JP2014004912A - ハイブリッド自動車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 蓄電池の残容量を維持しながら電動機の要求駆動力を満たすことが可能なハイブリッド自動車の制御装置を提供する。
【解決手段】 制御装置２９は、要求出力、車両状態、走行状態に応じて発電機１３の電動機１４の出力を設定するとともに、電動機出力補正係数ＰＳＬＶＦＵＥＬに応じて前記電動機１４の出力を補正するので、例えば、燃料タンク３４の燃料残量が少ないときに、シリーズ走行に移行した後の後続距離が小さくなるのを予測し、ＥＶ走行における電動機１４の出力制限を行うことで全走行距離の拡大を図ることができる。またシリーズ走行に移行した後も電動機１４の出力制限を行うことで、発電機１３の出力を制限して内燃機関１２の燃料消費量を削減し、全走行距離の拡大を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関で駆動される発電機と、前記発電機により発電した電力を蓄える蓄電池と、前記発電機により発電した電力あるいは前記蓄電池に蓄えた電力で駆動される電動機と、前記内燃機関に燃料を供給する燃料タンクと、前記内燃機関および前記発電機を制御する制御装置とを備えるハイブリッド自動車の制御装置に関する。

蓄電池に蓄えた電力のみによって電動機を駆動して走行するＥＶ走行モードと、内燃機関で駆動される発電機によって発電された電力によって電動機を駆動して走行するシリーズ走行モードとを行うハイブリッド自動車において、蓄電池を外部電源に接続して充電することが可能な、いわゆるプラグイン型のハイブリッド自動車が知られている。

かかるプラグイン型のハイブリッド自動車において、外部電源からの充電を行った後の燃料使用状態を示すパラメータが所定値以上になったときに、電動機の出力または発電機の出力を制限して運転者に外部電源による充電を促すことで、内燃機関を駆動するシリーズ走行を最小限に抑えて環境性能の悪化を防止するものが、下記特許文献１により公知である。

またプラグイン型のハイブリッド自動車において、外部電源からの充電を行った後のＥＶ走行時間を示すパラメータが所定値以上になったときに、電動機の出力を制限して運転者に外部電源による充電を促すことで、内燃機関を駆動するシリーズ走行を最小限に抑えて環境性能の悪化を防止するものが、下記特許文献２により公知である。

特開平０８−０１９１１４号公報 特開平０８−１５４３０７号公報

ところで、プラグイン型のハイブリッド自動車では、蓄電池に蓄えた電力で走行するＥＶ走行が基本となり、蓄電池の残容量が低下した場合に限って内燃機関で発電機を作動させて電動機を駆動するため、プラグイン型以外のハイブリッド自動車に比べて発電機が作動する頻度が必然的に小さくなる。従って、プラグイン型のハイブリッド自動車では、発電機を駆動する内燃機関に小型で排気量が小さいものが使用され、燃料タンクの容量も小さくなる。

上記特許文献１に記載されたものは燃料使用状態を示すパラメータが所定値以上になったときに電動機の出力または発電機の出力を制限するものである。また上記特許文献２に記載されたものはＥＶ走行時間を示すパラメータが所定値以上になったときに電動機の出力または発電機の出力を制限するものである。しかしながら、上記特許文献１および上記特許文献２に記載されたものは、燃料タンクの燃料残量を直接監視していない。従って、燃料タンクの容量が小さいプラグイン型のハイブリッド自動車では、蓄電池の残容量が低下してシリーズ走行が開始されたときに燃料が早期に底をついて充分な距離を走行できなくなる可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、シリーズ走行を行うハイブリッド自動車の燃料残量の不足による航続距離の減少を未然に防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、内燃機関で駆動される発電機と、前記発電機により発電した電力を蓄える蓄電池と、前記発電機により発電した電力あるいは前記蓄電池に蓄えた電力で駆動される電動機と、前記内燃機関に燃料を供給する燃料タンクと、前記内燃機関および前記発電機を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、要求出力、車両状態および走行状態に応じて前記電動機の出力を設定するとともに、前記電力および／または前記燃料の状態に基づく出力補正係数に応じて前記電動機の出力を補正することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記制御装置は、前記燃料タンクの燃料残量および／または前記蓄電池の残容量から出力補正係数を設定することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記制御装置は、前記出力補正係数に応じて前記電動機の出力を補正するとき、前記補正した電動機の出力に対応する前記発電量に基づいて前記内燃機関および前記発電機を制御することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記制御装置は、車両状態および走行状態により必要となる電力量に応じて上乗せ発電量を設定するとともに、前記出力補正係数に応じて前記電動機の出力を補正するとき、前記補正した電動機の出力に対応する前記上乗せ発電量に基づいて前記内燃機関および前記発電機を制御することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記制御装置は、前記出力補正係数に応じて前記電動機の出力を補正するとき、前記補正した電動機の出力に対応する前記内燃機関回転数に基づいて前記内燃機関および前記発電機を制御することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置が提案される。

また請求項６に記載された発明によれば、請求項１、請求項２または請求項５の構成に加えて、前記制御装置は、車両状態および走行状態により必要となる電力量に応じた前記発電機による発電ができる上乗せ内燃機関回転数を設定するとともに、前記出力補正係数に応じて前記電動機の出力を補正するとき、前記補正した電動機の出力に対応する上乗せ内燃機関回転数に基づいて前記内燃機関および前記発電機を制御することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置が提案される。

また請求項７に記載された発明によれば、請求項１〜請求項６の何れか１項の構成に加えて、前記制御装置は、前記出力補正係数に基づいて前記発電機の発電の可否を判定することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置が提案される。

また請求項８に記載された発明によれば、請求項１〜請求項７の何れか１項の構成に加えて、前記制御装置は、前記出力補正係数が所定値未満になったときに警告手段を作動させることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置が提案される。

なお、実施の形態の電動コンプレッサ２２および電動ヒータ２３は本発明の空調装置に対応し、実施の形態の各車速における巡行出力ＰＧＥＮＲＬは本発明の発電量に対応し、実施の形態の各車速における発電上乗せ基本量ＰＧＥＮＢＡＳＥは本発明の上乗せ発電量に対応し、実施の形態の蓄電池１１の残容量ＳＯＣおよび燃料タンク３４の燃料残量ＬＶＦＵＥＬに基づく電動機出力補正係数ＰＳＬＶＦＵＥＬは本発明の出力補正係数に対応する。

請求項１および請求項２の構成によれば、ハイブリッド自動車の制御装置は、内燃機関で駆動される発電機と、発電機により発電した電力を蓄える蓄電池と、発電機により発電した電力あるいは蓄電池に蓄えた電力で駆動される電動機と、内燃機関に燃料を供給する燃料タンクと、内燃機関および発電機を制御する制御装置とを備える。制御装置は、要求出力、車両状態および走行状態に応じて電動機の出力を設定するとともに、前記電力および／または前記燃料の状態に基づく出力補正係数に応じて電動機の出力を補正するので、例えば、燃料タンクの燃料残量が少ないときに、シリーズ走行に移行した後の後続距離が小さくなるのを予測し、ＥＶ走行における電動機の出力制限を行うことで全走行距離の拡大を図ることができる。またシリーズ走行に移行した後も電動機の出力制限を行うことで、発電機の出力を制限して内燃機関の燃料消費量を削減し、全走行距離の拡大を図ることができる。これらの制御は燃料タンクの実際の燃料残量および／または蓄電池の実際の電力の残容量の大小に応じて行われるため、燃料残量を最大限に確保するとともに燃料残量の消費を最小限に抑えて全走行距離を最大限に拡大することができる。

また請求項３の構成によれば、制御装置は、走行状態に応じて巡行に必要な出力相当の発電量を設定するとともに、出力補正係数に応じて電動機の出力を補正するとき、補正した電動機の出力に対応する発電量に基づいて内燃機関および前記発電機を制御するので、下り坂や減速時に発電機の余剰出力で蓄電池を充電することが可能となり、内燃機関の効率を低下させるような大出力の発電を行うことなく、発電機の発電頻度が拡大されることで蓄電池の残容量を確保することができる。

また請求項４の構成によれば、制御装置は、車両状態および走行状態により必要となる電力量に応じて上乗せ発電量を設定するとともに、出力補正係数に応じて電動機の出力を補正するとき、補正した電動機の出力に対応する上乗せ発電量に基づいて内燃機関および発電機を制御するので、車両が巡行するのに必要な出力を賄うことができる電力を発電機による発電量で賄い、さらに所定の余裕分を上乗せ発電量で補いながら、車両の一時的な加速やＥＶ走行を行う際に必要な電力を蓄電池の電力で賄うことで、内燃機関を小型化しながら燃費最良点の近傍で運転することを可能にし、燃費の低減、ＣＯ₂ 排出量の低減、内燃機関の騒音の低減を達成するとともに、蓄電池が放電傾向になるのを防止して必要な残容量を確保することができる。

また請求項５の構成によれば、制御装置は、走行状態に応じて巡行に必要な出力相当の発電機による発電ができる内燃機関回転数を設定するとともに、出力補正係数に応じて電動機の出力を補正するとき、補正した電動機の出力に対応する内燃機関回転数に基づいて内燃機関および発電機を制御するので、下り坂や減速時に発電機の余剰出力で蓄電池を充電することが可能となり、内燃機関の効率を低下させるような大出力の発電を行うことなく、発電機の発電頻度が拡大されることで蓄電池の残容量を確保することができる。しかも車速の増加に応じて発電機の発電量、つまり内燃機関回転数が増加することで、アクセルペダルを操作したときの運転者の違和感を解消することができる。また車速や走行状態に応じた内燃機関の回転数を設定しているので、アクセルペダルを操作したときの違和感を解消することができる。

また請求項６の構成によれば、制御装置は、出力補正係数に応じて電動機の出力を補正するとき、補正した電動機の出力に対応する上乗せ内燃機関回転数に基づいて内燃機関および発電機を制御するので、車両が巡行するのに必要な出力を賄うことができる電力を発電機による発電量で賄い、さらに所定の余裕分を上乗せ内燃機関回転数による発電量で補いながら、車両の一時的な加速やＥＶ走行を行う際に必要な電力を蓄電池の電力で賄うことで、内燃機関を小型化しながら燃費最良点の近傍で運転することを可能にし、燃費の低減、ＣＯ₂ 排出量の低減、内燃機関の騒音の低減を達成するとともに、蓄電池が放電傾向になるのを防止して必要な残容量を確保することができる。

また請求項７の構成によれば、制御装置は、蓄電池の残容量に基づいて発電機の発電の可否を判定するので、燃料残量が少ないときに発電を規制して全走行距離を最大限に拡大することができる。

また請求項８の構成によれば、制御装置は、出力補正係数が所定値未満になったときに警告手段を作動させるので、例えば、運転者に給油あるいは充電を促して燃料切れあるいは電力切れにより走行不能になる事態を未然に防止することができる。

ハイブリッド自動車のパワーユニットの全体構成を示すブロック図。（第１の実施の形態） オペレーション決定ルーチンのフローチャート。（第１の実施の形態） 放電深度算出ルーチンのフローチャート。（第１の実施の形態） 発電実施判断ルーチンのフローチャート。（第１の実施の形態） 発電量算出ルーチンのフローチャート。（第１の実施の形態） 要求駆動用出力制限ルーチンのフローチャート。（第１の実施の形態） 放電深度の算出手法の説明図。（第１の実施の形態） オペレーション決定ルーチンのフローチャート。（第２の実施の形態） 発電機回転数算出ルーチンのフローチャート。（第２の実施の形態） 発電量算出ルーチンのフローチャート。（第２の実施の形態）

第１の実施の形態

以下、図１〜図７に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）型などの蓄電池１１を搭載したハイブリッド車両は、内燃機関１２のクランクシャフトに発電機１３が連結され、走行用の電動機１４が駆動輪に連結されたシリーズ型のハイブリッド車両である。蓄電池１１は、例えば外部の充電装置（図示略）などに接続可能な外部充電プラグ１５を備え、この外部充電プラグ１５を介して外部の充電装置１６により充電可能とされている。

発電機１３および電動機１４は、例えば３相のＤＣブラシレス型のものであって、発電機１３は第１パワードライブユニット１７に接続され、電動機１４は第２パワードライブユニット１８に接続される。第１、第２パワードライブユニット１７，１８は、例えばトランジスタなどのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータを備えて構成され、第１コンバータ１９を介して蓄電池１１に接続される。

例えば内燃機関１２の動力により発電機１３が発電する場合には、発電機１３から出力される交流の発電電力を第１パワードライブユニット１７で直流電力に変換した後、更に第１コンバータ１９で電圧変換して蓄電池１１を充電したり、第２パワードライブユニット１８で再び交流電力に変換して電動機１４に電力供給したりする。また、例えば電動機１４の駆動時には、蓄電池１１から出力される直流電力あるいは発電機１３から出力されて第２パワードライブユニット１７で変換された直流電力を、第２パワードライブユニット１８で交流電力に変換して電動機１４に供給する。

一方、例えばハイブリッド車両の減速時などにおいて駆動輪側から電動機１４側に駆動力が伝達されると、電動機１４は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。この電動機１４の発電時には、第２パワードライブユニット１８は電動機１４から出力される交流の発電（回生）電力を直流電力に変換し、更に第１コンバータ１９で電圧変換して蓄電池１１を充電する。

また、各種補機類からなる電気負荷を駆動するための低圧の１２Ｖ蓄電池２０は第２コンバータ２１を介して蓄電池１１に接続されており、第２コンバータ２１は蓄電池１１のの端子間電圧あるいは更に第１コンバータ１９の端子間電圧を所定の電圧値まで降圧して１２Ｖ蓄電池２０を充電可能である。

なお、例えば蓄電池１１の残容量（ＳＯＣ：State Of Charge ）が低下している場合などにおいては、１２Ｖ蓄電池２０の端子間電圧を第２コンバータ２１で昇圧して蓄電池１１を充電可能にしてもよい。

また、車室を空調する電動コンプレッサ２２および電動ヒータ２３が蓄電池１１に接続されている。

ハイブリッド車両の動力系統を制御する制御装置２４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit ）などの電子回路により構成される各種のＥＣＵ（Electronic Control Unit ：電子制御ユニット）として、蓄電池ＥＣＵ２５、内燃機関ＥＣＵ２６、コンバータＥＣＵ２７、電動機ＥＣＵ２８、発電機ＥＣＵ２９および空調用ＥＣＵ３０に接続されて制御される
発電機ＥＣＵ２９は、第１パワードライブユニット１７の電力変換動作を制御することで内燃機関１２の動力による発電機１３の発電を制御する。

電動機ＥＣＵ２８は、第２パワードライブユニット１８の電力変換動作を制御することで電動機１４の駆動および発電を制御する。

第１、第２パワードライブユニット１７，１８の電力変換動作は、例えばパルス幅変調（ＰＷＭ）などにより第１、第２パワードライブユニット１７，１８のトランジスタをオン／オフ駆動させるためのパルスに応じて制御され、このパルスのデューティ、つまりオン／オフの比率によって、発電機１３および電動機１４の作動量が制御される。

蓄電池ＥＣＵ２５は、例えば蓄電池１１を含む高圧電装系の監視および保護などの制御と、第２コンバータ２１の電力変換動作の制御とを行なう。例えば、蓄電池ＥＣＵ２５は、蓄電池１１の端子間電圧と電流と温度との各検出信号に基づき、残容量（ＳＯＣ：State Of Charge ）などの各種の状態量を算出する。なお、蓄電池ＥＣＵ２５は、蓄電池１１の電圧を検出する電圧センサ、蓄電池１１の電流を検出する電流センサ、蓄電池１１の温度を検出する温度センサ、内燃機関１２に燃料を供給する燃料タンク３４の残容量を検出する燃料残容量センサと接続され、これらセンサから出力される検出信号が入力される。また蓄電池ＥＣＵ２５は、運転者にランプ、チャイム、音声等で警告を発する警告手段３５と接続される。

内燃機関ＥＣＵ２６は、例えば内燃機関１２への燃料供給や点火タイミングなどを制御する。例えば、内燃機関ＥＣＵ２６は、スロットルバルブを駆動する電磁アクチュエータに制御電流を通電して、蓄電池ＥＣＵ２５の指示に応じたバルブ開度となるようにスロットルバルブを電子制御する。また、運転者からの要求出力に対して追従して制御する場合、内燃機関ＥＣＵ２６は、アクセルペダル開度に応じて、スロットルバルブを駆動する電磁アクチュエータに制御電流を通電して電子制御する。さらに、内燃機関ＥＣＵ２６は、他の全てのＥＣＵの管理および制御を行なう。このため、内燃機関ＥＣＵ２６には、ハイブリッド車両の状態量を検出する各種のセンサから出力される検出信号が入力されている。

各種のセンサは、例えば、車速を検出する車速センサ、内燃機関１２の冷却水温度を検出する冷却水温度センサ、アクセルペダル開度を検出するアクセルペダル開度センサ等である。

なお、各ＥＣＵは、ハイブリッド車両の各種の状態を検出するセンサ類と共に、車両のＣＡＮ（Controller Area Network ）通信第１ライン３１に接続されている。

また、電動コンプレッサ２２および電動ヒータ２３は、ハイブリッド車両の各種の状態を表示する計器類からなるメータと共に、ＣＡＮ（Controller Area Network ）通信第１ライン３１よりも通信速度の遅いＣＡＮ（Controller Area Network ）通信第２ライン３２に接続されている。

内燃機関１２、発電機１３および第１パワードライブユニット１７は、内燃機関１２の駆動力で電力を発生する補助動力部３３を構成する。

次に、上記構成を備えたハイブリッド自動車の発電制御について説明する。

図２のフローチャートはオペレーション決定ルーチンを示すもので、本ルーチンにより、ハイブリッド自動車の６種類の運転モードが決定される。

先ずステップＳ１で運転者により選択されたセレクトレンジが「Ｐ」レンジ（パーキングレンジ）あるいは「Ｎ」レンジ（ニュートラルレンジ）であれば、ステップＳ２で発電機１３の発電量である発電機発電出力ＰＲＥＱＧＥＮをアイドル時の発電機出力ＰＲＥＱＧＥＮＩＤＬに設定し、ステップＳ３で内燃機関１２の回転数である発電機用内燃機関回転数ＮＧＥＮをアイドル時の発電機用内燃機関回転数ＮＧＥＮＩＤＬに設定する。続くステップＳ４で蓄電池１１の残容量ＳＯＣ（State of Charge ）がアイドル発電実施上限残容量ＳＯＣＩＤＬＥ以下であれば、ステップＳ５で運転モードを第１モード（ＲＥＶアイドルモード）に設定し、オペレーション決定ルーチンを終了する。前記ステップＳ４で蓄電池１１の残容量ＳＯＣがアイドル発電実施上限残容量ＳＯＣＩＤＬＥを超えていれば、ステップＳ６で運転モードを第２モード（アイドルストップモード）に設定し、オペレーション決定ルーチンを終了する。

蓄電池１１の残容量ＳＯＣは、電流センサで検出した充放電電流を積算して積算充電量および積算放電量を算出し、積算充電量および積算放電量を初期状態あるいは充放電開始直前の残容量ＳＯＣに加算または減算することで算出可能である。また蓄電池１１の開放電圧ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）は残容量ＳＯＣと相関関係にあるため、開放電圧ＯＣＶから残容量ＳＯＣを算出することも可能である。

第１モード（ＲＥＶアイドルモード）は、蓄電池１１の残容量ＳＯＣを増加させるべく、「Ｐ」レンジ（駐車レンジ）あるいは「Ｎ」レンジ（ニュートラルレンジ）で電動機１４を停止させた状態で、内燃機関１２をアイドリング運転して発電機１３に発電を行わせ、発電機１３の発電電力で蓄電池１１を充電するモードである。

第２モード（アイドルストップモード）は、蓄電池１１の残容量ＳＯＣが充分であるため、「Ｐ」レンジあるいは「Ｎ」レンジで電動機１４を停止させた状態で、内燃機関１２をアイドリングストップ制御して発電機１３を停止させるモードである。

前記ステップＳ１で運転者により選択されたセレクトレンジが「Ｐ」レンジでも「Ｎ」レンジでもない場合、例えば、「Ｄ」レンジ（前進走行レンジ）あるいは「Ｒ」レンジ（後進走行レンジ）である場合、ステップＳ７で運転者がブレーキペダルを踏んでおり、かつステップＳ８で車速センサにより検出した車速ＶＰがゼロのとき、つまり、車両が停止しているとき、前記ステップＳ２〜ステップＳ４に移行してステップＳ５の第１モードあるいはステップＳ６の第２モードを選択する。

前記ステップＳ７で運転者がブレーキペダルを踏んでいないとき、あるいはブレーキペダルを踏んでいても前記ステップＳ８で車速ＶＰがゼロでないとき、例えば、車両が前進あるいは後進の減速走行の減速走行を行っているとき、ステップＳ９Ａで車速ＶＰおよびアクセルペダル開度センサで検出したアクセルペダル開度ＡＰをパラメータとして、運転者が電動機１４に出力させることを要求している要求駆動力ＦＲＥＱＦをマップ検索する。続くステップＳ９Ｂで車速ＶＰおよび要求駆動力ＦＲＥＱＦから発電機１３に出力させるべき要求駆動用出力ＰＲＥＱを算出する。その詳細は図６のフローチャートに基づいて後から詳述する。 続くステップＳ１０で車速ＶＰと、車速ＶＰを時間微分して算出した加速度αと、要求駆動力ＦＲＥＱＦの前回値ＦＲＥＱＦＢとから、車両が現在走行している路面の勾配推定値θを算出する。勾配推定値θは（１）式で算出される。

θ＝［ＦＲＥＱＦＢ−（Ｒａ＋Ｒｒ＋Ｒｃ）］／（Ｗ＊ｇ） …（１）
ここで、（１）式中のＲａは空気抵抗、Ｒｒは転がり抵抗、Ｒｃは加速抵抗、Ｗは車両重量、ｇは重力加速度である。Ｒｒは（２）式、Ｒｃは（３）式、Ｒｃは（４）式で算出される。

Ｒａ＝λ＊Ｓ＊ＶＰ² …（２）
Ｒｒ＝Ｗ＊μ …（３）
Ｒｃ＝α＊Ｗ …（４）
ここで、（２）〜（４）式中のλは空気抵抗係数、Ｓは前面投影面積、ＶＰは車速、μは転がり抵抗係数、αは加速度である。

続くステップＳ１１で蓄電池１１の放電深度ＤＯＤを算出する。その詳細は図３のフローチャートに基づいて後から詳述する。続くステップＳ１２で内燃機関１２を駆動して発電機１３による発電を実施するか否か、つまり補助動力部３３による発電を実施するか否かを判断する。その詳細は図４のフローチャートに基づいて後から詳述する。続くステップＳ１４で発電機１３による発電量である発電機発電出力ＰＲＥＱＧＥＮを算出する。その詳細は図５のフローチャートに基づいて後から詳述する。

続くステップＳ１５で、前記ステップＳ１４で算出した発電機発電出力ＰＲＥＱＧＥＮをパラメータとして発電機１３を駆動する内燃機関１２の回転数である発電機用内燃機関回転数ＮＧＥＮをテーブル検索する。発電機１３は内燃機関１２に接続されて駆動されるため、発電機発電出力ＰＲＥＱＧＥＮの増加に伴い、発電機用内燃機関回転数ＮＧＥＮは増加する。

続くステップＳ１６Ａで、前記ステップＳ９Ａで算出した要求駆動力ＦＲＥＱＦがゼロ未満のとき、つまり電動機１４が回生しているとき、ステップＳ１７で発電実施フラグＦ＿ＧＥＮ＝「０」（発電非実施）であれば、ステップＳ１８で運転モードを第３モード（ＥＶ回生モード）に設定し、オペレーション決定ルーチンを終了する。前記ステップＳ１７で発電実施フラグＦ＿ＧＥＮ＝「１」（発電実施）であれば、ステップＳ１９で運転モードを第４モード（ＲＥＶ回生モード）に設定し、オペレーション決定ルーチンを終了する。

第３モード（ＥＶ回生モード）は、車両の減速時に駆動輪から逆伝達される駆動力で電動機１４を発電機として機能させて蓄電池１１を充電し、内燃機関１２および発電機１３は停止するモードである。

第４モード（ＲＥＶ回生モード）は、車両の減速時に駆動輪から逆伝達される駆動力で電動機１４を発電機として機能させて蓄電池１１を充電するとともに、内燃機関１２で発電機１３を駆動し、発電機１３が発電した電力で蓄電池１１を充電するモードである。このように、車両の減速時に電動機１４の回生発電による蓄電池１１の充電だけでなく、補助動力部３３の駆動による蓄電池１１の充電を並行して行うことで、回生発電による充電では不充分である場合でも、蓄電池１１の効率的に充電することができる。

前記ステップＳ１６Ａで要求駆動力ＦＲＥＱＦがゼロ以上のとき、つまり電動機１４が駆動されるとき、ステップＳ１６Ｂで、前記ステップＳ９Ｂで算出した電動機１４の要求駆動用出力ＰＲＥＱを制限処理する。その詳細は図６のフローチャートに基づいて後から詳述する。続くステップＳ２０で発電実施フラグＦ＿ＧＥＮ＝「１」（発電実施）であれば、ステップＳ２１で運転モードを第５モード（ＲＥＶ走行モード）に設定し、オペレーション決定ルーチンを終了する。前記ステップＳ２０で発電実施フラグＦ＿ＧＥＮ＝「０」（発電非実施）であれば、ステップＳ２２で運転モードを第６モード（ＥＶ走行モード）に設定し、オペレーション決定ルーチンを終了する。

第５モード（ＲＥＶ走行モード）は、補助動力部３３が発電した電力および／または蓄電池１１に蓄えた電力で電動機１４を駆動して走行するモードであり、内燃機関１２、発電機１３および電動機１４は全て駆動される。

第６モード（ＥＶ走行モード）は、補助動力部３３を停止し、蓄電池１１に蓄えた電力で電動機１４を駆動して走行するモードであり、内燃機関１２および発電機１３は停止して電動機１４は駆動される。

第５モードおよび第６モードでは電動機１４が要求駆動用出力ＰＲＥＱで駆動されるが、その際に要求駆動用出力ＰＲＥＱが制限処理されていれば、それに応じて電動機１４の出力が制限される。

次に、前記ステップＳ１１のサブルーチンである放電深度算出ルーチンを、図３のフローチャートおよび図７の説明図に基づいて説明する。

先ずステップＳ１０１でスタータスイッチがオンされたとき、ステップＳ１０２でそのときの残容量ＳＯＣを放電深度算出基準残容量ＳＯＣＩＮＴに設定する。続くステップＳ１０３で放電深度算出基準残容量ＳＯＣＩＮＴが放電深度算出基準残容量下限値ＳＯＣＩＮＴＬ未満か否かを判断し、放電深度算出基準残容量ＳＯＣＩＮＴが放電深度算出基準残容量下限値ＳＯＣＩＮＴＬ未満と判定したとき、ステップＳ１０４で放電深度算出基準残容量下限値ＳＯＣＩＮＴＬを放電深度算出基準残容量ＳＯＣＩＮＴに設定する。なお、放電深度算出基準残容量ＳＯＣＩＮＴが放電深度算出基準残容量下限値ＳＯＣＩＮＴＬ以上と判定したとき、放電深度算出基準残容量下限値ＳＯＣＩＮＴＬをステップＳ１０２で設定した値で維持する。

続くステップＳ１０５で放電深度算出基準残容量ＳＯＣＩＮＴから放電深度算出実施判断放電量ＤＯＤＬＭＴを減算した値を放電深度算出実施下限閾値ＳＯＣＬＭＴＬに設定する。続くステップＳ１０６で放電深度算出基準残容量ＳＯＣＩＮＴに放電深度算出実施判断充電量ＳＯＣＵＰを加算した値を放電深度算出実施上限閾値ＳＯＣＬＭＴＨに設定する。そしてステップＳ１０７で放電深度算出実施フラグＦ＿ＤＯＤＬＭＴを「０」（不実施）に設定するとともに、ステップＳ１０８で放電深度ＤＯＤを初期値である「０」に設定し、放電震度算出ルーチンを終了する。

前記ステップＳ１０１でスタータスイッチがオフされたとき、あるいはオンされなかったとき、ステップＳ１０９で残容量ＳＯＣが放電深度算出実施上限残容量ＳＯＣＵＰＨを超えているか否かを判断し、残容量ＳＯＣが放電深度算出実施上限残容量ＳＯＣＵＰＨを超えていると判定したとき、前記ステップＳ１０７および前記ステップＳ１０８に移行して放電深度算出を実行しない。前記ステップＳ１０９で残容量ＳＯＣが放電深度算出実施上限残容量ＳＯＣＵＰＨ以下と判定したとき、ステップＳ１１０に進む。

続くステップＳ１１０で残容量ＳＯＣが前記放電深度算出実施下限閾値ＳＯＣＬＭＴＬ以下か否かを判断し、残容量ＳＯＣが前記放電深度算出実施下限閾値ＳＯＣＬＭＴＬ以下になれば（図７のＡ点参照）、ステップＳ１１１で放電深度算出実施フラグＦ＿ＤＯＤＬＭＴを「１」（実施）に設定するとともに、ステップＳ１１２で放電深度算出基準残容量ＳＯＣＩＮＴから残容量ＳＯＣを減算した値を電深度ＤＯＤに設定し、放電深度算出ルーチンを終了する。前記ステップＳ１１０で残容量ＳＯＣが前記放電深度算出実施下限閾値ＳＯＣＬＭＴＬを超えていると判定したとき、ステップＳ１１３に進む。

そして、ステップＳ１１３で放電深度算出実施フラグＦ＿ＤＯＤＬＭＴが「１」（実施）に設定されているとき、即ち放電深度ＤＯＤの算出が実施されているとき、ステップＳ１１４で残容量ＳＯＣが放電深度算出実施上限閾値ＳＯＣＬＭＴＨを超えているか否かを判定し、残容量ＳＯＣが放電深度算出実施上限閾値ＳＯＣＬＭＴＨを超えていれば（図７のＢ点参照）、前記ステップＳ１０２〜ステップＳ１０８に移行して処理を実行し、放電深度算出ルーチンを終了する。なお、ステップＳ１０２では、ステップ１１４から移行したときの残容量ＳＯＣで藻放電深度算出基準残容量ＳＯＣＩＮＴを更新して処理を実行する。

前記ステップＳ１１３で放電深度算出実施フラグＦ＿ＤＯＤＬＭＴが「０」（不実施）に設定されているとき、ステップＳ１１４で残容量ＳＯＣが放電深度算出実施上限残容量ＳＯＣＵＰＨ以下と判定したとき、放電深度算出ルーチンを終了する。

次に、前記ステップＳ１２のサブルーチンである発電実施判断ルーチンを、図４のフローチャートに基づいて説明する。

先ずステップＳ２０１で蓄電池１１の残容量ＳＯＣがＲＥＶモード発電実施上限残容量ＳＯＣＲＥＶ未満であるか否かを判定し、蓄電池１１の残容量ＳＯＣがＲＥＶモード発電実施上限残容量ＳＯＣＲＥＶ以上と判定したときには、ステップＳ２０２で発電実施フラグＦ＿ＧＥＮ＝「０」にして補助動力部３３による発電を停止し、発電実施判断ルーチンを終了する。前記ステップＳ２０１で蓄電池１１の残容量ＳＯＣがＲＥＶモード発電実施上限残容量ＳＯＣＲＥＶ未満と判定したときであっても、続くステップＳ２０３で、冷却水温度センサで検出した内燃機関１２の冷却水温度ＴＷがＥＶモード実施上限水温ＴＷＥＶ以下と判定されたときは、内燃機関１２の暖機が完了していないため、ステップＳ２０２で発電実施フラグＦ＿ＧＥＮ＝「０」にして補助動力部３３による発電を停止し、発電実施判断ルーチンを終了する。

前記ステップＳ２０１で蓄電池１１の残容量ＳＯＣがＲＥＶモード発電実施上限残容量ＳＯＣＲＥＶ未満と判定し、前記ステップＳ２０３で冷却水温度センサで検出した内燃機関１１の冷却水温度ＴＷがＥＶモード実施上限水温ＴＷＥＶを超えていると判定したとき、ステップＳ２０４で放電深度ＤＯＤをパラメータとして放電深度による発電実施下限車速ＶＰＧＥＮＤＯＤをテーブル検索する。なお、放電深度による発電実施下限車速ＶＰＧＥＮＤＯＤは、放電深度ＤＯＤの増加に伴って減少する。即ち、蓄電池１１の容量が減少すると、補助動力部３３を低車速で作動させることで、ＥＶ走行の頻度が減少して蓄電池１１の過放電が抑制される。

続くステップＳ２０５で残容量ＳＯＣをパラメータとして残容量による発電実施下限車速ＶＰＧＥＮＳＯＣをテーブル検索する。なお、残容量による発電実施下限車速ＶＰＧＥＮＳＯＣは、残容量ＳＯＣの減少に伴って減少する。即ち、蓄電池１１の容量が減少すると、補助動力部３３を低車速で作動させることで、ＥＶ走行の頻度が減少して蓄電池１１の過放電が抑制される。

続くステップＳ２０６で車速ＶＰが放電深度による発電実施下限車速ＶＰＧＥＮＤＯＤを上回るか否かを判定し、車速ＶＰが放電深度による発電実施下限車速ＶＰＧＥＮＤＯＤ以下のとき、ステップＳ２０７で車速ＶＰが残容量による発電実施下限車速ＶＰＧＥＮＳＯＣを上回るか否かを判定する。車速ＶＰが残容量による発電実施下限車速ＶＰＧＥＮＳＯＣ以下のとき、ステップＳ２０２で発電実施フラグＦ＿ＧＥＮ＝「０」にして補助動力部３３による発電を停止し、発電実施判断ルーチンを終了する。

ステップＳ２０６で車速ＶＰが放電深度による発電実施下限車速ＶＰＧＥＮＤＯＤを上回ると判定したとき、ステップＳ２０７で車速ＶＰが残容量による発電実施下限車速ＶＰＧＥＮＳＯＣを上回ると判定したとき、ステップＳ２０８で発電実施フラグＦ＿ＧＥＮ＝「１」にして補助動力部３３による発電を開始し、発電実施判断ルーチンを終了する。

その結果、蓄電池１１の放電深度ＤＯＤが増加したとき、あるいは蓄電池１１の残容量ＳＯＣが減少したとき、つまり蓄電池１１が過放電になる可能性があるとき、補助動力部３３が作動して発電を開始する車速ＶＰを低下させることで、蓄電池１１の過放電を未然に防止することができる。

次に、前記ステップＳ１４のサブルーチンである発電量算出ルーチンを、図５のフローチャートに基づいて説明する。

先ずステップＳ４０１で車速ＶＰをパラメータとして各車速における巡航に必要な出力相当の発電量ＰＧＥＮＲＬをテーブル検索する。各車速における巡航に必要な出力相当の発電量ＰＧＥＮＲＬは、電動機１４が車両の転がり抵抗および空気抵抗に打ち勝つだけの駆動力を発生するために、補助動力部３３が発電すべき発電量であり、車速ＶＰの増加に応じて増加する。

続くステップＳ４０２で車速ＶＰと前記ステップＳ１０で算出した路面の勾配推定値θとをパラメータとして各車速と勾配の発電補正量ＰＧＥＮＳＬＰをマップ検索する。

続くステップＳ４０３で車速ＶＰをパラメータとして各車速における発電上乗せ発電量ＰＧＥＮＢＡＳＥをテーブル検索する。各車速における発電上乗せ発電量ＰＧＥＮＢＡＳＥは、車速ＶＰの増加に伴って減少する。

続くステップＳ４０４で車速ＶＰおよび放電深度ＤＯＤをパラメータとして各車速と放電深度の発電上乗せ量ＰＧＥＮＤＯＤをマップ検索し、ステップＳ４０５で車速ＶＰおよび残容量ＳＯＣをパラメータとして各車速と残容量の発電上乗せ量ＰＧＥＮＳＯＣをマップ検索する。放電深度ＤＯＤが大きくなると、あるいは残容量ＳＯＣが小さくなると各車速における発電上乗せ発電量ＰＧＥＮＢＡＳＥが不足する可能性があるため、各車速と放電深度の発電上乗せ量ＰＧＥＮＤＯＤおよび各車速と残容量の発電上乗せ量ＰＧＥＮＳＯＣによって各車速における発電上乗せ発電量ＰＧＥＮＢＡＳＥが補正される。

続くステップＳ４０６で車速ＶＰをパラメータとして各車速の空調使用時の発電上乗せ量ＰＧＥＮＡＣをテーブル検索する。

そして、ステップＳ４０７で空調使用フラグＦ＿ＡＣ＝「１」（空調使用）であるか否かを判定する。空調使用フラグＦ＿ＡＣ＝「０」（空調使用なし）であって電動コンプレッサ２２も電動ヒータ２３も使用されていなければ、ステップＳ４０８で各車速における巡航に必要な出力相当の発電量ＰＧＥＮＲＬ、各車速と勾配の発電補正量ＰＧＥＮＳＬＰ、各車速における発電上乗せ発電量ＰＧＥＮＢＡＳＥ、各車速と放電深度の発電上乗せ量ＰＧＥＮＤＯＤおよび各車速と残容量の発電上乗せ量ＰＧＥＮＳＯＣを加算して発電機発電出力ＰＲＥＱＧＥＮを算出し、発電量算出ルーチンを終了する。

また、ステップＳ４０７で空調使用フラグＦ＿ＡＣ＝「１」であって電動コンプレッサ２２か電動ヒータ２３が使用されていれば、ステップＳ４０９で各車速における巡航に必要な出力相当の発電量ＰＧＥＮＲＬ、各車速と勾配の発電補正量ＰＧＥＮＳＬＰ、各車速における発電上乗せ発電量ＰＧＥＮＢＡＳＥ、各車速と放電深度の発電上乗せ量ＰＧＥＮＤＯＤ、各車速と残容量の発電上乗せ量ＰＧＥＮＳＯＣおよび各車速の空調使用時の発電上乗せ量ＰＧＥＮＡＣを加算して発電機発電出力ＰＲＥＱＧＥＮを算出し、発電量算出ルーチンを終了する。

次に、前記ステップＳ１６Ｂのサブルーチンである要求駆動用出力制限ルーチンを、図６のフローチャートに基づいて説明する。

先ずステップＳ６０１で燃料残量センサで燃料タンク３４の燃料残量ＬＶＦＵＥＬを検出した後、ステップＳ６０２で蓄電池１１の残容量ＳＯＣおよび燃料残量ＬＶＦＵＥＬをパラメータとして電動機出力補正係数ＰＳＬＶＦＵＥＬをマップ検索し、ステップＳ６０３で電動機１４の要求駆動用出力ＰＲＥＱに電動機出力補正係数ＰＳＬＶＦＵＥＬを乗算することで、要求駆動用出力ＰＲＥＱを補正する。続くステップＳ６０４で電動機出力補正係数ＰＳＬＶＦＵＥＬが給油警告閾値ＰＳＷＡＲＮ以上であれば、要求駆動用出力制限ルーチンを終了し、前記ステップＳ６０４で電動機出力補正係数ＰＳＬＶＦＵＥＬが給油警告閾値ＰＳＷＡＲＮ未満であれば、ステップＳ６０５で運転者に給油を促すべく警告手段３５が作動し、要求駆動用出力制限ルーチンを終了する。

本実施の形態では、車両が走行するときに必ず発生する転がり抵抗および空気抵抗に相当する出力である「各車速における巡航に必要な出力相当の発電量ＰＧＥＮＲＬ」と、所定の余裕量として設定した「各車速における発電上乗せ発電量ＰＧＥＮＢＡＳＥ」とを加算した出力を補助動力部３３に発生させ、それ以外に加速等により一時的に必要となる出力と、低車速時のＥＶ走行に必要となる出力とは、蓄電池１１に蓄えた電力で賄われる。つまり本実施の形態による補助動力部３３の制御は、「巡航出力追従型発電」であると言える。

この「巡航出力追従型制御」により、従来の「要求出力追従型発電制御」の課題である、電動機が必要とする要求発電量が大きい場合に内燃機関の回転数が大きくなるために燃費最良点から大きく外れてしまい、補助動力部の出力により走行する際に燃費が大幅に悪化するという問題や、要求発電量が大きい場合に内燃機関の回転数増加によって振動や騒音が増加するという問題が解消される。また従来の「定点運転型発電制御」の課題である、燃費やＣＯ₂ 排出量を低減すべく内燃機関を小型化して燃費最良点で運転すると、発電機の発電量が電動機の要求駆動力を満たすことができず、蓄電池が放電傾向となってエネルギーの維持が困難になるという問題が解消される。

しかも「各車速における巡航に必要な出力相当の発電量ＰＧＥＮＲＬ」は車速ＶＰに応じて設定されるので、下り坂や減速時に発電機１３の余剰出力で蓄電池１１を充電することが可能となる。よって内燃機関１２の効率を低下させるような大出力発電を行うことなく、下り坂や減速時に発電機１３の発電頻度が拡大されることで、蓄電池１１のエネルギーの維持が一層容易になる。

また、本実施の形態では、ＥＶ走行からＲＥＶ走行（即ち、補助動力部３３で発電した電力による走行）に切り換わる車速である「放電深度による発電実施下限車速ＶＰＧＥＮＤＯＤ」および「残容量による発電実施下限車速ＶＰＧＥＮＳＯＣ」を、蓄電池１１の残容量ＳＯＣや放電深度ＤＯＤに応じて変化させるので、低車速・低出力時におけるエネルギー制御を的確に行うことが可能になる。

更に、ＲＥＶ走行時における「各車速における巡航に必要な出力相当の発電量ＰＧＥＮＲＬ」を「各車速と勾配の発電補正量ＰＧＥＮＳＬＰ」によって補正するので、路面の勾配による影響を補償して補助動力部３３の発電量を適切に制御することができるだけでなく、「各車速における発電上乗せ発電量ＰＧＥＮＢＡＳＥ」を「各車速と放電深度の発電上乗せ量ＰＧＥＮＤＯＤ」、「各車速と残容量の発電上乗せ量ＰＧＥＮＳＯＣ」および「各車速の空調使用時の発電上乗せ量ＰＧＥＮＡＣ」で補正するので、残容量ＳＯＣ、放電深度ＤＯＤおよび空調の負荷による影響を補償して補助動力部３３の発電量を適切に制御することができ、中高車速・中高出力時におけるエネルギー制御を的確に行うことが可能になる。

また燃料タンク３４の燃料残量や蓄電池１１の残容量ＳＯＣにかかる「電動機出力補正係数ＰＳＬＶＦＵＥＬ」に応じてシリーズ走行に移行した後の後続距離が小さくなるのを予測し、ＥＶ走行時における電動機１４の要求駆動用出力ＰＲＥＱを制限することで全走行距離の拡大を図ることができるだけでなく、シリーズ走行に移行した後も電動機１４の出力制限を行うことで、発電機１３の出力を制限して内燃機関１２の燃料消費量を削減し、全走行距離の拡大を図ることができる。これらの制御は燃料タンク３４の実際の燃料残量の大小に応じて行われるため、燃料残量を最大限に確保するとともに燃料残量の消費を最小限に抑えて全走行距離を最大限に拡大し、燃料切れにより走行不能になる事態を未然に回避することができる。例えば、燃料タンク３４の燃料残量が小さいほど電動機１４の要求駆動用出力ＰＲＥＱを小さく設定するので、燃料残量の減少に応じて発電機１３の発電量を減少させて燃料を更に節約することができる。

しかも「電動機出力補正係数ＰＳＬＶＦＵＥＬ」が所定値以下になると警告手段３５を作動させて運転者に給油を促すので、燃料切れにより走行不能になる事態を一層確実に回避することができる。

なお、実施の形態では燃料タンク３４の燃料残量や蓄電池１１の残容量ＳＯＣの減少に応じて電動機出力補正係数ＰＳＬＶＦＵＥＬで電動機１４の要求駆動用出力ＰＲＥＱを規制するようになっているが、燃料タンク３４の燃料残量や蓄電池１１の残容量ＳＯＣの減少に応じて発電機１３の上限発電量を規制しても同様の作用効果を達成することができる。

第２の実施の形態

次に、図８〜図１０に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態は、図２のフローチャートのステップＳ１２で発電実施の可否を判断した後、ステップＳ１４で車速ＶＰをパラメータとして各車速における巡行出力ＰＧＥＮＲＬを求め、この各車速における巡行出力ＰＧＥＮＲＬから発電機発電出力ＰＲＥＱＧＥＮを算出しているが、第２の実施の形態は、図８のフローチャートのステップＳ１２で発電実施の可否を判断した後、ステップＳ１３で車速ＶＰをパラメータとして各車速における発電機用内燃機関基本回転数ＮＧＥＮＲＬを求め、この各車速における発電機用内燃機関基本回転数ＮＧＥＮＲＬから発電機用内燃機関回転数ＮＧＥＮを算出し、更にステップＳ１４で発電機用内燃機関回転数ＮＧＥＮから発電機発電出力ＰＲＥＱＧＥＮを算出する点で異なっており、その他の点は第１の実施の形態と同じである。以下、第１の実施の形態との相違点を中心として第２の実施の形態を説明する。

先ず、図８のフローチャートのステップＳ１３のサブルーチンである発電機回転数算出ルーチンを、図９のフローチャートに基づいて説明する。

先ずステップＳ３０１で車速ＶＰをパラメータとして各車速における発電機用内燃機関基本回転数ＮＧＥＮＲＬをテーブル検索する。各車速における発電機用内燃機関基本回転数ＮＧＥＮＲＬは、電動機１４が車両の転がり抵抗および空気抵抗に打ち勝つだけの駆動力を発生し得る発電量が得られる内燃機関１１の回転数であり、車速ＶＰの増加に応じて増加する。

続くステップＳ３０２で車速ＶＰと前記ステップＳ１０で算出した路面の勾配推定値θとをパラメータとして各車速と勾配の発電回転数補正量ＤＮＧＥＮＳＬＰをマップ検索する。路面が登り勾配のときは車両の巡行に必要な発電量が増加し、路面が下り勾配のときは車両の巡行に必要な発電量が減少するため、各車速と勾配の発電回転数補正量ＤＮＧＥＮＳＬＰによって各車速における発電機用内燃機関基本回転数ＮＧＥＮＲＬが補正される。

続くステップＳ３０３で車速ＶＰをパラメータとして各車速における発電回転数上乗せ基本回転数ＤＮＧＥＮＢＡＳＥをテーブル検索する。各車速における発電回転数上乗せ基本回転数ＤＮＧＥＮＢＡＳＥは、車速ＶＰの増加に伴って減少する。

続くステップＳ３０４で車速ＶＰおよび放電深度ＤＯＤをパラメータとして各車速と放電深度の発電回転数上乗せ量ＤＮＧＥＮＤＯＤをマップ検索し、ステップＳ３０５で車速ＶＰおよび残容量ＳＯＣをパラメータとして各車速と残容量の発電回転数上乗せ量ＤＮＧＥＮＳＯＣをマップ検索する。放電深度ＤＯＤが大きくなると、あるいは残容量ＳＯＣが小さくなると各車速における発電回転数上乗せ基本回転数ＤＮＧＥＮＢＡＳＥが不足する可能性があるため、各車速と放電深度の発電回転数上乗せ量ＤＮＧＥＮＤＯＤおよび各車速と残容量の発電回転数上乗せ量ＤＮＧＥＮＳＯＣによって各車速における発電回転数上乗せ基本回転数ＤＮＧＥＮＢＡＳＥが補正される。

続くステップＳ３０６で車速ＶＰをパラメータとして各車速の空調使用時の発電上乗せ量ＰＧＥＮＡＣをテーブル検索する。

そして、ステップＳ３０７で空調使用フラグＦ＿ＡＣ＝「１」（空調使用）であるか否かを判定する。空調使用フラグＦ＿ＡＣ＝「０」（空調使用なし）であって電動コンプレッサ２２も電動ヒータ２３も使用されていなければ、ステップＳ３０８で各車速における発電機用内燃機関基本回転数ＮＧＥＮＲＬ、各車速と勾配の発電回転数補正量ＤＮＧＥＮＳＬＰ、各車速における発電回転数上乗せ基本回転数ＤＮＧＥＮＢＡＳＥ、各車速と放電深度の発電回転数上乗せ量ＤＮＧＥＮＤＯＤおよび各車速と残容量の発電回転数上乗せ量ＤＮＧＥＮＳＯＣを加算して発電機用内燃機関回転数ＮＧＥＮを算出し、発電機回転数算出ルーチンを終了する。

また、ステップＳ３０７で空調使用フラグＦ＿ＡＣ＝「１」であって電動コンプレッサ２２か電動ヒータ２３が使用されていれば、ステップＳ３０９で各車速における発電機用内燃機関基本回転数ＮＧＥＮＲＬ、各車速と勾配の発電回転数補正量ＤＮＧＥＮＳＬＰ、各車速における発電回転数上乗せ基本回転数ＤＮＧＥＮＢＡＳＥ、各車速と放電深度の発電回転数上乗せ量ＤＮＧＥＮＤＯＤ、各車速と残容量の発電回転数上乗せ量ＤＮＧＥＮＳＯＣおよび各車速の空調使用時の発電回転数上乗せ量ＤＮＧＥＮＡＣを加算して発電機用内燃機関回転数ＮＧＥＮを算出し、発電機回転数算出ルーチンを終了する。

次に、前記ステップＳ１４のサブルーチンである発電量算出ルーチンを、図１０のフローチャートに基づいて説明する。

ステップＳ４５１で発電機用内燃機関回転数ＮＧＥＮをパラメータとして発電機発電出力ＰＲＥＱＧＥＮをテーブル検索し、発電量算出ルーチンを終了する。発電機１３を所定の回転数で駆動するとき、その発電量は負荷トルクを変化させることで調整可能である。発電機発電出力ＰＲＥＱＧＥＮは、発電機用内燃機関回転数ＮＧＥＮで内燃機関１２を運転したときに、内燃機関１２の運転効率が最良となる負荷トルクが発生するように設定される。図１０のテーブルから明らかなように、発電機発電出力ＰＲＥＱＧＥＮは発電機用内燃機関回転数ＮＧＥＮに概ね比例する。

なお、図８に示すように、第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態と同様に、ステップＳ１６Ａで要求駆動力ＦＲＥＱＦがゼロ以上のとき、つまり電動機１４が駆動されるとき、ステップＳ１６Ｂで、ステップＳ９Ｂで算出した電動機１４の要求駆動用出力ＰＲＥＱを制限処理する。要求駆動用出力ＰＲＥＱの制限処理の詳細は、第１の実施の形態で既に説明した内容と同じである（図６のフローチャート参照）。

本実施の形態では、車両が走行するときに必ず発生する転がり抵抗および空気抵抗に相当する発電量を得るための「各車速における発電機用内燃機関基本回転数ＮＧＥＮＲＬ」と、所定の余裕量として設定した「各車速における発電回転数上乗せ基本回転数ＤＮＧＥＮＢＡＳＥ」とを加算した回転数で内燃機関１２を運転して発電し、それ以外に加速等により一時的に必要となる出力と、低車速時のＥＶ走行に必要となる出力とは、蓄電池１１に蓄えた電力で賄われる。「各車速における発電機用内燃機関基本回転数ＮＧＥＮＲＬ」と、「各車速における発電回転数上乗せ基本回転数ＤＮＧＥＮＢＡＳＥ」とを加算した回転数で内燃機関１２を運転したときの発電量は、車両の巡行出力に厳密に一致しているわけではないが、概ね一致しているため、本実施の形態による補助動力部３３の制御は、「巡航出力追従型発電」に準ずる制御であると言える。 この「巡航出力追従型制御」に準ずる制御より、従来の「要求出力追従型発電制御」の課題である、電動機が必要とする要求発電量が大きい場合に内燃機関の回転数が大きくなるために燃費最良点から大きく外れてしまい、補助動力部の出力により走行する際に燃費が大幅に悪化するという問題や、要求発電量が大きい場合に内燃機関の回転数増加によって振動や騒音が増加するという問題が解消される。また従来の「定点運転型発電制御」の課題である、燃費やＣＯ₂ 排出量を低減すべく内燃機関を小型化して燃費最良点で運転すると、発電機の発電量が電動機の要求駆動力を満たすことができず、蓄電池が放電傾向となってエネルギーの維持が困難になるという問題が解消される。

しかも「各車速における発電機用内燃機関基本回転数ＮＧＥＮＲＬ」は車速ＶＰに応じて設定されるので、下り坂や減速時に発電機１３の余剰出力で蓄電池１１を充電することが可能となる。よって内燃機関１２の効率を低下させるような大出力発電を行うことなく、下り坂や減速時に発電機１３の発電頻度が拡大されることで、蓄電池１１のエネルギーの維持が一層容易になる。

また発電機用内燃機関回転数ＮＧＥＮをパラメータとして発電機発電出力ＰＲＥＱＧＥＮを検索するテーブル（図１０参照）は、内燃機関１２の運転効率が最良となる負荷トルクを発電機１３が発生するように設定されるので、車両の巡行に必要な発電量を確保しながら内燃機関１２を高効率で運転して燃料消費量を節減することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではプラグイン型のハイブリッド自動車について説明したが、本発明はシリーズ型のハイブリッド自動車、あるいはシリーズ走行が可能なパラレル型のハイブリッド自動車に対しても適用することができる。

また放電深度ＤＯＤの算出手法は実施の形態に限定されず、任意の手法を採用することができる。

１１ 蓄電池
１２ 内燃機関
１３ 発電機
１４ 電動機
２９ 制御装置
３４ 燃料タンク
３５ 警告手段
ＤＮＧＥＮＢＡＳＥ 各車速における発電回転数上乗せ基本量
ＬＶＦＵＥＬ 燃料残量
ＮＧＥＮＲＬ 各車速における発電機用内燃機関基本回転数
ＰＧＥＮＲＬ 各車速における巡行出力（発電量）
ＰＧＥＮＢＡＳＥ 各車速における発電上乗せ基本量（上乗せ発電量）
ＰＲＥＱ 要求駆動用出力
ＰＳＬＶＦＵＥＬ 燃料残量とＳＯＣから決定される電動機出力補正係数（補正係数）

Claims (8)

1. 内燃機関で駆動される発電機と、前記発電機により発電した電力を蓄える蓄電池と、前記発電機により発電した電力あるいは前記蓄電池に蓄えた電力で駆動される電動機と、前記内燃機関に燃料を供給する燃料タンクと、前記内燃機関および前記発電機を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記蓄電池の状態に応じて前記発電機の発電の可否を判定し、発電を許可したときに、要求出力、車両状態および走行状態に応じて前記電動機の出力を設定するとともに、前記電力および／または前記燃料の状態に基づく出力補正係数に応じて前記電動機の出力を補正することを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置。
2. 前記制御装置は、前記燃料タンクの燃料残量および／または前記蓄電池の残容量から出力補正係数を設定することを特徴とする、請求項１に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
3. 前記制御装置は、前記出力補正係数に応じて前記電動機の出力を補正するとき、前記補正した電動機の出力に対応する前記発電量に基づいて前記内燃機関および前記発電機を制御することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
4. 前記制御装置は、車両状態および走行状態により必要となる電力量に応じて上乗せ発電量を設定するとともに、前記出力補正係数に応じて前記電動機の出力を補正するとき、前記補正した電動機の出力に対応する前記上乗せ発電量に基づいて前記内燃機関および前記発電機を制御することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
5. 前記制御装置は、前記出力補正係数に応じて前記電動機の出力を補正するとき、前記補正した電動機の出力に対応する前記内燃機関回転数に基づいて前記内燃機関および前記発電機を制御することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
6. 前記制御装置は、車両状態および走行状態により必要となる電力量に応じた前記発電機による発電ができる上乗せ内燃機関回転数を設定するとともに、前記出力補正係数に応じて前記電動機の出力を補正するとき、前記補正した電動機の出力に対応する上乗せ内燃機関回転数に基づいて前記内燃機関および前記発電機を制御することを特徴とする、請求項１、請求項２または請求項５に記載のハイブリッド自動車の制御装置。
7. 前記制御装置は、前記出力補正係数に基づいて前記発電機の発電の可否を判定することを特徴とする、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のハイブリッド自動車の制御装
   置。
8. 前記制御装置は、前記出力補正係数が所定値未満になったときに警告手段を作動させることを特徴とする、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載のハイブリッド自動車の制御装置。

Images