JP2007269257A - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動源としてエンジンとジェネレータモータとを有するハイブリッド車両の燃費を向上する。
【解決手段】車両要求駆動力に基づいて複数の変速比候補を算出し、複数の変速比候補それぞれについて、前記ジェネレータモータの特定の発電トルクの候補および特定のアシストトルクの候補を算出し、複数の変速比候補それぞれに対して、複数のエンジン出力トルク候補と特定の発電トルク候補との駆動パターンおよび複数のエンジン出力トルク候補と特定のアシストトルクとの駆動パターンについての複数の組み合わせ候補を演算し、それぞれの駆動パターンの組み合わせ候補毎に燃料消費相当量を算出して、燃料消費相当量が最小となる駆動パターンを決定するようにしたので、常に最良の燃費で車両を駆動することができる。
【選択図】図１７

Description

本発明は車両の駆動源としてエンジンとジェネレータモータとを有するハイブリッド車両の駆動装置に関する。

動力源としてエンジンと電動モータとを有するハイブリッド車両の駆動方式には、発電用の動力源としてエンジンを駆動し、走行用の動力源として電動モータを駆動するシリーズ方式と、車両走行時の主要な動力源としてエンジンを駆動し、発進時や加速時に電動モータを補助的に駆動するパラレル方式とがある。シリーズ方式とパラレル方式とを組み合わせたタイプとして、走行状況に応じて電動モータとエンジンとの一方または双方を駆動させるようにしたシリーズ・パラレル方式がある。

パラレル方式やシリーズ・パラレル方式のハイブリッド車両においては、電動モータによるシリーズ走行と、電動モータとエンジンとによるパラレル走行とに切り換えることができる。特許文献１には、シリーズ走行中にモータ電流値とエンジントルク指令値とからシリーズ走行時のエンジントルク定常偏差を求め、パラレル走行時にはエンジントルク定常偏差を用いてエンジントルク指令値を補正するようにしたハイブリッド車両用の速度制御装置が記載されている。

ハイブリッド車両の燃費を向上させるために、特許文献２には、最良燃費で出力できる回転である最良燃費回転速度と、最大出力を出力できる最低の回転速度である最適確保回転速度とを求めて、これら２つの回転速度のうち大きい方を変速機の目標入力回転速度として選択することにより、余裕駆動出力を確保しつつエンジンの運電域が最良燃費線からずれないようにする制御装置が記載されている。
特開２００４−５８７７６号公報 特開２００２−２５４９６２号公報

駆動源としてエンジンとジェネレータモータとを有するハイブリッド車両の走行には、エンジンとジェネレータモータとにより車両を駆動する駆動パターンと、エンジンによりジェネレータモータを駆動して発電しながら車両を駆動する駆動パターンと、ジェネレータモータを休止させてエンジンにより走行する駆動パターンとがある。エンジンとジェネレータモータとにより車両を駆動する駆動パターンにおいては、エンジン出力値とアシスト出力値との組み合わせに種々のパターンがあり、同様に、エンジンにより発電しながら車両を駆動する駆動パターンにおいても、エンジン出力値と発電出力値との組み合わせに種々のパターンがある。

従来では、エンジンをその燃費効率が高い領域で作動させるようにした駆動パターンを選択するようにしているが、車両の走行環境や走行状態によっては、燃費向上という観点からは不十分である。また、ジェネレータモータに電力を供給するとともにジェネレータモータにより発電された電力を蓄電するバッテリの残存容量によっても、駆動パターンを適性に設定する必要がある。

本発明の目的は、駆動源としてエンジンとジェネレータモータとを有するハイブリッド車両の燃費を向上することにある。

本発明の他の目的は、ジェネレータモータを発電させる場合には発電出力をエンジン燃料消費量に換算し、ジェネレータモータのモータトルクによってエンジンを補助する場合にはモータのアシスト出力をエンジン燃料消費量に換算し、総合的な燃料消費量が最小となる駆動パターンによってエンジンとジェネレータモータとを駆動するようにすることにある。

本発明の他の目的は、バッテリの残存容量によって駆動パターンを選択することにより、バッテリの残存容量を最適値に維持し得るようにすることにある。

本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置は、駆動源としてのエンジンおよびジェネレータモータに連結されるパワーユニット軸と駆動輪との間に配置される変速機を有し、前記ジェネレータモータにより前記駆動輪への駆動力をアシストしたり、前記エンジンの駆動力により前記ジェネレータモータで発電するようにしたハイブリッド車両の駆動制御装置であって、運転者の車両要求駆動力を算出する車両要求駆動力算出部と、前記車両要求駆動力に基づいて複数の変速比候補を算出する変速比候補算出部と、複数の前記変速比候補それぞれについて、前記ジェネレータモータの特定の発電トルクの候補および特定のアシストトルクの候補を算出するジェネレータモータのトルク候補算出部と、複数の前記変速比候補それぞれに対して、複数のエンジン出力トルク候補と特定の発電トルク候補との駆動パターンおよび複数のエンジン出力トルク候補と特定のアシストトルクとの駆動パターンについての組み合わせ候補を演算する駆動パターンの組み合わせ候補演算部と、それぞれの前記駆動パターンの組み合わせ候補毎に燃料消費相当量を算出して前記燃料消費相当量が最小となる駆動パターンを決定する燃費比較部とを有し、決定された駆動パターンによって前記エンジンと前記ジェネレータモータを制御することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の駆動装置においては、発電時の前記燃料消費相当量は発電トルクをエンジン燃料消費量に換算した換算燃料消費量とエンジン燃料消費量との和により算出し、アシスト時の前記燃料消費相当量はアシストトルクをエンジン燃料消費量に換算した換算燃料消費量とエンジン燃料消費量との和により算出することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置においては、発電時は前記換算燃料消費量をジェネレータ発電効率とジェネレータ発電出力とを予め設定された第１の置換効率係数に基づいて算出し、アシスト時は前記換算燃料消費量をモータ出力効率とモータアシスト出力とを予め設定された第２の置換効率係数に基づいて算出することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置においては、前記第１の置換効率係数と前記第２の置換効率係数とが同一であることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置においては、前記置換効率係数をバッテリ残存容量(SOC)に基づいて可変とすることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置においては、発電トルクの複数の候補およびアシストトルクの複数の候補を、それぞれの前記変速比候補毎に予め設定することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置においては、先にアシストした場合の駆動パターンの組み合わせ候補についての燃料消費相当量を算出して、その燃料消費相当量よりも、アシストしない場合の燃料消費相当量の方が小さくなる場合に、発電した場合の駆動パターンの組み合わせ候補についての燃料消費相当量を求めてその値が最も小さくなる組み合わせ候補を駆動パターンとして決定することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置においては、発電する駆動パターンが決定された場合には、発電電力と発電による燃料消費増加量との比により求められる発電時のジェネレータモータの発電率が所定の発電許可基準値範囲内となっていないときには、発電状態を許可しないかまたは他の駆動パターンを決定することを特徴とする。前記発電許可基準値をバッテリ残存容量(SOC)により可変とすることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置においては、アシストする駆動パターンが決定された場合には、放電電力とアシストによる燃料消費減少量との比により求められるアシスト時のジェネレータモータのモータ出力率が所定のアシスト許可基準値範囲内となっていないときには、アシスト状態を許可しないかまたは他の駆動パターンを決定することを特徴とする。前記アシスト許可基準値をバッテリ残存容量(SOC)により可変とすることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置においては、ロックアップクラッチが設けられたトルクコンバータを有し、変速比情報として前記ロックアップクラッチがオンのときとオフのときを含むことを特徴とする。

本発明によれば、車両要求駆動力に基づいて複数の変速比候補を算出し、複数の変速比候補それぞれについて、前記ジェネレータモータの特定の発電トルクの候補および特定のアシストトルクの候補を算出し、複数の変速比候補それぞれに対して、複数のエンジン出力トルク候補と特定の発電トルク候補との駆動パターンおよび複数のエンジン出力トルク候補と特定のアシストトルクとの駆動パターンについての複数の組み合わせ候補を演算し、それぞれの駆動パターンの組み合わせ候補について燃料消費相当量を算出して、燃料消費相当量が最小となる駆動パターンを決定するようにしたので、常に最良の燃費で車両を駆動することができる。

本発明においては、発電時の燃料消費相当量は発電トルクをエンジン燃料消費量に換算した換算燃料消費量とエンジン燃料消費量との和により算出され、アシスト時の燃料消費相当量はアシストトルクをエンジン燃料消費量に換算した換算燃料消費量とエンジン燃料消費量との和により算出される。また、発電時の換算燃料消費量はジェネレータ発電効率とジェネレータ発電出力と予め設定された第１の置換効率係数に基づいて算出され、アシスト時の置換燃料消費量はモータ出力効率とモータアシスト出力と予め設定された第２の置換効率係数に基づいて算出される。さらに、置換効率係数をバッテリ残存容量(SOC)に基づいて可変とすることができる。

本発明においては、先にアシストした場合の駆動パターンの組み合わせ候補についての燃料消費相当量を算出して、その燃料消費相当量よりも、アシストしない場合の燃料消費相当量の方が小さくなる場合には、発電した場合の駆動パターンの組み合わせ候補についての燃料消費相当量を求めてその値が最も小さくなる組み合わせ候補を駆動パターンとして決定することができる。

本発明においては、発電する駆動パターンが決定された場合には、発電電力と発電による燃料消費増加量との比により求められる発電時のジェネレータモータの発電率が所定の発電許可基準値範囲内となっていないときには、発電状態を許可しないかまたは他の駆動パターンを決定することができる。この発電許可基準値はバッテリ残存容量(SOC)により可変とすることができる。

本発明においては、アシストする駆動パターンが決定された場合には、放電電力とアシストによる燃料消費減少量との比により求められるアシスト時のジェネレータモータのモータ出力率が所定のアシスト許可基準値範囲内となっていないときには、アシスト状態を許可しないかまたは他の駆動パターンを決定することができる。このアシスト許可基準値をバッテリ残存容量(SOC)により可変とすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はハイブリッド車両に搭載される駆動装置を示すスケルトン図であり、この駆動装置１０は駆動源としてのエンジン１１とジェネレータモータ１２とを有している。ジェネレータモータ１２は車両駆動源としてのモータの機能と発電機つまりジェネレータとしての機能とを具備している。以下の説明において、ジェネレータモータ１２は、モータ１２としても、ジェネレータ１２としても記載されている。

エンジン１１のクランク軸１３はパワーユニット軸１４に連結されており、ジェネレータモータ１２はパワーユニット軸１４に取り付けられるロータ１５と、このロータ１５の外側に配置されてパワーユニットケース１６ａに固定されるステータ１７とを備えている。パワーユニット軸１４はトルクコンバータ１８を介して変速機入力軸１９に連結されており、パワーユニット軸１４に伝達されたエンジントルクとモータトルクは変速機入力軸１９に伝達される。また、発電時にはエンジントルクはパワーユニット軸１４を介してロータ１５に伝達される。

トルクコンバータ１８は、パワーユニット軸１４に固定されるとともにフロントカバー２０が設けられたポンプシェル２１と、ポンプシェル２１に設けられたポンプインペラ２２に対向してタービン軸２３に取り付けられるタービンランナ２４とを有し、タービン軸２３は変速機入力軸１９に連結されている。トルクコンバータ１８にはロックアップクラッチ２５が設けられている。ロックアップクラッチ２５は、フロントカバー２０に締結されてクランク軸１３をタービン軸２３に直結させるロックアップオン状態と、フロントカバー２０から離れてパワーユニット軸１４とタービン軸２３との直結状態を解除してトルクコンバータ１８を介して駆動源の動力をタービン軸２３を介して変速機入力軸１９に伝達するロックアップオフ状態と、フロントカバー２０にスリップ接触してスリップトルクを変速機入力軸１９に伝達するスリップ状態とに作動する。

パワーユニットケース１６ａに連結される変速機ケース１６ｂ内には、変速機入力軸１９を有する変速機２６が組み込まれている。変速機２６は複数の遊星歯車列に加えて、クラッチおよびブレーキなどの変速要素を有しており、変速要素のオンオフ制御により変速機入力軸１９から変速機出力軸２７に対する動力伝達経路が切り換えられる。これにより、変速機入力軸１９に入力されるパワーユニット動力ないしトルクは、変速機２６により駆動トルクが変換されるとともに変速されて変速機出力軸２７に伝達される。変速機出力軸２７は前輪出力軸２８およびフロントデファレンシャル機構２９を介して駆動輪としての図示しない前輪に連結されている。変速機ケース１６ｂに連結されるエクステンションケース１６ｃ内には、センタデファレンシャル機構３１が組み込まれており、変速機出力軸２７は後輪出力軸３２を介して駆動輪としての図示しない後輪に連結されている。なお、センタデファレンシャル機構３１には差動制限クラッチ３３が設けられており、差動制限クラッチ３３を締結することにより、ピニオンギヤ３４の差動回転を抑制して前後輪のトルク分配比を５０：５０に固定することができる。

このように、駆動装置１０は動力源としてエンジン１１とモータ１２とを有しており、エンジン１１とモータ１２の一方または双方の駆動トルクを駆動輪に伝達することができる。さらに、エンジン１１によりジェネレータ１２を駆動してバッテリに充電することもでき、充電しながらエンジン１１により車両を駆動することができる。この駆動装置１０はパラレル方式の全輪駆動用のハイブリッド車両に搭載されるが、駆動装置１０にセンタデファレンシャル機構３１を設けなければ、駆動装置１０は前輪のみを駆動輪とするハイブリッド車両用の駆動装置となる。この駆動装置１０は、例えば、車両走行時には主要な動力源としてエンジン１１を駆動し、発進時や加速時にはモータ１２のアシストトルクを補助的に車両に付加することができる。ジェネレータモータ１２は制動時には発電機として機能し、回生エネルギーを回収してバッテリを充電することができる。

図２はエンジン１１とジェネレータモータ１２の出力特性線図であり、パワーユニット軸１４の回転数と、エンジン１１の出力トルクと、ジェネレータモータ１２の発電トルクおよびアシストトルクとの関係を示す。図２において一点鎖線ηf1〜ηf4は、エンジン１１の燃料消費率マップを示し、ηf1からηf4に向かうに従ってエンジン１１の燃料消費率は低くなり、エンジン１１は低速高負荷領域で最良な燃料消費率となる。図２において一点鎖線ηm1〜ηm3は、ジェネレータモータ１２をモータとして作動させる場合のモータ出力効率マップを示し、ηm1からηm3に向かうに従ってモータ出力効率は高くなる。一方、一点鎖線ηg1〜ηg3は、ジェネレータモータ１２をジェネレータとして作動させる場合のジェネレータ発電効率マップを示し、ηg1からηg3に向かうに従ってジェネレータ出力効率は高くなる。図２において太線は、それぞれエンジンの最大出力トルク、モータの最大アシストトルク、およびジェネレータの最大発電トルクの変化特性を示す。この明細書において燃料消費率は、エンジンが発生するg/kwhであり、この値が低い方が燃費が良いことになる。

エンジン１１およびモータ１２からトルクコンバータ１８を介して変速機入力軸１９に伝達されるパワーユニットの動力は、変速機２６により変速されて変速機出力軸２７から駆動輪に伝達されるので、変速機２６が前進５速の変速段を有する場合には、変速段に応じて点１st（第１速）〜点５th（第５速）で示すエンジン回転数とエンジントルクに設定すると、駆動輪には各変速段において同一の駆動力Ｈpを伝達することができる。つまり、運転者のアクセルペダル踏み込みによるドライバの要求馬力つまり車両要求駆動力Ｈpを満たすには、各変速段によってエンジン回転数と出力トルクが図２において、点１st〜点５thで示すように変化することになる。アクセルペダルの踏み込み操作がなされて駆動輪に伝達すべき車両要求駆動力Ｈpが変化すると、各変速段における車両要求駆動力Ｈpは図２において縦軸方向に変化する。

各点１st〜５thはそれぞれロックアップクラッチ２５がフロントカバー２０に締結されたロックアップクラッチオンの状態を示す。それぞれの変速段のもとでロックアップクラッチ２５がフロントカバー２０から離れると、エンジン回転数はｘ印で示すロックアップオフ（Ｌ／Ｕ：ＯＦＦ）の回転数となり、ロックアップクラッチ２５がスリップ状態のときには、エンジン回転数は各点１st〜５thとｘ印の位置との中間の回転数となる。

ジェネレータモータ１２をモータとしてもジェネレータとしても作動させずに、エンジン動力のみを駆動輪に伝達する場合には、駆動輪にはエンジントルクのみが伝達されることになる。これに対し、エンジン１１によってジェネレータ１２を発電しながら駆動輪に必要な動力Ｈpを伝達するには、エンジントルクを太矢印で示すように高める必要があり、高めたエンジントルクがジェネレータ１２に発電トルクとして伝達される。一方、駆動輪に必要な動力Ｈpをエンジン１１とモータ１２から伝達するには、モータ１２からのアシストトルク分だけエンジン動力を低下させることになる。例えば、図２においては、第２速から第４速の変速段について、太矢印はジェネレータ１２を発電させるためのエンジン１１の出力トルク増加分を示し、この増加分はジェネレータ１２の発電トルクに相当する。また、細矢印はモータ１２によるアシストトルクの増加分を示し、この増加分はエンジン１１のトルク減少分に相当する。

図３はパワーユニット軸１４に対して駆動源からパワーユニット出力Ｐuを出力する場合におけるエンジン１１とジェネレータモータ１２の駆動パターンの例を示す駆動パターン線図である。図３に示すように、モータ１２のアシスト出力を車両の駆動力に付加する場合には、複数のエンジン出力（Ｐe1〜Ｐe3）の候補と、複数のモータアシスト出力（Ｐm1〜Ｐm3）の候補とからなる複数の駆動パターンの組み合わせの中から選択された特定のエンジン出力とモータアシスト出力とからなる駆動パターンに基づいてパワーユニット軸１４にユニット出力Ｐｕとして出力することができる。

同様に、エンジン１１によりジェネレータ１２を駆動して発電しながら車両を駆動する場合には、複数のエンジン出力（Ｐe5〜Ｐe7）の候補と、複数のジェネレータ発電出力（Ｐg1〜Ｐg3）の候補とからなる複数の駆動パターンの組み合わせの中から選択される特定の駆動パターンに基づいて、特定のエンジン出力をパワーユニット軸１４に伝達しつつ、ジェネレータ１２を特定のジェネレータ発電出力となるように駆動することができる。ジェネレータモータ１２を休止させた場合には、エンジン出力Ｐｅ4がパワーユニット出力Ｐｕとしてパワーユニット軸１４に伝達される。

図４はエンジン回転数を同一とした条件のもとで、エンジン１１の出力トルクと燃料消費量との関係を示す燃費特性線図である。エンジン１１によりジェネレータ１２を駆動して発電する場合には、ジェネレータ１２の発電出力をエンジンの燃料消費量に換算することができる。一方、モータ１２により車両駆動をアシストする場合には、モータ１２のアシスト出力をエンジンの燃料消費量に換算することができる。図４においては、ジェネレータモータ１２の発電時の発電出力とアシスト時のアシスト出力とをそれぞれエンジンの燃料消費量に換算し、換算した燃料消費量とエンジントルクとの関係を示す燃費特性線を示している。

図４には、エンジン出力トルクが小さい領域と大きい領域とのそれぞれにおいて同一の発電トルクをエンジンからジェネレータ１２に出力し、同一のアシストトルクをモータ１２から出力した場合に、発電トルクをエンジンの燃料消費量に換算した燃料消費量と、アシストトルクをエンジンの燃料消費量に換算した燃料消費量とが示されている。発電時とアシスト時のいずれにおいても、エンジン出力トルクが小さい領域よりも大きい領域の方が、同一のトルクを得るための換算したエンジンの燃料消費量は多くなる。

エンジン１１によりジェネレータ１２を駆動して発電するには、図４に示すように、エンジントルクが小さい領域で発電する場合における換算した燃料消費量Ｆg1の方が、エンジントルクが大きい領域で発電する場合における換算した燃料消費量Ｆg2よりも少ないので、エンジントルクが小さい領域で発電する方がエンジンの燃料消費量は少なくなる。これに対し、モータ１２により車両駆動をアシストするには、図４に示すように、同一のアシストトルクを得るためのモータ１２の換算した燃料消費量は、エンジントルクが大きい領域でモータ１２を駆動する場合における換算した燃料消費量Ｆm2の方が、エンジントルクが小さい領域でモータ１２を駆動する場合の換算した燃料消費量Ｆm1よりも大きくなるので、エンジントルクが大きい領域でアシストする方がアシストトルクに対応した換算燃料消費量が多くなる。つまり、エンジントルクが大きい領域でアシストする方がエンジンの燃料消費量を節約することになり、アシスト効果が大きくなる。

したがって、エンジントルクが小さい領域で発電する方が、発電のためにエンジンを駆動する燃料消費量は少なくなるので発電効果が大きくなる。一方、エンジントルクが大きい領域でアシストする方が、アシストトルクに対応するエンジンの換算した燃料消費量が多くなるのアシスト効果が大きくなる。このように、エンジンの出力トルクに応じて発電に有利な場合とアシストに有利な場合がある。しかも、図２に示すように、エンジントルクと回転数によって燃料消費率は変化し、ジェネレータモータ１２のアシスト効率および発電効率はそれぞれのトルクと回転数によって変化することになる。

そこで、本発明においては、発電時には発電トルクに相当させて換算したエンジンの換算燃料消費量と、車両を駆動するためのエンジンの燃料消費量との和によって発電時の燃料消費相当量を算出する。また、アシスト時には車両に伝達されるエンジントルクを得るためのエンジンの燃料消費量と、エンジントルクをアシストするためのモータトルクに相当させて換算したエンジンの換算燃料消費量との和によってアシスト時の燃料消費相当量を算出する。そして、燃料消費相当量が最も低くなる条件を１つの指標として、図３に示すように、エンジンの出力トルク候補とアシスト出力候補との組み合わせからなる複数の駆動パターンと、エンジンの出力トルク候補と発電トルク候補との組み合わせからなる複数の駆動パターンの中から、燃料消費相当量が最も低くなる特定の駆動パターンを選択する。

図３においてモータトルクとエンジントルクとを駆動輪に伝達する場合であっても、パワーユニットの出力トルクと回転数等からなる車両の走行状況によっては、図示された３つの駆動パターンのうち、エンジン出力をＰe3とする場合の方がエンジン出力をＰe1、Ｐe2とする場合よりも、エンジン出力は大きくても、燃料消費相当量が低くなる場合がある。そこで、本発明においては、エンジンの燃料消費量と、モータトルクに対応して換算されたエンジンの換算燃料消費量との合計により求められる燃料消費相当量を求めて、それが最も低くなる駆動パターンによってエンジン１１とモータ１２とを駆動する。これにより、エンジン１１とモータ１２とにより車両を駆動する場合におけるパワーユニット全体のガソリン消費量を少なくすることができる。

同様に、エンジン１１によりジェネレータ１２を駆動して発電しながらエンジン１１により車両を駆動する場合であっても、車両の走行状況によっては、図示された３つの駆動パターンのうち、エンジン出力をＰe7とする方が、エンジン出力をＰe5、Ｐe6とする場合よりも、燃料消費相当量が低くなる場合がある。そこで、本発明においては、発電を含めたエンジンの燃料消費量と発電トルクに対応して換算された負のエンジンの換算燃料消費量との和により求められる燃料消費相当量を求めて、それが最も低くなる駆動パターンによってエンジン１１とジェネレータ１２を駆動する。これにより、エンジン１１により発電しながら車両を駆動する場合におけるパワーユニット全体のガソリン消費量を少なくすることができる。

このように、燃料消費相当量が最も低くなるときの発電量またはアシスト量によってエンジン１１とジェネレータモータ１２を制御することにより、車両のトータルの燃費を最良に設定することができる。

そのため、運転者の車両要求駆動力に基づいて車両の走行状況によりエンジン１１でジェネレータ１２を発電しながら車両に駆動力を伝達する場合におけるエンジントルクの候補と発電トルクの候補との駆動パターンの組み合わせ候補を複数算出し、さらに、エンジントルクとモータのアシストトルクとを駆動輪に伝達する場合におけるエンジントルクの候補とアシストトルクの候補との駆動パターンの組み合わせ候補を複数算出する。次いで、これら全ての駆動パターンの組み合わせ候補の中で燃料消費相当量が最も少なくなる駆動パターンを選択し、選択された駆動パターンによって発電するかアシストするかを決定するとともに、エンジン１１とジェネレータモータ１２の作動を制御する。

したがって、例えば、図３に示す７つの駆動パターンのうち、エンジン出力トルクをＰe7とし、発電トルクをＰg3とする駆動パターンが他の駆動パターンよりも最も燃料消費相当量が小さいときには、この駆動パターンとなるように、エンジン１１とジェネレータ１２の作動が制御される。ただし、先にアシストトルク候補（Ｐm1〜Ｐm3）を有する駆動パターンの燃料消費相当量を算出し、これらの燃料消費相当量よりも、アシストしない場合（図３においてはエンジン出力トルクをＰe4とした場合）の燃料消費相当量の方が小さい場合には、発電トルク候補を有する駆動パターンについての燃料消費相当量を求めてその値が最も小さくなる駆動パターンを決定するようにしても良い。ただし、全ての駆動パターンにおいては、エンジン回転数が最小値から最大値の間であって、エンジントルクが最大値以下となるように制限される。

燃料消費相当量を算出するには、発電する場合における発電トルクに換算したエンジン燃料消費量つまり置換燃料消費量と、アシストする場合におけるアシストトルクに換算したエンジン燃料消費量つまり置換燃料消費量とを求める。

図５は発電時とアシスト時のそれぞれの置換燃料消費量の換算方式を示す概念図であり、図５を参照してそれぞれの置換燃料消費量の算出方式を以下に説明する。

（発電時）
まず、エンジン１１によりジェネレータ１２を駆動して発電する場合に、ジェネレータ発電出力（Ｐg）とその発電出力を得るためのエンジン燃料消費量つまり置換燃料消費量（ｆ）との関係を求めると以下の通りである。

現時点でのジェネレータ１２の発電電力（Ｅg１）は、
Ｅg１＝Ｐg×ηg１ ・・・[1]により表される。

ただし、Ｐgはジェネレータ発電出力（ｋＷ）、つまり発電時にジェネレータモータで吸収する出力であり、ηg１は現時点でのジェネレータ発電出力（Ｐｇ）もしくは現時点での発電トルクとモータ回転数からマップにより参照されるジェネレータ発電効率である。

発電によりバッテリに蓄えられるバッテリ電力（Ｖ）は、
Ｖ＝Ｅg１×μg１ ・・・[2]により表される。

ただし、μg１は現時点でのバッテリの充電効率である。

上記[2]式によって得られたバッテリの充電電力が過去所定期間で行われた発電として考えると、Ｅg２＝Ｖ／μg２ ・・・[3]と表される。

ここで、μg２は過去所定期間における平均的なバッテリの充電効率を表し、Ｅg２は当該所定期間における発電電力を表す。さらに、上記所定期間にジェネレータ１２をエンジン１１により駆動して発電電力（Ｅg２）を得るためのエンジン出力（Ｐe）は、
Ｐe＝Ｅg２／ηg２・・・[4]と表される。

ここで、ηg２は上記所定期間におけるジェネレータ発電効率を示す。

このエンジン出力（Ｐe）を得るために要する燃料消費率（ｆ）は、
ｆ＝Ｐe・ηf ・・・[5]と表される。

ただし、ηfは上記所定期間に発電を行った際のエンジン燃費率を示す。

上記[1]式から[5]式により、ジェネレータ１２により発電する場合におけるエンジンの燃料消費率（ｆ）はジェネレータ発電出力（Ｐg）と以下の関係となる。

ｆ＝（ηf・μg１・ηg１・Ｐg）／（ηg２・μg２） ・・・[6]
この[6]式において（ηf／ηg２）をλ・Ｒとし、（μg１／μg２）を係数Ｋと置くと、[6]式は以下のように示される。

ｆ＝λ・Ｒ・Ｋ・Ｐg・ηg１ ・・・[7]
[7]において、λは所定の係数であり、Ｒはエンジン燃費率（ηf）とジェネレータ発電効率（ηg２）との比により求められる置換効率係数である。したがって、エンジン１１によってジェネレータ１２を駆動するために要する置換燃料消費量（ｆ）つまりエンジンの燃料消費率は、ジェネレータ発電出力（Ｐg）とジェネレータ発電効率（ηg１）とλ・Ｒの積に比例する。さらに、発電の場合は置換燃料消費量はマイナスの値とする。

（アシスト時）
次に、モータ１２によりエンジン動力をアシストする場合に、モータアシスト出力（Ｐm）とその出力を得るためのエンジン燃料消費量つまり置換燃料消費量（ｆ）との関係を求めると、以下の通りである。

アシスト時のモータ消費電力（Ｅm）（ｋＷ）は、
Ｅm＝Ｐm／ηm ・・・[11]となる。

ただし、ηmはモータ出力効率であり、現時点でのモータアシスト出力（Ｐm）もしくは現時点でのアシストトルクとモータ回転数からマップにより参照される。

モータ１２に電力を供給するバッテリのバッテリ電力（Ｖ）は、
Ｖ＝Ｅm／μm ・・・[12]となる。

ただし、μmは現時点での放電効率である。

ここで[12]で得られたアシストに使われたバッテリ電力Ｖが過去所定期間に発電されたとして考える。

このバッテリ電力（Ｖ）を発電電力（Ｅg）に換算すると発電電力（Ｅg）は、
Ｅg＝Ｖ／μg ・・・[13]となる。

この発電電力に相当するエンジン出力（Ｐe）は、
Ｐe＝Ｅg／ηg ・・・[14]となる。

ただし、ηgは上記所定期間におけるジェネレータ発電効率である。このエンジン出力（Ｐｅ）を得るために必要な燃料消費率（ｆ）は、
ｆ＝Ｐe×ηf ・・・[15]
ただし、ηfは過去所定期間の発電におけるエンジン燃費率を示す。

上記[11]式から[15]式により、モータ１２によりエンジン動力をアシストする場合におけるエンジンの燃料消費率（ｆ）はモータアシスト出力（Ｐm）と以下の関係となる。

ｆ＝（Ｐm・ηf）／（μg・ηm・μm・ηg） ・・・[16]
[16]式において（ηf／ηg）をλ・Ｒとすると、（１／（μg・μm））は係数Ｋとなるので、[16]式は以下のように示される。

ｆ＝λ・Ｒ・Ｐm・Ｋ／ηm ・・・[17]
[17]において、λは所定の係数であり、Ｒは上述のようにエンジン燃費率（ηf）と過去所定期間におけるジェネレータ発電効率（ηg）との比により求められる置換効率係数である。したがって、モータ１２によりエンジン動力をアシストする場合におけるモータのアシスト動力に相当する置換燃料消費量（ｆ）つまりエンジンの燃料消費率は、モータアシスト出力（Ｐm）とλ・Ｒの積に比例し、モータ出力効率（ηm）に反比例する。

上述のように、ジェネレータ発電出力（Ｐg）は置換効率係数（Ｒ）によって燃料消費量に換算して置換燃料消費量を算出することができ、モータアシスト出力（Ｐm）は置換効率係数（Ｒ）によって燃料消費量に換算して置換燃料消費量を算出することができる。それぞれの置換燃料消費量とエンジン駆動のための燃料消費量との和により上述した燃料消費相当量が算出される。ここで、エンジン駆動のための燃料消費量の算出は現時点のエンジン出力トルクと回転数から求められる。

このように、現時点での発電トルクは過去の所定期間に発電されたものとみなしてそのときの燃料消費率を求め、現時点でのアシストトルクは過去の所定期間に発電されたものとみなしてそのときの燃料消費率を求める。

図６は発電時とアシスト時におけるλ・Ｒとバッテリ残存容量ＳＯＣ(State of Charge)との関係を示す置換効率特性を示す特性線図である。ここで、過去所定期間のλ・ＲはＳＯＣによって変化すると考えることができる。つまり、ＳＯＣが高い時は発電の必要性が少ないのでエンジン燃費率およびジェネレータ発電効率が比較的良いところで発電していたと考えられ、ＳＯＣが低い時は運転領域に拘わらず発電する必要があり、エンジン燃費率およびジェネレータ発電効率が比較的悪いところで発電したと考えられる。この関係を表したのが図６である。図６に示すように、ＳＯＣが基準値（例えば６５％）よりも高くなるに従って、アシスト時の置換効率係数が小さくなり、モータのアシストトルクおよびジェネレータの発電トルクによる置換燃料消費量は小さくなる。これに対し、ＳＯＣが基準値よりも低くなるにしたがって、発電時の置換効率係数が大きくなり、ジェネレータの発電トルクおよびモータのアシストトルクによる置換燃料消費量は大きくなる。

図７は発電時とアシスト時のそれぞれについての燃料消費相当量の一例を示す燃費特性線図である。図７において符号ａ〜ｃを付した発電出力Ｐga〜Ｐgcは候補として決定された発電出力値を示し、符号Ａ〜Ｃを付したアシスト出力ＰmA〜ＰmCは候補として決定されたアシスト出力値を示す。

発電出力Ｐga〜Ｐgcに対応する燃料消費相当量は、それぞれの発電出力（Ｐg）に対応するエンジンの燃料消費量つまり置換燃料消費量（ｆ）を上記[7]式から算出することにより、車両を駆動するとともにジェネレータを駆動するためのエンジンの燃料消費量と換算燃料消費量との和によって求められる。一方、アシスト出力ＰmA〜ＰmCに対応する燃料消費相当量は、それぞれのアシスト出力（Ｐm）に対応するエンジンの燃料消費率つまり置換燃料消費量（ｆ）を上記[17]式から算出することにより、車両を駆動するためのエンジンの燃料消費量と換算燃料消費量との和によって求められる。

それぞれの燃料消費相当量は、図６に示す特性の置換効率係数ＲがＳＯＣによって変化するので、図７に示すように、ＳＯＣの量によって変化することになる。例えば、ＳＯＣの量が少ない場合には発電出力Ｐgcのときに燃料消費相当量が最も小さくなり、ＳＯＣの量が多い場合には発電出力Ｐgaのときに燃料消費相当量が最も少なくなり、ＳＯＣの量が中間値の場合には発電出力Ｐgbのときに燃料消費相当量が最も少なくなる。同様に、アシスト出力ＰmA〜mCについても、それぞれのＳＯＣ毎に燃料消費相当量が最も少なくなる値を求めることになる。このように、複数のアシスト出力および発電出力についての燃料消費相当量を求めて、最も燃料消費相当量が少なくなる値に基づいて、エンジン出力とモータジェネレータ出力の駆動パターンが選択される。

図７においては、大中小の３種類のＳＯＣの量についての燃料消費相当量を示すが、ＳＯＣの量を細かく分類してそれぞれのＳＯＣの量に対し、発電出力の候補それぞれについて燃料消費相当量を算出し、アシスト出力の候補それぞれについて燃料消費相当量を算出することになる。同様に、発電出力の候補とアシスト出力の候補についても、図７に示すように、３つずつに限られることなく、多数の候補を発電出力とアシスト出力について決定し、それぞれの候補について燃料消費相当量を算出することになる。

このように、第１の指標値である燃料消費相当量に第２の指標値であるＳＯＣの量を加味すると、燃料消費相当量は図７のように示される。時々刻々と変化する車両走行状況に応じて、図７に示す燃料消費相当量が最小となるようにパワーユニットの駆動を制御すると、高電圧バッテリのＳＯＣを適正値に維持しながら、車両トータルの燃費を最良にすることができる。

燃料消費相当量を指標とした制御に加えて、発電電力と燃料消費増加量との比率により求められる発電時のジェネレータ発電率と、モータ消費電力と燃料消費減少量との比率により求められるアシスト時のアシスト率を指標とし、燃料消費相当量によって決定されたエンジン出力とモータジェネレータ出力の駆動パターンを評価し、以下のように、効率の良い駆動パターンに変更することができる。これにより、燃料消費効率をより高めることができる。

図８は発電率と発電出力との関係を示す発電率特性線図である。発電時のジェネレータ発電率ρgは、ρg＝Ｅg／ΔＦとなる。ただし、Ｅgは発電電力を示し、ΔＦは発電によるエンジンの燃料消費増加量を示す。このジェネレータ発電率ρgは、パワーユニットの回転数とエンジン出力トルクと発電出力つまり発電量とによって変化する。図８において、○印はパワーユニット軸の回転数が２４００ｒｐｍでエンジンの出力トルクが６０Ｎｍの場合の発電率ρgを示し、×印はパワーユニット軸１４の回転数が２０００ｒｐｍでエンジンの出力トルクが３０Ｎｍの場合の発電率ρgを示し、それぞれは発電出力がＰga、Ｐgb、Ｐbcの場合について示している。図８において符号ＧPは発電許可基準値を示し、発電許可基準値ＧPはＳＯＣの量に応じてＧPmax〜ＧPminの間で変化する。この発電許可基準値ＧPよりも、発電率ρgが高い場合には、ジェネレータモータ１２によって発電が行われる。一方、発電率ρgが発電許可基準値ＧPよりも低い場合には、発電を停止させる駆動パターンが選択されるか、または燃料消費相当量が少ない方から第２番目以降となった駆動パターンが選択される。

図９はアシスト率ρmとアシスト出力との関係を示すアシスト率特性線図である。アシスト時のアシスト率ρmは、ρm＝Ｅm／−ΔＦとなる。ただし、Ｅmは放電電力を示し、−ΔＦはアシストによるエンジンの燃料消費減少量を示す。アシスト率ρmも、パワーユニットの回転数とエンジンの出力トルクとアシスト出力とによって変化する。図９において、○印はパワーユニット軸１４の回転数が２４００ｒｐｍでエンジンの出力トルクが６０Ｎｍの場合のアシスト率ρmを示し、×印はパワーユニット軸１４の回転数が２０００ｒｐｍでエンジンの出力トルクが３０Ｎｍの場合のアシスト率ρmを示し、それぞれはアシスト出力がＰmA、ＰmB、ＰmCの場合について示している。図９において符号ＭPはアシスト許可基準値を示し、アシスト許可基準値ＭPはＳＯＣの量に応じてＭPmax〜ＭPminの間で変化する。このアシスト許可基準値ＭPよりも、アシスト率ρmが低い場合には、ジェネレータモータ１２によってアシストが行われる。一方、アシスト率ρmがアシスト許可基準値ＭPよりも高い場合には、アシストを停止させる駆動パターンが選択されるか、または燃料消費相当量が少ない方から第２番目以降となった駆動パターンが選択される。

このように、燃料消費相当量によって決定されたエンジン出力とモータジェネレータ出力の駆動パターンを発電率とアシスト率を指標として評価することにより、燃料消費相当量を少なくしつつ効率の良い駆動パターンによってエンジン１１とジェネレータモータ１２を制御することができる。燃料消費相当量を指標としてエンジン出力とモータジェネレータ出力の駆動パターンを決定する際に、発電率とアシスト率とを指標として発電許可基準値とアシスト許可基準値とを満たす駆動パターンのみを候補とするようにしても良い。

図１０は本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置における制御回路４０を示すブロック図である。制御回路４０は制御信号を演算するマイクロプロセッサＣＰＵ、演算式やマップデータ等を格納するＲＯＭおよび一時的にデータを格納するＲＡＭ等を備えており、駆動制御のための機能構成として捉えると、制御回路４０は、以下の各算出部等を有している。

制御回路４０は車両要求駆動力算出部４１を有し、この算出部４１には、アクセルの踏み込み量の検出信号、ブレーキの踏み込みの検出信号、および車速の検出信号等の走行状況信号が入力される。これらの信号に基づいて算出部４１は、駆動輪に伝達されるべき車両要求駆動力を算出し、算出結果はパワーユニット要求トルク算出部４２に入力される。このパワーユニット要求トルク算出部４２には、さらに変速機コントロールユニット（ＴＣＵ）４３と車速信号とからの信号とが入力される。変速機コントロールユニット（ＴＣＵ）４３は、アクセルの踏み込み量等の走行状況信号に基づいてギヤ比つまり変速比を決定し、その決定信号がパワーユニット要求トルク算出部４２に送られるとともに、変速機の変速効率の信号と、トルクコンバータ１８におけるトルク比の検出信号とが送られる。パワーユニット要求トルク算出部４２は、ギヤ比およびトルクコンバータ１８のトルク比等に基づいて、パワーユニット軸１４に出力すべきパワーユニットトルクと、パワーユニット回転数とを算出し、それぞれの算出結果を駆動パターンの組み合わせ候補演算部４４に送る。

パワーユニット要求トルク算出部４２はジェネレータモータのトルク候補の算出部４５にパワーユニット回転数の信号を送る。ジェネレータモータのトルク候補の算出部４５には、高電圧バッテリコントロールユニット４６からのＳＯＣ量の信号が送られるようになっており、ＳＯＣ量とパワーユニット回転数とに基づいてジェネレータモータのトルク候補の算出部４５は、複数の発電トルク候補とアシストトルクの候補を算出し、駆動パターンの組み合わせ候補演算部４４に信号を送る。

駆動パターンの組み合わせ候補演算部４４からの駆動パターンの組み合わせ候補の信号は燃費比較部４７に送られるとともに、この燃費比較部４７には高電圧バッテリコントロールユニット４６からのＳＯＣ量の信号が送られて、駆動パターン組み合わせ候補の中で最も燃料消費相当量が小さい駆動パターンを選択する。選択された駆動パターンに基づいて、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４８にはエンジン要求トルクの信号が送られ、インバータコントロールユニット４９にはジェネレータモータ１２が発電する場合には発電トルクの信号が送られる一方、アシストする場合にはアシストトルクの信号が送られる。

図１１は制御回路４０の変形例を示すブロック図である。図１１においては、図１０に示された機能構成と共通する機能を有する部分には同一の符号が付されている。図１１に示す制御回路４０は変速比候補算出部５１を有している。この変速比候補算出部５１には、アクセルペダルの踏み込み量の検出信号、ブレーキペダルの踏み込みの検出信号および車速の検出信号等の走行状況信号が入力され、変速比候補算出部５１は、車両の走行状況に基づいて運転者が要求する車両要求トルクを満たす変速段の複数の候補と、トルクコンバータ１８の作動パターンつまりロックアップをオンさせるかオフさせるか又はスリップ状態とさせるかについての複数の候補をパワーユニット要求トルク算出部４２に送る。燃費比較部４７によって決定された変速比の信号は、変速機コントロールユニット（ＴＣＵ）４３にフィードバックされるようになっている。

なお、図１１に示す制御回路４０には変速比候補算出部５１が組み込まれているが、その機能を変速機コントロールユニット（ＴＣＵ）４３により行うようにすれば、図１０に示す制御回路４０によっても変速比候補算出部５１と同一の機能を達成することができる。

（制御方式１）
図１２は本発明の駆動制御装置による第１の制御方式のアルゴリズムを示すフローチャートであり、図１３は第１の制御方式による図１０に示した制御回路における信号の発生状態を示すブロック図であり、図１４は第１の制御方式における駆動パターンを示す特性線図である。

図１２に示すように、ステップＳ１においてアクセルペダルの踏み込み量等の車両の走行状況に基づいて車両要求駆動力を算出し、ステップＳ２において変速機コントロールユニット４３によって演算された変速比の情報を読み込む。変速比が求められると、パワーユニット要求トルク算出部４２は変速比に応じたパワーユニットトルクと回転数をステップＳ３において算出する。図１４においては、例えば、変速比の情報によって第３速が設定され、パワーユニット軸１４に出力すべきトルクと回転数が符号Ｈp3で示される値であることが示されている。

次に、ステップＳ４おいては、ジェネレータモータ１２のトルク候補を複数算出する。このトルク候補には発電トルクとアシストトルクが含まれており、図１４においては、例えば、３種類の候補の発電トルクＰg1、Ｐg2、Ｐg3と、３種類の候補のアシストトルクＰm1、Ｐm2、Ｐm3が算出されたことを示している。次いでステップＳ５においては、駆動パターンの組み合わせ候補を複数算出する。この駆動パターンの組み合わせを示すと、例えば、図３に示すようになる。ただし、この駆動パターンとしては、車両の制動時にジェネレータモータ１２により回生エネルギーを回収する場合も含まれる。

図１４においては、発電トルクの候補とアシストトルクの候補としてそれぞれ３種類が候補として設けられていることが示されているが、それぞれの候補の数は任意とすることができ、予め複数の候補がそれぞれの変速段に対応してメモリ内にマップデータとして格納されている。

ステップＳ６においては、複数の駆動パターンの組み合わせ候補のそれぞれについて燃料消費相当量を算出してそれぞれを比較し、ステップＳ７において複数の駆動パターンの組み合わせ候補の中で燃料消費相当量が最も少ない駆動パターンを決定する。決定された駆動パターンによってステップＳ８によりエンジントルクつまりエンジン出力Ｐeが決定され、ステップＳ９によりアシストトルクつまりアシスト出力Ｐm、または発電トルクつまり発電出力Ｐgが決定される。このように、ステップＳ７において駆動パターンが決定されると、発電するのかアシストするのかが決定されるので、発電する場合にはステップＳ９では発電出力が決定され、アシストする場合にはアシストアシスト出力が決定される。

決定された発電トルクとアシストトルクについては、ステップ１０のトルク効率評価ステップが実行され、決定された発電出力によりジェネレータ１２を駆動するのが適性であるか否か、および決定されたアシスト出力によりモータ１２を駆動するのが適性であるか否かが、上述した発電率（ρg）とアシスト率（ρm）とを指標として評価される。

図１５はステップＳ９に示されたトルクの効率評価ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。ステップＳ１１では燃料消費相当量が最も少ないと判定されたのが発電であるかアシストであるかを判定し、発電であると判定された場合にはステップＳ１２において図８に示す発電率ρgを算出し、アシストであると判定された場合にはステップＳ１３では図９に示すアシスト率ρmを算出する。ステップＳ１４では図１２のステップＳ８で決定された発電トルクを出力するときにおける発電率ρgが発電許可基準値Ｇpを超えているか否かが判定され、ステップＳ１５では、同様に決定されたアシストトルクを出力するときにおけるアシスト率ρmがアシスト許可基準値Ｍp以下であるか否かが判定される。

発電する場合に発電率ρgが発電許可基準値Ｇp以上となっていれば、図１２に示すステップＳ９において決定された発電トルクの信号がインバータコントロールユニット４９に送られる（ステップＳ１６）。一方、アシストする場合にアシスト率ρmがアシスト許可基準値Ｍp以下であれば、ステップＳ９において決定されたアシストルクの信号がインバータコントロールユニット４９に送られる（ステップＳ１７）。そして、いずれも許可基準値を満たしていない場合には、ステップＳ６において決定された駆動パターンに近い他の駆動パターンがステップＳ１８において決定され、同様にして、新たな駆動パターンについてのエンジントルクとアシストトルクと発電トルクが決定される。ただし、いずれも許可基準値を満たしていない場合には、ステップＳ１８において発電もアシストもしないように決定しても良い。

（制御方式２）
図１６は本発明の駆動制御装置による第２の制御方式のアルゴリズムを示すフローチャートであり、図１７は第２の制御方式による図１１に示した制御回路における信号の発生状態を示すブロック図であり、図１８は第２の制御方式における駆動パターンを示す特性線図である。

図１１に示す制御回路４０の変速比候補算出部５１にはアクセルペダル等の走行状況信号が入力され、ステップＳ２１により算出された車両要求駆動力を満たす変速比候補をステップＳ２２において複数算出する。図１７においては、パワーユニット要求トルク算出部４２に候補１〜候補ｎまでの複数の変速比候補の算出値が入力された状態を示す。ステップＳ２３においては、変速比候補のそれぞれについてパワーユニット軸１４の回転数候補とトルク候補を複数（１〜ｎ）算出し、パワーユニット軸１４の回転数に対応するジェネレータモータ１２のトルク候補つまり発電トルクとアシストトルクの候補１〜ｎを算出する（ステップＳ２４）。次いで、それぞれのジェネレータモータのトルク候補１〜ｎとエンジントルク候補との組み合わせからなる駆動パターンの組み合わせ候補１〜ｎをステップＳ２５において算出する。

図１８においては、変速比候補として第２速、第３速および第４速が算出され、それぞれの変速比候補についてエンジントルクと発電トルクまたはアシストトルクとの組み合わせからなる駆動パターンの組み合わせ候補が算出された状態を示している。それぞれの変速段において図示する場合には発電トルクとアシストトルクとが１つずつ予めメモリに格納されている。それぞれの駆動パターンの組み合わせ候補について、燃料消費相当量を算出して比較し、燃料消費相当量が最も小さくなる変速比をステップＳ２７において決定し、決定された変速比に基づいてエンジントルクと、発電トルクまたはアシストトルクが決定される。決定された変速比は変速機コントロールユニット４３にフィードバック信号として送られて変速機２６の変速比が設定される。また、決定された発電トルクまたはアシストトルクについては、上述したステップＳ９と同様にステップＳ３０において図１５に示した効率評価ステップが実行される。

（制御方式３）
図１９は本発明の駆動制御装置による第３の制御方式のアルゴリズムを示すフローチャートであり、図２０は第３の制御方式による図１１に示した制御回路における信号の発生状態を示すブロック図であり、図２１は第３の制御方式における駆動パターンを示す特性線図である。

この制御方式においても、第２制御方式と同様に、図１１図に示す制御回路４０の変速比候補算出部５１にはアクセルペダル等の走行状況信号が入力され、ステップＳ３１により算出された車両要求駆動力を満たす変速比候補をステップＳ３２において複数算出する。図２０においては、パワーユニット要求トルク算出部４２に候補１〜候補ｎまでの複数の変速比候補の算出値が入力された状態を示す。ステップＳ３３においては、変速比候補のそれぞれについてパワーユニット軸１４の回転数候補を複数（１〜ｎ）算出し、パワーユニット軸１４の回転数に対応させてジェネレータモータ１２の複数のトルク候補つまり複数の発電トルクとアシストトルクの候補１〜ｎを算出する（ステップＳ３４）。次いで、それぞれのジェネレータモータ１２のトルク候補１〜ｎとエンジントルク候補との組み合わせからなる駆動パターンの組み合わせ候補１〜ｎをステップＳ３５において算出する。

図２１においては、変速比候補として第２速、第３速および第４速が算出され、それぞれの変速比候補についてエンジントルクと複数の発電トルクおよびアシストトルクとの組み合わせからなる駆動パターンの組み合わせ候補が算出された状態を示している。図２１において第３速の場合については、例えば、３種類の候補の発電トルクＰg1、Ｐg2、Ｐg3と、３種類の候補のアシストトルクＰm1、Ｐm2、Ｐm3が算出されたことを示しており、第２速と第４速についても同様に３種類の発電トルクとアシストトルクが算出されたことを示している。

それぞれの駆動パターンの組み合わせ候補について、燃料消費相当量を算出して比較し、燃料消費相当量が最も小さくなる変速比をステップＳ３７において決定し、決定された変速比に基づいてエンジントルクと、発電トルクまたはアシストトルクが決定される。決定された変速比は変速機コントロールユニット４３にフィードバック信号として送られて変速機２６の変速比が設定される。また、決定された発電トルクまたはアシストトルクについては、上述したステップＳ２９と同様にステップＳ３９において効率評価ステップが実行される。

第２の制御方式においては図１８に示すように、それぞれの変速段について特定の発電トルク候補とアシストトルク候補とが１つずつ予め設定されているのに対して、第３の制御方式においては図２１に示すように、それぞれの変速段について発電トルク候補とアシストトルク候補とが複数ずつ予め設定されている。

上述したそれぞれの制御方式においては、発電時の発電トルク候補についての換算燃料消費量を求めて燃料消費相当量を算出し、アシスト時のアシストトルク候補についての換算燃料消費量を求めて燃料消費相当量を算出し、全ての候補のうち最も燃料消費相当量が小さくなる発電トルクまたはアシストトルクを決定するようにしている。ただし、先にアシストトルク候補についての燃料消費相当量を求めて、その燃料消費相当量よりも、アシストしない場合の燃料消費相当量、つまりジェネレータモータ１２を休止させて図３においてエンジン出力Ｐe4で示すエンジン出力の場合の燃料消費量の方が小さくなると判定された場合に、発電トルク候補についての燃料消費相当量を求めてその値が最も小さくなる発電トルク候補を決定するようにしても良い。逆に、先に発電トルク候補についての燃料消費相当量を求めて、その燃料消費相当量よりも、発電しない場合の燃料消費相当量が小さくなると判定された場合に、アシストトルク候補についての燃料消費相当量を求めてその値が最も小さくなるアシストトルク候補を決定するようにしても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、変速機２６は第１速から第５速の変速段を有しているが、変速段は前進５速に限られない。また、変速機２６は有段変速機に限られず、無段変速機を用いることもできる。

ハイブリッド車両に搭載される駆動装置を示すスケルトン図である。 エンジンとジェネレータモータの出力特性線図である。 エンジンとジェネレータの駆動パターンを示す駆動パターン線図である。 エンジンの出力トルクと燃料消費量との関係を示す燃費特性線図である。 発電時とアシスト時のそれぞれの置換燃料消費量の換算方式を示す概念図である。 発電時とアシスト時における置換効率特性を示す特性線図である。 発電時とアシスト時のそれぞれについての燃料消費相当量の一例を示す燃費特性線図である。 発電率と発電出力との関係を示す発電効率特性線図である。 アシスト率とアシスト出力との関係を示すアシスト率特性線図である。 制御回路を示すブロック図である。 制御回路の変形例を示すブロック図である。 駆動制御装置による第１の制御方式のアルゴリズムを示すフローチャートである。 第１の制御方式の制御回路における信号の発生状態を示すブロック図である。 第１の制御方式における駆動パターンを示す特性線図である。 トルクの効率評価ステップのサブルーチンを示すフローチャートである。 駆動制御装置による第２の制御方式のアルゴリズムを示すフローチャートである。 第２の制御方式の制御回路における信号の発生状態を示すブロック図である。 第２の制御方式における駆動パターンを示す特性線図である。 駆動制御装置による第３の制御方式のアルゴリズムを示すフローチャートである。 第３の制御方式の制御回路における信号の発生状態を示すブロック図である。 第３の制御方式における駆動パターンを示す特性線図である。

符号の説明

１０ 駆動装置
１１ エンジン
１２ ジェネレータモータ
１３ クランク軸
１４ パワーユニット軸
１５ ロータ
１７ ステータ
１８ トルクコンバータ
１９ 変速機入力軸

Claims (12)

1. 駆動源としてのエンジンおよびジェネレータモータに連結されるパワーユニット軸と駆動輪との間に配置される変速機を有し、前記ジェネレータモータにより前記駆動輪への駆動力をアシストしたり、前記エンジンの駆動力により前記ジェネレータモータで発電するようにしたハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
   運転者の車両要求駆動力を算出する車両要求駆動力算出部と、
   前記車両要求駆動力に基づいて複数の変速比候補を算出する変速比候補算出部と、
   複数の前記変速比候補それぞれについて、前記ジェネレータモータの特定の発電トルクの候補および特定のアシストトルクの候補を算出するジェネレータモータのトルク候補算出部と、
   複数の前記変速比候補それぞれに対して、複数のエンジン出力トルク候補と特定の発電トルク候補との駆動パターンおよび複数のエンジン出力トルク候補と特定のアシストトルクとの駆動パターンについての組み合わせ候補を演算する駆動パターンの組み合わせ候補演算部と、
   それぞれの前記駆動パターンの組み合わせ候補毎に燃料消費相当量を算出して前記燃料消費相当量が最小となる駆動パターンを決定する燃費比較部とを有し、
   決定された駆動パターンによって前記エンジンと前記ジェネレータモータを制御することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
2. 請求項１記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、発電時の前記燃料消費相当量は発電トルクをエンジン燃料消費量に換算した換算燃料消費量とエンジン燃料消費量との和により算出し、アシスト時の前記燃料消費相当量はアシストトルクをエンジン燃料消費量に換算した換算燃料消費量とエンジン燃料消費量との和により算出することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
3. 請求項２記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、発電時の前記換算燃料消費量をジェネレータ発電効率とジェネレータ発電出力とを予め設定された第１の置換効率係数に基づいて算出し、アシスト時の前記換算燃料消費量をモータ出力効率とモータアシスト出力とを予め設定された第２の置換効率係数に基づいて算出することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
4. 請求項３記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、前記第１の置換効率係数と前記第２の置換効率係数とが同一であることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
5. 請求項４記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、前記置換効率係数をバッテリ残存容量(SOC)に基づいて可変とすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、発電トルクの複数の候補およびアシストトルクの複数の候補を、それぞれの前記変速比候補毎に予め設定することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、先にアシストした場合の駆動パターンの組み合わせ候補についての燃料消費相当量を算出して、その燃料消費相当量よりも、アシストしない場合の燃料消費相当量の方が小さくなる場合に、発電した場合の駆動パターンの組み合わせ候補についての燃料消費相当量を求めてその値が最も小さくなる組み合わせ候補を駆動パターンとして決定することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、発電する駆動パターンが決定された場合には、発電電力と発電による燃料消費増加量との比により求められる発電時のジェネレータモータの発電率が所定の発電許可基準値範囲内となっていないときには、発電状態を許可しないかまたは他の駆動パターンを決定することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
9. 請求項８記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、前記発電許可基準値をバッテリ残存容量(SOC)により可変とすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
10. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、アシストする駆動パターンが決定された場合には、放電電力とアシストによる燃料消費減少量との比により求められるアシスト時のジェネレータモータのモータ出力率が所定のアシスト許可基準値範囲内となっていないときには、アシスト状態を許可しないかまたは他の駆動パターンを決定することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
11. 請求項１０記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、前記アシスト許可基準値をバッテリ残存容量(SOC)により可変とすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
12. 請求項１〜１１記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、ロックアップクラッチが設けられたトルクコンバータを有し、変速比候補として前記ロックアップクラッチがオンのときとオフのときを含むことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。

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