JP4407741B2 - 車両およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両およびその制御方法に関する。

従来、この種の車両としては、エンジンと、エンジンと車輪側とに接続されたトルク分配機と、トルク分配機に接続された発電機と、車輪側に接続されたモータと、発電機やモータと電力をやりとりする２次電池と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、２次電池のＳＯＣ（State of Charge）が所定の目標ＳＯＣ付近となるよう２次電池を充放電させている。
特開２００２−２３８１０６号公報

一般に、こうした車両では、搭載している２次電池などの小型化が図られることから、２次電池のＳＯＣをより適正に管理することが重要な課題の一つとされる。このため、目標ＳＯＣにより適正な値を設定して２次電池を管理することが要求される。

本発明の車両およびその制御方法は、蓄電装置をより適正に管理することを主目的とする。

本発明の車両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た。

本発明の車両は、
燃料の供給を受けて発電可能な発電手段と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
過去の少なくともアクセル操作に基づいて前記蓄電手段の蓄電量を管理するための管理用蓄電量範囲の中心蓄電量を設定する中心蓄電量設定手段と、
前記蓄電手段の蓄電量が前記設定された中心蓄電量に基づいて管理されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の車両では、過去の少なくともアクセル操作に基づいて蓄電手段の蓄電量を管理するための管理用蓄電量範囲の中心蓄電量を設定し、蓄電手段の蓄電量が中心蓄電量に基づいて管理されると共に走行用に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう発電手段と電動機とを制御する。これにより、中心蓄電量をより適正に設定することができ、蓄電手段の蓄電量をより適正に管理することができる。もとより、要求駆動力に基づく駆動力により走行することができる。

こうした態様の本発明の車両において、前記中心蓄電量設定手段は、過去の前記アクセル操作およびブレーキ操作に基づいて前記中心蓄電量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、中心蓄電量をより適正に設定することができる。

この過去のアクセル操作やブレーキ操作に基づいて中心蓄電量を設定する態様の本発明の車両において、前記中心蓄電量設定手段は、過去の所定時間におけるアクセル操作量の単位時間あたりの変化量であるアクセル変化率と前記所定時間におけるブレーキ操作量の単位時間あたりの変化量であるブレーキ変化率とに基づいて前記中心蓄電量を設定する手段であるものとすることもできる。ここで、前記アクセル変化率は、前記アクセル操作量が大きくなる際の該アクセル操作量の単位時間あたりの変化量であり、前記ブレーキ変化率は、前記ブレーキ操作量が大きくなる際の該ブレーキ操作量の単位時間あたりの変化量である、ものとすることもできる。この態様の本発明の車両において、前記中心蓄電量設定手段は、前記アクセル変化率が前記ブレーキ変化率に比して大きいほど大きくなる傾向に前記中心蓄電量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、発電手段による発電電力と蓄電手段からの放電電力とを用いて電動機から走行用の動力を出力して加速する車両において、運転者が急加速や緩やかな減速を比較的多く要求するときには、比較的大きい中心蓄電量が設定されることになり、蓄電手段から放電可能な電力量が大きくなり、運転者の加速要求により十分に対応することができる。また、運転者が緩やかな加速を比較的多く要求するときには、比較的小さい中心蓄電量が設定されることになり、制動時に、電動機を回生駆動してより大きな電力量を蓄電手段に充電することができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。

また、過去のアクセル操作やブレーキ操作に基づいて中心蓄電量を設定する態様の本発明の車両において、前記中心蓄電量設定手段は、過去の所定時間のうち前記アクセル操作が行なわれた時間であるアクセル時間と前記所定時間のうち前記ブレーキ操作が行なわれた時間であるブレーキ時間とに基づいて前記中心蓄電量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、前記中心蓄電量設定手段は、前記アクセル時間が前記ブレーキ時間に比して長いほど大きくなる傾向に前記中心蓄電量を設定する手段であるものとすることもできる。これにより、運転者がブレーキ操作に比してアクセル操作を比較的長い時間行なっているときには、運転者の加速要求に伴う加速時に発電手段による発電電力と蓄電手段からの放電電力とを用いて電動機から走行用の動力を出力することにより、その加速要求により対応することができる。また、運転者がブレーキ操作を比較的長い時間行なっているときには、運転者の減速要求に伴う制動時に、電動機を回生駆動してより大きな電力量を蓄電手段に充電することができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。この場合、発電手段による発電電力と蓄電手段からの放電電力とを用いて電動機から走行用の動力を出力して加速する車両において、運転者がブレーキ操作に比してアクセル操作を比較的長い時間行なっているときには、比較的大きい中心蓄電量が設定されることになり、蓄電手段から放電可能な電力量が大きくなり、運転者の加速要求により十分に対応することができる。また、運転者がアクセル操作に比してブレーキ操作を比較的長い時間行なっているときには、比較的小さい中心蓄電量が設定されることになり、制動時に、電動機を回生駆動してより大きな電力量を蓄電手段に充電することができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。

本発明の車両において、前記中心蓄電量設定手段は、走行用に出力される駆動力である走行用駆動力と車両の加速度とに基づいて車重を演算すると共に過去の前記アクセル操作と該演算した車重と車速とに基づいて前記中心蓄電量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、中心蓄電量をより適正に設定することができる。

また、本発明の車両において、前記要求駆動力設定手段は、前記アクセル操作およびブレーキ操作に基づいて前記要求駆動力を設定する手段であり、前記中心蓄電量設定手段は、過去の前記設定された要求駆動力に基づいて前記中心蓄電量を設定する手段である、また、前記要求駆動力設定手段は、前記アクセル操作およびブレーキ操作に基づいて前記要求駆動力を設定する手段であり、前記制御手段は、前記設定された要求駆動力に基づいて前記電動機の目標駆動状態を設定すると共に該設定した目標駆動状態で前記電動機が駆動されるよう該電動機を制御する手段であり、前記中心蓄電量設定手段は、過去の前記電動機の駆動状態に基づいて前記中心蓄電量を設定する手段である、ものとすることもできる。

さらに、本発明の車両において、前記発電手段は、内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電機と、を備える手段であるものとすることもできるし、燃料電池であるものとすることもできる。前者の場合、前記発電手段は、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される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を備える手段であり、前記電動機は、前記駆動軸に動力を入出力可能である、ものとすることもできる。

本発明の車両の制御方法は、
燃料の供給を受けて発電可能な発電手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
過去の少なくともアクセル操作に基づいて前記蓄電手段の蓄電量を管理するための管理用蓄電量範囲の中心蓄電量を設定し、前記蓄電手段の蓄電量が前記設定した中心蓄電量に基づいて管理されると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記発電手段と前記電動機とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明の車両の制御方法では、過去の少なくともアクセル操作に基づいて蓄電手段の蓄電量を管理するための管理用蓄電量範囲の中心蓄電量を設定し、蓄電手段の蓄電量が中心蓄電量に基づいて管理されると共に走行用に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう発電手段と電動機とを制御する。これにより、中心蓄電量をより適正に設定することができ、蓄電手段の蓄電量をより適正に管理することができる。もとより、要求駆動力に基づく駆動力により走行することができる。

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、車両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、例えば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には、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角を検出する図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションなどが入力されている。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。なお、エンジンＥＣＵ２４は、図示しないクランクポジションセンサからのクランクポジションに基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

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。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリ５０は、リチウムイオン電池として構成されており、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図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１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。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて蓄電量ＳＯＣを演算したり、演算した蓄電量ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

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。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン２２の運転を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するモードであり、実質的な制御における差異はないため、以下、両者を合わせてエンジン運転モードという。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図２は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。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆動制御ルーチンが実行されると、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，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２，バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣ，バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，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により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて演算されたものをモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣは、図示しない電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。さらに、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０の電池温度Ｔｂとバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣとに基づいて設定されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰ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＊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とブレーキペダルポジションＢＰ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とブレーキペダルポジションＢＰ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３に要求トルク設定用マップの一例を示す。

続いて、図４に例示する管理中心設定処理によりバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣを管理するための管理用蓄電量範囲の中心蓄電量である管理中心ＳＯＣ＊を設定すると共に（ステップＳ１２０）、設定した管理中心ＳＯＣ＊に基づいてバッテリ５０を充放電すべき電力としての充放電要求パワーＰｂ＊を設定する（ステップＳ１３０）。図４の管理中心設定処理については後述する。また、管理用蓄電量範囲の上下限値Ｓｈｉ，Ｓｌｏｗは、バッテリ５０の特性などにより定められ、上限値Ｓｈｉは例えば８０％や８５％，９０％などを用いることができ、下限値Ｓｌｏｗは例えば３５％や４０％，４５％などを用いることができる。バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊は、実施例では、蓄電量ＳＯＣから管理中心ＳＯＣ＊を減じた値（ＳＯＣ−ＳＯＣ＊）と充放電要求パワーＰｂ＊との関係を予め定めて充放電要求パワー設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、値（ＳＯＣ−ＳＯＣ＊）が与えられると記憶したマップから対応する充放電要求パワーＰｂ＊を導出して設定するものとした。充放電要求パワー設定用マップの一例を図５に示す。充放電要求パワーＰｂ＊は、図示するように、値（ＳＯＣ−ＳＯＣ＊）が正のとき即ち蓄電量ＳＯＣが管理中心ＳＯＣ＊より大きいときには正（放電側）の値が設定され、値（ＳＯＣ−ＳＯＣ＊）が負のとき即ち蓄電量ＳＯＣが管理中心ＳＯＣ＊より小さいときには負（充電側）の値が設定される。

そして、要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものからバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊を減じてロスＬｏｓｓを加えることにより車両に要求される要求パワーＰｅ＊を計算する（ステップＳ１４０）。ここで、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（Ｎｒ＝ｋ・Ｖ）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（Ｎｒ＝Ｎｍ２／Ｇｒ）によって求めることができる。

次に、要求パワーＰｅ＊を閾値Ｐｒｅｆと比較すると共に（ステップＳ１５０）、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときには、バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣを閾値Ｓｒｅｆと比較する（ステップＳ１６０）。ここで、閾値Ｐｒｅｆは、エンジン２２を比較的効率よく運転することができるパワー領域の下限値近傍の値を用いることができる。また、閾値Ｓｒｅｆは、次にエンジン２２を始動するために必要な電力量に相当する蓄電量ＳＯＣより大きな値として設定されており、実施例では、バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣを管理用蓄電量範囲内で管理するために管理用蓄電量範囲の下限値Ｓｌｏｗより大きな値を用いるものとした。ステップＳ１５０，Ｓ１６０の処理は、前述のエンジン運転モードとモータ運転モードとを選択する処理であり、実施例では、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときや要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満でバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満のときにはエンジン運転モードを選択し、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満でバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときにはモータ運転モードを選択するものとした。

要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上のときや、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満で蓄電量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満のときには、エンジン運転モードを選択し、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２を運転すべき運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定する（ステップＳ１７０）。この設定は、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＊とに基づいて行なわれる。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６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。

次に、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊とモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２と動力分配統合機構３０のギヤ比ρと減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒ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＊と入力したモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と動力分配統合機構３０のギヤ比ρとに基づいて式（２）によりモータＭＧ１から出力すべきトルクとしてのトルク指令Ｔｍ１＊を計算する（ステップＳ１８０）。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。エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構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の一例を図７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を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ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、モータＭＧ１から出力されたトルクＴｍ１がリングギヤ軸３２ａに作用するトルクと、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*=-ρ・Te*/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (2)

そして、要求トルクＴｒ＊に設定したトルク指令Ｔｍ１＊を動力分配統合機構３０のギヤ比ρで除したものを加えて更に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除してモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクＴｍ２ｔｍｐを次式（３）により計算すると共に（ステップＳ２１０）、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと設定したトルク指令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下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを次式（４）および式（５）により計算すると共に（ステップＳ２２０）、設定した仮トルクＴｍ２ｔｍｐを式（６）によりトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限してモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２３０）。ここで、式（３）は、図７の共線図から容易に導くことができる。

Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr (3)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (4)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (6)

こうしてエンジン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，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２４０）、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における吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などの制御を行なう。また、トルク指令Ｔｍ１＊，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。こうした制御により、エンジン運転モードのときに、バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣを管理中心ＳＯＣ＊に基づいて管理することができると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でエンジン２２を効率よく運転して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。

一方、ステップＳ１５０，Ｓ１６０で要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満でバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときには、モータ運転モードを選択し、エンジン２２が停止されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に値０を設定すると共に（ステップＳ１９０）、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定し（ステップＳ２００）、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとに基づいてトルク指令Ｔｍ２＊を設定し（ステップＳ２１０〜Ｓ２３０）、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，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊についてはモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信して（ステップＳ２４０）、駆動制御ルーチンを終了する。これにより、モータ運転モードのときには、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内でモータＭＧ２からリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊を出力して走行することができる。

次に、図４に例示した管理中心設定処理について説明する。図４の管理中心設定処理では、まず、過去の所定時間（例えば、数分〜数十分程度）におけるアクセル開度Ａｃｃの変化率であるアクセル変化率ΔＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰの変化率であるブレーキ変化率ΔＢＰとを設定する（ステップＳ３００）。ここで、アクセル変化率ΔＡｃｃは、実施例では、過去の所定時間において、アクセル開度Ａｃｃが前回のアクセル開度（前回Ａｃｃ）に比して大きいとき即ちアクセルペダル８３が踏み込まれていくときのアクセル開度の変化量（Ａｃｃ−前回Ａｃｃ）の平均値を設定するものとした。また、ブレーキ変化率ΔＢＰは、実施例では、過去の所定時間において、ブレーキペダルポジションＢＰが前回のブレーキペダルポジション（前回ＢＰ）に比して大きいとき即ちブレーキペダル８５が踏み込まれていくときのブレーキペダルポジションの変化量（ＢＰ−前回ＢＰ）の平均値を設定するものとした。

こうしてアクセル変化率ΔＡｃｃとブレーキ変化率ΔＢＰとを設定すると、設定したアクセル変化率ΔＡｃｃをブレーキ変化率ΔＢＰで除することによりアクセル変化率ΔＡｃｃとブレーキ変化率ΔＢＰとの比であるアクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂを計算する（ステップＳ３１０）。アクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂは、アクセル変化率ΔＡｃｃが大きいほど即ち運転者が車両を加速させたいときにアクセルペダル８３をより大きく踏み込むほど、また、ブレーキ変化率ΔＢＰが小さいほど即ち運転者が車両を減速させたいときにブレーキペダル８５をより緩やかに踏み込むほど大きな値となる。

続いて、計算したアクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定して（ステップＳ３２０）、管理中心設定処理を終了する。管理中心ＳＯＣ＊は、実施例では、アクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂと管理中心ＳＯＣ＊との関係を予め定めて管理中心設定用マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂが与えられると記憶したマップから対応する管理中心ＳＯＣ＊を導出して設定するものとした。管理中心設定用マップの一例を図８に示す。なお、図８中、管理用蓄電量範囲の上下限値Ｓｈｉ，Ｓｌｏｗについては前述した。管理中心ＳＯＣ＊は、図示するように、アクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂが大きいほど大きくなる傾向に設定される。したがって、運転者が急加速を要求すると共に緩やかな減速を要求するほど管理中心ＳＯＣ＊には大きい値が設定されることになる。このようにバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定することにより、アクセル変化率ΔＡｃｃやブレーキ変化率ΔＢＰを考慮したより適正な値を管理中心ＳＯＣ＊に設定することができ、バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣをより適正に管理することができる。ハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の応答性がモータＭＧ１，ＭＧ２などに比して遅いことから、加速時には、不足する動力をモータＭＧ１による発電電力とバッテリ５０からの放電電力とを用いてモータＭＧ２から出力することになる。このため、アクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂが比較的大きいとき（運転者が急加速や緩やかな減速を比較的多く要求するとき）には、比較的大きい管理中心ＳＯＣ＊を設定することにより、バッテリ５０から放電可能な電力量が大きくなり、運転者の加速要求により十分に対応することができる。また、アクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂが比較的小さいとき（運転者が緩やかな加速を比較的多く要求するとき）には、比較的小さい管理中心ＳＯＣ＊を設定することにより、制動時に、モータＭＧ２を回生駆動してより大きな電力量をバッテリ５０に充電することができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。なお、アクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂが比較的大きいときには、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときにモータ運転モードをより長時間に亘って継続することができる効果も奏する。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、アクセル変化率ΔＡｃｃをブレーキ変化率ΔＢＰで除してアクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂを計算すると共に計算したアクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂが大きいほど大きくなる傾向にバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定すると共に設定した管理中心ＳＯＣ＊を用いて充放電要求パワーＰｂ＊を設定し、この充放電要求パワーＰｂ＊を用いてエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御することにより、アクセル変化率ΔＡｃｃとブレーキ変化率ΔＢＰとに基づいて管理中心ＳＯＣ＊をより適正に設定してバッテリ５０の蓄電量ＳＯＣを管理することができる。もとより、要求トルクＴｒ＊に基づくトルクを駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力して走行することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル変化率ΔＡｃｃをブレーキ変化率ΔＢＰで除して得られるアクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたが、アクセル変化率ΔＡｃｃとブレーキ変化率ΔＢＰとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル変化率ΔＡｃｃとブレーキ変化率ΔＢＰとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたが、これに代えてまたは加えて、過去の所定時間（例えば、数分〜数十分程度）のうちのアクセルオンの時間であるアクセル時間ｔａとその所定時間のうちのブレーキオンの時間であるブレーキ時間ｔｂとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしてもよい。アクセル変化率ΔＡｃｃおよびブレーキ変化率ΔＢＰに代えてアクセル時間ｔａおよびブレーキ時間ｔｂに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定する場合の管理中心設定処理の一例を図９に示す。図９の管理中心設定処理では、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいてアクセル時間ｔａとブレーキ時間ｔｂとを設定すると共に（ステップＳ４００）、設定したアクセル時間ｔａをブレーキ時間ｔｂで除することによりアクセル時間ｔａとブレーキ時間ｔｂとの比であるアクセルブレーキ時間比Ｐｔａｂ２を計算し（ステップＳ４１０）、計算したアクセルブレーキ時間比Ｐｔａｂ２に基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定して（ステップＳ３２０）、管理中心設定処理を終了する。管理中心ＳＯＣ＊は、この変形例では、図１０に例示するアクセルブレーキ時間比Ｐｔａｂ２と管理中心ＳＯＣ＊との関係を用いて設定するものとした。図１０の例では、管理中心ＳＯＣ＊は、アクセルブレーキ時間比Ｐｔａｂ２が大きいほど小さくなる傾向に設定される。このように管理中心ＳＯＣ＊を設定することにより、アクセルブレーキ時間比Ｐｔａｂ２が比較的大きいときには、比較的大きい管理中心ＳＯＣ＊を設定することにより、バッテリ５０から放電可能な電力量が大きくなり、運転者の加速要求により十分に対応することができる。また、アクセルブレーキ時間比Ｐｔａｂ２が比較的小さいときには、比較的小さい管理中心ＳＯＣ＊を設定することにより、制動時に、モータＭＧ２を回生駆動してより大きな電力量をバッテリ５０に充電することができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。なお、前者の場合即ちアクセルブレーキ時間比Ｐｔａｂ２が比較的大きいときには、要求パワーＰｅ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満のときにモータ運転モードをより長時間に亘って継続することができる効果も奏する。この変形例では、アクセル時間ｔａをブレーキ時間ｔｂで除して得られるアクセルブレーキ時間比Ｐｔａｂ２に基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたが、アクセル時間ｔａとブレーキ時間ｔｂとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。例えば、アクセル時間ｔａをアクセル時間ｔａとブレーキ時間ｔｂとの和で除した値（ｔａ／（ｔａ＋ｔｂ））に基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしてもよい。また、この変形例では、アクセル変化率ΔＡｃｃおよびブレーキ変化率ΔＢＰに代えてアクセル時間ｔａおよびブレーキ時間ｔｂに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定する場合について説明したが、アクセル変化率ΔＡｃｃおよびブレーキ変化率ΔＢＰとアクセル時間ｔａおよびブレーキ時間ｔｂとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定する場合には、アクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂ（＝ΔＡｃｃ／ΔＢＰ）が大きいほど且つアクセルブレーキ時間比Ｐｔａｂ２（＝ｔａ／ｔｂ）が大きいほど大きくなる傾向にバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊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、アクセル変化率ΔＡｃｃとブレーキ変化率ΔＢＰとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたが、これに加えて車重Ｍや車速Ｖを考慮してバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしてもよい。この場合の管理中心設定処理の一例を図１１に示す。図１１の管理中心設定処理では、まず、図４の管理中心設定処理のステップＳ３００，Ｓ３１０と同様に、アクセル変化率ΔＡｃｃやブレーキ変化率ΔＢＰを設定してアクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂを計算する（ステップＳ５００，Ｓ５１０）。続いて、前回に図２の駆動制御ルーチンが実行されたときに設定された要求トルク（前回Ｔｒ＊）に換算係数ｃ（リングギヤ軸３２ａに作用するトルクを現在駆動力Ｆに換算するための係数）を乗じることにより現在の走行用の駆動力である現在駆動力Ｆを計算すると共に（ステップＳ５２０）、計算した現在駆動力Ｆを図示しない加速度センサから入力される加速度αで除することにより車重Ｍを計算する（ステップＳ５３０）。このように車重Ｍを計算することにより、乗員の重量や燃料の量などをより適正に反映した車重Ｍを計算することができる。そして、計算した車重Ｍと車速Ｖとを用いて次式（７）により制動時にモータＭＧ２を回生駆動することによって回生可能なエネルギである回生可能エネルギＰｒｅを計算すると共に（ステップＳ５４０）、アクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂと回生可能エネルギＰｒｅとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定して（ステップＳ５５０）、管理中心設定処理を終了する。管理中心ＳＯＣ＊は、この変形例では、図１２に例示するアクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂと回生可能エネルギＰｒｅと管理中心ＳＯＣ＊との関係を用いて設定するものとした。図１２の例では、管理中心ＳＯＣ＊は、アクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂが大きいほど大きくなる傾向に設定される。このように管理中心ＳＯＣ＊を設定することによる効果については前述した。また、管理中心ＳＯＣ＊は、回生可能エネルギＰｒｅが大きいほど小さくなる傾向に設定される。これにより、制動時に、モータＭＧ２を回生駆動してより大きな電力量をバッテリ５０に充電することができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。この変形例では、アクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂと、車重Ｍと車速Ｖとに基づく回生可能エネルギＰｒｅとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたが、回生可能エネルギＰｒｅを計算することなく、アクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂと車重Ｍと車速Ｖとに基づいて直接的にバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしてもよい。この場合、アクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂが大きいほど大きくなる傾向に、車重Ｍが大きいほど小さくなる傾向に、車速Ｖが大きいほど小さくなる傾向にバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしてもよい。また、アクセルブレーキ変化率比Ｐｔａｂに代えてまたは加えてアクセルブレーキ時間比Ｐｔａｂ２を用いて、即ちアクセルブレーキ時間比Ｐｔａｂ２と車重Ｍと車速Ｖとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしてもよい。

Pre=M・V²/2 (7)

実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル変化率ΔＡｃｃとブレーキ変化率ΔＢＰとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたが、過去の所定時間のうちアクセルオンのときのアクセル開度Ａｃｃの積算値であるアクセル積算値Ｉａｃｃとその所定時間のうちブレーキオンのときのブレーキペダルポジションＢＰの積算値であるブレーキ積算値Ｉｂｐとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしてもよい。この場合、アクセル積算値Ｉａｃｃをブレーキ積算値Ｉｂｐで除した値（Ｉａｃｃ／Ｉｂｐ）が大きいほど大きくなる傾向にバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊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、アクセル変化率ΔＡｃｃとブレーキ変化率ΔＢＰとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたが、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰとに基づく要求トルクＴｒ＊に基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしてもよい。この場合、例えば、過去の所定時間における要求トルクＴｒ＊に基づいて、要求トルクＴｒ＊が正である時間が要求トルクＴｒ＊が負である時間に比して大きいほど大きくなる傾向にバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたり、要求トルクＴｒ＊が正のときの正の方向の要求トルクＴｒ＊の単位時間あたりの変化量が要求トルクＴｒ＊が負のときの負の方向の要求トルクＴｒ＊の単位時間あたりの変化量に比して大きいほど大きくなる傾向にバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたりすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル変化率ΔＡｃｃとブレーキ変化率ΔＢＰとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたが、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰとに基づく要求トルクＴｒ＊を用いて設定されるモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしてもよい。この場合、例えば、過去の所定時間におけるモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊に基づいて、モータＭＧ２を力行駆動した時間である力行時間ｔｐｏとモータＭＧ２を回生駆動した時間である回生時間ｔｒｅとを設定すると共に設定した力行時間ｔｐｏが回生時間ｔｒｅに比して大きいほど大きくなる傾向にバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたり、モータＭＧ２を力行駆動したときにモータＭＧ２から出力された動力がモータＭＧ２を回生駆動したときにモータＭＧ２により発電された電力に比して大きいほど大きくなる傾向にバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたりすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、過去の所定時間のアクセル操作やブレーキ操作に基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたが、過去のアクセル操作やブレーキ操作の情報であれば、所定時間に限られず、例えば、前回にイグニッションオフされるまでなどの情報を用い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、過去のアクセル操作とブレーキ操作とに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたが、過去の少なくともアクセル操作に基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものであればよい。この場合、例えば、アクセル変化率ΔＡｃｃが大きいほど大きくなる傾向にバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしてもよい。こうすれば、実施例と同様に、運転者が急加速を比較的多く要求するときには、その急加速の要求により対応することができ、運転者が急加速をそれほど要求せず緩やかな加速を比較的多く要求するときには、制動時にモータＭＧ２を回生駆動してより大きな電力量をバッテリ５０に充電することができ、エネルギ効率の向上を図ることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、減速ギヤ３５を介して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしたが、リングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を直接取り付けるものとしてもよいし、減速ギヤ３５に代えて２段変速や３段変速，４段変速などの変速機を介してリングギヤ軸３２ａにモータＭＧ２を取り付けるものとしても構わない。

実施例のハイブリッド自動車２０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１３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１３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。

実施例のハイブリッド自動車２０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１４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。

実施例のハイブリッド自動車２０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１５の変形例のハイブリッド自動車３２０に例示するように、エンジン２２に発電用のモータＭＧ１が取り付けられていると共に走行用のモータＭＧ２を備えるものとしてもよい。

また、こうしたハイブリッド自動車に限定されるものではなく、図１６の変形例の燃料電池自動車４２０に例示するように、燃料電池４３０からの発電電力をＤＣ／ＤＣコンバータ４４０によって昇圧してバッテリ５０やモータＭＧに供給する構成としてもよい。

また、こうした自動車に適用するものに限定されるものではなく、列車など自動車以外の車両の形態としても構わない。さらに、こうした車両の制御方法の形態としてもよい。

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とモータＭＧ１と動力分配統合機構３０とが「発電手段」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、リチウムイオン電池として構成されたバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、車速センサ８８が「車速検出手段」に相当し、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定する図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１１０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「要求駆動力設定手段」に相当し、過去の所定時間におけるアクセル開度Ａｃｃの変化率であるアクセル変化率ΔＡｃｃとその所定時間におけるブレーキペダルポジションＢＰの変化率であるブレーキ変化率ΔＢＰとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定する図４の管理中心設定処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０が「中心蓄電量設定手段」に相当し、バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣが管理中心ＳＯＣ＊に基づいて管理されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信する図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１３０〜Ｓ２４０の処理を実行するハイブリッド用電子制御ユニット７０と、目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊を受信してエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４と、トルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信してモータＭＧ１，ＭＧ２を制御するモータＥＣＵ４０と、が「制御手段」に相当する。また、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１や対ロータ電動機２３０が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「３軸式動力入出力手段」に相当する。さらに、燃料電池４３０も「発電手段」に相当する。

ここで、「発電手段」としては、エンジン２２とモータＭＧ１と動力分配統合機構３０とを組み合わせたものや燃料電池４３０に限定されるものではなく、燃料の供給を受けて発電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、走行用の動力を出力可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「蓄電手段」としては、リチウムイオン電池として構成されたバッテリ５０に限定されるものではなく、ニッケル水素電池としたり鉛蓄電池としたりするなど、発電手段や電動機と電力のやりとりが可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「要求駆動力設定手段」としては、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定するものに限定されるものではなく、車速Ｖを考慮せずにアクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいて要求トルクを設定するものなど、走行に要求される要求駆動力を設定するものであれば如何なるものとしても構わない。「中心蓄電量設定手段」としては、過去の所定時間におけるアクセル開度Ａｃｃの変化率であるアクセル変化率ΔＡｃｃとその所定時間におけるブレーキペダルポジションＢＰの変化率であるブレーキ変化率ΔＢＰとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものに限定されるものではなく、過去の所定時間のうちのアクセルオンの時間であるアクセル時間ｔａとその所定時間のうちのブレーキオンの時間であるブレーキ時間ｔｂとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたり、アクセル変化率ΔＡｃｃとブレーキ変化率ΔＢＰとアクセル時間ｔａとブレーキ時間ｔｂとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたり、アクセル変化率ΔＡｃｃとブレーキ変化率ΔＢＰと車重Ｍと車速Ｖとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたり、アクセル時間ｔａおよびブレーキ時間ｔｂと車重Ｍと車速Ｖとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたり、過去の所定時間のうちアクセルオンのときのアクセル開度Ａｃｃの積算値であるアクセル積算値Ｉａｃｃとその所定時間のうちブレーキオンのときのブレーキペダルポジションＢＰの積算値であるブレーキ積算値Ｉｂｐとに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたり、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰとに基づいて設定される要求トルクＴｒ＊の過去の所定時間の値に基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたり、アクセル開度ＡｃｃとブレーキペダルポジションＢＰとに基づく要求トルクＴｒ＊を用いて設定されるモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の過去の所定時間の値に基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたり、過去のブレーキ操作を考慮せずに過去のアクセル操作だけに基づいてバッテリ５０の管理中心ＳＯＣ＊を設定するものとしたりするなど、過去の少なくともアクセル操作に基づいて蓄電手段の蓄電量を管理するための管理用蓄電量範囲の中心蓄電量を設定する中心ものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、バッテリ５０の蓄電量ＳＯＣが管理中心ＳＯＣ＊に基づいて管理されると共にバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定してエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを制御するものに限定されるものではなく、蓄電手段の蓄電量が前記設定された中心蓄電量に基づいて管理されると共に要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう発電手段と電動機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。「内燃機関」としては、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に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１や対ロータ電動機２３０に限定されるものではなく、誘導電動機など、内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能なものであれば如何なるものとしても構わない。「３軸式動力入出力手段」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせて４以上の軸に接続されるものやデファレンシャルギヤのように遊星歯車とは異なる作動作用を有するものなど、駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸との３軸に接続され３軸のうちのいずれかに軸に入出力される動力に基づいて残余の軸に動力を入出力するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良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最良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、車両の製造産業などに利用可能である。

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。 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。 管理中心設定処理の一例を示すフローチャートである。 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。 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示す説明図である。 エンジン２２からパワーを出力している状態で走行しているときの動力分配統合機構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の一例を示す説明図である。 管理中心設定用マップの一例を示す説明図である。 変形例の管理中心設定処理の一例を示すフローチャートである。 変形例の管理中心設定用マップの一例を示す説明図である。 変形例の管理中心設定処理の一例を示すフローチャートである。 変形例の管理中心設定用マップの一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車２２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例のハイブリッド自動車３２０の構成の概略を示す構成図である。 変形例の燃料電池自動車４２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０，２２０，３２０ 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、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、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、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、４２０ 燃料電池自動車、４３０ 燃料電池、４４０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＭＧ１，ＭＧ２，ＭＧ モータ。

Claims (12)

1. 燃料の供給を受けて発電可能な発電手段と、
   走行用の動力を出力可能な電動機と、
   前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、
   走行に要求される要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段と、
   過去のアクセル操作およびブレーキ操作に基づいて前記蓄電手段の蓄電量を管理するための管理用蓄電量範囲の中心蓄電量を設定する中心蓄電量設定手段と、
   前記蓄電手段の蓄電量が前記設定された中心蓄電量に基づいて管理されると共に前記設定された要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記発電手段と前記電動機とを制御する制御手段と、
   を備える車両。
2. 前記中心蓄電量設定手段は、過去の所定時間におけるアクセル操作量の単位時間あたりの変化量であるアクセル変化率と前記所定時間におけるブレーキ操作量の単位時間あたりの変化量であるブレーキ変化率とに基づいて前記中心蓄電量を設定する手段である請求項１記載の車両。
3. 請求項２記載の車両であって、
   前記アクセル変化率は、前記アクセル操作量が大きくなる際の該アクセル操作量の単位時間あたりの変化量であり、
   前記ブレーキ変化率は、前記ブレーキ操作量が大きくなる際の該ブレーキ操作量の単位時間あたりの変化量である、
   車両。
4. 前記中心蓄電量設定手段は、前記アクセル変化率が前記ブレーキ変化率に比して大きいほど大きくなる傾向に前記中心蓄電量を設定する手段である請求項３記載の車両。
5. 前記中心蓄電量設定手段は、過去の所定時間のうち前記アクセル操作が行なわれた時間であるアクセル時間と前記所定時間のうち前記ブレーキ操作が行なわれた時間であるブレーキ時間とに基づいて前記中心蓄電量を設定する手段である請求項１記載の車両。
6. 前記中心蓄電量設定手段は、前記アクセル時間が前記ブレーキ時間に比して長いほど大きくなる傾向に前記中心蓄電量を設定する手段である請求項５記載の車両。
7. 前記中心蓄電量設定手段は、走行用に出力される駆動力である走行用駆動力と車両の加速度とに基づいて車重を演算すると共に過去の前記アクセル操作および前記ブレーキ操作と該演算した車重と車速とに基づいて前記中心蓄電量を設定する手段である請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の車両。
8. 請求項１ないし７のいずれか１つの請求項に記載の車両であって、
   前記要求駆動力設定手段は、前記アクセル操作および前記ブレーキ操作に基づいて前記要求駆動力を設定する手段であり、
   前記中心蓄電量設定手段は、過去の前記設定された要求駆動力に基づいて前記中心蓄電量を設定する手段である、
   車両。
9. 請求項１ないし７のいずれか１つの請求項に記載の車両であって、
   前記要求駆動力設定手段は、前記アクセル操作および前記ブレーキ操作に基づいて前記要求駆動力を設定する手段であり、
   前記制御手段は、前記設定された要求駆動力に基づいて前記電動機の目標駆動状態を設定すると共に該設定した目標駆動状態で前記電動機が駆動されるよう該電動機を制御する手段であり、
   前記中心蓄電量設定手段は、過去の前記電動機の駆動状態に基づいて前記中心蓄電量を設定する手段である、
   車両。
10. 前記発電手段は、内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な発電機と、を備える手段である請求項１ないし９のいずれか１つの請求項に記載の車両。
11. 請求項１０記載の車両であって、
    前記発電手段は、車軸に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸との３軸に接続され、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される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を備える手段であり、
    前記電動機は、前記駆動軸に動力を入出力可能である、
    車両。
12. 燃料の供給を受けて発電可能な発電手段と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記発電手段および前記電動機と電力のやりとりが可能な蓄電手段と、を備える車両の制御方法であって、
    過去のアクセル操作およびブレーキ操作に基づいて前記蓄電手段の蓄電量を管理するための管理用蓄電量範囲の中心蓄電量を設定し、前記蓄電手段の蓄電量が前記設定した中心蓄電量に基づいて管理されると共に走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力により走行するよう前記発電手段と前記電動機とを制御する、
    ことを特徴とする車両の制御方法。
    
    

Images