(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機を有する発電部と、
ハイブリッド車両の駆動源である電動機に電力を供給する蓄電器を有する蓄電部と、
前記蓄電部及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機を有する駆動部と、を備えた前記ハイブリッド車両の制御装置であって、
前記ハイブリッド車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び前記電動機の状態に応じて、前記駆動部に要求された出力を導出する駆動部必要出力導出部と、
前記発電部の特性に基づいて、前記駆動部に要求された出力に対応する出力を前記発電部が出力できるか否かを判断する発電部出力可能判断部と、
前記発電部が前記駆動部に要求された出力に対応する出力を出力できないと判断されたとき、前記蓄電器に関する情報に基づいて、前記駆動部に要求された出力と前記発電部の出力の差分である蓄電部必要出力を前記蓄電部が出力できるか否かを判断する蓄電部出力可能判断部と、
前記蓄電部が前記蓄電部必要出力を出力できないと判断されたとき、前記駆動部に要求された出力と前記蓄電部が可能な出力の差分である補正発電部出力、及び前記蓄電部必要出力と前記蓄電器が可能な出力の差分である蓄電部出力制限量に応じた、前記内燃機関の燃焼制御に係るパラメータを導出する燃焼制御値導出部と、
前記補正発電部出力及び前記蓄電部出力制限量に応じた、前記内燃機関の目標運転点を導出する内燃機関運転点導出部と、
を備えた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】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記燃焼制御値導出部は、
前記補正発電部出力に応じた前記内燃機関の燃焼制御に係る基本パラメータに、前記蓄電部出力制限量に応じた補正係数を乗算することによって、前記内燃機関の燃焼制御に係るパラメータを導出す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３】
請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関の燃焼制御は、ＥＧＲ制御、アトキンソン制御、若しくは空燃比調整制御、又はこれら制御の組み合わせであ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４】
請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関の燃焼制御がＥＧＲ制御であるとき、
前記内燃機関の燃焼制御に係るパラメータは、ＥＧＲの導入量を示し、
前記補正係数は、前記蓄電部出力制限量が多いほど小さいことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関の燃焼制御がアトキンソン制御であるとき、
前記内燃機関の燃焼制御に係るパラメータは、前記内燃機関における吸気バルブの遅閉の程度を示し、
前記補正係数は、前記蓄電部出力制限量が多いほど小さいことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項６】
請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関の燃焼制御が空燃比調整制御であるとき、
前記内燃機関の燃焼制御に係るパラメータは、前記蓄電部出力制限量が所定値未満であれば前記内燃機関のリーン運転の許可を示し、前記蓄電部出力制限量が前記所定値以上であれば前記内燃機関のリーン運転の禁止を示すことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関運転点導出部は、前記蓄電部出力制限量が多いほど高い回転数の目標運転点を導出す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８】
内燃機関及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機を有する発電部と、
ハイブリッド車両の駆動源である電動機に電力を供給する蓄電器を有する蓄電部と、
前記蓄電部及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機を有する駆動部と、を備えた前記ハイブリッド車両の制御方法であって、
前記ハイブリッド車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び前記電動機の状態に応じて、前記駆動部に要求された出力を導出し、
前記発電部の特性に基づいて、前記駆動部に要求された出力に対応する出力を前記発電部が出力できるか否かを判断し、
前記発電部が前記駆動部に要求された出力に対応する出力を出力できないと判断したとき、前記蓄電器に関する情報に基づいて、前記駆動部に要求された出力と前記発電部の出力の差分である蓄電部必要出力を前記蓄電部が出力できるか否かを判断し、
前記蓄電部が前記蓄電部必要出力を出力できないと判断したとき、前記駆動部に要求された出力と前記蓄電部が可能な出力の差分である補正発電部出力、及び前記蓄電部必要出力と前記蓄電器が可能な出力の差分である蓄電部出力制限量に応じた、前記内燃機関の燃焼制御に係るパラメータを導出し、
前記補正発電部出力及び前記蓄電部出力制限量に応じた、前記内燃機関の目標運転点を導出することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【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及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されている電池制御装置は、充放電電力の大きさに応じて充放電制限を制御する。電池制御装置は、複数の電池セルを直列に接続したバッテリにおいて、セル電圧が第１過放電比較電圧以下であるかどうかを判断する第１判断手段と、セル電圧が第１過放電比較電圧より低い第２過放電比較電圧以下であるかどうかを判断する第２判断手段と、セル電圧が第２過放電比較電圧以下である場合にバッテリの放電電力を制限する第２放電制限手段とを備える。第２放電制限手段は、セル電圧が第１過放電比較電圧から第２過放電比較電圧に達するまでの時間に応じて、放電電力の制限を制御する。これにより、放電電力の大きさに合わせた制限を行うことができる。つまり、放電電力が大きく、急激にセル電圧が低減する場合や、反対に放電電力が小さくセル電圧の変化が緩やかな場合に対して、過放電が生じたり過度の放電制限を生じたりするのを抑制することができる。
【０００３】
特許文献１には、上記説明した電池制御装置が例えばシリーズハイブリッド車輌に搭載されると説明されている。図１３は、特許文献１に示されるシリーズハイブリッド車輌の概略構成を示すブロック図である。図１３に示すように、シリーズハイブリッド車輌のパワートレインは、エンジン１と、エンジン１に直結されたエンジン１のパワーを電力に変換する発電モータ２と、発電モータ２で生成された電力またはハイブリット車輌の走行により生じる電力を蓄電するバッテリ６を備える。また、バッテリ６に蓄えられた電力を用いて駆動される駆動モータ３を備え、駆動モータ３のトルクをファイナルギア４を介してタイヤ５に伝達する。なお、エンジン１は、最良燃料比で出力できる回転速度で運転される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６６３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記説明した電池制御装置を搭載するシリーズハイブリッド車輌は、放電電力の制限制御により、状況によってはドライバビリィティの低下が懸念される。図１４は、放電電力が制限されているときの（ａ）駆動モータ３の出力、（ｂ）エンジン１の出力及び（ｃ）バッテリ６の出力の時間経過を示すグラフである。図１４（ａ）には、要求駆動力に応じた駆動モータ３の要求出力が点線で表されている。当該要求駆動力に応じてバッテリ６の出力は増加するが、当該出力は、放電電力の制限制御により、図１４（ｃ）に一点鎖線で示される放電電力制限値で頭打ちとなる。一方、エンジン１は、バッテリ６の出力を補うために発電モータ２を駆動する。但し、エンジン１の出力は、放電電力の制限制御が行われているか否かにかかわらず、その特性に応じて増加していく。その結果、図１４（ａ）に実線で示すように、バッテリ６の出力が放電電力制限値に抑えられている間の駆動モータ３の実出力は、点線で示されている要求出力を満たさない。
【０００６】
図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、電池制御装置による放電電力の制限制御によってバッテリ６の出力が抑えられた例を示すが、バッテリ６の残容量（ＳＯＣ：State of Charge）や劣化状態、温度等によってもバッテリ６の出力が制限され得る。例えば温度に関して、一般的に、二次電池の出力は温度が高い或いは低いと低下する。したがって、高温時或いは低温時のバッテリ６の出力可能な放電電力は通常よりも低く、上記例の場合と同様に、駆動モータ３の実出力が要求出力を満たさない場合があり得る。
【０００７】
上記説明した放電電力の制限制御が行われても、バッテリ６が高温時或いは低温時であっても、バッテリ６の容量に余裕があれば、想定される最悪の環境下でも十分なドライバビリィティが得られる。しかし、容量の大きいバッテリはコストが高く重いため、単にバッテリの容量を増す方法は好ましくない。
【０００８】
また、図１４（ｃ）に示すように、バッテリ６の実出力が要求出力を満たさないとき、エンジン１によって駆動される発電モータ２の発電電力により要求出力に満たない分の出力を補うことができれば、ドライバビリティの低下は防止できる。しかし、最も燃費の良い一定の回転数でエンジン１が定点運転される場合、要求出力への追従性が良くない。このため、上記例で問題となっているドライバビリティの低下を解決できない。
【０００９】
本発明の目的は、蓄電器が要求された出力を出せないために発電出力の増加が求められる場合であっても、要求出力に対する内燃機関の追従性を担保できるハイブリッド車両の制御装置及び制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１０９）及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機（例えば、実施の形態での発電機１１１）を有する発電部（例えば、実施の形態での発電部１２３）と、ハイブリッド車両の駆動源である電動機に電力を供給する蓄電器（例えば、実施の形態での蓄電器１０１）を有する蓄電部（例えば、実施の形態での蓄電部１２１）と、前記蓄電部及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機（例えば、実施の形態での電動機１０７）を有する駆動部（例えば、実施の形態での駆動部１２５）と、を備えた前記ハイブリッド車両の制御装置（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１１９）であって、前記ハイブリッド車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び前記電動機の状態に応じて、前記駆動部に要求された出力を導出する駆動部必要出力導出部（例えば、実施の形態での要求駆動力算出部２０１及び駆動部必要出力算出部２０３）と、前記発電部の特性に基づいて、前記駆動部に要求された出力に対応する出力を前記発電部が出力できるか否かを判断する発電部出力可能判断部（例えば、実施の形態での発電部出力可能判断部２０５）と、前記発電部が前記駆動部に要求された出力に対応する出力を出力できないと判断されたとき、前記蓄電器に関する情報に基づいて、前記駆動部に要求された出力と前記発電部の出力の差分である蓄電部必要出力を前記蓄電部が出力できるか否かを判断する蓄電部出力可能判断部（例えば、実施の形態での蓄電部必要出力算出部２０７及び蓄電部出力可能判断部２０９）と、前記蓄電部が前記蓄電部必要出力を出力できないと判断されたとき、前記駆動部に要求された出力と前記蓄電部が可能な出力の差分である補正発電部出力、及び前記蓄電部必要出力と前記蓄電器が可能な出力の差分である蓄電部出力制限量に応じた、前記内燃機関の燃焼制御に係るパラメータを導出する燃焼制御値導出部（例えば、実施の形態での補正発電部出力算出部２１１及び燃焼制御値導出部２１３）と、前記補正発電部出力及び前記蓄電部出力制限量に応じた、前記内燃機関の目標運転点を導出する内燃機関運転点導出部（例えば、実施の形態での内燃機関運転点導出部２１５）と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
さらに、請求項２に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記燃焼制御値導出部は、前記補正発電部出力に応じた前記内燃機関の燃焼制御に係る基本パラメータに、前記蓄電部出力制限量に応じた補正係数を乗算することによって、前記内燃機関の燃焼制御に係るパラメータを導出することを特徴としている。
【００１２】
さらに、請求項３に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記内燃機関の燃焼制御は、ＥＧＲ制御、アトキンソン制御、若しくは空燃比調整制御、又はこれら制御の組み合わせであることを特徴としている。
【００１３】
さらに、請求項４に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記内燃機関の燃焼制御がＥＧＲ制御であるとき、前記内燃機関の燃焼制御に係るパラメータは、ＥＧＲの導入量を示し、前記補正係数は、前記蓄電部出力制限量が多いほど小さいことを特徴としている。
【００１４】
さらに、請求項５に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記内燃機関の燃焼制御がアトキンソン制御であるとき、前記内燃機関の燃焼制御に係るパラメータは、前記内燃機関における吸気バルブの遅閉の程度を示し、前記補正係数は、前記蓄電部出力制限量が多いほど小さいことを特徴としている。
【００１５】
さらに、請求項６に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記内燃機関の燃焼制御が空燃比調整制御であるとき、前記内燃機関の燃焼制御に係るパラメータは、前記蓄電部出力制限量が所定値未満であれば前記内燃機関のリーン運転の許可を示し、前記蓄電部出力制限量が前記所定値以上であれば前記内燃機関のリーン運転の禁止を示すことを特徴としている。
【００１６】
さらに、請求項７に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置では、前記内燃機関運転点導出部は、前記蓄電部出力制限量が多いほど高い回転数の目標運転点を導出することを特徴としている。
【００１７】
さらに、請求項８に記載の発明のハイブリッド車両の制御方法では、内燃機関及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機を有する発電部と、ハイブリッド車両の駆動源である電動機に電力を供給する蓄電器を有する蓄電部と、前記蓄電部及び前記発電機の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する前記電動機を有する駆動部と、を備えた前記ハイブリッド車両の制御方法であって、前記ハイブリッド車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び前記電動機の状態に応じて、前記駆動部に要求された出力を導出し、前記発電部の特性に基づいて、前記駆動部に要求された出力に対応する出力を前記発電部が出力できるか否かを判断し、前記発電部が前記駆動部に要求された出力に対応する出力を出力できないと判断したとき、前記蓄電器に関する情報に基づいて、前記駆動部に要求された出力と前記発電部の出力の差分である蓄電部必要出力を前記蓄電部が出力できるか否かを判断し、前記蓄電部が前記蓄電部必要出力を出力できないと判断したとき、前記駆動部に要求された出力と前記蓄電部が可能な出力の差分である補正発電部出力、及び前記蓄電部必要出力と前記蓄電器が可能な出力の差分である蓄電部出力制限量に応じた、前記内燃機関の燃焼制御に係るパラメータを導出し、前記補正発電部出力及び前記蓄電部出力制限量に応じた、前記内燃機関の目標運転点を導出することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜７に記載の発明のハイブリッド車両の制御装置及び請求項８に記載のハイブリッド車両の制御方法によれば、蓄電器が要求された出力を出せないために発電出力の増加が求められる場合であっても、要求出力に対する内燃機関の追従性を担保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図
【図２】ＥＧＲ制御等が行われる内燃機関１０９の内部構成の概念図
【図３】マネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示すブロック図
【図４】蓄電部１２１、発電部１２３及び駆動部１２５の入出力関係及び効率を示す図
【図５】第１実施例のマネジメントＥＣＵ１１９による内燃機関１０９の制御方法を示すフローチャート
【図６】第１実施例のマネジメントＥＣＵ１１９による内燃機関１０９の制御方法を示すフローチャート
【図７】出力−目標ＮＥグラフを示す図
【図８】内燃機関１０９の熱効率に関する特性を示すグラフを示す図
【図９】燃焼制御値導出部２１３による目標ＥＧＲ値の導出工程を示す概念図
【図１０】補正発電部出力−目標ＮＥグラフを示す図
【図１１】内燃機関１０９の熱効率に関する特性を示すグラフを示す図
【図１２】燃焼制御値導出部２１３による目標ＩＮＶ値の導出工程を示す概念図
【図１３】特許文献１に示されるシリーズハイブリッド車輌の概略構成を示すブロック図
【図１４】放電電力が制限されているときの（ａ）駆動モータ３の出力、（ｂ）エンジン１の出力及び（ｃ）バッテリ６の出力の時間経過を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
ＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド電気自動車）は、電動機及び内燃機関を備え、車両の走行状態に応じて電動機及び／又は内燃機関の駆動力によって走行する。ＨＥＶには、大きく分けてシリーズ方式とパラレル方式の２種類がある。シリーズ方式のＨＥＶは、電動機の動力によって走行する。内燃機関は発電のためだけに用いられ、内燃機関の動力によって発電機で発電された電力は蓄電器に充電されるか、電動機に供給される。一方、パラレル方式のＨＥＶは、電動機及び内燃機関のいずれか一方又は双方の動力によって走行する。
【００２２】
上記両方式を複合したシリーズ／パラレル方式のＨＥＶも知られている。当該方式では、車両の走行状態に応じてクラッチを切断又は締結する（断接する）ことによって、駆動力の伝達系統をシリーズ方式及びパラレル方式のいずれかの構成に切り替える。特に低速走行時にはクラッチを切断してシリーズ方式の構成とし、特に中高速走行時にはクラッチを締結してパラレル方式の構成とする。
【００２３】
以下説明する実施形態では、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置が、シリーズ方式のＨＥＶに搭載されている。シリーズ方式のＨＥＶは、電動機、内燃機関及び発電機を備え、主に蓄電器を電源として駆動する電動機の動力を利用して走行する。内燃機関は発電のためだけに用いられ、内燃機関の動力によって発電機で発電された電力は電動機に供給されるか、蓄電器に充電される。
【００２４】
シリーズ方式のＨＥＶは、「ＥＶ走行」又は「シリーズ走行」を行う。「ＥＶ走行」では、ＨＥＶは、蓄電器からの電源供給によって駆動する電動機の駆動力によって走行する。このとき内燃機関は駆動されない。また、「シリーズ走行」では、ＨＥＶは、蓄電器及び発電機の双方からの電力の供給や発電機のみからの電力の供給等によって駆動する電動機の駆動力によって走行する。このとき、内燃機関は発電機における発電のために駆動される。なお、当該ＨＥＶがシリーズ走行を行う際、内燃機関によって駆動される発電機の発電出力では要求駆動力を満たせないときに、蓄電器も電動機に電力を供給する。すなわち、要求駆動力に対する発電機の出力の不足分を蓄電器の出力が補う。
【００２５】
図１は、シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。図１に示すように、シリーズ方式のＨＥＶは、蓄電器（BATT）１０１と、コンバータ（CONV）１０３と、第１インバータ（第１INV）１０５と、電動機（Mot）１０７と、内燃機関（ENG）１０９と、発電機（GEN）１１１と、第２インバータ（第２INV）１１３と、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）１１５と、マネジメントＥＣＵ（MG ECU）１１９とを備える。
【００２６】
蓄電器１０１は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。コンバータ１０３は、蓄電器１０１の直流出力電圧を直流のまま昇圧又は降圧する。第１インバータ１０５は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を電動機１０７に供給する。また、第１インバータ１０５は、電動機１０７の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換して蓄電器１０１に充電する。
【００２７】
電動機１０７は、ＨＥＶが走行するための動力を発生する。電動機１０７で発生したトルクは、ギア１１５を介して駆動軸１５１に伝達される。なお、電動機１０７の回転子はギア１１５に直結されている。また、電動機１０７は、回生ブレーキ時には発電機として動作し、電動機１０７で発電された電力は蓄電器１０１に充電される。内燃機関１０９は、ＨＥＶがシリーズ走行する際に発電機１１１を駆動するために用いられる。内燃機関１０９は、発電機１１１の回転子に直結されている。なお、内燃機関１０９は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）制御、負荷に応じて吸気バルブの閉タイミングを遅らせるアトキンソン制御、又は空燃比調整制御等の技術を利用する。なお、内燃機関１０９に対するこれらの制御はマネジメントＥＣＵ１１９が行う。
【００２８】
図２は、ＥＧＲ制御等が行われる内燃機関１０９の内部構成の概念図である。図２に示すように、内燃機関１０９には、内燃機関１０９における排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ通路１６１ｂと、ＥＧＲ量を調整するＥＧＲ弁１６１ａとが設けられている。内燃機関１０９では、ＥＧＲ通路１６１ｂに設けられたＥＧＲバルブ１６１ａの開度を調整することにより、再循環させる排気ガスの量が制御される。また、アトキンソン制御が行われる内燃機関１０９では、負荷に応じて吸気バルブ１６３の閉タイミングを通常よりも遅らせる制御が行われる。吸気バルブ１６３を閉じるタイミングを通常より遅くすることによって吸入空気量が少なくなり、スロットルバルブ１６５で吸気管１６７を絞る必要がないため、ポンピングロスを低減でき、燃費を向上できる。さらに、空燃比調整制御が行われる内燃機関１０９では、燃料噴射弁１６９が噴射する燃料の量を調整することにより、理論空燃比よりも混合気を薄くするリーン運転、理論空燃比と同等のストイキ運転、又は理論空燃比よりも混合気を薄くするリッチ運転のいずれかが行われる。
【００２９】
発電機１１１は、内燃機関１０９の動力によって駆動され、電力を発生する。発電機１１１が発電した電力は、蓄電器１０１に充電されるか、電動機１０７に供給される。第２インバータ１１３は、発電機１１１が発生した交流電圧を直流電圧に変換する。第２インバータ１１３によって変換された電力は、蓄電器１０１に充電されるか、第１インバータ１０５を介して電動機１０７に供給される。
【００３０】
ギア１１５は、例えば５速相当の１段の固定ギアである。したがって、ギア１１５は、電動機１０７からの駆動力を、特定の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸１５１に伝達する。
【００３１】
マネジメントＥＣＵ１１９は、内燃機関１０９及び電動機１０７の各制御等を行う。また、マネジメントＥＣＵ１１９は、第１インバータ１０５及び第２インバータ１１３をそれぞれ構成するスイッチング素子をスイッチング制御する。さらに、マネジメントＥＣＵ１１９は、図１に点線で示すように、蓄電器１０１の温度を示す情報、電動機１０７の回転数及びトルクを示す各情報、発電機１１１の回転数及びトルクを示す各情報、並びに、ＨＥＶの運転者のアクセル操作に応じたアクセルペダル開度（ＡＰ開度）を示す情報を取得する。これらの情報は、各パラメータを検出するセンサ（図示せず）からマネジメントＥＣＵ１１９に送られる。
【００３２】
図３は、マネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示すブロック図である。図３に示すように、マネジメントＥＣＵ１１９は、要求駆動力算出部２０１と、駆動部必要出力算出部２０３と、発電部出力可能判断部２０５と、蓄電部必要出力算出部２０７と、蓄電部出力可能判断部２０９と、補正発電部出力算出部２１１と、燃焼制御値導出部２１３と、内燃機関運転点導出部２１５とを有する。なお、図３中の実線の矢印は値データを示し、点線は指示内容を含む制御データを示す。
【００３３】
以下、シリーズ走行中のＨＥＶにおけるマネジメントＥＣＵ１１９の各構成要素の動作、及び、マネジメントＥＣＵ１１９による内燃機関１０９の制御方法について説明する。なお、以下の説明では、図４に示すように、コンバータ１０３及び蓄電器１０１をまとめて「蓄電部１２１」と呼ぶ。また、内燃機関１０９、発電機１１１及び第２インバータ１１３をまとめて「発電部１２３」と呼ぶ。さらに、第１インバータ１０５及び電動機１０７をまとめて「駆動部１２５」と呼ぶ。なお、各部間のエネルギー伝達損失は無いものとする。
【００３４】
（第１実施例）
図５及び図６は、第１実施例のマネジメントＥＣＵ１１９による内燃機関１０９の制御方法を示すフローチャートである。図５及び図６に示すように、要求駆動力算出部２０１は、ＡＰ開度、並びに、電動機１０７の回転数（モータ回転数ＮＥ）及びトルク（モータトルクＴｒ）に基づいて、電動機１０７に要求された出力（以下「要求駆動力」という）Ｐｒを算出する（ステップＳ１０１）。駆動部必要出力算出部２０３は、要求駆動力Ｐｒ及び駆動部効率ｍに基づいて、以下に示す式（１）より、駆動部１２５に要求された出力（以下「駆動部必要出力」という）Ｍｒを算出する（ステップＳ１０３）。
Ｍｒ＝Ｐｒ／ｍ  …（１）
【００３５】
発電部出力可能判断部２０５は、内燃機関１０９及び発電機１１１の各特性に基づいて、発電部１２３が駆動部必要出力Ｍｒを出力できるか否かを判断し（ステップＳ１０５）、発電部１２３が駆動部必要出力Ｍｒを出力できるときはステップＳ１０７に進み、出力できないときはステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０７では、内燃機関運転点導出部２１５は、図７に示す出力−目標ＮＥグラフ及び図８に示す内燃機関１０９の熱効率に関する特性を示すグラフに基づくマップを用いて、駆動部必要出力Ｍｒに応じた内燃機関１０９の目標運転点を導出する。
【００３６】
一方、ステップＳ１０９では、蓄電部必要出力算出部２０７は、駆動部必要出力Ｍｒ及び発電部１２３の実際の出力（以下「実発電部出力」という）Ｇｃに基づいて、以下に示す式（２）より、蓄電部１２１に求められる出力（以下「蓄電部必要出力」という）Ｂｒを算出する。
Ｂｒ＝Ｍｒ−Ｇｃ  …（２）
【００３７】
ステップＳ１０９の後、蓄電部出力可能判断部２０９は、蓄電器１０１の温度、内部抵抗、端子間電圧、入出力電流及び残容量（ＳＯＣ：State of Charge）等の情報を検出する（ステップＳ１１１）。次に、蓄電部出力可能判断部２０９は、ステップＳ１０９で取得したこれらの情報の内、少なくともいずれか１つの情報に基づいて、蓄電部１２１が蓄電部必要出力Ｂｒを出力できる状態であるか否かを判断する（ステップＳ１１３）。なお、マネジメントＥＣＵ１１９は、蓄電部１２１に過電流が流れないよう、蓄電部１２１の出力を所定値以下に制限する。また、蓄電器１０１のＳＯＣが所定レベル未満のとき、又は、蓄電器１０１の温度が所定値未満のとき、マネジメントＥＣＵ１１９は、蓄電器１０１が過放電しないよう蓄電部１２１の出力を制御する。このように、蓄電部１２１の出力は、蓄電器１０１の状態等に応じて制限される。
【００３８】
ステップＳ１１３で蓄電部１２１が蓄電部必要出力Ｂｒを出力できると判断されたときはステップＳ１１５に進み、蓄電部必要出力Ｂｒを出力できないと判断されたときはステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１５では、内燃機関運転点導出部２１５は、図７に示す出力−目標ＮＥグラフ及び図８に示す内燃機関１０９の熱効率に関する特性を示すグラフに基づくマップを用いて、実発電部出力Ｇｃに応じた内燃機関１０９の目標運転点を導出する。
【００３９】
一方、ステップＳ１１７では、補正発電部出力算出部２１１は、駆動部必要出力Ｍｒと蓄電部１２１が可能な出力（以下「蓄電部可能出力」という）Ｂｐの差分（駆動部必要出力Ｍｒ−蓄電部可能出力Ｂｐ）を補正発電部出力Ｇａとして算出する。次に、燃焼制御値導出部２１３は、蓄電部必要出力Ｂｒと蓄電部可能出力Ｂｐの差分（蓄電部必要出力Ｂｒ−蓄電部可能出力Ｂｐ）を蓄電部出力制限量Ｂｌとして算出する（ステップＳ１１９）。
【００４０】
次に、燃焼制御値導出部２１３は、発電機１１１の回転数ＮＥｇ、補正発電部出力Ｇａ及び蓄電部出力制限量Ｂｌに応じて、内燃機関１０９の目標燃焼制御値として、ＥＧＲの導入量である目標ＥＧＲ値を導出する（ステップＳ１２１）。なお、目標ＥＧＲ値の導出は、所定の条件が成立したときに限って行われる。所定の条件とは、空燃比フィードバック制御（Air-Fuel Ratio feedback control）が動作中であること、エンジン水温が所定値以上であること、燃料カット中でないこと、及びエンジン始動モード中でないことである。
【００４１】
図９は、燃焼制御値導出部２１３による目標ＥＧＲ値の導出工程を示す概念図である。図９に示すように、燃焼制御値導出部２１３は、基本ＥＧＲマップを用いて、補正発電部出力Ｇａに応じた目標ＥＧＲ基本値ＥＧＲｓを導出する。なお、当該工程時、発電機１１１の回転数ＮＥｇに応じて異なる基本ＥＧＲマップが用いられる。また、燃焼制御値導出部２１３は、補正係数マップを用いて、蓄電部出力制限量Ｂｌに応じた補正係数を導出する。なお、図９に示すように、補正係数は、蓄電部出力制限量Ｂｌが多いほど小さい。燃焼制御値導出部２１３は、目標ＥＧＲ基本値ＥＧＲｓに補正係数を乗算することによって目標ＥＧＲ値を導出する。
【００４２】
次に、内燃機関運転点導出部２１５は、図１０に示す補正発電部出力−目標ＮＥグラフ及び図１１に示す内燃機関１０９の熱効率に関する特性を示すグラフに基づくマップを用いて、補正発電部出力Ｇａ及び蓄電部出力制限量Ｂｌに応じた内燃機関１０９の目標運転点を導出する（ステップＳ１２３）。なお、図１０に示すように、補正発電部出力Ｇａに対する内燃機関１０９の目標回転数は、蓄電部出力制限量Ｂｌに応じて異なる。また、図１１に示すように、同じ目標回転数であっても、内燃機関１０９の目標運転点は蓄電部出力制限量Ｂｌに応じて異なる。
【００４３】
マネジメントＥＣＵ１１９は、このようにして導出した目標運転点で内燃機関１０９を運転し、かつ、目標ＥＧＲ値を導出した場合は当該目標ＥＧＲ値に応じたＥＧＲを行うよう内燃機関１０９を制御する。
【００４４】
以上説明したように、本実施例によれば、ＨＥＶがシリーズ走行時、蓄電器１０１が要求された出力を出せないために発電部１２３の出力増加が求められる場合は、蓄電部出力制限量Ｂｌに応じた量のＥＧＲを行い、かつ、ＥＧＲ量に応じた運転点で内燃機関１０９が駆動される。ＥＧＲを行うと内燃機関１０９の出力応答性が上がるため、発電部１２３への要求出力に対する発電部１２３の追従性を担保できる。したがって、蓄電器１０１の出力制限又は出力低下により生じ得るドライバビリティの低下を防止できる。
【００４５】
（第２実施例）
第２実施例では、図６に示したフローチャートのステップＳ１２１において、燃焼制御値導出部２１３が、内燃機関１０９の目標燃焼制御値として目標ＩＮＶ（In-Valve close timing）値を導出する。なお、ＩＮＶ値は、内燃機関１０９における吸気バルブの遅閉の程度を示す。マネジメントＥＣＵ１１９は、目標ＩＮＶ値に応じたアトキンソン制御を内燃機関１０９に対して行う。この点以外は第１実施例と同様である。
【００４６】
なお、目標ＩＮＶ値の導出は、所定の条件が成立したときに限って行われる。所定の条件とは、空燃比フィードバック制御が動作中であること、エンジン水温が所定値以上であること、及びエンジン始動モード中でないことである。
【００４７】
図１２は、燃焼制御値導出部２１３による目標ＩＮＶ値の導出工程を示す概念図である。図１２に示すように、燃焼制御値導出部２１３は、基本ＩＮＶマップを用いて、補正発電部出力Ｇａに応じた目標ＩＮＶ基本値ＩＮＶｓを導出する。なお、当該工程時、発電機１１１の回転数ＮＥｇに応じて異なる基本ＩＮＶマップが用いられる。また、燃焼制御値導出部２１３は、補正係数マップを用いて、蓄電部出力制限量Ｂｌに応じた補正係数を導出する。なお、図１２に示すように、補正係数は、蓄電部出力制限量Ｂｌが多いほど小さい。燃焼制御値導出部２１３は、目標ＩＮＶ基本値ＩＮＶｓに補正係数を乗算することによって目標ＩＮＶ値を導出する。
【００４８】
以上説明したように、本実施例によれば、ＨＥＶがシリーズ走行時、蓄電器１０１が要求された出力を出せないために発電部１２３の出力増加が求められる場合は、蓄電部出力制限量Ｂｌに応じた内燃機関１０９の吸気バルブを遅閉するタイミング制御を行い、かつ、当該遅閉じ量に応じた運転点で内燃機関１０９が駆動される。内燃機関１０９の吸気バルブの遅閉じ量を減らすことによって内燃機関１０９の出力応答性が上がるため、発電部１２３への要求出力に対する発電部１２３の追従性を担保できる。したがって、蓄電器１０１の出力制限又は出力低下により生じ得るドライバビリティの低下を防止できる。
【００４９】
（第３実施例）
第３実施例では、図６に示したフローチャートのステップＳ１２１において、燃焼制御値導出部２１３が、内燃機関１０９の目標燃焼制御値としてリーン運転判断値を導出する。なお、リーン運転判断値は、内燃機関１０９において理論空燃比よりも混合気を薄くするリーン運転を許可するか禁止するかを示す。燃焼制御値導出部２１３は、蓄電部出力制限量Ｂｌが所定値未満であればリーン運転を許可し、所定値以上であればリーン運転を禁止するリーン運転判断値を導出する。マネジメントＥＣＵ１１９は、リーン運転判断値がリーン運転の許可を示す場合は、リーン運転するよう内燃機関１０９を制御し、リーン運転判断値がリーン運転の禁止を示す場合は、ストイキ運転又はリッチ運転するよう内燃機関１０９を制御する。この点以外は第１実施例と同様である。
【００５０】
なお、リーン運転判断値の導出は、所定の条件が成立したときに限って行われる。所定の条件とは、空燃比フィードバック制御が動作中であること、エンジン水温が所定値以上であること、エンジン始動モード中でない、及びリーン運転可能な負荷範囲が成立していることである。
【００５１】
以上説明したように、本実施例によれば、ＨＥＶがシリーズ走行時、蓄電器１０１が要求された出力を出せないために発電部１２３の出力増加が求められる場合は、蓄電部出力制限量Ｂｌに応じて内燃機関１０９のリーン運転を許可又は禁止する制御を行う。リーン運転のときと比較して、ストイキ運転又はリッチ運転することによって内燃機関１０９の出力応答性が上がるため、発電部１２３への要求出力に対する発電部１２３の追従性を担保できる。したがって、蓄電器１０１の出力制限又は出力低下により生じ得るドライバビリティの低下を防止できる。
【００５２】
なお、上記実施形態では、第１実施例でＥＧＲ制御、第２実施例でアトキンソン制御、第３実施例で空燃比調整制御の各パラメータを制御しているが、これらの実施例を組み合わせたパラメータを制御しても良い。
【００５３】
また、上記実施形態では、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置がシリーズ方式のＨＥＶに含まれた例について説明したが、パラレル方式のＨＥＶ又はシリーズ／パラレル方式のＨＥＶに含まれていても良い。
【符号の説明】
【００５４】
１０１  蓄電器（BATT）
１０３  コンバータ(CONV)
１０５  第１インバータ（第１INV）
１０７  電動機（Mot）
１０９  内燃機関（ENG）
１１１  発電機（GEN）
１１３  第２インバータ（第２INV）
１１５  ギアボックス
１１９  マネジメントＥＣＵ（MG ECU）
１２１  蓄電部
１２３  発電部
１２５  駆動部
２０１  要求駆動力算出部
２０３  駆動部必要出力算出部
２０５  発電部出力可能判断部
２０７  蓄電部必要出力算出部
２０９  蓄電部出力可能判断部
２１１  補正発電部出力算出部
２１３  燃焼制御値導出部
２１５  内燃機関運転点導出部
【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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