(57)【要約】      （修正有）【課題】モータをサイズアップすることなくドライバーの要求パワーに応えることができるハイブリッド車両の制御装置を提供すること。【解決手段】走行予定経路を任意の区間に区分けした各区間にて、走行環境情報に基づいて予測されたエンジンEng及びモータ/ジェネレータMGに対して要求される要求パワーの平均値を区間ごとの予測要求パワーとして設定する要求パワー予測部と、動作点設定マップ（図３）上に予め規定されたエンジンEngの最適燃費動作特性１００と、予測要求パワーに応じて設定される予測要求パワー特性２００との交点Ｐを、各区間でのエンジンEngの目標動作点として設定する目標エンジン動作点設定部と、エンジンEngの実動作点を区間ごとに設定された目標動作点に一致させ、エンジンEngを区間ごとの定点運転とする駆動源制御部と、を備える構成とした。【選択図】図３
2016055761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン及びモータを有する駆動源と、走行予定経路での走行環境情報を取得するナビゲーションシステムと、を備えたハイブリッド車両に搭載され、
前記走行環境情報に基づいて前記走行予定経路を走行する際に前記駆動源に対して要求される要求パワーを予測すると共に、前記走行予定経路を任意の区間に区分けし、区分けした各区間にて予測された要求パワーの平均値を区間ごとの予測要求パワーとして設定する要求パワー予測部と、
前記エンジンの目標動作点を決めるための動作点設定マップ上に予め規定された前記エンジンの最適燃費動作特性と、前記要求パワー予測部によって設定された前記予測要求パワーに応じて前記動作点設定マップ上に設定される予測要求パワー特性と、の交点を、前記各区間での前記エンジンの目標動作点として設定する目標エンジン動作点設定部と、
前記走行予定経路を走行時の前記エンジンの実動作点を、前記区間ごとに設定された前記目標動作点に一致させ、前記エンジンの駆動制御を前記区間ごとの定点運転とする駆動源制御部と、
を備え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】
請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記駆動源制御部は、前記走行予定経路を走行する際、実際に生じる要求パワーと前記エンジンの出力パワーとの差異を前記モータの出力パワーで賄うように前記モータを駆動制御する
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、エンジンとモータを含む駆動源を有するハイブリッド車両において、走行予定経路での要求パワーに応じてエンジンの駆動制御を行うハイブリッド車両の制御装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンとモータの両方を駆動源とし、ナビゲーションシステムから取得した走行環境情報に基づいて設定する基準車速が高いほど、駆動出力のモータ分の出力配分を大きくするハイブリッド車両の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４２７８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のハイブリッド車両の制御装置にあっては、駆動出力のモータ分の出力配分を大きくすることで、駆動出力のエンジン分の出力配分は小さくなり、エンジンを燃費効率の低い領域で制御しなければならなくなる。
これに対し、燃費向上のために、エンジン動作点をエンジンの最適燃費特性に沿うように制御することが考えられる。しかしながら、この場合では、エンジン動作点が車両に対する要求パワーに応じて随時変動してしまう。そのため、例えば指令に対する応答遅れ等の影響で、エンジン出力を適切に制御することができず、ドライバーの要求パワーに応えることができないという問題が生じる。
一方、エンジン動作点が燃費の高効率領域内に入るようにエンジン動作点を制御し、要求パワーに対するエンジン出力パワーの過不足を例えばモータパワーで賄うことも考えられる。しかし、この場合では、モータの出力パワーのばらつきが大きくなり、それを担保するためにはモータの出力可能最大パワーを大きくする必要がある。そのため、モータやバッテリが大型化するという問題が生じる。なお、モータ等の大型化を図らない場合では、要求パワーに対して出力パワーが不足するといった事態になる。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、モータをサイズアップすることなくドライバーの要求パワーに応えることができる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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、エンジン及びモータを有する駆動源と、走行予定経路での走行環境情報を取得するナビゲーションシステムと、を備えたハイブリッド車両に搭載され、要求パワー予測部と、目標エンジン動作点設定部と、駆動源制御部と、を備えている。
前記要求パワー予測部は、前記走行環境情報に基づいて前記走行予定経路を走行する際に前記駆動源に対して要求される要求パワーを予測すると共に、前記走行予定経路を任意の区間に区分けし、区分けされた各区間にて予測された要求パワーの平均値を区間ごとの予測要求パワーとして設定する。
前記目標エンジン動作点設定部は、前記エンジンの目標動作点を決めるための動作点設定マップ上に予め規定された前記エンジンの最適燃費動作特性と、前記要求パワー予測部によって設定された前記予測要求パワーに応じて前記動作点設定マップ上に設定される予測要求パワー特性と、の交点を、前記各区間での前記エンジンの目標動作点として設定する。
前記駆動源制御部は、前記走行予定経路を走行時の前記エンジンの実動作点を、前記目標動作点に一致させる制御により、前記エンジンを前記区間ごとの定点運転とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のハイブリッド車両の制御装置では、走行予定経路を区分けした各区間でのエンジンの目標動作点が、動作点設定マップ上に予め規定されたエンジンの最適燃費動作特性と、予測要求パワーに応じて動作点設定マップ上に設定される予測要求パワー特性と、の交点に設定される。そして、走行予定経路を走行時のエンジン実動作点を目標動作点に一致させることで、エンジンの制御を区間ごとの定点運転にする。
すなわち、エンジンの制御は、エンジン実動作点が各区間ごとに設定された目標動作点に一致させる区間ごとのエンジン定点運転となる。そのため、エンジン動作点の頻繁な変動を抑制することができ、エンジンを適切に制御することができる。そのため、ドライバーの要求パワーに対して適切に応答することができる。
また、目標動作点は、予測要求パワーに応じて変更されるため、エンジンの出力パワーをドライバーの要求パワーに合わせることができる。そのため、要求パワーに対するエンジン出力パワーの過不足分を抑制することができ、モータの出力パワーのばらつきを抑えることができる。これにより、モータをサイズアップすることなく、ドライバーの要求パワーに応えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の車両制御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】エンジンの動作点設定マップと、最適燃費動作特性、予測要求パワー特性、エンジン目標動作点を示す説明図である。
【図４】実施例１の車両制御部にて実行される出力パワー制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】第１比較例の制御装置の車両制御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図６】第１比較例の制御装置におけるエンジンの動作点設定マップと、最適燃費動作特性、実要求パワー特性、エンジン実動作点を示す説明図である。
【図７】第２比較例の制御装置の車両制御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図８】第２比較例の制御装置におけるエンジンの動作点設定マップと、エンジン実動作点を示す説明図である。
【図９】実施例１の制御装置において走行予定経路設定時の予測要求パワーの特性を示すタイムチャートである。
【図１０】実施例１の制御装置において設定されるエンジンの目標運転点を説明する説明図である。
【図１１】実施例１の制御装置において走行予定経路走行時の車速・アクセル開度・実要求パワー・目標エンジントルク・目標モータトルクの各特性を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施するための形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【００１０】
（実施例１）
まず、実施例１におけるハイブリッド車両の制御装置の構成を、「ハイブリッド車両の全体システム構成」、「車両制御システムの構成」、「出力パワー制御処理の構成」に分けて説明する。
【００１１】
［ハイブリッド車両の全体システム構成］
図１は、実施例１のハイブリッド車両の制御装置が適用されたハイブリッド車両を示す全体システム図である。以下、図１に基づき、実施例１のハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。
【００１２】
実施例１におけるハイブリッド車両Ｓは、後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）である。このハイブリッド車両Ｓの駆動系は、図１に示すように、エンジンEngと、第１クラッチCL1と、モータ/ジェネレータMG（モータ）と、第２クラッチCL2と、自動変速機CVTと、変速機入力軸INと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有する。なお、FLは左前輪、FRは右前輪である。
【００１３】
前記エンジンEngは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、ハイブリッド車両Ｓの駆動源である。このエンジンEngは、車両制御部１からのエンジン制御指令に基づいて、エンジン始動制御やエンジン停止制御やスロットルバルブのバルブ開度制御やフューエルカット制御等が行われる。なお、エンジン出力軸には、フライホイールFWを介して第１クラッチCL1が接続されている。
【００１４】
前記第１クラッチCL1は、前記エンジンEngとモータ/ジェネレータMGの間に介装されたクラッチであり、車両制御部１からの制御指令に基づいて図示しない油圧ユニットにより作り出された第１クラッチ制御油圧により、締結・スリップ締結・解放が制御される。この第１クラッチCL1としては、例えば、ダイアフラムスプリングによる付勢力にて完全締結を保ち、ピストンを有する油圧アクチュエータを用いたストローク制御により、完全締結〜スリップ締結〜完全解放までが制御されるノーマルクローズの乾式単板クラッチが用いられる。なお、この第１クラッチCL1は、モータ/ジェネレータMGのみを走行駆動源とする電気自動車モードと、エンジンEngとモータ/ジェネレータMGの双方を走行駆動源とするハイブリッド車モードと、を切り替えるモード切り替え手段となっている。
【００１５】
前記モータ/ジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータ/ジェネレータであり、ハイブリッド車両Ｓの駆動源である。このモータ/ジェネレータMGは、車両制御部１からの制御指令に基づいて、インバータ２により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータ/ジェネレータMGは、バッテリ３からの電力の供給を受けて回転駆動し、エンジンEngの始動や左右後輪RL,RRの駆動を行う電動機として動作することもできる（以下、この動作状態を「力行」という）し、ロータがエンジンEngや左右後輪RL,RRから回転エネルギーを受ける場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能し、バッテリ３を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」という）。なお、このモータ/ジェネレータMGのロータは、第２クラッチCL2を介して自動変速機CVTの変速機入力軸INに連結されている。
【００１６】
前記第２クラッチCL2は、前記モータ/ジェネレータMGと左右後輪RL,RRの間に介装されたクラッチであり、車両制御部１からの制御指令に基づいて図示しない油圧ユニットにより作り出された第２クラッチ制御油圧により、締結・スリップ締結・解放が制御される。この第２クラッチCL2としては、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できるノーマルオープンの湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキが用いられる。
【００１７】
前記自動変速機CVTは、モータ/ジェネレータMGと左右後輪RL,RRの間に介装され、例えば、変速機入力軸INに接続したプライマリプーリと、プロペラシャフトPSに接続したセカンダリプーリと、両プーリ間に架け渡されたベルトと、を有するベルト式無段変速機である。この自動変速機CVTでは、車速やアクセル開度等に応じて設定される変速比を無段階に自動的に切り替える。そして、プロペラシャフトPSは、ディファレンシャルDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。
【００１８】
そして、このハイブリッド車両Ｓは、駆動形態の違い、つまり走行駆動源の違いによる走行モードとして、電気自動車モード（以下、「EVモード」という）と、ハイブリッド車モード（以下、「HEVモード」という）と、を有する。
【００１９】
前記「EVモード」は、第１クラッチCL1を解放状態とし、エンジンEngを停止してモータ/ジェネレータMGの駆動力のみで走行するモードである。この「EVモード」は、モータ走行モード・回生走行モードを有する。この「EVモード」は、要求駆動トルクが低く、バッテリ３の充電残量（以下、「バッテリSOC（State Of Chargeの略）」という）が確保されているときに選択される。
【００２０】
前記「HEVモード」は、第１クラッチCL1を締結状態とし、エンジンEngとモータ/ジェネレータMGの双方の駆動力で走行するモードである。この「HEVモード」は、モータアシスト走行モード・発電走行モード・エンジン走行モード・を有する。この「HEVモード」は、要求駆動トルクが高いとき、あるいは、バッテリSOCが不足するようなときに選択される。
【００２１】
［車両制御システムの構成］
図２は、実施例１の車両制御部の詳細構成を示すブロック図である。以下、図１及び図２に基づき、実施例１の車両制御システムの構成を説明する。
【００２２】
実施例１におけるハイブリッド車両Ｓの車両制御システムは、図１に示すように、車両制御部１と、インバータ２と、バッテリ３と、ナビゲーションシステム４と、通信ユニット５と、を有して構成されている。
【００２３】
前記車両制御部１は、マイクロコンピュータとその周辺部品や各種アクチュエータなどを備え、車速センサ６ａからの車速情報や、アクセル開度センサ６ｂからのアクセル開度情報、バッテリSOCを常時監視するSOC監視部６ｃからのバッテリSOC情報、ナビゲーションシステム４からの走行予定経路での走行環境情報、等が入力される。
そして、エンジンEngの回転速度や出力トルク、第１クラッチCL1,第２クラッチCL2の締結・スリップ締結・解放、モータ/ジェネレータMGの回転速度や出力トルク、自動変速機CVTの変速比などを制御する。また、この車両制御部１は、要求パワー予測部１１と、目標エンジン動作点設定部１２と、駆動源制御部１３と、を有し、後述する出力パワー制御処理を実行する。
【００２４】
前記要求パワー予測部１１は、ハイブリッド車両Ｓが走行予定経路を走行する際に要求される要求パワーを演算する演算回路である。この要求パワー予測部１１は、図２に示すように、先読みパワー演算部１１ａと、バッテリ要求パワー演算部１１ｂと、予測要求パワー演算部１１ｃと、を有している。
前記先読みパワー演算部１１ａは、所定の走行予定経路が設定又は推定されたら、ナビゲーションシステム４から入力されたこの走行予定経路での走行環境情報に基づき、この走行予定経路を走行する際に駆動源（「EVモード」であればモータ/ジェネレータMG、「HEVモード」であればエンジンEng及びモータ/ジェネレータMG）に対して要求される先読み走行パワーを演算する。
前記バッテリ要求パワー演算部１１ｂは、SOC監視部６ｃから入力されるバッテリSOC情報に基づき、バッテリ３を充電するために必要なバッテリ要求パワーを演算する。
前記予測要求パワー演算部１１ｃは、走行予定経路を走行する際に、駆動源に対して要求されるであろう総要求パワーを予測演算する。この予測される総要求パワーは、先読みパワー演算部１１ａによって演算された先読み走行パワーと、バッテリ要求パワー演算部１１ｂによって演算されたバッテリ要求パワーを加算して求める。さらに、この予測要求パワー演算部１１ｃでは、当該走行予定経路を任意の区間に区分けし、区分けした各区間における予測された総要求パワーの平均値を区間ごとの「予測要求パワー」として設定する。
なお、この要求パワー予測部１１では、先読み走行パワーを予測する際に用いる走行環境情報に対し、予測車速・走行予定の路面勾配・タイヤ・路面状態・車体形状から計算される走行抵抗や、変速機効率、モータ効率、バッテリ効率、エンジン効率を加味する。
【００２５】
前記目標エンジン動作点設定部１２は、ハイブリッド車両Ｓが走行予定経路を走行する際のエンジンEngの目標動作点を設定する演算回路である。この目標エンジン動作点設定部１２は、エンジン回転数とエンジントルクで規定されるエンジンEngの目標動作点を決めるための動作点設定マップ（図３参照）を有している。また、この動作点設定マップ上には、エンジンEngの最適燃費動作特性１００が予め規定されている。そして、この目標エンジン動作点設定部１２では、要求パワー予測部１１によって設定された予測要求パワーに応じて動作点設定マップ上に設定される予測要求パワー特性（図３では２００）と、最適燃費動作特性１００の交点Ｐを、各区間でのエンジンEngの目標動作点として設定する。
【００２６】
なお、「最適燃費動作特性」とは、エンジン出力パワーごとに決まるエンジン効率が最適になる運転点の集合である。一方、「予測要求パワー特性」は、いわゆる等パワー線であり、同一の予測要求パワー特性２００上にエンジン運転点を設定する場合、運転点の設定位置に拘らず、エンジン出力パワーは同一になる。つまり、最適燃費動作特性１００と予測要求パワー特性２００の交点によって規定される運転点は、設定された予測要求パワーを出力する際、エンジン効率が最適になる運転点であるといえる。
さらに、図３に示す１０１は、エンジンEngの最大トルク特性である。また、破線Ｘで囲んだ領域は、エンジンEngの運転高効率が比較的高くなる高効率領域であり、この高効率領域Ｘ内の点Ｐmaxにて設定される運転点は、エンジンEngの運転効率が最も高い最高効率運転点である。
【００２７】
前記駆動源制御部１３は、走行予定経路を「HEVモード」にて走行中、エンジンEngとモータ/ジェネレータMGの駆動制御を行う演算回路である。この駆動源制御部１３は、図２に示すように、ドライバー要求駆動力演算部１３ａと、実要求パワー演算部１３ｂと、エンジントルク演算部１３ｃと、モータトルク演算部１３ｄと、を有している。
前記ドライバー要求駆動力演算部１３ａは、車速センサ６ａからの車速情報と、アクセル開度センサ６ｂからのアクセル開度情報と、予め有する要求駆動力設定マップ（不図示）に基づき、走行予定経路を走行中に発生したドライバーの要求駆動力を求める。
前記実要求パワー演算部１３ｂは、走行予定経路を走行中に、駆動源に対して実際に発生した総要求パワー（実要求パワー）を演算する。この実要求パワーは、ドライバー要求駆動力演算部１３ａによって求められたドライバーの要求駆動力と、バッテリ要求パワー演算部１１ｂによって演算されたバッテリ要求パワーと、を加算して求める。
前記エンジントルク演算部１３ｃは、走行予定経路を走行時のエンジンEngの実動作点を、目標エンジン動作点設定部１２にて設定した区間ごとの目標動作点に一致させ、その結果設定される目標エンジントルクを演算する。このとき、目標動作点は、区間ごとに決められるので、目標エンジントルクは区間ごとに一定になり、エンジンEngは区間ごとの定点運転となる。
前記モータトルク演算部１３ｄは、走行予定経路を走行する際の目標モータトルクを演算する。この目標モータトルクは、実要求パワー演算部１３ｂによって演算された実要求パワーから、エンジントルク演算部１３ｃによって演算された目標エンジントルクを差し引いて求める。これにより、モータ/ジェネレータMGは、実要求パワーとエンジンEngの実出力パワーとの差異を賄うように駆動制御される。
【００２８】
前記ナビゲーションシステム４は、記憶部４ａと、演算部４ｂと、ディスプレイ（不図示）と、を有している。前記記憶部４ａは、道路曲率半径、勾配、交差点、信号、踏み切り、横断歩道、制限速度、料金所等の道路情報や、道路属性情報（高速道路・幹線道路・一般道・住宅街等）を含む地図情報を記憶している。前記演算部４ｂは、衛星からの信号を受信し、このＦＲハイブリッド車両Ｓの地球上の絶対位置を検出する。そして、記憶部４ａに記憶されている地図を参照し、ハイブリッド車両Ｓが存在している位置（現在地）を特定すると共に、この現在地から目的地までの走行予定経路を設定し、この走行予定経路に関する走行環境情報（道路情報・道路属性情報）を特定する。この走行予定経路及びその経路上の走行環境情報は、車両制御部１に入力される。また、不図示のディスプレイは、車室内に設けられ、ドライバーから目視可能となっている。
【００２９】
前記通信ユニット５は、ナビゲーションシステム４に接続されると共に、図示しない無線基地局及びインターネット等の通信ネットワークを介して、交通情報や統計交通データ、渋滞情報等を有するデータセンタ８との無線通信（テレマティクス通信）を行う。この「通信」は双方向であり、通信ユニット５を介して、ナビゲーションシステム４からデータセンタ８へと情報を送信することや、通信ユニット５を介して、データセンタ８から情報を受信してナビゲーションシステム４へ入力することが可能である。
なお、前記通信ユニット５としては、携帯電話機、ＤＳＲＣ、無線ＬＡＮなど様々なものを採用することができる。
【００３０】
［出力パワー制御処理の構成］
図４は、実施例１の車両制御部にて実行される出力パワー制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、出力パワー制御処理内容を示す図４のフローチャートの各ステップについて説明する。
【００３１】
ステップＳ１では、ドライバーによる目的地の入力がなされ、ナビゲーションシステム４によって現在地から目的地までの走行予定経路が設定されたか否かを判断する。YES（走行予定経路設定済み）の場合には、ステップＳ３へ進む。NO（走行予定経路未設定）の場合には、ステップＳ２へ進む。
【００３２】
ステップＳ２では、ステップＳ１での走行予定経路未設定との判断に続き、ハイブリッド車両Ｓが走行する走行予定経路を推定可能であるか否かを判断する。YES（推定可能）の場合には、ステップＳ３へ進む。NO（推定不可能）の場合には、この図３に示す出力パワー制御処理を適切に行うことは難しいとして、エンドへ進む。
ここで、走行予定経路の推定は、例えば過去の走行履歴に基づいて行う。
【００３３】
ステップＳ３では、ステップＳ１での走行予定経路設定済みとの判断、又は、ステップＳ２での走行予定経路推定可能との判断に続き、設定或いは推定された所定の走行予定経路での走行環境情報を、ナビゲーションシステム４及び各種センサから取得し、ステップＳ４へ進む。
ここで、走行環境情報は、走行予定経路の道路情報、道路属性情報、車速情報に加え、車両情報（車両重量、車体形状、変速機効率、モータ効率、バッテリ効率、エンジン効率等）や、気候情報（温度、湿度、天気等）、車両周辺情報（前方車両との車車間距離等）
を含む。
【００３４】
ステップＳ４では、ステップＳ３での走行環境情報の取得に続き、走行予定経路を任意の区間に区分けし、ステップＳ５へ進む。ここでは、地図上にあらかじめ設定された「ノード」によって分けられた一つの「リンク」を一区間として設定する。
【００３５】
ステップＳ５では、ステップＳ４での走行予定経路の区分けに続き、このステップＳ４にて分けられた各区間ごとの予測要求パワーを設定し、ステップＳ６へ進む。
ここでは、ステップＳ３にて取得された走行環境情報に基づいて当該区間において予測された要求パワーの平均値を、「予測要求パワー」として設定する。
【００３６】
ステップＳ６では、ステップＳ５での区間ごとの予測要求パワーの設定に続き、このステップＳ５にて設定された予測要求パワーに基づいて、各区間ごとのエンジンEngの目標動作点を設定し、ステップＳ７へ進む。
ここでは、動作点設定マップ（図３参照）上に予め規定された最適燃費動作特性１００と、予測要求パワーに応じて動作点設定マップ上に設定される予測要求パワー特性２００と、の交点Ｐを「エンジンEngの目標動作点」として設定する。
【００３７】
ステップＳ７は、ステップＳ６での目標動作点の設定に続き、エンジン実動作点をステップＳ６にて設定された目標動作点に一致させるエンジン定点運転を実施し、ステップＳ８へ進む。
ここで、この「エンジン定点運転」は、実際にハイブリッド車両Ｓが走行予定経路を「HEVモード」にて走行したときに行われる。また、エンジン実動作点を目標動作点に一致させることで、エンジンEngの出力回転数が制限されるが、自動変速機CVTの変速制御によってエンジン回転数と左右後輪RL,RRの回転数との回転数差を吸収する。
【００３８】
ステップＳ８では、ステップＳ７でのエンジン定点運転の実施に続き、実要求パワーに対するエンジン出力パワーの過不足を、モータ出力パワーで賄うモータ制御を実施し、エンドへ進む。
ここで、実要求パワーに対してエンジン出力パワーが足りない時には、モータ/ジェネレータMGから駆動トルクを出力し、モータ/ジェネレータMGを電動機として動作する。また、実要求パワーに対してエンジン出力パワーが過剰の時には、モータ/ジェネレータMGから発電トルクを出力し、モータ/ジェネレータMGを発電機として機能させてバッテリ３を充電する。
【００３９】
次に、作用を説明する。
まず、「第１比較例のハイブリッド車両の制御装置の構成とその課題」、「第２比較例のハイブリッド車両の制御装置の構成とその課題」を説明し、続いて、実施例１のハイブリッド車両の制御装置の出力パワー制御作用を説明する。
【００４０】
［第１比較例のハイブリッド車両の制御装置の構成とその課題］
図５は、第１比較例の制御装置の車両制御部の詳細構成を示すブロック図である。以下、図５に基づき、第１比較例のハイブリッド車両の制御装置の構成とその課題を説明する。
【００４１】
第１比較例の制御装置における車両制御部２０は、図５に示すように、ドライバー要求駆動力演算部２１と、バッテリ要求パワー演算部２２と、実要求パワー演算部２３と、エンジン動作点設定部２４と、エンジントルク演算部２５と、モータトルク演算部２６と、を有している。
【００４２】
前記ドライバー要求駆動力演算部２１は、車速情報と、アクセル開度情報と、予め有する要求駆動力設定マップ（不図示）に基づき、走行予定経路を走行中に発生したドライバーの要求駆動力を求める。
前記バッテリ要求パワー演算部２２は、バッテリSOC情報に基づき、走行予定経路を走行中に必要となるバッテリ要求パワーを演算する。
前記実要求パワー演算部２３は、ドライバーの要求駆動力とバッテリ要求パワーを加算し、走行予定経路の走行中に駆動源に対して実際に発生した総要求パワー（実要求パワー）を演算する。
【００４３】
前記エンジン動作点設定部２４は、図６に示すように、実要求パワー演算部２３によって演算された実要求パワーに応じて設定される実要求パワー特性ＰＬと、エンジンEngの動作点設定マップ上に予め規定された最適燃費動作特性１００との交点Ｐをエンジン実動作点として設定する。
ここで、交点Ｐは、走行中時々刻々と変化する実要求パワー特性ＰＬに応じて変動し、例えば時刻t１において実要求パワー特性ＰＬが「ＰＬα」の時には、交点は「Ｐα」になり、この交点Ｐαが時刻t１におけるエンジンEngの実運転点に設定される。また、同様に、時刻t２において実要求パワー特性ＰＬが「ＰＬβ」の時には、交点は「Ｐβ」となり、この交点Ｐβが時刻t２におけるエンジンEngの実運転点に設定される。さらに、時刻t３において実要求パワー特性ＰＬが「ＰＬγ」の時には、交点は「Ｐγ」となり、この交点Ｐγが時刻t３におけるエンジンEngの実運転点に設定される。
すなわち、この交点Ｐにて設定されるエンジンEngの運転点は、図６において矢印で示すように、最適燃費動作特性１００上を実要求パワーの大きさに応じて随時移動する。
【００４４】
前記エンジントルク演算部２５は、エンジン動作点設定部２４において設定されたエンジンEngの実動作点に基づいて決まる目標エンジントルクを演算する。すなわち、時刻t１においてエンジン実運転点が交点Ｐαのときには、目標エンジントルクは「Ｔｅα」となる。また、時刻t２においてエンジン実運転点が交点Ｐβのときには、目標エンジントルクは「Ｔｅβ」となる。さらに、時刻t３においてエンジン実運転点が交点Ｐγのときには、目標エンジントルクは「Ｔｅγ」となる。
つまり、この第１比較例では、エンジンEngの実運転点が随時変動することで、走行中の目標エンジントルクも随時変動することとなる。
【００４５】
前記モータトルク演算部２６は、実要求パワー演算部２３によって演算された実要求パワーから、エンジントルク演算部２５によって演算された目標エンジントルクを差し引いて、目標モータトルクを演算する。すなわち、目標モータトルクは、実要求パワーとエンジンEngの実出力パワーとの差異を賄う値に設定される。
【００４６】
このように、第１比較例のハイブリッド車両の制御装置では、走行中のエンジンEngの実運転点は、最適燃費動作特性１００上に設定されるため燃費の悪化を抑制するものの、この実運転点は実要求パワーに応じて随時変動する。この結果、目標エンジントルクも走行中に随時変動し、例えば指令に対する応答遅れ等の影響で、エンジンEngの出力パワーを適切に制御することが難しい。そのため、ドライバーの要求パワーに適切に応えることができないという問題が生じる。
【００４７】
［第２比較例のハイブリッド車両の制御装置の構成とその課題］
図７は、第２比較例の制御装置の車両制御部の詳細構成を示すブロック図である。以下、図７に基づき、第２比較例のハイブリッド車両の制御装置の構成とその課題を説明する。
【００４８】
第２比較例の制御装置における車両制御部３０は、図７に示すように、ドライバー要求駆動力演算部３１と、バッテリ要求パワー演算部３２と、実要求パワー演算部３３と、エンジントルク演算部３５と、モータトルク演算部３６と、を有している。
【００４９】
前記ドライバー要求駆動力演算部３１は、車速情報と、アクセル開度情報と、予め有する要求駆動力設定マップ（不図示）に基づき、走行予定経路を走行中に発生したドライバーの要求駆動力を求める。
前記バッテリ要求パワー演算部３２は、バッテリSOC情報に基づき、走行予定経路を走行中に必要となるバッテリ要求パワーを演算する。
前記実要求パワー演算部３３は、ドライバーの要求駆動力とバッテリ要求パワーを加算し、走行予定経路の走行中に駆動源に対して実際に発生した総要求パワー（実要求パワー）を演算する。
【００５０】
前記エンジントルク演算部３５は、図８に示すように、エンジンEngごとに規定されたエンジンEngの最高効率点Ｐmaxに設定されたエンジンEngの実動作点に基づいて決まる目標エンジントルクを演算する。すなわち、図８に示すようにエンジン運転点が最高効率点Ｐmaxのときには、目標エンジントルクは「Ｔｅmax」となる。
つまり、この第２比較例では、実要求パワーに拘らず、エンジンEngの実運転点はエンジン効率が最も高くなる位置に固定され、走行中の目標エンジントルクは一定値になる。
【００５１】
前記モータトルク演算部３６は、実要求パワー演算部３３によって演算された実要求パワーから、エンジントルク演算部３５によって演算された目標エンジントルクを差し引いて、目標モータトルクを演算する。すなわち、目標モータトルクは、実要求パワーとエンジンEngの実出力パワーとの差異を賄う値に設定される。
【００５２】
このように、第２比較例のハイブリッド車両の制御装置では、走行中のエンジンEngの実運転点は、エンジン効率が最も高くなる最高効率点Ｐmaxに固定される。この結果、目標エンジントルクが一定値になり、実要求パワーとエンジン出力パワーの差異は、すべてモータ/ジェネレータMGの出力パワーで賄うこととなる。
そのため、モータ/ジェネレータMGの出力パワーのばらつきが大きくなり、それを担保するためにはモータ/ジェネレータMGの出力可能最大パワーを大きくする必要がある。これにより、モータ/ジェネレータMGやバッテリ３の容量が大型化するという問題が生じる。なお、モータ/ジェネレータMG等の大型化を図らない場合では、要求パワーに対して駆動源の出力パワーが不足するといった事態になる。
【００５３】
［出力パワー制御作用］
図９は、実施例１の制御装置において走行予定経路設定時の予測要求パワーの特性を示すタイムチャートである。図１０は、実施例１の制御装置において設定されるエンジンの目標運転点を説明する説明図である。図１１は、実施例１の制御装置において走行予定経路走行時の車速・アクセル開度・実要求パワー・目標エンジントルク・目標モータトルクの各特性を示すタイムチャートである。以下、図９〜図１１に基づき、実施例１のハイブリッド車両の制御装置の出力パワー制御作用を説明する。
なお、図１１において、上述の第１比較例の制御装置における特性を一点鎖線で示し、上述の第２比較例の制御装置における特性を二点鎖線で示す。
【００５４】
実施例１のハイブリッド車両の制御装置において、現在地から目的地までの走行予定経路が設定されたら、図４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３へと進み、走行予定経路での走行環境情報を取得する。そして、ステップＳ４→ステップＳ５へと進んで、走行予定経路を任意の区間に区分けし、各区間ごとの予測要求パワーを設定する。
【００５５】
すなわち、図９に破線で示すように、走行予定経路が設定されたらまず駆動源（エンジンEng、モータ/ジェネレータMG）に対して要求される要求パワーを予測する。そして、走行予定経路を区分けした各区間（図９では区間１、区間２、区間３を示す）ごとに、破線で示す予測した要求パワーの平均値を、実線で示す「予測要求パワー」として設定する。
【００５６】
予測要求パワーを設定したら、ステップＳ６へと進み、各区間ごとのエンジンEngの目標動作点を設定する。この目標動作点は、図１０に示すように、動作点設定マップ上に予め規定されたエンジンEngの最適燃費動作特性１００と、予測要求パワーに応じて動作点設定マップ上に設定される予測要求パワー特性ＰＬと、の交点に設定される。
すなわち、区間１での予測要求パワーに応じて決まる予測要求パワー特性ＰＬは、「ＰＬ１」である。そのため、最適燃費動作特性１００との交点は「Ｐ１」になり、この交点Ｐ１が区間１を走行中のエンジンEngの目標運転点に設定される。また、同様に、区間２での予測要求パワーに応じて決まる予測要求パワー特性ＰＬは、「ＰＬ２」である。そのため、最適燃費動作特性１００との交点は「Ｐ２」になり、この交点Ｐ２が区間２を走行中のエンジンEngの目標運転点に設定される。さらに、区間３での予測要求パワーに応じて決まる予測要求パワー特性ＰＬは、「ＰＬ３」である。そのため、最適燃費動作特性１００との交点は「Ｐ３」になり、この交点Ｐ３が区間３を走行中のエンジンEngの目標運転点に設定される。
【００５７】
その後、走行予定経路を「HEVモード」にて走行するときには、図４に示すフローチャートにおいて、ステップＳ７へと進み、エンジン実動作点を区間ごとに設定した目標動作点に一致させるエンジン定点運転を実施する。
【００５８】
すなわち、まず、車速情報及びアクセル情報と、ここでは図示しないバッテリSOC情報に基づいて、走行中駆動源に対して実際に要求される実要求パワーを求める。このとき、実要求パワーは、図１１に示すように、車速やアクセル開度に合わせて時々刻々と変動する。
一方、エンジンEngの目標運転点は区間ごとに固定されるため、実運転点も区間ごとに固定することになり、その結果目標エンジントルクも区間ごとに一定値になる。
つまり、区間１では、図１０に示すように交点Ｐ１が目標運転点として設定されるので、目標エンジントルクは「Ｔｅ１」となる。また、区間２では、図１０に示すように交点Ｐ２が目標運転点として設定されるので、目標エンジントルクは「Ｔｅ２」となる。さらに、区間３では、図１０に示すように交点Ｐ３が目標運転点として設定されるので、目標エンジントルクは「Ｔｅ３」となる。
【００５９】
このように、実施例１のハイブリッド車両の制御装置では、区間ごとにエンジンEngの目標動作点を固定するため、エンジン動作点の頻繁な変動を抑制することができ、目標エンジントルクの変動を抑制することができる。なお、上述の第１比較例では、実要求パワー特性ＰＬと最適燃費動作特性１００との交点Ｐをエンジン実動作点として設定するため、エンジンEngの実運転点が時々刻々と変動し、目標エンジントルクも図１１において一点鎖線で示すように随時変動してしまう。この結果、エンジンEngの応答遅れ等の影響により、エンジンEngを適切に制御することが難しい。
しかし、実施例１では、エンジンEngの制御を適切に行うことができ、ドライバーの要求パワーに対して適切に応答することができる。
【００６０】
そして、エンジンEngを定点運転にする一方、ステップＳ８へと進み、実要求パワーに対するエンジン出力パワーの過不足を、モータ出力パワーで賄うモータ制御を実施する。
すなわち、実要求パワーからエンジンEngによって出力可能なパワー（ここでは、予測要求パワーと同値）を差し引き、求められた過不足分のパワーをモータ/ジェネレータMGによって賄うために必要なモータトルクを、目標モータトルクとする。これにより、目標モータトルクは、実要求トルクに応じて時々刻々と変動する。
【００６１】
しかしながら、実施例１では、各区間ごとに予測要求パワーに応じてエンジンEngの目標動作点が変動されるので、エンジン実動作点を最高効率点に固定する上述の第２比較例における目標エンジントルクの変動幅（図１１において２点鎖線で示す）よりも、目標モータトルクの変動幅を抑制することができる。
つまり、目標モータトルクのばらつきを抑えることができ、モータ/ジェネレータMGやバッテリ３をサイズアップすることなく、ドライバーの要求パワーに適切に応えることができる。
【００６２】
そして、この実施例１では、実要求パワーに対するエンジン出力パワーの過不足が、モータ出力パワーで賄われる。そのため、例えばエコモード等のドライバーの要求に対して出力を低下させる方法とは異なり、駆動源からの出力パワーを、ドライバーの要求パワーと同じにすることができる。これにより、ドライバーの意図したとおりに操作を行うことができる。
【００６３】
次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
【００６４】
(1) エンジンEng及びモータ（モータ/ジェネレータMG）を有する駆動源と、走行予定経路での走行環境情報を取得するナビゲーションシステム４と、を備えたハイブリッド車両Ｓに搭載され、
前記走行環境情報に基づいて前記走行予定経路を走行する際に前記駆動源（エンジンEng及びモータ/ジェネレータMG）に対して要求される要求パワーを予測すると共に、前記走行予定経路を任意の区間に区分けし、区分けした各区間にて予測された要求パワーの平均値を区間ごとの予測要求パワーとして設定する要求パワー予測部１１と、
前記エンジンEngの目標動作点を決めるための動作点設定マップ（図３）上に予め規定された前記エンジンEngの最適燃費動作特性１００と、前記要求パワー予測部１１によって設定された前記予測要求パワーに応じて前記動作点設定マップ（図３）上に設定される予測要求パワー特性２００と、の交点Ｐを、前記各区間での前記エンジンEngの目標動作点として設定する目標エンジン動作点設定部１２と、
前記走行予定経路を走行時の前記エンジンEngの実動作点を、前記区間ごとに設定された前記目標動作点に一致させ、前記エンジンEngの駆動制御を前記区間ごとの定点運転とする駆動源制御部１３と、
を備える構成とした。
これにより、モータをサイズアップすることなくドライバーの要求パワーに応えることができる。
【００６５】
(2) 前記駆動源制御部１３は、前記走行予定経路を走行する際、実際に生じる要求パワーと前記エンジンEngの出力パワーとの差異を前記モータ（モータ/ジェネレータMG）の出力パワーで賄うように前記モータ（モータ/ジェネレータMG）を駆動制御する構成とした。
これにより、(1)の効果に加え、駆動源からの出力パワーを要求パワーと同じにすることができ、ドライバーが意図したとおりに操作することができる。
【００６６】
以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６７】
実施例１では、駆動源が有するモータとして、電動機と発電機との両方の機能を持つモータ/ジェネレータMGとする例を示したが、これに限らない。例えば、力行のみが可能なモータであってもよい。また、力行のみ可能なモータの他に、動力分割機構を介して駆動源となるエンジンに連結されたジェネレータを設けてもよい。
ジェネレータを設けた場合では、エンジンによってジェネレータ駆動することで、エンジン出力パワーを抑制でき、実要求パワーに対してエンジン出力パワーが大きい場合に、エンジンの定点運転を維持しつつ駆動源からの出力パワーを適切に制御することができる。
【００６８】
また、上述の実施例では、走行予定経路を複数の区間に区分けする例を示したが、走行予定経路が短い場合等では、走行予定経路全体で一つの区間としてもよい。また、走行中、自車両が走行している区間の次の区間についてのみ予測要求パワーを設定し、エンジンの目標運転点を設定するようにしてもよい。この場合、直近の区間について予測要求パワーを設定するため、エンジンの目標運転点の設定精度を高くすることができ、実要求パワーと実際のエンジン出力パワーとの乖離を抑制し、必要となるモータ出力パワーを小さくすることができる。
【００６９】
そして、上述の実施例では、ハイブリッド車両としてＦＲハイブリッド車両とする例を示したが、例えば、ＦＦハイブリッド車両であってもよいし、モータによって走行し、エンジンによって発電機を駆動するシリーズ型のハイブリッド車両であってもよい。さらに、プラグインハイブリッド車両であってもよい。すなわち、エンジンとモータを有するハイブリッド車両であれば、本発明の制御装置を適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
Ｓ  ハイブリッド車両
Eng  エンジン
MG  モータ/ジェネレータ（モータ）
１  車両制御部
４  ナビゲーションシステム
１１  要求パワー予測部
１１ａ  先読みパワー演算部
１１ｂ  バッテリ要求パワー演算部
１１ｃ  予測要求パワー演算部
１２  目標エンジン動作点設定部
１３  駆動源制御部
１３ａ  ドライバー要求駆動力演算部
１３ｂ  実要求パワー演算部
１３ｃ  エンジントルク演算部
１３ｄ  モータトルク演算部
１００  最適燃費動作特性
２００  予測要求パワー特性
【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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