（ステップＳ１３０）、目標時間Ｔｔａｇが上限時間Ｔｔａｇｍａｘ以下のときには、目標時間Ｔｔａｇを再設定しない（ステップＳ１３０の処理を実行しない）。ここで、上限時間Ｔｔａｇｍａｘは、制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊（＝Ｗｏｕｔｓｐ）をノーマルモード時の出力制限Ｗｏｕｔｎｏより大きくしてよい時間の上限としてバッテリ５０の仕様などに基づいて定められ、例えば、３秒や５秒，７秒などを用いることができる。

次に、次式（２）に示すように、バッテリ５０の現在の蓄電割合ＳＯＣからスポーツモード時の許容下限割合ＳＯＣｍｉｎｓｐ（＜ＳＯＣｍｉｎｎｏ）を減じて、許容下限割合ＳＯＣｍｉｎｓｐに対する余裕割合ΔＳＯＣを計算し（ステップＳ１４０）、計算した余裕割合ΔＳＯＣをバッテリ５０の仕様に基づいて余裕電力量Ａｈに換算する（ステップＳ１５０）。こうして得られる余裕電力量Ａｈは、現在の蓄電割合ＳＯＣが小さいほど（余裕割合ΔＳＯＣが小さいほど）小さくなる。

ΔSOC=SOC-SOCminsp (2)

次に、次式（３）に示すように、バッテリ５０の現在の蓄電割合ＳＯＣから余裕割合ΔＳＯＣの１／２倍を減じて、バッテリ５０の蓄電割合が現在の蓄電割合ＳＯＣから許容下限割合ＳＯＣｍｉｎｓｐまで低下する際（以下、「所定低下時」という）の中央割合ＳＯＣａｖｅを計算し（ステップＳ１６０）、計算した中央割合ＳＯＣａｖｅをバッテリ５０の仕様に基づいて所定低下時の中央電圧Ｖｂａｖｅに換算する（ステップＳ１７０）。なお、式（２）を式（３）に代入すると、式（４）を導くことができる。したがって、中央割合ＳＯＣａｖｅや中央電圧Ｖａｖｅは、現在の蓄電割合ＳＯＣが小さいほど小さくなることが分かる。
SOCave=SOC-ΔSOC/2 (3)
SOCave=(SOC+SOCminsp)/2 (4)

続いて、余裕電力量Ａｈと中央電圧Ｖｂａｖｅとの積として余裕エネルギＥを計算し（ステップＳ１８０）、計算した余裕エネルギＥを上述の目標時間Ｔｔａｇで除して、スポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐを計算する（ステップＳ１９０）。上述したように、目標距離Ｌが長いほど目標時間Ｔｔａｇが長くなり、現在の蓄電割合ＳＯＣが小さいほど余裕電力量Ａｈや中央電圧Ｖａｖｅが小さくなるから、スポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐは、現在の蓄電割合ＳＯＣが小さいほど小さくなり、目標距離Ｌ（目標時間Ｔｔａｇ）が長いほど小さくなる。なお、実施例では、これを考慮して、スポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐがノーマルモード時の出力制限Ｗｏｕｔｎｏより大きくなるように、例えば、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣがノーマルモード時の許容下限割合ＳＯＣｍｉｎｎｏ付近でスポーツモードスイッチ８９がオフからオンとされて且つ目標時間Ｔｔａｇが上限時間Ｔａｇｍａｘとなるときでもスポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐがノーマルモード時の出力制限Ｗｏｕｔｎｏより大きくなるように、スポーツモード時の許容下限割合ＳＯＣｍｉｎｓｐをノーマルモード時の許容下限割合ＳＯＣｍｉｎｎｏよりある程度（２０％〜３０％程度）小さい値とするものとした。

そして、計算したスポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐを予め定められた上限値Ｗｏｕｔｓｐｍａｘと比較し（ステップＳ２００）、スポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐが上限値Ｗｏｕｔｓｐｍａｘより大きいときには、上限値Ｗｏｕｔｓｐｍａｘをスポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐに再設定して（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了し、スポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐが上限値Ｗｏｕｔｓｐｍａｘ以下のときには、スポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐを再設定せずに（ステップＳ２４０の処理を実行せずに）、本ルーチンを終了する。ここで、上限値Ｗｏｕｔｓｐｍａｘは、スポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐの上限としてバッテリ５０の仕様などに基づいて定められる。

図３は、アクセル開度Ａｃｃと制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊との時間変化の様子の一例を示す説明図である。図中、制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊について、実線は実施例の様子を示し、一点鎖線は比較例の様子を示す。ここで、比較例としては、スポーツモードで走行する際に、制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊（スポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐ）に一律の大きい所定値Ｗｏｕｔｓｅｔ（例えば上限値Ｗｏｕｔｓｐｍａｘなど）を設定する場合を考えるものとした。図中、時刻ｔ１は、制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊をノーマルモード時の出力制限Ｗｏｕｔｎｏからスポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐに切り替える時刻を示す。また、図中、時刻ｔ１〜ｔ３は、高速道路などの直線道路で運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込んでいる時間範囲（目標時間Ｔｔａｇに相当する時間範囲）を示す。なお、実施例および比較例では、スポーツモードで走行する際に、制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の電力がバッテリ５０から出力されるものとした。比較例の場合、一点鎖線に示すように、時刻ｔ１から制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊（スポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐ）を十分に大きくすることにより、運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込み始めたときの加速をよりアクセル操作に応じたものとすることができる。しかし、この場合、バッテリ５０からの出力が大きいために、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが迅速に低下し、蓄電割合ＳＯＣが許容下限割合ＳＯＣｍｉｎ以下に至るまでの時間が短くなる。このため、目標距離Ｌがある程度長いときには、運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込み続けている最中（目標距離Ｌを走行し終える前）にスポーツモードでの走行を終了せざるを得なくなってしまう場合が生じる（時刻ｔ２参照）。これに対して、実施例では、実線に示すように、時刻ｔ１から制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊（スポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐ）をノーマルモード時の出力制限Ｗｏｕｔｎｏより大きい範囲内で且つ目標距離Ｌ（目標時間Ｔｔａｇ）が長いほど小さくなるように設定するするから、運転者がアクセルペダル８３を大きく踏込始めたときの加速は比較例に比して若干劣るものの、運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込み続けている最中（目標距離Ｌを走行し終える前）にスポーツモードでの走行を終了せざるを得なくなるのを抑制することができる。勿論、目標時間Ｔｔａｇが短いときには、制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に上述の所定値Ｗｏｕｔｓｅｔを設定することにより、比較例と同様に、運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込み始めたときの加速をよりアクセル操作に応じたものとすることができる。

また、この図３を用いて、スポーツモードで走行する際の制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊（出力制限Ｗｏｕｔｓｐ）の値の違いによる損失エネルギの違いについて説明する。いま、制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊（＝Ｗｏｕｔｓｐ）に値Ｗｏｕｔｓｐ１（例えば上限値Ｗｏｕｔｓｐｍａｘなど）を設定してバッテリ５０から制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の電力が時間Ｔ１（時刻ｔ１〜ｔ２）に亘って出力されるときと、制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に値Ｗｏｕｔｓｐ１より小さい値Ｗｏｕｔｓｐ２を設定してバッテリ５０から制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の電力が時間Ｔ１より長い時間Ｔ２（時刻ｔ１〜ｔ３）に亘って出力されるときとを考える。ここで、値Ｗｏｕｔｓｐ１と時間Ｔ１との積として得られるエネルギＥ１と値Ｗｏｕｔｓｐ２と時間Ｔ２との積として得られるエネルギＥ２とは等しいとする。したがって、仮に、値Ｗｏｕｔｓｐ２が値Ｗｏｕｔｓｐ１の２／３倍とすると、時間Ｔ２は、時間Ｔ１の３／２倍となる。スポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐに値Ｗｏｕｔｓｐ１，Ｗｏｕｔｓｐ２を設定したときの単位時間当たりの発熱量Ｑ１，Ｑ２は、それぞれ、値Ｗｏｕｔｓｐ１，Ｗｏｕｔｓｐ２とバッテリ５０の中央電圧ＶｂａｖｅとモータＭＧ１，ＭＧ２やバッテリ５０を含む系の抵抗Ｒとを用いて次式（５），（６）により得られるから、単位時間当たりの発熱量Ｑ１と発熱量Ｑ２との比は、１：４／９となる。そして、制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に値Ｗｏｕｔｓｐ１，Ｗｏｕｔｓｐ２を設定したときの損失エネルギＥｌｏ１，Ｅｌｏ２は、単位時間当たりの発熱量Ｑ１，Ｑ２と時間Ｔ１，Ｔ２とを用いて式（７），（８）により得られるから、損失エネルギＥｌｏ１と損失エネルギＥｌｏ２との比は、１：２／３となる。以上より、スポーツモードで走行する際には、制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊（＝Ｗｏｕｔｓｐ）に一律の大きい所定値Ｗｏｕｔｓｅｔ（例えば上限値Ｗｏｕｔｓｐｍａｘなど）を設定するよりも、目標時間Ｔｔａｇや余裕エネルギＥに応じて所定値Ｗｏｕｔｓｅｔより小さい値を設定することにより、損失エネルギを小さくすることができることが分かる。

Q1=(Woutsp1/Vbave)²×R (5)
Q2=(Woutsp2/Vbave)²×R=4/9×(Woutsp1/Vbave)²×R (6)
Elo1=Q1×T1 (7)
Elo2=Q2×T2=2/3×Q1×T1 (8)

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊の範囲内で要求トルクＴｒ＊により走行するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものにおいて、スポーツモードで走行する際には、目標時間Ｔｔａｇに基づいて、ノーマルモードで走行する際の出力制限Ｗｏｕｔｎｏより大きい範囲内で制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊を設定するから、ノーマルモード時の出力制限Ｗｏｕｔｎｏより大きい一律の値を制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定するものに比して、運転者の意図に反してスポーツモードを終了せざるを得なくなるのを抑制することができると共に、損失エネルギを低減させることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、スポーツモードで走行する際には、ナビゲーション装置９０からの目標距離Ｌに基づいて目標時間Ｔｔａｇを設定するものとしたが、目標距離Ｌ以外の情報から目標時間Ｔｔａｇ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、バッテリ５０を備えるものとしたが、バッテリ５０に代えて、キャパシタを備えるものとしてもよい。この場合、ノーマルモードで走行する際には、例えば、キャパシタの現在の電圧Ｖｃとノーマルモード時の許容下限電圧Ｖｃｍｉｎｎｏと内部抵抗Ｒｃとを用いて次式（９）によりノーマルモード時の出力制限Ｗｏｕｔｎｏを設定してこれを制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定し、スポーツモードで走行する際には、図２のスポーツモード時の出力制限設定ルーチンのステップＳ１４０〜Ｓ１８０の処理に代えてキャパシタの容量Ｃと現在の電圧Ｖｃとスポーツモード時の許容下限電圧Ｖｃｍｉｎｓｐ（＜Ｖｃｍｉｎｎｏ）とを用いて式（１０）により余裕エネルギＥを計算し、ステップＳ１９０〜Ｓ２１０の処理と同様にスポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐし、これを制御用出力制限Ｗｏｕｔ＊に設定するものとしてもよい。ここで、許容下限電圧Ｖｃｍｉｎｓｐは、スポーツモード時の出力制限Ｗｏｕｔｓｐがノーマルモード時の出力制限Ｗｏｕｔｎｏより大きくなるように、例えば、キャパシタの電圧Ｖｃが許容下限電圧Ｖｃｍｉｎｎｏ付近でスポーツモードスイッチ８９がオフからオンとされて且つ目標時間Ｔｔａｇが上限時間Ｔａｇｍａｘとなるときでも出力制限Ｗｏｕｔｓｐが出力制限Ｗｏｕｔｎｏより大きくなるように、ノーマルモード時の許容下限電圧Ｖｃｍｉｎｎｏよりある程度小さい値を用いればよい。

Woutno=(Vc²-Vcminno²)/Rc (9)
E=1/2×C×(Vc²-Vcminsp²) (10)

実施例では、エンジン２２とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とバッテリ５０とを備えるハイブリッド自動車２０の構成としたが、シリーズハイブリッド自動車や１モータハイブリッド自動車，電気自動車などの構成としてもよい。

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、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。

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、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 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、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）、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 アクセル開度センサ、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、８９ スポーツモードスイッチ、９０ ナビゲーション装置。

Claims (1)

1. 走行用のモータと、前記モータと電力をやりとりする蓄電装置と、前記蓄電装置の許容最大出力の範囲内で走行するよう前記モータを制御する制御手段と、を備える自動車であって、
   前記制御手段は、燃費より加速性能を優先するスポーツモードで走行する際には、前記スポーツモードで走行する予定時間または予定距離に基づいて、加速性能より燃費を優先するノーマルモードで走行する際に比して大きい範囲内で前記許容最大出力を設定する、
   ことを特徴とする自動車。

Images