JP2023040947A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前輪の車軸と後輪の車軸とのうち一方を内燃機関により、他方を電動機により回転駆動する車両にあって、必要時に限り電動機を用いた走行を実行して内燃機関における燃料消費を抑制し、蓄電装置の蓄電量の欠乏を回避しながら車両の走破性またはドライバビリティを高く保つ。【解決手段】前輪の車軸と後輪の車軸とのうち一方を燃料を燃焼させてトルクを発生させる内燃機関により回転駆動し、他方を蓄電装置から電力供給を受けてトルクを発生させる電動機により回転駆動する車両を制御するものであり、蓄電装置の蓄電量が下限値以下に減少すると電動機による車軸の駆動を制限し、蓄電装置の蓄電量が閾値以上に回復すると電動機による車軸の駆動の制限を解除するとともに、その蓄電量に応じて電動機に入力可能な電力の量を増減調整する車両の制御装置を構成した。【選択図】図４

Description

本発明は、前輪の車軸と後輪の車軸とのうち一方を内燃機関により回転駆動し、他方を電動機により回転駆動する態様の車両を制御する制御装置に関する。

近時、内燃機関及び電動機の二種の動力源を備えるハイブリッド車両が一定の普及を見ている。シリーズ方式のハイブリッド車両（例えば、下記特許文献を参照）では、内燃機関が発電機を駆動して発電を行い、発電した電力を蓄電装置、即ちリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等のバッテリ及び／またはキャパシタに蓄えるとともに、走行用モータジェネレータに給電する。そして、走行用モータジェネレータが、車軸ひいては駆動輪を回転駆動して車両を走行させる。

走行用モータジェネレータは、車両の制動時に、車軸の惰性回転トルクを利用して発電する回生制動を行い、その発電した電力を蓄電装置に回収し蓄えることができる。

シリーズ方式のハイブリッド車両では、内燃機関は専ら発電のために働く。内燃機関は車軸から機械的に切り離されており、内燃機関から車軸に走行のための駆動トルクを入力することはない。

特開２０２０－１５６１３４号公報

シリーズ方式とは異なる方式として、内燃機関及び電動機の各々が車軸に対して走行のための駆動トルクを入力するパラレル方式のハイブリッド車両が存在する。パラレル方式では、主として内燃機関から車軸に駆動トルクを入力するだけでなく、電動機からも車軸に駆動トルクを入力して適宜内燃機関をアシストすることができる。あるいは、主として電動機から車軸に駆動トルクを入力するようなこともできる。

パラレル方式を具現する手法として、内燃機関により前輪の車軸を回転駆動し、モータジェネレータにより後輪の車軸を回転駆動する構造を採用することが考えられる。ちょうど、前輪駆動車（特に、ＦＦ（Ｆｒｏｎｔ－ｅｎｇｉｎｅ Ｆｔｏｎｔ－ｄｒｉｖｅ）車の後輪側にモータジェネレータを付設したような構成である。内燃機関をファイアリング運転し、なおかつモータジェネレータを電動機として作動させれば、（擬似的な）四輪駆動（４－Ｗｈｅｅｌ Ｄｒｉｖｅ）走行となる。モータジェネレータを電動機として作動させなければ、二輪駆動（２－Ｗｈｅｅｌ Ｄｒｉｖｅ）走行となる。

また、モータジェネレータを発電機として作動させ、回生制動を実施することもできる。回生発電した電力を蓄電装置に蓄え、その電力を再利用してモータジェネレータを電動機として作動させて車軸を駆動すれば、内燃機関における燃料の消費が抑制される。車両の走行中に内燃機関のファイアリングを停止させれば、燃費性能のより一層の向上を期待できる。

だが、蓄電装置に現在蓄えている電荷の量が顕著に減少していると、車軸を回転駆動するのに十分な電力を蓄電装置から電動機たるモータジェネレータに供給することができない。パラレル方式のハイブリッド車両では、内燃機関が出力するエンジントルクを車両の走行に用いる都合上、内燃機関により即時に大電力を発電してモータジェネレータに供給することが難しい。そもそも、大電力を発電可能な発電機が内燃機関に付随しているとも限らない。

以上の問題に着目してなされた本発明は、蓄電装置の蓄電量の欠乏を回避しながら車両の走破性またはドライバビリティを高く保つことを所期の目的としている。

本発明では、前輪の車軸と後輪の車軸とのうち一方を燃料を燃焼させてトルクを発生させる内燃機関により回転駆動し、他方を蓄電装置から電力供給を受けてトルクを発生させる電動機により回転駆動する車両を制御するものであり、蓄電装置の蓄電量が下限値以下に減少すると電動機による車軸の駆動を制限し、蓄電装置の蓄電量が閾値以上に回復すると電動機による車軸の駆動の制限を解除するとともに、その蓄電量に応じて電動機に入力可能な電力の量を増減調整する車両の制御装置を構成した。

本発明によれば、前輪の車軸と後輪の車軸とのうち一方を内燃機関により、他方を電動機により回転駆動する車両にあって、必要時に限り電動機を用いた走行を実行して内燃機関における燃料消費を抑制し、蓄電装置の蓄電量の欠乏を回避しながら車両の走破性またはドライバビリティを高く保つことができる。

本発明の一実施形態におけるパラレル方式のハイブリッド車両の概要を示す図。 同実施形態の車両に搭載される内燃機関の概要を示す図。 同実施形態の車両の制御装置がプログラムに従い実行する処理の手順例を示すフロー図。 同実施形態の車両の制御装置が決定する、現在の蓄電装置の蓄電量と、電動機に入力可能な電力量との関係を例示する図。

本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態における車両の概要を示す。本実施形態の車両は、前輪５２の車軸５１を内燃機関１により回転駆動し、後輪６２の車軸６１を電動機たるモータジェネレータ２により回転駆動する、パラレル方式のハイブリッド車両である。ちょうど、いわゆるエンジン横置きのＦＦ車の後輪６２側にモータジェネレータ２を付設したような構成となっている。

既存のＦＦ車と同様、内燃機関１の出力軸（クランクシャフト）と前輪５２の車軸５１との間には、駆動系のトランスミッション３、例えばトルクコンバータやクラッチ、手動変速機または自動変速機（無段変速機（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）であることがある）、デファレンシャルギア等が介在している。内燃機関１をファイアリング、即ち燃料を気筒１１に供給して燃焼させることで発生するエンジントルクは、トランスミッション３を介して車軸５１に伝達され、前輪５２を回転させる。内燃機関１をファイアリングせずとも（典型的には、気筒１１への燃料供給を一時休止する燃料カットを実行するとき）、前輪５２及び車軸５１が惰性で回転を続けていると、トランスミッション３のクラッチを切断しない限りその回転トルクが内燃機関１の出力軸に伝達されて、内燃機関１の回転が維持される。

モータジェネレータ２の出力軸と後輪６２の車軸６１との間には、デファレンシャルギア４が介在している。蓄電装置７１からモータジェネレータ２に電力を供給し、モータジェネレータ２を電動機として作動させることで発生するモータトルクは、デファレンシャルギア４を介して車軸６１に伝達され、後輪６２を回転させる。モータジェネレータ２を電動機として作動させずとも、後輪６２及び車軸６１が惰性で回転を続けていると、その回転トルクがモータジェネレータ２の出力軸に伝達されて、モータジェネレータ２の回転が維持される。

前輪５２の車軸５１と、後輪６２の車軸６１とは、機械的に切り離されている。即ち、前輪５２の車軸５１は後輪６２の車軸６１から独立して回転可能であり、後輪６２の車軸６１もまた前輪５２の車軸５１から独立して回転可能である。内燃機関１の出力するエンジントルクは後輪６２の車軸６１には伝達されず、モータジェネレータ２の出力するモータトルクは前輪５２の車軸５１には伝達されない。

内燃機関１をファイアリング運転し、かつモータジェネレータ２を電動機として作動させることにより、前輪５２及び後輪６２をともに駆動輪とする４ＷＤ走行が可能となる。モータジェネレータ２を電動機として作動させなければ、前輪５２のみを駆動輪とする２ＷＤ走行となる。また、モータジェネレータ２を発電機として作動させて、回生制動を実施することもできる。

モータジェネレータ２に対する電力の供給源となる蓄電装置７１は、バッテリ及び／またはキャパシタからなる。本実施形態では、蓄電装置７１として、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等を想定している。この蓄電装置７１は、容量が比較的大きく、多くの電力量を蓄えることができる。そして、後輪６２を駆動するモータジェネレータ２に必要な大きさの電圧及び電流を印加することが可能である。

上記の蓄電装置７１とは別に、本実施形態の車両では、内燃機関１の点火プラグ１１２、インジェクタ１１１、スロットルモータ等や、車体に実装されている照明灯その他の電装系の電気負荷９に対して電力を供給するための副蓄電装置７２を配設している。副蓄電装置７２もまた、バッテリ及び／またはキャパシタからなる。本実施形態では、副蓄電装置７２として、鉛二次電池等を想定している。蓄電装置７１と比較すると、副蓄電装置７２はその容量が小さく、出力電圧及び出力電流も小さい。

内燃機関１には、発電機であるオルタネータ１７が付随している。オルタネータ１７は、内燃機関１の出力軸と機械的に接続し、エンジントルクの供給を受けて稼働する補機の一つである。オルタネータ１７は、内燃機関１のファイアリング運転中に発電を行うことができ、その発電した電力を以て副蓄電装置７２を充電することができる。

だが、オルタネータ１７はモータジェネレータ２に比して小形であり、その発電出力もまたモータジェネレータ２の出力よりも小さい。オルタネータ１７が発電した電力を、蓄電装置７１に充電することはできない。

蓄電装置７１の充電は、基本的には回生制動による。車両の運転者がアクセルペダルから足を離して車両の減速を要求した暁には、内燃機関１の気筒１１への燃料噴射を一時休止する燃料カットを実行し、または燃料カットを実行せずに気筒１１に対する吸入空気量及び燃料噴射量を減量してファイアリングを続行する。その状態で、モータジェネレータ２を発電機として作動させ、後輪６２の車軸６１からモータジェネレータ２の出力軸に伝達される惰性回転トルクを利用して、モータジェネレータ２を回転駆動する。後輪６２に連れ回されて回転するモータジェネレータ２は発電を行い、発電した電力を蓄電装置７１に蓄え、その蓄電量を回復する。このような回生制動により、車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収し、後に再利用することができる。

モータジェネレータ２と蓄電装置７１とは、ＶＣＵ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）８１及びインバータ８２を介して電気的に接続しており、これらがモータジェネレータ２と蓄電装置７１との間で授受される電力の電圧調整や交直変換、交流の周波数制御等を担う。

なお、モータジェネレータ２と後輪６２の車軸６１とは機械的に接続されたままであり、両者は切り離されない（モータジェネレータ２と車軸６１との間に断接切換可能なクラッチ等が存在しない）。それ故、モータジェネレータ２を電動機として作動させず、車両が走行して後輪６２が回転している間は常に、これに引き摺られたモータジェネレータ２において起電力が発生し得ることになる。蓄電装置７１に蓄えている電荷の量が著しく減少し、これを可及的速やかに回復したい場合には、気筒１１に対する吸入空気量及び燃料噴射量を増量して、つまりはエンジントルクを増大補正して内燃機関１をファイアリング運転し、車両を２ＷＤ走行させながら、モータジェネレータ２を発電機として作動させて発電を行い、蓄電装置７１を充電すればよい。

別の見方をすれば、車両の２ＷＤ走行中、モータジェネレータ２が発電機として動作し負荷になり得るということでもある。そこで、２ＷＤ走行中は、蓄電装置７１を充電する必要のない限り、ＶＣＵ８１またはインバータ８２においてモータジェネレータ２と蓄電装置７１との間の電気的な接続を遮断し、後輪６２に連れ回されるモータジェネレータ２を無負荷運転状態とすることが好適である。

因みに、蓄電装置７１と副蓄電装置７２とは、ＤＣ／ＤＣコンバータ８３を介して電気的に接続しており、副蓄電装置７２から蓄電装置７１に向けて電荷を供与することは不可能であるが、蓄電装置７１から副蓄電装置７２に向けて電荷を供与することは可能である。蓄電装置７１に蓄えている電荷の量が上限に達しており、それ以上の充電が困難であるならば、モータジェネレータ２が発電する電力、または蓄電装置７１が放電する電力を、ＤＣ／ＤＣコンバータ８３より降圧して副蓄電装置７２に充電することができる。

図２に、本実施形態の車両に搭載される内燃機関１の概要を示す。この内燃機関１は、例えば火花点火式の４ストロークレシプロエンジンであり、複数の気筒１１（例えば、三気筒。図２には、そのうち一つを図示する）を包有している。各気筒１１の吸気ポート近傍には、吸気ポートに向けて燃料を噴射するインジェクタ１１１を設けている。また、各気筒１１の燃焼室の天井部に、点火プラグ１１２を取り付けてある。点火プラグ１１２は、点火コイルにて発生した誘導電圧の印加を受けて、中心電極と接地電極との間で火花放電を惹起するものである。

吸気を供給するための吸気通路１３は、外部から空気を取り入れて各気筒１１の吸気ポートへと導く。吸気通路１３上には、エアクリーナ１３１、電子スロットルバルブ１３２、サージタンク１３３、吸気マニホルド１３４を、上流からこの順序に配置している。エアクリーナ１３１は、吸気通路１３における最上流の、空気を取り入れる吸気口に所在する。吸気口は、冷たい空気を取り入れて内燃機関の充填効率を上げるために、車両の前方に開口している。

排気を排出するための排気通路１４は、気筒１１内で燃料を燃焼させた結果発生した排気を各気筒１１の排気ポートから外部へと導く。この排気通路１４上には、排気マニホルド１４２及び排気浄化用の三元触媒１４１を配置している。

ＥＧＲ装置１２は、排気通路１４と吸気通路１３とを連通する外部ＥＧＲ通路１２１と、ＥＧＲ通路１２１上に設けたＥＧＲクーラ１２２と、ＥＧＲ通路１２１を開閉し当該ＥＧＲ通路１２１を流れるＥＧＲガスの流量を制御するＥＧＲバルブ１２３とを要素とする。ＥＧＲ通路１２１の入口は、排気通路１４における触媒１４１の下流の箇所に接続している。ＥＧＲ通路１２１の出口は、吸気通路１３におけるスロットルバルブ１３２の下流の箇所（特に、サージタンク１３３または吸気マニホルド１３４）に接続している。

内燃機関１には、車両の制動時に必要となる操作力、即ちブレーキペダルの踏力を軽減するためのブレーキブースタ１５が付帯している。ブレーキブースタ１５は、吸気通路１３におけるスロットルバルブ１３２の下流の箇所（特に、サージタンク１３３または吸気マニホルド１３４）から吸気負圧を導き入れ、その負圧を用いてブレーキペダルの踏力を倍力する、この分野では広く知られているものである。

内燃機関１及びモータジェネレータ２の運転制御を司る、車両の制御装置たるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）０は、プロセッサ、メモリ、入力インタフェース、出力インタフェース等を有したマイクロコンピュータシステムである。ＥＣＵ０は、複数基のＥＣＵまたはコントローラがＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の電気通信回線を介して相互に通信可能に接続されてなるものであることがある。

ＥＣＵ０の入力インタフェースには、車両の実車速を検出する車速センサから出力される車速信号ａ、内燃機関１の出力軸であるクランクシャフトの回転角度及びエンジン回転数を検出するクランク角センサから出力されるクランク角信号ｂ、運転者によるアクセルペダルの踏込量を検出するセンサから出力されるアクセル開度信号ｃ、内燃機関１の気筒１１に連なる吸気通路１３（特に、サージタンク１３３または吸気マニホルド１３４）内の吸気温及び吸気圧を検出する温度・圧力センサから出力される吸気温・吸気圧信号ｄ、蓄電装置７１に蓄えている電荷量を検出するセンサ（特に、バッテリ電流及び／またはバッテリ電圧センサ）から出力されるバッテリＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）信号ｅ、蓄電装置７１の温度を検出するセンサから出力されるバッテリ温度信号ｆ、内燃機関１の冷却水の温度を検出する水温センサから出力される冷却水温信号ｇ、積極的に４ＷＤ走行を行うか否かを運転者が選択するためのスイッチからもたされる信号ｈ、車両の前輪５２の回転数を検出する車輪速センサから出力される車輪速信号ｓ、車両の後輪６２の回転数を検出する車輪速センサから出力される車輪速信号ｔ等が入力される。

但し、車輪速センサが車速センサを兼ねていることがある。その場合には、車輪速センサから独立した車速センサが設けられない。ＥＣＵ０は、車輪速信号ｓ、ｔの何れかを参照して、またはこれらを総合して、車両の実車速を演算することになる。

ＥＣＵ０の出力インタフェースからは、内燃機関１の各気筒１１の点火プラグ１１２に付随するイグナイタに対して点火信号ｉ、インジェクタ１１１に対して燃料噴射信号ｊ、スロットルバルブ１３２に対して開度操作信号ｋ、ＥＧＲバルブ１２３に対して開度操作信号ｌ、モータジェネレータ２（または、ＶＣＵ８１）に対してその出力するモータトルクの大きさを制御する信号ｏ等が出力される。

ＥＣＵ０のプロセッサは、メモリに格納されているプログラムを解釈、実行し、運転パラメータを演算して内燃機関１の運転を制御する。ＥＣＵ０は、制御に必要な各種情報ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｓ、ｔを入力インタフェースを介して取得し、エンジン回転数を知得するとともに気筒１に吸入される空気（新気）量を推算する。そして、吸入空気量に見合った（理論空燃比またはその近傍の目標空燃比を達成できるような）要求燃料噴射量、燃料噴射タイミング（一度の燃焼に対する燃料噴射の回数を含む）、燃料噴射圧、点火タイミング（一度の燃焼に対する点火の回数を含む）、要求ＥＧＲ率（または、ＥＧＲガス量、ＥＧＲガス分圧）、モータジェネレータ２の出力トルク等といった各種運転パラメータを決定する。ＥＣＵ０は、運転パラメータに対応した各種制御信号ｉ、ｊ、ｋ、ｌ、ｏを出力インタフェースを介して印加する。

本実施形態のＥＣＵ０は、運転者が操作するアクセル開度に基づき、車両の駆動輪に与えるべき駆動トルクの大きさを決定する。要求される駆動トルクは、アクセル開度が大きいほど大きくなる。しかして、ＥＣＵ０は、アクセル開度に基づく要求駆動トルクのうちのどれくらいを内燃機関１から前輪５２の車軸５１に入力し、どれくらいをモータジェネレータ２から後輪６２の車軸６１に入力するか、その比率を決定する。

図３に、ＥＣＵ０による処理の手順例を示す。ここでは、現時点で内燃機関１をファイアリングしておらず（ステップＳ１）、車速が０または０に近い所定値以下で車両が停車しているか、または内燃機関１が燃料カット状態で車両が走行している状況を想定している。

ＥＣＵ０は、蓄電装置７１に蓄えている電荷の量が閾値以上、換言すれば現在のＳＯＣが閾値（Ａ＋α）以上であり（ステップＳ２）、現在の蓄電装置７１の温度が所定の範囲内に収まっており（ステップＳ３）、モータジェネレータ２が車軸６１を回転駆動するときに蓄電装置７１から持ち出されると想定される電力量ｘが閾値Ｚ以下であり（ステップＳ４）、アクセル開度に基づく要求駆動トルクがモータジェネレータ２により出力可能な最大モータトルクを下回っており（ステップＳ５）、内燃機関１の冷却水温が所定値以上に高い（ステップＳ６）ことを必要条件として、モータジェネレータ２を電動機として作動させてモータジェネレータ２から車軸６１に駆動トルクを入力することを許可し（ステップＳ７）、その上で車両を発進加速させ、または車両を走行させる。

ステップＳ７では、要求駆動トルクの１００％をモータジェネレータ２が出力するモータトルクにより賄い、そのモータトルクを後輪６２の車軸６１に入力するＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）走行を実施することがある。この場合、内燃機関１をファイアリングせず、内燃機関１から前輪５２の車軸５１にエンジントルクを入力しない、後輪駆動の２ＷＤ走行となる。内燃機関１は、インジェクタ１１１から気筒１１に燃料を噴射しない燃料カット状態のまま維持され、燃料を消費しない。

勿論、ステップＳ７にて、内燃機関１とモータジェネレータ２とを併用して車軸５１、６１を回転駆動し、車両を走行させることもあり得る。この場合には、内燃機関１をファイアリングし、内燃機関１が出力するエンジントルクを前輪５２の車軸５１に入力しつつ、同時に並行してモータジェネレータ２を電動機として作動させ、これが出力するモータトルクを後輪６２の車軸６１に入力するという、前後両輪駆動の４ＷＤ走行となる。

上掲のステップＳ１ないしＳ６の何れか少なくとも一つが成立しないならば、モータジェネレータ２を電動機として作動させモータジェネレータ２から車軸６１に駆動トルクを入力することを禁止する（ステップＳ９）。即ち、ＥＶ走行を行わず、内燃機関１を始動してこれをファイアリングし、内燃機関１から車軸５１にエンジントルクを入力して車両を発進加速させ、または車両を走行させる。ステップＳ９では、要求駆動トルクの１００％を内燃機関１が出力するエンジントルクにより賄い、そのエンジントルクを前輪５２の車軸５１に入力する。この場合には、モータジェネレータ２から後輪６２の車軸６１にエンジントルクを入力しない、前輪駆動の２ＷＤ走行となる。モータジェネレータ２は、蓄電装置７１に蓄えている電力を消費しない。

また、モータジェネレータ２を電動機として作動させて車両を走行している最中（ステップＳ７）に、蓄電装置７１に蓄えている電荷の量が下限値以下、換言すれば現在のＳＯＣが下限値Ａ以下に減少したならば（ステップＳ８）、モータジェネレータ２を電動機として作動させることを禁止し（ステップＳ９）、ファイアリング運転する内燃機関１のみから車軸５１に駆動トルクを入力して車両を走行させる。

内燃機関１のみにより車軸５１を駆動する車両の走行中（ステップＳ９）、蓄電装置７１に蓄えている電荷の量が閾値以上、換言すれば現在のＳＯＣが閾値（Ａ＋α）以下に回復したならば（ステップＳ２）、他の条件（ステップＳ３ないしＳ６）が成立することを前提として、モータジェネレータ２から車軸６１に駆動トルクを入力することを許可する（ステップＳ７）。

以下、ステップＳ２ないしＳ６及びＳ８に関して補記する：
（ｉ）ステップＳ２及びＳ８の条件は、蓄電装置７１のＳＯＣをある程度以上の値、より具体的には下限値Ａ［％］以上に高く保とうとする意図である。下限値Ａ［％］及び閾値（Ａ＋α）［％］は何れも正数、α［％］もまた正数である。α［％］は一定値としてもよく、現在の蓄電装置７１の温度等に応じて可変の値としてもよい。また、必要に応じてα［％］を０とすることを妨げない。
（ii）ステップＳ３の条件は、現在の蓄電装置７１の温度が、その放電効率（クーロン効率）が低下する温度帯にあるときには、モータジェネレータ２を電動機として積極的に稼働させない意図である。
（iii）ステップＳ４の条件は、電動機たるモータジェネレータ２により車軸６１を回転駆動する結果、蓄電装置７１に蓄えている電荷量が閾値Ｚ［ｋＪ］以上に消費されるのであれば、モータジェネレータ２による車軸６１の駆動を解禁せず、蓄電装置７１に蓄えている電荷量が欠乏することを予防する意図である。
ステップＳ４にて、車両を発進または走行させる際にモータジェネレータ２により消費されると予想される持ち出し電力量ｘ［ｋＪ］は、そのときの蓄電装置７１の蓄電量若しくはＳＯＣ［％］、並びにそのときの蓄電装置７１の温度に応じて推定する。ＥＣＵ０のメモリには予め、蓄電装置７１の蓄電量若しくはＳＯＣ［％］並びに温度と、持ち出し電力量ｘ［ｋＪ］との関係を規定するマップデータが格納されている。ＥＣＵ０は、現在の蓄電装置７１の蓄電量若しくはＳＯＣ［％］並びに温度をキーとして当該マップを検索し、車軸６１を駆動するモータジェネレータ２による持ち出し電力量Ｘ［ｋＪ］を知得する。
また、消費可能な電力量の閾値Ｚ［ｋＪ］は、図４に示すように、現在の蓄電装置７１の蓄電量若しくはＳＯＣ［％］に応じて可変の値とする。基本的に、現在のＳＯＣ［％］が高いほど、消費可能な電力量Ｚ［ｋＪ］が大きくなる。このＺ［ｋＪ］の値は、ＳＯＣ［％］に応じて複数段階に変動する。なお、Ｚ［ｋＪ］の値を、現在の蓄電装置７１の温度等に応じて調整しても構わない。
（iv）ステップＳ５の条件は、車両の運転者がアクセルペダルを強く踏み込み、アクセル開度がＷＯＴ（Ｗｉｄｅ Ｏｐｅｎ Ｔｈｒｏｔｔｏｌｅ）またはこれに近い大開度となっているときに、運転者が要望する動力性能を具現せんとする意図である。蓄電装置７１の容量または現在の蓄電量は必ずしも大きいとは限られず、電動機たるモータジェネレータ２の出力もまた必ずしも大きいとは限られない。そこで、アクセル開度がＷＯＴまたはＷＯＴに近いならば、運転者の要求に応えるべく、内燃機関１をファイアリングして必要十分な大きさのエンジントルクを車軸５１に入力し、以て車両の加速走行を実現するのである。
（ｖ）ステップＳ６の条件は、排気浄化用の触媒１４１を含む内燃機関１の各所の温度を高めることを意図している。内燃機関１の各所の温度が低温であると、フリクションロスが増大して効率が低下し、また触媒１４１が活性しておらず排気ガス中の有害物質ＨＣ、ＣＯ、ＮＯ_xを十分に酸化／還元処理できずに有害物質の排出量が増加するおそれがある。現在内燃機関１が低温であるならば、内燃機関１を積極的にファイアリングして内燃機関１を昇温させる方がよい。

ステップＳ７及びＳ９の各々にて、ＥＣＵ０は、アクセル開度に基づく要求駆動トルクが達成されるようなエンジントルク及びモータトルクを各々算定する。ＥＣＵ０は、そのエンジントルクを内燃機関１において出力できるよう、スロットルバルブ１３２の開度を操作して所要量の吸気を気筒１１に導入し、かつ所要量の燃料を気筒１１に対して噴射してこれを燃焼させる。並びに、そのモータトルクを電動機たるモータジェネレータ２において出力できるよう、当該モータジェネレータ２に対して印加する電圧及び／または電流の大きさを制御する。

特に、アクセル開度に基づく要求駆動トルクを達成するために必要な電力の量が、図４に示している消費可能な電力の量を上回っているのであれば、モータジェネレータ２のみで車軸６１を回転駆動するのでなく、内燃機関１をファイアリングしこれによっても車軸５１を回転駆動することになる。翻って、要求駆動トルクを達成するために必要な電力の量が、消費可能な電力の量を下回っているのであれば、モータジェネレータ２のみで車軸６１を回転駆動してよく、内燃機関１をファイアリングせず燃料カット状態とすることが許される。

本実施形態では、前輪５２の車軸５１を燃料を燃焼させてトルクを発生させる内燃機関１により回転駆動し、後輪６２の車軸６１を蓄電装置７１から電力供給を受けてトルクを発生させる電動機たるモータジェネレータ２により回転駆動する車両を制御するものであり、蓄電装置７１の蓄電量が下限値Ａ以下に減少するとモータジェネレータ２による車軸６１の駆動を制限し、蓄電装置７１の蓄電量が閾値（Ａ＋α）以上に回復するとモータジェネレータ２による車軸６１の駆動の制限を解除するとともに、その蓄電量に応じてモータジェネレータ２に入力可能な電力の量Ｚを増減調整する車両の制御装置０を構成した。

本実施形態によれば、必要時に限り電動機たるモータジェネレータ２を用いた走行を実行して内燃機関１における燃料消費を抑制できる。蓄電装置７１に蓄えている電荷が過度に消費されず、常にＳＯＣをある程度以上のレベルに維持しておくことが可能となる。

従って、蓄電装置７１の寿命を延命できるのみならず、車輪５２、６２のスリップが起こりやすい降雪時、路面凍結時、雨天時や、ぬかるみ等の悪路走行時において、適時に４ＷＤ走行を行ってスリップを効果的に抑止することができる。肝心なときに、蓄電装置７１の蓄電量が欠乏しているという問題を回避できる。

内燃機関１により駆動される補機として、既存のオルタネータ１７よりも大形で大出力の発電機を付設する必要からも解放される。限られたエンジンルーム（エンジンコンパートメント）の容積を圧迫せず、コストの騰貴も招かずに済む。大形の発電機を付設することによる重量の肥大化、それに伴う燃費性能の悪化も避けられる。

蓄電装置７１の容量やモータジェネレータ２の出力も、可及的に縮小できる。このことは、蓄電装置７１及びモータジェネレータ２の軽量化にも繋がる。

なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態の車両では、内燃機関１により前輪５２の車軸５１を回転駆動し、電動機たるモータジェネレータ２により後輪６２の車軸６１を回転駆動していたが、内燃機関により後輪の車軸を回転駆動し、電動機たるモータジェネレータにより前輪の車軸を回転駆動する構成の車両についても、本発明の制御を適用できることは言うまでもない。

その他、各部の具体的な構成や処理の内容等は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

０…制御装置（ＥＣＵ）
１…内燃機関
２…電動機（モータジェネレータ）
５１、６１…車軸（前輪の車軸、後輪の車軸）
７１…蓄電装置

Claims (1)

1. 前輪の車軸と後輪の車軸とのうち一方を燃料を燃焼させてトルクを発生させる内燃機関により回転駆動し、他方を蓄電装置から電力供給を受けてトルクを発生させる電動機により回転駆動する車両を制御するものであり、
   蓄電装置の蓄電量が下限値以下に減少すると電動機による車軸の駆動を制限し、
   蓄電装置の蓄電量が閾値以上に回復すると電動機による車軸の駆動の制限を解除するとともに、その蓄電量に応じて電動機に入力可能な電力の量を増減調整する車両の制御装置。

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