(57)【要約】【課題】ユーザ要求に応じた車両運転が実現できるように、ハイブリッド車両の車載蓄電装置の少なくとも放電を予め促進できるような充放電管理制御を実現する。【解決手段】蓄電装置の電力によって車両駆動力を発生可能に構成された電動機と、内燃機関と、内燃機関の出力を用いて蓄電装置の充電電力を発生可能に構成された発電機とを搭載したハイブリッド車両において、ユーザのスイッチ予備操作によって充電要求が検知されると（Ｓ１００，Ｓ１０５）、ＥＶモードやパワーモードの選択に備えて蓄電装置のＳＯＣを予め高めるための充電促進モードが選択される（Ｓ１５０）。充電促進モードでは、充電促進モードの非選択時と比較して、内燃機関の出力パワーを増加させることによって、蓄電装置の充電が促進される。【選択図】図１０
2011093335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置の電力によって車両駆動力を発生可能に構成された電動機と、内燃機関と、前記内燃機関の出力を用いて前記蓄電装置の充電電力を発生可能に構成された発電機とを搭載したハイブリッド車両の制御装置であって、
前記蓄電装置の蓄電量を増加させるためのユーザからの充電要求を検知するための第１の検知手段と、
前記充電要求が検知されたときに、前記蓄電装置の充電が促進されるように、前記充電要求の非検知時と比較して前記内燃機関の出力を増加させるための充電促進手段とを備える、ハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関を停止して前記電動機によって発生された車両駆動力によって走行するための電気走行モードを前記ユーザが選択するための入力スイッチをさらに備え、
前記第１の検知手段は、前記入力スイッチの操作に応答して前記充電要求を検知し、
前記充電要求が検知された後における前記入力スイッチのさらなる操作に応答して、前記電気走行モードは選択される、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】
同一のアクセル操作量に対する車両加速性を向上させるためのパワー走行モードを前記ユーザが選択するための入力スイッチをさらに備え、
前記第１の検知手段は、前記入力スイッチの操作に応答して前記充電要求を検知し、
前記充電要求が検知された後における前記入力スイッチのさらなる操作に応答して、前記パワー走行モードは選択される、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】
車両状態に応じた車両走行のための要求パワーと、前記蓄電装置の蓄電量を示す充電状態値とに応じて、前記電動機、前記内燃機関および前記発電機によるトータル出力パワーを算出するためのトータルパワー算出手段と、
算出された前記トータル出力パワーに対する前記電動機、前記内燃機関および前記発電機の間での配分を決定するためのパワー配分手段とをさらに備え、
前記トータルパワー算出手段は、
前記充電状態値に基づいて、前記内燃機関の出力による前記蓄電装置の充電要否を判定するための手段を含み、
前記充電促進手段は、前記充電要求が検知された場合に、前記判定に用いる充電状態値を、前記蓄電装置の実際の充電状態値よりも低く設定するための制御値設定手段を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
前記制御値設定手段は、前記充電要求が検知された場合に、前記充電状態値が所定の上下限値の間の所定範囲内であるときに限って、前記判定に用いる充電状態値を、前記実際の充電状態値よりも低く設定する、請求項４記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
車両状態に応じた車両走行のための要求パワーと、前記蓄電装置の蓄電量を示す充電状態値とに応じて、前記電動機、前記内燃機関および前記発電機によるトータル出力パワーを算出するためのトータルパワー算出手段と、
算出された前記トータル出力パワーに対する前記電動機、前記内燃機関および前記発電機の間での配分を決定するためのパワー配分手段とをさらに備え、
前記トータルパワー算出手段は、
前記充電状態値に基づいて、前記内燃機関の出力による前記蓄電装置の充電要否を判定するための手段を含み、
前記トータルパワー算出手段およびパワー配分手段は、前記内燃機関の出力によって前記蓄電装置を充電するときに、前記発電機を作動させるための充電用パワーを加算して、前記トータル出力パワーおよび前記内燃機関の出力パワーを設定し、
前記充電促進手段は、
前記充電要求の検知時には、前記充電用パワーを前記充電要求の非検知時よりも高く設定するための手段を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
車両状態に応じた車両走行のための要求パワーと、前記蓄電装置の蓄電量を示す充電状態値とに応じて、前記電動機、前記内燃機関および前記発電機によるトータル出力パワーを算出するためのトータルパワー算出手段と、
算出された前記トータル出力パワーに対する前記電動機、前記内燃機関および前記発電機の間での配分を決定するためのパワー配分手段とをさらに備え、
前記トータルパワー算出手段は、
前記要求パワーが判定値よりも高いか否かに従って、前記内燃機関の作動要否を判定するための手段を含み、
前記充電促進手段は、前記充電要求の検知時には、前記充電要求の非検知時よりも前記判定値を低く設定するための手段を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項８】
前記蓄電装置の蓄電量を減少させるユーザからの放電要求を検知するための第２の検知手段と、
前記放電要求が検知されたときに、前記蓄電装置の放電が促進されるように、前記放電要求の非検知時と比較して前記内燃機関の出力を低下させるための放電促進手段とをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項９】
前記第２の検知手段は、前記ユーザによる所定スイッチの操作に応答して前記放電要求を検知する、請求項８に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１０】
前記ハイブリッド車両の走行状態に応じて、前記蓄電装置の充電量を減少させる放電要求を自動的に検知するための第２の検知手段と、
前記放電要求が検知されたときに、前記蓄電装置の放電が促進されるように、前記放電要求の非検知時と比較して前記内燃機関の出力を低下させるための放電促進手段とをさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１１】
前記ハイブリッド車両にはナビゲーションシステムが搭載され、
前記第２の検知手段は、前記ナビゲーションシステムの地図情報に基づいて、前記ハイブリッド車両の降坂走行が予測されるときに前記放電要求を検知する、請求項１０に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１２】
前記第２の検知手段は、前記ハイブリッド車両の車速が所定値を超えたときに前記放電要求を検知する、請求項１０に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１３】
車両状態に応じた車両走行のための要求パワーと、前記蓄電装置の蓄電量を示す充電状態値とに応じて、前記電動機、前記内燃機関および前記発電機によるトータル出力パワーを算出するためのトータルパワー算出手段と、
算出された前記トータル出力パワーに対する前記電動機、前記内燃機関および前記発電機の間での配分を決定するためのパワー配分手段とをさらに備え、
前記トータルパワー算出手段は、
前記充電状態値に基づいて、前記内燃機関の出力による前記蓄電装置の充電要否を判定するための手段を含み、
前記放電促進手段は、前記放電要求が検知された場合に、前記判定に用いる充電状態値を、前記蓄電装置の実際の充電状態値よりも高く設定するための制御値設定手段を含む、請求項８〜１２のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１４】
前記制御値設定手段は、前記放電要求が検知された場合に、前記充電状態値が所定の上下限値の間の所定範囲内であるときに限って、前記判定に用いる充電状態値を、前記実際の充電状態値よりも高く設定する、請求項１３記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１５】
車両状態に応じた車両走行のための要求パワーと、前記蓄電装置の蓄電量を示す充電状態値とに応じて、前記電動機、前記内燃機関および前記発電機によるトータル出力パワーを算出するためのトータルパワー算出手段と、
算出された前記トータル出力パワーに対する前記電動機、前記内燃機関および前記発電機の間での配分を決定するためのパワー配分手段とをさらに備え、
前記トータルパワー算出手段は、
前記充電状態値に基づいて、前記内燃機関の出力による前記蓄電装置の充電要否を判定するための手段を含み、
前記トータルパワー算出手段および前記パワー配分手段は、前記内燃機関の出力によって前記蓄電装置を充電するときに、前記発電機を作動させるための充電用パワーを加算して、前記トータル出力パワーおよび前記内燃機関の出力パワーを設定し、
前記放電促進手段は、
前記放電要求の検知時には、前記充電用パワーを前記放電要求の非検知時よりも低く設定するための手段を含む、請求項８〜１２のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１６】
車両状態に応じた車両走行のための要求パワーと、前記蓄電装置の蓄電量を示す充電状態値とに応じて、前記電動機、前記内燃機関および前記発電機によるトータル出力パワーを算出するためのトータルパワー算出手段と、
算出された前記トータル出力パワーに対する前記電動機、前記内燃機関および前記発電機の間での配分を決定するためのパワー配分手段とをさらに備え、
前記トータルパワー算出手段は、
前記要求パワーが判定値よりも高いか否かに従って、前記内燃機関の作動要否を判定するための手段を含み、
前記放電促進手段は、前記放電要求の検知時には、前記放電要求の非検知時よりも前記判定値を高く設定するための手段を含む、請求項８〜１２のいずれか１項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】
この発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、より特定的には、車両運転中にエンジン出力によって車載蓄電装置を充電可能に構成されたハイブリッド自動車における蓄電装置の充放電管理制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車載蓄電装置からの電力によって車両駆動力を発生可能なハイブリッド車両において、運転中に内燃機関の出力を用いて蓄電装置の充電電力を発生可能な発電機をさらに搭載した構成が提案されている。
【０００３】
たとえば、特開２００８−１６８８９４号公報（特許文献１）では、内燃機関の出力によって電気機械をジェネレータとして動作させることによって、車両運転中にバッテリの充電電力を発生させる構成が記載されている。
【０００４】
ハイブリッド車両では、運転中に車載蓄電装置の放電による車両駆動力の発生および回生発電等による車載蓄電装置の充電が繰返し実行されることになるから、車両運転中における蓄電装置の充電状態（ＳＯＣ：State  Of  Charge）の管理制御が必要となる。一般的には、運転中における車載蓄電装置の管理制御は、上記のように車両運転中に内燃機関の出力による発電を適宜行なうことによって、ＳＯＣが制御目標値に合致するように、あるいは、ＳＯＣが所定の上下限値間の管理範囲から外れることがないように、充放電が制御される。
【０００５】
特に、特許文献１には、蓄電装置の運転中の充電管理制御の一態様として、ＳＯＣに対するバッテリ出力要求の伝達関数を運転中に調整することが記載されている。特に、車載バッテリを車両外部の電源によって蓄電装置を再充電する際の均等化充電に要する時間を短縮するために、再充電に先立ってＳＯＣが高く留まるように、運転中における上記伝達関数を調整することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６８８９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ハイブリッド車両の特徴の１つとして、内燃機関を停止して電動機の出力のみによる走行（以下、このような車両走行を「ＥＶ（Electric  Vehicle）走行」とも称する）が可能である。この特徴を活かすべく、ハイブリッド車両には、ユーザ操作によって、強制的にＥＶ走行を選択するためのスイッチ（ＥＶスイッチ）を設けることが行なわれている。しかしながら、ＥＶ走行を可能とするためには、蓄電装置のＳＯＣがある程度確保されている必要がある。逆にいえば、ユーザがＥＶ走行の意思表示をした場合でも、ＳＯＣが十分に確保されていなければ、ＥＶ走行をキャンセルせざるを得ない。
【０００８】
また、ドライバの嗜好に応えるべく、アクセルレスポンスの向上を図るような走行モード、具体的にはアクセル開度に対する駆動力を通常よりも大きくするような走行モード（以下、このような走行モードを「パワーモード」とも称する）を、ユーザ操作によって選択可能とすることも行なわれている。
【０００９】
ただし、一般的に、ハイブリッド車両では、内燃機関を効率のよい動作点で使用することによって燃費向上を図るため、アクセル操作による加速要求は、車載蓄電装置からの電力を用いた電動機の出力によって対応される。したがって、ユーザによってパワーモードが選択されても、蓄電装置のＳＯＣが低下していると、加速に必要な車両駆動力を高応答で確保することが困難となったり、加速要求に応えるために内燃機関の動作点を変更することによって燃費が悪化することが懸念される。
【００１０】
あるいは、ハイブリッド車両が回生発電可能な車両状況となった場合に、蓄電装置のＳＯＣが過大である場合には、回生発電を実行できないために車両のエネルギ効率が低下することが懸念される。
【００１１】
このように、ハイブリッド車両を適切に運転するためには、ＳＯＣを制御目標値あるいは一定の制御範囲内に維持するような従来の充放電制御に止まらず、予め充電あるいは放電を促進できるような充放電管理制御を行なう必要が生じることが理解できる。
【００１２】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、ユーザ要求に応じた車両運転が実現できるように、ハイブリッド車両の車載蓄電装置の少なくとも充電を予め促進できるような充放電管理制御を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明によるハイブリッド車両の制御装置は、蓄電装置の電力によって車両駆動力を発生可能に構成された電動機と、内燃機関と、内燃機関の出力を用いて蓄電装置の充電電力を発生可能に構成された発電機とを搭載したハイブリッド車両の制御装置であって、第１の検知手段と、充電促進手段とを備える。第１の検知手段は、蓄電装置の蓄電量を増加させるためのユーザからの充電要求を検知する。充電促進手段は、充電要求が検知されたときに、蓄電装置の充電が促進されるように、充電要求の非検知時と比較して内燃機関の出力を増加させる。
【００１４】
上記ハイブリッド車両の制御装置によれば、ＥＶモードの選択や、パワーモードの選択に先立って蓄電装置の蓄電量を増加させるために、ユーザからの充電要求に応答して、蓄電装置の充電が促進されるように充放電を制御できる。この結果、蓄電装置のＳＯＣを制御目標値あるいは一定範囲内に維持するような従来の充放電制御に加えて、ＥＶ走行やパワーモードの選択に備えてＳＯＣを予め上昇させるような、ユーザ意思に対応した蓄電装置の充放電管理制御を実現することができる。
【００１５】
好ましくは、ハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関を停止して電動機によって発生された車両駆動力によって走行するための電気走行モードをユーザが選択するための入力スイッチをさらに備える。第１の検知手段は、入力スイッチの操作に応答して充電要求を検知する。そして、充電要求が検知された後における入力スイッチのさらなる操作に応答して、電気走行モードは選択される、
このようにすると、ＥＶ走行モードを選択するための入力スイッチを用いて、ＥＶ走行モードの選択に先立ってユーザが充電要求を発生することができる。
【００１６】
また好ましくは、ハイブリッド車両の制御装置は、同一のアクセル操作量に対する車両加速性を向上させるためのパワー走行モードをユーザが選択するための入力スイッチをさらに備える。第１の検知手段は、入力スイッチの操作に応答して充電要求を検知する。そして、充電要求が検知された後における入力スイッチのさらなる操作に応答して、パワー走行モードは選択される、
このようにすると、パワーモードを選択するための入力スイッチを用いて、パワーモードの選択に先立ってユーザが充電要求を発生することができる。
【００１７】
さらに好ましくは、ハイブリッド車両の制御装置は、トータルパワー算出手段と、パワー配分手段とをさらに備える。トータルパワー算出手段は、車両状態に応じた車両走行のための要求パワーと、蓄電装置の蓄電量を示す充電状態値とに応じて、電動機、内燃機関および発電機によるトータル出力パワーを算出する。パワー配分手段は、算出されたトータル出力パワーに対する電動機、内燃機関および発電機の間での配分を決定する。そして、トータルパワー算出手段は、充電状態値に基づいて、内燃機関の出力による蓄電装置の充電要否を判定するための手段を含む。充電促進手段は、充電要求が検知された場合に、判定に用いる充電状態値を、蓄電装置の実際の充電状態値よりも低く設定するための制御値設定手段を含む。
【００１８】
このようにすると、内燃機関の出力による蓄電装置の充電要否の判定に用いるＳＯＣ（制御ＳＯＣ）を実際のＳＯＣよりも高く設定することによって、充電要求検知時には蓄電装置の充電を促進することができる。
【００１９】
特にこのような構成では、制御値設定手段は、充電要求が検知された場合に、充電状態値が所定の上下限値の間の所定範囲内であるときに限って、判定に用いる充電状態値を、実際の充電状態値よりも低く設定する。
【００２０】
このようにすると、所定の上下限値よりも低ＳＯＣ範囲および高ＳＯＣ範囲では、実際のＳＯＣを用いた判定とすることによって、過放電および過充電を回避するような充放電制御を従来通りに実行できる。
【００２１】
また、さらに好ましくは、ハイブリッド車両の制御装置は、上述のトータルパワー算出手段およびパワー配分手段をさらに備える。トータルパワー算出手段は、充電状態値に基づいて、内燃機関の出力による蓄電装置の充電要否を判定するための手段を含む。トータルパワー算出手段およびパワー配分手段は、内燃機関の出力によって蓄電装置を充電するときに、発電機を作動させるための充電用パワーを加算して、トータル出力パワーおよび内燃機関の出力パワーを設定する。そして、充電促進手段は、充電要求の検知時には、充電用パワーを充電要求の非検知時よりも高く設定するための手段を含む。
【００２２】
このようにすると、蓄電装置の充電電力を発生するために発電機へ与えられる内燃機関の出力（充電用パワー）を高く設定することによって、充電要求検知時には蓄電装置の充電を促進することができる。
【００２３】
あるいは、さらに好ましくは、ハイブリッド車両の制御装置は、上述のトータルパワー算出手段およびパワー配分手段をさらに備える。トータルパワー算出手段は、要求パワーが判定値よりも高いか否かに従って、内燃機関の作動要否を判定するための手段を含む。そして、充電促進手段は、充電要求の検知時には、充電要求の非検知時よりも判定値を低く設定するための手段を含む。
【００２４】
このようにすると、車両走行のための要求パワーに基づく内燃機関の作動要否の判定において、内燃機関が作動され易いように判定値を設定することにより、充電要求検知時には蓄電装置の充電を促進することができる。
【００２５】
好ましくは、ハイブリッド車両の制御装置は、蓄電装置の蓄電量を減少させるユーザからの放電要求を検知するための第２の検知手段と、放電促進手段とをさらに備える。放電促進手段は、放電要求が検知されたときに、蓄電装置の放電が促進されるように、放電要求の非検知時と比較して内燃機関の出力を低下させる。さらに好ましくは、第２の検知手段は、ユーザによる所定スイッチの操作に応答して放電要求を検知する。
【００２６】
このようにすると、ユーザからの放電要求に応答して、回生発電の機会に先立って蓄電装置の放電を促進することによって、ＳＯＣを予め低下させるような充放電管理制御を行なうことができる。
【００２７】
また好ましくは、ハイブリッド車両の制御装置は、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、蓄電装置の充電量を減少させる放電要求を自動的に検知するための第２の検知手段と、放電促進手段とをさらに備える。放電促進手段は、放電要求が検知されたときに、蓄電装置の放電が促進されるように、放電要求の非検知時と比較して内燃機関の出力を低下させる。さらに好ましくは、ハイブリッド車両にはナビゲーションシステムが搭載され、第２の検知手段は、ナビゲーションシステムの地図情報に基づいて、ハイブリッド車両の降坂走行が予測されるときに放電要求を検知する。あるいは、第２の検知手段は、ハイブリッド車両の車速が所定値を超えたときに放電要求を検知する。
【００２８】
このようにすると、走行状態に応じて、降坂走行の予測時や高速走行時には回生発電の機会に先立って自動的に放電要求を検知することができる。そして、放電要求に応答して蓄電装置の放電を促進することによって、回生発電の機会に先立ってＳＯＣを予め低下させるような充放電管理制御を行なうことができる。
【００２９】
さらに好ましくは、ハイブリッド車両の制御装置は、上述のトータルパワー算出手段およびパワー配分手段をさらに備える。トータルパワー算出手段は、充電状態値に基づいて、内燃機関の出力による蓄電装置の充電要否を判定するための手段を含む。そして、放電促進手段は、放電要求が検知された場合に、判定に用いる充電状態値を、蓄電装置の実際の充電状態値よりも高く設定するための制御値設定手段を含む。
【００３０】
このようにすると、内燃機関の出力による蓄電装置の充電要否の判定に用いるＳＯＣ（制御ＳＯＣ）を実際のＳＯＣよりも高く設定することによって、放電要求検知時には蓄電装置の放電を促進することができる。
【００３１】
特にこのような構成では、制御値設定手段は、放電要求が検知された場合に、充電状態値が所定の上下限値の間の所定範囲内であるときに限って、判定に用いる充電状態値を、実際の充電状態値よりも高く設定する。
【００３２】
このようにすると、所定の上下限値よりも低ＳＯＣ範囲および高ＳＯＣ範囲では、実際のＳＯＣを用いた判定とすることによって、過放電および過充電を回避するような充放電制御を従来通りに実行できる。
【００３３】
また、さらに好ましくは、ハイブリッド車両の制御装置は、上述のトータルパワー算出手段およびパワー配分手段をさらに備える。トータルパワー算出手段は、充電状態値に基づいて、内燃機関の出力による蓄電装置の充電要否を判定するための手段を含む。トータルパワー算出手段およびパワー配分手段は、内燃機関の出力によって蓄電装置を充電するときに、発電機を作動させるための充電用パワーを加算して、トータル出力パワーおよび内燃機関の出力パワーを設定する。そして、放電促進手段は、放電要求の検知時には、充電用パワーを放電要求の非検知時よりも低く設定するための手段を含む。
【００３４】
このようにすると、蓄電装置の充電電力を発生するために発電機へ与えられる内燃機関の出力（充電用パワー）を低く設定することによって、放電要求検知時には蓄電装置の放電を促進することができる。
【００３５】
あるいは好ましくは、ハイブリッド車両の制御装置は、上述のトータルパワー算出手段およびパワー配分手段をさらに備える。トータルパワー算出手段は、要求パワーが判定値よりも高いか否かに従って、内燃機関の作動要否を判定するための手段を含む。そして、放電促進手段は、放電要求の検知時には、放電要求の非検知時よりも判定値を高く設定するための手段を含む。
【００３６】
このようにすると、車両走行のための要求パワーに基づく内燃機関の作動要否の判定において、内燃機関が作動され難いように判定値を設定することにより、充電要求検知時には蓄電装置の放電を促進することができる。
【発明の効果】
【００３７】
この発明によれば、ユーザ要求に応じた車両運転が実現できるように、ハイブリッド車両の車載蓄電装置の少なくとも放電を予め促進できるような充放電管理制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置によって制御されるハイブリッド車両全体の制御ブロック図である。
【図２】図１に示した動力分割機構の構成図である。
【図３】ハイブリッド車両におけるパワー管理制御のための制御構成を示す機能ブロック図である。
【図４】パワーモードおよびエコノミーモードにおける出力パワー特性を示すグラフである。
【図５】ハイブリッド車両におけるエンジン作動の要否判定を説明する概念図である。
【図６】図３に示したトータルパワー制御部の構成を詳細に説明する機能ブロック図である。
【図７】パワースイッチの操作とモード間の遷移との関係を説明する概念図である。
【図８】ＥＶスイッチの操作とモード間の遷移との関係を説明する概念図である。
【図９】制御ＳＯＣ設定部の機能を説明するグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態に係る制御装置による充放電管理制御の処理手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下では、図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。
【００４０】
図１は、本発明の実施の形態に係る制御装置によって制御されるハイブリッド車両全体の制御ブロック図である。
【００４１】
ハイブリッド車両は、「内燃機関」であるエンジン１２０と、モータジェネレータ（ＭＧ）１４０とを含む。なお、以下においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、主に「電動機」として動作するモータジェネレータ１４０Ａ（またはＭＧ（２））および、主に「発電機」として動作するモータジェネレータ１４０Ｂ（またはＭＧ（１））とに区別して表現する。モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２））は、主に、車両駆動力発生用の「電動機」として用いられ、モータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１））は、主に、エンジン１２０の出力によって発電する「発電機」として用いられる。ただし、モータジェネレータ１４０Ａは、回生制動時には回生発電を行なって、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換することによって車両を減速させることもできる。また、モータジェネレータ１４０Ｂは、停止中のエンジン１２０を始動する場合には、スタータモータとして作動して、エンジン１２０に回転力を与える。
【００４２】
ハイブリッド車両は、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０Ａによる駆動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動力をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０Ａに伝達したりする減速機１８０と、エンジン１２０の出力を駆動輪１６０への経路とモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１））への経路との間で分配するための動力分割機構（たとえば、後述する遊星歯車機構）２００とを備える。
【００４３】
図２を参照して、動力分割機構２００についてさらに説明する。動力分割機構２００は、サンギヤ２０２と、ピニオンギヤ２０４と、キャリア２０６と、リングギヤ２０８とを含む遊星歯車によって構成される。
【００４４】
ピニオンギヤ２０４は、サンギヤ２０２およびリングギヤ２０８と係合する。キャリア２０６は、ピニオンギヤ２０４が自転可能であるように支持する。サンギヤ２０２はモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１））の回転軸に連結される。キャリア２０６はエンジン１２０のクランクシャフトに連結される。リングギヤ２０８はモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２））の回転軸および減速機１８０に連結される。
【００４５】
エンジン１２０、モータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１））およびモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２））が、遊星歯車からなる動力分割機構２００を介して連結されることで、エンジン１２０、モータジェネレータ１４０Ｂおよびモータジェネレータ１４０Ａの回転数は、たとえば、共線図において直線で結ばれる関係になる。
【００４６】
再び図１を参照して、動力分割機構２００は、この遊星歯車機構によって、エンジン１２０の出力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１））との両方に振り分ける。モータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１））の回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。エンジン１２０の出力（回転力）はキャリア２０６に入力され、それがサンギヤ２０２によってモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１））に、リングギヤ２０８によってモータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２））および出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。
【００４７】
回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギをモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１））による回生発電によって電気エネルギに変換することによって、エンジン１２０の回転数を低下させる。また、エンジン１２０によるモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１））の回転力と逆方向のトルクをモータジェネレータ１４０Ｂに発生させることによって、エンジン１２０の出力を用いたモータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１）での発電が可能となる。
【００４８】
ハイブリッド車両は、モータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂへの供給電力を蓄積するための蓄電装置２２０と、蓄電装置２２０とモータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂとの間で、直流−交流の双方向電力変換を行なうためのインバータ２４０を備える。
【００４９】
蓄電装置２２０は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池、あるいは、電気二重層キャパシタ、または、両者の組合わせ等によって適宜構成することができ、その種類は特に限定されるものではない。
【００５０】
インバータ２４０は、モータジェネレータ１４０Ａが動作指令に従って作動するように、蓄電装置２２０およびモータジェネレータ１４０Ａの間の電力変換を制御するインバータ２４０Ａと、モータジェネレータ１４０Ｂが動作指令に従って作動するように、蓄電装置２２０およびモータジェネレータ１４０Ｂの間の電力変換を制御するインバータ２４０Ｂとを含む。さらに、インバータ２４０Ａ，２４０Ｂおよび蓄電装置２２０の間には、双方向の直流電圧変換機能を有するコンバータ２４２が設けられる。コンバータ２４２を設けることにより、蓄電装置２２０の出力電圧を昇圧してモータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂを駆動することが可能となる。また、モータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂでの発電電圧を降圧して蓄電装置２２０の充電に用いることができる。
【００５１】
なお、蓄電装置２２０については、充電ケーブル等を用いることによって、あるいは、充電ケーブルを不使用とする非接触給電によって、車両外部の電源により充電可能に構成されてもよい。このためには、外部充電のための構成として、充電ケーブルのコネクタあるいは非接触給電のための受電コイルや、外部電源からの電力を蓄電装置２２０の充電電力に変換するための電力変換器等が、必要に応じて、ハイブリッド車両にさらに搭載される。
【００５２】
ハイブリッド車両は、さらに、蓄電装置２２０の充電状態を検知するためのバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）という）２６０を含む。バッテリＥＣＵ２６０は、蓄電装置２２０の温度、電圧、電流等に基づいて、蓄電装置２２０の蓄電量を示す充電状態値（ＳＯＣ）を算出する。
【００５３】
ハイブリッド車両は、さらに、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０Ａ，１４０ＢおよびバッテリＥＣＵ２６０と、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、補機を制御する補機ＥＣＵ３０５と、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを含む。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御する。
【００５４】
なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成としているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。
【００５５】
図１に示すハイブリッド車両では、車両状態に応じて、モータジェネレータ１４０Ａ出力のみによる走行（ＥＶ走行）、および、エンジン１２０の出力とモータジェネレータ１４０Ａの出力との両方を用いた走行（ＨＶ走行）が使い分けられる。また、ハイブリッド車両は、バッテリＳＯＣの低下時には、エンジン１２０の出力のみで走行可能であるとともに、エンジン１２０の出力を用いてモータジェネレータ１４０Ｂが発電することによって蓄電装置２２０を充電することもできる。さらに、ハイブリッド車両の減速時には、モータジェネレータ１４０Ａによる回生発電によって、蓄電装置２２０が充電される。
【００５６】
ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、車両発進時や低速走行時のように、エンジン１２０の効率が低下するときには、自動的にＥＶ走行を選択する。そして、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、車速上昇によりエンジン１２０の効率が高い運転領域となったときや、加速要求により車両駆動力を増加させる場合には、必要な車両駆動力に応じて、エンジン１２０を始動してＨＶ走行へ移行する。ＨＶ走行では、エンジン１２０を高効率の動作点で限定的に作動させるとともに、不足分の車両駆動力をモータジェネレータ１４０Ａが発生するように、車両全体でのパワー配分を制御することによって、エネルギ効率、すなわち燃費を改善することができる。このように、図１に示したハイブリッド車両は、蓄電装置２２０からの電力によって車両駆動力を発生するモータジェネレータ１４０Ａと、燃料の燃焼によって車両駆動力を発生するエンジン１２０とを動力源として有する構成になっている。
【００５７】
ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、車両状態の変化に応じて、ＨＶ走行からＥＶ走行へ、あるいは、その逆の移行を、所定の判定条件に従って指示する。また、後程詳細に説明するように、ユーザのスイッチ操作によって、ＥＶ走行を固定的に選択するＥＶ走行モードが選択可能である。あるいは、アクセル開度に対する出力特性を変更することによって、アクセルレスポンスを向上させたパワーモードや、低燃費を優先させたエコノミーモードについても、ユーザ操作によって選択可能である。
【００５８】
ナビゲーションシステム１０００は、図示しないＧＰＳアンテナおよびジャイロセンサ等を用いて、自車位置情報（たとえば、車両の現在位置および進行方向）を把握できるように構成される。さらに、ナビゲーションシステム１０００は、図示しない記録媒体からのデータ読出によって、道路地図情報を取得できる。さらに、また、ナビゲーションシステム１０００は、路上に設置されたビーコンからの情報を受けことにより、渋滞情報、所要時間、工事情報、速度・車線規制情報、駐車場の位置・空車情報等を取得することも可能である。
【００５９】
ナビゲーションシステム１０００は、自車位置情報を取得すると、取得した自車位置を、道路地図データに重ねて表示部１１００に表示する。さらに、ナビゲーションシステム１０００は、ユーザによって目的地が設定された場合には、現在位置から目的地までの走行経路を探索するとともに、表示部１１００により経路案内を行なう。代表的には、表示部１１００を構成するタッチディスプレイ（図示せず）の操作により、ユーザは目的地を入力する。周知の様に、経路案内の一環として、自車位置と探索した走行経路との関係に基づいて、音声ガイダンスが行なわれてもよい。
【００６０】
表示部１１００は、上述したナビゲーションシステム１０００の表示画面や、運転者前方に設置された計器パネルを含む。上述したような、走行モードの選択状態等についても、表示部１１００に設けられたインジケータランプ等を用いて表示することができる。
【００６１】
図３は、ハイブリッド車両におけるパワー管理制御のための制御構成を示す機能ブロック図である。図３に示す制御構成は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０の機能の一部として設けられる。
【００６２】
なお、図３に示される各機能ブロックは、当該ブロックに相当する機能を有する回路（ハードウェア）で構成してもよいし、予め設定されたプログラムに従ってＥＣＵがソフトウェア処理を実行することにより実現してもよい。
【００６３】
図３を参照して、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、トータルパワー制御部４００と、要求パワー算出部４１０と、ブレーキ協調制御部４５０とを含む。
【００６４】
アクセル開度センサ３５０は、図示しないアクセルペダルの操作量を検出するように構成され、アクセル開度を示す信号Ｓａｃを出力する。ブレーキセンサ３６０は、ブレーキペダルの操作量を検知するように構成され、操作量（踏込量、踏込力）を示す信号Ｓｂｒを出力する。車速センサ３７０は、ハイブリッド車両の速度を検出する。図１および図２に示す構成では、モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２））の回転数センサによって、車速センサ３７０を構成することも可能である。
【００６５】
パワーモードを選択するための入力スイッチ５１０（以下、パワースイッチ５１０とも称する）は、ユーザによる操作に応答して信号Ｒｐｒを出力する。同様に、エコノミーモードを選択するための入力スイッチ５２０（以下、エコノミースイッチ５２０とも称する）は、ユーザによる操作に応答して信号Ｒｅｃを出力する。信号Ｒｐｒ，Ｒｅｃが要求パワー算出部４１０へ入力されることにより、要求パワー算出部４１０は、入力スイッチ５１０，５２０のユーザによる操作を検知することができる。
【００６６】
図４を参照して、パワーモードあるいはエコノミーモードの選択によって、アクセル開度に対する要求パワーＰｒｑの設定特性が、ノーマルモードから切換えられる。ノーマルモード、すなわちパワーモードおよびエコノミーモードのいずれも非選択である場合には、基本的な特性線５００に従って、アクセル開度に応じて要求パワーＰｒｑが設定される。特性線５００は、一般的には、運転性が最適になるように考慮して設定される。
【００６７】
パワーモードの選択時には、特性線５００に代えて特性線５０１が用いられる。これにより、パワーモードでは、アクセル開度に対する要求パワーＰｒｑは、特にアクセル開度中間域においてノーマルモードより大きく設定される。これにより、アクセル操作に伴う車両駆動力の増加が顕著になるため、アクセルレスポンスが向上した走行を可能とすることができる。
【００６８】
一方、エコノミーモードの選択時には、特性線５００に代えて特性線５０２が用いられる。これにより、エコノミーモードでは、アクセル開度の増加に対する要求パワーＰｒｑの増加がノーマルモードよりも緩やかになるので、低燃費の走行が実現される。
【００６９】
要求パワー算出部４１０は、選択された走行モード（ノーマルモード／パワーモード／エコノミーモード）およびセンサ３５０，３７０の検出信号に基づいて、運転者が要求する車両運転に必要な駆動力を得るのに必要な車両要求パワーＰｒｑ（以下、単に要求パワーＰｒｑとも称する）を算出する。要求パワー算出部４１０によって算出された要求パワーＰｒｑは、トータルパワー制御部４００へ入力される。
【００７０】
トータルパワー制御部４００には、さらに、バッテリＥＣＵ２６０（図１）によって算出された蓄電装置２２０のＳＯＣが入力される。トータルパワー制御部４４０は、ＳＯＣに基づいて算出される蓄電装置２２０の充電に必要な充電パワーＰｃｈと、要求パワーＰｒｑとの和に従って、下記式（１）に従って、車両全体での出力パワーであるトータルパワーＰｔｔｌを算出する。
【００７１】
Ｐｔｔｌ＝Ｐｒｑ＋Ｐｃｈ＋Ｐｌｏｓｓ      …（１）
（１）式中において、Ｐｌｏｓｓは、ハイブリッド車両の走行における損失パワーに相当する。損失パワーＰｌｏｓｓについては、車両走行状態（車速等）に応じて適正値を設定するマップを予め作成することが好ましい。また、ＳＯＣが十分高く蓄電装置２２０の充電が不要である場合には、Ｐｃｈ＝０に設定される。
【００７２】
入力スイッチ５３０（以下、ＥＶスイッチ５３０とも称する）は、ユーザにより操作されると、ＥＶ要求信号Ｒｅｖをトータルパワー制御部４００に対して出力する。すなわち、トータルパワー制御部４００は、信号Ｒｅｖにより、ＥＶスイッチ５３０のユーザ操作を検知することができる。
【００７３】
トータルパワー制御部４００は、式（１）に従って算出されたトータルパワーＰｔｔｌを、エンジンパワーＰｅｇおよびモータパワーＰｍｇ１，Ｐｍｇ２に配分する。モータパワーＰｍｇ１は、モータジェネレータ１４０Ｂ（ＭＧ（１））の出力パワーであり、モータパワーＰｍｇ２は、モータジェネレータ１４０Ａ（ＭＧ（２））の出力パワーである。モータジェネレータ１４０Ａ，１４０Ｂの発電時には、Ｐｍｇ２，Ｐｍｇ１はそれぞれ負値に設定される。
【００７４】
具体的には、トータルパワー制御部４００は、エンジン１２０の作動要否を判定した上で、上記のパワー配分を決定する。基本的には、図５に示されるように、要求パワーＰｒｑに応じて、エンジン１２０の作動要否が判定される。
【００７５】
図５を参照して、エンジン１２０の作動要否は、基本的には、要求パワーＰｒｑおよび判定値Ｐｔｈの比較に従って判定される。すなわち、要求パワーＰｒｑが判定値Ｐｔｈよりも高くなると、エンジン１２０の作動が指示される一方で、要求パワーＰｒｑが判定値Ｐｔｈよりも低いと、エンジン１２０の停止が指示される。
【００７６】
たとえば、図５に示す走行パターンＲＰ１では、要求パワーＰｒｑが判定値Ｐｔｈよりも低い状態が継続するため、エンジン１２０が始動することなく、モータジェネレータ１４０Ａの出力のみによるＥＶ走行が継続的に実行される。一方、走行パターンＲＰ２では、Ｐｒｑ≦Ｐｔｈである時刻ｔ１までの間はエンジン１２０が停止されてＥＶ走行が行なわれる一方で、時刻ｔ１で要求パワーＰｒｑが判定値Ｐｔｈより高くなると、エンジン１２０が始動されて、ＨＶ走行が行なわれる。そして、要求パワーＰｒｑが減少して、時刻ｔ２で再びＰｒｑ≦Ｐｔｈとなると、エンジン１２０が停止された再びＥＶ走行が行なわれる。ここで、エンジン１２０の始動および停止が頻繁に切換わらないように、エンジン作動時およびエンジン停止時の間で判定値Ｐｔｈにヒステリシスを設けてもよい。
【００７７】
なお、ＥＶスイッチ５３０の操作によって、ＥＶ走行モードが選択されているときには、要求パワーＰｒｑおよび判定値Ｐｔｈの比較結果に従うことなく、エンジン１２０を停止したＥＶ走行が優先的に実行される。ただし、ＥＶ走行モードの選択時においても、蓄電装置２２０のＳＯＣや車速等に関連する所定のキャンセル条件の成立時には、ＥＶ走行は自動的にキャンセルされる。キャンセル条件の代表的なものに、「蓄電装置２２０のＳＯＣが所定値（たとえば、４５％程度）よりも低いこと」が存在する。したがって、ユーザ意思に基づくＥＶ走行を確実に行なうため、および、ＥＶモードの適用可能距離を確保するためには、ＥＶモード選択時点におけるＳＯＣを予め確保しておく必要がある。
【００７８】
トータルパワー制御部４００は、エンジン作動時には、トータルパワーＰｔｔｌとエンジン回転数Ｎｅｇに基づき、必要なエンジントルクを得るための、エンジンパワーＰｅｇおよびエンジン目標回転数Ｎｅｇｒを設定する。すなわち、蓄電装置２２０の充電時に上乗せされる充電パワーＰｃｈは、エンジンパワーＰｅｇへ反映される。
【００７９】
また、基本的には、エンジントルクおよび回転数の組み合わせによって定義されるエンジン動作点が、高効率の運転領域内となるように、エンジンパワーＰｅｇおよびエンジン目標回転数Ｎｅｇｒが設定される。したがって、パワーモードで顕著となるアクセル操作による加速要求には、蓄電装置２２０からのモータジェネレータ１４０Ａの出力によって対応する。したがって、ユーザによってパワーモードが選択されても、蓄電装置２２０のＳＯＣが低下していると加速力の速やかな確保が困難となったり、あるいは、加速要求に応えるためにエンジン１２０の動作点を変更することによる燃費の悪化が懸念される。
【００８０】
エンジンＥＣＵ２８０は、トータルパワー制御部４００から送られたエンジンパワーＰｅｇおよびエンジン目標回転数Ｎｅｇｒが実現されるように、エンジン１２０の燃料噴射、点火時期、バルブタイミング等を制御する。さらに、トータルパワーＰｔｔｌが確保されるように、モータパワーＰｍｇ１，Ｐｍｇ２が設定される。このようにして、トータルパワーＰｔｔｌに対する、エンジンパワーＰｅｇおよびモータパワーＰｍｇ１，Ｐｍｇ２の間のパワー配分が実行される。
【００８１】
モータパワーＰｍｇ１，Ｐｍｇ２は、ＭＧ＿ＥＣＵ３００によって構成されるＭＧ１制御部３０１およびＭＧ２制御部３０２へ送られる。ＭＧ１制御部３０１およびＭＧ２制御部３０２は、モータパワーＰｍｇ１，Ｐｍｇ２をモータジェネレータ１４０Ｂ，１４０Ａがそれぞれ出力するように、これらのモータジェネレータの出力トルクを制御する。
【００８２】
なお、モータパワーＰｍｇ２は、上記のパワー配分によって、モータジェネレータ１４０Ａによる走行や駆動力アシストに必要な出力パワーに基づいて設定されている。回生制動時には、モータパワーＰｍｇ２が負値に設定されることにより、モータジェネレータ１４０Ａが発電する。さらに、ＭＧ１制御部３０１が、モータパワーＰｍｇ１に従ってモータジェネレータ１４０Ｂを制御することによって、モータジェネレータ１４０Ｂの発電電力、すなわち、蓄電装置２２０の充電が制御される。
【００８３】
ブレーキ協調制御部４５０は、ブレーキセンサ３６０によって検知されたブレーキ操作量および車速センサ３７０によって検知された車速に基づいて、ハイブリッド車両全体で必要なトータル制動力を算出するとともに、算出されたトータル制動力のうちの回生ブレーキによる分担量に相当する回生ブレーキ要求値Ｐｒｂｒを出力する。回生ブレーキ要求値Ｐｒｂｒは、バッテリＥＣＵ２６０により設定される蓄電装置２２０の充電可能電力（Ｗｉｎ）を超えない範囲で設定される。
【００８４】
したがって、蓄電装置２２０のＳＯＣが制御上限値に達する等の要因によりＷｉｎが制限されている場合には、回生ブレーキ要求値Ｐｒｂｒも抑制される。特に、Ｗｉｎ＝０のときには、Ｐｒｂｒ＝０に設定される。このため、ＳＯＣが高すぎてＷｉｎが小さい、あるいは零であるときには、回生発電が可能な状況であっても回生ブレーキを使用することができず、回生発電によるエネルギ回収の機会を逃してしまう。
【００８５】
トータルパワー制御部４００は、回生制動時には、回生ブレーキ要求値Ｐｒｂｒを反映してモータパワーＰｍｇ２を設定する。さらに、トータルパワー制御部４００は、モータジェネレータ１４０Ａのトルク、回転数等に基づいて、実際の回生ブレーキ値Ｐｒｂａを算出する。算出された回生ブレーキ値Ｐｒｂａは、ブレーキ協調制御部４５０へ送出される。
【００８６】
ブレーキ協調制御部４５０は、上記のトータル制動力に対する回生ブレーキ値Ｐｒｂａの不足分に従って、ハイブリッド車両の各車輪に設けられた油圧ブレーキ（図示せず）の制動力を制御する。このように、モータジェネレータ１４０Ａによる回生ブレーキと図示しない油圧ブレーキとを協調的に制御することによって、必要なトータル制御力が確保される。
【００８７】
図６には、トータルパワー制御部４００の構成をより詳細に説明する機能ブロック図が示される。
【００８８】
図６を参照して、トータルパワー制御部４００は、充電要求検知部４２０と、放電要求検知部４２５と、制御ＳＯＣ設定部４３０と、充電パワー設定部４３２と、判定値設定部４３５と、トータルパワー算出部４４０と、パワー配分部４４５とを含む。トータルパワー算出部４４０は、充電要否判定部４４２と、エンジン作動要否判定部４４４とを有する。
【００８９】
充電要求検知部４２０は、ユーザの入力に基づいて、ＥＶモードやパワーモードの選択に備えて蓄電装置２２０のＳＯＣを予め上昇させるための充電要求を検知する。すなわち、充電要求は、ＥＶモードあるいはパワーモードの選択に先立って検知されるべきものである。
【００９０】
充電要求検知部４２０は、パワースイッチ５１０およびＥＶスイッチ５３０とは別個に設けられた入力スイッチ（図示せず）をユーザが操作することによって、充電要求を検知するように構成してもよいが、図７および図８に示すように、パワースイッチ５１０およびＥＶスイッチ５３０を用いて、充電要求を検知するような構成とすることも可能である。充電要求検知部４２０は、ユーザからの充電要求を検知すると充電要求信号Ｒｃｈを発生する。
【００９１】
図７を参照して、パワースイッチ５１０の操作によって、ノーマルモード、充電促進モードおよびパワーモード間の遷移が実行される。そして、デフォルト値であるノーマルモードから、パワースイッチ５１０を操作することによって、充電要求信号Ｒｃｈが発生される充電促進モードが、パワーモードの準備段階として選択される。この際のパワースイッチ５１０の操作を予備操作とも称する。
【００９２】
充電促進モードへの遷移後（すなわち、予備操作の後）に、さらにパワースイッチ５１０を操作することによって、充電促進モードからパワーモードへの遷移が行われる。パワーモードに遷移すると、図４に示した特性線５０１に従って、アクセル開度の変化に対する駆動力の増加が高い応答性で実現されるように要求パワーＰｒｑが設定される。また、パワーモードの選択時にパワースイッチ５１０を操作することによって。再びノーマルモードへ復帰できる。
【００９３】
図８を参照して、ＥＶスイッチ５３０の操作によって、図５に従ってエンジンの作動要否が判定されるＨＶ／ＥＶ走行モード、充電要求信号Ｒｃｈが発生される充電促進モード、およびＥＶモード間の遷移が実行される。そして、デフォルト値であるＨＶ／ＥＶ走行モードから、ＥＶスイッチ５３０を操作することによって、充電促進モードがＥＶモードの準備段階として選択される。この際のＥＶスイッチ５３０の操作を予備操作とも称する。
【００９４】
充電促進モードへの遷移後（すなわち、予備操作の後）に、さらにＥＶスイッチ５３０を操作することによって、充電促進モードからＥＶモードへの遷移が行われる。ＥＶモードに遷移すると、基本的には、蓄電装置２２０のＳＯＣが所定値以上確保されていることを条件に、エンジン１２０を停止したＥＶ走行が継続的に実行される。
【００９５】
再び図６を参照して、トータルパワー算出部４４０に含まれる充電要否判定部４４２は、制御ＳＯＣ設定部４３０によって設定された制御ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）に基づいて、エンジン１２０の出力を用いた、モータジェネレータ１４０Ｂの発電電力による蓄電装置２２０の充電要否を判定する。このように、充電要否の判定には、バッテリＥＣＵ２６０によって算出された実際のＳＯＣをそのまま用いるのではなく、制御ＳＯＣ設定部４３０による制御ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）が用いられる。
【００９６】
蓄電装置２２０の充電が必要を判定された場合には、充電パワー設定部４３２によって設定された充電パワーＰｃｈが、式（１）に従って、トータルパワーＰｔｔｌへ反映される。充電パワーＰｃｈは、単位時間当たりの蓄電装置２２０の充電電力目標値に相当する。充電パワーＰｃｈは、エンジンパワーＰｅｇへ反映されるので、充電パワーＰｃｈを上昇させるエンジンパワーＰｅｇも増大する一方で、充電パワーＰｃｈを低下させるとエンジンパワーＰｅｇも減少する。
【００９７】
エンジン作動要否判定部４４４は、図５に示したように、判定値設定部４３５によって設定された判定値Ｐｔｈと要求パワーＰｒｑとの比較に従って、エンジン１２０の作動要否を判定する。なお、上述のように、エンジン１２０の始動要否判定には、ＥＶモードが選択されているか否かについても反映される。
【００９８】
トータルパワー算出部４４０は、上述の充電要否判定および作動要否判定に基づいて、式（１）に従ってトータルパワーＰｔｔｌを設定するとともに、エンジン１２０の作動／停止を示すフラグＤｅｇを発生する。
【００９９】
トータルパワー算出部４４０からのトータルパワーＰｔｔｌおよびフラグＤｅｑは、パワー配分部４４５へ入力される。
【０１００】
パワー配分部４４５は、エンジン回転数Ｎｅｇと、フラグＤｅｇと、トータルパワーＰｔｔｌとに基づいて、トータルパワーＰｔｔｌに対する、エンジンパワーＰｅｇならびにモータパワーＰｍｇ１およびＰｍｇ２の間の配分を決定する。なお、蓄電装置２２０のＳＯＣおよび温度等に応じて、蓄電装置２２０の充電電力上限値（Ｗｉｎ）および放電電力上限値（Ｗｏｕｔ）が別途設定されるため、上記パワー配分は、蓄電装置２２０の入出力電力がＷｉｎ〜Ｗｏｕｔの範囲内に収まる様なモータパワーＰｍｇ２の上下限ガードを伴って実行される。
【０１０１】
本実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置では、充電要求検知部４２０によって充電要求が検知されたときには、以下に説明するような、蓄電装置２２０の充電促進モードを実現する。
【０１０２】
制御ＳＯＣ設定部４３０は、図９に示す特性に従って、バッテリＥＣＵ２６０からのＳＯＣ（実ＳＯＣとも称する）に基づいて、制御ＳＯＣ（ＳＯＣ♯）を設定する。なお、制御ＳＯＣは、上述の充電電力上限値（Ｗｉｎ）および放電電力上限値（Ｗｏｕｔ）の設定にも用いられる。
【０１０３】
図９を参照して、制御ＳＯＣ設定部４３０は、充電要求信号Ｒｃｈが発生されていない通常時には、特性線６００に従って、実ＳＯＣをそのまま制御ＳＯＣとする（ＳＯＣ♯＝ＳＯＣ）。一方、充電要求信号Ｒｃｈが発生されると、制御ＳＯＣ設定部４３０は、特性線６０１に従って、制御ＳＯＣを実ＳＯＣよりも低くする。これにより、通常時よりも充電機会が増加されるように、蓄電装置２２０の充電要否判定が行なわれるようになる。すなわち、充電要求信号Ｒｃｈの非発生時と比較して、エンジン１２０の出力が増加されて蓄電装置２２０の充電に用いられる。
【０１０４】
また、充電電力上限値（Ｗｉｎ）および放電電力上限値（Ｗｏｕｔ）についても、実ＳＯＣに従う設定と比較して、蓄電装置２２０のＳＯＣが上昇し易く、かつ低下し難いように設定することができる。
【０１０５】
このようにして、充電要求信号Ｒｃｈの発生時には、蓄電装置２２０の充電を促進することができるので、ＥＶモードやパワーモードの選択に備えてＳＯＣを予め高めることが可能となる。
【０１０６】
なお、図９に示されるように、ＳＯＣの通常の制御範囲の下限値Ｓ１（たとえば、４０（％）程度）よりも低ＳＯＣの範囲および、上限値Ｓ２（たとえば、７５（％）程度）よりも高ＳＯＣの範囲では、実ＳＯＣをそのまま制御ＳＯＣとしている。この結果、制御範囲Ｓ１〜Ｓ２を外れる様な過充電および過放電を回避するための充放電制御については、通常通りに実行できる。
【０１０７】
あるいは、充電パワー設定部４３２は、充電要求信号Ｒｃｈが発生されると、充電パワーＰｃｈを、充電要求信号Ｒｃｈの非発生時を含む通常時よりも高く設定する。充電パワーＰｃｈを高く設定することによって、トータルパワーＰｔｔｌおよびエンジンパワーＰｅｇが高められて、単位時間当たりの蓄電装置２２０の充電電力が上昇する。この結果、充電要求信号Ｒｃｈの発生時に、蓄電装置２２０の充電を促進することができる。
【０１０８】
また、判定値設定部４３５は、充電要求信号Ｒｃｈが発生されると、判定値Ｐｔｈを、充電要求信号Ｒｃｈの非発生時を含む通常時よりも低く設定する。判定値Ｐｔｈを低く設定すると、エンジン１２０が作動され易くなる。この結果、通常時と比較して、エンジン出力を増加させることによって、ＳＯＣを相対的に高めることができるため、蓄電装置２２０の充電を促進することができる。
【０１０９】
以上のように、充電要求信号Ｒｃｈの発生時には、制御ＳＯＣ設定部４３０、充電パワー設定部４３２、および判定値設定部４３５のうちの少なくとも１つについて、上述のように充電要求の非発生時を含む通常時とは異なる動作をさせることによって、ＥＶモードやパワーモードの選択に備えてＳＯＣを高めるための充電促進モードを実現できる。すなわち、制御ＳＯＣ設定部４３０、充電パワー設定部４３２、および判定値設定部４３５の各々、あるいはこれらの少なくとも一部の組み合わせによって、本発明の「充電促進手段」が構成される。
【０１１０】
この結果、蓄電装置２２０のＳＯＣを制御目標値あるいは一定範囲内に維持するような従来の充放電制御に加えて、ＥＶ走行やパワーモードの選択に備えてＳＯＣを予め上昇させるような、ユーザ意思に対応した蓄電装置２２０の充放電管理制御を実現することができる。これにより、ＥＶモードやパワーモードをより円滑に選択できるようになる。
【０１１１】
本実施の形態によるハイブリッド制御装置では、上述の充電要求に伴う充電促進モードとは反対に、放電要求に伴う放電促進モードを実現することも可能である。充電促進モードおよび放電促進モードは、いずれか一方のみを実現可能としてもよく、両者を選択的に実現可能としてもよい。
【０１１２】
放電要求検知部４２５は、専用に設けられた入力スイッチ５４０のユーザ操作に応答して、放電要求を検知する。または、放電要求検知部４２５は、車両の走行状態を示す情報に応じて、自動的に放電要求を自動的に検知してもよい。たとえば、放電要求検知部４２５は、ナビゲーションシステムの情報に基づいて、比較的長い降坂路の走行等が予測されるときに放電要求信号Ｒｄｃを発生することができる。あるいは、高速走行時には、車両減速および停止時に回生発電に使用できる運動エネルギが大きいため、一定以上の車速となったときに放電要求信号Ｒｄｃを発生するように、放電要求検知部４２５を構成してもよい。
【０１１３】
放電要求検知部４２５は、放電要求を検知すると放電要求信号Ｒｄｃを発生する。放電要求信号Ｒｄｃの発生時には、制御ＳＯＣ設定部４３０、充電パワー設定部４３２、および判定値設定部４３５のうちの少なくとも１つにおいて、上述の充電促進モードとは反対の制御動作を実行する。
【０１１４】
図９を参照して、制御ＳＯＣ設定部４３０は、放電要求信号Ｒｄｃが発生されると、特性線６０２に従って、制御ＳＯＣを実ＳＯＣよりも高く設定する。これにより、放電要求信号Ｒｄｃの非発生時よりも充電機会が減少されるように、蓄電装置２２０の充電要否判定が行なわれるようになる。すなわち、充電要求信号Ｒｃｈの非発生時と比較して、蓄電装置２２０の充電に用いられるエンジン１２０の出力が低下される。
【０１１５】
なお、特性線６０２においても、ＳＯＣの通常制御範囲の下限値Ｓ１よりも低ＳＯＣの範囲および、上限値Ｓ２よりも高ＳＯＣの範囲では、実ＳＯＣをそのまま制御ＳＯＣとしている。したがって、制御範囲Ｓ１〜Ｓ２を外れる様な過充電および過放電を回避するための充放電制御については、通常通りに実行できる。
【０１１６】
あるいは、充電パワー設定部４３２は、放電要求信号Ｒｄｃが発生されると、充電パワーＰｃｈを放電要求信号Ｒｄｃの非発生時を含む通常時よりも低く設定する（Ｐｃｈ＝０としてもよい）。充電パワーＰｃｈを低く設定することによって、単位時間当たりの蓄電装置２２０の充電電力、すなわち、蓄電装置２２０の充電に用いられるエンジン１２０の出力パワーが減少する。この結果、放電要求信号Ｒｄｃの発生時には、相対的に蓄電装置２２０の放電を促進することができる。
【０１１７】
また、判定値設定部４３５は、放電要求信号Ｒｄｃが発生されると、判定値Ｐｔｈを、放電要求信号Ｒｄｃの非発生時よりも高く設定する。判定値Ｐｔｈを高く設定することによって、エンジン１２０が作動され難くなるので、通常時と比較して、車両走行に用いられる蓄電装置２２０の電力が増加する。したがって、エンジン１２０の出力パワーを相対的に低下させることにより、蓄電装置２２０のＳＯＣを予め低下させるように放電を促進することができる
以上のように、放電要求信号Ｒｄｃの発生時には、制御ＳＯＣ設定部４３０、充電パワー設定部４３２、および判定値設定部４３５のうちの少なくとも１つについて、上述のような制御動作をさせることによって、回生発電の機会に備えてＳＯＣを予め低下させるための放電促進モードを実現できる。すなわち、制御ＳＯＣ設定部４３０、充電パワー設定部４３２、および判定値設定部４３５の各々、あるいはこれらの少なくとも一部の組み合わせによって、本発明の「放電促進手段」が構成される。
【０１１８】
この結果、蓄電装置２２０のＳＯＣを制御目標値あるいは一定範囲内に維持するような従来の充放電制御に加えて、回生発電の機会に備えてＳＯＣを予め低下させるような、蓄電装置２２０の充放電管理制御を実現することができる。これにより、ＳＯＣが高すぎることによって回生発電の機会を逃すことが回避されるので、ハイブリッド車両のエネルギ効率を高めて、燃費を向上することができる。
【０１１９】
図１０は、本発明の実施の形態に係る制御装置による、上述した充放電管理制御の処理手順の一例を説明するフローチャートである。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、以下に説明するフローチャートに示される処理を実行するためのプログラムを、図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）により所定周期で実行することによっても、図３，６に示した機能ブロック図に従う充放電管理制御を実現することができる。
【０１２０】
図１０を参照して、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ステップＳ１００により、図８で説明したＥＶスイッチ５３０の予備操作が行われているかどうかを判定する。予備操作によって、充電促進モードが選択されている場合には、Ｓ１００はＹＥＳ判定とされ、そうでないときにはＳ１００はＮＯ判定とされる。
【０１２１】
ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、Ｓ１００がＮＯ判定のときには、ステップＳ１１０により、パワースイッチ５１０の予備操作行われているかどうかをさらに判定する。予備操作によって、充電促進モードが選択されている場合には、Ｓ１１０はＹＥＳ判定とされ、そうでないときにはＳ１１０はＮＯ判定とされる。
【０１２２】
ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、Ｓ１１０がＮＯ判定のときには、ステップＳ１２０により、放電要求が検知されているかどうかを判定する。ステップＳ１２０による判定は、図７に示した放電要求検知部４２５による放電要求信号Ｒｄｃの発生と同様に実行することができる。
【０１２３】
ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、Ｓ１００またはＳ１１０のＹＥＳ判定時には、ステップＳ１５０に処理を進めて、充電促進モードに従った充放電制御を行なう。充電促進モードでは、上述したような、制御ＳＯＣの低下（図６の特性線６０１）、式（１）中の充電パワーＰｃｈの増加および、判定値Ｐｔｈの低下のうちの少なくとも１つが実行される。
【０１２４】
一方、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、Ｓ１２０のＹＥＳ判定時には、ステップＳ１６０に処理を進めて、放電促進モードに従った充放電制御を行なう。放電促進モードでは、上述したような、制御ＳＯＣの上昇（図６の特性線６０１）、式（１）中の充電パワーＰｃｈの低下および、判定値Ｐｔｈの上昇のうちの少なくとも１つが実行される。
【０１２５】
また、充電要求および放電要求もいずれも検知されないとき（Ｓ１２０のＮＯ判定時）には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ステップＳ１７０に処理を進めて通常の充放電制御を行なう。すなわち、上述したような蓄電装置２２０の充電促進または放電促進が行なわれることなく、実ＳＯＣと同等に設定された制御ＳＯＣを、制御目標値あるいは制御目標範囲（図９のＳ１〜Ｓ２）に維持するように、蓄電装置２２０の充放電が制御される。
【０１２６】
なお、図１０のフローチャートでは、充電促進モードおよび放電促進モードの両方を択一的に選択可能な制御処理としているが、ステップ群Ｓ１００，Ｓ１１０，Ｓ１５０およびステップ群Ｓ１２０，Ｓ１６０の一方を省略して、充電促進モードおよび放電促進モードの一方のみが選択可能な制御処理としてもよい。
【０１２７】
また、ステップＳ１００，Ｓ１０５を統合して、図６の充電要求検知部４２０による充電要求信号Ｒｃｈの発生と同様の処理によって、充電要求が検知されたか否かを判定するようにしてもよい。すなわち、パワースイッチ５１０およびＥＶスイッチ５３０とは別個に設けられた入力スイッチのユーザ操作に応答して、充電要求が検知されるようにステップＳ１００，Ｓ１０５を設定してもよい。
【０１２８】
このように、本発明の実施の形態によるハイブリッド車両の制御装置によれば、ＳＯＣを制御目標値あるいは一定の制御範囲内に維持するような従来の充放電制御に止まらず、ＥＶモードやパワーモードの選択に備えてＳＯＣを予め上昇させることができる。すなわち、ユーザ要求に応じた車両運転が実現できるように、ハイブリッド車両の車載蓄電装置の充電予め促進できるような充放電管理制御を実現できる。
【０１２９】
あるいは、ユーザ要求または車両状態に応じて、回生発電の機会に備えてＳＯＣを予め低下させるような放電促進モードを実現できるので、回生発電の機会を最大限に活用することによって、ハイブリッド車両のエネルギ効率、すなわち燃費の向上を図ることができる。
【０１３０】
なお、本発明が適用されるハイブリッド車両は、図１に示した構成に限定されない点について確認的に記載する。すなわち、車載蓄電装置からの電力によって車両駆動力を発生する電動機（モータジェネレータ）と、燃料消費によって車両駆動力を発生する内燃機関と、運転中に内燃機関の出力を用いて車載蓄電装置を充電する機構とを搭載したハイブリッド車両であれば、ハイブリッド構成を図１に限定することなく、本発明を適用することができる。また、車載蓄電装置が車両外部の電源によって充電可能であっても、本発明の適用可否には何ら影響がないことを確認的に記載する。
【０１３１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
この発明は、車両運転中に内燃機関の出力を用いて車載蓄電装置を充電可能な構成のハイブリッド車両に適用することができる。
【符号の説明】
【０１３３】
１２０  エンジン、１４０Ａ  モータジェネレータ（電動機）、１４０Ｂ  モータジェネレータ（発電機）、１６０  駆動輪、１８０  減速機、２００  動力分割機構、２０２  サンギヤ、２０４  ピニオンギヤ、２０６  キャリア、２０８  リングギヤ、２２０  蓄電装置、２４０Ａ，２４０Ｂ  インバータ、２４２  コンバータ、２６０  バッテリＥＣＵ、２８０  エンジンＥＣＵ、３００  ＭＧ＿ＥＣＵ、３０１  ＭＧ１制御部、３０２  ＭＧ２制御部、３０５  補機ＥＣＵ、３２０  ＨＶ＿ＥＣＵ、３５０  アクセル開度センサ、３６０  ブレーキセンサ、３７０  車速センサ、４００  トータルパワー制御部、４１０  要求パワー算出部、４２０  充電要求検知部、４２５  放電要求検知部、４３０  制御ＳＯＣ設定部、４３２  充電パワー設定部、４３５  判定値設定部、４４０  トータルパワー算出部、４４２  充電要否判定部、４４４  エンジン作動要否判定部、４４５  パワー配分部、４５０  ブレーキ協調制御部、５００  特性線（ノーマルモード）、５０１  特性線（パワーモード）、５０２  特性線（エコノミーモード）、５１０  入力スイッチ（パワースイッチ）、５２０  入力スイッチ（エコノミースイッチ）、５３０  入力スイッチ（ＥＶスイッチ）、５４０  入力スイッチ（放電要求）、６００  特性線（通常時）、６０１  特性線（充電促進モード）、６０２  特性線（放電促進モード）、１０００  ナビゲーションシステム、１１００  表示部、Ｄｅｇ  フラグ（エンジン作動／停止）、Ｎｅｇ  エンジン回転数、Ｎｅｇｒ  エンジン目標回転数、Ｐｃｈ  充電パワー、Ｐｅｇ  エンジンパワー、Ｐｍｇ１，Ｐｍｇ２  モータパワー、Ｐｒｂａ  回生ブレーキ値、Ｐｒｂｒ  回生ブレーキ要求値、Ｐｒｑ  車両要求パワー、Ｐｔｈ  判定値（エンジン作動要否）、Ｐｔｔｌ  トータルパワー、Ｒｃｈ  充電要求信号、Ｒｄｃ  放電要求信号、ＲＰ１，ＲＰ２  走行パターン、Ｓ１〜Ｓ２  ＳＯＣ制御範囲、ＳＯＣ♯  制御ＳＯＣ、ＳＯＣ  実ＳＯＣ。
【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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