(57)【要約】【課題】バッテリの残容量ＳＯＣを適切な状態に管理してハイブリッド自動車の走行性能を十分に発揮する。【解決手段】モータからの動力だけで走行するモータ走行モードと、エンジンからの動力を使用して走行する他の走行モードとを選択する際に用いるモータ走行モード判定用マップにおけるモータ走行モードの範囲をモータに電力供給するバッテリの残容量ＳＯＣが適正値となるように更新可能とする。これにより、バッテリの残容量ＳＯＣをより適切な状態に維持でき、ハイブリッド自動車の走行性能を十分に発揮することができる。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関および電動機と、該内燃機関から出力される動力の一部を用いて得られる電力の充電と該電動機への電力の供給とが可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド自動車であって、
変更可能な範囲をもって電動走行範囲を設定する電動走行範囲設定手段と、
運転者による操作および／または自動車の状態が前記設定された電動走行範囲に属するときには前記電動機からの動力だけを前記駆動軸に出力する第１の運転モードを設定し、運転者による操作および／または自動車の状態が前記設定された電動走行範囲に属しないときには少なくとも前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力する第２の運転モードを設定する運転モード設定手段と、
該設定された運転モードで自動車が運転されるよう前記内燃機関と前記電動機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】
前記電動走行範囲設定手段は、前記第１の運転モードの設定態様に基づいて前記電動走行範囲を設定する手段である請求項１記載のハイブリッド自動車。
【請求項３】
前記電動走行範囲設定手段は、前記第１の運転モードの設定頻度に基づいて前記電動走行範囲を設定する手段である請求項２記載のハイブリッド自動車。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか記載のハイブリッド自動車であって、
前記蓄電手段の蓄電状態を検出する蓄電状態検出手段を備え、
前記電動走行範囲設定手段は、前記検出された蓄電状態に基づいて前記電動走行範囲を設定する手段である
ハイブリッド自動車。
【請求項５】
前記電動走行範囲設定手段は、前記蓄電手段の蓄電状態が所定の適正状態となるよう前記電動走行範囲を設定する手段である請求項４記載のハイブリッド自動車。
【請求項６】
前記電動走行範囲設定手段は、前記蓄電手段の蓄電状態が前記所定の適正状態よりも高いときには、範囲が広くなる方向に前記電動走行範囲を設定し、前記蓄電手段の蓄電状態が前記所定の適正状態よりも低いときには、範囲が狭くなる方向に前記電動走行範囲を設定する手段である請求項５記載のハイブリッド自動車。
【請求項７】
前記電動走行範囲設定手段は、予め設定された範囲の異なる複数の電動走行範囲のうちから一つを選択する手段である請求項１ないし６いずれか記載のハイブリッド自動車。
【請求項８】
請求項７記載のハイブリッド自動車であって、
前記複数の電動走行範囲ごとに自動車が運転されていると仮定したときの前記蓄電手段の蓄電状態を推定する蓄電状態推定手段を備え、
前記電動走行範囲設定手段は、前記推定された蓄電状態に基づいて前記蓄電手段の蓄電状態が所定の適正状態となるよう前記複数の電動走行範囲のうちから一つを選択する手段である
ハイブリッド自動車。
【請求項９】
前記電動走行範囲設定手段は、前記推定された蓄電状態のうち前記所定の適正状態に最も近い蓄電状態が推定された電動走行範囲を選択する手段である請求項８記載のハイブリッド自動車。
【請求項１０】
前記蓄電状態推定手段は、前記蓄電手段に要求される要求充放電電力と前記駆動軸に要求される要求動力とに基づいて該蓄電手段の蓄電状態を推定する手段である請求項８または９記載のハイブリッド自動車。
【請求項１１】
前記第２の運転モードは、前記内燃機関からの動力と前記電動機からの動力とを前記駆動軸に出力する運転モードである請求項１ないし１０いずれか記載のハイブリッド自動車。
【請求項１２】
請求項１ないし１１いずれか記載のハイブリッド自動車であって、
前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸とに各々接続された３軸を有し、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、
前記回転軸に接続された回転軸用電動機と
を備えるハイブリッド自動車。
【請求項１３】
前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続され該第１のロータに対して相対的に回転可能な第２のロータとを有し、該第１のロータと該第２のロータとの電磁気的な作用により電力を入出力可能な対ロータ電動機を備える請求項１ないし１１いずれか記載のハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関および電動機と、該内燃機関から出力される動力の一部を用いて得られる電力の充電と該電動機への電力の供給とが可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンからの動力をジェネレータとモータとによりトルク変換して駆動輪に接続された駆動軸に出力するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、運転者が要求する要求動力（アクセルペダルの操作量）が小さいときや車速が低いときなどにエンジンの運転を停止してバッテリの電力を用いてモータからの動力だけを駆動軸に出力することにより、運転効率が悪くなる領域でのエンジンの運転を回避してエネルギ効率の向上を図っている。また、運転者が要求する要求動力がエンジンから出力可能な最大出力よりも大きいときなどには、エンジンの最大出力の動力に加えてモータからアシスト動力を駆動軸に出力することにより走行性能の向上を図っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１２−７８７０５号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうしたハイブリッド自動車では、走行性能が十分に発揮できない場合がある。一般に、ジェネレータやモータと電力をやり取りするバッテリは、適正な蓄電状態となるように管理されてはいるが、前述したように、運転者が要求する要求動力や自動車の走行状態によりエンジンやモータの出力形態が決定されるため、運転者による運転態様によってはバッテリの蓄電状態が必ずしも適正な蓄電状態とならない場合がある。このとき、バッテリの蓄電状態が低い状態に安定してしまうと、ハイブリッド自動車の走行性能が十分に発揮されない。
【０００５】
本発明のハイブリッド自動車は、駆動軸に動力を出力する電動機に電力供給する蓄電手段の蓄電状態をより適正な状態に維持することを目的の一つとする。また、本発明のハイブリッド自動車は、走行性能を十分に発揮できる状態に蓄電手段の蓄電状態を維持することを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明のハイブリッド自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
駆動輪に接続された駆動軸に動力を出力可能な内燃機関および電動機と、該内燃機関から出力される動力の一部を用いて得られる電力の充電と該電動機への電力の供給とが可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド自動車であって、
変更可能な範囲をもって電動走行範囲を設定する電動走行範囲設定手段と、
運転者による操作および／または自動車の状態が前記設定された電動走行範囲に属するときには前記電動機からの動力だけを前記駆動軸に出力する第１の運転モードを設定し、運転者による操作および／または自動車の状態が前記設定された前記電動走行範囲に属しないときには少なくとも前記内燃機関からの動力を前記駆動軸に出力する第２の運転モードを設定する運転モード設定手段と、
該設定された運転モードで自動車が運転されるよう前記内燃機関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。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車では、蓄電手段の蓄電電力を用いて電動機からの動力だけを駆動軸に出力する第１の運転モードと少なくとも内燃機関からの動力を駆動軸に出力する第２の運転モードの設定の際に用いられる電動走行範囲を変更可能な範囲をもって設定するから、蓄電手段の状態を良好な状態に維持することも可能となる。この結果、運転者による運転態様に拘わらず走行性能を十分に発揮させることも可能となる。ここで、「運転者による操作」には、運転者によるアクセル操作が含まれ、「自動車の状態」には、自動車の速度や加速度などの自動車の走行状態の他、蓄電手段の充電状態などの自動車の状態も含まれる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記電動走行範囲設定手段は、前記第１の運転モードの設定態様に基づいて前記電動走行範囲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、駆動軸に出力する動力のすべてを蓄電手段の蓄電電力により賄う第１の運転モードの設定態様に基づいて電動走行範囲を設定するから、蓄電手段をより良好な状態に維持することが可能となる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記電動走行範囲設定手段は、前記第１の運転モードの設定頻度に基づいて前記電動走行範囲を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記蓄電手段の蓄電状態を検出する蓄電状態検出手段を備え、前記電動走行範囲設定手段は、前記検出された蓄電状態に基づいて前記電動走行範囲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、検出された蓄電手段の蓄電状態に基づいて蓄電手段の状態を良好な状態に維持することができる。
【００１１】
この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記電動走行範囲設定手段は、前記蓄電手段の蓄電状態が所定の適正状態となるよう前記電動走行範囲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、電動走行範囲の設定により蓄電手段の蓄電状態を所定の適正状態に維持することができる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記電動走行範囲設定手段は、前記蓄電手段の蓄電状態が前記所定の適正状態よりも高いときには、範囲が広くなる方向に前記電動走行範囲を設定し、前記蓄電手段の蓄電状態が前記所定の適正状態よりも低いときには、範囲が狭くなる方向に前記電動走行範囲を設定する手段であるものとすることもできる。
【００１２】
更に、本発明のハイブリッド自動車において、前記電動走行範囲設定手段は、予め設定された範囲の異なる複数の電動走行範囲のうちから一つを選択する手段であるものとすることもできる。こうすれば、より簡易な処理により電動走行範囲を設定することができる。
【００１３】
この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記複数の電動走行範囲ごとに自動車が運転されていると仮定したときの前記蓄電手段の蓄電状態を推定する蓄電状態推定手段を備え、前記電動走行範囲設定手段は、前記推定された蓄電状態に基づいて前記蓄電手段の蓄電状態が所定の適正状態となるよう前記複数の電動走行範囲のうちから一つを選択する手段であるものとすることもできる。こうすれば、複数の電動走行範囲ごとに推定された蓄電手段の蓄電状態に基づいて蓄電手段の蓄電状態が適正な状態となる電動走行範囲を選択することができる。この態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記電動走行範囲設定手段は、前記推定された蓄電状態のうち前記所定の適正状態に最も近い蓄電状態が推定された電動走行範囲を選択する手段であるものとすることもできる。これらの態様の本発明のハイブリッド自動車において、前記蓄電状態推定手段は、前記蓄電手段に要求される要求充放電電力と前記駆動軸に要求される要求動力とに基づいて該蓄電手段の蓄電状態を推定する手段であるものとすることもできる。
【００１４】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記第２の運転モードは、前記内燃機関からの動力と前記電動機からの動力とを前記駆動軸に出力する運転モードであるものとすることもできる。
【００１５】
また、本発明のハイブリッド自動車において、前記内燃機関の出力軸と前記駆動軸と回転軸とに各々接続された３軸を有し、該３軸のうちのいずれか２軸に入出力される動力が決定されると残余の１軸に入出力される動力が決定される３軸式動力入出力手段と、前記回転軸に接続された回転軸用電動機とを備えるものとすることもできるし、或いは、前記内燃機関の出力軸に接続された第１のロータと前記駆動軸に接続され該第１のロータに対して相対的に回転可能な第２のロータとを有し、該第１のロータと該第２のロータとの電磁気的な作用により電力を入出力可能な対ロータ電動機を備えるものとすることもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施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動力出力装置を搭載した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、動力出力装置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。
【００１７】
エンジン２２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であり、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。なお、バッテリＥＣＵ５２では、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）も演算している。
【００２１】
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。
【００２２】
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の運転制御の形態としての走行モードには、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ほぼ全部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を駆動制御する通常走行モード（バッテリ５０の残容量ＳＯＣに応じてバッテリ５０の若干の充放電を伴うものも含む）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走行モード、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走行モード、最大出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バッテリ５０の放電を伴ってエンジン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を駆動制御するパワーアシスト走行モードなどがある。
【００２３】
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、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される運転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、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２４】
運転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や車速センサ８８からの車速Ｖ，バッテリＥＣＵ５２により演算されたバッテリ５０の残容量ＳＯＣ，エンジン２２の回転数Ｎｅ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２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により検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置に基づいて計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、エンジン２２の回転数Ｎｅは、モータＭＧ１の回転数Ｎｍ１と、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２に減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒを乗じて得られるリングギヤ軸３２ａの回転数と、動力分配統合機構３０のギヤ比ρ（サンギヤ歯数／リングギヤ歯数）とに基づいて計算されたものを入力するものとした。勿論、エンジン２２のクランクシャフト２６に回転数センサを取り付けて、直接検出されたものを用いるものとしても構わない。
【００２５】
制御に必要なデータが入力されると、入力したアクセル開度Ａｃｃ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＊とリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求動力Ｐｒ＊とを設定する（ステップＳ１０２）。要求トルクＴｒ＊は、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を予め求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と車速Ｖとが与えられると、要求トルク用設定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。要求動力Ｐｒ＊は、設定した要求トルクＴｒ＊にリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒを乗じたものにロスを加算したものとして計算することができる。なお、リングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒは、車速Ｖに換算係数ｋを乗じることにより求めたり、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒ（モータＭＧ２の回転数／リングギヤ軸３２ａの回転数）で割ることにより求めることができる。
【００２６】
次に、以下に説明するハイブリッド自動車２０の走行モードを判定する処理を行なう。即ち、ステップＳ１００で入力したバッテリ５０の残容量ＳＯＣが下限値ＳＬと上限値ＳＨとにより設定される範囲内に含まれるか否かを判定し（ステップＳ１０４）、残容量ＳＯＣが下限値ＳＬと上限値ＳＨとにより設定される範囲内に含まれないと判定されると、バッテリ５０の充放電が必要であると判断して走行モードとして充放電走行モードを設定する（ステップＳ１０６）。この充放電走行モードでは、残容量ＳＯＣやアクセル開度Ａｃｃなどに基づいてバッテリ５０の充放電要求量Ｐｃｈ＊を設定すると共にリングギヤ軸３２ａへの要求動力Ｐｒ＊と設定した充放電要求量Ｐｃｈ＊との和の動力をエンジン２２の目標動力Ｐｅ＊として設定する。
【００２７】
ステップＳ１０４で残容量ＳＯＣが閾値ＳＬと閾値ＳＨとにより設定される範囲内に含まれると判定されると、リングギヤ軸３２ａへの要求動力Ｐｒ＊がエンジン２２の最大出力Ｐｅｍａｘよりも大きいか否かを判定し（ステップＳ１０８）、要求動力Ｐｒ＊が最大出力Ｐｅｍａｘよりも大きいと判定されると、エンジン２２からの出力に加えてモータＭＧ２からのアシストが必要であると判断して走行モードとしてパワーアシスト走行モードを設定する（ステップＳ１１０）。このパワーアシスト走行モードでは、エンジン２２の最大出力Ｐｅｍａｘをエンジン２２の目標動力Ｐｅ＊として設定すると共に要求動力Ｐｒ＊に対する不足分（Ｐｒ＊−Ｐｅｍａｘ）に対応する電力をバッテリ５０の充放電要求量Ｐｃｈ＊として設定する。
【００２８】
ステップＳ１０８で要求動力Ｐｒ＊がエンジン２２の最大出力Ｐｅｍａｘ以下であると判定されると、使用マップ番号Ｍｎに対応するモータ走行モード判定用マップを用いてモータ走行モードＤｍを判定する（ステップＳ１１２）。モータ走行モード判定用マップの一例を図４に示す。モータ走行モードＤｍの判定は、図４に示すように、リングギヤ軸３２ａへの要求動力Ｐｒ＊と車速Ｖとがモータ走行モードの範囲内に含まれるか否かにより行なわれる。モータ走行モードの判定に用いられるモータ走行モード判定用マップは、マップ番号に対応づけられて複数存在しており、所定のタイミングで更新されるようになっている。このモータ走行モード判定用マップの更新についての詳細な説明は後述する。判定の結果、モータ走行モードであると判定されると（ステップＳ１１４）、エンジン２２の目標動力Ｐｅ＊（目標トルクＴｅ＊）を値０に設定するモータ走行モードを設定する（ステップＳ１１６）。
【００２９】
ステップＳ１１４でモータ走行モードでないと判定されると（ステップＳ１１４）、要求動力Ｐｒ＊をエンジン２２の目標動力Ｐｅ＊として設定すると共にバッテリ５０の充放電要求量Ｐｃｈ＊をバッテリ５０の残容量ＳＯＣに応じた値に設定する通常走行モードを設定する（ステップＳ１１８）。
【００３０】
走行モードが設定されると、設定された走行モードに応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ１２０）。具体的には、走行モードとしてモータ走行モードが設定されると、モータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊として値０を設定すると共にモータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊として要求トルクＴｒ＊を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで割ったもの（Ｔｒ＊／Ｇｒ）を設定する。走行モードとしてモータ走行モード以外の走行モード、即ち通常走行モード，充放電走行モード，パワーアシスト走行モードのいずれかが設定されると、設定されたエンジン２２の目標動力Ｐｅ＊を出力可能なエンジン２２の運転ポイント（トルクと回転数とにより定まるポイント）のうちエンジン２２を効率よく運転できるポイントをエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊として設定し、設定されたエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と現在の回転数Ｎｅとにより次式（１）を用いてモータＭＧ１の目標トルクＴｍ１＊を設定すると共にエンジン２２からリングギヤ軸３２ａに直接伝達されるトルクを考慮してリングギヤ軸３２ａに要求トルクＴｒ＊が出力されるよう次式（２）を用いてモータＭＧ２の目標トルクＴｍ２＊を設定する。ここで、式（１）中の「ＫＰ」は比例制御係数であり、「ＫＩ」は積分制御係数である。また、式（２）中の「ρ」は動力分配統合機構３０のギヤ比（サンギヤ歯数／リングギヤ歯数）である。
【００３１】
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【００３２】
こうしてエンジン２２の目標トルクＴｅ＊やモータＭＧ１，ＭＧ２の目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊が設定されると、設定された目標トルクＴｅ＊でエンジン２２を制御し、設定された目標トルクＴｍ１＊，Ｔｍ２＊でモータＭＧ１，ＭＧ２を制御して（ステップＳ１２２）、本ルーチンを終了する。このエンジン２２，モータＭＧ１，ＭＧ２の制御は、具体的には、ハイブリッド用電子制御ユニット７０が目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に出力することによりエンジン２２から目標トルクＴｅ＊に見合うトルクが出力されるようエンジンＥＣＵ２４がエンジン２２を運転制御（点火制御や燃料噴射制御など）し、ハイブリッド用電子制御ユニット７０が目標トルクＴｍ１＊，目標トルクＴｍ２＊をモータＥＣＵ４０に出力することによりモータＭＧ１から目標トルクＴｍ１＊に見合うトルクが出力されると共にモータＭＧ２から目標トルクＴｍ２＊に見合うトルクが出力されるようモータＥＣＵ４０がモータＭＧ１，ＭＧ２を運転制御（インバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチングを制御）することにより行なわれる。
【００３３】
次に、前述のモータ走行モード判定用マップを更新する際の処理について説明する。図５は、実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータ走行モード判定用マップ更新処理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、８ｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３４】
モータ走行モード判定用マップ更新処理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、車速センサ８８からの車速ＶやバッテリＥＣＵ５２からの残容量ＳＯＣ，後述する残容量ＳＯＣの推定の際に用いられる基準値ＳＯＣｏ，現在使用されているモータ走行モード判定用マップを識別するための使用マップ番号Ｍｎ，図２の運転制御ルーチンで設定された要求動力Ｐｒ＊や充放電要求量Ｐｃｈ＊などを入力する処理を行なう（ステップＳ１５０）。
【００３５】
続いて、マップ番号ｊを値１に設定して（ステップＳ１５２）、図２の運転制御ルーチンで走行モードが充放電走行モードかパワーアシスト走行モードかのいずれかに設定されたか否かを判定する（ステップＳ１５３）。走行モードが充放電走行モード，パワーアシスト走行モードのいずれでもないと判定されると、図６に例示するようにマップ番号ｊに対応するモータ走行モード判定用マップｙ（ｊ）を用いてステップＳ１５０で入力した要求動力Ｐｒ＊と車速Ｖとがモータ走行モードの範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１５４）。要求動力Ｐｒ＊および車速Ｖがモータ走行モードの範囲内にないと判定されると（ステップＳ１５６）、マップ番号ｊに対応するバッテリ５０の充放電要求量Ｐｃｈ（ｊ）＊をバッテリ５０の残容量ＳＯＣに応じた値に設定してこの設定した充放電要求量Ｐｃｈ（ｊ）＊を用いてバッテリ５０を流れると推定される充放電電流Ｉｂ（ｊ）を次式（３）により計算し（ステップＳ１５８）、要求動力Ｐｒ＊および車速Ｖがモータ走行モードの範囲内にあると判定されると（ステップＳ１５６）、バッテリ５０を流れると推定される充放電電流Ｉｂ（ｊ）をリングギヤ軸３２ａへの要求動力Ｐｒ＊を用いて次式（４）により計算する（ステップＳ１６０）。ここで、「Ｖｂ」は、バッテリ５０の端子間電圧であり、実施例では理論値を用いるものとした。ステップＳ１５３で走行モードが充放電走行モードかパワーアシスト走行モードかのいずれかに設定されたと判定されたときには、図２の運転制御ルーチンのステップＳ１０６やステップＳ１１０で設定された充放電要求量Ｐｃｈ＊をマップ番号ｊにおける充放電要求量Ｐｃｈ（ｊ）＊として用いてステップＳ１５８の処理が実行されることになる。
【００３６】
Ｉｂ（ｊ）＝Ｐｃｈ（ｊ）＊／Ｖｂ      （３）
Ｉｂ（ｊ）＝Ｐｒ＊／Ｖｂ              （４）
【００３７】
充放電電流Ｉｂ（ｊ）を計算すると、計算した充放電電流Ｉｂ（ｊ）を積算したものを基準値ＳＯＣｏに加えてバッテリ５０の残容量ＳＯＣの推定値（以下、この推定された残容量ＳＯＣを推定ＳＯＣを呼ぶ）を計算する（ステップＳ１６２）。
【００３８】
そして、マップ番号ｊを値１だけインクリメントして（ステップＳ１６４）、すべてのマップ番号ｊに対応するモータ走行モード判定用マップについての推定ＳＯＣの計算が終了するまでステップＳ１５４〜Ｓ１６４までの処理を繰り返す（ステップＳ１６６）。即ち、マップ番号ｊに対応づけられたモータ走行モード判定用マップごとに要求動力Ｐｒ＊や車速Ｖがモータ走行モードの範囲内にあるか否かを判定してそのモータ走行モード判定用マップに対応するバッテリ５０の残容量を推定するのである。
【００３９】
その後、モータ走行モード判定用マップの更新時期に達したか否かを判定する（ステップＳ１６８）。この更新時期は、実施例では、前回モータ走行モード判定用マップが更新されてから１０ｍｉｎ〜３０ｍｉｎ程度に設定されている。更新時期に達していないと判定されると、そのまま本ルーチンを終了する。一方、更新時期に達していると判定されると、各モータ走行モード判定用マップごとに推定された推定ＳＯＣを次式（５）を用いて補正する（ステップＳ１７０）。
【００４０】
推定ＳＯＣ（ｊ）←（推定ＳＯＣ（ｊ）−推定ＳＯＣ（Ｍｎ））＋ＳＯＣ（５）
【００４１】
そして、補正された推定ＳＯＣのうち適正ＳＯＣ（例えば、６０％）に最も近い推定ＳＯＣが推定されたモータ走行モード判定用マップを使用マップとして更新するための使用マップ番号Ｍｎを更新する処理を行なう（ステップＳ１７２）。例えば、図６の実線で示すように、前回の使用マップ番号Ｍｎが３であり、ステップＳ１７０で各マップ番号１〜５に対応するモータ走行モード判定用マップで各々推定された推定ＳＯＣが番号順に７４％，７１％，６６％，６１％，５５％であり、適正ＳＯＣが６０％であるとすると、適正ＳＯＣに最も近い６１％が推定されたマップ番号４のモータ走行モード判定用マップを使用マップとして更新するために使用マップ番号Ｍｎを４に更新するのである。このように、適正ＳＯＣに近くなるようにモータ走行モード判定用マップを順次更新していくことにより、バッテリ５０の残容量ＳＯＣを適正ＳＯＣに近づけていくことができるのである。
【００４２】
なお、使用マップ番号Ｍｎが更新されると、基準値ＳＯＣｏをステップＳ１５０で入力した現在の残容量ＳＯＣに更新して（ステップＳ１７４）、本ルーチンを終了する。
【００４３】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、バッテリ５０の残容量ＳＯＣが適正ＳＯＣとなるようにモータ走行モード判定用マップを順次更新していくから、運転者の運転態様に拘わらず、バッテリ５０の残容量ＳＯＣを適正値に近づけていくことができる。この結果、バッテリ５０の残容量ＳＯＣをハイブリッド自動車２０の走行性能を十分に発揮させることができる状態に維持することができる。
【００４４】
実施例のハイブリッド自動車２０では、予め設定されている複数のモータ走行モード判定用マップごとに推定ＳＯＣを計算し、各推定ＳＯＣのうち適正ＳＯＣに最も近い推定ＳＯＣが計算されたモータ走行モード判定用マップを図２の運転制御ルーチンのステップＳ１１２で使用するモータ走行モード判定用マップとして更新するものとしたが、これに限られず、図７に示すように、バッテリＥＣＵ５２により演算される残容量ＳＯＣに基づいてモータ走行モード判定用マップを更新するものとしてもよい。図７は、モータ走行モード判定用マップ更新処理の他の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、１０ｍｉｎ〜３０ｍｉｎ毎）に繰り返し実行される。
【００４５】
このモータ走行モード判定用マップ更新処理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、バッテリＥＣＵ５２で計算されたバッテリ５０の残容量ＳＯＣを入力し（ステップＳ２００）、入力した残容量ＳＯＣに基づいてモータ走行モード判定用マップを更新する処理を行なって（ステップＳ２０２）、本ルーチンを終了する。モータ走行モード判定用マップを更新する様子を図８に示す。モータ走行モード判定用マップの更新処理は、例えば、残容量ＳＯＣが適正ＳＯＣに対して高くなるほどモータ走行モード判定用マップにおけるモータ走行モードの範囲が広くなるように（図８中右上の方向に）マップを更新し、残容量ＳＯＣが適正ＳＯＣに対して低くなるほどモータ走行モード判定用マップにおけるモータ走行モードの範囲が狭くなるように（図８中左下の方向に）マップを更新することにより行なうことができる。これにより、実施例のハイブリッド自動車２０と同様にバッテリ５０の残容量ＳＯＣを適正ＳＯＣに近づけることができ、ハイブリッド自動車の走行性能を十分に発揮させることができる状態に維持することができる。
【００４６】
実施例のハイブリッド自動車２０やその変形例では、バッテリ５０の推定ＳＯＣや残容量ＳＯＣに基づいてモータ走行モード判定用マップを更新するものとしたが、モータ走行モードが設定された回数や他の走行モードの設定に対するモータ走行モードの設定の割合などに基づいてモータ走行モード判定用マップを更新するものとしてもよい。具体的には、モータ走行モードが設定された回数が多いほど或いは設定された割合が大きいほど範囲が狭くなるようモータ走行モード判定用マップを更新したり、モータ走行モードが設定された回数が少ないほど或いは設定された割合が小さいほど範囲が広くなるようモータ走行モード判定用マップを更新したりすることができる。この場合、モータ走行モードの範囲は、連続的に変化させるものとしてもよいし、段階的に変化させるものとしてもよい。
【００４７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、要求動力Ｐｒ＊と車速Ｖとに基づいてモータ走行モードであるか否かを判定するものとしたが、要求動力Ｐｒ＊のみに基づいて走行モードがモータ走行モードであるか否かを判定したり、車速Ｖのみに基づいて走行モードがモータ走行モードであるか否かを判定したりするものとしてもよい。また、車両の加速度などの他のパラメータを用いて走行モードがモータ走行モードであるか否かを判定するものとしてもよい。
【００４８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、モータ走行モードの判定をマップを用いて行なうものとしたが、必ずしもマップを用いて行なう必要はなく計算により行なうものとしてもよい。
【００４９】
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９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９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。
【００５０】
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１０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。
【００５１】
以上、本発明の実施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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される運転制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｒ＊との関係を示す要求トルク設定用マップである。
【図４】モータ走行モード判定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】実施例のハイブリッド自動車２０のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるモータ走行モード判定用マップ更新処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図６】モータ走行モード判定用マップの一例を示す説明図である。
【図７】モータ走行モード判定用マップ更新処理ルーチンの他の例を示すフローチャートである。
【図８】モータ走行モード判定用マップの更新の様子を示す説明図である。
【図９】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。
【図１０】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。
【符号の説明】
２０，１２０，２２０  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、３５，１３５  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，６４ａ，６４ｂ  駆動輪、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、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【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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【図９】
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【図１０】
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