(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関の動作に伴なって電力を発生する発電機能と、ハイブリッド車両の制動に伴なって電力回生を行う回生機能とを有する少なくとも一つの電動機と、
前記発電機能により生成される発電電力および前記回生機能により生成される回生電力を受けて充電される蓄電装置と、
前記発電電力および前記回生電力を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記蓄電装置の充電電力が抑制される前記蓄電装置の高温時、前記発電電力の抑制量よりも前記回生電力の抑制量を大きくし、
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度が高いほど、前記発電電力の抑制量と前記回生電力の抑制量との差を大きくする、ハイブリッド車両。
【請求項２】
前記内燃機関からの動力を分割するための３軸式の動力分割装置をさらに備え、
前記電動機は、
前記発電機能を有する第１電動機と、
前記回生機能を有する第２電動機とを含み、
前記動力分割装置は、前記内燃機関の出力軸、前記第１電動機の出力軸および前記第２電動機の出力軸の３軸が機械的に連結されるとともに、前記ハイブリッド車両が前進する場合において、前記内燃機関の始動に伴なって前記第１電動機の回転数の絶対値が減少方向に変化するように構成され、
前記発電電力は、前記内燃機関を始動するときに前記内燃機関を回転させるために前記第１電動機が発電する電力である、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記発電電力は、前記内燃機関が発生する動力により前記電動機が発電する電力である、請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度に基づいて、前記回生電力の制限値を設定し、前記回生電力の制限値と前記電動機の回転数とに基づいて、前記電動機が出力する回生トルクの制限値を設定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記制御装置は、前記蓄電装置の温度と前記蓄電装置を冷却するための冷却風の温度とに基づいて、前記回生電力の制限値を設定し、前記回生電力の制限値と前記電動機の回転数とに基づいて、前記電動機が出力する回生トルクの制限値を設定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
ハイブリッド車両の制御方法であって、
前記ハイブリッド車両は、
内燃機関と、
前記内燃機関の動作に伴なって電力を発生する発電機能と、前記ハイブリッド車両の制動に伴なって電力回生を行う回生機能とを有する少なくとも一つの電動機と、
前記発電機能により生成される発電電力および前記回生機能により生成される回生電力を受けて充電される蓄電装置とを含み、
前記制御方法は、
前記蓄電装置の温度を取得するステップと、
前記蓄電装置の充電電力が抑制される前記蓄電装置の高温時、前記発電電力の抑制量よりも前記回生電力の抑制量が大きくなるように前記電動機を制御するステップとを含み、
前記制御するステップは、前記蓄電装置の温度が高いほど、前記発電電力の抑制量と前記回生電力の抑制量との差が大きくなるように前記電動機を制御するステップを含む、ハイブリッド車両の制御方法。
【請求項７】
前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関からの動力を分割するための３軸式の動力分割装置をさらに含み、
前記電動機は、
前記発電機能を有する第１電動機と、
前記回生機能を有する第２電動機とを有し、
前記動力分割装置は、前記内燃機関の出力軸、前記第１電動機の出力軸および前記第２電動機の出力軸の３軸が機械的に連結されるとともに、前記ハイブリッド車両が前進する場合において、前記内燃機関の始動に伴なって前記第１電動機の回転数の絶対値が減少方向に変化するように構成され、
前記発電電力は、前記内燃機関を始動するときに前記内燃機関を回転させるために前記第１電動機が発電する電力である、請求項６に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【請求項８】
前記発電電力は、前記内燃機関が発生する動力により前記電動機が発電する電力である、請求項６に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【請求項９】
前記制御するステップは、
前記蓄電装置の温度に基づいて、前記回生電力の制限値を設定するステップと、
前記回生電力の制限値と前記電動機の回転数とに基づいて、前記電動機が出力する回生トルクの制限値を設定するステップとを含む、請求項６〜８のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１０】
前記制御するステップは、
前記蓄電装置の温度と前記蓄電装置を冷却するための冷却風の温度とに基づいて、前記回生電力の制限値を設定するステップと、
前記回生電力の制限値と前記電動機の回転数とに基づいて、前記電動機が出力する回生トルクの制限値を設定するステップとを含む、請求項６〜８のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法に関し、特に、電動機が発電した電力を蓄える蓄電装置を備えるハイブリッド車両およびハイブリッド車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
再充電可能な蓄電装置を備えるハイブリッド車両において、蓄電装置の保護の観点から、蓄電装置の高温時に蓄電装置の充電電力を制限する技術が知られている。
【０００３】
たとえば、特開２０１１−７９４４７号公報（特許文献１）は、充電池を搭載したハイブリッド走行システムを開示している。このハイブリッド走行システムは、充電池の充放電電流に対して、複数の期間とそれに対応する閾値をもち、その期間の電流の総和または電流の２乗の総和が対応する閾値以下になるように、充電池の充放電電流を制限する。これにより、充電池の内部抵抗の上昇を抑制することができる（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７９４４７号公報
【特許文献２】特開２００８−２４７２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなハイブリッド車両において、蓄電装置の充電電力は、内燃機関の動作に伴なって生成される発電電力と、ハイブリッド車両の制動に伴なって生成される回生電力とから成る。
【０００６】
しかしながら、蓄電装置の高温時に発電電力および回生電力が一律に制限されると、内燃機関の効率的な運転が阻害されるという問題がある。たとえば、上記発電電力が制限されると、内燃機関によって効率よく発電できる動作点にて内燃機関を運転できない場合がある。また、内燃機関の始動時に発電を伴なうハイブリッド車両において、上記発電電力が制限されることにより、内燃機関の間欠運転を行える運転範囲が狭くなる場合がある。
【０００７】
それゆえに、この発明の目的は、蓄電装置の温度が高いときに内燃機関の効率的な運転が阻害されることを抑制するハイブリッド車両を提供することである。
【０００８】
また、この発明の別の目的は、蓄電装置の温度が高いときに内燃機関の効率的な運転が阻害されることを抑制するハイブリッド車両の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、ハイブリッド車両は、内燃機関と、少なくとも一つの電動機と、蓄電装置と、制御装置とを備える。少なくとも一つの電動機は、発電機能と、回生機能とを有する。発電機能は、内燃機関の動作に伴なって電力を発生する機能である。回生機能は、ハイブリッド車両の制動に伴なって電力回生を行う機能である。蓄電装置は、発電電力および回生電力を受けて充電される。発電電力は、発電機能により生成される電力である。回生電力は、回生機能により生成される電力である。制御装置は、発電電力および回生電力を制御するための装置である。制御装置は、蓄電装置の充電電力が抑制される蓄電装置の高温時、発電電力の抑制量よりも回生電力の抑制量を大きくする。
【００１０】
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の温度が高いほど、発電電力の抑制量と回生電力の抑制量との差を大きくする。
【００１１】
好ましくは、ハイブリッド車両は、３軸式の動力分割装置をさらに備える。３軸式の動力分割装置は、内燃機関からの動力を分割するための装置である。電動機は、第１電動機と、第２電動機とを含む。第１電動機は、発電機能を有する。第２電動機は、回生機能を有する。動力分割装置は、内燃機関の出力軸、第１電動機の出力軸および第２電動機の出力軸の３軸が機械的に連結される。動力分割装置は、ハイブリッド車両が前進する場合において、内燃機関の始動に伴なって第１電動機の回転数の絶対値が減少方向に変化するように構成される。発電電力は、内燃機関を始動するときに内燃機関を回転させるために第１電動機が発電する電力である。
【００１２】
好ましくは、発電電力は、内燃機関が発生する動力により電動機が発電する電力である。
【００１３】
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の温度に基づいて、回生電力の制限値を設定する。制御装置は、回生電力の制限値と電動機の回転数とに基づいて、電動機が出力する回生トルクの制限値を設定する。
【００１４】
好ましくは、制御装置は、蓄電装置の温度と蓄電装置を冷却するための冷却風の温度とに基づいて、回生電力の制限値を設定する。制御装置は、回生電力の制限値と電動機の回転数とに基づいて、電動機が出力する回生トルクの制限値を設定する。
【００１５】
また、この発明によれば、ハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関と、少なくとも一つの電動機と、蓄電装置とを含むハイブリッド車両の制御方法である。少なくとも一つの電動機は、発電機能と、回生機能とを有する。発電機能は、内燃機関の動作に伴なって電力を発生する機能である。回生機能は、ハイブリッド車両の制動に伴なって電力回生を行う機能である。蓄電装置は、発電電力および回生電力を受けて充電される。発電電力は、発電機能により生成される電力である。回生電力は、回生機能により生成される電力である。制御方法は、蓄電装置の温度を取得するステップと、蓄電装置の充電電力が抑制される蓄電装置の高温時、発電電力の抑制量よりも回生電力の抑制量を大きくするように電動機を制御するステップとを含む。
【００１６】
好ましくは、制御するステップは、蓄電装置の温度が高いほど、発電電力の抑制量と回生電力の抑制量との差が大きくなるように電動機を制御するステップを含む。
【００１７】
好ましくは、ハイブリッド車両は、３軸式の動力分割装置をさらに含む。３軸式の動力分割装置は、内燃機関からの動力を分割するための装置である。電動機は、第１電動機と、第２電動機とを有する。第１電動機は、発電機能を有する。第２電動機は、回生機能を有する。動力分割装置は、内燃機関の出力軸、第１電動機の出力軸および第２電動機の出力軸の３軸が機械的に連結される。動力分割装置は、ハイブリッド車両が前進する場合において、内燃機関の始動に伴なって第１電動機の回転数の絶対値が減少方向に変化するように構成される。発電電力は、内燃機関を始動するときに内燃機関を回転させるために第１電動機が発電する電力である。
【００１８】
好ましくは、発電電力は、内燃機関が発生する動力により電動機が発電する電力である。
【００１９】
好ましくは、制御するステップは、蓄電装置の温度に基づいて、回生電力の制限値を設定するステップと、回生電力の制限値と電動機の回転数とに基づいて、電動機が出力する回生トルクの制限値を設定するステップとを含む。
【００２０】
好ましくは、制御するステップは、蓄電装置の温度と蓄電装置を冷却するための冷却風の温度とに基づいて、回生電力の制限値を設定するステップと、回生電力の制限値と電動機の回転数とに基づいて、電動機が出力する回生トルクの制限値を設定するステップとを含む。
【発明の効果】
【００２１】
この発明においては、ハイブリッド車両の制御装置は、蓄電装置の充電電力が抑制される蓄電装置の高温時、内燃機関の動作に伴なって発生される発電電力の抑制量よりもハイブリッド車両の制動に伴なって生成される回生電力の抑制量を大きくする。これにより、蓄電装置の温度が高いときに、回生電力を選択的に制限して内燃機関の動作に伴なって発生される発電電力の許容量を確保することができる。よって、内燃機関の運転が上記発電電力の許容量によって制約されることを抑制することができる。したがって、この発明によれば、蓄電装置の温度が高いときに内燃機関の効率的な運転が阻害されることを抑制するハイブリッド車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１によるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。
【図２】エンジンのクランキングを開始するときの動力分割装置の共線図を示す図である。
【図３】エンジンの完爆後の動力分割装置の共線図を示す図である。
【図４】図１に示すＨＶＥＣＵの回生ブレーキトルク制御に関する機能ブロック図である。
【図５】電池温度と回生ブレーキパワー制限値との関係を示した図である。
【図６】図１に示すＨＶＥＣＵが実行する回生ブレーキトルク制御に関する処理の制御構造を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態２による回生ブレーキトルク制御に関する処理の制御構造を示すフローチャートである。
【図８】電池温度と吸気温度と回生ブレーキパワー制限値との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２４】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。
【００２５】
図１を参照して、ハイブリッド車両１は、前輪２０Ｒ，２０Ｌと、後輪２２Ｒ，２２Ｌと、エンジン２と、プラネタリギヤ１６と、デファレンシャルギヤ１８と、ギヤ４，６と、電池１２と、昇圧ユニット３２と、インバータ３６と、モータジェネレータＭＧ１と、モータジェネレータＭＧ２とを含む。
【００２６】
ハイブリッド車両１は、温度センサ２４と、電圧センサ２６と、電流センサ２５と、車速センサ３３と、冷却ファン１３と、吸気温度センサ３４と、ハイブリッド用電子制御ユニット１４とをさらに含む。以下では、ハイブリッド用電子制御ユニット１４を「ＨＶＥＣＵ１４」とも称する。
【００２７】
エンジン２は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する内燃機関であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態をＨＶＥＣＵ１４によって電気的に制御可能に構成されている。
【００２８】
プラネタリギヤ１６は、第１〜第３の回転軸を有する。第１の回転軸は、エンジン２に接続される。第２の回転軸は、モータジェネレータＭＧ１に接続される。第３の回転軸は、モータジェネレータＭＧ２に接続される。
【００２９】
この第３の回転軸には、ギヤ４が取付けられる。このギヤ４は、ギヤ６を駆動することによりデファレンシャルギヤ１８に動力を伝達する。デファレンシャルギヤ１８は、ギヤ６から受ける動力を前輪２０Ｒ，２０Ｌに伝達する。デファレンシャルギヤ１８は、前輪２０Ｒ，２０Ｌの回転力をギヤ６，４を介してプラネタリギヤ１６の第３の回転軸に伝達する。
【００３０】
プラネタリギヤ１６は、エンジン２の動力を、前輪２０Ｒ，２０Ｌと、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに分割するように構成される。プラネタリギヤ１６の３つの回転軸のうちの２つの回転軸の回転が定まれば、残る１つの回転軸の回転は自ずと定められる。このような構成において、エンジン２が最も効率のよい領域で動作するように、モータジェネレータＭＧ１の発電量およびモータジェネレータＭＧ２の駆動力が制御される。このようにして、全体としてエネルギー効率のよい自動車が実現される。
【００３１】
より具体的には、プラネタリギヤ１６は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと噛合う。キャリアは、ピニオンギヤが自転可能であるように支持する。サンギヤは、モータジェネレータＭＧ１の回転軸に連結される。キャリアは、エンジン２のクランクシャフトに連結される。リングギヤは、モータジェネレータＭＧ２の回転軸およびギヤ４に連結される。
【００３２】
図２は、エンジン２のクランキングを開始するときのプラネタリギヤ１６の共線図を示す図である。図２に示すように、エンジン２、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の回転数は、共線図において直線で結ばれる関係になる。よって、エンジン２を停止するとともに、モータジェネレータＭＧ２の駆動力のみでハイブリッド車両１が前進する場合、モータジェネレータＭＧ２の出力軸回転数が正になるとともに、モータジェネレータＭＧ１の出力軸回転数が負になる。
【００３３】
エンジン２を始動する場合、モータジェネレータＭＧ１の駆動力を用いてエンジン２の回転数が正方向に変化するようにクランキングが実行される。このとき、モータジェネレータＭＧ１の回転数は、負から正の方向に遷移するとともに、モータジェネレータＭＧ１のトルクは、正の方向（図２の矢印Ａの方向）に作用する。したがって、モータジェネレータＭＧ１の回転数が負である間に、モータジェネレータＭＧ１は発電する。エンジン２のクランキングを開始するときにモータジェネレータＭＧ１により発電される電力は、エンジン２のクランキングを開始するときのモータジェネレータＭＧ１の出力軸回転数とトルクとの積として算出される。
【００３４】
図３は、エンジン２の完爆後のプラネタリギヤ１６の共線図を示す図である。図３に示すように、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２の完爆後（始動後）にエンジン２の出力軸回転数を目標の回転数に維持するためのトルクを出力する。このとき、モータジェネレータＭＧ１の回転数は、正であり、モータジェネレータＭＧ１のトルクは、負の方向（図３の矢印Ｂの方向）に作用する。このとき、モータジェネレータＭＧ１は発電する。エンジン２の目標回転数およびトルクは、エンジン２が出力するパワーが効率よく出力されるように選択される。
【００３５】
再び図１を参照して、電池１２は、直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池またはリチウムイオン電池などの二次電池である。電池１２は、直流電力を昇圧ユニット３２に供給するとともに、昇圧ユニット３２からの直流電力によって充電される。
【００３６】
冷却ファン１３は、電池１２を冷却するために送風するファンである。吸気温度センサ３４は、冷却ファン１３の吸気温を測定するセンサである。
【００３７】
昇圧ユニット３２は、電池１２から受ける直流電圧を昇圧し、その昇圧された直流電圧をインバータ３６に供給する。インバータ３６は、供給された直流電圧を交流電圧に変換する。エンジン２の始動時に、インバータ３６は、モータジェネレータＭＧ１の駆動力を制御する。モータジェネレータＭＧ１が発電した交流電力は、インバータ３６によって直流電力に変換される。変換された直流電力は、電池１２を充電するために昇圧ユニット３２によって電池１２の充電に適切な電圧に変換される。
【００３８】
インバータ３６は、モータジェネレータＭＧ２を駆動する。モータジェネレータＭＧ２は、前輪２０Ｒ，２０Ｌを駆動する駆動力を発生する。一方、ハイブリッド車両１の制動時に、モータジェネレータＭＧ２は、前輪２０Ｒ，２０Ｌの回転エネルギーを電気エネルギーに変換する回生運転を行なう。このとき得られる電気エネルギーによって、インバータ３６および昇圧ユニット３２を経由して電池１２が充電される。
【００３９】
昇圧ユニット３２と電池１２との間には、システムメインリレー２８，３０が設けられる。システムメインリレー２８，３０は、車両非運転時に高電圧回路を遮断する。電池１２は、組電池であり、直列に接続された複数の電池ユニットＢ０〜Ｂｎを含む。
【００４０】
温度センサ２４は、電池１２の温度Ｔを検知してＨＶＥＣＵ１４に送信する。電圧センサ２６は、電池ユニットＢ０〜Ｂｎのそれぞれの端子間電圧Ｖ０〜Ｖｎを検知してＨＶＥＣＵ１４に送信する。電流センサ２５は、電池１２を流れる電流ＩＢを検知してＨＶＥＣＵ１４に送信する。
【００４１】
ＨＶＥＣＵ１４は、車速センサ３３、吸気温度センサ３４、温度センサ２４、電圧センサ２６および電流センサ２５の各出力に応じてエンジン２、インバータ３６および昇圧ユニット３２を制御する。なお、その制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。
【００４２】
ＨＶＥＣＵ１４は、電池１２を保護するために電池１２に入力される充電電力の上限値を設定する。電池１２の温度Ｔが高いときに、充電電力の上限値は低くなるように設定される。充電電力の上限値を低くすることで充電電流を抑制することができ、充電電流による電池１２の発熱を抑制することができる。これにより、電池１２が高温になることによる電池１２の劣化を抑制することができる。ＨＶＥＣＵ１４は、充電電力の上限値に基づいてエンジン２の始動、停止およびモータジェネレータＭＧ１の発電量を制御することで、エンジン２の動作に伴なって発生される発電電力を制御する。電池１２の温度Ｔが高くなると、ＨＶＥＣＵ１４は、充電電力の上限値を低くしてエンジン２の動作に伴なって発生される発電電力を抑制する。
【００４３】
具体的には、ＨＶＥＣＵ１４は、エンジン２の停止を禁止する領域の境界を示す車速しきい値Ｘ０を設定する。ＨＶＥＣＵ１４は、車速センサ３３が検出した車速が車速しきい値Ｘ０を超えると、エンジン２を始動させた後エンジン２の停止を禁止する。これにより、ＨＶＥＣＵ１４は、エンジン２を始動する際にモータジェネレータＭＧ１が発電する発電量を車速が車速しきい値Ｘ０のときにエンジン２を始動する際の発電量以下に抑えることができる。
【００４４】
ＨＶＥＣＵ１４は、電池１２のＳＯＣ（State  Of  Charge）に基づいて、モータジェネレータＭＧ１の発電量を制御する。ＨＶＥＣＵ１４は、モータジェネレータＭＧ１が所望の発電量を得るためにエンジン２が効率よく動作する目標回転数およびトルクを設定する。このとき、エンジン２の目標回転数およびトルクを設定できる範囲は、モータジェネレータＭＧ１の発電量の許容量により制限される。そして、モータジェネレータＭＧ１の発電量の許容量は、電池１２の温度Ｔが高くなると充電電力の上限値の低下に伴ない低く設定される。よって、電池１２の温度Ｔが高くなると、ＨＶＥＣＵ１４は、モータジェネレータＭＧ１の発電量の許容量の低下に基づいて、エンジン２の目標回転数およびトルクを設定できる範囲を制限する。
【００４５】
このように、ＨＶＥＣＵ１４は、エンジン２の始動、停止およびモータジェネレータＭＧ１の発電量を制御することにより、エンジン２の動作に伴なって発生する発電電力を制御する。
【００４６】
ハイブリッド車両１は、ブレーキペダルセンサ６０と、ブレーキＥＣＵ６５とをさらに含む。ブレーキペダルセンサ６０は、運転者がブレーキペダルを操作した量を検知する。ブレーキペダルセンサ６０は、検知した操作量をブレーキＥＣＵ６５に送信する。
【００４７】
ブレーキＥＣＵ６５は、ブレーキペダルセンサ６０から受信した操作量に基づいて、ハイブリッド車両１に要求される総制動力を算出する。さらに、ブレーキＥＣＵ６５は、算出された総制動力に基づいて、油圧ブレーキによる要求トルクと回生ブレーキによる要求トルクとを算出する。ブレーキＥＣＵ６５は、回生ブレーキによる要求トルクをＨＶＥＣＵ１４に送信する。
【００４８】
ＨＶＥＣＵ１４は、ブレーキＥＣＵ６５から受信した回生ブレーキによる要求トルクに基づいて、以下に説明する回生ブレーキトルク制御を実行する。
【００４９】
図４は、図１におけるＨＶＥＣＵ１４が実行する回生ブレーキトルク制御に関する機能ブロック図である。図４を参照して、ＨＶＥＣＵ１４は、制限パワー算出部１１０と、トルク設定部１２０と、制御部１３０とを含む。
【００５０】
制限パワー算出部１１０は、電池１２の温度Ｔに基づいて、モータジェネレータＭＧ２が出力する回生ブレーキパワーの制限値を算出する。具体的には、制限パワー算出部１１０は、温度センサ２４が検知した電池１２の温度Ｔを受信する。
【００５１】
図５は、電池１２の温度Ｔと回生ブレーキパワー制限値との関係を示した図である。制限パワー算出部１１０は、受信した電池１２の温度Ｔに基づいて、電池１２の温度Ｔと回生ブレーキパワー制限値との関係が記憶されたマップを参照することにより回生ブレーキパワーの制限値を算出する。電池１２の温度Ｔと回生ブレーキパワー制限値との関係は、電池１２の温度Ｔが高いほど、回生ブレーキパワーの制限値が低くなる関係である。このため、電池１２の温度Ｔが高いときに、モータジェネレータＭＧ２が生成する回生電力が抑制されると、充電電力が低下する。なお、図５に示す電池１２の温度Ｔと回生ブレーキパワー制限値との関係は一例であって、その形状に限定されない。
【００５２】
このとき、制限パワー算出部１１０は、電池１２の充電電力が抑制される電池１２の高温時、エンジン２の動作に伴なって発生される発電電力の抑制量よりも、ハイブリッド車両１の制動に伴なって生成される回生電力の抑制量を大きくするように回生ブレーキパワーの制限値を設定する。
【００５３】
エンジン２の動作に伴なって発生される発電電力は、エンジン２を始動するときにエンジン２を回転させるためにモータジェネレータＭＧ１が発電する電力またはエンジン２が発生する動力によりモータジェネレータＭＧ１が発電する電力である。ハイブリッド車両１の制動に伴なって生成される回生電力は、回生ブレーキ時にモータジェネレータＭＧ２が発電する電力である。
【００５４】
なお、制限パワー算出部１１０は、電池１２の温度Ｔが高いほど、発電電力の抑制量と回生電力の抑制量との差が大きくなるように回生ブレーキパワーの制限値を設定してもよい。
【００５５】
再び図４を参照して、トルク設定部１２０は、モータジェネレータＭＧ２が出力する回生ブレーキトルクを設定する。具体的には、トルク設定部１２０は、制限パワー算出部１１０から受けた回生ブレーキパワーの制限値とモータジェネレータＭＧ２の回転数とに基づいて、回生ブレーキトルクの制限値を算出する。トルク設定部１２０は、ブレーキＥＣＵ６５から受けた回生ブレーキによる要求トルクよりも回生ブレーキトルクの制限値が小さい場合に、回生ブレーキトルクの制限値を回生ブレーキトルクとして設定する。一方、トルク設定部１２０は、ブレーキＥＣＵ６５から受けた回生ブレーキによる要求トルクが回生ブレーキトルクの制限値以下の場合に、回生ブレーキによる要求トルクを回生ブレーキトルクとして設定する。
【００５６】
制御部１３０は、トルク設定部１２０が設定した回生ブレーキトルクをモータジェネレータＭＧ２が出力するようにインバータ３６および昇圧ユニット３２に制御信号を送信する。また、制御部１３０は、モータジェネレータＭＧ２が出力する実回生ブレーキトルク値をブレーキＥＣＵ６５に送信する。ブレーキＥＣＵ６５は、制御部１３０から受信した実回生ブレーキトルク値を受け、運転者が要求する制動力が出力されるように油圧ブレーキによる制動力を制御する。これにより、ＨＶＥＣＵ１４が回生ブレーキパワーを制限することによってブレーキＥＣＵ６５が要求する回生ブレーキトルクが出力されなかった場合に、ブレーキＥＣＵ６５は、油圧ブレーキによって制動力を補うことができる。よって、回生ブレーキパワーが制限された場合にも、運転者が要求する制動力を発生することができる。
【００５７】
図６は、図１におけるＨＶＥＣＵ１４が実行する回生ブレーキトルク制御に関する処理の制御構造を示すフローチャートである。以下に説明する処理は、ソフトウェア、ハードウェア、またはソフトウェアとハードウェアとの協働により実行される。
【００５８】
図６を参照して、まず処理が開始されると、ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１０にて、ＨＶＥＣＵ１４は、ブレーキＥＣＵ６５からの回生ブレーキ要求があるか否かを判定する。具体的には、ＨＶＥＣＵ１４は、ブレーキＥＣＵ６５から受信する回生ブレーキによる要求トルクが零である場合に、回生ブレーキ要求がないと判定する。一方、ＨＶＥＣＵ１４は、ブレーキＥＣＵ６５から受信する回生ブレーキによる要求トルクが零でない場合に、回生ブレーキ要求があると判定する。この処理で否定的な判断がなされると（Ｓ１０にてＮＯ）、処理がＳ２０に進められる。Ｓ２０にて、ＨＶＥＣＵ１４は、電池１２の温度Ｔに基づいて、モータジェネレータＭＧ２が出力する回生ブレーキパワーの制限値を算出する。
【００５９】
一方、Ｓ１０にて肯定的な判断がなされると（Ｓ１０にてＹＥＳ）、処理がＳ３０に進められる。Ｓ３０にて、ＨＶＥＣＵ１４は、Ｓ２０にて算出されて記憶されていた回生ブレーキパワーの制限値とモータジェネレータＭＧ２の回転数とに基づいて、回生ブレーキトルクの制限値を算出する。
【００６０】
続いてＳ４０にて、ＨＶＥＣＵ１４は、ブレーキＥＣＵ６５から受けた回生ブレーキによる要求トルクよりもＳ３０にて算出した回生ブレーキトルクの制限値が小さい場合に、回生ブレーキトルクの制限値を回生ブレーキトルクとして設定する。一方、ＨＶＥＣＵ１４は、ブレーキＥＣＵ６５から受けた回生ブレーキによる要求トルクがＳ３０にて算出された回生ブレーキトルクの制限値以下の場合に、回生ブレーキによる要求トルクを回生ブレーキトルクとして設定する。
【００６１】
続いてＳ５０にて、ＨＶＥＣＵ１４は、Ｓ４０にて設定された回生ブレーキトルクをモータジェネレータＭＧ２が出力するようにインバータ３６および昇圧ユニット３２を制御する。
【００６２】
続いてＳ６０にて、ＨＶＥＣＵ１４は、モータジェネレータＭＧ２が出力する実回生ブレーキトルク値をブレーキＥＣＵ６５に送信する。
【００６３】
このように、ＨＶＥＣＵ１４は、ブレーキＥＣＵ６５から回生ブレーキ要求を受けていないときに回生ブレーキパワー制限値を算出し、ブレーキＥＣＵ６５から回生ブレーキ要求を受けたときに算出された回生ブレーキパワー制限値に基づいて回生ブレーキトルクを設定する。これにより、ブレーキＥＣＵ６５から回生ブレーキ要求を受けている間に、回生ブレーキパワー制限値は更新されないため、回生ブレーキパワーが制限されるときの回生ブレーキトルクの変動を抑えることができる。よって、ドライバビリティを損なうことなく、回生ブレーキトルクを制限することができる。
【００６４】
以上のように、この実施の形態１においては、ＨＶＥＣＵ１４は、電池１２の充電電力が抑制される電池１２の高温時、エンジン２の動作に伴なって発生される発電電力の抑制量よりもハイブリッド車両１の制動に伴なって生成される回生電力の抑制量を大きくする。これにより、電池１２の温度Ｔが高いときに、回生電力を選択的に制限してエンジン２の動作に伴なって発生される発電電力の許容量を確保することができる。よって、エンジン２の運転が発電電力の許容量によって制約されることを抑制することができる。したがって、この実施の形態１によれば、電池１２の温度が高いときにエンジン２の効率的な運転が阻害されることを抑制できる。
【００６５】
また、この実施の形態１においては、ＨＶＥＣＵ１４は、電池１２の温度Ｔが高いほど、発電電力の抑制量と回生電力の抑制量との差が大きくなるようにモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２を制御する。これにより、電池１２の温度Ｔが高いほど、回生電力を抑制することができる。よって、電池１２の温度Ｔが高いときに、エンジン２の動作に伴なって発生される発電電力の許容量が減少することを抑制することができる。
【００６６】
また、この実施の形態１においては、ハイブリッド車両１は、エンジン２からの動力を分割するためのプラネタリギヤ１６と、発電機能を有するモータジェネレータＭＧ１と、回生機能を有するモータジェネレータＭＧ２とを含む。プラネタリギヤ１６は、エンジン２の出力軸、モータジェネレータＭＧ１の出力軸およびモータジェネレータＭＧ２の出力軸の３軸に機械的に連結される。プラネタリギヤ１６は、ハイブリッド車両１が前進する場合において、エンジン２の始動に伴なってモータジェネレータＭＧ１の回転数の絶対値が減少方向に変化するように構成される。発電電力は、エンジン２を始動するときにエンジン２を回転させるためにモータジェネレータＭＧ１が発電する電力である。よって、ＨＶＥＣＵ１４は、電池１２の充電電力が抑制される電池１２の高温時、エンジン２を始動するときの発電電力の抑制量よりもハイブリッド車両１の制動に伴なって生成される回生電力の抑制量を大きくする。このため、エンジン２を始動するときの発電電力の許容量を確保することができる。したがって、エンジン２の運転を停止できる機会が減少することを抑制することができる。
【００６７】
また、この実施の形態１においては、発電電力は、エンジン２が発生する動力によりモータジェネレータＭＧ１が発電する電力である。よって、ＨＶＥＣＵ１４は、電池１２の充電電力が抑制される電池１２の高温時、エンジン２が発生する動力によりモータジェネレータＭＧ１が発電する電力よりもハイブリッド車両１の制動に伴なって生成される回生電力の抑制量を大きくする。このため、モータジェネレータＭＧ１が発電する電力の制限によってエンジン２の出力範囲が制限されることを抑制することができる。したがって、エンジン２を効率のよい動作点で運転することができる。
【００６８】
また、この実施の形態１においては、ＨＶＥＣＵ１４は、電池１２の温度Ｔに基づいて、回生電力の制限値を設定する。ＨＶＥＣＵ１４は、回生電力の制限値とモータジェネレータＭＧ２の回転数とに基づいて、モータジェネレータＭＧ２が出力する回生トルクの制限値を設定する。これにより、電池１２が高温となった場合に、電池１２を流れる電流による発熱量に即して回生電力を制限することができる。したがって、電池１２の温度上昇に対する保護を適切に行なうことができる。
【００６９】
［実施の形態２］
この発明の実施の形態２は、実施の形態１と比較して、回生ブレーキパワー制限値の算出方法が異なる。具体的には、実施の形態２では、電池１２の温度Ｔと電池１２を冷却するための冷却風の温度とに基づいて、回生ブレーキパワー制限値を算出する。これにより、回生電力が過度に制限されることを防ぐことができる。
【００７０】
図７は、この発明の実施の形態２による回生ブレーキトルク制御に関する処理の制御構造を示すフローチャートである。
【００７１】
図７を参照して、Ｓ１０，Ｓ３０〜Ｓ６０については、実施の形態１と同様であるので説明を繰り返さない。
【００７２】
Ｓ１２０にて、ＨＶＥＣＵ１４は、電池１２の温度Ｔと電池１２を冷却するための冷却風の温度とに基づいて、モータジェネレータＭＧ２が出力する回生ブレーキパワーの制限値を算出する。ＨＶＥＣＵ１４は、吸気温度センサ３４によって検知された温度を受信する。吸気温度センサ３４によって検知された温度は、電池１２を冷却するための冷却風の温度である。
【００７３】
図８は、電池１２の温度Ｔと吸気温度と回生ブレーキパワー制限値との関係を示した図である。図８に示すように、冷却風の温度が低い場合に、冷却風の温度が高い場合に比べて電池１２の温度Ｔが同じ場合に回生ブレーキパワー制限値が高くなるようにマップが設定されている。ＨＶＥＣＵ１４は、このマップを参照することにより、回生ブレーキパワーの制限値を算出する。
【００７４】
以上のように、この実施の形態２においては、ＨＶＥＣＵ１４は、電池１２の温度Ｔと電池１２を冷却するための冷却風の温度とに基づいて、回生電力の制限値を設定する。これにより、電池１２の温度Ｔが高い場合であっても、冷却風の温度が低く電池１２の冷却能力が高いときには、回生ブレーキパワーの制限を抑制することができる。したがって、この実施の形態２によれば、電池１２の状態に対して、回生電力が過度に制限されることを防ぐことができる。
【００７５】
なお、上記の実施の形態では、昇圧ユニット３２を備えるハイブリッド車両１について説明したが、昇圧ユニット３２を備えない構成であってもよい。
【００７６】
なお、上記の実施の形態では、電池１２を用いて説明したが、電池１２に代えて、キャパシタを用いてもよい。
【００７７】
なお、上記の実施の形態においては、プラネタリギヤ１６によりエンジン２の動力を前輪２０Ｒ，２０ＬとモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とに分割して伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車両について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車両にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータＭＧ１を駆動するためにのみエンジン２を用い、モータジェネレータＭＧ２でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両や、エンジン２が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車両、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車両などにもこの発明は適用可能である。
【００７８】
この場合も、電池１２の温度Ｔが高いときに、回生電力を選択的に制限してエンジン２の動作に伴なって発生される発電電力の許容量を確保することができる。よって、エンジン２の運転が発電電力の許容量によって制約されることを抑制することができる。したがって、電池１２の温度が高いときにエンジン２の効率的な運転が阻害されることを抑制できる。
【００７９】
なお、上記において、エンジン２は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、モータジェネレータは、この発明における「電動機」の一実施例に対応する。また、モータジェネレータＭＧ１は、この発明における「第１電動機」の一実施例に対応し、モータジェネレータＭＧ２は、この発明における「第２電動機」の一実施例に対応する。また、電池１２は、この発明における「蓄電装置」の一実施例に対応し、ＨＶＥＣＵ１４は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応する。また、プラネタリギヤ１６は、この発明における「動力分割装置」の一実施例に対応する。
【００８０】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８１】
１  ハイブリッド車両、２  エンジン、４，６  ギヤ、１２  電池、１３  冷却ファン、１４  ＨＶＥＣＵ、１６  プラネタリギヤ、１８  デファレンシャルギヤ、２０Ｒ，２０Ｌ  前輪、２４  温度センサ、２８，３０  システムメインリレー、３２  昇圧ユニット、３３  車速センサ、３４  吸気温度センサ、３６  インバータ、６０  ブレーキペダルセンサ、６５  ブレーキＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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