(57)【要約】【課題】  回生エネルギーを充電するためのエネルギー容量を確保しつつ燃料消費量を低減可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】  回生エネルギー予測手段（Ｓ２）により車両走行状態に基づいて制動時に得られる回生エネルギー量を予測し、蓄電装置３の充電状態と前記予測回生エネルギーとに基づいて、回生充電可否判定手段（Ｓ３）により前記予測回生エネルギーが充電可能であるか否かを判定し、充電可能と判定された場合には、目標発電効率設定手段（Ｓ４）により蓄電装置３の充電状態に応じた第１の発電効率を発電装置７の目標発電効率として設定し、充電できないと判定された場合には、再度回生エネルギーが充電可能と判定されるまでの間、より高効率な第２の発電効率を目標発電効率として設定し、充放電制御手段（Ｓ６）により駆動モータ４、発電装置７を設定目標発電効率を実現するよう制御する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行用の駆動モータと、発電装置と、前記発電装置で発生した電力や車両減速時に前記駆動モータが発生する回生電力を蓄電し、必要に応じて前記駆動モータへ電力を供給する蓄電装置とを備えるハイブリッド車両の制御装置であり、
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、
車両の走行状態に基づいて車両制動時に得られる回生エネルギー量を予測する回生エネルギー量予測手段と、
前記蓄電装置の充電状態と前記回生エネルギー量予測手段により予測した回生エネルギー量とに基づいて、予測した回生エネルギー量が充電可能であるか否かを判定する回生充電可否判定手段と、
前記回生充電可否判定手段により予測した回生エネルギー量が充電可能と判定された場合には、蓄電装置の充電状態に応じた第１の発電効率を前記発電装置の目標発電効率として設定し、前記予測した回生エネルギー量が充電できないと判定された場合には、前記第１の発電効率に対して高効率な第２の発電効率を、再度回生エネルギーが充電可能と判定されるまでの間、前記発電装置の目標発電効率として設定する目標発電効率設定手段と、
前記目標発電効率設定手段により設定した目標発電効率を実現するように駆動モータ、発電装置を制御する充放電制御手段と、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】
前記第２の発電効率は、現在の走行状態において前記発電装置を運転して得られる最も高効率な値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車両の制御装置。
【請求項３】
前記回生充電可否判定手段は、予測した回生エネルギーを充電可能な充電状態に対して所定値だけ低い充電状態に到達した場合に、予測した回生エネルギーを充電可能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車両の制御装置。
【請求項４】
前記充放電制御手段は、目標発電効率設定手段により第２の発電効率が目標発電効率として設定された場合に、前記蓄電装置への充電が行われる場合には前記予測した回生エネルギーを充電可能な充電状態まで放電する放電手段を備え、
前記放電手段は、ドライバの要求駆動力を実現するため駆動仕事率と補機類での消費電力との和である駆動・補機仕事率を算出する駆動・補機仕事率算出手段と、前記発電装置で取りうる発電効率の中で最も高効率となる発電仕事率を算出する高効率発電仕事率算出手段とから、前記駆動・補機必要仕事率が前記高効率発電仕事率よりも小さい場合には、充電状態と予測した回生エネルギーを充電可能とする充電状態との差が大きいほど発電仕事率を駆動・補機仕事率よりも小さな値とし、前記駆動・補機必要仕事率が前記高効率発電仕事率よりも大きい場合には、発電装置で発生する仕事率を高効率発電仕事率とし、前記駆動・補機必要仕事率に対し不足する電力を蓄電装置から供給することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記第１の発電効率は、蓄電装置の充電状態が高くなるほど高効率な目標発電効率を設定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
前記発電装置は、内燃機関と発電機により構成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
前記発電装置は、燃料電池により構成することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の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、ハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から走行中の燃料消費量を低減するため、駆動モータによって回生される電気エネルギーが大きい走行状態を予測したときに、十分な充電を可能とするため、蓄電装置の充電状態（ＳＯＣ）を低く推移させるよう充放電制御を行うハイブリッド車両の制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、蓄電装置の充電状態（ＳＯＣ）と車両システムの発電効率の目標値を対応付け、ＳＯＣに応じた発電効率で運転するハイブリッド車両の制御装置も提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０-１５０７０１号公報
【特許文献２】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】
【０００４】
上記特許文献１の従来例では、回生される電気エネルギーを充電するためのエネルギー容量を、また、上記特許文献２の従来例では、ＳＯＣに応じて設定された発電効率における充放電を実現するためのエネルギー容量を、蓄電装置が備えることを必要とし、蓄電装置の大型化やコスト増加を招く。
【０００５】
このため、上記両者のエネルギー要求が満たせないエネルギー容量の蓄電装置を備えるハイブリッド車両では、多くの走行シーンの中で燃料消費量の低減効果がより一層大きくなる回生のためのエネルギー容量の回収を優先することが行われる。例えば、車両速度の上昇などに伴い予測される回生エネルギーが大きな場合においては、回生のエネルギーの回収要求を優先するために、一旦放電を優先して、蓄電装置のＳＯＣを少なくとも回生のためのエネルギー容量を確保可能なＳＯＣまで低下させることが行われる。
【０００６】
ところで、蓄電装置のＳＯＣに対する目標発電効率は、蓄電装置のＳＯＣが低い場合であれば、目標発電効率を低く設定して、発電効率が悪くても発電・充電量を増やすようにし、逆に、蓄電装置のＳＯＣが高い場合であれば、蓄電装置から駆動モータに電力を供給して走行する機会を増やし、目標発電効率を高く設定して、効率が良い場合にしか発電・充電を行わないようにすることで、無駄な発電・充電を回避するようにするのが一般的である。
【０００７】
上記のように、蓄電装置のＳＯＣと目標発電効率との対応付けをしたハイブリッド車両においては、前記のごとく、回生エネルギー確保のために蓄電装置のＳＯＣを低下させる場合に、前記ＳＯＣの低下に対応して目標発電効率も低下させて発電・充電量を増やす結果となり、目的とする回生エネルギーの充電を開始するまでの燃料消費効率が低下する場合があった。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、回生エネルギーを充電するためのエネルギー容量を確保しつつ燃料消費量を低減可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、車両走行用の駆動モータと、発電装置と、前記発電装置で発生した電力や車両減速時に前記駆動モータが発生する回生電力を蓄電し、必要に応じて前記駆動モータへ電力を供給する蓄電装置を備えるハイブリッド車両の制御装置であり、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、車両の走行状態に基づいて車両制動時に得られる回生エネルギー量を予測する回生エネルギー量予測手段と、前記蓄電装置の充電状態と前記回生エネルギー量予測手段により予測した回生エネルギー量とに基づいて、予測した回生エネルギー量が充電可能であるか否かを判定する回生充電可否判定手段と、前記回生充電可否判定手段により予測した回生エネルギー量が充電可能と判定された場合には、蓄電装置の充電状態に応じた第１の発電効率を前記発電装置の目標発電効率として設定し、前記予測した回生エネルギー量が充電できないと判定された場合には、前記第１の発電効率に対して高効率な第２の発電効率を、再度回生エネルギーが充電可能と判定されるまでの間、前記発電装置の目標発電効率として設定する目標発電効率設定手段と、前記目標発電効率設定手段により設定した目標発電効率を実現するように駆動モータ、発電装置を制御する充放電制御手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
したがって、本発明では、回生エネルギー量予測手段により車両の走行状態に基づいて車両制動時に得られる回生エネルギー量を予測し、蓄電装置の充電状態と前記回生エネルギー量予測手段により予測した回生エネルギー量とに基づいて、回生充電可否判定手段により予測した回生エネルギー量が充電可能であるか否かを判定し、目標発電効率設定手段により前記回生充電可否判定手段により予測した回生エネルギー量が充電可能と判定された場合には、蓄電装置の充電状態に応じた第１の発電効率を前記発電装置の目標発電効率として設定し、前記予測した回生エネルギー量が充電できないと判定された場合には、前記第１の発電効率に対して高効率な第２の発電効率を、再度回生エネルギーが充電可能と判定されるまでの間、前記発電装置の目標発電効率として設定し、前記目標発電効率設定手段により設定した目標発電効率を実現するよう充放電制御手段により駆動モータ、発電装置を制御するようにしている。このため、予測した回生エネルギーが十分充電できない場合、回生エネルギー確保のために蓄電装置のＳＯＣを低下させる際の発電・充電量の増加を抑制でき、回生エネルギーの充電開始までの燃料消費量を低減可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を各実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１〜図６は、本発明を適用したハイブリッド車両の制御装置の第１実施形態を示し、図１は第１実施形態としてのハイブリッド車両の制御装置のシステム構成図、図２は統合コントローラによる処理の内容を示したフローチャート、図３〜図６は図２の処理フローチャートの各サブルーチンを示すフローチャートである。
【００１３】
図１に示すハイブリッド車両の制御装置は、シリーズハイブリッド車両の構成を示し、そのパワートレーンは、内燃機関１と、内燃機関１に直結されて内燃機関１の出力を電力に変換したり、機関始動時にクランキングを行う発電機２と、発電機２で発電した電力または蓄電装置３に蓄えられている電力、さらにはそれら両方の電力で駆動される駆動モータ４で構成され、駆動モータ４はそのトルクによりファイナルギア５を介して駆動車輪６を駆動するよう構成している。前記内燃機関１と発電機２とは、発電装置７を構成する。蓄電装置３は、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池、若しくは、キャパシタが用いられる。
【００１４】
前記蓄電装置３には蓄電装置コントローラ１３が備えられ、蓄電装置コントローラ１３は、蓄電装置３の電圧・電流を検出し、蓄電装置３への入出力可能電力を演算して統合コントローラ１０に出力する。また、内燃機関１、発電機２、および、駆動モータ４には、内燃機関コントローラ１１、発電機コントローラ１２、および、駆動モータコントローラ１４が備えられ、これらコントローラは統合コントローラ１０によりの指令値に基づき夫々内燃機関１、発電機２、および、駆動モータ４を制御する。即ち、前記内燃機関１のトルクは、統合コントローラ１０から出力される内燃機関トルク指令値を実現するよう内燃機関コントローラ１１が内燃機関１のスロットル開度を制御する。また、内燃機関１及び発電機２の回転速度は、統合コントローラ１０から出力される回転速度指令値と等しくなるように発電機コントローラ１２により発電機２のベクトル制御を行う。また、駆動モータコントローラ１４は、統合コントローラ１０から出力されるモータトルク指令値に基づき駆動モータ４のトルクをベクトル制御する。統合コントローラ１０には、車速センサ１５よりの車速信号、アクセルペダル踏込み量センサ１６よりのアクセルペダル踏込み信号が入力され、また、ナビゲーションシステム１７が接続されている。
【００１５】
次に、本実施形態のハイブリッド車両の統合コントローラ１０による充放電制御の処理の内容を、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。この処理は、統合コントローラ１０により、所定の周期毎に、例えば１０［ｍｓｅｃ］毎に繰り返し演算される。
【００１６】
図２の充放電制御処理が実行されると、統合コントローラ１０は、まず蓄電装置３の充電状態ＳＯＣ（全容量に対する放電可能な容量の比）を入力する処理を行なう（ステップＳ１）。この処理は、蓄電装置コントローラ１３から入力される蓄電装置３に流れる電流値Ｉ［Ａ］を図示しない電流センサからの出力をもとに下記式（１）
ＳＯＣ＝∫（Ｉ／３６００）・ｄｔ／ＣＡＰ×１００  ・・・（１）
により、積算して蓄電装置３の充電状態ＳＯＣを検出する。ここで、充電状態ＳＯＣ［％］は蓄電装置３の充電状態、ＣＡＰ［Ａｈ］は蓄電装置３の全容量を示す。また、電流センサで検出される電流値には誤差が生じるため、電流値を積算する以外の方法で求めた充電状態ＳＯＣにより適宜補正を行うことで、算出する充電状態ＳＯＣの精度を向上するができる。
【００１７】
続いて、ステップＳ２では、車両走行状態から駆動モータ４により回生制動を行った際に得られる回生エネルギーを予測する。この処理は、具体的には、図３のサブルーチンに示すように、先ず、ステップＳ２１において、車速センサ１５よりの車速信号から、現在の車速ＶＳＰ［ｋｍ／ｈ］を読み込み、ステップＳ２２において、現在の車両状態から駆動モータ４により回生制動を行ったと仮定した場合の車速パターンを予測する。前記車速パターンは、例えば、予め車速毎に駆動モータ４で発生する目標回生制動トルクを設定することにより、減速中のある時間ｔ［ｓｅｃ］における車速ＶＳＰｔ［ｋｍ／ｈ］を下記の式（２）
【００１８】
【数１】
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から求めることができ、上記式（２）の演算を回生制動開始から車両停止に至るまで繰り返すことにより、減速時の車速パターンを得ることができる。ここで、ＶＳＰt-1［ｋｍ／ｈ］はある時間ｔの１秒前における車速、ｇ［ｍ／ｓ2］は重力加速度、ｉは総ギア比、η［％］は動力伝達効率、ｒD［ｍ］はタイヤ有効半径、μr［ｋＮ］は転がり抵抗、ｍveh［ｋｇ］は車両総重量、μ1［ｋＮ・ｈ2／ｍ2・ｋｍ2］は空気抵抗係数、Ａ［ｍ2］は前面投影面積、φは車両回転部を考慮した場合の見かけの重量増加分(車両内の回転部分慣性重量を車両総重量割り算し得られる)である。また、ｔＴｍ［Ｎｍ］は目標回生制動トルクであり、例えば、各車速において一定減速度を得られるように目標回生制動トルクを設定しても良いし、また、内燃機関１のみを駆動源とする車両で発生するエンジンブレーキ相当の制動力が得られるように設定してもよい。さらに、ＧＲＤは道路勾配を示し、例えば、ナビゲーション手段１７の地図情報から値を取得する。
【００１９】
ステップＳ２３の回生エネルギー予測では、回生制動時の回生電力Ｐｒｇ［ｋＷ］を制動開始から車両が停止するまでの間で積分することにより求めることができる。即ち、車速ＶＳＰｔ［ｋｍ］と駆動モータ４の回転数Ｎｍ［ｒｐｍ］とは、下記の式（３）
Ｎｍ＝ＶＳＰｔ×（１０００／２π・ｒＤ）×（ｉ／６０）  ・・・（３）
関係があるので、時刻ｔ［ｓｅｃ］における回生電力Ｐｒｇ［ｋＷ］は、下記の式（４）
Ｐｒｇ＝（ｔＴｍ・Ｎｍ・２π）／（６０・１０００）  ・・・（４）
から算出することができる。なお、駆動モータ４動作時には損失が発生するため、上記式（４）で求めた回生電力Ｐｒｇ［ｋＷ］に対して損失分を差し引くことにより、時刻ｔ［ｓｅｃ］における回生電力の予測精度を高めることができる。図７は駆動モータ４の効率特性を示したものであり、この特性を予めマップ化してメモリに記憶させ、駆動モータ４の運転点を検索することによりその時点の効率を求め、その時点の損失電力を求めることができる。なお、等効率線中で最も効率が良いのは、ηｍmaxで示す箇所である。
【００２０】
次いで、駆動モータ４が制動を開始してから車両が停止するまでに得られる回生エネルギーＥｒｇ［ｋＪ］を下記の式（５）
【００２１】
【数２】
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から求める。ここで、Ｔstart［ｓｅｃ］は回生開始時間、Ｔend［ｓｅｃ］は予想した回生終了時間である。以上のステップＳ２１〜Ｓ２３により、その走行状態における回生エネルギーを予測することができる。
【００２２】
ステップＳ３では、ステップＳ２で予測した回生エネルギーが蓄電装置３の過充電防止を考慮して設定された上限ＳＯＣの範囲内で充電可能か否かの判定を行う。この処理は、蓄電装置３にステップＳ２で予測した回生エネルギーを充電するために必要とする充電状態ＳＯＣ＝回生確保ＳＯＣｒｇを求め、ステップＳ１で検出した現在の充電状態ＳＯＣと比較して判定する。具体的には、図４に示す手順により判定する。なお、図４に示す手順においては、蓄電装置３の充電状態ＳＯＣの回生確保ＳＯＣｒｇ前後の変化に伴う発電装置７の動作点の頻繁な変動を抑制する手順を付加している。
【００２３】
即ち、ステップＳ３１では、回生エネルギーＥｒｇを蓄電装置３に受入れるために確保すべきＳＯＣである回生確保ＳＯＣｒｇ［％］を求める。回生確保ＳＯＣｒｇ［％］は、下記の式（６）
ＳＯＣｒｇ＝ＳＯＣｕｐ−（Ｅｒｇ×１００×１０００）／（ＣＡＰ×Ｖａｖｅ）
・・・（６）
から求めることができる。ここで、ＳＯＣｕｐは蓄電装置３の上限ＳＯＣ、Ｖａｖｅは蓄電装置３の平均電圧である。
【００２４】
ステップＳ３２では、前回の回生充電可否判定が可であるか否かが判定され、可である場合にはステップＳ３３に進み、否である場合にはステップＳ３６へ進む。前回の回生充電可否判定が可であった場合には、ステップＳ３３において、充電状態ＳＯＣ［％］と回生確保ＳＯＣｒｇ［％］との大小比較を行い、充電状態ＳＯＣ［％］の方が小さい場合には、ステップＳ３４に進んで、回生充電可否判定を可とする。また、ステップＳ３３において充電状態ＳＯＣの方が大きい場合には、ステップＳ３５に進み、回生充電可否判定を否とする。
【００２５】
ステップＳ３２での前回の回生充電可否判定が否である場合には、ステップＳ３６において、充電状態ＳＯＣ［％］と回生確保ＳＯＣｒｇから所定ＳＯＣｍｒｇ［％］を差し引いた値とを比較する。そして、充電状態ＳＯＣ［％］と回生確保ＳＯＣｒｇ［％］から所定ＳＯＣｍｒｇ［％］を差し引いた値との大小比較を行い、充電状態ＳＯＣ［％］の方が小さい場合には、ステップＳ３７に進んで、回生充電可否判定を可とする。また、ステップＳ３６において充電状態ＳＯＣの方が大きい場合には、ステップＳ３８に進み、回生充電可否判定を否とする。ここで、所定ＳＯＣｍｒｇ［％］は可否判定が頻繁に切換わることに伴って、発電装置７の動作点が頻繁に変動し、ドライバに違和感を与えることを防止するために設けたもので、ヒステリシスの役割を果たすものである。この値は、実験により違和感を与えることのないように適合すればよい。
【００２６】
図８は、ステップＳ３５およびＳ３８における充電状態ＳＯＣ［％］と回生確保ＳＯＣｒｇ［％］との関係を示し、この場合には予想される回生エネルギーが十分充電できない図中ＳＯＣａの状態（ステップＳ３５）、若しくは、回生エネルギーは十分充電できるが、ステップＳ３６において運転性への影響を考慮して持たせた可否判定のヒステリシス（ＳＯＣｍｒｇ）により、充電できないと判定している図中ＳＯＣｂの状態（ステップＳ３８）である。
【００２７】
ステップＳ４では、発電装置７を動作させる際の目標発電効率をステップＳ３での回生充電可否判定の結果に応じて設定する。ここで、先ず、発電効率について説明する。
【００２８】
発電機２で発電した電力または蓄電装置３に蓄えられている電力、さらにはそれら両方の電力で駆動される駆動モータ４で構成されたシリーズハイブリッド車両においては、発電装置７と駆動装置としての駆動モータ４の出力軸とが機械的に連結されていないため、発電装置７の動作点は走行状態に影響されずに自由に選択することができる。燃費を向上させるには、ある出力を取出そうとした場合に燃料消費量が最小となる動作点で運転させることが好ましい。この動作点は、図９に示す内燃機関１の燃料消費率特性や、図７に示す発電機２の効率特性に基づいて求めることができる。また、図１０は、取出す出力を増加させた場合における内燃機関１の動作点の例を示したものであり、後述する発電電力の目標値に応じて、前記の動作点を実現するように内燃機関１および発電機２の制御が行われる。
【００２９】
前記発電効率［ｃｃ／ｋＪ］は、発電装置７を動作させた場合に取出せる出力［ｋＷ］と、その出力を得る際に消費した燃料量［ｃｃ／ｓｅｃ］から、下記の式（７）
発電効率＝（燃料消費量）／（発電装置から取出せる出力）  ・・・（７）
のように定義できる。発電効率はその値が小さいほど、少ない燃料量で大きい出力を得ることとなり、高効率である。
【００３０】
また、ドライバが要求する駆動力を実現するための駆動モータ４で消費する電力や補機での消費電力よりも発電電力が大きければ、その差分（余分）の電力は、蓄電装置３への充電の際に損失を発生させ、将来蓄電装置３から放電する際にも損失が発生させる。従って、発電電力が蓄電装置３に充電され将来放電する際にどれだけ取出せるかをも考慮して発電効率を定義する場合には、その効率を有効燃料消費率と定義することができる。図１１は、所定の消費電力がある場合に発電電力を増加させた場合の有効燃料消費率の特性を示したものであり、消費電力が小さな場合には全体的に効率が悪く、例えば、消費電力が３０［ｋＷ］の場合に同じく３０［ｋＷ］発電する点が最も高効率であり、消費電力が増加するごとに効率が悪化してくのがわかる。
【００３１】
本実施形態においては、有効燃料消費率≒発電効率として説明を進めるが、上記の式（７）のように定義した場合であっても一定の効果は得ることができる。
【００３２】
ステップＳ４での具体的な処理は、図５に示すサブルーチンにより実行される。図５に示すサブルーチンにおいて、ステップＳ４１では、ステップＳ３での回生充電可否判定が可であるか否かを判定し、可であった場合にはステップＳ４２において第１の発電効率を目標発電効率とする。また、ステップＳ４１で回生充電可否判定が否である場合にはステップＳ４３に進み、ステップＳ４３において、第１の発電効率に対して高効率な第２の発電効率を目標発電効率として設定する。
【００３３】
ここで、第１の発電効率は次のような考えに基づいて算出している。図１２は、発電効率を満たす動作点で発電装置７を運転した場合の蓄電装置３への充電量を示したものである。発電効率が低くなるほど、充電量が増加する傾向にあることがわかる。この傾向は、内燃機関１と発電機２により構成された発電装置７であっても、燃料電池により構成された発電装置７であっても、共に当て嵌まる。
【００３４】
図１３は第１の発電効率について説明するもので、第１の発電効率は図１２の傾向をもとに算出され、充電状態ＳＯＣと目標発電効率を対応付けることにより、ＳＯＣが低い場合であれば目標発電効率を低く設定し効率が悪くても充電量を増やすようにし、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ようにし、ＳＯＣに代表される充電の必要性に応じた目標発電効率を設定している。図１３では、ＳＯＣと目標発電効率との関係を線形としているが、上記の傾向に基づき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よい。
【００３５】
図１４は、ステップＳ４２における充電状態ＳＯＣ［％］と回生確保ＳＯＣｒｇ［％］との関係を示し、回生エネルギーを充電することが可能であり、且つ、ＳＯＣに応じた目標発電効率で走行することによる燃費向上効果が得られる状態である。
【００３６】
前記第２の発電効率は、前記第１の発電効率よりも高効率であればよいのであるが、ステップＳ４１においてされる回生充電可否判定が否となった場合に設定されるのであるから、例えば、図６に示すように、最初のステップＳ４３１において、前回の回生充電可否判定が可である場合に、ステップＳ４３２において、前回の第１発電効率を第２発電効率として設定することにより、以後のステップＳ６における充放電制御でＳＯＣが低下される場合に連動して低下する第１発電効率に対して、少なくとも前回の第１発電効率（＝第２発電効率）は高効率な目標発電効率足りうる。
【００３７】
ステップＳ５は、目標発電効率（≒有効燃料消費率）として設定された第１発電効率若しくは第２発電効率を満たす目標発電電力を算出する。即ち、図１５（＝図１１）に示す有効燃料消費率の特性において、目標発電効率≒有効燃料消費率を達成する目標発電電力を演算する。図１５では、消費電力が２０［ｋＷ］の場合を示し、破線に示す目標発電効率（≒有効燃料消費率）が設定された場合には、▲印に示す発電電力を目標値として算出する。
【００３８】
ステップＳ６は、ステップＳ５で求めた目標発電電力を実現するように内燃機関１および発電機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。ここで、内燃機関１、発電機２の動作点は、図１０において目標発電電力に対応する内燃機関回転数、トルクを実現するように制御する。
【００３９】
ここで、第１発電効率が目標発電効率として設定されている場合、即ち、充電状態ＳＯＣ［％］と回生確保ＳＯＣｒｇ［％］から所定ＳＯＣｍｒｇ［％］を差し引いた値との比較で、充電状態ＳＯＣ［％］の方が小さい、若しくは等しいと判定されている（ステップＳ３４またはＳ３７）場合には、充電状態ＳＯＣ［％］に応じて目標発電効率を変化させつつ、駆動モータや補機で消費する消費電力に対応する目標発電電力を発生させて蓄電装置３への充放電を抑制し、回生時には駆動モータ４により発生する回生エネルギーを蓄電装置３に充電する。
【００４０】
また、第２発電効率が目標発電効率として設定されている場合、即ち、充電状態ＳＯＣ［％］の方が回生確保ＳＯＣｒｇ［％］および回生確保ＳＯＣｒｇから所定ＳＯＣｍｒｇ［％］を差し引いた値に対して大きいと判定された（ステップＳ３５またはＳ３８）場合には、ステップＳ３６の判定条件が成立するまで、充電状態ＳＯＣ［％］を下げるために放電動作が行われる。
【００４１】
ここでの放電動作は、駆動モータ４や補機での消費電力に対して小さな電力、即ち、第２発電効率による目標発電電力とし、発電電力を実現するように内燃機関１や発電機２を制御する。また、目標発電電力としては消費電力に対して所定電力だけ小さな値を設定したり、充電状態ＳＯＣ［％］と回生確保ＳＯＣｒｇから所定ＳＯＣｍｒｇ［％］を差し引いた値との差分に応じて、差分の値が大きいほど消費電力に対して小さな発電電力となるよう設定することで放電動作を可能としてもよい。
【００４２】
図１６は、ステップＳ４３２による第２発電効率を設定した場合の処理のイメージを示したもので、点ａに示すＳＯＣにおいて回生確保ＳＯＣｒｇ［％］が確保できなくなった場合には、放電動作が行われている間、前回の第１発電効率である点ａと同様の目標発電効率で運転される。そして、点ａと同様の目標発電効率での運転は、回生確保ＳＯＣｒｇから所定ＳＯＣｍｒｇ［％］を差し引いたＳＯＣの値となる点ｂに至るまで、つまり回生エネルギーの充電を開始するまで継続する。
【００４３】
前記第２発電効率として上記した実施形態においては、回生充電可否判定の判定結果が可から否に変化する直前の第１発電効率を設定したが、第２発電効率は第１の発電効率に対して高効率であればよく、例えば、図１７に示すように設定することもできる。
【００４４】
即ち、現在の消費電力において取りうる最も高効率な発電が可能な発電効率を第２発電効率として設定する（ステップＳ４３３）ようにしてもよい。これは、図１８の図中の○印でに示すように、各消費電力において取りうる最も高効率な発電効率を、第２の発電効率として設定することで、より一層、放電走行中の燃料消費率を効果的に削減することがきる。
【００４５】
また、前記第２発電効率として、図１９に示すように、全ての消費電力中の最も発電効率のよい点ｃを設定するようにしてもよい。図１４の点ｃに示す消費電力（３５［ｋＷ］）であり、太線で示された消費電力と等しい電力を発電した場合の効率を示す線の中で最も効率が良くなる点であり、ここでは、所定の消費電力（高効率発電仕事率）と称する。そして、放電動作を、まず消費電力（駆動・補機仕事率）が所定の消費電力（高効率発電仕事率）よりも大きいか否かにより、その処理を異ならせる。
【００４６】
即ち、消費電力（駆動・補機仕事率）が所定の消費電力（高効率発電仕事率）よりも大きいと判断された場合には、発電時の効率が最も高効率となるこの点ｃで発電し、消費電力に足りない分を蓄電装置３から放電することで放電を高効率に行わせることができる。
【００４７】
一方、消費電力が所定の消費電力よりも小さいか若しくは等しいと判断された場合には、現在の消費電力と等しい電力を発電した場合の発電効率に対して、充電状態ＳＯＣと回生確保ＳＯＣｒｇとの差に応じて発電効率を悪化させ、発電電力を小さくすることにより放電を行う。即ち、充電状態ＳＯＣ［％］と回生確保ＳＯＣｒｇ［％］との差が大きい場合には、早急に放電し充電状態を回生確保ＳＯＣｒｇ未満にしなければ、回生を十分充電できなくなってしまう。このため、その差、即ち、放電エネルギー量に応じて発電仕事率を小さな値として、発電電力を小さくすることにより放電電力を増加させる。このようにすることで、発電効率の悪化分を最小限とすることが可能となる。
【００４８】
以上説明した実施形態においては、発電装置７として、内燃機関１と発電機２により構成するものについて説明しているが、図２０に示すように、燃料電池８で発電装置を構成するものであっても適用可能である。
【００４９】
図２０に示すハイブリッド車両のシステム構成では、燃料電池８で発電した電力、または蓄電装置３に蓄えられている電力、さらにはそれら両方から供給する電力により駆動モータ４を駆動するよう構成している。燃料電池８は、統合コントローラ１０から出力される目標発電電力指令値に基づき燃料電池コントローラ１８によりその発電電力が制御されるようにしている。燃料電池８は、固体高分子形の燃料電池がハイブリッド車両等の移動体に最適である。また、燃料ガスである水素ガスは、水素ボンベに貯蔵された場合でもよく、改質器を用いて水素ガスをアルコール等の原料を改質して生成する場合でもよい。また、燐酸型、溶融炭酸塩型等の種々のタイプの燃料電池を適用することも可能である。
【００５０】
このようなハイブリッド車両においても、車両の走行状態に基づいて車両制動時に得られる回生エネルギー量を予測する回生エネルギー量予測手段により予測した回生エネルギーが蓄電装置３に充電できないと判定された場合には、少なくとも第１の発電効率に対して高効率な第２の発電効率を目標発電効率として設定して燃料電池８の発電電力を制御することができる。即ち、予測した回生エネルギーが蓄電装置３に十分充電できない場合には、予測した回生エネルギーを充電可能な充電状態となるまで放電を優先し、再度充電可能と判定されるまでの間は、少なくとも第１の発電効率に対して高効率な第２の発電効率に設定されるので、従来と比較して走行中の燃料消費量を低減することができる。
【００５１】
なお、上記実施形態において、ハイブリッド車両として、発電装置７、蓄電装置３および駆動モータ４をシリーズに接続したシリーズハイブリッド車両に適用したものについて説明したが、図示はしないが、例えば、無段変速機、有段変速機、または、遊星歯車機構を用いたパラレルハイブリッド車両にも適用できる。パラレルハイブリッド車両による目標発電効率を満たす方法は、例えば、特開２００２−１７１６０４号公報に記載の通り公知であるので省略するが、本制御により決定された発電効率を満たす、内燃機関運転点、変速機変速比、モータ運転点を設定するようにすればよい。
【００５２】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００５３】
（ア）車両走行用の駆動モータ４と、発電装置７と、前記発電装置７で発生した電力や車両減速時に前記駆動モータ４が発生する回生電力を蓄電し、必要に応じて前記駆動モータ４へ電力を供給する蓄電装置３とを備えるハイブリッド車両の制御装置であり、前記蓄電装置３の充電状態を検出する充電状態検出手段（ステップＳ１）と、車両の走行状態に基づいて車両制動時に得られる回生エネルギー量を予測する回生エネルギー量予測手段（ステップＳ２）と、前記蓄電装置３の充電状態と前記回生エネルギー量予測手段により予測した回生エネルギー量とに基づいて、予測した回生エネルギー量が充電可能であるか否かを判定する回生充電可否判定手段（ステップＳ３）と、前記回生充電可否判定手段により予測した回生エネルギー量が充電可能と判定された場合には、蓄電装置３の充電状態に応じた第１の発電効率を前記発電装置７の目標発電効率として設定し、前記予測した回生エネルギー量が充電できないと判定された場合には、前記第１の発電効率に対して高効率な第２の発電効率を、再度回生エネルギーが充電可能と判定されるまでの間、前記発電装置７の目標発電効率として設定する目標発電効率設定手段（ステップＳ４）と、前記目標発電効率設定手段により設定した目標発電効率を実現するように駆動モータ４、発電装置７を制御する充放電制御手段（ステップＳ６）と、を備える。このため、予測した回生エネルギーが十分充電できない場合、回生エネルギー確保のために蓄電装置３のＳＯＣを低下させる際の発電・充電量の増加を抑制でき、回生エネルギーの充電開始までの燃料消費量を低減可能である。
【００５４】
（イ）第２の発電効率として、現在の走行状態において前記発電装置７を運転して得られる最も高効率な値を設定する場合には、前記効果（ア）の燃料消費量の低減効果を向上させることができる。
【００５５】
（ウ）回生充電可否判定手段（ステップＳ３）として、予測した回生エネルギーを充電可能な充電状態ＳＯＣに対して所定値（ＳＯＣｍｒｇ）だけ低い充電状態ＳＯＣに到達した場合に、予測した回生エネルギーを充電可能と判定するようにすると、回生充電可否判定に用いる充電状態にヒステリシスを設けることとなり、頻繁に目標発電効率が第１発電効率と第２発電効率との間で切換わることによる発電装置７の動作点の変化を抑制でき、発電装置７の動作点の頻繁な変化による違和感を軽減できる。
【００５６】
（エ）目標発電効率設定手段（ステップＳ４）により第２の発電効率が目標発電効率として設定された場合に、前記蓄電装置３への充電が行われる場合には前記予測した回生エネルギーを充電可能な充電状態まで放電する放電手段（ステップＳ６）を備え、ドライバの要求駆動力を実現するため駆動仕事率と補機類での消費電力との和である駆動・補機仕事率を算出する駆動・補機仕事率算出手段と、前記発電装置７で取りうる発電効率の中で最も高効率となる発電仕事率を算出する高効率発電仕事率算出手段とから、前記駆動・補機必要仕事率が前記高効率発電仕事率よりも小さい場合には、充電状態と予測した回生エネルギーを充電可能とする充電状態との差が大きいほど発電仕事率を駆動・補機仕事率よりも小さな値とし、前記駆動・補機必要仕事率が前記高効率発電仕事率よりも大きい場合には、発電装置７で発生する仕事率を高効率発電仕事率とし、前記駆動・補機必要仕事率に対し不足する電力を蓄電装置３から供給するようにした。このため、高効率発電仕事率よりも駆動・補機仕事率が小さい場合には、回生エネルギーを充電可能とする充電状態とするまでに放電するエネルギー量に応じて、発電効率の悪化分を最小限とする発電仕事率が選ばれ、また高効率発電仕事率よりも駆動・補機仕事率が大きい場合には、高効率な運転を行いつつ、回生エネルギーを充電可能な状態となるように放電することができる。
【００５７】
（オ）第１の発電効率として、蓄電装置３の充電状態が高くなるほど高効率な目標発電効率を設定すると、充電の必要度合いに応じた目標発電効率を設定することができる。具体的には、ＳＯＣが低い場合であれば目標発電効率を低く設定し効率が悪くても発電・充電量を増やすように、逆にＳＯＣが高い場合であれば蓄電装置３から駆動モータ４に電力を供給し走行する機会を増やし、目標発電効率を高く設定し効率が良い場合にしか発電・充電を行わないことで、無駄な発電・充電を回避することができる。
【００５８】
（カ）発電装置７として、内燃機関１と発電機２で構成しても、燃料電池８で構成しても、上記（ア）〜（オ）の効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両の制御装置としてのシリーズハイブリッド車両のシステム構成図。
【図２】同じく統合コントローラによる処理の内容を示したフローチャート。
【図３】回生エネルギー予測の処理の内容を示したサブルーチンのフローチャート。
【図４】回生充電可否判定の処理の内容を示したサブルーチンのフローチャート。
【図５】目標発電効率設定の処理の内容を示したサブルーチンのフローチャート。
【図６】第２の発電効率算出の処理の内容を示したサブルーチンのフローチャート。
【図７】駆動モータおよび発電機の効率特性を示す特性図。
【図８】蓄電装置の充電状態ＳＯＣと回生確保ＳＯＣとの関係を示す説明図。
【図９】内燃機関の燃料消費率特性を示す特性図。
【図１０】内燃機関の動作点を示す特性図。
【図１１】所定の消費電力がある場合に発電電力を増加させた場合の有効燃料消費率の特性を示す特性図。
【図１２】発電効率を満たす動作点で発電装置を運転した場合の蓄電装置への充電量を示す特性図。
【図１３】蓄電装置のＳＯＣと第１の発電効率の関係を示す特性図。
【図１４】蓄電装置の充電状態ＳＯＣと回生確保ＳＯＣとの関係を示す説明図。
【図１５】目標発電電力の算出方法を説明する特性図。
【図１６】第２発電効率を説明する蓄電装置の充電状態ＳＯＣと回生確保ＳＯＣとの関係を示す説明図。
【図１７】第２発電効率の別の算出方法の手順を説明するサブルーチンのフローチャート。
【図１８】図１７に示す第２発電効率を説明する特性図。
【図１９】さらに別の第２発電効率を説明する特性図。
【図２０】燃料電池を備えるシリーズハイブリッド車両のシステム構成図。
【符号の説明】
【００６０】
１  内燃機関
２  発電機
３  蓄電装置
４  駆動モータ
５  ファイナルドライブ装置
６  駆動車輪
７  発電装置
８  燃料電池
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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