JP7126531B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本願は、ハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

近年、省エネルギー及び環境を考慮した車両として、エンジン、モータジェネレータなど、複数の駆動源から動力を得るハイブリッド車両の普及が進んでいる。ハイブリッド車両では、モータジェネレータ、補機類の使用などにより、バッテリの電気残容量であるステートオブチャージ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）（以下、「ＳＯＣ」と略称する）が比較的短期間で少なくなる。そこで、一般的には、減速時と降坂時に運動エネルギーを電気エネルギーに変換する回生制動制御を行ない、あるいは、加速時および定常走行時にエンジンの動力で発電機を駆動させる（以下、「エンジン発電」と略称する）制御により、バッテリに電力を供給して充電し、ＳＯＣを回復するようにしている。

ここで、エンジン発電が不要で、エンジンのみ、もしくはエンジンとモータジェネレータにより車両を駆動して走行している際は、燃費低減を目的として、燃料消費率が小さくなる運転ポイントでエンジンを制御するのが一般的である。これに対し、エンジン発電が必要となった際は、加速時および定常走行時に必要な車両駆動力を確保した上でさらにバッテリへの充電電力分の発電を行なうための出力がエンジンに必要とされるため、燃料消費率が小さい運転ポイント（エンジントルクおよびエンジン回転数で表したエンジンの動作点）でエンジンを動作させることができず、燃費が悪化するケースがある。したがって、燃費向上の観点からすると、エンジン発電によりバッテリを充電する際も、可能な限り燃料消費率が小さい運転ポイントで制御することが重要となる。

たとえば、特許文献１に開示された従来のハイブリッド車両の制御装置では、エンジン発電によるバッテリ充電時において、要求されたエンジン出力を満たす中で燃料消費率が小さい運転ポイントとなるように、無段変速機における変速比を変更することでエンジン回転数を制御するとともに、燃料制御によりエンジントルクを制御することでエンジン発電時の燃費向上を実現するようにしている。

特開２００１－１１２１１５号公報

特許文献１に開示された技術においては、燃料消費率が小さい運転ポイントとなるようにエンジン回転数を制御するためには、無段変速機を用いた構成が必要である。無段変速機は金属ベルトにより動力を伝達する構成であるため、高速領域では伝達効率が悪く、車両を駆動する際の燃費が悪化する傾向があるとされる。そのため、有段変速機が搭載される車両も多数存在する。有段変速機は変速比が段階的（非連続的）な変速機構であるため、特許文献１に開示された従来の技術のような燃料消費率の小さいエンジン回転数となるように、エンジンの運転ポイントを精度よく制御することは困難である。以上のことから、有段変速機を持つ車両では、特許文献１に開示された技術を用いたエンジン発電時の燃費向上効果を得ることができない場合がある。

ここで、特許文献１に開示されているように、エンジン発電を実施するタイミングは、バッテリのＳＯＣがあらかじめ定められた値を下回るとき、とするのが一般的である。このあらかじめ定められたＳＯＣの値は、バッテリの損傷などのリスクを避けるための最低限の電力量と、エアコンなどの補機の電力、およびその他の保持しておきたい電力として設けたマージン分の電力量など、全体を考慮してあらかじめ設定されている値である。

なお、補機が必要とする電力量は、運転者が補機を使用する度合いにより左右されるため、バッテリ保護の観点から、補機用の電力量としてのマージン分が多めに設定される傾向がある。したがって、運転者による補機の使用状態によっては、必要以上のマージンが存在している状態であるにもかかわらずエンジン発電が実施される場合があり、必ずしも適切なタイミングでエンジン発電が実施されているわけではない。これは、変速機の機構のいかんにかかわらず、あり得ることである。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、エンジン発電時における燃費の向上を実現するハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

本願に開示されるハイブリッド車両の制御装置は、
燃料の燃焼により作動して動力を発生するエンジンと、前記エンジンの動力により駆動されて発電するエンジン発電を実施し得るモータジェネレータと、前記モータジェネレータによって発電された電力を充電するバッテリと、前記バッテリから電力の供給を受けて作動する少なくとも一つの補機と、を備えたハイブリッド車両を制御するように構成されたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記バッテリのＳＯＣを推定するバッテリＳＯＣ推定値算出手段と、
前記エンジンの運転ポイントにおける燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と、
前記エンジンの作動時における、あらかじめ設定された時間の間に前記補機が使用する電気量の消費量を算出する補機電力消費算出手段と、
前記補機電力消費算出手段が算出した前記消費量に応じて、前記バッテリの最低ＳＯＣを推定するＳＯＣ最低残容量算出手段と、
前記バッテリＳＯＣ推定値算出手段により推定した前記バッテリのＳＯＣが、あらかじめ設定された値と、前記ＳＯＣ最低残容量算出手段により推定した前記バッテリの最低ＳＯＣと、の間にあるか否かを判定するエンジン発電領域判定手段と、
前記エンジン発電領域判定手段による前記判定の結果が肯定であるとき、少なくとも、前記エンジン発電を実施することを想定したときの前記エンジンの燃料消費率と、前記エンジン発電の実施をしないと想定したときの前記エンジンの燃料消費率と、の比較に基づいて、前記エンジン発電を実施するか否かを判定するエンジン発電実施判定手段と、
を備え、
前記エンジン発電実施判定手段の前記判定の結果が肯定であるとき、前記エンジン発電を実施するように構成され、
前記制御装置は、
前記補機が使用する電気量の消費量に応じて、前記補機が使用する電気量を抑制する分のエンジン発電トルクを算出する補機電力抑制分トルク算出手段、
を備え、
前記エンジン発電実施判定手段により、エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率がエンジン発電実施を想定したときの燃料消費率よりも小さく、且つエンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電すると想定したときの燃料消費率がエンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率よりも小さい、と判定した場合に、前記エンジン発電を実施し、且つ前記補機が使用する電気量を抑制するように構成されている、
ことを特徴とするものである。

本願に開示されるハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジン発電時における燃費の向上を実現するハイブリッド車両の制御装置が得られる。

実施の形態１および実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置を含む車両システム全体を示す構成図である。 実施の形態１によるハイブリッド車両の制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１によるハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートある。 実施の形態１および実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置における、補正係数α算出用のマップの例を示す説明図である。 実施の形態１および実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置における、ＳＯＣ最低残容量の構成を示す説明図である。 実施の形態１および実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置における、燃料消費率マップの例を示した説明図である。 エンジン発電未実施を想定したときとエンジン発電を想定したときの、エンジン軸トルクを示す説明図である。 比較例によるハイブリッド車両の制御装置における、燃料消費率マップを示す説明図である。 実施の形態１によるハイブリッド車両の制御装置の動作の例を説明するタイミングチャートである。 実施の形態１によるハイブリッド車両の制御装置の動作を燃料消費率マップで示す説明図である。 実施の形態１によるハイブリッド車両の制御装置の動作の別の例を説明するタイミングチャートである。 実施の形態２によ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。 実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置における、補機消費電流量と補機電力抑制分トルクの関係を示す説明図である。 実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置の動作を燃料消費率マップで示す説明図である。

以下、各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。

実施の形態１．
以下、バッテリのＳＯＣが低下した際に、補機の使用およびその使用の変化に応じて、エンジン発電を実施するか否かを選択できるＳＯＣの領域を設け、その領域内では、エンジン発電をしても燃料消費率が小さいと推定されるときのみに、エンジン発電を実施するようにした実施の形態１について図面を参照して説明する。図１は、実施の形態１および後述の実施の形態２による、ハイブリッド車両の制御装置を含む車両システム全体を示す構成図である。

図１に示すように、実施の形態１および後述の実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置を含む車両システムは、燃料の燃焼によって作動するエンジン１０１と、電動モータおよびジェネレータとして用いられるモータジェネレータ（以下、「ＭＧ」と称する）１０５を搭載している。エンジン１０１のクランクプーリ１０２とＭＧ１０５のプーリ１０３は、ベルト１０４を介して連結されている。エンジン１０１およびＭＧ１０５が発生した動力は、トランスミッション１０８、デファレンシャルギア１０９を介してドライブシャフト１１０に接続されたタイヤ１１１へと伝達される。

エンジン１０１の制御は、エンジン制御用電子コントロールユニット（以下、「エンジン用ＥＣＵ」と略称する）１１２により行なわれる。エンジン用ＥＣＵ１１２は、マイクロプロセッサ等で構成されており、エンジン１０１の燃料制御などを実施する。エンジン用ＥＣＵ１１２では、エンジンクランク軸に設置している回転センサ（図示せず）でクランク角度の周期を検出しており、検出したクランク角度の周期から算出したエンジン回転数Ｎｅを、車両制御用電子コントロールユニット（以下、「車両用ＥＣＵ」と略称する）１１４に送る。

ＭＧ１０５は、インバータ（図示せず）を経由してバッテリ１０６と接続されている。ＭＧ１０５は、エンジン１０１からベルト１０４を介して伝達される動力により駆動されて発電するエンジン発電と、車両の減速時の運動エネルギーにより駆動されて発電する回生制動発電と、の何れかによりに発電した電力をバッテリ１０６に供給する。その一方で、ＭＧ１０５は、バッテリ１０６の電力によって電動モータとして動作し、車両を駆動させる力行運転も行なわれる。

ＭＧ１０５の制御は、ＭＧ制御用電子コントロールユニット（以下、「ＭＧ用ＥＣＵ」と略称する）１１３により行なう。ＭＧ用ＥＣＵ１１３は、マイクロプロセッサ等で構成されており、ＭＧ１０５の駆動制御および回生制御などを実施する。

バッテリ１０６は、エンジン１０１の動力もしくは車両減速時におけるドライブシャフト１１０から伝達された動力によりＭＧ１０５が駆動されて発電した電力により充電され、ＭＧ１０５、補機１０７などの駆動が必要になると放電を行う。バッテリ１０６に接続されたバッテリ電流センサ１１８は、バッテリ１０６の電流を検出し、車両用ＥＣＵ１１４にその検出信号が取り込まれる。このバッテリ１０６の電流は、ＳＯＣの推定に使用される。なお、実施の形態１では、バッテリ１０６の電流をバッテリ電流センサ１１８により検出するようにしているが、電流センサ以外の計測方法による検出値もしくは推定値を用いてもよい。

補機１０７は、バッテリ１０６の電力を用いるＭＧ１０５以外の電装品であり、たとえばエアコンなどである。補機１０７には電流センサ(図示せず)が接続されており、電流センサにより検出された補機１０７の消費電流は、車体用電子コントロールユニット（以下「車体用ＥＣＵ」と略称する）(図示せず)を介して車両用ＥＣＵ１１４に信号が取り込まれる。なお、実施の形態１では、補機１０７の消費電流を電流センサで検出するようにしているが、バッテリ１０６の電流量とＭＧ１０５の電流量から算出する方法など電流センサ以外の計測方法により計測するようにしてもよい。

車両用ＥＣＵ１１４は、演算処理を行なうＣＰＵ（図示せず）、プログラムデータおよび固定値データなどを記憶するＲＯＭ（図示せず）、格納されているデータを更新して順次書き換えられるＲＡＭ（図示せず）、および車両用ＥＣＵ１１４の電源が切られても格納されているデータを保持するバックアップＲＡＭ（図示せず）、を有するマイクロコンピュータ（図示せず）と、各種信号の入出力を行うＩ／Ｏインターフェース（図示せず）とで構成されている。

車両用ＥＣＵ１１４に入力される各種信号には、車速センサ１１５、アクセルポジションセンサ１１６、ブレーキストロークセンサ１１７、バッテリ電流センサ１１８などからの信号があり、これらの信号のうち車速センサ１１５からの車速を示す信号、アクセルポジションセンサ１１６からのアクセル開度を示す信号、ブレーキストロークセンサ１１７からのブレーキポジションを示す信号は、車両の運転状態および運転者の車両動作要求を判断する信号として用いられる。

また、バッテリ電流センサ１１８からのバッテリ電流を示す信号は、バッテリ１０６のＳＯＣ推定値ＳＯＣｅ、発電分トルクＴｅｇなどの算出に使用される。さらに、車速センサ１１５からの車速を示す信号と、アクセルポジションセンサ１１６からのアクセル開度を示す信号は、車両駆動分トルクＴｅｂの算出に使用される。発電分トルクＴｅｇと車両駆動分トルクＴｅｂは、エンジン１０１に要求されるトルクの一部であり、エンジン用ＥＣＵ１１２にこれらに関連する信号を送ってエンジン１０１を適切に制御するように構成されている。

図２は、実施の形態１によるハイブリッド車両の制御装置の構成を示すブロック図であって、車両用ＥＣＵ１１４に記憶されている。図２において、車両用ＥＣＵ１１４に記憶されている制御装置１０００は、エンジン１０１によるＭＧ１０５の発電を適切なタイミングで制御するように構成されており、補機電力消費算出手段２０１、補機消費電流量補正係数算出手段２０２、ＳＯＣ最低残容量算出手段２０３、ＳＯＣ推定値算出手段２０４、エンジン発電領域判定手段２０５、燃料消費率算出手段２０６、エンジン発電実施判定手段２０７、エンジン発電実施手段２０８、を備え、これらの手段を構成するプログラムおよび固定値データが前述のＲＯＭに記憶されている。また、イグニッションスイッチがオフされる直前のバッテリＳＯＣの値として初期バッテリＳＯＣ値ＫＳＯＣｉ、イグニッションスイッチがオフされる直前の補機消費電流量ＨｗがバックアップＲＡＭに記憶されている。

補機電力消費算出手段２０１は、前述の図示していない車体用ＥＣＵを介して、車両用ＥＣＵ１１４に取り込まれる補機１０７が使用する電気量としての消費電流Ｉａｕｘ［Ａ］を用いて、単位時間当たりの補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]を算出する。具体的な算出方法は、後述の図３のフロー図で説明する。

補機消費電流量補正係数算出手段２０２は、補機電力消費算出手段２０１で算出した補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]を用いて、補機消費電流量の補正係数αを算出する。具体的な算出方法は、後述の図３のフロー図で説明する。

ＳＯＣ最低残容量算出手段２０３は、まず、補機電力消費算出手段２０１で算出した補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]と、補機消費電流量補正係数算出手段２０２により算出した補機消費電流量の補正係数αと、あらかじめ設定された補機分電気容量調整係数Ｋａと、あらかじめ設定されたバッテリ満充電時電気容量ＫＢｗを用いて、補機用バッテリ電気容量ＳＯＣａｘを算出する。さらに、あらかじめ設定されたバッテリ１０６の損傷などのリスクがある使用禁止領域ＫＳＯＣＬｉｍと、補機用バッテリ電気容量ＳＯＣａｘと、あらかじめ設定されたその他のマージンＫＳＯＣｚと、を用いて、バッテリＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎを算出する。具体的な算出方法は、後述の図３のフロー図で説明する。

ＳＯＣ推定値算出手段２０４は、初期バッテリＳＯＣ値ＫＳＯＣｉと、バッテリ１０６のバッテリ満充電時電気容量ＫＢｗと、バッテリ電流センサ１１８により検出されたバッテリ電流Ｉｂａｔｔを用いて、バッテリ１０６のＳＯＣ推定値ＳＯＣｅを算出する。バッテリ１０６の充放電は複雑な化学反応が関わっており、現在の充電状態を確認するためにはＳＯＣを推定するのが一般的である。具体的な算出方法は、後述する図３のフロー図で説明する。

エンジン発電領域判定手段２０５は、ＳＯＣ最低残容量算出手段２０３により算出したバッテリＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎと、ＳＯＣ推定値算出手段２０４により算出したＳＯＣ推定値ＳＯＣｅと、あらかじめ定められたＳＯＣ値ＫＳＯＣｄと、を用いて、エンジン発電を行う領域であるか否かの判定を行う。具体的な領域判定方法は、後述する図３のフロー図で説明する。

燃料消費率算出手段２０６は、エンジン発電の未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂと、エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｇとを、現在のエンジン回転数Ｎｅと必要となるエンジン軸総トルクＴｅとに基づいて、燃料消費率(ＢＳＦＣ：Ｂｒａｋｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｆｕｅｌ Ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ)マップを用いて算出する。具体的な算出方法は、後述する図３のフロー図で説明する。

エンジン発電実施判定手段２０７は、燃料消費率算出手段２０６により算出したエンジン発電の未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂと、エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｇとに基づいて、エンジン発電を実施するかの判定を行う。具体的な判定方法は、後述する図３のフロー図で説明する。

エンジン発電実施手段２０８は、エンジン発電実施判定手段２０７により判定された結果が肯定である場合に、エンジン発電を実施する。

つぎに、図１に示すハイブリッド車両の制御装置を含む車両システムにおいて、バッテリのＳＯＣが低下した際に、補機の使用に応じてエンジン発電を実施するか否かを選択できるＳＯＣの領域を設け、その領域内ではエンジン発電を実施しても燃料消費率が小さいと推定されるときにのみエンジン発電を実施する制御について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。なお、以下に説明する動作は、車両用ＥＣＵ１１４において、あらかじめ定められた時間周期のメインルーチン内のサブルーチンとして実施される。

図３は、実施の形態１によるハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートある。図３において、まず、ステップＳ３００では、初期化が必要であるかを判定するために、イグニッションスイッチがオンの直後であるか否かを判定する。イグニッションスイッチがオンの直後であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３０１に進む。イグニッションスイッチがオンの直後でなければ（ＮＯ）、ステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３００からステップＳ３０１に進むと、ハイブリッド車両の制御装置１０００の初期化処理が実施される。初期化処理は、後述する各手段において演算される値に対し、初期値として「０」がセットされ、初期化が完了すると、そのままサブルーチンを終了する。

ステップＳ３００からステップＳ３０２に進むと、補機１０７の消費電流Ｉａｕｘ[Ａ]を用いて補機電力消費算出手段２０１により、電気量としての補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]を算出する。補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]の算出方法は、補機１０７の消費電流Ｉａｕｘ[Ａ]をあらかじめ設定された時間の間だけ積算して算出する。実施の形態１では、あらかじめ設定された時間は、１００[ｓｅｃ]としている。算出した補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]は、１００[ｓｅｃ]毎にバックアップＲＡＭに書き込まれる。補機消費電流量Ｈｗを算出している途中で、イグニッションスイッチがオフとなり１００[ｓｅｃ]の間の積算がされなかった場合は、計測した値を１００[ｓｅｃ]あたりに換算して用いることとする。

なお、実施の形態１では、あらかじめ設定された時間を１００[ｓｅｃ]としているが、これに限らず別の時間を設けても良く、たとえば１回のドライビングサイクルの時間(イグニッションスイッチがオンされて車両が走行してのち、イグニッションスイッチがオフされるまでの時間)としても良い。

つぎに、ステップＳ３０３では、ステップＳ３０２で算出した補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]を用いて、補機消費電流量補正係数算出手段２０２により補機消費電流量の補正係数αを求める。補機消費電流量の補正係数αは、補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]の最新値と一つ前の値との偏差(傾き)に応じて、図４のマップを参照して決定される。すなわち、図４は、実施の形態１および後述の実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置における、補正係数α算出用のマップの例を示す説明図である。図４に示すように、補正係数αの値は、偏差(傾き)が大きくなるほど大きくなる。これにより、運転者の急な補機１０７の使用により、補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]が急変した際には、大きな値で補正される。

なお、補正係数αの算出方法は、図４に示すような偏差(傾き)に限定されるものではなく、運転者の補機使用が急増するほど、補正係数αが大きくなるような他の算出方法を用いてもよい。

図３において、ステップＳ３０３からステップＳ３０４に進むと、まず、ステップＳ３０２で算出した補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]と、ステップＳ３０３で算出した補機消費電流量の補正係数αと、あらかじめ設定された補機分電気容量調整係数Ｋａと、あらかじめ設定されたバッテリ満充電時電気容量ＫＢｗと、を用いて、補機用バッテリ電気容量ＳＯＣａｘを下記の式（１）から算出する。
ＳＯＣａｘ［％］＝Ｈｗ[Ａｈ］×Ｋａ×α／ＫＢｗ[Ａｈ]×１００ …式（１）

式（１）における補機分電気容量調整係数Ｋａは、補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]に対してどのくらいの電気容量をバッテリ１０６に確保しておくかの係数であり、たとえば「１」が設定されている。バッテリ満充電時電気容量ＫＢｗは、バッテリ１０６の最大電気容量である固有の値が設定されている。

なお、実施の形態１では、式（１）における補機消費電流量の補正係数αは、補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]に対して乗算することで補正しているが、それに限定されるものではなく、補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]に対して補正係数αを加算することで補正するようにしてもよい。

つぎに、ステップＳ３０４において、あらかじめ設定されたバッテリ１０６の損傷などのリスクがある使用禁止領域ＫＳＯＣＬｉｍと、式（１）で算出した補機用バッテリ電気容量ＳＯＣａｘと、あらかじめ設定されたその他マージンＫＳＯＣｚと、を用いて、ＳＯＣ最低残容量算出手段２０３により、バッテリのＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎを下記の式（２）から算出する。
ＳＯＣＭｉｎ［％］＝ＫＳＯＣＬｉｍ[％]＋ＳＯＣａｘ[％]＋ＫＳＯＣｚ[％]
…式（２）

図５は、実施の形態１および後述の実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置における、ＳＯＣ最低残容量の構成を示す説明図であって、式（２）で示される実施の形態１、及び実施の形態２の場合のＳＯＣ最低残容量を、比較例のＳＯＣ最低残容量と対比して模式的に示している。一般的に、バッテリ１０６には、損傷などのリスクを避けるためのＳＯＣの使用禁止領域があり、式（２）での使用禁止領域ＫＳＯＣＬｉｍがそれに相当する。ＳＯＣがこの使用禁止領域ＫＳＯＣＬｉｍを下回らないように一般的にはマージンが設けられている。図５に示す比較例では、バッテリのＳＯＣ最低残容量は、損傷などのリスクを避けるための「使用禁止領域」と、「その他マージン」と、により構成され、「使用禁止領域」と「その他マージン」とを加算した値がＳＯＣ最低残容量の固定値として設定されている。ここで、比較例に於ける「その他マージン」には、ＳＯＣを推定する際の推定誤差分、車両再始動分、補機駆動分などが含まれる。

一方、実施の形態１、及び実施の形態２の場合は、式(２)と図５に示されるように、ＳＯＣ最低残容量は、「使用禁止領域ＫＳＯＣＬｉｍ[％]」と、「その他マージンＫＳＯＣｚ[％]」と、「補機駆動分ＳＯＣａｘ[％]」と、により構成され、「使用禁止領域ＫＳＯＣＬｉｍ[％]」と「その他マージンＫＳＯＣｚ」とを固定値とし、「補機駆動分ＳＯＣａｘ[％]」を運転者によって変化させる領域としている。ここで、「補機駆動分ＳＯＣａｘ[％]」は、比較例における固定値の「その他マージン」における補機駆動分に相当する。実施の形態１、及び実施の形態２における「その他マージンＫＳＯＣｚ[％]」は、ＳＯＣを推定する際の推定誤差分、車両の再始動分などが含まれる。なお、図５では、式（１）で算出した補機用バッテリ電気容量ＳＯＣａｘを「補機駆動分ＳＯＣａｘ[％]」と表記している。

つぎに、図３のステップＳ３０５では、バッテリ電流センサ１１８によって検出されたバッテリ電流Ｉｂａｔｔと、バックアップＲＡＭに記憶されている初期ＳＯＣの値であるＫＳＯＣｉを用いてＳＯＣ推定値算出手段２０４により、現在のバッテリ１０６の充電状態を把握するためにＳＯＣ推定値ＳＯＣｅを算出する。ＳＯＣ推定値ＳＯＣｅは、バッテリ電流Ｉｂａｔｔを時間積分し、バッテリ満充電時電気容量ＫＢｗに対して現在どれくらいの電流を蓄積しているかを、下記の式（３）から算出する。
ＳＯＣｅ[％］＝ＫＳＯＣｉ[％]
＋∫(Ｉｂａｔｔ[Ａ]ｄｔ)/ＫＢｗ[Ａｈ]/３６００×１００
…式（３）

式（３）で算出したＳＯＣ推定値ＳＯＣｅは、イグニッションスイッチのオフ時にバックアップＲＡＭに記憶される。なお、式（３）は、ＳＯＣ推定値算出方法の一例であり、この他の周知の技術を用いて算出してもよい。

ステップＳ３０６では、ステップＳ３０４で算出したバッテリＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎと、ステップＳ３０５で算出したＳＯＣ推定値ＳＯＣｅと、ＲＯＭに記憶しているあらかじめ定められたＳＯＣ値ＫＳＯＣｄを用いてエンジン発電領域判定手段２０５による判定を行う。具体的には、エンジン発電領域判定手段２０５により、［バッテリＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎ＜ＳＯＣ推定値ＳＯＣｅ＜ＫＳＯＣｄ］が成立しているか否かの判定を行い、成立していれば（ＹＥＳ）、エンジン発電の領域であると判定し、エンジン発電領域判定フラグＦＪｄｅを「１」にセットしてステップＳ３０８に進み、成立していなければ（ＮＯ）、エンジン発電領域判定フラグＦＪｄｅを「０」にセットして、ステップＳ３０７に進む。

ここで、実施の形態１では、ＲＯＭに記憶されているあらかじめ定められたＳＯＣ値ＫＳＯＣｄは、従来の制御におけるエンジン発電を実施するための閾値として設定されている値としている。従来の制御では、［ＳＯＣ推定値ＳＯＣｅ＜ＫＳＯＣｄ］が成立している間はエンジン発電を実施するよう制御されている。また、実施の形態１で使用するＳＯＣ値ＫＳＯＣｄには、ＳＯＣの増減に応じたヒステリシスが設けられており、ＳＯＣ推定値ＳＯＣｅが減少しているときのＳＯＣ値ＫＳＯＣｄに比べて、ＳＯＣ推定値ＳＯＣｅが増加しているときのＳＯＣ値ＫＳＯＣｄは、少し大きめの値が設定されるようになっている。このように閾値にヒステリシスを設けることで、エンジン発電を終了した直後に再度エンジン発電をしなければならない状態を回避している。

ステップＳ３０６での判定の結果、エンジン発電領域判定フラグＦＪｄｅが「０」となって、ステップＳ３０７に進むと、ステップＳ３０７では、ＳＯＣ推定値ＳＯＣｅがバッテリＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎ以下であるか否かの判定を行ない、［バッテリＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎ≧ＳＯＣ推定値ＳＯＣｅ］であれば（ＹＥＳ）、最低限のバッテリ容量が確保できておらず、直ちにエンジン発電を実施する必要があると判断し、エンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎを「１」にセットしてステップＳ３１１に進む。

ステップＳ３０７での判定の結果、［バッテリＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎ≧ＳＯＣ推定値ＳＯＣｅ］が不成立の場合（ＮＯ）は、［ＳＯＣ推定値ＳＯＣｅ≧ＫＳＯＣｄ］の状態であるため、エンジン発電は不要と判断し、エンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎを「０」にセットし、後述する車両駆動分のエンジン軸総トルクＴｅ１をエンジン軸総トルクＴｅとして車両用ＥＣＵ１１４からエンジン用ＥＣＵ１１２に出力し、サブルーチンを終了する。エンジン用ＥＣＵ１１２は、エンジン軸総トルクＴｅ１がエンジン軸総トルクＴｅとなるようにエンジン１０１が制御される。

一方、ステップＳ３０６での判定の結果、エンジン発電領域判定フラグＦＪｄｅが「１」となって、ステップＳ３０８に進むと、ステップＳ３０８では、エンジン回転数Ｎｅとエンジン軸総トルクＴｅとを用いて、燃料消費率算出手段２０６により、現在の運転ポイントにおいてエンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂを算出する。エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂを求める際のエンジン軸総トルクＴｅ１は、下記の式（４）のように、車両駆動分トルクＴｅｂのトルクがそのままエンジン軸総トルクＴｅ１となる。
Ｔｅ１＝Ｔｅｂ …式（４）

ここで、車両駆動分トルクＴｅｂは、運転者のアクセル操作に応じて車両を駆動するために必要なエンジン軸のトルクであり、たとえば、現在の車速およびアクセル開度に応じてあらかじめ設定されたマップによって演算されるものである。つぎに、式（４）で算出したエンジン軸総トルクＴｅ１とエンジン回転数Ｎｅとから、あらかじめ設定された燃料消費率マップを用いて、エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂを、下記の式（５）により算出する。
ＢＳＦＣｂ[ｇ／ｋＷｈ]＝ＭＡＰ（Ｎｅ[ｒｐｍ]、Ｔｅ１ [Ｎｍ]）…式（５）

式（５）で用いられる燃料消費率マップを図６に示す。すなわち、図６は、実施の形態１および後述の実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置における、燃料消費率マップの例を示した説明図である。図６に示す燃料消費率マップは、横軸にエンジン回転数Ｎｅ、縦軸にエンジン軸総トルクＴｅをとり、燃料消費率を等高線で示している。図６に示すマップでは、等高線が中心部に存在するほど燃料消費率は小さくなって燃費が良くなり、等高線が外側に存在するほど燃料消費率は大きくなって燃費が悪くなることを示している。この等高線で示される燃料消費率マップは、エンジン１０１の特性を表しており、あらかじめ実機試験、シミュレーションなどでそのエンジンの特性を計測してマップとして設定されたものである。

つぎに、図３のステップＳ３０９では、ステップＳ３０８と同じ手順でエンジン回転数Ｎｅとエンジン軸総トルクＴｅとを用いて燃料消費率算出手段２０６により、現在の運転ポイントにおいてエンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｇを算出する。現在の運転ポイントにおいてエンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｇを求めるのに用いるエンジン軸総トルクＴｅ２は、下記の式（６）で示すように、エンジン発電分トルクＴｅｇと車両駆動分トルクＴｅｂを足したトルクを用いる。
Ｔｅ２＝Ｔｅｇ＋Ｔｅｂ …式（６）

図７は、エンジン発電未実施を想定したときと、エンジン発電の実施を想定したときの、エンジン軸トルクを示す説明図であって、式（４）と式（６）を図で模式的に表したものである。図７に示すように、エンジン発電未実施を想定した場合のエンジン軸総トルクＴｅ１、すなわちエンジン軸総トルクＴｅは、車両駆動分トルクＴｅｂと同じトルクであるのに対し、エンジン発電の実施を想定した場合のエンジン軸総トルクＴｅ２、すなわちエンジン軸総トルクＴｅは、車両駆動分トルクＴｅｂにエンジン発電分トルクＴｅｇを加算したものとなる。

図８は、比較例によるハイブリッド車両の制御装置における、燃料消費率マップを示す説明図であって、比較例において、エンジン発電の実施を想定したときの運転ポイントＰ１における燃料消費率と、エンジン発電未実施を想定したときの運転ポイントＰ２における燃料消費率と、の違いを示している。図８における縦軸、横軸、等高線は、前述の図６と同様である。図８に示すように、エンジン発電未実施を想定したときの運転ポイントＰ２における燃料消費率に比べて、エンジン発電の実施を想定したときの運転ポイントＰ１の燃料消費率は、エンジン発電分トルクＴｅｇが加算されてエンジン軸総トルクＴｅが増大し、その分だけ燃料消費率は大きくなることが分かる。比較例による制御では、このように、エンジン発電を実施する運転ポイントによって、燃料消費率が大きくなってしまう場合があり、その際は燃費が悪化する傾向にあった。

つぎに、図３のステップＳ３０９において、式（６）で算出したエンジン軸総トルクＴｅ２とエンジン回転数Ｎｅから、下記の式（７）を用いて、エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｇを算出する。
ＢＳＦＣｇ[ｇ／ｋＷｈ]＝ＭＡＰ（Ｎｅ[ｒｐｍ]、Ｔｅ２ [Ｎｍ]）…式（７）

ステップＳ３０９からステップＳ３１０に進むと、ステップＳ３１０では、ステップＳ３０８で算出したエンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂと、ステップＳ３０９で算出したエンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｇと、を用いて、エンジン発電実施判定手段２０７により、［エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｇ＜エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂ］を満たすか否かの判定を実施する。ステップＳ３１０での判定の結果、［エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｇ＜エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂ］を満たせば（ＹＥＳ）、エンジン発電の実施条件が成立したとして、エンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎを「１」にセットしてステップＳ３１１に進む。

一方、ステップＳ３１０での判定において、［エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｇ＜エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂ］が不成立であれば（ＮＯ）、エンジン発電の実施判定が不成立であるとしてエンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎを「０」にセットして、車両駆動分のエンジン軸総トルクＴｅ１をエンジン軸総トルクＴｅとして車両用ＥＣＵ１１４からエンジン用ＥＣＵ１１２に出力し、サブルーチンを終了する。

ステップＳ３１１では、ステップＳ３１０またはステップＳ３０７による判定により、エンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎが「１」となっており、エンジン発電分のトルクを含めたエンジン軸総トルクＴｅ２をエンジン軸総トルクＴｅとして、車両用ＥＣＵ１１４からエンジン用ＥＣＵ１１２に出力してエンジン１０１が制御される。さらに、車両用ＥＣＵ１１４からＭＧ用ＥＣＵ１１３にエンジン発電分トルクＴｅｇを出力し、ＭＧ用ＥＣＵ１１３においてエンジン発電分トルクＴｅｇの分の電力を発電するようＭＧ１０５が制御される。これによりエンジン発電が実施され、バッテリ１０６が充電される。ステップＳ３１１の後、サブルーチンを終了する。

つぎに、以上説明した実施の形態１によるハイブリッド車両の制御装置の動作の例を、タイミングチャートを用いて説明する。図９は、実施の形態１によるハイブリッド車両の制御装置の動作を説明するタイミングチャートである。図９において、（Ａ）は車速、（Ｂ）はエンジン回転数Ｎｅ、（Ｃ）はエンジン軸総トルクＴｅ、（Ｄ）はＳＯＣ推定値ＳＯＣｅ、（Ｅ）は燃料消費率、（Ｆ）は燃料消費量、（Ｇ）は燃費、（Ｈ）はエンジン発電領域判定フラグＦＪｄｅ、（Ｉ）はエンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎ、をそれぞれ示し、横軸は時間を示している。図９における破線は、実施の形態１に対する比較例の動作を示している。

図９に示すように、（Ａ）の車速が加速しているときにＭＧ１０５の駆動、および補機１０７の使用があれば、（Ｄ）のＳＯＣ推定値ＳＯＣｅが時間の経過とともに次第に低下していき、タイミングＴ１になると、（Ｄ）のＳＯＣ推定値ＳＯＣｅがあらかじめ定められたＳＯＣ値ＫＳＯＣｄ以下となるので、（Ｈ）のエンジン発電領域判定フラグＦＪｄｅに「１」がセットされる。比較例による制御では、このタイミングＴ１で、（Ｉ）のエンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎが破線で示すように「１」となり、エンジン発電が開始されてバッテリ１０６が充電され、（Ｄ）のＳＯＣ推定値ＳＯＣｅがＤ１で示すように増加する。このときのエンジン発電は、燃料消費率が比較的大きい運転ポイントでのエンジン発電であるので、（Ｆ）の燃料消費量がＦ１で示すように大きくなり、（Ｅ）の燃料消費率がＥ１で示すように悪化し、（Ｇ）の燃費がＧ１で示すように悪化する。このとき、比較例では、（Ｃ）のエンジン軸総トルクＴｅは、Ｃ1で示すようにエンジン発電分トルクＴｅｇだけ増加している。

一方、実施の形態１の場合では、前述のように、エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率とエンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率を比較して、エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率が小さい(燃費が良い)と判定しているため、タイミングＴ１で、（Ｄ）のＳＯＣ推定値ＳＯＣｅがあらかじめ定められたＳＯＣ値ＫＳＯＣｄ以下となって（Ｈ）のエンジン発電領域判定フラグＦＪｄｅに「１」がセットされても、タイミングＴ１からタイミングＴ２まではエンジン発電を実施しない。そのため、（Ｄ）のＳＯＣ推定値ＳＯＣｅは、補機１０７の使用により下がり続けていくが、補機１０７の使用に応じて計算されているバッテリＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎを下まわっていないため、エンジン発電を実施しなくても問題とならない。

つぎに、タイミングＴ２になると、実施の形態１では、前述のように、エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率がエンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率よりも小さいと判定され、エンジン発電実施判定が成立となり、（Ｉ）のエンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎに実線で示すように「１」がセットされる。（Ｉ）のエンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎが「１」になることでエンジン発電が開始される。これにより、バッテリ１０６が充電されて（Ｄ）のＳＯＣ推定値ＳＯＣｅがＤ２で示すように増加していく。なお、この運転ポイントでのエンジン発電は、（Ｅ）の燃料消費率においてＥ２で示すように燃料消費率が小さい運転ポイントでの発電であるのため、（Ｆ）の燃料消費量がＦ２で示すように前述の比較例のＦ１よりも少なく、（Ｇ）の燃費もＧ２に示すように比較例のＧ１のように悪化することはない。実施の形態１では、（Ｃ）のエンジン軸総トルクＴｅは、タイミングＴ２でＣ２で示すようにエンジン発電分トルクＴｅｇだけ増加する。

また、前述のように、ＳＯＣ推定値ＳＯＣｅがあらかじめ定められたＳＯＣ値ＫＳＯＣｄにヒステリシス分を加算した値に達するまで、エンジン発電を実施する。したがって、比較例では、タイミングＴ１１で、（Ｉ）のエンジン発電実施許可フラグが「０」となり、エンジン発電は終了する。一方、実施の形態１では、タイミングＴ３で、（Ｉ）のエンジン発電実施許可フラグが「０」となり、エンジン発電は終了する。

ここで、比較例と、実施の形態１によるハイブリッド車両の制御装置による制御と、におけるエンジン発電時の動作の相違を、燃料消費率マップを用いて説明する。図１０は、実施の形態１によるハイブリッド車両の制御装置の動作を燃料消費率マップで示す説明図である。図１０は、燃料消費率マップにエンジン動作点を重ねて図示してある。図１０の破線で示した比較例の制御では、前述のように、エンジン発電が必要となると直ちにエンジン発電を実施するため、エンジン発電分のトルクが必要となり、実線で示す実施の形態１における運転ポイントＡでの燃料消費率よりも大きい燃料消費率となる運転ポイントＢでエンジン発電が実施され、燃費が悪化している。

一方、実施の形態１による制御では、エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｇと、エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂとが、［ＢＳＦＣｇ＜ＢＳＦＣｂ］の関係を満たすと判定された場合に、エンジン発電を実施するため、破線で示す比較例における運転ポイントＣでの燃料消費率よりも小さい燃料消費率となる運転ポイントＤでエンジン発電が実施され、エンジン発電時における燃費が向上することになる。

なお、図９におけるタイミングＴ２から開始したエンジン発電は、（Ｄ）のＳＯＣ推定値ＳＯＣｅがヒステリシス分加算されたＫＳＯＣｄに到達するタイミングＴ３まで続けられ、ヒステリシス分加算されたＫＳＯＣｄに到達すれば、(Ｈ)のエンジン発電領域判定フラグＦＪｄｅ、および（Ｉ）のエンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎに「０」がセットされ、エンジン発電が終了する。以上述べたように、バッテリ１０６のＳＯＣが低下した際に、補機１０７の使用に応じてエンジン発電を実施するか否かを選択できるＳＯＣの領域を設け、燃料消費率が小さいときにエンジン発電を実施することで、エンジン発電時における燃費を向上することができる。

なお、図９のタイミングチャートは、補機１０７の使用量が比較的少なく、また補機１０７の使用量の変化も小さい場合、つまり、補機消費電流量の補正係数が小さい場合であって、バッテリＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎが比較的低い値となっている場合のタイミングチャートである。

図１１は、実施の形態１によるハイブリッド車両の制御装置の動作の別の例を説明するタイミングチャートであって、補機１０７の使用量が急に変化した際に、補機消費電流量の補正係数により、バッテリＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎが高めとなった場合の動作を示している。図１１において、（Ａ）は車速、（Ｂ）はエンジン回転数Ｎｅ、（Ｃ）はエンジン軸総トルクＴｅ、（Ｄ）はＳＯＣ推定値ＳＯＣｅ、（Ｅ）は燃料消費率、（Ｆ）は燃料消費量、（Ｇ）は燃費、（Ｈ）はエンジン発電領域判定フラグＦＪｄｅ、（Ｉ）はエンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎ、をそれぞれ示し、横軸は時間を示している。図１１における破線は、実施の形態１に対する比較例の動作を示している。

図１１では、図１１に示す動作の直前において補機１０７の使用が急増したため、補正係数αが大きくなり、（Ｄ）に記載のバッテリＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎの値が図９の場合と比べると大きい値となっている。そのため、エンジン発電を実施するか否かを選択できるＳＯＣの領域が狭くなっている状況にある。

図１１に示すように、（Ａ）の車速が加速しているときにＭＧ１０５の駆動、および補機１０７の使用があれば、（Ｄ）のＳＯＣ推定値ＳＯＣｅが時間の経過とともに次第に低下していき、タイミングＴ１になると、（Ｄ）のＳＯＣ推定値ＳＯＣｅがあらかじめ定められたＳＯＣ値ＫＳＯＣｄ以下となるので、（Ｈ）のエンジン発電領域判定フラグＦＪｄｅに「１」がセットされる。比較例による制御では、このタイミングＴ１で、（Ｉ）のエンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎが破線で示すように「１」となり、エンジン発電が開始されてバッテリ１０６が充電され、（Ｄ）のＳＯＣ推定値ＳＯＣｅがＤ１で示すように増加する。このときのエンジン発電は、燃料消費率が比較的大きい運転ポイントでのエンジン発電であるので、（Ｆ）の燃料消費量がＦ１で示すように大きくなり、（Ｅ）の燃料消費率がＥ１で示すように悪化し、（Ｇ）の燃費がＧ１で示すように悪化する。この比較例では、（Ｃ）のエンジン軸総トルクＴｅは、Ｃ１で示すようにエンジン発電分トルクＴｅｇだけ増加する。

これに対して実施の形態1による制御では、タイミングＴ１からタイミングＴ２１の間では、（Ｈ）のエンジン発電領域判定フラグＦＪｄｅが「１」となっているが、エンジン発電を実施しないと判定しているので、（Ｉ）のエンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎは「０」であり、実施の形態1の場合はエンジン発電は実施されない。

しかし、タイミングＴ２１になると、（Ｄ）のＳＯＣ推定値ＳＯＣｅがバッテリＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎ以下となり（ＳＯＣＭｉｎ≧ＳＯＣｅ）、最低限のバッテリ容量が確保できていない状態となるので、（Ｉ）のエンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎは「１」となり直ちにエンジン発電が実施される。このように補機１０７の使用が急増した場合は、バッテリ１０６に確保しておかなければならない最低限の容量も増加させなければならないため、実施の形態１では、補機１０７の使用が増加することで変化したバッテリＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎをＳＯＣ推定値ＳＯＣｅが下まわった場合に、直ちにエンジン発電を実施するように制御される。

前述したように、図１１に示す動作の直前において補機１０７の使用が急増したため、補正係数αが大きくなり、バッテリＳＯＣ最低残容量ＳＯＣＭｉｎの値が図９の場合と比べると大きい値となっており、エンジン発電を実施するか否かを選択できるＳＯＣの領域が狭くなっている状況にあるので、図９に於けるタイミングＴ２よりも早いタイミングＴ２１でエンジン発電が実施される。

タイミングＴ２１にてエンジン発電が実施されると、バッテリ１０６が充電されて（Ｄ）のＳＯＣ推定値ＳＯＣｅがＤ２で示すように増加していく。なお、タイミングＴ２に至るまでは（Ｅ）の燃料消費率はＥ２で示すように一時的に高くなるが、タイミングＴ２に至ると、Ｅ２で示すように燃料消費率が小さい運転ポイントでの発電となり、（Ｆ）の燃料消費量も少なくなり、（Ｇ）の燃費もＧ２に示すように比較例のＧ１のように大きく悪化することはない。実施の形態１では、（Ｃ）のエンジン軸総トルクＴｅは、タイミングＴ２１でＣ２で示すようにエンジン発電分トルクＴｅｇだけ増加する。

また、前述のように、ＳＯＣ推定値ＳＯＣｅがあらかじめ定められたＳＯＣ値ＫＳＯＣｄにヒステリシス分を加算した値に達するまで、エンジン発電を実施する。したがって、比較例では、タイミングＴ１１で、（Ｉ）のエンジン発電実施許可フラグが「０」となり、エンジン発電は終了する。一方、実施の形態１では、タイミングＴ３で、（Ｉ）のエンジン発電実施許可フラグが「０」となり、エンジン発電は終了する。

以上述べたように、実施の形態１によるハイブリッド車両の制御装置によれば、バッテリ１０６のＳＯＣが低下した際に、補機１０７の使用およびその変化に応じてエンジン発電を実施するか否かを選択できるＳＯＣの領域を設け、燃料消費率が小さいときにエンジン発電を実施することで、バッテリ１０６に最低限確保しておかなければならないＳＯＣを確実に確保しつつ燃費を向上することができる。

実施の形態２．
つぎに、実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置について説明する。以下に説明する実施の形態２では、バッテリのＳＯＣが低下した際に、補機の使用および補機の使用状態の変化に応じて、エンジン発電を実施するか否かを選択できるＳＯＣの領域を設け、その領域内では補機の使用を抑制した場合のエンジン発電の燃料消費率が小さいと推定されるときにエンジン発電を実施し、且つ補機の抑制も実施するように制御するものである。なお、以下の説明では、実施の形態１と相違する部分を主体に説明する。

図１２は、実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置を示すブロック図であって、車両用ＥＣＵ１１４（図１参照）に記憶されている。車両用ＥＣＵ１１４に記憶されたハイブリッド車両の制御装置１０００は、エンジン１０１によるＭＧ１０５の発電を適切なタイミングで制御するように構成されており、補機電力消費算出手段２０１、補機消費電流量補正係数算出手段２０２、ＳＯＣ最低残容量算出手段２０３、ＳＯＣ推定値算出手段２０４、エンジン発電領域判定手段２０５、燃料消費率算出手段２０６、エンジン発電実施判定手段２０７、エンジン発電実施手段２０８、補機電力抑制分トルク算出手段２０９、補機抑制実施手段２１０を備え、これらの手段を構成するプログラムおよび固定値データが、ＲＯＭに記憶されている。また、イグニッションスイッチがオフされる直前のバッテリＳＯＣの値として初期バッテリＳＯＣ値ＫＳＯＣｉ、イグニッションスイッチがオフされる直前の補機消費電流量ＨｗがバックアップＲＡＭに記憶されている。

補機電力抑制分トルク算出手段２０９は、補機電力消費算出手段２０１で算出した補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]を用いて、補機電力抑制分トルクＴｅｈを算出する。具体的な算出方法は、後述する図１３のフロー図において説明する。補機抑制実施手段２１０では、エンジン発電実施判定手段２０７で判定された結果に応じて、補機抑制を実施する。その他の手段については、図２で説明したとおりである。

図１３は、実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフローチャートであって、図１のように構成されたハイブリッド車両に対する図１２に示す制御装置１０００の制御を示している。図１３において、ステップＳ４００からステップＳ４１０は、前述の図３におけるステップＳ３００からステップＳ３１０にそれぞれ対応し、その対応する図３のステップでの制御と同一であるので、説明は省略する。

ステップＳ４１０において判定の結果、［エンジン発電の実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｇ＜エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂ］を満たさず、エンジン発電の実施判定が不成立となった場合（ＮＯ）は、ステップＳ４１１に進み、ステップＳ４０２で算出した補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]を用いて、補機電力抑制分トルク算出手段２０９により補機電力抑制分トルクＴｅｈを算出する。

図１４は、実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置における、補機消費電流量と補機電力抑制分トルクの関係を示す説明図である。ステップＳ４１１において、補機電力抑制分トルク算出手段２０９は、図１４に示す特性に基づいて、補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]に応じて、補機電力抑制分トルクＴｅｈを算出する。図１４で示すように、補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]が大きくなるほど補機電力抑制分トルクＴｅｈは小さくなる。

なお、実施の形態２では、補機消費電流量Ｈｗ[Ａｈ]に応じて、補機電力抑制分トルクＴｅｈを算出しているが、これに限られるものではなく、燃料消費率マップから逆算して、燃料消費率が常に小さい運転ポイントを取るように補機電力抑制分トルクＴｅｈを算出するなどの別の方法により算出してもよい。

つぎに、図１３のステップＳ４１２では、エンジン回転数Ｎｅとエンジン軸総トルクＴｅとを用いて、燃料消費率算出手段２０６により、現在の運転ポイントにおいてエンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電すると想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｈを算出する。エンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電を実施すると想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｈを求める際のエンジン軸総トルクＴｅ３は、下記の式（８）で示すように、エンジン発電分トルクＴｅｇと車両駆動分トルクＴｅｂを加算したトルクに対し、ステップＳ４１１で算出した補機電力抑制分トルクＴｅｈを減算したトルクがエンジン軸総トルクＴｅ３となる。
Ｔｅ３＝Ｔｅｇ＋Ｔｅｂ－Ｔｅｈ …式（８）

式（８）で算出したエンジン軸総トルクＴｅ３と、エンジン回転数Ｎｅから下記の式（９）を用いて、エンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電を実施すると想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｈを算出する。
ＢＳＦＣｈ[ｇ／ｋＷｈ]＝ＭＡＰ（Ｎｅ[ｒｐｍ]、Ｔｅ３ [Ｎｍ]） …式（９）

つぎに、ステップＳ４１３では、ステップＳ４０８で算出したエンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂと、ステップＳ４１２で算出したエンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電を実施すると想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｈと、を用いて、エンジン発電実施判定手段２０７により、［エンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電を実施すると想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｈ＜エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂ］が成立するか否かの判定を行う。

ステップＳ４１３での判定の結果、［ＢＳＦＣｈ＜ＢＳＦＣｂ］が成立した場合に（ＹＥＳ）、補機抑制エンジン発電の実施判定が成立したとして、補機抑制エンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎｈと、エンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎとに「１」がセットされ、ステップＳ４１４に進む。一方、ステップＳ４１３での判定の結果、［ＢＳＦＣｈ＜ＢＳＦＣｂ］が不成立である場合は（ＮＯ）、補機抑制エンジン発電の実施判定が不成立であるとして、補機抑制エンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎｈとエンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎとに「０」がセットされ、サブルーチンを終了する。

ステップＳ４１３からステップＳ４１４に進むと、ステップＳ４１３では補機抑制エンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎｈが「１」となっているので、補機抑制実施手段２１０により補機消費電力の抑制を行う。抑制する補機消費電力は、ステップＳ４１０で算出した補機電力抑制分トルクＴｅｈをもとに算出する。なお、実施の形態２では、補機１０７の消費電力を抑制するようにしているが、補機１０７の使用を停止させるなどを行なうようにしてもよい。

ステップＳ４１５では、ステップＳ４１０、ステップＳ４０７又はステップＳ４１３によりエンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎが「１」となっている場合に、エンジン発電実施手段２０８によりエンジン発電を実施する。その際、車両用ＥＣＵ１１４からエンジン用ＥＣＵ１１２にエンジン軸総トルクＴｅの値を出力し、エンジン用ＥＣＵ１１２においてエンジン軸総トルクＴｅとなるようエンジン１０１が制御される。

さらに、車両用ＥＣＵ１１４からＭＧ用ＥＣＵ１１３にエンジン発電分トルクＴｅｇ（補機抑制エンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎｈが「１」の場合は、［Ｔｅｇ－Ｔｅｈ］）の値を出力し、ＭＧ用ＥＣＵ１１３で要求したエンジン発電分トルクの分の電力を発電するようＭＧ１０５が制御される。これによりエンジン発電が実施され、バッテリ１０６が充電される。ステップＳ４１５の後、サブルーチンを終了する。

つぎに、以上説明した実施の形態２の場合の動作の例を、タイミングチャートを用いて説明する。図１５は、実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置の動作を説明する、タイミングチャートである。図１５において、（Ａ）は車速、（Ｂ）はエンジン回転数Ｎｅ、（Ｃ）はエンジン軸総トルクＴｅ、（Ｄ）はＳＯＣ推定値ＳＯＣｅ、（Ｅ）は燃料消費率、（Ｆ）は燃料消費量、（Ｇ）は燃費、（Ｈ）はエンジン発電領域判定フラグＦＪｄｅ、（Ｉ）はエンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎ、（Ｊ）は補機抑制エンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎｈ、をそれぞれ示し、横軸は時間を示している。図１１における破線は、実施の形態１の場合の動作を示している。

図１５では、図９と同様に、エンジン発電時領域判定は、図１５のタイミングＴ１のようにＳＯＣ推定値ＳＯＣｅがあらかじめ定められたＳＯＣ値ＫＳＯＣｄを下まわったときに開始され、（Ｈ）のエンジン発電領域判定フラグＦＪｄｅが「１」にセットされる。つぎに、タイミングＴ２になると、実施の形態２では、前述のように［エンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電すると想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｈ＜エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂ］が成立すると判定され、（Ｊ）の補機抑制エンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎｈと、（Ｉ）のエンジン発電実施許可フラグＦＧｅｎとに「１」がセットされ、補機１０７の動作を抑制した上で、エンジン発電を開始する。

このように実施の形態２では、エンジン発電開始時に補機１０７の動作を抑制することで、（Ｃ）のエンジン軸総トルクＴｅにＣ３で示すように、エンジン発電トルクが補機抑制分だけ抑制されてエンジン発電が行なわれる。これに対して前述の実施の形態１の場合では、タイミングＴ３でエンジン発電が実施され、そのときの（Ｃ）のエンジン軸総トルクＴｅはＣ４に示すようになり、実施の形態２の場合のＣ３よりも大きくなる。このように、実施の形態２では、実施の形態１に比べて燃料消費率が小さい運転ポイントでの発電が可能となり、実施の形態１よりも燃料消費量が少なく、エンジン発電時における燃費もさらに向上することができる。

ここで、実施の形態２と、実施の形態２に対する比較例と、のエンジン発電時の動作の違いについて説明する。図１６は、実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置の動作を燃料消費率マップで示す説明図である。図１６において、縦軸はエンジン軸総トルクＴｅ、横軸はエンジン回転数を示している。図１６の破線で示した比較例では、エンジン発電が必要となると直ちにエンジン発電を実施するため、燃料消費率が比較的大きい運転ポイントでエンジン発電が実施され燃費が悪化している。

一方、実施の形態２では、［エンジン発電を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｇ＜エンジン発電未実施を想定した時の燃料消費率ＢＳＦＣｂ］が不成立の場合で、［エンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電すると想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｈ＜エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率ＢＳＦＣｂ］となったタイミングでエンジン発電トルクを抑制してエンジン発電を行うため、矢印Ｘで示すように比較例に比べて補機制限分だけトルクを減少してエンジン発電の実施ができ、さらなる燃費向上を図ることができる。なお、図１６において、鎖線Ｙは、実施の形態２による前述のトルク抑制を行なわない場合を示している。

以上述べた実施の形態１および実施の形態２によるハイブリッド車両の制御装置によれば、バッテリのＳＯＣが低下した際に、補機の使用に応じてエンジン発電を実施するか否かを選択できるＳＯＣの領域を設け、その領域内ではエンジン発電をしても燃料消費率が小さいと推定されるときにのみ、エンジン発電を実施するようにしているので、エンジン発電時における燃費を向上させることができる。また、補機の使用の変化に応じてエンジン発電を実施するか否かを選択できるＳＯＣの領域を補正することで、バッテリに最低限確保しておかなければならないＳＯＣを確実に確保しつつ燃費を向上することができる。さらに、エンジン発電を実施するか否かを選択できるＳＯＣの領域内では、補機の使用を抑制した場合のエンジン発電の燃料消費率が小さいと推定されるときにエンジン発電を実施し、且つ補機の抑制も実施することで、運転者の補機の使用に大きな影響を与えない中で、エンジン発電の燃料消費率が小さくなる状態を作り出し、燃費を向上させることができる。

本願は、様々な例示的な実施の形態が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１０１ エンジン、１０２ クランクプーリ、１０３ プーリ、１０４ ベルト、１０５ モータジェネレータ、１０６ バッテリ、１０７ 補機、１０８ トランスミッション、１０９ デファレンシャルギア、１１０ ドライブシャフト、１１１ タイヤ、１１２ エンジン用ＥＣＵ、１１３ ＭＧ用ＥＣＵ、１１４ 車両用ＥＣＵ、１１５ 車速センサ、１１６ アクセルポジションセンサ、１１７ ブレーキストロークセンサ、１１８ バッテリ電流センサ、２０１ 補機電力消費算出手段、２０２ 補機消費電流量補正係数算出手段、２０３ ＳＯＣ最低残容量算出手段、２０４ ＳＯＣ推定値算出手段、２０５ エンジン発電領域判定手段、２０６ 燃料消費率算出手段、２０７ エンジン発電実施判定手段、２０８ エンジン発電実施手段、２０９ 補機電力抑制分トルク算出手段、２１０ 補機抑制実施手段

Claims (2)

1. 燃料の燃焼により作動して動力を発生するエンジンと、前記エンジンの動力により駆動されて発電するエンジン発電を実施し得るモータジェネレータと、前記モータジェネレータによって発電された電力を充電するバッテリと、前記バッテリから電力の供給を受けて作動する少なくとも一つの補機と、を備えたハイブリッド車両を制御するように構成されたハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記バッテリのＳＯＣを推定するバッテリＳＯＣ推定値算出手段と、
   前記エンジンの運転ポイントにおける燃料消費率を算出する燃料消費率算出手段と、
   前記エンジンの作動時における、あらかじめ設定された時間の間に前記補機が使用する電気量の消費量を算出する補機電力消費算出手段と、
   前記補機電力消費算出手段が算出した前記消費量に応じて、前記バッテリの最低ＳＯＣを推定するＳＯＣ最低残容量算出手段と、
   前記バッテリＳＯＣ推定値算出手段により推定した前記バッテリのＳＯＣが、あらかじめ設定された値と、前記ＳＯＣ最低残容量算出手段により推定した前記バッテリの最低ＳＯＣと、の間にあるか否かを判定するエンジン発電領域判定手段と、
   前記エンジン発電領域判定手段による前記判定の結果が肯定であるとき、少なくとも、前記エンジン発電を実施することを想定したときの前記エンジンの燃料消費率と、前記エンジン発電の実施をしないと想定したときの前記エンジンの燃料消費率と、の比較に基づいて、前記エンジン発電を実施するか否かを判定するエンジン発電実施判定手段と、
   を備え、
   前記エンジン発電実施判定手段の前記判定の結果が肯定であるとき、前記エンジン発電を実施するように構成され、
   前記制御装置は、
   前記補機が使用する電気量の消費量に応じて、前記補機が使用する電気量を抑制する分のエンジン発電トルクを算出する補機電力抑制分トルク算出手段、
   を備え、
   前記エンジン発電実施判定手段により、エンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率がエンジン発電実施を想定したときの燃料消費率よりも小さく、且つエンジン発電トルク分を抑制してエンジン発電すると想定したときの燃料消費率がエンジン発電未実施を想定したときの燃料消費率よりも小さい、と判定した場合に、前記エンジン発電を実施し、且つ前記補機が使用する電気量を抑制するように構成されている、
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記制御装置は、
   前記補機が使用する電気量の消費量が変化したことを検出し、前記検出した消費量の変化に応じて、前記ＳＯＣ最低残容量算出手段により推定した前記バッテリの最低ＳＯＣを補正する補正係数を算出する補機消費電流量補正係数算出手段、
   を有する、
   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制御装置。

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