JP2000186590A - シリーズハイブリッド車の出力制御装置 - Google Patents

シリーズハイブリッド車の出力制御装置

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JP2000186590A JP10361497A JP36149798A JP2000186590A JP 2000186590 A JP2000186590 A JP 2000186590A JP 10361497 A JP10361497 A JP 10361497A JP 36149798 A JP36149798 A JP 36149798A JP 2000186590 A JP2000186590 A JP 2000186590A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリーズハイブリッド車において、内燃機関
で第１の発電電動機を駆動して車輪駆動用の第２の発電
電動機（電動モータ）の要求入力をリアルタイムに供給
すると共に、内燃機関の目標回転数をＢＳＦＣ最良点に
設定して燃費性能の向上を図る。また、ストールも防止
しつつ、機関回転数を目標値に速やかに収束させる。 【解決手段】 第２の発電電動機の要求入力に応じて第
１の発電電動機の目標出力（発電量）基本値ＰＧＣＭＤ
ＢＳを算出し（Ｓ１０）、ＢＳＦＣが最良（燃料消費量
が最少）となるように設定された目標機関（エンジン）
回転数と実際の回転数との偏差を求め、偏差にゲインを
乗じて補正値を算出し（Ｓ１２からＳ２０）、基本値に
加算して目標出力（目標発電量）ＰＧＣＭＤＢＳを算出
する（Ｓ２２）。さらに、算出した目標出力をストール
防止用のリミット値と比較し、それを外れるときはリミ
ット値に置換する（Ｓ２６からＳ３０）。そして、かく
算出された目標出力となるように、内燃機関のスロット
ル開度を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はシリーズハイブリ
ッド車の出力制御装置に関し、より詳しくは車輪駆動用
電動モータが要求する入力を、燃料消費量が最良となる
機関回転数でリアルタイムに実現するように発電電動機
の出力を制御するようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】発電電動機と内燃機関を組み合わせたハ
イブリッド車は、車輪を電動モータ（発電電動機）での
み駆動するシリーズハイブリッド車と、車輪を電動モー
タ（発電電動機）と内燃機関のいずれかあるいは双方で
駆動するパラレルハイブリッド車に大別される。
【０００３】シリーズハイブリッド車は、一般に、内燃
機関と、前記内燃機関に直結される第１の発電電動機
と、前記第１の発電電動機に接続されて充電されるバッ
テリ（蓄電手段）と、前記第１の発電電動機およびバッ
テリのいずれかの出力を入力して車輪を駆動する電動モ
ータ（第２の発電電動機）とを備える。そのようなシリ
ーズハイブリッド車の第１の発電電動機の出力制御に関
し、従来、種々の技術が提案されている。
【０００４】例えば特開平５−１４６００８号公報にお
いて、車輪駆動モータの要求入力に応じ、バッテリ単
独、発電電動機単独、あるいはそれらの組み合わせの中
のいずれかのモードを選択し、選択されたモードで要求
入力を実現する発電電動機出力電圧を決定すると共に、
発電電動機出力電圧、バッテリ出力電圧、機関回転数、
あるいは発電電動機出力電流を監視しつつ、決定した発
電電動機出力電圧が得られるように発電電動機の界磁電
流を制御し、よって機械的ショックのない電力配分を実
現することが提案されている。
【０００５】より具体的には、上記した従来技術におい
ては、内燃機関を最大出力からその６０％の範囲で運転
させると共に、それ以外の運転領域ではバッテリ単独、
あるいはバッテリと組み合わせて運転し、よって燃費性
能の向上を図っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術においては、車輪駆動モータの最高出力時
は、発電電動機の出力にバッテリの出力を加えることで
対応している。従って、車輪駆動モータの最高出力時
に、バッテリの出力に頼ることなく、発電電動機の出力
のみで車輪駆動モータが要求する電力を確保させるとす
れば、比較的広い出力範囲で内燃機関を運転する必要が
あった。
【０００７】燃費性能に関しては内燃機関を燃料消費量
が最少となるポイント、いわゆるＢＳＦＣ（Brake Spec
ific mean Fuel Consumption) で運転させるのが望まし
いが、従来技術は燃費性能の向上の点で改良の余地があ
り、上記のように比較的広い出力範囲で運転させるとす
ると、特にそれが顕著となる。
【０００８】さらに、かかる車両においては、車載バッ
テリの容量が比較的小さい場合、あるいは運転状態に応
じて要求入力が瞬時に増加する場合においても、要求入
力をリアルタイムに供給する必要がある。
【０００９】従って、この発明の目的は上記した不都合
を解消することにあり、第２の発電電動機（電動モー
タ）の要求に応じて第１の発電電動機の目標出力をリア
ルタイムに決定すると共に、その目標出力を内燃機関の
燃料消費量が最少となるように、即ち、ＢＳＦＣが最良
となるように運転しつつリアルタイムに供給するように
したシリーズハイブリッド車の出力制御装置を提供する
ことにある。
【００１０】さらに、目標機関回転数をＢＳＦＣが最良
となるように決定するとき、目標値に速やかに収束させ
るのが、応答性の点で望ましい。
【００１１】従って、この発明の第２の目的は、第２の
発電電動機（電動モータ）の要求に応じて第１の発電電
動機の目標出力をリアルタイムに決定し、その目標出力
を内燃機関の燃料消費量が最少となるように、即ち、Ｂ
ＳＦＣが最良となるように運転しつつリアルタイムに供
給すると共に、機関回転数をその目標値に速やかに収束
させて応答性を向上させるようにしたシリーズハイブリ
ッド車の出力制御装置を提供することにある。
【００１２】さらに、機関回転数をその目標値に速やか
に収束させるとき、内燃機関のストールを防止する必要
がある。
【００１３】従って、この発明の第３の目的は、第２の
発電電動機（電動モータ）の要求に応じて第１の発電電
動機の目標出力をリアルタイムに決定し、その目標出力
を内燃機関の燃料消費量が最少となるように、即ち、Ｂ
ＳＦＣが最良となるように運転しつつリアルタイムに供
給すると共に、内燃機関をストールさせることなく、機
関回転数をその目標値に速やかに収束させて応答性を向
上させるようにしたシリーズハイブリッド車の出力制御
装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記した目的を解決する
ために請求項１項にあっては、内燃機関と、前記内燃機
関に直結される第１の発電電動機と、前記第１の発電電
動機に接続されて充電される蓄電手段と、前記第１の発
電電動機および蓄電手段のいずれかの出力を入力して車
輪を駆動する第２の発電電動機とを備えたシリーズハイ
ブリッド車において、少なくとも前記第２の発電電動機
の要求入力、より具体的には車両の運転に応じて決定さ
れる要求入力に応じて前記第１の発電電動機の目標出力
基本値を決定する第１発電電動機目標出力基本値決定手
段、前記決定された目標出力基本値に応じて前記内燃機
関の目標機関回転数を決定する目標機関回転数決定手
段、前記決定された目標出力基本値および目標機関回転
数に基づいて前記第１の発電電動機の目標出力を決定す
る第１発電電動機目標出力決定手段、前記決定された第
１の発電電動機の目標出力に基づいて前記内燃機関の目
標スロットル開度を決定する目標スロットル開度決定手
段、および前記決定された目標スロットル開度に応じて
前記内燃機関のスロットルバルブを駆動するスロットル
バルブ駆動手段を備える如く構成した。尚、ここで、
「蓄電手段」は、バッテリおよびキャパシタなど電気エ
ネルギを貯蔵することができる全ての手段を指称する意
味で使用する。
【００１５】第２の発電電動機の要求入力に応じて第１
の発電電動機の目標出力基本値を決定し、決定された目
標出力基本値に応じて、より具体的にはＢＳＦＣが最良
となるように内燃機関の目標機関回転数を決定し、決定
された目標出力基本値および目標機関回転数に基づいて
前記第１の発電電動機の目標出力を決定するようにした
ので、第２の発電電動機（電動モータ）の要求に応じて
第１の発電電動機の目標出力をリアルタイムに決定する
ことができると共に、決定された目標出力を内燃機関の
ＢＳＦＣが最良となる点、即ち、燃料消費量が最少とな
るポイントで実現してリアルタイムに供給することがで
きる。
【００１６】請求項２項にあっては、前記第１発電電動
機目標出力決定手段は、前記内燃機関の運転状態を検出
する運転状態検出手段、前記決定された目標機関回転数
と前記運転状態決定手段により検出された機関回転数の
偏差を算出し、算出された偏差に所定のゲインを乗じて
出力補正値を算出する出力補正値算出手段、および前記
目標出力基本値に前記出力補正値を加算して前記第１の
発電電動機の目標出力を算出する目標出力算出手段を備
える如く構成した。尚、ここで「運転状態」は機関回転
数、ＥＧＲ実行の有無、および可変バルブタイミング機
構で選択されているバルブタイミング特性などを指称す
る意味で使用する。
【００１７】決定された目標機関回転数と検出された機
関回転数の偏差に所定のゲインを乗じて出力補正値を算
出し、前記目標出力基本値に前記出力補正値を加算して
前記第１の発電電動機の目標出力を算出するようにした
ので、第２の発電電動機（電動モータ）の要求に応じて
第１の発電電動機の目標出力をリアルタイムに決定し、
その目標出力を内燃機関のＢＳＦＣが最良となる点、即
ち、燃料消費量が最少となるポイントで実現してリアル
タイムに供給すると共に、機関回転数をその目標値に速
やかに収束させて応答性を向上させることができる。
【００１８】請求項３項にあっては、前記目標スロット
ル開度決定手段は、前記第１の発電電動機の目標出力基
本値に応じて目標スロットル開度基本値を決定する目標
スロットル開度基本値決定手段、前記第１の発電電動機
の出力を推定する出力推定手段、前記第１の発電電動機
の目標出力と前記出力推定手段により推定された出力の
偏差を算出し、算出された偏差に所定のゲインを乗じて
開度補正値を算出する開度補正値算出手段、および前記
決定された目標スロットル開度基本値に前記開度補正値
を加算して前記内燃機関の目標スロットル開度を算出す
る目標スロットル開度算出手段を備える如く構成した。
【００１９】第１の発電電動機の目標出力基本値に応じ
て目標スロットル開度基本値を決定し、前記第１の発電
電動機の目標出力と推定された出力の偏差を算出し、算
出された偏差に所定のゲインを乗じて開度補正値を算出
し、決定された目標スロットル開度基本値に前記開度補
正値を加算して前記内燃機関の目標スロットル開度を算
出するようにしたので、第２の発電電動機（電動モー
タ）の要求に応じて第１の発電電動機の目標出力をリア
ルタイムに決定することができると共に、決定された目
標出力を内燃機関のＢＳＦＣが最良となる点、即ち、燃
料消費量が最少となるポイントで実現してリアルタイム
に供給することができる。
【００２０】請求項４項にあっては、前記第１発電電動
機目標出力決定手段は、前記決定された目標出力を所定
のリミット値と比較する比較手段、および前記決定され
た目標出力が前記所定のリミット値を超えるときは前記
決定された目標出力を前記所定のリミット値に置換する
置換手段を備える如く構成した。
【００２１】前記決定された目標出力が所定のリミット
値を超えるときは前記決定された目標出力を前記所定の
リミット値に置換するようにしたので、第２の発電電動
機（電動モータ）の要求に応じて第１の発電電動機の目
標出力をリアルタイムに決定し、その目標出力を内燃機
関のＢＳＦＣが最良となる点、即ち、燃料消費量が最少
となるポイントで実現してリアルタイムに供給すると共
に、内燃機関をストールさせることなく、機関回転数を
その目標値に速やかに収束させて応答性を向上させるこ
とができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の実施の形態を説明する。
【００２３】図１は、実施の形態におけるシリーズハイ
ブリッド車の出力制御装置を全体的に示す概略図であ
る。
【００２４】図において、符号１０はＯＨＣ直列４気筒
の内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジ
ン１０において吸気管１２の先端に配置されたエアクリ
ーナ（図示せず）から導入された吸気は、スロットルバ
ルブ１４でその流量を調節されつつサージタンクおよび
吸気マニホルド（共に図示せず）を介して各気筒（図示
せず）に向かう。
【００２５】各気筒の吸気バルブ（図示せず）の付近に
はインジェクタ（図示せず）が設けられて燃料を噴射す
る。噴射燃料が吸気と混合されて混合気となって各気筒
に流入し、点火プラグ（図示せず）で点火されて燃焼
し、ピストン（図示せず）を駆動してクランク軸１６を
回転させる。
【００２６】燃焼後の排気ガスは排気バルブから排気マ
ニホルド（共に図示せず）を通って排気管１８に流れ、
そこに設置された触媒（図示せず）で浄化されてエンジ
ン外に放出される。
【００２７】エンジン１０は、第１の発電電動機２２に
接続される。即ち、エンジン１０のクランク軸は第１の
発電電動機２２の入力軸２２ａに同軸に直結され、第１
の発電電動機２２はエンジン１０の回転に同期して回転
する。
【００２８】第１の発電電動機２２はＤＣブラシレス発
電電動機からなり、エンジン１０と同程度の出力を備え
る。第１の発電電動機２２は、目標指令値に応じて電動
機（電動モータ）あるいは発電機（ジェネレータ）とし
て動作する。
【００２９】第１の発電電動機２２は、第１のインバー
タ２４を介して前記エンジン１０が搭載される車両（図
示せず）の適宜位置に配置されたバッテリ２６（蓄電手
段）に接続される。第１の発電電動機２２は、発電機と
して動作するとき、その出力（発電量）が第１のインバ
ータ２４を介して直流電圧に変換され、変換された直流
電圧はバッテリ２６に送られてバッテリ２６を充電す
る。
【００３０】他方、第１の発電電動機２２は、電動機と
して動作するとき、第１のインバータ２４を介して交流
に変換されたバッテリ放電電圧を入力し、エンジン１０
を回転させる。
【００３１】前記した車両において、駆動輪２８（前
輪。一個のみ図示）はドライブシャフト３０を介してデ
ィファレンシャル機構３４に接続され、その入力端は第
２の発電電動機３６の出力軸に直結される。
【００３２】第２の発電電動機３６もＤＣブラシレス発
電電動機からなると共に、第１の発電電動機２２と同様
に、エンジン１０と同程度の出力を備える。第２の発電
電動機３６も、目標指令値に応じて電動機（電動モー
タ）あるいは発電機（ジェネレータ）として動作する。
【００３３】第２の発電電動機３６は、第２のインバー
タ３８を介して前記したバッテリ２６に接続される。第
２の発電電動機３６は、発電機として動作するとき、そ
の出力（発電量）は第２のインバータ３８を介して直流
電圧に変換されてバッテリ３６を充電すると共に、電動
機として動作するとき、第２のインバータ３８を介して
交流に変換されたバッテリ放電電圧を入力し、車輪２８
を回転させ、車両を走行させる。
【００３４】このように、車両は、第２の発電電動機３
６の出力からのみ車輪が回転させられるシリーズハイブ
リッド車として構成される。
【００３５】尚、この実施の形態におけるシリーズハイ
ブリッド車において、第２の発電電動機３６が要求する
要求入力（電力）は車両の運転状態に応じてリアルタイ
ムに決定（算出）されると共に、決定（算出）された要
求入力を、基本的には、エンジン１０と同程度の出力を
備える第１の発電電動機２２が、単独で供給するように
構成される。
【００３６】ただし、エンジン１０は高負荷域での高効
率のＢＳＦＣが最良となる点、即ち、燃料消費量が最少
となるポイントで運転され、低負荷域にあるときは停止
されるように間欠的に運転されることから、エンジン１
０が停止されて第１の発電電動機２２が作動しないと
き、バッテリ２６が第２の発電電動機３６に要求入力を
供給する。
【００３７】従って、バッテリ２６は、間欠運転時の電
力や回生時の電力を入出力することができば良いので、
その容量は比較的小さく構成され、電圧は、電気自動車
用として公知の２００Ｖから３００Ｖ程度である。尚、
エンジン１０の適宜位置には、バッテリ２６と別に、電
子制御ユニット（ＥＣＵ）７０などの、その他の電装系
に電力を供給する１２Ｖ程度の車載バッテリ４０が設け
られる。
【００３８】エンジン１０の説明に戻ると、排気管１８
はバイパスされ、排気ガスの一部を吸気管１２に還流さ
せるＥＧＲ機構４２が設けられる。ＥＧＲ量は、ＥＧＲ
制御バルブ４４を介して調整される。
【００３９】また、エンジン１０は吸気バルブおよび排
気バルブの（休止動作も含む）開閉タイミングおよびリ
フト量を変更する可変バルブタイミング機構（図に「Ｖ
／Ｔ」と示す）が設けられる。可変バルブタイミング機
構Ｖ／Ｔは、例えば特開平８−７４５４５号公報などに
記載されているので、詳細な説明は省略する。
【００４０】また、スロットルバルブ１４は車両運転席
床面に配置されたアクセルペダル（図示せず）から切り
離されてパルスモータ４６に接続され、パルスモータ４
６で開閉される。
【００４１】パルスモータ４２にはスロットル開度セン
サ５０が接続され、パルスモータ回転量を介してスロッ
トルバルブ１４の開度（スロットル開度）に応じた信号
を出力する。
【００４２】エンジン１０のクランク軸１６の付近には
クランク角センサ５２が配置され、ピストンのクランク
角度位置に応じた信号を出力すると共に、吸気管１２に
おいてはスロットルバルブ１４の下流には絶対圧センサ
５４が設けられ、吸気管内絶対圧（エンジン負荷）に応
じた信号を出力する。
【００４３】さらに、エンジン１０の冷却水通路（図示
せず）の適宜位置には水温センサ５６が配置され、エン
ジン水温に応じた信号を出力する。
【００４４】 また、バッテリ２６の入出力回路には電
流センサ５８と電圧センサ６０が配置され、バッテリ２
６の入出力される電流と電圧に比例した信号を出力す
る。さらに、第１の発電電動機２２と第２の発電電動機
３６の入出力回路にも電流センサ６２，６４が配置さ
れ、入出力電流に比例した信号を出力する。
【００４５】上記したセンサ群の出力は、マイクロコン
ピュータからなるＥＣＵ（電子制御ユニット）７０に送
られる。ＥＣＵ７０は、センサ出力に基づいてエンジン
１０、第１の発電電動機２２、第２の発電電動機３６な
どの動作を制御する。
【００４６】続いて、この実施の形態に係るシリーズハ
イブリッド車の出力制御装置の動作を説明する。
【００４７】図２はその動作の中の目標発電量の算出
（決定）作業を示すフロー・チャートである。図示のプ
ログラムは、例えば、１０ｍｓｅｃごとに実行される。
【００４８】以下説明すると、Ｓ１０において目標発電
量基本値ＰＧＣＭＤＢＳを算出（決定）する。
【００４９】これについて説明すると、前記した如くこ
の実施の形態に係る装置においては、基本的にはバッテ
リ２６を介在させることなく、換言すればバッテリ２６
を大容量化することなく、第１の発電電動機２２が、第
２の発電電動機の要求入力（発電量あるいは消費量）を
リアルタイムに供給（発電）するように構成される。
【００５０】即ち、検出された運転者のアクセルペダル
操作量と現在の車速に応じて目標出力（目標トルク、要
求入力あるいは消費量）が決定される。次いで、その目
標出力に、バッテリ２６の効率および第１、第２のイン
バータ２４，３８の効率を補償する補正係数を乗算さ
れ、その積を第１の発電電動機３２の目標発電量基本値
ＴＰＧＣＭＤＢＳが決定される。
【００５１】次いでＳ１２に進み、フラグＦ．ＥＧＲの
ビットが１にセットされているか否か判断する。このフ
ラブは前記したＥＣＵ７０においてＥＧＲ制御が実行さ
れているとき、そのビットが１にセットされることか
ら、Ｓ１２の処理はエンジン１０においてＥＧＲ制御が
実行されているか否か判断することに相当する。
【００５２】Ｓ１２で肯定されるときはＳ１４に進み、
目標発電量基本値ＰＧＣＭＤＢＳから図３にその特性を
示すマップを検索し、検索値ＮＥＣＭＤＭＡＰから目標
エンジン回転数（目標機関回転数）ＮＥＣＭＤを算出す
ると共に、否定されるときはＳ１６に進み、同種のマッ
プを検索して目標エンジン回転数ＮＥＣＭＤを算出す
る。
【００５３】図４は、図１に示すエンジン１０の負荷
（吸気管内絶対圧ＰＢＡ）に対するエンジン回転数ＮＥ
の特性を示す説明図である。同図に示す如く、この実施
の形態において、エンジン１０の目標運転ラインは、高
効率運転を意図してＷＯＴ出力ライン付近の燃費が良好
となる領域に設定される。即ち、目標エンジン回転数Ｃ
ＭＤは、目標発電量基本値ＰＧＣＭＤＢＳに応じてＢＳ
ＦＣが最良となるように、換言すれば燃料消費量が最少
となるように、予め実験により求めて設定される。
【００５４】Ｓ１４あるいはＳ１６では、かく決定され
た目標発電量基本値ＰＧＣＭＤＢＳに応じてエンジン１
０の目標エンジン回転数ＮＥＣＭＤを決定する。尚、Ｅ
ＧＲ実行の有無に応じてエンジン出力が相違することか
ら、それに応じて目標エンジン回転数ＮＥＣＭＤの算出
を相違させる。
【００５５】次いでＳ１８に進み、前記したクランク角
センサ５２の出力から検出したエンジン回転数ＮＥと決
定された目標エンジン回転数ＮＥＣＭＤの偏差ＳＮＥを
算出し、Ｓ２０に進み、前記した目標発電量基本値ＰＧ
ＣＭＤＢＳと算出した偏差からマップ（特性図示省略）
を検索し、検索値ＫＮＥＭＡＰからゲインＫＮＥを算出
する。
【００５６】ここで、図５などを参照して実施の形態に
係るシリーズハイブリッド車の出力制御装置の動作を概
説する。
【００５７】この制御においては、第１の発電電動機２
２の目標発電量基本値を算出（決定）すると共に、それ
を補正して目標発電量ＰＧＣＯＭＤをリアルタイムに算
出し、図５に示す如く、第１の発電電動機２２の発電出
力が目標発電量ＰＧＣＭＤとなるように、エンジン１０
の出力をスロットル開度ＴＨを介してフィードバック制
御する。
【００５８】他方、算出された目標発電量基本値に応じ
てＢＳＦＣが最良となる点、即ち、燃料消費量が最少と
なるポイントで目標エンジン回転数ＮＥＣＭＤを算出
（決定）し、エンジン回転数ＮＥが目標エンジン回転数
ＮＥＣＭＤに収束するように、目標発電量基本値ＰＧＣ
ＭＤＢＳを補正して目標発電量ＰＧＣＭＤを算出（決
定）する。
【００５９】即ち、図６に示す如く、検出（現在）エン
ジン回転数ＮＥと目標エンジン回転数ＮＥＣＭＤの偏差
を算出し、それにゲインＫＮＥを乗じ、その積に目標発
電量基本値ＰＧＣＭＤＢＳを加算し、その和を第１の発
電電動機２２の目標発電量とする。
【００６０】上記を図７を参照して具体的に説明する
と、目標発電量基本値ＰＧＣＭＤＢＳが５ｋＷから３０
ｋＷに変更され、それに応じて目標エンジン回転数ＮＥ
も１５７０ｒｐｍから３１００ｒｐｍに変更されたとす
る。
【００６１】エンジン出力は基本的にはスロットル開度
ＴＨで制御されることから、目標発電量基本値の増加に
応じてスロットル開度ＴＨが急増される。このとき、第
１の発電電動機２２が一時的に出力を減少する結果、目
標発電量は変更時点で一時減少するが、その後に増加方
向に反転し、変更時点からｄＴ時間経過した後、目標値
に収束する。また、第１の発電電動機２２は一時的に出
力を減少してエンジン１０を自由に回転させるように動
作するので、エンジン回転数ＮＥも目標エンジン回転数
ＮＥＣＭＤに速やかに収束する
【００６２】収束時間ｄＴは、前記したゲインＫＮＥで
決定される。ゲインを大きくすると、収束が早くなる
が、制御量が発振し、小さくすると、制御の安定性は良
いが、収束まで時間がかかる。
【００６３】尚、スロットル開度補正値を図５に示すよ
うにＰＩＤ制御則を用いて算出する一方、目標発電量
（出力）補正値を図６に示すようにＰ制御則のみ用いて
算出するようにしたのは、第１の発電電動機２２の定常
偏差は図５に示すスロットル開度制御で吸収できるため
であり、さらには２つの制御系の干渉を可能な限り防止
するためである。
【００６４】上記を前提として図２の説明に戻ると、次
いでＳ２２に進み、図６に関して説明した如く、目標発
電量基本値ＰＧＣＭＤＢＳに、出力補正値（エンジン回
転数フィードバック量）を加算して目標発電量ＰＧＣＭ
Ｄを算出する。
【００６５】次いでＳ２４に進み、検出エンジン回転数
ＮＥから図８にその特性を示すマップを検索し、検索値
ＰＧＬＭＴＭＡＰに微小値ＤＰＧＬＭＴＨを加算して目
標発電量ＰＧＣＭＤの上限値ＰＧＬＭＴＨＩを算出す
る。この上限値ＰＧＬＭＴＨＩは、エンジン１０がスト
ールするのを防止のためのリミット値である。
【００６６】即ち、エンジン１０を第１の発電電動機２
２で駆動するとき、エンジン出力に対して発電電動機出
力を極端に大きくすると、エンジン１０がストールする
恐れがあるため、エンジン回転数ＮＥに応じて上限値を
設定するようにした。
【００６７】特に、低回転、低出力領域（ＮＥ＝１００
０ｒｐｍ以下）ではエンジン出力と発電電動機出力をバ
ランスさせることが難しく、ストールを招きやすいた
め、上限値を設け、所定のエンジン回転数（ＮＥ＝１２
００ｒｐｍ）を下回らないように設定するようにした。
【００６８】図２フロー・チャートにおいてはＳ２６に
おいて目標発電量ＰＧＣＭＤが上限値ＰＧＬＭＴＨＩを
超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ２８に進み、
目標発電量ＰＧＣＭＤを上限値：ＧＬＭＴＨＩに置換す
ると共に、否定されるときはＳ３０に進み、目標発電量
をそのまま目標発電量とする。
【００６９】次いでＳ３２に進み、前記した目標発電量
基本値ＰＧＣＭＤＢＳが０未満（負値）か、またはフラ
グＦ．ＥＮＧＲＵＮのビットが１にセットされているか
否か判断する。
【００７０】フラグＦ．ＥＮＧＲＵＮのビットは、図示
しない別ルーチンにおいて、エンジン１０が作動してい
るとき、１にセットされる。従って、Ｓ３２の処理はエ
ンジンが停止しているか、あるいは第１の発電電動機２
２に対して発電要求がないか否か判断することに相当す
る。
【００７１】Ｓ３２で肯定されるときはＳ３４に進み、
目標発電量ＰＧＣＭＤを零とすると共に、否定されると
きはＳ３６に進み、目標発電量ＰＧＣＭＤが第１の発電
電動機２２の出力可能な最大値ＰＧＣＭＤＨＩを超える
か否か判断し、肯定されるときはＳ３８に進み、目標発
電量を最大値に制限する。
【００７２】また、Ｓ３６で否定されるときはＳ４０に
進み、目標発電量ＰＧＣＭＤが第１の発電電動機２２の
出力可能な最少値ＰＧＣＭＤＬＯ未満か否か判断し、肯
定されるときはＳ４２に進み、目標発電量を最少値に制
限する。
【００７３】Ｓ４０でも否定されるときはＳ４４に進
み、検出したエンジン水温ＴＷが所定値ＴＷＶＴＥＣＨ
／Ｌ未満で、かつ目標発電量ＰＧＣＭＤが所定値ＰＭＶ
ＴＬＭＴを超えるか否か判断する。
【００７４】前記したように、エンジン１０は可変バル
ブタイミング機構Ｖ／Ｔを備えるが、その制御にあって
は検出したエンジン水温ＴＷが所定値ＴＷＶＴＥＣＨ／
Ｌ未満の場合には高回転側のバルブタイミング特性への
切り替えが禁止される。また、所定値ＰＭＶＴＬＭＴ
は、高回転側のバルブタイミング特性でのみ実現される
目標発電量の最少値を意味する。
【００７５】従って、Ｓ４４の処理は、高回転側のバル
ブタイミング特性への切り替えが禁止されるとき、目標
発電量がその特性でないと実現できない値を超えている
か否か判断することに相当する。Ｓ４４で肯定されると
きはＳ４６に進み、最少値を目標発電量とすると共に、
否定されるときはＳ４８に進み、目標発電量をそのまま
目標発電量とする。
【００７６】次いで、先に図５を参照して概説した、上
記の如くして決定された目標発電量に応じたスロットル
開度ＴＨの算出処理について説明する。
【００７７】 図９はその処理を示すフロー・チャート
である。図示のプログラムも、例えば１０ｍｓｅｃごと
に実行される。
【００７８】以下説明すると、Ｓ１００においてフラグ
Ｆ．ＣＲＡＮＫのビットが１にセットされているか否か
判断する。このフラグは、図示しない別ルーチンで実行
される制御においてエンジン１０が始動中（始動モー
ド）にあるとき、そのビットが１にセットされる。
【００７９】Ｓ１００で肯定されるときはＳ１０２に進
み、目標スロットル開度ＴＨＬＣＭＤを始動モードでの
所定値ＴＨＳＴＳとすると共に、否定されるときはＳ１
０４に進み、前記した目標発電量基本値ＰＧＣＭＤＢＳ
が零以下の値か、換言すれば発電指令がなされているか
否か判断する。
【００８０】Ｓ１０４で否定されるときはＳ１０６に進
み、前記したフラグＦ．ＥＧＲのビットが１にセットさ
れているか否か判断し、肯定されるときは１０８に進
み、目標発電量基本値ＰＧＣＭＤＢＳから図１０にその
特性を示すマップを検索し、目標スロットル開度基本値
ＴＨＬＭＡＰを算出すると共に、否定されるときはＳ１
１０に進み、同種のマップを検索して目標スロットル開
度基本値ＴＨＬＭＡＰを算出する。
【００８１】ＥＧＲ実行の有無に応じて目標スロットル
開度基本値ＴＨＬＭＡＰを変えるのは、前述の通り、Ｅ
ＧＲ実行の有無に応じてエンジン出力が相違するからで
ある。
【００８２】次いでＳ１１２に進み、開度補正値（発電
フィードバック量）を算出する。具体的には、図５に示
す如く、図２フロー・チャートの処理で決定された目標
発電量ＰＧＣＭＤと、推定された（現在の）発電量ＰＧ
Ａとの偏差を算出し、それにＰＩＤ制御ゲインｋｐＴ
Ｈ，ｋｉＴＨ，ｋｄＴＨを乗じて出力補正量ＫＴＨＰＧ
を算出する。
【００８３】即ち、前記した電流センサ５８と電圧セン
サ６０の出力からバッテリ残量を求め、それから第２の
発電電動機３６の消費分を減算して第１の発電電動機２
２の発電電圧を算出し、それを回路抵抗などの抵抗値で
補正し、第１の発電電動機２２の現在の発電量ＰＧＡを
推定し、目標発電量との偏差を算出し、それにＰＩＤ制
御ゲインを乗じて出力補正量ＫＴＨＰＧを算出する。
【００８４】次いでＳ１１４に進み、目標スロットル開
度基本値ＴＨＬＭＡＰに算出した開度補正値を加算し、
目標スロットル開度ＴＨＬＣＭＤを算出する。
【００８５】他方、Ｓ１０４で否定されたときはＳ１１
６に進み、目標発電量基本値ＰＧＣＭＤＢＳが零か、換
言すれば負値ではなく、従ってバッテリ２６および第２
の発電電動機３６から消費指令がないか否か判断する。
【００８６】Ｓ１１６で否定されるときはＳ１１８に進
み、Ｓ１０８で使用したマップに類似するマップ（特性
図示省略）を目標発電量基本値から検索して目標スロッ
トル開度基本値ＴＨＬＭＡＰを算出し、Ｓ１２０に進
み、検索値をそのまま目標スロットル開度ＴＨＬＣＭＤ
とする。
【００８７】また、Ｓ１１６で肯定されるときはＳ１２
２に進み、目標スロットル開度基本値を全閉付近のアイ
ドル開度に相当する所定値ＴＨＩＤＬＤに設定し、Ｓ１
２０に進む。
【００８８】次いでＳ１２４以降に進み、目標スロット
ル開度ＴＨＬＣＭＤのリミットチェックを行う。
【００８９】即ち、Ｓ１２４において算出された目標ス
ロットル開度ＴＨＬＣＭＤがスロットル開度上限値ＴＨ
ＷＯＴＤを超えるか否か判断し、肯定されるときはＳ１
２６に進み、目標スロットル開度ＴＨＬＣＭＤを上限値
に制限する。
【００９０】Ｓ１２４で否定されるときはＳ１２８に進
み、目標スロットル開度ＴＨＬＣＭＤが前記アイドル開
度相当所定値ＴＨＩＤＬＤ未満か否か判断し、肯定され
るときはＳ１３０に進み、目標スロットル開度ＴＨＬＣ
ＭＤをその所定値に制限すると共に、否定されるときは
Ｓ１３２に進み、目標スロットル開度ＴＨＬＣＭＤをそ
のまま維持する。
【００９１】次いでＳ１３４に進み、目標スロットル開
度に応じてパルスモータ４２に供給すべきの操作量を決
定し、Ｓ１３６に進み、パルスモータ駆動回路（図示せ
ず）を介してパルスモータ４２に出力し、スロットルバ
ルブ１６が目標スロットル開度ＴＨＬＣＭＤとなるよう
に駆動する。
【００９２】この実施の形態は上記の如く、第２の発電
電動機の要求入力（要求消費量）に応じて第１の発電電
動機の目標出力（発電量）をリアルタイムに算出すると
共に、エンジン１０をＢＳＦＣが最良となる点、即ち、
燃料消費量が最少となるポイントでエンジン回転数で運
転しつつ、その目標出力をリアルタイムに供給するよう
に構成したので、燃費性能を一層向上させることができ
る。
【００９３】さらに、燃料消費量が最少となるポイント
に目標エンジン回転数ＮＥＣＭＤが決定されると、第１
の発電電動機２２はエンジン１０を自由に回転させるの
で、実エンジン回転数ＮＥを目標エンジン回転数ＮＥＣ
ＭＤに収束させることができる。
【００９４】また、車載バッテリの容量が比較的小さく
て足ると共に、運転状態に応じて要求入力が瞬時に増加
する場合においても、要求入力をリアルタイムに供給す
ることができる。さらに、過充電によってバッテリ２６
を損傷することもない。
【００９５】さらに、目標発電量をリミットチェックす
るので、第１の発電電動機２２を介してエンジン回転数
を増減するときも、エンジン１０がストールする不都合
が生じることがない。
【００９６】上記の如く、この実施の形態は、内燃機関
（エンジン１０）と、前記内燃機関に直結される第１の
発電電動機（２２）と、前記第１の発電電動機に接続さ
れて充電される蓄電手段（バッテリ２６）と、前記第１
の発電電動機および蓄電手段（バッテリ２６）のいずれ
かの出力を入力して車輪（駆動輪２８）を駆動する第２
の発電電動機（３６）とを備えたシリーズハイブリッド
車において、少なくとも前記第２の発電電動機の要求入
力、より具体的には車両の運転状態に応じて決定される
要求入力に応じて前記第１の発電電動機の目標出力基本
値（目標発電量基本値ＰＧＣＭＤＢＳ）を決定する第１
発電電動機目標出力基本値決定手段（ＥＣＵ７０，Ｓ１
０）、前記決定された目標出力基本値に応じて、より具
体的には前記決定された目標出力基本値に応じて、ＢＳ
ＦＣが最良となるように、換言すれば燃料消費量が最少
となるように前記内燃機関の目標機関回転数（目標エン
ジン回転数ＮＥＣＭＤ）を決定する目標機関回転数決定
手段（ＥＣＵ７０，Ｓ１２からＳ１６）、前記決定され
た目標出力基本値および目標機関回転数に基づいて前記
第１の発電電動機の目標出力（目標発電量ＰＧＣＭＤ）
を決定する第１発電電動機目標出力決定手段（ＥＣＵ７
０，Ｓ１８からＳ４８）、前記決定された第１の発電電
動機の目標出力に基づいて前記内燃機関の目標スロット
ル開度（ＴＨＬＣＭＤ）を決定する目標スロットル開度
決定手段（ＥＣＵ７０，Ｓ１００からＳ１３２）、およ
び前記決定された目標スロットル開度に応じて前記内燃
機関のスロットルバルブを駆動するスロットルバルブ駆
動手段（パルスモータ４６，ＥＣＵ７０、Ｓ１３４，Ｓ
１３６）を備える如く構成した。
【００９７】また、前記第１発電電動機目標出力決定手
段は、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出
手段（クランク角センサ５２、絶対圧センサ、水温セン
サ５６、ＥＣＵ７０）、前記決定された目標機関回転数
と前記運転状態決定手段により検出された機関回転数の
偏差（ＳＮＥ）を算出し、算出された偏差に所定のゲイ
ンＫＮＥを乗じて出力補正値を算出する出力補正値算出
手段（ＥＣＵ７０，Ｓ１８からＳ２０）、および前記目
標出力基本値（目標発電量基本値ＰＧＣＭＤＢＳ）に前
記出力補正値を加算して前記第１の発電電動機の目標出
力（目標発電量ＰＧＣＭＤ）を算出する目標出力算出手
段（ＥＣＵ７０，Ｓ２２）を備える如く構成した。
【００９８】また、前記目標スロットル開度決定手段
は、前記第１の発電電動機の目標出力基本値（目標発電
量基本値ＰＧＣＭＤＢＳ）に応じて目標スロットル開度
基本値（ＴＨＬＭＡＰ）を決定する目標スロットル開度
基本値決定手段（ＥＣＵ７０，Ｓ１００からＳ１２
２）、前記第１の発電電動機の出力（現在の発電量ＰＧ
Ａ）を推定する出力推定手段（電流センサ５８、電圧セ
ンサ６０，ＥＣＵ７０）、前記第１の発電電動機の目標
出力（目標発電量ＰＧＣＭＤ）と前記出力推定手段によ
り推定された出力（現在の発電量ＰＧＡ）の偏差を算出
し、算出された偏差に所定のゲインを乗じて開度補正値
を算出する開度補正値算出手段（ＥＣＵ７０，Ｓ１１
２）、および前記決定された目標スロットル開度基本値
に前記開度補正値を加算して前記内燃機関の目標スロッ
トル開度（ＴＨＬＣＭＤ）を算出する目標スロットル開
度算出手段（ＥＣＵ７０，Ｓ１１２）を備える如く構成
した。
【００９９】また、前記第１発電電動機目標出力決定手
段は、前記決定された目標出力（目標発電量基本値ＰＧ
ＣＭＤＢＳ）を所定のリミット値（上限値ＰＧＬＭＴＨ
Ｉ）と比較する比較手段（ＥＣＵ７０，Ｓ２６）、およ
び前記決定された目標出力が前記所定のリミット値を超
えるときは前記決定された目標出力を前記所定のリミッ
ト値に置換する置換手段（ＥＣＵ７０，Ｓ２８）を備え
る如く構成した。
【０１００】尚、上記において、シリーズハイブリッド
車を例にとって説明したが、この発明は、パラレルハイ
ブリッド車にも適用可能である。
【０１０１】また、上記において、蓄電手段としてバッ
テリを使用したが、キャパシタなど電気エネルギを蓄積
することができるものであれば、どのようなものを使用
しても良い。
【０１０２】また、上記において、スロットル開度ＴＨ
からエンジン出力を制御するようにしたが、スロットル
以外の吸入空気量調整手段を介して吸入空気量を制御し
ても良い。
【０１０３】
【発明の効果】請求項１項にあっては、第２の発電電動
機（電動モータ）の要求に応じて第１の発電電動機の目
標出力をリアルタイムに決定することができると共に、
決定された目標出力を内燃機関のＢＳＦＣＶが最良とな
る点、即ち、燃料消費量が最少となるポイントで実現し
てリアルタイムに供給することができる。
【０１０４】請求項２項にあっては、第２の発電電動機
（電動モータ）の要求に応じて第１の発電電動機の目標
出力をリアルタイムに決定し、その目標出力を内燃機関
のＢＳＦＣが最良となる点、即ち、燃料消費量が最少と
なるポイントで実現してリアルタイムに供給すると共
に、機関回転数をその目標値に速やかに収束させて応答
性を向上させることができる。
【０１０５】請求項３項にあっては、第２の発電電動機
（電動モータ）の要求に応じて第１の発電電動機の目標
出力をリアルタイムに決定することができると共に、決
定された目標出力を内燃機関のＢＳＦＣが最良となる
点、即ち、燃料消費量が最少となるポイントで実現して
リアルタイムに供給することができる。
【０１０６】請求項４項にあっては、第２の発電電動機
（電動モータ）の要求に応じて第１の発電電動機の目標
出力をリアルタイムに決定し、その目標出力を内燃機関
のＢＳＦＣが最良となる点、即ち、燃料消費量が最少と
なるポイントで実現してリアルタイムに供給すると共
に、内燃機関をストールさせることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るシリーズハイブリ
ッド車の出力制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１装置の動作の中の目標発電量算出（決定）
作業を示すフロー・チャートである。
【図３】図２フロー・チャートで使用される目標発電量
基本値のマップ特性を示す説明グラフである。
【図４】図２フロー・チャートの目標エンジン回転数を
説明するための図１のエンジンの特性を示す説明グラフ
である。
【図５】図１装置の動作の中の目標発電量に応じたスロ
ットル開度制御を示すブロック図である。
【図６】図１装置の動作の中の目標発電量制御を示すブ
ロック図である。
【図７】図５および図６に示す制御を説明するタイム・
チャートである。
【図８】図２フロー・チャートの中のエンジンストール
防止のための上限値の特性を示す説明グラフである。
【図９】図１装置の動作の中の、図５に示すスロットル
開度制御を示すフロー・チャートである。
【図１０】図９フロー・チャートで使用される目標スロ
ットル開度基本値のマップ特性を示す説明グラフであ
る。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（エンジン） １２ 吸気管 １８ 排気管 ２２ 第１の発電電動機 ２４ 第１のインバータ ２６ バッテリ（蓄電手段） ３６ 第２の発電電動機 ３８ 第２のインバータ ４６ パルスモータ ５０ スロットル開度センサ ５２ クランク角センサ ５４ 絶対圧センサ ５６ 水温センサ ５８ 電流センサ ６０ 電圧センサ ７０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｌ // Ｂ６０Ｋ 6/00 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ 8/00 (72)発明者 柿沼 隆 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 阿部 浩之 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G093 AA07 AA16 BA05 BA15 BA19 DA01 DA03 DA05 DA06 DA07 DB05 DB19 EA03 EA09 EB09 FA10 3G301 HA00 HA06 HA19 JA02 JA03 JA31 LA01 NC02 ND02 PA07A PA11A PE01A PE03A PE08A 5G060 AA04 AA05 BA01 BA06 BA08 CA02 CA03 CA04 CA21 DB07 5H115 PA12 PG04 PI15 PI16 PI24 PI29 PI30 PU10 PU11 PU24 PU25 PU26 PV10 QN02 QN12 QN22 QN23 QN24 RE02 RE03 RE06 RE07 RE13 SE04 SE05 TB01 TE02 TE03 TE08 TI05 TI06 TO12 TO21 5H590 AA02 AA28 CA07 CA23 CC01 CD03 CE05 HA02 HA04 HA18 HA25 HA27 JA02 JA12 JA13 JA14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関と、前記内燃機関に直結される
    第１の発電電動機と、前記第１の発電電動機に接続され
    て充電される蓄電手段と、前記第１の発電電動機および
    蓄電手段のいずれかの出力を入力して車輪を駆動する第
    ２の発電電動機とを備えたシリーズハイブリッド車にお
    いて、 ａ．少なくとも前記第２の発電電動機の要求入力に応じ
    て前記第１の発電電動機の目標出力基本値を決定する第
    １発電電動機目標出力基本値決定手段、 ｂ．前記決定された目標出力基本値に応じて前記内燃機
    関の目標機関回転数を決定する目標機関回転数決定手
    段、 ｃ．前記決定された目標出力基本値および目標機関回転
    数に基づいて前記第１の発電電動機の目標出力を決定す
    る第１発電電動機目標出力決定手段、 ｄ．前記決定された第１の発電電動機の目標出力に基づ
    いて前記内燃機関の目標スロットル開度を決定する目標
    スロットル開度決定手段、および ｅ．前記決定された目標スロットル開度に応じて前記内
    燃機関のスロットルバルブを駆動するスロットルバルブ
    駆動手段、 を備えたことを特徴とするシリーズハイブリッド車の出
    力制御装置。
  2. 【請求項２】 前記第１発電電動機目標出力決定手段
    は、 ｆ．前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手
    段、 ｇ．前記決定された目標機関回転数と前記運転状態決定
    手段により検出された機関回転数の偏差を算出し、算出
    された偏差に所定のゲインを乗じて出力補正値を算出す
    る出力補正値算出手段、および ｈ．前記目標出力基本値に前記出力補正値を加算して前
    記第１の発電電動機の目標出力を算出する目標出力算出
    手段、 を備えることを特徴とする請求項１項記載のシリーズハ
    イブリッド車の出力制御装置。
  3. 【請求項３】 前記目標スロットル開度決定手段は、 ｉ．前記第１の発電電動機の目標出力基本値に応じて目
    標スロットル開度基本値を決定する目標スロットル開度
    基本値決定手段、 ｊ．前記第１の発電電動機の出力を推定する出力推定手
    段、 ｋ．前記第１の発電電動機の目標出力と前記出力推定手
    段により推定された出力の偏差を算出し、算出された偏
    差に所定のゲインを乗じて開度補正値を算出する開度補
    正値算出手段、 および ｌ．前記決定された目標スロットル開度基本値に前記開
    度補正値を加算して前記内燃機関の目標スロットル開度
    を算出する目標スロットル開度算出手段、 を備えることを特徴とする請求項１項または２項記載の
    シリーズハイブリッド車の出力制御装置。
  4. 【請求項４】 前記第１発電電動機目標出力決定手段
    は、 ｍ．前記決定された目標出力を所定のリミット値と比較
    する比較手段、 および ｎ．前記決定された目標出力が前記所定のリミット値を
    超えるときは前記決定された目標出力を前記所定のリミ
    ット値に置換する置換手段、 を備えることを特徴とする請求項１項、２項および３項
    のいずれかに記載のシリーズハイブリッド車の制御装
    置。
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