JP6156303B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

この発明は、ハイブリッド車両に関し、特に、内燃機関と、蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受けて車両駆動力を発生する電動機とを備えるハイブリッド車両に関する。

上記のようなハイブリッド車両において、加速中に車速増加と内燃機関の回転数増加とが比例的に連動しないことにより、加速感に対して運転者が違和感を覚えることがある。このような問題に対して、たとえば、特開２００９−２１００４５号公報（特許文献１）には、車両の加速時に、車速の増加に対して内燃機関の音圧の増加が比例的となるように、内燃機関の目標回転数を設定することが記載されている（特許文献１参照）。

特開２００９−２１００４５号公報

特許文献１に記載の内燃機関の回転数制御を実行する場合、車速の増加に対して内燃機関の音圧の増加が比例的となるように内燃機関の目標回転数を設定することで不足する走行パワーは、蓄電装置から電力の供給を受けて車両駆動力を発生する電動機により補われる。内燃機関の回転数制御の実行中に電動機が補うパワーを大きな値まで許容することにより、内燃機関の回転数の設定自由度は大きくなるので所望の音圧増加（回転数増加）を実現できる可能性は高まるが、内燃機関の動作点が、内燃機関が効率的に作動する領域から大きく外れることにより内燃機関の燃費が悪化し得る。

しかしながら、上記のような内燃機関の回転数制御を、ＣＤ（Charge Depleting）モード及びＣＳ（Charge Sustaining）モードのいずれかを選択して走行可能なハイブリッド車両に適用する場合には、燃費改善の余地がある。この点について、上記特許文献１では特に検討されていない。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＣＤモード及びＣＳモードのいずれかを選択して走行可能なハイブリッド車両において、加速に応じた内燃機関の回転数上昇を実現する回転数制御を実行する際の燃費改善を図ることである。

この発明によれば、ハイブリッド車両は、内燃機関と、蓄電装置と、蓄電装置から電力の供給を受けて車両駆動力を発生する電動機と、制御装置とを備える。制御装置は、ＣＤモード及びＣＳモードのいずれかを選択し、ＣＤモード及びＣＳモードの各々において、走行状況に応じて、内燃機関を停止して電動機により走行するＥＶ走行と、内燃機関を作動させて走行するＨＶ走行とのいずれかを選択して走行するための制御を実行する。また、制御装置は、ＨＶ走行において、アクセルペダルの操作に応じた加速中に、蓄電装置の放電電力を拡大して電動機の駆動力を増加させるとともに内燃機関の出力を抑え、車両の加速に応じた内燃機関の回転数上昇を実現する回転数制御を実行する。ここで、ＣＤモードの選択中に上記回転数制御が実行されるときの蓄電装置の放電電力は、ＣＳモードの選択中に回転数制御が実行されるときの放電電力よりも大きい。

ＣＳモードの選択中に上記回転数制御が実行されるときの蓄電装置の放電電力を大きくすると、上述のように内燃機関の燃費が悪化し、さらに蓄電装置のＳＯＣ（State Of Charge）の低下により放電電力が逆に制限され得る。一方、ＣＤモードでは、基本的に、蓄電装置に蓄えられた電力を積極的に用いて走行することにより燃費改善が図られ、内燃機関の燃費が悪化しても、蓄電装置に蓄えられた電力を積極的に消費することでトータルの燃費は向上し得る。このハイブリッド車両においては、ＣＤモードの選択中に上記回転数制御が実行されるときの蓄電装置の放電電力を、ＣＳモードの選択中に回転数制御が実行されるときの放電電力よりも大きくすることにより、ＣＳモードにおいては、内燃機関の燃費悪化及び蓄電装置のＳＯＣ低下を抑制しつつ、ＣＤモードにおいては、蓄電装置に蓄えられた電力を積極的に消費することでトータルの燃費向上が図られる。したがって、このハイブリッド車両によれば、加速に応じた内燃機関の回転数上昇を実現する回転数制御を実行する際の燃費改善を図ることができる。

好ましくは、ＣＤモードの選択中に上記回転数制御が実行されるときの蓄電装置の放電許容電力（Ｗｏｕｔ）は、ＣＳモードの選択中に回転数制御が実行されるときの放電許容電力よりも大きい。

このような構成とすることにより、ＣＤモードの選択中に上記回転数制御が実行されるときの蓄電装置の放電電力を、ＣＳモードの選択中に回転数制御が実行されるときの放電電力よりも大きくすることができる。したがって、このハイブリッド車両によれば、上記回転数制御を実行する際の燃費改善を図ることができる。

好ましくは、制御装置は、アクセルペダルの操作に応じた加速中に内燃機関の始動が行なわれるときに、上記の回転数制御を実行する。

このような構成により、アクセルペダルの操作に応じた加速中に内燃機関の始動が行なわれるとき、燃費を大きく損なうことなく、加速に応じた内燃機関の回転数上昇を実現することができる。

好ましくは、ハイブリッド車両は、車両外部の電源から電力の供給を受けて蓄電装置を充電するように構成された充電装置をさらに備える。

このハイブリッド車両によれば、車両外部の電源から供給された電力を積極的に利用することによって、上記回転数制御を実行する際の燃費改善を十分に図ることができる。

この発明によれば、ＣＤモード及びＣＳモードのいずれかを選択して走行可能なハイブリッド車両において、加速に応じた内燃機関の回転数上昇を実現する回転数制御を実行する際の燃費改善を図ることができる。

この発明の実施の形態に従うハイブリッド車両の全体構成を説明するためのブロック図である。 ＣＤモード及びＣＳモードを説明するための図である。 エンジンの動作点を説明するための図である。 ＥＣＵによるエンジン回転数制御の処理手順を説明するフローチャートである。 エンジン回転数制御の実行時における代表的な各種物理量の挙動を示したタイムチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態に従うハイブリッド車両の全体構成を説明するためのブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エンジン２と、動力分割装置４と、モータジェネレータ６，１０と、伝達ギヤ８と、駆動軸１２と、車輪１４とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置１６と、電力変換器１８，２０，２３と、接続部２４と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２６とをさらに備える。

エンジン２は、燃料の燃焼による熱エネルギーをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギーに変換することによって動力を出力する内燃機関である。エンジン２の燃料としては、ガソリンや軽油、エタノール、液体水素、天然ガスなどの炭化水素系燃料、又は、液体もしくは気体の水素燃料が好適である。

モータジェネレータ６，１０は、交流回転電機であり、たとえば、３相交流同期電動機によって構成される。モータジェネレータ６は、動力分割装置４を経由してエンジン２により駆動される発電機として用いられるとともに、エンジン２を始動するための電動機としても用いられる。モータジェネレータ１０は、主として電動機として動作し、駆動軸１２を駆動する。一方で、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、モータジェネレータ１０は、発電機として動作して回生発電を行なう。

動力分割装置４は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を含む。動力分割装置４は、エンジン２の駆動力を、モータジェネレータ６の回転軸に伝達される動力と、伝達ギヤ８に伝達される動力とに分割する。伝達ギヤ８は、車輪１４を駆動するための駆動軸１２に連結される。また、伝達ギヤ８は、モータジェネレータ１０の回転軸にも連結される。

蓄電装置１６は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池によって構成される。蓄電装置１６は、電力変換器１８，２０へ電力を供給する。また、蓄電装置１６は、モータジェネレータ６及び／又は１０の発電時に発電電力を受けて充電される。さらに、蓄電装置１６は、接続部２４に電気的に接続される車両外部の電源（図示せず）による蓄電装置１６の充電時に、車両外部の電源から供給される電力を受けて充電される（以下、接続部２４に電気的に接続される車両外部の電源を「外部電源」とも称し、外部電源による蓄電装置１６の充電を「外部充電」とも称する。）。なお、蓄電装置１６として、大容量のキャパシタも採用可能である。

なお、蓄電装置１６の充電状態は、蓄電装置１６の満充電状態に対する現在の蓄電量を百分率で表したＳＯＣによって示される。ＳＯＣは、たとえば、図示されない電圧センサ及び／又は電流センサによって検出される、蓄電装置１６の出力電圧及び／又は入出力電流に基づいて算出される。ＳＯＣは、蓄電装置１６に別途設けられるＥＣＵで算出してもよいし、蓄電装置１６の出力電圧及び／又は入出力電流の検出値に基づいてＥＣＵ２６で算出してもよい。

電力変換器１８は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ６と蓄電装置１６との間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。同様に、電力変換器２０は、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ１０と蓄電装置１６との間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。これにより、モータジェネレータ６，１０は、蓄電装置１６との間での電力授受を伴なって、電動機として動作するための正トルク又は発電機として動作するための負トルクを出力することができる。なお、蓄電装置１６と電力変換器１８，２０との間に、直流電圧変換のための昇圧コンバータを配置することも可能である。

電力変換器２３は、外部電源による外部充電時に、ＥＣＵ２６から受ける制御信号に基づいて、外部電源から接続部２４を通じて供給される電力を蓄電装置１６の電圧レベルに変換して蓄電装置１６へ出力する。

ＥＣＵ２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各種センサからの信号の入力及び運転者の操作入力に基づいて、ハイブリッド車両１００の各機器を制御するための信号を出力する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

ＥＣＵ２６の主要な制御として、ＥＣＵ２６は、アクセルペダルの操作に応じたアクセル開度と車速とに基づいて、走行のために必要なパワー（以下、「走行パワー」とも称する。）を算出し、算出された走行パワーをハイブリッド車両１００が発生するようにエンジン２及びモータジェネレータ６，１０を制御する。

ＥＣＵ２６は、走行パワーが小さいときは、エンジン２を停止させてモータジェネレータ１０のみで走行（ＥＶ走行）するように車両を制御する。アクセルペダルの操作に応じて走行パワーが大きくなったり、蓄電装置１６のＳＯＣが低下したりすると、ＥＣＵ２６は、エンジン２を作動させて走行（ＨＶ走行）するように車両を制御する。ＨＶ走行では、モータジェネレータ１０の駆動力に加えて、又はモータジェネレータ１０の代わりに、エンジン２の駆動力を用いてハイブリッド車両１００が走行する。エンジン２の作動に伴ないモータジェネレータ６が発電した電力は、蓄電装置１６に蓄えられたり、モータジェネレータ１０に直接供給されたりする。

また、ＥＣＵ２６は、ＳＯＣを消費するＣＤモードと、ＳＯＣを所定レベルに維持するＣＳモードとを選択的に適用して、車両の走行を制御する走行制御を実行する。

図２は、ＣＤモード及びＣＳモードを説明するための図である。図２を参照して、たとえば、外部充電により蓄電装置１６が満充電状態となった後、ＣＤモードが選択されて走行が開始されるものとする。

ＣＤモードは、ＳＯＣを消費するモードであり、基本的には、蓄電装置１６に蓄えられた電力（主には外部充電による電気エネルギー）を消費するモードである。ＣＤモードでの走行時は、ＳＯＣを維持するためにエンジン２は作動しない。これにより、車両の減速時等に回収される回生電力や走行パワー増大によるエンジン２の作動に伴ない発電される電力によって一時的にＳＯＣが増加することはあるものの、結果的に充電よりも放電の割合の方が相対的に大きくなり、全体としては走行距離の増加に伴ないＳＯＣは減少する。

ＣＳモードは、ＳＯＣを所定レベルに維持するモードである。一例として、時刻ｔ１において、ＳＯＣの低下を示す所定値ＳＬにＳＯＣが低下すると、ＣＳモードが選択され、その後のＳＯＣが、所定値ＳＬに基づき定められる制御範囲ＲＮＧ内に維持される。具体的には、エンジン２が作動及び停止を適宜繰り返す（間欠運転）ことによって、ＳＯＣが制御範囲ＲＮＧ内に制御される。このように、ＣＳモードでは、ＳＯＣを維持するためにエンジン２が作動する。

なお、特に図示しないが、運転者が操作可能なスイッチを設けて、ＳＯＣの推移とは無関係に運転者の操作に応じてＣＤモード及びＣＳモードを切換可能としてもよい。

このハイブリッド車両１００では、走行パワーと蓄電装置１６に対する充電要求パワー（Ｐｃｈｇ）との和が所定のエンジン始動しきい値よりも小さいときは、ＥＶ走行が選択される。一方、走行パワー及び充電要求パワーの和がエンジン始動しきい値を超えると、エンジン２を始動することによりＨＶ走行が選択される。好ましくは、ＣＤモードにおけるエンジン始動しきい値は、ＣＳモードにおけるエンジン始動しきい値よりも高く設定される。

このように、ＣＤモードにおいても、運転者のアクセル操作等に応じて走行パワーが大きくなれば、エンジン２は始動される。エンジン２の作動後に走行パワーが低下すると、エンジン２は再び停止される。

一方で、ＣＤモードでは、ＳＯＣ制御のためのエンジン始動は回避される。たとえば、ＣＤモードでは、充電要求パワー（Ｐｃｈｇ）が０に設定される。なお、ＣＤモードにおいても、走行パワーが小さくても、エンジン２を熱源とする温水暖房の要求時やエンジン２の暖機時など、エンジン２の作動が許容される場合もある。

ＣＳモードでは、ＳＯＣを制御範囲ＲＮＧ内に維持するように、エンジン２の出力調整によるＳＯＣ制御が実行される。たとえば、ＣＳモードでは、走行パワーに加えて、ＳＯＣの低下にも応じてエンジン２の始動が要求される。一方で、ＣＳモードにおいても、走行パワー及び充電要求パワーの和がエンジン始動しきい値よりも低い場合には、エンジン２は停止される。

このように、ハイブリッド車両１００において、ＣＤモードは、エンジン２を常時停止させて走行するＥＶ走行に限定されるものではなく、ＣＳモードも、エンジン２を常時作動させて走行するＨＶ走行に限定されるものではない。ＣＤモード及びＣＳモードのいずれにおいても、ＥＶ走行とＨＶ走行とが可能である。

なお、ハイブリッド車両１００は、基本的には、ＣＤモードにおけるＥＶ走行の頻度を高めることにより、蓄電装置１６に蓄えられた電気エネルギーを有効に活用することによって、エネルギー効率（燃費）の改善を図るものである。

再び図１を参照して、ＥＣＵ２６はさらに、ＨＶ走行において、アクセルペダルの操作に応じた加速中に、蓄電装置１６の放電電力を一時的に拡大してモータジェネレータ１０の駆動力を増加させることによりエンジン２の出力を抑えることによって、車両の加速に応じたエンジン２の回転数上昇を実現する回転数制御（以下「エンジン回転数制御」とも称する。）を実行する。この回転数制御は、ＨＶ走行中に一般的に実行され得るものであるが、以下に、この回転数制御が効果的に機能するエンジン２の始動時を例に、エンジン回転数制御について詳しく説明する。

図３は、エンジン２の動作点を説明するための図である。図３を参照して、横軸は、エンジン２の回転数Ｎｅを示し、縦軸は、エンジン２のトルクＴｅを示す。エンジン２の回転数Ｎｅ及びトルクＴｅの組合せによってエンジン２の動作点が規定される。

等燃費線１１０は、燃費が等しい動作点の集合である。複数の等燃費線は、円（楕円）の中心に近づくほど燃費が良くなることを示している。燃費最適動作線１２０は、同一のエンジンパワーに対してエンジン２の燃費が最良となる動作点の集合で示される。燃費最適動作線１２０は、実験結果等に基づいて予め一意に決定することができる。したがって、エンジンパワーの変化に対して燃費最適動作線１２０上にエンジン動作点を設定することで、エンジン２の燃費を改善することができる。

等パワー線１３０は、エンジン回転数制御が実行されない場合のエンジンパワーと同一パワーの動作点の集合である。すなわち、エンジン回転数制御が実行されない場合は、効率の良い動作点でエンジン２が作動するように、等燃費線１１０の中心付近において等パワー線１３０が燃費最適動作線１２０と交差するようにエンジンパワーが設定される。

ここで、アクセルペダルの操作により加速が要求され、走行パワーが大きくなることによりエンジン２が始動する場合を考える。エンジン回転数制御が実行されない場合、エンジン２が始動すると、エンジンパワーは、等パワー線１３０で示されるパワーに設定される。エンジン２の動作点は、燃費最適動作線１２０に沿って、等パワー線１３０との交点で示される動作点Ｐ０へと推移する。

しかしながら、この動作点Ｐ０は、エンジン２の効率面から設定されたものであり、エンジン始動後に動作点Ｐ０に対応する回転数Ｎｅ０までエンジン回転数Ｎｅを上昇させると、車両の加速感に対してエンジン回転数Ｎｅが急激に上昇することによりエンジン回転数Ｎｅの上昇が運転者のフィーリングとマッチしない。

そこで、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１００では、加速中に蓄電装置１６の放電電力を一時的に拡大してモータジェネレータ１０の駆動力を増加させることにより加速中のエンジンパワーを抑え、エンジン回転数Ｎｅの上昇を抑制することで加速に応じたエンジン回転数Ｎｅの上昇を実現する（エンジン回転数制御）。

すなわち、エンジン回転数制御が実行される場合、車速の増加に対してエンジン回転数Ｎｅの増加が比例的となるようにエンジン２の目標回転数を設定することで不足する走行パワーは、蓄電装置１６から電力の供給を受けて車両駆動力を発生するモータジェネレータ１０により補われる。エンジン回転数制御の実行中に蓄電装置１６の放電電力を拡大してモータジェネレータ１０の出力パワーを大きな値まで許容することによりエンジン回転数Ｎｅの設定自由度が大きくなり、所望のエンジン回転数Ｎｅの増加を実現できる可能性が高まる。

蓄電装置１６の放電電力が大きいほどエンジンパワーを抑えることができるので、エンジン回転数制御の自由度は向上するが、エンジンパワーを抑えると、エンジン２の動作点はＰ０から離れるので、エンジン２の燃費は悪化する。また、放電電力の増大によりＳＯＣが大きく低下すると、放電電力が逆に制限され得る。したがって、このような事情を考慮すると、蓄電装置１６の放電電力はあまり大きくしない方が望ましく、ＣＳモードにおいては、たとえば、エンジンパワーが等パワー線１４０（図３）で示されるパワーとなる程度に蓄電装置１６の放電電力が設定される。

一方、ＣＤモードにおいては、基本的に、蓄電装置１６に蓄えられた電力を積極的に用いて走行することにより燃費改善が図られ、エンジン２の燃費が悪化しても、蓄電装置１６に蓄えられた電力を積極的に消費することでトータルの燃費は向上し得る。すなわち、ＣＤモードは、ＣＳモードよりもエンジン２の燃費悪化の許容範囲が広いといえる。

そこで、この実施の形態１に従うハイブリッド車両１００では、ＣＤモードの選択中にエンジン回転数制御が実行されるときの蓄電装置１６の放電電力は、ＣＳモードの選択中にエンジン回転数制御が実行されるときの放電電力よりも大きい値に設定される。すなわち、ＣＤモードにおいては、たとえば、エンジンパワーが等パワー線１５０（図３）で示されるパワーとなる程度に蓄電装置１６の放電電力が設定される。これにより、エンジン回転数制御が実行される場合、ＣＳモードであれば、エンジン２の燃費悪化が抑制され、ＣＤモードであれば、蓄電装置１６に蓄えられた電力が積極的に消費されることによりトータルの燃費向上が図られる。

図４は、ＥＣＵ２６によるエンジン回転数制御の処理手順を説明するフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、所定時間毎又は所定条件の成立時にメインルーチンから呼び出されて実行される。

図４を参照して、ＥＣＵ２６は、エンジン回転数制御が実行中であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。具体的には、ＨＶ走行が選択され、かつ、アクセルペダルの操作に応じた加速中であるときに、エンジン回転数制御が実行中であると判定される。エンジン回転数制御の実行中ではないと判定されると（ステップＳ１０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、以降の一連の処理を実行することなくステップＳ１００へ処理を移行する。

ステップＳ１０においてエンジン回転数制御の実行中であると判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、アクセル開度及び車速に基づいて走行パワーを算出する（ステップＳ２０）。一例として、アクセル開度及び車速と走行パワーとの関係を示す予め準備されたマップを用いて、アクセル開度及び車速に基づいて走行パワーが算出される。

次いで、ＥＣＵ２６は、ＣＤモードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ３０）。ＣＤモードが選択されていると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、ＥＣＵ２６は、蓄電装置１６の放電許容電力ＷｏｕｔとしてＣＤモード用の放電許容電力Ｗｏｕｔ（ＣＤ）を設定する（ステップＳ４０）。この放電許容電力Ｗｏｕｔ（ＣＤ）は、回転数制御が実行されていないときの放電許容電力Ｗｏｕｔよりも大きく、後述のＣＳモード用の放電許容電力Ｗｏｕｔ（ＣＳ）よりもさらに大きい。これにより、ＣＤモードの選択中に回転数制御が実行されるときの蓄電装置１６の放電電力を、ＣＳモードの選択中に回転数制御が実行されるときの放電電力よりも大きくすることができる。

そして、ＥＣＵ２６は、放電許容電力Ｗｏｕｔ（ＣＤ）を上限として、ＣＤモード用の放電電力Ｐｂ２を設定する（ステップＳ５０）。このＣＤモード用の放電電力Ｐｂ２は、後述のＣＳモード用の放電電力Ｐｂ１よりも大きくなるように設定される。なお、放電電力Ｐｂ２は、たとえば予め準備されたマップ等を用いて設定される。

一方、ステップＳ３０においてＣＳモードが選択されていると判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、ＥＣＵ２６は、放電許容電力ＷｏｕｔとしてＣＳモード用の放電許容電力Ｗｏｕｔ（ＣＳ）を設定する（ステップＳ６０）。この放電許容電力Ｗｏｕｔ（ＣＳ）は、回転数制御が実行されていないときの放電許容電力Ｗｏｕｔよりも大きいけれども、上述のＣＤモード用の放電許容電力Ｗｏｕｔ（ＣＤ）よりは小さい。

そして、ＥＣＵ２６は、放電許容電力Ｗｏｕｔ（ＣＳ）を上限として、ＣＳモード用の放電電力Ｐｂ１を設定する（ステップＳ７０）。このＣＳモード用の放電電力Ｐｂ１は、上述のＣＤモード用の放電電力Ｐｂ２よりも小さい値に設定される。なお、放電電力Ｐｂ１も、たとえば予め準備されたマップ等を用いて設定される。

続いて、ＥＣＵ２６は、ステップＳ５０において算出された放電電力Ｐｂ２又はステップＳ７０において算出された放電電力Ｐｂ１を走行パワーから差し引くことによって、エンジンパワーＰｅを算出する（ステップＳ８０）。なお、ＣＤモード用の放電電力Ｐｂ２は、ＣＳモード用の放電電力Ｐｂ１よりも大きいので、ＣＤモード時のエンジンパワーＰｅ（Ｐｅ２）は、同一の走行条件におけるＣＳモード時のエンジンパワーＰｅ（Ｐｅ１）よりも小さい値となる。

そして、ＥＣＵ２６は、算出されたエンジンパワーＰｅに基づいて、エンジン回転数Ｎｅを算出する（ステップＳ９０）。具体的には、図３に示した燃費最適動作線１２０と、算出されたエンジンパワーＰｅに相当する等パワー線との交点から、エンジン回転数Ｎｅが算出される。

図５は、エンジン回転数制御の実行時における代表的な各種物理量の挙動の一例を示したタイムチャートである。図５を参照して、このタイムチャートでは、一例として、アクセルペダルの操作により加速が要求されてＥＶ走行からＨＶ走行に切替わる場合において、エンジン２の始動に伴ないエンジン回転数制御が実行される場合について説明する。

実線は、ＣＤモードの選択中における挙動を示し、点線は、ＣＳモードの選択中における挙動を示したものである。一点鎖線は、参考例として、回転数制御が実行されない場合の挙動を示している。なお、点線又は一点鎖線が示されていない箇所は、実線と重なっている。

時刻ｔ１において、ＥＶ走行からＨＶ走行に切替わり、エンジン２が始動するものとする。ＣＤモードの選択時（実線）においては、エンジン２が始動すると、蓄電装置１６の放電許容電力がＷｏｕｔ（ＣＤ）に一時的に拡大され、蓄電装置１６の放電電力ＰｂがＷｏｕｔ（ＣＤ）まで増加する。これにより、モータジェネレータ１０の出力が増大することでエンジンパワーＰｅがＰｅ１に抑えられ、エンジン２の回転数ＮｅがＮｅ１に抑えられる。したがって、その後のエンジン２の回転数Ｎｅを、車速の増加に応じて上昇させることができている。

ＣＳモードの選択時（点線）においても、時刻ｔ１においてエンジン２が始動すると、放電許容電力がＷｏｕｔ（ＣＳ）に一時的に拡大され、放電電力ＰｂがＷｏｕｔ（ＣＳ）まで増加する。これにより、エンジンパワーＰｅがＰｅ２に抑えられ、エンジン２の回転数ＮｅがＮｅ２に抑えられる。したがって、ＣＤモード時ほどではないけれども、エンジン２の回転数Ｎｅを、車速の増加に応じて上昇させることができている。

なお、エンジン回転数制御が実行されない場合は（一点鎖線）、エンジン２が始動しても放電電力Ｐｂが一時的に増加されることはなく（蓄電装置１６に対する充電要求パワー（Ｐｃｈｇ）は０とする。）、エンジン始動後にエンジン回転数ＮｅがＮｅ０近くまで直ちに上昇する。したがって、エンジン２の回転数Ｎｅを車速の増加に応じて上昇させることができていない。

なお、放電許容電力Ｗｏｕｔ及び放電電力Ｐｂの拡大は一時的であり、放電電力ＰｂがＷｏｕｔ（ＣＤ）又はＷｏｕｔ（ＣＳ）まで上昇した後は、放電電力Ｐｂを徐々に減少させることによって拡大が解消される。これにより、エンジン回転数Ｎｅは、エンジン２が効率的に作動可能な動作点Ｐ０（図３）に対応する回転数Ｎｅ０まで上昇する。なお、このような挙動は、予め用意されたマップ等を用いて、放電電力Ｐｂを徐減させるようにモータジェネレータ１０のパワーを制御することで実現してもよいし、拡大された放電許容電力Ｗｏｕｔを徐々に非拡大値まで復帰させることで実現してもよい。

以上のように、この実施の形態においては、ＣＤモードの選択中にエンジン回転数制御が実行されるときの蓄電装置１６の放電電力Ｐｂを、ＣＳモードの選択中に回転数制御が実行されるときの放電電力Ｐｂよりも大きくすることにより、ＣＳモードにおいては、エンジン２の燃費悪化及び蓄電装置１６のＳＯＣ低下を抑制しつつ、ＣＤモードにおいて、蓄電装置１６に蓄えられた電力を積極的に消費することでトータルの燃費向上が図られる。したがって、この実施の形態によれば、加速に応じたエンジン回転数の上昇を実現する回転数制御を実行する際の燃費改善を図ることができる。

なお、上記の実施の形態においては、エンジン回転数制御は、ＨＶ走行が選択され、かつ、アクセルペダルの操作に応じた加速中であるときに実行されるものとしたが、アクセルペダルの操作により加速が要求され、走行パワーが大きくなることによりエンジン２が始動する場合に限定して実行されるものとしてもよい。

なお、上記の実施の形態では、エンジン２と２つのモータジェネレータ６，１０とが動力分割装置４によって連結された構成のハイブリッド車両１００（図１）について説明したが、この発明が適用されるハイブリッド車両は、このような構成のものに限定されない。たとえば、エンジン２と１つのモータジェネレータ１０とが、クラッチを介して直列的に連結された構成のハイブリッド車両等に対しても、上記の各実施の形態で説明した制御を適用することが可能である。また、モータジェネレータ６を駆動するためにのみエンジン２を用い、モータジェネレータ１０でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両にも、この発明は適用可能である。

また、上記の実施の形態では、ハイブリッド車両１００は、外部充電可能な所謂プラグインハイブリッド車として説明したが、この発明が適用されるハイブリッド車両は、プラグインハイブリッド車に限定されない。すなわち、車両外部の電源によって蓄電装置１６を充電する充電装置（電力変換器２３及び接続部２４）を備えないハイブリッド車両にも、この発明は適用可能である。

なお、上記において、エンジン２は、この発明における「内燃機関」の一実施例に対応し、モータジェネレータ１０は、この発明における「電動機」の一実施例に対応する。また、ＥＣＵ２６は、この発明における「制御装置」の一実施例に対応し、電力変換器２３及び接続部２４は、この発明における「充電装置」の一実施例を構成する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ エンジン、４ 動力分割装置、６，１０ モータジェネレータ、８ 伝達ギヤ、１２ 駆動軸、１４ 駆動輪、１６ 蓄電装置、１８，２０，２３ 電力変換器、２４ 接続部、２６ ＥＣＵ。

Claims (4)

1. 内燃機関と、
   蓄電装置と、
   前記蓄電装置から電力の供給を受けて車両駆動力を発生する電動機と、
   ＣＤ（Charge Depleting）モード及びＣＳ（Charge Sustaining）モードのいずれか
   を選択し、前記ＣＤモード及び前記ＣＳモードの各々において、走行状況に応じて、前記内燃機関を停止して前記電動機により走行するＥＶ走行と、前記内燃機関を作動させて走行するＨＶ走行とのいずれかを選択して走行するための制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記ＨＶ走行において、アクセルペダルの操作に応じた加速中に、車両の加速に応じた前記内燃機関の回転数上昇を実現する回転数制御を実行し、
   前記回転数制御は、前記回転数制御が実行されない場合に対して、前記蓄電装置の放電電力を拡大して前記電動機の駆動力を増加させるとともに前記内燃機関の出力を抑える制御であり、
   前記ＣＤモードの選択中に前記回転数制御が実行されるときの前記放電電力は、前記ＣＳモードの選択中に前記回転数制御が実行されるときの前記放電電力よりも大きい、ハイブリッド車両。
2. 前記ＣＤモードの選択中に前記回転数制御が実行されるときの前記蓄電装置の放電許容電力は、前記ＣＳモードの選択中に前記回転数制御が実行されるときの前記放電許容電力よりも大きい、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記制御装置は、アクセルペダルの操作に応じた加速中に前記内燃機関の始動が行なわれるときに、前記回転数制御を実行する、請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両。
4. 車両外部の電源から電力の供給を受けて前記蓄電装置を充電するように構成された充電装置をさらに備える、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。

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