(57)【要約】【課題】動力循環モードでのハイブリッドシステムの効率を更に向上することのできるハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】パワーマネジメントコントロールコンピューター２１は、第１発電電動機７が放電を行うとともに、第２発電電動機１４が力行運転される動力循環モード時において、エンジン１で排気再循環が実施されるときには、実施されないときに比してエンジン回転速度が高くなるようにエンジン１の動作点を設定することで、エンジン１での排気再循環の実施に伴う効率の悪化を抑えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に連結された駆動軸、エンジンの出力軸及び第１発電電動機の回転軸が遊星歯車機構の３つの回転要素にそれぞれ連結されるとともに、第２発電電動機の回転軸が前記駆動軸に連結されたハイブリッド車両に適用される制御装置であって、
前記第１発電電動機が放電を行うとともに、前記第２発電電動機が力行運転される動力循環モード時において、前記エンジンで排気再循環が実施されるときには、実施されないときに比して同エンジンの回転速度が高くなるように同エンジンの動作点を設定する
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
車軸に連結された駆動軸、エンジンの出力軸及び第１発電電動機の回転軸が遊星歯車機構の３つの回転要素にそれぞれ連結されるとともに、第２発電電動機の回転軸が前記駆動軸に連結され、かつ電圧を昇圧して前記第１発電電動機及び前記第２発電電動機に電力を供給する昇圧コンバーターを備えたハイブリッド車両に適用される制御装置であって、
前記第１発電電動機が放電を行うとともに、前記第２発電電動機が力行運転される動力循環モード時において、前記昇圧コンバーターの昇圧節減が実施されるときには、実施されないときに比して前記エンジンの回転速度が高くなるように同エンジンの動作点を設定する
ことを特徴とする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、車軸に連結された駆動軸、エンジンの出力軸及び第１発電電動機の回転軸が遊星歯車機構の３つの回転要素にそれぞれ連結されるとともに、第２発電電動機の回転軸が前記駆動軸に連結されたハイブリッド車両に適用される制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１には、排気を吸気に再循環する排気再循環（ＥＧＲ）の実施の有無によりエンジンの動作点を変更するハイブリッド車両の制御装置が記載されている。また特許文献２には、ＨＶバッテリーの電圧を昇圧して発電電動機に供給する昇圧コンバーターを備え、車両の要求パワーが低いときには、その昇圧コンバーターによって昇圧される電圧を低減する、いわゆる昇圧節減を実施するハイブリッド車両の制御装置が記載されている。
【０００３】
一方、上記のようなハイブリッド車両では、状況によって、第１発電電動機が放電を行うとともに、第２発電電動機が力行運転される動力循環モードとなることがある。動力循環モードでは、エンジンの動作点を、ハイブリッドシステム全体の効率が最大となる動作点に設定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４１２７３号公報
【特許文献２】特開２００９ー２０２６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記文献１のハイブリッド車両の制御装置では、エンジンを効率良く運転できる動作点の排気再循環の実施の有無による変化に応じ、エンジンの動作点を変えることで、エンジンの運転効率を向上している。また上記文献２のハイブリッド車両の制御装置では、昇圧コンバーターの昇圧節減の実施時には、その昇圧節減による発電電動機の出力低下を補うべくエンジンの動作点を変更している。このように、文献１及び２には、エンジンのＥＧＲの実施時や昇圧コンバーターの昇圧節減の実施時に、エンジンの動作点を変えることが記載されている。しかしながら、上述のような動力循環モードでの具体的なエンジン動作点の変更態様までは詳らかに言及されておらず、エンジンの動作点を如何様に変更すれば、動力循環モードでのＥＧＲや昇圧節減の実施時におけるハイブリッドシステムの効率を向上できるかは、十分検討されていないのが実情となっている。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、動力循環モードでのハイブリッドシステムの効率を更に向上することのできるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、車軸に連結された駆動軸、エンジンの出力軸及び第１発電電動機の回転軸が遊星歯車機構の３つの回転要素にそれぞれ連結されるとともに、第２発電電動機の回転軸が駆動軸に連結されたハイブリッド車両に適用される制御装置をその前提とするものとなっている。そして上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、第１発電電動機が放電を行うとともに、第２発電電動機が力行運転される動力循環モード時において、エンジンで排気再循環が実施されるときには、実施されないときに比して同エンジンの回転速度が高くなるように同エンジンの動作点を設定するようにしている。
【０００８】
エンジンで排気再循環が実施されると、エンジンの運転効率が最大となる動作点が変化するため、排気再循環の実施前の動作点を維持してエンジンを運転すると、エンジンの運転効率が、ひいてはハイブリッドシステム全体の効率が悪化してしまう。その点、上記構成のように、排気再循環の実施時に応じてエンジンの回転速度が高くなるように同エンジンの動作点を設定すれば、第１発電電動機の回転速度が「０」に近づくようになる。そしてその結果、エンジン反力が小さくなり、第１発電電動機の放電量が減少するため、排気再循環の実施に伴うハイブリッドシステム全体の効率の悪化が抑えられるようになる。したがって、上記構成によれば、動力循環モードでのハイブリッドシステムの効率を更に向上することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、車軸に連結された駆動軸、エンジンの出力軸及び第１発電電動機の回転軸が遊星歯車機構の３つの回転要素にそれぞれ連結されるとともに、第２発電電動機の回転軸が駆動軸に連結され、かつ電圧を昇圧して第１発電電動機及び第２発電電動機に電力を供給する昇圧コンバーターを備えたハイブリッド車両に適用される制御装置をその前提とするものとなっている。そして上記課題を解決するため、請求項２に記載の発明では、第１発電電動機が放電を行うとともに、第２発電電動機が力行運転される動力循環モード時において、昇圧コンバーターの昇圧節減が実施されるときには、実施されないときに比してエンジンの回転速度が高くなるように同エンジンの動作点を設定するようにしている。
【００１０】
昇圧コンバーターによって昇圧される電圧を低減する昇圧節減が実施されれば、供給電圧が低下して、運転効率が最大となる発電電動機の動作点が変化する。そのため、昇圧節減の実施前の動作点を維持して発電電動機を運転すれば、発電電動機の運転効率が、ひいてはハイブリッドシステム全体の効率が悪化してしまう。その点、上記構成のように、昇圧節減の実施に応じてエンジンの回転速度が高くなるように同エンジンの動作点を設定すれば、第１発電電動機の回転速度が「０」に近づくようになる。そしてその結果、エンジン反力が小さくなり、第１発電電動機の放電量が減少するため、昇圧節減の実施に伴うハイブリッドシステム全体の効率の悪化が抑えられるようになる。したがって、上記構成によれば、動力循環モードでのハイブリッドシステムの効率を更に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態の適用されるハイブリッド車両のハイブリッドシステムの構成を模式的に示す略図。
【図２】同実施の形態に採用されるエンジン動作点補正ルーチンの処理手順を示すフローチャート。
【図３】同実施の形態でのエンジン動作点の補正による共線図の変化を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を具体化した一実施の形態を、図１〜図３を参照して詳細に説明する。
まず図１を参照して、本実施の形態の適用されるハイブリッド車両のハイブリッドシステムの構成を説明する。同図に示すように、エンジン１の出力軸２は、クラッチ３を介して、動力分割遊星歯車機構４のプラネタリーキャリアー５に連結されている。動力分割遊星歯車機構４は、サンギア６を中心として複数のプラネタリーギアが自転しつつ公転する構造となっており、そのサンギア６は第１発電電動機７の回転軸７ａに、そのリングギア８は駆動軸９にそれぞれ接続されている。そして動力分割遊星歯車機構４は、エンジン１の動力を、第１発電電動機７を発電機として駆動する動力と、車輪を駆動する動力とに分割する役割を担っている。
【００１３】
駆動軸９は、減速遊星歯車機構１０のリングギア１１に連結されている。減速遊星歯車機構１０は、リングギア１１に加え、回転不能に固定されたプラネタリーキャリアー１２と、サンギア１３とを備えており、そのサンギア１３は、第２発電電動機１４の回転軸１４ａに連結されている。こうした減速遊星歯車機構１０は、第２発電電動機１４の回転を減速して、その駆動トルクを増幅する役割を担っている。
【００１４】
また駆動軸９は、複数のギアにより構成された減速歯車機構１５に接続されている。そして駆動軸９は、減速歯車機構１５と、左右輪の差動を許容するディファレンシャル１６とを介して車軸１７に連結されている。
【００１５】
更に、このハイブリッドシステムには、発進時や加速時に第２発電電動機１４に電力を供給するとともに、第１発電電動機７が発電した電力や減速時に第２発電電動機１４が回生により発電した電力を蓄えるＨＶバッテリー１８が設けられている。ＨＶバッテリー１８の供給する電圧は、昇圧コンバーター１９によって昇圧された後、インバーター２０に送られる。インバーター２０は、ＨＶバッテリー１８からの直流電流を、第１発電電動機７及び第２発電電動機１４を駆動するための交流電流に変換するとともに、エンジン１の動力で第１発電電動機７が発電した交流電流や回生ブレーキにより第２発電電動機１４が発電した交流電流を、ＨＶバッテリー１８に充電するための直流電流に変換する。
【００１６】
こうしたハイブリッドシステムには、パワーマネジメントコントロールコンピューター２１が設けられている。パワーマネジメントコントロールコンピューター２１は、種々のセンサーやコンピューターからの信号を基に、エンジン１、第１発電電動機７及び第２発電電動機１４によるハイブリッドシステムの出力制御を行っている。またパワーマネジメントコントロールコンピューター２１は、ＨＶバッテリー１８や高電圧回路の監視及び制御や、電子制御ブレーキシステムとの協調制御による回生ブレーキなど、ハイブリッドシステムにおける種々の制御を統合的に行ってもいる。こうしたパワーマネジメントコントロールコンピューター２１には、イグニッションスイッチやシフトポジション、アクセル開度、ブレーキ踏み込み量、車輪速などの信号が入力されている。またパワーマネジメントコントロールコンピューター２１は、昇圧コンバーター１９やインバーター２０の制御を司る発電電動機用電子制御ユニット（ＭＧ  ＥＣＵ）２２や、ＨＶバッテリー１８のＳＯＣ値や温度、電圧、電流値などを監視する電池監視ユニット２３、エンジン１を制御するエンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）２４などと、車内ネットワークを通じて接続されている。
【００１７】
以上のように構成されたハイブリッドシステムにおいて、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン１の運転状況に応じて、吸気中への排気の再循環を実施している。またパワーマネジメントコントロールコンピューター２１は、第１発電電動機７や第２発電電動機１４への供給電圧を低下しても問題がない場合には、昇圧コンバーター１９による電圧の昇圧幅を小さくする昇圧節減を実施している。
【００１８】
ところで、このハイブリッドシステムは、ハイブリッド車両の走行状況によって、第１発電電動機７が放電を行うとともに、第２発電電動機１４が力行運転される動力循環モードで運転されることがある。この動力循環モードにおいて、パワーマネジメントコントロールコンピューター２１は、システム全体の効率が最適化されるように、エンジン１の動作点を定めている。このエンジン１の動作点の設定に際して、パワーマネジメントコントロールコンピューター２１は、エンジン１の排気再循環の実施の有無、昇圧コンバーター１９の昇圧節減の実施の有無により、エンジン１の動作点を変えるようにしている。こうした動力循環モード時のエンジン１の動作点の設定は、図２に示すエンジン動作点補正ルーチンの処理を通じて行われる。同ルーチンの処理は、パワーマネジメントコントロールコンピューター２１によって、既定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとなっている。
【００１９】
さて、本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、動力循環モード中であるか否かが確認され、動力循環モード中でなければ（Ｓ１００：ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、動力循環モード中であれば（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ステップＳ１０１において、エンジン１において排気再循環（ＥＧＲ）が実施中であるか否かが確認され、ＥＧＲの実施中でなければ（Ｓ１０１：ＮＯ）ステップＳ１０２に、実施中であれば（Ｓ１０１：ＹＥＳ）ステップＳ１０５に、それぞれ処理が移行される。
【００２０】
ステップＳ１０２に処理が移行されると、そのステップＳ１０２において、昇圧コンバーター１９の昇圧節減が実施中であるか否かが確認される。ここで昇圧節減が実施中でなければ（Ｓ１０２：ＮＯ）、ステップＳ１０３において、パワーマネジメントコントロールコンピューター２１に記憶された第１補正量算出マップを用いて補正量の算出が行われる。この第１補正量算出マップは、エンジン１に指令される指令エンジンパワーと車軸回転速度とから補正量を算出するマップとなっている。そしてこの第１補正量算出マップでは、排気再循環及び昇圧節減の双方が実施されていないときに、システム全体の効率が最適化されるような、エンジン回転速度の補正量が算出される。一方、昇圧節減が実施中であれば（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳ１０４において、パワーマネジメントコントロールコンピューター２１に記憶された第２補正量算出マップを用いて補正量の算出が行われる。この第２補正量算出マップは、指令エンジンパワーと車軸回転速度とから補正量を算出するマップとなっている。そしてこの第２補正量算出マップでは、排気再循環が実施されず、昇圧節減が実施されているときに、システム全体の効率が最適化されるような、エンジン回転速度の補正量が算出される。
【００２１】
一方、ステップＳ１０５に処理が移行されると、そのステップＳ１０５において、昇圧コンバーター１９の昇圧節減が実施中であるか否かが確認される。ここで昇圧節減が実施中でなければ（Ｓ１０５：ＮＯ）、ステップＳ１０６において、パワーマネジメントコントロールコンピューター２１に記憶された第３補正量算出マップを用いて補正量の算出が行われる。この第３補正量算出マップは、指令エンジンパワーと車軸回転速度とから補正量を算出するマップとなっている。そしてこの第３補正量算出マップでは、排気再循環が実施され、昇圧節減が実施されていないときに、システム全体の効率が最適化されるような、エンジン回転速度の補正量が算出される。一方、昇圧節減が実施中であれば（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、ステップＳ１０７において、パワーマネジメントコントロールコンピューター２１に記憶された第４補正量算出マップを用いて補正量の算出が行われる。この第４補正量算出マップは、指令エンジンパワーと車軸回転速度とから補正量を算出するマップとなっている。そしてこの第４補正量算出マップでは、排気再循環、昇圧節減の双方が実施されていないときに、システム全体の効率が最適化されるような、エンジン回転速度の補正量が算出される。
【００２２】
ステップＳ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１０７での補正量の算出が終わると、そのステップＳ１０８において、エンジン回転速度の補正が行われた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００２３】
なお、こうしたエンジン動作点補正ルーチンにおいては、排気再循環や昇圧節減の実施時には、それらの非実施時に比べ、エンジン回転速度が高くなるように、エンジン回転速度の補正が行われる。
【００２４】
続いて、以上のように構成された本実施の形態の作用を、図３を参照して説明する。
図３には、動力循環モード時における排気再循環及び昇圧節減が実施されていないときの共線図が実線で、動力循環モード時における排気再循環及び昇圧節減のいずれか又は双方が実施されているときの共線図が点線で示されている。
【００２５】
同図に示すように、排気再循環や昇圧節減が実施されると、エンジン回転速度が高められる。そしてエンジン回転速度が高められると、第１発電電動機７の回転速度が「０」に近づくようになる。
【００２６】
エンジン１で排気再循環が実施されると、エンジン１の運転効率が最大となる動作点が変化するため、排気再循環の実施前の動作点を維持してエンジン１を運転すると、エンジン１の運転効率が、ひいてはハイブリッドシステム全体の効率が悪化してしまう。その点、排気再循環の実施時に応じてエンジン回転速度が高くなるようにエンジン１の動作点を設定すれば、第１発電電動機７の回転速度が「０」に近づくようになる。そしてその結果、エンジン反力が小さくなり、第１発電電動機７の放電量が減少するため、排気再循環の実施に伴うハイブリッドシステム全体の効率の悪化が抑えられるようになる。
【００２７】
一方、昇圧コンバーター１９の昇圧節減が実施されれば、供給電圧が低下して、運転効率が最大となる第１発電電動機７の動作点が変化する。そのため、昇圧節減の実施前の動作点を維持して第１発電電動機７を運転すれば、同第１発電電動機７の運転効率が、ひいてはハイブリッドシステム全体の効率が悪化してしまう。その点、昇圧節減の実施に応じてエンジン回転速度が高くなるようにエンジン１の動作点を設定すれば、第１発電電動機７の回転速度が「０」に近づくようになる。そしてその結果、エンジン反力が小さくなり、第１発電電動機７の放電量が減少するため、昇圧節減の実施に伴うハイブリッドシステム全体の効率の悪化が抑えられるようになる。
【００２８】
以上の本実施の形態のハイブリッド車両の制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、第１発電電動機７が放電を行うとともに、第２発電電動機１４が力行運転される動力循環モード時において、エンジン１で排気再循環が実施されるときには、実施されないときに比してエンジン１の回転速度が高くなるようにエンジン１の動作点を設定するようにしている。そのため、排気再循環の実施時には、第１発電電動機７の回転速度が「０」に近づくようになる。そしてその結果、エンジン反力が小さくなり、第１発電電動機７の放電量が減少するため、排気再循環の実施に伴うハイブリッドシステム全体の効率の悪化が抑えられるようになる。したがって、本実施の形態によれば、動力循環モードでのハイブリッドシステムの効率を更に向上することができる。
【００２９】
（２）本実施の形態では、上記のような動力循環モード時において、昇圧コンバーター１９の昇圧節減が実施されるときには、実施されないときに比してエンジン１の回転速度が高くなるようにエンジン１の動作点を設定するようにしている。そのため、昇圧節減の実施時には、第１発電電動機７の回転速度が「０」に近づくようになる。そしてその結果、エンジン反力が小さくなり、第１発電電動機７の放電量が減少するため、昇圧節減の実施に伴うハイブリッドシステム全体の効率の悪化が抑えられるようになる。したがって、上記構成によれば、動力循環モードでのハイブリッドシステムの効率を更に向上することができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、動力循環モード時に排気再循環が実施されるとき、及び動力循環モード時に昇圧節減が実施されるときの双方において、エンジン回転速度が高くなるようにエンジン１の動作点を変更していたが、必要がなければ、いずれか一方のみでエンジン動作点の変更を行うようにしても良い。
【００３１】
・本発明は、上記実施の形態で示したもの以外の構成のハイブリッド車両にもその適用が可能である。要は、車軸に連結された駆動軸、エンジンの出力軸及び第１発電電動機の回転軸が遊星歯車機構の３つの回転要素にそれぞれ連結されるとともに、第２発電電動機の回転軸が前記駆動軸に連結されたハイブリッド車両であれば、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１…エンジン、２…出力軸、３…クラッチ、４…動力分割遊星歯車機構（遊星歯車機構）、５…プラネタリーキャリアー（回転要素）、６…サンギア（回転要素）、７…第１発電電動機、７ａ…回転軸、８…リングギア（回転要素）、９…駆動軸、１０…減速遊星歯車機構、１１…リングギア、１２…プラネタリーキャリアー、１３…サンギア、１４…第２発電電動機、１４ａ…回転軸、１５…減速歯車機構、１６…ディファレンシャル、１７…車軸、１８…ＨＶバッテリー、１９…昇圧コンバーター、２０…インバーター、２１…パワーマネジメントコントロールコンピューター、２２…発電電動機用電子制御ユニット（ＭＧ  ＥＣＵ）、２３…電池監視ユニット、２４…エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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