JP2017100662A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの蓄電割合の過度の低下の抑制と、第１モータの過度の温度上昇の抑制と、の両立をより適切に図る。【解決手段】車両の負荷が所定の高負荷である所定時において、第１モータの温度ｔｍ１が境界温度未満のときには、所定時でないときに比してバッテリの出力制限を制限する（小さくする）第１制御と、所定時でないときに比してバッテリの蓄電割合ＳＯＣを大きくすると共にバッテリを充電する際の充電電力を大きくする第２制御と、の両方を実行する。一方、所定時において、第１モータの温度ｔｍ１が境界温度以上のときには、第１制御だけを実行する。そして、境界温度を、バッテリの蓄電割合ＳＯＣが小さいときに、蓄電割合ＳＯＣが大きいときに比して高くする。【選択図】図４

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンと第１モータとプラネタリギヤと第２モータと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、第１モータジェネレータとエンジンと車軸に連結された駆動軸とがプラネタリギヤのサンギヤとキャリヤとリングギヤとに接続され、駆動軸に第２モータジェネレータが接続され、第１モータジェネレータおよび第２モータジェネレータにバッテリが電気的に接続された構成において、トーイング時に第１モータジェネレータの発熱量が上限値よりも大きいときには、第１モータジェネレータの発電電力が低下すると共にエンジンからの出力が維持されるようにエンジンと第１モータジェネレ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、上述の制御により、第１モータジェネレータの過度の温度上昇を抑制し、第１モータジェネレータの故障を回避している。

特開２００７−３１４１２７号公報

上述のハイブリッド自動車において、トーイング時には、トーイング時でないときに比して、アクセル開度が大きくなりやすく、走行用のトルクが大きくなりやすい。このときに、第１モータジェネレータの発電電力を低下させると、バッテリの放電電力が比較的大きくなりやすく、バッテリの蓄電割合が低下しやすい。例えば、上述の上限値として比較的小さい値を用いると、第１モータジェネレータの温度上昇をより抑制することができるものの、バッテリの蓄電割合がより低下しやすくなる。こうしたハイブリッド自動車では、バッテリを保護するために、バッテリの蓄電割合が許容下限割合付近以下のときに、バッテリの最大許容電力を十分に小さい値（値０付近）に制限することが行なわれている。したがって、バッテリの蓄電割合が許容下限割合付近以下に至ると、走行性能の比較的大きい低下を招いてしまう。これらを踏まえて、バッテリの蓄電割合の過度の低下の抑制と、第１モータの過度の温度上昇の抑制と、の両立をより適切に図ることが要請されている。

本発明のハイブリッド自動車は、バッテリの蓄電割合の過度の低下の抑制と、第１モータの過度の温度上昇の抑制と、の両立をより適切に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。

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
第１モータと、
前記第１モータと前記エンジンと車軸に連結された駆動軸とに３つの回転要素が共線図において前記第１モータ，前記エンジン，前記駆動軸の順に並ぶように接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に接続された第２モータと、
前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやりとりするバッテリと、
前記バッテリの最大許容出力の範囲内で走行用のトルクによって走行するように前記エンジンと前記第１モータと前記第２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であって、
前記制御手段は、車両の負荷が所定の高負荷である所定時において、前記第１モータの温度が温度閾値未満のときには、前記所定時でないときに比して前記バッテリの最大許容出力を制限する第１制御と、前記所定時でないときに比して前記バッテリの蓄電割合を大きくするおよび／または前記バッテリを充電する際の充電電力を大きくする第２制御と、の両方を実行し、前記第１モータの温度が前記温度閾値以上のときには、前記第１制御だけを実行し、
前記温度閾値は、前記バッテリの蓄電割合が小さいときに、前記バッテリの蓄電割合が大きいときに比して高くなるように定められている、
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、車両の負荷が所定の高負荷である所定時において、第１モータの温度が温度閾値未満のときには、所定時でないときに比してバッテリの最大許容出力を制限する第１制御と、所定時でないときに比してバッテリの蓄電割合を大きくするおよび／またはバッテリを充電する際の充電電力を大きくする第２制御と、の両方を実行する。一方、所定時において、第１モータの温度が温度閾値以上のときには、第１制御だけを実行する。そして、温度閾値を、バッテリの蓄電割合が小さいときに、バッテリの蓄電割合が大きいときに比して高くなるように定める。第１制御と第２制御との両方を実行する場合、第１制御だけを実行する場合に比して、第１モータの発電電力量が大きくなって第１モータの発熱量が大きくなりやすいから、バッテリの蓄電割合の低下をより抑制することができるものの、第１モータの発熱量が大きくなり、第１モータの温度が上昇しやすい。本発明のハイブリッド自動車では、このように温度閾値を設定することにより、バッテリの蓄電割合が比較的高いときには、第１モータの温度上昇をより抑制することができる。一方、バッテリの蓄電割合が比較的低いときには、バッテリの蓄電割合の過度の低下をより抑制することができる。この結果、バッテリの蓄電割合の過度の低下の抑制と、第１モータの過度の温度上昇の抑制と、の両立をより適切に図ることができる。

ここで、「所定時」としては、車，家，ボート等の比較的重量の大きい物体を牽引しているとき，積載物の重量が比較的大きいときなどを考えることができる。

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によって実行される処理ルーチンの一例を示す説明図である。 第１マップおよび第２マップの一例を示す説明図である。 選択マップの一例を示す説明図である。 変形例の第１マップおよび第２マップの一例を示す説明図である。 変形例の第１マップおよび第２マップ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、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、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２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。

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，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ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒ
・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開度ＴＨ

エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・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制御信号
・燃料噴射弁への駆動制御信号
・イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの駆動制御信号

エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってエンジン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。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒ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を演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。したがって、モータＭＧ１，エンジン２２，駆動軸３６は、プラネタリギヤ３０の共線図においてこの順に並ぶように、プラネタリギヤ３０の３つの回転要素としてのサンギヤ，キャリヤ，リングギヤに接続されていると言える。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

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，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が入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・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
・モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流
・モータＭＧ１の温度を検出する温度センサ４５からの温度ｔｍ１

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。

モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、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の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。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の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。

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，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が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂ
・バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流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

バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。

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，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、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、以下のものを挙げることができる。
・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

ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，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、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードと電動走行（ＥＶ走行）モードとを含む複数の走行モードの何れかで走行する。ここで、ＨＶ走行モードは、エンジン２２を運転しながら、エンジン２２からの動力とモータＭＧ１，ＭＧ２からの動力とを用いて走行するモードである。ＥＶ走行モードは、エンジン２２を運転せずに、モータＭＧ２からの動力によって走行するモードである。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、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に要求される）要求トルクＴｐ＊を設定し、設定した要求トルクＴｐ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｐを乗じて走行に要求される要求パワーＰｐ＊を計算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｐとしては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数などを用いることができる。そして、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが目標割合ＳＯＣ＊に近づくようにバッテリ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）を設定し、次式（１）に示すように、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を要求パワーＰｐ＊から減じて車両に要求される要求パワーＰｅ＊を計算する。

Pe*=Pp*-Pb* (1)

次に、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２を効率よく動作させるための動作ライン（例えば燃費動作ライン）とを用いてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する。基本的に、要求パワーＰｅ＊が大きくなると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊が大きくなる。続いて、次式（２）に示すように、エンジン２２の回転数Ｎｅ，目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）とを用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する。式（２）は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させるための回転数フィードバック制御の関係式である。式（２）において、右辺第１項は、フィードフォワード項であり、右辺第２項，第３項は、フィードバック項の比例項，積分項である。右辺第１項は、エンジン２２から出力されてプラネタリギヤ３０を介してモータＭＧ１の回転軸に作用するトルクをモータＭＧ１によって受け止めるためのトルクである。右辺第２項の「ｋｐ」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋｉ」は積分項のゲインである。エンジン２２が略定常状態のとき（目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊が略一定のとき）を考えれば、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊が大きいほど、式（２）の右辺第１項が小さくなり（絶対値としては大きくなり）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊が小さくなり（負側に大きくなり）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の電力（電力を消費するときが正の値）が小さくなる（発電電力としては大きくなる）ことが分かる。

Tm1*=-ρ・Te*/(1+ρ)+kp・(Ne*-Ne)+ki・∫(Ne*-Ne)dt (2)

次に、次式（３）に示すように、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにモータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）を要求トルクＴｐ＊から減じてモータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐを計算する。式（３）において、「ρ」は、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）である。また、式（４）に示すように、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に回転数Ｎｍ１を乗じて得られるモータＭＧ１の電力をバッテリ５０の入出力制限Ｗｏｕｔから減じてこれをモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除してモータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍａｘを計算する。ここで、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０から放電してもよい最大許容出力である。そして、式（５）に示すように、モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。

Tm2tmp=Tp*+Tm1*/ρ (3)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2*=min(Tm2tmp,Tm2max) (5)

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。

エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信すると、受信した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊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，燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

このＨＶ走行モードでは、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満に至ったときに、エンジン２２の停止条件が成立したと判断し、エンジン２２の運転を停止してＥＶ走行モードに移行する。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、ＨＶ走行モードと同様に要求トルクＴｐ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し、ＨＶ走行モードと同様にモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、上述のようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

このＥＶ走行モードでは、ＨＶ走行モードと同様に計算した要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上に至ったときに、エンジン２２の始動条件が成立したと判断し、エンジン２２を始動してＨＶ走行に移行する。

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５０の出力制限Ｗｏｕｔ，目標割合ＳＯＣ＊，充放電要求パワーＰｂ＊を設定する際の動作について説明する。図２は、実施例のＨＶＥＣＵ７０によって実行される処理ルーチンの一例を示す説明図である。

図２の処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、モータＭＧ１の温度ｔｍ１，バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣ，フラグＦなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１の温度ｔｍ１は、温度センサ４５によって検出された値をモータＥＣＵ４０から通信によって入力するものとした。バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣは、バッテリＥＣＵ５２によって演算された値を通信によって入力するものとした。フラグＦは、フラグ設定ルーチンによって設定された値を入力するものとした。フラグ設定ルーチンでは、ＨＶＥＣＵ７０は、車両の負荷が所定の高負荷である所定時には、フラグＦに値１を設定し、所定時でないときには、フラグＦに値０を設定する。ここで、所定時か否かの判定は、例えば、以下の何れかの手法によって行なうことができる。
・アクセル開度Ａｃｃまたは要求トルクＴｐ＊が所定時間に亘って閾値を超えているときに、所定時であると判定し、それ以外のときに所定時でないと判定する手法
・要求トルクＴｐ＊，路面勾配などに基づいて重量Ｍ（牽引物，積載物がある場合には牽引物，積載物を含む重量）を推定し、推定した重量Ｍが閾値Ｍｒｅｆ未満のときには、所定時でないと判定し、重量Ｍが閾値Ｍｒｅｆ以上のときには、所定時であると判定する手法
・牽引物や積載物の重量が比較的大きいときに運転者が操作するためのスイッチを備える場合に、そのスイッチがオフのときには、所定時でないと判定し、このスイッチがオンのときには、所定時であると判定する手法

なお、所定時としては、車，家，ボート等の比較的重量の大きい物体を牽引しているとき，積載物の重量が比較的大きいときなどを考えることができる。また、所定時には、所定時でないときに比して、アクセル開度Ａｃｃが大きくなりやすく、要求トルクＴｐ＊，要求パワーＰｐ＊，要求パワーＰｅ＊が大きくなりやすい。したがって、所定時には、基本的に、要求パワーＰｐ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上となり、ＨＶ走行モードで走行するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したフラグＦの値を調べる（ステップＳ１１０）。そして、フラグＦが値０のとき、即ち、所定時でないときには、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに値Ｗ１を設定し（ステップＳ１２０）、バッテリ５０の目標割合ＳＯＣ＊に値Ｓ１を設定し（ステップＳ１３０）、第１マップにバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを適用してバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を設定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。

ここで、値Ｗ１は、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが小さくなるのに従って定格パワーＷｒｔから小さくなり、蓄電割合ＳＯＣが許容下限割合Ｓｍｉｎ（例えば、２０％，２５％，３０％など）付近以下のときには十分に小さい値（値０付近の値）を設定するものとした。値Ｓ１は、例えば、４５％，５０％，５５％などを用いることができる。第１マップは、バッテリ５０の目標割合ＳＯＣ＊を値Ｓ１とするときの蓄電割合ＳＯＣと充放電要求パワーＰｂ＊との関係を定めたマップである。図３は、第１マップおよび後述の第２マップの一例を示す説明図である。図３中、実線は第１マップを示し、一点鎖線は第２マップを示す。図３の実線に示すように、第１マップでは、蓄電割合ＳＯＣが値Ｓ１のときには、充放電要求パワーＰｂ＊に値０を設定するものとした。また、第１マップでは、蓄電割合ＳＯＣが値Ｓ１よりも大きいときには、蓄電割合ＳＯＣが大きいほど値０から正の所定電力Ｐｄ１に向けて大きくなって所定電力Ｐｄ１で一定となるように充放電要求パワーＰｂ＊を設定するものとした。さらに、第１マップでは、蓄電割合ＳＯＣが値Ｓ１よりも小さいときには、蓄電割合ＳＯＣが小さいほど値０から負の所定電力Ｐｃ１に向けて小さくなって所定電力Ｐｃ１で一定となるように充放電要求パワーＰｂ＊を設定するものとした。こうして設定した充放電要求パワーＰｂ＊を用いてエンジン２２の要求パワーＰｅ＊などを設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御することによって、充放電要求パワーＰｂ＊に応じた電力でバッテリ５０を充放電すれば、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを目標割合ＳＯＣ＊（＝Ｓ１）に近づけることができる。

ステップＳ１１０でフラグＦが値１のとき、即ち、所定時には、モータＭＧ１の温度ｔｍ１とバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとを用いて、所定時用の制御として、第１制御と第２制御との両方の実行か第１制御のみの実行かを選択する（ステップＳ１５０，Ｓ１５２）。

ここで、第１制御は、所定時でないときに比してバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを制限する（小さくする）制御である。第２制御は、所定時でないときに比して、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを大きくする（目標割合ＳＯＣ＊を大きくする）と共にバッテリ５０を充電する際の充電電力を大きくする（バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を小さくする（負側に大きい値とする））制御である。

図４は、選択マップの一例を示す説明図である。実施例では、このマップにモータＭＧ１の温度ｔｍ１とバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣとを適用して、第１制御と第２制御との両方の実行か第１制御のみの実行か選択するものとした。図４に示すように、モータＭＧ１の温度ｔｍ１が閾値ｔ１１（例えば、９５℃，１００℃，１０５℃など）未満のときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに拘わらずに、第１制御と第２制御との両方の実行を選択する。モータＭＧ１の温度ｔｍ１が閾値ｔ１１以上で且つ閾値ｔ１２（例えば、１１５℃，１２０℃，１２５℃など）未満のときにおいて、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓ１１（例えば、６０％，６５％，７０％など）以上のときには、第１制御のみの実行を選択し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓ１１未満のときには、第１制御と第２制御との両方の実行を選択する。モータＭＧ１の温度ｔｍ１が閾値ｔ１２以上で且つ閾値ｔ１３（例えば、１３５℃，１４０℃，１４５℃など）未満のときにおいて、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓ１２（例えば、４０％，４５％，５０％など）以上のときには、第１制御のみの実行を選択し、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓ１２未満のときには、第１制御と第２制御との両方の実行を選択する。モータＭＧ１の温度ｔｍ１が閾値ｔ１３以上のときには、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに拘わらずに、第１制御のみの実行を選択する。即ち、モータＭＧ１の温度ｔｍ１が境界温度未満のときに第１制御と第２制御との両方の実行を選択すると共にモータＭＧ１の温度ｔｍ１が境界温度以上のときに第１制御のみの実行を選択するものにおいて、境界温度を、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが小さいときに蓄電割合ＳＯＣが大きいときよりも高くするのである。

ステップＳ１５０，Ｓ１５２で第１制御と第２制御との両方の実行を選択したときには、第１制御として、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに値Ｗ１よりも小さい値Ｗ２を設定し（ステップＳ１６０）、第２制御として、バッテリ５０の目標割合ＳＯＣ＊に値Ｓ１よりも大きい値Ｓ２を設定すると共に第２マップにバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを適用してバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を設定して（ステップＳ１７０，Ｓ１８０）、本ルーチンを終了する。

ここで、値Ｗ２は、例えば、値Ｗ１に値１よりも小さい正の係数ｋｏｕｔ（例えば、０．６，０．７，０．８など）を乗じた値を用いることができる。また、アクセル開度Ａｃｃが比較的大きいときなど所定条件が成立したときに値Ｗ１を一時的に大きくするものにおいて、値Ｗ２については所定条件が成立したときでも大きくしないものとしてもよい。値Ｓ２は、例えば、値Ｓ１よりも５％，１０％，１５％など大きい値を用いることができる。第２マップは、バッテリ５０の目標割合ＳＯＣ＊を値Ｓ２とするときの蓄電割合ＳＯＣと充放電要求パワーＰｂ＊との関係を定めたマップである。この第２マップは、上述したように、図３に一点鎖線で示した。第２マップでは、蓄電割合ＳＯＣが値Ｓ２のときには、充放電要求パワーＰｂ＊に値０を設定するものとした。また、第２マップでは、蓄電割合ＳＯＣが値Ｓ２よりも大きいときには、第１マップに比して小さいまたは同一となる範囲内で、蓄電割合ＳＯＣが大きいほど値０から正の所定電力Ｐｄ１に向けて大きくなって所定電力Ｐｄ１で一定となるように充放電要求パワーＰｂ＊を設定するものとした。さらに、第２マップでは、蓄電割合ＳＯＣが値Ｓ２よりも小さいときには、第１マップに比して小さい範囲内で、蓄電割合ＳＯＣが小さいほど値０から負の所定電力Ｐｃ１よりも小さい所定電力Ｐｃ２に向けて小さくなって所定電力Ｐｃ２で一定となるように充放電要求パワーＰｂ＊を設定するものとした。こうして設定した充放電要求パワーＰｂ＊に応じた電力でバッテリ５０を充放電すれば、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを目標割合ＳＯＣ＊（＝Ｓ２）に近づけることができる。

この場合、所定時でないときに比してバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを小さくすることにより、バッテリ５０からの放電電力の上限を小さくし、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。また、所定時でないときに比して、バッテリ５０の目標割合ＳＯＣ＊を大きくして且つ充放電要求パワーＰｂ＊を小さくすることにより、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊を大きくし、モータＭＧ１の発電電力（発電電力量）を大きくし、蓄電割合ＳＯＣを大きくすると共にバッテリ５０を充電する際の充電電力（充電電力量）を大きくすることができる。所定時には、所定時でないときに比して、アクセル開度Ａｃｃが大きくなりやすいから、要求トルクＴｐ＊が大きくなりやすく、バッテリ５０からの放電電力も大きくなってバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが低下しやすい。このときに第１制御と第２制御とを実行することにより、第１制御のみ実行する場合，第１制御も第２制御も実行しない場合に比して、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣの低下をより抑制することができる。なお、モータＭＧ１の発電電力（発電電力量）を大きくすることにより、モータＭＧ１の発熱量が大きくなり、モータＭＧ１の温度が上昇しやすい。

ステップＳ１５０，Ｓ１５２で第１制御のみの実行を選択したときには、第１制御として、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔに値Ｗ２を設定し（ステップＳ１９０）、所定時でないときと同様に、バッテリ５０の目標割合ＳＯＣ＊に値Ｓ１を設定すると共に第１マップにバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを適用してバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を設定して（ステップＳ２００，Ｓ２１０）、本ルーチンを終了する。

この場合、所定時でないときに比してバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを小さくすることにより、バッテリ５０からの放電電力の上限を小さくし、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。また、バッテリ５０の目標割合ＳＯＣ＊および充放電要求パワーＰｂ＊を所定時でないときと同一とすることにより、所定時でないときに比してエンジン２２の要求パワーＰｅ＊を大きくせずモータＭＧ１の発電電力（発電電力量）を大きくしないから、モータＭＧ１の発熱量が大きくなるのを抑制することができ、モータＭＧ１の温度上昇を抑制することができる。

実施例では、上述したように、所定時に、モータＭＧ１の温度ｔｍ１が境界温度未満のときに第１制御と第２制御との両方の実行を選択すると共にモータＭＧ１の温度ｔｍ１が境界温度以上のときに第１制御のみの実行を選択するものにおいて、境界温度を、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが小さいときに蓄電割合ＳＯＣが大きいときよりも高くする。これにより、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが比較的高いとき（例えば、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓ１１付近のときなど）には、モータＭＧ１の温度ｔｍ１の上昇をより抑制することができる。一方、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが比較的低いとき（例えば、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓ１２付近のときなど）には、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが許容下限割合Ｓｍｉｎ付近以下に低下するのをより抑制することができ、出力制限Ｗｏｕｔが十分に小さくなる（値０付近になる）のをより抑制することができ、走行性能の比較的大きい低下を招くのを抑制することができる。これらの結果、バッテリ５０の蓄電割合の過度の低下の抑制と、モータＭＧ１の過度の温度上昇の抑制と、の両立をより適切に図ることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、車両の負荷が所定の高負荷である所定時において、モータＭＧ１の温度ｔｍ１が境界温度未満のときには、所定時でないときに比してバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを制限する（小さくする）第１制御と、所定時でないときに比してバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣを大きくすると共にバッテリ５０を充電する際の充電電力を大きくする第２制御と、の両方を実行する。一方、所定時において、モータＭＧ１の温度ｔｍ１が境界温度以上のときには、第１制御だけを実行する。そして、境界温度を、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが小さいときに、蓄電割合ＳＯＣが大きいときに比して高くする。これにより、バッテリ５０の蓄電割合の過度の低下の抑制と、モータＭＧ１の過度の温度上昇の抑制と、の両立をより適切に図ることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図３の第２マップ（一点鎖線）に示したように、所定時には、所定時でないときに比してバッテリ５０の目標割合ＳＯＣ＊を大きくする（値Ｓ１から値Ｓ２に大きくする）と共にバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を小さくする（最小値を値Ｐｃ１から値Ｐｃ２に小さくする）ものとした。しかし、図５の第２マップ（一点鎖線）に示すように、所定時には、バッテリ５０の目標割合ＳＯＣ＊については所定時でないときと同一の値Ｓ１とし、充放電要求パワーＰｂ＊については、蓄電割合ＳＯＣが値Ｓ１以上のときには所定時でないときと同一の値とすると共に蓄電割合ＳＯＣが値Ｓ１未満のときには所定時でないときよりも小さい値とする（最小値を値Ｐｃ１から値Ｐｃ２に小さくする）ものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、図３の第１マップ（実線）および第２マップ（一点鎖線）に示したように、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに応じて、基本的に所定時に所定時でないときよりも小さくなるように充放電要求パワーＰｂ＊を設定するものとした。しかし、図６の第１マップ（実線）および第２マップ（一点鎖線）に示すように、バッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣが値Ｓ１〜値Ｓ２の範囲内のときには、所定時に所定時でないときよりも小さくなるように充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、蓄電割合ＳＯＣが値Ｓ１〜値Ｓ２の範囲外のときには、所定時と所定時でないときとで同一の値を充放電要求パワー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ＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「プラネタリギヤ」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、バッテリ５０が「バッテリ」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４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、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 エンジン、２３ クランクポジションセンサ、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、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 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、４３，４４ 回転位置検出センサ、４５ 温度センサ、５０ 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）、５４ 電力ライン、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. エンジンと、
   第１モータと、
   前記第１モータと前記エンジンと車軸に連結された駆動軸とに３つの回転要素が共線図において前記第１モータ，前記エンジン，前記駆動軸の順に並ぶように接続されたプラネタリギヤと、
   前記駆動軸に接続された第２モータと、
   前記第１モータおよび前記第２モータと電力をやりとりするバッテリと、
   前記バッテリの最大許容出力の範囲内で走行用のトルクによって走行するように前記エンジンと前記第１モータと前記第２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であって、
   前記制御手段は、車両の負荷が所定の高負荷である所定時において、前記第１モータの温度が温度閾値未満のときには、前記所定時でないときに比して前記バッテリの最大許容出力を制限する第１制御と、前記所定時でないときに比して前記バッテリの蓄電割合を大きくするおよび／または前記バッテリを充電する際の充電電力を大きくする第２制御と、の両方を実行し、前記第１モータの温度が前記温度閾値以上のときには、前記第１制御だけを実行し、
   前記温度閾値は、前記バッテリの蓄電割合が小さいときに、前記バッテリの蓄電割合が大きいときに比して高くなるように定められている、
   ハイブリッド自動車。

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