JP2011025783A - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者に適切な運転操作感を与えることが可能なハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】エンジン１と、ジェネレータ２と、走行用モータ４と、アクセルペダルとを備えたハイブリッド車両の駆動制御装置であって、車両の速度とアクセルペダルの操作量とに応じてエンジンの回転速度を制御可能なエンジン駆動制御手段２１と、使用者の操作に応じて走行モードが通常走行モードとスポーツ走行モードとのいずれか一方に選択される走行モード選択手段３６とを設け、エンジン駆動制御手段２１により、通常走行モードが選択された場合とスポーツ走行モードが選択された場合とで、車両の速度とアクセルペダルの操作量とに対するエンジンの回転速度を互いに異なる値に制御する。
【選択図】図７

Description

本発明は、エンジンと、車両の車輪を駆動可能なモータとを備えたハイブリッド車両の駆動制御装置に関する。

上記のような駆動制御装置としては、例えば下記特許文献１に示されるものが公知である。この特許文献１の駆動制御装置は、エンジンの駆動力により発電するジェネレータを備え、このジェネレータから電力の供給を受けて走行用モータが鉄道車両の車輪を駆動するよう構成されている。そして、この駆動制御装置では、エンジンを最大運転効率となるエンジン回転数に制御することで、エンジンでの燃料消費量を低減し、車両全体での省エネルギを図っている。

特開２００７−１９５３３４号公報

自動車等の車両においては、多様な運転者に対して快適な運転操作感を与えることが求められている。例えば、通常の走行モードとこの通常の走行モードよりもより走行感を味わうことのできる走行モードとを設定してこれらを運転者により変更可能とすることで多様な運転者に適切な運転操作感を与えることが求められている。これに対して、上記特許文献１の駆動制御装置では、エンジンが常に最大運転効率となる条件で駆動されており、種々の運転者に快適な運転操作感を与えることができないおそれがある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、運転者に適切な運転操作感を与えることが可能なハイブリッド車両の駆動制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのものとして、本発明は、エンジンと、エンジンの駆動力により発電するジェネレータと、ジェネレータの発電電量を充電可能なバッテリと、上記ジェネレータおよびバッテリの少なくとも一方から電力の供給を受けて車両を駆動する走行用モータと、運転者により踏み込み操作されるアクセルペダルとを備えたハイブリッド車両の駆動制御装置であって、車両の速度とアクセルペダルの操作量とに応じて上記エンジンの回転速度を制御可能なエンジン駆動制御手段と、使用者が操作可能であって、その操作に応じて車両の走行モードが通常走行モードとスポーツ走行モードとのいずれか一方に選択される走行モード選択手段とを有し、上記エンジン駆動制御手段は、上記走行モード選択手段において上記通常走行モードが選択された場合と上記スポーツ走行モードが選択された場合とで、上記車両の速度とアクセルペダルの操作量との各値に対する上記エンジンの回転速度を互いに異なる値に制御することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置を提供する。

この装置によれば、使用者が操作可能な走行モード選択手段が設けられており、この走行モード選択手段の操作により運転者等の使用者が車両の走行モードを通常走行モードとスポーツ走行モードとのいずれか一方に選択することができる。そして、同じ車両速度およびアクセルペダルの操作量であっても、通常走行モードが選択された場合とスポーツ走行モードが選択された場合とで、エンジンの回転速度が異なるよう設定されており、走行モード毎にエンジン音やエンジン振動が異なるため、運転者に各走行モードで異なる走行感を与えることができる。このことは、多様な運転者に適切な運転操作感を与えることを可能とする。

本発明において、上記エンジン駆動制御手段は、上記スポーツ走行モードが選択されると、上記エンジンの回転速度を同一の車両の速度および同一のアクセルペダルの操作量に対して上記通常走行モードが選択された場合よりも高回転側に制御するのが好ましい。

このようにすれば、スポーツ走行モードにおいてエンジンが通常走行モード時よりも高回転側で駆動されエンジン音およびエンジン振動が高周波側に変更されるので、このスポーツ走行モードにおいて通常走行モードよりも運転者により高い走行感を与えることができる。

また、本発明において、上記エンジン駆動制御手段は、上記通常走行モードが選択された場合は、上記エンジンの回転速度を上記車両の速度およびアクセルペダルの操作量によらず一定値に制御する一方、上記スポーツ走行モードが選択された場合は、上記エンジンの回転速度を上記車両の速度の変化およびアクセルペダルの操作量の変化に応じて変化させるのが好ましい。

このようにすれば、通常走行モード時においてエンジンの性能例えば機関出力が最良となる運転条件でエンジンを駆動しつつ、スポーツ走行モードにおいて運転者の操作に応じてエンジンの回転速度を変化させることで運転操作感を高めることができる。

ここで、エンジンの空燃比を変更すればエンジンの出力を一定としつつエンジン回転数を変更することができる。具体的には、この空燃比をリーン側にすれば、エンジンの回転数を上昇させることができる。そこで、本発明では、上記エンジン駆動制御手段は、上記エンジンの空燃比を制御可能であって、上記通常走行モードが選択された場合は、上記エンジンの空燃比を理論空燃比以下に制御する一方、上記スポーツ走行モードが選択された場合は、上記エンジンの空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御するのが好ましい。このようにすれば、エンジンの回転数をスポーツ走行モードにおいて通常走行モードよりも容易に上昇させることができる。また、エンジンの回転数を広範囲にわたって制御することができる。

上記エンジンとしては、例えば、燃料としてガソリンまたは水素が選択的に供給されるデュアルフューエル式のエンジンが可能である。この場合、上記エンジン駆動制御手段は、上記エンジンに供給する燃料を切り替え可能であって、上記スポーツ走行モードが選択された場合は、上記エンジンに水素を供給するのが好ましい。また、使用者が操作可能であって、その操作に応じて上記エンジンに供給する燃料がガソリンと水素とのいずれか一方に選択される燃料選択手段を有し、上記エンジン駆動制御手段は、上記燃料選択手段において水素が選択され、かつ、上記走行モード選択手段において上記スポーツ走行モードが選択された場合に、上記エンジンの回転速度を上記通常走行モードとは異なる値に制御するのが好ましい。

これらの構成によれば、エンジンに供給される燃料が水素の場合のみエンジンの空燃比が理論空燃比よりもリーン側に制御され、上記燃料がガソリンの場合はエンジンの空燃比が理論空燃比以下に制御される。そのため、エンジンの下流に理論空燃比以下において有効な三元触媒を設けこの触媒により排ガスを浄化させつつ、スポーツ走行モードにおいてエンジンの回転数を上昇させることができる。

また、特に運転操作感の違いは加速中において容易に感じとることができる。そこで、本発明において、上記アクセルペダルの開度を検出するアクセル開度センサを備え、上記エンジン駆動制御手段は、上記アクセル開度センサにより検出されたアクセルペダルの加速方向の操作量が所定値以上になった場合に、上記エンジンの回転速度を上記通常走行モードとは異なる値に制御するのが好ましい。

以上説明したように、本発明のハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、走行モード毎でエンジンの回転数が異なる値に制御されるため、多様な運転者により適した走行感を与えることができる。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置の概略構成図である。 図１に示す駆動制御装置の概略ブロック図である。 車両の走行状態に応じた駆動制御を行うためにコントローラが参照する制御マップを示す図である。 車速とアクセル開度とに対して算出される所要電力のマップを示す図である。 所要電力に対する燃料噴射量の指令値のマップを示す図である。 所要電力に対するスロットル開度の指令値のマップを示す図である。 第１実施形態に係るコントローラ２０での制御手順を示すフローチャートである。 エンジン回転数とエンジンの軸トルクに対するエンジンの熱効率を示す図である。 第２実施形態に係るコントローラ２０での制御手順を示すフローチャートである。 第２実施形態に係るコントローラ２０での制御手順を示すフローチャートである。

図１は、本発明の第１の実施形態にかかるハイブリッド車両の駆動制御装置の全体構成を示す概略平面図、図２は、同装置の制御系を示すブロック図である。これらの図に示されるハイブリッド車両の駆動制御装置は、発電用の動力源として設けられたエンジン１と、エンジン１から駆動力を得て発電を行うジェネレータ２と、ジェネレータ２で発電された電力を蓄電可能なバッテリ３と、走行用の動力源として設けられ、上記ジェネレータ２およびバッテリ３の少なくとも一方から電力の供給を受けて駆動輪９を駆動する走行用モータ４と、上記ジェネレータ２、バッテリ３、および走行用モータ４の間の入出力電流を交流から直流、またはその逆に変換する第１および第２のインバータ５，６と、これら各部を統括的に制御するコントローラ２０とを備えている。なお、以上の構成から明らかなように、当実施形態のハイブリッド車両は、エンジン１を専ら発電用の動力源として使用し、走行用モータ４のみによって駆動輪９を駆動する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両である。

上記走行用モータ４は、ドライブシャフト８の中間部に配置された差動装置７と連結されており、これら差動装置７およびドライブシャフト８等を介して、上記走行用モータ５の駆動力が、上記ドライブシャフト８の両端に取り付けられた左右一対の駆動輪９に伝達されるようになっている。なお、当実施形態のハイブリッド車両では、その前後左右に備わる４つの車輪のうち２つが駆動輪９であり、残りの車輪は従動輪１０である。

上記ジェネレータ２は、エンジン１の始動時にバッテリ３から第１インバータ５を介して電力の供給を受けることにより、エンジン１のクランク軸を強制回転させてエンジン１を始動するスタータとしての機能、および、エンジン１のクランク軸から駆動力を得て発電するオルタネータとしての機能の両方を兼ね備えたものである。

上記第１インバータ５は、上記ジェネレータ２がスタータとして作動する場合に、上記バッテリ３からの直流電流を交流電流に変換してジェネレータ２に供給する一方、上記ジェネレータ２がオルタネータとして作動する場合には、ジェネレータ２で発電された交流電流を直流電流に変換して第２インバータ６またはバッテリ３に供給する。

上記走行用モータ４は、例えば３相の交流同期モータ等からなり、車両の力行運転時には、上記ジェネレータ２およびバッテリ３の少なくとも一方から第２インバータ６等を介して電力の供給を受けることにより、上記差動装置７およびドライブシャフト８等を介して駆動輪９を駆動する一方、減速時や下り坂走行時等の回生運転時には、上記ドライブシャフト８から駆動力を得て発電を行い、その発電電力を上記第２インバータ６を介してバッテリ３に蓄電するように構成されている。

上記第２インバータ６は、車両の力行運転時に、上記第１インバータ５からの直流電流（つまりジェネレータ２で発電されて第１インバータ５から供給される直流電流）、またはバッテリ３からの直流電流を交流電流に変換して走行用モータ４に供給する一方、車両の回生運転時には、上記走行用モータ４からの交流電流を直流電流に変換してバッテリ３に供給する。

図２に示すように、上記エンジン１は、内周面がトロコイド状に形成されたロータハウジング１Ａと、ロータハウジング１Ａ内に収容された略三角形状のロータ１Ｂとを有したロータリーエンジンである。ロータ１Ｂとロータハウジング１Ａとの間には、３つの作動室が形成されており、ロータ１Ｂは、出力軸としてのエキセントリックシャフト１Ｃを中心に、ロータハウジング１Ａ内を遊星回転運動する。ロータ１Ｂが１回転すると、その間に、吸気・圧縮・膨張・排気の４サイクルの工程が３組進行し、エキセントリックシャフト１Ｃが３回転する。

また、上記エンジン１は、性状の異なる２種類の燃料（当実施形態では水素とガソリン）が切替可能に供給される、いわゆるデュアルフューエル式のロータリーエンジンである。すなわち、当実施形態のハイブリッド車両には、図１にも示すように、水素が貯蔵される水素タンク１２と、ガソリンが貯蔵されるガソリンタンク１３とが設けられており、これら２種類のタンクが、エンジン１に設けられた第１および第２のインジェクタ１７，１８（図２）に燃料供給管等を介してそれぞれ接続されている。そして、エンジン１の運転時には、上記第１・第２インジェクタ１７，１８のいずれかが作動することにより、水素またはガソリンのいずれか一方が選択的にエンジン１に供給されるようになっている。

具体的には、エンジン１のロータハウジング１Ａに上記第１インジェクタ１７が取り付けられ、水素タンク１２から供給された水素が上記第１インジェクタ１７を通じて吸気行程中の作動室に直接噴射される。一方、エンジン１の吸気通路１５には上記第２インジェクタ１８が取り付けられ、ガソリンタンク１３から供給されたガソリンが上記第２インジェクタ１８を通じて吸気通路１５に噴射される。なお、図例では、水素噴射用の第１インジェクタ１７が直噴式で、ガソリン噴射用の第２インジェクタ１８がポート噴射式となっているが、第１・第２インジェクタ１７，１８の両方がポート噴射式、または直噴式であってもよい。

上記第２インジェクタ１８よりも上流側の吸気通路１５には、エンジン１への吸入空気量を調整するためのスロットル弁１６が設けられている。このスロットル弁１６は、バイワイヤー化された電子制御式のスロットル弁であり、運転者により踏み込み操作される図外のアクセルペダルと非連動で上記スロットル弁１６を開閉制御することが可能である。

上記コントローラ２０は、従来周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、およびＩ／Ｏ（入出力インターフェース）等からなる制御装置であり、図２に示すように、車両の各部に設けられた種々のセンサと電気的に接続されている。具体的に、上記コントローラ２０には、車両の走行速度（車速）を検出する車速センサ３０と、図外のアクセルペダルの操作量（以下アクセル開度という）を検出するアクセル開度センサ３１と、スロットル弁１６の開度（以下スロットル開度という）を検出するスロットル開度センサ３２と、エンジン１の出力軸（エキセントリックシャフト１Ｃ）の回転数（回転速度）を検出するエンジン回転速度センサ３３と、バッテリ９の端子間電圧および入出力電流を検出するバッテリセンサ３４と、水素タンク１２およびガソリンタンク１３に貯蔵された燃料（水素、ガソリン）の残量を検出する燃料残量センサ３５とがそれぞれ接続されており、これら各センサ３０〜３５により検出された各種制御情報が上記コントローラ２０に電気信号として入力されるようになっている。

上記コントローラ２０は、上記各センサ３０〜３５からの入力情報に基づいて種々の演算を実行し、その結果に基づいて上記エンジン１、ジェネレータ２、バッテリ３、走行用モータ４、およびインバータ５，６等の動作を統括的に制御する。例えば、コントローラ２０は、上記各センサ値から特定される車両の走行状態等に応じて、走行用モータ４の駆動に必要な電力の供給源を、ジェネレータ２にするか、バッテリ３にするか、または双方にするかを判定し、その判定結果に応じて、インバータ５，６を通じた走行用モータ４への給電動作や、エンジン１の駆動・停止等を制御する。

図３は、車両の走行状態に応じた駆動制御を行うためにコントローラ２０が参照する制御マップを示す図である。本図において、横軸は車速、縦軸は負荷である。なお、ここでいう負荷とは、アクセル開度に基づく走行用モータ４の要求トルクのことを指す。

図３の制御マップにおいて、低速・低負荷域に設定された第１領域Ａでは、バッテリ３から供給される電力のみで走行用モータ５が駆動される（このためエンジン１は停止される）。

一方、上記第１領域Ａよりも高回転・高負荷側に設定された第２領域Ｂでは、エンジン１が駆動されてジェネレータ２による発電が行われ、少なくともジェネレータ２からの供給電力により走行用モータ４が駆動される。

なお、図３に示された各領域Ａ，Ｂの境界Ｓは、バッテリ３の残容量（ＳＯＣ）に応じて変動的に設定される。すなわち、バッテリ３の残容量が少なければ、バッテリ３からの供給電力のみで走行用モータ４を駆動できる領域（第１領域Ａ）が狭くなるため、上記境界Ｓはより低回転・低負荷側に移行する。逆に、バッテリ３の残容量が多ければ、バッテリ３のみでカバーできる領域Ａが広がるため、境界Ｓは高回転・高負荷側に移行する。

図２に示すように、上記コントローラ２０には、エンジン１の駆動時（つまり車両の走行状態が上記第２領域Ｂにあるとき）に、エンジン１に供給される燃料を切り替えるための燃料切替スイッチ２５が接続されている。この燃料切替スイッチ２５は、例えば、運転者による操作が可能な車室内の所定部位に設けられ、運転者が上記燃料切替スイッチ２５を操作するたびに、上記第１・第２インジェクタ１７，１８の作動・非作動を入れ替える制御信号が上記コントローラ２０から出力され、これに応じてエンジン１への供給燃料が水素からガソリン、またはその逆に切り替わるようになっている。なお、上記燃料残量センサ３５の検出値に基づいて、上記水素タンク１２およびガソリンタンク１３のいずれかが空になったことが確認された場合には、上記燃料切替スイッチ２５が操作されなくても、残存している方の燃料に強制的に切り替える制御が実行される。

また、上記コントローラ２０には、エンジン１の駆動時に、車両の走行モードを通常走行モードとスポーツ走行モードとに切り替えるための走行モード切替スイッチ３６が接続されている。上記スポーツ走行モードは、通常走行モードに比べて運転者が運転操作の感覚をより実感でき走行感が高まるようにエンジン１が制御されるモードである。この走行モード切替スイッチ３６は、運転者による操作が可能な車室内の所定部位に設けられており、運転者の操作によって走行モードが切り替えられる。

次に、上記コントローラ２０の機能について説明する。図２に示すように、コントローラ２０は、その機能要素として、エンジン駆動制御手段２１を有している。

上記エンジン駆動制御手段２１は、車速およびアクセル開度に応じてエンジン１の制御を行うものである。具体的には、このエンジン駆動制御手段２１では、車速およびアクセル開度に基づいて、エンジン１の回転数が適切な値に制御される。このエンジン１の回転数制御の具体的な制御内容は上記走行モードに応じて異なっており、このエンジン駆動制御手段２１は少なくとも上記走行モード切替スイッチ３６の操作状況に応じて上記回転数制御の制御内容を切り替える。

本実施形態では、いずれの走行モードにおいても車速およびアクセル開度の変化に応じてエンジン回転数が変化するように制御されるが、同一の車速およびアクセルペダルにおいて通常走行モードよりもスポーツ走行モードの方がエンジン１の回転数が高くなるように制御される。

上記回転数制御の具体的内容について次に説明する。上記エンジン駆動制御手段２１では、まず、車速とアクセル開度に基づいて走行用モータ４を駆動するのに必要な所要電力力が算出される。例えば、図４に示すような車速とアクセル開度毎に所要電力が設定されたマップが予め記憶されており、このマップから上記所要電力が算出される。次に、この所要電力に基づいて、スロットル開度および燃料噴射量の指令値が算出される。例えば、図６に示すような所要電力毎にスロットル開度が設定されたマップが予め記憶されており、このマップからスロットル開度の指令値が算出される。また、図５に示すような所要電力毎に燃料噴射量が設定されたマップが予め記憶されており、このマップから燃料噴射量の指令値が算出される。そして、これら指令値になるように燃料が噴射されスロットル弁１６が制御されることで、エンジン１は、そのエンジン回転数および軸トルクが上記所要電力に応じた出力を出すような状態に制御される。

所要電力に対する燃料噴射量の指令値は、通常走行モードおよびスポーツ走行モードとで同一に設定されている。一方、所要電力に対するスロットル開度指令値は、通常走行モードよりもスポーツ走行モードの方が大きくなるように設定されている。例えば、図６における実線で示した通常走行モードにおけるスロットル開度指令値に対してスポーツ走行モードにおけるスロットル開度指令値は図６における破線のように設定されている。

このようにして、同一の所要電力ひいては同一の車速およびアクセル開度に対してスロットル開度ひいてはエンジン１の吸気量が大きくなることで、スポーツ走行モードでは、エンジン１の空燃比が通常走行モードよりも大きくなるように制御される。これにより、同一の車速およびアクセル開度においてエンジン１の出力は各走行モードで同一に維持される一方、エンジン１の回転数はスポーツ走行モードの方が通常走行モードよりも高くなる。本実施形態では、通常走行モードにおいてエンジンの空燃比が理論空燃比となるように燃料噴射量およびスロットル開度が設定されており、スポーツ走行モードでは空燃比が理論空燃比より大きくなるようすなわちリーンになるように設定されている。

次に、図７のフローチャートを用いて、上記コントローラ２０により実行されるエンジン１の駆動制御の手順を説明する。

まず、上記コントローラ２０は、上記車速センサ３０、アクセル開度センサ３１、および燃料残量センサ３５から、各センサの検出値として、車速、アクセル開度、水素およびガソリンの残量を読み込むとともに、上記走行モードＳＷおよび燃料選択ＳＷの操作状況を読み込む制御を実行する（ステップＳ２）。

次いで、上記コントローラ２０は、上記ステップＳ１で読み込まれた車速およびアクセル開度に基づいて、走行用モータ４を駆動するのに必要な所要電力を算出するとともに（ステップＳ３）、車速およびアクセル開度に基づく現在の走行状態が、図３に示した制御マップ上の第２領域Ｂにあるか否かを判定する制御を実行する（ステップＳ４）。

上記ステップＳ４でＮＯと判定された場合、つまり、現在の車両の走行状態が第１領域Ａにあるためにエンジン１を駆動する必要がない場合、上記コントローラ２０は、エンジン１を停止するとともに（ステップＳ５）、バッテリ３の電力のみで走行用モータ５を駆動する制御を実行する（ステップＳ６）。

一方、上記ステップＳ４でＹＥＳと判定されて現在の車両の走行状態が上記第２領域Ｂにあることが確認された場合、上記コントローラ２０は、以下のように、エンジン１を駆動してその駆動力でジェネレータ２に発電させ、その発電電力のみで上記走行用モータ４を駆動する制御を実行する。

まず、コントローラ２０は、上記走行モード切替ＳＷからの信号に基づき、スポーツ走行モードが選択されているかどうかを判定する制御を実行する（ステップＳ８）。

このステップＳ８においてＮＯと判定されて現在の走行モードが通常走行モードであることが確認された場合は、コントローラ２０は、ステップＳ２０に進みエンジン１に対して通常の理論空燃比制御を実行する。すなわち、このステップＳ２０では、スロットル開度および燃料噴射量を、エンジン１の空燃比が理論空燃比となるよう所要電力に応じて予め設定された開度および量に制御して、エンジン１の空燃比を理論空燃比としつつエンジン１の出力を所要電力となるようにする。

一方、ステップＳ８にてＹＥＳと判定されて現在の走行モードがスポーツ走行モードであることが確認された場合は、コントローラ２０は、さらに、アクセル開度に基づき運転者が加速操作を行ったかどうかを判定する制御を実行する（ステップＳ９）。

このステップＳ９においてＮＯと判定されて加速操作されていないことが確認された場合は、ステップＳ２０に進む。

一方、ステップＳ９にてＹＥＳと判定されて加速中であることが確認された場合は、コントローラ２０は、上記燃料切り替えＳＷからの信号に基づき、エンジン１に供給される燃料が水素であるかどうかを判定する制御を実行する（ステップＳ１０）。

このステップＳ１０においてＮＯと判定されて現在のエンジン１への供給燃料がガソリンであることが確認された場合は、ステップＳ２０に進む。

一方、ステップＳ１０にてＹＥＳと判定されてエンジン１への供給燃料が水素であることが確認された場合は、コントローラ２０は、さらに、燃料センサ３５の検出値に基づき水素燃料に残量があるかどうかを判定する制御を実行する（ステップＳ１１）。

このステップＳ１０においてＮＯと判定されて水素残量が少ないことが確認された場合は、ステップＳ２０に進む。

一方、ステップＳ１１にてＮＯと判定されて現在のエンジン１への供給する水素燃料の残量が十分にあることが確認された場合は、ステップＳ１２に進みエンジン１に対して高回転リーン制御を実行する。すなわち、このステップＳ１２では、スロットル開度および燃料噴射量をエンジン１の空燃比がリーンとなるよう所要電力に応じて予め設定された開度および量に制御して、エンジン１の出力を所要電力としつつエンジン１の空燃比をリーンにすることでエンジン回転数を通常走行モードが選択された場合よりも高回転になるようにする。

本実施形態では、エンジン１の下流に排ガスを浄化するための三元触媒（不図示）が設けられている。この三元触媒は周知のとおり空燃比がリーンの条件では十分に機能しない。そこで、ステップＳ１０およびＳ１１にてそれぞれＮＯと判定されてエンジン１に供給される燃料が水素の場合にのみ上記リーンとする高回転数制御を実施することで、排ガス性状を良好に維持する。

また、アクセルペダルの操作に対するエンジン回転数の違いすなわち運転操作感の違いは特に加速中に感じやすい。そこで、本実施形態では、ステップＳ９において加速中であると判定された場合にのみエンジン回転数を上昇させることでより効果的に運転操作感を向上させることができる。

上記コントローラ２０は、ステップＳ１２あるいはステップＳ２０においてスロットル開度および燃料噴射量を各値に制御してエンジン１の出力を所要電力に応じた出力とした後は、これらのエンジン１の駆動力で発電する上記ジェネレータ２の発電電力のみにより、上記走行用モータ４を駆動する制御を実行する（ステップＳ３０）。

以上のように、本ハイブリッド車両の駆動制御装置では、スポーツ走行モードが選択された場合にエンジン１の回転数が通常走行モードよりも高回転側に制御されるため、エンジン音およびエンジン振動が高周波側に変更されて、スポーツ走行モードにおいて通常走行モードよりも運転者はより高い走行感を得ることができる。

ここで、スポーツ走行モードにおいてエンジン１のリーンにするべく吸気量を増大させる具体的手順は上記に限らない。例えば、エンジン１の吸気バルブのバルブタイミングを変更することで吸気量を増大させてもよい。

また、通常走行モードの空燃比は理論空燃比に限らず、理論空燃比よりリッチとしてもよい。

また、エンジン回転数をスポーツ走行モードの方が高くなるように制御する具体的手順は上記に限らない。例えば、スロットル弁を大きくするとともに燃料噴射量も増大させて理論空燃比を維持しつつ回転数を高くしてもよい。ただし、この場合には、エンジン１の出力が所要電力よりも過剰になるため、この余剰エネルギをバッテリに蓄電するよう構成する。

次に、本発明の第２の実施形態に係るハイブリッド車両の駆動制御装置について説明する。この駆動制御装置では、上記第１の実施形態に対して、コントローラ２０で実行される走行モード毎のエンジン１の回転数制御の制御内容が異なっている。その他の構成については、第１の実施形態と同様でありその詳細な説明は省略する。

この第２の実施形態に係る駆動制御装置では、走行モードとして通常走行モードが選択された場合には、コントローラ２０は、所要電力によらずエンジン１を熱効率ひいては機関効率が最も高くなる状態に制御して上記ジェネレータからの電力を一定にする。そして、所要電力との差分をバッテリの充放電により調整することで、モータに供給される電量を所要電力となるようにする。一方、走行モードとしてスポーツ走行モードが選択された場合には、コントローラ２０は、上記第１の実施形態においてスポーツ走行モードが選択された場合と同様の制御、すなわち、高回転リーン制御を実行する。

図８に、エンジン１の回転数と軸トルクに対するエンジン１の熱効率を示す。図中の各線は等熱効率線である。この図からわかるように、エンジン１の熱効率はエンジン回転数およびエンジントルクがある範囲において最も高くなる。例えば、エンジン回転数が３０００ＲＰＭ付近において熱効率は最大となる。そこで、本実施形態では、この条件を満足するようにエンジン１を駆動することでエンジン１の熱効率を最大として燃費性能の向上を図っている。

図９のフローチャートを用いて、上記コントローラ２０により実行されるエンジン１の駆動制御の手順を説明する。

第１の実施形態と同様に、上記コントローラ２０は、各センサの検出値および走行モードＳＷおよび燃料選択ＳＷの操作状況を読み込む制御を実行し（ステップＳ２）、走行用モータ４を駆動するのに必要な所要電力を算出するとともに（ステップＳ３）、現在の走行状態が上記第２領域Ｂにあるか否かを判定する制御を実行する（ステップＳ４）。そして、ステップＳ４でＮＯと判定されると、上記コントローラ２０は、エンジン１を停止するとともに（ステップＳ５）、バッテリ３の電力のみで走行用モータ５を駆動する制御を実行する（ステップＳ６）。

一方、上記ステップＳ４でＹＥＳと判定されて現在の車両の走行状態が上記第２領域Ｂにあることが確認された場合、上記コントローラ２０は、以下のように、エンジン１を駆動してその駆動力でジェネレータ２に発電させ、その発電電力を用いて上記走行用モータ４を駆動する制御を実行する。

まず、コントローラ２０は、上記走行モード切替ＳＷからの信号に基づき、スポーツ走行モードが選択されているかどうかを判定する制御を実行する（ステップＳ８）。

このステップＳ８においてＮＯと判定されて現在の走行モードが通常走行モードであることが確認された場合は、コントローラ２０は、ステップＳ４０に進みエンジン１を効率の高い運転状態に制御する高効率制御を実行する。この高効率制御の詳細は後述する。

一方、ステップＳ８にてＹＥＳと判定されて現在の走行モードがスポーツ走行モードであることが確認された場合は、コントローラ２０は、さらに、アクセル開度に基づき運転者が加速操作を行ったかどうかを判定する制御を実行する（ステップＳ９）。

このステップＳ９においてＮＯと判定されて加速操作されていないことが確認された場合は、ステップＳ４０に進む。

一方、ステップＳ９にてＹＥＳと判定されて加速中であることが確認された場合は、コントローラ２０は、上記燃料切り替えＳＷからの信号に基づき、エンジン１に供給される燃料が水素であるかどうかを判定する制御を実行する（ステップＳ１０）。

このステップＳ１０においてＮＯと判定されて現在のエンジン１への供給燃料がガソリンであることが確認された場合は、ステップＳ４０に進む。

一方、ステップＳ１０にてＮＯと判定されて現在のエンジン１への供給燃料が水素であることが確認された場合は、ステップＳ１２に進みエンジン１に対して高回転リーン制御を実施する。すなわち、このステップＳ１２では、スロットル開度および燃料噴射量をエンジン１の空燃比がリーンとなるように所要電力に応じて予め設定された開度および量に制御して、エンジン１の出力を所要電力としつつエンジン１をリーンとする。

ここで、エンジン１の回転数が所定回転数以上となる運転領域では、エンジン１の熱効率が低下することがわかっている。そこで、本実施形態では、エンジン１の回転数が所定値Ｎ１以上となるのを回避して、エンジン１の効率低下を抑制している。すなわち、コントローラ２０は、ステップＳ１３においてエンジン１の回転数がＮ１以上であるかどうかを判定し、この判定がＹＥＳの場合すなわちエンジン１の回転数がＮ１以上の高回転になった場合はエンジン１の回転数をＮ１となるようにスロットル開度および燃料噴射量を制御する（ステップＳ１４）。このとき、エンジン１の駆動力で発電するジェネレータ２の発電電力は所要電力を満足しない。そのため、この場合には、ジェネレータ２の発電電力に加えてバッテリの電力を用いてモータ４を駆動する（ステップＳ２４）。

一方、エンジン１の回転数がＮ１未満の場合は、エンジン１の出力が所要電力を満足するので、エンジン１の駆動力で発電するジェネレータ２の発電電力のみでモータ４を駆動する（ステップＳ２２）。

次に、高効率制御について図１０のフローチャートを用いて説明する。この高効率制御では、コントローラ２０は、運転条件によらず基本的にエンジン１を熱効率の高い運転状態に制御しエンジン１の出力を一定に制御する。しかしながら、バッテリ３の残量によってはエンジン１からの出力を変更させることが好ましい場合がある。そこで、本実施形態では、バッテリ３の残量に応じてエンジン１の制御内容を変更することでより効率良くエンジン１の出力を走行用モータ４に供給できるようにしている。

まず、コントローラ２０は、ステップＳ４１にて、上記バッテリセンサ３４からの信号に基づきバテッリ残量ＳＯＣが予め設定された第１基準量ＳＯＣ１よりも多いかどうかを判定する制御を実行する。この判定がＹＥＳの場合すなわちバッテリ残量が十分に大きい場合は、エンジン１の燃料噴射量を低減して空燃比を理論空燃比よりもリーン側に制御する。そして、エンジン１の軸トルクおよびエンジン回転数をエンジン１の熱効率が最も高くなる状態よりもわずかに低下させることで、エンジン１の出力を小さく抑える（ステップＳ４２）。これにより、バッテリ３に過剰な電力が供給されるのを抑制する。

一方、上記ステップＳ４１でＮＯと判定された場合は、コントローラー２０は、ステップＳ４４にて、さらにバテッリ残量ＳＯＣが予め設定された第２基準量ＳＯＣ２よりも多いかどうかを判定する制御を実行する。この判定がＹＥＳの場合すなわちバッテリ残量ＳＯＣ１が第１基準量ＳＯＣ１と第２基準量ＳＯＣ２との間の適度な量である場合は、エンジン１の空燃比を理論空燃比としつつエンジン１の軸トルクおよびエンジン回転数を熱効率が最も高くなる状態に制御する（ステップＳ４５）。

一方、上記ステップＳ４４でＮＯと判定された場合すなわちバッテリ残量ＳＯＣが第２基準量ＳＯＣ２よりも少ない場合は、コントローラ２０は、エンジン１の燃料噴射量を増加して空燃比を理論空燃比よりもリッチ側に制御する。そして、エンジンの軸トルクおよびエンジン回転数をエンジン１の熱効率が最も高くなる状態よりもわずかに上昇させて、エンジン１の出力を大きくする（ステップＳ４６）。これにより、バッテリ残量が所定量以下に低下するのを抑制する。

以上のように、本ハイブリッド車両の駆動制御装置では、通常走行モードが選択された場合には、エンジン１の熱効率が最も高くなるようにエンジン１が制御される一方、スポーツ走行モードが選択された場合には、アクセル開度に応じてエンジン１の回転数が変更するように制御されており、通常走行モードにおいて燃料消費率を良好にしつつ、スポーツ走行モードにおいて運転者に適切な運転操作感すなわち走行感を与えることができる。

１ エンジン
２ ジェネレータ
４ 走行用モータ
２０ コントローラ
２１ エンジン駆動制御手段
２５ 燃料切替スイッチ
３６ 走行モード切替スイッチ（走行モード選択手段）

Claims (7)

1. エンジンと、エンジンの駆動力により発電するジェネレータと、ジェネレータの発電電量を充電可能なバッテリと、上記ジェネレータおよびバッテリの少なくとも一方から電力の供給を受けて車両を駆動する走行用モータと、運転者により踏み込み操作されるアクセルペダルとを備えたハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
   車両の速度とアクセルペダルの操作量とに応じて上記エンジンの回転速度を制御可能なエンジン駆動制御手段と、
   使用者が操作可能であって、その操作に応じて車両の走行モードが通常走行モードとスポーツ走行モードとのいずれか一方に選択される走行モード選択手段とを有し、
   上記エンジン駆動制御手段は、上記走行モード選択手段において上記通常走行モードが選択された場合と上記スポーツ走行モードが選択された場合とで、上記車両の速度とアクセルペダルの操作量との各値に対する上記エンジンの回転速度を互いに異なる値に制御することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   上記エンジン駆動制御手段は、上記スポーツ走行モードが選択されると、上記エンジンの回転速度を同一の車両の速度および同一のアクセルペダルの操作量に対して上記通常走行モードが選択された場合よりも高回転側に制御することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
3. 請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   上記エンジン駆動制御手段は、上記通常走行モードが選択された場合は、上記エンジンの回転速度を上記車両の速度およびアクセルペダルの操作量によらず一定値に制御する一方、上記スポーツ走行モードが選択された場合は、上記エンジンの回転速度を上記車両の速度の変化およびアクセルペダルの操作量の変化に応じて変化させることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   上記エンジン駆動制御手段は、上記エンジンの空燃比を制御可能であって、上記通常走行モードが選択された場合は、上記エンジンの空燃比を理論空燃比以下に制御する一方、上記スポーツ走行モードが選択された場合は、上記エンジンの空燃比を理論空燃比よりもリーンに制御することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
5. 請求項４に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   上記エンジンは、燃料としてガソリンまたは水素が選択的に供給されるデュアルフューエル式のエンジンであり、
   上記エンジン駆動制御手段は、上記エンジンに供給する燃料を切り替え可能であって、上記スポーツ走行モードが選択された場合は、上記エンジンに水素を供給することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
6. 請求項４に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   上記エンジンは、燃料としてガソリンまたは水素が選択的に供給されるデュアルフューエル式のエンジンであり、
   使用者が操作可能であって、その操作に応じて上記エンジンに供給する燃料がガソリンと水素とのいずれか一方に選択される燃料選択手段を有し、
   上記エンジン駆動制御手段は、上記燃料選択手段において水素が選択され、かつ、上記走行モード選択手段において上記スポーツ走行モードが選択された場合に、上記エンジンの回転速度を上記通常走行モードとは異なる値に制御することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   上記アクセルペダルの操作量を検出するアクセル開度センサを備え、
   上記エンジン駆動制御手段は、上記アクセル開度センサにより検出されたアクセルペダルの加速方向の操作量が所定値以上になった場合に、上記エンジンの回転速度を上記通常走行モードとは異なる値に制御することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。

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