(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンに機械的に接続されて前記エンジンと同期回転し、前記エンジンの出力を受けて発電する発電機と、
前記発電機と電気的に接続され、前記発電機から電力供給を受けて車両を駆動するモータと、
前記発電機及びモータと電気的に接続され、前記発電機及びモータにおける余剰電力あるいは不足電力を補償するバッテリと、
車両減速時に前記エンジンへの燃料供給をカットする手段と、
を備え、車両減速時に前記モータで電力を回生するとともに、回生された電力のうち前記バッテリに蓄えられない余剰電力を、前記発電機を力行させて前記エンジンを駆動することで消費するハイブリッド車両において、
車両減速時、その後の再加速で要求される加速性能が確保されるように前記発電機の余裕発電電力の目標値を算出する手段と、
前記発電機の余裕発電電力が前記余裕発電電力の目標値よりも小さくならないように減速時における前記発電機の回転速度の下限値を算出する手段と、
車両減速時に前記発電機の回転速度が前記発電機の回転速度の下限値より低くならないよう前記発電機の回転速度を制限する手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記余裕発電電力の目標値を算出する手段は、
車両走行状態に基づいて前記モータの余裕駆動トルクを算出し、
再加速時に要求される加速性能からみて前記余裕駆動トルクが過剰とならないよう余裕駆動トルクの上限値を算出し、
前記余裕駆動トルクが前記余裕駆動トルクの上限値より大きくならないように前記余裕駆動トルクを制限し、
前記上限値による制限後の余裕駆動トルクに基づき前記モータの余裕駆動電力の目標値を演算し、
前記バッテリの充電状態に基づき前記バッテリの余裕出力を算出し、
前記余裕駆動電力の目標値から前記バッテリの余裕出力を減じて前記発電機の余裕発電電力の目標値を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記発電機の回転速度の下限値を算出する手段は、
前記エンジンの回転速度に基づいてその回転速度におけるエンジンの最大トルクを算出し、
前記余裕発電電力の目標値を前記最大エンジントルクで除して車両減速時における前記発電機の回転速度の下限値を算出する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記発電機の回転速度の下限値を算出する手段は、
前記エンジン運転状態に基づきエンジンが安定して回転しうる回転速度の下限値を算出し、
前記発電機の回転速度の下限値よりも前記エンジンが安定して回転しうる回転速度の下限値のほうが大きいときは、エンジンが安定して回転しうる回転速度の下限値を減速時における前記発電機の回転速度の下限値とする、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記エンジンへの燃料供給をカットする手段は、
前記発電機の回転速度の下限値と、前記余裕駆動電力の目標値と、前記バッテリの余裕出力と、前記エンジン始動時要求電力とに基づいて、エンジン停止状態からの再加速でも前記バッテリ及び発電機からモータへの電力供給が不足しないか判断し、
エンジン停止状態からの再加速でも前記バッテリ及び発電機からモータへの電力供給が不足しないと判断したときにエンジンへの燃料供給をカットする、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はハイブリッド車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１１−１４６５０号は、シリーズ型のハイブリッド車両における効率向上を狙いとして、車両走行状態に基づき必要な電力を発電する技術が開示されている。走行状態の変化に伴いモータの出力は時々刻々変化するが、その出力変化に対応して過不足なく電力をリアルタイムに発電機から供給することができれば、バッテリにおける電力損失を最小限にとどめ、エンジンの出力を効率良くモータへ伝達することができる。
【０００３】
上記車両においては、モータで使用する電力をリアルタイムに発電機から供給し、バッテリの充放電を最小限にすることにより、電力損失を低減できるだけでなく、バッテリ搭載容量を最小限にすることができる。バッテリはハイブリッド車両において大きなコスト及び重量割合を占めているため、それを小型化することができれば、コストだけでなく燃費や動力性能まで大きな効果が得られる。
【０００４】
一方で、バッテリが小さくなると次のような問題が出てくる。すなわち、車両が加速時のように力行している場合には上記の通りに発電機から必要な電力をリアルタイムに供給すればよいが、減速時にモータで電力を回生する場合、バッテリが小さいとこの回生電力を全てバッテリに蓄えることができなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとしている問題点】
この点に関し、特開平８−７９９１４号では、減速時に回生電力が余剰となる場合に、発電機を力行させて燃料カット状態にあるエンジンを強制的に回転駆動することによって電力を消費させ、バッテリが過充電になることを防止している。
【０００６】
しかしながら、このような従来技術にあっては、減速中に発電機で消費する電力のみを考慮してエンジン並びに発電機の回転速度を制御しているため、発電機で消費すべき余剰な回生電力が少ない場合には、エンジン並びに発電機の回転速度も低回転に抑えられることになる。そのため、再加速時にはモータで必要とする電力を発電機及びバッテリから供給する必要があるが、エンジンは回転速度が低いほど出力が低い、すなわち回転速度が低いほど発電機からの供給電力が低下するため、減速中のエンジン回転速度が低下し過ぎると、再加速時に発電機から直ちに供給できる電力が低下し、この電力低下分をバッテリから供給できない場合には車両の加速応答性に影響を及ぼすという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたもので、減速時にモータで回生される電力の余剰分を発電機を力行させてエンジンを駆動し消費させる構成のハイブリッド車両において、減速時にエンジン及び発電機の回転速度が低下し過ぎるのを防止し、再発進時における良好な加速性能を確保することを目的とする。
【０００８】
【問題点を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンと、前記エンジンに機械的に接続されて前記エンジンと同期回転し、前記エンジンの出力を受けて発電する発電機と、前記発電機と電気的に接続され、前記発電機から電力供給を受けて車両を駆動するモータと、前記発電機及びモータと電気的に接続され、前記発電機及びモータにおける余剰電力あるいは不足電力を補償するバッテリと、車両減速時に前記エンジンへの燃料供給をカットする手段とを備え、車両減速時に前記モータで電力を回生するとともに、回生された電力のうち前記バッテリに蓄えられない余剰電力を、前記発電機を力行させて前記エンジンを駆動することで消費するハイブリッド車両において、車両減速時、その後の再加速で要求される加速性能が確保されるように前記発電機の余裕発電電力の目標値を算出する手段と、前記発電機の余裕発電電力が前記余裕発電電力の目標値よりも小さくならないように減速時における前記発電機の回転速度の下限値を算出する手段と、車両減速時に前記発電機の回転速度が前記発電機の回転速度の下限値より低くならないよう前記発電機の回転速度を制限する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明における前記余裕発電電力の目標値を算出する手段が、車両走行状態に基づいて前記モータの余裕駆動トルクを算出し、再加速時に要求される加速性能からみて前記余裕駆動トルクが過剰とならないよう余裕駆動トルクの上限値を算出し、前記余裕駆動トルクが前記余裕駆動トルクの上限値より大きくならないように前記余裕駆動トルクを制限し、前記上限値による制限後の余裕駆動トルクに基づき前記モータの余裕駆動電力の目標値を演算し、前記バッテリの充電状態に基づき前記バッテリの余裕出力を算出し、前記余裕駆動電力の目標値から前記バッテリの余裕出力を減じて前記発電機の余裕発電電力の目標値を算出することを特徴とするものである。
【００１０】
第３の発明は、第１または第２の発明における前記発電機の回転速度の下限値を算出する手段が、前記エンジンの回転速度に基づいてその回転速度におけるエンジンの最大トルクを算出し、前記余裕発電電力の目標値を前記最大エンジントルクで除して車両減速時における前記発電機の回転速度の下限値を算出することを特徴とするものである。
【００１１】
第４の発明は、第１から第３の発明における前記発電機の回転速度の下限値を算出する手段が、前記エンジン運転状態に基づきエンジンが安定して回転しうる回転速度の下限値を算出し、前記発電機の回転速度の下限値よりも前記エンジンが安定して回転しうる回転速度の下限値のほうが大きいときは、エンジンが安定して回転しうる回転速度の下限値を減速時における前記発電機の回転速度の下限値とすることを特徴とするものである。
【００１２】
第５の発明は、第１から第４の発明における前記エンジンへの燃料供給をカットする手段が、前記発電機の回転速度の下限値と、前記余裕駆動電力の目標値と、前記バッテリの余裕出力と、前記エンジン始動時要求電力とに基づいて、エンジン停止状態からの再加速でも前記バッテリ及び発電機からモータへの電力供給が不足しないか判断し、エンジン停止状態からの再加速でも前記バッテリ及び発電機からモータへの電力供給が不足しないと判断したときにエンジンへの燃料供給をカットすることを特徴とするものである。
【００１３】
【作用及び効果】
したがって、本発明に係るハイブリッド車両においては、減速時にはモータを発電機として機能させて減速時のエネルギーを回生し、回生電力が余剰となる場合には発電機を力行させてエンジンを回転させることにより電力を消費させ、バッテリが過充電になることを防止するが、減速中は常に再加速時に必要とされる余裕発電電力が確保されるように、エンジン及び発電機の回転速度の低下が制限されるので、発電機は再加速時にモータに要求される電力を遅れなく供給することができ、加速応答性を良好に保持することができる。
【００１４】
また、第２の発明によれば、モータの余裕駆動電力が再加速時に要求される加速性能からみて過剰になることを防止するとともに、バッテリから可能な限り電力を供給するので、余裕発電電力は必要最小限の値にすることができる。その結果、減速中のエンジン及び発電機の回転速度を可能な限り低く、即ち発電機の消費電力を低くして、バッテリへの電力供給を可能な限り多くして充電を促進することができ、燃費と運転性の両立を図ることができる。
【００１５】
また、第３の発明によれば、目標余裕発電電力に応じた発電機の目標回転速度の下限値を適切に算出することができる。
【００１６】
また、第４の発明によれば、目標余裕発電電力から求めた発電機の回転速度の目標値の下限値に対して、さらにエンジンの運転状態（冷却水温、ＥＧＲ率等）に応じて決まるエンジンの安定燃焼限界を考慮した回転速度の下限値を設定することにより、目標余裕発電電力が低い場合でもエンジン回転が低くなり過ぎるのを防止し、再加速時にエンジン出力が不安定となって発電電力が低下してしまうのを防止できる。
【００１７】
また、第５の発明によれば、減速中のエンジン停止判定を適切に行うことができ、エンジン停止からの再加速でもバッテリ及び発電機からの電力供給が不足することはなく、運転性を良好に保つことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は本発明が適用される車両のシステム構成図である。この車両では、従来の機械式変速機に代えて、無段変速機として機能する電気パワートレイン３がエンジン１に接続されている。
【００２０】
電気パワートレイン３は発電機４、モータ５からなり、入力側の発電機４がエンジン１の出力軸２に連結されエンジン１と同期して回転し、出力側のモータ５が駆動軸７に連結される。基本的に発電機４が発電機として働き、モータ５が発電機４の発電した電力によって駆動されるモータとして働く。
【００２１】
発電機４、モータ５は交流機（例えば永久磁石式交流同期モータ等）で構成され、それぞれインバータ８と接続されている。発電機４、モータ５の回転速度はインバータ８の駆動周波数に応じて制御され、インバータ８の駆動周波数の比が電気パワートレイン３の入出力軸の回転速度比（変速比）となる。インバータ８にはさらにバッテリ９が接続されており、発電機４、モータ５で余剰となった電力を蓄えるとともに、発電機４、モータ５で電力が不足する場合にはこれらに電力の供給を行う。バッテリ９の充電状態（残存容量）ＳＯＣは、例えばバッテリ９の端子間電圧から求めることができる。
【００２２】
発電機回転速度センサ２１からの発電機回転速度（入力回転速度）Ｎｉ、モータ回転速度センサ２２からのモータ回転速度（出力回転速度）Ｎｏの信号が入力されるトランスミッションコントロールユニット１１では、統合コントロールユニット１３により演算される目標入力回転速度ｔＮｉと目標モータトルクｔＴｏとが得られるようにインバータ８の駆動周波数を制御する。
【００２３】
発電機４、モータ５の間には選択的に締結可能なクラッチ６が介装され、このクラッチ６はエンジンコントロールユニット１２からの指令に応じて制御される。例えば、電気パワートレイン３の入力回転速度と出力回転速度が等しいときにクラッチ６を締結してエンジン１の駆動力を直接駆動輪に伝達し、これによって発電機４、モータ５における損失を抑制して車両の燃費性能を向上するようにしている。
【００２４】
エンジンコントロールユニット１２では、統合コントロールユニット１３により演算される目標エンジントルクｔＴｅが得られるように電子制御スロットル装置１４のスロットル開度を制御する。このときスロットル開度に応じた吸入空気がエンジン１に流れ込む。この吸入空気量を電子制御スロットル１４上流に設けたエアフローメータ２３により計量しており、エンジンコントロールユニット１２では、この空気流量とクランク角センサ２４からのエンジン回転速度とに基づいて燃料噴射弁１５を用いての燃料噴射制御と点火プラグ１６を用いての点火時期制御とを行う。
【００２５】
統合コントロールユニット１３は、加速時は、アクセル操作量センサ２５によって検出されたアクセル操作量ＡＰＯ、出力回転速度Ｎｏ（あるいは出力回転速度Ｎｏから求まる車速ＶＳＰ）等に基づきマップ参照により運転者が要求する駆動トルク（目標駆動トルク）ｔＴｏを求め、この目標駆動トルクｔＴｏが実現されるようにトランスミッションコントロールユニット１１を介してモータ５のトルク制御を行う。また、モータ５の駆動出力（消費電力）に見合った発電電力が得られるようにトランスミッションコントロールユニット１１を介しての発電機４の回転速度制御及びエンジンコントロールユニット１２を介してのエンジン１のトルク制御も併せて行う。
【００２６】
一方、減速時には、統合コントロールユニット１３は、モータ５を発電機として機能させて減速時のエネルギーを回生するが、減速時のエネルギーをバッテリ９で吸収しきれず回生電力が余剰となる場合には、発電機４を力行させて燃料カット中で停止状態にあるエンジン１を強制的に回転させることにより余剰電力を消費させ、バッテリ９が過充電になることを防止する。
【００２７】
このとき、発電機４で消費すべき余剰回生電力が少ないと発電機４（及びエンジン１）の回転速度も小さくなるが、エンジン１及び発電機４の回転速度が低下し過ぎると再加速時に発電機４からモータ５に直ちに供給できる電力が低下し、この電力低下分をバッテリ９から供給できない場合には、車両の加速応答性に影響を及ぼしてしまう。
【００２８】
図２は、加速開始時のエンジン１及び発電機４の回転速度の違いによる、加速時の発電電力応答の違いを図示したものである。点線は発電状態（エンジン回転速度≒１０００ｒｐｍ）から加速した場合、実線はエンジン停止状態（エンジン回転速度＝０）からの加速した場合を示す。エンジン停止状態からの加速した場合は、加速開始からしばらくしてからエンジン１が始動される（時刻ｔａ）。
【００２９】
両者ともアクセル全開であるが、初期の回転速度が異なるために、加速時の電力応答にも差が生じている。加速時のエンジン回転速度が低いとモータ５で必要としている電力を全て発電電力で供給している場合と比較して発電電力も少なくなるので、この分をバッテリ９から電力を供給することができなければ、モータ５に必要とされる電力を供給することができず加速性能が悪化する。
【００３０】
したがって、モータ５で必要としている電力を全て発電電力で供給している場合と同等の加速性能を確保するためには、走行中に発電電力及びバッテリ９から供給できる電力の和が、加速時に要求される電力に見合うように、エンジン回転速度の低下を制限する必要がある。
【００３１】
そこで、本発明に係るハイブリッド車両では再加速時に必要とされる発電電力の余裕代である「余裕発電電力」に基づき発電機４及びエンジン１の回転速度の低下を制限する。
【００３２】
図３、図４は「余裕発電電力」の考え方を示した図である。
【００３３】
発電機４が発電している状態、すなわちエンジン１がファイアリングして正のトルクを発生している状態では、図３に示すようにエンジン１の当該運転点でのトルクから、当該回転速度Ｎ１における最大エンジントルクまでの差Ｔ１に、当該回転速度Ｎ１を乗じて得られる出力が、当該回転速度Ｎ１での余裕発電電力となる。余裕発電電力がゼロの状態では、その回転速度ではエンジン１はトルクをさらに増大させることができないため、発電電力を増大させるために回転速度を増大させようとしてもエンジン１のみの力だけでは回転速度を増大させることはできない。発電電力を増大させるためには発電機４によるトルク吸収（エンジントルクに対抗するトルク）を一時的に少なくして、すなわち発電電力を一時的に少なくして、回転速度を上昇させることが必要になる。
【００３４】
したがって、常に発電電力を過不足なく供給するためには、エンジン１の運転点を適切に、すなわちエンジン１の最大トルク線よりも下側に設定して、余裕発電電力を確保しておく必要がある。
【００３５】
また、図４に示すように、エンジン１をモータリングして発電機４で電力を消費している状態では、当該回転速度Ｎ１における最大トルクＴ２に当該回転速度Ｎ１をかけた値、すなわち当該回転速度Ｎ１においてエンジン１が供給できる正の仕事率の最大値が当該回転速度における余裕発電電力となる。
【００３６】
次に、統合コントロールユニット１３が行う具体的な制御内容について説明する。図５はエンジン１、発電機４及びモータ５を協調動作させるために、それぞれに対する制御目標値を求める制御ブロック図である。
【００３７】
これによると、アクセル操作量ＡＰＯ、出力回転速度Ｎｏに応じて設定された目標駆動トルクｔＴｏ０は出力回転速度Ｎｏを乗じて目標駆動出力基本値ｔＰｏ０に換算される。ｔＰｏ０は、エンジン１、発電機４及び伝動機５の制御目標値を決定するための基本的なパラメータとなる。このｔＰｏ０に対して駆動力の応答性を補正するフィルタ処理を施した後、再び出力回転速度で除してモータ５の目標出力軸トルクｔＴｏとし、トランスミッションコントロールユニット１１に送信する。
【００３８】
一方、前記ｔＰｏ０に対し、モータ損失ＬＯＳＳｍ及び発電機損失ＬＯＳＳｇを加算して目標入力仕事率基本値ｔＰｏ２が求められ、さらに、ｔＰｏ２に目標充放電量ｔＰｃを加算して目標入力仕事率ｔＰｏ３が求められる。このｔＰｏ３が目標入力回転速度と目標エンジントルクを算出する基本値となる。そして、この目標入力仕事率ｔＰｏ３に基づきテーブル参照により第１目標入力回転速度基本値ｔＮｉ１０が演算される、このテーブルは発電状態において、目標とする仕事率に対して、予めエンジン１及び発電機４の回転速度を規定したものである。
【００３９】
続いて、後述する目標余裕発電電力演算処理（図８）により演算された目標余裕発電電力ＰＧＭＧＮに基づき、目標入力回転速度下限値ｔＮｉ＃ｍｉｎ１が算出される。具体的には、目標余裕発電電力ＰＧＭＧＮを現在の入力回転速度Ｎｉで除して目標余裕トルク相当に換算し、このトルク値をテーブル参照により求めたその回転速度における最大トルクＴＲＱＭＡＸから減算し、さらにその値で目標入力仕事率ｔＰｏ３を除算したものをｔＮｉ＃ｍｉｎ１とする。
【００４０】
ここでｔＮｉ＃ｍｉｎ１は、現在の入力回転速度がＮ１とした場合にその入力回転速度Ｎ１で所望の余裕発電電力を確保できるトルクＴ１を求め、そのトルクＴ１で目標とする入力仕事率Ｐ１を得るのに必要とされる回転速度である（ｔＮｉ＃ｍｉｎ１×Ｔ１＝Ｐ１）。したがって、実際に回転速度がｔＮｉ＃ｍｉｎ１にある場合には、その回転速度で余裕発電電力を確保できるようなトルクを求めると、それは回転速度Ｎ１のときに求めたＴ１とは一般に異なった値となる。現在の状態で仮にＮ１＜Ｎｉ＃ｍｉｎ１であれば、入力回転速度をｔＮｉ＃ｍｉｎ１に向かって上昇させる途中で時々刻々ｔＮｉ＃ｍｉｎ１は再計算され、いずれ収束する。
【００４１】
さらに、上記ｔＮｉ＃ｍｉｎ１に加え、後述するエンジン安定下限回転速度演算処理（図９）により演算されるエンジン安定下限回転速度ｔＮｉ＃ｍｉｎ０により第１目標入力回転速度基本値ｔＮｉ１０に対して下限制限を行い、エンジン１の燃焼安定性も確保しうる発電動作時の目標入力回転速度ｔＮｉ１が算出される。
【００４２】
一方、減速時においては、余剰回生電力を吸収するためにモータリング動作中の発電機４の目標入力回転ｔＮｉ２は以下の手順で演算される。
【００４３】
まず、発電動作時と同様に、目標入力仕事率ｔＰｏ３に基づいてテーブル参照により第２目標入力回転速度基本値ｔＮｉ２０が演算される。また、目標余裕発電電力ＰＧＭＧＮを当該入力回転における最大エンジントルクＴＲＱＭＡＸで除して減速時目標入力回転速度ｔＮｉ＃ｍｉｎ２が求められる。そして、エンジン安定下限回転ｔＮｉ＃ｍｉｎとともに第２目標入力回転速度基本値ｔＮｉ２０に対して下限制限を行い、モータリング動作時の目標回転速度ｔＮｉ２が算出される。
【００４４】
そして、後述する運転モード判定処理（図６）の判定結果に従って、０ｒｐｍ（停止）、ｔＮｉ１（発電時）、ｔＮｉ２（モータリング動作時）のいずれかが選択され、さらに位相補正フィルタ処理後、目標入力回転速度ｔＮｉとして出力され、発電機４の回転速度制御の目標値とされる。
【００４５】
一方、エンジン１に関しては、目標入力仕事率ｔＰｏ３を現在の入力回転速度Ｎｉで除して目標エンジントルクｔＴｅとし、これをエンジンコントロールユニット１２に送信する。
【００４６】
図６は統合コントロールユニット１３が行う発電機４の運転モード判定処理の制御ブロック図である。この制御ブロックによりエンジン１及び発電機４の運転モードＦＭＯＤＥがエンジン停止、発電動作、モータリング動作のいずれかに設定される。
【００４７】
運転モード判定処理は、目標駆動トルクｔＴｏ０の値に基づいて、発電機４の発電動作／モータリング動作を判定（ＧＥＮＭＯＤ）する第１の判定処理と、バッテリ９の状態、減速時入力回転速度下限ｔＮｉ＃ｍｉｎ２、及び目標余裕駆動電力ＰＯＭＧＮに基づいてエンジンを停止判定（ＥＮＤＳＴＰ）を行う第２の判定処理を含む。
【００４８】
第１の判定処理では、目標駆動トルクｔＴｏ０と運転状態に応じて設定される減速判定トルクＣＳＴＴＴ０＃とを比較し、目標駆動トルクｔＴｏ０が減速判定トルクＣＳＴＴＴ０＃以下の場合は車両が減速中にあり、かつ回生電力により電力過剰の状態にあると判断し、ＧＥＮＭＯＤにはモータリング動作を示す「２」が設定される。一方、目標駆動トルクｔＴｏ０が減速判定トルクＣＳＴＴＴ０＃よりも大きい場合はＧＥＮＭＯＤには発電を示す「１」が設定される。
【００４９】
一方、第２の判定処理では、バッテリ９の充電状態ＳＯＣがエンジン停止許可しきい値ＩＳＳＯＣ＃以上か、減速時入力回転速度の下限値ｔＮｉ＃ｍｉｎ２がエンジン停止許可回転速度ＩＳＮＩＭＩＮ＃以下か、目標余裕駆動電力ＰＯＭＧＮにエンジン再始動に必要な始動時要求電力ＰＥＮＧＳＴ＃を加えたものがバッテリ許容出力ＰＢＭＧＮ以下か、がそれぞれ判断され、これら全ての条件が成立したときにｆＥＮＧＳＴＰにエンジン停止判定成立を示す「１」が設定される。これに対し、いずれか一つでも不成立の場合はエンジン停止を行うと再加速時に支障をきたすと判断し、ｆＥＮＧＳＴＰにはエンジン停止判定不成立を示す「０」が設定される。
【００５０】
したがって、この運転モード判定処理では、ｆＥＮＧＳＴＰに「１」が設定されたときは、エンジン停止を示す「０」がＦＭＯＤＥに設定される。これに対し、ｆＥＮＧＳＴＰに「１」が設定されていないときは、第１の判定処理の結果に応じて発電動作を示す「１」またはモータリング動作及び燃料カットを示す「２」がそれぞれ設定される。
【００５１】
このような判定処理の結果を受けて統合コントロールユニット１３はエンジン１を停止させるが、バッテリ９の充電状態が低い場合やエンジン回転速度が低い場合を始めとして再加速に支障が出る場合はエンジン停止を行われないので、エンジン停止状態からの再加速でもバッテリ９及び発電機４からモータ５への電力供給が不足することはなく、運転性を良好に保つことができる。
【００５２】
また、図７は統合コントロールユニット１３が行う目標余裕駆動電力演算処理の制御ブロック図である。
【００５３】
これによると出力回転速度Ｎｏに基づき所定のマップを参照してモータ５の最大トルクＴＯＭＡＸが演算される。そして、この最大モータトルクＴＯＭＡＸから目標駆動トルクｔＴｏＯを減じた余裕駆動トルクＴＯＭＧＮ（モータ５の駆動トルクの余裕代）と余裕駆動トルクの上限ＴＯＭＧＭＸとを比較し、小さいほうの値に出力回転速度Ｎｏを乗じて余裕駆動出力の目標値ＰＯＭＧＮが演算される。
【００５４】
余裕駆動トルクの上限ＴＯＭＧＭＸは、例えば、最大許容加速度Ｇｍａｘ（運転性を確保する上で許容される最高加速度）、重力加速度９．８［ｍ／ｓ２］、車両重量Ｗ［ｋｇ］、タイヤ半径ｒ［ｍ］、減速比ｉに基づき、次式、
ＴＯＭＧＭＸ＝Ｇｍａｘ×９．８×Ｗ×ｒ／ｉ
により演算することができる。このようにモータ５の余裕駆動トルクを制限するのは、余裕駆動力がこの上限ＴＯＭＧＭＸよりも大きいとそれだけ回生電力も余計に発生するので、発電機４でモータリングして消費しなければならない電力も増加し、燃費の悪化につながるからである。
【００５５】
また、図８は統合コントロールユニット１３が行う目標余裕発電電力演算処理の制御ブロック図である。これによると、目標余裕駆動電力演算処理（図７）で演算される目標余裕駆動電力ＰＯＭＧＮから後述するバッテリ余裕出力演算処理（図１０）で演算されるバッテリ余裕出力ＰＢＭＧＮを減じ、さらにその結果に発電応答遅れマージンＤＬＹＭＧＮ＃を加えて余裕発電電力の目標値ＰＧＭＧＮが演算される。目標余裕発電電力ＰＧＭＧＮをこのように演算することで、減速中の発電機４の消費電力を低く抑えるとともにバッテリ９への電力供給を可能な限り多くし、燃費と運転性の両立を図ることができる。
【００５６】
また、図９は統合コントロールユニット１３が行うエンジン安定下限回転速度演算処理の制御ブロック図である。これによると、エンジン冷却水温ＴＷとエンジンＥＧＲ率（排気還流率）ＲＴＯＥＧＲが入力され、所定のマップを参照してエンジン安定下限回転速度ｔＮｉ＃ｍｉｎ０が演算される。このエンジン安定下限回転速度ｔＮｉ＃ｍｉｎ０はエンジン１が安定して回転するために必要な回転速度の下限値であり、エンジン冷却水温ＴＷが低いほど、またＥＧＲ率ＲＴＯＥＧＲが高いほど燃焼安定性が低下することからエンジン安定下限回転速度ｔＮｉ＃ｍｉｎ０には大きな値が演算される。エンジン１及び発電機４の回転速度制限を行う際に回転速度がこのエンジン安定下限回転速度ｔＮｉ＃ｍｉｎ０よりも高くなるようにすれば、エンジン回転速度が低くなり過ぎてエンジン１の回転安定性が悪化するのを防ぐことができる。
【００５７】
また、図１０は統合コントロールユニット１３が行うバッテリ余裕出力演算処理の制御ブロック図であり、バッテリ９の充電状態ＳＯＣに基づき所定のテーブルを参照して得られるバッテリ最大出力ＰＢＭａｘから現在のバッテリ出力ＰＢＯＵＴを減じてバッテリ余裕出力ＰＢＭＧＮが演算される。
【００５８】
続いて、上記処理を行うことによる全体的な作用について説明する。
【００５９】
本発明に係るハイブリッド車両においては、車両加速時は、運転者が要求する駆動トルクが実現されるようにモータ５のトルク制御が行われ、また、モータ５の駆動出力（消費電力）に見合った発電電力が得られるように発電機４の回転速度制御及びエンジン１のトルク制御が併せて行われる。
【００６０】
一方、減速時には、モータ５を発電機として機能させ、減速時のエネルギーを回生するが、回生電力がバッテリ９に蓄電可能な電力よりも多く、余剰となる場合には、発電機４を力行させて燃料カットにより停止状態にあるエンジン１を強制的に回転駆動することにより余剰電力を消費し、バッテリ９が過充電になることを防止する。
【００６１】
このとき、発電機４で消費すべき余剰電力が少ないと発電機４の回転速度も小さくなるが、発電機４（及びエンジン１）の回転速度が低下し過ぎると再加速時に発電機４から直ちに供給できる電力が低下し、この電力低下分をバッテリ９から供給できない場合には、車両の加速応答性に影響を及ぼす可能性が出てくる。しかしながら、本発明に係るハイブリッド車両では、減速中は常に再加速時に必要とされる余裕発電電力が確保されるように、エンジン１及び発電機４の回転速度が所定の下限値以上に制御されるため、再加速時に発電機４に要求される電力を遅れなく供給することができ、加速応答性を良好に保持することができる。
【００６２】
また、モータ５の余剰駆動電力に上限値を設定して余裕駆動電力が過剰になることを防止するとともにバッテリ９から可能な限り電力を供給するので、モータ４の余裕発電電力は必要最小限の値にすることができる。したがって、発電機４の消費電力を低く抑えて、バッテリ９への電力供給を可能な限り多くして充電を促進することができ、燃費と運転性の両立を図ることができる。
【００６３】
さらに、目標余裕発電電力から求めた目標入力回転速度下限値に対して、さらにエンジン１の安定燃焼限界を考慮した下限回転速度が設定されるので、目標余裕発電電力が低い場合でもエンジン１の回転速度がエンジン出力を不安定にするまで低下することはなく、再加速時にエンジン出力が不安定となり、発電電力が低下してしまうのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】加速開始時のエンジン回転速度を変えて加速時の発電電力応答の比較した図である。
【図３】余裕発電電力の考え方を示した図である（発電動作時）。
【図４】同じく余裕発電電力の考え方を示した図である（モータリング動作時）。
【図５】エンジン、発電機及びモータを協調動作させるために、それぞれに対する制御目標値を求める制御ブロック図である。
【図６】発電機の運転モード判定制御の制御ブロック図である。
【図７】目標余裕駆動電力演算処理の制御ブロック図である。
【図８】目標余裕発電電力演算処理の制御ブロック図である。
【図９】エンジン安定下限回転速度演算処理の制御ブロック図である。
【図１０】バッテリ余裕出力演算処理の制御ブロック図である。
【符号の説明】
１  エンジン
４  発電機
５  モータ
１１  エンジンコントロールユニット
１２  トランスミッションコントロールユニット
１３  統合コントロールユニット
１４  電子制御スロットル装置
２５  アクセル操作量センサ
２６  バッテリ温度センサ
２７  バッテリ
【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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