(57)【要約】【課題】蓄電デバイスの最大許容電圧および最小許容電圧を超えることなく、充電時には最大許容電圧に、放電時には最小許容電圧に収束するように蓄電デバイスを制御できるハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】モータジェネレータに対する指示トルク基準値は基準指示トルク演算部６１により演算される。蓄電デバイスの電圧が最大許容電圧Ｖmaxに近づくときと、最小許容電圧Vminに近づくときには、指示トルク基準値に制限補正値を乗算して指示トルクを演算する。制限補正値を乗算して指示トルクを補正するのは、最大許容電圧Ｖmaxと閾値Ｖsとの間の電圧のときと、最小許容電圧Vminと閾値Ｖsとの間の電圧のときに行われる。充電時と放電時の閾値Ｖsは、それぞれ蓄電デバイスの電流と温度に応じて設定される基準値と蓄電デバイスの残存容量と電流とに応じて設定される補正値とに基づいて演算される。【選択図】図３
2008228429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電デバイスと、車両に駆動力を伝達するとともに発電を行って前記蓄電デバイスを充電するモータジェネレータとを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記蓄電デバイスの電圧を検出する電圧検出手段と、
前記蓄電デバイスの使用可能電圧の最大許容電圧と最小許容電圧とを設定する許容電圧設定手段と、
前記蓄電デバイスの電圧が前記最大許容電圧に近づく所定時間内と、前記最小許容電圧に近づく所定時間内においては、前記モータジェネレータへの指示トルク基準値に制限補正値を乗算するモータ指示トルク制御手段とを備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記モータ指示トルク制御手段は、
車両状態または前記蓄電デバイスの状態の少なくとも何れかから、前記最大許容電圧よりも低い充電用閾値と、前記最小許容電圧よりも高い放電用閾値とを求め、
前記蓄電デバイスの電圧が前記最大許容電圧と前記充電用閾値との間のときと前記蓄電デバイスの電圧が前記最小許容電圧と前記放電用閾値との間のときに、前記制限補正値を乗算することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記放電用閾値と前記充電用閾値を、前記蓄電デバイスの電流値と温度と残存容量の少なくともいずれかに応じて可変に設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記放電用閾値と前記充電用閾値を、前記蓄電デバイスの電流と温度に応じて設定される基準値と前記蓄電デバイスの残存容量と電流とに応じて設定される補正値とに基づいて演算することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記制限補正値は、前記最大許容電圧または前記最小許容電圧と前記電圧検出によって検出された現在電圧との差を、前記最大許容電圧と前記充電用閾値との差または前記最小許容電圧と前記放電用閾値との差で除した値であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記放電用閾値および前記充電用閾値を、予め設定された所定の充放電モードで充放電することにより前記最大許容電圧または前記最小許容電圧に近づく際における実際の電圧の変化率に基づいて設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータジェネレータを備えたハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、バッテリに対する過充電および過放電の発生を防止するようにしたハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両には、車両に駆動力を伝達する電動モータとしての機能と、エンジンにより駆動されて発電しバッテリに充電する発電機としての機能とを有するモータジェネレータを備えるものがある。モータジェネレータを電動モータとして機能させるときにはモータジェネレータにバッテリから電力が供給され、モータジェネレータを発電機として機能させるときにはモータジェネレータにより発生した電力はバッテリに充電される。近年、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池、電気二重層キャパシタなどの電気化学キャパシタといった蓄電デバイスの小型軽量化・高エネルギ密度化が進み、これらの蓄電デバイスがバッテリとして電気自動車のみならず、ハイブリッド車両の電源としても活発に利用されている。
【０００３】
このような電池つまり蓄電デバイスに対する充放電が最適に行われずに、蓄電デバイスが過充電や過放電の状態となると、例えば、蓄電デバイスがリチウムイオン二次電池の場合には、正極、負極材料のリチウム収納能力が低下して性能が低下してしまうことになる。そのため、通常のバッテリの充放電は、バッテリの残存容量(SOC)が所定の範囲内で行われるように制御されており、バッテリ電圧が最大許容電圧となったら過充電と判定し、最小許容電圧となったら過放電と判定し、それぞれモータジェネレータに対する指示トルクを制限するようにしている。
【０００４】
しかし、このように蓄電デバイスに対する充放電の制御を行うと、蓄電デバイスは低温時には内部抵抗が上昇するために、瞬間的に最大許容電圧よりも高い電圧となったり、最小許容電圧よりも低い電圧となったりする可能性があり、蓄電デバイスに対して過充電や過放電が繰り返されると、蓄電デバイスの耐久性が損なわれることになる。特に、充電の上限値である最大許容電圧付近では、車両環境や走行状態によっては上限値の上下を行き来するハンチングが発生してしまい、その結果、上限値を超えてしまうことになり、充電と放電が短時間で繰り返されると運転者に違和感が生じることになる。
【０００５】
例えば、特許文献１は、バッテリの状態を検出してバッテリ状態に応じて充放電の電流値、電圧値に上限および下限の制限値を設定するようにした制御装置を開示している。
【特許文献１】特開２００４−１３５４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、バッテリの状態を検出して充放電の電流値と電圧値の上限および下限の制限値を設定するのみでは、単に制限をかけるだけであって、制限値よりも高い最大許容電圧いっぱいまで充電することができず、バッテリの性能の領域を全て使用しているとは言えず、小型軽量化と高エネルギー密度化を目的とする蓄電デバイスの制御としては十分とは言い難い。
【０００７】
本発明の目的は、蓄電デバイスの上限値としての最大許容電圧および下限値としての最小許容電圧を超えることなく、充電時には最大許容電圧に、放電時には最小許容電圧に収束するように蓄電デバイスを制御できるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、蓄電デバイスの使用可能範囲を十分に使用することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、蓄電デバイスの耐久性を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、蓄電デバイスと、車両に駆動力を伝達するとともに発電を行って前記蓄電デバイスを充電するモータジェネレータとを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記蓄電デバイスの電圧を検出する電圧検出手段と、前記蓄電デバイスの使用可能電圧の最大許容電圧と最小許容電圧とを設定する許容電圧設定手段と、前記蓄電デバイスの電圧が前記最大許容電圧に近づく所定時間内と、前記最小許容電圧に近づく所定時間内においては、前記モータジェネレータへの指示トルク基準値に制限補正値を乗算するモータ指示トルク制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記モータ指示トルク制御手段は、車両状態または前記蓄電デバイスの状態の少なくとも何れかから、前記最大許容電圧よりも低い充電用閾値と、前記最小許容電圧よりも高い放電用閾値とを求め、前記蓄電デバイスの電圧が前記最大許容電圧と前記充電用閾値との間のときと、前記蓄電デバイスの電圧が前記最小許容電圧と前記放電用閾値との間のときに、前記制限補正値を乗算することを特徴とする。
【００１２】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記放電用閾値と前記充電用閾値を、前記蓄電デバイスの電流値と温度と残存容量の少なくともいずれかに応じて可変に設定することを特徴とする。
【００１３】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記放電用閾値と前記充電用閾値を、前記蓄電デバイスの電流と温度に応じて設定される基準値と前記蓄電デバイスの残存容量と電流とに応じて設定される補正値とに基づいて演算することを特徴とする。
【００１４】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記制限補正値は、前記最大許容電圧または前記最小許容電圧と前記電圧検出によって検出された現在電圧との差を、前記最大許容電圧と前記充電用閾値との差または前記最小許容電圧と前記放電用閾値との差で除した値であることを特徴とする。
【００１５】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記放電用閾値および前記充電用閾値を、予め設定された所定の充放電モードで充放電することにより前記最大許容電圧または前記最小許容電圧に近づく際における実際の電圧の変化率に基づいて設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、モータジェネレータにより蓄電デバイスを充電するときには、最大許容電圧に蓄電デバイスの電圧が近づく所定の時間内ではモータジェネレータに対する指示トルク基準値に制限補正値を乗算するようにしたので、徐々に最大許容電圧に近づくように充電が制御される。蓄電デバイスを放電させてモータジェネレータの駆動力を駆動輪に伝達するときには、最小許容電圧に蓄電デバイスの電圧が近づく所定の時間内ではモータジェネレータに対する指示トルク基準値に制限補正を乗算するようにしたので、徐々に最小許容電圧に近づくように放電が制御される。これにより、充電時には最大許容電圧を超えることなくこれに収束するように制御でき、放電時には最小許容電圧を超えることなくこれに収束するように蓄電デバイスの充放電を制御でき、蓄電デバイスの使用可能範囲を十分に使用することが可能となる。
【００１７】
本発明によれば、蓄電デバイスが最大許容電圧を超えたり、最小許容電圧を超えたりすることが防止されて、蓄電デバイスが過充電や過放電となることが防止されるので、蓄電デバイスの性能低下を抑制して蓄電デバイスの耐久性を向上させることができる。しかも、充電と充電停止とが頻繁に繰り返されたり、放電と放電停止とが頻繁に繰り返されたりすることがなくなるので、運転者に対する走行フィーリングを高めることができる。
【００１８】
本発明によれば、指示トルク基準値に制限補正値を乗算して指示トルクを算出するのは、充電時にはそのときの蓄電デバイスの電圧が最大許容電圧よりも低い充電用の閾値よりも高い電圧となったときに行い、放電時にはそのときの蓄電デバイスの電圧が最小許容電圧よりも高い放電用の閾値よりも低い電圧となったときに行うので、充電時および放電時のそれぞれにおいて、閾値を超えたときに指示トルクを補正することができる。
【００１９】
本発明によれば、車両状態やバッテリ状態に対応した蓄電デバイスの温度、電流、電圧および残存容量のうち少なくとも何れかに基づいて、閾値を変化させるようにしたので、バッテリ状態や車両状態に応じた最適な閾値を設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はハイブリッド車両に搭載されるパワーユニット１０を示すスケルトン図である。図１に示すように、パワーユニット１０には、駆動源としてのエンジン１１と電動モータの機能と発電機の機能を有するモータジェネレータ１２とが設けられており、モータジェネレータ１２の後方側にはトランスミッション１３が設けられている。エンジン１１やモータジェネレータ１２から出力される動力は、ミッションケース１４内に組み込まれる変速機構１５を介して変速された後に、複数のデファレンシャル機構１６，１７を経て各駆動輪に分配される。
【００２１】
図示するパワーユニット１０はパラレル方式のパワーユニットであり、走行用の主要な駆動源としてエンジン１１が駆動される一方、発進時や加速時には補助的な駆動源としてモータジェネレータ１２が駆動される。また、減速時や定常走行時にはモータジェネレータ１２を発電駆動させることにより、減速エネルギや余剰動力を電気エネルギに変換して回収することが可能となる。さらに、モータジェネレータ１２をスタータモータとして作動させることにより、モータジェネレータ１２によってエンジン１１を始動回転させることが可能となる。
【００２２】
エンジン１１の後方側に設けられモータジェネレータ１２は、モータケース２０に固定されるステータ２１と、エンジン１１のクランク軸２２に連結されるロータ２３とを備えており、ロータ２３はドライブプレート２４を介してトルクコンバータ２５に連結されている。トルクコンバータ２５は、コンバータケース２６に固定されるポンプインペラ２７と、このポンプインペラ２７に対向するタービンランナ２８とを備えており、トルクコンバータ２５内の作動油を介してポンプインペラ２７からタービンランナ２８に動力が伝達される。
【００２３】
また、トルクコンバータ２５には、遊星歯車列、クラッチ、ブレーキ等を備える変速機構１５が変速入力軸３０を介して接続されている。この変速機構１５内のクラッチやブレーキを選択的に締結することにより、変速機構１５内の動力伝達経路を切り換えて変速することが可能となる。さらに、変速出力軸３１と後輪出力軸３２との間には、前後輪に駆動トルクを分配する複合遊星歯車式のセンタデファレンシャル機構１６が装着されており、このセンタデファレンシャル機構１６を介して前輪出力軸３３と後輪出力軸３２とに動力が分配される。
【００２４】
図２は本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の制御装置を示すブロック図であり、ハイブリッド車両には高電圧バッテリ４０が蓄電デバイスとして搭載されており、この高電圧バッテリ４０としてはリチウムイオン電池が使用されている。ただし、リチウムイオン電池等の二次電池以外に、電気二重層キャパシタなどの電気化学キャパシタを高電圧バッテリ４０として使用するようにしても良い。モータジェネレータ１２は交流同期型モータであり、高電圧配線４１によりインバータ４２に接続されており、モータジェネレータ１２を駆動してその駆動力を駆動輪に伝達するときには高電圧バッテリ４０からの電力がインバータ４２により所定周波数の交流電流に変換されてモータジェネレータ１２に供給される。一方、モータジェネレータ１２をエンジンにより駆動したり、車両制動時に駆動することによりモータジェネレータ１２によって発電するときには、インバータ４２により直流電流に変換されて高電圧バッテリ４０に対して充電が行われる。
【００２５】
高電圧配線４１にはDC/DCコンバータ４３が電圧変換手段として接続されており、DC/DCコンバータ４３の出力端子は給電配線４４により低電圧機器に接続されている。低電圧機器としては、低電圧バッテリ４５，バッテリ制御ユニット４６、ハイブリッド制御ユニット４７、エンジン制御ユニット４８および変速機制御ユニット４９等があり、高電圧バッテリ４０からの高電圧系の電圧を１２Ｖに降圧して低電圧バッテリ４５に対して充電が行われるとともに、エンジン制御ユニット４８等に電力が供給される。
【００２６】
上述したそれぞれの制御ユニット４６〜４９は、制御信号等を演算するＣＰＵを備えるとともに、制御プログラム、演算式、マップデータ等を格納するＲＯＭや、一時的にデータを格納するＲＡＭを備えている。なお、制御ユニット４６〜４９は通信ネットワークを介して相互に接続されており、各々の制御ユニット４６〜４９間において各種情報が共有されるようになっている。
【００２７】
バッテリ制御ユニット４６には、高電圧バッテリ４０のセル温度を検出する温度検出手段としての温度センサ５１、高電圧バッテリ４０の電圧を検出する電圧検出手段としての電圧センサ５２、および高電圧系の電流を検出する電流検出手段としての電流センサ５３からの検出信号が送られるようになっており、これらのセンサ５１〜５３からの信号に基づいて、バッテリ制御ユニット４６はバッテリの残存容量(SOC)を演算する。
【００２８】
バッテリ制御ユニット４６からはハイブリッド制御ユニット４７に高電圧バッテリ４０のセル温度、端子電圧、電流および残存容量等の信号が送られるようになっている。ハイブリッド制御ユニット４７からはエンジン制御ユニット４８に指示トルクの信号が送られてエンジン１１の駆動が制御される。さらにハイブリッド制御ユニット４７からはインバータ４２に指示トルク（電力）の信号が送られるようになっており、ハイブリッド制御ユニット４７はモータジェネレータ１２をジェネレータとして機能させるときには所定の発電電力を発生させるために駆動トルクの信号を出力し、電動モータとして機能させるときには所定の駆動トルクを発生させるために発電の信号を出力し、モータジェネレータ１２の作動が制御される。高電圧系を構成する高電圧配線４１には配線をオンオフするための高電圧リレー５４が設けられており、車両のスタータースイッチがオンされると、高電圧リレー５４がオンとなる。
【００２９】
図３はハイブリッド制御ユニット４７の機能構成を示すブロック図であり、ハイブリッド制御ユニット４７はモータ指示トルク制御手段を構成しており、基準指示トルク演算部６１を有している。この基準指示トルク演算部６１には、バッテリ制御ユニット４６から残存容量(SOC)の信号と、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルセンサ（図示省略）からのアクセル踏み込み量の信号と、インバータ４２からのモータジェネレータ１２の回転数の信号と、変速機制御ユニット４９からの変速比等の変速情報信号とが送られるようになっており、これらの信号に基づいて基準指示トルク演算部６１はモータ指示トルクの基準値を演算するとともに、エンジン１１への指示トルクも演算する。
【００３０】
ハイブリッド制御ユニット４７は、高電圧バッテリ４０が満充電（SOCが１００％）のときの電圧つまり最大許容電圧（Ｖmax）を設定するための最大許容電圧設定部６２と、高電圧バッテリ４０の充電量が零（SOCが０％）のときの電圧つまり最小許容電圧（Ｖmim）を設定するための最小許容電圧設定部６３が設けられており、それぞれの値が既定値としてＲＯＭに格納されている。さらに、ハイブリッド制御ユニット４７のＲＯＭは、ｉ−Ｔ閾値マップ６４とSOC−ｉ閾値マップ６５とを有している。ｉ−Ｔ閾値マップ６４には、高電圧バッテリ４０の電圧と温度とに応じた充電用閾値と放電用閾値の基準値Ｖsaを設定するデータが格納されており、バッテリ制御ユニット４６からのセル温度(T)の信号とバッテリ電流(I)の信号とに基づいてそれぞれの基準値Ｖsaの信号を出力する。一方、SOC−ｉ閾値マップ６５には、バッテリ電流(I)とSOCとに応じた充電用閾値と放電用閾値の補正値Ｖsbを設定するデータが格納されており、バッテリ制御ユニット４６からのバッテリ電流(I)の信号と残存容量(SOC)の信号とに基づいてそれぞれの補正値Ｖsbを設定する。
【００３１】
ハイブリッド制御ユニット４７は、閾値演算部６６と制限補正値演算部６７とを有している。閾値演算部６６は、それぞれのマップ６４，６５から出力される基準値Ｖsaと補正値Ｖsbとに基づいて閾値Ｖsを演算する。一方、制限補正値演算部６７は、バッテリ制御ユニット４６を介して電圧センサ５２から送られる現在のバッテリの電圧(V)と、最大許容電圧設定部６２から出力される最大許容電圧（Ｖmax）と最小許容電圧設定部６３から出力される最小許容電圧（Ｖmim）とに基づいて制限係数つまり制限ゲインを演算する。
【００３２】
図４（Ａ）は充電時の制限ゲインの演算方式を示す概略図であり、図４（Ｂ）は放電時の制限ゲインの演算方式を示す概略図である。
【００３３】
図４（Ａ）に示すように、電圧センサ５２により検出された現在のバッテリの電圧(V)が最大許容電圧（Ｖmax）と充電用閾値Ｖsとの間の値であるときには、充電時の制限ゲインGchgは以下のようにして算出される。
Gchg＝│Ｖmax−Ｖ│／│Ｖmax−Ｖs│    （０≦Gchg≦１）
【００３４】
一方、図４（Ｂ）に示すように、電圧センサ５２により検出された現在のバッテリの電圧(V)が最小許容電圧（Ｖmim）と放電用閾値Ｖsとの間の値であるときには、放電時の制限ゲインGdisは以下のようにして算出される。
Gdis＝│Ｖ−Ｖmin│／│Ｖs−Ｖmimx│    （０≦Gdis≦１）
【００３５】
ハイブリッド制御ユニット４７は、図３に示すように、制限補正値演算部６７により演算された制限ゲインの値に基づいて制限ゲインを決定する制限ゲイン設定部６８を有している。この制限ゲイン設定部６８は、充電時の制限ゲインGchgと放電時の制限ゲインGdisとがいずれも０〜１の範囲のときには、その値を制限ゲインとして出力し、それよりも大きい場合のときには常に制限ゲインとして１を出力する。設定された制限ゲインは、指示トルク演算部６９に送られて、この指示トルク演算部６９においては、モータジェネレータ１２に対する指示トルク基準値に制限ゲインを乗算して指示トルクをインバータ４２に出力する。
【００３６】
図３においては、基準指示トルク演算部６１〜指示トルク演算部６９を、ハイブリッド制御ユニット４７を構成するマイクロプロセッサやＲＯＭが有する機能構成として捉えて示されている。
【００３７】
なお、モータジェネレータ１２により高電圧バッテリ４０に充電するときにはモータジェネレータ１２を所定のトルクで駆動することになり、駆動輪に動力を伝達するときには高電圧バッテリ４０を放電させてモータジェネレータに電力を供給することになり、駆動トルクと供給電力とは一定の対応関係があるので、指示トルク演算部６９において演算される指示トルクは、充電する場合と放電する場合とを含めている。
【００３８】
図５は充電用閾値と放電用閾値とのマップデータを求めるための実験方法を示すタイムチャートである。高電圧バッテリ４０が特定の温度(T)と残存容量(SOC)の下で、0.5[C]、1[C]、2[C]、5[C]、10[C]のパルス電流の充電と放電とを各々１０秒間繰り返して、それぞれについて５秒目の電圧と１０秒目の電圧とを測定する。ただし、[C]とはバッテリの１時間放電できる電流[A]を１とした場合の相対値である。例えば、リチウムイオンバッテリは1[C]が4.3[A]なので、2[C]は8.6[A]となり、10[C]は43[A]となる。
【００３９】
図５は１０秒間充電したときのバッテリ電圧の変化を示しており、５秒目の電圧と１０秒目の電圧との電圧差からこれらの時間における電圧の変化率を求める。変化率は、図５において５秒目の電圧と１０秒目の電圧とを結ぶ特性線として示されており、この特性線の延長線が充電開始時に相当する点Ａの電圧を求めることにより、その電圧を充電用の閾値Ｖsとする。温度条件を変えて、上述した実験を繰り返すことによってバッテリ電流ｉとセル温度Ｔとを変数とするｉ−Ｔ閾値マップ６４を求めることができる。放電時のｉ−Ｔ閾値マップ６４についても、同様に、１０秒間放電したときのバッテリ電圧の変化率から求めることができるが、図５においては放電時についての電圧の変化は省略されている。さらに、SOC−ｉ閾値マップ６５についても、同様にして、それぞれ充電時と放電時とについ求めることができる。なお、上述した値のパルス電流を充電したり放電する充電モードと放電モードは、それぞれ上述したパターンに限られず、種々の充放電パターンのモードを採用することができる。
【００４０】
図５においては、ジェネレータモータへの指示トルク（電力）基準値に制限ゲインを乗算してハイブリッド車両を制御した場合における制限後の充電電流Ｉcの変化と、そのときの電圧Ｖcの変化がそれぞれ二点鎖線で示されている。このように制御することによって、車両走行中にバッテリの最大許容電圧Ｖmaxと最小許容電圧Ｖminに至らないようにして徐々に指令トルク（電力）を制御することができ、低温走行時においても、瞬間的に最大許容電圧Ｖmaxを超えないように充電を行うことができるとともに、最小許容電圧Ｖminを超えないように放電してモータジェネレータ１２を駆動させることができる。
【００４１】
図６はモータジェネレータ１２への指示トルクの算出ルーチンを示すフローチャートであり、図７は制限ゲインの設定ルーチンを示すフローチャートである。
【００４２】
図６のステップＳ１においては、バッテリの残存容量ＳＯＣ、アクセル踏み込み量、モータジェネレータの回転数および変速比等の情報を検出し、ステップＳ２においてエンジン１１への指示トルクとモータジェネレータ１２への指示トルクの基準値とを設定する。ステップＳ３においては、モータジェネレータ１２への指示トルクの基準値に制限ゲインを乗算してモータ指示トルクとする。
【００４３】
この制限ゲインは図７に示す制限ゲイン設定ルーチンにより設定される。まず、ステップＳ１１においてはバッテリ温度つまりセル温度Ｔとバッテリ電流Ｉの信号により図３に示すｉ−Ｔ閾値マップ６４から閾値の基準値Ｖsaを読み出す。ステップＳ１２においてはバッテリ電流Ｉと残存容量ＳＯＣの信号により図３に示すSOC−ｉ閾値マップ６５から閾値の補正値Ｖsbを読み出し、基準値Ｖsaを補正値Ｖsbで補正して閾値Ｖsを演算する。これにより、充電する場合には、図４（Ａ）に示す充電用の閾値Ｖsが演算され、放電する場合には、図４（Ｂ）に示す放電用の閾値Ｖsが演算される。
【００４４】
次いで、ステップＳ１３においては放電するときには充電時の制限ゲインGchgが演算され、放電するときには放電時の制限ゲインGdisが演算される。ステップＳ１４においては充電時には制限ゲインGchgが１よりも大きいか否かが判定され、放電時には制限ゲインGdisが１よりも大きいか否かが判定され、それぞれの制限ゲインが０〜１のときには、演算された制限ゲインの値がステップＳ１５において制限ゲインとして設定され、それぞれの制限ゲインが１よりも大きいときには、ステップＳ１６において制限ゲインは１に設定される。このようにして設定された制限ゲインを、上述したステップＳ３において指示トルク基準値に乗算し、インバータ４２には乗算して得られた値がモータ指示トルクとして出力される。
【００４５】
このように、上述した制御装置においては、モータジェネレータ１２により蓄電デバイスとしての高電圧バッテリ４０を充電するときには、設定された最大許容電圧Ｖmaxに高電圧バッテリ４０の電圧が近づく所定の時間内ではモータジェネレータ１２に対する指示トルク基準値に制限補正値を乗算するようにしたので、徐々に最大許容電圧Ｖmaxに近づくように充電が制御される。同様に、高電圧バッテリ４０を放電させてモータジェネレータ１２の駆動力を駆動輪に伝達するときには、設定された最小許容電圧Ｖminに高電圧バッテリ４０の電圧が近づく所定の時間内ではモータジェネレータ１２に対する指示トルク基準値に制限補正を乗算するようにしたので、徐々に最小許容電圧Ｖminに近づくように放電が制御される。これにより、走行中に高電圧バッテリ４０が最大許容電圧を超えたり、最小許容電圧を超えたりすることが防止されて、高電圧バッテリ４０が過充電や過放電となることが防止されるので、高電圧バッテリ４０の性能低下を抑制し耐久性を向上させることができる。しかも、充電と充電停止とが頻繁に繰り返されたり、放電と放電停止とが頻繁に繰り返されたりすることがなくなるので、運転者に対する走行フィーリングを高めることができる。
【００４６】
指示トルク基準値に制限補正値を乗算して指示トルクを算出するのは、充電時にはそのときの高電圧バッテリの電圧が最大許容電圧よりも低い充電用の閾値よりも高い電圧となったときに行い、放電時にはそのときの高電圧バッテリの電圧が最小許容電圧よりも高い放電用の閾値よりも低い電圧となったときに行うので、充電時および放電時のそれぞれにおいて、閾値を超えたときに指示トルクを補正することができる。
【００４７】
車両状態やバッテリ状態に対応した高電圧バッテリ４０の温度、電流、電圧および残存容量SOC等のうち少なくとも何れかに基づいて、閾値を変化させるようにしたので、バッテリ状態や車両状態に応じた最適な閾値を設定することができる。
【００４８】
充電用の閾値は、予め設定された所定の充電モードで高電圧バッテリ４０に充電することにより、実際のバッテリ電圧が最大許容電圧に近づく際における電圧の変化率に基づいて設定される。同様に、放電用の閾値も、予め設定された所定の放電モードで高電圧バッテリ４０の電力をモータジェネレータ１２に供給してこれを回転駆動することにより、実際のバッテリ電圧が最小許容電圧に近づく際における電圧の変化率に基づいて設定される。
【００４９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、図示するハイブリッド車両はパラレル方式のハイブリッド車両であるが、これに限られることはなく、シリーズ方式やシリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両に対しても本発明の制御装置を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】ハイブリッド車両に搭載されるパワーユニットを示すスケルトン図である。
【図２】本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の制御装置を示すブロック図である。
【図３】ハイブリッド制御ユニットの機能構成を示すブロック図である。
【図４】（Ａ）は充電時の制限ゲインの演算方式を示す概略図であり、（Ｂ）は放電時の制限ゲインの演算方式を示す概略図である。
【図５】充電用閾値と放電用閾値とのマップデータを求めるための実験方法を示すタイムチャートである。
【図６】モータジェネレータへの指示トルクの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】制限ゲインの設定ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１１      エンジン
１２      モータジェネレータ
４０      高電圧バッテリ（蓄電デバイス）
４２      インバータ
４６      バッテリ制御ユニット
４７      ハイブリッド制御ユニット
４８      エンジン制御ユニット
４９      変速機制御ユニット
６１      基準指示トルク演算部
６２      最大許容値設定部
６３      最小許容値設定部
６４      ｉ−Ｔ閾値設定部
６５      SOC−ｉ閾値設定部
６６      閾値演算部
６７      制限補正値演算部
６８      制限ゲイン設定部
６９      指示トルク演算部
【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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