JP5907115B2 - ハイブリッド車両の走行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の走行制御装置の技術分野に関する。

この種の技術分野において、加速走行と惰性走行とを繰り返す断続運転制御が知られている。例えば、現在の車両の走行状況に基づいた実加減速走行パターンにおける実加減速周期と、予め定められた基準加減速周期とを比較し、実加減速周期が基準加減速周期よりも短い場合に、実加減速走行パターンにおける実加減速周期を長くした補正加減速走行パターンを生成するものがある（特許文献１参照）。

また、断続運転制御における加速走行中において、内燃機関を作動状態にした直後及び内燃機関を非作動状態にする直前のうち少なくとも一方において、駆動動力を加速走行の途中に較べて小さくし、充電電力を加速走行の途中に較べて大きくする装置も提案されている（特許文献２参照）。

尚、特許文献２には、惰性走行の開始時点から加速走行を経て再び惰性走行が開始されるまでの一周期における、車両の消費電力量、加速走行中の内燃機関の駆動エネルギ及び加速走行中における内燃機関の動作時間に基づいて、内燃機関の出力が決定されることも開示されている。

特開２００９−１９０４３３号公報 特開２０１０−００６３０９号公報

ところで、惰性走行が行われる惰性走行期間においては、動力源としての内燃機関は停止状態となるものの、ハイブリッド車両が有する多くの補機装置への電力供給は継続される必要がある。このため、惰性走行期間において、バッテリの充放電収支は放電側に傾き、バッテリのＳＯＣ（State Of Charge：充電残量又はその指標値）は時間の経過と共に低下する。

一方、加速走行が行われる加速走行期間においては、内燃機関が稼動状態となるから、内燃機関の動力の一部を利用して発電された電力をバッテリに充電することができる。この際、バッテリへの充電に要する（即ち、発電に要する）内燃機関の発電要求出力は、バッテリのＳＯＣを予め設定された制御範囲内に維持するべく、バッテリのＳＯＣが低下する程大きくなる。即ち、バッテリのＳＯＣが低下するに連れて、バッテリへの充電量は増加する。

従って、一の加速走行と一の惰性走行とからなる断続運転制御の一周期において、惰性走行期間におけるバッテリのＳＯＣの低下分は、相応の時間経過を経て、この充電量の増加によるＳＯＣの増加分と釣り合う。その結果、断続運転制御が行われる期間において、バッテリのＳＯＣは、ある収束値に収束する。

然るに、内燃機関の発電要求出力は、元々継続的にバッテリへの充電がなされる状況を想定しており、このような間欠的にしか充電を行い得ない状況が想定されていない。このため、このＳＯＣの収束値は、断続運転制御の開始時点におけるＳＯＣが如何なる値であるかに関係なく、この開始時点のＳＯＣよりも低い値であることが多い。必然的に、バッテリのＳＯＣは、断続運転制御が終了した時点で、目標範囲内に維持されはしても、必ずしも十分に高い値ではないことが多い。

このため、場合によっては、バッテリのＳＯＣを上昇させる必要が生じ、内燃機関を始動させる必要が生じる場合がある。或いは、内燃機関は、より高負荷側（要求出力が高い側）での稼動を余儀なくされる場合がある。従って、断続運転制御が行われる期間を含む、長期な走行期間において、内燃機関の燃料消費率が悪化する可能性がある。

ここで、特許文献１の装置においても、補正加減速走行パターンが選択された場合には、加速走行期間が相対的に長くなり、より多くの発電電力量が得られることから、バッテリの目標充電量をより高く設定して、より多くの電力をバッテリに充電することができる。

しかしながら、このような制御の結果として得られるバッテリの充電量の増加は、加速走行期間の長さに比例するものであるから、システム全体の要求とは関係がない。従って、断続運転制御が終了した後に、バッテリのＳＯＣが十分に高い値に到達している保証はない。必然的に、上述した内燃機関の燃料消費率の悪化は必ずしも回避されない。

一方、特許文献２には、惰性走行期間における消費電力量を計算し、加速走行期間における内燃機関の要求出力に反映させる技術思想が開示されている。この場合、断続運転制御が行われる期間におけるＳＯＣの低下自体が抑制され得る。

ところが、内燃機関の要求出力に惰性走行期間における消費電力量を反映させた結果として、内燃機関の出力が変化すると、内燃機関の熱効率が変化する可能性がある。これは、内燃機関の動作点を最適燃費動作線上で決定したところで変わることがない。熱効率が低下すると、必然的に燃料消費率が悪化する（即ち、燃料消費量が増加する）。

即ち、内燃機関の出力変更によってＳＯＣの維持或いは回復を図ろうとした場合、加速走行期間における内燃機関の燃料消費率が悪化することがある。加速走行期間が訪れる毎に内燃機関が非効率な動作点で動作する場合、断続運転制御が終了した時点でのＳＯＣの低下は抑制され得るにしても、断続運転制御が行われる期間における内燃機関の燃料消費率が悪化する可能性がある。

断続運転制御は、内燃機関の燃料消費を節減することを少なくとも一の目的とするため、このような、断続運転期間終了時点のＳＯＣの維持を図る目的から断続運転期間における燃料消費率が悪化してしまうといった事態は、断続運転制御の目的に整合せず、断続運転モードを実施する意義から言って望ましくない。

このように、上記先行技術文献に開示されたものを含む従来の装置には、バッテリへの充電が間欠的にしか行われない状況を十分に想定しておらず、断続運転制御が行われるにあたっての内燃機関の燃料消費率に未だ改善の余地が残されている。

本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであり、断続運転制御が行われるハイブリッド車両において内燃機関の燃料消費率の悪化を抑制可能な、ハイブリッド車両の走行制御装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の走行制御装置は、内燃機関を含む動力源と、前記内燃機関の動力により発電が可能な回転電機と、バッテリとを備え、定常走行時の走行モードとして、前記動力源から駆動輪への動力伝達が停止された惰性走行と、前記発電により得られた電力を前記バッテリに充電しつつ前記動力源から前記駆動輪への動力伝達が行われる加速走行とが繰り返される断続運転モードを選択可能に構成されてなるハイブリッド車両を制御する、ハイブリッド車両の走行制御装置であって、前記バッテリのＳＯＣから、前記加速走行が行われる加速走行期間における、前記発電に要する前記内燃機関の第１の発電要求出力を決定する第１決定手段と、前記惰性走行が行われる惰性走行期間における前記バッテリの消費電力を推定する消費電力推定手段と、前記加速走行期間の長さ及び前記推定された消費電力から、前記発電に要する前記内燃機関の第２の発電要求出力を決定する第２決定手段と、前記加速走行期間における、前記駆動輪の駆動に要する前記内燃機関の駆動用要求出力及び前記決定された第１の発電要求出力から決定される前記内燃機関の第１の要求出力に対応する前記内燃機関の第１の熱効率と、前記駆動用要求出力及び前記決定された第２の発電要求出力から決定される前記内燃機関の第２の要求出力に対応する前記内燃機関の第２の熱効率との比較を行う比較手段と、前記比較の結果に基づいて前記加速走行期間における前記内燃機関の要求出力を決定する第３決定手段とを具備することを特徴とする（請求項１）。

本発明に係るハイブリッド車両は、内燃機関を含む動力源と、内燃機関の動力を利用して発電可能な回転電機とを有する。また、上記動力源として、上記発電可能な回転電機とは異なる駆動用の回転電機を備えていてもよい。尚、これら回転電機は、好適には、いずれもが力行機能と回生機能とを併有する電動発電機（モータジェネレータ）である。即ち、ハイブリッド車両の制動期間等に駆動用の回転電機で電力回生を行うことも、上記発電可能な回転電機を力行側で駆動して駆動軸に駆動用のトルクを供給することも可能である。

本発明に係るハイブリッド車両の走行制御装置によれば、例えばＳＯＣセンサにより検出される、或いは、バッテリの電力収支を経時的に観察することによって得られるバッテリのＳＯＣに応じて、加速走行期間における、発電に要する内燃機関の第１の発電要求出力が決定される。この第１の発電要求出力は、断続運転期間において、惰性走行期間におけるバッテリ３０の消費電力と加速走行期間における、この第１の発電要求出力に応じた発電電力とが釣り合うまで段階的に増加するが、その間にバッテリのＳＯＣは上述したようにある収束値まで減少する。

一方、本発明に係るハイブリッド車両の走行制御装置によれば、消費電力推定手段により推定された、惰性走行期間におけるバッテリの消費電力及び加速走行期間の長さから、加速走行期間における、発電に要する内燃機関の第２の発電要求出力が決定される。

この第２の発電要求出力が、加速走行期間における駆動輪の駆動に要する駆動要求出力と加算され、内燃機関の要求出力とされた場合には、断続運転期間終了時点におけるバッテリのＳＯＣの低下は抑制され、理想的には防止される。

ここで特に、本発明に係るハイブリッド車両の走行制御装置では、比較手段により、第１の要求出力に対応する第１の熱効率と、第２の要求出力に対応する第２の熱効率とが比較される。第１の要求出力とは、駆動要求出力及び第１の発電要求出力から決定される（例えば、これらの加算値又はその派生値として決定される）要求出力であり、第２の要求出力とは、駆動要求出力及び第２の発電要求出力から決定される（例えば、これらの加算値又はその派生値として決定される）要求出力である。加速走行期間における内燃機関の最終的な要求出力は、第３決定手段により、内燃機関の出力を各要求出力に適応させた場合の内燃機関の各熱効率の比較結果に基づいて決定される。

例えば、第３決定手段は、定性的には、要求出力を第２の要求出力に制御した場合に、要求出力を第１の要求出力に制御した場合と較べて、内燃機関の燃料消費率が悪化しないと判断される場合、又は、所定以上悪化しないと判断される場合に、要求出力を第２の要求出力又はその派生値に決定する。或いは、第３決定手段は、定量的には、第２の熱効率が第１の熱効率以上である場合に、又は、第１の熱効率と第２の熱効率との差分が所定値以下である場合に要求出力を第２の要求出力又はその派生値に決定する。

従って、本発明に係るハイブリッド車両の走行制御装置によれば、断続運転期間の終了時点でのバッテリのＳＯＣが、断続運転モードにより得られる内燃機関の燃料消費率の向上効果を阻害しない範囲で、断続運転期間の開始時点のＳＯＣに可及的に維持される。即ち、上述したような、バッテリのＳＯＣを維持する目的から断続運転期間において内燃機関の燃料消費率が悪化するといった事態は生じることがない。従って、断続運転モードの恩恵を享受しつつ、断続運転期間終了後にＳＯＣ回復のために不要に内燃機関の始動が生じることを可及的に防止することができるのである。

本発明に係るハイブリッド車両の走行制御装置の一の態様では、前記第１の発電要求出力は、前記バッテリのＳＯＣが低い程大きく設定され、前記第２の発電要求出力は、前記惰性走行期間における前記バッテリの消費電力に相当する（請求項２）。

このように、バッテリのＳＯＣが低い程第１の発電要求出力が大きくなる場合、先に述べたように、断続運転期間中のバッテリのＳＯＣは、ある収束値に収束する。従って、断続運転モードが実行されることによってＳＯＣが永続的に低下することはなく、例えば、断続運転モードがバッテリのＳＯＣの過度な低下に起因して強制的に終了する等といった事態が回避される。

本発明に係るハイブリッド車両の走行制御装置の他の態様では、前記第３決定手段は、前記比較の結果、前記第２の熱効率が前記第１の熱効率以上であるか、又は前記第２の熱効率と前記第１の熱効率との偏差が所定値以内である場合に、前記第２の要求出力に基づいて前記要求出力を決定する（請求項３）。

この態様によれば、断続運転期間における内燃機関の燃料消費率の悪化を好適に抑制又は防止することができる。

尚、この態様では、前記第３決定手段は、前記要求出力を前記第２の要求出力に決定してもよい（請求項４）。

この態様によれば、第２の要求出力が要求出力とされるので、バッテリのＳＯＣの低下を防止することができる。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。 図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の概略構成図である。 図１のハイブリッド車両におけるＰＣＵの概略構成図である。 昇圧制御部のブロック図である。 インバータ制御部のブロック図である。 図１のハイブリッド車両におけるエンジン出力制御処理のフローチャートである。 エンジンの動作点と熱効率との関係を例示する図である。 図６のエンジン出力制御処理の効果に係り、バッテリのＳＯＣの時間推移を説明する図である。

＜発明の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両１の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１の構成を概念的に表してなる概略構成図である。

図１において、ハイブリッド車両１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）１００、ＰＣＵ（Power Control Unit）２０、バッテリ３０及びハイブリッド駆動装置１０を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の走行制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する「エンジン出力制御処理」を実行することができる。尚、ＥＣＵ１００は、ＰＣＵ２０に備わる後述する昇圧コンバータ２１及びインバータ２２を夫々制御する昇圧制御部１１０及びインバータ制御部１２０を備える。昇圧制御部１１０及びインバータ制御部１２０の詳細について後述する。

ＰＣＵ２０は、バッテリ３０から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ３０に供給可能に構成された不図示のインバータ２２を含み、バッテリ３０と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ３０を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ２０は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。尚、ＰＣＵ２０については後に図３を参照して詳述する。

バッテリ３０は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能する充電可能な二次電池ユニットである。バッテリ３０は、例えばリチウムイオンバッテリセル等の単位電池セルが複数（例えば、数百個）直列に接続された構成を有する。バッテリ３０の出力電圧値Ｖｏｕｔは、バッテリ３０に付設された不図示の電圧センサにより検出される。電圧センサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された出力電圧値Ｖｏｕｔは、ＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。

尚、図示は省略するが、ハイブリッド車両１は、ハイブリッド車両１の各種状態量を検出する各種センサを備えている。例えば、この各種センサとは、ハイブリッド車両１の車速Ｖを検出する車速センサ、アクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ｔａを検出するアクセル開度センサ、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキペダルセンサ、バッテリ３０の温度を検出するバッテリ温度センサ、バッテリ３０のＳＯＣを検出するＳＯＣセンサ等を含む。これら各センサは、夫々ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された各種状態量、制御量或いは物理量は、ＥＣＵ１００によって適宜参照される構成となっている。

ハイブリッド駆動装置１０は、ハイブリッド車両１のパワートレインである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

ハイブリッド駆動装置１０は、エンジン２００、動力分割機構３００、入力軸４００、駆動軸５００、減速機構６００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）を備える。

エンジン２００は、ハイブリッド車両１の主たる動力源として機能する、本発明に係る「内燃機関」の一例たるガソリンエンジンである。

エンジン２００は、気筒内部に形成された燃焼室で混合気が燃焼した際に生じる爆発力に応じて気筒内部で往復運動を生じるピストンを備える。このピストンの往復運動は、コネクティングロッドを介してクランク軸の回転運動に変換され、クランク軸と連結された入力軸４００から取り出される構成となっている。尚、エンジン２００の詳細な構成は、本発明との関係性が低いため、ここでは省略することとする。また、ここではエンジン２００がガソリンエンジンであるとしたが、本発明に係る「内燃機関」の採り得る実践的態様は多岐にわたる。例えば、本発明に係る「内燃機関」は、燃料種別、気筒配列、気筒数、燃料供給態様、動弁系の構成及び吸排気系の構成等において自由である。

モータジェネレータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた、本発明に係る「回転電機」の一例たる電動発電機である。

モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１よりも体格の大きい電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有する。

モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、同期電動発電機として構成され、例えば外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備えるが、無論他の構成を有していてもよい。

動力分割機構３００は、相互に差動作用をなす複数の回転要素を備えた公知の遊星歯車機構である。

動力分割機構３００は、中心部に設けられたサンギアＳ１と、サンギアＳ１の外周に同心円状に設けられたリングギアＲ１と、サンギアＳ１とリングギアＲ１との間に配置されてサンギアＳ１の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア（不図示）と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支するキャリアＣ１とを備える。

サンギアＳ１は、エンジン２００の出力トルクであるエンジントルクＴｅ（本発明に係る「動力」の一例）に対する反力トルクを負担するための反力要素であり、モータジェネレータＭＧ１のロータが固定される出力回転軸に固定されている。従って、サンギアＳ１の回転速度は、モータジェネレータＭＧ１の回転速度たるＭＧ１回転速度Ｎｍｇ1と等価である。

リングギアＲ１は、動力分割機構３００の出力要素であり、動力分割機構３００の動力出力軸である駆動軸５００に、その回転軸を共有する形で連結されている。尚、駆動軸５００は、デファレンシャル等を介してハイブリッド車両１の駆動輪ＤＷに間接的に連結されている。

キャリアＣ１は、トーションダンパＴＤＰを介してエンジン２００のクランク軸に連結される入力軸４００に、その回転軸を共有する形で連結されており、その回転速度は、エンジン２００の機関回転数ＮＥと等価である。

動力分割機構３００は、上述した構成の下で、エンジン２００から入力軸４００に供給されるエンジントルクＴｅを、キャリアＣ１によってサンギアＳ１及びリングギアＲ１に所定の比率（各ギア相互間のギア比に応じた比率）で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能である。

この際、動力分割機構３００の動作を分かり易くするため、リングギアＲ１の歯数に対するサンギアＳ１の歯数としてのギア比ρを定義すると、エンジン２００からキャリアＣ１に対しエンジントルクＴｅを作用させた場合に、サンギアＳ１に作用するトルクＴｅｓ（本発明に係る「動力」の他の一例）は下記（１）式により、また駆動軸５００に現れる直達トルクＴｅｒ（本発明に係る「動力」の他の一例）は下記（２）式により、夫々表される。

Ｔｅｓ＝−Ｔｅ×ρ／（１＋ρ）・・・（１）
Ｔｅｒ＝Ｔｅ×１／（１＋ρ）・・・（２）
減速機構６００は、駆動軸５００とモータジェネレータＭＧ２との間に介装された、サンギアＳ２、リングギアＲ２、ピニオンギア（不図示）及びキャリアＣ２の各回転要素を備えた遊星歯車機構である。

減速機構６００において、サンギアＳ２は、モータジェネレータＭＧ２のロータに固定された出力回転軸に固定されている。また、キャリアＣ２は、ハイブリッド駆動装置１０の外郭ケースに回転不能に固定されている。更に、リングギアＲ２は、駆動軸５００に連結されている。係る構成において、減速機構６００は、モータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍｇ２を、駆動軸５００に対し、各回転要素（ギア）のギア比に応じて定まる減速比に従って減速して伝達することが出来る。

尚、減速機構６００の構成は、モータジェネレータＭＧ２の回転を減速する機構の採り得る一形態に過ぎず、この種の減速機構は実践上多様な形態を有し得る。また、この種の減速機構は、必ずしもハイブリッド駆動装置に備わっておらずともよい。即ち、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸５００に直結されていてもよい。

次に、図３を参照し、本実施形態に係るＰＣＵ２０の構成について説明する。ここに、図３は、ＰＣＵ２０の概略構成図である。

図３において、ＰＣＵ２０は、昇圧コンバータ２１及びインバータ２２を備える。

昇圧コンバータ２１において、リアクトルＬ１の一方端は、バッテリ３０の正極に接続される正極線（符号省略）に接続され、他方端は、スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との中間点、即ち、スイッチング素子Ｑ１のエミッタ端子と、スイッチング素子Ｑ２のコレクタ端子との接続点に接続される。

スイッチング素子Ｑ１及びＱ２は、上記正極線とバッテリ３０の負極に接続される負極線（符号省略）との間に直列に接続されたスイッチング手段である。スイッチング素子Ｑ１のコレクタ端子は上記正極線に、スイッチング素子Ｑ２のエミッタ端子は上記負極線に接続されている。ダイオードＤ１及びＤ２は、夫々のスイッチング素子において、エミッタ側からコレクタ側への電流のみを許容する整流素子である。

尚、本実施形態において、スイッチング素子は、リアクトルＬ１の端部との接続点よりも高電位側のスイッチング素子Ｑ１と、同じく低電位側のスイッチング素子Ｑ２とから構成されており、双アーム型の昇圧コンバータを構成している。但し、このようなスイッチング素子の構成は一例であり、昇圧コンバータは、図１でスイッチング素子Ｑ２のみを備えた片アーム型の昇圧コンバータであってもよい。

スイッチング素子Ｑ１及びＱ２並びにインバータ２２の各スイッチング素子（Ｑ３乃至Ｑ８及びＱ１３乃至Ｑ１８）は、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）や電力用ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ等として構成される。

キャパシタＣは、正極線と負極線との間に接続されたコンデンサである。このキャパシタＣの端子間電圧、即ち、正極線と負極線との間の電位差ＶＨは、昇圧コンバータ２００の出力電圧である。

インバータ２２は、ＭＧ１駆動用のインバータ回路２２ＡとＭＧ２駆動用のインバータ回路２２Ｂとを備える。

インバータ回路２２Ａは、ｐ側スイッチング素子Ｑ３及びｎ側スイッチング素子Ｑ４を含むＵ相アーム（符号省略）、ｐ側スイッチング素子Ｑ５及びｎ側スイッチング素子Ｑ６を含むＶ相アーム（符号省略）及びｐ側スイッチング素子Ｑ７及びｎ側スイッチング素子Ｑ８を含むＷ相アーム（符号省略）を備えた電力変換器である。インバータ２２Ａの夫々のアームは、上記正極線と上記負極線との間に並列に接続されている。

尚、スイッチング素子Ｑ３乃至Ｑ８には、スイッチング素子Ｑ１及びＱ２と同様、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流す整流用ダイオードＤ３乃至Ｄ８が夫々接続されている。また、インバータ回路２２Ａにおける各相アームのｐ側スイッチング素子とｎ側スイッチング素子との中間点は、夫々モータジェネレータＭＧ１の各相コイルに接続されている。

インバータ回路２２Ｂは、インバータ回路２２Ａと同様の構成を有しており、スイッチング素子として、ｕ相、ｖ相及びｗ相の各相について、ｐ側スイッチング素子Ｑ１３、Ｑ１５及びＱ１７を、またｎ側スイッチング素子Ｑ１４、Ｑ１６及びＱ１８を夫々備える。整流用のダイオードについても同様である。

昇圧コンバータ２１は、ＥＣＵ１００における昇圧制御部１１０により制御される。ここで、図４を参照し、昇圧制御部１１０の構成について説明する。ここに、図４は、昇圧制御部１１０のブロック図である。尚、同図において、図３と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図４において、昇圧制御部１１０は、インバータ入力演算部１１１、加減算器１１２、電圧制御演算部１１３、キャリア生成部１１４及び比較器１１５を備える。また、昇圧制御部１１０は、予めＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、昇圧制御を実行可能に構成される。

昇圧制御は、コンバータ制御信号ＰＷＣに基づいて、正極線と負極線との間の電圧、即ち、出力電圧ＶＨをバッテリ３０の出力電圧以上に昇圧する制御である。昇圧制御では、出力電圧ＶＨが目標値ＶＨｔｇ（ＶＨ指令値とも称される）よりも低ければ、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティが相対的に大きくされ、正極線をバッテリ３０側からインバータ３００側へ流れる電流を増加させることができ、出力電圧ＶＨを上昇させることができる。一方、出力電圧ＶＨが目標値ＶＨｔｇよりも高ければ、スイッチング素子Ｑ１のオンデューティが相対的に大きくされ、正極線をインバータ３００側からバッテリ３０側へ流れる電流を増加させることができ、出力電圧ＶＨを低下させることができる。

インバータ入力演算部１１１は、昇圧コンバータ２００の出力電圧ＶＨの目標値ＶＨｔｇを設定する回路である。目標値ＶＨｔｇは、昇圧コンバータ２００、インバータ３００及びモータジェネレータＭＧを含む電力系全体の損失であるシステム損失Ｌｓｙｓが最小となるように決定される。

加減算部１１２は、出力電圧ＶＨの検出値を目標値ＶＨｔｇから減算し、減算結果を電圧制御演算部１１３へ出力する。電圧制御演算部１１３は、目標値ＶＨｔｇから出力電圧ＶＨの検出値を減算してなる減算結果を加減算部１１２から受け取ると、出力電圧ＶＨを目標値ＶＨｔｇに一致させるための制御量を演算する。この際、例えば、比例項（Ｐ項）及び積分項（Ｉ項）を含む公知のＰＩ制御演算等が用いられる。電圧制御演算部１１３は、算出された制御量を、電圧指令値として比較器１１５に出力する。

一方、キャリア生成部１１４は、三角波からなるキャリア信号を生成し、比較器１１５に送出する。比較器１１５では、電圧制御演算部１１３から供給される電圧指令値とこのキャリア信号とが比較され、その電圧値の大小関係に応じて論理状態が変化する、先述したコンバータ制御信号ＰＷＣが生成される。この生成されたコンバータ制御信号ＰＷＣは、昇圧コンバータ２００のスイッチング素子Ｑ１及びＱ２に出力される。昇圧制御部１１０は、以上のように構成される。

尚、図２に例示された構成は、電圧制御を実現する回路構成であるが、昇圧コンバータ２００の制御形態は、このような電圧制御に限定されない。

次に、図５を参照し、インバータ制御部１２０の構成について説明する。ここに、図５は、インバータ制御部１２０のブロック図である。尚、同図において、既出の各図と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。尚、図５では、説明の簡素化のため、インバータ２２の電気的負荷としてモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を含むモータジェネレータＭＧなる概念を用いることとする。

図５において、インバータ制御部１２０は、電流指令変換部１２１、電流制御部１２２、２相／３相変換部１２３、３相／２相変換部１２４、キャリア生成部１１４（昇圧制御部１１０と共用される）及びＰＷＭ変換部１２５から構成される。

電流指令変換部１２１は、モータジェネレータＭＧのトルク指令値ＴＲに基づいて、２相の電流指令値（Ｉｄｔｇ、Ｉｑｔｇ）を生成する。

一方、インバータ３００からは、フィードバック情報として、ｖ相電流Ｉｖとｗ相電流Ｉｗが３相／２相変換部１２４に供給される。３相／２相変換部１２４では、これらｖ相電流Ｉｖ及びｗ相電流Ｉｗから、三相電流値が、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑからなる２相電流値に変換される。変換された後の２相電流値は、電流制御部１２２に送出される。

電流制御部１２２では、電流指令変換部１２１において生成された２相の電流指令値と、この３相／２相変換部１２４から受け取った２相電流値Ｉｄ及びＩｑとの差分に基づいて、ｄ軸電圧Ｖｄ及びｑ軸電圧からなる２相の電圧指令値が生成される。生成された２相の電圧指令値Ｖｄ及びＶｑｈは、２相／３相変換部１２３に送出される。

２相／３相変換部１２３では、２相の電圧指令値Ｖｄ及びＶｑが、３相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗに変換される。変換された３相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ及びＶｗは、ＰＷＭ変換部１２５に送出される。

ここで、ＰＷＭ変換部１２５は、キャリア生成部１１４から所定のキャリア周波数ｆｃａｒを有するキャリアＣａｒを受け取る構成となっており、このキャリアＣａｒと、変換された３相の電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ及びＶｗとの大小関係を比較する。更に、ＰＷＭ変換部１２５は、その比較結果に応じて論理状態が変化する、ｕ相スイッチング信号Ｇｕｐ及びＧｕｎ、ｖ相スイッチング信号Ｇｖｐ及びＧｖｎ並びにｗ相スイッチング信号Ｇｗｐ及びＧｗｎを生成してインバータ２２に供給する。

より具体的には、各相に対応するスイッチング信号のうち、「ｐ」なる識別子が付記された信号は、各相のスイッチング素子のうちｐ側スイッチング素子（Ｑ３、Ｑ５及びＱ７並びにＱ１３、Ｑ１５及びＱ１７）を駆動するための駆動信号であり、「ｎ」なる識別子が付記された信号は、各相のスイッチング素子のうちｎ側スイッチング素子（Ｑ４、Ｑ６及びＱ８並びにＱ４、Ｑ６及びＱ１８）を駆動するための駆動信号を意味する。

ここで特に、キャリアＣａｒと各相電圧指令値との比較において、各相電圧指令値がキャリアＣａｒよりも小さい値からキャリアＣａｒに一致すると、ｐ側スイッチング素子をターンオンさせるためのスイッチング信号が生成される。また、各相電圧指令値がキャリアＣａｒよりも大きい値からキャリアＣａｒに一致すると、ｎ側スイッチング素子をターンオンさせるためのスイッチング信号が生成される。即ち、スイッチング信号は、オンオフが表裏一体の信号であり、各相のスイッチング素子は、ｐ側とｎ側とのうち常にいずれか一方がオン状態であり、他方がオフ状態となる。

インバータ２２が、各相スイッチング信号により規定される各スイッチング素子の駆動状態に変化する又は維持されると、その変化した又は維持された駆動状態に対応する回路状態に従って、モータジェネレータＭＧが駆動される構成となっている。尚、このようなインバータ３００の制御態様は、所謂ＰＷＭ制御の一態様である。

尚、一般的に、車両駆動用のモータジェネレータＭＧは、上述したＰＷＭ制御の他に、公知の過変調制御及び矩形波制御が併用される場合が多い。本実施形態に係るモータ駆動システム１０においても、インバータ２２の制御態様は、車両の走行条件に応じて適宜切り替えられるものとする。

尚、ＰＣＵ２０には、不図示のバッテリ電流センサが付設されている。バッテリ電流センサは、バッテリ３０の出力電流値Ｉｏｕｔを検出可能なセンサである。バッテリ電流センサは、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された出力電流値Ｉｏｕｔは、ＥＣＵ１００により適宜参照される構成となっている。

＜実施形態の動作＞
次に本実施形態の動作について説明する。

＜ハイブリッド車両１の走行モード＞
ハイブリッド車両１は、ハイブリッド駆動装置１０と駆動輪ＤＷとの間の動力伝達態様を規定する走行モードとして、ＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとを有する。

ＨＶ走行モードは、動力分割機構３００の動力分割作用を利用して、エンジントルクＴｅの一部である直達トルクＴｅｒと、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクであるＭＧ２トルクＴｍｇ２とを協調的に駆動軸５００に（即ち、駆動輪ＤＷに）作用させる走行モードである。ＨＶ走行モードでは、エンジントルクＴｅの他の一部である反力トルクＴｅｓを利用して、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクであるＭＧ１トルクＴｍｇ１により電力回生、即ち発電もまた行われる。

この際、エンジン２００の動作点（機関回転数ＮＥとエンジントルクＴｅとにより規定される動作条件）は、ＭＧ１トルクＴｍｇ１を反力トルクとして利用したハイブリッド駆動装置１０の電気的ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）機能により、自由に設定可能である。エンジン２００の動作点は、好適な一形態として、基本的にはエンジン２００の燃料消費率が最小となる最適燃費動作線上の一動作点である、最適燃費動作点に制御される。

これに対し、ＭＧ２トルクＴｍｇ２は、基本的には、駆動軸５００に要求される駆動軸要求トルクに対して直達トルクＴｅｒでは不足する分を補うように制御される。即ち、ＨＶ走行モードでは、ＭＧ２トルクＴｍｇ２とエンジントルクＴｅとの協調制御がなされる。

例えば、この協調制御においては、バッテリ３０のＳＯＣが目標値に維持されるように、モータジェネレータＭＧ１の発電量と、モータジェネレータＭＧ２の放電量或いは更に補機装置の放電量とが絶えず調整される。例えば、バッテリ３０のＳＯＣが目標値よりも高ければ、駆動軸要求トルクに対するＭＧ２トルクＴｍｇ２の比率が増やされる等して電力収支は放電側に傾き、反対に目標値よりも低ければ当該比率が減らされる、或いは、エンジン２００の動力を利用して行われる発電に係る発電量が増加される等して電力収支は充電側に傾く。

一方、ＥＶ走行モードは、ＭＧ２トルクＴｍｇ２のみを駆動軸５００に作用させ、モータジェネレータＭＧ２の動力のみによりハイブリッド車両１を走行させる走行モードである。ＥＶ走行モードでは、基本的にエンジン２００は機関停止状態とされるため（尚、補機装置に対する電力供給のための最低限の機関稼動がなされる場合もある）、燃料消費はゼロか、或いは無視し得る程度に少ない。但し、ＥＶ走行モードは、バッテリ１２の電力収支上は、放電側に傾いた走行モードであるから、バッテリ３０のＳＯＣは基本的に減少し続ける。従って、ＥＶ走行モードは、バッテリ３０のＳＯＣも考慮してその実行可否が決定される。

＜断続運転モードの概要＞
ここで、ハイブリッド車両１は、車速Ｖが目標車速又は一定車速に概ね維持される定常走行時において、断続運転モードを選択可能に構成されている。断続運転モードは、上述したＥＶ走行モードによる走行中であっても、ＨＶ走行モードによる走行中であっても、所定の実行条件が満たされた場合に実行される。

断続運転モードは、加速走行と惰性走行とが繰り返される運転モードであり、加速走行時に相対的に多くの燃料消費を要するものの、ハイブリッド駆動装置１０を無負荷運転とすることができる惰性走行時に節減される消費燃料がそれを上回る場合には、総体的な燃料消費を抑制することができる。このため、比較的大きな加減速が要求されない定常走行時においては、実行条件が満たされる限りにおいて好適に実行される。

尚、断続運転モードにおける惰性走行期間中は、エンジン２００並びにモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２がいずれも停止状態とされる。従って、惰性走行期間においては、バッテリ３０の充電が行われることはない。一方で、ハイブリッド車両１にはバッテリ３０からの電力供給を必要とする各種の補機装置が備わっており、それら補機装置への電力供給は、惰性走行期間中においても継続される。このため、惰性走行期間においては、基本的にバッテリ３０のＳＯＣは低下する。

従って、断続運転モードの実践的運用面においては、この惰性走行期間におけるＳＯＣの減少を、加速走行期間における発電により回復させる必要が生じる。即ち、加速走行期間においては、エンジン２００に要求される要求出力Ｐｅｎが、加速走行に要する（即ち、駆動輪への動力供給に要する）駆動要求出力Ｐｅｎｄと、バッテリ３０の充電のために必要となる充電要求出力Ｐｅｎｃとに基づいて（例えば、これらの加算値として）設定される。尚、充電要求出力Ｐｅｎｃは、本発明に係る「発電要求出力」の一例である。バッテリ３０のＳＯＣは、この加速走行期間における充電作用により適宜回復する。尚、このように断続運転モードにおいては、加速走行期間において基本的にバッテリ３０の充電が必要であるから、開始時点の走行モードがＨＶモードとＥＶモードとのいずれであっても、定常的には加速走行期間における走行モードはＨＶモードとなる。

尚、本発明に係るハイブリッド車両の採り得る構成の一として、駆動輪への動力供給が駆動用のモータジェネレータのみで行われ、エンジン及び発電用のモータジェネレータが、この駆動用のモータジェネレータの駆動電力を賄う発電システムとされる場合がある（例えば、所謂シリーズハイブリッドシステム）。このような場合には、ハイブリッド車両の採り得る走行モードはＥＶ走行モードのみである。然るに、この場合も結局、断続運転モードにおける加速走行期間においては、エンジン２００の発電負荷を増加してバッテリの充電規模を拡大する必要がある点に変わりはない。

断続運転モードが実行されると、ハイブリッド車両１の車速Ｖは、例えば、開始時点の車速Ｖを目標車速として、目標車速（好適には、開始時点の車速である）を含む所定範囲に維持される。例えば、惰性走行により車速Ｖが下限値ＶＬＬまで低下すると加速走行が開始され、加速走行により車速Ｖが上限値ＶＵＬまで上昇すると、惰性走行が開始される。

断続運転モードは、例えば、ハイブリッド車両１の運転者が車室内部の操作ボタンを操作した場合や、定常走行状態が所定時間以上継続した場合等において生じる、一種の制御信号としての実行要求に応じて実行される。但し、断続運転モードの実行条件は、これに限定されない。

ＥＶ走行中であれ、ＨＶ走行中であれ、断続運転モードにおける惰性走行時には、駆動軸５００への動力供給が不要になることから、モータジェネレータＭＧ２の出力トルクＴｍｇ２はゼロとなる。

ＭＧ２の出力トルクＴｍｇ２をゼロとする制御態様には大別二種類ある。一方は、モータジェネレータＭＧ２の目標トルクをゼロとするインバータ２２Ｂの制御（所謂ゼロトルク制御）であり、他方は、インバータ２２Ｂそのものの動作を停止させ、インバータ２２Ｂをバッテリ３０及び昇圧コンバータ２１を含む電力供給系統から電気的に切り離す制御（所謂シャットダウン制御）である。これらは、いずれが選択されてもよいが、惰性走行時における電力消費抑制の観点に立てばシャットダウン制御が望ましい。一方で、惰性走行時に定常走行を逸脱した加減速走行が要求されることは珍しくない。そのような場合にシャットダウン制御が実施されていると、モータジェネレータＭＧ２から駆動軸５００へ然るべき正負いずれかのトルク供給を行うためにインバータ２２を起動する必要がある。従って、インバータ２２の起動時間や動作安定時間の分だけ、モータジェネレータＭＧ２からの動力供給は遅れる。このような応答遅延は、動力性能及びドライバビリティの面では不利である。これらの点に鑑み、惰性走行期間においては、電力消費及びドライバビリティの観点から適宜いずれか一方が選択されてもよい。

また、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置１０には備わらないが、入力軸４００と駆動軸５００との間の動力伝達経路に、或いは、減速機構６００と駆動軸５００との間の動力伝達経路に、動力伝達を遮断するクラッチが設けられていてもよい。このようなクラッチが設けられ、断続運転モードにおける惰性走行期間において当該クラッチが解放状態に制御される場合、惰性走行期間において駆動輪ＤＷに作用するフリクションロスを軽減することができるため、惰性走行期間を可及的に延長せしめることも可能となる。

＜エンジン出力制御処理の詳細＞
断続運転モードが実行される期間において、ＥＣＵ１００は、エンジン出力制御処理を実行する。エンジン出力制御処理は、加速走行期間におけるエンジン２００の出力を制御する処理である。以下に、エンジン出力制御処理の詳細について説明する。

始めに、図６を参照し、エンジン出力制御処理の流れについて説明する。ここに、図６は、エンジン出力制御処理のフローチャートである。

図６において、ＥＣＵ１００は、惰性走行が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。尚、惰性走行が開始されたか否かとは、別言すれば加速走行が終了したか否かを意味する。惰性走行が開始されない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）、即ち、加速走行が継続している場合、処理はステップＳ１１０で待機状態となる。

惰性走行が開始された場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、即ち、加速走行が終了した場合、ＥＣＵ１００は、電池出力Ｐｏｕｔ（例えば、単位はｋＷ）を算出する（ステップＳ１２０）。電池出力Ｐｏｕｔは、バッテリ３０に係る出力電圧値Ｖｏｕｔ及び出力電流値Ｉｏｕｔから、下記（３）式に従って算出される。

Ｐｏｕｔ＝Ｖｏｕｔ・Ｉｏｕｔ・・・（３）
電池出力Ｐｏｕｔが算出されると、算出された電池出力Ｐｏｕｔが積算され、消費電力量Ｗｏｕｔ（例えば、単位はｋＪ）に変換される（ステップＳ１３０）。

ＥＣＵ１００は、ステップＳ１２０で算出される電池出力Ｐｏｕｔを、算出タイミング毎にＲＡＭやフラッシュメモリ等に記録する。この際、得られた電池出力Ｐｏｕｔは、既に記録されている過去の電池出力Ｐｏｕｔに積算され更新される。ステップＳ１３０に係る動作は、この更新処理に該当する。尚、この積算値としての消費電力量Ｗｏｕｔは、処理がステップＳ１１０に戻される毎にクリアされる。

ＥＣＵ１００は、惰性走行が終了したか否かを判定する（ステップＳ１４０）。尚、惰性走行が終了したか否かとは、別言すれば加速走行が開始されたか否かを意味する。惰性走行が終了していない場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、処理はステップＳ１２０に戻される。即ち、電池出力Ｐｏｕｔの算出及び消費電力量Ｗｏｕｔの算出が継続される。

惰性走行が終了すると（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、加速走行時間Ｔａｃｃが算出される（ステップＳ１５０）。加速走行時間Ｔａｃｃとは、加速走行期間の長さである。加速走行時間Ｔａｃｃは、例えば、断続運転モードの設定加速度Ａ（固定値であっても、適宜更新される可変値であってもよいが、現時点の加速走行に適用される値が使用される）と、断続運転モードの上限車速ＶＵＬ及び加減速度ＶＬＬとを用いて、下記（４）式により算出される。尚、設定加速度Ａを含む設定加減速度や、上下限速度は、断続運転モードの設定情報として、記憶されている。

Ｔａｃｃ＝（ＶＵＬ−ＶＬＬ）／Ａ・・・（４）
尚、ここでは、断続運転モードの上下限速度の差と設定加速度Ａから算術的に加速走行時間Ｔａｃｃが求められる構成としたが、上下限速度及び設定加速度Ａが直前の加速走行時から変化しない前提に立てば、直前の加速走行期間において加速走行時間をカウントしておき、ステップＳ１５０に利用する構成としてもよい。

加速走行時間Ｔａｃｃが算出されると、第２充電要求出力基準値Ｐｅｎｃ２ｂｓが算出される（ステップＳ１６０）。第２充電要求出力基準値Ｐｅｎｃ２ｂｓは、下記（５）式に従って算出される。

Ｐｅｎｃ２ｂｓ＝Ｗｏｕｔ／Ｔａｃｃ・・・（５）
上記（５）式から明らかなように、第２充電要求出力基準値Ｐｅｎｃ２ｂｓは、惰性走行期間においてバッテリ３０が消費した電力に相当する電力を加速走行期間においてバッテリ３０に充電するための単位時間当たりの要求充電量（例えば、単位はｋＷ）である。

第２充電要求出力基準値Ｐｅｎｃ２ｂｓが算出されると、第２充電要求出力Ｐｅｎｃ２が下記（６）式に従って算出される（ステップＳ１６０）。第２充電要求出力Ｐｅｎｃ２は、惰性走行期間において消費された電力を加速走行期間においてバッテリ３０に充電するために必要となるエンジン２００の発電負荷に相当し、本発明に係る「第２の発電要求出力」の一例である。

Ｐｅｎｃ２＝Ｐｅｎｃ２ｂｓ／ηｃｈｇ・・・（６）。

ここで、ηｃｈｇは、バッテリ３０の充電効率であり、例えば、０．８（即ち、８０％）程度の値である。充電効率ηｃｈｇは、予めＲＯＭに固定値として記憶されている。上記（６）式の如くに充電効率ηｃｈｇが考慮されるのは、エンジン２００の要求出力に上記第２充電要求出力基準値Ｐｅｎｃ２ｂｓを上乗せした場合に最終的にバッテリ３０に充電される電力を、惰性走行期間における消費電力と一致させるためである。即ち、エンジン２００の動力の一部（トルクＴｅｓ）を利用したＭＧ１の発電電力の一部が、熱等に変換されて消費されることを見越した上での措置である。

第２充電要求出力Ｐｅｎｃ２が算出されると、ＥＣＵ１００は、第１熱効率η１を算出する（ステップＳ１８０）。第１効率η１は、エンジン２００の要求出力Ｐｅｎとして、第１要求出力Ｐｅｎ１が採用された場合のエンジン２００の熱効率である。第１要求出力Ｐｅｎ１は、下記（７）式に従って算出される。

Ｐｅｎ１＝Ｐｅｎｄ＋Ｐｅｎｃ１・・・（７）
ここで、Ｐｅｎｄは、先に述べたように、加速走行期間において駆動軸に動力供給を行うための駆動要求出力である。駆動要求出力Ｐｅｎｄの値は、車速Ｖ及び加速走行期間の設定加速度等に基づいて制御マップから取得される要求駆動力に基づいて公知の手法により決定される。

Ｐｅｎｃ１は、第１充電要求出力である。第１充電要求出力Ｐｅｎｃ１は、その時点のバッテリ３０のＳＯＣに応じて、制御マップから取得される。第１充電要求出力Ｐｅｎｃ１は、本発明に係る「第１の発電要求出力」の一例である。第１充電要求出力Ｐｅｎｃ１は、段階的に、バッテリ３０のＳＯＣが低い程大きく設定される。

第１熱効率η１は、熱効率マップから取得される。熱効率マップは、機関回転数ＮＥとエンジントルクＴｅとに対応付けられる形でエンジン２００の熱効率ηを記述してなる制御マップである。熱効率マップは、例えばＲＯＭに格納されており、ＥＣＵ１００は、第１要求出力Ｐｅｎ１が決定されると、別途記憶される動作点マップから、最適燃費線上で第１要求出力Ｐｅｎ１に相当する動作点（即ち、最適燃費動作点）を確定し、当該動作点に対応する熱効率ηを第１熱効率η１として熱効率マップから取得する。尚、このようなマップから該当値を選択する動作も、算出の一態様である。

第１熱効率η１が算出されると、ＥＣＵ１００は、第２熱効率η２を算出する（ステップＳ１９０）。第２効率η１は、エンジン２００の要求出力Ｐｅｎとして、第２要求出力Ｐｅｎ２が採用された場合のエンジン２００の熱効率である。第２要求出力Ｐｅｎ２は、下記（８）式に従って算出される。

Ｐｅｎ２＝Ｐｅｎｄ＋Ｐｅｎｃ２・・・（８）
ここで、Ｐｅｎｃ２は、ステップＳ１７０において算出された第２充電要求出力である。第２熱効率η２は、第１熱効率η１と同様に、熱効率マップから取得される。ＥＣＵ１００は、第２要求出力Ｐｅｎ２が決定されると、別途記憶される動作点マップから、最適燃費線上で第２要求出力Ｐｅｎ２に相当する動作点（即ち、最適燃費動作点）を確定し、当該動作点に対応する熱効率ηを第２熱効率η２として熱効率マップから取得する。

第１熱効率η１及び第２熱効率η２が算出されると、ＥＣＵ１００は、これらを比較し、第２熱効率η２が第１熱効率η１以上であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。

第２熱効率η２が第１熱効率η１以上である場合には（ステップＳ２００：ＹＥＳ）、ＥＣＵ１００は、加速走行期間におけるエンジン２００の要求出力Ｐｅｎを第２要求出力Ｐｅｎ２に設定し（ステップＳ２１０）、処理をステップＳ１１０に戻す。一方、第２熱効率η２が第１熱効率η１未満である場合（ステップＳ２００：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、加速走行期間におけるエンジン２００の要求出力Ｐｅｎを第１要求出力Ｐｅｎ１に設定し（ステップＳ２２０）、処理をステップＳ１１０に戻す。エンジン出力制御処理はこのように行われる。

ここで、図７を参照し、エンジン出力制御について視覚的に説明する。ここに、図７は、エンジン２００の動作点と熱効率との関係を表す図である。尚、図７において、既出の各図と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図７において、縦軸にエンジントルクＴｅが、横軸に機関回転数ＮＥが夫々表されている。この座標平面上の一座標点は、エンジン２００の動作点に相当する。

図中実線に示される最適燃費動作線は、エンジン出力Ｐｅ毎に燃料消費率が最小となる動作点（最適燃費動作点）を繋いで得られる線である。通常、エンジン２００の動作点は、この最適燃費線上の最適燃費動作点に制御される。

ここで、エンジン出力制御において算出された第１要求出力Ｐｅｎ１及び第２要求出力Ｐｅｎ２に夫々相当する等出力線を、図７の座標平面に表すと、夫々図示等出力線Ｌｐｅｎ１（破線参照）及び等出力線Ｌｐｅｎ２（破線参照）となる。要求出力Ｐｅｎが第１要求出力Ｐｅｎ１に設定された場合のエンジン２００の動作点は、最適燃費動作線と、この等出力線Ｌｐｅｎ１との交点に相当する動作点ｍ１（白丸参照）である。同様に、要求出力Ｐｅｎが第２要求出力Ｐｅｎ２に設定された場合のエンジン２００の動作点は、最適燃費動作線と、この等出力線Ｌｐｅｎ２との交点に相当する動作点ｍ２（白丸参照）となる。

ここで、図７において、エンジン２００の熱効率は、楕円のハッチング領域のようになる。例えば、熱効率ηがηｔ1となる等熱効率領域Ａｅｆ１は最も濃いハッチング領域であり、熱効率ηがηｔ２（ηｔ２＜ηｔ１）となる等熱効率領域Ａｅｆ２は、中間のハッチング領域であり、熱効率ηがηｔ３（ηｔ３＜ηｔ２）となる等熱効率領域Ａｅｆ３は、最も薄いハッチング領域である。尚、当然ながら、実際の熱効率はより精細に分類され、等熱効率領域も、図示する以外に座標平面上の全域に展開される。図示されるのは、説明を平易化するための概念図である。

図７には、第１要求出力Ｐｅｎ１に対応する第１熱効率η１と、第２要求出力Ｐｅｎ２に対応する第２熱効率η２とが等しい状況が示されている。即ち、双方の要求出力に対応する動作点が、同じ等熱効率領域に属している。

このような場合、先述したエンジン出力制御処理によれば、エンジン２００の要求出力Ｐｅｎとして第２要求出力Ｐｅｎ２が採用される。また、図示する関係とは異なるが、第１要求出力Ｐｅｎ１に対応する動作点ｍ１の所属する等熱効率領域に係る熱効率が、第２要求出力Ｐｅｎ２に対応する動作点ｍ２の所属する等熱効率領域に係る熱効率よりも高い場合には、エンジン２００の要求出力Ｐｅｎとして第１要求出力Ｐｅｎ１が採用される。

次に、図８を参照し、エンジン出力制御の効果について説明する。ここに、図８は、断続運転期間におけるバッテリ３０のＳＯＣの時間推移を例示する図である。尚、同図において、既出の各図と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。

図８において、上段から順に、車速Ｖ、第１充電要求出力Ｐｅｎｃ１、第１充電要求出力に従って充電されたバッテリ３０のＳＯＣ、第２充電要求出力Ｐｅｎｃ２及び第２充電要求出力に従って充電されたバッテリ３０のＳＯＣの各時間推移が例示される。

断続運転期間においては、車速Ｖは、実質的な目標車速となる制御中心車速Ｖｃｅｎｔと、下限車速ＶＬＬ及び上限車速ＶＵＬとの間で、図示鋸歯状に変化する。尚、図示時刻ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜ｔ６に相当する期間が加速走行期間であり、図示時刻ｔ０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５及びｔ６〜ｔ７に相当する期間が惰性走行期間である。図８には、時刻ｔ０において断続運転モードによる走行が開始された状況が例示されている。

ここで、充電要求出力Ｐｅｎｃが、第１充電要求出力Ｐｅｎｃ１に設定される場合、即ち、エンジン２００の要求出力Ｐｅｎが、第１要求出力Ｐｅｎ１に設定される場合、バッテリ３０のＳＯＣは、断続運転期間の開始時点である時刻ｔ＝０におけるＳＯＣ０から、徐々に大略減少傾向を辿る。これは、加速走行期間における発電量が、惰性走行期間における消費電力量と釣り合っていないためである。また、ＳＯＣが減少傾向を辿る過程で、第１充電要求出力Ｐｅｎｃ１はＳＯＣが低下するのに応じて徐々に増大する。この増大した第１充電要求出力Ｐｅｎｃ１に応じて得られる発電量が、惰性走行期間における消費電力量と釣り合った段階で、バッテリ３０のＳＯＣは平均的に収束値ＳＯＣｃｅｎｔに収束する。図８では、時刻ｔ５〜ｔ６における加速走行期間において得られる発電量が、時刻ｔ４〜ｔ５における惰性走行期間において消費された電力量と釣り合っている。このように、エンジン２００の要求出力Ｐｅｎを、第１充電要求出力Ｐｅｎｃ１により規定される第１要求出力Ｐｅｎ１に制御すると、断続運転期間中のＳＯＣが、断続運転開始時点のＳＯＣから低下する。従って、場合によっては、断続運転モードが終了した時点以降に、エンジン２００が発電のために始動する事態や、エンジン２００の発電負荷が増大する事態が生じ、断続運転期間を含む長期の燃料消費率が悪化する可能性がある。尚、図では、断続運転開始時点である時刻ｔ０における第１充電要求出力Ｐｅｎｃ１がゼロとなっているが、断続運転モードによる走行が開始される時点で充電要求がある場合には、その値が時刻ｔ０における初期値であってもよい。

これに対して、充電要求出力Ｐｅｎｃが、第２充電要求出力Ｐｅｎｃ２に設定される場合、即ち、エンジン２００の要求出力Ｐｅｎが、第２要求出力Ｐｅｎ２に設定される場合、バッテリ３０のＳＯＣは、平均的に、断続運転期間の開始時点である時刻ｔ０におけるＳＯＣ０に維持される。これは、加速走行期間における発電量が、惰性走行期間における消費電力量と釣り合っているためである。

このように、充電要求出力Ｐｅｎｃが第２充電要求出力Ｐｅｎｃ２に設定された場合には、理想的には、断続運転モードの実行前後においてＳＯＣが変化しない。従って、断続運転期間終了後の不要な燃料消費率の悪化が生じることがない。また、この第２充電要求出力Ｐｅｎｃ２に応じた第２要求出力Ｐｅｎ２は、第１充電要求出力Ｐｅｎｃ１に応じた第１要求出力Ｐｅｎ１と較べて熱効率が低下しない場合に選択が許可される。このため、第２要求出力Ｐｅｎ２を選択したが為に、エンジン２００が、加速走行期間において常に燃料消費率の良好でない動作点で動作するといった事態も生じることがない。即ち、エンジン出力制御処理によれば、断続運転期間を含む長期にわたるエンジン２００の燃料消費率の悪化を好適に抑制することができるのである。

尚、本実施形態においては、第２熱効率η２が第１熱効率η１以上である場合に第２要求出力Ｐｅｎ２の選択が許可される構成としたが、これは一例である。実践的には、第２要求出力Ｐｅｎ２が選択された場合、第１要求出力Ｐｅｎ１が選択された場合よりも加速走行期間における熱効率は若干低下することが多い。一方で、熱効率の低下幅が許容範囲に収まっていれば、上述したＳＯＣが収束値ＳＯＣｃｅｎｔまで低下することによる長期的観点からの燃料消費率の悪化の方が燃料消費率の悪化により大きい影響を与え得る。このような観点から、予め実験的に、経験的に又は理論的に、第２熱効率η２と第１熱効率η１との間に許容され得る許容偏差が設定されていてもよい。例えば、第２要求出力Ｐｅｎ２が選択された場合の熱効率の悪化が、１％程度に収まる場合には、第２要求出力Ｐｅｎ２が要求出力Ｐｅｎに設定されてよい。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の走行制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明は、断続運転モードによる断続運転が可能なハイブリッド車両の走行制御に適用可能である。

１…ハイブリッド車両、１０…ハイブリッド駆動装置、２０…ＰＣＵ、３０…バッテリ、ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…動力分割機構、４００…入力軸、５００…駆動軸、６００…減速機構。

Claims (4)

1. 内燃機関を含む動力源と、
   前記内燃機関の動力により発電が可能な回転電機と、
   バッテリと
   を備え、
   定常走行時の走行モードとして、前記動力源から駆動輪への動力伝達が停止された惰性走行と、前記発電により得られた電力を前記バッテリに充電しつつ前記動力源から前記駆動輪への動力伝達が行われる加速走行とが繰り返される断続運転モードを選択可能に構成されてなるハイブリッド車両を制御する、ハイブリッド車両の走行制御装置であって、
   前記バッテリのＳＯＣから、前記加速走行が行われる加速走行期間における、前記発電に要する前記内燃機関の第１の発電要求出力を決定する第１決定手段と、
   前記惰性走行が行われる惰性走行期間における前記バッテリの消費電力を推定する消費電力推定手段と、
   前記加速走行期間の長さ及び前記推定された消費電力から、前記発電に要する前記内燃機関の第２の発電要求出力を決定する第２決定手段と、
   前記加速走行期間における、前記駆動輪の駆動に要する前記内燃機関の駆動用要求出力及び前記決定された第１の発電要求出力から決定される前記内燃機関の第１の要求出力に対応する前記内燃機関の第１の熱効率と、前記駆動用要求出力及び前記決定された第２の発電要求出力から決定される前記内燃機関の第２の要求出力に対応する前記内燃機関の第２の熱効率との比較を行う比較手段と、
   前記比較の結果に基づいて前記加速走行期間における前記内燃機関の要求出力を決定する第３決定手段と
   を具備することを特徴とするハイブリッド車両の走行制御装置。
2. 前記第１の発電要求出力は、前記バッテリのＳＯＣが低い程大きく設定され、
   前記第２の発電要求出力は、前記惰性走行期間における前記バッテリの消費電力に相当する
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の走行制御装置。
3. 前記第３決定手段は、前記比較の結果、前記第２の熱効率が前記第１の熱効率以上であるか、又は前記第２の熱効率と前記第１の熱効率との偏差が所定値以内である場合に、前記第２の要求出力に基づいて前記要求出力を決定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の走行制御装置。
4. 前記第３決定手段は、前記要求出力を前記第２の要求出力に決定する
   ことを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の走行制御装置。

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