(57)【要約】【課題】燃料消費の良いハイブリット車両の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１、発電機２、蓄電装置３、駆動モータ４を備えたハイブリット車両において、蓄電装置３のＳＯＣとハイブリット車両に要求される要求駆動力を蓄電装置３から供給する電力によって実現可能か否かを判定し、可能な場合には現在の運転効率を維持、または高くする第１の運転効率を算出し、可能でない場合にはエンジン１と発電機２からの電力によって要求駆動力を満たすような第２の運転効率を算出する。そして、第１の運転効率、または第２の運転効率を目標運転効率として設定し、目標運転効率を満たすようにエンジン１、発電機２、蓄電装置３、駆動モータ４を制御する。【選択図】        図２
2006187046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動させるための電力を発生させる発電装置と、
前記車両を電力により駆動させ、かつ前記車両の回生走行時には電力を発生させる駆動装置と、
前記発電装置と前記駆動装置と電気的に接続して電力を蓄え、また前記駆動装置に電力を供給する蓄電装置と、を備えたハイブリット車両の制御装置において、
前記蓄電装置の充電状態を検出する充電状態検出手段と、
駆動力要求の実現に必要な前記蓄電装置の駆動力確保エネルギーを算出する駆動力確保エネルギー算出手段と、
前記充電状態と前記駆動力確保エネルギーに基づいて、前記駆動力要求を前記蓄電装置から供給する電力によって実現可能か否かを判定する駆動力実現可否判定手段と、
前記蓄電装置から供給する電力によって前記駆動力要求を実現可能な場合に、前記発電装置の運転効率を維持、または高くする第１運転効率を算出する第１運転効率算出手段と、
前記蓄電装置から供給する電力によって前記駆動力要求を実現不可能な場合に、前記要求駆動力を前記発電装置からの電力によって実現可能とする第２運転効率を算出する第２運転効率算出手段と、
前記第１運転効率または前記第２運転効率に目標運転効率を設定する目標運転効率設定手段と、
前記目標運転効率を実現するように前記発電装置と前記駆動装置と前記蓄電装置を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするハイブリット車両の制御装置。
【請求項２】
前記第１運転効率算出手段は、前記充電状態に基づいて運転効率を算出する運転効率算出手段を備え、
前記運転効率算出手段によって算出した運転効率が前記現在の運転効率よりも高い場合には、前記算出した運転効率を前記第１運転効率とし、
前記運転効率算出手段によって算出した運転効率が前記現在の運転効率よりも低い場合には、前記現在の運転効率を前記第１運転効率とすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリット車両の制御装置。
【請求項３】
前記第２運転効率算出手段は、
前記駆動力要求を実現する前記駆動装置の消費電力を算出する駆動装置消費電力算出手段と、
前記駆動装置の消費電力を供給するために必要な電力を前記発電装置で発生する場合の運転効率を算出するダイレクト走行時運転効率算出手段と、を備え、
前記駆動力確保エネルギーと前記充電状態の偏差が大きいほど、前記ダイレクト走行時運転効率算出手段で算出した運転効率が悪くなるように補正を施し第２運転効率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ト車両の制御装置。
【請求項４】
前記駆動力実現可否判定手段は、前記充電状態と前記駆動力確保エネルギーとの大きさを比較し、
前記充電状態が前記駆動力確保エネルギーよりも大きい場合には、前記要求駆動力を前記蓄電装置から供給する電力によって実現可能であると判定し、
前記充電状態が前記駆動力確保エネルギーよりも小さい場合には、前記要求駆動力を前記蓄電装置から供給する電力によって実現不可能であると判定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ト車両の制御装置。
【請求項５】
前記駆動力実現可否判定手段は、前回の駆動力実現可否判定結果を記憶し、前記充電状態と前記駆動力確保エネルギーとの大きさを比較する場合に、前回の判定結果から判定結果が変更され難いように補正を行う補正手段を備え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ト車両の制御装置。
【請求項６】
前記発電装置は内燃機関と発電機によって構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のハイブリット車両の制御装置。
【請求項７】
前記発電装置は燃料電池であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のハイブリット車両の制御装置。
【請求項８】
車両を駆動させる内燃機関と発電機から構成される発電装置と、
前記車両を電力により駆動させる駆動装置と、
前記発電装置と前記駆動装置と電気的に接続して電力を蓄え、また前記駆動装置に電力を供給する蓄電装置と、を備え、前記内燃機関と前記駆動装置との少なくとも一方からの駆動力を出力軸に伝達し走行するハイブリット車両の制御装置において、
前記蓄電装置の充電状態を検出する充電状態検出手段と、
駆動力要求の実現に必要な前記蓄電装置の駆動力確保エネルギーを算出する駆動力確保エネルギー算出手段と、
前記充電状態と前記駆動力確保エネルギーに基づいて、前記駆動力要求を前記蓄電装置から供給する電力によって実現可能か否かを判定する駆動力実現可否判定手段と、
前記蓄電装置から供給する電力によって前記駆動力要求を実現可能な場合に、前記発電装置の運転効率を維持、または高くした第１運転効率を算出する第１運転効率算出手段と、
前記蓄電装置から供給する電力によって前記駆動力要求を実現不可能な場合に、前記要求駆動力を前記発電装置からの電力によって実現可能とする第２運転効率を算出する第２運転効率算出手段と、
前記第１運転効率または前記第２運転効率に目標運転効率を設定する目標運転効率設定手段と、
前記目標運転効率を実現するように前記発電装置と前記駆動装置と前記蓄電装置を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするハイブリット車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリット車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蓄電装置の蓄電量を検出し、蓄電量とハイブリット車両の運転効率を対応させることで、蓄電装置の充電の必要性に応じた運転効率の目標値を設定し、その目標値を実現するように内燃機関などによる発電と蓄電装置の充放電制御することにより、走行中の燃料消費量を効果的に低減するハイブリット車両の制御装置が、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１７１６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ハイブリット車両の走行時には、ドライバから速やかな駆動力の立ち上がりを要求される場合がある。この場合には、蓄電装置から駆動モータへ電力を供給し、エンジンと比較して速やかな駆動力の立ち上がりを実現する。そのために蓄電装置においては、ドライバからの駆動力要求に備えて常に蓄電装置から駆動モータへの電力供給ができるように所定量異常の蓄電量を常に蓄えておかなければならない。
【０００４】
上記の発明では、蓄電装置の蓄電量（以下、ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）とする）とハイブリット車両の運転効率を対応させる場合に、上述のようなドライバからの駆動力要求に備えて常にＳＯＣを所定の蓄電量（以下、駆動力確保ＳＯＣとする）以上に維持する必要があった。そのために蓄電装置のＳＯＣの下限値を駆動力確保ＳＯＣとして設定することにより上述のようなドライバからの駆動力要求を常に実現できるようにしている。そして蓄電装置のＳＯＣが常に下限値以上となるように、下限値を下回ると充電を行うように、運転効率、たとえばエンジンの燃料噴射制御を行っている。これによって蓄電装置のＳＯＣは下限値を下回ることがないので駆動力確保ＳＯＣを確保しながら走行する。ところで蓄電装置のＳＯＣが下限値以上を推移している場合に、その余剰電力は車両の運転効率を向上させる為に利用される。つまり発電装置の運転効率が悪い場合には蓄電装置から放電を行い、発電装置の運転効率が良好な場合には蓄電装置に充電を行う。もしくは車両の減速中に駆動モータにより回生制動を行って発生した電力を蓄えることもできる。
【０００５】
上記の燃費向上の為の蓄電装置の充放電制御は、ＳＯＣ下限値と蓄電装置の蓄電容量の物理的な限界値である上限ＳＯＣの間で充放電を繰り返すことにより行われる。よってＳＯＣ下限値と上限値の間の充放電可能容量は大きければ大きいほど燃費向上効果を期待できる（例えば回生電力を多く蓄電できることは燃費向上に大きく寄与する）。
【０００６】
しかし、上述のように駆動力確保ＳＯＣを確保する為には、蓄電装置の容量を大型化しないと燃費向上効果を圧迫することになる。
【０００７】
そこで、駆動力確保ＳＯＣについては車両の運転状態に応じて必要蓄電量が増減することが知られている。例えば高車速の場合には速やかな駆動力の立ち上がりを要求されることが少ないので駆動力確保ＳＯＣは最小でよく、逆に市街地、山間部などの加減速の多い運転状況では駆動力確保ＳＯＣを多く確保する必要がある。よって運転状況に応じて駆動力確保ＳＯＣを増減することにより、上述のようなＳＯＣ下限値を変更して燃費向上制御に利用可能な充放電可能蓄電量を増やすことが考えられる。
【０００８】
しかし、駆動力確保ＳＯＣを増減した場合であっても駆動力確保ＳＯＣの増減に応じて、燃費向上に利用可能な充放電可能蓄電容量も変化するので目標効率が頻繁に変更されて燃費向上に対する寄与が十分ではない問題があった。
【０００９】
本発明ではこのような問題点を解決するために発明されたもので、ハイブリット車両の燃費を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、車両を駆動させるための電力を発生させる発電装置と、車両を電力により駆動させ、かつ車両の回生走行時には電力を発生させる駆動装置と、発電装置と駆動装置と電気的に接続して電力を蓄え、また駆動装置に電力を供給する蓄電装置と、を備えたハイブリット車両の制御装置において、蓄電装置の充電状態を検出する充電状態検出手段と、駆動力要求の実現に必要な蓄電装置の駆動力確保エネルギーを算出する駆動力確保エネルギー算出手段と、充電状態と駆動力確保エネルギーに基づいて、駆動力要求を記蓄電装置から供給する電力によって実現可能か否かを判定する駆動力実現可否判定手段と、蓄電装置から供給する電力によって駆動力要求を実現可能な場合に、発電装置の運転効率を維持、または高くした第１運転効率を算出する第１運転効率算出手段と、蓄電装置から供給する電力によって駆動力要求を実現不可能な場合に、要求駆動力を発電装置からの電力によって実現可能とする第２運転効率を算出する第２運転効率算出手段と、第１運転効率または第２運転効率に目標運転効率を設定する目標運転効率設定手段と、目標運転効率を実現するように発電装置と駆動装置と蓄電装置を制御する制御手段と、を備える。
【００１１】
また、車両を駆動させる内燃機関と発電機から構成される発電装置と、車両を電力により駆動させる駆動装置と、発電装置と駆動装置と電気的に接続して電力を蓄え、また駆動装置に電力を供給する蓄電装置と、を備え、内燃機関と駆動装置との少なくとも一方からの駆動力を出力軸に伝達し走行するハイブリット車両の制御装置において、蓄電装置の充電状態を検出する充電状態検出手段と、駆動力要求の実現に必要な蓄電装置の駆動力確保エネルギーを算出する駆動力確保エネルギー算出手段と、充電状態と駆動力確保エネルギーに基づいて、駆動力要求を蓄電装置から供給する電力によって実現可能か否かを判定する駆動力実現可否判定手段と、蓄電装置から供給する電力によって駆動力要求を実現可能な場合に、発電装置の運転効率を維持、または高くした第１運転効率を算出する第１運転効率算出手段と、蓄電装置から供給する電力によって駆動力要求を実現不可能な場合に、要求駆動力を発電装置からの電力によって実現可能とする第２運転効率を算出する第２運転効率算出手段と、第１運転効率または第２運転効率に目標運転効率を設定する目標運転効率設定手段と、目標運転効率を実現するように発電装置と駆動装置と蓄電装置を制御する制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、車両に要求される要求駆動力を蓄電装置から供給する電力によって実現可能な場合には、発電装置の運転効率を維持、または高くなるように第１運転効率を算出し、車両に要求される要求駆動力を蓄電装置から供給する電力によって実現不可能な場合には、発電装置からの電力によって要求駆動力を実現する第２運転効率を算出し、第１運転効率、または第２運転効率を目標運転効率に設定する。そして目標運転効率を実現するように発電装置と駆動装置と蓄電装置を制御するので、要求駆動力を蓄電装置から供給する電力だけで実現可能な場合には、例えばエンジンの燃費効率を高く維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第１実施形態の構成を図１のブロック図を用いて説明する。この実施形態はシリーズハイブリット車両である。
【００１４】
シリーズハイブリット車両は車両を駆動させるアクチュエータとして、ガソリンなどを燃焼させて出力を生じる内燃機関であるエンジン１と、エンジン１と直結しエンジン１の出力を電力に変換し、車両起動時にクランキングを行う発電機２と、電力を蓄える蓄電装置３と、電力で駆動する駆動装置である駆動モータ４を備える（エンジン１と発電機２が発電装置を構成する）。
【００１５】
蓄電装置３は、発電機２によって変換された電力を蓄え、その電力を駆動モータ４に供給する。また、回生走行時に駆動モータ４によって得られた電力を蓄える。蓄電装置３は、例えばニッケル水素、リチウムイオンなどを用いた二次電池、または電気二重層キャパシタが使用される。なお、車両起動時にクランキングを行う際には蓄電装置３は発電機２に電力を供給する。
【００１６】
駆動モータ４は、蓄電装置３に蓄えられた電力によってトルクを発生させ、そのトルクをファイナルギヤ６を介して、タイヤ５に伝達し、車両を走行させる。また、図示しない制動装置によって車両が減速する回生走行時に、回生エネルギーによって電力を発生させ、その電力の一部を蓄電装置３へ充電する。
【００１７】
この駆動系では、エンジン１からの出力を発電機２によって電力に変換し、主にその電力を使用して駆動モータ４でトルクを発生させ、そのトルクをタイヤに伝達して走行する。また、発電機２によって余剰に発電された電力は蓄電装置３に充電され、回生走行時には駆動モータ４によって発電された電力の一部も蓄電装置３に充電される。蓄電装置３に充電された電力は、加速時などに駆動モータ４への補助的な電力として使用される。また補機類などでも使用される。
【００１８】
車両を制御する制御系としては、エンジン１の出力を制御するエンジンコントローラ７と、発電機２の回転速度、すなわち発電機２で発電する電力をベクトル制御する発電機コントローラ８と、駆動モータ４のトルクをベクトル制御する駆動モータコントローラ１０を備える。また、蓄電装置３の電圧、電流を検出し、蓄電装置３のＳＯＣを算出する蓄電装置コントローラ９を備える。さらに蓄電装置３のＳＯＣと図示しないスロットルのスロットル開度によってエンジンコントローラ７へ出力指令を出し、発電機コントローラ８へ電動機２の回転指令を出し、駆動モータコントローラ１０にモータトルク指令を出す統合コントローラ１１を備える。
【００１９】
次に制御系における蓄電装置３の充放電制御を図２のフローチャートを用いて説明する。なお、この制御は例えば、１０ｍｓの所定の周期毎に繰り返し演算される。
【００２０】
ステップＳ１００では、蓄電装置３に設けた電圧センサ（図示せず）、電流センサ（図示せず）によって蓄電装置３の充電状態を検出する。蓄電装置３の充電状態を検出する方法としては電流センサによって蓄電装置３に流れる電流Ｉ（Ａ）を検出し、式（１）によって積分することで蓄電装置３のＳＯＣを算出する。
【００２１】
【数１】
2006187046.tif 000003
【００２２】
ここで、ＳＯＣ（％）は蓄電装置３の充電状態、ＣＡＰ（Ａｈ）は蓄電装置３の容量である。また、電流センサによって検出される電流値には誤差が生じる可能性があるので、電流値を積算する以外の方法で適宜補正することで、蓄電装置３の充電状態を補正してもよい（ステップＳ１００が充電状態検出手段を構成する）。
【００２３】
ステップＳ１０１では、ドライバの要求する要求駆動力、つまり加速を実現するために必要な蓄電装置３の駆動力確保ＳＯＣ（駆動力確保エネルギー）を算出する（ステップＳ１０１が駆動力確保エネルギー算出手段を構成する）。
【００２４】
ここでドライバによってアクセルペダルが踏み込まれ、車両に加速要求があった場合について図３を用いて説明する。図３（ａ）に示すようにアクセルペダルが踏み込まれ、ドライバからの加速要求がなされると、要求された出力（図３（ｂ）中、実線）に応じてエンジン１の出力を増加させたいが、エンジン１による出力（図３（ｂ）中、点線）には応答遅れが生じるためにハイブリット自動車では蓄電装置３から駆動モータ４に電力を供給する（図３（ｃ）に蓄電装置３の放電電力を示す）ことで駆動モータ４によって応答遅れの少ない出力を発生させ、ドライバの加速要求に応えている。そのため蓄電装置３には駆動モータ４に供給する電力を予め蓄えておく必要がある（図３（ｃ）の斜線部が加速要求に必要な電力を示す）。
【００２５】
次にドライバの加速要求を満たすために必要な駆動力確保ＳＯＣについて図４を用いて説明する。ドライバの加速要求を満たすために必要な駆動力確保ＳＯＣは車両の走行状態、例えば車両速度によって決まる。車両速度が高い場合にはアクセル開度が既に深く踏み込まれている可能性が高く、ドライバの加速要求に対する駆動力確保ＳＯＣが小さくなる。また車両速度が低い場合には、アクセル開度が深く踏み込まれていない可能性が高く、その後アクセル開度が深く踏み込まれると車両に要求される加速要求が大きくなる可能性があり、その場合加速要求を満たすために駆動力確保ＳＯＣが大きくなる。この実施形態では図４に示すマップから車両速度に応じてドライバの加速要求を満たすために必要な駆動力確保ＳＯＣを算出する。また、車両速度だけではなく、路面の勾配などによって駆動力確保ＳＯＣを補正してもよい。
【００２６】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１００で算出した現在の蓄電装置３のＳＯＣとステップＳ１０１で算出した駆動力確保ＳＯＣを比較し、蓄電装置３のＳＯＣに対して駆動力確保ＳＯＣが等しいか、もしくは小さいかどうか判断する。駆動力確保ＳＯＣが蓄電装置３のＳＯＣよりも小さい場合、つまり蓄電装置３に蓄えられた電力で駆動モータ４にトルクを発生させ、要求された加速を実現できる場合にはステップＳ１０３の第１の運転効率設定制御へ進み、駆動力確保ＳＯＣが蓄電装置３のＳＯＣよりも大きい場合、つまり蓄電装置３に蓄えられた電力で駆動モータ４にトルクを発生させ、要求された加速を実現できない場合にはステップＳ１０４の第２の運転効率設定制御へ進む（ステップＳ１０２が駆動力実現可否判定手段を構成する）。
【００２７】
なお、ステップＳ１０２における駆動力確保ＳＯＣと蓄電装置３のＳＯＣとの比較では、比較の際にヒステリシス（補正手段）を設けても良い。ここでヒステリシスを設けた場合の駆動力確保ＳＯＣと蓄電装置３のＳＯＣとの比較判断について図５を用いて説明する。ヒステリシスを設けた場合に一旦駆動力確保ＳＯＣが蓄電装置３のＳＯＣよりも小さくなる（図５中、ａ点からｂ点へ移動する）と、蓄電装置３のＳＯＣが所定のＳＯＣ（図５中、ｃ点）まで上昇する間は、蓄電装置３から電力を供給し、駆動モータ４にトルクを発生させても要求された加速を実現できないと判断する。そして蓄電装置３のＳＯＣが所定のＳＯＣとなると蓄電装置３から電力を供給し、駆動モータ４にトルクを発生させて要求された加速を実現できると判断する（図５中、ｃ点からｄ点へ移動する）。これにより駆動力確保ＳＯＣと蓄電装置３のＳＯＣとの比較において、駆動力確保ＳＯＣと蓄電装置３のＳＯＣの大小関係が頻繁に判断が変わることによる各アクチュエータ動作点の変化を抑制することができ、ドライバに与える違和感を軽減することができる。
【００２８】
駆動力確保ＳＯＣは、蓄電装置３の過放電を防ぐために蓄電装置３の下限電圧に対応する下限ＳＯＣを設定し、下限ＳＯＣに対して加速要求を実現するためのＳＯＣを上乗せしたＳＯＣを駆動力確保ＳＯＣとする。蓄電装置３からエンジン１を再始動する場合には下限ＳＯＣにエンジン１を再始動するために必要なＳＯＣを上乗せしたＳＯＣを駆動力確保ＳＯＣとする。つまり蓄電装置には予め３つの確保エネルギーが設定されており、第１には過放電防止の為のエネルギー、第２にエンジン始動のためのエネルギー、第３に駆動力確保の為のエネルギーである。本発明では第１、第２のエネルギーを固定値として、第３エネルギーを前述のように変動値にしている。
【００２９】
次にステップＳ１０３の第１の運転効率設定制御について図６のフローチャートを用いて説明する。
【００３０】
ステップＳ２００では、Ｓ１０１によって駆動力確保ＳＯＣが変更された場合の運転効率を算出する。運転効率はエンジン１を動作させて発電機２によって発電した場合の発電電力あたりの燃料消費量であり、エンジン１の燃料消費特性、発電機２の損失特性、蓄電装置３の充放電効率などによって変化する。
【００３１】
運転効率は各駆動力要求に応じて横軸に発電電力、縦軸に運転効率として図７に示す特性を得ることができる。グラフ上の線はドライバの駆動力要求を実現するために駆動モータ４に供給する電力を駆動電力として表す。
【００３２】
この実施形態ではエンジンの燃料消費特性はおおよそ３０[ｋＷ]の場合に単位燃料あたりの発電量が最も大きく、つまり燃料消費特性が良好な場合を例に用いている。
【００３３】
ここで、図７の駆動電力が５[ｋＷ]の場合の傾向は、仮にエンジン１の発電電力のみにより運転を行った場合、エンジン１の発電量を５[ｋＷ]に設定することになる。この場合、発電量が小さすぎて燃料消費特性が著しく悪化する。よってエンジン１による発電を中止して、蓄電装置３からの電力供給を行う。もしくは蓄電装置３のＳＯＣが低下している場合、エンジン１の燃費効率のよい３０[ｋＷ]程度でエンジン１を運転し、残りの２５[ｋＷ]を蓄電装置３に充電する。この場合、その時点における燃料消費量としては悪化するが、燃料消費特性が良好な状態で蓄電された電力は充放電に伴う多少の効率の悪化は伴うものの、おおよそ燃料消費効率は良好なままである。つまり将来的に良好な燃料消費効率で蓄電された電力を駆動モータ４に供給できるので、車両走行の全体を鑑みれば燃費を向上させることに寄与できることが解る。さらに、例えば駆動電力が５０[ｋＷ]の場合の傾向は、２０[ｋＷ]を蓄電装置３から供給して、残りの３０[ｋＷ]をエンジン１で発電するのが効率が良いことがわかる。但し蓄電装置３のＳＯＣが低く２０[ｋＷ]の供給ができない場合、著しくＳＯＣが低い場合、すべてをエンジン１により発電し、ＳＯＣに多少の余裕がある場合１０[ｋＷ]程度供給して、エンジン１を４０[ｋＷ]で運転して燃料消費率の悪化を抑えることが考えられる。
【００３４】
これらの傾向を、図８に蓄電装置３のＳＯＣに対応した形で表す。つまり図７の傾向を蓄電装置３側から見た場合、充電量を大きくすると運転効率が悪化し、充電量を小さくすると運転効率が良好になる。つまり、蓄電装置３のＳＯＣが十分に確保されていれば充電量を大きくする必要がなく良好な運転効率を維持できることがわかる。図８の傾向を蓄電装置３のＳＯＣと運転効率の関係として表した図９のマップから運転効率を算出する。ＳＯＣが低い場合であれは目標運転効率を低く設定し効率が悪くても充電を促進するように、逆にＳＯＣが高い場合であれば放電を優先し、効率が高い場合にしか充電を行わない。これにより、ＳＯＣに基づいて充電の必要性に応じた目標運転効率を設定することが可能となる。図では、ＳＯＣと目標運転効率との関係を線形としているが、上記の傾向をもとにより走行中の燃料消費量を効果的に低減できるように特徴付けられたものでも良い。
【００３５】
これらの傾向からＳ２００において設定される運転効率は、駆動力確保ＳＯＣが増大されれば、運転効率の決定に寄与する利用可能なＳＯＣが減少し、悪い運転効率を設定することになる。一方、駆動力確保ＳＯＣが減少していれば利用可能なＳＯＣが増加するので良い運転効率を設定できることになる。
【００３６】
ステップＳ２０１では、現在の運転効率とＳ２００で算出した運転効率を比較する。ここで現在の運転効率とは以前の制御で設定されている運転効率である。
【００３７】
現在の運転効率がＳ２００で算出した運転効率より大であった場合、つまり現在の運転効率の方が良い場合、Ｓ２０２へ進む。
【００３８】
Ｓ２０２では現在の運転効率を維持してＳ２０４へ進む
Ｓ２０４ではＳ２０２もしくは後述するＳ２０３で設定された運転効率を第１の運転効率として目標運転効率となる第１の運転効率を設定する（ステップＳ２０４が目標運転効率設定手段を構成する）。
【００３９】
ここで、Ｓ２０２が本発明の特徴部である。Ｓ２０２のステップに差し掛かる場合、以前の図２のＳ１０２の判断で、駆動力確保ＳＯＣ以上であることが判断されている。また、Ｓ２０１では駆動力確保ＳＯＣの変化により利用可能なＳＯＣは減少しており運転効率が悪化していることが判断されている。つまりＳ２０２のステップに差し掛かる場合のＳＯＣは駆動力確保ＳＯＣ以上であって、現在の目標運転効率を達成するにはＳＯＣが不足している状態を示している。本来であればＳ２０１においてＳＯＣが不足していることが判断されているので、不足したＳＯＣに対応した新たな目標運転効率を再設定することが望ましい。しかし、駆動力確保ＳＯＣは運転者の急激なアクセル操作に備えて確保するものであり、駆動力確保ＳＯＣを利用することなく別の走行シーンへ切り替わる可能性がある。目標運転効率が長期的なスケジュールを想定して定められているのに対し、駆動力確保ＳＯＣは比較的短期的なスケジュールを想定して定められていることに起因する時間的な差である。本発明ではこの差を利用して目標運転効率を維持している。
【００４０】
一方、Ｓ２０１においてＳ２００で算出した運転効率と現在の運転効率の関係がＳ２００で算出した運転効率の方が良好であった場合、Ｓ２０３へ進む
Ｓ２０３、Ｓ２０４ではＳ２００で算出した運転効率を新たな第１の運転効率として設定する。このようにＳ２０３へ進むような場合、前述したＳ２０２の場合と異なり、運転効率が良好な方向への変化、つまり燃費向上の制御に利用可能なＳＯＣが増加している場合である。このような場合、運転効率を変更した方が運転効率が向上するのでＳ２００で算出した運転効率を設定した方が燃費向上が期待できる（ステップＳ２００からステップＳ２０３が第１運転効率算出手段を構成する）。
【００４１】
一方、ステップＳ１０２で、駆動力確保ＳＯＣが蓄電装置３のＳＯＣよりも大きい場合にはステップＳ１０４へ進む。次にステップＳ１０４の第２の運転効率設定制御について図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００４２】
ステップＳ３００では、現在の駆動モータ４の消費電力を算出し、駆動モータ４で消費する電力を発電機２で発電する場合の運転効率であるダイレクト走行時運転効率ηｄを算出する。ダイレクト走行時運転効率ηｄは消費電力、エンジン１の燃料消費特性、発電機２の損失特性などによって設定される（ステップＳ３００が駆動モータ消費電力算出手段と、ダイレクト走行時運転効率算出手段を構成する）。
【００４３】
ステップＳ３０１ではステップＳ３００で算出した駆動力確保ＳＯＣと現在の蓄電装置３のＳＯＣとの偏差を算出し、ステップＳ１０４で算出したダイレクト走行時運転効率ηｄとから、
η＝ηｄ＋Ｋ×（ＳＯＣｄ−ＳＯＣ）    式（２）
によって目標運転効率としての運転効率（以下、第２の運転効率）ηを算出し、設定する。ここで、Ｋを規定値（ここでＫは許容される運転効率の悪化分として定められている）、ＳＯＣｄを駆動力確保ＳＯＣとする（ステップＳ３００とステップＳ３０１が第２運転効率設定手段、目標運転効率設定手段を構成する）。
【００４４】
駆動力確保ＳＯＣと蓄電装置３のＳＯＣとの偏差が大きい場合には、第２の運転効率ηが大きくなる、つまり第２の運転効率ηは低くなり、駆動力確保ＳＯＣと蓄電装置３のＳＯＣとの偏差が小さい場合には、第２の運転効率ηが小さくなる、つまり第２の運転効率ηは高くなる。これにより、駆動力確保ＳＯＣと蓄電装置３のＳＯＣの偏差が大きい場合には、蓄電装置３のＳＯＣを素早く増加させることができる。また、駆動力確保ＳＯＣと蓄電装置３のＳＯＣの偏差が小さい場合には、第２の運転効率を高くして蓄電装置３のＳＯＣを増加させることができる。
【００４５】
以上の制御により、駆動力確保ＳＯＣが蓄電装置３のＳＯＣよりも大きい場合には、蓄電装置３への充電を促進するような第２の運転効率を設定する。これにより、蓄電装置３のＳＯＣを大きくすることができ、速やかな加速を実現することができる。
【００４６】
ステップＳ１０５ではステップＳ１０３で算出した第１の運転効率、またはステップＳ１０４で算出した第２の運転効率である目標運転効率から図１１に示すマップより目標運転効率を実現する目標発電電力を設定する。例えば、目標運転効率が図９の破線であるとし、駆動電力が２０ｋＷであるとすると発電機２による目標発電電力は図中のａとなる。ここで、駆動電力よりも目標発電電力が大きい場合にはエンジン１から蓄電装置３に充電を行う充電モード、駆動電力よりも目標発電電力の方が小さければ、エンジン１を運転し、さらに蓄電装置３から放電を行い駆動モータ４によってトルクを発生させるアシストモード、駆動電力と目標発電電力が等しく、エンジン１を運転し発電機２で発電した電力を直接駆動モータ４で用いるダイレクトモード、目標運転効率を実現する発電電力がなければ蓄電装置３からのみ放電を行うＥＶモードとなり、駆動モータ４と発電電力に応じて各走行モードが決定される。なお、運転モードの選択についての詳細は、従来例である特開２００２−１７１６０４号公報などに記載される方法などがある。また、図９において目標運転効率を実現する発電電力が複数存在する場合には、目標発電力としては発電電力の大きい方を選択する。
【００４７】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５で設定された目標発電電力に基づいてエンジン１による燃料消費量が最も少ない各アクチュエータ動作点を算出する。算出にあたっては、図１２に示す発電機２の効率特性や図１３に示すエンジン１の燃料消費特性を用い、図１４に示すような発電電力に対応するエンジン１の動作点を一意に求めることができる。図１４にはエンジン１の動作点を示したが、図をもとに対応する発電機２の動作点も算出することができる。
【００４８】
ステップＳ１０７では、各アクチュエータの目標動作点を実現するよう充放電制御を行う。充放電制御にあたっては、求めた動作点を実現するようエンジン１、発電機２を制御し、またドライバの要求駆動力を満たすように駆動モータ４を制御する。
【００４９】
以上の制御によって、駆動力確保ＳＯＣよりも蓄電装置３のＳＯＣが大きい場合には、運転効率の高い第１の運転効率を設定し、駆動力確保ＳＯＣよりも蓄電装置３のＳＯＣが小さい場合には、蓄電装置３への充電を促進する第２の運転効率を設定し、エンジン１などを制御することで、エンジン１の燃費を向上し、かつ蓄電装置３のＳＯＣが小さい場合には蓄電装置３のＳＯＣを大きくすることができる。
【００５０】
次に本発明の第１実施形態の効果について説明する。
【００５１】
この実施形態では、ハイブリット車両に要求される要求駆動力を蓄電装置３から供給するために必要な駆動力確保ＳＯＣと、蓄電装置３の現在のＳＯＣを比較し、駆動力確保ＳＯＣよりも蓄電装置３のＳＯＣが大きい場合には、現在の運転効率を維持、または現在の運転効率よりも運転効率が高くなる第１の運転効率を設定し、駆動力確保ＳＯＣよりも蓄電装置３のＳＯＣが小さい場合には、第１の運転効率よりも蓄電装置３への充電量が多くなる第２の運転効率を設定する。そして第１の運転効率、第２の運転効率に基づいてエンジン１、発電機２、蓄電装置３、駆動モータ４を制御する。これによって、駆動力確保ＳＯＣよりも蓄電装置３のＳＯＣが大きい場合には、運転効率の比較的高い第１の運転効率によってエンジン１を動作させることで、エンジン１の燃費を良くすることができる。また、駆動力確保ＳＯＣよりも蓄電装置３のＳＯＣが小さい場合には、蓄電装置３への充電を促進する第２の運転効率によってエンジン１を動作させることで、蓄電装置３のＳＯＣを大きくすることができ、蓄電装置３から電力が必要となる場合に蓄電装置３から電力を可能とし、エンジン１の出力を少なく、または安定させることができ、エンジン１の燃費を良くすることができる。
【００５２】
第１の運転効率を設定する場合に、現在の運転効率と予め設定されたエンジン１の燃費が良い所定の運転効率を比較し、現在の運転効率が所定の運転効率よりも高い場合には、現在の運転効率を維持することで、エンジン１の燃料消費量を安定させることができ、エンジン１の燃費を良くすることができる。
【００５３】
また、現在の運転効率が所定の運転効率よりも低い場合には、蓄電装置３のＳＯＣから運転効率を算出し、算出した運転効率が現在の運転効率よりも高い場合には、算出した運転効率に変更し、算出した運転効率が現在の運転効率よりも低い場合には、現在の運転効率を維持するので、エンジン１の運転効率を高くなるように変更、または維持するのでエンジンの燃費を良くすることができる。
【００５４】
第２の運転効率を設定する場合に、駆動モータ４の消費電力を算出し、駆動モータ４で消費する電力を発電機２で発電する場合の運転効率であるダイレクト走行時運転効率ηｄを算出する。そしてダイレクト走行時運転効率ηｄに対して、駆動力ＳＯＣと蓄電装置３のＳＯＣの偏差が大きい場合には、蓄電装置３への充電量が多くなるダイレクト走行時運転効率ηｄに補正を加え、第２の運転効率を設定する。これによって、蓄電装置３のＳＯＣに応じて、エンジン１、すなわち発電機２での発電量を多くし、蓄電装置３のＳＯＣを大きくし、例えば次回の制御時にエンジン１の燃費が良い第１の運転効率へ移行し易くなり、エンジン１の燃費を良くすることができる。
【００５５】
駆動力確保ＳＯＣと蓄電装置３のＳＯＣを比較して、第１の運転効率、または第２の運転効率を設定する場合に、ヒステリシスを設けことで、駆動力確保ＳＯＣと蓄電装置３のＳＯＣとの比較判定をが頻繁に変更されることを防止することができ、エンジン１などｎアクチュエータの動作点の変化を抑制することができる。これによってドライバが感じる違和感を軽減することができる。
【００５６】
次に本発明の第２実形態について図１５の概略構成図を用いて説明する。この実施形態はパラレルハイブリット車両である。
【００５７】
パラレルハイブリット車両は、は車両を駆動させるアクチュエータとしてガソリンなどを燃焼させて出力を生じる内燃機関であるエンジン３１と、エンジン３１の出力軸の回転速度、回転半径を変化させる変速機３４と、変速機３４の回転速度を更に減速する減速装置３５と、エンジン１と同一にまたは単独に車両の動力となるモータ３３と、モータ３３に電力を供給し、また車両減速時に回生エネルギーを蓄える蓄電装置４２を備える。
【００５８】
エンジン３１とモータ３３はクラッチ３２によって連結可能、すなわちクラッチ３２によって車両の走行は、エンジン３１とモータ３３の動力による走行と、モータ３３のみの動力による走行に切り換えられる。エンジン３１、モータ３３によって発生するトルクは、減速装置３５によって減速されファイナルギヤ３６を介してタイヤ３７に伝達され車両が走行する。
【００５９】
クラッチ３２は、パウダークラッチであり、伝達トルクを調整することができる。なお、乾式単板クラッチや湿式多板クラッチを用いても良い。
【００６０】
変速機３４は、無段変速機であり、油圧装置３８から圧油が供給され、ベルト式の無段変速機を用いた場合ではベルトとクランプとが潤滑される。なお、油圧装置３８の圧油を供給する図示しないオイルポンプは、モータ３９によって駆動される。この変速機３４はベルト式の他にトロイダル式無段変速機、または段階的に変速する変速機、さらには、遊星歯車を用いた変速機でも良い。遊星歯車を用いた変速機では、例えば、エンジン３１の出力軸をキャリアに、モータ３３の出力軸をサンギヤに、またリングギヤを減速装置３５に結合する。これによってサンギヤの回転数を変化させることにより、キャリアとリングギヤの回転数を無段階に変化させることが可能であり、このときエンジン３１の駆動力を減速装置３５に伝達しない状態を作り出せることが可能なので、クラッチ３２を設けなくてもよい。
【００６１】
モータ３３とモータ３９は交流電動機であり、モータ３３と蓄電装置４２の間にインバータ４０、モータ３９と蓄電装置４２との間にインバータ４１をそれぞれ設けている。インバータ４０、４１によって、モータ３３から蓄電装置４２に充電される電力は交流から直流へ変換され、蓄電装置４２からモータ３３、３９に供給される電力は直流から交流へ変換される。モータ３３、３９は直流電動機を使用してもよく、その場合インバータ４０、４１の代わりにＤＣ−ＤＣコンバータを使用する。
【００６２】
蓄電装置４２はリチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛電池などの二次電池、または、電気二重層キャパシタを用いる。
【００６３】
また、エンジン３１の出力などを制御する統合コントローラ４４を備える。
【００６４】
この実施形態の蓄電装置３の充放電制御については第１実施形態の制御と同様なので、ここでの説明は省略するが、第１実施形態の駆動モータ４の代わりにモータ３３を制御するものとする。また、運転効率は、変速機３４による変速比なども考慮し、設定するものとする。
【００６５】
また、第１実施形態でのステップＳ３００におけるダイレクト走行時運転効率ηｄはエンジン３１によって要求駆動力を実現する場合の運転効率である。
【００６６】
以上の構成でも第１実施形態と同じ効果を得ることができる。
【００６７】
次に本発明の第３実形態について図１６の概略構成図を用いて説明する。この実施形態は燃料電池車両である。
【００６８】
燃料電池車両は、図示しない水素供給装置と同じく図示しない酸化剤供給装置とから供給される原料によって発電する燃料電池５１と、燃料電池５１の発電電力を制御する燃料電池コントローラ５２と、統合コントローラ５３を備える。なお、燃料電池５１は、固体高分子型燃料電池を使用するが、この他にリン酸、溶融炭酸塩型など種々のタイプの燃料電池を使用してもよい。また、水素供給装置は水素ボンベ、または改質器を備えた装置を使用してもよい。他の構成についてはエンジン１、発電機２を用いた場合と同じである。
【００６９】
この実施形態の蓄電装置３の充放電制御については第１実施形態の制御と同様なので、ここでの説明は省略するが、第１実施形態のエンジン１の代わりに燃料電池５１を制御するものとする。
【００７０】
この実施形態においても第１実施形態と同じ効果を得ることができる。
【００７１】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
蓄電装置からの出力を用いたハイブリット車両に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１実施形態の概略構成図である。
【図２】本発明の蓄電装置からの充放電制御を示すフローチャートである。
【図３（ａ）】本発明の車両に加速要求があった場合のアクセル開度の変化を示すマップである。
【図３（ｂ）】本発明の車両に加速要求があった場合の出力の変化を示すマップである。
【図３（ｃ）】本発明の車両に加速要求があった場合の蓄電装置の蓄電状態の変化を示すマップである。
【図４】本発明の車両速度と駆動力確保ＳＯＣの関係を示すマップである。
【図５】本発明において駆動力確保ＳＯＣと蓄電装置のＳＯＣとを比較する際のヒステリシスを示すマップである。
【図６】本発明の第１の運転効率設定制御を示すフローチャートである。
【図７】本発明の運転効率特性を示すマップである。
【図８】本発明の運転効率と蓄電装置への充電量を示すマップである。
【図９】本発明の運転効率を算出するマップである。
【図１０】本発明の第２の運転効率設定制御を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の目標運転効率と目標発電電力と駆動電力の関係を示すマップである。
【図１２】本発明の発電機の効率特性を示すマップである。
【図１３】本発明のエンジンの燃料消費特性を示すマップである。
【図１４】本発明のエンジンの動作点求めるマップである。
【図１５】本発明の第２実施形態の概略構成図である。
【図１６】本発明の第３実施形態の概略構成図である。
【符号の説明】
【００７４】
１      エンジン
２      発電機
３      蓄電装置
４      駆動モータ
１１    統合コントローラ
【図１】
2006187046.tif 000004
【図２】
2006187046.tif 000005
【図３（ａ）】
2006187046.tif 000006
【図３（ｂ）】
2006187046.tif 000007
【図３（ｃ）】
2006187046.tif 000008
【図４】
2006187046.tif 000009
【図５】
2006187046.tif 000010
【図６】
2006187046.tif 000011
【図７】
2006187046.tif 000012
【図８】
2006187046.tif 000013
【図９】
2006187046.tif 000014
【図１０】
2006187046.tif 000015
【図１１】
2006187046.tif 000016
【図１２】
2006187046.tif 000017
【図１３】
2006187046.tif 000018
【図１４】
2006187046.tif 000019
【図１５】
2006187046.tif 000020
【図１６】
2006187046.tif 000021