ハイブリッド自動車およびその制御方法
【課題】二次電池の連続放電に起因した劣化を抑制しながら、車両に要求される駆動力をより適正に確保する。
【解決手段】本発明のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の放電が継続されるほど許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔが放電電力として小さく制限されるように当該出力制限Ｗｏｕｔが補正される。そして、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始されると、その後に少なくともバッテリ５０の放電が停止されるように充放電要求パワーＰｂ＊が補正される（ステップＳ１３０およびＳ１４０）。
【解決手段】本発明のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の放電が継続されるほど許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔが放電電力として小さく制限されるように当該出力制限Ｗｏｕｔが補正される。そして、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始されると、その後に少なくともバッテリ５０の放電が停止されるように充放電要求パワーＰｂ＊が補正される（ステップＳ１３０およびＳ１４０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、当該電動機と電力をやり取り可能な二次電池とを備えたハイブリッド自動車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、内燃機関と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、当該電動機と電力をやり取り可能なバッテリとを備え、高電流でのバッテリの放電が継続されるほど大きな値となると共に所定の基準値を超えたときにバッテリの劣化が開始されることを示す劣化ファクターを当該バッテリを流れる電流の値に基づいて算出し、当該劣化ファクターが所定の制限開始閾値以上になると、バッテリの放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限を制限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、上述のように劣化ファクターが所定の制限開始閾値以上となったときにバッテリの出力制限を制限することにより、当該バッテリの放電を制限してバッテリの劣化を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９０５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のハイブリッド自動車では、劣化ファクターが制限開始閾値以上になると、当該劣化ファクターが制限開始閾値よりも小さい所定の閾値以下に低下するまでバッテリの出力制限が制限されることから、バッテリの出力制限が制限される間に電動機からの動力の出力が制限されてしまい、運転者の駆動力要求に良好に応じることができなくなるおそれもある。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、二次電池の連続放電に起因した劣化を抑制しながら、車両に要求される駆動力をより適正に確保することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採っている。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な二次電池と、前記二次電池の充電割合に基づいて該二次電池の目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池の充電に許容される電力である許容充電電力および放電に許容される電力である許容放電電力を設定する許容充放電電力設定手段と、前記二次電池が前記目標充放電電力で充放電されるようにしながら前記許容充電電力および前記許容放電電力の範囲内で走行に要求される要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関および前記電動機を制御する制御手段とを備えたハイブリッド自動車であって、
前記二次電池の放電が継続されるほど前記許容放電電力が放電電力として小さく制限されるように該許容放電電力を補正する許容放電電力補正手段と、
前記許容放電電力補正手段による前記許容放電電力の制限が開始された後に、少なくとも前記二次電池の放電が停止されるように前記目標充放電電力を補正する目標充放電電力補正手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明のハイブリッド自動車では、二次電池の放電が継続されるほど許容放電電力が放電電力として小さく制限されるように当該許容放電電力が補正される。そして、許容放電電力の制限が開始されると、その後に少なくとも二次電池の放電が停止されるように目標充放電電力が補正される。このように、許容放電電力の制限が開始された後に二次電池の放電の継続を断つことで、許容放電電力の制限が解除されるようにすることができる。これにより、許容放電電力の制限が長時間継続するのを抑制し、できるだけ許容放電電力の制限が解除された状態で二次電池の放電すなわち電動機からの動力の出力が許容されるようにして走行に要求される駆動力を応答性よく確保することが可能となる。また、二次電池の放電が一時的に停止されたとしても、走行に要求される要求トルクに基づくトルクが内燃機関から出力されるようにすることで、二次電池の放電停止中においても走行に要求される駆動力を確保することができる。この結果、本発明のハイブリッド自動車によれば、二次電池の連続放電に起因した劣化を抑制しながら、走行に要求される駆動力をより適正に確保することが可能となる。
【０００９】
また、前記許容放電電力補正手段は、前記二次電池の充電の継続に応じて前記許容放電電力の制限を解除するものであってもよく、前記目標充放電電力補正手段は、前記許容放電電力補正手段による前記許容放電電力の制限が開始された後に、前記二次電池が充電されるように前記目標充放電電力を補正するものであってもよい。このように、二次電池の充電の継続に応じて許容放電電力の制限が解除される場合には、許容放電電力の制限が開始された後に二次電池が充電されるように目標充放電電力を補正することにより、二次電池の強制充電により許容放電電力の制限を速やかに解除することができる。これにより、許容放電電力が制限された状態で電動機から動力が出力される機会をより一層減らすことが可能となる。
【００１０】
更に、前記目標充放電電力補正手段は、前記許容放電電力補正手段による前記許容放電電力の制限が開始された後に、該許容放電電力の制限量が所定値以上となると前記目標充放電電力を放電側から充電側に徐変させ、前記目標充放電電力が予め定められた充電側の閾値になると前記許容放電電力の制限が解除されるまで該目標充放電電力を前記閾値に維持し、前記許容放電電力の制限が解除されると緩変化処理を伴って前記目標充放電電力の補正を解除するものであってもよい。これにより、目標充放電電力をより適正に補正して、許容放電電力の制限を速やかに解除することができる。
【００１１】
また、前記目標充放電電力補正手段による前記目標充放電電力の補正は、前記二次電池の充電割合が予め定められた第１の閾値以下であるときに実行されてもよい。このように、二次電池の充電割合が第１の閾値以下であるときにのみ上述の目標充放電電力の補正を実行することにより、二次電池が充電されるように目標充放電電力を補正したときに二次電池の充電割合が過剰に高まらないようにして当該二次電池を保護することができる。
【００１２】
更に、本発明のハイブリッド自動車は、通常走行用の運転モードに比べて走行用の動力の出力応答性を優先するパワー運転モードを実行用運転モードとして選択するための運転モード選択手段を更に備えてもよく、前記目標充放電電力補正手段による前記目標充放電電力の補正は、前記実行用運転モードとして前記パワー運転モードが選択されている場合には、前記二次電池の充電割合が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下であるときに実行されてもよい。これにより、通常走行用の運転モードの選択時に比べて運転者がより大きな駆動力を要求していると考えられるパワー運転モードの選択時に、二次電池が充電されるように目標充放電電力を補正することが充電割合によって制限されてしまうことを抑制することができるので、許容放電電力の制限を速やかに解除して運転者の駆動力要求に良好に応じることが可能となる。
【００１３】
また、前記許容放電電力の制限は、前記二次電池の充放電電流の積算値に基づいて実行されてもよい。更に、前記二次電池は、リチウムイオン二次電池であってもよい。
【００１４】
本発明のハイブリッド自動車の制御方法は、
内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な二次電池と、前記二次電池の充電割合に基づいて該二次電池の目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池の充電に許容される電力である許容充電電力および放電に許容される電力である許容放電電力を設定する許容充放電電力設定手段と、前記二次電池が前記目標充放電電力で充放電されるようにしながら前記許容充電電力および前記許容放電電力の範囲内で走行に要求される要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関および前記電動機を制御する制御手段とを備えたハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）前記二次電池の放電が継続されるほど前記許容放電電力が放電電力として小さく制限されるように該許容放電電力を補正し、
（ｂ）ステップ（ｂ）にて前記許容放電電力の制限が開始された後に、少なくとも前記二次電池の放電が停止されるように前記目標充放電電力を補正する、
ハイブリッド自動車の制御方法。
【００１５】
本発明のハイブリッド自動車の制御方法によれば、二次電池の連続放電に起因した劣化を抑制しながら、走行に要求される駆動力をより適正に確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】バッテリ温度Ｔｂとバッテリ５０の出力制限の温度依存値との関係の一例を示す説明図である。
【図３】バッテリ５０の残容量ＳＯＣと出力制限用補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図４】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。
【図５】ノーマルモード時アクセル開度設定用マップとパワーモード時アクセル開度設定用マップとを例示する説明図である。
【図６】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】バッテリ５０の特性を例示する説明図である。
【図８】バッテリ５０の充放電電力と出力制限Ｗｏｕｔとが変化する様子を例示するタイムチャートである。
【図９】実施例のバッテリＥＣＵ５２により実行される充放電要求パワー補正ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】充放電要求パワー補正ルーチンによりバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊が補正されたときに充放電要求パワーＰｂ＊と出力制限Ｗｏｕｔとが変化する様子を例示するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン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プラネタリキャリア３４を有するプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１に接続されてエンジン２２からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能なモータＭＧ１と、プラネタリギヤ３０のリングギヤ３２に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに連結された減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａにギヤ機構３７およびディファレンシャルギヤ３８を介して接続された駆動輪３９ａ，３９ｂと、モータＭＧ１と電力ライン５４との間に介設されたインバータ４１と、モータＭＧ２と電力ライン５４との間に介設されたインバータ４２と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１および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、電力ライン５４に接続されたバッテリ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、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２と通信しながらハイブリッド自動車全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０とを備える。
【００１９】
バッテリ５０は、実施例ではリチウムイオン二次電池として構成されている。また、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に設置された温度センサ５１からのバッテリ温度Ｔｂ、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に設置された図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ（以下、バッテリ５０からの放電電流が正の値を示すと共にバッテリ５０の充電電流が負の値を示すものとする）等が入力される。また、バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、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充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて残容量（充電割合）ＳＯＣを算出したり、残容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Ｗｉｎ（実施例では負の値）とバッテリ５０の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔ（実施例では正の値）とを算出する。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの温度依存値を設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの温度依存値にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づく補正係数を乗じることにより設定することができる。また、出力制限Ｗｏｕｔについては、実施例では、温度依存値と出力制限用補正係数の積である出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂを求めた上で、出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂを適宜補正して最終的な出力制限Ｗｏｕｔを設定することとしている。図２にバッテリ温度Ｔｂと出力制限の温度依存値との関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の残容量ＳＯＣと出力制限用補正係数との関係の一例を示す。
【００２０】
また、バッテリＥＣＵ５２は、残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出する。実施例では、残容量ＳＯＣと充放電要求パワーＰｂ＊との関係が充放電要求パワー設定用マップとして予め定められてバッテリＥＣＵ５２の図示しないＲＯＭに記憶されており、バッテリＥＣＵ５２は、算出した残容量ＳＯＣに対応する充放電要求パワーＰｂ＊を充放電要求パワー設定用マップから導出して設定する。図４に充放電要求パワー設定用マップの一例を示す。充放電要求パワー設定用マップは、基本的には、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが予め定められた制御中心（目標充電割合）ＳＯＣ＊よりも小さいときには、バッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を負の一定値Ｐｃに設定すると共に、残容量ＳＯＣが制御中心ＳＯＣ＊よりも大きいときには、バッテリ５０が放電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を正の一定値Ｐｄに設定するように定められている。
【００２１】
ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰ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８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。また、ハイブリッドＥＣＵ７０には、ハイブリッド自動車２０の運転モードの選択を可能とするモードスイッチ８８からのモード信号が入力される。実施例において、モードスイッチ８８は、図示しない車室内のスイッチパネル等に配置されており、走行用の動力の出力応答性よりも燃費の向上を優先させながらハイブリッド自動車２０を走行させる通常走行用のノーマルモードと、燃費の向上よりも走行用の動力の出力応答性を優先させながらハイブリッド自動車２０を走行させるパワーモードとの選択を運転者に対して許容する。運転者がモードスイッチ８８を介してノーマルモードを選択したときには、所定のモードスイッチフラグＦｍｓが値０に設定されると共にエンジン２２を効率よく運転して燃費を向上させることができるようにエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２が制御される。また、運転者がモードスイッチ８８を介してパワーモードを選択したときには、モードスイッチフラグＦｍｓが値１に設定されると共に、基本的にノーマルモード選択時に比べて車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクを高めると共にエンジン２２の回転数を高めて運転者によるアクセル操作に対するトルク出力の応答性が向上するようにエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２が制御される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、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取りを行なっている。
【００２２】
上述のように構成されるハイブリッド自動車２０においてイグニッションスイッチ８０がオンされると、ハイブリッドＥＣＵ７０は、車速Ｖやアクセル開度Ａｃｃ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、モードスイッチフラグＦｍｓの値といった制御に必要なデータを入力する。続いて、入力したモードスイッチフラグＦｍｓが値０であるか否かを判定し、モードスイッチフラグＦｍｓが値０であってハイブリッド自動車２０の実行用運転モードをノーマルモードとすべき場合には、アクセルペダルポジションセンサ８４から入力されるアクセル開度Ａｃｃとノーマルモード時アクセル開度設定用マップとを用いて制御上のアクセル開度である実行用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する。一方、モードスイッチフラグＦｍｓが値１であって実行用運転モードをパワーモードとすべき場合には、アクセル開度Ａｃｃとパワーモード時アクセル開度設定用マップとを用いて制御上のアクセル開度である実行用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する。ノーマルモード時アクセル開度設定用マップは、０〜１００％の範囲でアクセル開度Ａｃｃに対して実行用アクセル開度Ａｃｃ＊が線形性をもつように予め作成されてＲＯＭ７４に記憶されている。実施例において、ノーマルモード時アクセル開度設定用マップは、図５に例示するようにアクセル開度Ａｃｃをそのまま実行用アクセル開度Ａｃｃ＊として設定するように作成されている。一方、パワーモード時アクセル開度設定用マップは、図５に例示するように、低車速時における車両の飛び出し感を抑制すべく任意の低アクセル開度領域にあるアクセル開度Ａｃｃに対してはノーマルモード時アクセル開度設定用マップにより設定されるものと同一の値を実行用アクセル開度Ａｃｃ＊として設定すると共に、低アクセル開度領域以外の１００％までのアクセル開度Ａｃｃに対してはアクセル操作に対するトルク出力の応答性を向上させるべく同一のアクセル開度Ａｃｃに対する実行用アクセル開度Ａｃｃ＊をノーマルモード時アクセル開度設定用マップにより規定されるものよりも大きな値として設定するように作成されてＲＯＭ７４に記憶されている。
【００２３】
そして、設定した実行用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速センサ８７からの車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する。実施例では、実行用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられた実行用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図６に要求トルク設定用マップの一例を示す。更に、設定した要求トルクＴｒ＊やバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊に基づいて車両全体に要求される要求パワーＰ＊を設定する。そして、エンジン２２が運転される場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を設定し、更に、入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、設定した各指令信号をエンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０に送信する。ハイブリッドＥＣＵ７０から目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受け取ったエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる運転ポイントでエンジン２２が運転されるようエンジン２２における吸入空気量調節制御や燃料噴射制御、点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受け取ったモータ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のスイッチング制御を行なう。このような制御により、ハイブリッド自動車２０は、バッテリ５０が充放電要求パワーＰｂ＊に応じた電力で充放電されるようにしながら走行することができる。なお、エンジン２２の運転が停止される場合には、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊並びにモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊が値０に設定されると共に、入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２が要求トルクＴｒ＊に応じたトルクを出力するようにモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊が設定される。
【００２４】
ところで、実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されたバッテリ５０は、リチウムイオン二次電池であるが、リチウムイオン二次電池に関しては、高電流での放電が継続された場合に、端子間電圧Ｖｂが電池性能を充分に発揮し得る電圧範囲の下限である下限電圧に達していなくても劣化し始めてしまうことが判明している。すなわち、リチウムイオン二次電池は、比較的高い（一定の）電流値での放電が継続された場合、図７に示すように、あるタイミングから端子間電圧Ｖｂが時間の経過と共に比較的急峻に低下するという特性を有する。これを踏まえて、実施例では、端子間電圧Ｖｂが時間の経過と共に比較的急峻に低下するようになるタイミング（劣化開始タイミング）からバッテリ５０の劣化が始まると仮定すると共に、次式（１）により表される劣化ファクターＤが所定の基準値を上回らなければ劣化開始タイミングが到来しないと仮定することとした。ただし、式（１）における“α”，“β”および“Ｃ０”は、何れもバッテリ温度Ｔｂと残容量ＳＯＣとに依存するパラメータである。また、“Δｔ”は、劣化ファクターＤの計算周期であり、“前回Ｄ”は、前回算出された劣化ファクターＤの値である。劣化ファクターＤは、式（１）からわかるように、高電流でのバッテリ５０の放電が継続すればするほど増加し、バッテリ５０の放電が停止されると時間の経過と共に低下し、バッテリ５０の充電が継続すればするほど低下する。また、劣化ファクターＤは、極低い電流でのバッテリ５０の放電が継続された場合にも徐々に低下することがある。そして、実施例では、こうして得られる劣化ファクターＤに対して上記基準値よりも小さい制限開始閾値（制御目標値）Ｄｔａｇを設定すると共に、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ以上になった時点から制限開始閾値Ｄｔａｇと劣化ファクターＤとの偏差に基づくフィードバック制御（ＰＩ制御）により制限後出力制限Ｗｏｕｔｃを次式（２）に従って設定する。ただし、式（４）中、右辺の「ｋｐ」は比例項のゲインであり、右辺の「ｋｉ」は積分項のゲインである。このような劣化ファクターＤの算出を含む制限後出力制限Ｗｏｕｔｃの設定処理は、バッテリＥＣＵ５２により実行され、基本的に、制限開始閾値Ｄｔａｇと劣化ファクターＤとの偏差が大きいほど制限後出力制限Ｗｏｕｔｃが小さく設定されることになる。更に、バッテリＥＣＵ５２は、制限後出力制限Ｗｏｕｔｃを求めた上で、次式（３）に従って制限後出力制限Ｗｏｕｔｃと、予め定められた値０に比較的近い正の値である限界値Ｗｏｕｔｌｉｍとの大きい方を最終的な出力制限Ｗｏｕｔとして設定する。なお、限界値Ｗｏｕｔｌｉｍは、出力制限Ｗｏｕｔが過剰に制限されることにより走行性能（動力の出力性能）が極端に低下しないような値としてバッテリ５０のバッテリ温度Ｔｂと残容量ＳＯＣとに基づいて実験・解析等により予め定められる。
【００２５】
D = (1-α・Δt)・前回Ｄ + β/C0・Ｉｂ・Δｔ …（１）
Woutc = Woutb + Kp・(Dtag-D) + Ki・∫(Dtag-D)・dt …（２）
Wout = max(Woutc,Woutlim) ・・・（３）
【００２６】
上述のような処理が行われることにより、最終的な出力制限Ｗｏｕｔは、予め定められた放電側の閾値である限界値Ｗｏｕｔｌｉｍを限界として、バッテリ５０が高電流で放電されたり長時間継続して放電されたりするほど放電電力として小さくなるように制限され（図８における時刻ｔ１以降）、バッテリ５０の実放電電力も出力制限Ｗｏｕｔにより制限され始める（図８における時刻ｔ２）。このようにバッテリ５０の実放電電力が制限されることによりバッテリ５０の充放電電流Ｉｂが放電電流として小さくなると、少なくとも劣化ファクターＤの増加が抑制され、バッテリ５０の劣化が抑制される。また、バッテリ５０の実放電電力が制限されて極低い電流でバッテリ５０の放電が継続するか、あるいは、その後にバッテリ５０の放電が停止されたり、バッテリ５０が充電されたりして劣化ファクターＤが例えば制限開始閾値Ｄｔａｇよりも小さい制限停止閾値Ｄｓｔｏｐ以下になると、出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除される。なお、制限開始閾値Ｄｔａｇと制限停止閾値Ｄｓｔｏｐとは、同一の値とされてもよい。
【００２７】
ここで、上述したように、出力制限Ｗｏｕｔの限界値Ｗｏｕｔｌｉｍは、走行性能が極端に低下しないような値としてバッテリ５０の残容量ＳＯＣおよびバッテリ温度Ｔｂに基づいて予め定められる値であるため、出力制限Ｗｏｕｔが限界値Ｗｏｕｔｌｉｍまで制限されてバッテリ５０の実放電電力が限界値Ｗｏｕｔｌｉｍとなったとしても（図８における時刻ｔ３）、バッテリ５０の状態によっては、劣化ファクターＤを低下させる程度までバッテリ５０の充放電電流Ｉｂが放電電流として低下しない状況があり得る。このような状況でバッテリ５０の放電が要求され続けると、劣化ファクターＤが低下することなく出力制限Ｗｏｕｔが制限された状態での放電が継続されてしまうおそれがある。このように、バッテリ５０の放電が制限されているにも拘わらず放電が継続されてしまうのはバッテリ５０の劣化を抑制する上で好ましいことではなく、しかも、バッテリ５０の放電制限が継続される間には、モータＭＧ２からの動力の出力が制限され、運転者により要求される駆動力を出力できないおそれがある。
【００２８】
このため、実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の劣化を抑制しつつ出力制限Ｗｏｕｔの制限の継続を解除して運転者により要求される駆動力を確保すべく、バッテリＥＣＵ５２により図９に示す充放電要求パワー補正ルーチンが所定時間毎に繰り返し実行される。図９の充放電要求パワー補正ルーチンの開始に際して、バッテリＥＣＵ５２は、まず、モードスイッチフラグＦｍｓの値や別途算出または設定したバッテリ５０の残容量ＳＯＣ、出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂ、出力制限Ｗｏｕｔ、残容量ＳＯＣと図４の充放電要求パワー設定用マップとを用いて別途設定した充放電要求パワーＰｂ＊といった充放電要求パワーＰｂ＊の補正に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。なお、モードスイッチフラグＦｍｓの値は、ハイブリッドＥＣＵ７０から通信により入力される。
【００２９】
ステップＳ１００にて充放電要求パワーＰｂ＊の補正に必要なデータを入力した後、バッテリＥＣＵ５２は、モードスイッチフラグＦｍｓが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。モードスイッチフラグＦｍｓが値０であり、実行用運転モードとしてノーマルモードが選択されていると判定したときには、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが予め定められた下限側閾値ＳＬおよび第１の上限側閾値ＳＨ１の範囲内（ＳＬ≦ＳＯＣ≦ＳＨ１）に含まれるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。そして、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが下限側閾値ＳＬおよび第１の上限側閾値ＳＨ１の範囲内に含まれると判定したときには、出力制限Ｗｏｕｔ等に基づいて充放電要求パワーＰｂ＊の制限値Ｐｂｌｉｍを設定する（ステップＳ１３０）。
【００３０】
図１０を参照しながら充放電要求パワーＰｂ＊の制限値Ｐｂｌｉｍの設定手順について説明する。図１０において、実線は充放電要求パワーＰｂ＊を示し、点線は充放電要求パワーＰｂ＊の制限値Ｐｂｌｉｍを示し、破線は出力制限Ｗｏｕｔを示す。実施例のバッテリＥＣＵ５２は、例えば、出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂと出力制限Ｗｏｕｔとの差分である制限量ΔＷ（＝Ｗｏｕｔｂ−Ｗｏｕｔ）を求め、求めた制限量ΔＷに基づいて出力制限Ｗｏｕｔと出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂとが一致している（出力制限Ｗｏｕｔが制限されていない）と判断すると（図１０における時刻ｔ１０以前）、バッテリ５０の放電が要求されているときに図４のマップを用いて充放電要求パワーＰｂ＊として設定される正の一定値Ｐｄを制限値Ｐｂｌｉｍとして設定する。また、バッテリＥＣＵ５２は、出力制限Ｗｏｕｔが制限されて、制限量ΔＷが所定値ΔＷｒｅｆよりも大きくなったと判断すると（図１０における時刻ｔ１１）、それ以後に出力制限Ｗｏｕｔが制限される間、図示するように予め定められた充電側の閾値Ｐｂ１（比較的大きい負の値）に達するまで（図１０における時刻ｔ１２）、例えば一定のレートで漸減するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定する。なお、閾値Ｐｂ１に達するまで一定のレートで漸減するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定する代わりに、閾値Ｐｂ１に達するまで制限量ΔＷが大きくなるほど制限値Ｐｂｌｉｍを小さく設定してもよいし、制限量ΔＷが所定値ΔＷｒｅｆよりも大きくなった段階で制限値Ｐｂｌｉｍを閾値Ｐｂ１に設定してもよい。そして、バッテリＥＣＵ５２は、閾値Ｐｂ１を制限値Ｐｂｌｉｍとして設定している間に制限量ΔＷに基づいて出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂと出力制限Ｗｏｕｔとが一致した（出力制限Ｗｏｕｔが制限が解除された）と判断すると（図１０における時刻ｔ１３）、図示するように上述の一定値Ｐｄに達するまで例えば一定のレートで漸増するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定する。なお、出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂと出力制限Ｗｏｕｔとが一致したと判断された時点から一定値Ｐｄに達するまで一定のレートで漸増するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定する代わりに、所定時間だけ閾値Ｐｂ１を制限値Ｐｂｌｉｍとして設定した後で、一定値Ｐｄに達するまで一定のレートで漸増するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定してもよいし、出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂと出力制限Ｗｏｕｔとが一致した段階、あるいは、所定時間だけ閾値Ｐｂ１を制限値Ｐｂｌｉｍとして設定した段階で、制限値Ｐｂｌｉｍを値Ｐｄに設定してもよい。
【００３１】
こうして制限値Ｐｂｌｉｍを設定すると、バッテリＥＣＵ５２は、ステップＳ１００にて入力した充放電要求パワーＰｂ＊と制限値Ｐｂｌｉｍとの小さい方を充放電要求パワーＰｂ＊として再設定（補正）し（ステップＳ１４０）、本ルーチンを一旦終了させる。これにより、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが継続して制限される場合に、バッテリ５０の放電要求が継続されたとしても、充放電要求パワーＰｂ＊は、制限値Ｐｂｌｉｍが充電側に漸減するように設定され始めた時点から（図１０における時刻ｔ１１）、制限値Ｐｂｌｉｍに応じて充電側の閾値Ｐｂ１を限界として充電側に漸減（除変）するように補正される。このように充放電要求パワーＰｂ＊を充電側の値に設定することにより、バッテリ５０の放電の継続を断つと共に劣化ファクターＤを速やかに低下させて出力制限Ｗｏｕｔを正側（放電側）に増加させることができる。そして、出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除されるまでの間（図１０における時刻ｔ１２から時刻ｔ１３の間）に、制限値Ｐｂｌｉｍが充電側の閾値Ｐｂ１に設定されることから充放電要求パワーＰｂ＊も充電側の閾値Ｐｂ１に維持され、出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除されると（図１０における時刻ｔ１３）、制限値Ｐｂｌｉｍの変化に応じて、すなわち緩変化処理を伴って充放電要求パワーＰｂ＊の補正が解除される（充放電要求パワーＰｂ＊が一定値Ｐｄまで漸増させられる）。この結果、出力制限Ｗｏｕｔの制限を速やかに解除させることができるため、出力制限Ｗｏｕｔの制限が長時間継続するのを抑制し、バッテリ５０の劣化を抑制しつつ、できるだけ出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除された状態でバッテリ５０の放電すなわちモータＭＧ２からの動力の出力が許容されるようにして、走行に要求される駆動力を応答性よく確保することが可能となる。また、バッテリ５０の放電が一時的に停止されたとしても、走行に要求される要求トルクＴｒ＊をまかなうパワーがエンジン２２から出力されるようにすることで、バッテリ５０の放電停止中においても走行に要求される駆動力を確保することができる。なお、閾値Ｐｂ１は、値０に設定されてもよい。これにより、出力制限Ｗｏｕｔが継続して制限される場合に、少なくともバッテリ５０の放電の継続を停止させることができるため、劣化ファクターＤを低下させて出力制限Ｗｏｕｔの制限を解除させることが可能となる。
【００３２】
一方、ステップＳ１２０にて残容量ＳＯＣが第１の上限側閾値ＳＨ１を上回っていると判定した場合には、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の過充電を抑制すべく、充放電要求パワーＰｂ＊が充電側に補正されないようにステップＳ１３０およびＳ１４０の処理を実行することなく本ルーチンを一旦終了させる。また、ステップＳ１２０にて残容量ＳＯＣが下限側閾値ＳＬを下回っていると判断した場合、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが充分ではなく充放電要求パワーＰｂ＊が充電側の値Ｐｃに設定されることから充放電要求パワーＰｂ＊を充電側に補正する必要がないとみなし、ステップＳ１３０およびＳ１４０の処理を実行することなく本ルーチンを一旦終了させる。
【００３３】
また、ステップＳ１１０にてモードスイッチフラグＦｍｓが値１であり、実行用運転モードとしてパワーモードが選択されていると判定したときには、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが予め定められた下限側閾値ＳＬおよび第２の上限側閾値ＳＨ２の範囲内（ＳＬ≦ＳＯＣ≦ＳＨ２）に含まれるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ここで、第２の上限側閾値ＳＨ２は、第１の上限側閾値ＳＨ１よりも大きな値として予め定められる。バッテリ５０の残容量ＳＯＣが下限側閾値ＳＬおよび第２の上限側閾値ＳＨ２の範囲内に含まれると判定したときには、上述のように出力制限Ｗｏｕｔ等に基づいて充放電要求パワーＰｂ＊の制限値Ｐｂｌｉｍを設定すると共に（ステップＳ１３０）、充放電要求パワーＰｂ＊と制限値Ｐｂｌｉｍとの小さい方を充放電要求パワーＰｂ＊として再設定（補正）し（ステップＳ１４０）、本ルーチンを一旦終了させる。このように、ノーマルモードが選択されているときに比べて運転者により大きな駆動力が要求されていると考えられるパワーモードが選択されているときには、第１の上限側閾値ＳＨ１よりも大きな第２の上限側閾値ＳＨ２をバッテリ５０の上限側閾値として用いることにより、バッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を補正することが残容量ＳＯＣによって制限されてしまうことを抑制することができるので、出力制限Ｗｏｕｔの制限を速やかに解除して運転者の駆動力要求に良好に応じることが可能となる。一方、ステップＳ１５０にて残容量ＳＯＣが第２の上限側閾値ＳＨ２を上回っていると判断した場合には、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の過充電を抑制すべく、充放電要求パワーＰｂ＊が充電側に補正されないようにステップＳ１３０およびＳ１４０の処理を実行することなく本ルーチンを一旦終了させる。また、ステップＳ１５０にて残容量ＳＯＣが下限側閾値ＳＬを下回っていると判断した場合、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが充分ではなく充放電要求パワーＰｂ＊が充電側の値Ｐｃに設定されることから充放電要求パワーＰｂ＊を充電側に補正する必要がないとみなし、ステップＳ１３０およびＳ１４０の処理を実行することなく本ルーチンを一旦終了させる。
【００３４】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の放電が継続されるほど許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔが放電電力として小さく制限されるように当該出力制限Ｗｏｕｔが補正される。そして、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始されると、その後に少なくともバッテリ５０の放電が停止されるように充放電要求パワーＰｂ＊（目標充放電電力）が補正される（ステップＳ１３０およびＳ１４０）。このように、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始された後にバッテリ５０の放電の継続を断つことで、出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除されるようにすることができる。これにより、出力制限Ｗｏｕｔの制限が長時間継続するのを抑制し、できるだけ出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除された状態でバッテリ５０の放電すなわちモータＭＧ２からの動力の出力が許容されるようにして走行に要求される駆動力を応答性よく確保することが可能となる。また、バッテリ５０の放電が一時的に停止されたとしても、走行に要求される要求トルクに基づくトルクが内燃機関から出力されるようにすることで、バッテリ５０の放電停止中においても走行に要求される駆動力を確保することができる。この結果、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の連続放電に起因した劣化を抑制しながら、走行に要求される駆動力をより適正に確保することが可能となる。
【００３５】
また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の充電の継続に応じて出力制限Ｗｏｕｔの制限を解除し、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始された後に、バッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を補正する（ステップＳ１３０およびＳ１４０）。このように、バッテリ５０の充電の継続に応じて出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除される場合には、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始された後にバッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を補正することにより、バッテリ５０の強制充電により出力制限Ｗｏｕｔの制限を速やかに解除することができる。これにより、出力制限Ｗｏｕｔが制限された状態でモータＭＧ２から動力が出力される機会をより一層減らすことが可能となる。
【００３６】
更に、バッテリＥＣＵ５２は、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始された後に、出力制限Ｗｏｕｔの制限量が所定値ΔＷｒｅｆ以上となると充放電要求パワーＰｂ＊を放電側から充電側に徐変させ、充放電要求パワーＰｂ＊が予め定められた充電側の閾値Ｐｂ１になると出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除されるまで充放電要求パワーＰｂ＊を閾値Ｐｂ１に維持し、出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除されると緩変化処理を伴って充放電要求パワーＰｂ＊の補正を解除する。これにより、充放電要求パワーＰｂ＊をより適正に補正して、出力制限Ｗｏｕｔの制限を速やかに解除することができる。
【００３７】
また、バッテリＥＣＵ５２による充放電要求パワーＰｂ＊の補正は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが予め定められた第１の上限側閾値ＳＨ１以下であるときに実行される（ステップＳ１２０）。このように、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが第１の閾値ＳＨ１以下であるときにのみ上述の充放電要求パワーＰｂ＊の補正を実行することにより、バッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を補正したときにバッテリ５０の残容量ＳＯＣが過剰に高まらないようにして当該バッテリ５０を保護することができる。
【００３８】
更に、実施例のハイブリッド自動車２０は、通常走行用の運転モードとしてのノーマルモードに比べて走行用の動力の出力応答性を優先するパワーモード（パワー運転モード）を実行用運転モードとして選択するためのモードスイッチ８８を備え、バッテリＥＣＵ５２による充放電要求パワーＰｂ＊の補正は、実行用運転モードとしてパワーモードが選択されている場合には、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが第１の上限側閾値ＳＨ１よりも大きい第２の上限側閾値ＳＨ２以下であるときに実行される（ステップＳ１１０およびＳ１５０）。これにより、ノーマルモードの選択時に比べて運転者がより大きな駆動力を要求していると考えられるパワーモードの選択時に、バッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を補正することが残容量ＳＯＣによって制限されてしまうことを抑制することができるので、出力制限Ｗｏｕｔの制限を速やかに解除して運転者の駆動力要求に良好に応じることが可能となる。
【００３９】
なお、本実施例のハイブリッド自動車２０では、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始された後に、バッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を補正する（ステップＳ１３０およびＳ１４０）ものとしたが、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始された後に、劣化ファクターＤを低下させる程度までバッテリ５０の充放電電流Ｉｂを低下させることが可能な放電側の値まで充放電要求パワーＰｂ＊を低下させるものとしてもよい。
【００４０】
また、上記実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ１およびＭＧ２を備えた、いわゆる２モータ式のハイブリッド自動車であるが、本発明がエンジン（内燃機関）および走行用の動力を出力可能なモータ（電動機）を備えた、いわゆる１モータ式のハイブリッド自動車に適用され得ることはいうまでもない。
【００４１】
ここで、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。すなわち、上記実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、走行用の動力を出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ５０が「二次電池」に相当し、バッテリ５０の残容量（充電割合）ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワー（目標充放電電力）Ｐｂ＊を設定するバッテリＥＣＵ５２が「目標充放電電力設定手段」に相当し、バッテリ５０の状態に基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Ｗｉｎおよび放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔを設定するバッテリＥＣＵ５２が「許容充放電電力設定手段」に相当し、バッテリ５０が充放電要求パワーＰｂ＊で充放電されるようにしながら入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの範囲内で走行に要求される要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジン２２およびモータＭＧ２を制御するエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とハイブリッドＥＣＵ７０との組み合わせが「制御手段」に相当し、バッテリ５０の放電が継続されるほど出力制限Ｗｏｕｔが放電電力として小さく制限されるように出力制限Ｗｏｕｔを補正するバッテリＥＣＵ５２が「許容放電電力補正手段」に相当し、バッテリＥＣＵ５２による出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始された後に、少なくともバッテリ５０の放電が停止されるように充放電要求パワーＰｂ＊を補正するバッテリＥＣＵ５２が「目標充放電電力補正手段」に相当し、通常走行用の運転モードであるノーマルモードに比べて走行用の動力の出力応答性を優先するパワーモード（パワー運転モード）を実行用運転モードとして選択するためのモードスイッチ８８が「運転モード選択手段」に相当する。ただし、これら実施例および変形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。すなわち、実施例はあくまで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ず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
【００４２】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業において利用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
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、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３４ プラネタリキャリア、３５ 減速ギヤ、３７ ギヤ機構、３８ ディ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、５０ バッテリ、５１ 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（ハイブリッドＥＣＵ）、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、８７ 車速センサ、８８ モードスイッチ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、当該電動機と電力をやり取り可能な二次電池とを備えたハイブリッド自動車およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、内燃機関と、駆動軸に動力を出力可能な電動機と、当該電動機と電力をやり取り可能なバッテリとを備え、高電流でのバッテリの放電が継続されるほど大きな値となると共に所定の基準値を超えたときにバッテリの劣化が開始されることを示す劣化ファクターを当該バッテリを流れる電流の値に基づいて算出し、当該劣化ファクターが所定の制限開始閾値以上になると、バッテリの放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限を制限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、上述のように劣化ファクターが所定の制限開始閾値以上となったときにバッテリの出力制限を制限することにより、当該バッテリの放電を制限してバッテリの劣化を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９０５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のハイブリッド自動車では、劣化ファクターが制限開始閾値以上になると、当該劣化ファクターが制限開始閾値よりも小さい所定の閾値以下に低下するまでバッテリの出力制限が制限されることから、バッテリの出力制限が制限される間に電動機からの動力の出力が制限されてしまい、運転者の駆動力要求に良好に応じることができなくなるおそれもある。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、二次電池の連続放電に起因した劣化を抑制しながら、車両に要求される駆動力をより適正に確保することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド自動車およびその制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採っている。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な二次電池と、前記二次電池の充電割合に基づいて該二次電池の目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池の充電に許容される電力である許容充電電力および放電に許容される電力である許容放電電力を設定する許容充放電電力設定手段と、前記二次電池が前記目標充放電電力で充放電されるようにしながら前記許容充電電力および前記許容放電電力の範囲内で走行に要求される要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関および前記電動機を制御する制御手段とを備えたハイブリッド自動車であって、
前記二次電池の放電が継続されるほど前記許容放電電力が放電電力として小さく制限されるように該許容放電電力を補正する許容放電電力補正手段と、
前記許容放電電力補正手段による前記許容放電電力の制限が開始された後に、少なくとも前記二次電池の放電が停止されるように前記目標充放電電力を補正する目標充放電電力補正手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明のハイブリッド自動車では、二次電池の放電が継続されるほど許容放電電力が放電電力として小さく制限されるように当該許容放電電力が補正される。そして、許容放電電力の制限が開始されると、その後に少なくとも二次電池の放電が停止されるように目標充放電電力が補正される。このように、許容放電電力の制限が開始された後に二次電池の放電の継続を断つことで、許容放電電力の制限が解除されるようにすることができる。これにより、許容放電電力の制限が長時間継続するのを抑制し、できるだけ許容放電電力の制限が解除された状態で二次電池の放電すなわち電動機からの動力の出力が許容されるようにして走行に要求される駆動力を応答性よく確保することが可能となる。また、二次電池の放電が一時的に停止されたとしても、走行に要求される要求トルクに基づくトルクが内燃機関から出力されるようにすることで、二次電池の放電停止中においても走行に要求される駆動力を確保することができる。この結果、本発明のハイブリッド自動車によれば、二次電池の連続放電に起因した劣化を抑制しながら、走行に要求される駆動力をより適正に確保することが可能となる。
【０００９】
また、前記許容放電電力補正手段は、前記二次電池の充電の継続に応じて前記許容放電電力の制限を解除するものであってもよく、前記目標充放電電力補正手段は、前記許容放電電力補正手段による前記許容放電電力の制限が開始された後に、前記二次電池が充電されるように前記目標充放電電力を補正するものであってもよい。このように、二次電池の充電の継続に応じて許容放電電力の制限が解除される場合には、許容放電電力の制限が開始された後に二次電池が充電されるように目標充放電電力を補正することにより、二次電池の強制充電により許容放電電力の制限を速やかに解除することができる。これにより、許容放電電力が制限された状態で電動機から動力が出力される機会をより一層減らすことが可能となる。
【００１０】
更に、前記目標充放電電力補正手段は、前記許容放電電力補正手段による前記許容放電電力の制限が開始された後に、該許容放電電力の制限量が所定値以上となると前記目標充放電電力を放電側から充電側に徐変させ、前記目標充放電電力が予め定められた充電側の閾値になると前記許容放電電力の制限が解除されるまで該目標充放電電力を前記閾値に維持し、前記許容放電電力の制限が解除されると緩変化処理を伴って前記目標充放電電力の補正を解除するものであってもよい。これにより、目標充放電電力をより適正に補正して、許容放電電力の制限を速やかに解除することができる。
【００１１】
また、前記目標充放電電力補正手段による前記目標充放電電力の補正は、前記二次電池の充電割合が予め定められた第１の閾値以下であるときに実行されてもよい。このように、二次電池の充電割合が第１の閾値以下であるときにのみ上述の目標充放電電力の補正を実行することにより、二次電池が充電されるように目標充放電電力を補正したときに二次電池の充電割合が過剰に高まらないようにして当該二次電池を保護することができる。
【００１２】
更に、本発明のハイブリッド自動車は、通常走行用の運転モードに比べて走行用の動力の出力応答性を優先するパワー運転モードを実行用運転モードとして選択するための運転モード選択手段を更に備えてもよく、前記目標充放電電力補正手段による前記目標充放電電力の補正は、前記実行用運転モードとして前記パワー運転モードが選択されている場合には、前記二次電池の充電割合が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下であるときに実行されてもよい。これにより、通常走行用の運転モードの選択時に比べて運転者がより大きな駆動力を要求していると考えられるパワー運転モードの選択時に、二次電池が充電されるように目標充放電電力を補正することが充電割合によって制限されてしまうことを抑制することができるので、許容放電電力の制限を速やかに解除して運転者の駆動力要求に良好に応じることが可能となる。
【００１３】
また、前記許容放電電力の制限は、前記二次電池の充放電電流の積算値に基づいて実行されてもよい。更に、前記二次電池は、リチウムイオン二次電池であってもよい。
【００１４】
本発明のハイブリッド自動車の制御方法は、
内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な二次電池と、前記二次電池の充電割合に基づいて該二次電池の目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池の充電に許容される電力である許容充電電力および放電に許容される電力である許容放電電力を設定する許容充放電電力設定手段と、前記二次電池が前記目標充放電電力で充放電されるようにしながら前記許容充電電力および前記許容放電電力の範囲内で走行に要求される要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関および前記電動機を制御する制御手段とを備えたハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）前記二次電池の放電が継続されるほど前記許容放電電力が放電電力として小さく制限されるように該許容放電電力を補正し、
（ｂ）ステップ（ｂ）にて前記許容放電電力の制限が開始された後に、少なくとも前記二次電池の放電が停止されるように前記目標充放電電力を補正する、
ハイブリッド自動車の制御方法。
【００１５】
本発明のハイブリッド自動車の制御方法によれば、二次電池の連続放電に起因した劣化を抑制しながら、走行に要求される駆動力をより適正に確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】バッテリ温度Ｔｂとバッテリ５０の出力制限の温度依存値との関係の一例を示す説明図である。
【図３】バッテリ５０の残容量ＳＯＣと出力制限用補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図４】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。
【図５】ノーマルモード時アクセル開度設定用マップとパワーモード時アクセル開度設定用マップとを例示する説明図である。
【図６】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】バッテリ５０の特性を例示する説明図である。
【図８】バッテリ５０の充放電電力と出力制限Ｗｏｕｔとが変化する様子を例示するタイムチャートである。
【図９】実施例のバッテリＥＣＵ５２により実行される充放電要求パワー補正ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】充放電要求パワー補正ルーチンによりバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊が補正されたときに充放電要求パワーＰｂ＊と出力制限Ｗｏｕｔとが変化する様子を例示するタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の一実施例に係るハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、ガソリンや軽油などを燃料とするエンジン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プラネタリキャリア３４を有するプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１に接続されてエンジン２２からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能なモータＭＧ１と、プラネタリギヤ３０のリングギヤ３２に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに連結された減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５を介してリングギヤ軸３２ａに接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａにギヤ機構３７およびディファレンシャルギヤ３８を介して接続された駆動輪３９ａ，３９ｂと、モータＭＧ１と電力ライン５４との間に介設されたインバータ４１と、モータＭＧ２と電力ライン５４との間に介設されたインバータ４２と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１および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、電力ライン５４に接続されたバッテリ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、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２と通信しながらハイブリッド自動車全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０とを備える。
【００１９】
バッテリ５０は、実施例ではリチウムイオン二次電池として構成されている。また、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に設置された温度センサ５１からのバッテリ温度Ｔｂ、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に設置された図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ（以下、バッテリ５０からの放電電流が正の値を示すと共にバッテリ５０の充電電流が負の値を示すものとする）等が入力される。また、バッテリＥＣＵ５２は、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ＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、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充放電電流Ｉｂの積算値に基づいて残容量（充電割合）ＳＯＣを算出したり、残容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である充電許容電力としての入力制限Ｗｉｎ（実施例では負の値）とバッテリ５０の放電に許容される電力である放電許容電力としての出力制限Ｗｏｕｔ（実施例では正の値）とを算出する。バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの温度依存値を設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの温度依存値にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づく補正係数を乗じることにより設定することができる。また、出力制限Ｗｏｕｔについては、実施例では、温度依存値と出力制限用補正係数の積である出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂを求めた上で、出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂを適宜補正して最終的な出力制限Ｗｏｕｔを設定することとしている。図２にバッテリ温度Ｔｂと出力制限の温度依存値との関係の一例を示し、図３にバッテリ５０の残容量ＳＯＣと出力制限用補正係数との関係の一例を示す。
【００２０】
また、バッテリＥＣＵ５２は、残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を算出する。実施例では、残容量ＳＯＣと充放電要求パワーＰｂ＊との関係が充放電要求パワー設定用マップとして予め定められてバッテリＥＣＵ５２の図示しないＲＯＭに記憶されており、バッテリＥＣＵ５２は、算出した残容量ＳＯＣに対応する充放電要求パワーＰｂ＊を充放電要求パワー設定用マップから導出して設定する。図４に充放電要求パワー設定用マップの一例を示す。充放電要求パワー設定用マップは、基本的には、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが予め定められた制御中心（目標充電割合）ＳＯＣ＊よりも小さいときには、バッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を負の一定値Ｐｃに設定すると共に、残容量ＳＯＣが制御中心ＳＯＣ＊よりも大きいときには、バッテリ５０が放電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を正の一定値Ｐｄに設定するように定められている。
【００２１】
ハイブリッドＥＣＵ７０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ＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置であるシフトポジションＳＰ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８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。また、ハイブリッドＥＣＵ７０には、ハイブリッド自動車２０の運転モードの選択を可能とするモードスイッチ８８からのモード信号が入力される。実施例において、モードスイッチ８８は、図示しない車室内のスイッチパネル等に配置されており、走行用の動力の出力応答性よりも燃費の向上を優先させながらハイブリッド自動車２０を走行させる通常走行用のノーマルモードと、燃費の向上よりも走行用の動力の出力応答性を優先させながらハイブリッド自動車２０を走行させるパワーモードとの選択を運転者に対して許容する。運転者がモードスイッチ８８を介してノーマルモードを選択したときには、所定のモードスイッチフラグＦｍｓが値０に設定されると共にエンジン２２を効率よく運転して燃費を向上させることができるようにエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２が制御される。また、運転者がモードスイッチ８８を介してパワーモードを選択したときには、モードスイッチフラグＦｍｓが値１に設定されると共に、基本的にノーマルモード選択時に比べて車軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するトルクを高めると共にエンジン２２の回転数を高めて運転者によるアクセル操作に対するトルク出力の応答性が向上するようにエンジン２２、モータＭＧ１およびＭＧ２が制御される。そして、ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したように、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取りを行なっている。
【００２２】
上述のように構成されるハイブリッド自動車２０においてイグニッションスイッチ８０がオンされると、ハイブリッドＥＣＵ７０は、車速Ｖやアクセル開度Ａｃｃ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊、入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、モードスイッチフラグＦｍｓの値といった制御に必要なデータを入力する。続いて、入力したモードスイッチフラグＦｍｓが値０であるか否かを判定し、モードスイッチフラグＦｍｓが値０であってハイブリッド自動車２０の実行用運転モードをノーマルモードとすべき場合には、アクセルペダルポジションセンサ８４から入力されるアクセル開度Ａｃｃとノーマルモード時アクセル開度設定用マップとを用いて制御上のアクセル開度である実行用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する。一方、モードスイッチフラグＦｍｓが値１であって実行用運転モードをパワーモードとすべき場合には、アクセル開度Ａｃｃとパワーモード時アクセル開度設定用マップとを用いて制御上のアクセル開度である実行用アクセル開度Ａｃｃ＊を設定する。ノーマルモード時アクセル開度設定用マップは、０〜１００％の範囲でアクセル開度Ａｃｃに対して実行用アクセル開度Ａｃｃ＊が線形性をもつように予め作成されてＲＯＭ７４に記憶されている。実施例において、ノーマルモード時アクセル開度設定用マップは、図５に例示するようにアクセル開度Ａｃｃをそのまま実行用アクセル開度Ａｃｃ＊として設定するように作成されている。一方、パワーモード時アクセル開度設定用マップは、図５に例示するように、低車速時における車両の飛び出し感を抑制すべく任意の低アクセル開度領域にあるアクセル開度Ａｃｃに対してはノーマルモード時アクセル開度設定用マップにより設定されるものと同一の値を実行用アクセル開度Ａｃｃ＊として設定すると共に、低アクセル開度領域以外の１００％までのアクセル開度Ａｃｃに対してはアクセル操作に対するトルク出力の応答性を向上させるべく同一のアクセル開度Ａｃｃに対する実行用アクセル開度Ａｃｃ＊をノーマルモード時アクセル開度設定用マップにより規定されるものよりも大きな値として設定するように作成されてＲＯＭ７４に記憶されている。
【００２３】
そして、設定した実行用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速センサ８７からの車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する。実施例では、実行用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係が予め定められて要求トルク設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられた実行用アクセル開度Ａｃｃ＊と車速Ｖとに対応したものが当該マップから導出・設定される。図６に要求トルク設定用マップの一例を示す。更に、設定した要求トルクＴｒ＊やバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊に基づいて車両全体に要求される要求パワーＰ＊を設定する。そして、エンジン２２が運転される場合、ハイブリッドＥＣＵ７０は、要求パワーＰ＊に基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｅ＊を設定し、更に、入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、設定した各指令信号をエンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０に送信する。ハイブリッドＥＣＵ７０から目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受け取ったエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とからなる運転ポイントでエンジン２２が運転されるようエンジン２２における吸入空気量調節制御や燃料噴射制御、点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受け取ったモータ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のスイッチング制御を行なう。このような制御により、ハイブリッド自動車２０は、バッテリ５０が充放電要求パワーＰｂ＊に応じた電力で充放電されるようにしながら走行することができる。なお、エンジン２２の運転が停止される場合には、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊並びにモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊が値０に設定されると共に、入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２が要求トルクＴｒ＊に応じたトルクを出力するようにモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊が設定される。
【００２４】
ところで、実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されたバッテリ５０は、リチウムイオン二次電池であるが、リチウムイオン二次電池に関しては、高電流での放電が継続された場合に、端子間電圧Ｖｂが電池性能を充分に発揮し得る電圧範囲の下限である下限電圧に達していなくても劣化し始めてしまうことが判明している。すなわち、リチウムイオン二次電池は、比較的高い（一定の）電流値での放電が継続された場合、図７に示すように、あるタイミングから端子間電圧Ｖｂが時間の経過と共に比較的急峻に低下するという特性を有する。これを踏まえて、実施例では、端子間電圧Ｖｂが時間の経過と共に比較的急峻に低下するようになるタイミング（劣化開始タイミング）からバッテリ５０の劣化が始まると仮定すると共に、次式（１）により表される劣化ファクターＤが所定の基準値を上回らなければ劣化開始タイミングが到来しないと仮定することとした。ただし、式（１）における“α”，“β”および“Ｃ０”は、何れもバッテリ温度Ｔｂと残容量ＳＯＣとに依存するパラメータである。また、“Δｔ”は、劣化ファクターＤの計算周期であり、“前回Ｄ”は、前回算出された劣化ファクターＤの値である。劣化ファクターＤは、式（１）からわかるように、高電流でのバッテリ５０の放電が継続すればするほど増加し、バッテリ５０の放電が停止されると時間の経過と共に低下し、バッテリ５０の充電が継続すればするほど低下する。また、劣化ファクターＤは、極低い電流でのバッテリ５０の放電が継続された場合にも徐々に低下することがある。そして、実施例では、こうして得られる劣化ファクターＤに対して上記基準値よりも小さい制限開始閾値（制御目標値）Ｄｔａｇを設定すると共に、劣化ファクターＤが制限開始閾値Ｄｔａｇ以上になった時点から制限開始閾値Ｄｔａｇと劣化ファクターＤとの偏差に基づくフィードバック制御（ＰＩ制御）により制限後出力制限Ｗｏｕｔｃを次式（２）に従って設定する。ただし、式（４）中、右辺の「ｋｐ」は比例項のゲインであり、右辺の「ｋｉ」は積分項のゲインである。このような劣化ファクターＤの算出を含む制限後出力制限Ｗｏｕｔｃの設定処理は、バッテリＥＣＵ５２により実行され、基本的に、制限開始閾値Ｄｔａｇと劣化ファクターＤとの偏差が大きいほど制限後出力制限Ｗｏｕｔｃが小さく設定されることになる。更に、バッテリＥＣＵ５２は、制限後出力制限Ｗｏｕｔｃを求めた上で、次式（３）に従って制限後出力制限Ｗｏｕｔｃと、予め定められた値０に比較的近い正の値である限界値Ｗｏｕｔｌｉｍとの大きい方を最終的な出力制限Ｗｏｕｔとして設定する。なお、限界値Ｗｏｕｔｌｉｍは、出力制限Ｗｏｕｔが過剰に制限されることにより走行性能（動力の出力性能）が極端に低下しないような値としてバッテリ５０のバッテリ温度Ｔｂと残容量ＳＯＣとに基づいて実験・解析等により予め定められる。
【００２５】
D = (1-α・Δt)・前回Ｄ + β/C0・Ｉｂ・Δｔ …（１）
Woutc = Woutb + Kp・(Dtag-D) + Ki・∫(Dtag-D)・dt …（２）
Wout = max(Woutc,Woutlim) ・・・（３）
【００２６】
上述のような処理が行われることにより、最終的な出力制限Ｗｏｕｔは、予め定められた放電側の閾値である限界値Ｗｏｕｔｌｉｍを限界として、バッテリ５０が高電流で放電されたり長時間継続して放電されたりするほど放電電力として小さくなるように制限され（図８における時刻ｔ１以降）、バッテリ５０の実放電電力も出力制限Ｗｏｕｔにより制限され始める（図８における時刻ｔ２）。このようにバッテリ５０の実放電電力が制限されることによりバッテリ５０の充放電電流Ｉｂが放電電流として小さくなると、少なくとも劣化ファクターＤの増加が抑制され、バッテリ５０の劣化が抑制される。また、バッテリ５０の実放電電力が制限されて極低い電流でバッテリ５０の放電が継続するか、あるいは、その後にバッテリ５０の放電が停止されたり、バッテリ５０が充電されたりして劣化ファクターＤが例えば制限開始閾値Ｄｔａｇよりも小さい制限停止閾値Ｄｓｔｏｐ以下になると、出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除される。なお、制限開始閾値Ｄｔａｇと制限停止閾値Ｄｓｔｏｐとは、同一の値とされてもよい。
【００２７】
ここで、上述したように、出力制限Ｗｏｕｔの限界値Ｗｏｕｔｌｉｍは、走行性能が極端に低下しないような値としてバッテリ５０の残容量ＳＯＣおよびバッテリ温度Ｔｂに基づいて予め定められる値であるため、出力制限Ｗｏｕｔが限界値Ｗｏｕｔｌｉｍまで制限されてバッテリ５０の実放電電力が限界値Ｗｏｕｔｌｉｍとなったとしても（図８における時刻ｔ３）、バッテリ５０の状態によっては、劣化ファクターＤを低下させる程度までバッテリ５０の充放電電流Ｉｂが放電電流として低下しない状況があり得る。このような状況でバッテリ５０の放電が要求され続けると、劣化ファクターＤが低下することなく出力制限Ｗｏｕｔが制限された状態での放電が継続されてしまうおそれがある。このように、バッテリ５０の放電が制限されているにも拘わらず放電が継続されてしまうのはバッテリ５０の劣化を抑制する上で好ましいことではなく、しかも、バッテリ５０の放電制限が継続される間には、モータＭＧ２からの動力の出力が制限され、運転者により要求される駆動力を出力できないおそれがある。
【００２８】
このため、実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の劣化を抑制しつつ出力制限Ｗｏｕｔの制限の継続を解除して運転者により要求される駆動力を確保すべく、バッテリＥＣＵ５２により図９に示す充放電要求パワー補正ルーチンが所定時間毎に繰り返し実行される。図９の充放電要求パワー補正ルーチンの開始に際して、バッテリＥＣＵ５２は、まず、モードスイッチフラグＦｍｓの値や別途算出または設定したバッテリ５０の残容量ＳＯＣ、出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂ、出力制限Ｗｏｕｔ、残容量ＳＯＣと図４の充放電要求パワー設定用マップとを用いて別途設定した充放電要求パワーＰｂ＊といった充放電要求パワーＰｂ＊の補正に必要なデータを入力する（ステップＳ１００）。なお、モードスイッチフラグＦｍｓの値は、ハイブリッドＥＣＵ７０から通信により入力される。
【００２９】
ステップＳ１００にて充放電要求パワーＰｂ＊の補正に必要なデータを入力した後、バッテリＥＣＵ５２は、モードスイッチフラグＦｍｓが値０であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。モードスイッチフラグＦｍｓが値０であり、実行用運転モードとしてノーマルモードが選択されていると判定したときには、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが予め定められた下限側閾値ＳＬおよび第１の上限側閾値ＳＨ１の範囲内（ＳＬ≦ＳＯＣ≦ＳＨ１）に含まれるか否かを判定する（ステップＳ１２０）。そして、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが下限側閾値ＳＬおよび第１の上限側閾値ＳＨ１の範囲内に含まれると判定したときには、出力制限Ｗｏｕｔ等に基づいて充放電要求パワーＰｂ＊の制限値Ｐｂｌｉｍを設定する（ステップＳ１３０）。
【００３０】
図１０を参照しながら充放電要求パワーＰｂ＊の制限値Ｐｂｌｉｍの設定手順について説明する。図１０において、実線は充放電要求パワーＰｂ＊を示し、点線は充放電要求パワーＰｂ＊の制限値Ｐｂｌｉｍを示し、破線は出力制限Ｗｏｕｔを示す。実施例のバッテリＥＣＵ５２は、例えば、出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂと出力制限Ｗｏｕｔとの差分である制限量ΔＷ（＝Ｗｏｕｔｂ−Ｗｏｕｔ）を求め、求めた制限量ΔＷに基づいて出力制限Ｗｏｕｔと出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂとが一致している（出力制限Ｗｏｕｔが制限されていない）と判断すると（図１０における時刻ｔ１０以前）、バッテリ５０の放電が要求されているときに図４のマップを用いて充放電要求パワーＰｂ＊として設定される正の一定値Ｐｄを制限値Ｐｂｌｉｍとして設定する。また、バッテリＥＣＵ５２は、出力制限Ｗｏｕｔが制限されて、制限量ΔＷが所定値ΔＷｒｅｆよりも大きくなったと判断すると（図１０における時刻ｔ１１）、それ以後に出力制限Ｗｏｕｔが制限される間、図示するように予め定められた充電側の閾値Ｐｂ１（比較的大きい負の値）に達するまで（図１０における時刻ｔ１２）、例えば一定のレートで漸減するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定する。なお、閾値Ｐｂ１に達するまで一定のレートで漸減するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定する代わりに、閾値Ｐｂ１に達するまで制限量ΔＷが大きくなるほど制限値Ｐｂｌｉｍを小さく設定してもよいし、制限量ΔＷが所定値ΔＷｒｅｆよりも大きくなった段階で制限値Ｐｂｌｉｍを閾値Ｐｂ１に設定してもよい。そして、バッテリＥＣＵ５２は、閾値Ｐｂ１を制限値Ｐｂｌｉｍとして設定している間に制限量ΔＷに基づいて出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂと出力制限Ｗｏｕｔとが一致した（出力制限Ｗｏｕｔが制限が解除された）と判断すると（図１０における時刻ｔ１３）、図示するように上述の一定値Ｐｄに達するまで例えば一定のレートで漸増するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定する。なお、出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂと出力制限Ｗｏｕｔとが一致したと判断された時点から一定値Ｐｄに達するまで一定のレートで漸増するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定する代わりに、所定時間だけ閾値Ｐｂ１を制限値Ｐｂｌｉｍとして設定した後で、一定値Ｐｄに達するまで一定のレートで漸増するように制限値Ｐｂｌｉｍを設定してもよいし、出力制限ベース値Ｗｏｕｔｂと出力制限Ｗｏｕｔとが一致した段階、あるいは、所定時間だけ閾値Ｐｂ１を制限値Ｐｂｌｉｍとして設定した段階で、制限値Ｐｂｌｉｍを値Ｐｄに設定してもよい。
【００３１】
こうして制限値Ｐｂｌｉｍを設定すると、バッテリＥＣＵ５２は、ステップＳ１００にて入力した充放電要求パワーＰｂ＊と制限値Ｐｂｌｉｍとの小さい方を充放電要求パワーＰｂ＊として再設定（補正）し（ステップＳ１４０）、本ルーチンを一旦終了させる。これにより、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔが継続して制限される場合に、バッテリ５０の放電要求が継続されたとしても、充放電要求パワーＰｂ＊は、制限値Ｐｂｌｉｍが充電側に漸減するように設定され始めた時点から（図１０における時刻ｔ１１）、制限値Ｐｂｌｉｍに応じて充電側の閾値Ｐｂ１を限界として充電側に漸減（除変）するように補正される。このように充放電要求パワーＰｂ＊を充電側の値に設定することにより、バッテリ５０の放電の継続を断つと共に劣化ファクターＤを速やかに低下させて出力制限Ｗｏｕｔを正側（放電側）に増加させることができる。そして、出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除されるまでの間（図１０における時刻ｔ１２から時刻ｔ１３の間）に、制限値Ｐｂｌｉｍが充電側の閾値Ｐｂ１に設定されることから充放電要求パワーＰｂ＊も充電側の閾値Ｐｂ１に維持され、出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除されると（図１０における時刻ｔ１３）、制限値Ｐｂｌｉｍの変化に応じて、すなわち緩変化処理を伴って充放電要求パワーＰｂ＊の補正が解除される（充放電要求パワーＰｂ＊が一定値Ｐｄまで漸増させられる）。この結果、出力制限Ｗｏｕｔの制限を速やかに解除させることができるため、出力制限Ｗｏｕｔの制限が長時間継続するのを抑制し、バッテリ５０の劣化を抑制しつつ、できるだけ出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除された状態でバッテリ５０の放電すなわちモータＭＧ２からの動力の出力が許容されるようにして、走行に要求される駆動力を応答性よく確保することが可能となる。また、バッテリ５０の放電が一時的に停止されたとしても、走行に要求される要求トルクＴｒ＊をまかなうパワーがエンジン２２から出力されるようにすることで、バッテリ５０の放電停止中においても走行に要求される駆動力を確保することができる。なお、閾値Ｐｂ１は、値０に設定されてもよい。これにより、出力制限Ｗｏｕｔが継続して制限される場合に、少なくともバッテリ５０の放電の継続を停止させることができるため、劣化ファクターＤを低下させて出力制限Ｗｏｕｔの制限を解除させることが可能となる。
【００３２】
一方、ステップＳ１２０にて残容量ＳＯＣが第１の上限側閾値ＳＨ１を上回っていると判定した場合には、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の過充電を抑制すべく、充放電要求パワーＰｂ＊が充電側に補正されないようにステップＳ１３０およびＳ１４０の処理を実行することなく本ルーチンを一旦終了させる。また、ステップＳ１２０にて残容量ＳＯＣが下限側閾値ＳＬを下回っていると判断した場合、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが充分ではなく充放電要求パワーＰｂ＊が充電側の値Ｐｃに設定されることから充放電要求パワーＰｂ＊を充電側に補正する必要がないとみなし、ステップＳ１３０およびＳ１４０の処理を実行することなく本ルーチンを一旦終了させる。
【００３３】
また、ステップＳ１１０にてモードスイッチフラグＦｍｓが値１であり、実行用運転モードとしてパワーモードが選択されていると判定したときには、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが予め定められた下限側閾値ＳＬおよび第２の上限側閾値ＳＨ２の範囲内（ＳＬ≦ＳＯＣ≦ＳＨ２）に含まれるか否かを判定する（ステップＳ１５０）。ここで、第２の上限側閾値ＳＨ２は、第１の上限側閾値ＳＨ１よりも大きな値として予め定められる。バッテリ５０の残容量ＳＯＣが下限側閾値ＳＬおよび第２の上限側閾値ＳＨ２の範囲内に含まれると判定したときには、上述のように出力制限Ｗｏｕｔ等に基づいて充放電要求パワーＰｂ＊の制限値Ｐｂｌｉｍを設定すると共に（ステップＳ１３０）、充放電要求パワーＰｂ＊と制限値Ｐｂｌｉｍとの小さい方を充放電要求パワーＰｂ＊として再設定（補正）し（ステップＳ１４０）、本ルーチンを一旦終了させる。このように、ノーマルモードが選択されているときに比べて運転者により大きな駆動力が要求されていると考えられるパワーモードが選択されているときには、第１の上限側閾値ＳＨ１よりも大きな第２の上限側閾値ＳＨ２をバッテリ５０の上限側閾値として用いることにより、バッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を補正することが残容量ＳＯＣによって制限されてしまうことを抑制することができるので、出力制限Ｗｏｕｔの制限を速やかに解除して運転者の駆動力要求に良好に応じることが可能となる。一方、ステップＳ１５０にて残容量ＳＯＣが第２の上限側閾値ＳＨ２を上回っていると判断した場合には、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の過充電を抑制すべく、充放電要求パワーＰｂ＊が充電側に補正されないようにステップＳ１３０およびＳ１４０の処理を実行することなく本ルーチンを一旦終了させる。また、ステップＳ１５０にて残容量ＳＯＣが下限側閾値ＳＬを下回っていると判断した場合、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが充分ではなく充放電要求パワーＰｂ＊が充電側の値Ｐｃに設定されることから充放電要求パワーＰｂ＊を充電側に補正する必要がないとみなし、ステップＳ１３０およびＳ１４０の処理を実行することなく本ルーチンを一旦終了させる。
【００３４】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、バッテリ５０の放電が継続されるほど許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔが放電電力として小さく制限されるように当該出力制限Ｗｏｕｔが補正される。そして、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始されると、その後に少なくともバッテリ５０の放電が停止されるように充放電要求パワーＰｂ＊（目標充放電電力）が補正される（ステップＳ１３０およびＳ１４０）。このように、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始された後にバッテリ５０の放電の継続を断つことで、出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除されるようにすることができる。これにより、出力制限Ｗｏｕｔの制限が長時間継続するのを抑制し、できるだけ出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除された状態でバッテリ５０の放電すなわちモータＭＧ２からの動力の出力が許容されるようにして走行に要求される駆動力を応答性よく確保することが可能となる。また、バッテリ５０の放電が一時的に停止されたとしても、走行に要求される要求トルクに基づくトルクが内燃機関から出力されるようにすることで、バッテリ５０の放電停止中においても走行に要求される駆動力を確保することができる。この結果、実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の連続放電に起因した劣化を抑制しながら、走行に要求される駆動力をより適正に確保することが可能となる。
【００３５】
また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０の充電の継続に応じて出力制限Ｗｏｕｔの制限を解除し、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始された後に、バッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を補正する（ステップＳ１３０およびＳ１４０）。このように、バッテリ５０の充電の継続に応じて出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除される場合には、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始された後にバッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を補正することにより、バッテリ５０の強制充電により出力制限Ｗｏｕｔの制限を速やかに解除することができる。これにより、出力制限Ｗｏｕｔが制限された状態でモータＭＧ２から動力が出力される機会をより一層減らすことが可能となる。
【００３６】
更に、バッテリＥＣＵ５２は、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始された後に、出力制限Ｗｏｕｔの制限量が所定値ΔＷｒｅｆ以上となると充放電要求パワーＰｂ＊を放電側から充電側に徐変させ、充放電要求パワーＰｂ＊が予め定められた充電側の閾値Ｐｂ１になると出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除されるまで充放電要求パワーＰｂ＊を閾値Ｐｂ１に維持し、出力制限Ｗｏｕｔの制限が解除されると緩変化処理を伴って充放電要求パワーＰｂ＊の補正を解除する。これにより、充放電要求パワーＰｂ＊をより適正に補正して、出力制限Ｗｏｕｔの制限を速やかに解除することができる。
【００３７】
また、バッテリＥＣＵ５２による充放電要求パワーＰｂ＊の補正は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが予め定められた第１の上限側閾値ＳＨ１以下であるときに実行される（ステップＳ１２０）。このように、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが第１の閾値ＳＨ１以下であるときにのみ上述の充放電要求パワーＰｂ＊の補正を実行することにより、バッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を補正したときにバッテリ５０の残容量ＳＯＣが過剰に高まらないようにして当該バッテリ５０を保護することができる。
【００３８】
更に、実施例のハイブリッド自動車２０は、通常走行用の運転モードとしてのノーマルモードに比べて走行用の動力の出力応答性を優先するパワーモード（パワー運転モード）を実行用運転モードとして選択するためのモードスイッチ８８を備え、バッテリＥＣＵ５２による充放電要求パワーＰｂ＊の補正は、実行用運転モードとしてパワーモードが選択されている場合には、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが第１の上限側閾値ＳＨ１よりも大きい第２の上限側閾値ＳＨ２以下であるときに実行される（ステップＳ１１０およびＳ１５０）。これにより、ノーマルモードの選択時に比べて運転者がより大きな駆動力を要求していると考えられるパワーモードの選択時に、バッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を補正することが残容量ＳＯＣによって制限されてしまうことを抑制することができるので、出力制限Ｗｏｕｔの制限を速やかに解除して運転者の駆動力要求に良好に応じることが可能となる。
【００３９】
なお、本実施例のハイブリッド自動車２０では、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始された後に、バッテリ５０が充電されるように充放電要求パワーＰｂ＊を補正する（ステップＳ１３０およびＳ１４０）ものとしたが、出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始された後に、劣化ファクターＤを低下させる程度までバッテリ５０の充放電電流Ｉｂを低下させることが可能な放電側の値まで充放電要求パワーＰｂ＊を低下させるものとしてもよい。
【００４０】
また、上記実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ１およびＭＧ２を備えた、いわゆる２モータ式のハイブリッド自動車であるが、本発明がエンジン（内燃機関）および走行用の動力を出力可能なモータ（電動機）を備えた、いわゆる１モータ式のハイブリッド自動車に適用され得ることはいうまでもない。
【００４１】
ここで、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。すなわち、上記実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、走行用の動力を出力可能なモータＭＧ２が「電動機」に相当し、モータＭＧ２と電力をやり取り可能なバッテリ５０が「二次電池」に相当し、バッテリ５０の残容量（充電割合）ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の充放電要求パワー（目標充放電電力）Ｐｂ＊を設定するバッテリＥＣＵ５２が「目標充放電電力設定手段」に相当し、バッテリ５０の状態に基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Ｗｉｎおよび放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔを設定するバッテリＥＣＵ５２が「許容充放電電力設定手段」に相当し、バッテリ５０が充放電要求パワーＰｂ＊で充放電されるようにしながら入力制限Ｗｉｎおよび出力制限Ｗｏｕｔの範囲内で走行に要求される要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが得られるようにエンジン２２およびモータＭＧ２を制御するエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とハイブリッドＥＣＵ７０との組み合わせが「制御手段」に相当し、バッテリ５０の放電が継続されるほど出力制限Ｗｏｕｔが放電電力として小さく制限されるように出力制限Ｗｏｕｔを補正するバッテリＥＣＵ５２が「許容放電電力補正手段」に相当し、バッテリＥＣＵ５２による出力制限Ｗｏｕｔの制限が開始された後に、少なくともバッテリ５０の放電が停止されるように充放電要求パワーＰｂ＊を補正するバッテリＥＣＵ５２が「目標充放電電力補正手段」に相当し、通常走行用の運転モードであるノーマルモードに比べて走行用の動力の出力応答性を優先するパワーモード（パワー運転モード）を実行用運転モードとして選択するためのモードスイッチ８８が「運転モード選択手段」に相当する。ただし、これら実施例および変形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。すなわち、実施例はあくまで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ず、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
【００４２】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業において利用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
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、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３４ プラネタリキャリア、３５ 減速ギヤ、３７ ギヤ機構、３８ ディ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、５０ バッテリ、５１ 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（ハイブリッドＥＣＵ）、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、８７ 車速センサ、８８ モードスイッチ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な二次電池と、前記二次電池の充電割合に基づいて該二次電池の目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池の充電に許容される電力である許容充電電力および放電に許容される電力である許容放電電力を設定する許容充放電電力設定手段と、前記二次電池が前記目標充放電電力で充放電されるようにしながら前記許容充電電力および前記許容放電電力の範囲内で走行に要求される要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関および前記電動機を制御する制御手段とを備えたハイブリッド自動車であって、
前記二次電池の放電が継続されるほど前記許容放電電力が放電電力として小さく制限されるように該許容放電電力を補正する許容放電電力補正手段と、
前記許容放電電力補正手段による前記許容放電電力の制限が開始された後に、少なくとも前記二次電池の放電が停止されるように前記目標充放電電力を補正する目標充放電電力補正手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド自動車。
【請求項２】
前記許容放電電力補正手段は、前記二次電池の充電の継続に応じて前記許容放電電力の制限を解除し、
前記目標充放電電力補正手段は、前記許容放電電力補正手段による前記許容放電電力の制限が開始された後に、前記二次電池が充電されるように前記目標充放電電力を補正することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車。
【請求項３】
前記目標充放電電力補正手段は、前記許容放電電力補正手段による前記許容放電電力の制限が開始された後に、該許容放電電力の制限量が所定値以上となると前記目標充放電電力を放電側から充電側に徐変させ、前記目標充放電電力が予め定められた充電側の閾値になると前記許容放電電力の制限が解除されるまで該目標充放電電力を前記閾値に維持し、前記許容放電電力の制限が解除されると緩変化処理を伴って前記目標充放電電力の補正を解除することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド自動車。
【請求項４】
前記目標充放電電力補正手段による前記目標充放電電力の補正は、前記二次電池の充電割合が予め定められた第１の閾値以下であるときに実行されることを特徴とする請求項２または３に記載のハイブリッド自動車。
【請求項５】
通常走行用の運転モードに比べて走行用の動力の出力応答性を優先するパワー運転モードを実行用運転モードとして選択するための運転モード選択手段を更に備え、
前記目標充放電電力補正手段による前記目標充放電電力の補正は、前記実行用運転モードとして前記パワー運転モードが選択されている場合には、前記二次電池の充電割合が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下であるときに実行されることを特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載のハイブリッド自動車。
【請求項６】
前記許容放電電力補正手段による前記許容放電電力の制限は、前記二次電池の充放電電流の積算値に基づいて実行されることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のハイブリッド自動車。
【請求項７】
前記二次電池は、リチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載のハイブリッド自動車。
【請求項８】
内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な二次電池と、前記二次電池の充電割合に基づいて該二次電池の目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池の充電に許容される電力である許容充電電力および放電に許容される電力である許容放電電力を設定する許容充放電電力設定手段と、前記二次電池が前記目標充放電電力で充放電されるようにしながら前記許容充電電力および前記許容放電電力の範囲内で走行に要求される要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関および前記電動機を制御する制御手段とを備えたハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）前記二次電池の放電が継続されるほど前記許容放電電力が放電電力として小さく制限されるように該許容放電電力を補正し、
（ｂ）ステップ（ｂ）にて前記許容放電電力の制限が開始された後に、少なくとも前記二次電池の放電が停止されるように前記目標充放電電力を補正する、
ハイブリッド自動車の制御方法。
【請求項１】
内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な二次電池と、前記二次電池の充電割合に基づいて該二次電池の目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池の充電に許容される電力である許容充電電力および放電に許容される電力である許容放電電力を設定する許容充放電電力設定手段と、前記二次電池が前記目標充放電電力で充放電されるようにしながら前記許容充電電力および前記許容放電電力の範囲内で走行に要求される要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関および前記電動機を制御する制御手段とを備えたハイブリッド自動車であって、
前記二次電池の放電が継続されるほど前記許容放電電力が放電電力として小さく制限されるように該許容放電電力を補正する許容放電電力補正手段と、
前記許容放電電力補正手段による前記許容放電電力の制限が開始された後に、少なくとも前記二次電池の放電が停止されるように前記目標充放電電力を補正する目標充放電電力補正手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド自動車。
【請求項２】
前記許容放電電力補正手段は、前記二次電池の充電の継続に応じて前記許容放電電力の制限を解除し、
前記目標充放電電力補正手段は、前記許容放電電力補正手段による前記許容放電電力の制限が開始された後に、前記二次電池が充電されるように前記目標充放電電力を補正することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車。
【請求項３】
前記目標充放電電力補正手段は、前記許容放電電力補正手段による前記許容放電電力の制限が開始された後に、該許容放電電力の制限量が所定値以上となると前記目標充放電電力を放電側から充電側に徐変させ、前記目標充放電電力が予め定められた充電側の閾値になると前記許容放電電力の制限が解除されるまで該目標充放電電力を前記閾値に維持し、前記許容放電電力の制限が解除されると緩変化処理を伴って前記目標充放電電力の補正を解除することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド自動車。
【請求項４】
前記目標充放電電力補正手段による前記目標充放電電力の補正は、前記二次電池の充電割合が予め定められた第１の閾値以下であるときに実行されることを特徴とする請求項２または３に記載のハイブリッド自動車。
【請求項５】
通常走行用の運転モードに比べて走行用の動力の出力応答性を優先するパワー運転モードを実行用運転モードとして選択するための運転モード選択手段を更に備え、
前記目標充放電電力補正手段による前記目標充放電電力の補正は、前記実行用運転モードとして前記パワー運転モードが選択されている場合には、前記二次電池の充電割合が前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値以下であるときに実行されることを特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載のハイブリッド自動車。
【請求項６】
前記許容放電電力補正手段による前記許容放電電力の制限は、前記二次電池の充放電電流の積算値に基づいて実行されることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のハイブリッド自動車。
【請求項７】
前記二次電池は、リチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載のハイブリッド自動車。
【請求項８】
内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な二次電池と、前記二次電池の充電割合に基づいて該二次電池の目標充放電電力を設定する目標充放電電力設定手段と、前記二次電池の状態に基づいて該二次電池の充電に許容される電力である許容充電電力および放電に許容される電力である許容放電電力を設定する許容充放電電力設定手段と、前記二次電池が前記目標充放電電力で充放電されるようにしながら前記許容充電電力および前記許容放電電力の範囲内で走行に要求される要求トルクに基づくトルクが得られるように前記内燃機関および前記電動機を制御する制御手段とを備えたハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）前記二次電池の放電が継続されるほど前記許容放電電力が放電電力として小さく制限されるように該許容放電電力を補正し、
（ｂ）ステップ（ｂ）にて前記許容放電電力の制限が開始された後に、少なくとも前記二次電池の放電が停止されるように前記目標充放電電力を補正する、
ハイブリッド自動車の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１７１４９１（Ｐ２０１２−１７１４９１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３５５６２（Ｐ２０１１−３５５６２）
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２２日（２０１１．２．２２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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