JP2018024370A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料劣化時においてドライバビリティを悪化させることなく燃料消費量を増加させる。
【解決手段】ＥＣＵは、燃料が劣化状態であると判定される場合（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エンジンの強制運転制御を実行するステップ（Ｓ１０２）と、損失最大のトルク分配比で第２ＭＧおよび第３ＭＧを制御するステップ（Ｓ１０４）と、燃料が劣化状態でないと判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、ＣＤモードが選択されていると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、損失最小のトルク分配比で第２ＭＧおよび第３ＭＧを制御するステップ（Ｓ１０８）と、ＣＤモードが選択されていないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、走行状態に応じたトルク分配比で第２ＭＧおよび第３ＭＧを制御するステップ（Ｓ１１０）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の駆動用モータを搭載したハイブリッド車両において、燃料劣化時の駆動制御に関する。

自宅等において外部充電が可能なハイブリッド車両においては、電動走行を継続する期間が長い場合がある。電動走行を継続している間、エンジンは停止状態であるため、電動走行を継続する期間が長いと、燃料タンク内の燃料が劣化する場合がある。

このような問題に対して、たとえば、特開２０１２−１６６７７７号公報（特許文献１）には、燃料劣化時にエンジンの動作点を燃費最適線上の動作点から燃料消費動作点へ切り替えてエンジンを動作させる技術が開示される。

特開２０１２−１６６７７７号公報

しかしながら、燃料消費量を上げるためにエンジンの動作点を通常の動作点から変更すると、エンジンにおいて発生するトルクや回転数が通常の動作点におけるトルクや回転数から変化することになる。そのため、騒音やノイズが発生したり、あるいは、エンジンのトルクが駆動輪に伝達される構成のハイブリッド車両の場合には運転性能に変化が生じたりする場合がある。その結果、ドライバビリティが悪化する場合がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、燃料劣化時においてドライバビリティを悪化させることなく燃料消費量を増加させるハイブリッド車両を提供することである。

この発明のある局面に係るハイブリッド車両は、ジェネレータと、ジェネレータの動力源となるエンジンと、ジェネレータを用いて充電される蓄電装置と、蓄電装置からの電力の供給を受けて車両を駆動する複数の駆動用モータと、車両の走行時に複数の駆動用モータが発生するトルクの分配比を決定し、決定された分配比に従って車両に要求される駆動力が発生するように複数の駆動用モータを制御する制御装置とを備える。制御装置は、エンジンに供給される燃料が劣化状態である場合には、エンジンを作動させた状態を維持しつつ、複数の駆動用モータにおける損失の総量が、燃料が劣化状態でない場合の損失の総量よりも増加するように分配比を決定する。

このようにすると、複数の駆動用モータにおける損失の総量が増えた分だけ、エンジンの発電負荷が上昇するため、車両に要求される駆動力を発生させつつ、エンジンにおける燃料消費量を増加させることができる。そのため、エンジンの動作点を通常の動作点から変化させる必要がないため、騒音およびノイズの発生や運転性能の変化を抑制することができる。

この発明によると、燃料劣化時においてドライバビリティを悪化させることなく燃料消費量を増加させるハイブリッド車両を提供することができる。

本実施の形態に係るハイブリッド車両の全体構成を概略的に示すブロック図である。 本実施の形態においてＥＣＵで実行される制御処理を示すフローチャートである。 第２ＭＧおよび第３ＭＧの各々におけるトルクと損失との関係を示す図である。 第３ＭＧのトルクと第２ＭＧおよび第３ＭＧの損失の総量との関係を示す図である。

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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

図１は、本実施の形態に係るハイブリッド車両１（以下、単に車両１と記載する）の全体構成を概略的に示すブロック図である。図１に示すように、車両１は、トランスミッション８と、エンジン１０と、駆動軸１７と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、インバータ６２と、バッテリ７０と、前輪７２Ｆと、後輪７２Ｒと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。

トランスミッション８は、出力軸１６と、第１モータジェネレータ（以下、第１ＭＧと記載する）２０と、第２モータジェネレータ（以下、第２ＭＧと記載する）３０と、動力分割装置４０と、減速機５８とを含む。さらに、車両１は、第３モータジェネレータ（以下、第３ＭＧと記載する）８０と、ディファレンシャルギヤ９０とをさらに含む。

ＥＣＵ２００は、エンジン回転数センサ１１と、第１ＭＧ回転数センサ１２と、第２ＭＧ回転数センサ１３と、第３ＭＧ回転数センサ１４等の各種センサから検出結果を示す各種信号を受信する。

このような構成を有する車両１は、エンジン１０、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０のうちの少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。２経路のうちの一方の経路は減速機５８を介して駆動輪７２へ動力が伝達される経路であり、他方の経路は第１ＭＧ２０へ動力が伝達される経路である。

第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０は、たとえば、三相交流回転電機である。第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。第３ＭＧ８０は、インバータ６２によって駆動される。

第１ＭＧ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電してＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するジェネレータ（発電装置）としての機能を有する。また、第１ＭＧ２０は、バッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸１６であるクランク軸を回転させる。これによって、第１ＭＧ２０は、エンジン１０を始動するスタータとしての機能を有する。

第２ＭＧ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくとも一方を用いて前輪７２Ｆに駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第２ＭＧ３０は、回生制動によって発電された電力を用いてＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するためのジェネレータとしての機能を有する。

第３ＭＧ８０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１ＭＧ２０により発電された電力の少なくとも一方を用いて後輪７２Ｒに駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第３ＭＧ８０は、回生制動によって発電された電力を用いてインバータ６２を経由してバッテリ７０を充電するためのジェネレータとしての機能を有する。

エンジン１０は、複数個（本実施の形態においては４個）の気筒１１２を含むガソリンエンジンであって、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ１に基づいて制御される。エンジン１０としては、図１に示される形式に特に限定されるものではない。

このような構成を有するエンジン１０において、ＥＣＵ２００は、複数の気筒１１２の各々に対して適切な時期に適切な量の燃料を噴射したり、複数の気筒１１２への燃料の噴射を停止したりすることによって、複数の気筒１１２の各々の燃料噴射量を制御する。

動力分割装置４０は、エンジン１０の発生する動力を、出力軸１６を経由した駆動軸１７への経路と、第１ＭＧ２０への経路とに分割可能に構成される。動力分割装置４０としては、サンギヤ、プラネタリキャリアおよびリングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を用いることができる。たとえば、第１ＭＧ２０のロータをサンギヤに接続し、エンジン１０の出力軸をプラネタリキャリアに接続し、かつ、出力軸１６をリングギヤに接続することによって、動力分割装置４０に、エンジン１０と第１ＭＧ２０と第２ＭＧ３０とを機械的に接続することができる。

第２ＭＧ３０のロータとも接続された出力軸１６は、減速機５８を経由して、駆動輪７２を回転駆動するための駆動軸１７と機械的に連結される。なお、第２ＭＧ３０の回転軸と出力軸１６との間に変速機をさらに組み込んでもよい。

ＰＣＵ６０は、バッテリ７０から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換した電力を第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０に供給することによって、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０を駆動する。また、ＰＣＵ６０は、第１ＭＧ２０および第２ＭＧ３０において発電された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をバッテリ７０に供給することによって、バッテリ７０を充電する。たとえば、ＰＣＵ６０は、直流／交流電力変換のためのインバータ（図示せず）と、インバータの直流リンク側とバッテリ７０との間で直流電圧変換を実行するためのコンバータ（図示せず）とを含むように構成される。

インバータ６２は、バッテリ７０から供給される直流電力を交流電力に変換し、変換した電力を第３ＭＧ８０に供給することによって、第３ＭＧ８０を駆動する。また、インバータ６２は、第３ＭＧ８０において発電された交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をバッテリ７０に供給することによって、バッテリ７０を充電する。

バッテリ７０は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。バッテリ７０としては、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が用いられる。バッテリ７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ７０は、上述したように第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０あるいは第３ＭＧ８０により発電された電力を用いて充電される他、後述する外部電源３０２から供給される電力を用いて充電されてもよい。なお、バッテリ７０は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池等であってもよい。

充電装置７８は、車両１の停止中において、充電プラグ３００が車両１に取り付けられる場合に、ＥＣＵ２００からの制御信号に応じて外部電源３０２から供給される電力を用いてバッテリ７０を充電する。充電プラグ３００は、充電ケーブル３０４の一方端に接続される。充電ケーブル３０４の他方端は、外部電源３０２に接続される。充電装置７８の正極端子は、バッテリ７０の正極端子に接続される。充電装置７８の負極端子は、バッテリ７０の負極端子に接続される。なお、充電プラグ３００等を用いた接触給電によって外部電源３０２から車両１のバッテリ７０に電力が供給される充電方法に加えてまたは代えて、共鳴法や電磁誘導等の非接触給電によって外部電源３０２から車両１のバッテリ７０に電力が供給される充電方法が用いられてもよい。

ＥＣＵ２００は、いずれも図示しないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置であるメモリ２０２、および、入出力バッファ等を含んで構成される。ＥＣＵ２００は、各センサおよび機器からの信号、ならびにメモリに格納されたマップおよびプログラムに基づいて、車両１が所望の運転状態となるように各種機器を制御する。なお、各種制御については、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）により処理することも可能である。

ＥＣＵ２００は、エンジン１０、ＰＣＵ６０およびインバータ６２等を制御することによって車両１が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体、すなわち、バッテリ７０の充放電状態、エンジン１０、第１ＭＧ２０、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０の動作状態を制御する制御装置である。

ＥＣＵ２００は、エンジン１０を制御するための制御信号Ｓ１を生成し、その生成した制御信号Ｓ１をエンジン１０へ出力する。また、ＥＣＵ２００は、ＰＣＵ６０を制御するための制御信号Ｓ２を生成し、その生成した制御信号Ｓ２をＰＣＵ６０へ出力する。さらに、ＥＣＵ２００は、インバータ６２を制御するための制御信号Ｓ３を生成し、その生成した制御信号Ｓ３をＰＣＵ６０へ出力する。

ＥＣＵ２００は、燃費が最適化された状態でエンジン１０を運転するための最適燃費線上でエンジンの動作点（トルクと回転数）が変化するようにハイブリッドシステムを制御する。最適燃費線は、他の動作点よりも燃料消費が少なく、かつ、ノイズや騒音が許容範囲内に収まる動作点を連続的につなぎ合わせることによって形成される。最適燃費線は、たとえば、実験等によって適合される。

ＥＣＵ２００は、また、バッテリ７０の電流と、電圧と、電池温度とに基づいてバッテリ７０の蓄電量（以下、ＳＯＣ（State Of Charge）と記載する）を推定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、電流と、電圧と、電池温度とに基づいてＯＣＶ（Open Circuit Voltage）を推定し、推定されたＯＣＶと所定のマップとに基づいてバッテリ７０のＳＯＣを推定してもよい。あるいは、ＥＣＵ２００は、たとえば、バッテリ７０の充電電流と放電電流とを積算することによってバッテリ７０のＳＯＣを推定してもよい。

ＥＣＵ２００は、運転席に設けられたアクセルペダル（図示せず）のストローク量および車速Ｖに対応する車両要求パワーを算出する。ＥＣＵ２００は、算出された車両要求パワーに応じて、第１ＭＧ２０のトルク、第２ＭＧ３０のトルク、第３ＭＧ８０のトルク、または、エンジン１０のトルクを決定し、決定されたトルクが出力されるようにエンジン１０、ＰＣＵ６０およびインバータ６２を制御する。

また、本実施の形態において、ＥＣＵ２００は、ＣＤ（Charge Depleting）モードと、ＣＳ（Charge Sustaining）モードとを含む制御モードのうちのいずれかの制御モードに従って、エンジン１０、ＰＣＵ６０およびインバータ６２を制御する。ＣＤモードは、バッテリ７０のＳＯＣの低下を許容して（ＳＯＣを維持しないで）バッテリ７０の電力を消費して走行するモードである。ＣＳモードは、エンジン１０が動作または停止される制御モードであって、バッテリ７０のＳＯＣの低下を抑制して（ＳＯＣを維持する場合を含む）走行するモードである。

なお、ＣＤモードとしては、ＳＯＣを維持しないものに特に限定されるものではなく、たとえば、バッテリ７０のＳＯＣを維持して走行することよりもＥＶ走行によってバッテリ７０の電力を消費して走行することを優先するモードであってもよい。また、制御モードとしては、ＣＤモードおよびＣＳモード以外の制御モードが含まれてもよい。また、制御モードは、走行時における車両１の制御に限定して用いられるものではなく、走行時および停止時における車両１の制御に用いられる。

ＥＣＵ２００は、たとえば、ＣＤモードとＣＳモードとを自動で切り換える。ＥＣＵ２００は、たとえば、バッテリ７０のＳＯＣが切替しきい値Ａよりも大きい場合には、ＣＤモードに従ってＰＣＵ６０およびエンジン１０を制御し、バッテリ７０のＳＯＣが切替しきい値Ａよりも小さい場合には、ＣＳモードに従ってＰＣＵ６０およびエンジン１０を制御する。なお、制御モードを切り替えるために設けられるスイッチやレバー等の操作部材がユーザにより操作されたことを受けて、ＥＣＵ２００がＣＤモードとＣＳモードとを切り換えてもよい。

以上のような構成を有する車両１においては、充電装置７８を用いた外部充電により充電されたバッテリ７０の電力によって車両１を走行させることができる。そのため、電動走行を継続する期間が長くなる場合がある。電動走行を継続している間、エンジンは停止状態であるため、電動走行を継続する期間が長いと、燃料タンク内の燃料が劣化状態になる場合がある。エンジン１０に供給される燃料が劣化状態になる場合には、エンジン１０における燃料消費量を上げることにより劣化した燃料を速やかに消費することが望ましい。

しかしながら、燃料消費量を上げるためにエンジン１０の動作点を通常の動作点（すなわち、最適燃費線上の動作点）から変更すると、エンジン１０において発生するトルクや回転数が通常の動作点におけるトルクや回転数から変化することになる。そのため、騒音やノイズが発生したり、エンジン１０から前輪７２Ｆに伝達されるトルクが変化して運転性能に変化が生じたりする場合がある。その結果、ドライバビリティが悪化する場合がある。

そこで、本実施の形態においては、ＥＣＵ２００が、エンジン１０に供給される燃料が劣化状態である場合には、エンジン１０を作動させた状態を維持しつつ、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０における損失の総量が、燃料が劣化状態でない場合の損失の総量よりも増加するように第２ＭＧ３０と第３ＭＧ８０とが発生するトルクの分配比を決定するものとする。

このようにすると、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０における損失の総量が増えた分だけ、エンジン１０の発電負荷が上昇するため、車両に要求される駆動力を発生させつつ、エンジンにおける燃料消費量を増加させることができる。

図２は、本実施の形態においてＥＣＵ２００で実行される制御処理を示すフローチャートである。

ステップ（以下、ステップを「Ｓ」と記載する）１００にて、ＥＣＵ２００は、燃料が劣化状態であるか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、燃料タンク内の燃料の量がしきい値以上増加する毎にその日時を給油の日時としてメモリ等に記憶しておく。ＥＣＵ２００は、直前の給油の日時から現在までの期間を示す値がしきい値よりも大きい場合に、燃料が劣化状態であると判定してもよい。

なお、しきい値は、たとえば、季節に応じて変化させてもよい。たとえば、温度が比較的高い夏季に対応する所定期間においては温度が比較的低い冬季に対応する所定期間よりも劣化しやすいため、しきい値を小さくしてもよい。あるいは、しきい値は、直前の給油における給油量に応じて変化させてもよい。たとえば、直前の給油における給油量が少ない場合には、燃料タンク内の燃料のうちの古い燃料の割合が高く、劣化している可能性が高いため、しきい値を小さくしてもよい。燃料が劣化状態であると判定される場合には（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ２００は、エンジン１０の強制運転制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ２００は、エンジン１０が停止状態である場合には、エンジン１０を始動させて、強制運転制御が終了するまで（燃料が劣化状態でないと判定されるまで）、エンジン１０を作動させた状態を維持する。ＥＣＵ２００は、エンジン１０が作動状態である場合には、強制運転制御が終了するまで、エンジン１０を作動させた状態を維持する。

Ｓ１０４にて、ＥＣＵ２００は、損失最大のトルク分配比で第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０を制御する。

具体的には、ＥＣＵ２００は、第２ＭＧ３０におけるトルクと損失との関係と、第３ＭＧ８０におけるトルクと損失との関係とに基づいて損失最大のトルク分配比を決定し、決定されたトルク分配比に基づいて第２ＭＧ３０のトルク指令値および第３ＭＧ８０のトルク指令値を決定する。

以下、第２ＭＧ３０におけるトルクと損失との関係および第３ＭＧ８０におけるトルクと損失との関係について図３を用いて説明する。

図３は、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０の各々におけるトルクと損失との関係を示す。図３の横軸は、トルクを示す。図３の縦軸は、損失を示す。また、図３の一点鎖線は、第２ＭＧ３０におけるトルクと損失との関係を示す。図３の実線は、第３ＭＧ８０におけるトルクと損失との関係を示す。

図３に示すように、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０のいずれにおいても、発生トルクが高くなるほど損失が増加する傾向を有する。また、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０とは、仕様や出力特性が異なるため、トルクと損失との関係は互いに異なる。特に、第３ＭＧ８０は、第２ＭＧ３０よりも最大トルクが小さい出力特性を有する。

図３においてトルクＴｒ（１）が第３ＭＧ８０の最大トルクを示し、トルクＴｒ（２）が第２ＭＧ３０の最大トルクを示す。トルクＴｒ（２）は、トルクＴｒ（１）よりも高い値となる。

図３に示される、第２ＭＧ３０のトルクと損失との関係と、第３ＭＧ８０のトルクと損失との関係とを比較すると、出力するトルクが小さい領域（出力するトルクＴｒ（０）よりも小さい領域）においては、同一のトルクに対する第３ＭＧ８０の損失は、第２ＭＧ３０の損失よりも小さい。一方、出力するトルクが大きい領域（出力するトルクＴｒ（０）よりも大きい領域）においては、第３ＭＧ８０の損失が第２ＭＧ３０の損失よりも大きい。なお、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０の各々においてトルクＴｒ（０）が出力される場合には、第２ＭＧ３０の損失と第３ＭＧ８０の損失とはほぼ同じになる。

第３ＭＧ８０が最大トルクＴｒ（１）を出力する場合には、第３ＭＧ８０の損失は、最大値Ｌｓ（０）となる。同様に、第２ＭＧ３０が最大トルクＴｒ（２）を出力する場合には、第２ＭＧ３０の損失は、最大値Ｌｓ（１）となる。

ＥＣＵ２００は、車両１の要求パワーに基づいて第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０により発生するトルクの総量（第２ＭＧ３０において発生するトルクと第３ＭＧ８０において発生するトルクとの和）を車両１に要求される駆動力として決定する。ＥＣＵ２００は、決定されたトルクの総量と、上述の第２ＭＧ３０のトルクと損失との関係と、第３ＭＧ８０のトルクと損失との関係とに基づいて第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０のトルクの分配比を決定する。

具体的には、ＥＣＵ２００は、決定されたトルクの総量から図４に示す第３ＭＧ８０のトルクと第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０における損失の総量との関係を導き出し、当該関係に基づいて第３ＭＧ８０に対するトルク指令値を決定する。

図４は、第２ＭＧ３０において発生するトルクと第３ＭＧ８０において発生するトルクとの和がある値（たとえば、ＴｒＡとする）である場合の、第３ＭＧ８０のトルクと、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０における損失の総量との関係を示す。図４の横軸は、第３ＭＧ８０のトルクを示す。図４の縦軸は、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０における損失の総量を示す。

図４に示す第３ＭＧ８０のトルクと、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０における損失の総量との関係は、図３における第３ＭＧ８０のトルクが０からＴｒ（１）までの区間の損失と、図３における第２ＭＧ３０のトルクがＴｒＡからＴｒＡ＋Ｔｒ（１）までの区間の損失とが足し合わされることによって導き出される。

図４に示すように、第３ＭＧ８０において出力されるトルクがＴｒ（３）の場合に損失の総量が最も小さい値Ｌｓ（２）となる。第３ＭＧ８０において出力されるトルクがＴｒ（３）よりも大きい領域においては、第３ＭＧ８０の最大トルクに近づくほど、損失が増加していく。そして、第３ＭＧ８０において出力されるトルクが最大トルクＴｒ（１）になるときに、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０における損失の総量が最大値Ｌｓ（３）となる。

ＥＣＵ２００は、損失最大のトルク分配比で第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０を制御する場合には、車両１の要求パワーから決定される第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０のトルクの総量から、図４に示される第３ＭＧ８０のトルクと第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０の損失の総量との関係を導き出す。ＥＣＵ２００は、損失の総量が最大値となる第３ＭＧのトルクをトルク指令値として決定する。

ＥＣＵ２００は、たとえば、トルクの総量がＴｒ（１）よりも大きい場合には、Ｔｒ（１）を第３ＭＧ８０のトルク指令値として決定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、トルクの総量がＴｒ（１）よりも小さい場合には、図４に示す関係から損失の総量が最も高くなるトルクを特定して第３ＭＧ８０に対するトルク指令値を決定する。

ＥＣＵ２００は、トルクの総量から決定された第３ＭＧ８０のトルクを減算することによって第２ＭＧ３０のトルクを決定することによって、第２ＭＧ３０と第３ＭＧ８０のトルクの分配比を決定する。

なお、ＥＣＵ２００は、たとえば、燃料の残量がしきい値以下になるまで損失最大のトルク分配比での制御を継続してもよいし、予め定められた時間が経過するまで当該制御を継続してもよい。

図２に戻って、Ｓ１００にて、燃料が劣化状態でないと判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、Ｓ１０６にて、ＥＣＵ２００は、ＣＤモードが選択されているか否かを判定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、ＣＤモードが選択される毎にオン状態に切り換えられるフラグの状態に基づいてＣＤモードが選択されているか否かを判定する。ＣＤモードが選択されていると判定される場合（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ２００は、損失最小のトルク分配比で第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０を制御する。ＥＣＵ２００は、たとえば、損失最小のトルク分配比で第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０を制御する場合には、車両１の要求パワーから決定された第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０のトルクの総量から、図４に示される第３ＭＧ８０のトルクと第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０の損失の総量との関係を導き出す。ＥＣＵ２００は、損失の総量が最小値となる第３ＭＧ８０のトルクをトルク指令値として決定する。

ＥＣＵ２００は、たとえば、トルクの総量がＴｒ（３）よりも大きい場合には、Ｔｒ（３）を第３ＭＧ８０のトルク指令値として決定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、トルクの総量がＴｒ（３）よりも小さい場合には、図４に示す関係から損失の総量が最も低くなるトルクを特定して第３ＭＧ８０のトルク指令値を決定する。

ＥＣＵ２００は、トルクの総量から決定された第３ＭＧ８０のトルクを減算することによって第２ＭＧ３０のトルクを決定することによって、第２ＭＧ３０と第３ＭＧ８０のトルクの分配比を決定する。

さらに、ＥＣＵ２００は、ＣＤモードが選択されていない（すなわち、ＣＳモードが選択されている）と判定される場合（Ｓ１０６にてＮＯ）、Ｓ１１０にて、走行状態に応じたトルク分配比で第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０を制御する。ＥＣＵ２００は、たとえば、車両１が加速する場合には、前後のトルク分配比を加速に適した所定の分配比になるように第２ＭＧ３０のトルクと第３ＭＧ８０のトルクとを決定する。ＥＣＵ２００は、たとえば、旋回時であるか否かによって加速時の前後のトルク分配比を変更してもよい。加速に適した所定の分配比は、たとえば、前後の重量配分から設計的に適合してもよいし、実験等により適合してもよい。

以上のような構造およびフローチャートに基づく本実施の形態に係る車両１に搭載されるＥＣＵ２００の動作について説明する。たとえば、エンジン１０を停止させた状態で車両１が走行しており、かつ、燃料が劣化している場合を想定する。

燃料が劣化状態であると判定される場合には（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エンジン１０に対して強制運転制御が実行される（Ｓ１０２）。そのため、停止状態のエンジン１０が始動され、エンジン１０を作動させた状態が維持される。その後、損失最大のトルク分配比で第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０が制御される（Ｓ１０４）。

具体的には、上述したように車両１の要求パワーに基づいて決定される第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０のトルクの総量から図４で示した第３ＭＧ８０のトルクと損失の総量との関係が導き出される。導き出された関係から、損失の総量が最大となる第３ＭＧ８０のトルクがトルク指令値として決定される。そして、トルクの総量から決定された第３ＭＧ８０のトルクを減算した値が第２ＭＧ３０のトルク指令値として決定される。

第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０の損失の総量が最大となるように第２ＭＧ３０のトルク指令値と第３ＭＧ８０のトルク指令値とが決定され、決定されたトルク指令値にしたがってＰＣＵ６０およびインバータ６２を介して第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０の各々が制御される。その結果、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０における電力の消費量が増加することによって、エンジン１０の発電量が増加する。そのため、エンジン１０の燃料の消費量が増加する。これにより、劣化した燃料を速やかに消費される。このとき、エンジン１０の動作点は、最適燃費線上に設定される。

一方、燃料が劣化状態でないと判定される場合（Ｓ１００にてＮＯ）、ＣＤモードであるか否かが判定される（Ｓ１０６）。ＣＤモードが選択されている場合には（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、損失最小のトルク分配比で第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０が制御される（Ｓ１０８）。

具体的には、上述したように車両１の要求パワーに基づいて決定される第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０のトルクの総量から図４で示した第３ＭＧ８０のトルクと損失の総量との関係が導き出される。導き出された関係から、損失の総量が最小となる第３ＭＧ８０のトルクがトルク指令値として決定される。そして、トルクの総量から決定された第３ＭＧ８０のトルクを減算した値が第２ＭＧ３０のトルク指令値として決定される。

第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０の損失の総量が最小となるように第２ＭＧ３０のトルク指令値と第３ＭＧ８０のトルク指令値とが決定され、決定されたトルク指令値にしたがってＰＣＵ６０およびインバータ６２を介して第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０の各々が制御される。その結果、第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０における電力の消費量の増加を抑制することによって、いわゆる電費の低減が図れる。そのため、ＳＯＣの低下速度を緩やかにして、ＣＤモードでの車両１の走行距離が増加する。

また、燃料が劣化状態でないと判定され（Ｓ１００にてＮＯ）、かつ、ＣＳモードが選択されている場合には（Ｓ１０６にてＮＯ）、走行状態に応じたトルク分配比で第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０が制御される。これにより、運転者の意図した車両の挙動（たとえば、加速性能や旋回性能）等を実現することができるため、ドライバビリティを良好に保つことができる。

以上のようにして、本実施の形態に係るハイブリッド車両によると、複数の駆動用モータである第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０における損失の総量が、燃料が劣化状態でない場合よりも増加するようにトルクの分配比が決定される。そのため、損失の総量が増えた分だけ、エンジン１０の発電負荷が上昇するため、車両１に要求される駆動力を発生させつつ、エンジンにおける燃料消費量を増加させることができる。そのため、エンジン１０の動作点を通常の動作点（最適燃費線上の動作点）から変化させる必要がないため、騒音およびノイズの発生や運転性能の変化を抑制することができる。したがって、燃料劣化時においてドライバビリティを悪化させることなく燃料消費量を増加させるハイブリッド車両を提供することができる。

さらに、燃料が劣化状態であると判定される場合に、損失の総量が最大値となるように第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０を制御することにより、エンジン１０の強制運転制御の実行時間を短縮することができる。

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態では、ＳＯＣによってＣＤモードとＣＳモードとのうちのいずれかを選択するものとして説明したが、たとえば、車両１の要求パワーに基づいてＣＤモードとＣＳモードとのうちのいずれかを選択してもよい。ＥＣＵ２００は、たとえば、車両１の要求パワーがしきい値よりも大きい場合に、ＣＳモードを選択し、車両１の要求パワーがしきい値以下である場合に、ＣＤモードを選択してもよい。

上述の実施の形態では、燃料が劣化状態であると判定される場合に、損失最大のトルク分配比で第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０を制御するものとして説明したが、少なくとも通常時よりも損失が増加するトルク分配で第２ＭＧ３０および第３ＭＧ８０を制御してもよい。したがって、ＥＣＵ３００は、たとえば、損失が最小となるトルク以外のトルクを第３ＭＧ８０のトルク指令値として第３ＭＧ８０を制御してもよい。

上述の実施の形態では、エンジン１０のトルクが前輪７２Ｆに伝達される構成を有するハイブリッド車両を一例として説明したが、特にこのような構成に限定されるものではない。たとえば、車両１は、シリーズ式のハイブリッド車両であってもよい。この場合、第１ＭＧ２０は、主としてジェネレータとして機能する。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
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およ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。

１ ハイブリッド車両、８ トランスミッション、１０ エンジン、１１ エンジン回転数センサ、１２ 第１ＭＧ回転数センサ、１３ 第２ＭＧ回転数センサ、１４ 第３ＭＧ回転数センサ、１６ 出力軸、１７ 駆動軸、２０ 第１ＭＧ、３０ 第２ＭＧ、４０ 動力分割装置、５８ 減速機、６０ ＰＣＵ、６２ インバータ、７０ バッテリ、７２ 駆動輪、７２Ｆ 前輪、７２Ｒ 後輪、７８ 充電装置、８０ 第３ＭＧ、９０ ディファレンシャルギヤ、１１２ 気筒、２００ ＥＣＵ、２０２ メモリ、３００ 充電プラグ、３０２ 外部電源、３０４ 充電ケーブル。

Claims (1)

1. ジェネレータと、
   前記ジェネレータの動力源となるエンジンと、
   前記ジェネレータを用いて充電される蓄電装置と、
   前記蓄電装置からの電力の供給を受けて車両を駆動する複数の駆動用モータと、
   前記車両の走行時に前記複数の駆動用モータが発生するトルクの分配比を決定し、決定された前記分配比に従って前記車両に要求される駆動力が発生するように前記複数の駆動用モータを制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記エンジンに供給される燃料が劣化状態である場合には、前記エンジンを作動させた状態を維持しつつ、前記複数の駆動用モータにおける損失の総量が、前記燃料が前記劣化状態でない場合の前記損失の総量よりも増加するように前記分配比を決定する、ハイブリッド車両。

Images