(57)【要約】【課題】パラレル式ハイブリッド電気自動車において、エンジンからの排ガスに含まれる所定の物質を抑制することができるようにする。【解決手段】パラレル式ハイブリッド電気自動車４０において、運転者の運転状態に基づき駆動輪６７に対する要求駆動トルクを設定する要求駆動トルク設定手段５６と、要求駆動トルク設定手段５６で設定された要求駆動トルクに応じてエンジン６２およびモータ６４の運転状態を設定する複数の運転特性設定マップ５８，５８ａ，５８ｂと、エンジン６２の回転数を検出するエンジン回転数検出手段６９と、複数の運転特性設定マップ５８，５８ａ，５８ｂの中から、エンジン回転数検出手段６９で検出されたエンジン回転数に応じてマップ５８，５８ａ，５８ｂを選択するマップ選択手段５７とをそなえて構成する。【選択図】　　　　図１
2004116362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの駆動軸とモータの駆動軸とがいずれも車両の駆動輪に機械的に接続されたパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置において、
運転者の運転状態に基づき該駆動輪に対する要求駆動トルクを設定する要求駆動トルク設定手段と、
該要求駆動トルク設定手段で設定された要求駆動トルクに応じて該エンジンおよび該モータの運転状態を設定する複数の運転特性設定マップと、
該エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
該エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数が、該エンジンからの排ガスに含まれる所定物質の成分量が比較的多い低回転域である場合と、該エンジンからの排ガスに含まれる所定物質の成分量が比較的少ない高回転域である場合とに応じて、該複数の運転特性設定マップの中から１つのマップを選択するマップ選択手段とをそなえている、
ことを特徴とする、パラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置。
【請求項２】
該運転特性設定マップが、エンジンの低回転域用制御マップと高回転域用制御マップとから構成され、
該マップ選択手段は、該エンジン回転数が所定回転数未満の場合は低回転域用制御マップを選択するとともに、該エンジン回転数が所定回転数以上の場合は高回転域用制御マップを選択し、
該低回転域用制御マップは、該駆動輪に対する要求駆動トルクを、該エンジンによるエンジントルクよりも該モータによるモータトルクから優先して得るように設定されている
ことを特徴とする、請求項１記載のパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置。
【請求項３】
該モータに電力を供給するバッテリと、
該バッテリの電力残存容量を検出する電力残存容量検出手段とをそなえ、
該運転特性設定マップが、該電力残存容量検出手段で検出された電力残存容量と該要求駆動トルク設定手段によって設定された該要求駆動トルクとに応じて、該エンジンおよび該モータの駆動状態を設定するように構成されている
ことを特徴とする、請求項１または２記載のパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置。
【請求項４】
上記所定回転数以上の領域において、該エンジンからの排ガスに含まれる所定物質の成分量が最低となるエンジントルクを、該エンジン回転数毎に記憶し、目標エンジントルクとして保持する記憶手段を有し、
該高回転域用制御マップは、
該エンジンを該目標エンジントルクに沿って該エンジンを優先的に運転させるとともに、
該目標エンジントルクよりも、該要求駆動トルク設定手段で設定された要求駆動トルクの方が大きい場合は、該モータを駆動させて不足トルクを補うように設定し、
該目標エンジントルクよりも、該要求駆動トルク設定手段で設定された要求駆動トルクの方が小さい場合は、該モータを発電機として作動させて余剰トルクを発電に用いる
ことを特徴とする、請求項２〜３のいずれか１項記載のパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの駆動軸とモータの駆動軸とが機械的に接続された、パラレル式ハイブリッド電気自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンの排ガスに含まれる各種の物質（以下、「排ガス物質」という）を抑制することが強く望まれている。この排ガス物質とは、エンジンの種別によっても異なるが、例えば、二酸化炭素（ＣＯ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、パテュレートマター（ＰＭ）などである。
【０００３】
これらの各種の排ガス物質を抑制するには、エンジンの運転点（例えば、トルクと回転数）を制御することによって抑制できることが知られているが、通常、自動車のエンジンは運転点を一定とする定常運転ではなく、時々刻々とトルクや回転数が変化するため、エンジンの運転点で排ガス成分を制御するのは困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、大気汚染防止や騒音低減の観点から、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）に関する技術が注目され、実用化が進んでいる。
このＨＥＶの方式としては、大別してシリーズ式とパラレル式との２方式がある。
【０００５】
このうち、パラレル式は、エンジンとモータとが共に駆動輪と機械的に接続されており、双方が駆動輪を駆動出来る方式であって、エンジンによる駆動力とモータによる駆動力とを走行状態や運転者による駆動要求（運転状態）に応じて使い分けることが出来る。
また、このようなパラレル式のハイブリッド電気自動車には、エンジン回転数および負荷から車両用モータを発電運転するようにするマップと、同車両用モータを駆動運転するようにするマップとを切り換える技術も存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、かかるマップ領域と排ガス物質（例えば、ＨＣ）の排出量を抑制できるエンジンの運転領域とは必ずしも一致しないため、パラレル式ＨＥＶにおいては、エンジンからの排ガスに含まれるＮＯｘやＨＣ等の排ガス物質の排出量を更に抑制する余地がある。
【０００７】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、エンジンからの排ガスに含まれる所定の物質を抑制することができるパラレル式ハイブリッド電気自動車を提供することを目的としている。
【０００８】
【特許文献１】特開平２００１−３１４００３号公報
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明のパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置は、エンジンの駆動軸とモータの駆動軸とがいずれも車両の駆動輪に機械的に接続されたパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置において、運転者の運転状態に基づき該駆動輪に対する要求駆動トルクを設定する要求駆動トルク設定手段と、該要求駆動トルク設定手段で設定された要求駆動トルクに応じて該エンジンおよび該モータの運転状態を設定する複数の運転特性設定マップと、該エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、該エンジン回転数検出手段で検出されたエンジン回転数が、該エンジンからの排ガスに含まれる所定物質の成分量が比較的多い低回転域である場合と、該エンジンからの排ガスに含まれる所定物質の成分量が比較的少ない高回転域である場合とに応じて、該複数の運転特性設定マップの中から１つのマップを選択するマップ選択手段とをそなえていることを特徴としている。
【００１０】
このため、エネルギ損失を抑制し、効率的な走行が可能となるとともに、効果的に排ガスに含まれる所定物質の成分量を抑制することが出来る。
また、請求項２記載のパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置は、上記請求項１記載の構成において、該運転特性設定マップが、エンジンの低回転域用制御マップと高回転域用制御マップとから構成され、該マップ選択手段は、該エンジン回転数が所定回転数未満の場合は低回転域用制御マップを選択するとともに、該エンジン回転数が所定回転数以上の場合は高回転域用制御マップを選択し、該低回転域用制御マップは、該駆動輪に対する要求駆動トルクを、該エンジンによるエンジントルクよりも該モータによるモータトルクから優先して得るように設定されていることを特徴としている。
【００１１】
このため、エンジン回転数に応じた駆動力を、適切に駆動輪に伝達することが、簡素な構成で可能となる向上にも寄与することが出来る。
また、請求項３記載のパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置は、上記請求項１または２記載の構成において、該モータに電力を供給するバッテリと、該バッテリの電力残存容量を検出する電力残存容量検出手段とをそなえ、該運転特性設定マップが、該電力残存容量検出手段で検出された電力残存容量と該要求駆動トルク設定手段によって設定された該要求駆動トルクとに応じて、該エンジンおよび該モータの駆動状態を設定することを特徴とする。
【００１２】
このため、ＳＯＣを適切なレベルに保ちつつ、高効率でハイブリッド電気自動車を走行させることが可能となる。
また、請求項４記載のパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置は、上記請求項２〜３記載の構成において、上記所定回転数以上の領域において、該エンジンからの排ガスに含まれる所定物質の成分量が最低となるエンジントルクを、該エンジン回転数毎に記憶し、目標エンジントルクとして保持する記憶手段を有し、該高回転域用制御マップは、該エンジンを該目標エンジントルクに沿って該エンジンを優先的に運転させるとともに、該目標エンジントルクよりも、該要求駆動トルク設定手段で設定された要求駆動トルクの方が大きい場合は、該モータを駆動させて不足トルクを補うように設定し、該目標エンジントルクよりも、該要求駆動トルク設定手段で設定された要求駆動トルクの方が小さい場合は、該モータを発電機として作動させて余剰トルクを発電に用いることを特徴とする。
【００１３】
このため、排ガス中の所定物質の成分量を効果的に抑制することが可能となるとともに、運転者の駆動要求を確実に実現しながら、エネルギ損失を抑制することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかるパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置について、図１〜図４を用いて説明すると、図１はその要部構成を示す模式的なブロック図、図２はエンジンの運転状態を示すグラフであってトルク配分制御マップ切換え回転数αを示す図、図３はＨＥＶ車両の駆動力源を制御するための運転特性設定マップの模式図であってエンジン回転数が低速回転域にある場合を示す図、図４はＨＥＶ車両の駆動力源を制御するための運転特性設定マップの模式図であって、エンジン回転数が高速回転域にある場合を示す図である。
【００１５】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るパラレル式ハイブリッド電気自動車４０は、主に、総合制御部（動力制御装置；ＥＣＵ）５０、エンジン６２、クラッチ６３、モータ６４、変速機６５、バッテリ７１およびインバータ７２などよって構成されている。以下、これらの機器について簡単に説明する。
エンジン６２はディーゼルエンジンであって、その駆動軸（図示略）はクラッチ６３，モータ６４，変速機６５およびプロペラシャフト（駆動輪の駆動軸）６６を介して駆動輪６７と機械的に接続され、エンジン６２によって生じるエンジン駆動力によって駆動輪６７を駆動させてＨＥＶ車両４０を走行させるものである。
【００１６】
また、エンジン６２は、モータ６４を発電機（ジェネレータ）として機能させた場合に、モータ６４の駆動力源となって高電圧（例えば約３００Ｖ）の交流電力の発電を行なうものでもある。
このエンジン６２には、運転者の駆動要求に応じて踏み込まれるアクセルペダル６１の踏み込み量を検出してＥＣＵ５０に検出結果を送信するアクセル開度センサ６８が、電気的に接続されている。更に、エンジン６２には、エンジン駆動軸の回転数Ｎｅを計測するエンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）６９が付設されている。
【００１７】
クラッチ６３は電磁クラッチであって、エンジン６２とモータ６４との機械的接続を断切するようになっており、その動作は後述するＥＣＵ５０によって制御されるようになっている。
モータ６４は、後述するバッテリ７１からインバータ７２を介して電力を得て、電動機（モータ）として機能し、駆動輪６７を駆動するように構成されている。
【００１８】
一方、モータ６４が発電機として機能する場合には、クラッチ６３を介してエンジン駆動力をモータ６４へ入力する。このとき、モータ６４は高電圧（例えば、約３００Ｖ）の交流電力を発電する。なお、この高圧交流電力はインバータ７２によって直流電力に変換された後にバッテリ７１に蓄えられる。
さらに、モータ６４は車両の制動時などの回生ブレーキ時にも発電機として作動するようになっており、この場合は、駆動輪６７の回転による運動エネルギを、発電機として機能しているモータ６４が、電気エネルギ（電力）へと変換した後、インバータ７２を介してバッテリ７１へ蓄えるようになっている。なお、モータ６４を電動機もしくは発電機として機能させるか等の動作制御はＥＣＵ５０によって行なわれる。
【００１９】
変速機６５は、エンジン６２の駆動力またはモータ６４の駆動力によって駆動されるモータ駆動軸（図示略）の回転速度を適宜変速して駆動輪６７へ伝達するものである。また、この変速機６５は、上述の回生ブレーキ作動時には、駆動輪６７の回転（運動エネルギ）によって回転するプロペラシャフト６６の回転を適宜変速した後にモータ６４へ入力するようになっている。なお、変速機６５の動作はＥＣＵ５０によって制御されるようになっている。
【００２０】
バッテリ７１は高電圧（例えば約３００Ｖ）の直流電力を充放電可能にするために、インバータ７２と電気的に接続されている。また、バッテリ７１にはバッテリ７１内に蓄えられている電力残存量を計測するための電力センサ（電力残存容量検出手段）７３が設けられている。
インバータ７２はバッテリ７１とモータ６４との間に電気的に介装され、バッテリ７１に蓄えられた直流電力を交流電力に変換してからモータ６４へ送給したり、モータ６４をジェネレータとして機能させた場合に発電される高電圧の交流電力を直流電力に変換してからバッテリ７１に送給してバッテリ７１に対する充電を行なったりするものである。さらに、インバータ７２はバッテリ７１に蓄えられた直流電力を交流電力に変換してからモータ６４へ送給する際、モータ６４の回転数に応じた周波数の交流電力となるように調整することによってモータ６４の運転効率を高める機能もそなえている。
【００２１】
ＥＣＵ５０は、上述のアクセル開度センサ６８，エンジン回転数センサ６９，エンジン６２，クラッチ６３，モータ６４，変速機６５，バッテリ７１およびインバータ７２のそれぞれに電気的に接続され、各機器を総合的に制御するためのものであり、主に、メモリ（記憶手段）５１とＣＰＵ（図示略）とから構成されている。
【００２２】
メモリ５１には、ソフトウェアによって実現される要求トルク設定手段５６、マップセレクタ（マップ選択手段）５７、２つの運転特性設定マップ５８ａ、５８ｂ及び目標エンジントルクＴｅが記憶されている。
このうち、要求駆動トルク設定手段５６は、アクセル開度センサ６８によって検出されたアクセルペダル６１の踏み込み及びエンジン回転数に基づき、車両の走行に際して要求される駆動トルク（以後、「要求駆動トルク」という）を算出、設定するものである。
【００２３】
マップセレクタ５７は、メモリ５１内に保持されている複数の制御マップ５８ａ，５８ｂ中から、エンジン回転数検出手段６９によって検出されたエンジン回転数Ｎｅに対応した制御マップを選択するものである。
運転特性設定マップ５８は、エンジン６２が低回転域（例えば、アイドル回転数以上から１５００ｒｐｍ未満）で運転されている場合に用いられる低回転域用制御マップ５８ａと、エンジン６２が高回転域（例えば、１５００ｒｐｍ以上）で運転されている場合に用いられる高回転域用制御マップ５８ｂとを有しており、マップセレクタ５７によって適宜選択されるようになっている。
【００２４】
ここで、この２つのマップの切換えを図２を使って説明する。
図２に示すエンジン運転状態を示すグラフにおいては、縦軸にエンジントルク、横軸にエンジン回転数が設定され、制御マップ切換え回転数αよりも回転数が低い領域が低回転領域Ａとして設定されるとともに、制御マップ切換え回転数αよりも回転数が高い領域が高回転領域Ｂとして設定されており、この低回転領域Ａ内でエンジン６２が運転している場合には、低回転域用制御マップ５８ａが用いられて要求駆動トルクを実現するための制御を行なう一方、高回転領域Ｂ内でエンジン６２が運転している場合には、高回転域用制御マップ５８ｂが用いられて駆動トルクを制御するようになっている。なお、低回転域用制御マップ５８ａと高回転域用制御マップ５８ｂとの総称として「運転特性設定マップ５８」と記載する場合があり、また、この運転特性設定マップ５８については、図３および図４等を用いて詳しく後述する。
【００２５】
目標エンジントルクＴｅは、エンジン６２からの排ガスに含まれるＮＯｘ量が最低となるトルクを各回転数ごとに計測してプロットした点を線で結んだ設定値である。
つまり、この目標エンジントルクＴｅに沿ってエンジン６２を運転すれば、エンジン６２からの排ガスに含まれるＮＯｘ量を大幅に抑制することが出来る。
【００２６】
ところで、図２に示すグラフの中で低回転領域Ａ内には目標エンジントルクＴｅが設定されていない。これは、トルク配分制御マップ切換え回転数α未満のエンジン回転数域（つまり低回転領域Ａ内）においては、エンジン６２からの排ガスに含まれるＮＯｘ量の最低量が、トルク配分制御マップ切換え回転数α以上（つまり高回転領域Ｂ内）で運転する場合に較べて、非常に多いためである。換言すれば、低回転領域ＡにおいてＮＯｘが最低となるトルクでエンジン６２を運転しても、エンジン６２からの排ガスに含まれるＮＯｘ量の抑制に対してあまり効果が無い。そこで、低回転領域Ａにおいてはエンジン６２のトルクを制御するのではなく、主にモータ６４により要求駆動トルクを実現させ、極力エンジン６２の運転を停止することで、エンジン６２からの排ガスに含まれるＮＯｘ量を抑制するようにしている。
【００２７】
一方、トルク配分制御マップ切換え回転数α以上の領域（つまり、高回転領域Ｂ）においては、目標エンジントルクＴｅの特性線に沿ってエンジン６２を運転すれば、エンジン６２からの排ガスに含まれるＮＯｘ量の低減に効果があるので、この場合には、主にエンジン６２により要求駆動トルクを実現するように制御して、エンジン６２からの排ガスに含まれるＮＯｘ量を抑制するようにしている。
【００２８】
次に、上述の排ガス内のＮＯｘ量抑制に着目してエンジン６２とモータ６４との駆動状態を制御する際に用いられる運転特性設定マップ５８について説明する。
まず、図３を使って低速回転域用制御マップ５８ａを説明する。
図３に示すように、低回転域用制御マップ５８ａは、縦軸に要求駆動トルク、横軸にバッテリ７１における電力残存量（ＳＯＣ）が設定され、この横軸上には、下限ＳＯＣ、目標ＳＯＣ、上限ＳＯＣのそれぞれが設定されている。
【００２９】
下限ＳＯＣとは、これ以上、バッテリ７１内の蓄電量が低下すると、モータ６４を駆動するのに必要な電力が足りなくなるおそれがあるとして事前に定められた値であって、例えば、バッテリ７１の満充電を１００％とした場合の４５％近傍の蓄電量である。
目標ＳＯＣとは、バッテリ７１内の蓄電量が最適であるとして事前に定められた値であって、例えば、蓄電量５０％近傍の値である。
【００３０】
上限ＳＯＣとは、これ以上、バッテリ７１内の蓄電量が増加すると、バッテリ７１が過充電状態になってしまうおそれがあるとして事前に定められた値であって、例えば、蓄電量５５％近傍の値である。
また、低回転域用制御マップ５８ａの領域は、第一領域１、第二領域２、第三領域３、第四領域４、第五領域５および第六領域６に区分されている。なお、以下、アクセルペダル６１の踏み込み量とエンジン６２の回転数によって設定される要求駆動トルクと、バッテリ７１におけるＳＯＣとによって定まる値を、「制御点」として説明する。
【００３１】
この低回転域用制御マップ５８ａは、低回転領域Ａでエンジンを低回転で運転している場合（つまり、エンジンの回転数が低回転である場合）に用いられるマップである。
この低回転域用制御マップ５８ａにおいては、低回転で運転しているエンジンからの排ガスに含まれるＮＯｘ成分量は多量となってしまうため、エンジン６２の運転を控える一方、極力モータ６４によるモータ駆動力を用いてＨＥＶ車両４０を走行させる制御を設定している。
【００３２】
すなわち、図３の低回転域用マップ５８ａに示すように、電力が十分に蓄えられており（つまり、バッテリＳＯＣが目標ＳＯＣ以上）、且つ、ドライバの要求駆動トルクがモータ最大トルク以下である場合（第五領域５および第六領域６参照）、モータトルクのみを走行に用い、また、エンジン６２は無負荷運転（アイドル相当）に制御される。つまりこの場合、運転者の要求駆動トルクは下式（１）のように設定される。
【００３３】
要求駆動トルク＝モータトルク　　（１）
また、要求駆動トルクの大きさが、モータ６４が出力することが出来るモータ最大トルクを超えている場合には（第三領域３および第四領域４参照）、エンジン６２を作動させて、モータ６４によるトルクでは賄いきれない不足トルクだけをエンジントルクによって補うようになっている。つまり、この場合、運転者による要求駆動トルクは下式（２）のようにして満たされる。
【００３４】
要求駆動トルク＝モータ最大トルク　＋　エンジントルク　　（２）
上述のように、エンジン６２の運転状態を制御することにより、エンジン６２からの排ガスに含まれるＮＯｘ成分量を抑制することが可能となる。
なお、バッテリ７１のＳＯＣが目標ＳＯＣ以下となった場合には（第二領域２参照）、ＳＯＣの低下を回避すべくモータ６４の作動を停止し、エンジン６２のエンジントルクのみを走行に用いるように制御される。この場合、要求駆動トルクは下式（３）のように設定される。
【００３５】
要求駆動トルク＝エンジントルク　　（３）
また、バッテリ７１のＳＯＣが下限ＳＯＣ以下に低下してしまった場合は（第一領域１参照）、モータ６４を発電機として作動させるとともに、エンジントルクを走行と発電との双方に用いる制御を実行するようになっている。この場合、要求駆動トルクは下式（４）で表される。なお、以下の「モータ発電トルク」とは、発電機として機能しているモータ４を駆動して発電させる際に消費されるトルクであって、その値は負である。
【００３６】
要求駆動トルク＝エンジントルク＋モータ発電トルク　　（４）
上述のように、第一領域１および第二領域２においては、排ガスに含まれるＮＯｘ量が比較的多い低回転域において、主にエンジン６２を運転する制御を行なうため、主にモータ６４を運転する第三領域３，第四領域４，第五領域５および第六領域６での運転に較べてＮＯｘ排出量が増大することになるが、これはバッテリ７１のＳＯＣが回復するまでの一時的な運転であるため、ＮＯｘ排出量の増大も一時的なものであるので、ＮＯｘ排出量の増大は極力抑制される。
【００３７】
次に、図４を使って高回転域制御マップ５８ｂを説明する。
この高回転域用制御マップ５８ｂは、高回転領域Ｂでエンジンを運転している場合（つまり、エンジンの回転数が高回転である場合）に用いられるマップである。
つまり、高回転で運転しているエンジン６２からの排ガスに含まれるＮＯｘ成分量は、基本的に少量であるため、高回転域用制御マップ５８ｂにおいては、エンジン６２による駆動トルクを主に用いてＨＥＶ車両４０を走行させる制御を行なうことを原則としている。具体的には、エンジン６２をＮＯｘ排出量が最低となる目標エンジントルクＴｅで定常的に運転させておき、この目標エンジントルクＴｅと運転者の希望する要求駆動トルクとの差分トルクを、電動機としてのモータ６４によって補ったり、発電機としてのモータ６４によって消費したりする制御を行なう。
【００３８】
例えば、第九領域９においては、エンジン６２を目標エンジントルクＴｅに沿うように定常的に運転させておき、この目標エンジントルクＴｅでは要求駆動トルクを賄いきれない不足トルクをモータトルクで補う制御を行なっている。この場合、要求駆動トルクは下式（５）のように設定される。
要求駆動トルク＝目標エンジントルクＴｅ＋モータトルク　　（５）
また、例えば、第十一領域１１および第十二領域１２においては、エンジン６２を目標エンジントルクＴｅで定常的に運転させておき、この目標エンジントルクＴｅでは要求駆動トルクよりも過剰となってしまうトルク（余剰トルク）を、発電機として機能するモータ６４を駆動するために必要なトルク（モータ発電トルク）として消費する制御を行なっている。この場合、要求駆動トルクは下式（６）のように設定される。なお、上述のように、モータ発電トルクは負である。
【００３９】
要求駆動トルク＝目標エンジントルクＴｅ＋モータ発電トルク　　（６）
なお、バッテリ７１のＳＯＣが目標ＳＯＣよりも低下し、且つ、目標エンジントルクよりも要求駆動トルクが大きい場合には（第八領域８参照）、ＳＯＣの低下を回避すべくモータ６４の作動を停止し、エンジン６２の駆動トルクのみによる走行を行なうように制御される。この場合、要求駆動トルクは下式（７）のように設定される。
【００４０】
要求駆動トルク＝エンジントルク　　（７）
また、バッテリ７１のＳＯＣが下限ＳＯＣ以下に低下してしまった場合は（第七領域７参照）、モータ６４を発電機として作動させて、エンジン６２の駆動トルクを走行と発電との双方に用いる制御を実行するようになっている。この場合、要求駆動トルクは下式（８）で表される。
【００４１】
要求駆動トルク＝エンジントルク＋モータ発電トルク　　（８）
また、バッテリ７１のＳＯＣが上限ＳＯＣ以上に上昇してしまった場合は（第十領域１０および第十三領域１３参照）、モータ６４による駆動トルクによってＨＥＶ車両４０を走行させるように制御するとともに、モータ６４による最大トルクである最大モータ駆動トルクによって要求駆動トルクを達成できないトルク分を、エンジン６２によるエンジン駆動トルクによって補うようになっている。
【００４２】
つまり、第十領域１０においては、要求駆動トルクが下式（９）で設定される。
要求駆動トルク＝モータ最大トルク　＋　エンジントルク　　（９）
また、第十三領域１３においては、要求駆動トルクが下式（１０）で設定される。
【００４３】
要求駆動トルク＝モータトルク　　（１０）
なお、第十三領域１３においては、エンジン６２は無負荷運転で運転している。
第十領域１０および第十三領域１３において、モータ６４による走行に切り換えるのは、バッテリ７１のＳＯＣが既に上限ＳＯＣを超えてしまっており、バッテリ７１を過充電状態としてしまうおそれがあるからである。そこで、第十領域１０および第十三領域１３においては、優先的にモータ６４を電動機として使用する制御を行ない、バッテリ７１のＳＯＣを上限ＳＯＣよりも下回るようにしている。
【００４４】
また、上述のように、第七領域７、第８領域８および第十領域１０においては、エンジン６２を目標エンジントルクＴｅから外して運転する制御を行なうため、排ガスに含まれるＮＯｘ量は第九領域９、第十一領域１１および第十二領域１２での運転に較べてＮＯｘ排出量が増大することになるが、これはバッテリ７１のＳＯＣが適正化するまでの一時的な運転であり、ＮＯｘ排出量の増大は極力抑制される。
【００４５】
本発明の一実施形態としてのパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置は上述のように構成されるので、以下のような作用・効果が得られる。
まず、要求トルク設定手段５６では、アクセル開度センサ６８からのアクセル開度情報およびエンジン回転数検出手段６９からのエンジン回転数情報Ｎｅに基づいて、ＨＥＶ車両４０に対する要求駆動トルクを算出する。
【００４６】
そして、マップセレクタ５７は、エンジン回転数検出手段６９からの情報に基づき、複数の運転特性設定マップ５８の中からエンジン回転数検出手段６９から得たエンジン６２の回転数Ｎｅに応じて、１つの制御マップを選択する。ここで、エンジン６２の回転数が制御マップ切換え回転数α（例えば、１５００ｒｐｍ）未満であれば、図３に示す低回転域用制御マップ５８ａが選択され、一方、エンジン６２の回転数が制御マップ切換え回転数α（例えば、１５００ｒｐｍ）以上であれば、図４に示す高回転域用制御マップ５８ｂが選択される。
【００４７】
そして、選択された低回転域用制御マップ５８ａもしくは高回転域用制御マップ５８ｂに基づいて、ＥＣＵ５０はインバータ７２，エンジン６２，クラッチ６３，モータ６４および変速機６５を制御する。
ここで、図３に示す低回転域用運転特性設定マップ５８ａに基づく制御の作用について説明する。
【００４８】
図３に示す第一領域１に制御値がある場合、図１に示すＥＣＵ５０はＨＥＶ車両４０の走行にエンジン６２による駆動力のみを用いるように制御する。具体的には、クラッチ６３を接続状態とし、さらに、要求トルク設定手段５６によって算出された要求駆動トルクやエンジン回転数検出手段６９によって検出されたエンジン６２の回転数Ｎｅなどに応じて、エンジン６２や変速機６５制御して駆動輪６７を駆動させる。また、これと同時に、モータ６４やインバータ７２に対しては、モータ６４が発電機として機能するように指令し、エンジン駆動力が入力されたモータ６４が高電圧の交流電力を発電するように制御する。
【００４９】
この第一領域１においては、要求駆動トルクの大小にかかわらず、ＳＯＣが下限ＳＯＣ未満である場合に行なう制御が設定されている。つまり、第一領域１においては、バッテリ７１のＳＯＣが非常に低いので、バッテリ７１の充電を最優先に行なう必要がある。このため、モータ６４を発電機として機能させてから、エンジン６２によるエンジン駆動力をモータ６４に入力し、発電された電力をバッテリ７１に蓄え、これと同時に、エンジン駆動力を駆動輪６７に伝達してＨＥＶ車両４０を走行させるように制御している。
【００５０】
また、図３に示す第二領域２に制御値がある場合、図１に示すＥＣＵ５０はクラッチ６３を接続状態とし、更に要求トルク設定手段５６によって算出された要求駆動トルクやエンジン回転数検出手段６９によって検出されたエンジン６２の回転数Ｎｅなどに応じてエンジン６２および変速機６５制御して駆動輪６７を駆動させる。また、モータ６４やインバータ７２に対して、モータ６４が発電機としても電動機としても機能しないように指令して、エンジン駆動力のみによって駆動輪６７が駆動するように制御する。
【００５１】
この第二領域２は、要求駆動トルクの大小にかかわらず、ＳＯＣが下限ＳＯＣ以上から目標ＳＯＣ未満である場合に行なう制御を設定している。また、第二領域２内においては、バッテリ７１のＳＯＣが下限ＳＯＣを上回っているので緊急にバッテリ７１を充電する必要はないが、目標ＳＯＣを下回っているので、ＳＯＣを下げることも避けたい。そこで、ＥＣＵ５０は、モータ６４を電動機としても発電機としても使用せず、エンジン６２によるエンジン駆動力のみを駆動輪６７へ入力してＨＥＶ車両４０を走行させるように制御している。
【００５２】
そして、図３に示す第三領域３および第四領域４に制御値がある場合、図１に示すＥＣＵ５０は、モータ６４に最大トルクを出力するように指示するとともに、クラッチ６３を接続状態として、モータ最大トルクによって賄えない要求駆動トルクの不足トルクをエンジン６２から出力すべくエンジン６２に指示する。
この第三領域３は、要求駆動トルクがモータ最大トルクよりも大きく、且つ、ＳＯＣが目標ＳＯＣ以上で上限ＳＯＣ未満との間である場合に行なう制御を定義しており、また、第四領域４は、要求トルクがモータ最大トルクよりも大きく、且つ、ＳＯＣが上限ＳＯＣ以上である場合に行なう制御を定義している。この第三領域３および第四領域４はバッテリ７１のＳＯＣが目標ＳＯＣ以上であるので、モータ６４を積極的に運転してＨＥＶ車両４０の走行用駆動力源として用いる制御を行なう。
【００５３】
図３に示す第五領域５と第六領域６とに制御値がある場合、図１に示すＥＣＵ５０は、要求トルク設定手段５６によって算出された要求トルクに応じて、モータ６４が最大トルク以下の範囲内で出力制御されるとともに、モータ６４によるモータ駆動力のみで駆動輪６７を駆動するように制御する。このとき、エンジン６２に対しては、無負荷運転となるように指示する。
【００５４】
この第五領域５は、要求駆動トルクがモータ最大トルク未満で、ＳＯＣが目標ＳＯＣ以上で上限ＳＯＣ未満である場合に行なう制御を設定しており、また、第六領域６は、要求トルクがモータ最大トルク未満で、ＳＯＣが上限ＳＯＣ以上である場合に行なう制御を設定している。この第五領域５および第六領域６においては、バッテリ７１のＳＯＣが目標ＳＯＣを上回っているので、モータ６４を積極的に運転し、モータ６４をＨＥＶ車両４０の走行用駆動力源として用いる制御を行なう。また、要求駆動トルクをモータ６４によるモータ駆動力のみで達成出来るので、エンジン６２によるエンジン駆動力を用いる必要がない。
【００５５】
次に、図４に示す高回転域用運転特性設定マップ５８ｂに基づく制御の作用について説明するが、図４に示す第七領域７に制御値がある場合は上述の図３に示す第一領域１と同様の制御が行なわれ、同様に、図４に示す第八領域８に制御値がある場合は上述の第１０図に示す第二領域２と同様の制御が行なわれ、また、図４に示す第十領域１０に制御値がある場合は上述の図３に示す第三領域３や第四領域４と同様の制御が行なわれ、更に、図４で示す第十三領域１３に制御値がある場合は上述の図３に示す第六領域６と同様の制御が行なわれるので、ここではこれらの説明は省略する。
【００５６】
図４に示す、第九領域９に制御値がある場合、図１に示すＥＣＵ５０は、クラッチ６３を接続状態とし、また、エンジン６２に対して目標エンジントルクＴｅに基づいて運転するように制御する。また、要求駆動トルクから目標エンジントルクＴｅを減算することによって求められる不足トルクを、モータ６４から得られるように、モータ６４を制御する。
【００５７】
この第九領域９は、要求駆動トルクが目標エンジントルクＴｅよりも大きく、且つ、ＳＯＣが目標ＳＯＣ以上で上限ＳＯＣ未満である場合に行なう制御を設定している。
ここで、もう一度、目標エンジントルクＴｅについて説明しておく。
目標エンジントルクＴｅとは、例えば図２を使って上述した通り、エンジン６２からの排ガスに含まれるＮＯｘ量が最低となるトルクを、各回転数ごとに計測してプロットした点を線で結んだ設定値であって、図２中の一点差線で示すことが出来る。つまり、エンジン６２を、この目標エンジントルク５９に沿って運転すれば、エンジン６２からの排ガスに含まれるＮＯｘ量を大幅に抑制することが出来る。
【００５８】
そこで、この第九領域９に制御点がある場合には、エンジン６２の運転点を目標エンジントルクとなるように固定しておき、目標エンジントルクでは満たすことが出来ない要求駆動トルク（つまり要求駆動トルクと目標エンジントルクとの差分である不足トルク）をモータ６４によるモータ駆動力によって補う制御を行なうようになっている。
【００５９】
図４に示す、第十一領域１１および第十二領域１２に制御値がある場合、図１に示すＥＣＵ５０は、クラッチ６３を接続状態とし、また、エンジン６２に対して目標エンジントルクＴｅに基づいて運転するように指示する。また、目標エンジントルクＴｅから要求駆動トルクを減算して求められた余剰トルクを、発電機として機能するモータ６４に入力することによって発電を行なうように制御する。
【００６０】
第十一領域１１は、要求駆動トルクが目標エンジントルクよりも小さく、且つ、ＳＯＣが下限ＳＯＣ以上で目標ＳＯＣ未満である場合に行なう制御を設定しており、また、第十二領域１２は、要求トルクが目標エンジントルクよりも小さく、且つ、ＳＯＣが目標ＳＯＣ以上で上限ＳＯＣ未満の場合に行なう制御を設定している。
【００６１】
この第十一領域１１および第十二領域１２において、ＥＣＵ５０は、エンジン６２の運転点を上述の目標エンジントルクＴｅで固定するとともに、この目標エンジントルクＴｅよりも要求駆動トルクが小さい場合に生ずる余分なトルク（余剰トルク）を発電機として機能するモータ６４の駆動へ転用する制御を行なう。なお、この余剰トルクは目標エンジントルクＴｅから要求駆動トルクを減算することによって求められる。
【００６２】
上述のように、本発明の一実施形態に係るパラレル式ハイブリッド電気自動車の動力制御装置によれば、エンジンの回転数に応じたマップに基づき、エンジンによるエンジン駆動力とモータによるモータ駆動力とを、選択的もしくは複合的に前記ハイブリッド電気自動車の駆動輪に伝達することが可能であるので、エネルギ損失を抑制し、効率的な走行が可能となる。
【００６３】
また、エンジンが低回転で運転される場合（例えば、車両発進時など）に選択される低回転域用制御マップと、エンジンが高回転で運転される場合（例えば、巡航時など）に選択される高回転域用制御マップとの２つのマップにより、エンジン回転数に応じた駆動力源を効率よく駆動輪に伝達することを、簡素な構成で実現できる。
【００６４】
更に、上述の制御マップの切換えが行なわれるエンジン回転数を、エンジンからの排ガスに含まれるＮＯｘ成分量に着目して設定しているので、効果的にＮＯｘ排出量を抑制することが出来る。
また、運転特性設定マップが、運転者による駆動要求である駆動要求トルクと、バッテリ内の電力残存容量（ＳＯＣ）に基づき設定されるので、ＳＯＣを適切なレベルに保ちつつ、高効率でハイブリッド電気自動車を走行させることが可能となる。
【００６５】
特に、エンジンからの排ガスに含まれるＮＯｘ成分量が最低となるエンジントルクを、エンジンの回転数ごとに記憶した目標エンジントルクに沿ってエンジンを運転することで、ＮＯｘ排出量を効果的に抑制することが可能となる。更に、目標エンジントルクと要求駆動トルクとの差分トルクが正であれば、前記の差分トルクは余剰トルクであるので、これを発電に用いることでエネルギ損失することなく電力としてバッテリに蓄え、一方、前記の差分のトルクが負であれば不足トルクであるので、これをモータによるモータ駆動力によってアシストすることで、エンジンからの排ガスに含まれるＮＯｘ成分量を効果的に抑制しながらも、運転者による駆動要求に的確に対応できるとともに、エネルギ損失を抑制することが可能となる。
【００６６】
なお、本発明は上述した実施態様およびその変形例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが出来る。
例えば、上述の実施形態においては、クラッチ６３を電磁クラッチとして説明したが、流体クラッチや摩擦クラッチでもよい。ここで、クラッチ６３に摩擦式クラッチを採用した場合は、単板式であっても複板式であってもよく、また、乾式／湿式とを問わない。
【００６７】
また、バッテリ７１をリチウムイオン電池として説明したが、ニッケル水素電池でもよく、また、鉛電池等であってもよい。
また、上述の実施形態においては、エンジン６２がディーゼルエンジンである場合を示したが、ディーゼルエンジン以外のエンジン、例えば、ガソリンエンジンやガスタービンエンジンなどであってもよい。
【００６８】
しかし、ディーゼルエンジンの排ガス成分を浄化する場合は、三元触媒に代表される排気浄化装置を用いることがエンジン特性上困難であるので、排ガス中に含まれるＮＯｘやＨＣ等の成分量を、エンジン内で燃焼した空気がエンジンから排気される時点で抑制された状態とすることができる本発明を適用することは大変に好ましい。以下この理由について説明する。
【００６９】
ガソリンエンジンの排気ガス浄化システムにおいては、排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の三種の排ガス物質を同時に浄化することができる、いわゆる三元触媒と呼ばれる浄化装置が排気管に取り付けられており、理論空燃比付近で燃焼した場合に限って、前出の排ガス物質を浄化することができるようになっている。
【００７０】
この三元触媒における浄化を簡単に説明すると、まず、理論空燃比付近で燃焼させたＣＯ、ＨＣ，ＮＯｘのそれぞれを含む排ガスを三元触媒に入力すると、三元触媒はＮＯｘからＯを取除き、このＯでＣＯとＨＣを酸化させ、その結果、ＮＯｘをＮ２とし、また、ＣＯとＨＣをＣＯ２とＨ２Ｏとする。
しかし、ディーゼルエンジンは空気（酸素）過剰状態で軽油を燃焼させているため、排ガス中においても酸素過多となり、三元触媒を使っても、ＮＯｘの浄化を行なうことは困難である。
【００７１】
また、リーンＮＯｘ触媒を用いれば、酸素過多な排ガスからＮＯｘを取除くことは原理的には可能だが、リーンＮＯｘ触媒は硫黄に対して弱く、硫黄分が多く含まれた軽油を燃料として用いるディーゼルエンジンには、リーンＮＯｘ触媒を用いることも困難である。
従って、上述のように、ディーゼルエンジンにおいては排気系機器において排ガス浄化を行なうのが困難であるため、エンジンから排ガスが放出された時点で既に排ガス物質が抑制される本発明のメリットは大きい。
【００７２】
さらに、ディーゼルエンジンは、運転点に関わらず、燃費が良好であるため、本発明のようにエンジンの運転点（例えば、トルクと回転数）を制御することによって排ガス物質（例えば、ＮＯｘやＨＣなど）を抑制したとしても、引き続き良好な燃費で運用することが可能であるため、本願発明はディーゼルエンジンを用いたパラレル式ＨＥＶに特に有用であるといえる。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のパラレル式ハイブリッド電気自動車によれば、エンジンの回転数に応じたマップに基づき、エンジンによるエンジン駆動力とモータによるモータ駆動力とを、選択的もしくは複合的に前記ハイブリッド電気自動車の駆動輪に伝達することが可能であるので、エネルギ損失を抑制し、効率的な走行が可能となる。
【００７４】
また、上述の制御マップの切換えが行なわれるエンジン回転数を、エンジンからの排ガスに含まれる排ガスに含まれる所定物質の成分量に着目して設定すれば、効果的に所定物質の成分量を抑制することが出来る（請求項１）。
また、エンジンが低回転で運転される場合（例えば、車両発進時など）に選択される低回転域用制御マップと、エンジンが高回転で運転される場合（例えば、巡航時など）に選択される高回転域用制御マップとの２つのマップをそなえることにより、エンジン回転数に応じた駆動力源を、適切に駆動輪に伝達することが、簡素な構成で可能となる（請求項２）。
【００７５】
また、運転特性設定マップが、運転者による駆動要求である駆動要求トルクと、バッテリ内の電力残存容量（ＳＯＣ）に基づき設定されるようにすれば、ＳＯＣを適切なレベルに保ちつつ、高効率でハイブリッド電気自動車を走行させることが可能となる（請求項３）。
また、エンジンからの排ガスに含まれる所定物質の成分量が最低となるエンジントルクを、エンジンの回転数ごとに記憶した目標エンジントルクに沿ってエンジンを運転することで、排ガス中の所定物質の成分量を効果的に抑制することが可能となる。さらに、目標エンジントルクと要求駆動トルクとの差分のトルク（余剰トルクもしくは不足トルク）を効率的に利用もしくは補うことで、運転者の駆動要求を満たしながら、エネルギ損失を抑制することが可能となる（請求項４）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るパラレル式ハイブリッド電気自動車の構成を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るパラレル式ハイブリッド電気自動車のエンジン運転状態を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施形態に係るパラレル式ハイブリッド電気自動車の駆動力源を制御するための運転特性設定マップの模式図であって、エンジン回転数が低速回転域にある場合を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るパラレル式ハイブリッド電気自動車の駆動力源を制御するための運転特性設定マップの模式図であって、エンジン回転数が高速回転域にある場合を示す図である。
【符号の説明】
４０　ＨＥＶ車両（パラレル式ハイブリッド電気自動車）
５０　統合制御部（動力制御装置；ＥＣＵ）
５１　メモリ（記憶手段）
５７　マップセレクタ（マップ選択手段）
５８　運転特性設定マップ
５８ａ　低回転域用制御マップ（運転特性設定マップ）
５８ｂ　高回転域用制御マップ（運転特性設定マップ）
６２　ディーゼルエンジン（エンジン）
６４　モータ（電動機／発電機）
６７　駆動輪
６９　エンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）
７１　バッテリ
７３　電力センサ（電力残存量検出手段）
【図１】
2004116362.tif 000003
【図２】
2004116362.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004116362.tif 000006