(57)【要約】【課題】  運転性と燃費を両立したハイブリッド車両を提供する。【解決手段】  ハイブリッド車両において、車両の走行モードの変更を禁止する時間を設定する禁止時間設定手段（ステップ２）と、前記設定された禁止時間内における前記蓄電装置の蓄電状態の推移を予測する蓄電状態推移予測手段（ステップ３）と、前記予測した蓄電状態の推移に基づき前記禁止時間内に走行モードの変更が予測される場合に、前記蓄電装置の充放電電力を制限する充放電電力制限手段（ステップ４）とを備える。【選択図】    図１
2005143173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と発電機により構成された発電装置と、
車両の駆動輪を駆動する駆動モータと、
前記駆動モータに駆動電力を供給するとともに、前記発電装置が発電した発電電力を充電する蓄電装置と、を備え、
前記蓄電装置の蓄電状態に応じて走行中の運転効率を設定し、ドライバの要求駆動力とその運転効率を実現するように前記発電装置及び前記駆動モータを制御し、前記発電装置が発電する発電電力と前記駆動モータに供給する駆動電力とに応じて走行モードを設定し、設定した走行モードに応じて前記発電装置、駆動モータの運転を制御ようにしたハイブリッド車両において、
前記走行モードの変更を禁止する時間を設定する禁止時間設定手段と、
前記設定された禁止時間内における前記蓄電装置の蓄電状態の推移を予測する蓄電状態推移予測手段と、
前記予測した蓄電状態の推移に基づき前記禁止時間内に走行モードの変更が予測される場合に、前記蓄電装置の充放電電力を制限する充放電電力制限手段と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記蓄電状態推移予測手段は、ドライバの要求する駆動力を推定する要求駆動力推定手段を備え、推定した要求駆動力が設定された時間内継続すると仮定して、ＳＯＣ推移を予測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】
前記蓄電状態推移予測手段は、ドライバの要求する駆動力を推定する要求駆動力推定手段と、推定した要求駆動力の変化率に基づいて、設定された時間内におけるドライバの要求駆動力の推移を予測する要求駆動力推移予想手段を備え、予測した要求駆動力に基づいてＳＯＣ推移を予測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４】
前記禁止時間設定手段は、前記要求駆動力推定手段の推定した要求駆動力に基づき、要求駆動力の変化を推定し、ドライバの要求駆動力が変化している場合には、変化していない場合と比較して禁止時間を短く設定することを特徴とする請求項２または３に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記充放電電力制限手段は、前記禁止時間内の走行モードが変更しない範囲で充放電電力の制限を最小と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６】
前記充放電電力制限手段は、前記駆動モータの駆動電力が所定値以上の場合には、充放電電力制限を行わないことを特徴とする請求項１または５に記載のハブリッド車両。
【請求項７】
前記発電装置は、燃料電池により構成され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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蓄電装置にキャパシタを備えたハイブリッド車両において、蓄電装置のＳＯＣ目標値を設定し、その目標値となるように充放電量を制御するものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１６４４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の従来技術においては、ＳＯＣ目標値に対して現在のＳＯＣが少ない場合には充電し、ＳＯＣがＳＯＣ目標値より高い場合には放電させ目標ＳＯＣ値に追従させる構成となっており、運転時における効率を考慮した充放電制御を行っていない。このため、車両走行中の燃費消費量を効果的に低減することができないという問題点があった。
【０００４】
また、効率を考慮した充放電制御を行う場合、例えば発電装置が内燃機関と発電機で構成されているシリーズハイブリッド車両の場合を想定すると、発電装置の最も効率の良い動作点は内燃機関のα線上、中負荷程度の箇所になる。このため、燃費向上を図ろうとした場合には発電装置をできるたけ効率の良い中負荷で運転することが望ましい。例えば、ドライバから要求される駆動力が低負荷であれば、要求駆動力以上の出力を発生させて、内燃機関を効率の良い中負荷で運転し、余った出力はキャパシタを充電する。要求される駆動力が高負荷であれば発電装置を中負荷で運転し、発電装置とキャパシタから電力を供給し駆動モータを動作するようにする。また、駆動力が極低負荷の場合には発電装置を運転せずにキャパシタからの電力供給のみで駆動モータのみ動作させて走行する。
【０００５】
このように、効率の良い充放電を行う場合に、発電装置を運転させるならば発電装置を中負荷で運転し、運転させないならばキャパシタから放電させる。この結果、エンジンの運転点の変化が頻繁となる(場合によっては停止と中負荷を頻繁に繰り返す)。さらに上記では充放電効率を考慮した場合について述べたが、充放電制御には他にも過充放電を防止するための機能が通常、最低限必要となるため、上限のＳＯＣに達すると充電を禁止し、下限のＳＯＣに達すると放電を禁止する機能が備わっている。
【０００６】
エネルギー容量の少ない蓄電装置、特にキャパシタでは、上記の充放電制御のような効率向上のために大きな充電を行うと上限ＳＯＣに達し、充電が禁止され、効率向上のために大きな放電を行うと下限ＳＯＣに達し、放電が禁止される走行状況がエネルギー容量の大きなバッテリなどと比較して多くなる。その結果、発電装置を駆動するエンジンはドライバの操作と関わりなく運転の変更を頻繁に繰り返し、ドライバに違和感を与える可能性があった。
【０００７】
本発明は以上の問題点を鑑み発明したもので、エネルギー容量の少ない蓄電装置において運転性と走行中の燃料消費量の低減効果を両立した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】
【０００８】
本発明は、内燃機関と発電機により構成された発電装置と、車両の駆動輪を駆動する駆動モータと、前記駆動モータに駆動電力を供給するとともに、前記発電装置が発電した発電電力を充電する蓄電装置と、を備え、前記蓄電装置の蓄電状態に応じて走行中の運転効率を設定し、ドライバの要求駆動力とその運転効率を実現するように前記発電装置及び前記駆動モータを制御し、前記発電装置が発電する発電電力と前記駆動モータに供給する駆動電力とに応じて走行モードを設定し、設定した走行モードに応じて前記発電装置、駆動モータの運転を制御ようにしたハイブリッド車両において、
前記走行モードの変更を禁止する時間を設定する禁止時間設定手段と、前記設定された禁止時間内における前記蓄電装置の蓄電状態の推移を予測する蓄電状態推移予測手段と、前記予測した蓄電状態の推移に基づき前記禁止時間内に走行モードの変更が予測される場合に、前記蓄電装置の充放電電力を制限する充放電電力制限手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明においては、設定された走行モードの変更を禁止する時間内において走行モードが変化しないため、頻繁に発電装置の運転／停止を繰り返すことを抑制し、ドライバに与える違和感を軽減し、運転性を向上することができる。また、充放電電力の制限を行うのはＳＯＣ推移から設定された時間内に走行モードの変更がある場合に限られ、運転性のため常時充放電電力に制限を加える場合と比較して、設定した運転効率で運転できる頻度が増えるため、走行中の燃料消費量を効果的に削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に本発明を適用するシリーズハイブリッド車両の構成を示す。本車両のパワートレインは、内燃機関１と、内燃機関１に直結され内燃機関１の出力を電力に変換したり、始動時に内燃機関のクランキングを行う発電機２と、発電機２が発電した電力または蓄電装置３に蓄えられている電力、また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の出力トルクはファイナルギア６を介してタイヤ５に伝達される。
【００１１】
内燃機関１の出力トルクは、パワートレインを統合制御する統合コントローラ１１から出力される内燃機関トルク指令値により制御され、この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７が図示しないスロットル弁の開度を制御する。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１１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８により制御される発電機２でベクトル制御を行う。蓄電装置コントローラ９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統合コントローラ１１に送る。また、駆動モータコントローラ１０は統合コントローラ１１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のトルクをベクトル制御する。蓄電装置コントローラ９は蓄電装置３の蓄電状態（ＳＯＣ）を検出し、統合コントローラ１１に出力する。
【００１２】
また、図示しないがナビゲーション手段を設けることで、道路勾配や道路種別などから走行中に得られる回生エネルギーを精度よく予測することができる。また、本実施形態では、蓄電装置３としてキャパシタを用いて説明するが、ニッケル水素、リチウムイオンなどの電池を用いても良い。
【００１３】
図２は本発明の制御内容を説明する、統合コントローラ１１が実施する処理を示したフローチャートである。この処理は、所定の周期毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に繰り返し演算される。
【００１４】
ステップ１（図中Ｓ１、以下同様）では、アクセル開度などを検出し、検出したデータからドライバの要求駆動力を推定し、ステップ２では、運転性の観点から、走行モードの変更を禁止する時間を設定する。
【００１５】
続くステップ３では、設定された走行モード禁止時間内における蓄電装置３のＳＯＣの推移を予測し、ステップ４では、禁止時間内に走行モードの変更が予測される場合には、充放電電力を制限する。
【００１６】
なお、図には記載していないが、禁止時間内にドライバの要求駆動力に変更があった場合には再度スタートに戻る。この場合にはドライバの要求が変化したため、走行モードが変更されてもドライバに違和感は生じない。
【００１７】
次に、図２に示した各処理の詳細について説明する。
【００１８】
図２のドライバの要求駆動力を推定するステップ１では、車速センサ１２からの出力に基づき算出した車速と、アクセルポジションセンサ１３からの出力に基づき算出したアクセル開度をもとに図３に示すマップを検索することにより要求駆動力を推定する。図３のマップは、車速が低いときほど大きな駆動力が得られる傾向を持つが、詳細な設定については予め実験などからドライバの感覚に沿うようマップの値を調整することにより求めておけばよい。
【００１９】
ステップ２では、走行モードの変更を禁止する走行モード禁止時間を設定し、走行モードの変更により内燃機関の運転／停止を繰り返すことによる運転性の悪化を抑制する。この設定時間は、走行状態によらず一定の値を設定する。
【００２０】
ここで、この禁止時間を長時間に設定すると運転性は向上するものの、このあとの処理で充放電電力を制限するため、その結果として効率の悪い走行モードを選択する頻度が多くなり、燃費が悪化するという跳ね返りがある。このため、要求駆動力が頻繁に変更されるシーンにおいては走行モードが変更されても運転性に影響が少ないので、燃費向上のためにこの禁止時間を短くする。なお、本ステップは走行モードを変更してからの時間を計測し、設定した時間に対し既に走行モードを継続した時間を差し引くことにより、走行モード継続中における設定時間を計算する。
【００２１】
ステップ３では、設定された走行モード禁止時間内における蓄電装置３のＳＯＣの推移を予測する。
【００２２】
ＳＯＣの推移の予測には、ＳＯＣに応じて目標運転効率を設定し、その運転効率を実現するように走行モードが変更することを利用する。
【００２３】
ＳＯＣ推移の予測方法について説明する前に、予めここで用いる運転効率、走行モードについて説明する。運転効率は内燃機関１を運転させて発電した場合の発電電力あたりの燃料消費量であり、内燃機関１の燃料消費特性、発電機２の損失特性など、またキャパシタ３の充放電効率を考慮して求めることができる。キャパシタ３ヘの充電効率を考慮する場合には、ドライバの要求駆動力に応じてキャパシタ３ヘの充電電力が異なるため、運転効率は各要求駆動力に応じて横軸に発電電力、縦軸に運転効率とした図４のような特性が描ける。図４では、ドライバの要求駆動力を、それを実現するために駆動モータ４に供給する電力：駆動電力として表示している。また図４では運転効率が小さな値であるほど、効率が良いとしている。
【００２４】
次に、走行モードについて説明する。走行モードは、キャパシタ３のＳＯＣに応じた目標運転効率を実現するように決定される。例えば、図４において、駆動電力５ｋＷ、ＳＯＣに応じた目標運転効率が二重線で示されたとすると、◎で示される発電電力が目標発電電力として算出される（なお、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、発電電力の大きい方を選択するものとして、以後説明を行うとする）。
【００２５】
ここで、走行モードは、駆動電力よりも発電電力の方が大きい図４のような場合は内燃機関１を運転してキャパシタ３に充電する充電モード、駆動電力よりも発電電力の方が小さければ、内燃機関１を運転し、加えてキャパシタ３から放電を行うアシストモード、駆動電力と発電電力が等しい場合に、内燃機関１を運転し発電した電力を直接駆動モータ４で使用す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キャパシタ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のいずれかから決定される。
【００２６】
ＳＯＣに応じて目標運転効率を設定する方法の例としては、ＳＯＣが高い場合には目標運転効率を高くし、逆にＳＯＣが低い場合には目標運転効率を低く対応付ける。このように設定する理由としては、ＳＯＣが高い場合には運転効率が高いときにしか充電せず放電を優先し、ＳＯＣが低い場合には運転効率が低くても充電を優先し放電を抑制することにより、ＳＯＣを所望の範囲で管理するためである。また、この設定はあくまでも一例に過ぎず、目標運転効率が少なくともＳＯＣと対応付けられていれば、本発明を適用することができる。
【００２７】
以下、蓄電装置３のＳＯＣ推移の予測方法について説明する。
【００２８】
上記にもあるように、運転効率を実現する走行モードを決定するためには、ドライバの要求する駆動力を予測する必要がある。要求駆動力の状態に応じてＳＯＣの予測方法を以下のように区別する。
１）ステップ１で求めた要求駆動力がステップ２において設定された禁止時間の間、継続すると仮定して予測する場合
この場合にはドライバが要求駆動力の変更を要求しておらず、走行モードの変更が禁止期間中行われないと仮定するので、ドライバの要求駆動力が変化していないにも関わらず頻繁に走行モードが変更してしまうことがなく、ドライバに与える違和感は生じない。
２）要求駆動力の変化率を求め、その要求駆動力の増加または減少が禁止時間の間、継続すると仮定して予測する場合
この場合には、要求駆動力の変化率を算出し、変化の傾向が禁止時間中、変化しないと仮定しており、走行モードの変化がないため、ドライバに与える違和感は生じない。なお、要求駆動力の変化率を考慮に入れる分だけ、１項に比較して精度の良い要求駆動力の予測が可能となる。
３）ドライバの要求駆動力が変化していると仮定して予測する場合
この場合には、走行モードの変更が要求されるが、その場合には変化していない場合と比較して走行モードの変更に対してドライバに与える違和感が小さくなるので、走行モードの変更を禁止する禁止時間を短く設定する。これにより、燃費をさらに向上させることができる。
【００２９】
要求駆動力を用いてＳＯＣの推移を予測すると図５のようになる。前述の要求駆動力が走行モードの変化を禁止する禁止時間継続すると予測した場合を例にあげると、現時点のＳＯＣに応じて設定された運転効率を実現すると発電電力４０ｋＷから駆動電力５ｋＷを差し引いた３５ｋＷがキャパシタ３に充電され、その結果ＳＯＣが増加する（充電モード）。１秒後には増加したＳＯＣに応じて運転効率が設定され、その際のキャパシタ３ヘの充電電力が求まる。以上の演算を繰り返すことによりＳＯＣ推移を予測することができる。
【００３０】
図５では、４秒後に設定した運転効率を満たす点がなくなり、今まで運転していた内燃機関１を停止し、キャパシタ３から駆動モータ４に電力を供給して走行するようになる（走行モードの観点から見ると、４秒後に充電モードからＥＶモードに切り換えとなる）と予測できる。なお、２項のように要求駆動力が変化する場合であっても、同様に運転効率を実現する発電電力を求め、その際のＳＯＣ推移を予測することができる。また、例として要求駆動力が設定時間継続するとして予測した場合を用いたが、要求駆動力の変化率から設定時間内の要求駆動力を予測した場合でも、要求駆動力とＳＯＣが得られるため、目標運転効率を満たす発電電力が求まり、ＳＯＣ推移を予測することができる。
【００３１】
さらに、上記では現時点の目標運転効率を満たす発電電力を算出した場合、内燃機関１を運転し、キャパシタ３に充電する充電モードが選択される場合について説明したが、目標運転効率を満たす発電点がなく、キャパシタ３から電力を供給し走行するＥＶモードが選択される場合も考えられる。この場合、駆動電力分（５ｋＷ）を設定時間の間、キャパシタ３から放電した際のＳＯＣを求めることにより算出することができる。また、内燃機関１を運転、さらにキャパシタ３から放電し駆動電力を供給するアシストモードにおいても、設定時間内においてキャパシタ３から放電する電力を求め積算することによりＳＯＣ推移を求められる。
【００３２】
ステップ４では、設定した時間内に走行モードの変更が予測される場合に、キャパシタ３の充放電電力を制限する。ステップ３で説明したように、ＳＯＣ推移を予測するとＳＯＣ推移に対応する運転効率が求まり、その運転効率を実現する走行モードがわかる。このため、設定した時間内におけるＳＯＣ推移を予測すると、走行モードがいつどの走行モードからどの走行モードに変更するかを予測できるようになる。
【００３３】
ドライバに違和感を与えるシーンとしては、内燃機関１の運転と停止が頻繁に繰り返されるシーン、つまり、ＥＶモードと、ダイレクトモードまたは充電モードとの間を行き来するシーン、および充放電電力が短時間で大きく変化し、内燃機関１の動作点が大きく変化するシーン、つまりダイレクトモードと、充電モードまたはアシストモードとの間を行き来するシーン、とがあるが、充放電電力は徐々に制限されるため、後者は前者と比較して与える違和感は少なくなる。
【００３４】
次にドライバに与える違和感が大きな場合を例に挙げて充放電電力の制限方法について説明する。図５では４秒後に走行モードが変更する場合について示した。ここで、ステップ２において運転性を考慮して設定された走行モードの禁止時間が１０秒であったとし、禁止時間内に走行モードが変更すると予想された場合の充放電電力を制限する方法について説明する。
【００３５】
まず、走行モードが変更するのが、４秒後の目標運転効率になる場合である。ここで、目標運転効率はＳＯＣと対応づけられているため、走行モードが変更するのは４秒後のＳＯＣになる場合と言い換えられる。このため、禁止時間である１０秒の間に走行モードが変更しないためには、少なくとも１０秒よりあとに目標運転効率に対応したＳＯＣとなるよう充電電力を制限すれば良い。但し、その制限方法は、走行モードが変更しない範囲とすることによりドライバに与える違和感をできる限り軽減する、また違和感を軽減できる範囲内でできる限り運転効率を悪化させないことが望ましい。以下では、ドライバに与える違和感を軽減するため電力制限値に対して変化量制限（例えば、例では１秒当たり１ｋＷ）を設け、その範囲内で運転効率を悪化させない方法について説明する。
【００３６】
始めに、目標運転効率が変化し走行モードが変更する際のＳＯＣを求め、次に、現在のＳＯＣから走行モードが変更する際のＳＯＣまでに充電できるエネルギーＥｃｈｇｏｋ（ｋＪ）を求める。
【００３７】
目標運転効率を実現する発電電力Ａ（ｋＷ、例えば、４０ｋＷ）に対して、所定の電力Ｂ（ｋＷ、例えば、０．５ｋＷ）減少させた場合の１０秒間で充電されるエネルギーＥｃｈｇ（ｋＪ）を算出する。具体的に、電力制限の変化量制限を１秒当たりＣ（ｋＷ、例えば、１ｋＷ）とすると、次の式から求めることができる。
【００３８】
【数１】
2005143173.tif 000003
【００３９】
なお、Ｐｄ（ｋＷ）は駆動電力を示し、図５の場合は５ｋＷとなる。
【００４０】
さらに、エネルギーＥｃｈｇｏｋとＥｃｈｇの大きさを比較し、ＥｃｈｇがＥｃｈｇｏｋに対して大きい場合には、所定の電力Ｂの値を大きく設定（例えば２倍）してから１０秒間で充電されるエネルギーＥｃｈｇの処理を繰り返す。ＥｃｈｇがＥｃｈｇｏｋに対して小さい場合には、ここで充放電電力の制限がかけられた発電電力を記憶し、処理を終了する。
【００４１】
なお、設定時間内に走行モードの変更が行われない場合については、このステップは充放電電力の制限は行わず、処理を終了する。
【００４２】
また、現時点の目標運転効率を実現する発電点がなく、ＥＶモードから設定時間内にダイレクトモードまたは充電モードに変更する場合には発電電力を駆動電力と等しくし、放電電力を制限すれば設定時間内に走行モードが変更することを防止することができる。
【００４３】
また、駆動電力が所定値以上（図５では２０ｋＷ以上）の場合には、内燃機関１の運転と停止を繰り返す走行状況は発生しない。この理由としては、駆動電力に対して発電電力を大きくした場合の運転効率が変曲点を持たないためである。例えば、駆動電力が２０ｋＷの時に充電モードが選択された場合にはＳＯＣが上昇し、最終的には駆動電力分発電するダイレクトモードに落ち着く。また駆動電力が４０ｋＷの時に発電電力を３０ｋＷとし、キャパシタ３から１０ｋＷ放電するアシストモードが選択された場合にはＳＯＣが減少し、最終的には駆動電力分発電するダイレクトモードに落ち着く。この両者のように走行モードが変更した場合であっても、内燃機関１の運転と停止を繰り返さない場合には、ドライバに与える違和感は小さいとし、充放電電力の制限は行わず処理を終了する。
【００４４】
このように求められた発電電力の目標値は、内燃機関コントローラ７、発電機コントローラ８に送られ、それぞれの指令値を実現するように各コントローラが制御する。
【００４５】
なお、本発明は図６に示す燃料電池車両にも容易に適用できる。パワートレインは、図中の燃料電池２１で発電した電力、または蓄電装置２２に蓄えられている電力、さらにはそれら両方から供給される電力により駆動される駆動モータ２３で構成されている。駆動モータ２３のトルクはファイナルギヤ２４を介してタイヤ２４に伝達される。燃料電池の目標発電電力指令値は統合コントローラ２９から出力され、その値に基づき燃料電池コントローラ２６により燃料電池２１の発電電力を制御する。蓄電装置コントローラ２７は蓄電装置２２の電流・電圧を検出し、蓄電装置２２の充電状態（ＳＯＣ）と充放電可能電力を算出し統合コントローラ２９に送っている。また、駆動モータコントローラ２８は統合コントローラ２９で作成された目標駆動トルク指令値に基づき駆動モータ２３のトルクをベクトル制御する。燃料電池２１は固体高分子形の燃料電池を用い、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良いし、燐酸型、溶融炭酸塩型など種々のタイプの燃料電池を適用可能であるし、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適用可能である。
【００４６】
また、本発明は図７に示すパラレルハイブリッド車両にも適用可能である。ここでは、変速機にベルト式の無段変速機を用いた場合を示す。パワートレインは、内燃機関３１、クラッチ３２、モータ３３、無段変速機３４、減速装置３５、差動装置３６および駆動輪３７から構成される。内燃機関３１の出力軸およびクラッチ３２の入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ３２の出力軸、モータ３３の出力軸および無段変速機３４の入力軸は互いに連結されている。
【００４７】
クラッチ３２締結時は内燃機関３１とモータ３３が車両の推進源となり、クラッチ３２解放時はモータ３３のみが車両の推進源となる。内燃機関３１および／またはモータ３３の駆動力は、無段変速機３４、減速装置３５および差動装置３６を介して駆動輪３７へ伝達される。無段変速機３４には油圧装置３８から圧油が供給され、ベルトのクランプと潤滑がなされる。油圧装置３８の図示しないオイルポンプはモータ３９により駆動される。モータ３３、３９には交流機に限らず直流電動機を用いることもできる。クラッチ３２はパウダークラッチであり、伝達トルクを調節することができる。なお、このクラッチ３２に乾式単板クラッチや湿式多板クラッチを用いることもできる。
【００４８】
変速機は無段変速機３４のようにベルト式を用いる他に、トロイダル式や段階的に変速を行う変速機を用いても良い。またさらに、遊星歯車を用いた構成でも良く、内燃機関をキャリアに、モータをサンギヤに、リングギヤは出力に結合し、サンギャの回転数を変化させることにより、キャリヤとリングギヤの回転数を無段階に変化させる構成がその一例である。この場合には、内燃機関が動力を発生していても、変速比によってその動力を出力軸に伝達しない状態を作り出せることから、クラッチを必要としない構成となる。
【００４９】
モータ３３、３９はそれぞれ、インバータ３１、４１により駆動される。なお、モータ３３、３９に直流電動機を用いる場合には、インバータの代わりにＤＣ／ＤＣコンバーターを用いる。インバータ３１、４１は共通のＤＣリンク４３を介して蓄電装置４２に接続されており、蓄電装置４２の直流充電電力を交流電力に変換してモータ３３へ供給するとともに、モータ３３の交流発電電力を直流電力に変換して蓄電装置４２を充電する。蓄電装置４２には、リチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池、鉛電池などの各種電池や、電機二重層キャパシタいわゆるパワーキャパシタを用いることができる。
【００５０】
コントローラ４４は、ドライバからのアクセル操作や、車輪速センサからの車速信号に基づいて、内燃機関３１の運転状態、モータ３３の運転状態をどうすべきか判断し、その判断結果とアクセル操作を介したドライバからの要求に答えるべく、内燃機関３１、クラッチ３２、モータ３３、無段変速機３４に対する指令値を生成する。
【００５１】
したがって、本発明においては、ハイブリッド車両において、統合コントローラ（制御手段）が、車両の走行モードの変更を禁止する時間を設定する禁止時間設定手段（ステップ２）と、前記設定された禁止時間内における前記蓄電装置の蓄電状態の推移を予測する蓄電状態推移予測手段（ステップ３）と、前記予測した蓄電状態の推移に基づき前記禁止時間内に走行モードの変更が予測される場合に、前記蓄電装置の充放電電力を制限する充放電電力制限手段（ステップ４）とを備えるため、設定された禁止時間内におけるＳＯＣ推移を予測し、予測したＳＯＣ推移から設定された時間内に走行モードの変更があるか否かを判断し、走行モードの変更が予測される場合には充放電電力を制限する。このため、設定された時間内において走行モードが変化しないため、頻繁に発電装置の運転／停止を繰り返すことを抑制し、ドライバに与える違和感を軽減することができる。また、充放電電力の制限を行うのはＳＯＣ推移から設定された時間内に走行モードの変更がある場合に限られ、運転性のため常時充放電電力に制限を加える場合と比較して、設定した運転効率で運転できる頻度が増えるため、走行中の燃料消費量を効果的に削減することができる。
【００５２】
また、蓄電状態推移予測手段は、ドライバの要求する駆動力を推定する要求駆動力推定手段を備え、推定した要求駆動力が設定された時間内継続すると仮定して、ＳＯＣ推移を予測するため、これにより設定時間内のＳＯＣ推移を予測することができ、その後の処理で設定時間内における走行モードの変更の有無を判断し、走行モードの変更がある場合には充放電電力を制限するので、運転性を向上することができる。
【００５３】
さらに、蓄電状態推移予測手段は、ドライバの要求する駆動力を推定する要求駆動力推定手段と、推定した要求駆動力の変化率に基づいて、設定された時間内におけるドライバの要求駆動力の推移を予測するため、より精度よくＳＯＣの推移を予測することができ、その後の処理で設定時間内における走行モードの変更の有無についての判断を行える。
【００５４】
また、禁止時間設定手段は、要求駆動力推定手段の推定した要求駆動力に基づき、要求駆動力の変化を推定し、ドライバの要求駆動力が変化している場合には、変化していない場合と比較して禁止時間を短く設定するため、駆動力が変化する際の走行モードの変更はしていない場合と比較してドライバに違和感を与えないため、高効率で運転できる機会が増え、走行中の燃料消費量を効果的に削減することができる。
【００５５】
充放電電力制限手段は、前記禁止時間内の走行モードが変更しない範囲で充放電電力の制限を最小とするため、運転性を向上しつつ、トレードオフ関係にある燃費向上効果の削減代を最小限に押さえることができる。
【００５６】
また、充放電電力制限手段は、前記駆動モータの駆動電力が所定値以上の場合には、充放電電力制限を行わない。これにより、走行モードが変更された場合であっても、充放電電力の制限を行わず、ドライバに違和感を与えることなく、燃費の悪化を抑制できる。
【００５７】
発電装置は、燃料電池により構成されるため、広くハイブリッド車両に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明を適用したハイブリッド車両の制御装置は、運転性と燃費向上の両立のために有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】：シリーズハイブリッド車両の構成図である。
【図２】：本発明の処理を示すフローチャートである。
【図３】：駆動力マップである。
【図４】：運転効率と駆動効率との関係を示す図である。
【図５】：走行モードを説明するための図である。
【図６】：パラレルハイブリッド車両の構成図である。
【図７】：燃料電池車両の構成図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  内燃機関
２  発電機
３  蓄電装置（キャパシタ）
４  駆動モータ
５  駆動輪
７  内燃機関コントローラ
８  発電機コントローラ
９  蓄電装置コントローラ
１０  駆動モータコントローラ
１１  統合コントローラ
１２  車速センサ
１３  アクセルポジションセンサ
【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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