JP4207829B2 - 出力管理装置およびこれを備える電気自動車 - Google Patents

Description

本発明は、出力管理装置およびこれを備える電気自動に関し、詳しくは、充放電可能な蓄電手段の出力を管理する出力管理装置およびこれを備える電気自動車並びに充放電可能な蓄電手段の出力管理方法，電気自動車の制御方法に関する。

従来、この種の電気自動車としては、駆動軸への要求出力に対して設定されるエンジンの運転ポイントやモータの出力に基づいてバッテリの出力要求を計算し、この計算した出力要求がバッテリの定格出力を超えているときには短時間に設定された所定時間の範囲内で定格出力を超える出力を許可する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、短時間ではあるが、バッテリの定格出力を超える出力を許可することにより、バッテリの性能を発揮させるものとしている。
特開２００２−５８１１３号公報（図２）

このように、電気自動車では搭載しているバッテリの性能を十分に発揮させることが重要な課題の一つとされている。特に、ハイブリッド自動車ではバッテリの小型化が図られると共に走行用のモータの能力アップが図られることから、こうした課題はより重要なものとなってきている。

本発明の出力管理装置および出力管理方法は、充放電可能な二次電池などの蓄電装置の性能をより発揮させることを目的とする。また、本発明の電気自動車およびその制御方法は、搭載された二次電池などの蓄電装置の性能をより発揮させることにより自動車の性能を向上させることを目的とする。

本発明の出力管理装置および出力管理方法並びに出力管理装置を備える電気自動車およびその制御方法は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の第１の出力管理装置は、
充放電可能な蓄電手段の出力を管理する出力管理装置であって、
前記蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたときには該蓄電手段の出力のうち該定格出力を超える超過出力に対する出力エネルギが所定エネルギに達するまで該定格出力を超える所定超過出力までの該蓄電手段からの出力を許可する
ことを特徴とする。

この本発明の第１の出力管理装置では、蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたときには、蓄電手段の出力のうちその定格出力を超える超過出力に対する出力エネルギが所定エネルギに達するまで定格出力を超える所定超過出力までの蓄電手段からの出力を許可する。したがって、蓄電手段から定格出力を超えて出力させることができる。しかも、蓄電手段からの定格出力を超える出力を所定超過出力までとしているから、蓄電手段の破損などを防止することができる。

こうした本発明の第１の出力管理装置において、前記蓄電手段の出力を検出する出力検出手段と、該検出された蓄電手段の出力のうち前記超過出力について時間積分することにより前記出力エネルギを演算する出力エネルギ演算手段と、前記超過出力要求がなされた
ときに所定の条件のもとで前記所定超過出力までの該蓄電手段の出力を許可する許可手段と、該許可手段により許可されてから前記出力エネルギ演算手段により演算される出力エネルギが前記所定エネルギに至ったときに該許可手段により許可を解除する許可解除手段と、を備えるものとすることもできる。こうすれば、超過出力の時間積分値に基づいて定格出力を超える蓄電手段からの出力の許可および許可の解除を行なうことができる。この態様の本発明の出力管理装置において、前記許可解除手段は、前記許可手段により許可されてから所定時間経過したときには前記出力エネルギ演算手段により演算される出力エネルギが前記所定エネルギに至る前でも該許可手段による許可を解除する手段であるものとすることもできる。こうすれば、所定時間を超えて定格出力を超える蓄電手段からの出力を抑止することができる。

本発明の第２の出力管理装置は、
駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力を該駆動軸に出力する駆動装置が備える充放電可能な蓄電手段の出力を管理する出力管理装置であって、
前記蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたとき、前記要求駆動力に基づいて前記蓄電手段から定格出力を超えて出力してもよい超過分の超過出力を設定すると共に該設定した超過出力までの該蓄電手段からの出力を許可する超過許可手段
を備えることを要旨とする。

この本発明の第２の出力管理装置では、蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたときには、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて蓄電手段から定格出力を超えて出力してもよい超過分の超過出力を設定すると共にこの設定した超過出力までの蓄電手段からの出力を許可する。したがって、蓄電手段から定格出力を超えて出力させることができる。しかも、蓄電手段からの定格出力を超える出力を要求駆動力に基づいて設定するから、要求駆動力の応じた超過出力とすることができ、不要な超過出力を抑制することができる。また、蓄電手段からの定格出力を超える出力を設定した超過出力までとするから、蓄電手段の破損などを防止することができる。

こうした本発明の第２の出力管理装置において、前記超過許可手段は、前記要求駆動力が大きいほど大きくなる傾向に前記超過出力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、要求駆動力に応じた超過出力とすることができる。

また、本発明の第２の出力管理装置において、前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段を備え、前記超過許可手段は、前記温度検出手段により検出された前記蓄電手段の温度に基づいて前記超過出力を設定する手段であるものとすることもできる。この場合、前記超過許可手段は、前記検出された温度が高いほど低くなる傾向に前記超過出力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の温度に応じた超過出力を設定することができる。

さらに、本発明の第２の出力管理装置において、前記超過許可手段は、前記要求駆動力に基づいて前記超過出力の継続時間を設定すると共に前記設定した超過出力までの該蓄電手段からの出力を前記設定した継続時間の範囲内で許可する手段であるものとすることもできる。こうすれば、要求駆動力に応じた超過出力の継続時間を設定することができる。この場合、前記超過許可手段は、前記要求駆動力が大きいほど長くなる傾向に前記継続時間を設定する手段であるものとすることもできる。

こうした要求駆動力に基づいて超過出力の継続時間を設定する態様の本発明の第２の出力管理装置において、前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段を備え、前記超過許可手段は前記温度検出手段により検出された前記蓄電手段の温度に基づいて前記継続時間を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、蓄電手段の温度に応じた継続
時間を設定することができる。この場合、前記超過許可手段は、前記検出された温度が高いほど短くなる傾向に前記継続時間を設定する手段であるものとすることもできる。

これらいずれかの態様の本発明の第２の出力管理装置において、前記駆動装置は操作者の操作に基づいて前記要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を備え、前記超過許可手段は前記要求駆動力に代えて前記操作者の操作量に基づいて前記超過出力を設定する手段であるものとすることもできる。例えば、駆動装置が自動車に搭載されている場合にはアクセル操作量（アクセル開度）が操作者の操作量に相当する。

本発明の電気自動車は、
車軸に動力を出力可能な電動機と、
該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
該蓄電手段の出力を管理する上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の出力管理装置と、
前記蓄電手段の出力が前記出力管理装置により許可される範囲内となるよう少なくとも前記電動機を駆動制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の電気自動車では、上述のいずれかの態様の本発明の第１または第２の出力管理装置を備えるから、本発明の第１または第２の出力管理装置が奏する蓄電手段から定格出力を超えて出力させることができる効果や蓄電手段の破損などを防止することができる効果を奏する。しかも、この出力管理装置により許可される範囲内となるよう少なくとも車軸に動力を出力可能な電動機を駆動制御するから、蓄電手段から定格出力を超えて出力させて電動機を駆動することに基づいて電気自動車の性能を向上させることができる。ここで、前記超過出力要求は、運転者による要求に基づいて前記蓄電手段から出力すべき要求出力が前記定格出力を超えるときになされる要求であるものとすることもできる。

こうした本発明の電気自動車において、内燃機関と、前記蓄電手段の充放電を伴って前記内燃機関を始動可能な始動手段と、を備え、前記超過出力要求は前記内燃機関を始動する際になされる要求であるものとすることもできる。この態様の本発明の電気自動車において、前記始動手段は、前記内燃機関の出力軸と前記車軸に連結された駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する手段であるものとすることもできる。この場合、前記始動手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段であるものとすることもできるし、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機であるものとすることもできる。

本発明の第１の出力管理方法は、
充放電可能な蓄電手段の出力を管理する出力管理方法であって、
前記蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたときには該蓄電手段の出力のうち該定格出力を超える超過出力に対する出力エネルギが所定エネルギに達するまで該定格出力を超える所定超過出力までの該蓄電手段からの出力を許可する
ことを特徴とする。

この本発明の第１の出力管理方法によれば、蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたときには、蓄電手段の出力のうちその定格出力を超える超過出力に対する出力
エネルギが所定エネルギに達するまで定格出力を超える所定超過出力までの蓄電手段からの出力を許可するから、蓄電手段から定格出力を超えて出力させることができると共に蓄電手段の破損などを防止することができる。

本発明の第２の出力管理方法は、
駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力を該駆動軸に出力する駆動装置が備える充放電可能な蓄電手段の出力を管理する出力管理方法であって、
前記蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたときには、前記要求駆動力に基づいて前記蓄電手段から定格出力を超えて出力してもよい超過分の超過出力を設定すると共に該設定した超過出力までの該蓄電手段からの出力を許可する
ことを要旨とする。

この本発明の出力管理方法によれば、蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたときには、駆動軸に要求される要求駆動力に基づいて蓄電手段から定格出力を超えて出力してもよい超過分の超過出力を設定すると共にこの設定した超過出力までの蓄電手段からの出力を許可するから、蓄電手段から定格出力を超えて出力させることができる。しかも、蓄電手段からの定格出力を超える出力を要求駆動力に基づいて設定するから、要求駆動力の応じた超過出力とすることができ、不要な超過出力を抑制することができる。また、蓄電手段からの定格出力を超える出力を設定した超過出力までとするから、蓄電手段の破損などを防止することができる。

本発明の第１の電気自動車の制御方法は、
車軸に動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段とを備える電気自動車の制御方法であって、
通常時には前記蓄電手段からの出力として定格出力を許可し、前記蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたときには該蓄電手段の出力のうち該定格出力を超える超過出力に対する出力エネルギが所定エネルギに達するまで該定格出力を超える所定超過出力までの該蓄電手段からの出力を許可し、
前記蓄電手段の出力が前記許可の範囲内となるよう少なくとも前記電動機を駆動制御する
ことを要旨とする。

この本発明の第１の電気自動車の制御方法によれば、車軸に動力を出力可能な電動機を、通常時には定格出力の範囲内で蓄電手段からの出力を用いて駆動制御し、蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたときには超過出力に対する出力エネルギが所定エネルギに達するまで定格出力を超える所定超過出力の範囲内で蓄電手段からの出力を用いて駆動制御するから、蓄電手段から定格出力を超えて出力させることができると共に蓄電手段の破損などを防止することができ、電気自動車の性能を向上させることができる。

本発明の第２の電気自動車は、
車軸に動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段とを備える電気自動車の制御方法であって、
通常時には前記蓄電手段からの出力として定格出力を許可し、前記蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたときにはアクセル開度に基づいて前記蓄電手段から定格出力を超えて出力してもよい超過分の超過出力を設定すると共に該設定した超過出力までの該蓄電手段からの出力を許可し、
前記蓄電手段の出力が前記許可の範囲内となるよう少なくとも前記電動機を駆動制御する
ことを要旨とする。

この本発明の第２の電気自動車の制御方法によれば、車軸に動力を出力可能な電動機を、通常時には定格出力の範囲内で蓄電手段からの出力を用いて駆動制御し、蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたときにはアクセル開度に基づいて設定される超過分の超過出力の範囲内で蓄電手段からの出力を用いて駆動制御するから、蓄電手段から定格出力を超えて出力させることができると共に蓄電手段の破損などを防止することができ、電気自動車の性能を向上させることができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例である動力出力装置を搭載した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、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３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、動力出力装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力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により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２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ＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることに
なる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。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からの信号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されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。

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，バッテリ５０の出力端子に接続された電流センサ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ハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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残容量（ＳＯＣ）も演算している。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２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、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０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。ハイブリッド用電子制御ユニット７０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は、運転者によるアクセルペダル８３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としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａ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動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａ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動力分配統合機構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リングギヤ軸３２ａ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リングギヤ軸３２ａ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。

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の出力管理に基づく駆動制御の際の動作について説明する。図２は実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０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り、図３はこうした駆動制御に用いられるバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを管理するためにバッテリＥＣＵ５２により実行される出力管理ルーチンの一例を示すフローチャートである。両ルーチン共、所定時間毎（例えば８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。以下に、まず、駆動制御について説明し、その後、駆動制御で用いられるバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの管理について説明する。

駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２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や車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，エンジン２２の回転数Ｎｅ，出力制限Ｗｏｕｔなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する（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により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計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、エンジン２２の回転数Ｎｅは、エンジン２２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などにより検出されて求められた回転数ＮｅをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。出力制限Ｗｏｕｔは、図３に例示する出力管理ルーチンにより設定される出力制限Ｗｏｕｔ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、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪６３ａ，６３ｂに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊とエンジン２２から出力すべき要求パワーＰｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。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ＲＯＭ７４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。図４に要求トルク設定用マップの一例を示す。要求パワーＰｅ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものにバッテリ５０の充放電要求量Ｐｂ＊とロスとを加えたものとして計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ることによって求めることができる。充放電要求量Ｐｂ＊は、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）やアクセル開度Ａｃｃなどによって設定することができる。

要求トルクＴｒ＊と要求パワーＰｅ＊とを設定すると、設定した要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較する（ステップＳ１２０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆは、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２から出力された動力だけで走行するモータ運転モードの範囲を設定するものであり、モータＭＧ２の性能やバッテリ５０の容量などにより設定することができる。

要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆより大きいときには、エンジン２２が運転されているか否かを判定する（ステップＳ１３０）。そして、エンジン２２が運転されているときにはアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆより大きいか否かを判定し（ステップＳ１４０）、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆより大きいときにはバッテリ５０から定格出力を超えた出力を要求するために超過出力要求フラグＦｏｕｔに値１をセットする（ステップＳ１５０）。ここで、閾値Ａｒｅｆは、バッテリ５０から定格出力を超えた出力を要求するか否かを判定するために設定されるもであり、例えば７０％や８０％などと設定することが
できる。超過出力要求フラグＦｏｕｔに値１がセットされたときのバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔについては図３のルーチンを用いて後述する。なお、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆ以下のときには、バッテリ５０から定格出力を超えた出力を要求する必要がないから、超過出力要求フラグＦｏｕｔには値１はセットされない。

次に、設定した要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１６０）。この設定は、要求パワーＰｅ＊に要求トルクＴｒ＊が設定されているときには、エンジン２２を効率よく動作させる動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいて目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する。エンジン２２の動作ラインの一例と目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する様子を図５に示す。図示するように、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊は、動作ラインと要求パワーＰｅ＊（Ｎｅ＊×Ｔｅ＊）が一定の曲線との交点により求めることができる。

続いて、設定した目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとを用いて次式（１）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目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づいて式（２）によりモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１７０）。ここで、式（１）は、動力分配統合機構３０の回転要素に対する力学的な関係式である。動力分配統合機構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を図６に示す。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に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じたリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。式（１）は、この共線図を用いれば容易に導くことができる。なお、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊の運転ポイントで定常運転したときにエンジン２２から出力されるトルクＴｅ＊がリングギヤ軸３２ａに伝達されるトルクと、モータＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊が減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに作用するトルクとを示す。また、式（２）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（２）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/(Gr・ρ) …（１）
Tm1*＝前回Tm1*＋k1(Nm1*−Nm1)＋k2∫(Nm1*−Nm1)dt …（２）
こうしてモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とを計算すると、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔと計算したモータ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）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で割ることによりモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上限としてのトルク制限Ｔｍａｘを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ１８０）、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを式（４）により計算し（ステップＳ１９０）、計算したトルク制限Ｔｍａｘと仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐとを比較して小さい方をモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊として設定する（ステップＳ２００）。このようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力する要求トルクＴｒ＊を、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。なお、式（４）は、前述した図６の共線図から容易に導き出すことができる。

Tmax＝(Wout−Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tm2tmp＝(Tr*＋Tm1*/ρ)/Gr …（４）
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＊やモータＭＧ１の目
標回転数Ｎｍ１＊およびトルク指令Ｔｍ１＊，モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定すると、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊についてはエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２１０）、駆動制御ルーチンを終了する。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、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における燃料噴射制御や点火制御などの制御を行なう。また、目標回転数Ｎｍ１＊やトルク指令Ｔｍ１＊，トルク指令Ｔｍ２＊を受信したモータ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のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ステップＳ１２０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以下と判定されたときには、モータ運転モードと判定し、エンジン２２が運転されているときにはエンジン２２を停止し（ステップＳ２２０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２３０）、その後、ステップＳ１８０〜Ｓ２１０の処理を実行する。

ステップＳ１３０でエンジン２２が運転されていないと判定されたときには、超過出力要求フラグＦｏｕｔに値１をセットし（ステップＳ２４０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊にエンジン２２のクランキング用のトルクＴｃｒを設定する（ステップＳ２５０）。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆより大きいか否かを判定し（ステップＳ２６０）、エンジン２２の回転数が閾値Ｎｒｅｆ以下のときにはステップＳ１８０〜Ｓ２１０の処理を実行し、エンジン２２の回転数Ｎｅが閾値Ｎｒｅｆより大きいときにはエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御などを開始して（ステップＳ２７０）、ステップＳ１８０〜Ｓ２１０の処理を実行する。ここで、閾値Ｎｒｅｆは、燃料噴射制御や点火制御を開始するエンジン２２の回転数であり、例えば８００ｒｐｍや１０００ｒｐｍなどのように設定される。

以上、駆動制御を説明した。上述したように、この駆動制御では、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆより大きいときやエンジン２２を始動するときに超過出力要求フラグＦｏｕｔに値１がセットされる（ステップＳ１５０，Ｓ２４０）。また、駆動制御では、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する際にバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが用いられる（ステップＳ１８０）。次に、こうした駆動制御で用いられるバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔの管理について説明する。

図３に例示した出力管理ルーチンが実行されると、バッテリＥＣＵ５２は、まず、電圧センサ５１ａからの電圧Ｖｂや電流センサ５１ｂからの電流Ｉｂ，温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂ，残容量（ＳＯＣ），超過出力要求フラグＦｏｕｔなどバッテリ５０の出力管理に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ３００）。ここで、残容量（ＳＯＣ）については、電流Ｉｂを積算することにより求めたものをバッテリＥＣＵ５２の図示しないＲＡＭの所定アドレスから入力するものとし、超過出力要求フラグＦｏｕｔについては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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、入力した電池温度Ｔｂと残容量（ＳＯＣ）とに基づいてバッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを設定する（ステップＳ３１０）。ここで、設定する出力制限Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の定格出力として予め定められたものであり、バッテリ５０の温度特性や残容量（ＳＯＣ）に対する特性によって設定することができる。そして、超過出力要求フラグＦｏｕｔに値１がセットされているか否かを調べる（ステップＳ３２０）。前述したように、超過出力要求フラグＦｏｕｔには駆動制御でアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆより大きいときやエンジン２２を始動するときに値１がセットされる。
超過出力要求フラグＦｏｕｔに値１がセットされていないときには、これで出力管理ルーチンを終了する。したがって、出力制限Ｗｏｕｔには定格出力が設定されていることになる。

超過出力要求フラグＦｏｕｔに値１がセットされているときには、前回の超過出力処理（出力制限Ｗｏｕｔに定格出力より大きな出力をセットして解除するまでのステップＳ３５０〜Ｓ４１０の処理）の実行から所定時間Ｔ１を経過しているか否かを判定する（ステップＳ３３０）。ここで、所定時間Ｔ１は、超過出力処理を実行する間隔として設定されるものであり、バッテリ５０の性能や超過を許可する出力の大きさなどにより定めることができる。前回の超過出力処理の実行から所定時間Ｔ１を経過していないときには、超過出力処理を実行すべきでないと判断し、これで出力管理ルーチンを終了する。この場合にも出力制限Ｗｏｕｔには定格出力が設定される。

前回の超過出力処理の実行から所定時間Ｔ１を経過しているときには、今回の超過出力処理を開始してから所定時間Ｔ２を経過したか否かを判定する（ステップＳ３４０）。ここで、所定時間Ｔ２は、超過出力処理を連続して実行することができる制限時間として設定されるものであり、バッテリ５０の性能や超過を許可する出力の大きさなどにより定めることができる。所定時間Ｔ２を経過していないときには、電圧Ｖｂと電流Ｉｂとの積によりバッテリ５０の出力Ｗｂを計算し（ステップＳ３５０）、定格出力として設定された出力制限Ｗｏｕｔとの偏差として超過出力ΔＷを計算する（ステップＳ３６０）。そして、計算した超過出力ΔＷが正の値のときには（ステップＳ３７０）、この超過出力ΔＷに出力管理ルーチンの起動間隔時間Δｔ（実施例では８ｍｓｅｃ）を乗じたものを積算して出力エネルギＥｂを計算し（ステップＳ３８０）、計算した出力エネルギＥｂを閾値Ｅｒｅｆと比較する（ステップＳ３９０）。即ち、超過出力処理が開始されてからのバッテリ５０の定格出力を超えた超過出力ΔＷについて時間積分し、この積分値を出力エネルギＥｂとして閾値Ｅｒｅｆと比較するのである。ここで、閾値Ｅｒｅｆは、超過出力処理の終了を判定するものであり、バッテリ５０から定格出力を超える出力を実行可能な範囲内のエネルギとして設定され、バッテリ５０の性能により定められる。出力エネルギＥｂが閾値Ｅｒｅｆ未満のときには、超過出力処理を継続してもよいと判断し、定格出力が設定された出力制限Ｗｏｕｔに超過を許可する出力分として所定超過出力Ｗｓｅｔを加え、これを新たな出力制限Ｗｏｕｔとして設定し（ステップＳ４００）、出力管理ルーチンを終了する。ここで、所定超過出力Ｗｓｅｔは、バッテリ５０から定格出力を超えて出力してもよい上限の出力を設定するものであり、バッテリ５０の性能により定めることができる。超過出力要求フラグＦｏｕｔに値１がセットされた直後にこの出力管理ルーチンが実行されたときには、出力制限Ｗｏｕｔには定格出力が設定されており、駆動制御ではこの定格出力が設定された出力制限Ｗｏｕｔの制限範囲内でモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が設定されるから、超過出力ΔＷは正の値にはならない。そして、このときに出力制限Ｗｏｕｔに所定超過出力Ｗｓｅｔが加えられたものが出力制限Ｗｏｕｔとして設定されるから、その後に駆動制御が実行されるときには所定超過出力Ｗｓｅｔの分だけモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を大きく設定することができる。このように所定超過出力Ｗｓｅｔの分だけの超過の許可は、出力管理ルーチンの起動間隔時間分だけ遅くなるが、実施例ではその時間は８ｍｓｅｃであるから、この時間遅れを運転者に感じさせることはない。

一方、出力エネルギＥｂが閾値Ｅｒｅｆ以上のときには、超過出力処理を終了するために、出力エネルギＥｂに値０を設定すると共に超過出力要求フラグＦｏｕｔに値０をセットして（ステップＳ４１０）、出力管理ルーチンを終了する。なお、超過出力要求フラグＦｏｕｔへの値０のセットは、実施例では、バッテリＥＣＵ５２からハイブリッド用電子制御ユニット７０に通信により制御信号を出力することにより行なわれる。なお、出力エネルギＥｂが閾値Ｅｒｅｆに至らなくても、ステップＳ３３０で今回の超過出力処理を開始してから所定時間Ｔ２を経過したと判定されたときには、同様に超過出力処理が終了さ
れる。

図７は、発進時に運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込んだときのアクセル開度Ａｃｃとバッテリ５０の出力Ｗｂの時間変化の一例を示す説明図である。アクセルペダル８３が大きく踏み込まれると、それに応じたアクセル開度Ａｃｃに基づいて要求パワーＰｅ＊設定され、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆより大きくなってエンジン２２が始動されるこのとき、超過出力要求フラグＦｏｕｔに値１がセットされるから、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔには定格出力に所定超過出力Ｗｓｅｔが加えられたものとなる。バッテリ５０からの出力Ｗｂは、モータＭＧ２からの出力とモータＭＧ１によるクランキングとにより急上昇し、定格出力を超えるが、出力制限ＷｏｕｔによってモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が制限されるため、出力制限Ｗｏｕｔ（定格出力＋所定超過出力Ｗｓｅｔ）を超えることはない。エンジン２２が始動すると、エンジン２２からの出力をモータＭＧ１により発電することから、バッテリ５０からの出力Ｗｂは一旦低下するが、運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み続けていることと、車速Ｖが大きくなっていることによりバッテリ５０からの出力Ｗｂは再び出力制限Ｗｏｕｔとなる。この間、バッテリＥＣＵ５２は図３の出力管理ルーチンが繰り返し実行されて超過出力ΔＷの時間積分としての出力エネルギＥｂが計算される。図７中、「バッテリ出力Ｗｂ」のハッチングを付した領域が出力エネルギＥｂに相当する。この出力エネルギＥｂが閾値Ｅｒｅｆに至ると、出力制限Ｗｏｕｔは定格出力に戻される。

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の定格出力を超える超過出力ΔＷの時間積分としての出力エネルギＥｂが閾値Ｅｒｅｆに至るまでバッテリ５０から定格出力を所定超過出力Ｗｓｅｔだけ超える出力を出力制限Ｗｏｕｔに設定し、出力制限Ｗｏｕｔの制限範囲内でモータＭＧ１やモータＭＧ２などを駆動制御するから、バッテリ５０の性能をより発揮させることができる。この結果、車両の性能を向上させることができる。しかも、こうした超過出力処理の実行を開始してから所定時間Ｔ２を経過したときには、出力エネルギＥｂが閾値Ｅｒｅｆに満たなくても超過出力処理を終了するから、バッテリ５０の定格出力を超える出力が長時間に亘るのを抑止することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、超過出力処理の実行を開始してから所定時間Ｔ２を経過したときには、出力エネルギＥｂが閾値Ｅｒｅｆに満たなくても超過出力処理を終了するものとしたが、こうした時間制限を行なわないものとしても差し支えない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆより大きいときやエンジン２２を始動するときにバッテリ５０から定格出力を超えて出力してもよい上限の出力として所定超過出力Ｗｓｅｔを用いるものとしたが、アクセル開度Ａｃｃやバッテリ５０の温度に基づいて所定超過出力Ｗｓｅｔを設定して用いるものとしてもよい。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、超過出力処理を連続して実行することができる制限時間として所定時間Ｔ２を用いるものとしたが、アクセル開度Ａｃｃやバッテリ５０の温度に基づいて所定時間Ｔ２を設定して用いるものとしてもよい。これらの場合、超過出力と制限時間だけを考慮すればよいから、出力エネルギＥｂの計算を行なわないものとしてもかまわない。この構成について第２実施例として以下に説明する。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂは、バッテリＥＣＵ５２により実行される出力管理ルーチンが異なる点を除いて、ハード構成も処理も第１実施例のハイブリッド自動車２０と同一である。したがって、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂのハード構成については、第１実施例のハイブリッド自動車２０のハード構成と同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂの
ハイブリッド用電子制御ユニット７０が実行する駆動制御ルーチンについても第１実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０が実行する駆動制御ルーチンと同一であるから、その詳細な説明は省略する。

図８は、第２実施例のハイブリッド自動車２０ＢのバッテリＥＣＵ５２により実行される出力管理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、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。出力管理ルーチンが実行されると、バッテリＥＣＵ５２は、まず、温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂや残容量（ＳＯＣ），超過出力要求フラグＦｏｕｔ，アクセル開度Ａｃｃなどバッテリ５０の出力管理に必要なデータを入力する処理を実行する（ステップＳ５００）。ここで、残容量（ＳＯＣ）については、電流Ｉｂを積算することにより求めたものをバッテリＥＣＵ５２の図示しないＲＡＭの所定アドレスから入力するものとし、超過出力要求フラグＦｏｕｔとアクセル開度Ａｃｃについては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０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、入力した電池温度Ｔｂと残容量（ＳＯＣ）とに基づいてバッテリ５０の定格出力として予め定められた出力制限Ｗｏｕｔを設定する（ステップＳ５１０）。そして、超過出力要求フラグＦｏｕｔに値１がセットされているか否かを調べる（ステップＳ５２０）。前述したように、第２実施例でも超過出力要求フラグＦｏｕｔには駆動制御でアクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆより大きいときやエンジン２２を始動するときに値１がセットされる。超過出力要求フラグＦｏｕｔに値１がセットされていないときには、これで出力管理ルーチンを終了する。したがって、出力制限Ｗｏｕｔには定格出力が設定されていることになる。超過出力要求フラグＦｏｕｔに値１がセットされているときには、前回の超過出力処理の実行から所定時間Ｔ１を経過しているか否かを判定する（ステップＳ５３０）。所定時間Ｔ１については前述した。前回の超過出力処理の実行から所定時間Ｔ１を経過していないときには、超過出力処理を実行すべきでないと判断し、これで出力管理ルーチンを終了する。この場合にも出力制限Ｗｏｕｔには定格出力が設定される。

前回の超過出力処理の実行から所定時間Ｔ１を経過しているときには、入力したアクセル開度Ａｃｃと電池温度Ｔｂとに基づいて超過出力Ｗｓｅｔを設定すると共に（ステップＳ５４０）、同じくアクセル開度Ａｃｃと電池温度Ｔｂとに基づいて制限時間Ｔ２を設定する（ステップＳ５５０）。アクセル開度Ａｃｃは運転者の出力要求を反映するものであり、電池温度Ｔｂはバッテリ５０の状態を反映するものであるから、アクセル開度Ａｃｃと電池温度Ｔｂとに基づいて超過出力Ｗｓｅｔや制限時間Ｔ２を設定することは運転者の出力要求とバッテリ５０の状態とを考慮することになる。実施例では、超過出力Ｗｓｅｔについてはアクセル開度Ａｃｃが大きくなるほど大きくなる傾向に且つ電池温度Ｔｂが高くなるほど小さくなる傾向に設定するものとし、制限時間Ｔ２についてはアクセル開度Ａｃｃが大きくなるほど長くなる傾向に且つ電池温度Ｔｂが高くなるほど短くなる傾向に設定するものとした。アクセル開度Ａｃｃと電池温度Ｔｂと超過出力Ｗｓｅｔとの関係の一例を図９に、アクセル開度Ａｃｃと電池温度Ｔｂと制限時間Ｔ２との関係の一例を図１０に示す。

こうして超過出力Ｗｓｅｔと制限時間Ｔ２とを設定すると、今回の超過出力処理を開始してから制限時間Ｔ２を経過したか否かを判定する（ステップＳ５６０）。今回の超過出力処理を開始してから制限時間Ｔ２を経過していないときには、超過出力処理を継続してもよいと判断し、定格出力として設定された出力制限Ｗｏｕｔに超過を許可する出力分として設定した超過出力Ｗｓｅｔを加え、これを新たな出力制限Ｗｏｕｔとして設定して（ステップＳ５７０）、出力管理ルーチンを終了する。これにより、アクセル開度Ａｃｃと電池温度Ｔｂに応じて設定された超過出力Ｗｓｅｔの分だけ定格出力を超えての出力を許
可する。一方、今回の超過出力処理を開始してから制限時間Ｔ２を経過しているときには、超過出力処理を終了するために、超過出力要求フラグＦｏｕｔに値０をセットして（ステップＳ５８０）、出力管理ルーチンを終了する。これにより、バッテリ５０からの過剰な出力を抑制するのである。

以上説明した第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂによれば、運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込んだときやエンジン２２を始動するときには、アクセル開度Ａｃｃとバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに応じて設定された超過出力Ｗｓｅｔを定格出力に加えて出力制限Ｗｏｕｔに設定し、出力制限Ｗｏｕｔの制限範囲内でモータＭＧ１やモータＭＧ２などを駆動制御するから、バッテリ５０の性能をより発揮させることができる。この結果、車両の性能を向上させることができる。しかも、こうした定格出力を超える超過出力についてはアクセル開度Ａｃｃと電池温度Ｔｂとに応じた制限時間Ｔ２までに制限するから、バッテリ５０の定格出力を超える出力が長時間に亘るのを抑止することができる。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、出力管理ルーチンでアクセル開度Ａｃｃとバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて超過出力Ｗｓｅｔと制限時間Ｔ２とを設定するものとしたが、アクセル開度Ａｃｃとバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて超過出力Ｗｓｅｔについては設定するが、制限時間Ｔ２についてはあらかじめ定めた所定時間を用いるものとしてもよいし、逆にアクセル開度Ａｃｃとバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて制限時間Ｔ２については設定するが、超過出力Ｗｓｅｔについてはあらかじめ定めた所定出力を用いるものとしてもかまわない。

第２実施例のハイブリッド自動車２０Ｂでは、運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込んだときやエンジン２２を始動するときには、バッテリ５０からの定格出力を超える超過出力をアクセル開度Ａｃｃとバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて設定した超過出力Ｗｓｅｔと制限時間Ｔ２との範囲内で許可するものとしたが、バッテリ５０からの定格出力を超える超過出力を第１実施例で説明した出力エネルギＥｂが閾値Ｅｒｅｆに至るまでアクセル開度Ａｃｃとバッテリ５０の電池温度Ｔｂとに基づいて設定した超過出力Ｗｓｅｔと制限時間Ｔ２との範囲内で許可するものとしてもよい。こうすれば、より適正にバッテリ５０からの定格出力を超える超過出力を許可することができる。

第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、ハイブリッド用電子制御ユニット７０により駆動制御ルーチンを実行し、バッテリＥＣＵ５２により出力管理ルーチンを実行したが、出力管理ルーチンはハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行するものとしてもよい。

第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆより大きいときやエンジン２２を始動するときに超過出力要求フラグＦｏｕｔに値１をセットして超過出力処理を行なうものとしたが、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆより大きいときにだけ超過出力処理を実行するものとしたり、エンジン２２を始動するときにだけ超過出力処理を実行するものとしてもよい。また、アクセル開度Ａｃｃが閾値Ａｒｅｆより大きいときやエンジン２２を始動するとき以外のときにも超過出力処理を実行するものとしても構わない。

第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａ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の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１１における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。

第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂでは、エンジン２２の動力を動力分配統合機構３０を介して駆動輪６３ａ，６３ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａ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２６に接続されたインナーロータ２３２と駆動輪６３ａ，６３ｂに動力を出力する駆動軸に接続されたアウターロータ２３４とを有し、エンジン２２の動力の一部を駆動軸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。

第１実施例や第２実施例のハイブリッド自動車２０，２０Ｂ，上述の変形例のハイブリッド自動車１２０，２２０では、エンジン２２から出力された動力が電力と動力との入出力とを伴って車軸に連結された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるものとしたが、エンジン２２から出力された動力が車軸に連結された駆動軸に出力されないものとしてもよい。

実施例では、本発明のバッテリの出力管理をハイブリッド自動車２０，２０Ｂに搭載されたバッテリ５０の出力管理に適用するものとして説明したが、ハイブリッド自動車２０，２０Ｂ以外の車両や航空機，船舶などの移動体に搭載されたバッテリの出力管理に適用したり、こうした移動体以外の機器に組み込まれたバッテリの出力管理に適用するものとしてもよい。

以上、本発明の実施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、自動車製造産業に利用可能である。

本発明の一実施例である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用電子制御ユニット７０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。 実施例のバッテリＥＣＵ５２により実行される出力管理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＊を設定する様子を示す説明図である。 動力分配統合機構３０の回転要素を力学的に説明するための共線図の一例を示す説明図である。 発進時に運転者がアクセルペダル８３を大きく踏み込んだときのアクセル開度Ａｃｃとバッテリ５０の出力Ｗｂの時間変化の一例を示す説明図である。 第２実施例のバッテリＥＣＵ５２により実行される出力管理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と電池温度Ｔｂと超過出力Ｗｓｅｔとの関係の一例を示す説明図である。 アクセル開度Ａｃｃと電池温度Ｔｂと制限時間Ｔ２との関係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。

符号の説明

２０，２０Ｂ，１２０，２２０ 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、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、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 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、６０ ギヤ機構、６２
デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ 駆動輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、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、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (15)

1. 駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力を該駆動軸に出力する駆動装置が備える充放電可能な蓄電手段の出力を管理する出力管理装置であって、
   前記蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたとき、前記要求駆動力に基づいて前記蓄電手段から定格出力を超えて出力してもよい超過分の超過出力を設定すると共に前記要求駆動力が大きくなるほど長くなる傾向に前記超過出力の継続時間を設定し、前記設定した超過出力までの該蓄電手段からの出力を前記設定した継続時間の範囲内で許可する超過許可手段
   を備える出力管理装置。
2. 前記超過許可手段は、前記要求駆動力が大きいほど大きくなる傾向に前記超過出力を設定する手段である請求項１記載の出力管理装置。
3. 請求項１または２記載の出力管理装置であって、
   前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記超過許可手段は、前記温度検出手段により検出された前記蓄電手段の温度に基づいて前記超過出力を設定する手段である
   出力管理装置。
4. 前記超過許可手段は、前記検出された温度が高いほど低くなる傾向に前記超過出力を設定する手段である請求項３記載の出力管理装置。
5. 請求項１ないし４いずれか記載の出力管理装置であって、
   前記蓄電手段の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記超過許可手段は、前記温度検出手段により検出された前記蓄電手段の温度に基づいて前記継続時間を設定する手段である
   出力管理装置。
6. 前記超過許可手段は、前記検出された温度が高いほど短くなる傾向に前記継続時間を設定する手段である請求項５記載の出力管理装置。
7. 請求項１ないし６いずれか記載の出力管理装置であって、
   前記駆動装置は、操作者の操作に基づいて前記要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を備え、
   前記超過許可手段は、前記要求駆動力に代えて前記操作者の操作量に基づいて前記超過出力を設定する手段である
   出力管理装置。
8. 電気自動車であって、
   車軸に動力を出力可能な電動機と、
   該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
   該蓄電手段の出力を管理する請求項１ないし７いずれか記載の出力管理装置と、
   前記蓄電手段の出力が前記出力管理装置により許可される範囲内となるよう少なくとも前記電動機を駆動制御する制御手段と、
   を備える電気自動車。
9. 前記超過出力要求は、運転者による要求に基づいて前記蓄電手段から出力すべき要求出力が前記定格出力を超えるときになされる要求である請求項８記載の電気自動車。
10. 請求項８または９記載の電気自動車であって、
    内燃機関と、
    前記蓄電手段の充放電を伴って前記内燃機関を始動可能な始動手段と、
    を備え、
    前記超過出力要求は、前記内燃機関を始動する際になされる要求である
    電気自動車。
11. 前記始動手段は、前記内燃機関の出力軸と前記車軸に連結された駆動軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する手段である請求項１０記載の電気自動車。
12. 前記始動手段は、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と第３の軸の３軸に接続され該３軸のうちのいずれか２軸に入出力した動力に基づいて残余の軸に動力を入出力する３軸式動力入出力手段と、前記第３の軸に動力を入出力する発電機とを備える手段である請求項１１記載の電気自動車。
13. 前記始動手段は、前記内燃機関の出力軸に取り付けられた第１の回転子と前記駆動軸に取り付けられた第２の回転子とを有し該第１の回転子と該第２の回転子との電磁作用による電力の入出力を伴って該内燃機関からの動力の少なくとも一部を該駆動軸に出力する対回転子電動機である請求項１１記載の電気自動車。
14. 駆動軸に要求される要求駆動力に基づく駆動力を該駆動軸に出力する駆動装置が備える充放電可能な蓄電手段の出力を管理する出力管理方法であって、
    前記蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたときには、前記要求駆動力に基づいて前記蓄電手段から定格出力を超えて出力してもよい超過分の超過出力を設定すると共に前記要求駆動力が大きくなるほど長くなる傾向に前記超過出力の継続時間を設定し、前記設定した超過出力までの該蓄電手段からの出力を前記設定した継続時間の範囲内で許可する
    出力管理方法。
15. 車軸に動力を出力可能な電動機と、該電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段とを備える電気自動車の制御方法であって、
    通常時には前記蓄電手段からの出力として定格出力を許可し、前記蓄電手段の定格出力を超える超過出力要求がなされたときにはアクセル開度に基づいて前記蓄電手段から定格出力を超えて出力してもよい超過分の超過出力を設定すると共に前記アクセル開度が大きくなるほど長くなる傾向に前記超過出力の継続時間を設定し、前記設定した超過出力までの該蓄電手段からの出力を前記設定した継続時間の範囲内で許可し、
    前記蓄電手段の出力が前記許可の範囲内となるよう少なくとも前記電動機を駆動制御する
    電気自動車の制御方法。
    

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