(57)【要約】      （修正有）【課題】バッテリを強制的に昇温させるためのバッテリ昇温制御をより適正に実行してハイブリッド自動車におけるエネルギ効率をより向上させる。【解決手段】ハイブリッド自動車２０では、昇温制御判定用マップを用いると共に、それぞれシステム起動に際して取得されたバッテリ温度とエンジン２２の間欠運転の許否を決定し得る車両温度としての冷却水温とに基づいてバッテリ５０を強制的に昇温させるべきか否かが判定される。そして、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきと判断された場合には昇温制御フラグが値１に設定され、この場合、バッテリ昇温制御を伴って要求トルクに基づく駆動力が得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。【選択図】図１
2008094272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、
前記電動機および前記発電手段のそれぞれと電力をやり取り可能なバッテリと、
前記バッテリの温度を取得するバッテリ温度取得手段と、
前記内燃機関の間欠運転の許否を決定し得る所定の車両状態を取得する車両状態取得手段と、
前記取得された前記バッテリの温度および前記車両状態に基づいて前記バッテリを強制的に昇温させるべきか否かを判定する判定手段と、
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、
前記判定手段により前記バッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断された場合には、前記バッテリを強制的に昇温させるためのバッテリ昇温制御を伴うことなく前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する一方、前記判定手段により前記バッテリを強制的に昇温させるべきと判断された場合には、所定の解除条件が成立するまで前記バッテリ昇温制御を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項２】
前記車両状態は、所定の車両温度であり、前記判定手段は、システム起動時に取得された前記バッテリの温度および前記車両温度に基づいて前記バッテリを強制的に昇温させるべきか否かを判定する請求項１に記載のハイブリッド自動車。
【請求項３】
前記判定手段は、前記システム起動の際に前記車両温度に基づいて前記内燃機関の間欠運転が禁止される場合に該システム起動から該間欠運転が許容されるまでの間に前記バッテリ昇温制御無しで前記バッテリが所定温度まで昇温し得るときの前記システム起動時における前記バッテリの温度および前記車両温度を規定する制約を用いて前記バッテリを強制的に昇温させるべきか否かを判定する請求項２に記載のハイブリッド自動車。
【請求項４】
前記所定温度は、前記内燃機関の間欠運転を許容するのに十分な電力を出力可能な状態にあるときの前記バッテリの温度に基づいて定められる請求項３に記載のハイブリッド自動車。
【請求項５】
前記判定手段は、前記システム起動に際して取得された前記バッテリの温度が所定の下限温度未満である場合に、前記バッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断する請求項２から４の何れかに記載のハイブリッド自動車。
【請求項６】
前記判定手段は、前記内燃機関の間欠運転が許容されるときの前記車両温度である間欠許容車両温度と前記システム起動に際して取得された前記車両温度との偏差が所定値以上である場合には、前記バッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断する請求項２に記載のハイブリッド自動車。
【請求項７】
前記判定手段は、前記間欠許容車両温度と前記システム起動に際して取得された前記車両温度との偏差が所定値未満であり、かつ前記システム起動に際して取得された前記バッテリの温度と前記内燃機関の間欠運転を許容するのに十分な電力を出力可能な状態にあるときの前記バッテリの温度である間欠許容バッテリ温度との偏差が所定値以上である場合に、前記バッテリを強制的に昇温させるべきと判断する請求項６に記載のハイブリッド自動車。
【請求項８】
請求項１から７の何れかに記載のハイブリッド自動車において、
道路に関する情報を含む地図情報を保持する地図情報保持手段と、
前記ハイブリッド自動車の現在位置を取得する現在位置取得手段と、
前記地図情報と所定の制約とに基づいて前記取得された現在位置から目的地までの走行時間または走行距離を推定する推定手段とを更に備え、
前記判定手段は、前記システム起動に際して推定された走行時間または走行距離が所定時間または所定距離未満である場合に、前記バッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断するハイブリッド自動車。
【請求項９】
請求項１から８の何れかに記載のハイブリッド自動車において、
車速を検出する車速検出手段を更に備え、前記解除条件は、前記検出された車速が所定時間継続して所定車速以上となった場合に成立するハイブリッド自動車。
【請求項１０】
請求項１から９の何れかに記載のハイブリッド自動車において、
前記バッテリの残容量を取得する残容量取得手段を更に備え、前記解除条件は、前記取得された残容量が所定残容量未満となった場合に成立するハイブリッド自動車。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記判定手段により前記バッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断された場合には、第１の制約に従った前記バッテリの充放電量の設定を実行しながら前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する一方、前記判定手段により前記バッテリを強制的に昇温させるべきと判断された場合には、前記第１の制約に比べて前記バッテリの充電と放電との切り換えを抑制する傾向の第２の制約に従った前記バッテリの充放電量の設定を前記バッテリ昇温制御として実行しながら前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する請求項１から１０の何れかに記載のハイブリッド自動車。
【請求項１２】
前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と車軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記車軸に出力する電力動力入出力手段である請求項１から１１の何れかに記載のハイブリッド自動車。
【請求項１３】
請求項１２に記載のハイブリッド自動車において、
前記電力動力入出力手段は、前記車軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な回転軸とに接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な電動機とを含み、前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる第２の車軸に動力を入出力可能であるハイブリッド自動車。
【請求項１４】
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、前記電動機および前記発電手段のそれぞれと電力をやり取り可能なバッテリとを備えたハイブリッド自動車の制御方法であって、
（ａ）前記バッテリの温度と前記内燃機関の間欠運転の許否を決定し得る所定の車両状態とを取得するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で取得された前記バッテリの温度と前記車両状態とに基づいて前記バッテリを強制的に昇温させるべきか否かを判定するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）で前記バッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断された場合には、前記バッテリを強制的に昇温させるためのバッテリ昇温制御を伴うことなく走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する一方、ステップ（ｂ）で前記バッテリを強制的に昇温させるべきと判断された場合には、所定の解除条件が成立するまで前記バッテリ昇温制御を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御するステップと、
を含むハイブリッド自動車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
一般に、いわゆるハイブリッド自動車はバッテリとして二次電池を備えているが、この種のバッテリから取り出される電力は、バッテリが低温状態にあるほど低下する。このため、従来から、本来のバッテリ性能を最大限に引き出すべく、バッテリ温度が低い場合に当該バッテリの残容量（ＳＯＣ）の制御中心値を制御範囲の上側に設定して充電効率が低下する領域における充電の頻度を高め、それによりバッテリ温度を上昇させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、従来から、ハイブリッド自動車のバッテリ充電状態を制御するための技術として、バッテリ温度が低い場合にバッテリの目標残容量を上昇させ、バッテリの充電により発生する熱でバッテリの暖機を促進させるものも知られている（例えば、特許文献２参照）。更に、従来から、ハイブリッド自動車の始動時に、バッテリの充電電圧が上昇するように発電機を制御し、充電電圧の上昇に伴う充電抵抗による発熱を利用してバッテリの暖機を促進させる技術も知られている（例えば、特許文献３参照）。また、従来から、ハイブリッド自動車が停止されてバッテリの充放電が停止された時間である放置時間が設定範囲を越えたときに、強制充電モードのもとでバッテリを強制的に充電し、その後、充電よりも放電を優先する放電モードのもとでバッテリを放電させた上で、ノーマル充放電モードとする技術も知られている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００１−３１４０３９号公報
【特許文献２】特開２０００−０４０５３２号公報
【特許文献３】特開平７−７９５０３号公報
【特許文献４】特開２００２−１７１６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述のようなハイブリッド自動車における燃費を向上させるためには、バッテリを放電させて電動機に走行用の動力を出力させると共にエンジンを適宜始動または停止させる間欠運転を実行するのが有効であるが、このようなエンジンの間欠運転を実行するに際してはバッテリが十分な電力を出力し得る状態になければならない。このため、バッテリの温度が低い場合には、上述のようなバッテリ昇温制御を実行して、バッテリから十分な電力を得ることができるようにバッテリの温度を高める必要がある。しかしながら、上述のようなバッテリ昇温制御は、充放電時の損失やバッテリ充電のためのエンジンの燃料消費を伴うものである。従って、上記従来例のように単にバッテリの温度に基づいてバッテリ昇温制御を実行するか否か判断したのでは、無駄なバッテリ昇温制御が実行されてしまい、ハイブリッド自動車における更なるエネルギ効率の向上を図ることが困難となるおそれもある。
【０００４】
そこで、本発明によるハイブリッド自動車およびその制御方法は、バッテリを強制的に昇温させるためのバッテリ昇温制御をより適正に実行することを目的の一つとする。また、本発明によるハイブリッド自動車およびその制御方法は、当該ハイブリッド自動車におけるエネルギ効率をより向上させることを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるハイブリッド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ている。
【０００６】
本発明によるハイブリッド自動車は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、
走行用の動力を出力可能な電動機と、
前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、
前記電動機および前記発電手段のそれぞれと電力をやり取り可能なバッテリと、
前記バッテリの温度を取得するバッテリ温度取得手段と、
前記内燃機関の間欠運転の許否を決定し得る所定の車両状態を取得する車両状態取得手段と、
前記取得された前記バッテリの温度および前記車両状態に基づいて前記バッテリを強制的に昇温させるべきか否かを判定する判定手段と、
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、
前記判定手段により前記バッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断された場合には、前記バッテリを強制的に昇温させるためのバッテリ昇温制御を伴うことなく前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する一方、前記判定手段により前記バッテリを強制的に昇温させるべきと判断された場合には、所定の解除条件が成立するまで前記バッテリ昇温制御を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する制御手段と、
を備えるものである。
【０００７】
このハイブリッド自動車では、バッテリ温度取得手段により取得されたバッテリの温度および車両状態取得手段により取得された内燃機関の間欠運転の許否を決定し得る所定の車両状態に基づいてバッテリを強制的に昇温させるべきか否かが判定される。そして、バッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断された場合にはバッテリを強制的に昇温させるためのバッテリ昇温制御を伴うことなく、また、バッテリを強制的に昇温させるべきと判断された場合には所定の解除条件が成立するまでバッテリ昇温制御を伴って、走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力が得られるように内燃機関と電動機と発電手段とが制御される。このように、バッテリ昇温制御を実行するか否かの判定に際して、バッテリの温度に加えて上記所定の車両状態を用いれば、当該車両状態に基づいて内燃機関の間欠運転の許否すなわち内燃機関の運転の有無を知ることが可能となり、そのような内燃機関の運転の有無とバッテリの温度とからバッテリ昇温制御を実行すべきか否かをより適正に判断することができる。従って、このハイブリッド自動車では、無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制したより適正なバッテリ昇温制御の実行が可能となり、エネルギ効率をより向上させることができる。なお、内燃機関の間欠運転の許否を決定し得る車両状態としては、例えば、各種車両温度や車速、バッテリの残容量等が挙げられる。
【０００８】
この場合、前記車両状態は、所定の車両温度であり、前記判定手段は、システム起動時に取得された前記バッテリの温度および前記車両温度に基づいて前記バッテリを強制的に昇温させるべきか否かを判定するものであってもよい。このように、システム起動時に取得されたバッテリの温度および車両温度に基づいてバッテリを強制的に昇温させるべきか否かを判定すれば、システム起動後に無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制したより適正なバッテリ昇温制御の実行が可能となり、エネルギ効率をより向上させることができる。なお、内燃機関の間欠運転の許否を決定し得る車両温度としては、例えば、空調制御に関連した内燃機関の冷却水温、外気温度、車室温度等が挙げられる。
【０００９】
また、本発明によるハイブリッド自動車において、前記判定手段は、前記システム起動の際に前記車両温度に基づいて前記内燃機関の間欠運転が禁止される場合に該システム起動から該間欠運転が許容されるまでの間に前記バッテリ昇温制御無しで前記バッテリが所定温度まで昇温し得るときの前記システム起動時における前記バッテリの温度および前記車両温度を規定する制約を用いて前記バッテリを強制的に昇温させるべきか否かを判定するものであってもよい。このような制約を用いてバッテリを強制的に昇温させるべきか否か判定すれば、システム起動に際して内燃機関が運転されてバッテリ昇温制御無しでもバッテリの十分な昇温が見込める場合にバッテリ昇温制御を取り止めることができるので、無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制してエネルギ効率をより向上させることが可能となる。
【００１０】
この場合、前記所定温度は、前記内燃機関の間欠運転を許容するのに十分な電力を出力可能な状態にあるときの前記バッテリの温度に基づいて定められてもよい。これにより、システム起動の際に禁止された内燃機関の間欠運転がその後に許容された際にバッテリから十分な電力を出力させながら内燃機関の間欠運転を良好に実行することが可能となる。
【００１１】
更に、前記判定手段は、前記システム起動に際して取得された前記バッテリの温度が所定の下限温度未満である場合には、前記バッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断するものであってもよい。すなわち、システム起動に際して取得されたバッテリの温度が極端に低いような場合には、システム起動直後からバッテリ昇温制御を実行したとしても、システム起動から停車（システム停止）までの間に内燃機関の間欠運転を許容するのに十分な電力を出力可能な状態にあるときの温度までバッテリを昇温させ得なかったり、バッテリを十分に昇温させ得たとしてもその後に内燃機関の間欠運転が結局実行されなかったりする可能性が高く、それまでに実行されたバッテリ昇温制御が結局無駄となってしまうおそれがある。従って、システム起動に際して取得されたバッテリの温度が所定の下限温度未満である場合にバッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断するものとすれば、無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制してハイブリッド自動車のエネルギ効率を向上させることが可能となる。なお、この場合の閾値としての下限温度は、例えば車両温度に応じて変化する値であってもよく、一定の値であってもよい。
【００１２】
また、前記判定手段は、前記内燃機関の間欠運転が許容されるときの前記車両温度である間欠許容車両温度と前記システム起動に際して取得された前記車両温度との偏差が所定値以上である場合に、前記バッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断するものであってもよい。すなわち、システム起動の際の車両温度と間欠許容車両温度との乖離が大きい場合には、暖機等の必要性から内燃機関の間欠運転が許容されずに内燃機関がシステム起動後に比較的長い時間だけ運転されると共にバッテリの放電を伴うモータ走行が制限されることになるので、このような場合には、バッテリ昇温制御を実行してバッテリを昇温させたとしても結果的に内燃機関の間欠運転が許容されない可能性が高い。従って、間欠許容車両温度とシステム起動に際して取得された車両温度との偏差が所定値以上である場合にバッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断すれば、無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制してハイブリッド自動車のエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【００１３】
この場合、前記判定手段は、前記間欠許容車両温度と前記システム起動に際して取得された前記車両温度との偏差が所定値未満であり、かつ前記システム起動に際して取得された前記バッテリの温度と前記内燃機関の間欠運転を許容するのに十分な電力を出力可能な状態にあるときの前記バッテリの温度である間欠許容バッテリ温度との偏差が所定値以上である場合に、前記バッテリを強制的に昇温させるべきと判断するものであってもよい。すなわち、内燃機関の間欠運転が許容されるときの車両温度である間欠許容車両温度とシステム起動に際して取得された車両温度との偏差が所定値未満である場合には、システム起動後の比較的早い段階で車両温度と間欠許容車両温度との関係から内燃機関の間欠運転が許容される可能性が高い。従って、このような場合には、バッテリ昇温制御を実行してバッテリを間欠許容バッテリ温度まで昇温させておくことが好ましい。ただし、システム起動に際して取得されたバッテリの温度と間欠許容バッテリ温度との偏差が所定値未満であれば、システム起動後の初期走行の間にバッテリが間欠許容バッテリ温度以上にまで昇温する可能性が高い。従って、間欠許容車両温度とシステム起動に際して取得された車両温度との偏差が所定値未満であり、かつシステム起動に際して取得されたバッテリの温度と間欠許容バッテリ温度との偏差が所定値以上である場合に、バッテリを強制的に昇温させるべきと判断すれば、バッテリ昇温制御をより適正に実行して、バッテリが十分に昇温した時点から内燃機関の間欠運転を実行可能となるので、ハイブリッド自動車のエネルギ効率をより向上させることが可能となる。
【００１４】
また、本発明によるハイブリッド自動車は、道路に関する情報を含む地図情報を保持する地図情報保持手段と、前記ハイブリッド自動車の現在位置を取得する現在位置取得手段と、前記地図情報と所定の制約とに基づいて前記取得された現在位置から目的地までの走行時間または走行距離を推定する推定手段とを更に備えてもよく、前記判定手段は、前記システム起動に際して推定された走行時間または走行距離が所定時間または所定距離未満である場合に、前記バッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断するものであってもよい。すなわち、システム起動に際して推定された走行時間または走行距離が絶対的に短い場合には、その後の走行中にバッテリ昇温制御を実行したとしても、停車（システム停止）までの間に内燃機関の間欠運転を許容するのに十分な電力を出力可能な状態にあるときの温度までバッテリを昇温させ得ない可能性が高い。従って、システム起動に際して推定された走行時間または走行距離が所定時間または所定距離未満である場合にバッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断するものとすれば、無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制してハイブリッド自動車のエネルギ効率をより向上させることが可能となる。なお、この場合の閾値としての所定時間または所定距離は、一定の値であってもよく、バッテリ温度のような何れかのパラメータに応じて変化する値であってもよい。
【００１５】
更に、本発明によるハイブリッド自動車は、車速を検出する車速検出手段を更に備えてもよく、前記解除条件は、前記検出された車速が所定時間継続して所定車速以上となった場合に成立するものであってもよい。すなわち、ハイブリッド自動車では、ある程度高い車速での走行に際して内燃機関に走行用の動力を出力させる必要が生じ、そのような走行状態が継続される場合には内燃機関の間欠運転が禁止されることから、間欠運転の実行を可能とするためにバッテリ昇温制御を実行する必要がなくなる。従って、車速が所定時間継続して所定車速以上となった場合には、バッテリ昇温制御を取り止めるようにすれば、無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制してハイブリッド自動車のエネルギ効率をより向上させることが可能となる。
【００１６】
また、本発明によるハイブリッド自動車は、前記バッテリの残容量を取得する残容量取得手段を更に備えてもよく、前記解除条件は、前記取得された残容量が所定残容量未満となった場合に成立するものであってもよい。すなわち、ハイブリッド自動車では、バッテリの残容量が所定残容量未満になったような場合、内燃機関の動力を用いて発電手段に電力を発生させ、その電力にてバッテリを充電する必要が生じる。そして、このような場合には内燃機関の間欠運転が禁止されることから、間欠運転の実行を可能とするためにバッテリ昇温制御を実行する必要がなくなる。従って、バッテリの残容量が所定残容量未満になった場合にバッテリ昇温制御を取り止めるようにすれば、無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制してハイブリッド自動車のエネルギ効率をより向上させることが可能となる。
【００１７】
そして、前記制御手段は、前記判定手段により前記バッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断された場合には、第１の制約に従った前記バッテリの充放電量の設定を実行しながら前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する一方、前記判定手段により前記バッテリを強制的に昇温させるべきと判断された場合には、前記第１の制約に比べて前記バッテリの充電と放電との切り換えを抑制する傾向の第２の制約に従った前記バッテリの充放電量の設定を前記バッテリ昇温制御として実行しながら前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御するものであってもよい。これにより、第２の制約に従えば、バッテリを強制的に昇温させるべきときに充放電に伴う熱を利用してバッテリを良好に昇温させることが可能となる。
【００１８】
また、前記発電手段は、前記内燃機関の出力軸と車軸とに接続され、電力と動力の入出力を伴って前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を前記車軸に出力する電力動力入出力手段であってもよい。更に、前記電力動力入出力手段は、前記車軸と前記内燃機関の出力軸と回転可能な回転軸とに接続され、これら３軸のうちの何れか２軸に入出力される動力に基づいて定まる動力を残余の軸に入出力する３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に動力を入出力可能な電動機とを含み、前記電動機は、前記車軸または該車軸とは異なる第２の車軸に動力を入出力可能であってもよい。
【００１９】
本発明によるハイブリッド自動車の制御方法は、
走行用の動力を出力可能な内燃機関と、走行用の動力を出力可能な電動機と、前記内燃機関からの動力を用いて発電可能な発電手段と、前記電動機および前記発電手段のそれぞれと電力をやり取り可能なバッテリとを備えたハイブリッド自動車の制御方法であって、
ａ）前記バッテリの温度と前記内燃機関の間欠運転の許否を決定し得る所定の車両状態とを取得するステップと、
（ｂ）ステップ（ａ）で取得された前記バッテリの温度と前記車両状態とに基づいて前記バッテリを強制的に昇温させるべきか否かを判定するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）で前記バッテリを強制的に昇温させるべきではないと判断された場合には、前記バッテリを強制的に昇温させるためのバッテリ昇温制御を伴うことなく走行に要求される要求駆動力に基づく駆動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御する一方、ステップ（ｂ）で前記バッテリを強制的に昇温させるべきと判断された場合には、所定の解除条件が成立するまで前記バッテリ昇温制御を伴って前記設定された要求駆動力に基づく駆動力が得られるように前記内燃機関と前記電動機と前記発電手段とを制御するステップと、
を含むものである。
【００２０】
この方法のように、バッテリ昇温制御を実行するか否かの判定に際して、バッテリの温度に加えて上記所定の車両状態を用いれば、当該車両状態に基づいて内燃機関の間欠運転の許否すなわち内燃機関の運転の有無を知ることが可能となり、そのような内燃機関の運転の有無とバッテリの温度とからバッテリ昇温制御を実行すべきか否かをより適正に判断することができる。従って、この方法によれば、無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制したより適正なバッテリ昇温制御の実行が可能となり、ハイブリッド自動車のエネルギ効率をより向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
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。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の第１の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、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸であるクランクシャフト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、乗員室（車室）２１の空調を行なう空調ユニット９０と、ハイブリッド自動車２０の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（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０等とを備える。
【００２３】
エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料の供給を受けて動力を出力する内燃機関であり、当該エンジン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により燃料噴射量や点火時期、吸入空気量等の制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４には、例えば、エンジン２２の間欠運転の許否を決定し得る車両温度たるエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１２１からの冷却水温Ｔｗ等を示す信号等が入力される。そして、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２４】
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。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、動力分配統合機構３０は、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側と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３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２５】
モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、何れも発電機として作動すると共に電動機として作動可能な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を介して二次電池であるバッテリ５０と電力のやり取りを行なう。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の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費できるようになっている。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２の何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り、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は充放電されないことになる。モータＭＧ１，ＭＧ２は、何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等が入力されており、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等が出力される。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいて図示しない回転数算出ルーチンを実行し、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算している。また、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ７０からの制御信号等に基づいてモータ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ＥＣＵ７０に出力する。
【００２６】
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からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力されている。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の積算値に基づいて残容量ＳＯＣも算出している。
【００２７】
空調ユニット９０は、エンジン２２の冷却系統に含まれて冷却水と空気との熱交換を可能とする熱交換器９１と、外気や乗員室２１内の空気を熱交換器９１側に吸引すると共に熱交換器９１にて冷却水と熱交換した空気である調和空気を乗員室２１へと送り出すブロワ９２と、外気と乗員室２１からの空気との何れかがブロワ９２により選択的に吸引されるようにする三方弁（切換機構）９３と、ユニット全体をコントロールする空調用電子制御ユニット（以下、「空調用ＥＣＵ」という）９９とを備える。空調用ＥＣＵ９９には、乗員室内のインストルメントパネル上に設けられた空調用オンオフスイッチ９４からのオンオフ信号や、同様にインストルメントパネルに設けられた温度設定用スイッチ９５からの設定温度信号、乗員室２１内に配置された室温センサ９６からの室温Ｔｒ、乗員室２１の外部に配置された外気温センサ９７からの外気温Ｔｏ、乗員室２１の外部に配置されて日射量を検出する日射センサ９８からの日射量ＳＲ等が入力される。空調用ＥＣＵ９９は、これらの入力信号に基づいて乗員室２１内の室内温度Ｔｒが設定温度となるようブロワ９２を駆動制御する。また、空調用ＥＣＵ９９は、室温Ｔｒ、外気温Ｔｏおよび冷却水温Ｔｗの少なくとも何れか（本実施例では、冷却水温Ｔｗ）に基づいてエンジン２２の運転すなわちエンジン２２の間欠運転の禁止を要求するためのエンジン運転要求（暖房用運転要求）を設定し、こうして空調用ＥＣＵ９９によりエンジン運転要求が設定されたときには、エンジン２２が始動されると共にエンジン２２の間欠運転が禁止されることになる。本実施例において、空調用ＥＣＵ９９は、冷却水温Ｔｗが第１の温度（例えば６０℃）未満のときにエンジン運転要求を設定すると共に冷却水温Ｔｗが第２の温度（例えば８０℃）以上になるとその設定を解除する。また、空調用ＥＣＵ９９は、冷却水温Ｔｗが所定温度未満であり、かつ空調用オンオフスイッチ９４がオンされたときにエンジン運転要求を設定するものであってもよい。そして、空調用ＥＣＵ９９は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、必要に応じて設定したエンジン運転要求や空調ユニット９０の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に送信する。
【００２８】
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、ナビゲーションシステム８８からの走行予定時間ｔｔ等が入力ポートを介して入力される。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。なお、ナビゲーションシステム８８は、地図情報等を記憶したハードディスクやＤＶＤーＲＯＭ等の記憶媒体（地図情報保持手段）や通信ポートなどを含む制御部（推定手段）とを内蔵する本体と、車両の現在位置に関する情報を受信するＧＰＳアンテナ（現在位置取得手段）と、車両の現在位置に関する情報や目的地までの走行ルートといった各種情報を表示可能なディスプレイとを備え（何れも図示省略）、操作者により目的地が指定されたときに地図情報と車両の現在位置と目的地とに基づいて目的地までの走行ルートを検索すると共に検索した走行ルートについての走行予定時間や走行予定距離を出力し、ディスプレイ上の表示や音声等を介してルート案内を行なうものである。
【００２９】
上述のように構成された本実施例のハイブリッド自動車２０では、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Ｔｒ＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に対応する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の運転制御モードとしては、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に出力するように運転制御するモータ運転モード等がある。
【００３０】
次に、上述のように構成された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ＥＣＵ７０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）に実行される。
【００３１】
図２の駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、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８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ、バッテリ５０の充放電に許容される電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔ、昇温制御フラグＦｂの値といった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。また、残容量ＳＯＣは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。更に、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と、そ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とは、温度センサ５１により検出されたバッテリ５０のバッテリ温度Ｔｂとバッテリ５０の残容量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。なお、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の基本値を設定すると共に、バッテリ５０の残容量（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可能である。図３にバッテリ温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示し、図４にバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す。また、昇温制御フラグＦｂは、後述する起動時昇温制御判定ルーチンや起動後昇温制御判定ルーチンを経てバッテリ５０の強制的な充放電により熱を発生させて当該バッテリ５０をエンジン２２の間欠運転を許容するのに十分な電力を出力可能な状態にあるときのバッテリ５０の温度として予め定められる間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆまで昇温させるバッテリ昇温制御を実行すべき場合に値１に設定され、バッテリ昇温制御を実行すべきではない場合に値０に設定されるものである。なお、間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆは、図３および図４の特性等に基づいて決定され得る値であり、実施例では例えば０℃〜１０℃程度の値とされる。
【００３２】
ステップＳ１００のデータ入力処理の後、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動輪３９ａ，３９ｂ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）。本実施例では、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た要求トルク設定用マップがＲＯＭ７４に記憶されており、要求トルクＴｒ＊としては、与えられたアクセル開度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５に要求トルク設定用マップの一例を示す。続いて、ステップＳ１００にて入力した昇温制御フラグＦｂが値０であるか否かを判定し（ステップＳ１２０）、昇温制御フラグＦｂが値０であれば、バッテリ昇温制御を実行しない通常時用のマップを用いてバッテリ５０が充放電すべき充放電要求パワーＰｂ＊を設定する（ステップＳ１３０）。また、昇温制御フラグＦｂが値１であれば、バッテリ昇温制御を実行する昇温制御時用のマップを用いてバッテリ５０が充放電すべき充放電要求パワーＰｂ＊を設定する（ステップＳ１４０）。本実施例では、バッテリ昇温制御を実行しない通常時とバッテリ昇温制御を実行する昇温制御時とにおけるバッテリ５０の残容量ＳＯＣと充放電要求パワーＰｂ＊との関係を予め定めた通常時充放電要求パワー設定用マップと昇温制御時充放電要求パワー設定用マップとがＲＯＭ７４に記憶されており、残容量ＳＯＣと昇温制御フラグＦｂの値とが与えられると両マップの何れかから対応する充放電要求パワーＰｂ＊が導出・設定される。通常時充放電要求パワー設定用マップおよび昇温制御時充放電要求パワー設定用マップの例を図６に示す。図６において実線で示すように、本実施例の通常時充放電要求パワー設定用マップは、残容量ＳＯＣが低残量側閾値ＳＬ未満のときには充放電要求パワーＰｂ＊を一定の最大充電量（Ｐｃ）に設定すると共に残容量ＳＯＣが高残量側閾値ＳＨ以上であるときには充放電要求パワーＰｂ＊を一定の最大放電量（Ｐｄ）に設定し、残容量ＳＯＣが低残量側閾値ＳＬ以上かつ高残量側閾値ＳＨ未満であるときには充放電要求パワーＰｂ＊を比較的緩やかな勾配で残容量ＳＯＣに比例して増減するように設定するものとされている。これに対して、本実施例の昇温制御時充放電要求パワー設定用マップは、同図において一点鎖線で示すように充放電要求パワーＰｂ＊が一定の最大充電量Ｐｃに設定されている状態で残容量ＳＯＣが高残量側閾値ＳＨ′（例えばＳＨ′＞ＳＨ）以上になると急峻に（直ちに）充放電要求パワーＰｂ＊を一定の最大放電量Ｐｄに設定する一方、同図において二点鎖線で示すように充放電要求パワーＰｂ＊が一定の最大放電量Ｐｄに設定されている状態で残容量ＳＯＣが低残量側閾値ＳＬ′（例えばＳＬ′＜ＳＬ）未満になると急峻に（直ちに）充放電要求パワーＰｂ＊を一定の最大充電量Ｐｃに設定するものとされている。すなわち、昇温制御時充放電要求パワー設定用マップはヒステリシス特性を有し、通常時充放電要求パワー設定用マップに比べて、充放電の切り換え時における残容量ＳＯＣに対する充放電要求パワーＰｂ＊の傾きを大きく規定すると共に、充放電の切り換え閾値間（ＳＬ′とＳＨ′との間）の幅を大きく規定するものである。これにより、昇温制御フラグＦｂが値１とされている場合には、昇温制御フラグＦｂが値０とされているときに比べて、充放電要求パワーＰｂ＊の値が最大充電量Ｐｃと最大放電量Ｐｄとの何れかに固定される時間が長くなり、バッテリ５０の充電と放電との頻繁な切り換えが抑制されることになる。
【００３３】
こうして充放電要求パワーＰｂ＊を設定すると、ハイブリッド自動車２０の全体に要求される要求パワーＰ＊を設定する（ステップＳ１５０）。本実施例において、要求パワーＰ＊は、ステップＳ１１０にて設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものと充放電要求パワーＰｂ＊（ただし、充電要求側を正とする）とロスＬｏｓｓとの和として計算される。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、図示するようにモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除するか、あるいは車速Ｖに換算係数ｋを乗じることによって求めることができる。要求パワーＰ＊を設定したならば、設定した要求パワーＰ＊が所定の閾値Ｐｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。ここで用いられる閾値Ｐｒｅｆは、エンジン２２に動力（トルク）を出力させるべきか否かを判定するためにエンジン２２やモータＭＧ２の特性等に基づいて定められ、エンジン２２を効率よく運転することができる領域における下限のパワーまたはその近傍の値とされる。そして、要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ以上である場合には、エンジン２２に要求パワーＰ＊を出力させるものとし、更にエンジン２２が運転されているか否かを判定する（ステップＳ１７０）。この場合、エンジン２２が運転されていなければ、図示しないエンジン始動ルーチン（ステップＳ１８０）を経てエンジン２２が始動された後に再度本ルーチンが実行されることになる。また、エンジン２２が運転されている場合には、要求パワーＰ＊をエンジン２２に出力させるべく要求パワーＰ＊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Ｓ１９０）。本実施例では、予め定められたエンジン２２を効率よく動作させるための動作ラインと要求パワーＰｅ＊とに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定するものとした。図７に、エンジン２２の動作ラインと目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との相関曲線とを例示する。同図に示すように、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＊）が一定となることを示す相関曲線との交点から求めることができる。
【００３４】
こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを設定したならば、ステップＳ１９０に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（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とを用いて次式（１）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、計算した目標回転数Ｎｍ１＊と現在の回転数Ｎｍ１とに基づく式（２）の計算を実行してモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ２００）。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。また、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８に例示する。図中、左側のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１に一致するサンギヤ３１の回転数を示し、中央のＣ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅに一致するキャリア３４の回転数を示し、右側の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。また、Ｒ軸上の２つの太線矢印は、モータＭＧ１からトルクＴｍ１を出力したときにこのトルク出力によりリングギヤ軸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。モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を求めるための式（１）は、この共線図における回転数の関係を用いれば容易に導出することができる。そして、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。
【００３５】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ)  …（１）
Tm1*=前回Tm1*+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt  …（２）
【００３６】
モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと、Ｓ２００にて設定したモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と現在のモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１との積として得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）との偏差をモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除す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Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および式（４）に従い計算する（ステップＳ２１０）。更に、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と減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクとしての仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）に従い計算し（ステップＳ２２０）、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊をステップＳ２１０にて計算したトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値として設定する（ステップＳ２３０）。このようにしてモータ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に出力するトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，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（５）は、図８の共線図から容易に導出することができる。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＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ２４０）、本ルーチンを一旦終了させる。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、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを得るための制御を実行する。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＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３７】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2  …（３）
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2  …（４）
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr  …（５）
【００３８】
一方、ステップＳ１６０にて要求パワーＰ＊が閾値Ｐｒｅｆ未満であると判断した場合にも、更にエンジン２２が運転されているか否かを判定する（ステップＳ２５０）。この場合、エンジン２２が運転されていれば、エンジン２２が実質的にトルクの出力を行なうことなく自立運転されるように、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を所定の回転数Ｎｉｄｌに設定すると共に目標トルクＴｅ＊を値０に設定する（ステップＳ２６０）。本実施例では、回転数Ｎｉｄｌは、例えばアイドル時の回転数（８００〜１０００ｒｐｍ）であるものとした。また、エンジン２２が運転されていなければ、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とをそれぞれ値０に設定する（ステップＳ２７０）。そして、ステップＳ２６０またはＳ２７０の処理の後、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を値０に設定した上で（ステップＳ２８０）、上述のステップＳ２１０〜Ｓ２４０の処理を実行する。
【００３９】
このように、本実施例のハイブリッド自動車２０では、昇温制御フラグＦｂが値０に設定されている場合には、第１の制約としての通常時充放電要求パワー設定用マップを用いた充放電要求パワーＰｂ＊の設定（ステップＳ１３０）を伴ってステップＳ１１０にて設定された要求トルクＴｒ＊に基づく駆動力が得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。これに対して、昇温制御フラグＦｂが値１に設定されている場合には、通常時充放電要求パワー設定用マップに比べてバッテリ５０の充電と放電との切り換えを抑制する傾向の第２の制約たる昇温制御時充放電要求パワー設定用マップを用いたバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊の設定（ステップＳ１４０）をバッテリ昇温制御として伴ってステップＳ１１０にて設定された要求トルクＴｒ＊に基づく駆動力が得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。これにより、昇温制御フラグＦｂが値１に設定されており、昇温制御時充放電要求パワー設定用マップを用いて充放電要求パワーＰｂ＊が設定された場合には、エンジン２２を停止または自立運転すると共にバッテリ５０から最大放電量Ｐｄの電力を放電させてモータＭＧ２により要求トルクＴｒ＊を賄うモータ走行状態と、要求パワーＰ＊をエンジン２２に発生させ、発電機としてのモータＭＧ１を駆動して電力を発生させると共に最大充電量Ｐｃにてバッテリ５０を充電しつつ要求トルクＴｒ＊を賄う走行状態とが比較的少ない頻度で繰り返されることになる。従って、ハイブリッド自動車２０では、昇温制御フラグＦｂが値１に設定されており、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきときに、充放電に伴う熱を利用してバッテリ５０を良好に昇温させることが可能となる。
【００４０】
引き続き、図９から図１２を参照しながら、上述のハイブリッド自動車２０において実行される起動時昇温制御判定ルーチンおよび起動後昇温制御判定ルーチンについて説明する。
【００４１】
図９は、イグニッションスイッチ８０がオンされてハイブリッド自動車２０のシステム起動がなされるとハイブリッドＥＣＵ７０により１サイクル実行される起動時昇温制御判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。システム起動がなされて図９の起動時昇温制御判定ルーチンを開始させるに際して、ハイブリッドＥＣＵ７０は、まず、システム起動がなされた際（起動直後）のバッテリ温度Ｔｂや冷却水温Ｔｗ、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ、ナビゲーションシステム８８からの走行予定時間ｔｔといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ３００）。本実施例において、バッテリ温度Ｔｂおよび残容量ＳＯＣは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとし、冷却水温Ｔｗは、水温センサ１２１により検出されたものをエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。
【００４２】
次いで、ステップＳ３００にて走行予定時間ｔｔを入力したか否か、すなわち運転者等により目的地が指定されてナビゲーションシステムにより走行予定時間ｔｔが出力されたか否かを判定し（ステップＳ３１０）、走行予定時間ｔｔを入力していれば、入力した走行予定時間ｔｔが予め定められた閾値ｔｔｒｅｆ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２０）。ここで、システム起動に際してナビゲーションシステム８８により推定された走行予定時間ｔｔが絶対的に短い場合には、その後の走行中にバッテリ昇温制御を実行したとしても、システム起動から停車（イグニッションスイッチ８０がオフされるとき）までの間にバッテリ５０を間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆまで昇温させ得ない可能性が高い。これを踏まえて、本実施例では、ステップＳ３２０にて、システム起動に際して推定された走行予定時間ｔｔが予め定められた閾値ｔｔｒｅｆ未満であると判断された場合、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきではないとみなして昇温制御フラグＦｂを値０に設定し（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了させる。これにより、無駄なバッテリ昇温制御の実行が抑制されることになるので、ハイブリッド自動車２０のエネルギ効率をより向上させることが可能となる。なお、閾値ｔｔｒｅｆは、バッテリ温度Ｔｂと、あるバッテリ温度Ｔｂを間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆまで上昇させるのに要する時間との関係等に基づいて実験、解析を経て定められ、実施例では一定の値とされる。また、ステップＳ３１０にて否定判断がなされた場合には、ステップＳ３２０の処理はスキップされる。
【００４３】
一方、ステップＳ３１０にて否定判断がなされた場合や、ステップＳ３２０にて肯定判断がなされた場合には、ステップＳ３００にて入力した残容量ＳＯＣに対応した図１０に例示するような昇温制御判定用マップをＲＯＭ７４から読み出して設定し（ステップＳ３３０）、設定した昇温制御判定用マップを用いると共にステップＳ３００にて入力したシステム起動の際のバッテリ温度Ｔｂおよび冷却水温Ｔｗに基づいてバッテリ昇温制御を実行すべきか否かを判定する（ステップＳ３４０）。そして、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきであれば、昇温制御フラグＦｂを値１に設定する一方（ステップＳ３５０）、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきでなければ、昇温制御フラグＦｂを値０に設定し（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了させる。
【００４４】
昇温制御判定用マップは、バッテリ昇温制御を実行すべき場合のシステム起動時におけるバッテリ温度Ｔｂの上限および下限をシステム起動時における冷却水温Ｔｗに応じて残容量ＳＯＣごとに規定するように実験、解析を経て作成され、予めＲＯＭ７４に記憶されている。かかる昇温制御判定用マップを用いた場合、システム起動に際して取得されたバッテリ温度Ｔｂおよび冷却水温Ｔｗが図１０においてハッチングを付した昇温制御実行領域内にあれば、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきと判断される。すなわち、図１０からわかるように、基本的に、バッテリ温度Ｔｂと冷却水温Ｔｗとの双方がある程度高ければ、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきではないと判断されることになる。また、図１０の昇温制御判定用マップを用いた場合、冷却水温Ｔｗが絶対的に低い場合（極低温）であってもバッテリ温度Ｔｂがある程度高ければ、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきではないと判断され、バッテリ温度Ｔｂが絶対的に低い場合（極低温）であっても冷却水温Ｔｗがある程度高ければ、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきではないと判断されることになる。
【００４５】
ここで、本実施例のハイブリッド自動車２０では、システム起動に際し、冷却水温Ｔｗに基づいて暖房性能すなわち熱交換器９１の熱源を確保する必要がある際に空調用ＥＣＵ９９によりエンジン２２の運転（暖機運転）を要求するためのエンジン運転要求が設定され、それに伴ってエンジン２２が始動されると共にエンジン２２の間欠運転が禁止される。この場合、図１１に示すように、システム起動の際のエンジン運転要求の設定に伴ってエンジン２２が始動されてから（暖機開始から）、エンジン運転要求の設定が解除されてエンジン２２の間欠運転が許容されるまでの間（システム起動後の間欠禁止時間）の冷却水温Ｔｗの上昇分ΔＴｗは、システム起動時における冷却水温Ｔｗや一般的な走行パターン（車速パターン）等に基づいて推定され得る。また、システム起動後の初期走行中のバッテリ温度Ｔｂの上昇分ΔＴｂ、すなわち当該システム起動後の間欠禁止時間中におけるエンジン２２からの熱や通常時充放電要求パワー設定用マップに従った（バッテリ昇温制御無しの）充放電によるバッテリ温度Ｔｂの上昇分ΔＴｂも一般的な走行パターン（車速パターン）を踏まえた実験、解析を行うことにより推定され得る。従って、実験、解析を行うことにより、システム起動の際のバッテリ温度Ｔｂと、システム起動後の間欠禁止時間内のバッテリ５０の温度上昇分ΔＴｂとの和が間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆ以上となるときのシステム起動時におけるバッテリ温度Ｔｂおよび冷却水温Ｔｗを予め推定することができる。これらを踏まえて、本実施例の昇温制御判定用マップは、システム起動の際に冷却水温Ｔｗに基づいてエンジン２２の間欠運転が禁止される場合にシステム起動から間欠運転が許容されるまでの間にバッテリ昇温制御無しでバッテリ５０が間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆまで昇温し得るときのシステム起動時におけるバッテリ温度Ｔｂおよび冷却水温Ｔｗを昇温制御実行領域に含まないように作成される。これにより、図１０の昇温制御判定用マップを用いれば、システム起動に際してエンジン２２が運転されてバッテリ昇温制御無しでもバッテリ５０の十分な昇温が見込める場合にバッテリ昇温制御を取り止めることができる。また、システム起動の際に禁止されたエンジン２２の間欠運転がその後に許容された際に、バッテリ５０から十分な電力を出力させながら内燃機関の間欠運転を良好に実行することが可能となる。
【００４６】
更に、システム起動に際して取得されたバッテリ温度Ｔｂが極端に低い場合には、システム起動直後からバッテリ昇温制御を実行したとしても、内燃機関の間欠運転を許容するのに十分な電力を出力可能な状態となるようにバッテリを昇温させるのに長時間を要してしまう。従って、システム起動の際のバッテリ温度Ｔｂが極端に低い場合には、システム起動から停車（イグニッションスイッチ８０がオフされるとき）までの間にバッテリ５０を間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆまで昇温させ得なかったり、バッテリ５０を十分に昇温させ得たとしてもその後にエンジン２２の間欠運転が結局実行されなかったりする可能性が高く、それまでに実行されたバッテリ昇温制御が結局無駄となってしまうおそれがある。例えば、バッテリ温度Ｔｂが−３０℃程度である場合には、上述のようなバッテリ昇温制御を実行してバッテリ温度Ｔｂを０℃程度まで昇温させるのに、およそ６０分を要してしまい、この場合、バッテリ５０が十分に昇温した後にエンジン２２の間欠運転が実際に実行される可能性は低い。このため、本実施例の昇温制御判定用マップは、図１０からわかるように、バッテリ昇温制御を実行すべき場合のシステム起動時におけるバッテリ温度Ｔｂの下限をシステム起動時における冷却水温Ｔｗに応じて規定するように作成されている。これにより、図１０の昇温制御判定用マップを用いれば、システム起動に際して取得されたバッテリ温度Ｔｂがシステム起動時における冷却水温Ｔｗに対応した下限温度未満である場合にバッテリ昇温制御を取り止めることができるので、結果的に無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制してハイブリッド自動車２０のエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【００４７】
上述のように、本実施例のハイブリッド自動車２０では、イグニッションスイッチ８０がオンされてシステムが起動されると、その時点で図９の起動時昇温制御判定ルーチンが実行され、バッテリ昇温制御を実行すべきか否かが判定される。そして、起動時昇温制御判定ルーチンにおける判定結果に応じてバッテリ昇温制御が開始された場合には、その後にバッテリ昇温制御を続行すべきか否かを判定すべく図１２に例示する起動後昇温制御判定ルーチンが実行される。図１２の起動後昇温制御判定ルーチンは、図９の起動時昇温制御判定ルーチンが実行された後、ハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間おきに繰り返し実行されるものである。
【００４８】
図１２の起動時昇温制御判定ルーチンを開始させるに際して、ハイブリッドＥＣＵ７０は、まず、バッテリＥＣＵ５２からの出力制限Ｗｏｕｔや残容量ＳＯＣ、車速センサ８７からの車速Ｖといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ４００）。かかるデータの入力処理の後、入力した出力制限Ｗｏｕｔが予め定められた閾値Ｗ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ４１０）。閾値Ｗ１は、エンジン２２の間欠運転を実行する際にバッテリ５０から出力させるべき電力に基づいて定められる値である。そして、入力した出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗ１以上であれば、バッテリ５０がエンジン２２の間欠運転を許容するのに十分な電力を出力可能な状態にあることになるから、バッテリ昇温制御の続行を禁止すべく昇温制御フラグＦｂを値０に設定し（ステップＳ４８０）、本ルーチンを一旦終了させる。こうして昇温制御フラグＦｂが値０に設定された後には、適宜エンジン２２の間欠運転を実行することにより、ハイブリッド自動車２０の燃費を良好に保ってそのエネルギ効率を向上させることができる。なお、このように出力制限Ｗｏｕｔに基づいてバッテリ昇温制御を続行すべきか否か判定する代わりに、ステップＳ４００にてバッテリ温度Ｔｂを入力し、ステップＳ４１０にて、入力したバッテリ温度Ｔｂと上述の間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆとを比較してバッテリ昇温制御を続行すべきか否か判定してもよい。
【００４９】
一方、ステップＳ４１０にて出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗ１未満であると判断した場合には、更に、ステップＳ４００にて入力した残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２０）。そして、残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１未満であれば、バッテリ昇温制御の続行を禁止すべく昇温制御フラグＦｂを値０に設定し（ステップＳ４８０）、本ルーチンを一旦終了させる。すなわち、ハイブリッド自動車２０では、バッテリの残容量が所定値ＳＯＣ１未満になった場合、エンジン２２の動力を用いて発電機としてのモータＭＧ１に電力を発生させ、その電力にてバッテリ５０を強制的に充電する必要が生じる。そして、このような場合にはエンジン２２の間欠運転が禁止されることから、間欠運転の実行を可能とするために昇温制御時充放電要求パワー設定用マップを用いたバッテリ昇温制御を実行する必要がなくなる。従って、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１未満になった場合にバッテリ昇温制御を取り止めるようにすれば、無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制してハイブリッド自動車２０のエネルギ効率をより向上させることが可能となる。
【００５０】
また、ステップＳ４２０にて残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１以上であると判断した場合には、更に、ステップＳ４００にて入力した車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ未満であるか否かを判定し（ステップＳ４３０）、車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ未満であれば、バッテリ昇温制御を続行すべく昇温制御フラグＦｂを値１に設定する（ステップＳ４６０）。また、車速Ｖが所定車速Ｖｒｅｆ以上であれば、図示しない所定のカウンタを１だけインクリメントした上で（ステップＳ４４０）、当該カウンタのカウント値ｎが所定値Ｎ未満であるか否かを判定する（ステップＳ４５０）。そして、カウント値ｎが所定値Ｎ未満であれば、バッテリ昇温制御を続行すべく昇温制御フラグＦｂを値１に設定し（ステップＳ４６０）、本ルーチンを一旦終了させる。また、ステップＳ４５０にてカウント値ｎが所定値Ｎ以上であると判断した場合には、上記カウンタをリセットした上で（ステップＳ４７０）、バッテリ昇温制御の続行を禁止すべく昇温制御フラグＦｂを値０に設定し（ステップＳ４８０）、本ルーチンを一旦終了させる。すなわち、ハイブリッド自動車２０では、ある程度高い車速での走行に際してエンジン２２に走行用の動力を出力させる必要が生じ、そのような走行状態が継続される場合にはエンジン２２の間欠運転が禁止されることから、間欠運転の実行を可能とするために昇温制御時充放電要求パワー設定用マップを用いたバッテリ昇温制御を実行する必要がなくなる。従って、ステップＳ４５０にて否定判断がなされたとき、すなわち車速Ｖが所定時間継続して所定車速Ｖｒｅｆ以上になっていると判断された場合に、バッテリ昇温制御を取り止めるようにすれば、無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制してハイブリッド自動車２０のエネルギ効率をより向上させることが可能となる。なお、ステップＳ４３０における閾値としての所定車速Ｖｒｅｆは、例えば６０〜７０ｋｍ程度の値とすることができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施例のハイブリッド自動車２０では、システム起動がなされると図９の起動時昇温制御判定ルーチンが実行され、それぞれシステム起動に際して取得されたバッテリ温度Ｔｂとエンジン２２の間欠運転の許否を決定し得る車両温度としての冷却水温Ｔｗとに基づいてバッテリ５０を強制的に昇温させるべきか否かが判定される（ステップＳ３３０，Ｓ３４０）。そして、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきではないと判断された場合には昇温制御フラグＦｂが値０に設定され（ステップＳ３６０）、この場合、図２の駆動制御ルーチンのもと、バッテリ５０を強制的に昇温させるためのバッテリ昇温制御を伴うことなく要求トルクＴｒ＊に基づく駆動力が得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。また、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきと判断された場合には昇温制御フラグＦｂが値１に設定され（ステップＳ３５０）、図１２の起動後昇温制御判定ルーチンにおいて昇温制御フラグＦｂが値０に設定されるまで、図２の駆動制御ルーチンのもと、バッテリ昇温制御を伴って要求トルクＴｒ＊に基づく駆動力が得られるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２とが制御される。このように、バッテリ昇温制御を実行するか否かの判定に際して、バッテリ温度Ｔｂに加えてエンジン２２の間欠運転の許否を決定し得る車両状態としての冷却水温Ｔｗを用いれば、当該冷却水温Ｔｗに基づいてエンジン２２の間欠運転の許否すなわちエンジン２２の運転の有無を知ることが可能となり、そのようなエンジン２２の運転の有無とバッテリ温度Ｔｂとからバッテリ昇温制御を実行すべきか否かをより適正に判断することができる。そして、本実施例のように、システム起動時に取得されたバッテリ温度Ｔｂおよび冷却水温Ｔｗに基づいてバッテリを強制的に昇温させるべきか否かを判定すれば、システム起動後に無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制したより適正なバッテリ昇温制御の実行が可能となり、エネルギ効率をより向上させることができる。
【００５２】
なお、上述の冷却水温Ｔｗに代わるエンジン２２の間欠運転の許否を決定し得る車両温度としては、例えば、冷却水温Ｔｗと同様に空調用ＥＣＵ９９によるエンジン運転要求の設定の有無すなわちエンジン２２の間欠運転の許否の決定に供され得る外気温度Ｔｏ、室温Ｔｒ等が挙げられ、上記昇温制御判定用マップは、外気温度Ｔｏあるいは室温Ｔｒとバッテリ温度Ｔｂとに基づいて作成されてもよい。また、図３等からわかるように、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、残容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂとから定まるものであるから、システム起動時におけるバッテリ温度Ｔｂの上限および下限をシステム起動時における冷却水温Ｔｗに応じて残容量ＳＯＣごとに規定するように昇温制御判定用マップを作成する代わりに、バッテリ５０の入力制限Ｗｉｎまたは出力制限Ｗｏｕｔの上限および下限をシステム起動時における冷却水温Ｔｗに応じて規定するように昇温制御判定用マップを作成してもよい。
【００５３】
更に、本実施例のハイブリッド自動車２０では、ステップＳ３４０の判定処理に、システム起動の際に冷却水温Ｔｗに基づいてエンジン２２の間欠運転が禁止される場合にシステム起動から間欠運転が許容されるまでの間にバッテリ昇温制御無しでバッテリ５０が間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆまで昇温し得るときのシステム起動時におけるバッテリ温度Ｔｂおよび冷却水温Ｔｗを昇温制御実行領域に含まないように作成された昇温制御判定用マップが用いられる。これにより、ハイブリッド自動車２０では、システム起動に際してエンジン２２が運転されてバッテリ昇温制御無しでもバッテリ５０の十分な昇温が見込める場合にバッテリ昇温制御を取り止めることができる。また、ステップＳ３４０にて用いられる昇温制御判定用マップは、バッテリ昇温制御を実行すべき場合のシステム起動時におけるバッテリ温度Ｔｂの下限をシステム起動時における冷却水温Ｔｗに応じて規定するように作成されているので、間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆまでバッテリ５０を昇温させることが困難であってエンジン２２の間欠運転が実際に実行される可能性は低い場合に、無駄なバッテリ昇温制御が実行されることを抑制することができる。なお、昇温制御判定用マップは、冷却水温Ｔｗ（車両温度）に拘わらず、バッテリ温度Ｔｂに関する下限温度を一定の値として規定するものであってもよい。
【００５４】
そして、図９の起動時昇温制御判定ルーチンにおいては、システム起動に際してナビゲーションシステム８８により推定された走行予定時間ｔｔが予め定められた閾値ｔｔｒｅｆ未満である場合に、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきではないと判断される（ステップＳ３１０）。これにより、システム起動に際して推定された走行予定時間ｔｔが絶対的に短く、その後の走行中にバッテリ昇温制御を実行したとしてもバッテリ５０を間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆまで昇温させ得ない可能性が高い場合に、無駄にバッテリ昇温制御が実行されてしまうことを抑制してハイブリッド自動車２０のエネルギ効率をより向上させることが可能となる。なお、図９のステップＳ３１０の処理に際しては、システム起動に際してナビゲーションシステム８８によって推定された走行予定距離と所定の閾値とを比較してもよい。更に、ステップＳ３１０における閾値としての時間または距離は、例えばバッテリ温度Ｔｂといった他のパラメータに応じて変化する値とされてもよい。
【００５５】
また、図１２の起動後昇温制御判定ルーチンに関連して説明したように、出力制限Ｗｏｕｔが閾値Ｗ１以上になること（ステップＳ４１０）、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１未満となること（ステップＳ４２０）、および車速Ｖが所定時間継続して所定車速Ｖｒｅｆ以上になっていること（ステップＳ４３０〜Ｓ４７０）を主にバッテリ昇温制御の解除条件とすれば、無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制してハイブリッド自動車２０のエネルギ効率をより向上させることが可能となる。
【実施例２】
【００５６】
次に、図１３を参照しながら、本発明の第２の実施例として、上述のハイブリッド自動車２０において実行される得る他の起動時昇温制御判定ルーチンについて説明する。図１３の起動時昇温制御判定ルーチンもイグニッションスイッチ８０がオンされてハイブリッド自動車２０がシステム起動されたときにハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるものである。システム起動がなされて図１３の起動時昇温制御判定ルーチンを開始させるに際して、ハイブリッドＥＣＵ７０は、図９のステップＳ３００と同様にして、それぞれシステム起動に際して取得されたバッテリ温度Ｔｂや冷却水温Ｔｗ、室温センサ９６からの室温Ｔｒ、外気温センサ９７からの外気温Ｔｏ、日射センサ９８からの日射量ＳＲ、ナビゲーションシステム８８からの走行予定時間ｔｔといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ５００）。次いで、図９のステップＳ３１０およびＳ３２０と同様の処理であるステップＳ５１０およびＳ５２０を実行し、システム起動に際して推定された走行予定時間ｔｔが閾値ｔｔｒｅｆ未満であると判断した場合、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきではないとみなして昇温制御フラグＦｂを値０に設定し（ステップ５７０）、本ルーチンを終了させる。また、ステップＳ５１０にて否定判断がなされた場合や、ステップＳ５２０にて肯定判断がなされた場合には、ステップＳ５００にて入力した室温Ｔｒ、外気温Ｔｏおよび日射量ＳＲに基づいてエンジン２２の間欠運転が許容されるときの冷却水の温度（最低温度）、すなわちシステム起動の際に空調用ＥＣＵ９９によりエンジン運転要求が設定されないときの冷却水の最低温度である間欠許容冷却水温Ｔｗｒｅｆを設定する（ステップＳ５３０）。本実施例では、間欠許容冷却水温Ｔｗｒｅｆと室温Ｔｒ、外気温Ｔｏおよび日射量ＳＲとの関係を予め定めた間欠許容冷却水温設定用マップがＲＯＭ７４に記憶されており、間欠許容冷却水温Ｔｗｒｅｆとしては、与えられた室温Ｔｒ、外気温Ｔｏおよび日射量ＳＲに対応したものが当該マップから導出・設定される。
【００５７】
続いて、ステップＳ５３０にて設定した間欠許容冷却水温ＴｗｒｅｆからステップＳ５００にて入力したシステム起動の際の冷却水温Ｔｗを減じた値（偏差）が予め定められた閾値α未満であるか否かを判定する（ステップＳ５４０）。閾値αは、例えば３０℃〜５０℃程度の値（本実施例では、４０℃）とされ、ステップＳ５４０にて間欠許容冷却水温Ｔｗｒｅｆからシステム起動の際の冷却水温Ｔｗを減じた値が閾値α以上であると判断した場合には、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきではないとみなして昇温制御フラグＦｂを値０に設定し（ステップＳ５７０）、本ルーチンを終了させる。すなわち、ステップＳ５４０にて否定判断がなされる場合には、システム起動の際の冷却水温Ｔｗと間欠許容冷却水温Ｔｗｒｅｆとの乖離が大きいため、暖機等の必要性からエンジン２２の間欠運転が許容されずにエンジン２２がシステム起動後に比較的長い時間だけ運転され、バッテリ５０の放電を伴うモータＭＧ２によるモータ走行が制限されることになるので、このような場合には、バッテリ昇温制御を実行してバッテリ５０を昇温させたとしても結果的にエンジン２２の間欠運転が許容されない可能性が高い。従って、ステップＳ５４０にて否定判断がなされた場合に、昇温制御フラグＦｂを値０に設定すれば、無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制してハイブリッド自動車２０のエネルギ効率を向上させることが可能となる。
【００５８】
一方、ステップＳ５４０にて間欠許容冷却水温Ｔｗｒｅｆからシステム起動の際の冷却水温Ｔｗを減じた値が閾値α未満であると判断した場合には、更にステップＳ５００にて入力したシステム起動の際のバッテリ温度Ｔｂから上記間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆを減じた値（偏差）が予め定められた閾値β以上であるか否かを判定する（ステップＳ５５０）。閾値βは、例えば５℃〜１０℃程度の値（本実施例では、５℃）とされ、ステップＳ５５０にてシステム起動の際のバッテリ温度Ｔｂから間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆを減じた値が閾値β未満であると判断した場合には、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきではないとみなして昇温制御フラグＦｂを値０に設定し（ステップＳ５７０）、本ルーチンを終了させる。すなわち、ステップＳ５５０にて否定判断がなされる場合には、システム起動の際のバッテリ温度Ｔｂと間欠許容バッテリ温度Ｔｂとの間に殆ど差がないといってよく、このような場合には、特にバッテリ昇温制御を実行しなくても、システム起動後の初期走行によりバッテリ５０が速やかに間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆまで昇温すると考えられることから、無駄なバッテリ昇温制御の実行を抑制すべく、昇温制御フラグＦｂを値０に設定するのである。これに対して、ステップＳ５５０にてシステム起動の際のバッテリ温度Ｔｂから間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆを減じた値が閾値β以下であると判断した場合には、バッテリ５０を強制的に昇温させるべきとみなして昇温制御フラグＦｂを値１に設定し（ステップＳ５６０）、本ルーチンを終了させる。
【００５９】
このように、第２の実施例に係る起動時昇温制御判定ルーチンのもとでは、間欠許容冷却水温Ｔｗｒｅｆとシステム起動の際の冷却水温Ｔｗとの偏差が閾値α未満であり、かつシステム起動の際のバッテリ温度Ｔｂと間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆとの偏差が閾値β以上である場合に、バッテリを強制的に昇温させるべきと判断されて昇温制御フラグｆｂが値１に設定されることになる。すなわち、エンジン２２の間欠運転が許容されるときの冷却水温Ｔｗである間欠許容冷却水温Ｔｗｒｅｆとシステム起動の際の冷却水温Ｔｗとの偏差が閾値α未満である場合には、システム起動後の比較的早い段階で冷却水温Ｔｗと間欠許容冷却水温Ｔｗとの関係からエンジン２２の間欠運転が許容される可能性が高い。従って、このような場合には、バッテリ昇温制御を実行してエンジン２２の間欠運転を許容するのに十分な電力を出力可能な状態にあるときの温度である間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆまでバッテリ５０を昇温させておくことが好ましい。ただし、システム起動の際のバッテリ温度Ｔｂと間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆとの偏差が閾値β未満であれば、上述のようにシステム起動後の初期走行の間にバッテリ５０が間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆ以上にまで昇温する可能性が高い。従って、間欠許容冷却水温Ｔｗｒｅｆとシステム起動の際の冷却水温Ｔｗとの偏差が閾値α未満であり、かつシステム起動の際のバッテリ温度Ｔｂと間欠許容バッテリ温度Ｔｂｒｅｆとの偏差が閾値β以上である場合に、バッテリ昇温制御が実行されるようにすれば、バッテリ昇温制御をより適正に実行すると共に、バッテリ５０が十分に昇温した時点からエンジン２２の間欠運転を実行可能となるので、ハイブリッド自動車２０のエネルギ効率をより向上させることが可能となる。
【００６０】
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、本発明は上記各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。
【００６１】
すなわち、上記ハイブリッド自動車２０では、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａとモータＭＧ２とがモータＭＧ２の回転数を減速してリングギヤ軸３２ａに伝達する減速ギヤ３５を介して連結されているが、減速ギヤ３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有し、モータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。
【００６２】
更に、上記ハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により減速して駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものではない。すなわち、本発明は、図１４に示す変形例としてのハイブリッド自動車１２０のように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａに接続された車軸（駆動輪３９ａ，３９ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図１４における車輪３９ｃ，３９ｄに接続された車軸）に出力するものに適用されてもよい。
【００６３】
また、実施例のハイブリッド自動車２０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３９ａ，３９ｂに接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力するものであるが、本発明の適用対象は、これに限られるものでもない。すなわち、本発明は、図１５に示す変形例としてのハイブリッド自動車２２０のように、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３９ａ，３９ｂ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を備えたものに適用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の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】第１の実施例のハイブリッドＥＣＵ７０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。
【図３】バッテリ５０におけるバッテリ温度Ｔｂと入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとの関係の一例を示す説明図である。
【図４】バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）と入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの補正係数との関係の一例を示す説明図である。
【図５】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図６】通常時充放電要求パワー設定用マップおよび昇温制御時充放電要求パワー設定用マップの例を示す説明図である。
【図７】エンジン２２の動作ラインと目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊との相関曲線とを例示する説明図である。
【図８】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。
【図９】第１の実施例のハイブリッド自動車２０のシステム起動がなされたときにハイブリッドＥＣＵ７０により実行される起動時昇温制御判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】昇温制御判定用マップの一例を示す説明図である。
【図１１】システム起動がなされた後にエンジン２２が運転される場合の冷却水温Ｔｗとバッテリ温度Ｔｂとの推移を示す説明図である。
【図１２】第１の実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行される起動後昇温制御判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施例における起動時昇温制御判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１４】変形例のハイブリッド自動車１２０の概略構成図である。
【図１５】変形例のハイブリッド自動車２２０の概略構成図である。
【符号の説明】
【００６５】
２０，１２０，２２０  ハイブリッド自動車、２１  乗員室、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、３７  ギヤ機構、３８  デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ  駆動輪、３９ｃ，３９ｄ  車輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４３，４４  回転位置検出センサ、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  ナビゲーションシステム、９０  空調ユニット、９１  熱交換器、９２  ブロワ、９４  空調用オンオフスイッチ、９５  温度設定用スイッチ、９６  室温センサ、９７  外気温センサ、９８  日射センサ、９９  空調用電子制御ユニット（空調用ＥＣＵ）、１２１  水温センサ、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。
【図１】
2008094272.tif 000003
【図２】
2008094272.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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