JP2019155995A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリからの電力供給量を増大させるべきときに、電動機及び電動過給器を適切に制御して、燃料消費量を効率的に低減させる。【解決手段】ハイブリッド車両１は、動力源として内燃機関１０及び電動機１２、１４を備え、また、電動過給器５４と、バッテリ２０と、制御装置３０とを備える。制御装置は、バッテリの充電率に基づいてバッテリから電動機及び電動過給器への総電力供給量を増大させるときであるか否かを判定すると共に、バッテリからの総電力供給量を増大させるときであると判定された場合には、バッテリからの総電力供給量を増大させる電力供給促進制御を行う。制御装置は、電力供給促進制御において、バッテリからの総電力供給量の増大分に対する内燃機関での燃料消費量の減少分の割合である燃料節約率が最大となるように電動機及び電動過給器への電力供給量を制御する。【選択図】図９

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。

従来から、内燃機関及び電動機を備えるハイブリッド車両であって、内燃機関へ供給される吸気ガスを過給する電動過給器を有するものが知られている（例えば、特許文献１、２）。

このうち特許文献１に記載されたハイブリッド車両は、車両や内燃機関の運動エネルギを電力に変換して回収する回生発電機を備える。そして、回生発電機の作動中にバッテリの充電率（ＳＯＣ）が所定値以上になった場合には、電動過給器に電力を供給することで回生発電機によって供給される回生電力を消費するようにしている。特に、特許文献１に記載されたハイブリッド車両では、電動過給器前後の圧力比に基づいて電動過給器によって消費可能な電力を算出すると共に算出された消費可能な電量が低いときには、例えば、電動過給器以外のデバイスへの電力供給量を増大させたり、機械式ブレーキを作動させること等によって回生発電機による発電量を減らすようにしたりしている。

特開２０１７−１３６９７４号公報 特開２００８−２３２０６９号公報

ところで、ハイブリッド車両の電動機の容量が比較的小さい場合、ハイブリッド車両に対する要求トルクが或る程度以上大きいときには、電動機のみではハイブリッド車両の要求トルクを出力することができない。このため、斯かるハイブリッド車両では、要求トルクが或る程度以上大きいときには、内燃機関を駆動することによって要求トルクが満たされることになる。

斯かるハイブリッド車両では、ハイブリッド車両に対する要求トルクが或る程度以上大きいときに、例えばバッテリの充電率が高くなってバッテリに充電されている電力を放出することが必要な場合、電動過給器に電力を供給することのみならず、電動機に電力を供給することによってもバッテリに充電されている電力を減少させることができる。このとき、電動過給器への電力供給量を増大させると、過給圧が高くなるため内燃機関におけるポンピング損失が低減される。このため、内燃機関における熱効率が高まり、結果的に内燃機関における燃料消費量を低減することができる。一方、電動機への電力供給量を増大させると、ハイブリッド車両に対する要求トルクを満たすのに必要な内燃機関の出力トルクが低下し、結果的に内燃機関における燃料消費量を低減することができる。したがって、このときに内燃機関における燃料消費量をできるだけ低減するためには、バッテリからの電力を電動過給器と電動機とに適切に分配することが必要になる。

ところが、特許文献１では、バッテリからの電力供給量を増大させることが必要な場合に、基本的に電動過給器への電力の供給が行われる。そして、電動過給器にて回生電力を消費しきれないときに電動過給機以外のデバイスへ電力を供給している。このように電動過給器への電力の供給を増大させるだけでは、必ずしも効率的に内燃機関における燃料消費量を低減することはできない。したがって、ハイブリット車両における燃料消費量の抑制という観点では改良の余地がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、バッテリからの電力供給量を増大させるべきときに、電動機及び電動過給器を適切に制御して、燃料消費量を効率的に低減させることができるハイブリッド車両を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨は以下のとおりである。

（１）動力源として内燃機関及び電動機を備えるハイブリッド車両であって、前記内燃機関へ供給される吸気ガスを過給する電動過給器と、前記電動機及び前記電動過給器に接続されると共に前記電動機及び前記電動過給器へ電力を供給するバッテリと、前記内燃機関、前記電動機及び前記電動過給器を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記バッテリの充電率に基づいて前記バッテリから前記電動機及び前記電動過給器への総電力供給量を増大させるときであるか否かを判定すると共に、前記バッテリからの総電力供給量を増大させるときであると判定された場合には、前記バッテリからの総電力供給量を増大させる電力供給促進制御を行い、前記制御装置は、前記電力供給促進制御において、前記バッテリからの総電力供給量の増大分に対する前記内燃機関での燃料消費量の減少分の割合である燃料節約率が最大となるように前記電動機への電力供給量及び前記電動過給器への電力供給量を制御する、ハイブリッド車両。

（２）前記制御装置は、前記電力供給促進制御では、少なくとも前記電動過給器への電力供給量、前記電動機への電力供給量及び前記内燃機関への燃料供給量から定まる運転点が或る運転点にあるときよりも前記電動機への電力供給量を増大させると共に前記内燃機関への燃料供給量を減少させつつ当該車両の出力トルクを維持する第１操作を行った場合における燃料節約率と、前記運転点が前記或る運転点にあるときよりも前記電動過給器への電力供給量を増大させると共に前記内燃機関への燃料供給量を減少させつつ前記内燃機関の出力トルクを維持する第２操作を行った場合における燃料節約率とを算出し、算出された燃料節約率が大きい方の操作を実行したときに前記運転点が到達する点を更新運転点として算出する更新運転点算出制御を１回のみ又は複数回繰り返して実行すると共に、最終的に算出された更新運転点における前記電動機への電力供給量、前記電動過給器への電力供給量及び前記内燃機関への燃料供給量となるように前記電動機、前記電動過給器及び前記内燃機関を制御する、上記（１）に記載のハイブリッド車両。

（３）前記電力供給促進制御では、更新運転点における前記バッテリからの総電力供給量が限界値を超えるまで繰り返し更新動作算出制御が実行され、最終的に算出された更新運転点の一つ前の運転点における前記電動過給器への電力供給量、前記電動機への電力供給量及び前記内燃機関への燃料供給量となるように前記内燃機関、前記電動機及び前記電動過給器が制御される、上記（２）に記載のハイブリッド車両。

（４）前記制御装置は、前記バッテリからの総電力供給量を増大させるときではないと判定された場合、当該ハイブリッド車両への要求トルクが所定値以下であるときには前記内燃機関を停止させて前記電動機のみによって当該ハイブリッド車両を駆動し、前記制御装置は、前記バッテリからの総電力供給量を増大させるときであると判定された場合であっても、当該ハイブリッド車両への要求トルクが前記所定値以下であるときには前記内燃機関を停止させて前記電動機のみによって当該ハイブリッド車両を駆動する、上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載のハイブリッド車両。

本発明によれば、バッテリから外部への電力供給量を増大させるべきときに、電動機及び電動過給器を適切に制御して、内燃機関における燃料消費量を十分に低減することができるハイブリッド車両が提供される。

図１は、第一実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概略的に示す図である。 図２は、ハイブリッド車両に搭載される内燃機関の構成を概略的に示す図である。 図３は、要求トルクと運転状態の関係を示す図である。 図４は、燃費が最も良くなる機関トルクを機関回転速度毎に示す図である。 図５は、ハイブリッド車両への要求トルクが中程度である場合におけるハイブリッド車両の運転状態を示す図である。 図６は、ハイブリッド車両への要求トルクが中程度である場合におけるハイブリッド車両の運転状態を示す、図５と同様な図である。 図７は、ハイブリッド車両への要求トルクが中程度である場合におけるハイブリッド車両の運転状態を示す、図５と同様な図である。 図８は、機関出力と電動過給器による過給度合いと内燃機関の燃費との関係を示す図である。 図９は、内燃機関の出力と燃費との関係を示す、図８と同様な図である。 図１０は、機関出力と電動過給器による過給度合いと内燃機関の燃費との関係を示す図である。 図１１は、機関出力と電動過給器による過給度合いと内燃機関の燃費との関係を示す、図１０と同様な図である。 図１２は、機関出力と電動過給器による過給度合いと内燃機関の燃費との関係を示す、図１０及び図１１と同様な図である。 図１３は、バッテリからの総電力供給量を増大させる電力供給促進制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図１４は、図１３に示した電力供給促進制御中に行われる更新運転点算出制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図１５は、各運転点における内燃機関の燃費を算出するのに用いられるマップを示すである。 図１６は、各運転点における内燃機関の燃費を算出するのに用いられるマップを示すである。 図１７は、各運転点における内燃機関の燃費を算出するのに用いられるマップを示すである。 図１８は、各運転点における内燃機関の燃費を算出するのに用いられるマップを示すである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。

＜車両の構成＞
図１は、第一実施形態に係るハイブリッド車両１の構成を概略的に示す図である。図１に示したように、車両１は、内燃機関１０と、第１電動発電機１２と、第２電動発電機１４と、動力分割機構１６と、を備える。加えて、車両１は、第１電動発電機１２及び第２電動発電機１４に電気的に接続されたパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１８と、ＰＣＵ１８に電気的に接続されたバッテリ２０と、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３０とを備える。

内燃機関１０は、ガソリンや軽油といった燃料を機関の内部で燃焼させて、燃焼ガスの熱エネルギを機械的エネルギに変換する原動機である。内燃機関１０の出力は、内燃機関１０に供給する燃料や空気の量を調整することによって制御される。内燃機関１０の出力軸（クランクシャフト）は機械的に動力分割機構１６に連結されており、内燃機関１０によって生成された動力は動力分割機構１６に入力される。

第１電動発電機１２は、その入出力軸が機械的に動力分割機構１６に連結されると共に、ＰＣＵ１８に電気的に接続されている。第１電動発電機１２は、ＰＣＵ１８から電力が供給されると、その電力によって駆動せしめられて動力分割機構１６に動力を出力する。したがって、このとき第１電動発電機１２は電動機として機能する。

一方、動力分割機構１６から動力が第１電動発電機１２に入力されると、第１電動発電機１２は、その動力によって駆動せしめられて電力を生成する。生成された電力はＰＣＵ１８を介してバッテリ２０に供給され、バッテリ２０の充電が行われる。したがって、このとき第１電動発電機１２は発電機として機能する。なお、第１電動発電機１２は、電動機としては機能しない発電機であってもよい。

第２電動発電機１４は、その入出力軸が機械的に動力分割機構１６に連結されると共に、ＰＣＵ１８に電気的に接続されている。第２電動発電機１４は、ＰＣＵ１８から電力が供給されると、その電力によって駆動せしめられて動力分割機構１６に動力を出力する。したがって、このとき第２電動発電機１４は電動機として機能する。

一方、動力分割機構１６から動力が第２電動発電機１４に入力されると、第２電動発電機１４は、その動力によって駆動せしめられて電力を生成する。生成された電力はＰＣＵ１８を介してバッテリ２０に供給され、バッテリ２０の充電が行われる。したがって、このとき第２電動発電機１４は発電機として機能する。なお、第２電動発電機１４は、発電機としては機能しない電動機であってもよい。

動力分割機構１６は、内燃機関１０、第１電動発電機１２及び第２電動発電機１４に機械的に連結されている。加えて、動力分割機構１６は、駆動軸２２に連結されており、駆動軸２２は差動歯車２４を介して車輪２６に連結される。特に本実施形態では、動力分割機構１６は遊星歯車機構を備える。この遊星歯車機構では、例えば、サンギアが第１電動発電機１２の入出力軸に連結され、プラネタリギアが内燃機関１０の出力軸に連結され、リングギアが第２電動発電機１４の入出力軸に連結される。

動力分割機構１６は、動力分割機構１６に連結された内燃機関１０、第１電動発電機１２、第２電動発電機１４及び駆動軸２２のうちの何れか一つから動力分割機構１６に入力された動力を、これらのうちの少なくとも一つの構成要素に出力することができるように構成される。したがって、例えば、内燃機関１０から動力分割機構１６に動力が入力されると、この動力は第１電動発電機１２、第２電動発電機１４及び駆動軸２２のうちの少なくとも何れか一つに出力される。同様に、第１電動発電機１２から動力分割機構１６に動力が入力されると、この動力は内燃機関１０、第２電動発電機１４及び駆動軸２２のうちの少なくともいずれか一つに出力される。加えて、第２電動発電機１４から動力分割機構１６に動力が入力されると、この動力は内燃機関１０、第１電動発電機１２及び駆動軸２２のうちの少なくともいずれか一つに出力される。

ＰＣＵ１８は、インバータやＤＣＤＣコンバータ等を備え、第１電動発電機１２、第２電動発電機１４及びバッテリ２０に電気的に接続される。ＰＣＵ１８は、第１電動発電機１２、第２電動発電機１４及びバッテリ２０の制御を行うと共に、バッテリ２０からこれら電動発電機１２、１４に供給される電力の変換や、電動発電機１２、１４からバッテリ２０へ供給される電力の変換を行う。

バッテリ２０は、ＰＣＵ１８に電気的に接続されると共に、蓄電を行う。第１電動発電機１２又は第２電動発電機１４が動力分割機構１６から入力される動力によって駆動されると、ＰＣＵ１８を介してバッテリ２０への充電が行われる。一方、第１電動発電機１２又は第２電動発電機１４が動力分割機構１６へ動力を出力するときには、バッテリ２０からＰＣＵ１８を介して第１電動発電機１２又は第２電動発電機１４へ電力が供給される。

ＥＣＵ３０は、デジタルコンピュータから構成され、双方向性バスを介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）、入力ポート及び出力ポートを備える。ＥＣＵ３０の入力ポート及び出力ポートは、内燃機関１０の各種アクチュエータや各種センサ、ＰＣＵ１８、バッテリ２０等に接続される。ＥＣＵ３０には、内燃機関１０の各種センサ、ＰＣＵ１８及びバッテリ２０の出力信号が入力される。加えて、ＥＣＵ３０は、内燃機関１０の各種アクチュエータ、ＰＣＵ１８及びバッテリ２０へ制御信号を出力する。したがって、内燃機関１０の各種アクチュエータ、ＰＣＵ１８及びバッテリ２０はＥＣＵ３０により制御される。

このように構成された車両１では、内燃機関１０によって得られた動力の一部又は全部を第１電動発電機１２又は第２電動発電機１４に入力すると、第１電動発電機１２又は第２電動発電機１４によって発電を行うことができる。斯かる発電によって得られた電力は、ＰＣＵ１８を介してバッテリ２０に充電されたり、第１電動発電機１２及び第２電動発電機１４のうち発電が行われていない方の電動発電機に供給されたりする。したがって、車両１は、内燃機関１０の出力によって発電された電力をバッテリ２０に充電することができるように構成されている。また、内燃機関１０によって得られた動力の一部又は全部を駆動軸２２に入力すると、この動力によって車輪２６を回転させることができる。

また、車両１は、バッテリ２０から供給される電力によって第１電動発電機１２又は第２電動発電機１４を駆動することができるように構成されている。第１電動発電機１２又は第２電動発電機１４の駆動によって得られた動力は、内燃機関１０に入力されることができる。したがって、このような動力により停止している内燃機関１０を始動させることができる。また、第１電動発電機１２又は第２電動発電機１４の駆動によって得られた動力を駆動軸２２に入力すると、この動力によって車輪２６を回転させることができる。

なお、本実施形態では、車両１は、二つの電動発電機１２、１４を備えている。しかしながら、車両１は必ずしも二つの電動発電機１２、１４を備えている必要はなく、一つの電動発電機のみを有していても良い。

＜内燃機関の構成＞
図２は、ハイブリッド車両１に搭載される内燃機関１０の構成を概略的に示す図である。図２に示したように、内燃機関１０は、機関本体４０、燃料供給装置４３、吸気系５０、排気系６０を備える。機関本体４０は、複数の気筒４１を備えると共に、各気筒４１内には混合気が燃焼する燃焼室が形成される。各気筒４１には、各気筒４１の燃焼室内の混合気に点火するための点火プラグ（図示せず）が設けられてもよい。

燃料供給装置４３は、燃料噴射弁４４、デリバリパイプ４５、燃料供給管４６、燃料ポンプ４７及び燃料タンク４８を備える。燃料噴射弁４４は、各気筒４１の燃焼室内に燃料を直接噴射するように機関本体４０に配置されている。燃料噴射弁４４は、デリバリパイプ４５及び燃料供給管４６を介して燃料タンク４８に連結されている。燃料供給管４６には、燃料タンク４８内の燃料を圧送する燃料ポンプ４７が配置される。燃料ポンプ４７によって圧送された燃料は、燃料供給管４６を介してデリバリパイプ４５に供給され、燃料噴射弁４４が開弁されるのに伴って燃料噴射弁４４から燃焼室内に直接噴射される。

吸気系５０は、吸気マニホルド５１、吸気管５２、エアクリーナ５３、排気ターボチャージャ７０のコンプレッサ７０ｃ、電動過給器５４、インタークーラ５５、及びスロットル弁５６を備える。各気筒４１は、吸気ポートを介して吸気マニホルド５１に連通しており、吸気マニホルド５１は吸気管５２を介してエアクリーナ５３に連通している。

吸気管５２には、吸気管５２内を流通する吸入空気を圧縮して吐出する電動過給器５４が設けられている。電動過給器５４は、バッテリ２０に接続され、バッテリ２０から供給される電力によって駆動せしめられる。電動過給器５４は、供給される電力が高くなるほど、吸入空気の圧力を高くすることができる。

吸気管５２には、更に、排気ターボチャージャ７０のコンプレッサ７０ｃと、コンプレッサ７０ｃによって圧縮された空気を冷却するインタークーラ５５とが設けられている。インタークーラ５５は、吸入空気の流れ方向においてコンプレッサ７０ｃの下流側に配置されている。スロットル弁５６は、インタークーラ５５と吸気マニホルド５１との間の吸気管５２内に配置されている。スロットル弁５６は、回動せしめられることで、吸気通路の開口面積を変更することができる。

排気系６０は、排気マニホルド６１、排気管６２、排気ターボチャージャ７０のタービン７０ｔ、及び排気後処理装置６３を備える。各気筒４１は、排気ポートを介して排気マニホルド６１に連通しており、排気マニホルド６１は排気管６２に連通している。排気管６２には、排気ターボチャージャ７０のタービン７０ｔが設けられている。タービン７０ｔは、排気ガスのエネルギによって回転駆動せしめられる。排気ターボチャージャ７０のコンプレッサ７０ｃとタービン７０ｔとは回転軸によって接続されており、タービン７０ｔが回転駆動せしめられると、これに伴ってコンプレッサ７０ｃが回転し、よって吸入空気が圧縮せしめられる。また、排気管６２にはタービン７０ｔの排気流れ方向下流側において排気後処理装置６３が設けられている。排気後処理装置６３は、排気ガスを浄化した上で外気中に排出するための装置であって、有害物質を浄化する各種の排気浄化触媒や有害物質を捕集するフィルタなどを備える。

ＥＣＵ３０は、各種センサに接続される。例えば、吸気管５２には吸気管５２内を流れる吸入空気の流量を検出するエアフロメータ７５が設けられ、ＥＣＵ３０はこのエアフロメータ７５に接続される。また、ハイブリッド車両１は、アクセルペダル７６の出力に応じて出力電流の変化する負荷センサ７７を備え、この負荷センサ７７もＥＣＵ３０に接続される。

一方、ＥＣＵ３０は、内燃機関の各種アクチュエータに接続される。図２に示した例では、ＥＣＵ３０は、燃料噴射弁４４、燃料ポンプ４７、電動過給器５４及びスロットル弁５６に接続され、これらアクチュエータを制御する。

＜基本的な車両の出力制御＞
次に、図３及び図４を参照して、基本的なハイブリッド車両１の運転制御について説明する。図３は要求トルクと運転状態の関係を示す図であり、図４は燃費が最も良くなる機関トルク（以下、「燃費最適トルク」という）を機関回転速度毎に示す図である。

図３に示したように、本実施形態では、負荷センサ７７の出力に基づいて算出される要求トルクに応じて、すなわちハイブリッド車両１への要求トルクに応じて、ハイブリッド車両１への駆動力の供給元が変化する。図３に示した例では、ハイブリッド車両１への要求トルクが低く、Ｔｅ１未満である場合、ハイブリッド車両１は電動発電機１２、１４のみによって駆動される。このため、要求トルクがＴｅ１未満である場合には、内燃機関１０は停止されている。

したがって、ハイブリッド車両への要求トルクが所定値Ｔｅ１以下であるときには、後述するようにバッテリ２０からの総電力供給量を増大させるときであると判定された場合も増大させるときではないと判定された場合も、内燃機関１０を停止させて電動発電機１２、１４のみによってハイブリッド車両１が駆動されることになる。

一方、本実施形態のハイブリッド車両１では電動発電機１２、１４の容量はそれほど大きくない。このため、ハイブリッド車両１への要求トルクがＴｅ１以上の中程度である場合、電動発電機１２、１４のみでは要求トルクを満たすことができない。そこで、ハイブリッド車両１への要求トルクがＴｅ１以上である場合には、内燃機関１０が作動せしめられ、よってハイブリッド車両１は内燃機関１０によって駆動される。

ここで、図４に示したように、各機関回転速度において、燃費最適トルクは比較的高い。したがって、ハイブリッド車両１への要求トルクがＴｅ１とＴｅ２との間の中程度のトルクである場合、内燃機関１０の出力トルクが燃費最適トルクになるように内燃機関１０の運転を行うと、ハイブリッド車両１への要求トルクよりも内燃機関１０の出力トルクの方が大きくなる。そこで、ハイブリッド車両１への要求トルクがＴｅ１とＴｅ２との間のトルクである場合には、内燃機関１０をその出力トルクが燃費最適トルクとなるように運転すると共に、余剰のトルクによって電動発電機１２、１４を駆動して発電を行うようにしている。これにより、内燃機関１０を燃費効率の良い状態で運転することができると共に、余剰のトルク分を電力に変換して蓄えることができる。

図５は、ハイブリッド車両１への要求トルクが中程度である場合におけるハイブリッド車両１の運転状態を示す図である。特に、図中のＡは、内燃機関１０の出力トルクがハイブリッド車両１の要求トルクに等しくなるように内燃機関１０を運転した場合（運転点Ａで運転が行われた場合）を示している。一方、図中のＡ’は、内燃機関１０の出力トルクがハイブリッド車両１の要求トルクよりも高く、よって余剰のトルクにより発電が行われる場合（運転点Ａ’で運転が行われた場合）を示している。なお、運転点は、少なくとも電動過給器５４への電力供給量、電動発電機１２、１４への電力供給量及び内燃機関１０への燃料供給量から定まるハイブリッド車両１の運転状態を示している。

図５（Ａ）に示したように、運転点Ａ’で運転が行われた場合には、運転点Ａで運転が行われた場合に比べて、内燃機関１０の出力トルクが高くなる。特に、運転点Ａ’では、内燃機関の出力トルクが最適燃費トルクになるように内燃機関１０が運転せしめられる。

また、図５（Ｂ）に示したように、運転点Ａでは、ハイブリッド車両１の要求トルクと内燃機関１０の出力トルクとが等しくなる。これに対して、運転点Ａ’では、内燃機関１０の出力トルクから電動発電機１２、１４における発電に用いられるトルク（発電トルク）を減算したトルクがハイブリッド車両１の要求トルクに一致する。

加えて、内燃機関１０における燃料供給量（各サイクルにおける燃料供給量）は、基本的には内燃機関１０の出力トルクに比例する。このため、図５（Ｃ）に示したように、運転点Ａ’における燃料供給量は、運転点Ａにおける燃料供給量よりも多い。加えて、運転点Ａでは、電動発電機１２、１４によるハイブリッド車両１の駆動や、電動過給器５４による過給は行われない。したがって、運転点Ａでは、電動発電機１２、１４や電動過給器５４への電力供給量はほぼゼロである。一方、運転点Ａ’においては、電動発電機１２、１４において発電が行われることから、電力供給量は負の値となる。

また、ハイブリッド車両１への要求トルクが高くてＴｅ２以上である場合、ハイブリッド車両１は内燃機関１０に加えて電動発電機１２、１４によって駆動される。この場合、内燃機関１０はできる限りその出力トルクが燃費最適トルク近傍となるように運転されると共に、電動発電機１２、１４は要求トルクと燃費最適トルクとの差に相当する出力トルクを発生するように駆動される。また、要求トルクが更に高くなって、電動発電機１２、１４の出力トルクを最大にしても要求トルクを満たせなくなると、内燃機関１０は燃費最適トルクを超えて高い出力トルクとなるように運転される。

＜ＳＯＣ低減要求時の課題＞
ところで、バッテリ２０の満充電容量に対する現在の充電容量の比率であるＳＯＣ（State of Charge：充電率）が低いときには、電動発電機１２、１４によって発電を行い、発電によって得られた電力をバッテリ２０に充電することができる。しかしながら、バッテリ２０に充電できる電力量は限られているため、ＳＯＣが高いときには、バッテリ２０への充電をそれ以上行うことができず、よって電動発電機１２、１４による発電を行うことができない。

ここで、上述したようにハイブリッド車両１への要求トルクがＴｅ１以上Ｔｅ２未満の中程度である場合、基本的には電動発電機１２、１４によって発電が行われる。しかしながら、ＳＯＣが高いときには、電動発電機１２、１４による発電を行うことができない。このため、ハイブリッド車両１への要求トルクが中程度である場合には、燃費が最適となる運転点Ａ’ではなく運転点Ａにて内燃機関１０を運転することが必要になる。

ここで、ＳＯＣが高い状態でハイブリッド車両１が長い下り坂を走行すると、ハイブリッド車両１は回生発電を行うことができなくなり、ハイブリッド車両１の減速をブレーキシステムによって行わなければならなくなる。したがって、このような場合には、回生可能なエネルギが熱となって無駄に消費されてしまうことになる。

斯かる事態を抑制するためには、ハイブリッド車両１が長い下り坂に侵入する前に、予めバッテリ２０のＳＯＣを低減しておくことが考えられる。このように予めバッテリ２０のＳＯＣを低減しておくことで、ハイブリッド車両１が下り坂を走行している際には、回生エネルギによってバッテリ２０の充電を行うことができ、これによりハイブリッド車両１の燃費を高めることができる。

このようにして燃費を高めることができるのは、予めバッテリ２０のＳＯＣを低減させる際にハイブリッド車両１への要求トルクが中程度である場合でも同様である。すなわち、ハイブリッド車両１への要求トルクが中程度である場合であっても、ＳＯＣを低減させるためには、電動発電機１２、１４によってトルクを発生させた上で、内燃機関１０を燃費最適トルクよりもより低いトルクで運転させることが必要になる。このため、予めバッテリ２０のＳＯＣを低減させる際に内燃機関１０における燃費は悪化してしまう。しかしながら、下り坂を走行している際の回生エネルギによって発電を行うことができれば、内燃機関１０の燃費悪化分以上に、回生エネルギによる充電を行うことができる。

また、ハイブリッド車両１がこれから下り坂を走行することが予想される場合以外にも、ハイブリッド車両１への要求トルクが中程度である状態でバッテリ２０のＳＯＣを低減することが必要な場合がある。このようにバッテリ２０のＳＯＣを低減することが必要な場合、すなわちバッテリ２０からの電動発電機１２、１４や電動過給器５４への総電力供給量を増加させることが要求されている場合、この要求を満たすためにはハイブリッド車両１における総合的な燃費は少なくとも一時的に悪化することになる。したがって、ハイブリッド車両１の燃費悪化の抑制の観点からは、このような場合には、ハイブリッド車両１における総合的な燃費の悪化を最小限に抑えることが必要である。

＜ＳＯＣ低減方法＞
ところで、ハイブリッド車両１への要求トルクがＴｅ１以上であって内燃機関１０を作動させなければ要求トルクを満たせない場合、バッテリ２０のＳＯＣを減少させる方法としては、主に二つの方法が考えられる。

一つ目の方法は、電動発電機１２、１４への電力供給量を増大させると共に、内燃機関１０への燃料供給量を減少させつつ、ハイブリッド車両１の出力トルクを維持する方法である（以下、このような操作を「第１操作」という）。以下、図６を参照して、一つ目の方法について具体的に説明する。

図６は、ハイブリッド車両１への要求トルクが中程度である場合におけるハイブリッド車両１の運転状態を示す、図５と同様な図である。特に、図中の運転点Ａは、内燃機関１０の出力トルクがハイブリッド車両１の要求トルクに等しくなるように内燃機関１０を運転した場合（運転点Ａで運転が行われた場合）を示しており、図５におけるＡと同様である。一方、図中の運転点Ｂは、運転点Ａに対して、内燃機関１０の出力トルクがハイブリッド車両１の要求トルクよりも低く、不足分のトルクを電動発電機１２、１４の出力トルクで補っている場合（運転点Ｂで運転が行われた場合）を示している。

図６（Ａ）に示したように、運転点Ｂで運転が行われた場合には、運転点Ａで運転が行われた場合に比べて、内燃機関１０の出力トルクが低くなる。また、図６（Ｂ）に示したように、運転点Ａでは、ハイブリッド車両１の要求トルクと内燃機関１０の出力トルクが等しくなる。これに対して、運転点Ｂでは、内燃機関１０の出力トルクと電動発電機１２、１４の出力トルクとを合計したトルクがハイブリッド車両１の要求トルクに一致する。

加えて、運転点Ｂにおける内燃機関１０の出力トルクが運転点Ａにおける内燃機関１０の出力トルクよりも低いため、図６（Ｃ）に示したように、運転点Ｂにおける燃料供給量は、運転点Ａにおける燃料供給量よりも少ない。さらに、運転点Ａでは、電動発電機１２、１４や電動過給器５４は駆動されないのに対して、運転点Ｂでは電動発電機１２、１４によりハイブリッド車両１の駆動が行われる。したがって、運転点Ｂでは運転点Ａよりも電力供給量が多い。

二つ目の方法は、電動過給器５４への電力供給量を増大させると共に内燃機関１０の燃料供給量を減少させつつ内燃機関１０の出力トルクを維持する方法である（以下、このような操作を「第２操作」という）。この方法においても、結果的にハイブリッド車両１の出力トルクは維持されることになる。以下、図７を参照して、二つ目の方法について具体的に説明する。

図７は、ハイブリッド車両１への要求トルクが中程度である場合におけるハイブリッド車両１の運転状態を示す、図５と同様な図である。特に、図中の運転点Ａは、図５及び図６におけるＡと同様である。一方、図中の運転点Ｃは、運転点Ａに対して電動過給器５４への電力供給量を増大させると共に内燃機関１０の燃料供給量を減少させて、結果的に内燃機関１０の出力トルクを維持するようにした場合（運転点Ｃで運転が行われた場合）を示している。

図７（Ａ）に示したように、運転点Ｃで運転が行われた場合の出力トルクは、運転点Ａで運転が行われた場合の出力トルクと等しい。また、図７（Ｂ）に示したように、運転点Ａで運転が行われた場合及び運転点Ｃで運転が行われた場合共に、ハイブリッド車両１の要求トルクと内燃機関１０の出力トルクが等しくなる。

加えて、運転点Ｃでは、電動過給器５４へ電力が供給されて内燃機関１０へ供給される吸気ガスが過給される。このように電動過給器５４によって過給が行われることによりポンピング損失が減少することから、内燃機関における熱効率が増大する。このため、運転点Ａよりも内燃機関１０への燃料供給量を減少させても、内燃機関１０の出力トルクを維持することができるようになる。したがって、運転点Ｃでは運転点Ａに比べて燃料供給量が少なくなる代わりに電力供給量が多くなる。

このように、運転点Ｂでは、運転点Ａよりも、燃料供給量は少なくなるがバッテリ２０からの総電力供給量が多くなる。同様に、運転点Ｃでは、運転点Ａよりも、燃料供給量は少なくなるがバッテリ２０からの総電力供給量が多くなる。そして、バッテリからの総電力供給量の増大分に対する燃料供給量の減少分の割合を燃料節約率とすると、運転点Ｂと運転点Ｃとにおける燃料節約率は運転点Ａやその他の機関運転状態に応じて変化する。したがって、運転点Ａやその他の機関運転状態によっては、運転点Ｂの方が運転点Ａよりも燃料節約率が高くなり、逆に、運転点Ａやその他の機関運転状態によっては、運転点Ａの方が運転点Ｂよりも燃料節約率が高くなる。

＜燃料節約率が高くなる運転点の探索＞
そこで、本実施形態では、燃料節約率が最大となるような目標運転点の探索を行うと共に、燃料節約率が最大となる運転点でハイブリッド車両１が運転されるように電動過給器５４、電動発電機１２、１４及び内燃機関１０を制御するようにしている。以下では、燃料節約率が最大となるような目標運転点の探索方法について図８及び図９を参照して説明する。

図８は、機関出力と電動過給器５４による過給度合いと内燃機関１０の燃費との関係を示す図である。図８において、複数の実線は電動過給器５４への電力供給量が異なる場合における関係を示している。ここで、バッテリ２０のＳＯＣを低減することが必要になったときに、ハイブリッド車両１の運転点が運転点Ａにある場合を考える。

この場合、上述した第１操作を行うと、電動発電機１２、１４への電力供給量が増大せしめられ、よって電動発電機１２、１４の出力が増大する。このとき電動過給器５４への電力供給量は変化しない。ハイブリッド車両１の要求出力は変化していないとすると、電動発電機１２、１４の出力が増大した分だけ内燃機関１０の出力を低減させることが必要である。内燃機関１０の出力を低減させると内燃機関１０の出力トルクは最適燃費トルクから離れるため、内燃機関１０の燃費は悪化する（単位出力当たりの燃料供給量が増大する）。この結果、第１操作を行うと、ハイブリッド車両１の運転点は図８のＡからＢへ移ることになる。また、運転点がＡからＢへ移った際の燃料節約率は、内燃機関１０への燃料供給量の減少分を電動発電機１２、１４への電力供給量の増大分で除算することによって算出される。

一方、上述した第２操作を行うと、電動過給器５４への電力供給量が増大せしめられ、よって内燃機関１０における過給圧が上昇する。過給圧が上昇するとポンピング損失が低減されて熱効率が上昇するため、内燃機関１０の出力を維持しつつ内燃機関１０への燃料供給量を減少させることができ、よって内燃機関１０の燃費は向上する。この結果、第２の操作を行うと、ハイブリッド車両１の運転点は図８のＡからＣへ移ることになる。また、運転点がＡからＣへ移った際の燃料節約率は、内燃機関１０への燃料供給量の減少分を電動過給器５４への電力供給量の増大分で除算することによって算出される。

そして、第１操作を行ったときの燃料節約率と第２操作を行ったときの燃料節約率とを比較し、燃料節約率が大きい方の操作を実行した後に到達する運転点が更新運転点として算出される（このような制御を更新運転点算出制御と称する）。その後、この更新運転点を基準として第１操作を行ったときに到達する運転点及びこの第１操作に伴う燃料節約率と、この更新運転点を基準として第２操作を行ったときに到達する運転点及びこの第２操作に伴う燃料節約率とが算出される。そして、これら燃料節約率が再び比較され、燃料節約率が大きい方の操作を実行した後に到達する運転点が次の更新運転点として算出され、その後、同様な操作が繰り返される。

図９は、内燃機関１０の出力と燃費との関係を示す、図８と同様な図である。図９に示した例では、運転点Ａから第１操作を行う場合（運転点Ｂに到達する場合）と第２操作を行う場合（運転点Ｃに到達する場合）とを比較した結果、第１操作を行った場合の方が燃料節約率が大きくなる。このため、運転点Ａからの更新運転点として運転点Ｂが算出される。

図９に示した例では、次いで、運転点Ｂから第１操作を行う場合（運転点Ｄに到達する場合）と第２操作を行う場合（運転点Ｅに到達する場合）とを比較した結果、第２操作を行った場合の方が燃料節約率が大きくなる。このため、運転点Ｂからの更新運転点として運転点Ｅが算出される。図９に示した例では、同様にして、運転点Ｅからの更新運転点として運転点Ｇが算出され、運転点Ｇからの更新運転点として運転点Ｉが算出される。

ここで、或る運転点から第１操作又は第２操作を行うと、操作を実行した結果到達する運転点では操作前の運転点に比べて、バッテリ２０から電動発電機１２、１４及び電動過給器５４への総電力供給量は増大する。したがって、第１操作又は第２操作を繰り返し行って運転点を繰り返し更新する回数が増えると、総電力供給量は徐々に増大する。そして、この総電力供給量には予め限界値が設定される。この限界値は、例えば、バッテリ２０からの放電電流が電流限界値に到達するような電力供給量に設定される。

したがって、更新運転点算出制御を繰り返し行って運転点の更新を繰り返すと、やがて算出された更新運転点における総電力供給量が限界値を超えることになる。そこで、本実施形態では、最終的に算出された更新運転点における総電力供給量が限界値を超えた場合には、最終的に算出された更新運転点の一つ前に算出された運転点が、目標運転点として特定される。

図９に示した例では、運転点Ｇにおける総電力供給量は限界値以下であるものの、運転点Ｉにおける総電力供給量は限界値を超えた値となっている。このため、最終的に算出された更新運転点Ｉの一つ前に算出された運転点Ｇが目標運転点として特定される。そして、このようにして特定された目標運転点における電動過給器５４への電力供給量、電動発電機１２、１４への電力供給量及び内燃機関１０への燃料供給量となるように電動過給器５４、電動発電機１２、１４及び内燃機関１０が制御される。

このようにして目標運転点の探索を行うと、最終的に算出された目標運転点は、総電力供給量が同一となる運転点の中で燃料節約率が最大の運転点となる。したがって、本実施形態では、燃料節約率が最大となるように電動発電機１２、１４への電力供給量及び電動過給器５４への電力供給量を制御しているといえる。そして、本実施形態によれば、バッテリ２０から外部への電力供給量を増大させるべきときに、電動発電機１２、１４及び電動過給器５４を適切に制御することにより、ハイブリッド車両１における燃料消費率を効率的に低減させることができるようになる。

なお、上記実施形態では、総電力供給量が限界値を超えるように最終的に算出された更新運転点の一つ前に算出された運転点を目標運転点としている。しかしながら、総電力供給量の目標値を予め設定し、総電力供給量が目標値を超えるように最終的に算出された更新運転点を目標運転点としてもよい。

＜運転条件に応じた補正＞
ところで、図８に示した機関出力と、電動過給器による過給度合いと、内燃機関１０の燃費との関係は、全ての運転状態で同一ではなく、内燃機関１０の運転状態に応じて変化する。具体的には、これらの関係は、例えば、吸気マニホルド５１や吸気管５２から構成される吸気通路内の吸気ガスの流量、ポンピング損失、等容度、内燃機関１０におけるフリクション等に応じて変化する。

図１０は、機関出力と電動過給器５４による過給度合いと内燃機関１０の燃費との関係を示す図である。図中の破線は、吸気ガスの流量が少ないとき、図中の実線は吸気ガスの流量が多いときをそれぞれ示している。

図１０からわかるように、吸気ガスの流量が多いときには、吸気ガスの流量が少ないときに比べて、電動過給器５４による過給度合いを変化させたときの内燃機関１０の燃費の変化が小さい。これは、吸気ガスの流量が多いときには、電動過給器５４により過給を行っても吸気ガスの圧力が上昇しにくいことによるものである。

吸気ガスの流量が多くなると、図１０に破線で示したような関係に基づいて燃料節約率が算出されることになる。上述したように、吸気ガスの流量が多くなると、電動過給器５４への電力供給量が変化して電動過給器５４による過給度合いが変化しても内燃機関１０の燃費の変化は小さいことから、電動過給器５４への電力供給量を増大させることはそれほど効果的では無い。このため、上記探索に基づいて最終的に算出される運転点では、吸気ガスの流量が多くなると、電動発電機１２、１４への電力供給量の、電動過給器５４への電力供給量に対する比率が大きくなる。

また、等容度が低下したときの関係も、吸気ガスの流量が少なくなったときの関係と同様である。したがって、機関出力と電動過給器５４による過給度合いと内燃機関１０の燃費との関係は、等容度が低下したときにも、図１０に破線で示した関係と同様な関係となる。すなわち、等容度が低下したときには、等容度が大きいときに比べて、電動過給器５４による過給度合いを変化させたときの内燃機関１０の燃費の変化が小さい。この理由は以下の通りであると考えられる。すなわち、等容度が低下すると排気エネルギが増大し、その結果、排気ターボチャージャ７０による過給が行われる。このため、電動過給器５４を用いたことによる過給効果が低下する。したがって、上記探索に基づいて最終的に算出される運転点では、等容度が低下すると、吸気ガスの流量が多くなった場合と同様に、電動発電機１２、１４への電力供給量の、電動過給器５４への電力供給量に対する比率が大きくなる。

図１１は、機関出力と電動過給器５４による過給度合いと内燃機関１０の燃費との関係を示す、図１０と同様な図である。図中の破線は、ポンピング損失の大きいとき、図中の実線はポンピング損失が小さいときをそれぞれ示している。

図１１からわかるように、ポンピング損失が大きいときには、ポンピング損失が小さいときに比べて、電動過給器５４による過給度合いを変化させたときの内燃機関１０の燃費の変化が大きい。これは、電動過給器５４による過給が行われていないときのポンピング損失が大きいほど、電動過給器５４によって過給を行うと、内燃機関１０における熱効率をより高められることによるものである。

ポンピング損失が大きくなると、図１１に破線で示したような関係に基づいて燃料節約率が算出されることになる。上述したように、ポンピング損失が大きくなると、電動過給器５４への電力供給量が変化して電動過給器５４による過給度合いが変化すると内燃機関１０の燃費が大きく変化することから、電動過給器５４への電力供給量を増大させることは効果的である。このため、上記探索に基づいて最終的に算出される運転点では、ポンピング損失が大きくなると、電動発電機１２、１４への電力供給量の、電動過給器５４への電力供給量に対する比率が小さくなる。

図１２は、機関出力と電動過給器５４による過給度合いと内燃機関１０の燃費との関係を示す、図１０及び図１１と同様な図である。図中の破線は、内燃機関１０におけるフリクションの大きいとき、図中の実線はフリクションが小さいときをそれぞれ示している。

図１２からわかるように、フリクションが大きいときには、フリクションが小さいときに比べて、内燃機関１０の燃費が悪化する。したがって、図１２に示した機関出力と内燃機関１０の燃費との関係は、フリクションが大きくなると全体的に上方にシフトする。

しかしながら、電動過給器５４による過給度合いの変化に対する内燃機関１０の燃費の変化の割合や、機関出力の変化に対する内燃機関１０の燃費の変化の割合は、フリクションが変化しても基本的に変化しない。このため、上記探索に基づいて最終的に算出される運転点では、フリクションが変化しても、電動発電機１２、１４への電力供給量の、電動過給器５４への電力供給量に対する比率は変化しない。

＜具体的な制御＞
次に、図１３及び図１４を参照して、ハイブリッド車両１の制御について説明する。図１３は、バッテリ２０からの総電力供給量を増大させる電力供給促進制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは一定時間間隔毎に実行される。

まず、ステップＳ１１では、算出フラグが０に設定されているか否かが判定される。算出フラグは、更新運転点の算出が行われているときに１に設定され、それ以外のときに０に設定されるフラグである。更新運転点の算出が行われておらず、よって算出フラグが０に設定されているときには、ステップＳ１２へと進む。ステップＳ１２では、総電力供給を増大させる電力供給促進制御の実行条件が成立したか否か、すなわちバッテリ２０からの総電力供給量を増大させるべきときであるか否かが判定される。

電力供給促進制御の実行条件は、例えば、ＳＯＣが高い状態でハイブリッド車両１が下り坂を走行してその燃費が悪化すると予想される場合に成立する。具体的には、まず、ＰＣＵ１８によってバッテリ２０のＳＯＣが検出される。加えて、ＥＣＵ３０に接続されたナビゲーションシステム（図示せず）によって、ハイブリッド車両１の近い将来の走行経路中に下り坂があるか否か、及び下り坂がある場合にはその長さや斜度等が検出される。そして、検出されたＳＯＣが基準閾値以上である場合に電力供給促進制御の実行条件が成立していると判定される。基準閾値は、例えば、下り坂の長さ、下り坂の斜度等に基づいて変更される。

また、電量供給促進制御の実行条件は、ハイブリッド車両１への要求トルクが所定値Ｔｅ１未満であるときには成立しない。ハイブリッド車両１への要求トルクが所定値Ｔｅ１未満であるときには、内燃機関１０を停止させて電動発電機１２、１４のみによってハイブリッド車両１を駆動すればよいためである。

ステップＳ１２において、電力供給促進制御の実行条件が成立していないと判定された場合には制御ルーチンが終了せしめられる。一方、電力供給促進制御の実行条件が成立していると判定された場合には、ステップＳ１３へと進む。ステップＳ１３では、算出フラグが１にセットされる。次いで、ステップＳ１４では、現在の運転点が初期運転点として設定される。具体的には、現在の運転点は、ＥＣＵ３０の各出力信号等に基づいて算出される。

次いで、ステップＳ１５では、図１４に示した更新運転点算出制御が実行され、更新運転点が算出される。次いで、ステップＳ１６では、更新運転点における電動発電機１２、１４及び電動過給器５４への総電力供給量が、予め定められた限界値以上であるか否かが判定される。ここで、限界値は、バッテリ２０からの放電電流が大きくなって電流限界値に到達するような電力供給量に設定される。ステップＳ１６において、総電力供給量が限界値未満であると判定された場合には、制御ルーチンが終了せしめられる。

次の制御ルーチンでは、ステップＳ１１において算出フラグが０に設定されていないと判定されてステップＳ１５へと進む。ステップＳ１５では、前回の制御ルーチンにおいて算出された更新運転点を基準にして、更新運転点算出制御により更なる更新運転点が算出される。次いでステップＳ１６では総電力供給量が予め定められた限界値以上であるか否かが判定され、限界値未満であると制御ルーチンが終了せしめられる。

こうして制御ルーチンが繰り返し実行されて更新運転点算出制御が繰り返し実行されると、総電力供給量は徐々に増大し、やがて限界値以上になる。総電力供給量が限界値以上になった制御ルーチンでは、ステップＳ１６において総電力供給量が予め定められた限界値以上であると判定され、ステップＳ１７へと進む。

ステップＳ１７では、今回の制御ルーチンにおいて更新運転点算出制御にて算出される前の更新運転点（今回の制御ルーチンにおいてステップＳ１５にて更新運転点算出制御に入力される運転点）、すなわち一つ前の更新運転点が目標運転点として設定される。そして、運転点がこの目標運転点となるように、電動発電機１２、１４への電力供給量、電動過給器５４への電力供給量、及び内燃機関１０への目標燃料供給量等が制御される。

次いで、ステップＳ１８では、バッテリ２０の現在のＳＯＣが目標ＳＯＣｔｇ以下であるか否かが判定される。現在のＳＯＣは、例えば、ＰＣＵ１８によって算出される。また、目標ＳＯＣｔｇは、バッテリ２０に必要な空き容量に基づいて決まり、例えば、ハイブリッド車両１の走行経路中の坂道が長いほどバッテリ２０の空き容量が大きくなるように目標ＳＯＣｔｇが小さく設定される。ステップＳ１８において、ＳＯＣが目標ＳＯＣｔｇよりも大きいと判定された場合には、制御ルーチンが終了せしめられる。したがって、次の制御ルーチンでは、再び更新運転点算出制御により更新運転点の算出が行われる。

一方、ステップＳ１８においてＳＯＣが目標ＳＯＣｔｇ以下であると判定された場合には、ステップＳ１９へと進む。ステップＳ１９では、算出フラグが０に設定され、制御ルーチンが終了せしめられる。

図１４は、図１３に示した電力供給促進制御中に行われる更新運転点算出制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは、図１３の制御ルーチンがステップＳ１５に到達する毎に実行される。

先ず、ステップＳ２１では、運転点が取得される。図１３の制御ルーチンにおいて算出フラグが１に設定されてから初めての更新運転点算出制御では、このとき取得される運転点は図１３のステップＳ１４で設定された初期運転点である。一方、算出フラグが１に設定されたから二回目以降の更新運転点算出制御では、このとき取得される運転点は、電力供給促進制御の前回の制御ルーチンにおいてステップＳ１５にて算出された更新運転点である。

次いで、ステップＳ２２では、第１操作を行った場合の燃料節約率ＦＲ１が算出される。ここで、第１操作を行った場合の燃料節約率ＦＲ１の算出手順を、第１操作前の運転点が図６及び図８の運転点Ａであり、第１操作後の運転点が図６及び図８の運転点Ｂである場合を例にとって説明する。

まず、運転点Ａと運転点Ｂにおける電動発電機１２、１４への電力供給量の変化分ΔＱが設定される。この電力供給量の変化分ΔＱは予め定められた一定値とされる。次いで、運転点Ａにおける機関出力ＥＰ_Aと、運転点Ａにおける燃費ＦＣ_Aとが算出される。運転点Ａにおける機関出力ＥＰ_Aは、現在の内燃機関１０の機関回転速度と、運転点Ａにおける各サイクル毎の内燃機関１０への燃料供給量（すなわち、機関トルク）とを乗算することによって算出される。また、各運転点における燃費ＦＣは、例えば、以下に示すような方法で算出される。

まず、機関出力と電動過給器５４での過給による圧力上昇量とに基づいて、図１５に示したようなマップを用いて内燃機関１０の基本燃費ＦＣｂが算出される。電動過給器５４での過給による圧力上昇量は、電動過給器５４への電力供給量や機関出力等に基づいて算出される。図１５に示したような機関負荷と圧力上昇量と基本燃費ＦＣｂとの関係を示すマップは、図８に示したような関係に基づいて、予め実験的に又は計算によって算出され、ＥＣＵ３０のＲＯＭに保存される。なお、図１５に示したマップは、例えば、引数として機関回転速度を更に追加した多次元マップであってもよい。

次いで、機関出力と吸気ガスの流量とに基づいて、図１６に示したようなマップを用いて第１燃費補正値ＦＣ１が算出される。吸気ガスの流量は、例えば、内燃機関１０の吸気通路に設けられたエアフロメータ７５の出力に基づいて算出される。図１６に示したような機関負荷と吸気ガスの流量と第１燃費補正値ＦＣ１との関係を示すマップは、図１０に示したような関係に基づいて、予め実験的に又は計算によって算出され、ＥＣＵ３０のＲＯＭに保存される。なお、図１６に示したマップは、例えば、引数として機関回転速度や電動過給器５４での過給による圧力上昇量を更に追加した多次元マップであってもよい。

加えて、機関出力とポンピング損失とに基づいて、図１７に示したようなマップを用いて第２燃費補正値ＦＣ２が算出される。ポンピング損失は、例えば、内燃機関１０の筒内圧力を検出するセンサ（図示せず）によって検出された吸気行程中及び排気行程中の筒内圧力等に基づいて算出される。図１７に示したような機関負荷とポンピング損失と第２燃費補正値ＦＣ２との関係を示すマップは、図１１に示したような関係に基づいて、予め実験的に又は計算によって算出され、ＥＣＵ３０のＲＯＭに保存される。なお、図１７に示したマップは、例えば、引数として機関回転速度や電動過給器５４での過給による圧力上昇量を更に追加した多次元マップであってもよい。

さらに、機関出力と等容度とに基づいて、図１８に示したようなマップを用いて第３燃費補正値ＦＣ３が算出される。等容度は、例えば、内燃機関１０の筒内圧力を検出するセンサ（図示せず）によって検出された吸気行程から圧縮行程における筒内圧力の推移等に基づいて算出される。図１８に示したような機関負荷と等容度と第３燃費補正値ＦＣ３との関係を示すマップは、図１０に示したような関係に基づいて、予め実験的に又は計算によって算出され、ＥＣＵ３０のＲＯＭに保存される。なお、図１８に示したマップは、例えば、引数として機関回転速度や電動過給器５４での過給による圧力上昇量を更に追加した多次元マップであってもよい。

そして、このようにして算出された基本燃費ＦＣｂに、第１燃費補正値ＦＣ１、第２燃費補正値ＦＣ２及び第３燃費補正値ＦＣ３を加算することで内燃機関１０の燃費ＦＣが算出される（ＦＣ＝ＦＣｂ＋ＦＣ１＋ＦＣ２＋ＦＣ３）。

このような方法により算出された運転点Ａにおける燃費ＦＣ_Aに運転点Ａにおける機関出力ＥＰ_Aを乗算することで運転点Ａにおける燃料消費量Ｆ_Aが算出される（Ｆ_A＝ＦＣ_A×ＥＰ_A）。同様に、運転点Ｂにおける燃費ＦＣ_Bに運転点Ｂにおける機関出力ＥＰ_Bを乗算することで運転点Ｂにおける燃料消費量Ｆ_Bが算出される（Ｆ_B＝ＦＣ_B×ＥＰ_B）。そして、運転点Ａにおける燃料消費量Ｆ_Aから運転点Ｂにおける燃料消費量Ｆ_Bを減算することによって運転点がＡからＢへ移ることによる燃料消費量の減少分ΔＦが算出される（ΔＦ＝Ｆ_A−Ｆ_B）。そして、燃料消費量の減少分ΔＦを電力供給量の変化分ΔＱで除算することよって運転点がＡからＢへ移るときの燃料節約率、すなわち第１操作を行った場合の燃料節約率ＦＲ１が算出される（ＦＲ１＝ΔＦ／ΔＱ）。

次いで、ステップＳ２３では、第２操作を行った場合の燃料節約率ＦＲ２が算出される。ここで、第２操作を行った場合の燃料節約率ＦＲ２の算出手順を、第２操作前の運転点が図７及び図８の運転点Ａであり、第２操作後の運転点が図７及び図８の運転点Ｃである場合を例にとって説明する。

まず、運転点Ａと運転点Ｃにおける電動過給器へ電力供給量の変化分ΔＱが設定される。この電力供給量の変化分ΔＱは予め定められた一定値とされる。次いで、運転点がＡからＣへ移ることによる燃料消費量の減少分ΔＦが、ステップＳ２２と同様に算出される。そして、燃料消費量の減少分ΔＦを電量供給量の減価分ΔＱで除算することによって運転点がＡからＣへ移るときの燃料節約率、すなわち第２操作を行った場合の燃料節約率ＦＲ２が算出される（ＦＲ２＝ΔＦ／ΔＱ）。

次いで、ステップＳ２４において、ステップＳ２２で算出された第１操作における燃料節約率ＦＲ１が、ステップＳ２３で算出された第２操作における燃料節約率ＦＲ２以上であるか否かが判定される。ステップＳ２４において、ＦＲ１がＦＲ２以上であると判定された場合には、ステップＳ２４へと進む。ステップＳ２５では、ステップＳ２１で取得された運転点から第１操作を行った後に到達する運転点を更新動作点として算出し、制御ルーチンが終了せしめられる。

一方、ステップＳ２４において、ＦＲ１がＦＲ２未満であると判定された場合には、ステップＳ２６へと進む。ステップＳ２６では、ステップＳ２１で取得された運転点から第２操作を行った後に到達する運転点を更新動作点として算出し、制御ルーチンが終了せしめられる。

＜変形例＞
上記実施形態では、ＥＣＵ３０上で探索によって目標運転点を算出している。しかしながら、目標運転点を必ずしも探索によって算出する必要はなく、例えば、機関出力、機関回転数、吸気ガスの流量、ポンピング損失、等容度に基づいた多次元的なマップに基づいて目標運転点を算出するようにしてもよい。この場合も、目標運転点は、現在の運転点からの燃料節約率が最大となるように目標運転点が算出される。

ただし、目標運転点を探索によって算出せずに多数のパラメータを引数としたマップに基づいて目標運転点を算出すると、マップを作成する際の適合工数が膨大になると共に、ＥＣＵ３０のＲＯＭに保存すべきデータが膨大になる。

１ ハイブリッド車両
１０ 内燃機関
１２ 第１電動発電機
１４ 第２電動発電機
１８ ＰＣＵ
２０ バッテリ
３０ ＥＣＵ
４４ 燃料噴射弁
５４ 電動過給器

Claims (4)

1. 動力源として内燃機関及び電動機を備えるハイブリッド車両であって、
   前記内燃機関へ供給される吸気ガスを過給する電動過給器と、前記電動機及び前記電動過給器に接続されると共に前記電動機及び前記電動過給器へ電力を供給するバッテリと、前記内燃機関、前記電動機及び前記電動過給器を制御する制御装置とを備え、
   前記制御装置は、前記バッテリの充電率に基づいて前記バッテリから前記電動機及び前記電動過給器への総電力供給量を増大させるときであるか否かを判定すると共に、前記バッテリからの総電力供給量を増大させるときであると判定された場合には、前記バッテリからの総電力供給量を増大させる電力供給促進制御を行い、
   前記制御装置は、前記電力供給促進制御において、前記バッテリからの総電力供給量の増大分に対する前記内燃機関での燃料消費量の減少分の割合である燃料節約率が最大となるように前記電動機への電力供給量及び前記電動過給器への電力供給量を制御する、ハイブリッド車両。
2. 前記制御装置は、前記電力供給促進制御では、少なくとも前記電動過給器への電力供給量、前記電動機への電力供給量及び前記内燃機関への燃料供給量から定まる運転点が或る運転点にあるときよりも前記電動機への電力供給量を増大させると共に前記内燃機関への燃料供給量を減少させつつ当該ハイブリッド車両の出力トルクを維持する第１操作を行った場合における燃料節約率と、前記運転点が前記或る運転点にあるときよりも前記電動過給器への電力供給量を増大させると共に前記内燃機関への燃料供給量を減少させつつ前記内燃機関の出力トルクを維持する第２操作を行った場合における燃料節約率とを算出し、算出された燃料節約率が大きい方の操作を実行したときに前記運転点が到達する点を更新運転点として算出する更新運転点算出制御を１回のみ又は複数回繰り返して実行すると共に、最終的に算出された更新運転点における前記電動機への電力供給量、前記電動過給器への電力供給量及び前記内燃機関への燃料供給量となるように前記電動機、前記電動過給器及び前記内燃機関を制御する、請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記電力供給促進制御では、更新運転点における前記バッテリからの総電力供給量が限界値を超えるまで繰り返し更新動作算出制御が実行され、最終的に算出された更新運転点の一つ前の運転点における前記電動過給器への電力供給量、前記電動機への電力供給量及び前記内燃機関への燃料供給量となるように前記内燃機関、前記電動機及び前記電動過給器が制御される、請求項２に記載のハイブリッド車両。
4. 前記制御装置は、前記バッテリからの総電力供給量を増大させるときではないと判定された場合、当該ハイブリッド車両への要求トルクが所定値以下であるときには前記内燃機関を停止させて前記電動機のみによって当該ハイブリッド車両を駆動し、
   前記制御装置は、前記バッテリからの総電力供給量を増大させるときであると判定された場合であっても、当該ハイブリッド車両への要求トルクが前記所定値以下であるときには前記内燃機関を停止させて前記電動機のみによって当該ハイブリッド車両を駆動する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両。

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