JP2002171604A - ハイブリッド車の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車の制御装置

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JP2002171604A JP2000387832A JP2000387832A JP2002171604A JP 2002171604 A JP2002171604 A JP 2002171604A JP 2000387832 A JP2000387832 A JP 2000387832A JP 2000387832 A JP2000387832 A JP 2000387832A JP 2002171604 A JP2002171604 A JP 2002171604A
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武蔵 山口
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逸朗 村本
Nobutaka Takahashi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 運転領域全体での効率を考慮し、燃料消費率
が最小となるハイブリッド車の制御装置を提供する。 【解決手段】 消費電力算出部20が消費電力を算出し、
蓄電池状態算出部21が蓄電装置５の蓄電装置状態SOCを
算出する。この蓄電装置状態に基づき、物理量算出部25
が消費電力に対して等しいかあるいは余剰となる発電を
行う場合における有効電力当たり物理量を種々の消費電
力と発電電力に対して算出し、しきい値算出部22が発電
装置と蓄電装置との動作モードを選択するために有効電
力当たり物理量と同一単位のしきい値を所定の演算で求
める。動作モード選択部23がこのしきい値と消費電力に
対応する有効電力当たり物理量との比較に基づいて内燃
機関１と蓄電装置５の動作モードを選択し、目標発電電
力算出部24が目標発電電力を算出する。配電コントロー
ラ６が内燃機関１、電動機３をコントロールする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車の
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ハイブリッド車の制御装置として
特開平９−９８５１６号に記載されたものが知られてい
る。この従来のハイブリッド車の制御装置は、パラレル
ハイブリッド車（Ｐ−ＨＥＶ）に関連し、燃料消費率又
は排出ガス量を低減することを目的とし、内燃機関を動
力源として走行する場合の内燃機関に関する物理量（燃
料消費率、排出ガス率など）と、電動機を動力源として
走行する場合の内燃機関で発電機を回して電力に変換す
る際の発電効率、電力を蓄電装置に蓄電する際の充電効
率を考慮した上での内燃機関に関する物理量（燃料消費
率、排出ガス率など）とを比較し、物理量がより好適な
もの（燃料消費率や排出ガス率を物理量とする場合には
より少ない方）を動力源として選択することを特徴とし
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来例では、
走行に必要な消費出力が比較的小さい（低負荷運転）領
域では、内燃機関は消費出力よりも大きい出力を発生さ
せて、その消費出力を超える余剰分で充電を行い、走行
に必要な消費出力が比較的大きい（高負荷運転）領域で
は、内燃機関は消費出力だけを発生させることになる。
【０００４】確かに瞬時の充電効率を考えた場合には、
上述した充電動作を行うと充電効率は良くなるが、運転
領域全体を考えた場合には、低負荷運転領域で内燃機関
が消費出力よりも大きい出力を発生させて、その消費出
力を超える余剰分で充電を行ったときの充電効率より
も、高負荷運転領域で内燃機関が消費出力よりも大きい
出力を発生させて、その消費電力を超える余剰分で充電
を行ったときの充電効率の方が良い場合があり、必ずし
も充電効率が最適化、ひいては燃料消費率が最適化され
ているとはいえなかった。
【０００５】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、運転領域全体での効率を考慮し、燃料
消費率や排出ガス量等の所定の物理量がより好適なもの
を動力源として選択して車両を走行させることができる
ハイブリッド車の制御装置を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、車両
走行用の電動機と、発電装置と、前記発電装置で発生し
た発電電力や車両の減速時に前記電動機が発生する回生
電力を蓄電し、必要に応じて放電する蓄電装置とから構
成されるハイブリッド車を制御するハイブリッド車の制
御装置において、現在の車両の消費電力を算出する消費
電力算出手段と、蓄電装置状態を算出する蓄電装置状態
算出手段と、前記蓄電装置状態に基づいて、前記消費電
力に対して等しいかあるいは余剰となる発電を行う場合
における、前記消費電力と前記蓄電装置に充電した余剰
電力を将来放電したときに消費できる電力との和（つま
り、有効電力）についてその単位量当たりの前記発電装
置に関する所定の物理量（つまり、有効電力当たり物理
量）を種々の消費電力と種々の発電電力に対して算出す
る有効電力当たり物理量算出手段と、前記発電装置と前
記蓄電装置との動作モードを選択するために前記有効電
力当たり物理量と同一単位のしきい値を所定の演算によ
って求めるしきい値算出手段と、前記しきい値と前記消
費電力に対応する前記有効電力当たり物理量との比較に
基づいて前記発電装置と蓄電装置の動作モードを選択す
る動作モード選択手段と、前記しきい値と前記有効電力
当たり物理量から前記発電装置に対する目標発電電力を
算出する目標発電電力算出手段とを備えたものである。
【０００７】また請求項２の発明は、前記発電装置を内
燃機関と発電機で構成するようにしたものである。
【０００８】また請求項３の発明は、前記発電装置を燃
料電池で構成するようにしたものである。
【０００９】また請求項４の発明は、前記有効電力当た
り物理量として、前記内燃機関又は前記燃料電池におけ
る有効電力当たりの燃料消費量を採用するようにしたも
のである。
【００１０】また請求項５の発明は、前記有効電力当た
り物理量として、前記内燃機関又は前記燃料電池におけ
る有効電力当たりの排出ガス量を採用するようにしたも
のである。
【００１１】また請求項６の発明は、前記動作モード選
択手段が、（１）前記消費電力が前記発電装置の最高発
電効率点で発電できる電力よりも小さく、かつ前記消費
電力に対応する前記有効電力当たり物理量が前記しきい
値よりも望ましくない状態である場合には、前記消費電
力と同量の電力を前記蓄電装置から供給する第１の動作
モードを、（２）前記消費電力に対応する前記有効電力
当たり物理量が前記しきい値よりも望ましい状態である
場合には、前記しきい値と等しい前記有効電力当たり物
理量となる電力を前記発電装置により発電し、前記消費
電力に対して余剰となった電力を前記蓄電装置に蓄電す
る第２の動作モードを、（３）前記消費電力が前記発電
装置の最高発電効率点で発電できる電力以上であり、か
つ前記消費電力に対応する前記有効電力当たり物理量が
前記しきい値よりも望ましくない状態である場合には、
前記しきい値以下となる最大電力を前記発電装置により
発電し、前記消費電力に対して不足する電力を前記蓄電
装置から供給する第３の動作モードを、（４）前記消費
電力に対応する前記有効電力当たり物理量と前記しきい
値が一致する場合には、前記発電装置により前記消費電
力と同量の電力を発電する第４の動作モードを選択する
ようにしたものである。
【００１２】また請求項７の発明は、前記目標発電電力
算出手段が、（１）前記動作モード選択手段において第
１の動作モードが選択された場合には前記目標発電電力
を０とし、（２）前記動作モード選択手段において第２
の動作モードが選択された場合には、前記有効電力当た
り物理量算出手段において前記しきい値と等しい前記有
効電力当たり物理量となる前記発電電力を検索して前記
目標発電電力とし、（３）前記動作モード選択手段にお
いて第３の動作モードが選択された場合には、前記有効
電力当たり物理量算出手段において前記しきい値以下の
前記有効電力当たり物理量となる最大電力を検索して前
記目標発電電力とし、（４）前記動作モード選択手段に
おいて第４の動作モードが選択された場合には、前記消
費電力と同量の電力を前記目標発電電力とするようにし
たものである。
【００１３】また請求項８の発明は、前記しきい値算出
手段が、対象とする物理量に関するしきい値を蓄電装置
状態に対応させて算出するものとし、その対応関係には
蓄電装置状態が前記蓄電装置の利用可能範囲の条件に近
づくほど発電時の物理量がより良好となるようにしきい
値を変化させ、蓄電装置状態が利用可能範囲の下限に近
づくほど物理量が良好ではなくても発電するようにしき
い値を変化させる関数関係を採用するようにしたもので
ある。
【００１４】また請求項９の発明は、対象とする物理量
に関するしきい値と蓄電装置状態との関係には、蓄電装
置状態の利用可能な範囲内での最小値でのしきい値が、
消費電力が最小の時に余剰電力を発生させた場合の物理
量の最適値と等しい値にし、蓄電装置状態の利用可能な
範囲内での最大値でのしきい値が、消費電力と発電量と
の取り得るすべての組み合わせに対応した物理量の中の
最適値と等しい値にするものを採用するようにしたもの
である。
【００１５】また請求項１０の発明は、対象とする物理
量に関するしきい値と蓄電装置状態との対応関係には、
蓄電装置状態の利用可能な範囲内での最小値より第１の
所定値だけ大きいときのしきい値が、消費電力が最小の
ときに余剰電力を発生させた場合の物理量の最適値と等
しい値にし、蓄電装置状態の利用可能な範囲内での最大
値より第２の所定値だけ小さいときのしきい値が、消費
電力と発電量との取り得るすべての組み合わせに対応し
た物理量の中の最適値と等しい値にするものを採用する
ようにしたものである。
【００１６】また請求項１１の発明は、前記しきい値算
出手段が、前記蓄電装置に充電する場合に用いる蓄電装
置状態としきい値との対応関係と、前記蓄電装置から放
電する場合に用いる蓄電装置状態としきい値との対応関
係とに異ならせるようにしたものである。
【００１７】また請求項１２の発明は、さらに、車両の
走行状態情報に基づき、将来要求される電力を予測する
将来要求電力予測手段と、予測された将来要求電力に応
じて前記しきい値を補正するしきい値補正手段とを備え
るようにしたものである。
【００１８】また請求項１３の発明は、前記将来要求電
力予測手段が、車両運転状態、補機運転状態又は道路状
態に基づいて将来要求される電力を予測するようにした
ものである。
【００１９】また請求項１４の発明は、さらに、前記蓄
電装置の温度状態を検出する蓄電装置温度検出手段と、
検出された蓄電装置の温度状態に応じて前記しきい値を
補正するしきい値補正手段とを備えるようにしたもので
ある。
【００２０】また請求項１５の発明は、前記しきい値補
正手段が、前記蓄電装置の温度状態があらかじめ定めら
れた第１の温度よりも高いか、若しくはあらかじめ定め
られた第２の温度よりも低い場合には、動作モード切替
しきい値を充電がされにくいように補正するようにした
ものである。
【００２１】また請求項１６の発明は、前記蓄電装置状
態検出手段が、前記蓄電装置のSOCを検出するようにし
たものである。
【００２２】また請求項１７の発明は、前記蓄電装置状
態検出手段が、前記蓄電装置の端子間電圧を検出するよ
うにしたものである。
【００２３】また請求項１８の発明は、前記蓄電装置の
内部抵抗値を検出するようにしたものである。
【００２４】請求項１９の発明は、内燃機関と電動機と
蓄電装置、及び変速機を備え、前記内燃機関と前記電動
機の少なくとも一方の動力を前記変速機を介して出力軸
に伝達するハイブリッド車を制御するハイブリッド車の
制御装置において、車速を検出する車速検出手段と、ア
クセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル踏み込み
量検出手段と、前記車速検出値と前記アクセルペダル踏
み込み量検出値に基づいて、出力軸仕事率を算出する出
力軸仕事率算出手段と、前記蓄電装置の充電時及び放電
時におけるエネルギ効率あるいはそれに相当する蓄電装
置状態を算出する蓄電装置状態算出手段と、変速比に対
する伝達効率特性から、前記伝達効率を算出する変速機
伝達効率算出手段と、前記内燃機関の燃料消費率特性と
前記変速機の伝達効率を考慮して、前記出力軸仕事率の
実現に必要な必要仕事率を内燃機関において発生した場
合に、前記出力軸仕事率の単位量当たりの内燃機関に関
する所定の物理量（つまり、必要仕事率発生時有効仕事
率当たり物理量）を算出する必要仕事率発生時有効仕事
率当たり物理量算出手段と、前記内燃機関と前記電動機
の動作モードを選択するための前記必要仕事率発生時有
効仕事率当たり物理量と同一単位のしきい値を設定する
しきい値算出手段と、前記必要仕事率発生時有効仕事率
当たり物理量が前記しきい値に対して望ましい状態にあ
るかを判断する状態判断手段と、前記必要仕事率と単位
仕事率当たりの内燃機関に関する所定の物理量を最小と
する前記内燃機関の動作点における最小燃料消費仕事率
との大小比較をする仕事率比較手段と、前記状態判断結
果と前記仕事率比較結果とに基づいて、前記内燃機関と
前記電動機の動作モードを選択する動作モード選択手段
と、前記必要仕事率に対して等しいかそれ以上となる仕
事率を前記内燃機関で発生した場合の、前記出力軸仕事
率と余剰分の仕事率から前記蓄電装置に充電した電力を
将来放電したときに利用できる電力の発生に用いられた
仕事率との和（つまり、有効仕事率）の単位量当たりの
前記内燃機関に関する所定の物理量（つまり、有効仕事
率当たり物理量）を種々の前記必要仕事率と種々の前記
内燃機関の仕事率に対して算出する有効仕事率当たり物
理量算出手段と、前記動作モードに基づいて、（１）電
動機により走行する場合には、変速機の伝達効率を考慮
して前記出力軸仕事率を実現するための前記電動機のト
ルクと回転数、及び前記変速機の変速比を算出し、
（２）内燃機関又は内燃機関及び電動機により走行する
場合には、前記有効仕事率当たり物理量算出手段に基づ
いて、前記しきい値と等しい有効仕事率当たり物理量と
なる内燃機関の仕事率を算出し、前記出力軸仕事率と前
記内燃機関の仕事率の双方を満たす前記内燃機関のトル
クと回転数、前記電動機のトルクと回転数、及び前記変
速機の変速比を算出する目標ユニット動作点算出手段と
を備えたものである。
【００２５】請求項２０の発明は、前記有効仕事率当た
り物理量を、前記内燃機関における有効仕事率当たりの
燃料消費量としたものである。
【００２６】請求項２１の発明は、前記有効仕事率当た
り物理量を、前記内燃機関における有効仕事率当たりの
排出を制限したい排出ガス成分量としたものである。
【００２７】請求項２２の発明は、前記動作モード選択
手段が、（１）前記状態判断手段において前記必要仕事
率発生時有効仕事率当たり物理量が前記しきい値よりも
望ましくない状態であると判断され、かつ、前記仕事率
比較手段において前記必要仕事率が前記最小燃料消費仕
事率よりも小さいと判断された場合には、前記出力軸仕
事率を満たす仕事率を前記電動機において発生する第１
の動作モードを選択し、（２）前記状態判断手段におい
て前記必要仕事率発生時有効仕事率当たり物理量が前記
しきい値よりも望ましい状態であると判断された場合に
は、前記必要仕事率に対してそれ以上となる仕事率を内
燃機関において発生させ、余剰分の仕事率により発電し
蓄電装置に充電する第２の動作モードを選択し、（３）
前記状態判断手段において前記必要仕事率発生時有効仕
事率当たり物理量が前記しきい値よりも望ましくない状
態であると判断され、かつ、前記仕事率比較手段におい
て前記必要仕事率が前記最小燃料消費仕事率よりも大き
いと判断された場合には、前記しきい値以下となる最大
の前記必要仕事率を前記内燃機関において発生し、前記
必要仕事率に対して不足する仕事率を前記電動機におい
て発生する第３の動作モードを選択し、（４）前記仕事
率比較手段において前記必要仕事率発生時有効仕事率当
たり物理量と前記しきい値が一致する場合には、前記必
要仕事率を内燃機関において発生する第４の動作モード
を選択するようにしたものである。
【００２８】請求項２３の発明は、前記目標ユニット動
作点算出手段が、（１）前記動作モード選択手段におい
て第１の動作モードが選択された場合には、前記電動機
のエネルギ変換効率と前記変速機の伝達効率から、前記
出力軸仕事率を最小電力で賄う前記電動機のトルクと回
転数、及び前記変速機の変速比を算出し、（２）前記動
作モード選択手段において第２の動作モードが選択され
た場合には、前記必要仕事率発生時有効仕事率当たり物
理量算出手段を用いて、前記必要仕事率及び前記しきい
値に基づいて、前記しきい値と等しい前記必要仕事率発
生時有効仕事率当たり物理量となる前記内燃機関の仕事
率から対応する前記内燃機関のトルクと回転数、前記電
動機のトルクと回転数、及び前記変速機の変速比を算出
し、（３）前記動作モード選択手段において第３の動作
モードが選択された場合には、前記必要仕事率発生時有
効仕事率当たり物理量算出手段を用いて、前記しきい値
から前記しきい値以下となる最大の前記必要仕事率に対
応する前記内燃機関のトルクと回転数、及び前記変速機
の変速比と、前記必要仕事率に対して不足する仕事率を
前記電動機において発生する際の前記電動機のトルクと
回転数を算出し、（４）前記動作モード選択手段におい
て第４の動作モードが選択された場合には、前記必要仕
事率発生時有効仕事率当たり物理量算出手段を用いて、
前記必要仕事率及び前記しきい値から、前記しきい値と
等しい前記必要仕事率発生時有効仕事率当たり物理量と
なる内燃機関の仕事率を算出し、対応する前記内燃機関
のトルクと回転数、前記電動機のトルクと回転数、及び
前記変速機の変速比を算出するようにしたものである。
【００２９】請求項２４の発明は、前記必要仕事率利発
生時有効仕事率当たり物理量算出手段が、前記内燃機関
の燃料消費率特性と前記電動機のエネルギ変換効率、及
び前記変速機の伝達効率を考慮して、前記内燃機関に関
する所定の物理量を最小とするよう算出された前記内燃
機関のトルクと回転数、前記電動機のトルクと回転数、
及び前記変速機の変速比を用いるようにしたものであ
る。
【００３０】請求項２５の発明は、原動機と発電機ある
いは燃料電池から構成される発電装置と、走行用の電動
機と、前記発電装置で発生した発電電力と前記電動機の
回生電力とを蓄積する蓄電装置とを備え、前記原動機と
前記電動機との少なくとも一方の駆動力により走行する
ハイブリッド車を制御するハイブリッド車の制御装置に
おいて、ドライバーの要求する駆動力に応じた駆動仕事
率を実現するために必要な前記発電装置の仕事率と補機
類の動作に必要な補機仕事率とに基づいて、走行に必要
な必要仕事率を算出する必要仕事率算出手段と、前記必
要仕事率を前記発電装置で発生した場合の、前記原動機
あるいは燃料電池に関する単位仕事率当たりの所定の物
理量（つまり、単位仕事率当たり物理量）を算出する単
位仕事率当たり物理量算出手段と、前記発電装置、蓄電
装置及び電動機の動作モードを選択するための比較基準
値となる、前記単位仕事率当たり物理量と同一単位のし
きい値を算出するしきい値算出手段と、前記しきい値と
単位仕事率当たり物理量とを比較し、その結果に応じて
前記発電装置、蓄電装置及び電動機の動作モードを選択
する動作モード選択手段と、前記しきい値以下となる前
記発電装置の動作点を算出する動作点算出手段とを備
え、前記動作点算出手段が、前記蓄電装置の充電状態を
検出する充電状態検出手段と、前記充電状態検出手段に
よる充電状態検出値に基づいて、前記蓄電装置の充電状
態と充電量とに対応した充電効率を算出する充電効率算
出手段と、前記発電装置のエネルギ変換効率と前記充電
効率とに基づいて、前記必要仕事率以上となる仕事率を
前記発電装置で発生した場合の前記駆動仕事率及び補機
仕事率、並びに余剰分の仕事率を用いて前記蓄電装置に
充電される仕事率の和（つまり、有効仕事率）の単位仕
事率当たりの前記発電装置に関する所定の物理量（つま
り、有効仕事率当たり物理量）を種々の前記必要仕事率
と種々の前記原動機あるいは前記燃料電池の仕事率につ
いて充電状態毎に算出する有効仕事率当たり物理量算出
手段とを有して成るものである。
【００３１】請求項２６の発明は、内燃機関と、走行用
の電動機と、前記電動機の発電電力と回生電力とを蓄積
する蓄電装置と、変速機を備え、前記内燃機関と電動機
との少なくとも一方の動力を前記変速機を介して出力軸
に伝達するハイブリッド車を制御するハイブリッド車の
制御装置において、ドライバーの要求する駆動力に応じ
た駆動仕事率を実現するために必要な前記内燃機関の仕
事率と補機類の動作に必要な補機仕事率とに基づいて、
走行に必要な必要仕事率を算出する必要仕事率算出手段
と、前記必要仕事率を前記内燃機関で発生した場合の、
前記内燃機関に関する単位仕事率当たりの所定の物理量
（つまり、単位仕事率当たり物理量）を算出する単位仕
事率当たり物理量算出手段と、前記内燃機関、蓄電装置
及び電動機の動作モードを選択するための比較基準値と
なる、前記単位仕事率当たり物理量と同一単位のしきい
値を算出するしきい値算出手段と、前記しきい値と単位
仕事率当たり物理量とを比較し、その結果に応じて前記
内燃機関、蓄電装置及び電動機の動作モードを選択する
動作モード選択手段と、前記しきい値以下となる前記内
燃機関の動作点を算出する動作点算出手段とを備え、前
記動作点算出手段が、前記蓄電装置の充電状態を検出す
る充電状態検出手段と、前記充電状態検出手段による充
電状態検出値に基づいて、前記蓄電装置の充電状態と充
電量とに対応した充電効率を算出する充電効率算出手段
と、前記変速機の変速比に対応した伝達効率を算出する
伝達効率算出手段と、前記内燃機関のエネルギ変換効率
と前記充電効率及び伝達効率とに基づいて、前記必要仕
事率以上となる仕事率を前記内燃機関で発生した場合の
前記駆動仕事率及び補機仕事率、並びに余剰分の仕事率
を用いて前記蓄電装置に充電される電力の和（つまり、
有効仕事率）の単位仕事率当たりの前記原動機に関する
所定の物理量（つまり、有効仕事率当たり物理量）を、
種々の前記必要仕事率と種々の前記原動機の仕事率とに
ついて充電状態毎に算出する有効仕事率当たり物理量算
出手段とを有して成るものである。
【００３２】請求項２７の発明は、前記しきい値算出手
段が、前記発電装置又は内燃機関の動作モードを選択す
るための前記単位仕事率当たり物理量と同一単位のしき
い値を前記充電状態検出値に対応させて算出し、その対
応関係は前記充電状態検出値が前記蓄電装置の利用可能
範囲の上限に近づくほど、発電時の前記単位仕事率当た
り物理量がより良好となるようにしきい値を変化させ、
前記充電状態検出値が前記蓄電装置の利用可能範囲の下
限に近づくほど、前記単位仕事率当たり物理量が良好で
はなくても発電するようにしきい値を変化させるもので
ある。
【００３３】請求項２８の発明は、前記しきい値算出手
段が、所定時間内に前記動作モードの切替があったこと
を検出する動作モード切替検出手段と、前記動作モード
の切替を検出した場合に出力するしきい値にヒステリシ
スを設けるヒステリシス設定手段とを備えたものであ
る。
【００３４】請求項２９の発明は、前記単位仕事率当た
り物理量を、前記原動機あるいは燃料電池、又は内燃機
関における前記単位仕事率当たりの燃料消費量としたも
のである。
【００３５】請求項３０の発明は、前記単位仕事率当た
り物理量を、前記原動機あるいは燃料電池、又は内燃機
関における前記単位仕事率当たりの排出を制限したい排
出ガス成分量としたものである。
【００３６】請求項３１の発明は、車両走行用の電動機
と、燃料を使用して発電を行う発電装置と、前記発電装
置で発生した発電電力や車両の減速時に前記電動機が発
生する回生電力を蓄電する蓄電装置とを搭載するハイブ
リッド車を制御するハイブリッド車の制御装置におい
て、現在の車両の消費電力を算出する消費電力算出手段
と、前記蓄電装置の充電状態に基づいて、前記発電装置
と前記蓄電装置との動作モードを選択するためのしきい
値を算出するしきい値算出手段と、前記発電装置で消費
電力と等しい電力を発生させる場合の単位有効電力当た
り燃料消費率を示すダイレクト配電時有効燃料消費率曲
線と前記しきい値と前記消費電力算出手段で求めた現在
の消費電力とに基づいて、前記発電装置と前記蓄電装置
との動作モードを選択する動作モード選択手段と、前記
発電装置で消費電力より大きい電力を発生させる場合の
単位有効電力当たり燃料消費率を示す余剰電力充電時有
効燃料消費率曲線と前記ダイレクト配電時有効燃料消費
率曲線と前記しきい値と前記消費電力算出手段で求めた
現在の消費電力と前記動作モード選択手段で選択した動
作モードとに基づいて、前記発電装置の目標発電電力を
算出する目標発電電力算出手段とを備えたものである。
【００３７】
【発明の効果】請求項１〜３の発明によれば、消費電力
算出手段により現在の走行や補機類の消費電力を算出
し、蓄電池状態算出手段により蓄電装置の充電時及び放
電時におけるエネルギの変換効率及びそれに相当する蓄
電装置状態を算出する。そしてこの蓄電装置状態に基づ
き、物理量算出手段により消費電力に対して等しいかあ
るいは余剰となる発電を行う場合における有効電力当た
り物理量を種々の消費電力と種々の発電電力に対して算
出し、しきい値算出手段によって発電装置と蓄電装置と
の動作モードを選択するために有効電力当たり物理量と
同一単位のしきい値を求める。そして動作モード選択手
段がこのしきい値と消費電力に対応する有効電力当たり
物理量との比較に基づき、発電装置と蓄電装置の動作モ
ードを選択し、目標発電電力算出手段がしきい値と有効
電力当たり物理量から発電装置に対する目標発電電力を
算出する。こうして、走行用電動機に電力を供給する際
の発電装置と蓄電装置の動作モードや発電装置での目標
発電電力を決定することにより、発電装置に関する所定
の物理量を従来と比較して増加あるいは低減することが
できる。
【００３８】請求項４の発明によれば、有効電力当たり
物理量として、内燃機関又は燃料電池における有効電力
当たりの燃料消費量を採用することにより、電気エネル
ギに対する燃料消費量の低減が図れる。
【００３９】請求項５の発明によれば、有効電力当たり
物理量として、内燃機関又は燃料電池における有効電力
当たりの排出ガス量を採用することにより、電気エネル
ギに対する排出ガス量を低減することができる。
【００４０】請求項６の発明によれば、消費電力が発電
装置の最高発電効率点で発電できる電力よりも小さく、
かつ消費電力に対応する有効電力当たり物理量がしきい
値よりも望ましくない状態である場合には、消費電力と
同量の電力を蓄電装置から供給する第１の動作モードを
選択し、消費電力に対応する有効電力当たり物理量がし
きい値よりも望ましい状態である場合には、しきい値と
等しい有効電力当たり物理量となる電力を発電装置によ
り発電し、消費電力に対して余剰となった電力を蓄電装
置に蓄電する第２の動作モードを選択し、消費電力が発
電装置の最高発電効率点で発電できる電力以上であり、
かつ消費電力に対応する有効電力当たり物理量がしきい
値よりも望ましくない状態である場合には、しきい値以
下となる最大電力を発電装置により発電し、消費電力に
対して不足する電力を蓄電装置から供給する第３の動作
モードを選択し、消費電力に対応する有効電力当たり物
理量としきい値が一致する場合には、発電装置により消
費電力と同量の電力を発電する第４の動作モードを選択
することにより、システム全体として燃料消費の高度な
効率化が図れる。
【００４１】請求項７の発明によれば、（１）動作モー
ド選択手段において第１の動作モードが選択された場合
には目標発電電力を０とし、（２）動作モード選択手段
において第２の動作モードが選択された場合には、有効
電力当たり物理量算出手段においてしきい値と等しい有
効電力当たり物理量となる発電電力を検索して目標発電
電力とし、（３）動作モード選択手段において第３の動
作モードが選択された場合には、有効電力当たり物理量
算出手段においてしきい値以下の有効電力当たり物理量
となる最大電力を検索して目標発電電力とし、（４）動
作モード選択手段において第４の動作モードが選択され
た場合には、消費電力と同量の電力を目標発電電力とす
るので、これらで設定された目標発電電力の発電を行う
ことによってシステム全体として燃料消費の高度な効率
化が図れる。
【００４２】請求項８の発明によれば、対象とする物理
量に関するしきい値を蓄電装置状態に対応させて算出す
るものとし、その対応関係には蓄電装置状態が蓄電装置
の利用可能範囲の条件に近づくほど発電時の物理量がよ
り良好となるようにしきい値を変化させ、蓄電装置状態
が利用可能範囲の下限に近づくほど物理量が良好ではな
くても発電するようにしきい値を変化させる関数関係を
採用することにより、効率が最も良好な状態の近くで可
能な限り大量の充電を行い、この充電により蓄積されて
いる蓄電装置の電力を放電・消費させることができ、全
体としてみた場合の燃料消費効率を高めることができ、
また蓄電装置状態が利用可能範囲の下限に近づき、物理
量が良好でない場合には必要最小限度の充電を行うこと
により蓄電装置が損傷するのを防止することができる。
【００４３】請求項９の発明によれば、対象とする物理
量に関するしきい値と蓄電装置状態との関係には、蓄電
装置状態の利用可能な範囲内での最小値でのしきい値
が、消費電力が最小の時に余剰電力を発生させた場合の
物理量の最適値と等しい値にし、蓄電装置状態の利用可
能な範囲内での最大値でのしきい値が、消費電力と発電
量との取り得るすべての組み合わせに対応した物理量の
中の最適値と等しい値にするものを採用することによ
り、しきい値が変化する範囲と、蓄電装置への充電も考
慮した、取り得る消費電力それぞれの最適値の変化範囲
とを対応させ、効率が良い運転状態で充電が不足するの
を避け、また効率が悪い運転状態で不要に充電するのを
避け、燃料消費率のいっそうの向上が図れる。
【００４４】請求項１０の発明によれば、対象とする物
理量に関するしきい値と蓄電装置状態との対応関係に
は、蓄電装置状態の利用可能な範囲内での最小値より第
１の所定値だけ大きいときのしきい値を、消費電力が最
小のときに余剰電力を発生させた場合の物理量の最適値
と等しい値にし、蓄電装置状態の利用可能な範囲内での
最大値より第２の所定値だけ小さいときのしきい値を、
消費電力と発電量との取り得るすべての組み合わせに対
応した物理量の中の最適値と等しい値にすることによ
り、蓄電装置の充電状態が上限に達したために回生制動
によるエネルギを回収できなくなるのを避けることがで
き、また極端に効率の悪い状態で発電する問題も避ける
ことができる。
【００４５】請求項１１の発明によれば、蓄電装置に充
電する場合に用いる蓄電装置状態としきい値との対応関
係と、蓄電装置から放電する場合に用いる蓄電装置状態
としきい値との対応関係とに異なった種類のものを用い
ることにより、ある一定のしきい値付近で充放電を繰り
返して頻繁に発電装置の動作点が変化する問題を避ける
ことができ、その結果、ドライバーに違和感を与えるこ
とを避けることができ、また蓄電装置の劣化が早まるの
を防ぐことができる。
【００４６】請求項１２及び１３の発明によれば、車両
運転状態、補機運転状態又は道路状態のような車両の走
行状態情報に基づいて将来要求される電力を予測し、予
測された将来要求電力に応じてしきい値を補正すること
により、的確な動作モードの選択ができ、また充放電時
の損失電力の低減が図れる。また蓄電電力を有効に消費
できないという問題の発生も避けることができる。
【００４７】請求項１４及び１５の発明によれば、蓄電
装置の温度状態に応じてしきい値を補正することによ
り、蓄電装置温度が充放電効率の低い領域にある場合に
は充放電量を減らし、蓄電装置温度が充放電効率の高い
領域にある場合には充放電量を増やすことができ、的確
な動作状態の選択と、充放電時の損失電力の低減が図れ
る。
【００４８】請求項１６の発明によれば、蓄電装置状態
検出手段が蓄電装置の状態としてそのSOCを検出するよ
うにしたので、蓄電装置の状態を正確に判定して充放電
制御することができる。
【００４９】請求項１７の発明によれば、蓄電装置状態
検出手段が蓄電装置の状態としてその端子間電圧を検出
するようにしたので、簡易な構成で蓄電装置の状態を判
定して充放電制御することができる。
【００５０】請求項１８の発明によれば、蓄電装置状態
検出手段が蓄電装置の状態としてその内部抵抗値を検出
するようにしたので、簡易な構成で蓄電装置の状態を判
定して充放電制御することができる。
【００５１】請求項１９の発明によれば、内燃機関、電
動機、及び変速機のエネルギ変換効率を考慮に入れて算
出された出力軸における仕事率と、内燃機関、電動機、
及び蓄電装置のエネルギ変換効率を考慮し発電した電力
を蓄電装置にいったん充電し、さらに将来放電する際に
消費できる電力の発電に用いられた内燃機関の仕事率と
の和に対する有効仕事率当たりの内燃機関に関する所定
の物理量としきい値とを比較し、走行時の内燃機関と電
動機の動作モードや内燃機関と電動機及び、変速機の動
作点を決定するため、従来例と比較して内燃機関に関す
る所定の物理量を好適にすることができる。
【００５２】請求項２０の発明によれば、有効仕事率当
たり物理量を内燃機関における仕事率当たりの燃料消費
量とし、内燃機関の仕事率に対する燃料消費量を従来と
比較して低減することができる。
【００５３】請求項２１の発明によれば、有効仕事率当
たりの物理量を内燃機関における仕事率当たりの制限し
たい排出ガス成分とするため、内燃機関の仕事率に対す
る排出ガス成分を従来と比較して低減することができ
る。
【００５４】請求項２２の発明によれば、必要仕事率に
対応する有効仕事率当たりの物理量としきい値とを比較
することによって、しきい値と比較して同等あるいはよ
り好適となるような動作モードを選択することができ
る。
【００５５】具体的に、第１の動作モードにおいては、
出力軸仕事率を電動機により発生するため、内燃機関に
おいてしきい値に対して効率が低くなる運転を行わず、
その際の有効仕事率当たり物理量はしきい値に対してよ
り好適となる。第２の動作モードにおいては、内燃機関
にてしきい値に対して効率が等しいかあるいは効率が高
い運転を行い、必要仕事率に対してそれ以上となる内燃
機関の仕事率を発生し、その余剰となる内燃機関の仕事
率により発電し蓄電装置に充電しておくことにより、第
１，３の動作モードのような内燃機関にてしきい値に対
して効率が低くなる状態においては運転を行わず、この
第２の動作モードで効率良く充電された電力を用いて電
動機で走行することができる。さらに第３の動作モード
においては、内燃機関にてしきい値以下となる最大の必
要仕事率となるように内燃機関の仕事率を効率良く発生
し、必要仕事率に対して不足する仕事率は電動機により
発生するため、その際の有効仕事率当たり物理量はしき
い値と同等になり、また比較的高負荷時において必要仕
事率をすべて電動機により発生した場合に比べ、蓄電装
置から一度に大量の電力を放電することがなく、蓄電装
置の急激な温度上昇や性能劣化を抑制することができ、
さらに容量の小型化が可能となる。そして第４の動作モ
ードにおいては、必要仕事率を内燃機関において発生
し、しきい値と同等の効率で走行できる。
【００５６】請求項２３の発明によれば、第１〜第４の
うちの選択された動作モードに基づき、有効仕事率当た
り物理量がしきい値と同等あるいはより好適となる、内
燃機関のトルクと回転数、電動機のトルクと回転数、及
び変速機の変速比を算出することができる。
【００５７】請求項２４の発明によれば、有効仕事率当
たり物理量を算出する際に用いる内燃機関、電動機、及
び変速機の動作点を、種々の必要仕事率と種々の内燃機
関の仕事率において、ドライバーの要求する駆動力と内
燃機関の仕事率とを内燃機関に関する所定の物理量が最
小になるよう算出したため、変速機において実現可能な
変速比幅内において最良燃費となる動作点を得ることが
できる。また、有効仕事率当たり物理量に基づいて算出
される動作モードや内燃機関、電動機、及び変速機の動
作点を、内燃機関に関する所定の物理量をより好適なも
のとすることができる。
【００５８】請求項２５の発明によれば、原動機と発電
機あるいは燃料電池から構成される発電装置と、この発
電装置で発生した発電電力や減速時における回生電力を
蓄積する蓄電装置と、走行用の電動機とを備え、原動機
と電動機の少なくとも一方の駆動力により走行するハイ
ブリッド車にあって、充電状態検出値と充電量に応じて
変化する蓄電装置のエネルギ変換効率、発電装置や電動
機のエネルギ変換効率を考慮して算出された有効仕事率
当たり物理量としきい値とを比較することにより、従来
と比較して実際の走行状況に適した発電装置、蓄電装置
及び電動機の動作モードや発電装置の動作点を決定する
ことができる。
【００５９】請求項２６の発明によれば、内燃機関と、
走行用の電動機と、電動機の発電電力や減速時における
回生電力を蓄積する蓄電装置と、変速機とを備え、内燃
機関と電動機の少なくとも一方の駆動力により走行する
ハイブリッド車において、充電状態検出値と充電量に応
じて変化する蓄電装置のエネルギ変換効率、内燃機関や
電動機のエネルギ変換効率、変速機の伝達効率を考慮し
て算出された有効仕事率当たり物理量としきい値を比較
することにより、従来と比較して実際の走行状態に適し
た内燃機関、蓄電装置及び電動機の動作モードや内燃機
関、電動機及び変速機の動作点を決定することができ
る。
【００６０】請求項２７の発明によれば、利用可能な充
電状態の上限付近では、発電時の原動機に関する所定の
物理量がより良好となるようなしきい値をとる構成とし
たので、効率が最も良好に近い付近でできるだけ多くの
充電が行われ、かつ十分に蓄電されている電力をできる
だけ放電するので、効率が良い運転状態で充電が不足す
るという問題点を解決できる。一方、利用可能な充電状
態の下限付近では、原動機に関する所定の物理量が良好
でない状態でも必要最低限の充電を行えるようしきい値
をとる構成としたので、効率が悪い運転状態で不要に充
電することを防げる。
【００６１】請求項２８の発明によれば、しきい値に対
してヒステリシスを設けることにより、発電装置の動作
モードが頻繁に切替わるために発生する運転性の悪化を
抑制することができる。
【００６２】請求項２９の発明によれば、単位仕事率当
たり物理量を原動機あるいは燃料電池における仕事率当
たりの燃料消費量とするため、燃料消費量を従来と比較
して低減することができる。
【００６３】請求項３０の発明によれば、単位仕事率当
たり物理量を原動機あるいは燃料電池における仕事率当
たりの制限したい排出ガス成分量とするため、制限した
い排出ガス成分量を従来と比較して低減することができ
る。
【００６４】請求項３１の発明によれば、蓄電装置の充
電状態に基づいて、発電装置と蓄電装置との動作モード
を選択するためのしきい値を算出し、動作モード選択手
段で、発電装置で消費電力と等しい電力を発生させる場
合の単位有効電力当たり燃料消費率を示すダイレクト配
電時有効燃料消費率曲線と動作モード選択のためのしき
い値と現在の消費電力とに基づいて、発電装置と蓄電装
置との動作モードを選択する。そして、発電装置で消費
電力より大きい電力を発生させる場合の単位有効電力当
たり燃料消費率を示す余剰電力充電時有効燃料消費率曲
線とダイレクト配電時有効燃料消費率曲線と動作モード
選択のためのしきい値と現在の消費電力と動作モード選
択手段で選択した動作モードとに基づいて、発電装置の
目標発電電力を算出する。こうして、走行用電動機に電
力を供給する際の発電装置と蓄電装置の動作モードや発
電装置での目標発電電力を決定することにより、発電装
置に関する所定の物理量を従来と比較して増加あるいは
低減することができる。
【００６５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図１は本発明の第１の実施の形態の
構成を示している。内燃機関１は、発電機２を駆動して
電力を発生させる。なお、発電装置として燃料電池が採
用されることもあるが、以下では、内燃機関１と発電機
２を発電装置として採用した場合について説明する。
【００６６】発電機２により発電された電力は電動機３
を駆動し、タイヤ４を介して駆動力を路面に伝え、車両
を走行させる。この発電機２で発電された電力が電動機
３で消費される電力よりも大きい場合は、余剰電力とし
て蓄電装置５に蓄えられる。発電機２で発電された電力
が電動機３で消費される電力よりも小さい場合は、不足
分の電力が蓄電装置５から放電され、電動機３に供給さ
れる。
【００６７】配電コントローラ６は、図示していないド
ライバーのアクセル操作や、車速センサからの車速信号
に基づいて、内燃機関１の運転状態、発電機２の運転状
態、電動機３の運転状態それぞれ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ーか
らの要求に応えるべく、内燃機関１に対する指令値、発
電機２に対する指令値、電動機３に対する指令値を生成
する。
【００６８】内燃機関コントローラ７は配電コントロー
ラ６からの指令値（例えば、要求出力）を実現するため
に内燃機関１を制御する。発電機コントローラ８は、配
電コントローラ６からの指令値（例えば、要求発電量）
を実現するために発電機２を制御する。そして電動機コ
ントローラ９は配電コントローラ６からの指令値（例え
ば、要求駆動力）を実現するために電動機３を制御す
る。
【００６９】次に、図２を参照して、配電コントローラ
６の構成と動作を説明する。配電コントローラ６には、
図示していない車載の各種のセンサ群からアクセルペダ
ル操作量、スロットル開度、内燃機関回転数、車速、電
動機駆動電流、電動機回転数、発電機駆動電流、発電機
回転数、補機類負荷などの車両状態を示す物理量や物理
量に相当する換算量が入力されている。
【００７０】この配電コントローラ６の消費電力算出部
２０は、例えば車速とその時のアクセルペダル操作量か
らドライバーの要求駆動力を求め、さらに補機類の運転
状態（エアコン、ラジエターファン、リアデフォッガー
等）、電動機効率及びインバータ効率を考慮して、現在
必要な消費電力を算出する。
【００７１】配電コントローラ６の蓄電装置状態算出部
２１は、例えば蓄電装置５に出入りする電流とその時々
の端子間電圧とから蓄電装置５に出入りする電力を求
め、蓄電装置５の充電状態SOC（State Of Charge）を推
定し、蓄電装置５に設置されている図外の温度センサか
ら蓄電装置温度を検出し、あらかじめ測定された蓄電装
置特性に基づいて、SOCと蓄電装置温度から蓄電装置５
に電気エネルギを充電する時のエネルギ変換効率（充電
効率）と蓄電装置５から電気エネルギを取り出す時のエ
ネルギ変換効率（放電効率）を算出する。
【００７２】配電コントローラ６のしきい値算出部２２
は、内燃機関に関する評価基準となる物理量を算出する
ものであり、例えば、エネルギ利用効率を高めたければ
単位エネルギ当たりの燃料消費量やそれに対応した値を
物理量として算出し、排出ガスを最小にしたければ、単
位エネルギ当たりの排出ガス量が選ばれる。また、発電
装置が燃料電池の場合には、同様の考えで燃料電池に関
する物理量を選択する。
【００７３】なお、以下、説明を簡明にするために、燃
料消費量の最小化を目指して制御する場合について説明
する。この場合には、しきい値算出部２２で求められる
しきい値は、例えば、有効に利用できる出力の単位出力
を生成するために消費される燃料量（[cc/J]：以下、
「有効燃料消費率」と称する）で示される。ここで有効
に利用できる出力とは、電動機３に与えられる正味エネ
ルギを指しており、発電電力が直接に電動機３を駆動す
る分は、図１４に示したような内燃機関１の燃料消費率
特性と発電機２の発電効率から求められる。また、蓄電
装置５に蓄電される分に関しては、内燃機関１の燃料消
費率特性と発電機２の発電効率、及び、蓄電装置５への
充電効率と蓄電装置５からの放電効率を考慮して求めら
れる。なお、厳密にいえば、充電効率と放電効率は異な
り、放電時の効率の正確な値はその際の電流値による
が、例えば、放電効率を平均的な放電効率で代用した
り、充放電効率をひとまとめにして平均的な固定値を用
いたりする。
【００７４】有効電力当たり物理量算出部２５は、消費
電力算出部２０で求められる消費電力と蓄電装置状態算
出部２１で算出された充電効率、放電効率に基づいて発
電装置において発電した場合の有効電力当たり物理量を
算出する（なお、本実施の形態では、有効燃料消費率を
算出することにしている）。この有効電力当たり物理量
の算出には、あらかじめマップデータを求めておき、そ
れを利用するようにしてもよい。
【００７５】配電コントローラ６における動作モード選
択部２３は、しきい値算出部２２で得られたしきい値
と、有効電力当たり物理量算出部２５において算出した
有効燃料消費率とに基づいて内燃機関１、発電機２、電
動機３の運転／停止を判断し、その結果に基づいて内燃
機関コントローラ７、発電機コントローラ８、電動機コ
ントローラ９に対して運転状態指令を出力する。
【００７６】配電コントローラ６における目標発電電力
算出部２４は、しきい値算出部２２で得られたしきい値
と、消費電力算出部２０で得られた消費電力と、動作モ
ード選択部２３で得られた内燃機関１、発電機２、電動
機３それぞれの運転／停止の判断結果と、有効電力当た
り物理量算出部２５で得られた有効燃料消費率とから、
内燃機関１、発電機２、電動機３それぞれの目標動作点
を算出し、その結果を内燃機関コントローラ７、発電機
コントローラ８、電動機コントローラ９に対して出力す
る。
【００７７】次に、動作モード選択部２３の詳しい機能
について、図３を参照して説明する。図３には、消費電
力と等しい電力を発電装置により発電（以下、「ダイレ
クト配電」と称する）した場合の有効燃料消費率を示し
た曲線Ｃ１と、しきい値を示す一点鎖線Ｃ２が示してあ
る。これらの曲線Ｃ１，Ｃ２の交点はＡ，Ｂとしてあ
る。しきい値Ｃ２は、しきい値算出部２２によって算出
されたものである。この制御装置では、このしきい値Ｃ
２以下の有効燃料消費率となる発電を行うように発電装
置（内燃機関１と発電機２）と蓄電装置５の動作モード
や発電装置における目標発電電力を設定する。
【００７８】＜領域Ｉ＞：消費電力がＡ[kW]未満（領域
Ｉ）の場合には、有効燃料消費率を示した曲線Ｃ１がし
きい値Ｃ２よりも大きいため発電は行わず、蓄電装置５
に蓄積されている電力を放電して電動機３を駆動して走
行する。この場合には、内燃機関１は停止、発電機２は
停止、蓄電装置５は放電というモードの制御になる。
【００７９】＜領域II＞：消費電力がＡ[kW]以上、かつ
Ｂ[kW]以下の場合には、有効燃料消費率を示した曲線Ｃ
１がしきい値Ｃ２以下となるので、蓄電装置５の充電を
行う。この領域では、有効燃料消費率がしきい値に対し
て余裕があるので、内燃機関の出力を高くし、車両の駆
動に必要な電力以上の余剰出力で発電し、蓄電装置５に
その余剰電力を充電する。
【００８０】ここで内燃機関１の出力を余分に高くし、
蓄電装置５に電力を蓄電する理由は、しきい値よりも大
きな有効燃料消費率となる領域においてしきい値以下で
効率良く充電した電力を用いて走行し、結果的に全体的
な燃費を向上させるためである。よって、この場合、内
燃機関１は運転、発電機２は運転、蓄電装置５は充電と
いうモードの制御になる。
【００８１】＜領域III＞：消費電力がＢ[kW]を超える
場合には、有効燃料消費率を示した曲線Ｃ１がしきい値
Ｃ２よりも大きいため、しきい値Ｃ２以下で最大電力を
発生できるＢ[kW]を内燃機関１によって発電し、消費電
力に対して不足する電力は蓄電装置５から放電して、そ
の合計電力で電動機３を駆動する。この場合には、内燃
機関１は運転、発電機２は運転、蓄電装置５は放電とい
うモードの制御となる。また、消費電力がＡ[kW]未満の
場合と同様に、すべての電力を蓄電装置５からの放電で
まかなうことも考えられるが、蓄電装置５に出入りする
電力が増えることになるので、損失分も増えるため、通
常はこのような使い方は考えられない。ただし、例え
ば、後ほど回生により多くの電力を回収できることが予
測される場合などには、この限りではない。どのような
場合がそれであるかは後述する。
【００８２】なお、消費電力がＡ[kW]の場合、又はＢ[k
W]に等しい場合には、曲線Ｃ１としきい値Ｃ２とは一致
するので、この場合はダイレクト配電を行う。
【００８３】続いて、目標発電電力算出部２４の機能に
ついて、図４〜図６を参照して説明する。図４〜図６に
は、ダイレクト配電時の有効燃料消費率曲線Ｃ１、しき
い値Ｃ２と共に、車両の走行や補機類で必要な消費電力
が所定の値である場合に、その消費電力に対して余剰と
なる発電を行い、その余剰電力を増加させた場合の有効
燃料消費率を示す曲線Ｃ３が示してある。Ｃ３の各曲線
は各消費電力について求めたもので、右側にある実線ほ
ど消費電力が大きい場合を示している。
【００８４】図４に示すように、消費電力が領域Ｉにあ
る場合、消費電力算出部２０で算出された消費電力は蓄
電装置５から放電され、電動機３と補機類を駆動する電
力となる。
【００８５】図５は、消費電力が領域IIにある場合を示
している。この場合は、消費電力算出部２０で算出され
た消費電力をダイレクト配電で供給しても、有効燃料消
費率はしきい値よりも小さい。例えば、領域II内にある
点をＣとすると、このＣ点において、ダイレクト配電す
ることも考えられる。しかしながら、ダイレクト配電し
た場合に、しきい値よりも大きな有効燃料消費率となる
領域においては、蓄電装置５から供給する電力により消
費電力をまかない燃費を向上させたいため、しきい値以
下となる領域においてできるだけ効率良く蓄電装置５に
充電することが望ましい。そこで、内燃機関１の出力を
大きく（＝Pd）して有効燃料消費率がしきい値と等しく
なるように、図中Ｄ点で発電を行うとする。このＤ点で
の発電電力とＣ点における消費電力との差である余剰電
力（＝発電電力Pd−消費電力Pn（走行や補機類で消費し
た電力））は、蓄電装置５に入力される。
【００８６】ここで、Ｄ点で発電した場合の、蓄電装置
５に回収される以前の電力（内燃機関１と発電機２で発
生した電力）についての有効燃料消費率に着目すると、
Ｄ′点となる。これらのＤ点とＤ′点との有効燃料消費
率の差は、蓄電装置５から出入りする電力に対する電気
エネルギの損失から生じるものであり、例えば、電気エ
ネルギの損失の割合を一定とすると、余剰電力が大きく
なるほど電気エネルギの損失が大きくなる。つまり、Ｄ
点とＤ′点における有効燃料消費率の差が大きくなるの
である。
【００８７】このときの発電電力は、あらかじめ図５の
ようなマップデータを求めておくことで算出することが
できる。これは、消費電力をパラメータとして、それに
加えられる充電電力を変化させたときの有効燃料消費率
を求め、マップ化したもの（以下、「有効燃料消費率マ
ップ」と称する）である。したがって、実際に電動機３
で消費される電力は、余剰電力×充電効率×放電効率と
なる。もちろん、マップ化しないで、あらかじめ登録し
た所定の演算式に基づく演算を制御装置のＣＰＵに実行
させて求めるようにすることもできる。
【００８８】図６は、消費電力が領域IIIにある場合を
示している。この場合は、消費電力算出部２０で算出さ
れた消費電力をダイレクト配電すると、有効燃料消費率
はしきい値よりも大きくなる。したがって、発電電力は
しきい値以下となる最大電力とし、不足電力（＝消費電
力Pn−発電電力Pd）を蓄電装置５から放電し、その合計
電力で電動機３と補機類を駆動する。
【００８９】次に、配電コントローラ６による制御を図
７〜図１３のフローチャートを用いて具体的に説明す
る。なお、これらのフローチャートに示す処理は所定周
期で繰り返し実行されるものである。
【００９０】図７には、メインの処理フローが示してあ
る。ステップＳ１において、アクセルペダル操作量θa
[deg]、車速VSP[km/h]、電動機回転数Nm[rpm]、電動機
消費電力、発電機による発電電力、補機類負荷消費電力
Po[W]などの車両走行状態を示す信号を読み込み、ステ
ップＳ２において、蓄電装置５の充電状態SOC、充電効
率ηc及び放電効率ηdを算出する。ステップＳ３におい
て、ドライバーの要求駆動力と補機類の運転状態（例え
ば、エアコンのオン／オフ、瞬時要求駆動力など）から
現在必要な消費電力tPnを算出する。
【００９１】ステップＳ４において、蓄電装置状態算出
部２１で算出された充電効率ηc、放電効率ηdに基づ
き、有効電力当たり物理量を算出し、ステップＳ５にお
いて、内燃機関１と蓄電装置５の動作選択するためのし
きい値を算出する。
【００９２】ステップＳ６において、しきい値と消費電
力及び有効電力当たり物理量に基づいて動作モードを選
択し、ステップＳ７において、しきい値と消費電力と動
作モードの選択結果及び有効電力当たり物理量から目標
発電電力を算出し、発電時における内燃機関１と発電機
２の動作点を算出する。
【００９３】メインのフローチャートのステップＳ２に
おける蓄電装置状態検出処理の詳しい内容は、図８に示
すフローチャートの通りである。この処理では、ステッ
プＳ１１において蓄電装置５に出入りする電流とその時
々の端子間電圧とから蓄電装置５の充電状態SOCを算出
し、ステップＳ１２においてSOCと蓄電装置温度とに基
づいて充電効率ηcと放電効率ηdを算出する。なお、そ
れぞれ過去に行われた充電及び放電時における各値の平
均値を算出するようにしてもよい。
【００９４】メインフローのステップＳ３における消費
電力算出処理の詳しい内容は、図９に示すフローチャー
トの通りである。ステップＳ２１において、アクセルペ
ダル操作量θaと車速VSPなどのパラメータから目標駆動
トルクtTd[Nm]を算出する。この目標駆動トルクの算出
に必要なデータ（マップデータなど）はあらかじめ実験
などによって求め、配電コントローラ６の記憶装置（図
示せず）に記憶しておく。図１５には目標駆動トルク算
出マップの例を示してある。アクセルペダル操作量によ
り速度−目標駆動トルク曲線（例えば、θa1）を選択
し、その曲線θa1上で車速（例えば、VSP1）から対応す
る目標駆動トルク（例えば、tTd1）を決定するのであ
る。
【００９５】続いて、ステップＳ２２において、電動機
回転数Nmと目標駆動トルクtTdから、電動機３において
電気エネルギを運動エネルギに変換する際の電動機効率
ηmを算出する。この電動機効率ηmの算出に必要なデー
タ（マップデータなど）はあらかじめ実験などによって
求め、記憶装置に記憶しておく。図１６には、電動機効
率算出用のマップ例が示してある。この図中には、等電
動機効率線が示してあり、斜線を施した範囲ηmmaxは最
も電動機効率が良く、外側になるにつれて電動機効率が
悪化する。このマップデータを参照し、電動機回転数が
Nm1、であり、ステップＳ２１で求めた目標駆動トルク
がtTd1であれば、両者の交点を通る等電動機効率線ηm1
を求めるのである。そして、続くステップＳ２３におい
て、目標駆動トルクtTdと電動機回転数Nmと補機類負荷
電力Poに基づいて、次の数１式を用いて消費電力tPn[W]
を算出する。
【００９６】
【数１】 メインフローのステップＳ４における有効電力当たり物
理量を算出する処理の詳しい内容は、図１０に示すフロ
ーチャートの通りである。ここでの処理は図３〜図６の
曲線Ｃ１、曲線Ｃ３を求めることに相当する。具体的に
は、まず消費電力に余剰電力を加算して総発電電力を求
め、この総発電電力に発電機２の発電効率を乗じて内燃
機関１の目標出力を求め、この目標出力を最小の燃料消
費率で達成する場合の燃料消費率を図１４に示す燃料消
費率特性マップから求める。次に、余剰電力にステップ
Ｓ２の蓄電装置状態算出処理で求めた充電効率ηcと放
電効率ηdとを乗じて余剰電力に関する有効電力を求
め、これに消費電力tPnを加算して総有効電力を求め
る。最後に燃料消費率を総有効電力で除算して有効燃料
消費率を求める。このような演算を種々の消費電力と種
々の余剰電力に対して実行し、曲線Ｃ１、曲線Ｃ３に相
当する有効燃料消費率を算出する。
【００９７】燃料消費率の単位は［cc/s］であり、電力
の単位は［Ｗ］＝［J/s］であるから、燃料消費率を有
効電力で除算して得られる有効燃料消費率の単位は［cc
/J］となる。ここで、余剰電力に充電効率ηcと放電効
率ηdとを乗じた値を余剰電力に関する有効電力とする
のは、余剰電力をいったん蓄電装置５に充電して将来こ
れを電動機３等で消費する場合、充電と放電の際にそれ
ぞれ若干の損失を生じるので、この損失分を考慮するた
めである。
【００９８】なお、余剰電力が０であるダイレクト配電
時の有効燃料消費率曲線Ｃ１は、蓄電装置５の充電効率
ηcと放電効率ηdを使用せずに算出することができる。
よって、有効燃料消費率曲線Ｃ１はあらかじめ算出して
おくことが可能であり、有効燃料消費率曲線Ｃ１のデー
タをマップ化して記憶装置に記憶させておくようにして
もよい。
【００９９】これに対し余剰電力が０でない余剰電力充
電時の有効燃料消費率曲線Ｃ３は、常に上記の演算を行
って算出する必要がある。ただし、ステップＳ７で必要
となる有効燃料消費率曲線Ｃ３は、ステップＳ３の消費
電力算出処理で求めた消費電力tPnに対応する１本だけ
なので、それだけを算出する（消費電力をtPnに固定
し、種々の余剰電力に対し上記の演算を実行する）よう
にしてもよい。また、充電効率ηcと放電効率ηdの変化
の程度が小さく平均的な固定値を使用しても問題がない
場合、有効燃料消費率曲線Ｃ３もあらかじめ算出してお
くことが可能となり、この場合はすべての有効燃料消費
率データをマップ化して記憶装置に記憶させておくこと
ができる。この場合、ステップＳ４とステップＳ１２の
処理は不要となる。
【０１００】メインフローのステップＳ５におけるしき
い値算出処理の詳しい内容は、図１１に示すフローチャ
ートの通りである。前回の演算における内燃機関１と蓄
電装置５の動作モードを選択するためのしきい値Vc[cc/
J]をVcoldとする（ステップＳ４１）。続いて、目標SOC
値tSOC[%]（例えば、SOC＝５０%）とステップＳ２の蓄
電装置状態算出処理で求めた蓄電装置５のSOC値SOC[%]
との偏差（tSOC−SOC）に基づいて比例制御を行い、し
きい値Vc[cc/J]を算出する（ステップＳ４２）。このし
きい値Vcは数２式を用いて算出する。
【０１０１】
【数２】 ここで、定数Ｋは、あらかじめ実験などにより求めてお
いた値を用いる。
【０１０２】メインフローのステップＳ６における動作
モード選択処理の詳しい内容は、図１２のフローチャー
トに示す通りである。まず、ステップＳ５１において、
ステップＳ４の有効電力当たり物理量算出処理で求めた
有効燃料消費率曲線Ｃ１、ステップＳ５のしきい値算出
処理で求めたしきい値Vcに基づき、ステップＳ３の消費
電力算出処理で求めた消費電力tPnが図３の領域Ｉ〜領
域IIIのいずれに属するかを判断する。具体的には、有
効燃料消費率曲線Ｃ１としきい値Vcとの交点Ａ，Ｂに相
当する消費電力を求め、これらと消費電力tPnとの比較
を行って領域の判断を行う。
【０１０３】ステップＳ５１で領域Ｉと判断した場合に
は、動作モードを第１の動作モードとする（ステップＳ
５２，Ｓ５３）。ステップＳ５１で領域IIと判断した場
合には、動作モードを第２の動作モードとする（ステッ
プＳ５２，Ｓ５４，Ｓ５５）。そして領域IIIと判断し
た場合には、動作モードを第３の動作モードする（ステ
ップＳ５４，Ｓ５６）。
【０１０４】メインフローのステップＳ７における目標
発電電力算出処理の詳しい内容は、図１３に示すフロー
チャートの通りである。ステップＳ６で領域Ｉと判断
し、第１の動作モードを選択した場合、図４を参照して
説明したように発電機２の目標発電電力tPg[W]を０に設
定する（ステップＳ６１，Ｓ６２）。この場合、電動機
３等が消費する電力はすべて蓄電装置５からの放電によ
って賄われる。
【０１０５】ステップＳ６で領域IIと判断し、第２の動
作モードを選択した場合、図５を参照して説明したよう
にステップＳ４の有効電力当たり物理量算出処理で求め
た有効燃料消費率曲線Ｃ３、ステップＳ５のしきい値算
出処理で求めたしきい値Vcに基づいて目標発電電力tPg
を算出する（ステップＳ６１，Ｓ６３，Ｓ６４）。具体
的には、有効燃料消費率曲線Ｃ３の中で消費電力tPnに
対応する曲線（図１７のtPn1）としきい値Vcとの交点の
電力を目標発電電力tPgとする。この場合、消費電力tPn
に対して余剰となる分の電力は蓄電装置５に充電され
る。
【０１０６】ステップＳ６で領域IIIと判断し、第３の
動作モードを選択した場合、図６を参照して説明したよ
うにステップＳ４の有効電力当たり物理量算出処理で求
めた有効燃料消費率曲線Ｃ１、ステップＳ５のしきい値
算出処理で求めたしきい値Vcに基づいて目標発電電力tP
gを算出する（ステップＳ６１，Ｓ６３，Ｓ６５）。具
体的には、有効燃料消費率曲線Ｃ１としきい値Vcとの交
点のうちの最大値を目標発電電力tPgとする。この場
合、消費電力tPnに対して不足する電力は蓄電装置５か
らの放電によって賄われる。
【０１０７】ステップＳ６５において、目標発電電力tP
gを満たす内燃機関１の動作点と発電機２の動作点を算
出する。図１８は内燃機関１の動作点を算出する動作点
マップの例を示してある。このマップは、内燃機関１に
おける燃料消費率と発電機２における発電効率を考慮し
て作成し、目標発電電力tPgを発電する際の燃料消費量
が最も少なくなるように算出している。このマップにお
いて、目標内燃機関回転数tNe[rpm]と目標内燃機関トル
クtTe[Nm]は、目標発電電力に対応する値を検索するこ
とによって、発電機２の動作点である目標発電機回転数
tNg[rpm]と目標発電機トルクtTg[Nm]から次の数３式に
基づいて算出される。
【０１０８】
【数３】 このようにして、本発明の第１の実施の形態によれば、
発電装置（内燃機関１と発電機２）からの電力を蓄電装
置５にいったん充電し、さらに将来放電する際の発電装
置及び蓄電装置５のエネルギ変換効率を考慮して算出さ
れた消費電力に対応する有効電力当たりの発電装置に関
する所定の物理量としきい値を比較することにより、走
行用電動機３に電力を供給する際の発電装置と蓄電装置
５との動作モードや発電装置での目標発電電力を決定す
るため、発電装置に関する所定の物理量を従来と比較し
て増加あるいは低減することができる。
【０１０９】この点、従来例のパラレルハイブリッド電
気車両と図１９を用いて比較する。図１９において破線
で示す曲線Ｃ１１は、走行や補機類に消費される必要出
力（本発明の場合には消費電力）を内燃機関（本発明の
場合には発電機２）で発生した場合の有効仕事量（本発
明の場合には有効電力量）当たりの燃料消費量となる有
効燃料消費率である。実線で示す曲線Ｃ１２は必要出力
に対して余剰となる出力を発生し、その余剰出力を増加
させた場合の有効燃料消費率を示した曲線である。各実
線は、各消費電力について求めたもので、右側にある実
線ほど必要出力が大きい高負荷な場合を示している。
【０１１０】従来例においては、走行時の動力源を内燃
機関や電動機で走行した際の、例えば燃料消費量に関す
る効率について相対的に比較し、効率の良い方を選択す
る。一方、本発明においては、走行用電動機３への電力
供給源（発電機２と蓄電装置５）を設計者が設定した燃
料消費量に関するしきい値という絶対的な基準をもって
選択する。
【０１１１】例えば、走行や補機類に消費される必要出
力（本発明では消費電力に相当）がα１であった場合、
必要出力以上となる余剰出力を変化させた場合の有効燃
料消費率は曲線αで示すようになる。ここで従来例にお
いては、走行時の動力源には内燃機関が選択され、走行
全体の動作点の中では効率が低いα２の点で必要出力以
上を発生し、余剰となった出力を用いて発電した電力を
蓄電装置に充電する。しかし、同じ電力を充電するので
あれば、必要出力がβ１である場合の曲線β上で一点鎖
線の等充電電力曲線Ｃ１３との交点β２で発電を行った
方が効率が高いのは明らかである。ところが従来例で
は、必要出力がβ１であった場合には、走行時の動力源
には内燃機関が選択され、内燃機関での効率が最高とな
る必要出力β１分のみの出力を発生し、蓄電装置５に充
電は行わない。その結果、効率の悪い状態で発電を行
い、効率の良いところでは発電を行わないことになる。
これは所定の必要出力時において、例えば、必要出力が
α１のときにはα１とα２を比較して効率が大きいα２
を選択し、同様に必要出力がγ１のときにはγ２を選択
し、必要出力がβ１のときにはそのβ１を選択するとい
うように、相対的な比較により効率が大きくなる方の動
力源を選択することが原因であり、その結果、絶対的な
観点から見れば効率が低い状態での発電の選択がなされ
ることになる。つまり、従来例においては、必ずしも走
行全体を通して燃料消費量を最小限にできる動力源の選
択となっていないことが分かる。
【０１１２】これに対して本発明の場合、走行用電動機
３への電力供給源（発電装置と蓄電装置５）を設計者が
設定した燃料消費量に関するしきい値という絶対的な基
準をもって選択するため、通常、充電を急ぐ必要がない
場合においてはできる限り効率が高くなるようにしきい
値を設定し高効率となる発電を行う。そして効率が低い
状態で充電を行う場合は、設計者が効率が低くても充電
したいという意図をしきい値に反映させた場合に限ら
れ、その量も最低限度になるように設定する。
【０１１３】また本発明によれば、しきい値の設定にも
よるが、発電を行うと効率が低くなるような場合には、
効率が高い状態で充電された蓄電装置５を走行時の電力
供給源とし、効率の低い発電を行うことを避けることに
より燃料消費量を低減させることができる。
【０１１４】さらに、従来例の場合には、発電時の効率
を所定の値に管理した動力源の選択を行うことができな
い。なぜならば、この場合にも、発電が必要と判断され
た時点での相対比較により動力源を選択するためであ
り、結果的に必要出力が比較的小さく、効率の低い場合
にのみ発電を行い、必要電力が比較的大きく、効率の高
い場合に発電が行えないことによる。また必要出力に応
じて動作点の効率は大きく異なり、特に必要出力が低い
場合には効率の低下が著しい。
【０１１５】これに対して本発明の場合には、設計者の
意図によってしきい値を設定することにより発電時の効
率を管理し、そのしきい値以下となる有効燃料消費率で
走行する電力供給源を選択することができる。このた
め、走行に問題がない範囲でしきい値をできるだけ小さ
な有効燃料消費率に設定し、より効果的に燃料消費量の
低減を図ることができる。
【０１１６】また、シリーズハイブリッド電気車両にお
ける発電制御方式として広く知られている内燃機関の動
作点を常に内燃機関と発電機における最高効率発電点と
して発電を行う場合と、本発明の制御方式とを比較す
る。図１９において縦の太い破線が最高発電効率ライン
であり、各必要出力時において最高効率発電点で発電し
た場合の有効燃料消費率を示す。この場合も、従来例と
同様に必要出力に応じて動作点効率が大きく異なる選択
となる。また、効率の高い状態では発電量が少なく、効
率の低い状態では発電量が多いため、必然的に効率の低
い発電が多くなる。特に必要出力が低い場合には効率の
低下が著しくなる。消費電力が低い方から、α３→γ３
→β３のように発電時の効率が変化する。このため、必
ずしも走行全体を通して燃料消費量が最小限となる発電
方法となっていない。すなわち、前述したのと同様に本
発明の方がより効果的に燃焼消費量の低減を図ることが
できる。
【０１１７】さらに、例えば、有効電力当たり物理量を
内燃機関における有効電力当たりの排出ガス量とした場
合には、排出ガス量を従来と比較して低減することがで
きる。発電装置が燃料電池により構成されている場合も
同様である。さらに、本発明を適用する設計者はしきい
値の算出方法を適合させる作業さえ行えばよく、それを
すれば走行状況に応じた動作モードや目標発電電力が一
意的に決定でき、見通しの良いシステム設計が可能とな
る。
【０１１８】加えて、本実施の形態によれば、発電装置
を内燃機関１と発電機２によって構成したことにより、
内燃機関１に関する所定の物理量を従来と比較して好ま
しい方向へ増加し、あるいは低減することができる。ま
た発電装置として燃料電池を使用すれば、燃料電池に関
する所定の物理量を従来と比較して好ましい方向へ増加
し、あるいは低減することができる。例えば、有効電力
当たり物理量を内燃機関や燃料電池における電力量ある
いは電力当たりの燃料消費量とすれば、電気エネルギに
対する燃料消費量を従来と比較して低減することができ
る。また有効電力当たり物理量を内燃機関や燃料電池に
おける電力当たりの排出ガス量とすれば、電力エネルギ
に対する排出ガス量を従来と比較して低減することがで
きる。
【０１１９】また本実施の形態によれば、消費電力に対
応する有効電力当たり物理量としきい値とを比較するこ
とによって、車両の走行状態に応じて、発電装置に関す
る所定の物理量を従来と比較して増加し、あるいは低減
する動作モードを選択することができる。
【０１２０】特に第１の動作モードでは、消費電力を蓄
電装置５から放電することにより賄うため、発電装置に
おいてしきい値に対して効率が悪くなる発電を行わなく
ても済む。また第２の動作モードでは、発電装置におい
てしきい値に対して効率が等しいかあるいは効率が良い
発電を行い、消費電力に対して余剰となる電力を蓄電装
置５に充電するため、第１、第３の動作モードのように
発電装置においてしきい値に対して効率が悪くなる状況
においては発電させず、効率良く蓄電装置５に充電され
た電力を用いて走行させるようにすることができる。
【０１２１】さらに第３の動作モードでは、発電装置に
おいてしきい値以下となる最大電力を効率良く発電し、
消費電力に対して不足する電力は蓄電装置５から放電す
るため、しきい値に対して効率が悪くなる発電を行わな
くても済む。また比較的高負荷時において消費電力をす
べて蓄電装置５からの放電によって賄った場合に比べ、
蓄電装置５から一度に大量の電力を放電することがない
ため、蓄電装置５の急激な温度上昇や性能劣化を抑制す
ることができ、さらに容量の小形化が可能となる。
【０１２２】さらに第４の動作モードでは、消費電力に
対応する有効電力当たり物理量としきい値が等しいため
発電装置においてしきい値と等しい効率で発電を行うこ
とができる。
【０１２３】次に、本発明の第２の実施の形態のハイブ
リッド車の制御装置を、図２０を参照して説明する。本
発明の第２の実施の形態のシステム構成は図１に示した
第１の実施の形態と共通であり、配電コントローラ６の
機能的構成も図２に示した第１の実施の形態と共通であ
る。そして第２の実施の形態の特徴は、配電コントロー
ラ６におけるしきい値算出部２２の機能にある。
【０１２４】第２の実施の形態において、しきい値算出
部２２は内燃機関１に関する評価基準となる物理量を、
蓄電装置状態算出部２１が算出するSOCに応じて決定す
るが、この物理量が有効燃料消費率である場合、図２０
に示すようにしてその物理量を決定する。図２０におい
て、蓄電装置５のSOCの利用可能な範囲の上限値である
許容最大値Lmaxと下限値である許容最小値Lminとを、そ
れぞれ燃料消費率の実現可能最小値Vcminと、設計者が
決める許容最大値Vcmaxとに対応づけている。
【０１２５】このような関係を持たせることにより、蓄
電装置５の蓄電量が多い状態では、有効燃料消費率が良
いときにのみ充電が許され、蓄電量が少ない状態では、
有効燃料消費率が多少悪くても必要最小限の充電が許さ
れるという充放電制御が実現できる。
【０１２６】次に、本発明の第３の実施の形態を図２１
に基づいて説明する。第３の実施の形態の特徴も、配電
コントローラ６におけるしきい値算出部２２の機能にあ
る。第３の実施の形態において、しきい値算出部２２は
内燃機関１に関する評価基準となる物理量を、蓄電装置
状態算出部２１が検出する端子間電圧Vbに応じて決定す
る。この物理量が有効燃料消費率である場合、図２１に
示すように、蓄電装置５の端子間電圧Vbの利用可能な範
囲の上限値である許容最大値Vbmaxと下限値である許容
最小値Vbminとを、それぞれ燃料消費率の実現可能最小
値Vcminと設計者が決める許容最大値Vcmaxとに対応づけ
ている。
【０１２７】このような関係を持たせることにより、端
子間電圧Vbが高いとき、すなわち蓄電装置５の蓄電量が
多く充電効率も良い状態では、有効燃料消費率が良いと
きのみ充電が許され、端子間電圧Vbが低いとき、すなわ
ち蓄電量が少ない状態では、有効燃料消費率が多少悪く
ても必要最小限の充電は許されるという充放電制御が実
現できる。
【０１２８】なお、第３の実施の形態において、蓄電装
置５の端子間電圧に代えて内部抵抗を用いることができ
る。すなわち、しきい値算出部２２で求める内燃機関１
に関する評価基準となる物理量を蓄電装置５の内部抵抗
に応じて決定する。物理量が有効燃料消費率である場
合、図２２に示すように蓄電装置５の内部抵抗Rnの利用
可能な範囲の下限値である許容最小値Rnminと、上限値
である許容最大値Rnmaxとを、それぞれ燃料消費率の実
現可能最小値Vcminと設計者が決める許容最大値Vcmaxと
に対応づけるのである。
【０１２９】このような関係を持たせることにより、内
部抵抗が小さいとき、すなわち、蓄電装置５の蓄電量が
多くて充電効率が良い状態では、有効燃料消費率が良い
ときのみ充電が許され、内部抵抗が大きいとき、すなわ
ち蓄電量が少ない状態では、有効燃料消費率が多少悪く
ても必要最小限の充電は許されるという充放電制御が実
現できる。
【０１３０】次に、本発明の第４の実施の形態につい
て、図２４に基づいて説明する。第４の実施の形態は、
図２０に示した第２の実施の形態と同様であるが、しき
い値の設定に次のような特徴を備えている。すなわち、
図２３に示したように蓄電装置５の充電状態SOCを用い
てしきい値Vcの許容最大値Vcmaxと実現可能最小値Vcmin
を決定する場合において、蓄電装置５の充電状態が利用
可能な範囲の上限Lmaxよりもαだけ小さい値で有効燃料
消費率の実現可能最小値Vcminに対応したしきい値と
し、また充電状態が利用可能な範囲の下限Lminよりもα
だけ大きい値で有効燃料消費率の許容最大値Vcmaxに対
応したしきい値を設定するのである。
【０１３１】これにより、蓄電装置５の充電状態SOCが
上限Lmaxに達したために、回生制動によるエネルギの回
収ができなくなる問題を避けることができ、また充電状
態SOCが下限Lminに達したために極端に効率が悪い状態
で発電するという問題を避けることができる。なお、こ
の思想は、図２１及び図２２に示した第３の実施の形態
に対しても同様に適用することができる。
【０１３２】次に、本発明の第５の実施の形態につい
て、図２４及び図２５に基づいて説明する。第５の実施
の形態は、図２に示した第１の実施の形態に対して、配
電コントローラ６がしきい値算出手段選択部３０を追加
的に備えたことを特徴とする。なお、その他の構成要素
は、図２に示した第１の実施の形態の共通である。
【０１３３】このしきい値算出手段選択部３０は、動作
モード選択部２３の選択結果に基づき、システムが充電
状態にあるのか放電状態にあるのか判定し、しきい値の
変化にヒステリシスを持たせている。つまり、蓄電装置
５の充電状態SOCを用いてしきい値Vcの許容最大値Vcmax
と実現可能最小値Vcminを決定する場合、蓄電装置５の
充電状態が利用可能な範囲の上限Lmaxに達した後はδ1
だけ小さい値になるまで有効燃料消費率の実現可能最小
値Vcminに対応したしきい値とし、また充電状態が利用
可能な範囲の下限Lminｉに達した後はδ2だけ大きな値
になるまで有効燃料消費率の許容最大値Vcmaxに対応し
たしきい値を設定するようにしている。これにより、し
きい値の切替のハンチングを防止することができる。
【０１３４】次に、本発明の第６の実施の形態につい
て、図２６に基づいて説明する。第６の実施の形態の特
徴は、配電コントローラ６が、図２に示した第１の実施
の形態に対して、将来負荷予測部４０と負荷比較部４１
としきい値補正部４２を追加的に備えたことを特徴とす
る。
【０１３５】すなわち、将来負荷予測部４０は将来の消
費電力を推測する。負荷比較部４１は現在の消費電力と
予測された将来の消費電力とを比較する。そしてしきい
値補正部４２は、負荷比較の結果に応じてしきい値算出
部２２で求めた内燃機関１に関する評価基準となる物理
量を補正する。この補正では、現在の消費電力をダイレ
クト配電した場合に比べ、将来の消費電力をダイレクト
配電した場合の燃料消費率の方が良好であると判断され
た場合には、しきい値を厳しい側（つまり、有効燃料消
費率であれば、その値が小さい側）へ変更する。逆に、
現在の消費電力をダイレクト配電した場合に比べ、将来
の消費電力をダイレクト配電した場合の方が燃料消費率
が悪化すると判断された場合には、しきい値を緩い側
（つまり、有効燃料消費率であれば、その値が大きい
側）に変更する。
【０１３６】このような補正を行うことで、将来、より
効率の高い状態で蓄電装置５の充電が見込めるのであれ
ばそれまで充電を控え、将来、効率の悪い状態で充電を
行う可能性がある場合には、現在、あらかじめ充電を行
うことにより、蓄電装置５への充電が常により効率の高
い状態で行えるようになる。
【０１３７】上述した将来負荷予測部４０が行う将来負
荷予測処理は、次のいずれかを単独又は組み合わせた処
理である。その一つは、将来運転状態予測処理であり、
直前の運転パターンやドライバーのアクセルペダルの踏
み込み状態から、例えば、加速状態がどの程度持続する
か、その結果、近い将来の消費電力がどの程度になるか
を予測するものである。
【０１３８】他の１つは、補機類運転状態予測処理であ
り、例えば、外気温からエアコンの運転状態がどのよう
に変化するか推測し、その結果、どの位の消費電力が必
要になるかを予測するものである。また他の１つは、道
路状態予測処理であり、例えば、ナビゲーションシステ
ムが有する地図データベースから得られる前方の道路勾
配、曲率、制限速度の変化、基地局からの前方の混雑具
合などの道路情報、レーダセンサによる先行車両の運転
状態の変化などから近い将来、どの位の消費電力が必要
となるかを予測するものである。
【０１３９】次に、本発明の第７の実施の形態を、図２
７に基づいて説明する。第７の実施の形態は、図２に示
した第１の実施の形態に対して、配電コントローラ６が
しきい値補正部４２を追加的に備えたことを特徴とす
る。
【０１４０】蓄電装置状態算出部２１は充電状態SOC、
充放電効率ηc，ηdを算出すると共に温度状態を検出
し、温度状態をしきい値補正部４２に出力する。
【０１４１】しきい値補正部４２は、蓄電装置温度状態
に応じて、しきい値算出部２２で求めた内燃機関１に関
する評価基準となる物理量を補正する。一般に、蓄電装
置５は極低温度や高温度の状態では充放電効率が低下す
る温度特性を有している。そこで、充放電効率があらか
じめ定められたしきい値よりも低くなるような範囲に蓄
電装置温度がある場合には、蓄電装置５への充放電を禁
止し、あるいは少なくするようにしきい値を補正する。
こうして、充放電効率が低下した状態で蓄電装置５への
充放電を禁止し、あるいは少なくすることにより、充放
電時の損失電力の低減が図れる。
【０１４２】次に、本発明の第８の実施の形態のハイブ
リッド車の制御装置について、図２８及び図２９に基づ
いて説明する。本実施の形態では、変速機にベルト式の
無段変速機１０４を用いた場合を示す。図２８におい
て、太い実線は機械力の伝達経路を示し、破線は電力線
を示す。また、細い実線は制御線を示し、二重線は油圧
系統を示す。この車両のパワートレインは、内燃機関１
０１、クラッチ１０２、電動機１０３、無段変速機１０
４、減速装置１０５、差動装置１０６及び駆動輪１０７
から構成される。
【０１４３】内燃機関１０１の出力軸及びクラッチ１０
２の入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ１
０２の出力軸、電動機１０３の出力軸及び無段変速機１
０４の入力軸は互いに連結されている。
【０１４４】クラッチ１０２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。このクラッチ
１０２の締結時には、内燃機関１０１と電動機１０３が
車両の推進源となり、クラッチ１０２の解放時には、電
動機１０３のみが車両の推進源となる。内燃機関１０１
及び／又は電動機１０３の駆動力は、無段変速機１０
４、減速装置５及び差動装置１０６を介して駆動輪１０
７へ伝達される。なお、このクラッチ１０２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。
【０１４５】電動機１０３，１０９は、それぞれインバ
ータ１１０，１１１により駆動される。これらのインバ
ータ１１０，１１１は共通のＤＣリンク１１３を介して
蓄電装置１１２に接続されている。インバータ１１０
は、蓄電装置１１２の直流充電電力を交流電力に変換し
て電動機１０３へ供給し、逆に電動機１０３の交流発電
電力を直流電力に変換して蓄電装置１１２を充電する。
インバータ１１は、蓄電装置１１２の直流充電電力を交
流電力に変換して電動機９へ供給する。
【０１４６】なお、これらの電動機１０３，１０９それ
ぞれは、交流機に限らず直流電動機であってもよい。そ
して電動機１０３，１０９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コンバータを用い
る。
【０１４７】無段変速機１０４には油圧装置８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８のオイルポンプ（図示せず）は電動機９により駆
動される。
【０１４８】なお、このベルト式の無段変速機１０４に
代えて、トロイダル式のものを用いることができ、また
段階的に変速を行う多段変速機を用いてもよい。またさ
らに、遊星歯車を用いた構成でもよく、内燃機関をキャ
リアに、電動機をサンギヤに、リングギヤを出力に結合
し、サンギヤの回転数を変化させることによってキャリ
ア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。その場合には、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（この場合の構成については、後述する）。
【０１４９】蓄電装置１１２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
気二重層キャパシタ（いわゆるパワーキャパシタ）を用
いることができる。
【０１５０】コントローラ１１４は、図外のドライバー
からのアクセル操作や車速センサからの車速信号に基づ
いて、内燃機関１０１の運転状態、電動機１０３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ーからの要求に答えるべく、内燃機
関１０１、クラッチ１０２、電動機１０３、無段変速機
１０４に対する指令値を生成する。
【０１５１】このコントローラ１１４の構成と動作につ
いて、図２９を用いて説明する。コントローラ１１４
は、走行時の内燃機関１０１、電動機１０３及びクラッ
チ１０２の動作モードを選択する部分と、動作モードを
実現する内燃機関１０１、電動機１０３及び無段変速機
１０４の動作点を算出する部分と、これらの演算結果に
基づいて内燃機関１０１、電動機１０３、無段変速機１
０４、クラッチ１０２それぞれを制御する内燃機関コン
トローラ１２４、電動機コントローラ１２５、無段変速
機コントローラ１２６及びクラッチコントローラ１２７
とから構成されている。
【０１５２】内燃機関コントローラ１２４は、動作点を
算出する部分からの指令値（例えば、目標トルクや目標
回転数）を実現するために内燃機関１０１を制御する。
電動機コントローラ１２５は、動作点を算出する部分か
らの指令値（例えば、目標トルクや目標回転数）を実現
するために電動機１０３を制御する。無段変速機コント
ローラ１２６は、動作点を算出する部分からの指令値
（例えば、目標変速比）を実現するために無段変速機１
０４を制御する。クラッチコントローラ１２７は、動作
モードを選択する部分により選択された動作モードを実
現するためにクラッチ１０２を制御する。
【０１５３】コントローラ１１４の詳細を以下に説明す
る。走行状態検出部１１５は、車速とアクセルペダル操
作量を検出する。また、蓄電装置１１２に出入りする電
流とその時々での端子間電圧とから蓄電装置１１２に出
入りする電力を求めて、蓄電装置の充電状態を示すSOC
（State Of Charge）を推定し、蓄電装置１１２に設置
されている図外の温度センサから蓄電装置温度を検出
し、あらかじめ測定された蓄電装置特性に基づいて、SO
Cと蓄電装置温度とから蓄電装置１１２に電気エネルギ
を充電する時のエネルギ変換効率（充電効率）と蓄電装
置１１２から電気エネルギを取り出す時のエネルギ変換
効率（放電効率）を算出する。
【０１５４】無段変速機伝達効率算出部１１６は、各車
速毎の変速比に対する伝達効率特性のデータを保持する
記憶装置を用いて、車速に対応する伝達効率を算出す
る。
【０１５５】目標出力軸仕事率算出部１１７は、車速と
その時のアクセルペダル操作量からドライバーの要求駆
動力を求め、車速に基づいて要求駆動力を実現する出力
軸における仕事率を算出する。
【０１５６】必要仕事率発生時有効仕事率当たり物理量
算出部１１８は、内燃機関１０１の燃料消費率特性と無
段変速機１０４の伝達効率を考慮して、目標出力軸仕事
率算出部１１７において算出された仕事率を実現するた
めに必要な内燃機関１０１の仕事率（必要仕事率）を算
出し、さらにその際における出力軸仕事率の単位量当た
りの内燃機関１０１に関する所定の物理量（必要仕事率
発生時有効仕事率当たり物理量）を算出する。
【０１５７】しきい値算出部１１９は、以降に説明する
動作モード選択部１２２において動作モードを選択する
評価基準となる物理量を算出するものであり、必要仕事
率発生時有効仕事率当たり物理量と同一単位のしきい値
を設定する。しきい値は、例えば、エネルギ利用効率を
高めたければ、単位仕事率当たりの燃料消費量（以下、
「有効燃料消費率[cc/J]」と称する）やそれに対応した
値になるし、排出ガスを最小にしたければ単位仕事率当
たりの排出ガス量が選ばれる。本実施の形態において
は、燃料消費量の低減を目的とした場合について述べ
る。
【０１５８】状態判断部１２０は、しきい値算出部１１
９で得られたしきい値と必要仕事率発生時有効仕事率当
たり物理量算出部１１８で得られた必要仕事率発生時有
効仕事率当たり物理量との大小比較を行う。
【０１５９】仕事率比較部１２１は、必要仕事率発生時
有効仕事率当たり物理量算出部１１８において算出され
た必要仕事率と、単位仕事率当たりの内燃機関１０１に
関する所定の物理量を最小とする内燃機関１０１の動作
点における仕事率との大小比較を行う。
【０１６０】動作モード選択部１２２は、状態判断部１
２０と仕事率比較部１２１との判断結果に応じて内燃機
関１０１、電動機１０３の運転／停止等の情報を含む動
作モードを決定し、またクラッチ１０２の開放／締結を
判断してクラッチコントローラ１２７に対して指令を出
す。
【０１６１】目標ユニット動作点算出部１２３は、動作
モード選択部１２２で得られた動作モードを実現する内
燃機関１０１の目標トルクと目標回転数、電動機１０３
の目標トルクと目標回転数、及び無段変速機１０４の目
標変速比を算出し、内燃機関コントローラ１２４、電動
機コントローラ１２５、及び無段変速機コントローラ１
２６それぞれに対して指令を出す。
【０１６２】次に動作モード選択部１２２の演算処理に
ついて詳しく説明する。図３０は必要仕事率を内燃機関
１０１において発生して、無段変速機１０４、減速装置
５及び差動装置１０６を介して駆動輪１０７へ伝達する
場合の必要仕事率発生時の有効燃料消費率を示した曲線
Ｃｂ１としきい値Ｃｂ２とが一点鎖線で示されており、
それらの交点をそれぞれＡ点、Ｂ点としている。このし
きい値Ｃｂ２は、しきい値算出部１１９によって算出さ
れたものであり、以下の制御では、しきい値以下の有効
燃料消費率となる内燃機関１０１、クラッチ１０２、電
動機１０３の動作モードや内燃機関１０１の目標トルク
と目標回転数、電動機１０３の目標トルクと目標回転
数、及び無段変速機１０４の目標変速比が設定される。
【０１６３】必要仕事率がＡ[kW]未満の場合（領域I）
には、内燃機関１０１は停止、電動機１０３は運転、蓄
電装置１１２は放電、クラッチ１０２は開放という制御
となる。必要仕事率がＡ[kW]以上、Ｂ[kW]以下の場合
（領域II）には、内燃機関１０１は運転、電動機１０３
は運転、蓄電装置１１２は充電、クラッチ１０２は締結
という制御になる。そして必要仕事率がＢ[kW]を超える
場合（領域III）には、内燃機関１０１は運転、電動機
１０３は運転、蓄電装置１１２は放電、クラッチ１０２
は締結という制御になる。
【０１６４】次に目標ユニット動作点算出部１２３の演
算処理について、図３１〜図３３に基づいて詳しく説明
する。曲線Ｃｂ１は図３０と同様、必要仕事率を内燃機
関１０１において発生させた場合の有効燃料消費率を示
した曲線である。曲線Ｃｂ３は必要仕事率に対してそれ
以上となる仕事率を内燃機関１０１で発生させ、その余
剰となった仕事率を増加させ蓄電装置１１２への充電量
を増加させた場合の有効燃料消費率[cc/J]を示した曲線
である。各曲線Ｃｂ３は各必要仕事率について求めたも
ので、右側にあるものほど必要仕事率が大きい場合を示
す。
【０１６５】図３１において、必要仕事率が領域Iにあ
る場合には、しきい値Ｃｂ２に対して有効燃料消費率を
示した曲線Ｃ上の点が大きく、内燃機関１０１を運転す
るとしきい値Ｃｂ２に対して効率が悪くなる。このた
め、内燃機関１０１を運転せず、蓄電装置１１２から放
電された電力だけで駆動する電動機１０３により出力軸
仕事率を発生させる。
【０１６６】図３２は、必要仕事率が領域IIにある場合
を示している。領域II内の点、例えば図３２中の点Ｃで
は、必要仕事率発生時有効仕事率当たり物理量算出部１
１８で算出された必要仕事率（＝Pn）を内燃機関１０１
で発生してもその際の有効燃料消費率はしきい値Ｃｂ２
よりも小さくなる。そのため、必要仕事率分の仕事率を
内燃機関１０１にて発生することが考えられる。しかし
ながら、内燃機関１０１を運転した場合にしきい値Ｃｂ
２よりも大きな有効燃料消費率となる領域においては、
蓄電装置１１２から放電された電力によって電動機１０
３を駆動し、燃費を向上させたいため、しきい値Ｃｂ２
以下となる領域においてできるだけ効率良く蓄電装置１
１２に充電することが望ましい。
【０１６７】そこで内燃機関１０１で発生する仕事率
（＝Pd）を大きくして有効燃料消費率がしきい値Ｃｂ２
と等しくなるよう図３２中のＤ点で内燃機関１０１を運
転することにする。Ｄ点での内燃機関１０１の仕事率と
Ｃ点における出力軸仕事率との差となる余剰仕事率（＝
内燃機関１０１の仕事率Pd−必要仕事率Pn）は、電動機
１０３を用いて発電を行うために用いる。
【０１６８】ここで、Ｄ点の有効燃料消費率とＤ点での
内燃機関１０１の仕事率と等しい仕事率を必要仕事率と
して内燃機関１０１で発生した場合におけるＤ’点の有
効燃料消費率に着目する。Ｄ点とＤ’点の有効燃料消費
率の差は、Ｄ点において発生した運動エネルギを電動機
１０３によりいったん電気エネルギに変換して蓄電装置
１１２に充電し、さらに蓄電装置１１２から放電する際
に生じる損失（電動機効率、インバータ効率、蓄電装置
１１２における充電効率、放電効率）から生じるもの
で、例えば、発電に用いられる余剰仕事率に対するそれ
ら損失の割合が一定であったと仮定すると、余剰仕事率
が大きくなるほど損失が大きくなる。つまり、Ｄ点と
Ｄ’点とにおける有効燃料消費率の差が大きくなること
になる。
【０１６９】ここで、有効燃料消費率の算出は、あらか
じめ必要仕事率をパラメータとして、それに加えられる
余剰仕事率を変化させたときのものを求め、マップ化し
たもの（以後、「有効燃料消費率マップ」と称する）を
用いてもよい。もちろん、マップ化しないで、ＣＰＵで
計算することにより算出してもよい。
【０１７０】図３３は、必要仕事率が領域IIIにある場
合を示している。この場合は、必要仕事率を内燃機関１
０１によって発生させると有効燃料消費率はしきい値よ
りも大きくなる。したがって、内燃機関１０１で発生さ
せる仕事率はしきい値Ｃｂ２以下となる最大の仕事率と
し、不足仕事率（＝出力軸仕事率Pn−内燃機関の仕事率
Pd）を電動機１０３によって発生させる。また、出力軸
仕事率がＡ[W]未満の場合と同様に、全ての仕事率を電
動機１０３でまかなうことも考えられるが、蓄電装置１
１２を出入りする電力が増えることになり、それにより
生じる損失も増えるため、通常はこのような使い方は考
えられない。ただし、例えば、後に回生によって多くの
電力を回収できることが予測される場合等は、その限り
ではない。
【０１７１】必要仕事率を内燃機関１０１によって発生
させる際の有効燃料消費率がしきい値Ｃｂ２と等しい場
合には、その必要仕事率を内燃機関１０１によって発生
させる。
【０１７２】次に、図２９に示したコントローラ１１４
による制御処理を図３４〜図４１のフローチャートを用
いて詳しく説明する。なお、本フローチャートは所定の
周期で繰り返し算出されるものとする。
【０１７３】図３４は、本実施の形態による制御処理の
メインフローのフローチャートである。ステップＳ１０
１において、車速VSP[km/h]、アクセル開度acc[deg]、
蓄電装置１１２における充電効率ηc及び放電効率ηd等
の走行状態を検出する。ここで、充電効率ηc及び放電
効率ηdは、それぞれ過去に行われた充電及び放電時に
おける各値の平均値を用いて算出する。また、これらの
値は前回の走行終了時における値を基に学習し算出して
もよい。
【０１７４】ステップＳ１０２において、ドライバーの
要求する駆動力を満たすために出力軸において発生する
仕事率（出力軸仕事率）tPd[W]を算出する。ステップＳ
１０３において、車速に応じた無段変速機の変速比に対
する伝達効率データ列を算出し、ステップＳ１０４にお
いて、出力軸仕事率を最小燃料消費量で実現できる内燃
機関１０１と電動機１０３及び無段変速機１０４の動作
点を算出し、算出された動作点を用いて内燃機関１０１
で仕事率（必要仕事率）を発生した場合の必要仕事率発
生時有効仕事率当たり物理量を算出する。
【０１７５】ステップＳ１０５において、動作モードを
選択するためのしきい値を算出し、ステップＳ１０６に
おいて、必要仕事率発生時有効仕事率当たり物理量とし
きい値との大小比較し、ステップＳ１０７において、必
要仕事率と単位仕事率当たりの燃料消費量を最小とする
内燃機関１０１の動作点における仕事率との大小比較を
行う。
【０１７６】ステップＳ１０８において、ステップＳ１
０６とステップＳ１０７との比較結果に基づいて動作モ
ードを選択する。ステップＳ１０９において、選択され
た動作モードを実現する内燃機関１０１と電動機１０３
と無段変速機１０４の動作点を算出する。
【０１７７】図３５は、図３４の目標出力軸仕事率を算
出するステップＳ１０２における詳細な処理を示したフ
ローチャートである。ステップＳ１１１において、車速
VSP[km/h]とアクセル開度acc[deg]に基づいてMAPttd(VS
P,acc)をマップ検索することにより、目標駆動力トルク
tTd[Nm]を算出する。図４３に目標駆動トルク算出マッ
プMAPttd(VSP,acc)の例を示す。このマップは、車速VSP
とその時のアクセル開度accからドライバーの要求する
駆動力tTdを推定し、その推定値tTdをマップ化したもの
である。また、目標駆動トルクtTdに対しては、マップ
検索後に運転性向上のために変化率制限や一時遅れ要素
などにより動的補償などを加えてもよい。
【０１７８】ステップＳ１１２において、車速VSPと目
標駆動トルクtTd及びタイヤ有効半径r[m]に基づいて、
目標出力軸仕事率tPd[W]を次数４により算出する。
【０１７９】
【数４】 図３６は、図３４における必要仕事率発生時有効仕事率
当たり物理量を算出するステップＳ１０４における詳細
な処理を示したフローチャートである。ステップＳ１２
１において、車速VSPに応じて取り得る内燃機関回転数N
i[rpm]の上限値を関連付けしたテーブルTBLcvtu(VSP)と
下限値を関連付けしたテーブルTBLcvtl(VSP)とから回転
数上限値NiU[rpm]と回転数下限値NiL[rpm]を求める。例
えば、無段変速機１０４の制限により内燃機関回転数の
取り得る範囲が図４４のように定められたとき、Nil0＝
TBLcvtl(VSP0)、NiU＝TBLcvtu(VSP0)の関連付けとな
る。
【０１８０】ステップＳ１２２においては、以降で燃料
消費量を演算する内燃機関回転数として、回転数下限値
NiLから回転数上限値NiUまでの５０[rpm]刻みの配列NiS
[n]（nは配列数であり、NiL，NiUによって決まる）を作
成し、i＝０と設定する。
【０１８１】ステップＳ１２３において、iを１つイン
クリメントし、i＞nでなければステップＳ１２４へ分岐
し、i＞nであればステップＳ１２７へ分岐する。
【０１８２】ステップＳ１２４〜Ｓ１２６では、内燃機
関回転数NiS[i]としたときの内燃機関１０１の燃料消費
量FuelS[i]を演算する。まずステップＳ１２４におい
て、無段変速機１０４の変速比RcvtSを、車速VSPと内燃
機関回転数NiS[i]とタイヤ有効半径r[m]に基づいて次数
５により求める。
【０１８３】
【数５】 そして無段変速機入力トルクTcvtS[Nm]を、目標駆動ト
ルクtTdと変速比RcvtSと内燃機関回転数NiS[rpm]から、
無段変速機１０４における損失トルクを補正して目標駆
動トルクを実現できる無段変速機入力トルクのマップMA
Pcvt(tTd,RcvtS,NiS[i])を用いて求める。
【０１８４】続くステップＳ１２５において、無段変速
機入力トルクTcvtSを内燃機関トルクTeSとし、ステップ
Ｓ１２６において、内燃機関１０１の燃料消費量FuelS
[i]を、内燃機関トルクTeSと内燃機関回転数NiS[i]との
関数であるMAPfuel(TeS,NiS[i])をマップ検索する。図
４２にMAPfuel(TeS,NiS[i])の一例を示してある。
【０１８５】配列数nについてステップＳ１２４〜Ｓ１
２６の処理が終了すれば、ステップＳ１２７において、
i＝1〜nすべての内燃機関回転数NiS[i]に対応した内燃
機関１０１の燃料消費量FuelS[i]の中でも最も値の小さ
い配列順位jを選び出し、Ｓ１２８において、配列順位j
に対応させ、出力軸仕事率を実現する内燃機関１０１の
仕事率（必要仕事率）を発生する場合の内燃機関の動作
点（トルク：tTen[Nm]、回転数：tNen[rpm]）を算出す
る。
【０１８６】ステップＳ１２９において、必要仕事率発
生時有効仕事率当たり物理量Vn[cc/J]を、次数６により
求める。
【０１８７】
【数６】 図３７は、図３４の動作モードを選択するためのしきい
値を算出するステップＳ１０５における詳細な処理を示
したフローチャートである。ステップＳ１３１におい
て、前回の演算周期において算出した動作モードを選択
するためのしきい値Vc[cc/J]をVcold[cc/J]とする。
【０１８８】続くステップＳ１３２において、目標SOC
値tSOC[%]（例えば、SOC＝５０[%]）と蓄電装置１１２
のSOC値SOC[%]との偏差に基づいて比例制御を行い、し
きい値Vc[cc/J]を算出する。ここで、しきい値Vcは次数
７を用いて算出される。
【０１８９】
【数７】 この数７の定数Kは、あらかじめ実験により求めた値を
用いる。
【０１９０】図３８は、図３４の必要仕事率発生時仕事
当たり物理量としきい値との大小比較を行うステップＳ
１０６における詳細な処理を示したフローチャートであ
る。ステップＳ１４１において、必要仕事率発生時有効
仕事率当たり物理量Vnとしきい値Vcとの大小関係を比較
する。
【０１９１】ステップＳ１４１において、Vn≦Vcである
場合には、ステップＳ１４２において状態判断フラグFs
を１にする。一方、ステップＳ１４１において、Vn≦Vc
でない場合には、ステップＳ１４３においてVn＜Vcであ
るか否かを判断する。
【０１９２】ステップＳ１４３においてVn＜Vcである場
合には、ステップＳ１４４において状態判断フラグFsを
２にする。ステップＳ１４３においてVn＜Vcでない場合
には、ステップＳ１４５において状態判断フラグFsを３
にする。
【０１９３】図３９は、図３４の必要仕事率と単位仕事
率当たりの燃料消費量を最小にする内燃機関の動作点で
の仕事率との大小比較を行うステップＳ１０７における
詳細な処理を示したフローチャートである。まずステッ
プＳ１５１において、必要仕事率tPn[W]と図４２に示す
燃料消費率特性からの単位仕事率当たりの燃料消費量が
最小となる内燃機関の動作点における仕事率Pmin[W]を
求め、それらの大小関係を比較する。以下に、tPnとPmi
nを算出するための式を示す。
【０１９４】
【数８】 このステップＳ１５１において、tPn＞Pminであれば、
続くステップＳ１５２において仕事率比較フラグFpを０
とする。一方、ステップＳ１５１において、tPn＞Pmin
でなければ、ステップＳ１５３において仕事率比較フラ
グFpを１とする。
【０１９５】図４０は、図３４の動作モードの選択を行
うステップＳ１０８における詳細な処理を示したフロー
チャートである。ステップＳ１６１において、状態判断
フラグFs＝１であるか否かを判断する。そしてFs＝１で
あれば、ステップＳ１６２へ分岐し、Fs＝１でなければ
ステップＳ１６７へ分岐する。
【０１９６】ステップＳ１６２においては、仕事率比較
フラグFp＝０であるか否かを判断する。そしてFp＝０で
あればステップＳ１６３へ分岐し、Fp＝０でなければス
テップＳ１６５へ分岐する。
【０１９７】ステップＳ１６３においては、動作モード
フラグFw＝１とし、ステップＳ１６４においてクラッチ
動作フラグFc＝０とする。ここでクラッチ動作フラグFc
＝０の場合にはクラッチを開放する信号、Fc＝１の場合
には締結する信号がクラッチコントローラ１２７ヘ送ら
れる。
【０１９８】ステップＳ１６２においてFp＝０でなくて
ステップＳ１６５へ分岐した場合には、動作モードフラ
グFw＝３とし、続くステップＳ１６６においてクラッチ
動作フラグFc＝１とする。
【０１９９】ステップＳ１６１においてFs＝１でなくて
ステップＳ１６７に分岐した場合には、Fs＝２であるか
否かを判断する。そしてFs＝２であればステップＳ１６
８へ分岐し、Fs＝２でなければステップＳ１６１０へ分
岐する。
【０２００】ステップＳ１６８においては動作モードフ
ラグFw＝２とし、続くステップＳ１６９においてクラッ
チ動作モードFc＝１とする。
【０２０１】ステップＳ１６７においてFs＝２でなくて
ステップＳ１６１０に分岐した場合には、動作モードフ
ラグFw＝４とし、続くステップＳ１６１１においてクラ
ッチ動作モードFc＝１とする。
【０２０２】図４１は、図３４の目標ユニット動作点を
算出するステップＳ１０９における詳細な処理を示した
フローチャートである。まずステップＳ１７１におい
て、動作モードフラグFw＝１であるか否かを判断し、Fw
＝１である場合にはステップＳ１７２へ分岐し、Fw＝１
でなかった場合にはステップＳ１７４へ分岐する。
【０２０３】ステップＳ１７２〜Ｓ１７３においては、
車速VSPと目標出力軸仕事率tPnとから、電動機１０３の
エネルギ変換効率と無段変速機１０４の伝達効率を考慮
して、目標出力軸仕事率を最小電力で実現できる電動機
１０３の動作点と無段変速機１０４の変速比の組み合わ
せをマップ検索により求める。ここで、検索するマップ
はあらかじめ算出された組み合わせを、求めたい動作点
毎にマップ化したものを用い、それぞれステップＳ１７
２では電動機１０３の目標トルクtTm[Nm]を算出する際
にMapttm1(VSP,tPn)、電動機１０３の目標回転数を算出
する際にMaptnm1(VSP，tPn)を用い、ステップＳ１７３
では無段変速機１０４の目標変速比を算出する際にMapt
rcvt1(VSP,tPn)を用いる。
【０２０４】ステップＳ１７１において動作モードフラ
グFw＝１でなくてステップＳ１７４に分岐した場合に
は、動作モードフラグFw＝２であるか否かを判断し、Fw
＝２であった場合にはステップＳ１７５へ分岐し、Fw＝
２でなかった場合にはステップＳ１７８へ分岐する。
【０２０５】ステップＳ１７５〜Ｓ１７７においては、
車速VSPに対応する有効燃料消費率マップから必要仕事
率tPnがある場合に、しきい値Vcと同じ有効燃料消費率
となる内燃機関１０１の目標トルクと目標回転数、電動
機１０３の目標トルクと目標回転数、及び無段変速機１
０４の目標変速比をそれぞれマップ検索により算出す
る。検索に用いる各マップは、しきい値Vcと同じ有効燃
料消費率となる場合の内燃機関１０１、電動機１０３及
び無段変速機１０４の各動作点を対応づけすることによ
り作成している。
【０２０６】例えば、有効燃料消費率マップを、内燃機
関１０１の燃料消費率と電動機１０３のエネルギ変換効
率、及び無段変速機１０４の伝達効率データ列を考慮し
て、内燃機関１０１の燃料消費量を最小とする各車速毎
の内燃機関１０１のトルクと回転数、電動機１０３のト
ルクと回転数、及び無段変速機１０４の変速比を用いて
作成した場合には、各マップから対応する内燃機関１０
１、電動機１０３及び無段変速機１０４の各動作点が算
出される。
【０２０７】ステップＳ１７５においては、車速VSPと
必要仕事率tPn、及びしきい値Vcから内燃機関１０１の
目標トルクtTe[Nm]と目標回転数tNe[rpm]をそれぞれ、M
aptte2(VSP,tPn,Vc)、Maptne2(VSP,tPn,Vc)のマップ検
索により算出する。続くステップＳ１７６においては、
同様に車速VSPと必要仕事率tPnとしきい値Vcとから、し
きい値と同じ有効燃料消費率となる場合における電動機
の目標トルクtTm[Nm]をMapttm2(VSP,tPn,Vc)のマップ検
索から算出し、目標回転数tNm[rpm]をtNe[rpm]とする。
そしてステップＳ１７７において、同様に車速VSPと必
要仕事率tPn、及びしきい値Vcから、しきい値と同じ有
効燃料消費率となる場合における無段変速機１０４の変
速比tRcvtをMaptrcvt2(VSP,tPn,Vc)のマップ検索から算
出する。
【０２０８】ステップＳ１７４において動作モードフラ
グFw＝２でなかった場合には、ステップＳ１７８におい
て動作モードフラグFw＝３であるか否かを判断し、Fw＝
３であった場合にはステップＳ１７９へ分岐し、Fw＝３
でなかった場合にはステップＳ１７１２へ分岐する。
【０２０９】ステップＳ１７９〜Ｓ１７１１において
は、各車速毎において種々の必要仕事率を発生させた場
合における有効燃料消費率マップから、車速VSPに応じ
たしきい値Vcと等しい有効燃料消費率となる内燃機関１
０１の目標トルクと目標回転数、電動機１０３の目標ト
ルクと目標回転数、及び無段変速機１０４の目標変速比
をマップ検索により算出する。検索に用いる各マップ
は、必要仕事率発生時においてしきい値Vcと同じ有効燃
料消費率となる場合の内燃機関１０１、電動機１０３及
び無段変速機１０４の各動作点を対応づけることにより
作成している。
【０２１０】例えば、必要仕事率発生時の有効燃料消費
率マップを、内燃機関１０１の燃料消費率と電動機１０
３のエネルギ変換効率、及び無段変速機１０４の伝達効
率データ列を考慮して、内燃機関１０１の燃料消費量を
最小とする各車速毎の内燃機関１０１のトルクと回転
数、電動機１０３のトルクと回転数、及び無段変速機１
０４の変速比を用いて作成した場合には、各マップから
対応する内燃機関１０１、電動機１０３及び無段変速機
１０４の各動作点が算出される。
【０２１１】まずステップＳ１７９においては、車速VS
Pとしきい値Vcとから内燃機関１０１の目標トルクtTeと
目標回転数tNeとをそれぞれMaptte3(VSP,Vc)、Maptne3
(VSP,Vc)をマップ検索により算出する。続くステップＳ
１７０においては、車速VSPと必要仕事率tPnとから、無
段変速機１０４の目標変速比tRcvtをMaptrcvt3(VSP,tP
n)のマップ検索から算出する。そしてステップＳ１７１
１において、内燃機関１０１の目標トルクtTeと目標回
転数tNeとを発生した際の内燃機関１０１の仕事率tPg
[W]を次数９により算出する。
【０２１２】
【数９】 また、無段変速機１０４における伝達効率ηcvtを次数
１０により算出する。
【０２１３】
【数１０】 以上の演算結果に基づいて、車速VSPに応じたしきい値V
cと等しい必要仕事燃料消費率となる電動機の目標トル
クtTmと目標回転数tNmが次数１１により算出される。
【０２１４】
【数１１】 ステップＳ１７８において動作モードフラグFw＝３でな
い場合には、ステップＳ１７１２〜Ｓ１７１４におい
て、車速VSPに対応する有効燃料消費率マップから必要
仕事率発生時の有効燃料消費率がしきい値Vcと同じとな
る際の内燃機関１０１の目標トルクと目標回転数、電動
機１０３の目標トルクと目標回転数、及び無段変速機１
０４の目標変速比をそれぞれマップ検索により算出す
る。
【０２１５】まずステップＳ１７１２において、車速VS
Pと必要仕事率tPnとしきい値Vcとから、内燃機関１０１
の目標トルクtTe[Nm]と目標回転数tNe[rpm]とをそれぞ
れMaptte2(VSP,tPn,Vc)、Maptne2(VSP,tPn,Vc)をマップ
検索により算出する。ここで、Maptte2(VSP,tPn,Vc)、M
aptne2(VSP,tPn,Vc)は、ステップＳ１７５でマップ検索
した際に用いたものと同じマップである。
【０２１６】続くステップＳ１７１３においては、同様
に車速VSPと必要仕事率tPnとしきい値Vcとから、電動機
１０３の目標トルクtTm[Nm]をMapttm2(VSP,tPn,Vc)のマ
ップ検索から算出し、目標回転数tNm[rpm]をtNe[rpm]と
する。ここで、Mapttm2(VSP,tPn,Vc)は、ステップＳ１
７６でマップ検索した際に用いたものと同じマップであ
る。そしてステップＳ１７１４において、車速VSPと必
要仕事率tPnとしきい値Vcとから、無段変速機１０４の
変速比tRcvtをMaptrcvt2(VSP,tPn,Vc)のマップ検索から
算出する。ここで、Maptrcvt2(VSP,tPn,Vc)は、Ｓ１７
６でマップ検索した際に用いたものと同じマップであ
る。
【０２１７】このようにして、上記の実施の形態によれ
ば、内燃機関１０１、電動機１０３及び変速機１０４の
エネルギ変換効率を考慮に入れて算出された出力軸にお
ける仕事率と、内燃機関１０１、電動機１０３及び蓄電
装置１１２のエネルギ変換効率を考慮し発電した電力を
蓄電装置１１２にいったん充電し、さらに将来放電する
際に消費できる電力の発電に用いられた内燃機関１０１
の仕事率との和に対する有効仕事率当たりの内燃機関１
０１に関する所定の物理量としきい値とを比較し、走行
時の内燃機関１０１と電動機１０３との動作モードや内
燃機関１０１と電動機１０３、及び変速機１０４の動作
点を決定するため、内燃機関１０１に関する所定の物理
量をより好適にすることができる。
【０２１８】図４５を使ってこの点を、内燃機関１０１
において燃料消費量の低減を図る場合を例にとり説明す
る。図４５において破線で示した曲線は、ある車速時に
内燃機関１０１で必要仕事率を発生した場合の有効仕事
率当たりの燃料消費量となる有効燃料消費率[cc/J]を示
す。
【０２１９】本実施の形態における必要仕事率発生時有
効仕事率当たり物理量は、この破線Ｃｂ１１で示され
る。実線Ｃｂ１２は必要仕事率以上の仕事率を内燃機関
１０１で発生し、蓄電装置１１２への充電に当てる余剰
分の仕事率を増加させた場合の有効燃料消費率を示した
曲線である。各実線は各必要仕事率時について求めたも
ので、右側にある実線ほど必要仕事率が大きい高負荷な
場合を示す。
【０２２０】従来例では、ある必要仕事率時において必
要仕事率以上の仕事率を内燃機関で発生し、蓄電装置へ
の充電に当てる余剰分の仕事率を増加させた場合の有効
燃料消費率を比較し、その値が最小となる場合に対応す
る動作モード、及び内燃機関と電動機、及び変速機の動
作点を算出する。
【０２２１】すなわち、ある必要仕事率時における範囲
内で最も効率の良い動作モード及び各動作点が算出され
る。例えば必要仕事率がα１であった時、必要仕事率以
上となる余剰な内燃機関の仕事率を変化させた場合の有
効燃料消費率は曲線αで示される。従来例においては、
必要仕事率を内燃機関により発生させる動作モードが選
択され、α２の点で必要仕事率以上を発生し、余剰分の
内燃機関の仕事率を用いて発電した電力を蓄電装置に充
電する。また、必要仕事率がβ１であった場合、走行時
の動力源に内燃機関を用いる動作モードが選択され、内
燃機関での効率が最高となる必要仕事率β１分のみの仕
事率を発生し、蓄電装置に充電は行わない。選択された
α２とβ１の点に着目すると、α２の点はその必要仕事
率時においては、確かに最も効率が良い。
【０２２２】しかしながら、例えば同じ電力を充電する
場合には、必要仕事率がβ１である場合の曲線βと一点
鎖線Ｃｂ１３で示した充電電力を同じとする際に描ける
曲線との交点β２で発電を行った方が効率が良いのは明
白である。また、β１の点は、α２の点に着目した際に
も述べたように、効率の良い発電が行えるにも関わらず
それを行わない。
【０２２３】これは、必要仕事率がα１の時にはα１と
α２を比較して効率が大きいα２を選択し、同様に必要
仕事率がγ１の時にはγ２を選択し、必要仕事率がβ１
の時にはβ１を選択するというように、現在の走行にお
ける必要仕事率の範囲の中で最も効率の良い点を選択す
ることが原因となっており、その結果、効率が低い状態
での充電が行われることになる。つまり、従来例におい
ては、必ずしも走行全体を通して燃料消費量を最小限に
できる動作モードの選択となっていない。
【０２２４】また、従来例においては、効率を所定の値
に管理した動作モードの選択を行うことができない。具
体的には、効率の良い点を選択する際の比較対象（現在
の走行における必要仕事率の範囲の中での効率）が必要
仕事率に応じて大きく異なるため、選択された動作モー
ドの効率は、設計者等があらかじめ設定した効率ではな
く、必要仕事率時毎に異なる値となってしまう。
【０２２５】これに対して本実施の形態においては、動
作モードを設計者が設定した燃料消費量に関するしきい
値という絶対的な基準を持って選択するため、通常は充
電を急ぐ必要がない場合においてできる限り効率が高く
なるようにしきい値を設定し、効率の高い状態で発電を
行う。効率が低い状態で充電を行う場合は、設計者が効
率が低くても充電したいという意図をしきい値に反映さ
せた場合に限られ、その量も最低限になるように設定す
る。また、しきい値の設定にもよるが、内燃機関１０１
を運転すると効率が低くなるような場合には、効率が高
い状態で充電された蓄電装置１１２からの電力により電
動機１０３を作動させて走行し、効率の低い発電を避け
ることで燃料消費量の低減が可能である。
【０２２６】さらに、設計者の意図によってしきい値を
設定することにより効率を管理し、しきい値以下となる
有効燃料消費率で走行する動作モードの選択ができるた
め、走行に問題がない範囲でしきい値をできるだけ小さ
な有効燃料消費率に設定し、より効果的に燃料消費量の
低減を図ることができる。また例えば、有効仕事率当た
りの物理量を内燃機関における有効仕事率当たりの排出
ガス量とした場合には、排出ガス量を従来と比較して低
減することができる。
【０２２７】さらに本実施の形態を適用する設計者は、
しきい値の算出方法の適合作業さえ行えばよく、それさ
え行えば走行状態に応じた動作モードや内燃機関１０１
と電動機１０３、及び変速機１０４の動作点を一意に決
定できるため、見通しの良いシステム設計ができる。
【０２２８】なお、上記の実施の形態において、有効仕
事率当たりの物理量を内燃機関における仕事率当たりの
制限したい排出ガス成分とすることにより、内燃機関の
仕事率に対する排出ガス成分を従来と比較して低減する
ことができる。
【０２２９】また、必要仕事率に対応する有効仕事率当
たりの物理量としきい値とを比較することによって、し
きい値と比較して同等あるいはより好適となるような動
作モードを選択することができる。
【０２３０】具体的には、第１の動作モードにおいて
は、出力軸仕事率を電動機１０３により発生するため、
内燃機関１０１においてしきい値に対して効率が低くな
る運転を行わず、その際の有効仕事率当たり物理量はし
きい値に対してより好適となる。また、第２の動作モー
ドにおいては、内燃機関１０１にてしきい値に対して効
率が等しいかあるいは効率が高い運転を行い、必要仕事
率に対してそれ以上となる内燃機関１０１の仕事率を発
生し、その余剰となる内燃機関１０１の仕事率により発
電し蓄電装置１１２に充電する。このため、第１，３の
動作モードのような内燃機関１０１にてしきい値に対し
て効率が低くなる状態において運転を行わずに、この第
２の動作モードで効率良く充電された電力を用いて電動
機１０３で走行することができる。
【０２３１】さらに、第３の動作モードにおいては、内
燃機関１０１にてしきい値以下となる最大の必要仕事率
となるように内燃機関１０１の仕事率を効率良く発生
し、必要仕事率に対して不足する仕事率は電動機により
発生するため、その際の有効仕事率当たり物理量はしき
い値と同等になる。また比較的高負荷時において必要仕
事率をすべて電動機１０３により発生した場合に比べ、
蓄電装置１１２から一度に大量の電力を放電することが
ないために、蓄電装置１１２の急激な温度上昇や性能劣
化を抑制することができ、さらに容量の小型化が可能と
なる。
【０２３２】またさらに、第４の動作モードにおいて
は、必要仕事率を内燃機関１０１において発生し、しき
い値と同等の効率で走行できる。
【０２３３】さらに本実施の形態によれば、有効仕事率
当たり物理量を算出する際に用いる内燃機関１０１、電
動機１０３、及び変速機１０４の動作点を、種々の必要
仕事率と種々の内燃機関１０１の仕事率において、ドラ
イバーの要求する駆動力と内燃機関１０１の仕事率とを
内燃機関１０１に関する所定の物理量を最小になるよう
算出したため、変速機１０４において実現可能な変速比
幅内において最良燃費となる動作点を得ることができ
る。また、有効仕事率当たり物理量に基づいて算出され
る動作モードや内燃機関１０１、電動機１０３及び変速
機１０４の動作点を、内燃機関１０１に関する所定の物
理量をより好適なものとすることができる。
【０２３４】なお、上記の実施の形態では、ベルト式の
無段変速機１０４を用い、１台の電動機１０３により内
燃機関１０１の始動、発電、走行及び回生制動を行う例
を示したが、前述した変速機（トロイダル式の無段変速
機、前述の遊星歯車を用いた無段変速機及び段階的に変
速を行う変速機）や２台の電動機を用いたハイブリット
車両に対しても本発明を応用することができる。
【０２３５】図４６は、本発明の第９の実施の形態のハ
イブリッド車の制御装置のパワートレインを示してい
る。第９の実施の形態においては、変速機１０４にベル
ト式やトロイダル式の無段変速機あるいは、段階的に変
速を行う変速機を用いている。この配置例においては、
内燃機関１０１の始動と発電のために用いられる電動機
１３０と、車両の走行と回生制動のために用いられる電
動機１０３との２台の電動機を用いた構成となる。
【０２３６】この配置例に対しても、クラッチ１０２の
入力側の電動機１３０と内燃機関１０１との配置は、電
動機１３０を内燃機関１０１の上流に配置してもよい
し、電動機１３０を内燃機関１０１の下流に配置しても
よい（図示せず）。また、内燃機関１０１の出力軸をク
ラッチ１０２の入力軸と直結して１軸で構成すると共
に、内燃機関１０１の出力をクラッチ１０２を介して、
１軸で構成された電動機１０３、変速機１０４、減速機
１０５、差動装置１０６に伝える構成にすることもでき
る。一方、クラッチ１０２の出力側の電動機１０３と変
速機１０４の配置は、図８に示すように電動機１０３を
変速機１０４の上流に配置してもよいし、電動機１０３
を変速機１０４の下流に配置してもよい。
【０２３７】このように、内燃機関１０１からの動力を
変速機１０４の出力軸から減速装置５及び差動装置１０
６を介して駆動輪１０７に伝えると共に、１個以上の電
動機が駆動輪１０７に動力を伝える推進機構であれば、
各機器がどのような配置でもよい。変速機１０４に前述
の遊星歯車を用いた場合には、２台の電動機を用いた構
成となる。内燃機関１０１をキャリアに、電動機（発電
機）をサンギヤに結合し、またもう一つの電動機と結合
したリングギヤを出力に結合し、内燃機関１０１及び電
動機で発生した動力を遊星歯車及び差動装置１０６を介
して駆動輪１０７に伝達することになる。
【０２３８】次に、本発明の第１０の実施の形態のハイ
ブリッド車の制御装置について説明する。
【０２３９】前述の第１の実施の形態のハイブリッド車
の制御装置は、内燃機関と発電機あるいは燃料電池から
構成される発電装置と蓄電装置と駆動用電動機を備え、
発電装置と蓄電装置から供給される電力で駆動電動機を
動作し走行する、所謂シリーズハイブリッド車（Ｓ−Ｈ
ＥＶ）において、発電装置からの電力を蓄電装置にいっ
たん充電し、さらに将来放電する際の発電装置及び蓄電
装置のエネルギ変換効率を考慮し、発電電力から損失分
を除いた有効電力当たりの発電装置に関する所定の物理
量（発電効率に相当）が設定値となるよう発電装置と蓄
電装置の動作モードや目標発電電力を決定する。また、
この設定値は、通常充電を急ぐ必要がない場合において
はできる限り効率が高くなるよう設定して高効率となる
発電を行い、一方、効率が低い状態で充電を行う場合に
は、効率が低くても充電したいという場合に限り、かつ
その充電量も最低限にするため、発電装置に関する所定
の物理量を好適にすることができる。
【０２４０】前述の第１の実施の形態のハイブリッド車
の制御装置では、蓄電装置のエネルギ変換効率には代表
値を用い、一定値として有効電力当たりの発電装置に関
する所定の物理量を算出しているため、演算処理が単純
化でき、それだけ制御用のマイクロコンピュータにかか
る負荷が軽くて済む利点がある。
【０２４１】しかしながら、実際の蓄電装置のエネルギ
変換効率は蓄電装置の状態に応じて変化する。図６６は
蓄電装置の充電効率特性の一例である。横軸を充電状態
SOC[%]、縦軸を充電量[kW]とし、各場合における充電効
率を等充電効率線により示している。図６６における充
電効率から、同充電量であってもSOCが高い状態の方が
高効率である特性を持つことが分かる。また、充電効率
は蓄電装置の温度や劣化度合に応じても特性が変化する
ため、それらを考慮して充電効率を算出してもよい。
【０２４２】このため、第１の実施の形態のハイブリッ
ド車の制御装置では、蓄電装置のエネルギ変換効率を一
定値として算出した有効電力当たりの発電装置に関する
所定の物理量と実際の値との間に差が生じることがあ
る。またさらに、この有効電力当たりの発電装置に関す
る所定の物理量に基づいて決定される発電装置と蓄電装
置の動作モードや目標発電電力についても、必ずしも走
行状況に応じて発電装置に関する所定の物理量を最適と
するものになるとは限らない。
【０２４３】この点を解消することができるのが第１０
の実施の形態であり、この実施の形態のハイブリッド車
の制御装置は、原動機あるいは原動機と発電機から構成
される発電装置と、発電装置で発生した発電電力や減速
時における回生電力を蓄積する蓄電装置と、走行用の電
動機を備え、原動機と電動機の少なくとも一方の駆動力
により走行するハイブリッド車にあって、原動機あるい
は原動機と発電機、電動機のエネルギ変換効率、及びSO
Cや充電効率等に応じて異なる蓄電装置のエネルギ変換
効率を考慮に入れることにより、実走行状態に即した発
電装置、蓄電装置及び電動機の動作モードや発電装置、
電動機の動作点を明示し、原動機あるいは燃料電池の燃
料消費量や制限したい排出ガス成分量を効果的に低減す
る制御を行うことを特徴とする。
【０２４４】以下、この第１０の実施の形態のハイブリ
ッド車の制御装置について、図４７及び図４８を用いて
説明する。
【０２４５】図４７において、太い実線は機械力の伝達
経路を示し、破線は電力線を示す。また、細い実線は制
御線を示す。内燃機関２０１は、発電機２０２を駆動し
て電力を発生する。これらは、燃料電池であっても構わ
ない。発電機２０２により発電された電力は電動機２０
６を駆動し、差動装置２０７、タイヤ２０８を介して駆
動力を路面に伝えることにより車両を走行させる。発電
機２０２で発電された電力が電動機２０６で消費される
電力より大きい場合は、余剰電力として蓄電装置２０９
に蓄えられる。発電機２０２で発電された電力が電動機
２０６で消費される電力より小さい場合は、不足電力と
して蓄電装置２０９から放電されて電動機２０６に供給
される。
【０２４６】発電機２０２、電動機２０６は交流機に限
らず直流機を用いることもできる。発電機２０２、電動
機２０６はインバータ２０３，２０５により駆動され
る。なお、発電機２０２、電動機２０６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
バータを用いる。
【０２４７】インバータ２０３，２０５は共通のＤＣリ
ンク２０４を介して蓄電装置２０９に接続されており、
発電機２０２の交流発電電力を直流電力に変換して蓄電
装置２０９を充電すると共に、蓄電装置２０９の直流電
力を交流電力に変換して電動機２０６へ供給する。蓄電
装置２０９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、電気二重層キャパシ
タ、いわゆるパワーキャパシタを用いることができる。
【０２４８】配電コントローラ２１０は、図外のドライ
バーからのアクセル操作や、車速センサからの車速信号
に基づいて、内燃機関２０１、発電機２０２及び蓄電装
置２０９の運転状態をどうすべきかを判断し、その判断
結果と、アクセル操作を介したドライバーからの要求に
答えるべく、内燃機関２０１、発電機２０２及び電動機
２０６に対する指令値を生成する。
【０２４９】次に図４８を用いて、上記配電コントロー
ラ２１０について詳しく説明する。配電コントローラ２
１０には、図外のセンサ群から、アクセルペダル操作
量、スロットル開度、内燃機関回転数、車速、電動機駆
動電流、電動機回転数、発電機駆動電流、発電機回転
数、補機類負荷、蓄電装置温度などの車両状態を示す物
理量又は物理量に相当する換算量が入力されている。
【０２５０】配電コントローラ２１０における走行状態
検出部２１１は、例えば、車速とアクセルペダル操作量
を検出する。必要仕事率算出部２１２は、車速とその瞬
間のアクセルペダル操作量からドライバーの要求する駆
動力を実現するために必要な内燃機関２０１の仕事率
（必要仕事率）を算出する。
【０２５１】単位仕事率当たり物理量算出部２１３は、
出力軸における仕事率と補機の運転に用いられた仕事率
の和の単位量当たりの内燃機関に関する所定の物理量を
算出する。しきい値算出部２１４は、以下に説明する動
作モード選択部２１５において動作モードを選択する評
価基準となる物理量を算出するものであり、単位仕事率
当たり物理量と同一単位のしきい値を設定する。このし
きい値は、例えば、エネルギ利用効率を高めたければ、
単位仕事率当たりの燃料消費量やそれに対応した値にな
るし、排出を制限したい排出ガス成分量を最小にしたけ
れば、単位仕事率当たりの排出ガス成分量が選ばれる。
本実施の形態においては、燃料消費量の低減を目的とし
た場合について述べる。
【０２５２】動作モード選択部２１５は、内燃機関２０
１、発電機２０２及び電動機２０６の運転／停止を判断
し、その結果に基づいて内燃機関コントローラ２２０、
発電機コントローラ２２１及び電動機コントローラ２２
２に対する運転状態指令を出す。
【０２５３】目標ユニット動作点算出部２１６は、SOC
検出部２１７、充電効率算出部２１８及び動作点算出部
２１９から成り、必要仕事率、動作モード、しきい値及
び蓄電装置２０９の充電効率に基づいて、内燃機関２０
１、発電機２０２及び電動機２０６それぞれの目標動作
点を算出し、その結果を内燃機関コントローラ２２０、
発電機コントローラ２２１及び電動機コントローラ２２
２に対して出力する。そしてコントローラ群は、この目
標ユニット動作点算出部２１６の出力に基づいて、内燃
機関２０１、発電機２０２、電動機２０６それぞれを制
御する。
【０２５４】配電コントローラ２１０における動作モー
ド選択部２１５の機能についてさらに詳しく説明する。
図４９は必要仕事率を内燃機関２０１において発生し
て、その電力で直接電動機２０６を駆動した場合（以
下、「ダイレクト配電」と称する）の有効燃料消費率を
示した曲線Ｃｃ１と、しきい値Ｃｃ２を示す一点鎖線が
描かれており、それらの交点をそれぞれＡ点、Ｂ点とし
ている。
【０２５５】必要仕事率がＡ[kW]未満の場合（領域Ｉ）
には、内燃機関２０１と発電機２０２は停止、蓄電装置
２０９は放電という制御となる。必要仕事率がＡ[kW]以
上、Ｂ[kW]以下の場合（領域II）には、内燃機関２０１
と発電機２０２は運転、蓄電装置２０９は充電という制
御になる。さらに、必要仕事率がＢ[kW]を超える場合
（領域III）には、内燃機関２０１と発電機２０２とは
運転、蓄電装置２０９は放電という制御になる。
【０２５６】次に、配電コントローラ２１０における目
標ユニット動作点算出部２１６の機能について、詳しく
説明する。目標ユニット動作点算出部２１６は、SOC検
出部２１７、充電効率算出部２１８及び動作点算出部２
１９によって構成されている。
【０２５７】SOC検出部２１７では、例えば、蓄電装置
２０９に出入りする電流と、その時々での端子間電圧か
ら蓄電装置２０９に出入りする電力を求めて、蓄電装置
２０９の充電状態を示すSOCを推定する。充電効率算出
部２１８では、SOC、蓄電装置２０９の温度及びあらか
じめ測定された蓄電装置特性に基づいて、電気エネルギ
を充電する際の充電効率を算出する。
【０２５８】動作点算出部２１９では、しきい値以下と
なる発電装置２００の動作点を算出する。図６８におい
て破線で示した曲線Ｃｃ２１は、あるSOCにおいて内燃
機関２０１で必要仕事率を発生した場合の有効仕事率当
たりの燃料消費量となる有効燃料消費率[cc/kJ]を示し
ている。単位仕事率当たり物理量は、この破線Ｃｃ２１
で示される。各実線Ｃｃ２２は、必要仕事率を内燃機関
２０１で発生し、蓄電装置２０９への充電にあてる余剰
分の仕事率を増加させた場合の有効燃料消費率を示した
曲線である。各実線Ｃｃ２２は各必要仕事率について求
めたもので、右側にある実線ほど必要仕事率が高い場合
を示す。また、この実線Ｃｃ２２各々は、図６６に示す
ような蓄電装置２０９の充電効率特性を考慮して算出し
ている。
【０２５９】図６６は、横軸を充電状態（SOC）、縦軸
を充電量とし、等充電効率線を示している。この図６６
から、充電効率は同充電量であってもSOCが高い状態の
方が高効率であるという特性を持つことが分かる。
【０２６０】動作点算出部２１９では、この充電効率特
性を考慮に入れるため、SOC毎に必要仕事率を内燃機関
２０１で発生し、蓄電装置２０９への充電にあてる余剰
分の仕事率を増加させた場合の有効燃料消費率を算出す
る。この動作点算出部２１９の機能について、図５０〜
図５２を用いて説明する。
【０２６１】図５０において一点鎮線で示した曲線Ｃｃ
１は、ダイレクト配電時における有効燃料消費率を示し
ている。各実線Ｃｃ３はあるSOCにおいて必要仕事率が
所定値である場合に必要仕事率に対して余剰となる発電
を行い、その余剰電力を増加させた場合の有効燃料消費
率を示している。各実線Ｃｃ３は各必要仕事率について
求めたもので、右側にある実線ほど必要仕事率が大きい
場合を示す。
【０２６２】必要仕事率をダイレクト配電した場合の点
が領域Ｉにある場合には、しきい値Ｃｃ２に対して有効
燃料消費率を示した曲線Ｃｃ１上の点の方が大きく、内
燃機関２０１を運転するとしきい値に対して効率が悪く
なる。このため、内燃機関２０１を運転せず、蓄電装置
２０９から放電された電力によって電動機２０６を駆動
して駆動仕事率を発生する。
【０２６３】図５１は、必要仕事率をダイレクト配電し
た場合の点が領域IIにある場合を示している。領域II内
の点、例えば図中の点Ｃでは、ダイレクト配電した際の
有効燃料消費率Ｃｃ１はしきい値Ｃｃ２に対して小さく
なる。このため、点Ｃにおいてダイレクト配電を行うこ
とが考えられる。しかしながら、内燃機関２０１を運転
した場合にしきい値Ｃｃ２よりも大きな有効燃料消費率
Ｃｃ１となる領域においては蓄電装置２０９から放電さ
れた電力によって電動機２０６を駆動し燃費を向上させ
たいため、領域IIのようなダイレクト配電を行ってもし
きい値Ｃｃ２以下となる領域においては、できるだけ効
率良く蓄電装置２０９に充電することが望ましい。そこ
で内燃機関２０１で発生する仕事率（＝Pd）を大きくし
て有効燃料消費率がしきい値と等しくなるよう図中のＤ
点で内燃機関２０１を運転することにする。
【０２６４】この場合、Ｄ点とＣ点での内燃機関２０１
の仕事率の差となる余剰仕事率（＝内燃機関の仕事率Pd
−必要仕事率Pn）は、蓄電装置２０９に充電するために
用いる。ここで、Ｄ点の有効燃料消費率と、Ｄ点での内
燃機関２０１の仕事率と等しい仕事率を必要仕事率とし
て内燃機関２０１で発生した場合におけるＤ’点の有効
燃料消費率に着目する。Ｄ点とＤ’点の有効燃料消費率
の差は、Ｄ’点において発生した運動エネルギを発電機
２０２によりいったん電気エネルギに変換し蓄電装置２
０９に充電する際に生じる損失（電動機効率、インバー
タ効率、蓄電装置における充電効率）から生じるもの
で、例えば、発電に用いられる余剰仕事率に対するそれ
ら損失の割合が一定であったと仮定すると、余剰仕事率
が大きくなるほど損失が大きくなる。つまり、Ｄ点と
Ｄ’点における有効燃料消費率の差が大きくなることに
なる。
【０２６５】ここで、有効燃料消費率の算出は、あらか
じめ必要仕事率をパラメータとして、それに加えられる
余剰仕事率を変化させたときを求め、マップ化したもの
（以後、「有効燃料消費率マップ」と称する）を用いて
もよい。もちろん、マップ化しないで、ＣＰＵで計算す
ることにより算出してもよい。
【０２６６】図５２は、必要仕事率をダイレクト配電し
た場合の点が領域IIIにある場合を示している。この場
合には、必要仕事率を内燃機関２０１によって発生する
と有効燃料消費率Ｃｃ１はしきい値Ｃｃ２よりも大きく
なる。したがって、内燃機関２０１で発生させる仕事率
はしきい値以下となる最大の仕事率とし、不足する仕事
率を蓄電装置２０９からの放電電力により賄う。また、
必要仕事率がＡ[kW]未満の場合と同様に、全ての仕事率
を蓄電装置２０９からの放電により賄うことも考えられ
るが、蓄電装置２０９を出入りする電力が増えることに
なり、それにより生じる損失も増えるため、通常はこの
ような使い方は考えられない。ただし、例えば、後々、
回生により多くの電力を回収できることが予測される場
合等は、その限りではない。
【０２６７】必要仕事率をダイレクト配電した場合の有
効燃料消費率Ｃｃ１がしきい値Ｃｃ２と等しい場合に
は、その必要仕事率を内燃機関２０１によって発生す
る。
【０２６８】なお、後述する第１１の実施の形態におけ
る目標動作点算出部３２１についても、有効燃料消費率
を算出する際に変速機３０４の伝達効率を考慮すること
により、上記の第１０の実施の形態の目標ユニット動作
点算出部２１９と同様に動作点を決定することができ
る。
【０２６９】次に、本実施の形態の制御について、図５
３〜図６０のフローチャートに基づいて説明する。図５
３は本実施の形態の制御全体の流れを示すフローチャー
トである。
【０２７０】ステップＳ２０１において、アクセルペダ
ル操作量θa[deg]、車速VSP[km/h]、モータ回転数Nm[rp
m]、補機機仕事率Pa[kW]などの車両走行状態を示す信号
を読み込む。
【０２７１】ステップＳ２０２において、ドライバーの
要求する駆動力仕事率と補機類の動作に必要な補機類仕
事率とから、走行に必要な内燃機関２０１の仕事率（必
要仕事率）を算出する。ステップＳ２０３において、単
位仕事率当たり物理量として、必要仕事率を発生した際
の駆動仕事率と補機類仕事率との和の単位量当たりの燃
料消費率を算出する。ステップＳ２０４において、動作
モードを決定するためのしきい値を算出する。そしてス
テップＳ２０５において、内燃機関２０１と発電機２０
２、及び蓄電装置２０９の動作モードを決定する。
【０２７２】ステップＳ２０６において、充電状態SOC
を検出する。ステップＳ２０７において、SOC検出値に
基づいて、充電効率特性データを参照して充電効率を算
出する。
【０２７３】ステップＳ２０８において、決定された動
作モードを実現する内燃機関２０１と発電機２０２の動
作点を算出する。
【０２７４】図５４のフローチャートに基づき、図５３
のメインフローにおける必要仕事率を算出するステップ
Ｓ２０２の詳細な処理を説明する。
【０２７５】ステップＳ２１１において、車速VSP[km]
とアクセル開度θa[deg]に基づいて、MAPttd(VSP,θa)
をマップ検索することにより目標駆動トルクtTd[Nm]を
算出する。図６１に目標駆動トルク算出マップMAPttd(V
SP,θa)の例を示す。このマップは、車速VSPとその時の
アクセル開度θaとからドライバーの要求する駆動力tTd
を推定し、その推定値をマップ化したものである。ま
た、目標駆動トルクtTd[Nm]に対しては、マップ検索後
に運転性向上のために変化率制限や一時遅れ要素などに
より動的補償を加えてもよい。
【０２７６】ステップＳ２１２において、目標駆動トル
クtTd[Nm]と電動機回転数Nm[rpm]とに基づいて、MAPηm
(tTd,Nm)を検索することにより電動機効率ηmを算出す
る。図６２に電動機効率算出マップMAPηm(tTd,Nm)の例
を示してある。このマップは、あらかじめ実験等により
求めた電動機効率データからマップ化するものである。
図中には、等電動機効率線が示してあり、斜線で示した
領域ηmmaxは最も効率力が良い。
【０２７７】ステップＳ２１３において、目標駆動トル
クtTd[Nm]と電動機回転数Nm[rpm]、及び電動機効率ηm
を用いて、数１２により目標駆動仕事率tPd[kW]を算出
する。
【０２７８】
【数１２】 ステップＳ２１４において、目標駆動仕事率tPd[kW]と
補機仕事率Pa[kW]とに基づいて、必要仕事率tPn[kW]を
次の数１３により算出する。
【０２７９】
【数１３】 図５５のフローチャートに基づき、図５３のメインフロ
ーにおける単位仕事率当たり物理量を算出するステップ
Ｓ２０３の詳細な処理を説明する。
【０２８０】ステップＳ２２１において、必要仕事率tP
n[kW]を満たす内燃機関２０１の最良動作点である最良
トルクoTe[Nm]と最良回転数oNe[rpm]とをそれぞれマッ
プデータTBLote(tPn)，TBLone(tPn)の検索から算出す
る。このマップは、内燃機関２０１の燃料消費率と発電
機２０２のエネルギ変換効率とに基づいて、必要仕事率
tPn[kW]を発電する際の燃料消費量が最も少なくなるよ
うに算出してある。図６３に、必要仕事率tPn[kW]を満
たす内燃機関２０１の動作点の例を示してある。マップ
データTBLote(tPn)，TBLone(tPn)は、図６３に示す各必
要仕事率の動作点をそれぞれトルクと回転数についてテ
ーブル化したものである。
【０２８１】ステップＳ２２２において、内燃機関２０
１の最良トルクoTe[Nm]と最良回転数oNe[rpm]とに基づ
いて、MAPfuel(oTe,oNe)をマップ検索することにより内
燃機関２０１の最良動作点での燃料消費率oFtpn[cc/se
c]を算出する。図６４に、内燃機関２０１の燃料消費率
算出マップMAPfuel(oTe,oNe)の例を示してある。このマ
ップは、あらかじめ実験データ等により求めた燃料消費
率をマップ化したものである。
【０２８２】ステップＳ２２３において、必要仕事率tP
n[kW]と内燃機関２０１の最良動作点での燃料消費率oFt
pn[cc/sec]とに基づいて、単位仕事率当たり物理量Vn[c
c/kJ]を次の数１４により求める。
【０２８３】
【数１４】 図５６のフローチャートに基づき、図５３のメインフロ
ーにおける動作モードを決定するためのしきい値を算出
するブロックＳ２０４の詳細な処理を説明する。
【０２８４】ステップＳ２３１において、前回の演算に
おけるしきい値Vcbase[cc/kJ]をVco ld とする。そして
ステップＳ２３２において、目標SOC値tSOC[%]（例え
ば、tSOC＝５０[%]）と蓄電装置２０９のSOC値SOC[%]と
の偏差に基づいて比例制御を行い、しきい値Vc[cc/kJ]
を算出する。ここで、しきい値Vc[cc/kJ]は次の数１５
により求める。
【０２８５】
【数１５】 この数１５の定数Ｋは、あらかじめ実験により求めてお
いた値を用いる。
【０２８６】図５３のメインフローにおけるしきい値を
算出するステップ２０４の処理は、図５７のフローチャ
ートに示すステップＳ２０４′によって行うことも可能
である。このステップＳ２０４′の処理について、以下
に説明する。
【０２８７】まずステップＳ２４１において、前回の演
算におけるしきい値Vcbase[cc/kJ]をVcbaseold [cc/kJ]
とし、前回の演算において検出したSOC検出値SOC[%]をS
OCold[%]とする。
【０２８８】続くステップＳ２４２において、目標SOC
値tSOC[%]（例えば、tSOC＝５０[%]）と蓄電装置２０９
のSOC値SOC[%]との偏差に基づいて比例制御を行い、し
きい値Vcbase[cc/kJ]を算出する。ここで、しきい値Vc
base[cc/kJ]は次の数１６により求める。
【０２８９】
【数１６】 上記の数１６の定数Ｋは、あらかじめ実験により求めて
おいた値を用いる。
【０２９０】続くステップＳ２４３において、今回の演
算におけるSOC検出値SOC[%]と前回の演算におけるSOC検
出値SOColdに基づいて、大小比較を行う。この比較にお
いて、SOC＞SOColdである場合には、ステップＳ２４４
においてしきい値Vcを次の数１７により求める。
【０２９１】
【数１７】 この数１７の定数αは、あらかじめ実験により求めてお
いた値を用いる。
【０２９２】上述のステップＳ２４３の比較において、
SOC＞SOColdでない場合には、ステップＳ２４５におい
てしきい値Vcを次の数１８により求める。
【０２９３】
【数１８】 この数１８の定数αは、あらかじめ実験により求めてお
いた値を用いる。
【０２９４】図５８のフローチャートに基づき、図５３
のメインフローにおける動作モードを決定するステップ
Ｓ２０５の詳細な処理を説明する。
【０２９５】まずステップＳ２５１において、単位仕事
率当たり物理量Vn[cc/kJ]としきい値Vc[cc/kJ]の大小を
比較する。
【０２９６】この比較においてVn＞Vcである場合には、
ステップＳ２５２において、必要仕事率tPn[kW]と、単
位仕事率当たり燃料消費量を最小とする内燃機関２０１
のトルクTemin[Nm]、回転数Nemin[rpm]における仕事率P
emin[kW]との大小比較を行う。ここで、Pemin[kW]の具
体的な例を図６５に示してある。また、単位当たり燃料
消費量を最小とする内燃機関２０１の動作点における仕
事率Pemin[kW]の算出には、次の数１９を用いる。
【０２９７】
【数１９】 ステップＳ２５２の比較において、tPn≦Peminである場
合には、ステップＳ２５３において動作モードフラグFw
＝１にし、tPn≦Peminでない場合には、ステップＳ２５
４において動作モードフラグFw＝３にする。
【０２９８】ステップＳ２５１の比較において、Vn＞Vc
でない場合には、ステップＳ２５５において、Vn＝Vcで
あるか否かを判断する。そして、Vn＝Vcである場合に
は、ステップＳ２５６において動作モードフラグFw＝４
にし、Vn＝Vcでない場合には、ステップＳ２５７におい
て動作モードフラグFw＝２にする。
【０２９９】図５９のフローチャートに基づき、図５３
のメインフローにおける充電効率を算出するステップＳ
２０７の詳細な処理を説明する。ステップＳ２６１にお
いて、各充電状態SOC[%]において充電量Pc[kW]を変化さ
せた場合の充電効率ηcをMAP(SOC,Pc)のマップ検索によ
り算出する。このマップMAP(SOC,Pc)は、あらかじめ実
験により求めておいた値を用いる。また、本実施の形態
では、SOCと充電量との関係に基づいて作成したマップ
を用いて充電効率を算出したが、例えば、蓄電装置２０
９の温度等の充電効率に影響を与える様々な要因に基づ
いて作成したマップを用いてもよい。
【０３００】図６０のフローチャートに基づいて、図５
３のメインフローにおける動作モードを実現する内燃機
関と発電機の動作点を算出するステップＳ２０８の詳細
な処理を説明する。
【０３０１】ステップＳ２７１において、動作モードフ
ラグFw＝１であるか否かを判断する。ここで、動作モー
ドフラグFw＝１である場合には、内燃機関２０１と発電
機２０２を停止して、必要仕事率は蓄電装置２０９から
供給され、処理を終了する。しかし、Fw＝１でない場合
には、ステップＳ２７２において動作モードフラグFw＝
２であるか否かを判断する。
【０３０２】ステップＳ２７２において動作モードフラ
グFw＝２である場合には、ステップＳ２７３に進む。ス
テップＳ２７３においては、SOC検出値SOC[%]に対応す
る有効燃料消費率マップから、必要仕事率tPn[kW]の際
にしきい値Vc[cc/kJ]と等しい有効燃料消費率となる内
燃機関２０１の目標トルクtTe[Nm]と目標回転数tNe[rp
m]をそれぞれMAPtte(SOC,Vc,tPn)，MAPtne(SOC,Vc,tPn)
のマップ検索により算出する。ここで検索に用いる各マ
ップは、しきい値Vc[cc/kJ]と等しい有効燃料消費率と
なる内燃機関２０１の動作点を対応付けることにより作
成している。例えば、内燃機関２０１の燃料消費率と発
電機２０２のエネルギ変換効率を考慮して、内燃機関２
０１の燃料消費量を最小とする内燃機関の動作点を用い
て作成する。
【０３０３】続くステップＳ２７４においては、内燃機
関２０１の目標トルクtTe[Nm]と目標回転数tNe[rpm]と
に基づいて、発電機２０２の目標トルクtTmg[Nm]と目標
回転数tNmg[rpm]を次の数２０により求める。
【０３０４】
【数２０】 ステップＳ２７２において動作モードフラグFw＝２でな
い場合には、ステップＳ２７５に進む。ステップＳ２７
５おいては、動作モードフラグFw＝３であるか否かを判
断する。
【０３０５】ステップＳ２７５において、動作モードフ
ラグFw＝３である場合には、ステップＳ２７６に進む。
ステップＳ２７６においては、SOC検出値SOC[%]に対応
する有効燃料消費率マップからしきい値Vc以下となる最
大の仕事率を発生する際の内燃機関２０１の目標トルク
tTe[Nm]と目標回転数tNe[rpm]をそれぞれMAPtte(SOC,V
c,tPn)，MAPtne(SOC,Vc,tPn)のマップ検索により算出す
る。ここで検索に用いるマップは、ステップＳ２７３に
おいて用いたものと同様のものである。また、必要仕事
率に対して不足する分は蓄電装置２０９から供給され
る。
【０３０６】次のステップＳ２７７においては、内燃機
関２０１の目標トルクtTe[Nm]と目標回転数tNe[rpm]と
に基づいて、発電機２０２の目標トルクtTmg[Nm]と目標
回転数tNmg[rpm]を前述の数２０により求める。
【０３０７】ステップＳ２７５において、動作モードフ
ラグFw＝３でない場合には、ステップＳ２７８に進む。
ステップＳ２７８においては、SOC検出値SOC[%]に対応
する有効燃料消費率マップから、必要仕事率tPn[kW]を
発生する際の内燃機関２０１の目標トルクtTe[Nm]と目
標回転数tNe[rpm]とをそれぞれMAPtte(SOC,Vc,tPn)，MA
Ptne(SOC,Vc,tPn)のマップ検索により算出する。この検
索に用いるマップデータも、ステップＳ２７３で用いた
ものと同様のものである。
【０３０８】次のステップＳ２７９においては、内燃機
関２０１の目標トルクtTe[Nm]と目標回転数tNe[rpm]と
に基づいて、発電機２０２の目標トルクtTmg[Nm]と目標
回転数tNmg[rpm]を上記の数２０により求める。
【０３０９】これにより、本発明の第１０の実施の形態
によれば、次のような作用効果を奏する。図６７は、あ
るSOC時（例えば、SOC＝３０[%]）において必要仕事率
（例えば、１０[kW]）以上の仕事率を内燃機関２０１で
発生し、蓄電装置２０９への充電に当てる余剰分の仕事
率を増加させた場合の有効仕事率当たり物理量としての
有効燃料消費率[cc/kJ]を示したものである。なお、こ
の有効燃料消費率の値は、小さいほど効率が高い発電を
示し、大きいほど効率が低い発電を示す。一点鎖線Ｃｃ
１１は、蓄電装置２０９のエネルギ変換効率を一定値と
した従来例における有効燃料消費率を示し、太い実線Ｃ
ｃ１２は、蓄電装置２０９のエネルギ変換効率を充電状
態に即した値とした本実施の形態における有効燃料消費
率を示している。
【０３１０】点αは、内燃機関２０１において必要仕事
率分を発生した場合を示している。点βは、従来例にお
いて余剰分の仕事率を増加し、内燃機関の仕事率（例え
ば、３０[kW]）を発生させた場合を示し、点β’は、本
実施の形態において余剰分の仕事率を増加し、内燃機関
２０１の仕事率（例えば、３０[kW]）を発生させた場合
を示している。点βとβ’における有効燃料消費率の差
は、図６６に示すように充電状態に応じて異なるエネル
ギ変換効率の違いに起因して生じている。また、発電装
置２００、蓄電装置２０９の動作モードや内燃機関２０
１の仕事率は、この有効燃料消費率に基づいて算出され
る。
【０３１１】図６７において太い点線Ｃｃ１３は、しき
い値を示す。ここでは、しきい値と等しい有効燃料消費
率となるよう動作モードを選択した結果、発電装置２０
０は運転、蓄電装置２０９は充電という動作モードが選
ばれる。また、内燃機関２０１の仕事率は、従来例にお
いては点β（例えば、３０[kW]）、本実施の形態におい
ては点γ（例えば、２８[kW]）に対応した仕事率が算出
される。
【０３１２】従来例においては、実際の蓄電装置のエネ
ルギ変換効率に対して小さな値を用いて有効燃料消費率
を算出しているため、点βに対応する内燃機関の仕事率
を発生すると、実際の有効燃料消費率は点β’に対応し
たものとなる。その結果、しきい値に対して効率が悪い
発電を行うことになる。
【０３１３】図６８は、実際に内燃機関２０１の仕事率
を算出し、その際の動作点を算出する動作点算出部２１
９の処理を説明する図である。図６８において破線Ｃｃ
２１で示した曲線は、あるSOCにおいて内燃機関２０１
で必要仕事率を発生した場合の有効仕事率当たりの燃料
消費量となる有効燃料消費率[cc/kJ]を示す。単位仕事
率当たり物理量は、この破線Ｃｃ２１で示される。各実
線Ｃｃ２２は、必要仕事率を内燃機関２０１で発生し、
蓄電装置２０９への充電にあてる余剰分の仕事率を増加
させた場合の有効燃料消費率を示した曲線である。実線
Ｃｃ２２の各々は、各必要仕事率について求めたもので
あり、右側にある実線ほど必要仕事率が大きい場合を示
す。また、この実線Ｃｃ２２は、図６６に示すような蓄
電装置２０９の充電効率特性を考慮して算出している。
【０３１４】図６６の蓄電装置２０９の充電効率特性を
見れば、同充電量であってもSOCが高い状態の方が高効
率である特性を持つが、動作点算出部２１９はこの蓄電
装置２０９の充電効率特性を考慮に入れて、SOC毎に必
要仕事率を内燃機関２０１で発生し、蓄電装置２０９へ
の充電にあてる余剰分の仕事率を増加させた場合の有効
燃料消費率を算出することができるのである。
【０３１５】＜パラレルハイブリッド車＞次に、本発明
の第１１の実施の形態のハイブリッド車の制御装置につ
いて、図６９及び図７０に基づいて説明する。図６９
は、第１１の実施の形態の構成を示す図である。ここで
は、変速機３０４にベルト式の無段変速機を用いた場合
を示す。図６９において、太い実線は機械力の伝達経路
を示し、破線は電力線を示し、細い実線は制御線を示
し、二重線は油圧系統を示している。
【０３１６】このハイブリッド車のパワートレインは、
内燃機関３０１、クラッチ３０２、電動機３０３、変速
機３０４、減速装置３０５、差動装置３０６及び駆動輪
３０７から構成される。内燃機関３０１の出力軸及びク
ラッチ３０２の入力軸が互いに連結されており、また、
クラッチ３０２の出力軸、電動機３０３の出力軸及び無
段変速機３０４の入力軸が互いに連結されている。クラ
ッチ３０２の締結時は内燃機関３０１と電動機３０３が
車両の推進源となり、クラッチ３０２の解放時は電動機
３０３のみが車両の推進源となる。
【０３１７】内燃機関３０１及び／又は電動機３０３の
駆動力は、無段変速機３０４、減速装置３０５及び差動
装置３０６を介して駆動輪３０７へ伝達される。無段変
速機３０４には油圧装置３０８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３０８のオ
イルポンプ（図示せず）は電動機３０９により駆動され
る。電動機３０３，３０９には交流機に限らず直流電動
機を用いることもできる。
【０３１８】クラッチ３０２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３０２には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。変速機３０４には実施の形態の
ようなベルト式の無段変速機を用いる他に、他の実施の
形態と同様に、他の構成の無段変速機や多段変速機を用
いることができる。
【０３１９】電動機３０３，３０９それぞれは、インバ
ータ３１０，３１１により駆動される。なお、電動機３
０３，３０９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コンバータを用いる。インバー
タ３１０，３１１は共通のＤＣリンク３１３を介して蓄
電装置３１２に接続されており、蓄電装置３１２の直流
充電電力を交流電力に変換して電動機３０３へ供給する
と共に、電動機３０３の交流発電電力を直流電力に変換
して蓄電装置３１２を充電する。なお、蓄電装置３１２
には、他の実施の形態と同様の各種の二次電池を採用す
ることができる。
【０３２０】配電コントローラ３１４は、図外のドライ
バーからのアクセル操作や、車速センサからの車速信号
に基づいて、内燃機関３０１、電動機３０３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
介したドライバーからの要求に答えるべく、内燃機関３
０１、クラッチ３０２、電動機３０３、無段変速機３０
４に対する指令値を生成する。
【０３２１】次に、図７０を用いて、上記配電コントロ
ーラ３１４について説明する。配電コントローラ３１４
は、走行時の内燃機関３０１、電動機３０３及びクラッ
チ３０２の動作モードを選択する部分と、動作モードを
実現する内燃機関３０１、電動機３０３及び無段変速機
３０４の動作点を算出する部分と、内燃機関コントロー
ラ３２５、電動機コントローラ３２６、無段変速機コン
トローラ３２７及びクラッチコントローラ３２８のコン
トローラ群から成る。
【０３２２】内燃機関コントローラ３２５は、動作点を
算出する部分からの指令値（例えば、目標トルクや目標
回転数）を実現するために内燃機関３０１を制御する。
電動機コントローラ３２６は、動作点を算出する部分か
らの指令値（例えば、目標トルクや目標回転数）を実現
するために電動機３０３を制御する。無段変速機コント
ローラ３２７は、動作点を算出する部分からの指令値
（例えば、目標変速比）を実現するために無段変速機３
０４を制御する。クラッチコントローラ３２８は、選択
された動作モードを実現するためにクラッチ３０２を制
御する。
【０３２３】この配電コントローラ３１４における走行
状態検出部３１５は、車速とアクセルペダル操作量を検
出する。無段変速機伝達効率算出部３１６は、記憶装置
に記憶されている、各車速毎の変速比に対する伝達効率
特性データを参照して、車速に対応する伝達効率を算出
する。
【０３２４】出力軸仕事率算出部３１７は、車速とその
時のアクセルペダル操作量からドライバーの要求駆動力
を求め、車速に基づいて要求駆動力を実現する出力軸に
おける仕事率を算出する。
【０３２５】単位仕事率当たり物理量算出部３１８は、
内燃機関３０１の燃料消費率特性と無段変速機３０４の
伝達効率を考慮して、出力軸仕事率算出部３１７におい
て算出された仕事率を実現するために必要な内燃機関３
０１の仕事率（必要仕事率）を算出し、さらその際にお
ける出力軸仕事率の単位量当たりの内燃機関３０１に関
する所定の物理量（単位仕事率当たり物理量）を算出す
る。
【０３２６】しきい値算出部３１９は、以下に説明する
動作モード選択部３２０において動作モードを選択する
評価基準となる物理量を算出するものであり、単位仕事
率当たり物理量と同一単位のしきい値を設定する。この
しきい値は、例えば、エネルギ利用効率を高めたけれ
ば、単位仕事率当たりの燃料消費量やそれに対応した値
になるし、排出を制限したい排出ガス成分量を最小にし
たければ、単位仕事率当たりの排出ガス成分量が選ばれ
る。本実施の形態においては、燃料消費量の低減を目的
とした場合について述べる。
【０３２７】動作モード選択部３１５は、内燃機関３０
１及び電動機３０３の運転／停止とクラッチ３０２の開
放／締結を判断し、その判断結果に基づいてクラッチコ
ントローラ３２８に対して指令を出す。
【０３２８】目標ユニット動作点算出部３２１は、SOC
検出部３２２、充電効率算出部３２３及び動作点算出部
３２４から成り、車速、必要仕事率、動作モード、しき
い値及び蓄電装置３１２の充電効率に基づいて、内燃機
関３０１、電動機３０３及び無段変速機３０４それぞれ
の目標動作点を算出し、その結果を内燃機関コントロー
ラ３２５、電動機コントローラ３２６及び無段変速機コ
ントローラ３２７に対して出力する。
【０３２９】第１１の実施の形態における動作モード選
択部３２０おいても、必要仕事率を内燃機関３０１にお
いて発生して、無段変速機３０４、減速装置３０５及び
差動装置３０６を介して駆動輪３０７へ伝達する場合の
有効燃料消費率としきい値の関係によって、図４９に示
したような各領域Ｉ〜IIIに分けられる。各領域では、
以下のような動作モードとなる。領域Ｉの場合には、内
燃機関３０１は停止、電動機３０３は運転、蓄電装置３
１２は放電、クラッチ３０２は開放という制御になる。
領域IIの場合には、内燃機関３０１は運転、電動機３０
３は運転、蓄電装置３１２は充電、クラッチ３０２は締
結という制御になる。そして領域IIIの場合には、内燃
機関３０１は運転、電動機３０３は運転、蓄電装置３１
２は放電、クラッチ３０２は締結という制御になる。
【０３３０】次に、上記の第１１の実施の形態による制
御について説明する。図７２は、第１１の実施の形態に
よる制御の全体の流れを示すフローチャートである。
【０３３１】ステップＳ３０１において、アクセルペダ
ル操作量θa[deg]、車速VSP[km/h]などの車両走行状態
を示す信号を読み込む。そしてステップＳ３０２におい
て、ドライバーの要求する駆動力を満たすために出力軸
において必要な仕事率（出力軸仕事率）を算出する。次
に、ステップＳ３０３において、車速に応じた無段変速
機３０４の変速比に対する伝達効率データ列を算出す
る。次に、ステップＳ３０４において、出力軸仕事率を
最小燃料消費量で実現できる内燃機関３０１と電動機３
０３、及び無段変速機３０４の動作点を算出し、算出さ
れた動作点を用いて内燃機関３０１で仕事率（必要仕事
率）を発生した場合の単位量当たりの燃料消費率を算出
する。
【０３３２】さらに、ステップＳ３０５において、動作
モードを決定するためのしきい値を算出する。次のステ
ップＳ３０６において、内燃機関３０１と電動機３０３
と蓄電装置３１２、及びクラッチ３０２の動作モードを
決定する。次のステップＳ３０７において、蓄電装置３
１２の充電状態SOCを検出する。次のステップＳ３０８
において、SOC検出値に基づいて、充電効率特性データ
から充電効率を算出する。
【０３３３】この後、ステップＳ３０９において、決定
された動作モードを実現する内燃機関３０１と電動機３
０３、及び無段変速機３０４の動作点を算出し、これに
基づいて各機器を制御する。
【０３３４】図７３のフローチャートに基づいて、図７
２のメインフローにおける出力軸仕事率を算出するステ
ップＳ３０２の詳細な処理を説明する。ステップＳ３１
１において、車速VSP[km/h]とアクセル開度θa[deg]と
に基づいてMAPttd(VSP,θa)をマップ検索することによ
り目標駆動トルクtTd[Nm]を算出する。この目標駆動ト
ルク算出マップMAPttd(VSP,θa)は、第１０の実施の形
態と同様、図６１に示すようなものである。
【０３３５】次のステップＳ３１２において、目標駆動
トルクtTd[Nm]と電動機回転数Nm[rpm]とに基づいて目標
出力軸仕事率tPd[kW]を次の数２１により算出する。
【０３３６】
【数２１】 図７４のフローチャートに基づいて、図７２のメインフ
ローにおける単位仕事率発生時有効仕事率当たり物理量
を算出するステップＳ３０４の詳細な処理を説明する。
【０３３７】ステップＳ３２１において、車速に応じて
取り得る内燃機関回転数Ni[rpm]の上限値を関連付けし
たテーブルTBLcvtuと下限値を関連付けしたテーブルTBL
cvtlとから回転数上限値NiU[rpm]と回転数下限値NiL[rp
m]を求める。例えば、無段変速機３０４の制限により内
燃機関回転数の取り得る範囲が図７１のように定められ
たとき、NiL0＝TBLcvtl(VSP0)，NiU0＝TBLcvtu(VSP0)の
関連付けとなる。
【０３３８】ステップＳ３２２においては、以降の処理
で燃料消費量を演算する内燃機関回転数として、回転数
下限値NiLから回転数上限値NiUまでの５０[rpm]刻みの
配列NiS[n]（nは配列数であり、NiL，NiUによって決ま
る）を作成し、i＝０と設定する。
【０３３９】ステップＳ３２３において、iを１つイン
クリメントし、i＞nでなければステップＳ３２４へ分岐
し、i＞nであればステップＳ３２７へ分岐する。
【０３４０】ステップＳ３２４〜Ｓ３２６では、内燃機
関回転数NiS[i]とした時の内燃機関３０１の燃料消費量
FuelS[i]を演算する。そこでまず、ステップＳ３２４に
おいて、無段変速機３０４の変速比RcvtSを、車速VSPと
内燃機関回転数NiS[i]とタイヤ有効半径r[mm]に基づい
て次の数２２により求める。
【０３４１】
【数２２】 また、無段変速機入力トルクTcvtS[Nm]を、目標駆動ト
ルクtTd[Nm]と得られた変速比RcvtSと内燃機関回転数Ni
S[rpm]とから、無段変速機３０４における損失トルクを
補正して目標駆動トルクを実現できる無段変速機入力ト
ルクのマップMAPcvt(tTd,RcvtS,NiS[i])を用いて求め
る。
【０３４２】ステップＳ３２５においては、無段変速機
入力トルクTcvtSを内燃機関トルクTeSとし、続くステッ
プＳ３２６において、内燃機関３０１の燃料消費量Fuel
S[i]を内燃機関トルクと内燃機関回転数との関数である
MAPfuelをマップ検索して求める。図６５にMAPfuelの一
例を示す。
【０３４３】一方、ステップＳ３２３でi＞nであってス
テップＳ３２７に分岐した場合、このステップＳ３２７
において、すべての内燃機関回転数NiS[]に対応した内
燃機関３０１の燃料消費量FuelS[]の中でも最も値の小
さい配列順位jを選び出し、続くステップＳ３２８にお
いて、配列順位jに対応させ、出力軸仕事率を実現する
内燃機関の仕事率（必要仕事率）を発生する場合の内燃
機関３０１の動作点（トルクtTen[Nm]、回転数tNen[rp
m]）を算出する。
【０３４４】そしてステップＳ３２９において、単位仕
事率当たり物理量Vn[cc/kJ]を、次の数２３により求め
る。
【０３４５】
【数２３】 図７２のメインフローにおける動作モードを決定するた
めのしきい値を算出するステップＳ３０５の処理の詳細
は、図５６のフローチャートに示した第１０の実施の形
態におけるステップＳ２０４と同様である。また、図５
７のフローチャートに示したステップＳ２０４′によっ
て求めてもよい。
【０３４６】さらに、図７２のメインフローにおける動
作モードを決定するステップＳ３０６の詳細な処理は、
図５８に示した第１０のステップＳ２０５と同様であ
り、充電効率を算出するステップＳ３０８の詳細な処理
は、図５９に示したステップＳ２０４のフローチャート
と同様である。
【０３４７】次に、図７５のフローチャートに基づい
て、図７２のメインフローにおける決定された動作モー
ドを実現する内燃機関３０１と電動機３０３、及び無段
変速機３０４の動作点を算出するステップＳ３０９の詳
細な処理を説明する。
【０３４８】ステップＳ３３１において、動作モードフ
ラグFw＝１であるか否かを判断し、Fw＝１である場合に
はステップＳ３３２へ分岐し、Fw＝１でない場合にはス
テップＳ３３４へ分岐する。
【０３４９】ステップＳ３３１において動作モードフラ
グFw＝１である場合、ステップＳ３３２，Ｓ３３３にお
いて、車速VSP[km/h]と目標出力軸仕事率tPn[kW]から、
電動機３０３のエネルギ変換効率と無段変速機３０４の
伝達効率を考慮して、目標出力軸仕事率を最小電力で実
現できる電動機３０３の動作点と無段変速機３０４の変
速比の組み合わせをマップ検索により求める。ここで、
検索するマップはあらかじめ算出された組み合わせを、
求めたい動作点毎にマップ化したものを用いる。つま
り、ステップＳ３３２では、電動機の目標トルクtTm[N
m]を算出する際にMapttm1(VSP,tPn)、電動機３０３の目
標回転数tNm[rpm]を算出する際にMaptnm1(VSP,tPn)を用
いる。またステップＳ３３３では、無段変速機３０４の
目標変速比tRcvtを算出する際にMaptrcvt1(VSP,tPn)を
用いる。
【０３５０】ステップＳ３３１において動作モードフラ
グFw＝１でない場合には、ステップＳ３３４において動
作モードフラグFw＝２であるか否かを判断し、Fw＝２で
ある場合にはステップＳ３３５へ分岐し、Fw＝２でない
場合にはステップＳ３３８へ分岐する。
【０３５１】ステップＳ３３４において動作モードフラ
グFw＝２である場合には、ステップＳ３３５〜Ｓ３３７
において、車速VSP[km/h]及びSOC検出値SOC[%]に対応す
る有効燃料消費率マップから、必要仕事率tPn[kW]の際
にしきい値Vc[cc/kJ]と等しい有効燃料消費率となる内
燃機関３０１の目標トルクと目標回転数、電動機３０３
の目標トルクと目標回転数、及び無段変速機３０４の目
標変速比をそれぞれマップ検索により算出する。
【０３５２】ここで検索に用いる各マップは、しきい値
Vc[cc/kJ]と等しい有効燃料消費率となる場合の内燃機
関３０１、電動機３０３及び無段変速機３０４の各動作
点を対応付けすることにより作成している。例えば、有
効燃料消費率マップを、内燃機関３０１の燃料消費率と
電動機３０３のエネルギ変換効率、及び無段変速機３０
４の伝達効率データ列を考慮して、内燃機関３０１の燃
料消費量を最小とする各車速毎の前記内燃機関３０１の
トルクと回転数と前記電動機３０３のトルクと回転数、
及び前記無段変速機３０４の変速比を用いて作成する。
【０３５３】ステップＳ３３５においては、車速VSP[km
/h]と必要仕事率tPn[kW]、及びしきい値Vc[cc/kJ]か
ら、内燃機関３０１の目標トルクtTe[Nm]と目標回転数t
Ne[rpm]をそれぞれMaptte2(VSP,SOC,tPn,Vc)，Maptne2
(VSP,SOC,tPn,Vc)をマップ検索により算出する。
【０３５４】ステップＳ３３６においては、同様に車速
VSP[km/h]とSOC検出値SOC[%]と必要仕事率tPn[kW]、及
びしきい値Vc[cc/kJ]から、しきい値と等しい有効燃料
消費率とする際の電動機３０３の目標トルクtTm[Nm]をM
apttm2(VSP,SOC,tPn,Vc)のマップ検索から算出し、目標
回転数tNm[rpm]をtNe[rpm]とする。
【０３５５】ステップＳ３３７においては、同様に車速
VSP[km/h]とSOC検出値SOC[%]と必要仕事率tPn[kW]、及
びしきい値Vc[cc/kJ]から、しきい値と等しい有効燃料
消費率とする際の無段変速機３０４の変速比tRcvtをMap
trcvt2(VSP,SOC,tPn,Vc)のマップ検索から算出する。
【０３５６】前述のステップＳ３３４において動作モー
ドフラグFw＝２でなかった場合には、ステップＳ３３８
において動作モードフラグFw＝３であるか否かを判断
し、Fw＝３である場合にはステップＳ３３９へ分岐し、
Fw＝３でない場合にはステップＳ３３１２へ分岐する。
【０３５７】ステップＳ３３８において動作モードフラ
グFw＝３であった場合には、ステップＳ３３９〜Ｓ３３
１１において、各車速毎において種々の必要仕事率を発
生させた場合における有効燃料消費率マップから、車速
VSP[km/h]に応じたしきい値Vc[cc/kJ]と等しい有効燃料
消費率となる内燃機関３０１の目標トルクと目標回転
数、電動機３０３の目標トルクと目標回転数、及び無段
変速機３０４の目標変速比をマップ検索により算出す
る。
【０３５８】この検索に用いる各マップは、必要仕事率
発生時においてしきい値Vc[cc/kJ]と同じ有効燃料消費
率となる場合の内燃機関３０１、電動機３０３、及び無
段変速機３０４の各動作点を対応付けることにより作成
している。例えば、必要仕事率発生時の有効燃料消費率
マップを、内燃機関３０１の燃料消費率と電動機３０３
のエネルギ変換効率、及び無段変速機３０４の伝達効率
データ列を考慮して、内燃機関３０１の燃料消費量を最
小とする各車速毎の前記内燃機関のトルクと回転数、前
記電動機のトルクと回転数、及び前記無段変速機の変速
比を用いて作成する。
【０３５９】まずステップＳ３３９においては、車速VS
P[km/h]としきい値Vc[cc/kJ]から内燃機関３０１の目標
トルクtTe[Nm]と目標回転数tNe[rpm]をそれぞれMaptte3
（VSP，Vc），Maptne3(VSP,Vc)をマップ検索により算出
する。
【０３６０】次のステップＳ３３１０においては、車速
VSPと必要仕事率tPn[kW]から、無段変速機３０４の目標
変速比tRcvtをMaptrcvt3(VSP,tPn)のマップ検索から算
出する。
【０３６１】ステップＳ３３１１においては、内燃機関
３０１の目標トルクtTe[Nm]と目標回転数tNe[rpm]を発
生した際の内燃機関３０１の仕事率tPg[kW]を次の数２
４により算出する。
【０３６２】
【数２４】 また、無段変速機３０４における伝達効率ηcvt次の数
２５により算出する。
【０３６３】
【数２５】 以上の演算結果に基づいて、車速VSP[km/h]に応じたし
きい値Vc[cc/kJ]と等しい必要仕事率発生時有効燃料消
費率となる電動機の目標トルクtTm[Nm]と目標回転数tNm
[rpm]が次の数２６により算出される。
【０３６４】
【数２６】 ステップＳ３３８において動作モードフラグFw＝３でな
い場合には、ステップＳ３３１２〜Ｓ３３１４におい
て、車速VSP[km/h]に対応する有効燃料消費率マップか
ら必要仕事率発生時の有効燃料消費率がしきい値Vc[cc/
kJ]と等しくなる際の内燃機関３０１の目標トルクと目
標回転数、電動機３０３の目標トルクと目標回転数、及
び無段変速機３０４の目標変速比をそれぞれマップ検索
により算出する。
【０３６５】まずステップＳ３３１２において、車速VS
P[km/h]と必要仕事率tPn[kW]としきい値Vc[cc/kJ]か
ら、内燃機関３０１の目標トルクtTe[Nm]と目標回転数t
Ne[rpm]をそれぞれMaptte2(VSP,tPn,Vc)，Maptne2(VSP,
tPn,Vc)をマップ検索することにより算出する。ここ
で、Maptte2(VSP,tPn,Vc)，Maptne2(VSP,tPn,Vc)は、ス
テップＳ３３５でマップ検索した際に用いたものと同じ
マップである。
【０３６６】ステップＳ３３１３において、同様に車速
VSP[km/h]と必要仕事率tPn[cc/kJ]としきい値Vc[cc/kJ]
とから、電動機３０３の目標トルクtTm[Nm]をMapttm2(V
SP,tPn,Vc)のマップ検索から算出し、目標回転数tNm[rp
m]をtNe[rpm]とする。ここで、Mapttm2(VSP,tPn,Vc)
は、ステップＳ３３６でマップ検索した際に用いたもの
と同じマップである。
【０３６７】ステップＳ３３１４において、同様に車速
VSP[km/h]と必要仕事率tPn[kW]としきい値Vc[cc/kJ]か
ら、無段変速機３０４の変速比tRcvtをMaptrcvt(VSP,tP
n,Vc)のマップ検索から算出する。ここで、Maptrcvt2(V
SP,tPn,Vc)は、ステップＳ３３７でマップ検索した際に
用いたものと同じマップである。
【０３６８】これにより、第１１の実施の形態によれ
ば、第１０の実施の形態の作用効果に加えて、充電状態
検出値と充電量に応じて変化する蓄電装置のエネルギ変
換効率、内燃機関や電動機のエネルギ変換効率、変速機
の伝達効率を考慮して算出された有効仕事率当たり物理
量としきい値を比較することにより、従来と比較して実
際の走行状態に適した内燃機関、蓄電装置及び電動機の
動作モードや内燃機関、電動機及び変速機の動作点を決
定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のハイブリッド車の
制御装置のシステム構成を示すブロック図。
【図２】上記の実施の形態における配電コントローラの
機能的構成を示すブロック図。
【図３】上記の実施の形態における動作モード選択基準
を示すグラフ。
【図４】上記の実施の形態における領域Ｉでの目標発電
電力算出処理を説明するグラフ。
【図５】上記の実施の形態における領域IIでの目標発電
電力算出処理を説明するグラフ。
【図６】上記の実施の形態における領域IIIでの目標発
電電力算出処理を説明するグラフ。
【図７】上記の実施の形態による処理動作のメインフロ
ーチャート。
【図８】上記の実施の形態による蓄電装置状態検出処理
のフローチャート。
【図９】上記の実施の形態による消費電力算出処理のフ
ローチャート。
【図１０】上記の実施の形態による有効電力当たり物理
量算出処理のフローチャート。
【図１１】上記の実施の形態によるしきい値算出処理の
フローチャート。
【図１２】上記の実施の形態による動作モード選択処理
のフローチャート。
【図１３】上記の実施の形態による目標発電電力算出処
理のフローチャート。
【図１４】上記の実施の形態において使用する燃料消費
率特性のマップ。
【図１５】上記の実施の形態において使用する目標駆動
力マップ。
【図１６】上記の実施の形態において使用する電動機効
率マップ。
【図１７】上記の実施の形態において使用する有効燃料
消費率マップ。
【図１８】上記の実施の形態において使用する動作点マ
ップ。
【図１９】上記の実施の形態の動作特性を示すグラフ。
【図２０】本発明の第２の実施の形態において使用する
SOC−しきい値の関係を示すグラフ。
【図２１】本発明の第３の実施の形態において使用する
端子間電圧−しきい値の関係を示すグラフ。
【図２２】上記の第３の実施の形態において使用する内
部抵抗−しきい値の関係を示すグラフ。
【図２３】本発明の第４の実施の形態において使用する
SOC−しきい値の関係を示すグラフ。
【図２４】本発明の第５の実施の形態における配電コン
トローラの機能的構成を示すブロック図。
【図２５】上記の実施の形態において使用するSOC−し
きい値の関係を示すグラフ。
【図２６】本発明の第６の実施の形態における配電コン
トローラの機能的構成を示すブロック図。
【図２７】本発明の第７の実施の形態における配電コン
トローラの機能的構成を示すブロック図。
【図２８】本発明の第８の実施の形態のハイブリッド車
の制御装置のシステム構成を示すブロック図。
【図２９】上記の実施の形態におけるコントローラの機
能的構成を示すブロック図。
【図３０】上記の実施の形態における動作モード選択基
準を示すグラフ。
【図３１】上記の実施の形態における目標ユニット動作
点算出処理の説明図（領域I）。
【図３２】上記の実施の形態における目標ユニット動作
点算出処理の説明図（領域II）。
【図３３】上記の実施の形態における目標ユニット動作
点算出処理の説明図（領域III）。
【図３４】上記の実施の形態によるメインフローのフロ
ーチャート。
【図３５】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る目標出力軸仕事率算出処理の詳細なフローチャート。
【図３６】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る必要仕事率発生時有効仕事率当たり物理量算出処理の
詳細なフローチャート。
【図３７】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
るしきい値算出処理の詳細なフローチャート。
【図３８】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る状態判断処理の詳細なフローチャート。
【図３９】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る仕事率比較処理の詳細なフローチャート。
【図４０】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る動作モード選択処理の詳細なフローチャート。
【図４１】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る目標ユニット動作点算出処理の詳細なフローチャー
ト。
【図４２】上記の実施の形態のハイブリッド車における
燃料消費率特性のグラフ。
【図４３】上記の実施の形態のハイブリッド車における
目標駆動力マップの一例を示すグラフ。
【図４４】上記の実施の形態のハイブリッド車における
内燃機関回転数の取りうる範囲を示すグラフ。
【図４５】本実施の形態の動作特性を示すグラフ。
【図４６】本発明の第９の実施の形態におけるパワート
レインを示すブロック図。
【図４７】本発明の第１０の実施の形態のハイブリッド
車の制御装置のシステム構成を示すブロック図。
【図４８】上記の実施の形態における配電コントローラ
の機能的構成を示すブロック図。
【図４９】上記の実施の形態における動作モード選択基
準を示すグラフ。
【図５０】上記の実施の形態における目標ユニット動作
点算出処理の説明図（領域I）。
【図５１】上記の実施の形態における目標ユニット動作
点算出処理の説明図（領域II）。
【図５２】上記の実施の形態における目標ユニット動作
点算出処理の説明図（領域III）。
【図５３】上記の実施の形態によるメインフローのフロ
ーチャート。
【図５４】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る必要仕事率算出処理の詳細なフローチャート。
【図５５】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る単位時間当たり物理量算出処理の詳細なフローチャー
ト。
【図５６】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
るしきい値算出処理の詳細なフローチャート。
【図５７】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る状態判断処理の詳細なフローチャート。
【図５８】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る動作モード決定処理の詳細なフローチャート。
【図５９】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る充電効率算出処理の詳細なフローチャート。
【図６０】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る動作点算出処理の詳細なフローチャート。
【図６１】上記の実施の形態のハイブリッド車における
目標駆動力マップ例のグラフ。
【図６２】上記の実施の形態のハイブリッド車における
電動機効率マップ例のグラフ。
【図６３】上記の実施の形態のハイブリッド車における
内燃機関の動作点例のグラフ。
【図６４】上記の実施の形態のハイブリッド車における
燃料消費率特性のグラフ。
【図６５】上記の実施の形態のハイブリッド車における
最小燃料消費率特性を示すグラフ。
【図６６】上記の実施の形態のハイブリッド車における
充電効率特性を示すグラフ。
【図６７】上記の実施の形態による作用効果を示すグラ
フ。
【図６８】上記の実施の形態のハイブリッド車の動作特
性を示すグラフ。
【図６９】本発明の第１１の実施の形態のパワートレイ
ンを示すブロック図。
【図７０】上記の実施の形態における配電コントローラ
の機能構成を示すブロック図。
【図７１】上記の実施の形態における無段変速機の制約
により内燃機関回転数の取りうる範囲を示すグラフ。
【図７２】上記の実施の形態によるメインフローのフロ
ーチャート。
【図７３】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る出力軸仕事率算出処理の詳細なフローチャート。
【図７４】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る単位仕事率当たり物理量算出処理の詳細なフローチャ
ート。
【図７５】上記の実施の形態によるメインフローにおけ
る動作点算出処理の詳細なフローチャート。
【符号の説明】
１ 内燃機関 ２ 発電機 ３ 電動機 ４ タイヤ ５ 蓄電装置 ６ 配電コントローラ ７ 内燃機関コントローラ ８ 発電機コントローラ ９ 電動機コントローラ ２０ 消費電力算出部 ２１ 蓄電装置状態算出部 ２２ しきい値算出部 ２３ 動作モード選択部 ２４ 目標発電電力算出部 ２５ 有効電力当たり物理量算出部 ３０ しきい値算出手段選択部 ４０ 将来負荷予測部 ４１ 負荷比較部 ４２ しきい値補正部 １０１ 内燃機関 １０２ クラッチ １０３ 電動機 １０４ 変速機 １０５ 減速装置 １０６ 差動装置 １０７ 駆動輪 １０８ 油圧装置 １０９ 電動機 １１０ インバータ １１１ インバータ １１２ 蓄電装置 １１３ 電力線 １１４ コントローラ １１５ 走行状態検出部 １１６ 無段変速機伝達効率算出部 １１７ 目標出力軸仕事率算出部 １１８ 必要仕事率発生時有効仕事率当たり物理量算出
部 １１９ しきい値算出部 １２０ 状態判断部 １２１ 仕事率比較部 １２２ 動作モード選択部 １２３ 目標ユニット動作点算出部 １２４ 内燃機関コントローラ １２５ 電動機コントローラ １２６ 無段変速機コントローラ １２７ クラッチコントローラ ２０１ 内燃機関 ２０２ 発電機 ２０３ インバータ ２０５ インバータ ２０６ 電動機 ２０７ 差動装置 ２０８ タイヤ ２０９ 蓄電装置 ２１０ 配電コントローラ ２１１ 走行状態検出部 ２１２ 必要仕事率算出部 ２１３ 単位仕事率当たり物理量算出部 ２１４ しきい値算出部 ２１５ 動作モード選択部 ２１６ 目標ユニット動作点算出部 ２１７ SOC検出部 ２１８ 充電効率算出部 ２１９ 動作点算出部 ２２０ 内燃機関コントローラ ２２１ 発電機コントローラ ２２２ 電動機コントローラ ３０１ 内燃機関 ３０２ クラッチ ３０３ 電動機 ３０４ 変速機 ３０５ 減速機 ３０６ 差動装置 ３０７ 駆動輪 ３０８ 油圧装置 ３０９ 電動機 ３１０ インバータ ３１１ インバータ ３１２ 蓄電装置 ３１４ 配電コントローラ ３１５ 走行状態検出部 ３１６ 出力軸仕事率算出部 ３１７ 無段変速機伝達効率算出部 ３１８ 単位仕事率当たり物理量算出部 ３１９ しきい値算出部 ３２０ 動作モード選択部 ３２１ 目標ユニット動作点算出部 ３２２ SOC検出部 ３２３ 充電効率算出部 ３２４ 動作点算出部 ３２５ 内燃機関コントローラ ３２６ 電動機コントローラ ３２７ 無段変速機コントローラ ３２８ クラッチコントローラ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 29/06 Ｆ０２Ｄ 29/06 Ｌ Ｂ６０Ｋ 9/00 ＺＨＶＥ (72)発明者 高橋 伸孝 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G093 AA07 DA06 DB05 DB11 DB19 EB09 FA11 FB06 5H115 PA12 PC06 PG04 PI11 PI16 PI18 PI23 PI29 PI30 PO02 PO06 PO17 PU02 PU08 PU22 PU24 PU25 PU26 PV02 PV09 QA01 QE10 QI04 QN03 RB08 RE13 SE02 SE04 SE05 SE06 SE08 TB01 TE02 TE10 TI02 TI06 TI10 TO05 TO07 TO12 TO14 TO21 TO30 UI40

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両走行用の電動機と、発電装置と、前
    記発電装置で発生した発電電力や車両の減速時に前記電
    動機が発生する回生電力を蓄電し、必要に応じて放電す
    る蓄電装置とから構成されるハイブリッド車を制御する
    ハイブリッド車の制御装置において、 現在の車両の消費電力を算出する消費電力算出手段と、 蓄電装置状態を算出する蓄電装置状態算出手段と、 前記蓄電装置状態に基づいて、前記消費電力に対して等
    しいかあるいは余剰となる発電を行う場合における、前
    記消費電力と前記蓄電装置に充電した余剰電力を将来放
    電したときに消費できる電力との和（以下、「有効電
    力」と称する）についてその単位量当たりの前記発電装
    置に関する所定の物理量（以下、「有効電力当たり物理
    量」と称する）を種々の消費電力と種々の発電電力に対
    して算出する有効電力当たり物理量算出手段と、 前記発電装置と前記蓄電装置との動作モードを選択する
    ために前記有効電力当たり物理量と同一単位のしきい値
    を所定の演算によって求めるしきい値算出手段と、 前記しきい値と前記消費電力に対応する前記有効電力当
    たり物理量との比較に基づいて前記発電装置と蓄電装置
    の動作モードを選択する動作モード選択手段と、 前記しきい値と前記有効電力当たり物理量から前記発電
    装置に対する目標発電電力を算出する目標発電電力算出
    手段とを備えて成るハイブリッド車の制御装置。
  2. 【請求項２】 前記発電装置は、内燃機関と発電機で構
    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
    ド車の制御装置。
  3. 【請求項３】 前記発電装置は、燃料電池で構成される
    ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の制
    御装置。
  4. 【請求項４】 前記有効電力当たり物理量は、前記内燃
    機関又は前記燃料電池における有効電力当たりの燃料消
    費量であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
    記載のハイブリッド車の制御装置。
  5. 【請求項５】 前記有効電力当たり物理量は、前記内燃
    機関又は前記燃料電池における有効電力当たりの排出ガ
    ス量であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
    記載のハイブリッド車の制御装置。
  6. 【請求項６】 前記動作モード選択手段が、（１）前記
    消費電力が前記発電装置の最高発電効率点で発電できる
    電力よりも小さく、かつ前記消費電力に対応する前記有
    効電力当たり物理量が前記しきい値よりも望ましくない
    状態である場合には、前記消費電力と同量の電力を前記
    蓄電装置から供給する第１の動作モードを、（２）前記
    消費電力に対応する前記有効電力当たり物理量が前記し
    きい値よりも望ましい状態である場合には、前記しきい
    値と等しい前記有効電力当たり物理量となる電力を前記
    発電装置により発電し、前記消費電力に対して余剰とな
    った電力を前記蓄電装置に蓄電する第２の動作モード
    を、（３）前記消費電力が前記発電装置の最高発電効率
    点で発電できる電力以上であり、かつ前記消費電力に対
    応する前記有効電力当たり物理量が前記しきい値よりも
    望ましくない状態である場合には、前記しきい値以下と
    なる最大電力を前記発電装置により発電し、前記消費電
    力に対して不足する電力を前記蓄電装置から供給する第
    ３の動作モードを、（４）前記消費電力に対応する前記
    有効電力当たり物理量と前記しきい値が一致する場合に
    は、前記発電装置により前記消費電力と同量の電力を発
    電する第４の動作モードを選択することを特徴とする請
    求項１〜５のいずれかに記載のハイブリッド車の制御装
    置。
  7. 【請求項７】 前記目標発電電力算出手段が、（１）前
    記動作モード選択手段において第１の動作モードが選択
    された場合には、前記目標発電電力を０とし、（２）前
    記動作モード選択手段において第２の動作モードが選択
    された場合には、前記有効電力当たり物理量算出手段に
    おいて前記しきい値と等しい前記有効電力当たり物理量
    となる前記発電電力を検索して前記目標発電電力とし、
    （３）前記動作モード選択手段において第３の動作モー
    ドが選択された場合には、前記有効電力当たり物理量算
    出手段において前記しきい値以下の前記有効電力当たり
    物理量となる最大電力を検索して前記目標発電電力と
    し、（４）前記動作モード選択手段において第４の動作
    モードが選択された場合には、前記消費電力と同量の電
    力を前記目標発電電力とすることを特徴とする請求項６
    に記載のハイブリッド車の制御装置。
  8. 【請求項８】 前記しきい値算出手段が、対象とする物
    理量に関するしきい値を蓄電装置状態に対応させて算出
    し、その対応関係は蓄電装置状態が前記蓄電装置の利用
    可能範囲の条件に近づくほど、発電時の物理量がより良
    好となるようにしきい値を変化させる関係であり、蓄電
    装置状態が利用可能範囲の下限に近づくほど、物理量が
    良好ではなくても発電するようにしきい値を変化させる
    関数関係を持たせたことを特徴とする請求項１〜７のい
    ずれかに記載のハイブリッド車の制御装置。
  9. 【請求項９】 前記しきい値算出手段が、対象とする物
    理量に関するしきい値を蓄電装置状態に対応させて算出
    し、その対応関係は蓄電装置状態の利用可能な範囲内の
    最小値でのしきい値が、消費電力が最小の時に余剰電力
    を発生させた場合の物理量の最適値と等しい値にし、蓄
    電装置状態の利用可能な範囲内の最大値でのしきい値
    が、消費電力と発電量との取り得るすべての組み合わせ
    に対応した物理量の中の最適値と等しい値にすることを
    特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のハイブリッ
    ド車の制御装置。
  10. 【請求項１０】 前記しきい値算出手段が、対象とする
    物理量に関するしきい値を蓄電装置状態に対応させて算
    出し、その対応関係は蓄電装置状態の利用可能な範囲内
    での最小値より第１の所定値だけ大きいときのしきい値
    が、消費電力が最小のときに余剰電力を発生させた場合
    の物理量の最適値と等しい値にし、蓄電装置状態の利用
    可能な範囲内での最大値より第２の所定値だけ小さいと
    きのしきい値が、消費電力と発電量との取り得るすべて
    の組み合わせに対応した物理量の中の最適値と等しい値
    にすることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載
    のハイブリッド車の制御装置。
  11. 【請求項１１】 前記しきい値算出手段が、前記蓄電装
    置に充電する場合に用いる蓄電装置状態としきい値との
    対応関係と、前記蓄電装置から放電する場合に用いる蓄
    電装置状態としきい値との対応関係とを異ならせること
    を特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載のハイブ
    リッド車の制御装置。
  12. 【請求項１２】 車両の走行状態情報に基づき、将来要
    求される電力を予測する将来要求電力予測手段と、予測
    された将来要求電力に応じて前記しきい値を補正するし
    きい値補正手段とを備えたことを特徴とする請求項８〜
    １１のいずれかに記載のハイブリッド車の制御装置。
  13. 【請求項１３】 前記将来要求電力予測手段が、車両運
    転状態、補機運転状態又は道路状態に基づいて将来要求
    される電力を予測することを特徴とする請求項１２に記
    載のハイブリッド車の制御装置。
  14. 【請求項１４】 前記蓄電装置の温度状態を検出する蓄
    電装置温度検出手段と、検出された蓄電装置の温度状態
    に応じて前記しきい値を補正するしきい値補正手段とを
    備えたことを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記
    載のハイブリッド車の制御装置。
  15. 【請求項１５】 前記しきい値補正手段が、前記蓄電装
    置の温度状態があらかじめ定められた第１の温度よりも
    高いか、若しくはあらかじめ定められた第２の温度より
    も低い場合には、動作モード切替しきい値を、充電がさ
    れにくいように補正することを特徴とする請求項１４に
    記載のハイブリッド車の制御装置。
  16. 【請求項１６】 前記蓄電装置状態検出手段が、前記蓄
    電装置の充電状態（以下、「SOC」と称する）を検出す
    ることを特徴とする請求項８〜１５のいずれかに記載の
    ハイブリッド車の制御装置。
  17. 【請求項１７】 前記蓄電装置状態検出手段が、前記蓄
    電装置の端子間電圧を検出することを特徴とする請求項
    ８〜１５のいずれかに記載のハイブリッド車の制御装
    置。
  18. 【請求項１８】 前記蓄電装置状態検出手段が、前記蓄
    電装置の内部抵抗値を検出することを特徴とする請求項
    ８〜１５のいずれかに記載のハイブリッド車の制御装
    置。
  19. 【請求項１９】 内燃機関と電動機と蓄電装置、及び変
    速機を備え、前記内燃機関と前記電動機の少なくとも一
    方の動力を前記変速機を介して出力軸に伝達するハイブ
    リッド車を制御するハイブリッド車の制御装置におい
    て、 車速を検出する車速検出手段と、 アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル踏み込
    み量検出手段と、 前記車速検出値と前記アクセルペダル踏み込み量検出値
    に基づいて、出力軸における仕事率（以下、「出力軸仕
    事率」と称する）を算出する出力軸仕事率算出手段と、 前記蓄電装置の充電時及び放電時におけるエネルギ効率
    あるいはそれに相当する蓄電装置状態を算出する蓄電装
    置状態算出手段と、 変速比に対する伝達効率特性から、前記伝達効率を算出
    する変速機伝達効率算出手段と、 前記内燃機関の燃料消費率特性と前記変速機の伝達効率
    を考慮して、前記出力軸仕事率の実現に必要な仕事率
    （以下、「必要仕事率」と称する）を内燃機関において
    発生した場合に、前記出力軸仕事率の単位量当たりの内
    燃機関に関する所定の物理量（以下、「必要仕事率発生
    時有効仕事率当たり物理量」と称する）を算出する必要
    仕事率発生時有効仕事率当たり物理量算出手段と、 前記内燃機関と前記電動機の動作モードを選択するため
    の前記必要仕事率発生時有効仕事率当たり物理量と同一
    単位のしきい値を設定するしきい値算出手段と、 前記必要仕事率発生時有効仕事率当たり物理量が前記し
    きい値に対して望ましい状態にあるかを判断する状態判
    断手段と、 前記必要仕事率と、単位仕事率当たりの内燃機関に関す
    る所定の物理量を最小とする前記内燃機関の動作点にお
    ける仕事率（以下、「最小燃料消費仕事率」と称する）
    との大小比較をする仕事率比較手段と、 前記状態判断結果と前記仕事率比較結果とに基づいて、
    前記内燃機関と前記電動機の動作モードを選択する動作
    モード選択手段と、 前記必要仕事率に対して等しいかそれ以上となる仕事率
    を前記内燃機関で発生した場合の、前記出力軸仕事率
    と、余剰分の仕事率から前記蓄電装置に充電した電力を
    将来放電したときに利用できる電力の発生に用いられた
    仕事率との和（以下、「有効仕事率」と称する）の単位
    量当たりの前記内燃機関に関する所定の物理量（以下、
    「有効仕事率当たり物理量」と称する）を種々の前記必
    要仕事率と種々の前記内燃機関の仕事率に対して算出す
    る有効仕事率当たり物理量算出手段と、 前記動作モードに基づいて、（１）電動機により走行す
    る場合には、変速機の伝達効率を考慮して前記出力軸仕
    事率を実現するための前記電動機のトルクと回転数、及
    び前記変速機の変速比を算出し、（２）内燃機関又は内
    燃機関及び電動機により走行する場合には、前記有効仕
    事率当たり物理量算出手段に基づいて、前記しきい値と
    等しい有効仕事率当たり物理量となる内燃機関の仕事率
    を算出し、前記出力軸仕事率と前記内燃機関の仕事率の
    双方を満たす前記内燃機関のトルクと回転数、前記電動
    機のトルクと回転数、及び前記変速機の変速比を算出す
    る目標ユニット動作点算出手段とを備えて成るハイブリ
    ッド車の制御装置。
  20. 【請求項２０】 前記有効仕事率当たり物理量は、前記
    内燃機関における有効仕事率当たりの燃料消費量である
    ことを特徴とする請求項１９に記載のハイブリッド車の
    制御装置。
  21. 【請求項２１】 前記有効仕事率当たり物理量は、前記
    内燃機関における有効仕事率当たりの排出を制限したい
    排出ガス成分量であることを特徴とする請求項１９に記
    載のハイブリッド車の制御装置。
  22. 【請求項２２】 前記動作モード選択手段が、（１）前
    記状態判断手段において前記必要仕事率発生時有効仕事
    率当たり物理量が前記しきい値よりも望ましくない状態
    であると判断され、かつ、前記仕事率比較手段において
    前記必要仕事率が前記最小燃料消費仕事率よりも小さい
    と判断された場合には、前記出力軸仕事率を満たす仕事
    率を前記電動機において発生する第１の動作モードを選
    択し、（２）前記状態判断手段において前記必要仕事率
    発生時有効仕事率当たり物理量が前記しきい値よりも望
    ましい状態であると判断された場合には、前記必要仕事
    率に対してそれ以上となる仕事率を内燃機関において発
    生させ、余剰分の仕事率により発電し蓄電装置に充電す
    る第２の動作モードを選択し、（３）前記状態判断手段
    において前記必要仕事率発生時有効仕事率当たり物理量
    が前記しきい値よりも望ましくない状態であると判断さ
    れ、かつ、前記仕事率比較手段において前記必要仕事率
    が前記最小燃料消費仕事率よりも大きいと判断された場
    合には、前記しきい値以下となる最大の前記必要仕事率
    を前記内燃機関において発生し、前記必要仕事率に対し
    て不足する仕事率を前記電動機において発生する第３の
    動作モードを選択し、（４）前記仕事率比較手段におい
    て前記必要仕事率発生時有効仕事率当たり物理量と前記
    しきい値が一致する場合には、前記必要仕事率を内燃機
    関において発生する第４の動作モードを選択することを
    特徴とする請求項１９〜２１のいずれかに記載のハイブ
    リッド車の制御装置。
  23. 【請求項２３】 前記目標ユニット動作点算出手段が、
    （１）前記動作モード選択手段において第１の動作モー
    ドが選択された場合には、前記電動機のエネルギ変換効
    率と前記変速機の伝達効率から、前記出力軸仕事率を最
    小電力で賄う前記電動機のトルクと回転数、及び前記変
    速機の変速比を算出し、（２）前記動作モード選択手段
    において第２の動作モードが選択された場合には、前記
    必要仕事率発生時有効仕事率当たり物理量算出手段を用
    いて、前記必要仕事率及び前記しきい値に基づいて、前
    記しきい値と等しい前記必要仕事率発生時有効仕事率当
    たり物理量となる前記内燃機関の仕事率から対応する前
    記内燃機関のトルクと回転数、前記電動機のトルクと回
    転数、及び前記変速機の変速比を算出し、（３）前記動
    作モード選択手段において第３の動作モードが選択され
    た場合には、前記必要仕事率発生時有効仕事率当たり物
    理量算出手段を用いて、前記しきい値から前記しきい値
    以下となる最大の前記必要仕事率に対応する前記内燃機
    関のトルクと回転数、及び前記変速機の変速比と、前記
    必要仕事率に対して不足する仕事率を前記電動機におい
    て発生する際の前記電動機のトルクと回転数を算出し、
    （４）前記動作モード選択手段において第４の動作モー
    ドが選択された場合には、前記必要仕事率発生時有効仕
    事率当たり物理量算出手段を用いて、前記必要仕事率及
    び前記しきい値から、前記しきい値と等しい前記必要仕
    事率発生時有効仕事率当たり物理量となる内燃機関の仕
    事率を算出し、対応する前記内燃機関のトルクと回転
    数、前記電動機のトルクと回転数、及び前記変速機の変
    速比を算出することを特徴とする請求項１９〜２２のい
    ずれかに記載のハイブリッド車の制御装置。
  24. 【請求項２４】 前記必要仕事率利発生時有効仕事率当
    たり物理量算出手段が、前記内燃機関の燃料消費率特性
    と前記電動機のエネルギ変換効率、及び前記変速機の伝
    達効率を考慮して、前記内燃機関に関する所定の物理量
    を最小とするよう算出された前記内燃機関のトルクと回
    転数、前記電動機のトルクと回転数、及び前記変速機の
    変速比を用いることを特徴とする請求項１９〜２３のい
    ずれかに記載のハイブリッド車の制御装置。
  25. 【請求項２５】 原動機と発電機あるいは燃料電池から
    構成される発電装置と、走行用の電動機と、前記発電装
    置で発生した発電電力と前記電動機の回生電力とを蓄積
    する蓄電装置とを備え、前記原動機と前記電動機との少
    なくとも一方の駆動力により走行するハイブリッド車を
    制御するハイブリッド車の制御装置において、 ドライバーの要求する駆動力に応じた駆動仕事率を実現
    するために必要な前記発電装置の仕事率と補機類の動作
    に必要な補機仕事率とに基づいて、走行に必要な必要仕
    事率を算出する必要仕事率算出手段と、 前記必要仕事率を前記発電装置で発生した場合の、前記
    原動機あるいは燃料電池に関する単位仕事率当たりの所
    定の物理量（以下、単位仕事率当たり物理量と称する）
    を算出する単位仕事率当たり物理量算出手段と、 前記発電装置、蓄電装置及び電動機の動作モードを選択
    するための比較基準値となる、前記単位仕事率当たり物
    理量と同一単位のしきい値を算出するしきい値算出手段
    と、 前記しきい値と単位仕事率当たり物理量とを比較し、そ
    の結果に応じて前記発電装置、蓄電装置及び電動機の動
    作モードを選択する動作モード選択手段と、 前記しきい値以下となる前記発電装置の動作点を算出す
    る動作点算出手段とを備え、 前記動作点算出手段が、 前記蓄電装置の充電状態を検出する充電状態検出手段
    と、 前記充電状態検出手段による充電状態検出値に基づい
    て、前記蓄電装置の充電状態と充電量とに対応した充電
    効率を算出する充電効率算出手段と、 前記発電装置のエネルギ変換効率と前記充電効率とに基
    づいて、前記必要仕事率以上となる仕事率を前記発電装
    置で発生した場合の前記駆動仕事率及び補機仕事率、並
    びに余剰分の仕事率を用いて前記蓄電装置に充電される
    仕事率の和（以下、有効仕事率と称する）の単位仕事率
    当たりの前記発電装置に関する所定の物理量（以下、有
    効仕事率当たり物理量と称する）を種々の前記必要仕事
    率と種々の前記原動機あるいは前記燃料電池の仕事率に
    ついて充電状態毎に算出する有効仕事率当たり物理量算
    出手段とを有して成るハイブリッド車の制御装置。
  26. 【請求項２６】 内燃機関と、走行用の電動機と、前記
    電動機の発電電力及び回生電力を蓄積する蓄電装置と、
    変速機を備え、前記内燃機関と電動機との少なくとも一
    方の動力を前記変速機を介して出力軸に伝達するハイブ
    リッド車を制御するハイブリッド車の制御装置におい
    て、 ドライバーの要求する駆動力に応じた駆動仕事率を実現
    するために必要な前記内燃機関の仕事率と補機類の動作
    に必要な補機仕事率とに基づいて、走行に必要な必要仕
    事率を算出する必要仕事率算出手段と、 前記必要仕事率を前記内燃機関で発生した場合の、前記
    内燃機関に関する単位仕事率当たりの所定の物理量（以
    下、単位仕事率当たり物理量と称する）を算出する単位
    仕事率当たり物理量算出手段と、 前記内燃機関、蓄電装置及び電動機の動作モードを選択
    するための比較基準値となる、前記単位仕事率当たり物
    理量と同一単位のしきい値を算出するしきい値算出手段
    と、 前記しきい値と単位仕事率当たり物理量とを比較し、そ
    の結果に応じて前記内燃機関、蓄電装置及び電動機の動
    作モードを選択する動作モード選択手段と、 前記しきい値以下となる前記内燃機関の動作点を算出す
    る動作点算出手段とを備え、 前記動作点算出手段が、 前記蓄電装置の充電状態を検出する充電状態検出手段
    と、 前記充電状態検出手段による充電状態検出値に基づい
    て、前記蓄電装置の充電状態と充電量とに対応した充電
    効率を算出する充電効率算出手段と、 前記変速機の変速比に対応した伝達効率を算出する伝達
    効率算出手段と、 前記内燃機関のエネルギ変換効率と前記充電効率及び伝
    達効率とに基づいて、前記必要仕事率以上となる仕事率
    を前記内燃機関で発生した場合の前記駆動仕事率及び補
    機仕事率、並びに余剰分の仕事率を用いて前記蓄電装置
    に充電される電力の和（以下、有効仕事率と称する）の
    単位仕事率当たりの前記原動機に関する所定の物理量
    （以下、有効仕事率当たり物理量と称する）を、種々の
    前記必要仕事率と種々の前記原動機の仕事率とについて
    充電状態毎に算出する有効仕事率当たり物理量算出手段
    とを有して成るハイブリッド車の制御装置。
  27. 【請求項２７】 前記しきい値算出手段が、前記発電装
    置又は内燃機関の動作モードを選択するための前記単位
    仕事率当たり物理量と同一単位のしきい値を前記充電状
    態検出値に対応させて算出し、その対応関係は前記充電
    状態検出値が前記蓄電装置の利用可能範囲の上限に近づ
    くほど、発電時の前記単位仕事率当たり物理量がより良
    好となるようにしきい値を変化させ、前記充電状態検出
    値が前記蓄電装置の利用可能範囲の下限に近づくほど、
    前記単位仕事率当たり物理量が良好ではなくても発電す
    るようにしきい値を変化させることを特徴とする請求項
    ２５又は２６に記載のハイブリッド車の制御装置。
  28. 【請求項２８】 前記しきい値算出手段が、所定時間内
    に前記動作モードの切替があったことを検出する動作モ
    ード切替検出手段と、前記動作モードの切替を検出した
    場合に出力するしきい値にヒステリシスを設けるヒステ
    リシス設定手段とを備えたことを特徴とする請求項２７
    に記載のハイブリッド車の制御装置。
  29. 【請求項２９】 前記単位仕事率当たり物理量は、前記
    原動機あるいは燃料電池、又は内燃機関における前記単
    位仕事率当たりの燃料消費量であることを特徴とする請
    求項２５〜２８のいずれかに記載のハイブリッド車の制
    御装置。
  30. 【請求項３０】 前記単位仕事率当たり物理量は、前記
    原動機あるいは燃料電池、又は内燃機関における前記単
    位仕事率当たりの排出を制限したい排出ガス成分量であ
    ることを特徴とする請求項２５〜２８のいずれかに記載
    のハイブリッド車の制御装置。
  31. 【請求項３１】 車両走行用の電動機と、燃料を使用し
    て発電を行う発電装置と、前記発電装置で発生した発電
    電力や車両の減速時に前記電動機が発生する回生電力を
    蓄電する蓄電装置とを搭載するハイブリッド車を制御す
    るハイブリッド車の制御装置において、 現在の車両の消費電力を算出する消費電力算出手段と、 前記蓄電装置の充電状態に基づいて、前記発電装置と前
    記蓄電装置との動作モードを選択するためのしきい値を
    算出するしきい値算出手段と、 前記発電装置で消費電力と等しい電力を発生させる場合
    の単位有効電力当たり燃料消費率を示すダイレクト配電
    時有効燃料消費率曲線と前記しきい値と前記消費電力算
    出手段で求めた現在の消費電力とに基づいて、前記発電
    装置と前記蓄電装置との動作モードを選択する動作モー
    ド選択手段と、 前記発電装置で消費電力より大きい電力を発生させる場
    合の単位有効電力当たり燃料消費率を示す余剰電力充電
    時有効燃料消費率曲線と前記ダイレクト配電時有効燃料
    消費率曲線と前記しきい値と前記消費電力算出手段で求
    めた現在の消費電力と前記動作モード選択手段で選択し
    た動作モードとに基づいて、前記発電装置の目標発電電
    力を算出する目標発電電力算出手段とを備えて成るハイ
    ブリッド車の制御装置。
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