(57)【要約】【課題】電動機のトルクを必要としない運転状態におけるエネルギ効率の低下を防止し、燃費を向上可能なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン２と電動機６とを備えたハイブリッド電気自動車の制御装置において、電動機６に要求されるトルクが零となる所定状態であることを判定したときには、強制充電または強制放電に必要な電動機６のトルクより絶対値が小さい微小トルクを電動機６に発生させることにより、バッテリ１８の充電率を維持するための充電率維持制御を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと電動機とを備えたハイブリッド電気自動車の制御装置において、
上記電動機がモータ作動するときに上記電動機に電力を供給し、上記電動機が発電機作動するときに上記電動機が発電した電力を充電可能なバッテリと、
上記バッテリの充電率を検出する充電率検出手段と、
上記電動機に要求されるトルクが零となる所定状態であることを判定する電動機判定手段と、
上記充電率検出手段によって検出された上記バッテリの充電率が所定許容範囲外となったときには、上記電動機を制御して上記バッテリの強制充電または強制放電を行い、上記電動機判定手段によって上記所定状態であると判定されたときには、上記強制充電または強制放電に必要な上記電動機のトルクより絶対値が小さい微小トルクを上記電動機に発生させることにより、上記バッテリの充電率を維持するための充電率維持制御を実行する充電率制御手段
とを備えたことを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項２】
上記電動機判定手段は、上記電動機に要求されるトルクが零であると共に、上記車両の運転状態が上記電動機の使用を必要としない状態として予め設定された運転状態にあるときに上記所定状態にあると判定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項３】
上記充電率制御手段は、上記充電率維持制御を開始するときの上記バッテリの充電率に応じて、上記電動機をモータ及び発電機のいずれとして作動開始させるかを決定し、その決定結果に応じて上記微小トルクを設定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項４】
上記充電率制御手段は、上記充電率維持制御を実行中に、上記充電率維持制御を開始するときの上記バッテリの充電率よりも上記所定許容範囲の中央値に近い側の基準充電率を挟んで設定された所定の上限充電率と所定の下限充電率との間に上記バッテリの充電率を維持するよう、上記微小トルクを調整することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項５】
上記充電率制御手段は、上記基準充電率と上記所定上限充電率との幅、及び上記基準充電率と上記所定下限充電率との幅を、それぞれ上記充電率検出手段の検出分解能の２倍以上としたことを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項６】
上記充電率制御手段は、上記微小トルクを調整することにより上記電動機をモータ作動と発電機作動との間で切り換えながら上記充電率維持制御を行い、上記充電率維持制御を開始するとき、前回行った充電率維持制御を終了する際に上記電動機がモータ作動していた場合には上記電動機を発電機として作動開始させるように上記微小トルクを設定する一方、前回行った充電率維持制御を終了する際に上記電動機が発電機作動していた場合には上記電動機をモータとして作動開始させるように上記微小トルクを設定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエンジンと電動機とを備えたハイブリッド電気自動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンと電動機とを車両に搭載し、エンジンの駆動力と電動機の駆動力とをそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能としたハイブリッド電気自動車が開発され実用化されている。
このようなハイブリッド電気自動車の一例として、エンジンから変速機に伝達される駆動力を断接するクラッチの出力軸と変速機の入力軸との間に電動機の回転軸を連結したハイブリッド電気自動車が、例えば特許文献１によって提案されている。
【０００３】
特許文献１に示されるようなハイブリッド電気自動車においては、車両発進時にはクラッチを切断してバッテリからの電力供給により電動機をモータ作動させ、電動機の駆動力のみで車両を発進させる一方、発進後の車両走行時にはクラッチを接続してエンジンの駆動力が変速機を介して駆動輪に伝達される。
そして、エンジンの駆動力により車両が走行しているときには、車両の走行に必要なトルクをエンジンと電動機とに適切に配分し、電動機をモータ作動させて駆動力を補助し、車両減速時には電動機を発電機作動させて回生制動力を発生させ、制動エネルギを電力に変換してバッテリを充電するようにしている。
【０００４】
また、このようなハイブリッド電気自動車において、バッテリの充電率（以下ＳＯＣという）が低下しすぎた場合には、バッテリの過放電を防止するため電動機を発電機作動させることにより、バッテリを強制充電してＳＯＣを回復させている。逆に、ＳＯＣが上昇しすぎた場合には、バッテリの過充電を防止するため電動機をモータ作動させると共に、電動機側のトルク配分を増大させることにより、バッテリを強制放電させてＳＯＣを適正値まで低下させるようにしている。
【特許文献１】特開平５−１７６４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなハイブリッド電気自動車では、例えばエンジンのアイドル運転時や定速走行時などのように車両の運転状態によっては電動機による駆動力や制動力を必要としない場合があり、この場合には電動機のトルクが零、即ち電動機が駆動力も制動力も全く発生しない状態となるように制御が行われる。
しかしながら、電動機として例えば同期電動機を用いているような場合には、電動機のトルクを零とするような制御を行っても、その電動機の特性により微小トルクにおける電動機の制御精度を十分確保することができず、トルクを完全に零のまま維持することは困難であって、バッテリと電動機との間に微少な電流が流れてしまう。
【０００６】
このため、エンジンのアイドル運転や定速走行などのように電動機のトルクを零とするような制御が長時間継続した場合、バッテリと電動機との間に微少な電流が継続して流れることにより、バッテリのＳＯＣが徐々に低下或いは上昇していくことになる。そして、バッテリのＳＯＣが低下しすぎた場合或いは上昇しすぎた場合には、上述したようにバッテリの過放電や過充電を防止するため、強制充電や強制放電が行われる。
【０００７】
このため、本来電動機のトルクを必要としない状態であるにもかかわらず、電動機とバッテリとの間に電流が流れることによって、電動機の運動エネルギ及びバッテリの電気エネルギが無駄に消費される上、強制充電や強制放電の実施は、エンジンと電動機との間の本来の適切なトルク配分を行うことができずにエンジンの運転効率が低下するばかりではなく、エンジン動力を一旦電気エネルギに変換したり、電気エネルギを必要以上に消費したりすることにより、エネルギ効率が低下して燃費を悪化させることになる。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電動機のトルクを必要としない運転状態におけるエネルギ効率の低下を防止して、燃費を向上可能なハイブリッド電気自動車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】
【０００９】
上記の目的を達成するため、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、エンジンと電動機とを備えたハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記電動機がモータ作動するときに上記電動機に電力を供給し、上記電動機が発電機作動するときに上記電動機が発電した電力を充電可能なバッテリと、上記バッテリの充電率を検出する充電率検出手段と、上記電動機に要求されるトルクが零となる所定状態であることを判定する電動機判定手段と、上記充電率検出手段によって検出された上記バッテリの充電率が所定許容範囲外となったときには、上記電動機を制御して上記バッテリの強制充電または強制放電を行い、上記電動機判定手段によって上記所定状態であると判定されたときには、上記強制充電または強制放電に必要な上記電動機のトルクより絶対値が小さい微小トルクを上記電動機に発生させることにより、上記バッテリの充電率を維持するための充電率維持制御を実行する充電率制御手段とを備えたことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、充電率検出手段によって検出されたバッテリの充電率が所定許容範囲外となったときには、充電率制御手段が電動機を制御してバッテリの強制充電または強制放電を行う。
一方、電動機に要求されるトルクが零となる所定状態であることが電動機判定手段によって判定されると、充電率制御手段がバッテリの強制充電または強制放電に必要な電動機のトルクより絶対値が小さい微小トルクを電動機に発生させることにより、バッテリの充電率を維持するための充電率維持制御が行われる。
【００１１】
上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記電動機判定手段は、上記電動機に要求されるトルクが零であると共に、上記車両の運転状態が上記電動機の使用を必要としない状態として予め設定された運転状態にあるときに上記所定状態にあると判定することを特徴とする（請求項２）。
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電動機に要求されるトルクが零であると共に、車両の運転状態が電動機の使用を必要としない状態として予め設定された運転状態にあるとき、充電率制御手段が電動機に微小トルクを発生させることにより、バッテリの充電率を維持するための充電率維持制御を行う。
【００１２】
また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記充電率制御手段は、上記充電率維持制御を開始するときの上記バッテリの充電率に応じて、上記電動機をモータ及び発電機のいずれとして作動開始させるかを決定し、その決定結果に応じて上記微小トルクを設定することを特徴とする（請求項３）。
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、充電率維持制御を開始するときのバッテリの充電率に応じ、充電率制御手段が電動機をモータ及び発電機のいずれとして作動開始させるかを決定し、その決定結果に応じて微小トルクを設定して電動機を制御することにより、電動機がモータまたは発電機として作動開始する。
【００１３】
また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記充電率制御手段は、上記充電率維持制御を実行中に、上記充電率維持制御を開始するときの上記バッテリの充電率よりも上記所定許容範囲の中央値に近い側の基準充電率を挟んで設定された所定の上限充電率と所定の下限充電率との間に上記バッテリの充電率を維持するよう、上記微小トルクを調整することを特徴とする（請求項４）。
【００１４】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、充電率維持制御を開始するときのバッテリの充電率よりも上記所定許容範囲の中央値に近い側の基準充電率を挟んで設定された所定の上限充電率と所定の下限充電率との間に上記バッテリの充電率を維持するよう充電率制御手段が微小トルクを調整し、この微小トルクに基づき電動機を制御して充電率維持制御を実行する。
【００１５】
更に具体的には、このように構成されるハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記充電率制御手段は、上記基準充電率と上記所定上限充電率との幅、及び上記基準充電率と上記所定下限充電率との幅を、それぞれ上記充電率検出手段の検出分解能の２倍以上としたことを特徴とする（請求項５）。
また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記充電率制御手段は、上記微小トルクを調整することにより上記電動機をモータ作動と発電機作動との間で切り換えながら上記充電率維持制御を行い、上記充電率維持制御を開始するとき、前回行った充電率維持制御を終了する際に上記電動機がモータ作動していた場合には上記電動機を発電機として作動開始させるように上記微小トルクを設定する一方、前回行った充電率維持制御を終了する際に上記電動機が発電機作動していた場合には上記電動機をモータとして作動開始させるように上記微小トルクを設定することを特徴とする（請求項６）。
【００１６】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、充電率制御手段が微小トルクを調整することにより、電動機をモータ作動と発電機作動との間で切り換えながら充電率維持制御を行う。
そして、一旦充電率維持制御が終了した後、再び充電率維持制御を開始するとき、充電率制御手段は、前回行った充電率維持制御を終了する際に電動機がモータ作動していた場合には電動機を発電機として作動開始させる一方、前回行った充電率維持制御を終了する際に電動機が発電機作動していた場合には電動機をモータとして作動開始させるように上記微小トルクを設定する。このようにして設定された微小トルクに基づき電動機を制御して充電率維持制御を実行することにより、前回行った充電率維持制御を終了する際に電動機がモータ作動していた場合には電動機が発電機として作動開始する一方、前回行った充電率維持制御を終了する際に電動機が発電機作動していた場合には電動機がモータとして作動開始する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電動機に要求されるトルクが零となる所定状態であることが判定されると、バッテリの強制充電または強制放電に必要な電動機のトルクより絶対値が小さい微小トルクを電動機に発生させることにより、バッテリの充電率を維持するための充電率維持制御が行われる。これにより、電動機に要求されるトルクが零となる状態が長時間継続しても、その間は充電率維持制御が実施されることによってバッテリの充電率が低下しすぎたり上昇しすぎたりすることがないので、電動機の運動エネルギやバッテリの電気エネルギが無駄に消費されることがなくなると共に、強制充電や強制放電の頻度を減少させ、エネルギ効率を改善して燃費を向上させることが可能となる。
【００１８】
また、充電率維持制御の際に電動機が発生する微小トルクは、バッテリの強制充電または強制放電に必要なトルクより絶対値が小さいものでよいので、車両の運転状態に影響を及ぼさない程度のものとすることができる。
また、請求項２のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電動機に要求されるトルクが零であると共に、車両の運転状態が電動機の使用を必要としない状態として予め設定された運転状態にあるときに、充電率維持制御を行うようにしたので、車両の運転状態などに応じて一時的に電動機に要求されるトルクが零となった場合には充電率維持制御が行われないようにすることが可能となる。これにより、安定して実行可能な場合に限って充電率維持制御を行うことができる。
【００１９】
また、請求項３のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、充電率維持制御を開始するときのバッテリの充電率に応じ、電動機をモータ及び発電機のいずれとして作動開始させるかを決定し、その決定結果に応じて微小トルクを設定するようにしたので、バッテリの充電率が比較的高い場合には電動機をモータとして作動開始させ、バッテリの充電率が比較的低い場合には電動機を発電機として作動開始させることが可能となる。
【００２０】
これにより、バッテリの充電率を適正な範囲内に維持することが可能となり、充電率維持制御の開始及び終了が比較的短い周期で繰り返し発生した場合であっても、充電率維持制御を開始したときのバッテリの充電率近傍に充電率を維持することが可能となる。
更に、請求項４のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、充電率維持制御を開始するときのバッテリの充電率よりも上記所定許容範囲の中央値に近い側の基準充電率を挟んで設定された所定の上限充電率と所定の下限充電率との間に上記バッテリの充電率を維持するよう充電率制御手段が微小トルクを調整し、この微小トルクに基づき電動機を制御して充電率維持制御を実行する。これにより、充電率維持制御の開始時には、強制充電及び強制放電を行う必要のない上記所定許容範囲の中央値に近付く方向にバッテリの充電率が変化するので、充電率維持制御の開始及び終了が比較的短い周期で繰り返し発生した場合であっても、バッテリの充電率を上記所定許容範囲内に適正に制御することが可能となり、強制充電や強制放電の発生頻度をより一層減少させることができる。
【００２１】
また、請求項５のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、上記基準充電率と上記所定上限充電率との幅、及び上記基準充電率と上記所定下限充電率との幅を、それぞれ充電率検出手段の検出分解能の２倍以上としたので、充電率検出手段の検出結果を的確に充電率維持制御に反映すると共に、充電率検出分解能と充電率維持制御の制御幅とが近接することに起因する制御ハンチングの発生を防止して安定した充電率維持制御を行うことができる。
【００２２】
更に、請求項６のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、前回行った充電率維持制御を終了する際に電動機がモータ作動していた場合には、今回の充電率維持制御の開始時に電動機を発電機として作動開始させる一方、前回行った充電率維持制御を終了する際に電動機が発電機作動していた場合には、今回の充電率維持制御の開始時に電動機をモータとして作動開始させる。これにより、充電率維持制御が繰り返し行われた場合であっても、電動機の発電機作動のみが繰り返し行われたり、電動機のモータ作動のみが繰り返し行われたりするようにことがなくなり、安定してバッテリの充電率をほぼ一定に維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明が適用されるハイブリッド電気自動車１の要部構成図である。ディーゼルエンジンであるエンジン２の出力軸にはクラッチ４の入力軸が連結されており、クラッチ４の出力軸は永久磁石式同期電動機（以下電動機という）６の回転軸を介して自動変速機（以下変速機という）８の入力軸が連結されている。そして、変速機８の出力軸はプロペラシャフト１０、差動装置１２及び駆動軸１４を介して左右の駆動輪１６に接続されている。
【００２４】
従って、クラッチ４が接続されているときには、エンジン２の出力軸と電動機６の回転軸軸の両方が駆動輪１６と機械的に接続され、クラッチ４が切断されているときには電動機６の回転軸のみが駆動輪１６と機械的に接続された状態となる。
電動機６は、バッテリ１８に蓄えられた直流電力がインバータ２０によって交流電力に変換されて供給されることによりモータとして作動し、その駆動力が変速機８によって適切な速度に変速された後に駆動輪１６に伝達されるようになっている。また、車両減速時には、電動機６が発電機として作動し、駆動輪１６の回転による運動エネルギが変速機８を介し電動機６に伝達されて交流電力に変換されることにより回生制動力を発生する。そして、この交流電力はインバータ２０によって直流電力に変換された後、バッテリ１８に充電され、駆動輪１６の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。
【００２５】
一方、エンジン２の駆動力は、クラッチ４が接続されているときに電動機６の回転軸を経由して変速機８に伝達され、適切な速度に変速された後に駆動輪１６に伝達されるようになっている。従って、エンジン２の駆動力が駆動輪１６に伝達されているときに電動機６がモータとして作動する場合には、エンジン２の駆動力と電動機６の駆動力とがそれぞれ駆動輪１６に伝達されることになる。即ち、車両の駆動のために駆動輪１６に伝達されるべき駆動トルクの一部がエンジン２から供給されると共に、残部が電動機６から供給される。
【００２６】
また、バッテリ１８の充電率（以下ＳＯＣという）が低下してバッテリ１８を充電する必要があるときには、電動機６が発電機として作動すると共に、エンジン２の駆動力の一部を用いて電動機６を駆動することにより発電が行われ、発電された交流電力をインバータ２０によって直流電力に変換した後にバッテリ１８に充電するようにしている。
車両ＥＣＵ２２は、車両やエンジン２の運転状態、及びエンジンＥＣＵ２４、インバータＥＣＵ２６並びにバッテリＥＣＵ２８からの情報などに応じて、クラッチ４の接続・切断制御及び変速機８の変速段切換制御を行うと共に、これらの制御状態や車両の発進、加速、減速など様々な運転状態に合わせてエンジン２や電動機６を適切に運転するための統合制御を行っており、エンジン２が発生すべきトルク及び電動機６が発生すべきトルクを設定している。なお、電動機６が発生すべきトルクは、電動機６をモータ作動させる場合には正の値となり、発電機作動させる場合には負の値となる。
【００２７】
エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２の始動・停止制御やアイドル制御、或いは排ガス浄化装置（図示せず）の再生制御など、エンジン２自体の運転に必要な各種制御を行うと共に、車両ＥＣＵ２２によって設定されたエンジン２に必要とされるトルクをエンジン２が発生するよう、エンジン２の燃料の噴射量や噴射時期などを制御する。
一方、インバータＥＣＵ（充電率制御手段）２６は、車両ＥＣＵ２２によって設定された電動機６が発生すべきトルクに基づきインバータ２０を制御することにより、電動機６をモータ作動または発電機作動させて運転制御する。
【００２８】
また、バッテリＥＣＵ（充電率検出手段）２８は、バッテリ１８の温度や、バッテリ１８の電圧、インバータ２０とバッテリ１８との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ１８のＳＯＣを求め、求めたＳＯＣを検出結果と共に車両ＥＣＵに送っている。
このように構成されたハイブリッド電気自動車１において、車両を走行させるために車両ＥＣＵ２２を中心として行われる制御の概要は以下の通りである。
【００２９】
まず、車両が停止状態にあるときには、クラッチ４が切断され、エンジン２はアイドル運転状態にある。そして、運転者がアクセルペダル（図示せず）を踏み込むと、アクセルペダルの踏込量に応じて車両を発進させるために必要な電動機６のトルク、即ち正のトルクを車両ＥＣＵ２２が設定する。インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２が設定したトルクに応じてインバータ２０を制御し、バッテリ１８の直流電力がインバータ２０によって交流電力に変換されて電動機６に供給される。電動機６は交流電力が供給されることによってモータ作動して駆動力を発生し、電動機６の駆動力は変速機８を介して駆動輪１６に伝達され、車両が発進する。
【００３０】
このように、車両発進時には運転効率のあまり良くないエンジン２を使用せずに、専ら電動機６の駆動力により車両を発進させることにより、車両を効率良くスムーズに発進することができるようになっている。
車両が発進して電動機６の回転速度がエンジン２のアイドル回転速度の近傍まで上昇すると、車両ＥＣＵ２２はクラッチ４を接続すると共に、車両の発進加速及びその後の走行に必要な駆動トルクをエンジン２側と電動機６側に適切に振り分け、エンジン２が発生すべきトルクをエンジンＥＣＵ２４に指示すると共に、電動機６が発生すべきトルクをインバータＥＣＵ２６に指示する。エンジンＥＣＵ２４及びインバータＥＣＵ２６はこれを受けて、エンジン２及び電動機６をそれぞれ制御し、エンジン２及び電動機６が発生したトルクが変速機８を介して駆動輪１６に伝達される。また、このとき車両ＥＣＵ２２は車両の運転状態に応じ、変速機８の変速段を適宜切換制御すると共に、変速段の切り換えに合わせてエンジン２や電動機６のトルクを適切に制御するよう、エンジンＥＣＵ２４及びインバータＥＣＵ２６に対して指示している。
【００３１】
通常、車両走行中にはエンジン２の運転状態が高効率で運転可能な領域にあるようにエンジン２のトルクが車両ＥＣＵ２２によって設定され、車両の走行に必要なトルクに対してエンジン２のトルクが不足する分を電動機６のトルクによって補うように、ＥＣＵ２２が電動機６のトルクを設定している。
次に、車両が減速し停止する場合、車両ＥＣＵ２２は車両の運転状態に基づきエンジン２及び電動機６から発生すべき制動トルクを求め、この制動トルクをエンジン２側と電動機６側に振り分け、エンジン２が発生すべき制動トルクをエンジンＥＣＵ２４に指示すると共に、電動機６が発生すべき制動トルク、即ち負のトルクをインバータＥＣＵ２６に指示する。これを受けて、エンジンＥＣＵ２４はエンジン２を減速運転状態としてエンジンブレーキ力を発生させ、インバータＥＣＵ２６はインバータ２０を制御して電動機６を発電機作動させる。電動機６の発電機作動により、駆動輪１６の回転による運動エネルギが変速機８を介し電動機６に伝達されて交流電力に変換され、電動機６による回生制動力が発生する。電動機６によって得られた交流電力はインバータ２０を介して直流電力に変換されてバッテリ１８に充電され、駆動輪１６の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。
【００３２】
このとき、車両ＥＣＵ２２は車両の減速に合わせてクラッチ４の断接や変速機８の変速段を適宜切換制御し、電動機６のみで必要な制動力を得ることができるようになった場合や、電動機６の回転速度がエンジン２のアイドル回転速度の近傍まで低下した場合などにはクラッチ４を切断すると共に、エンジン２をアイドル運転するようエンジンＥＣＵ２４に指示する。そしてクラッチ４を切断した状態では、電動機６の回生制動力のみがブレーキ装置による制動力と共に駆動輪に作用し、車両が停止する。
【００３３】
上述したように、バッテリ１８は車両減速時の電動機６による回生制動によって充電が行われるようになっているが、車両の運転状態により電動機６をモータ作動させる頻度が高い場合にはＳＯＣが大きく低下し、バッテリ１８が過放電状態となる可能性がある。
このような事態を回避するため、バッテリ１８の強制充電が行われる。即ち、車両ＥＣＵ２２はバッテリＥＣＵ２８から送られてくるバッテリのＳＯＣが例えば３０％未満となった場合、車両の運転状態に応じて電動機６が発生可能な負のトルクをインバータＥＣＵ２６に対して指示する。このときに指示される負のトルクは、エンジン２が発生可能なトルクが車両の走行に必要なトルクを上回っている場合に設定可能であって、その余剰分が負のトルクとして設定される。従って、車両ＥＣＵ２２はエンジンＥＣＵ２４に対し、走行に必要なトルクと電動機６による発電に必要なトルクとを合計したトルクをエンジン２が発生するようエンジンＥＣＵ２４に対して指示する。
【００３４】
インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２が設定した負のトルクを発生するように電動機６を制御して発電機作動させ、エンジンＥＣＵ２４はそのときに出力可能な最大トルクをエンジン２が発生するようエンジン２を制御する。この結果、エンジン２が発生したトルクの一部が電動機６の駆動に使用され、その残部が変速機８を介して駆動輪１６に伝達される。そして、発電機作動している電動機６はエンジン２からの駆動によって発電を行い交流電力を発生する。電動機６が発生した交流電力は、インバータ２０によって直流電力に変換されてバッテリ１８に充電され、バッテリ１８のＳＯＣが回復する。
【００３５】
一方、電動機６による回生制動の頻度が増すなどした場合にはバッテリ１８のＳＯＣが大きく上昇し、バッテリ１８が過充電状態となる可能性がある。
このような事態を回避するため、バッテリ１８の強制放電が行われる。即ち、車両ＥＣＵ２２はバッテリＥＣＵ２８から送られてくるバッテリのＳＯＣが例えば７０％を超えた場合、車両の走行に必要なトルクの全部または大部分を電動機６のモータ作動により賄うよう、インバータＥＣＵ２６に指示する電動機６が発生すべきトルクを増大させる。このとき、車両ＥＣＵ２２は電動機６側のトルクの増大に伴い、エンジンＥＣＵ２４に指示するエンジン２側のトルクを減少させ、エンジン２側のトルクが不要である場合にはクラッチ４を切断する場合もある。
【００３６】
インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２が設定したトルクを発生するように電動機６を制御してモータ作動させ、車両の走行に必要なトルクの全部または大部分が電動機６によって供給される。この結果、バッテリ１８の直流電力がインバータ２０により交流電力に変換されて電動機６によって消費され、バッテリ１８のＳＯＣが適正値まで減少する。
このように、バッテリ１８のＳＯＣが３０％以上で７０％以下という所定許容範囲をはずれた場合には、バッテリの強制放電や強制充電が行われ、バッテリ１８のＳＯＣが上記所定許容範囲内となるようにエンジン２及び電動機６が制御される。
【００３７】
前述したように、車両走行時には車両ＥＣＵ２２がエンジン２のトルクと電動機６のトルクとを適宜設定し、エンジンＥＣＵ２４及びインバータＥＣＵ２６にそれぞれ指示しているが、車両が定速走行している場合には、エンジン２を高効率で運転することが可能であるため、電動機６からトルクを発生させずにエンジン２のみで駆動を行うようになっている。また、車両が停車している場合にも、電動機６からトルクを発生する必要がなくなる。
【００３８】
このように、電動機６からトルクを発生させる必要がない場合には、車両ＥＣＵ２２はインバータＥＣＵ２６に対して電動機６のトルクを零とするよう指示する。従って、車両走行中には、駆動輪１６の回転により電動機６も回転状態にあり、電動機６はモータ及び発電機のいずれとしても作動しない状態で駆動輪１６の回転による運動エネルギによって回転している。
【００３９】
インバータＥＣＵ２６は車両ＥＣＵ２２からの指示を受けて電動機６のトルクが零となるようにインバータ２０を制御するが、特に電動機６が同期電動機である場合、その特性上電動機６のトルクを完全に零の状態で維持することは困難であり、電動機６とバッテリ１８との間には微少電流が流れる。
このような状態が長く継続すると、バッテリ１８のＳＯＣが徐々に低下或いは上昇し、最終的には強制充電または強制放電を行う必要が生じる。強制充電はエンジン２が発生した運動エネルギを電気エネルギに変換するものであるためエネルギ効率が低下し、強制放電は本来エンジン２が発生した運動エネルギにより車両を駆動可能であるところを、電気エネルギを用いるため、これもエネルギ効率を低下させることになる。
【００４０】
また、強制充電や強制放電が必要となるほどＳＯＣが上昇或いは低下することは、バッテリ１８の寿命にも悪影響を与えることになる。
従って、電動機６のトルクが零となるような状態が長く継続したときに、強制充電や強制放電が行われるまで放置するようにした場合には、エネルギ効率が低下して燃費が悪化するばかりでなく、バッテリ１８の寿命を短縮するおそれがある。
【００４１】
そこで本実施形態では、このような事態を回避するため、電動機６に要求されるトルクが零となる所定状態にある場合には、インバータＥＣＵ２６が車両ＥＣＵ２２から受け取るトルク指示を無視してバッテリ１８のＳＯＣを維持するためのＳＯＣ維持制御（充電率維持制御）を行うようにしている。
図２は、このようなＳＯＣ維持制御を含むインバータＥＣＵ２６による電動機６の制御を示したフローチャートであり、所定の制御周期で実行される。
【００４２】
最初のステップＳ１では、電動機６に要求されるトルクが零となる所定状態（以下ゼロトルク状態という）にあるか否かを判定する（電動機判定手段）。具体的には、車両ＥＣＵ２２が設定した電動機６のトルクが零であり、且つ車両が電動機６を必要としない運転状態として予め設定された所定運転状態にあるとき、即ち発進、急加速、変速及び急減速のいずれにも該当しないとき、例えば定速走行中であるときに、電動機６がＳＯＣ維持制御を行うことが可能な上記所定状態にあると判定する。
【００４３】
ここで、単に電動機６に要求されるトルクが実際に零となったことのみをもってゼロトルク状態を判定しないのは、電動機６がモータ作動から発電機作動に切り換わる場合やその逆の場合などのように、車両の運転状態が変化する過渡状態において一時的に電動機６に要求されるトルクが零となるような場合を除外するためである。従って、所定運転状態としては、過渡状態において電動機に要求されるトルクが一時的に零となるような運転状態を除外した運転状態が予め設定されている。
【００４４】
ステップＳ１で、電動機６に要求されるトルクが零となるゼロトルク状態にはないと判定した場合にはステップＳ２に進み、フラグＦ０の値を０とする。フラグＦ０は現在ゼロトルク状態にあるか否かを示すフラグであって、その値が１であることにより現在ゼロトルク状態にあることを示す。従って、ここではフラグＦ０の値を０とし、次のステップＳ３に進む。
【００４５】
ステップＳ３ではフラグＦ１の値を０とする。フラグＦ１は、後述するＳＯＣ維持制御を開始する際に、バッテリ１８のＳＯＣを車両ＥＣＵ２２から読み込んだことを、その値が１であることによって示すものである。従って、この時点ではまだＳＯＣ維持制御が行われていないので、フラグＦ１の値を０とする。
次のステップＳ４に進むと、前述したようにして、車両ＥＣＵ２２が設定した電動機６に要求されるトルクに基づきインバータ２０を制御することにより、電動機６をモータ作動または発電機作動させる通常制御を行い、今回の制御周期を終了する。
【００４６】
次の制御周期でも、同様にステップＳ１でゼロトルク状態にあるか否かが判定される。従って、ステップＳ１でゼロトルク状態にないと判定される限り、ステップＳ２及びステップＳ３を経た後、ステップＳ４で車両ＥＣＵ２２が設定した電動機６に要求されるトルクに基づき通常制御が行われる。
一方、ステップＳ１でゼロトルク状態にあると判定すると、ステップＳ５に進んでフラグＦ０の値を１とし、次のステップＳ６に進んでＳＯＣ維持制御を行った後、その制御周期を終了する。
【００４７】
次の制御周期以降も、ステップＳ１でゼロトルク状態にあると判定する限り、ステップＳ５を経てステップＳ６に進みＳＯＣ維持制御が行われる。また、電動機６及び車両の運転状態がゼロトルク状態から脱すると、処理は再びステップＳ１からステップＳ２及びＳ３を経てステップＳ４に進むようになり、車両ＥＣＵ２２が設定した電動機６に要求されるトルクに基づき通常制御が行われるようになる。
【００４８】
ステップＳ６で行われるＳＯＣ維持制御の詳細は、その一部が図３に、またその残部が図４にそれぞれ示される。
処理が開始されると、まず図３のステップＳ１０でフラグＦ１の値が１であるか否かを判定する。前述したようにフラグＦ１の値はＳＯＣ維持制御が開始されるまで０とされているので、ここではステップＳ１１に進む。
【００４９】
ステップＳ１１では、バッテリＥＣＵ２８が検出したそのときのバッテリ１８のＳＯＣを、ＳＯＣｉとして車両ＥＣＵ２２から読み込み、次のステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、ステップＳ１１でバッテリ１８のＳＯＣの読み込みを行ったことから、フラグＦ１の値を１とし、次のステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３では、ステップＳ１１で読み込んだＳＯＣｉ、即ちＳＯＣ維持制御開始時のバッテリ１８のＳＯＣが５０％以上であるか否かを判定する。この５０％というＳＯＣは、バッテリ１８の強制充電や強制充電を行う必要のない３０％〜７０％の所定許容範囲の中央値であって、ＳＯＣｉが５０％に満たない場合は、バッテリ１８のＳＯＣが比較的低めであることから、電動機６を発電機作動させることによりバッテリ１８を充電する方向でＳＯＣ維持制御を行った方が良いものとしてステップＳ１４に進む。また、ＳＯＣｉが５０％以上の場合には、バッテリ１８のＳＯＣが比較的高めであることから、電動機６をモータ作動させることによりバッテリ１８を放電する方向でＳＯＣ維持制御を行った方が良いものとして図４のステップＳ３１に進む。
【００５０】
ここでは、まずＳＯＣｉが５０％に満たなかった場合について説明すると、処理はステップＳ１４に進んでフラグＦ２の値を１とする。フラグＦ２は、ＳＯＣｉが５０％以上であるか否かを示すものであり、その値が０であるときにはＳＯＣｉが５０％以上であることを示す。従って、ここではＳＯＣｉが５０％に満たないためフラグＦ２の値を１として次のステップＳ１５に進む。
【００５１】
ステップＳ１５では、電動機６を発電機作動させるための負の微小トルクを設定し、この微小トルクを電動機６が発生するようにインバータ２０を制御して微小発電を行う。
このとき設定される微小トルクは、予め微小トルクマップに記憶されており、例えば図５に示すように電動機６の回転数に応じて変化するようになっている。
図５には正の値と負の値の２種類の微小トルクが設けられているが、正の微小トルクは電動機６をモータ作動させる場合に用いられ、負の微小トルクは電動機６を発電機作動させる場合に用いられる。本実施形態では正の微小トルクと負の微小トルクとは、図５の横軸を挟んで互いに対称となっており、エンジン２のアイドル回転数近傍の回転数Ｎ１までは電動機６の回転数の増大と共にその絶対値が徐々に増大し、電動機６の回転数がＮ１以上の領域では一定の値Ｔｒ及び−Ｔｒとなっている。
【００５２】
微小トルクの絶対値の最大値、即ちＴｒは、バッテリ１８の強制充電或いは強制放電の際に電動機に要求されるトルクの絶対値よりも小さく、且つ車両の運転に実質的な影響を及ぼさない程度の大きさとして、例えば５Ｎ・ｍに設定されている。この微小トルクの大きさは、電動機６に通電しない状態で、外部から電動機６を回転させるときに必要なトルクをわずかに上回るような値となっている。
【００５３】
ステップＳ１５では、このような負の微小トルクを電動機６に発生させることにより、電動機６は発電機として作動して微小発電が行われ、バッテリ１８のＳＯＣが徐々に上昇する。
次にステップＳ１６に進むと、フラグＦ４の値を１とする。フラグＦ４は後述するバッテリ１８の微小放電を停止させるか否かを示すものであり、その値が１である場合には微小放電の停止を示し、その値が０である場合には微小放電の継続を示す。現時点ではステップＳ１５による微小発電を実行中であることから微小放電は不要であり、フラグＦ４の値を１として次のステップＳ１７に進む。
【００５４】
ステップＳ１７では、バッテリＥＣＵ２８によって検出された現在のバッテリ１８のＳＯＣを車両ＥＣＵ２２から読み込み、現在のＳＯＣがＳＯＣｉ＋０．８％より大であるか否かを判定する。そして、微小発電によるＳＯＣの上昇がまだ十分ではなく、現在のＳＯＣがＳＯＣｉ＋０．８％以下である場合には、ステップＳ１８に進んでフラグＦ３の値を０として今回の制御周期におけるＳＯＣ維持制御を終了する。
【００５５】
フラグＦ３は微小発電を停止させるか否かを示すものであり、その値が１である場合には微小発電を停止することを示し、その値が０である場合には微小発電を継続することを示す。従って、ステップＳ１６で現在のＳＯＣがＳＯＣｉ＋０．８％以下であると判定した場合には、依然として微小発電が必要であるとしてフラグＦ３の値を０とする。
次の制御周期では、再びステップＳ１０でフラグＦ１の値が１であるか否かを判定するが、フラグＦ１の値は既に前回の制御周期におけるステップＳ１２で１となっており、今後はステップＳ２１に処理が進む。
【００５６】
ステップＳ２１では、フラグＦ２の値が１であるか否かを判定する。フラグＦ２の値は前回の制御周期におけるステップＳ１４で１となっており、ここではステップＳ２２に処理が進む。
ステップＳ２２では、フラグＦ３の値が１であるか否かを判定するが、前述したように微小発電が依然として必要であることからフラグＦ３の値は０となっており、ここではステップＳ１５に処理が進む。
【００５７】
ステップＳ１５では、前述したようにして引き続き負の微小トルクを電動機６に発生させることにより、電動機６が発電機として作動して微小発電が行われ、バッテリ１８のＳＯＣが引き続き徐々に上昇していく。
このようにして、ステップＳ１７でバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋０．８％より大であると判定するまで、ステップＳ１５における電動機６の微小発電の制御が継続して行われることになる。
【００５８】
そして、ステップＳ１７に進んだときにそのときのバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋０．８％より大であると判定すると、処理はステップＳ１９に進んで電動機６による微小発電を停止する。従って、インバータＥＣＵ２６は電動機６のトルクが零となるようにインバータ２０を制御する。
次にステップＳ２０に進むと、微小発電を停止したことからフラグＦ３の値を１として今回の制御周期におけるＳＯＣ維持制御を終了する。
【００５９】
そして次の制御周期では、再びステップＳ１０からステップＳ２１を経てステップＳ２２に処理が進み、フラグＦ３の値が１であるか否かを判定する。
フラグＦ３の値は、前回の制御周期におけるステップＳ２０で微小発電の停止に伴い１とされており、ここでは処理がステップＳ２３に進む。
ステップＳ２３では、バッテリＥＣＵ２８によって検出された現在のバッテリ１８のＳＯＣを車両ＥＣＵ２２から読み込み、現在のＳＯＣがＳＯＣ維持制御を開始したときのバッテリ１８のＳＯＣであるＳＯＣｉより低下しているか否かを判定する。
【００６０】
即ち、ステップＳ１９での微小発電の停止に伴い、インバータＥＣＵ２６は電動機６のトルクが零となるようにインバータ２０を制御するが、このような場合にも、前述したように電動機６とバッテリ１８との間に微少電流が流れてしまうため、バッテリ１８のＳＯＣは再び低下してしまう可能性がある。そこで、ステップＳ２３で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉより低下していないか否かを判定しているのである。
【００６１】
そして、ステップＳ２３で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉより低下していると判定した場合には、再びステップＳ１５に進んで微小発電が行われ、その後の処理は前述したとおりである。
また、ステップＳ２３で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ以上であると判定した場合には、ステップＳ２４に進み、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋１．６％を上回っているか否かを判定する。
【００６２】
そして、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋１．６％を上回っていなければステップＳ２５に進み、フラグＦ４の値が１であるか否かを判定する。フラグＦ４の値はこれまでの制御周期の中でステップＳ１６に進んだときに１となっているので、これで今回の制御周期を終了する。
次の制御周期では、再びステップＳ１０、Ｓ２１、及びＳ２２を経てステップＳ２３に進み、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉより低下しているか否かを判定する。そして、ステップＳ２３で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉより低下していると判定した場合には、再びステップＳ１５に進んで微小発電が行われる。また、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ以上であればステップＳ２４に進み、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋１．６％を上回っていなければステップＳ２５を経てその制御周期を終了する。
【００６３】
このように、ＳＯＣ維持制御を開始したときのバッテリ１８のＳＯＣであるＳＯＣｉが５０％に満たない場合には、バッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋０．８％に達するまでの間、インバータＥＣＵ２６が電動機６を発電機作動させて負の微小トルクを発生させることにより、微小発電を行ってバッテリ１８の充電を行う。
そして一旦バッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋０．８％を上回ると微小発電を停止し、その後バッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉを下回ると再び微小発電を行ってバッテリ１８の充電が行われる。
【００６４】
ところで、ステップ１９で微小発電を停止した場合、電動機６のトルクが零となるように制御を行っても電動機６とバッテリ１８との間に微少電流が流れてしまうため、バッテリ１８のＳＯＣは再び低下してしまう可能性があることは前述のとおりであるが、このときには必ずしもバッテリ１８が放電する方向にのみ電流が流れるとは限らない。即ち、場合によっては逆に電動機６側からバッテリ１８に電流が流れる可能性もあり、この場合にはバッテリ１８のＳＯＣが徐々に上昇していくことになる。
【００６５】
そこでこのような場合を想定し、ステップＳ２４では現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋１．６％を上回っているか否かを判定している。即ち、微小発電を停止した後、インバータＥＣＵ２６が電動機６のトルクを零とするように制御を行っている間にバッテリ１８のＳＯＣが上昇し、ステップＳ２４において現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋１．６％を上回っていると判定した場合には、ステップＳ２６に進む。
【００６６】
ステップＳ２６では、電動機６をモータ作動させるための微小トルクを設定し、この微小トルクを電動機６が発生するようにインバータ２０を制御してバッテリ１８の微小放電を行う。
このとき設定される微小トルクは、前述したように、例えば図５に示すような関係で電動機６の回転数に応じて微小トルクマップに予め記憶されており、この場合は正の微小トルクが用いられる。
【００６７】
ステップＳ２５において、このような正の微小トルクを電動機６に発生させることにより、電動機６はバッテリ１８からの電力供給を受けてモータとして作動し、微小放電が行われることにより、バッテリ１８のＳＯＣが徐々に低下する。
次のステップＳ２７に進むと、微小放電が必要な状態であることからフラグＦ４の値を０とし、次のステップＳ２８に進んで現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋０．８％未満になったか否かを判定する。ステップＳ２６で微小放電を行っても依然としてバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋０．８％以上である場合には、これで今回の制御周期を終了し、次の制御周期で再びステップＳ１０から処理を開始する。
【００６８】
この場合にも処理はステップＳ１０からステップＳ２１、Ｓ２２及びＳ２３を経てステップＳ２４に進み、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋１．６％を上回っているか否かを判定する。
前の制御周期におけるステップＳ２６で微小放電が行われたことによって現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋１．６％以下となっている場合には、ステップＳ２５に進んでフラグＦ４の値が１であるか否かを判定するが、このときには前の制御周期でフラグＦ４の値が０とされていることから、処理はステップＳ２６に進んで再び前述のようにしてバッテリ１８の微小放電が行われる。
【００６９】
そしてステップＳ２７で引き続きフラグＦ４の値を０に維持した後、ステップＳ２８で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋０．８％未満になったか否かを判定する。
また、前の制御周期におけるステップＳ２６で微小放電が行われても、依然として現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋１．６％を上回っている場合にも、処理はステップＳ２６に進んで再び前述のようにしてバッテリ１８の微小放電が行われる。そしてステップＳ２７で引き続きフラグＦ４の値を０に維持した後、ステップＳ２８で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋０．８％未満になったか否かを判定する。
【００７０】
従って、ステップＳ２４で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋１．６％を上回っていると判定した場合には、ステップＳ２８で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋０．８％未満になったと判断するまで、ステップＳ２６によるバッテリ１８の微小放電が行われることになる。
こうしてステップＳ２６による微小放電が繰り返され、ステップＳ２８で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋０．８％未満になったと判断すると、処理はステップＳ２９に進み、電動機６のモータ作動による微小放電を停止する。従って、インバータＥＣＵ２６は電動機６のトルクが零となるようにインバータ２０を制御する。
【００７１】
次にステップＳ３０に進むと、微小放電を停止したことからフラグＦ４の値を１として今回の制御周期を終了する。
次の制御周期では、処理はステップＳ１０からステップＳ２１、Ｓ２２を経てステップＳ２３に進み、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ未満になったか否かを判定する。そして、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ未満になった場合にはステップＳ１５に進んで前述のようにして微小発電を実行するが、この場合の制御の内容は前述したとおりである。
【００７２】
一方、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ以上である場合にはステップＳ２４に進んで、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋１．６％を上回っているか否かを判定する。そして、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋１．６％以下である場合には、ステップＳ２５に進んでフラグＦ４の値が１であるか否かを判定するが、このときには前回の制御周期で既にフラグＦ４の値が１とされているので、これで今回の制御周期を終了する。
【００７３】
そして、この後の制御周期においても、ステップＳ２４で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋１．６％を上回っていると判定するまでは、ステップＳ１０からステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４及びＳ２５の処理が繰り返され、インバータＥＣＵ２６によって電動機６のトルクが零となるようにインバータ２０の制御が行われる。なお、ステップＳ２４で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ＋１．６％を上回っていると判定した場合における制御の内容は前述したとおりである。
【００７４】
以上のように、ＳＯＣ維持制御を開始したときのＳＯＣであるＳＯＣｉが、バッテリ１８の強制充電及び強制放電を必要としない所定許容範囲（３０％〜７０％）の中央値である５０％に満たない場合には、バッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉよりも上記中央値側となる基準充電率のＳＯＣｉ＋０．８％を挟んで、上限充電率であるＳＯＣｉ＋１．６％と下限充電率であるＳＯＣｉとの間となるように、ＳＯＣ維持制御によって微小発電及び微小放電が行われる。
【００７５】
従って、車両ＥＣＵ２２によって電動機６に要求されるトルクが零となる状態が長く継続したとしても、バッテリ１８のＳＯＣは強制充電及び強制放電を必要としない所定許容範囲（３０％〜７０％）の中央値近傍に良好に維持される。
なお、このときの基準ＳＯＣと上限充電率との制御幅、及び下限充電率と基準ＳＯＣとの制御幅である０．８％は、バッテリＥＣＵ２８によるバッテリ１８のＳＯＣ検出分解能の２倍以上の値となっている。即ち、バッテリＥＣＵ２８は、バッテリ１８のＳＯＣの検出結果を車両ＥＣＵ２２に送信する際、通信容量の都合上ＳＯＣの値を２５６段階に変化させて示しており、その結果ＳＯＣの検出分解能は約０．３９％となるが、ＳＯＣ維持制御の制御幅は０．８％となっており、ＳＯＣの検出分解能の２倍以上の値となっている。
【００７６】
このような制御幅を設けることにより、バッテリ１８のＳＯＣの変動を的確に捉えて精度良くＳＯＣを制御することができると共に、ＳＯＣ維持制御の制御幅とＳＯＣ検出分解能とが近接することに起因するハンチングの発生を防止することが可能となる。
次に、ＳＯＣ維持制御を開始したときのバッテリ１８のＳＯＣが、バッテリ１８の強制充電及び強制放電を必要としない所定許容範囲（３０％〜７０％）の中央値である５０％以上であるとステップＳ１３で判定した場合のＳＯＣ維持制御について以下に説明する。
【００７７】
即ち、ＳＯＣ維持制御が開始されてから最初の制御周期において、前述のようにして図３のステップＳ１０からステップＳ１１及びＳ１２を経てステップＳ１３に進み、ステップＳ１１で読み込んだＳＯＣ維持制御開始時のバッテリ１８のＳＯＣであるＳＯＣｉが５０％以上であると判定すると、処理は図４のステップＳ３１に進む。
ステップＳ３１では、ＳＯＣｉが５０％以上であることからフラグＦ２の値を０とし、次のステップＳ３２に進む。
【００７８】
ステップＳ３２では、前述した図３のステップＳ２６と同様に、電動機６をモータ作動させるための正の微小トルクを、図５に示されるような微小トルクマップから読み出して設定し、この微小トルクを電動機６が発生するようにインバータ２０を制御してバッテリ１８の微小放電を行う。
ステップＳ３２において、このような正の微小トルクを電動機６に発生させることにより、電動機６はバッテリ１８からの電力供給を受けてモータとして作動し、微小放電が行われることにより、バッテリ１８のＳＯＣが徐々に低下する。
【００７９】
次にステップＳ３３に進むと、現時点では微小放電を実行中であって微小発電は不要であることから、フラグＦ３の値を１として次のステップＳ３４に進む。
ステップＳ３４では、バッテリＥＣＵ２８によって検出された現在のバッテリ１８のＳＯＣを車両ＥＣＵ２２から読み込み、現在のＳＯＣがＳＯＣｉ−０．８％より小であるか否かを判定する。そして、微小放電によるＳＯＣの低下がまだ十分ではなく、現在のＳＯＣがＳＯＣｉ−０．８％以上である場合にはステップＳ２９に進み、依然として微小放電が必要であることからフラグＦ４の値を０として今回の制御周期を終了する。
【００８０】
次の制御周期では、図３のステップＳ１０でフラグＦ１の値が１であるか否かを判定するが、フラグＦ１の値は既に１となっており、ステップＳ２１に処理が進む。
ステップＳ２１では、フラグＦ２の値が１であるか否かを判定する。フラグＦ２の値は前回の制御周期における図４のステップＳ３１で０となっており、ここでは図４のステップＳ３８に処理が進む。
【００８１】
ステップＳ３８では、フラグＦ４の値が１であるか否かを判定するが、前述したように微小放電が依然として必要であることからフラグＦ４の値は０となっており、ここではステップＳ３２に処理が進む。
ステップＳ３２では、前述したようにして引き続き正の微小トルクを電動機６に発生させることにより、電動機６はモータとして作動して微小放電が行われ、バッテリ１８のＳＯＣが引き続き徐々に低下していく。
【００８２】
このようにして、バッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−０．８％より小であるとステップＳ３４で判定するまで、ステップＳ３２における微小放電の制御が継続して行われることになる。
そして、ステップＳ３４に進んだときにそのときのバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−０．８％より小であると判定すると、ステップＳ３６に進んで電動機６のモータ作動による微小放電を停止する。従って、インバータＥＣＵ２６は電動機６のトルクが零となるようにインバータ２０を制御する。
【００８３】
次にステップＳ３７に進むと、微小放電を停止したことからフラグＦ４の値を１として今回の制御周期を終了する。
そして次の制御周期では、再びステップＳ１０からステップＳ２１を経てステップＳ３８に処理が進み、フラグＦ４の値が１であるか否かを判定する。
フラグＦ４の値は、前回の制御周期におけるステップＳ３７で微小放電の停止に伴い１とされており、ここでは処理がステップＳ３９に進む。
【００８４】
ステップＳ３９では、バッテリＥＣＵ２８によって検出された現在のバッテリ１８のＳＯＣを車両ＥＣＵ２２から読み込み、現在のＳＯＣがＳＯＣ維持制御を開始したときのバッテリ１８のＳＯＣであるＳＯＣｉより大となっているか否かを判定する。
即ち、ステップＳ３６での微小放電の停止に伴い、インバータＥＣＵ２６は電動機６のトルクが零となるようにインバータ２０を制御するが、このような場合にも、前述したように電動機６とバッテリ１８との間に微少電流が流れてしまうため、バッテリ１８のＳＯＣは再び上昇してしまう可能性がある。そこで、ステップＳ３９で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉより大となっているか否かを判定しているのである。
【００８５】
そして、ステップＳ３９で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉより大であると判定した場合には、再びステップＳ３２に進んで微小放電が行われ、その後の処理は前述したとおりである。
また、ステップＳ３９で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ以下であると判定した場合には、ステップＳ４０に進み、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−１．６％を下回っているか否かを判定する。
【００８６】
そして、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−１．６％を下回っていなければステップＳ４１に進み、フラグＦ３の値が１であるか否かを判定する。フラグＦ３の値はこれまでの制御周期の中でステップＳ３３に進んだときに１となっているので、これで今回の制御周期を終了する。
次の制御周期では、再びステップＳ１０、Ｓ２１、及びＳ３８を経てステップＳ３９に進み、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉより大であるか否かを判定する。そして、ステップＳ３９で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉより大であると判定した場合には、再びステップＳ３２に進んで微小放電が行われる。
【００８７】
また、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ以下であればステップＳ４０に進み、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−１．６％を下回っていなければステップＳ４１を経てその制御周期を終了する。
このように、ＳＯＣ維持制御を開始したときのバッテリ１８のＳＯＣであるＳＯＣｉが５０％以上である場合には、バッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−０．８％に低下するまでの間、インバータＥＣＵ２６が電動機６をモータ作動させて正の微小トルクを発生させることにより、バッテリ１８の微小放電を行う。
【００８８】
そして一旦バッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−０．８％を下回ると微小放電を停止し、その後バッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉを上回ると再び微小放電を行ってバッテリ１８の充電が行われる。
ところで、ステップＳ３６で微小放電を停止した場合、電動機６のトルクが零となるように制御を行っても電動機６とバッテリ１８との間に微少電流が流れてしまうため、場合によってはバッテリ１８から電動機６に電流が流れ、バッテリ１８のＳＯＣが低下してしまう可能性があることは前述したとおりである。
【００８９】
そこでこのような場合を想定し、ステップＳ４０では現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−１．６％を下回っているか否かを判定している。即ち、微小放電を停止した後、インバータＥＣＵ２６が電動機６のトルクを零とするように制御を行っている間にバッテリ１８のＳＯＣが低下し、ステップＳ４０において現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−１．６％を下回っていると判定した場合には、ステップＳ４２に進む。
【００９０】
ステップＳ４２では、図３のステップＳ１５と同様にして電動機６を発電機作動させるための負の微小トルクを図５の微小トルクマップから読み出して設定し、この微小トルクを電動機６が発生するようにインバータ２０を制御する。
ステップＳ４２において、このような負の微小トルクを電動機６に発生させることにより、電動機６は発電機として作動して微小発電が行われバッテリ１８のＳＯＣが徐々に上昇する。
【００９１】
次のステップＳ４３に進むと、微小発電が必要な状態であることからフラグＦ３の値を０とし、次のステップＳ４４に進んで現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−０．８％より大となったか否かを判定する。ステップＳ４２で微小発電を行っても依然としてバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−０．８％以下である場合には、これで今回の制御周期を終了し、次の制御周期で再びステップＳ１０から処理を開始する。
【００９２】
この場合にも処理はステップＳ１０からステップＳ２１、Ｓ３８及びＳ３９を経てステップＳ４０に進み、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−１．６％を下回っているか否かを判定する。
前の制御周期におけるステップＳ４２で微小発電が行われたことによって現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−１．６％以上となっている場合には、ステップＳ４１に進んでフラグＦ３の値が１であるか否かを判定するが、このときには前の制御周期でフラグＦ３の値が０とされていることから、処理はステップＳ４２に進んで再び前述のようにして微小発電が行われる。
【００９３】
そしてステップＳ４３で引き続きフラグＦ３の値を０に維持した後、ステップＳ４４で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−０．８％より大になったか否かを判定する。
また、前の制御周期におけるステップＳ４２で微小発電が行われても、依然として現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−１．６％を下回っている場合にも、処理はステップＳ４２に進んで再び前述のようにして微小発電が行われる。そしてステップＳ４３で引き続きフラグＦ３の値を０に維持した後、ステップＳ４４で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−０．８％より大になったか否かを判定する。
【００９４】
従って、ステップＳ４０で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−１．６％を下回っていると判定した場合には、ステップＳ４４で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−０．８％より大になったと判断するまで、ステップＳ４２による微小発電が行われることになる。
こうしてステップＳ４２による微小発電が繰り返され、ステップＳ４４で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−０．８％より大になったと判断すると、処理はステップＳ４５に進み、電動機６の発電機作動による微小発電を停止する。従って、インバータＥＣＵ２６は電動機６のトルクが零となるようにインバータ２０を制御する。
【００９５】
次にステップＳ４６に進むと、微小発電を停止したことからフラグＦ３の値を１として今回の制御周期を終了する。
次の制御周期では、処理はステップＳ１０からステップＳ２１及びＳ３８を経てステップＳ３９に進み、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉより大になったか否かを判定する。そして、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉより大になった場合にはステップＳ３２に進んで前述のようにして微小放電を実行するが、この場合の制御の内容は前述したとおりである。
【００９６】
一方、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ以下である場合にはステップＳ４０に進んで、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−１．６％未満であるか否かを判定する。そして、現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−１．６％以上である場合には、ステップＳ４１に進んでフラグＦ３の値が１であるか否かを判定するが、このときには前回の制御周期で既にフラグＦ３の値が１とされているので、これで今回の制御周期を終了する。
【００９７】
そして、この後の制御周期においても、ステップＳ４０において現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−１．６％未満であると判定するまでは、ステップＳ１０からステップＳ２１、Ｓ３８、Ｓ３９、Ｓ４０及びＳ４１の処理が繰り返され、インバータＥＣＵ２６によって電動機６のトルクが零となるようにインバータ２０の制御が行われる。なお、ステップＳ４０で現在のバッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉ−１．６％未満であると判定した場合における制御の内容は前述したとおりである。
【００９８】
以上のように、ＳＯＣ維持制御を開始したときのＳＯＣであるＳＯＣｉが、バッテリ１８の強制充電及び強制放電を必要としない所定許容範囲（３０％〜７０％）の中央値である５０％以上である場合には、バッテリ１８のＳＯＣがＳＯＣｉよりも上記中央値側となる基準充電率のＳＯＣｉ−０．８％を挟んで、上限充電率であるＳＯＣｉと下限充電率であるＳＯＣｉ−１．６％との間となるように、ＳＯＣ維持制御によって微小発電及び微小放電が行われる。
【００９９】
従って、車両ＥＣＵ２２によって電動機６に要求されるトルクが零となる状態が長く継続したとしても、バッテリ１８のＳＯＣは強制充電及び強制放電を必要としない所定許容範囲（３０％〜７０％）の中央値近傍に良好に維持される。
なお、このときの基準ＳＯＣと上限充電率との制御幅、及び下限充電率と基準ＳＯＣとの制御幅である０．８％も、バッテリＥＣＵ２８によるバッテリ１８のＳＯＣ検出分解能の２倍以上の値となっているため、バッテリ１８のＳＯＣの変動を的確に捉えて精度良くＳＯＣを制御することができると共に、制御幅とＳＯＣ検出分解能とが近接することに起因するハンチングの発生を防止することが可能となる。
【０１００】
以上のようにしてＳＯＣ維持制御を行うことにより、車両ＥＣＵ２２が電動機６に要求するトルクが零となる状態が長く継続したとしても、バッテリ１８のＳＯＣはＳＯＣ維持制御を開始したときのＳＯＣであるＳＯＣｉ近傍、より正確にはＳＯＣｉよりも、強制充電及び強制放電を必要としない所定許容範囲（３０％〜７０％）の中央値側となる基準充電率近傍に維持される。この結果、電動機６とバッテリ１８との間に無駄な電流が流れることによって電動機６の運動エネルギやバッテリ１８の電気エネルギが無駄に消費されるのを防止するのに加え、強制充電や強制放電の頻度が減少することによりエネルギ効率を改善し燃費を向上させると共に、バッテリ１８の寿命を延ばすことができる。
【０１０１】
このとき、ＳＯＣ維持制御の際に電動機６が発生する微小トルクは、強制充電や強制放電に必要なトルクに比べて微小であり、車両の走行に影響を及ぼすことなくＳＯＣ維持制御を行うことができる。
更に、ＳＯＣ維持制御開始時のバッテリ１８のＳＯＣが、強制充電及び強制放電を必要としない所定許容範囲（３０％〜７０％）の中央値である５０％以上であるか否かに応じて、電動機６をモータ及び発電機のいずれとして作動開始させるかを決定し、その決定結果に応じて微小トルクを設定するようにしたので、バッテリ１８のＳＯＣを適正な範囲に維持することが可能となる。この結果、ＳＯＣ維持制御の開始及び終了が比較的短い周期で繰り返し発生した場合であっても、ＳＯＣ維持制御を開始したときのＳＯＣｉよりも上記中央値側となる基準充電率近傍にバッテリ１８のＳＯＣを維持することができる。
【０１０２】
以上で本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置についての説明を終えるが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、ＳＯＣ維持制御開始時のバッテリ１８のＳＯＣが５０％以上であるか否かに応じて、電動機６をモータ及び発電機のいずれとして作動開始させるかを決定し、その決定結果に応じて微小トルクを設定するようにしたが、電動機６をモータ及び発電機のいずれとして作動開始させるかについては、ＳＯＣ維持制御開始時のバッテリ１８のＳＯＣを用いずに決定するようにしても良い。
【０１０３】
即ち、ＳＯＣ維持制御は予め設定されたゼロトルク状態となるたびに実行されるが、前回行ったＳＯＣ維持制御で最後に実行されたのが微小発電及び微小放電のいずれであったかに基づき、今回のＳＯＣ維持制御で電動機６をモータ及び発電機のいずれとして作動開始させるかを決定するようにしても良い。
この場合、前回のＳＯＣ維持制御において、図３のステップＳ１４または図４のステップＳ２４で最後に決定されたフラグＦ２の値を今回のＳＯＣ維持制御まで記憶しておき、今回のＳＯＣ維持制御を開始する際に、ステップＳ１３でフラグＦ２の値を判定する。
【０１０４】
そして、フラグＦ２の値が１である場合、即ち前回のＳＯＣ維持制御で最後に行われたのが微小発電であった場合にはステップＳ２４に進んで微小放電から開始するようにする一方、フラグＦ２の値が０である場合、即ち前回のＳＯＣ維持制御で最後に行われたのが微小放電であった場合にはステップＳ１４に進んで微小発電から開始するようにすればよい。
【０１０５】
このようにすることにより、ＳＯＣ維持制御が繰り返し行われた場合であっても、電動機の発電機作動のみが繰り返し行われたり、電動機のモータ作動のみが繰り返し行われたりするようにことがなくなり、安定してバッテリの充電率をほぼ一定に維持することが可能となる。
また、上記実施形態では、ＳＯＣ維持制御の制御幅を０．８％としたが、これは一例であって、制御幅はこれに限定されるものではなく、バッテリのＳＯＣ検出分解能の２倍以上の制御幅であればよい。
【０１０６】
更に、上記実施形態では、ＳＯＣ維持制御を開始するときのバッテリ１８のＳＯＣであるＳＯＣｉに応じて電動機６をモータ及び発電機のいずれとして作動開始させるかを決定
する際、強制充電及び強制放電を必要としない所定許容範囲の中央値である判定値として５０％を用いたが、この判定値もこれに限定されるものではなく、上記所定許容範囲に合わせて適宜変更することができるものである。
【０１０７】
また、上記実施形態では、電動機６をクラッチ４と変速機８との間に配置するようにしたが、電動機６の配置はこれに限られるものではなく、例えばエンジン２とクラッチ４との間に電動機６を配置するようにしても良いし、エンジン２の駆動力と電動機６の駆動力とがそれぞれ駆動輪に伝達可能なハイブリッド電気自動車のみならず、駆動輪の駆動は電動機のみで行い、エンジンは電動機を発電機作動させる際の駆動源として用いるようにしたハイブリッド電気自動車であっても良い。
【０１０８】
更に、上記実施形態では、エンジン２をディーゼルエンジンとしたが、エンジン形式はこれに限られるものではなく、ガソリンエンジンなどでも良い。
また、上記実施形態において、変速機８は自動変速機としたが変速機の形式もこれに限られるものではなく手動式の変速機などでも良い。
更に、上記実施形態では、電動機６を永久磁石式同期電動機としたが、電動機６の形式もこれに限られるものではなく、ハイブリッド電気自動車に適用可能な電動機であれば、同様にＳＯＣ維持制御を行うことによってバッテリ１８のＳＯＣを適正に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の全体構成図である。
【図２】インバータＥＣＵが行う電動機の制御の概要を示すフローチャートである。
【図３】ＳＯＣ維持制御の一部を示すフローチャートである。
【図４】ＳＯＣ維持制御の残部を示すフローチャートである。
【図５】ＳＯＣ維持制御で使用される微小トルクを示す図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１  ハイブリッド電気自動車
２  エンジン
６  電動機
１６  駆動輪
１８  バッテリ
２６  インバータＥＣＵ（充電率制御手段）
２８  バッテリＥＣＵ（充電率検出手段）
【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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