JP6505267B1

JP6505267B1 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP6505267B1
Application number: JP2018000511A
Authority: JP
Inventors: 高橋　建彦; 建彦高橋
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-01-05
Filing date: 2018-01-05
Publication date: 2019-04-24
Anticipated expiration: 2038-01-05
Also published as: JP2019119346A

Abstract

【課題】最も効率の良いモータ発電機の動作を発電／駆動／停止の中から選択して、車両の燃費の向上を図る。【解決手段】ＭＧトルク候補値ごとに、ＥＮＧトルク候補値とエンジン回転速度と燃料消費率とに基づいて、エンジンが供給するエンジン供給仕事率を算出する第１の仕事率演算部（２０３〜２０５）と、ＭＧトルク候補値ごとに、ＭＧトルク候補値とＭＧの回転速度とに基づいて、ＭＧの電気仕事率を演算する第２の仕事率演算部（２０６〜２０８）と、エンジン供給仕事率と電気仕事率とを加算して供給仕事率を算出する第３の仕事率演算部（２０９）と、最小となる供給仕事率に対応するＭＧトルク候補値を特定してＭＧへの指令トルクに設定するモータ発電機指令演算部（２１０）とが設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車両の燃費の改善を図るためのハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、内燃機関（以下、エンジンと称する）とモータ発電機（以下、ＭＧと称する）とを併用して、車両の駆動力を得るハイブリッド車両が知られている。

特許文献１は、ハイブリッド車のＭＧの経済的な制御方法を提案している。特許文献１は、ＭＧの発電動作で得られる経済効果を「発電電力コスト」として、ＭＧの駆動動作で得られる経済効果を「駆動電力コスト」として、同一単位系にて算出している。

そして、特許文献１は、単位電力量当たりの「発電電力コスト」と「駆動電力コスト」とを比較し、発電動作と駆動動作のうち、経済効果の大きい方の動作をＭＧに指令する。

特開２００７−１７６２７０号公報

しかしながら、特許文献１では、以下のような課題がある。

特許文献１では、ＭＧが発電しない状態から発電する状態に移行したときのエンジン燃料消費量の増量分を発電電力増量分で除算した値を、「発電電力コスト」として求めている。

また、特許文献１では、ＭＧが駆動しない状態から駆動する状態に移行したときのエンジン燃料消費量の減量分を駆動電力増量分で除算した値を、「駆動電力コスト」として求めている。

この場合、発電電力増量分は正の値として表示され、発電状態に移行したときのエンジン燃料消費量の増量分は正の値として表示される。また、駆動電力増量分は負の値として表示され、駆動する状態に移行したときのエンジン燃料消費量の減量分は負の値として表示される。

そのため、ＭＧで発電を行ってエンジン燃料消費量が増加した場合は、「発電電力コスト」は正の値となる。また、その値が大きい程、発電した単位電力量当たりのエンジン燃料消費量が増加していることを意味する。その結果、「発電電力コスト」は悪化したことになる。

一方、ＭＧで駆動を行ってエンジン燃料消費量が減少した場合は、「駆動電力コスト」は正の値となる。また、その値が大きい程、駆動した単位電力当たりのエンジン燃料消費量が減少していることを意味する。その結果、「駆動電力コスト」が良化したことになる。

このように、「発電電力コスト」は値が大きい程、悪化したことになり、逆に、「駆動電力コスト」は値が大きい程、良化したことになる。従って、「発電電力コスト」と「駆動電力コスト」とは、単位電力量当たりという同一単位系で統一されているにもかかわらず、直接比較して経済効果の大きい方を決定することはできない。

そのため、「発電電力コスト」は、発電電力コスト用のしきい値と比較され、「駆動電力コスト」は、駆動電力コスト用のしきい値と比較される。特許文献１では、こうして得られた双方のしきい値での判定結果を用いて両者の比較を行うことで、経済効果の大きい方の動作を決定している。

従って、特許文献１は、経済効果の大きい方の動作を決定する際に、異なるしきい値による比較結果を用いており、電力コスト同士を直接比較しているわけではない。換言すると、特許文献１は、必ずしも経済効果が最大のＭＧの動作が選択できているとは限らないという課題があった。

さらに、ＭＧが発電も駆動も実施していない停止状態においては、発電電力増量分および駆動電力増量分が共にゼロである。この場合には、「発電電力コスト」および「駆動電力コスト」を算出する際の除算における分母がゼロとなる。そのため、ＭＧが停止状態の場合には、これらの電力コストを算出することができない。従って、たとえ、ＭＧが停止状態の場合の電力コストが最良である場合においても、電力コストが算出できないことに起因して、「ＭＧを停止」という状態を選択することができないという課題があった。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、従来技術よりも車両の燃費向上を実現できるような、モータ発電機の動作選択を行うハイブリッド車両の制御装置を得ることを目的とするものである。

本発明は、動力を発生させるエンジンと、前記エンジンとの間で動力を授受するモータ発電機と、前記モータ発電機に接続され、電力を充放電するバッテリとを備えたハイブリッド車両の制御を行うハイブリッド車両の制御装置であって、前記車両の走行に必要な伝動軸トルクを演算する伝動軸トルク演算部と、前記モータ発電機への指令トルクの候補値であるモータ発電機トルク候補値を複数個設定するとともに、前記伝動軸トルクに基づいて各前記モータ発電機トルク候補値に対応するエンジントルク候補値を演算するモータ発電機指令候補値演算部と、複数個設定された前記モータ発電機トルク候補値のそれぞれについて、前記エンジントルク候補値とエンジン回転速度とエンジン燃料消費率とに基づいて、前記エンジンが供給するエンジン供給仕事率を算出する第１の仕事率演算部と、複数個設定された前記モータ発電機トルク候補値のそれぞれについて、前記モータ発電機トルク候補値と前記モータ発電機の回転速度とに基づいて、前記モータ発電機の電気仕事率を演算する第２の仕事率演算部と、複数個設定された前記モータ発電機トルク候補値のそれぞれに対応して、前記第１の仕事率演算部で演算された前記エンジン供給仕事率と、前記第２の仕事率演算部で演算された前記電気仕事率とを加算して、前記車両の伝動軸に供給される供給仕事率を算出する第３の仕事率演算部と、前記第３の仕事率演算部で演算された複数の供給仕事率のうちの最小の供給仕事率に対応するモータ発電機トルク候補値を、複数個設定された前記モータ発電機トルク候補値の中から特定して、特定した前記モータ発電機トルク候補値を、前記モータ発電機への指令トルクに設定する、モータ発電機指令演算部とを備え、現在の車両状態は、前記伝動軸トルクと、前記エンジン回転速度と、前記モータ発電機の回転速度と、前記エンジン回転速度に基づいて決定されるエンジン最大トルクと、前記エンジン回転速度に基づいて決定されるエンジン最良燃費率トルクと、前記モータ発電機の回転速度に基づいて決定される発電効率最良点トルクと、前記モータ発電機の回転速度に基づいて決定される駆動効率最良点トルクとを含み、前記モータ発電機指令候補値演算部は、前記現在の車両状態に基づいて、前記モータ発電機トルク候補値に対する上限値と下限値とを決定し、前記上限値と前記下限値との間の範囲内で前記モータ発電機トルク候補値を複数個設定するものであって、前記伝動軸トルクと、前記エンジン回転速度と、前記モータ発電機の回転速度とに基づいて、前記モータ発電機トルク候補値に対する前記上限値と前記下限値とを決定し、前記上限値と前記下限値との間の範囲内で前記モータ発電機トルク候補値を複数個設定し、前記伝動軸トルクが前記エンジン最良燃費率トルクより大きい場合に、前記伝動軸トルクと、前記エンジン最良燃費率トルクと、前記駆動効率最良点トルクとに基づいて、前記上限値を決定し、前記伝動軸トルクと、前記エンジン最大トルクと、前記発電効率最良点トルクとに基づいて、前記下限値を決定し、前記伝動軸トルクが前記エンジン最良燃費率トルク以下の場合に、前記エンジン最大トルクと、前記伝動軸トルクと、前記駆動効率最良点トルクとに基づいて、前記上限値を決定し、前記伝動軸トルクと、前記エンジン最良燃費率トルクと、前記発電効率最良点トルクとに基づいて、前記下限値を決定する、ハイブリッド車両の制御装置である。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、モータ発電機への指令トルクの候補値を複数個設定し、各候補値に対してエンジン供給仕事率とモータ発電機の電気仕事率とを算出し、その合計となる車両駆動に必要なトータルの伝動軸供給仕事率が最小となる候補値を選択する構成を備えている。この結果、従来技術よりも車両の燃費向上を実現できるような、モータ発電機の動作選択を行うハイブリッド車両の制御装置を得ることができる。

この発明の実施の形態１におけるハイブリッド車両のシステム構成図である。この発明の実施の形態１におけるハイブリッド車両の制御装置を示すブロック図である。この発明の実施の形態１におけるハイブリッド車両の制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。この発明の実施の形態１におけるハイブリッド車両の制御装置の動作を説明するための図である。この発明の実施の形態１におけるエンジンの特性図である。この発明の実施の形態１におけるＭＧの特性図である。この発明の実施の形態１におけるハイブリッド車両の制御装置の動作を説明するための図である。この発明の実施の形態２におけるハイブリッド車両の制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を用いて、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の実施の形態について説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るハイブリッド車両の制御装置が搭載されるハイブリッド車両のシステム構成を示した構成図である。

図１において、エンジン１０１とＭＧ１０２とは共にプーリ（図示せず）を有している。エンジン１０１とＭＧ１０２とは、それらのプーリを介してベルト１０３を用いて動力を互いに授受している。エンジン１０１とＭＧ１０２とは、エンジン１０１のプーリとＭＧ１０２のプーリとの回転比率（以下、プーリ比と称する）で同期して回転する。

トランスミッション１０４は、有段変速機または無段変速機を備えて構成されている。トランスミッション１０４は、走行状況に応じた変速比で、エンジン１０１からの動力をプロペラシャフト１０７に伝達する。

バッテリ１０５は、ＭＧ１０２に接続されている。バッテリ１０５は、ＭＧ１０２に駆動電力を供給するとともに、ＭＧ１０２の発電電力を充電する。

差動装置１０８は、プロペラシャフト１０７を介して、トランスミッション１０４に接続されている。また、差動装置１０８は、ドライブシャフト１１０を介して、左右のタイヤ１０９に接続されている。差動装置１０８は、プロペラシャフト１０７からの動力を、ドライブシャフト１１０を介して、左右のタイヤ１０９に分配する。

コントローラ１０６は、マイクロプロセッサと周辺回路とを備えて構成されている。マイクロプロセッサは、演算処理を実行するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）と、プログラムおよび固定値データを記憶するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）と、格納するデータを更新して順次書き換えるＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）とを備えて構成されている。

コントローラ１０６は、エンジン１０１に装着されているクランク角センサ（図示せず）、吸入空気量センサ（図示せず）、エンジン１０１以外に装着されているアクセル開度センサ（図示せず）、車速センサ（図示せず）等の各種センサ（図示せず）からの情報に基づいて、スロットルアクチュエータ（図示せず）、点火コイル（図示せず）、インジェクタ（図示せず）などの各種アクチュエータ（図示せず）に対して指令信号を送信して、エンジン１０１の駆動力を制御する。

また、コントローラ１０６は、ＭＧ１０２に指令すべき状態を決定して、ＭＧ１０２を制御する。コントローラ１０６からＭＧ１０２への制御指令は、トルク値からなるトルク指令で伝達される。具体的には、コントローラ１０６は、トルク指令のトルク値が正の場合はＭＧ１０２を駆動させ、トルク指令のトルク値が負の場合はＭＧ１０２を発電させ、トルク指令のトルク値がゼロの場合はＭＧ１０２を停止させる。

また、コントローラ１０６には、ＭＧ１０２からバッテリ１０５に充電される電流値、および、バッテリ１０５から放電される電流値の情報が入力される。バッテリ１０５から放電される電流は、ＭＧ１０２の駆動および他の電気負荷（図示せず）の駆動に使用される。コントローラ１０６は、それらの電流値の推移に基づいて、バッテリ１０５の充電状態（以下、Ｓｏｃ（Ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ）と称する）を演算する。なお、実施の形態１では、充放電を行う蓄電装置としてバッテリ１０５を例に挙げているが、充放電を行うことができる機器であれば、他の蓄電装置を用いるようにしてもよい。

また、コントローラ１０６は、トランスミッション１０４のギヤ段もしくは変速比を決定して、トランスミッション１０４を制御する。

なお、上記の説明においては、１つのコントローラ１０６が、エンジン１０１、ＭＧ１０２、トランスミッション１０４を制御するものとしたが、その場合に限定されない。すなわち、エンジン１０１を制御するエンジンコントローラと、ＭＧ１０２を制御するＭＧコントローラと、トランスミッション１０４を制御するトランスミッションコントローラとをそれぞれ個別に設けるようにしてもよい。その場合には、それらのコントローラが、通信信号で互いに情報伝達を行うようにしてもよい。あるいは、いずれかのコントローラが、各コントローラ間の調停を行う役目を担うようにしてもよい。あるいは、各コントローラを統合制御するための更なる別のコントローラを別体で設けるようにしてもよい。

図２は、実施の形態１に係るハイブリッド車両の制御装置を示すブロック図である。図２の各部は、コントローラ１０６内のＣＰＵで実行されるプログラムの処理機能に対応している。

図２において、伝動軸トルク演算部２０１は、各種センサからの車両情報を読み込む。車両情報とは、エンジン１０１、ＭＧ１０２、および、バッテリ１０５に関する情報である。車両情報については後述する。また、伝動軸トルク演算部２０１は、車両情報のうちのアクセル開度とエンジン回転速度とに基づいて、車両の走行に必要なトルク、すなわち、運転者が要求する伝動軸トルクを演算する。

なお、本実施の形態１では、エンジン１０１とＭＧ１０２との間は、ベルト１０３を介して動力伝達するため、伝動軸はクランク軸となる。あるいは、ＭＧ１０２が、エンジン１０１のクランク軸後端のトランスミッション１０４とエンジン１０１との間に搭載される場合には、エンジン１０１のトルク（以下、ＥＮＧトルクと称する）とＭＧ１０２のトルク（以下、ＭＧトルクと称する）とを合成して動力伝達する軸が、伝動軸となる。

ＭＧ指令候補値演算部２０２は、ＭＧ１０２に対するトルク指令値の候補値を、ＭＧトルク候補値として、複数個設定する。ＭＧ指令候補値演算部２０２は、現在の車両状態に応じて決定される上限と下限の範囲内で、ＭＧトルクの候補値を複数個設定する。実施の形態１では、現在の車両状態として、例えばＳｏｃを用いる場合について説明する。この場合、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、Ｓｏｃに応じて決定される上限と下限の範囲内で、ＭＧトルクの候補値を一定値ずつ減少させた一定間隔で複数個設定する。また、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、各ＭＧトルク候補値に対応するＥＮＧトルクの候補値（以下、ＥＮＧトルク候補値と称する）を、伝動軸トルク演算部２０１が算出した伝動軸トルクに基づいて算出する。ＭＧトルク候補値の設定方法およびＥＮＧトルク候補値の算出方法の詳細については後述する。

エンジン要求仕事率演算部２０３は、ＭＧ指令候補値演算部２０２によって設定されたそれぞれのＭＧトルク候補値ごとに、ＥＮＧトルク候補値およびエンジン回転速度に基づいて、エンジン１０１の要求仕事率を、エンジン要求仕事率（以下、エンジン要求仕事率と称する）として演算する。エンジン要求仕事率とは、エンジン１０１に対して要求する仕事率である。エンジン要求仕事率の演算方法の詳細については後述する。

燃料消費率演算部２０４は、ＭＧ指令候補値演算部２０２によって設定されたそれぞれのＭＧトルク候補値ごとに、ＥＮＧトルク候補値およびエンジン回転速度に基づいて、エンジン１０１が消費するエンジン燃料消費率を演算する。演算方法の詳細については後述する。

エンジン供給仕事率演算部２０５は、ＭＧ指令候補値演算部２０２によって設定されたそれぞれのＭＧトルク候補値ごとに、エンジン要求仕事率演算部２０３が算出したエンジン要求仕事率と、燃料消費率演算部２０４が算出したエンジン燃料消費率とに基づいて、エンジン１０１がエンジン要求仕事率を発生するのに必要となるエンジン供給仕事率を演算する。演算方法の詳細については後述する。

ここで、エンジン要求仕事率演算部２０３、燃料消費率演算部２０４、および、エンジン供給仕事率演算部２０５は、複数個設定されたＭＧトルク候補値のそれぞれについて、ＥＮＧトルク候補値とエンジン回転速度とエンジン燃料消費率とに基づいて、エンジン１０１が供給するエンジン供給仕事率を算出する第１の仕事率演算部を構成している。

ＭＧ機械仕事率演算部２０６は、ＭＧ指令候補値演算部２０２が設定した各ＭＧトルク候補値ごとに、ＭＧ１０２の回転速度およびＭＧトルク候補値の値に基づいて、ＭＧ１０２のＭＧ機械仕事率を演算する。ＭＧ１０２のＭＧ機械仕事率とは、ＭＧ１０２に対して要求する機械仕事率である。ＭＧ１０２のＭＧ機械仕事率の演算方法の詳細については後述する。

ＭＧ効率演算部２０７は、ＭＧ指令候補値演算部２０２が設定した各ＭＧトルク候補値ごとに、ＭＧ１０２の回転速度およびＭＧトルク候補値の値に基づいて、ＭＧ１０２の発電動作または駆動動作の動作効率を示すＭＧ効率を演算する。ＭＧ効率の演算方法の詳細については後述する。

ＭＧ電気仕事率演算部２０８は、ＭＧ指令候補値演算部２０２が設定した各ＭＧトルク候補値ごとに、ＭＧ機械仕事率演算部２０６で算出したＭＧ機械仕事率と、ＭＧ効率演算部２０７で算出したＭＧ効率とに基づいて、ＭＧ１０２がＭＧ機械仕事率を発生するのに必要なＭＧ１０２のＭＧ電気仕事率を演算する。演算方法の詳細については後述する。

ここで、ＭＧ機械仕事率演算部２０６、ＭＧ効率演算部２０７、および、ＭＧ電気仕事率演算部２０８は、複数個設定されたＭＧトルク候補値のそれぞれについて、ＭＧトルク候補値とＭＧ１０２の回転速度とに基づいて、ＭＧ１０２の電気仕事率を演算する第２の仕事率演算部を構成している。

伝動軸供給仕事率演算部２０９は、ＭＧ指令候補値演算部２０２が設定した各ＭＧトルク候補値ごとに、エンジン供給仕事率演算部２０５が算出したエンジン供給仕事率と、ＭＧ電気仕事率演算部２０８が算出したＭＧ電気仕事率とを加算して、それらの合計値である伝動軸供給仕事率を演算する。

ここで、伝動軸供給仕事率演算部２０９は、複数個設定されたＭＧトルク候補値のそれぞれに対応して、第１の仕事率演算部で演算されたエンジン供給仕事率と、第２の仕事率演算部で演算された電気仕事率とを加算して、車両の伝動軸に供給される供給仕事率を算出する第３の仕事率演算部を構成している。

ＭＧ指令演算部２１０は、伝動軸供給仕事率演算部２０９が各ＭＧトルク候補値ごとに算出した伝動軸供給仕事率の中から、最も小さい伝動軸供給仕事率を選択する。また、ＭＧ指令演算部２１０は、選択した伝動軸供給仕事率に対応するＭＧトルク候補値を特定する。そして、ＭＧ指令演算部２１０は、特定した当該ＭＧトルク候補値を、コントローラ１０６からＭＧ１０２へ出力するトルク指令のトルク値に決定する。

図３は、図２に示したコントローラ１０６の各部の動作の流れをフローチャートで示したものである。図３のフローチャートの処理は、予め設定された時刻もしくは予め設定された周期毎に、コントローラ１０６によって実行される。

以下に、図２の各部と図３の各ステップとの対応関係について示す。
図３のステップＳ３０１は、図２の伝動軸トルク演算部２０１が実行する。
図３のステップＳ３０２〜ステップＳ３０５、および、ステップＳ３１３〜ステップＳ３１４は、図２のＭＧ指令候補値演算部２０２が実行する。
図３のステップＳ３０６は、図２のエンジン要求仕事率演算部２０３が実行する。
図３のステップＳ３０７は、図２の燃料消費率演算部２０４が実行する。
図３のステップＳ３０８は、図２のエンジン供給仕事率演算部２０５が実行する。
図３のステップＳ３０９は、図２のＭＧ機械仕事率演算部２０６が実行する。
図３のステップＳ３１０は、図２のＭＧ効率演算部２０７が実行する。
図３のステップＳ３１１は、図２のＭＧ電気仕事率演算部２０８が実行する。
図３のステップＳ３１２は、図２の伝動軸供給仕事率演算部２０９が実行する。
図３のステップＳ３１５は、図２のＭＧ指令演算部２１０が実行する。

図３において、まず、ステップＳ３０１で、伝動軸トルク演算部２０１が車両情報を読み込む。車両情報とは、上述したように、エンジン１０１、ＭＧ１０２、および、バッテリ１０５等に関する情報である。具体的には、エンジン１０１に関する情報は、エンジン回転速度である。ＭＧ１０２に関する情報は、ＭＧ回転速度である。バッテリ１０５に関する情報は、Ｓｏｃである。Ｓｏｃは、満充電時のバッテリ容量に対する、現時点の充電量の比率［％］である。従って、Ｓｏｃの値が大きい程、バッテリ１０５の充電量が満たされていることを示す。エンジン１０１以外に関する情報として、アクセル開度がある。

さらに、ステップＳ３０１では、伝動軸トルク演算部２０１が、アクセル開度とエンジン回転速度とに基づいて、車両の走行に必要なトルク、すなわち、運転者が要求する伝動軸トルクを演算する。

当該伝動軸トルクは、運転者が要求する車速及び加速度で、車両を走行させるのに必要な伝動軸のトルクである。伝動軸については、上述したように、例えば、クランク軸である。伝動軸トルク演算部２０１は、例えば、伝動軸トルク演算マップ（図示せず）を用いて、伝動軸トルクを演算する。伝動軸トルク演算マップには、アクセル開度の値およびエンジン回転速度の値ごとに、伝動軸トルクの値が予め記憶されている。伝動軸トルク演算マップは、予めＲＯＭに格納されている。伝動軸トルク演算部２０１は、アクセル開度とエンジン回転速度とに基づいて、伝動軸トルク演算マップから、対応する伝動軸トルクの値を取得する。なお、当該伝動軸トルクは、後述のステップＳ３０５で用いられる。

ステップＳ３０２では、ＭＧ指令候補値演算部２０２が、ＭＧトルク候補値を設定する際のＭＧトルク範囲の上限値である駆動上限トルクを下式（１）で演算する。

Ｔｍｇ_ｕｐ＝Ｔｍｇ_ａｓｓｉｕｐ［Ｓｏｃ］（１）

ここで、Ｔｍｇ_ｕｐ：駆動上限トルク［Ｎｍ］、
Ｔｍｇ_ａｓｓｉｕｐ：駆動上限トルク［Ｎｍ］、
Ｓｏｃ：バッテリ充電状態［％］
である。

上式（１）の駆動上限トルクの演算方法としては、例えば、図４に示すＭＧトルク候補設定マップを用いて求める。図４において、実線４０は、駆動上限トルクの値の一例を示す。また、図４において、横軸はＳｏｃを示し、縦軸はＭＧトルクを示す。ＭＧトルク候補設定マップには、図４の実線４０で示されるように、Ｓｏｃの値ごとに駆動上限トルクの値が予め定められて記憶されている。ＭＧ指令候補値演算部２０２は、図４のＭＧトルク候補設定マップを予めＲＯＭに記憶しておき、Ｓｏｃの値に応じて、ＭＧトルク候補設定マップから駆動上限トルクの値を求める。

ステップＳ３０３では、ＭＧ指令候補値演算部２０２が、ＭＧトルク候補値を設定する際のＭＧトルク範囲の下限値である発電下限トルクを下式（２）で演算する。

Ｔｍｇ_ｌｏ＝Ｔｍｇ_ｇｅｎｌｏ［Ｓｏｃ］（２）

ここで、Ｔｍｇ_ｌｏ：発電下限トルク［Ｎｍ］、
Ｔｍｇ_ｇｅｎｌｏ：発電下限トルク［Ｎｍ］、
Ｓｏｃ：バッテリ充電状態［％］
である。

上式（２）の発電下限トルクの演算方法としては、例えば、図４に示すＭＧトルク候補設定マップを用いて求める。図４において、破線４１は、発電下限トルクの値の一例を示す。ＭＧトルク候補設定マップには、図４の破線４１で示されるように、Ｓｏｃの値ごとに、発電下限トルクの値が予め定められて記憶されている。ＭＧ指令候補値演算部２０２は、予めＲＯＭに記憶された当該ＭＧトルク候補設定マップから、Ｓｏｃの値に応じて、発電下限トルクの値を求める。

このように、図４のＭＧトルク候補設定マップにおいて、駆動上限トルクの値と発電下限トルクの値とは、共に、Ｓｏｃの値に応じて設定されている。当該設定は、Ｓｏｃが小さい、すなわち、バッテリ１０５の充電状態が不十分のときには、ＭＧ１０２を発電させてＳｏｃを回復させることを優先する設定である。一方、Ｓｏｃが大きい、すなわち、バッテリ１０５の充電状態に余裕があるときには、ＭＧ１０２を積極的に駆動させてエンジン１０１をＭＧ１０２でアシストして燃料消費量を低減させることを優先する設定である。

ＭＧ指令候補値演算部２０２は、Ｓｏｃの値ごとに、発電下限トルク以上、且つ、駆動上限トルク以下の範囲内で、ＭＧトルク候補値を複数個設定する。ＭＧ指令候補値演算部２０２は、駆動上限トルクの値をＭＧトルク候補値の最大値に設定する。次に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、２番目に大きいＭＧトルク候補値として、当該最大値から一定値を減算した値を求める。このようにして、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、一定値ずつ減少させていった値を、ＭＧトルク候補値として順次設定する。ただし、ＭＧトルク候補値の最小値は、発電下限トルク以上となるように設定する。ここでは、当該一定値を、予め設定した固定値とする。また、当該一定値を、図３のステップＳ３１３に示すように、以下では、「ＭＧトルク減算値」と呼ぶこととする。ＭＧトルク減算値は、予めＲＯＭに記憶されている。

ステップＳ３０４で、ＭＧ指令候補値演算部２０２が、下式（３）に示すように、ＭＧトルク候補値（Ｔｍｇ_ｃ）の初期値として、ＭＧトルク候補値（Ｔｍｇ_ｃ）に、ＭＧトルク候補値の最大値である駆動上限トルク（Ｔｍｇ_ｕｐ）を設定する。

Ｔｍｇ_ｃ＝Ｔｍｇ_ｕｐ（３）

ここで、Ｔｍｇ_ｃ：ＭＧトルク候補値［Ｎｍ］、
Ｔｍｇ_ｕｐ：駆動上限トルク［Ｎｍ］
である。

ステップＳ３０５では、ＭＧ指令候補値演算部２０２が、ステップＳ３０４で設定したＭＧトルク候補値（Ｔｍｇ_ｃ）に対応するＥＮＧトルク候補値（Ｔｅｎｇ_ｃ）を、ステップＳ３０１で求めた伝動軸トルク（Ｔｃｒａｎｋ）に基づいて、下式（４）で演算する。すなわち、ＥＮＧトルク候補値（Ｔｅｎｇ_ｃ）は、伝動軸トルク（Ｔｃｒａｎｋ）からＭＧトルク候補値（Ｔｍｇ_ｃ）を減算した値である。

Ｔｅｎｇ_ｃ＝Ｔｃｒａｎｋ［ＡＰＳ，Ｎｅｎｇ］−Ｔｍｇ_ｃ（４）

ここで、Ｔｅｎｇ_ｃ：ＥＮＧトルク候補値［Ｎｍ］、
Ｔｃｒａｎｋ：伝動軸トルク［Ｎｍ］、
Ｔｍｇ_ｃ：ＭＧトルク候補値［Ｎｍ］、
ＡＰＳ：アクセル開度［％］、
Ｎｅｎｇ：エンジン回転速度［ｒ／ｍｉｎ］
である。

ステップＳ３０６では、エンジン要求仕事率演算部２０３が、ステップＳ３０１で読み込まれたエンジン回転速度と、ステップＳ３０５で演算されたＥＮＧトルク候補値とに基づいて、エンジン要求仕事率（Ｐｅｎｇ_ｄ）を下式（５）で演算する。

Ｐｅｎｇ_ｄ［Ｔｍｇ_ｃ］＝Ｎｅｎｇ×２π／６０×Ｔｅｎｇ_ｃ／１０００（５）

ここで、Ｐｅｎｇ_ｄ：エンジン要求仕事率［ｋＷ］、
Ｔｍｇ_ｃ：ＭＧトルク候補値［Ｎｍ］、
Ｎｅｎｇ：エンジン回転速度［ｒ／ｍｉｎ］、
Ｔｅｎｇ_ｃ：ＥＮＧトルク候補値［Ｎｍ］
である。

ステップＳ３０６で演算されたエンジン要求仕事率（Ｐｅｎｇ_ｄ）は、配列定義され、ＭＧトルク候補値（Ｔｍｇ_ｃ）を添え字として、ＭＧトルク候補値に見合う配列位置に演算結果が格納される。

ステップＳ３０７では、燃料消費率演算部２０４が、エンジン回転速度の値およびＥＮＧトルク候補値に基づいて、エンジン燃料消費率（Ｆｅｎｇ）を、下式（６）で演算する。

Ｆｅｎｇ［Ｔｍｇ_ｃ］＝ＦＥｍａｐ［Ｎｅｎｇ，Ｔｅｎｇ_ｃ］（６）

ここで、Ｆｅｎｇ：エンジン燃料消費率［ｇ／ｋＷ・ｈ］、
ＦＥｍａｐ：燃料消費率［ｇ／ｋＷ・ｈ］、
Ｎｅｎｇ：エンジン回転速度［ｒ／ｍｉｎ］、
Ｔｅｎｇ_ｃ：ＥＮＧトルク候補値［Ｎｍ］
である。

上式（６）のエンジン燃料消費率の演算方法としては、例えば、図５に示す燃料消費率マップを用いて求める。図５において、横軸はエンジン回転速度、縦軸はＥＮＧトルク候補値を示す。また、図５において、実線５０はエンジン燃料消費率の値を示す。燃料消費率マップは、エンジン回転速度の値およびＥＮＧトルク候補値ごとに、エンジン燃料消費率の値を予め記憶している。燃料消費率マップは、ＲＯＭに予め格納されている。燃料消費率マップにおけるエンジン燃料消費率の値をグラフ化すると、図５の実線５０で示されるように、等高線によって表される。

図５の見方については、図６と共に後述するため、ここでは、簡単に説明する。図５において、太破線５１は最良燃費率トルクを示し、点線５２は等仕事率線を示す。また、符号（１）〜（６）は、エンジン回転速度が或る値の時のエンジン燃料消費率の各ポイントを示す。ポイント（１）は、ＭＧ１０２が発電状態の場合を示し、ポイント（２）は、ＭＧ１０２が停止状態の場合を示し、ポイント（３）〜（６）は、ＭＧ１０２が駆動状態の場合を示す。ポイント（１）〜（６）で示されるように、同じエンジン回転速度においては、ＭＧ１０２が負担する駆動トルクが大きい程、ＥＮＧトルクが減少することがわかる。

このように、燃料消費率演算部２０４は、エンジン回転速度の値およびＥＮＧトルク候補値に対応するエンジン燃料消費率の値を、図５の燃料消費率マップから取得する。

こうしてステップＳ３０７で演算されたエンジン燃料消費率（Ｆｅｎｇ）は、配列定義され、ＭＧトルク候補値（Ｔｍｇ_ｃ）を添え字として、ＭＧトルク候補値に見合う配列位置に演算結果が格納される。

ステップＳ３０８では、エンジン供給仕事率演算部２０５が、ステップＳ３０６で演算されたエンジン要求仕事率Ｐｅｎｇ_ｄと、ステップＳ３０７で演算されたエンジン燃料消費率Ｆｅｎｇと、ガソリンの低位発熱量とに基づいて、エンジン供給仕事率（Ｐｅｎｇ_ｓ）を下式（７）で演算する。

Ｐｅｎｇ_ｓ［Ｔｍｇ_ｃ］＝Ｐｅｎｇ_ｄ［Ｔｍｇ_ｃ］×Ｆｅｎｇ［Ｔｍｇ_ｃ］
×Ｃｆｕｅｌ／３６００（７）

ここで、Ｐｅｎｇ_ｓ：エンジン供給仕事率［ｋＷ］、
Ｐｅｎｇ_ｄ：エンジン要求仕事率［ｋＷ］、
Ｆｅｎｇ：エンジン燃料消費率［ｇ／ｋＷ・ｈ］、
Ｃｆｕｅｌ：ガソリンの低位発熱量［ｋＪ／ｇ］、
Ｔｍｇ_ｃ：ＭＧトルク候補値［Ｎｍ］
である。

なお、ガソリンの低位発熱量は、一般的に、４４［ｋＪ／ｇ］と言われており、本実施の形態１では、その値を予めＲＯＭに記憶しておくこととする。

ステップＳ３０８で演算されたエンジン供給仕事率（Ｐｅｎｇ_ｓ）は、配列定義され、ＭＧトルク候補値（Ｔｍｇ_ｃ）を添え字として、ＭＧトルク候補値に見合う配列位置に演算結果が格納される。

ステップＳ３０９では、ＭＧ機械仕事率演算部２０６が、ＭＧ回転速度と、ＭＧトルク候補値とに基づいて、ＭＧ機械仕事率（Ｐｍｇ_ｍ）を下式（８）で演算する。

Ｐｍｇ_ｍ［Ｔｍｇ_ｃ］＝Ｎｍｇ×２π／６０×Ｔｍｇ_ｃ／１０００（８）

ここで、Ｐｍｇ_ｍ：ＭＧ機械仕事率［ｋＷ］、
Ｎｍｇ：ＭＧ回転速度［ｒ／ｍｉｎ］
Ｔｍｇ_ｃ：ＭＧトルク候補値［Ｎｍ］
である。

ＭＧ機械仕事率（Ｐｍｇ_ｍ）は、配列定義されており、ＭＧトルク候補値（Ｔｍｇ_ｃ）を添え字として、ＭＧトルク候補値に見合う配列位置に演算結果が格納される。

ステップＳ３１０では、ＭＧ効率演算部２０７が、ＭＧ回転速度の値とＭＧトルク候補値とに基づいて、ＭＧ効率を下式（９）で演算する。

ＥＦＦｍｇ［Ｔｍｇ_ｃ］＝ＥＦＦｍａｐ［Ｎｍｇ，Ｔｍｇ_ｃ］（９）

ここで、ＥＦＦｍｇ：ＭＧ効率、
ＥＦＦｍａｐ：ＭＧ効率、
Ｎｍｇ：ＭＧ回転速度［ｒ／ｍｉｎ］、
Ｔｍｇ_ｃ：ＭＧトルク候補値［Ｎｍ］
である。

上式（９）のＭＧ効率の演算方法としては、例えば、図６に示すＭＧ効率マップを用いて求める。図６において、横軸はＭＧ回転速度、縦軸はＭＧトルク候補値を示す。また、図６において、実線６０はＭＧ効率の値を示す。図６に示すように、ＭＧ効率マップは、ＭＧ回転速度の値とＭＧトルク候補値とに対応するＭＧ効率の値を予め記憶している。ＭＧ効率マップは、ＲＯＭに予め格納されている。ＭＧ効率マップにおけるＭＧ効率の値をグラフ化すると、図６の実線６０で示されるように、等高線によって表される。

図６の見方については、図５と共に後述するため、ここでは、簡単に説明する。図６において、太一点鎖線６１は駆動効率最良点トルクを示し、太二点鎖線６２は発電効率最良点トルクを示す。また、符号（１）〜（６）は、ＭＧ回転速度が或る値の時のＭＧ効率の各ポイントを示す。ポイント（１）は、ＭＧ１０２が発電状態の場合を示し、ポイント（２）は、ＭＧ１０２が停止状態の場合を示し、ポイント（３）〜（６）は、ＭＧ１０２が駆動状態の場合を示す。図６のポイント（１）〜（６）は、図５のポイント（１）〜（６）にそれぞれ対応している。

こうしてステップＳ３１０で演算されるＭＧ効率（ＥＦＦｍｇ）は、配列定義されており、ＭＧトルク候補値（Ｔｍｇ_ｃ）を添え字として、ＭＧトルク候補値に見合う配列位置に演算結果が格納される。

ステップＳ３１１では、ＭＧ電気仕事率演算部２０８が、ステップＳ３０９で演算されたＭＧ機械仕事率（Ｐｍｇ_ｍ）と、ステップＳ３１０で演算されたＭＧ効率（ＥＦＦｍｇ）とに基づいて、ＭＧ電気仕事率（Ｐｍｇ_ｅ）を、下式（１０Ａ）または（１０Ｂ）で演算する。

ＭＧ１０２を駆動または停止させる（Ｔｍｇ_ｃ≧０）場合、下式（１０Ａ）で演算する。

Ｐｍｇ_ｅ［Ｔｍｇ_ｃ］＝Ｐｍｇ_ｍ［Ｔｍｇ_ｃ］／ＥＦＦｍｇ［Ｔｍｇ_ｃ］
（１０Ａ）

一方、ＭＧ１０２で発電する（Ｔｍｇ_ｃ＜０）場合、下式（１０Ｂ）で演算する。

Ｐｍｇ_ｅ［Ｔｍｇ_ｃ］＝Ｐｍｇ_ｍ［Ｔｍｇ_ｃ］×ＥＦＦｍｇ［Ｔｍｇ_ｃ］
（１０Ｂ）

ここで、Ｐｍｇ_ｅ：ＭＧ電気仕事率［ｋＷ］、
Ｐｍｇ_ｍ：ＭＧ機械仕事率［ｋＷ］、
ＥＦＦｍｇ：ＭＧ効率、
Ｔｍｇ_ｃ：ＭＧトルク候補値［Ｎｍ］
である。

上式（１０Ａ）と上式（１０Ｂ）との差異について説明する。

ＭＧ効率は、ＭＧ駆動時は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換して駆動するときの動作効率であるため、ＭＧ電気仕事率演算部２０８は、上式（１０Ａ）に示すように、ＭＧ機械仕事率をＭＧ効率で除算することで、ＭＧ機械仕事率をＭＧ電気仕事率に変換する。なお、ＭＧ停止時についても、ＭＧ駆動時と同様に、ＭＧ電気仕事率演算部２０８は、上式（１０Ａ）を用いてＭＧ電気仕事率を演算する。ＭＧ効率は０の値をとらないため、ＭＧ停止時についても、ＭＧ電気仕事率を演算することができる。

一方、ＭＧ発電時は、ＭＧ効率は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換して発電するときの動作効率であるため、ＭＧ電気仕事率演算部２０８は、上式（１０Ｂ）に示すように、ＭＧ機械仕事率にＭＧ効率を乗算することで、ＭＧ機械仕事率をＭＧ電気仕事率に変換する。

ステップＳ３１１では、ＭＧ電気仕事率演算部２０８が、このように、ＭＧトルク候補値が同一値の配列位置におけるＭＧ機械仕事率とＭＧ効率とを用いて、上式（１０Ａ）または上式（１０Ｂ）により、ＭＧ電気仕事率を演算する。

ステップＳ３１１で演算されるＭＧ電気仕事率（Ｐｍｇ_ｅ）は、配列定義されており、ＭＧトルク候補値（Ｔｍｇ_ｃ）を添え字として、ＭＧトルク候補値に見合う配列位置に演算結果が格納される。

ステップＳ３１２では、伝動軸供給仕事率演算部２０９が、ステップＳ３０８で演算したエンジン供給仕事率（Ｐｅｎｇ_ｓ）と、ステップＳ３１１で演算したＭＧ電気仕事率（Ｐｍｇ_ｅ）とを加算して、伝動軸供給仕事率を下式（１１）で演算する。

Ｐｃｒａｎｋ_ｓ［Ｔｍｇ_ｃ］＝Ｐｅｎｇ_ｓ［Ｔｍｇ_ｃ］＋Ｐｍｇ_ｅ［Ｔｍｇ_ｃ］
（１１）

ここで、Ｐｃｒａｎｋ_ｓ：伝動軸供給仕事率［ｋＷ］、
Ｐｅｎｇ_ｓ：エンジン供給仕事率［ｋＷ］、
Ｐｍｇ_ｅ：ＭＧ電気仕事率［ｋＷ］、
Ｔｍｇ_ｃ：ＭＧトルク候補値［Ｎｍ］
である。

伝動軸供給仕事率は、エンジン１０１が供給するエンジン供給仕事率とＭＧ１０２が供給するＭＧ電気仕事率とのトータルの仕事率である。

ステップＳ３１２で演算される伝動軸供給仕事率（Ｐｃｒａｎｋ_ｓ）は、配列定義されており、ＭＧトルク候補値（Ｔｍｇ_ｃ）を添え字として、ＭＧトルク候補値に見合う配列位置に演算結果が格納される。

ステップＳ３１３では、ＭＧ指令候補値演算部２０２が、下式（１２）に示すように、ＭＧトルク候補値を更新する。すなわち、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、現在のＭＧトルク候補値から、予め設定されたＭＧトルク減算値を減算して得られた値を、新たなＭＧトルク候補値とする。

Ｔｍｇ_ｃ＝Ｔｍｇ_ｃ−Ｔｍｇ_ｓｕｂ（１２）

ここで、Ｔｍｇ_ｃ：ＭＧトルク候補値［Ｎｍ］、
Ｔｍｇ_ｓｕｂ：ＭＧトルク減算値［Ｎｍ］
である。

なお、ＭＧトルク減算値は、上述したように、伝動軸供給仕事率を複数個演算するためのＭＧトルク候補値およびＥＮＧトルク候補値を変更する刻みであり、予めＲＯＭに記憶されている。

ステップＳ３１４では、ＭＧ指令候補値演算部２０２が、更新後の新たなＭＧトルク候補値（Ｔｍｇ_ｃ）が、発電下限トルク（Ｔｍｇ_ｌｏ）以上であるかを判定し、ＭＧトルク候補値が発電下限トルク以上である場合は、ステップＳ３０５に戻り、ステップＳ３０５からステップＳ３１３までの演算を行う。このようにして、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、ＭＧトルク候補値が発電下限トルク未満になるまで、ＭＧトルク候補値を繰り返し更新して、ステップＳ３０５からステップＳ３１３までの演算を行う。これにより、駆動上限トルクから発電下限トルクまでの範囲で、ＭＧトルク減算値ごとの刻みで、各ＭＧトルク候補値ごとに、伝動軸供給仕事率を演算することができる。

なお、ステップＳ３１４で、ＭＧトルク候補値が発電下限トルク未満の場合は、ステップＳ３１５に進む。

ステップＳ３１５では、ＭＧ指令演算部２１０が、ＭＧトルクを決定する。具体的には、ＭＧ指令演算部２１０は、駆動上限トルクから発電下限トルクまでの間の各ＭＧトルク候補値ごとに求めた伝動軸供給仕事率の中から、最も小さい値の伝動軸供給仕事率を求める。そして、ＭＧ指令演算部２１０は、当該伝動軸供給仕事率に対応するＭＧトルク候補値を特定し、当該ＭＧトルク候補値を、ＭＧ１０２を制御するための制御指令としてのＭＧトルクに設定する。

また、ＭＧトルクが決定すると、必然的にＥＮＧトルクも決定するため、決定したＥＮＧトルクになるように、ＭＧ指令演算部２１０は、スロットルアクチュエータを介して、スロットル開度を制御して、吸入空気量を調整する。

図３のフローチャートの演算過程と結果とを、図５、図６、及び、図７を用いて説明する。

図５は、上述したように、燃料消費率マップの一例を示しており、エンジンの燃料消費率の特性を示している。図６は、上述したように、ＭＧ効率マップであり、ＭＧ１０２の発電効率および駆動効率の特性を示している。

ＭＧ１０２を停止している状態では、上述したように、ＭＧトルクは図６の（２）のトルク（ＭＧトルク＝０）となる。ＭＧ１０２が停止した状態では、ＥＮＧトルクは伝動軸トルクと同一値であり、図５の（２）のトルクが伝動軸トルクでありＥＮＧトルクである。

ＭＧ１０２が発電している状態の場合は、ＭＧトルクは図６の（１）のトルクとなる。ＥＮＧトルクは、伝動軸トルクからＭＧトルクを減算した値となり、図５の（１）のトルクとなる。なお、図６において、ＭＧトルクは、発電時はマイナス、駆動時はプラス表記としている。

ＭＧ１０２が駆動している状態の場合は、ＭＧトルクは図６の（３）〜（６）のトルクとなる。ＥＮＧトルクは伝動軸トルクからＭＧトルクを減算した値となるので、ＭＧトルクが図６の（３）〜（６）の場合は、ＥＮＧトルクは、それぞれ、図５の（３）〜（６）となる。図５と図６とは、それぞれ同じＭＧトルクおよびＥＮＧトルクの場合を示し、図５の（１）〜（６）は、それぞれ、図６の（１）〜（６）に対応している。

なお、ＭＧ１０２が負担する駆動トルクが大きい程、図５に示すように、（３）から（４）、（４）から（５）、（５）から（６）へとＥＮＧトルクは減少し、一方、ＭＧトルクは、図６に示すように、（３）から（４）、（４）から（５）、（５）から（６）へと増加する。

図７は、図５の燃料消費率のポイント（１）〜（６）のＥＮＧトルク候補値と、図６のＭＧ効率のポイント（１）〜（６）のＭＧトルク候補値とを用いて演算した伝動軸供給仕事率である。図７の（１）〜（６）は、それぞれ、図５の（１）〜（６）および図６の（１）〜（６）に対応している。

図７では、ポイント（５）におけるＥＮＧトルク候補値とＭＧトルク候補値との分担で運転する場合が最も伝動軸供給仕事率が小さい。すなわち、ポイント（５）の伝動軸トルクを得るための供給エネルギーが最小であることを意味している。従って、ポイント（５）の場合が、最も効率が良いＥＮＧトルクとＭＧトルクとの配分となる。そのため、コントローラ１０６は、ポイント（５）のＭＧトルクでＭＧ１０２を駆動する。

なお、図７において、ポイント（１）はＭＧトルクが発電下限トルクの場合を示し、ポイント（６）はＭＧトルクが駆動上限トルクの場合を示している。また、ポイント（１）と（２）、ポイント（２）と（３）、ポイント（３）と（４）、ポイント（４）と（５）、ポイント（５）と（６）の刻みが、ＭＧトルク減算値である。

実施の形態１では、図１に示すハイブリッド車両の構成として、エンジン１０１とＭＧ１０２とがプーリを介してベルト１０３で回転速度およびトルクを伝達しているため、プーリの回転比率分、エンジン１０１とＭＧ１０２の回転速度及びトルクは異なる。しかしながら、実施の形態１では、予めＭＧ１０２の回転速度およびトルクは、エンジン１０１のクランク軸相当の回転速度およびトルクに変換しており、図６のＭＧ特性図の回転速度およびトルクはクランク軸相当の値に変換してある。

以上のように、本発明の実施の形態１によれば、ＭＧ１０２への指令となるＭＧトルクの候補値は、図４に示す、発電下限トルク以上、駆動上限トルク以下の範囲内で、複数個設定される。そして、ＭＧトルク候補値ごとに、エンジン１０１の仕事率とＭＧ１０２の仕事率とが算出される。また、それらの仕事率の合計となるトータル仕事率としての伝動軸供給仕事率が求められ、それが最小となるＭＧトルク候補値が特定される。特定したＭＧトルク候補値をＭＧ１０２への指令値として、ＭＧ１０２が駆動または発電または停止される。これにより、最も効率よくエンジン１０１とＭＧ１０２とを運転できるため、車両の燃費を向上させることが可能となる。

さらに、本発明の実施の形態１によれば、バッテリ１０５の充電状態を示すＳｏｃに応じて、ＭＧトルク候補値の設定範囲を変更するようにした。これにより、バッテリ１０５の充電状態が十分である場合には、バッテリ１０５の電力を使用してＭＧ１０２を駆動することで、エンジン１０１の燃料消費量が低減される。一方、バッテリ１０５の充電状態が不十分である場合には、ＭＧ１０２をエンジン１０１の動力により発電させることにより、バッテリ１０５を充電させる。その結果、バッテリ１０５の充放電収支バランスを確保し、且つ、車両の燃費を向上させることが可能となる。

実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係るハイブリッド車両の制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。

上記の実施の形態１では、図３のフローチャートに従って、ＭＧ１０２の効率が最良となるＭＧトルクを決定したが、本実施の形態２では、図８のフローチャートに従って決定する。

すなわち、上記の実施の形態１においては、図３に示すように、ＭＧ指令候補値演算部２０２が、現在の車両状態としてＳｏｃを用いて、Ｓｏｃに基づいて、ＭＧトルク候補値の上限と下限を決定していたが、本実施の形態２では、現在の車両状態として、伝動軸トルクと、エンジン回転速度と、モータ発電機の回転速度とを用いる。従って、本実施の形態２では、ＭＧ指令候補値演算部２０２が、伝動軸トルクと、エンジン回転速度と、モータ発電機の回転速度とに基づいて、モータ発電機トルク候補値に対する上限値と下限値とを決定し、上限値と下限値との間の範囲内でＭＧ候補値を複数個設定する。

さらに具体的に言えば、本実施の形態２では、現在の車両状態として、図８に示すように、例えば、伝動軸トルクと、エンジン回転速度に基づいて決定されるエンジン最大トルクと、エンジン回転速度に基づいて決定されるエンジン最良燃費率トルクと、モータ発電機の回転速度に基づいて決定される発電効率最良点トルクと、モータ発電機の回転速度に基づいて決定される駆動効率最良点トルクとを用いる。

なお、本実施の形態２において、ハイブリッド車両のシステム構成については、上記の図１と基本的に同じであり、コントローラ１０６の構成については、上記の図２と同じである。従って、各構成については、図１および図２を参照することとして、ここでは、その説明を省略する。

以下、図８のフローチャートを用いて、本実施の形態２について説明する。

図８においては、図３のステップＳ３０２〜ステップＳ３０３の代わりに、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０５が設けられている。また、図８においては、図３のステップＳ３１４とステップＳ３１５との間に、ステップＳ４０６〜ステップＳ４０７が追加されている。これらの点のみが、図３と図８とで異なる点である。従って、図３と同一の処理については、同一符号を付して示し、ここでは、その説明を省略する。

なお、本実施の形態２においては、ステップＳ４０１〜ステップＳ４０５、および、ステップＳ４０６〜ステップＳ４０７の処理は、図２のＭＧ指令候補値演算部２０２が実行する。

図８において、ステップＳ４０１では、ＭＧ指令候補値演算部２０２が、現在の伝動軸トルクが、予め設定された最良燃費率トルクよりも大きいか否かを判定する。

最良燃費率トルクは、図５の太破線５１で示すように、各エンジン回転速度における最良燃費率となるトルクである。最良燃費率トルクは、各エンジン回転速度における最良燃費率のトルクとして、予めＲＯＭにマップ値として記憶されている。

そのため、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、ステップＳ４０１で、エンジン回転速度に基づいて燃料消費率マップから最良燃費率トルクを抽出し、ステップＳ３０１で求めた伝動軸トルクと最良燃費率トルクとを比較する。比較の結果、伝動軸トルクが最良燃費率トルクよりも大きい場合は、ステップＳ４０２に進む。

ステップＳ４０２では、駆動上限トルクを、下式（１３）で求める。

Ｔｍｇ_ｕｐ
＝ｍａｘ（Ｔｃｒａｎｋ［ＡＰＳ，Ｎｅｎｇ］−Ｔｅｎｇ_ｆｅ［Ｎｅｎｇ］，
Ｔｍｇ_ａｓｓｉｅｆ［Ｎｍｇ］）＋α （１３）

ここで、Ｔｍｇ_ｕｐ：駆動上限トルク［Ｎｍ］、
Ｔｃｒａｎｋ：伝動軸トルク［Ｎｍ］、
Ｔｅｎｇ_ｆｅ：最良燃費率トルク［Ｎｍ］、
Ｔｍｇ_ａｓｓｉｅｆ：駆動効率最良点トルク［Ｎｍ］、
ＡＰＳ：アクセル開度［％］、
Ｎｅｎｇ：エンジン回転速度［ｒ／ｍｉｎ］、
Ｎｍｇ：ＭＧ回転速度［ｒ／ｍｉｎ］、
α：予め設定された一定値［Ｎｍ］
である。

なお、ここで、ｍａｘ（ａ，ｂ）は、ａまたはｂのいずれか大きい方の値を示す。

上式（１３）の演算を行う前に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、現在のＭＧ回転速度に対応する駆動効率最良点トルクを抽出する。

駆動効率最良点トルクは、図６の太一点鎖線６１で示すように、各ＭＧ回転速度における最良駆動効率となるトルクである。駆動効率最良点トルクは、各ＭＧ回転速度における駆動効率最良のトルクとして、予めＲＯＭにマップ値として記憶されている。

次に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、上式（１３）の演算を行う。ＭＧ指令候補値演算部２０２は、上式（１３）に示されるように、ステップＳ３０１で求めた伝動軸トルクからステップＳ４０１で抽出した最良燃費率トルクを減算した差分と、図６の太一点鎖線で示す駆動効率最良点トルクとを比較して大きい方の値に、予め設定された一定値αを加算した値を、駆動上限トルクに設定する。一定値αは、伝動軸供給仕事率が最小となるトルクがもれなく抽出できるように予め定めた設定値である。

次に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、ステップＳ４０３で、発電下限トルクを下式（１４）で求める。

Ｔｍｇ_ｌｏ
＝ｍｉｎ（Ｔｃｒａｎｋ［ＡＰＳ，Ｎｅｎｇ］−Ｔｅｎｇ_ｍａｘ［Ｎｅｎｇ］，
Ｔｍｇ_ｇｅｎｅｆ［Ｎｍｇ］）−α （１４）

ここで、Ｔｍｇ_ｌｏ：発電下限トルク［Ｎｍ］、
Ｔｃｒａｎｋ：伝動軸トルク［Ｎｍ］、
Ｔｅｎｇ_ｍａｘ：エンジン最大トルク［Ｎｍ］、
Ｔｍｇ_ｇｅｎｅｆ：発電効率最良点トルク［Ｎｍ］、
ＡＰＳ：アクセル開度［％］、
Ｎｅｎｇ：エンジン回転速度［ｒ／ｍｉｎ］、
Ｎｍｇ：ＭＧ回転速度［ｒ／ｍｉｎ］、
α：予め設定された一定値［Ｎｍ］
である。

なお、ここで、ｍｉｎ（ａ，ｂ）は、ａまたはｂのいずれか小さい方の値を示す。

上式（１４）の演算を行う前に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、現在のＭＧ回転速度に対応する発電効率最良点トルクを抽出する。

発電効率最良点トルクは、図６の太二点鎖線６２で示すように、各ＭＧ回転速度における最良発電効率となるトルクである。発電効率最良点トルクは、各ＭＧ回転速度における発電効率最良のトルクとして、予めＲＯＭにマップ値として記憶されている。

また、本実施の形態２では、エンジン回転速度ごとにエンジン最大トルクの値を記憶した最大トルクマップ（図示せず）が設けられている。最大トルクマップは、予めＲＯＭに記憶されている。エンジン最大トルクは、各エンジン回転速度におけるエンジントルクの最大値である。

ＭＧ指令候補値演算部２０２は、上式（１４）の演算を行う前に、最大トルクマップから、現在のエンジン回転速度に対応するエンジン最大トルクを抽出する。

次に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、上式（１４）の演算を行う。ＭＧ指令候補値演算部２０２は、上式（１４）に示されるように、ステップＳ３０１で求めた伝動軸トルクからエンジン最大トルクを減算した差分と、図６の太二点鎖線で示す発電効率最良点トルクとを比較して小さい方の値から、予め設定された一定値αを減算した値を、発電下限トルクに設定する。一定値αは、伝動軸供給仕事率が最小となるトルクがもれなく抽出できるように予め定めた設定値である。

一方、上記のステップＳ４０１の比較で、伝動軸トルクが最良燃費率トルク以下の場合は、ＭＧ指令候補値演算部２０２が、ステップＳ４０４で、駆動上限トルクを下式（１５）で求める。

Ｔｍｇ_ｕｐ
＝ｍａｘ（Ｔｅｎｇ_ｍａｘ［Ｎｅｎｇ］−Ｔｃｒａｎｋ［ＡＰＳ，Ｎｅｎｇ］，
Ｔｍｇ_ａｓｓｉｅｆ［Ｎｍｇ］）＋α （１５）

ここで、Ｔｍｇ_ｕｐ：駆動上限トルク［Ｎｍ］、
Ｔｅｎｇ_ｍａｘ：エンジン最大トルク［Ｎｍ］、
Ｔｃｒａｎｋ：伝動軸トルク［Ｎｍ］、
Ｔｍｇ_ａｓｓｉｅｆ：駆動効率最良点トルク［Ｎｍ］、
ＡＰＳ：アクセル開度［％］、
Ｎｅｎｇ：エンジン回転速度［ｒ／ｍｉｎ］、
Ｎｍｇ：ＭＧ回転速度［ｒ／ｍｉｎ］、
α：予め設定された一定値［Ｎｍ］
である。

上式（１５）を行う前に、上記のステップＳ４０３と同様に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、最大トルクマップからエンジン最大トルクの値を抽出するとともに、上記のステップＳ４０２と同様に、各ＭＧ回転速度における駆動効率最良のトルクが予めＲＯＭに記憶されたマップ値から太一点鎖線６１で示す駆動効率最良点トルクを抽出する。

次に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、上式（１５）の演算を行う。ＭＧ指令候補値演算部２０２は、上式（１５）に示されるように、エンジン最大トルクからステップＳ３０１で求めた伝動軸トルクを減算した差分と、図６の太一点鎖線６１で示す駆動効率最良点トルクとを比較して大きい方に、予め設定された一定値αを加算した値を、駆動上限トルクに設定する。一定値αは、伝動軸供給仕事率が最小となるトルクがもれなく抽出できるように予め定めた設定値である。

次に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、ステップＳ４０５で、発電下限トルクを下式（１６）で求める。

Ｔｍｇ_ｌｏ
＝ｍｉｎ（Ｔｃｒａｎｋ［ＡＰＳ，Ｎｅｎｇ］−Ｔｅｎｇ_ｆｅ［Ｎｅｎｇ］，
Ｔｍｇ_ｇｅｎｅｆ［Ｎｍｇ］）−α （１６）

ここで、Ｔｍｇ_ｌｏ：発電下限トルク［Ｎｍ］、
Ｔｃｒａｎｋ：伝動軸トルク［Ｎｍ］、
Ｔｅｎｇ_ｆｅ：最良燃費率トルク［Ｎｍ］、
Ｔｍｇ_ｇｅｎｅｆ：発電効率最良点トルク［Ｎｍ］、
ＡＰＳ：アクセル開度［％］、
Ｎｅｎｇ：エンジン回転速度［ｒ／ｍｉｎ］、
Ｎｍｇ：ＭＧ回転速度［ｒ／ｍｉｎ］、
α：予め設定された一定値［Ｎｍ］
である。

上式（１６）を行う前に、上記のステップＳ４０３と同様に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、各ＭＧ回転速度における発電効率最良のトルクが予めＲＯＭに記憶されたマップ値から太二点鎖線６２で示す発電効率最良点トルクを抽出する。

次に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、上式（１６）の演算を行う。ＭＧ指令候補値演算部２０２は、上式（１６）に示されるように、ステップＳ３０１で求めた伝動軸トルクからステップＳ４０１で抽出した最良燃費率トルクを減算した差分と、図６の太二点鎖線６２で示す発電効率最良点となるトルクとを比較して小さい方の値から、予め設定された一定値αを減算した値を、発電下限トルクに設定する。一定値αは、伝動軸供給仕事率が最小となるトルクがもれなく抽出できるように予め定めた設定値である。

なお、上式（１３）〜上式（１６）における一定値αは、同じ値であっても、異なる値であってもよい。

エンジン１０１単独では、燃料消費率が最良となるトルクのときが、そのトルクを発生するのに必要な燃料供給量が最も少ない場合であるので、伝動軸供給仕事率は最も小さい。

ＭＧ１０２単独では、効率が最良となるトルクの伝動軸供給仕事率が最も小さい。

エンジン１０１とＭＧ１０２とを組み合わせて運転する場合は、エンジン１０１とＭＧ１０２のそれぞれの供給仕事率が最も小さい範囲を、ＭＧトルク候補の範囲に含ませるようにすることで、エンジン１０１とＭＧ１０２とが供給するトータルの仕事率が最小となるＭＧトルクを漏らすことなく検索範囲に設定できる。

そのため、本実施の形態２では、ステップＳ４０２〜ステップＳ４０５に示す演算方法で、駆動上限トルクと発電下限トルクとを設定することで、エンジン１０１とＭＧ１０２のそれぞれの供給仕事率が最も小さい範囲を、ＭＧトルク候補の範囲に含ませることができる。

ステップＳ４０３またはステップＳ４０５の終了後、ステップＳ３０４〜ステップＳ３１４の処理を行う。これらの処理は、実施の形態１と同じであるため、ここでは説明を省略する。ステップＳ３１４で、ＭＧトルク候補値が発電下限トルク未満の場合に、ステップＳ４０６に進む。

ステップＳ４０６とステップＳ４０７とでは、ステップＳ３１５でＭＧトルクを決定するための選定範囲が演算される。

ステップＳ４０６では、ＭＧ指令候補値演算部２０２が、ＭＧトルクを選定するトルク範囲の上限値である選定上限トルクを下式（１７）で演算する。

Ｔｍｇ_ｕｐｃ＝ｍｉｎ（Ｔｍｇ_ｕｐ，Ｔｍｇ_ａｓｓｉｕｐ［Ｓｏｃ］）（１７）

ここで、Ｔｍｇ_ｕｐｃ：選定上限トルク［Ｎｍ］、
Ｔｍｇ_ｕｐ：駆動上限トルク［Ｎｍ］、
Ｔｍｇ_ａｓｓｉｕｐ：駆動上限トルク［Ｎｍ］、
Ｓｏｃ：バッテリ充電状態［％］
である。

上式（１７）を行う前に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、現在のＳｏｃの値に基づいて、予めＲＯＭに記憶された図４のＭＧトルク候補設定マップから、実線４０で示す駆動上限トルクを抽出する。

次に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、上式（１７）の演算を行う。ＭＧ指令候補値演算部２０２は、上式（１７）に示されるように、上記のステップＳ４０２またはステップＳ４０４で演算した駆動上限トルクと、図４のＭＧトルク候補設定マップから抽出した駆動上限トルクとを比較して、小さい方の値を選定上限トルクに設定する。

次に、ステップＳ４０７では、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、ＭＧトルクを選定するトルク範囲の下限値である選定下限トルクを下式（１８）で演算する。

Ｔｍｇ_ｌｏｃ＝ｍａｘ（Ｔｍｇ_ｌｏ，Ｔｍｇ_ｇｅｎｌｏ［Ｓｏｃ］）（１８）

ここで、Ｔｍｇ_ｌｏｃ：選定下限トルク［Ｎｍ］、
Ｔｍｇ_ｌｏ：発電下限トルク［Ｎｍ］、
Ｔｍｇ_ｇｅｎｌｏ：発電下限トルク［Ｎｍ］、
Ｓｏｃ：バッテリ充電状態［％］
である。

上式（１８）を行う前に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、現在のＳｏｃの値に基づいて、予めＲＯＭに記憶された図４のＭＧトルク候補設定マップから、破線４１で示す発電下限トルクを抽出する。

次に、ＭＧ指令候補値演算部２０２は、上式（１８）の演算を行う。ＭＧ指令候補値演算部２０２は、上式（１８）に示されるように、ステップＳ４０３またはステップＳ４０５で演算した発電下限トルクと、図４のＭＧトルク候補設定マップから抽出した発電下限トルクとを比較して、大きい方の値を選定下限トルクに設定する。

ステップＳ３１５では、ステップＳ４０６とステップＳ４０７で設定した選定上限トルク以下で、且つ、選定下限トルク以上の範囲内で、最も伝動軸供給仕事率が小さいＭＧトルクが選定される。

このように、本実施の形態２によれば、エンジン１０１の燃料消費率とＭＧ１０２の駆動効率および充電効率とが最良となるＭＧトルクを、ＭＧトルク候補値の選定範囲内に含ませるようにすることで、ＭＧトルク選定の繰り返し演算負荷を低減しつつ、最小の伝動軸供給仕事率となるＭＧトルクを選定できることで燃費を改善することが可能となる。

１０１エンジン、１０２モータ発電機、１０３ベルト、１０４トランスミッション、１０５バッテリ、１０６コントローラ、１０７プロペラシャフト、１０８差動装置、１０９タイヤ、１１０ドライブシャフト、２０１伝動軸トルク演算部、２０２ＭＧ指令候補値演算部、２０３エンジン要求仕事率演算部、２０４燃料消費率演算部、２０５エンジン供給仕事率演算部、２０６ＭＧ機械仕事率演算部、２０７ＭＧ効率演算部、２０８ＭＧ電気仕事率演算部、２０９伝動軸供給仕事率演算部、２１０ＭＧ指令演算部。

Claims

動力を発生させるエンジンと、
前記エンジンとの間で動力を授受するモータ発電機と、
前記モータ発電機に接続され、電力を充放電するバッテリと
を備えたハイブリッド車両の制御を行うハイブリッド車両の制御装置であって、
前記車両の走行に必要な伝動軸トルクを演算する伝動軸トルク演算部と、
前記モータ発電機への指令トルクの候補値であるモータ発電機トルク候補値を複数個設定するとともに、前記伝動軸トルクに基づいて各前記モータ発電機トルク候補値に対応するエンジントルク候補値を演算するモータ発電機指令候補値演算部と、
複数個設定された前記モータ発電機トルク候補値のそれぞれについて、前記エンジントルク候補値とエンジン回転速度とエンジン燃料消費率とに基づいて、前記エンジンが供給するエンジン供給仕事率を算出する第１の仕事率演算部と、
複数個設定された前記モータ発電機トルク候補値のそれぞれについて、前記モータ発電機トルク候補値と前記モータ発電機の回転速度とに基づいて、前記モータ発電機の電気仕事率を演算する第２の仕事率演算部と、
複数個設定された前記モータ発電機トルク候補値のそれぞれに対応して、前記第１の仕事率演算部で演算された前記エンジン供給仕事率と、前記第２の仕事率演算部で演算された前記電気仕事率とを加算して、前記車両の伝動軸に供給される供給仕事率を算出する第３の仕事率演算部と、
前記第３の仕事率演算部で演算された複数の供給仕事率のうちの最小の供給仕事率に対応するモータ発電機トルク候補値を、複数個設定された前記モータ発電機トルク候補値の中から特定して、特定した前記モータ発電機トルク候補値を、前記モータ発電機への指令トルクに設定する、モータ発電機指令演算部と
を備え、
現在の車両状態は、前記伝動軸トルクと、前記エンジン回転速度と、前記モータ発電機の回転速度と、前記エンジン回転速度に基づいて決定されるエンジン最大トルクと、前記エンジン回転速度に基づいて決定されるエンジン最良燃費率トルクと、前記モータ発電機の回転速度に基づいて決定される発電効率最良点トルクと、前記モータ発電機の回転速度に基づいて決定される駆動効率最良点トルクとを含み、
前記モータ発電機指令候補値演算部は、
前記現在の車両状態に基づいて、前記モータ発電機トルク候補値に対する上限値と下限値とを決定し、前記上限値と前記下限値との間の範囲内で前記モータ発電機トルク候補値を複数個設定するものであって、
前記伝動軸トルクと、前記エンジン回転速度と、前記モータ発電機の回転速度とに基づいて、前記モータ発電機トルク候補値に対する前記上限値と前記下限値とを決定し、前記上限値と前記下限値との間の範囲内で前記モータ発電機トルク候補値を複数個設定し、
前記伝動軸トルクが前記エンジン最良燃費率トルクより大きい場合に、
前記伝動軸トルクと、前記エンジン最良燃費率トルクと、前記駆動効率最良点トルクとに基づいて、前記上限値を決定し、
前記伝動軸トルクと、前記エンジン最大トルクと、前記発電効率最良点トルクとに基づいて、前記下限値を決定し、
前記伝動軸トルクが前記エンジン最良燃費率トルク以下の場合に、
前記エンジン最大トルクと、前記伝動軸トルクと、前記駆動効率最良点トルクとに基づいて、前記上限値を決定し、
前記伝動軸トルクと、前記エンジン最良燃費率トルクと、前記発電効率最良点トルクとに基づいて、前記下限値を決定する、
ハイブリッド車両の制御装置。
前記第１の仕事率演算部は、
前記エンジントルク候補値と前記エンジン回転速度とに基づいて、前記エンジンに要求する仕事率を示すエンジン要求仕事率を演算するエンジン要求仕事率演算部と、
前記エンジントルク候補値と前記エンジン回転速度とに基づいて、前記エンジンが消費する燃料の消費率を示すエンジン燃料消費率を演算する燃料消費率演算部と、
前記エンジン要求仕事率と前記エンジン燃料消費率とに基づいて、前記エンジン供給仕事率を演算するエンジン供給仕事率演算部と
を有する、
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記第２の仕事率演算部は、
前記モータ発電機トルク候補値と前記モータ発電機の回転速度とに基づいて、前記モータ発電機の機械仕事率を演算するモータ発電機機械仕事率演算部と、
前記モータ発電機トルク候補値と前記モータ発電機の回転速度とに基づいて、前記モータ発電機の動作効率を演算するモータ発電機効率演算部と、
前記機械仕事率と前記動作効率とに基づいて、前記モータ発電機の前記電気仕事率を演算するモータ発電機仕事率演算部と
を有する、
請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記モータ発電機仕事率演算部は、
前記モータ発電機トルク候補値が０以上で、前記モータ発電機が駆動または停止する場合、前記機械仕事率を前記動作効率で除算することで、前記モータ発電機の前記電気仕事率を演算し、
前記モータ発電機トルク候補値が０未満で、前記モータ発電機が発電する場合、前記機械仕事率に前記動作効率を乗算することで、前記モータ発電機の前記電気仕事率を演算する、
請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。