特許 6268118 ハイブリッド自動車の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6268118

(24)【登録日】2018年1月5日

(45)【発行日】2018年1月24日

(54)【発明の名称】ハイブリッド自動車の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/10 20160101AFI20180115BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20180115BHJP

   B60W 10/06 20060101ALI20180115BHJP

   B60W 10/08 20060101ALI20180115BHJP

   F02D 29/02 20060101ALI20180115BHJP

   B60L 11/14 20060101ALI20180115BHJP

   B60L 3/00 20060101ALI20180115BHJP

   F02D 45/00 20060101ALI20180115BHJP

【ＦＩ】

   B60W20/10

   B60K6/445ZHV

   B60W10/06 900

   B60W10/08 900

   F02D29/02 L

   B60L11/14

   B60L3/00 S

   F02D45/00 364M

   F02D45/00 330

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-75290(P2015-75290)

(22)【出願日】2015年4月1日

(65)【公開番号】特開2016-193686(P2016-193686A)

(43)【公開日】2016年11月17日

【審査請求日】2016年7月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 嘉昭

(72)【発明者】

【氏名】石田 竜太

【審査官】 塩澤 正和

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００８／０２５１４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１０１１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６９２５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｋ ６／２０ −６／５４７

Ｂ６０Ｗ １０／００ −１０／３０

Ｂ６０Ｗ ２０／００ −２０／５０

Ｂ６０Ｌ ３／００

Ｂ６０Ｌ １１／１４

Ｆ０２Ｄ ２９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料と電池との出力分担割合およびエンジンとモータのそれぞれの動作条件を設定するハイブリッド自動車の制御装置であって、
エンジンの動作条件であるエンジン回転数と、エンジントルクを設定し、
車両要求出力を、設定された動作条件でのエンジン出力と、モータ出力に分配し、
エンジン出力に基づいて燃料消費によるエネルギー消費量を算出し、
電池の充電状態と、電池温度と、モータ出力を入力パラメータとして、当該モータ出力を得るための電池電流を算出し、得られた電池電流から電池の充電状態変化量を算出し、得られた電池の充電状態変化量と予め求められている充電状態変化量と燃料消費の相関関係とからエネルギー消費量を算出し、
燃料の消費によるエネルギー消費量と電池からの電力消費によるエネルギー消費量を、共通の指標に変換し、これらを合算して得た評価指標を得るとともに、
エンジンの動作条件を変更して、複数の合算した評価指標を得、
エンジンとモータとから車両要求出力を出力する場合に、評価指標を最適化するエンジンとモータの動作条件を求め、
求められた動作条件をエンジンとモータの動作の目標値に設定する、
ハイブリッド自動車の制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載のハイブリッド自動車の制御装置であって、
エンジンで消費する燃料消費量と、電池からの電力消費量の燃料換算値との合算値を評価指標とする、
ハイブリッド自動車の制御装置。

【請求項3】

燃料と電池との出力分担割合およびエンジンとモータのそれぞれの動作条件を設定するハイブリッド自動車の制御装置であって、
エンジンの燃料消費によるエネルギー消費量と、電池からの電力消費によるエネルギー消費量を、共通の指標に変換し、これらを合算したものを評価指標とし、
エンジンとモータから車両要求出力を出力する場合に、最適燃費条件でない動作点を含む複数の動作点を設定し、設定された複数の動作点での評価指標を算出し、
算出された評価指標を最適化するエンジンとモータの動作条件を求め、
求められた動作条件を各駆動発生装置の動作の目標値に設定する、
ハイブリッド自動車の制御装置。

【請求項4】

燃料と電池との出力分担割合およびエンジンとモータのそれぞれの動作条件を設定するハイブリッド自動車の制御装置であって、
エンジンの燃料消費によるエネルギー消費量と、電池からの電力消費によるエネルギー消費量を、共通の指標に変換し、これらを合算したものを評価指標とし、
エンジンとモータから車両要求出力を出力する場合に、車両の動作状態に基づいてエンジン回転数を決定し、決定されたエンジン回転数においてエンジン出力トルクを変更することでエンジンの動作条件を最適燃費運転条件から変更して、最適燃費条件および最適燃費条件ではない動作点の両方を含む複数の動作点を設定し、設定された複数の動作点での評価指標を算出し、
算出された評価指標を最適化するエンジンとモータの動作条件を求め、
求められた動作条件を各駆動発生装置の動作の目標値に設定する、
ハイブリッド自動車の制御装置。

【請求項5】

燃料と電池との出力分担割合およびエンジンとモータのそれぞれの動作条件を設定するハイブリッド自動車の制御装置であって、
エンジンの燃料消費によるエネルギー消費量と、電池からの電力消費によるエネルギー消費量を、共通の指標に変換し、これらを合算したものを評価指標とし、
エンジンとモータから車両要求出力を出力する場合に、車両要求出力を最大エンジン出力に設定し、車両要求出力より小さなエンジン出力を複数設定し、設定された各エンジン出力についてその値を一定に保ちつつ、エンジントルクおよび対応するエンジン回転数を変更することでエンジンの動作条件を最適燃費運転条件から変更して、最適燃費条件および最適燃費条件ではない動作点の両方を含む複数の動作点を設定し、設定された複数の動作点での評価指標を算出し、算出された評価指標を最適化するエンジンとモータの動作条件を求め、
求められた動作条件を各駆動発生装置の動作の目標値に設定する、
ハイブリッド自動車の制御装置。

【請求項6】

燃料と電池との出力分担割合およびエンジンとモータのそれぞれの動作条件を設定するハイブリッド自動車の制御装置であって、
エンジンの燃料消費によるエネルギー消費量と、電池からの電力消費によるエネルギー消費量を、共通の指標に変換し、これらを合算したものを評価指標とし、
エンジンとモータから車両要求出力を出力する場合に、車両要求出力以下であってエンジン最大トルク以下の範囲で、エンジン回転数を複数設定し、設定された各エンジン回転数について、その値を一定に保ちつつエンジントルクを変更することでエンジンの動作条件を最適燃費運転条件から変更して、最適燃費条件および最適燃費条件ではない動作点の両方を含む複数の動作点を設定し、設定された各動作点での評価指標を求め、評価指標を最適化するエンジンとモータの動作条件を求め、
求められた動作条件を各駆動発生装置の動作の目標値に設定する、
ハイブリッド自動車の制御装置。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１つに記載のハイブリッド自動車の制御装置であって、
前記評価指標は、燃費であって、電池の消費電力を予め定められた充電に必要な燃料と消費電力との関係を用いて燃費に換算する、
ハイブリッド自動車の制御装置。

【請求項8】

請求項７に記載のハイブリッド自動車の制御装置であって、
前記予め定められた充電に必要な燃料と消費電力との関係は、ハイブリッド自動車における所定距離の走行において求められたものである、
ハイブリッド自動車の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はハイブリッド自動車の制御装置、特に燃費の改善に関する。

【背景技術】

【0002】

ハイブリッド自動車において、エンジンやモータの制御には各種の提案がある。特許文献１では、ハイブリッド車両において、エンジンと、モータの運転を制御して、燃費を改善することが示されている。すなわち、車両の走行に必要な走行要求出力をエンジンの出力のみで賄う場合の基本燃料消費量（Fassi[i]）と、電池からの電力で出力を賄った（アシストした）場合の燃料消費量（Fbase）の差（Fassi[i]−Fbase：減少する燃料消費量）を、アシスト電力量（EPwassi[i]）で除算して得た経済指標（Dassi[i]）に応じて評価するものである。すなわち、経済指標Dassi[i]=(Fassi[i]−Fbase)/EPwassi[i]が最大となるアシスト量を求めている。

【0003】

なお、特許文献２には、車両の走行要求出力などから、目標エンジン回転数、エンジン出力トルク、およびモータ出力の目標値を設定することが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−１５５８２０号公報

【特許文献2】特開２００６−３２１４５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１における経済指標は、出力トルクを電池からの電力でアシストした場合における、エンジンにおいて低減される燃料消費量と、電池からの消費電力の比である。従って、エンジン出力のみで走行することを考慮することができない。このため、エンジンのみで走行する方が消費燃料が少なくなる場合においても、電力も使った駆動条件が選定されることになる。

【0006】

また、ハイブリッド自動車の場合、消費した電力は減速時の回生か、エンジンによる発電によって補われる。特許文献１では、このような発電によって補われる電力を考慮していないため、燃料消費量を十分に低減することができない場合も生じる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るハイブリッド自動車の制御装置は、燃料と電池との出力分担割合およびエンジンとモータのそれぞれの動作条件を設定するハイブリッド自動車の制御装置であって、エンジンの動作条件であるエンジン回転数と、エンジントルクを設定し、車両要求出力を、設定された動作条件でのエンジン出力と、モータ出力に分配し、エンジン出力に基づいて燃料消費によるエネルギー消費量を算出し、電池の充電状態と、電池温度と、モータ出力を入力パラメータとして、当該モータ出力を得るための電池電流を算出し、得られた電池電流から電池の充電状態変化量を算出し、得られた電池の充電状態変化量と予め求められている充電状態変化量と燃料消費の相関関係とからエネルギー消費量を算出し、燃料の消費によるエネルギー消費量と電池からの電力消費によるエネルギー消費量を、共通の指標に変換し、これらを合算して得た評価指標を得るとともに、エンジンの動作条件を変更して、複数の合算した評価指標を得、エンジンとモータとから車両要求出力を出力する場合に、評価指標を最適化するエンジンとモータの動作条件を求め、求められた動作条件をエンジンとモータの動作の目標値に設定する。

【0008】

また、前記複数のエネルギー源は、燃料と電池であり、前記複数の駆動力発生装置は、エンジンとモータであり、エンジンで消費する燃料消費量と、電池からの電力消費量の燃料換算値との合算値を評価指標とすることが好適である。

【0009】

また、本発明に係るハイブリッド自動車の制御装置は、燃料と電池との出力分担割合およびエンジンとモータのそれぞれの動作条件を設定するハイブリッド自動車の制御装置であって、エンジンの燃料消費によるエネルギー消費量と、電池からの電力消費によるエネルギー消費量を、共通の指標に変換し、これらを合算したものを評価指標とし、エンジンとモータから車両要求出力を出力する場合に、最適燃費条件でない動作点を含む複数の動作点を設定し、設定された複数の動作点での評価指標を算出し、算出された評価指標を最適化するエンジンとモータの動作条件を求め、求められた動作条件を各駆動発生装置の動作の目標値に設定する。

【0010】

また、エンジンとモータから車両要求出力を出力する場合に、車両の動作状態に基づいてエンジン回転数を決定し、決定されたエンジン回転数においてエンジン出力トルクを変更することでエンジンの動作条件を最適燃費運転条件から変更して、最適燃費条件および最適燃費条件ではない動作点の両方を含む複数の動作点を設定すること、車両要求出力を最大エンジン出力に設定し、車両要求出力より小さなエンジン出力を複数設定し、設定された各エンジン出力についてその値を一定に保ちつつ、エンジントルクおよび対応するエンジン回転数を変更することでエンジンの動作条件を最適燃費運転条件から変更して、最適燃費条件および最適燃費条件ではない動作点の両方を含む複数の動作点を設定すること、車両要求出力以下であってエンジン最大トルク以下の範囲で、エンジン回転数を複数設定し、設定された各エンジン回転数について、その値を一定に保ちつつエンジントルクを変更することでエンジンの動作条件を最適燃費運転条件から変更して、最適燃費条件および最適燃費条件ではない動作点の両方を含む複数の動作点を設定することが好適である。

【0011】

また、前記評価指標は、燃費であって、電池の消費電力を予め定められた充電に必要な燃料と消費電力との関係を用いて燃費に換算することが好適である。

【0012】

また、前記予め定められた充電に必要な燃料と消費電力との関係は、ハイブリッド自動車における所定距離の走行において求められたものであることが好適である。

【発明の効果】

【0013】

異なるエネルギー源を共通の指標に変換して評価するため、複数のエネルギー源からの出力の分担、エンジンの動作点も適切なものとして、トータルとして燃費の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】２モータタイプのハイブリッド自動車（ＨＶ車）の構成を示す図である。

【図2】エンジンの動作点決定のための構成を示す図である。

【図3】加速度、エンジン回転数、およびエンジン駆動力の時間変化を説明する図である。

【図4】エンジンの動作点の探索のための構成を示す図である。

【図5】探索範囲を説明する図である。

【図6】エンジンの動作点と、燃料消費の関係を示す図である。

【図7】ｋと、エンジン出力Ｐｅ、電池出力Ｐｂａｔの関係を示す図である。

【図8】ΔＳＯＣと燃料消費量の関係を示す図である。

【図9】ｋと、燃料消費量の関係を示す図である。

【図10】他の実施形態における探索範囲を示す図である。

【図11】さらに他の実施形態における探索範囲を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。

【0016】

図１は、２モータタイプのハイブリッド自動車（ＨＶ車）の構成を示す。ＨＶ車には、エンジン１００、発電機ＭＧ１およびモータＭＧ２、電池（バッテリ）５００が搭載される。発電機ＭＧ１およびモータＭＧ２は、それぞれ駆動力出力および発電が可能のモータジェネレータであり、これをともにモータとも呼ぶ。エンジン１００、発電機ＭＧ１、モータＭＧ２およびタイヤ（駆動輪）４００は、動力分配機構７００を介して連結される。駆動力発生装置はエンジン１００、モータＭＧ２を含み、発電機ＭＧ１も駆動力発生装置になり得る。また、エネルギー源は、電池５００と、内燃機関であるエンジン１００に供給される燃料を含む。

【0017】

動力分配機構７００は、公知の遊星歯車機構により構成される。サンギヤには発電機ＭＧ１が連結され、リングギヤにモータＭＧ２が連結され、サンギヤとリングギヤに噛み合っているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持するキャリヤにエンジン１００が連結される。また、リングギヤには出力軸を介してデファレンシャルが連結され、デファレンシャルから左右のタイヤ４００に動力が伝達される。

【0018】

発電機ＭＧ１およびモータＭＧ２は、それぞれインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２に接続され、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２は電池５００に電気的に接続されて電力送受が行われる。電池５００とインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２との間にコンバータが設けられていてもよい。発電機ＭＧ１は、エンジン１００の動力により発電するとともに、発電した電力をモータＭＧ２およびインバータＩＮＶ１を介して電池５００に供給する。モータＭＧ２は、電池５００からの電力と発電機ＭＧ１からの電力を用いて走行用駆動力を発生してタイヤ４００を駆動する。発電機ＭＧ１は、エンジン１００のモータリング（クランキング）のためにモータとして機能させることも可能である。また、モータＭＧ２は、ハイブリッド自動車が惰性走行あるいは減速している場合に、エンジン１００に対する燃料の供給および点火を停止させ、モータＭＧ２を出力軸から伝達されるトルクで駆動させて発電機として機能させることもできる。エンジン１００と発電機ＭＧ１は動力分配機構７００を介して接続されているから、発電機ＭＧ１を発電機として機能させる場合、発電機ＭＧ１の回転数に応じてエンジン１００の回転数を変化させることができる。エンジン１００が動力を出力して走行している場合、リングギヤには走行抵抗等の負のトルクが作用し、キャリヤにはエンジン１００が出力した正のトルクが作用する。このときサンギヤに負のトルクを作用させると、リングギヤにはエンジントルクを増幅した正のトルクが作用する。サンギヤに作用させる負のトルクは、サンギヤに連結されている発電機ＭＧ１を発電機として機能させることにより生じる。発電機ＭＧ１の回転数を低下させればエンジン１００の回転数が低下し、発電機ＭＧ１の回転数を増大させればエンジン１００の回転数も増大する。発電機ＭＧ１およびモータＭＧ２は、ＥＣＵ、特に車両制御ＥＣＵ６００によりインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２を介して駆動制御される。ＥＣＵは、車両制御ＥＣＵ６００に加え、ＭＧ制御ＥＣＵ６０２と、エンジンＥＣＵ６０４と、電池監視ＥＣＵ６０６を備える。勿論、これらのＥＣＵは必ずしも別個のものである必要はなく、少なくともいずれか複数もしくは全てが単一のＥＣＵで構成されていてもよい。

【0019】

演算手段としての車両制御ＥＣＵ６００は、ＣＰＵおよびメモリを備えるマイクロコンピュータで構成され、各種検出信号を入力して発電機ＭＧ１およびモータＭＧ２を制御する。

【0020】

すなわち、車両制御ＥＣＵ６００は、アクセル開度センサからのアクセル信号（アクセル開度）、エンジン回転数センサからのエンジン回転数、モータＭＧ２からのモータ回転数、電池監視ＥＣＵ６０６からの電池５００の充電率ＳＯＣを入力し、発電機／モータ指令トルクを演算してＭＧ制御ＥＣＵ６０２に出力する。ＭＧ制御ＥＣＵ６０２は、供給された指令トルクで発電機ＭＧ１、モータＭＧ２を駆動すべくそれぞれのインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２に駆動信号（スイッチング信号）を出力する。インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の状態や発電機ＭＧ１、モータＭＧ２の状態はＭＧ制御ＥＣＵ６０２で監視される。また、車両制御ＥＣＵ６００は、アクセル信号、モータ回転数、ＳＯＣ、エンジン回転数に基づいてエンジン１００の目標回転数を演算し、エンジンＥＣＵ６０４に出力する。エンジンＥＣＵ６０４は、供給された目標回転数でエンジン１００を駆動すべく制御する。

【0021】

ここで、車両制御ＥＣＵ６００は、アクセル信号および車速に基づいて車両（ＨＶ車）の走行に必要な走行要求出力を導出する。また、ＨＶ車においては、システム損失や、電池の充電要求のなどの要求出力もあり、これらを合算して車両要求出力が得られる。そして、この車両要求出力について、エンジンの出力および電池５００の出力のいずれで賄うかの分担割合、エンジンの動作条件を決定する。そして、この動作条件および分担割合の決定において、電池出力を燃料に換算し、最適化計算を行う。なお、電池出力の燃費換算においては、電池５００の充電率（ＳＯＣ）も考慮する。このＳＯＣは、電流センサ等により検出された電池５００の充放電電流の積算値などに基づいて電池監視ＥＣＵ６０６で算出されるとよい。

【0022】

「エンジン動作条件および分担割合の制御」
車両制御ＥＣＵ６００は、エンジン１００の動作条件、およびモータＭＧ２、発電機ＭＧ１の運転を目標値を算出し、エンジンＥＣＵ６０４、ＭＧ制御ＥＣＵ６０２に供給する。

【0023】

図２には、車両制御ＥＣＵ６００の概略構成例が示してある。アクセル開度を示すアクセル信号、車速は、車両要求出力導出処理Ｓ１１に供給され、ここで車両において必要なエネルギー量である、車両要求出力が算出される。算出された車両要求出力は、車速、アクセル信号とともに、目標エンジン回転数導出処理Ｓ１２に供給される。この目標エンジン回転数導出処理Ｓ１２は、目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｆを決定する。

【0024】

目標エンジン回転数導出処理Ｓ１２において算出された目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｆは、エンジン動作点探索処理Ｓ１３に供給される。このエンジン動作点探索処理Ｓ１３には、車両要求出力、電池温度、ＳＯＣも供給されており、これらに基づいてエンジン動作点の最適点を探索する。そして、得られた目標エンジン出力Ｐｅ、目標回転数Ｎｅ＿ｒｅｆが出力される。なお、エンジン出力Ｐｅ、エンジンの動作点（エンジントルクＴｅ、エンジン回転数Ｎ）が決定されれば、モータＭＧ２、発電機ＭＧ１の動作点、電池出力Ｐｂａｔも決定される。

【0025】

「Ｓ１２目標エンジン回転数の決定」
本実施形態では、特許文献２に記載されているエンジン制御を基本として、エンジン１００の目標回転数Ｎｅ＿ｒｅｆを決定する。

【0026】

すなわち、加速時において、アクセル開度等から定められる車両要求出力をエンジン１００主体で出力するようにエンジン１００の出力を定めると、加速開始直後ではエンジン１００の出力を高めるためにエンジン回転数が急上昇し、加速フィーリングが損なわれてしまう。そこで、目標エンジン回転数導出処理Ｓ１２では、加速開始からエンジン回転数が所定にしきい値Ｎｅｐに至るまでは、目標回転数をその時のアクセル信号などから算出される最終的な目標エンジン回転数Ｎｅｔａｇに設定するが、エンジン回転数がしきい値Ｎｅｐに達した場合には、エンジン回転数の上昇の傾きを車速、アクセル開度、エンジン回転数、ＳＯＣに応じた傾きに設定する。このため、エンジン回転数がＮｅｐからＮｅｔａｇに至るまでの傾きを比較的小さなものに設定して、運転者のフィーリングに合致したものにできる。

【0027】

なお、車両要求出力は、アクセルやブレーキの操作によって設定される走行要求出力に、車両のシステム損失、電池の充電要求値などを合算して導出される。

【0028】

図３は、本実施形態における加速度、エンジン回転数、エンジン駆動力の時間変化を示す。図３（ａ）は、加速度の時間変化を示す。あるタイミング（図における「加速開始」）から運転者がアクセルペダルを踏み込んで加速度が徐々に増大し、その後、加速度が徐々に減少するプロファイルである。

【0029】

図３（ｂ）は、エンジン回転数の時間変化を示す。図３（ｂ）には、本実施形態におけるエンジン回転数とともに、基準エンジン回転数Ｎｅｔａｇ＿ｂｓ並びに特許文献２に記載された算出方法によるエンジン回転数も比較のために併せて示す。

【0030】

加速していない場合、本実施形態でも目標エンジン回転数はＮｅｔａｇ＿ｂｓであり、これを目標としてエンジン回転数も制御される。また、加速後であっても、エンジン回転数がしきい値Ｎｅｐに達するまでは目標エンジン回転数はＮｅｔａｇ＿ｂｓのままである。従って、運転者の要求駆動力に応じてエンジン回転数が比較的急峻に増大していく。

【0031】

一方、エンジン回転数がしきい値Ｎｅｐに達すると、Ｎｅｔａｇ＿ｂｓに代えて、Ｎｅｔａｇ＝ａａａ＊Ｖ＋ｂｂｂ（ａａａは傾き、ｂｂｂは切片）により算出される目標エンジン回転数となるようにエンジン回転数が制御される。車速Ｖに比例し、かつ、その比例係数ａａａは車速Ｖ、アクセル開度Ａｃｃおよび電池５００の充電率ＳＯＣに応じて設定されるため、走行状態に応じ、かつ車速Ｖに応じたエンジン回転数となる。このため、良好な加速フィーリングが得られる。

【0032】

図３（ｃ）は、エンジン駆動力の時間変化を示す。図３（ｂ）と同様に、制御ロジックが切り替わるポイントＡにおいて駆動力抜けは生じておらず、かつ、従来技術のように変速時の駆動力抜け（図中Ｂで示すポイント）も生じていない。

【0033】

なお、このエンジン回転数の制御については、特願２０１４−０７６９８４に詳しく記載している。

【0034】

「Ｓ１３目標エンジン動作点の探索」
図４には、Ｓ１３目標エンジン動作点の探索の構成について示してある。目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｆは、エンジントルク設定処理Ｓ２１に供給される。エンジントルク設定処理Ｓ２１は、図５に示すように、エンジン回転数を目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｆに固定した状態で、所定の範囲でエンジントルクＴｅを変更する。この例では、ｋ＝１〜ｎ（例えばｎ＝１０）のｎ個のエンジントルクＴｅ（ｋ）を設定する。なお、エンジントルクＴｅ（ｋ）は、最大トルク以下であって、燃費最適点まで、またはこれを下回る所定の範囲とする。これは、電池出力Ｐｂａｔを考慮して燃料消費量が最小となる動作条件を探索する範囲であり、基本的に燃費最適点の周辺である。

【0035】

Ｓ２１で得られたエンジントルクＴｅ（ｋ）は、燃料消費マップＳ２２に供給される。この燃料消費マップは、例えば図６に示すようのものであり、エンジン１００の特性に応じて予め定められたものであり、エンジン回転数と、エンジントルクに応じて燃料消費量が決定できる。図では、同一燃料消費点を等高線で表してあり、真ん中の島が燃料消費が最小のエリアである。Ｓ２１では、このようなマップを利用して、入力される目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｆ、エンジントルクＴｅ（ｋ）のそれぞれに対応した燃料消費量ＦＣｅｎｇ（ｋ）が出力される。この燃料消費量は例えば１秒間での消費量とする。

【0036】

なお、エンジン１００での燃料消費量ＦＣｅｎｇは、エンジントルク、エンジン回転数の他、ＥＧＲ率、エンジン水温なども考慮することが好適であり、テーブルではなく、エンジントルク、エンジン回転数、ＥＧＲ率、エンジン水温などの関数として求めてもよい。

【0037】

Ｓ２１からのエンジントルクＴｅ（ｋ）は、車両要求出力の分配処理（Ｓ２３）にも供給される。Ｓ２３においては、Ｔｅ（ｋ）に対し、目標回転数Ｎｅ＿ｒｅｆを乗算し、エンジン出力Ｐｅ（ｋ）を算出する（Ｐｅ（ｋ）＝Ｔｅ（ｋ）＊Ｎｅ＿ｒｅｆ）。このＳ２３には、車両の出力要求Ｐｈｖも供給されており、出力要求からエンジン出力を減算して電池出力Ｐｂａｔ（ｋ）を算出し（Ｐｂａｔ（ｋ）＝Ｐｈｖ−Ｐｅ（ｋ））、これを出力する。図７には、車両要求出力Ｐｈｖの分配の状態を示してある。このように、車両要求出力Ｐｈｖ、各ｋに対するＰｅ（ｋ）が決定されており、減算により各ｋに対するＰｂａｔ（ｋ）が決定される。

【0038】

電池のＳＯＣおよび電池温度は、ＯＣＶマップＳ２４および抵抗マップＳ２５に供給される。なお、電池温度は、電池に取り付けられている温度計によって計測される。Ｓ２４では、ＳＯＣおよび温度の入力に対し開放電圧ＯＣＶを出力するマップが記憶されており、入力されてくるその時のＳＯＣおよび温度に応じて、対応する開放電圧ＯＣＶが出力される。また、Ｓ２５には、ＳＯＣおよび温度の入力に対し、電池５００の内部抵抗を出力するマップが記憶されており、入力されてくるその時のＳＯＣおよび温度に応じて、対応する電池５００の内部抵抗（Ｒ）が出力される。

【0039】

Ｓ２３からのＰｂａｔ（ｋ）、Ｓ２４からのＯＣＶ、Ｓ２５からのＲは、電池電流の導出処理Ｓ２６に供給される。Ｓ２６では、電池５００からの出力がＰｂａｔ（ｋ）であるとして、電池電流Ｉｂ（ｋ）を算出する（Ｐｂａｔ（ｋ）＝ＯＣＶ＊Ｉｂ（ｋ）−Ｒ＊Ｉｂ（ｋ）^２）。すなわち、電池電流によって消費される電力は、ＯＣＶ＊Ｉｂ（ｋ）であるが、電池内部で消費される電力がＲ＊Ｉｂ（ｋ）^２であり、これを減算したものが電池出力Ｐｂａｔ（ｋ）であるとして、この関係から電池電流Ｉｂ（ｋ）を算出する。

【0040】

Ｓ２６からの電池電流Ｉｂ（ｋ）は、ΔＳＯＣの算出処理（Ｓ２７）に供給される。電池電流Ｉｂ（ｋ）が所定時間（例えばΔｔ＝１秒）流れた場合に電荷量と、電池容量とからＳＯＣの変化量ΔＳＯＣを算出する（ΔＳＯＣ＝Ｉｂ（ｋ）・Δｔ／電池容量）。

【0041】

Ｓ２７において算出されたΔＳＯＣは、燃料換算処理（Ｓ２８）に供給される。Ｓ２８は、図８に示すようなΔＳＯＣと、燃料消費量の関係を示すマップを有している。そこで、入力されてくるΔＳＯＣを対応する燃料消費量ＦＣｂａｔ（ｋ）に換算して出力する。図８のようなマップは、ＨＶ車によって、所定の距離を走行し、その際の運転条件を変更して、所定範囲のΔＳＯＣに対する燃料消費量を調べて作成したものである。すなわち、電力を燃料消費量に換算するには、充電時に消費する燃料消費に基づいて行なうため、その時点で消費する燃料だけでなく、広範囲の走行への影響も加味した設定を行うことが好ましい。そこで、電力の燃料換算には、実際の車両におけるΔＳＯＣと燃料の関係を用いる。特に、この関係はモード走行や実走行など長時間の走行データから導出し学習することが好適である。これによって、燃料換算値の精度を向上することができる。

【0042】

Ｓ２２からのエンジン燃料消費量ＦＣｅｎｇ（ｋ）とＳ２８からの電池の換算燃料消費量ＦＣｂａｔ（ｋ）は、加算処理Ｓ２９に供給され、ここで両者が加算され、合算燃料消費量ＦＣ（ｋ）が算出される（ＦＣ（ｋ）＝ＦＣｅｎｇ（ｋ）＋ＦＣｂａｔ（ｋ））。

【0043】

Ｓ２９からのＦＣ（ｋ）は、出力最適化処理（Ｓ３０）に供給され、ｋ＝１〜ｎの中で最小のＦＣ（ｋ）を与えるｋが選択される。

【0044】

図９には、各ｋに対する、エンジン燃料消費量ＦＣｅｎｇ、換算燃料消費量の関係が示されている。このように、ｋに応じて合算燃料消費量ＦＣ（ｋ）が異なる。この例では、ｋ＝９が選択される。また、この例は、ｋ＝１を図３における最適燃費線上の点として、エンジントルクを最大トルク線上の点ｋ＝１０とした場合の燃料消費量を示している。

【0045】

このようにして、Ｓ３０において、ＦＣ（ｋ）を最小とする、ｋが決定され、これに対応するエンジントルクＴｅ（ｋ），電池出力Ｐｂａｔ（ｋ）、エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｆが目標値として出力される。

【0046】

そこで、図１における車両制御ＥＣＵ６００がこれら目標値に従って、エンジン１００、発電機ＭＧ１、モータＭＧ２を制御する。これによって、エンジン回転数を加速に応じた回転数としながら、燃費を改善することが可能になる。

【0047】

「他の実施形態」
上記実施形態においては、エンジン回転数を決定し、その後でエンジントルクについて所定の範囲で探索した。しかし、一般的な走行状態であれば、エンジン回転数も変更した方が燃費改善につながる。

【0048】

そこで、本実施形態では、車両制御ＥＣＵ６００は、アクセルやブレーキの操作量から算出した走行要求出力に、システムの各構成要素の損失と、電池の充電要求値などを合算して車両要求出力を算出し、算出した車両要求出力をエンジン出力Ｐｅと電池出力Ｐｂａｔで分担する分担率を種々設定する。そして、エンジン出力を一定にしつつ、その中でエンジン回転数を変更して、エンジンの動作条件を変更し、燃費が最適な点を探索する。

【0049】

図１０には、探索の状態を示してある。このように、本実施形態では、エンジン回転数を固定していない。車両要求出力Ｐｈｖを最大エンジン出力に設定し、車両要求出力Ｐｈｖより少ないエンジン出力Ｐｅ（ｉ）を複数設定する。この例では、ｉ＝１〜ｑのｑ個のエンジン出力Ｐｅ（ｉ）を設定する。そして、エンジン出力Ｐｅ（ｉ）一定に保ちつつ、エンジントルクＴｅ（ｋ）および対応するエンジン回転数Ｎ（ｋ）をｋ＝１〜ｎの範囲で変更する。なお、ｎ，ｑは、任意の個数でよい。エンジントルクＴｅ（ｋ）は最大トルクを超えることはなく、ｋは燃費最適点の近傍で設定するとよい。

【0050】

そして、Ｐｅ（ｉ）の１つについて、Ｔｅ（ｋ）、上述と同様にしてＦＣ（ｋ）にして求めることを、Ｐｅ（ｉ）すべてについて行う。すなわち、Ｐｅ（ｉ）とＴｅ（ｋ）およびＮ（ｋ）のすべての組み合わせについてのＦＣ（ｉ，ｋ）を求め、その中で最小となるｉ，ｋを求める。

【0051】

これによって、最適なＰｅ（ｉ）、Ｔｅ（ｋ）、Ｎ（ｋ）が決定できる。

【0052】

本実施形態においては、エンジン出力において、エンジン回転数を変化させるために必要なエネルギ（例えばエンジンの慣性で消費する分）で消費する燃料も考慮に含めることもできる。

【0053】

燃料消費量が最小となるエンジン動作点を導出するには、エンジン車両要求出力と燃費最適線の交点で求めることも可能である。

【0054】

「さらに他の実施形態」
さらに、上記他の実施形態では、燃費最適の近傍と最大トルクまたは要求出力の小さい方の間で、エンジントルクおよびエンジン回転数を変化させて、エンジン出力を一定のライン上で探索を行った。しかし、エンジン回転数を一定に保ちながら、エンジントルクを変更して探索を行ってもよい。すなわち、図１１に示すように、燃費最適の近傍と最大トルクまたは要求出力の小さい方の間で、エンジン回転数を一定に維持した状態でエンジントルクを変更して探索を行う。そして、エンジン回転数を変更して同様の探索を行うことを繰り返す。そして、このようにして、燃料消費量の合算値が最小となる点を探索することで、最適動作点を導出することができる。

【0055】

「変形例」
ＨＶ車の中には、外部電力（商用の１００Ｖ、２００Ｖ交流電源）から電池５００に充電できるプラグインハイブリッド（ＰＨＶ）車がある。この場合には、電池５００の充電に使用される電力はエンジンの出力に基づく発電によるものではない場合がある。

【0056】

この場合には、共通の評価指標として電気代（外部からの給電）と燃料代とを合算した走行コストを用いるとよい。そして、得られた走行コストを最小とする燃料と電池の分担率と、エンジン動作点とを導出し、導出されたエンジン動作点をエンジン駆動の目標値とすればよい。また、導出された分担率に基づき電池出力Ｐｂａｔの目標値が決定されるため、この目標値に基づき、モータＭＧ２などの駆動を制御する。

【0057】

このようにして、ＰＨＶの場合にも、電力と、燃料を共通の評価指標を用いて、評価して、分担率、エンジン動作点を決定することができる。

【符号の説明】

【0058】

１００ エンジン、４００ タイヤ、５００ 電池、７００ 動力分配機構、ＭＧ１ 発電機、ＭＧ２ モータ、６００ 車両制御ＥＣＵ、６０２ ＭＧ制御ＥＣＵ、６０４ エンジンＥＣＵ、６０６ 電池監視ＥＣＵ、ＩＮＶ１，ＩＮＶ２ インバータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】