JP3003675B2 - ハイブリッド電気自動車の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド電気自動車の制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド電気
自動車の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】エンジン、２つの回転電機及びバッテリ
を有する従来のハイブリッド電気自動車（以下、２回転
電機型ハイブリッド電気自動車ともいう）の制御装置で
は、特願平８ー２３９３８０号公報に示されるように、
車速（回転角速度）及び車両要求トルクで規定される車
両駆動パワー要求値を求め、この値と充放電パワー要求
値との和からエンジンパワー要求値を演算し、このエン
ジンパワー要求値に相当するエンジンパワーを出力する
うえでエンジンが高効率の動作点で動作可能なエンジン
動作点を求め、エンジンがこの動作点で動作するように
スロットル制御すると共に第１の回転電機でエンジン回
転数を制御し、第２の回転電機で車両の過不足トルクを
制御している。
【０００３】すなわち、従来の２回転電機型ハイブリッ
ド電気自動車では、回転電機対によるトルク追加授受の
分だけ車両トルクを増減することにより、車両要求パワ
ーすなわち現車速における車両駆動トルク要求値を満足
させつつエンジンの高効率運転を達成する制御（エンジ
ン効率向上制御ともいう）を行い、燃費向上を実現して
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者らは、上述した従来の「エンジン効率向上制御」を行
うにもかかわらず、ある種の運転条件範囲とりわけ車両
動作点が高速、低トルク領域にある場合には、かえって
燃費が悪化する場合があることに気がついた。本発明
は、上記問題点に鑑みなされたものであり、従来より一
層燃費向上を実現可能なハイブリッド電気自動車の制御
装置を提供することをその目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の記載のハイブリ
ッド電気自動車の制御装置では、ハイブリッド機関（エ
ンジン、動力伝達手段、蓄電手段）の全体効率に関連す
る全体効率関連情報とエンジン動作点との関係に基づい
て、この全体効率が最大となるようにエンジン動作点を
決定する。
【０００６】このようにすれば、従来のようにエンジン
効率が最良となるようにエンジン動作点を設定するハイ
ブリッド機関制御に比較して、すべての運転領域におい
てハイブリッド機関の全体効率を最良とすることがで
き、燃費の一層の向上を図ることができる。以下、更に
詳しく説明する。
【０００７】上述した２回転電機型ハイブリッド機関の
従来制御では、たとえばトルク、速度平面で規定される
車両動作点が高速低トルク領域にある場合、たとえばト
ルク、速度平面で規定されるエンジン動作点は車両動作
点よりも相対的にトルクが大きく速度が小さい低速大ト
ルク領域に高効率点があるので、車両駆動パワーのかな
りの部分を動力伝達手段の回転電機を通じて電力変換に
よるトルク変換を実施する必要が生じ、その結果とし
て、要求されるエンジンパワー要求値に対しては最良の
エンジン動作点を選択したとしても回転電機の損失によ
りハイブリッド機関の全体効率はその最良点からはずれ
てしまうことがわかった。すなわち、この問題は、従来
のハイブリッド機関の制御が回転電機の損失を考慮せず
にエンジン動作点を設定することに起因している。
【０００８】これに対し、本発明は、ハイブリッド機関
の全体効率を最良とする制御を行うので、車両動作点が
多くの電気変換量を必要とする領域でも良好な燃費を実
現することができる。請求項１〜３、５〜８記載の構成
によれば更に、エンジンの効率及び動力伝達手段の効率
の関数、特に積値として全体効率情報を算出する。
【０００９】エンジンの効率は、燃費として既存のエン
ジン制御装置で算出されているので、新たに動力伝達手
段の効率を算出するだけで全体効率を算出することがで
き、処理が簡単である。請求項６記載の構成によれば更
に、充放電パワーＰｂと車両駆動パワー要求値Ｐｄ’と
の和とエンジンの燃料消費量Ｍとの比率により算出した
全体効率、並びに、この全体効率とエンジン動作点との
関係に基づいて、エンジン動作点を含むハイブリッド機
関各部の動作点を全体効率が最大となるように決定す
る。詳細については後述する。
【００１０】このようにすれば、従来算出している既存
のパラメータを用いて簡単に全体効率を算出することが
できる。請求項７記載の構成によれば車両駆動パワー要
求値と充放電パワー要求値と損失との合計がエンジンパ
ワー要求値に一致する条件下で、全体効率が最大となる
ようにエンジン動作点を決定する。なお、上記損失は動
力伝達手段などの損失を意味するが、０としてもよい。
【００１１】このようにすれば、全体効率向上のために
エンジン動作点をシフトしてもエンジンから充放電パワ
ー及び車両駆動パワーは安定に供給されるので、運転フ
ィーリングが悪化するのを抑止することができる。請求
項１記載の構成によれば更に、エンジン動作点を所定量
ずつシフトしつつ全体効率を算出し、全体効率が最大と
なるようにエンジン動作点を決定する。
【００１２】このようにすれば、種々の運転条件ごとに
全体効率が最良となるエンジン動作点を一々記憶する必
要がなく、かつ、ハイブリッド機関の特性の経時変化に
も学習、対応することができるという優れた利点があ
る。請求項２記載の構成によれば更に、エンジン動作点
は所定の初期値から一々、又は、少なくとも最初だけは
シフトされるが、このエンジン動作点の初期値は、エン
ジン効率又は全体効率が高効率である領域に設定され
る。このようにすれば、制御開始初期においても全体効
率が著しく低下することはない。
【００１３】請求項３記載の構成によれば更に、所定の
車両動作点（すなわち車両運転条件）及びこの車両動作
点に対応してたとえば上記請求項１記載の方法などで過
去に決定されたエンジン動作点を記憶し、今回検出した
車両動作点に対してこの記憶に基づいてエンジン動作点
を決定する。
【００１４】このようにすれば、エンジン動作点算出負
担を軽減することができるとともに、ハイブリッド機関
の特性の経時変化にも学習、対応することができる。請
求項４記載の構成によれば更に、定常状態時にエンジン
動作点の決定を実施するので、計算誤差が生じ易い急激
に運転条件が変動する場合におけるエンジン動作点のシ
フトがなく、エンジン動作点の計算遅れにより、実際の
エンジン動作点が全体効率最大点からずれることがな
く、また、計算処理負担を減らすことができる。
【００１５】請求項５記載の構成によれば更に、エンジ
ン動作点の総移動量が所定の上限値を超えないように規
制するので、効率演算などのステップにおいて誤りが生
じても、エンジン動作点がこの規制範囲を逸脱してしま
うことがなく、システム動作の安定性、信頼性を向上す
ることができる。
【００１６】本発明の一例としての全体効率が最高とな
るエンジン動作点を求めるプロセスを図６のトルクー回
転数特性図を参照して説明する。必要な車両動作点は車
両駆動トルクがＴｄ、車両駆動回転数Ｎｄとなり、これ
らはハイブリッド機関の出力軸の出力特性である。この
時のエンジンパワー要求値Ｐｅ’に相当するエンジント
ルクーエンジン回転数の関係を示す特性線（双曲線）が
Ａであり、Ｂはエンジンを高効率運転することができる
エンジン高効率動作曲線である。
【００１７】したがって、本来は予め記憶するマップか
ら図６記載のエンジン高効率動作点（Ｔｅ、ｎｅ）を求
めて、このエンジン高効率動作点でエンジンを運転すれ
ばエンジン効率を最大とすることができる。これが従来
のハイブリッド機関のエンジン制御法である。ところ
が、この場合、エンジンパワーを車両駆動パワーに変換
するには、動力伝達手段は、（Ｔｅ−Ｔｄ）・ｎｅとい
う余剰エンジン動力のうちの一部を、（ｎｄ−ｎｅ）・
Ｔｄという不足車両駆動動力に変換する必要がある。す
なわち、トルク差（Ｔｅ−Ｔｄ）、回転数差（ｎｄ−ｎ
ｅ’）が大きければ大きいほど、動力伝達手段のトルク
変換量が大きくなり、この時に損失が大きくなる。
【００１８】これに対して、エンジントルクＴｅ’とエ
ンジン回転数ｎｅ’とで表される全体効率が最大となる
点は、上記エンジン高効率動作点（Ｔｅ、ｎｅ）よりも
車両動作点に若干ずれて特性線Ａ上に生じる。これは、
上記不足車両駆動動力が（ｎｄ−ｎｅ’）・Ｔｄという
不足車両駆動動力だけをトルク変換すればよいことを意
味し、従来より、（ｎｅ’−ｎｅ）・Ｔｄだけトルク変
換すべき不足車両駆動動力を減らすことができ、その分
だけこのトルク変換に伴う発電ー電動損失を減らせるこ
とを意味する。もちろん、このエンジン動作点のシフト
はその分だけエンジン効率の低下を招くので、エンジン
動作点のシフト量は上記損得のバランスにより決定され
る。
【００１９】
【発明を実施するための態様】本発明のハイブリッド電
気自動車の制御装置の好適な態様を以下の実施例を参照
して説明する。
【００２０】
【実施例１】（構成）本発明のハイブリッド電気自動車
の制御装置の一実施例を図１を参照して以下に説明す
る。図１はこのハイブリッド電気自動車の駆動系の要部
を示すブロック図である。
【００２１】（構成）１は内燃機関（エンジン）、２は
内燃機関１の出力軸、３は吸気管、４は燃料噴射弁、５
はスロットル弁、６は吸入空気量調節手段、７はアクセ
ルセンサ、８はブレーキセンサ、９はシフトスイッチ、
１０は動力伝達手段であり、動力伝達手段１０は第１の
回転電機１０１０および第２の回転電機１０２０を有し
ている。
【００２２】１１は差動装置、１２は駆動軸、１３は内
燃機関制御装置、１４は第１の回転電機１０１０および
第２の回転電機１０２０の駆動装置、１５はバッテリよ
りなる蓄電装置、１６はハイブリッド制御装置、１７は
蓄電手段の充電状態を測定するＳＯＣメータである。エ
ンジン（内燃機関）１、動力伝達手段１０及び蓄電装置
（蓄電手段）１５はハイブリッド機関を構成し、内燃機
関制御装置１３、駆動装置１４、ハイブリッド制御装置
１６、ＳＯＣメータ１７はハイブリッド電気自動車の制
御装置を構成し、内燃機関制御装置１３及びハイブリッ
ド制御装置１６はマイコンを内蔵している。
【００２３】動力伝達手段１０は、２つの回転電機１０
１０、１０２０を有している。第１の回転電機１０１０
は、内燃機関１の出力軸２と連結した内側ロータと、内
側ロータの外周側に設けられる外側ロータとを有し、両
ロータのいずれか一方が永久磁石を有し、他方が三相コ
イルを備えたブラシレスＤＣモータからなる。第２の回
転電機１０２０は、図示しない永久磁石を備えたロータ
と、三相コイルを備えたステータとを有するブラシレス
ＤＣモータからなり、このロータは第１の回転電機１０
１０の外側ロータと一体に又は機械的に連結されて回転
するとともに差動装置を通じて車両の出力軸に連結され
ている。たとえば、第１の回転電機１０１０及び第２の
回転電機１０２０は、第２の回転電機１０２０のロータ
を兼ねる第１の回転電機１０１０の外側ロータの外周側
に第２の回転電機１０２０のステータを設けて、第２の
回転電機１０２０が第１の回転電機１０１０の外周側に
配置される同軸配置構成を採用することも可能である。
これら２ロータ型回転電機からなる動力伝達手段１０の
構造及び動作は周知であるので、これ以上の説明は省略
する。
【００２４】動力伝達手段１０の一例断面図を図５に示
す。動力伝達手段１０は、２つの回転電機１０１０、１
０２０を有している。第１の回転電機１０１０は、ハウ
ジングに回転自在に保持されて内燃機関１の出力軸２と
連結される内側ロータ２０１０と、内側ロータ２０１０
の外周面に面してハウジングに回転自在に保持される外
側ロータ２３１０とからなり、内側ロータ２０１０に三
相アーマチャコイルが、それに面する外側ロータ２３１
０の内周面側に永久磁石が設けられたＤＣブラシレスモ
ータからなり、上記三相アーマチャコイルはスリップリ
ング２６１０を通じて駆動装置１４から三相交流電圧が
給電されている。
【００２５】第２の回転電機１０２０は、ハウジングの
内周面に固定されて外側ロータ２３１０の外周面に面し
て設けられたステータ３０１０と、外側ロータ２３１０
とからなり、永久磁石が外側ロータ２３１０の外周面側
に設けられたＤＣブラシレスモータからなり、ステータ
に巻装された三相アーマチャコイルは駆動装置１４から
三相交流電圧が給電されている。外側ロータ２３１０は
減速ギヤ機構４０００を介して差動装置２０に連結され
ている。２９１１は内側ロータ２０１０の回転角度位置
を検出する回転位置センサであり、２９１２は外側ロー
タ２３１０の回転角度位置を検出する回転位置センサで
ある。
【００２６】ハイブリッド制御装置１６は、アクセルセ
ンサ７、ブレーキセンサ８、シフトスイッチ９から入力
される車両操作情報、および、図示しない車速センサか
らの車速に基づいてエンジンパワーパワー要求値を演算
し、それを内燃機関制御装置１３に送信する。内燃機関
制御装置１３は、内燃機関１の燃費率マップを記憶して
おり、受信したエンジンパワー要求値と燃費率マップと
に基づいて内燃機関１が最高効率となるエンジン動作点
を決定し、このエンジン動作点に対応する吸入空気量
（エンジントルク要求値）とエンジン回転数要求値とを
決定する。更に、内燃機関制御装置１３は、決定された
吸入空気量に基づいてスロットル弁開度を制御するとと
もにエンジン回転数要求値をハイブリッド制御装置１６
に送信する。なお、内燃機関制御装置１３は内燃機関１
に搭載の電子制御燃料噴射装置を駆動して燃料噴射制御
を実行し、また公知の点火制御を実行する。
【００２７】ハイブリッド制御装置１６は、受信したエ
ンジン回転数要求値を満足するように第１の回転電機１
０１０の回転数制御を行うべく、駆動装置１４から送信
される第１の回転電機１０１０の両ロータの回転角度速
度差に基づいて第１の回転電機１０１０のトルク要求値
を演算して駆動装置１４に指令する。また、ハイブリッ
ド制御装置１６は、車両の駆動トルク要求値と第１の回
転電機１０１０のトルク要求値との差から第２の回転電
機１０２０のトルク要求値を算出し、駆動装置１４にそ
れを出力する。
【００２８】駆動装置１４は、ハイブリッド制御装置１
６から受信した第１および第２の回転電機のトルク要求
値に基づいて、第１の回転電機１０１０および第２の回
転電機１０２０の界磁方向の制御とそれと直交する方向
における電流制御を行って両トルク要求値通りにトルク
を発生させる。なお通常は、駆動装置１４は、第１の回
転電機１０１０および第２の回転電機１０２０の回転数
を各々検出し、ハイブリッド制御装置１６に送信する。
このとき、第１の回転電機１０１０および第２の回転電
機１０２０のいづれか一方は発電動作をし、その発電電
力を電動動作している他方に供給することになる。
【００２９】（動作説明）以下、本実施例の要部をなす
ハイブリッド機関制御方式について、図２に示すフロー
チャートを参照して説明する。このフローチャートは、
全体効率が最大となるエンジン動作点を決定するための
ものであり、エンジン動作期間に４ｍｓ毎にハイブリッ
ド制御装置１６にて割り込みにより実行される。図２
は、ハイブリッド制御装置１６のハイブリッド機関制御
の一例を示すフローチャートである。このフローチャー
トは、車両駆動トルク要求値Ｔｄ’を演算してから、第
１の回転電機１０１０および第２の回転電機１０２０の
各トルク要求値Ｔｍ１’、Ｔｍ２’を演算するまでの制
御動作を示す。
【００３０】まず、アクセルセンサ７から入力されるア
クセル開度にもとづいて車両駆動トルク要求値Ｔｄ’を
算出し（Ｓ１００）、図示しない車速センサからの車速
（またはハイブリッド機関の出力軸回転数）Ｖに基づい
て車両駆動パワー要求値Ｐｄ’を算出する（Ｓ１０
２）。なお、車両駆動パワー要求値Ｐｄ’は、Ｔｄ’・
Ｖで算出される。 次に、ＳＯＣメータ１７からの出力
値に基づき充放電パワー要求値Ｐｂ’決定する（Ｓ１０
３）とともに、ＳＯＣメータ１７から実充放電パワーＰ
ｂを読み込む（Ｓ１０４）。そして、エンジンパワー要
求値Ｐｅ’を、Ｐｅ’＝Ｐｄ’＋Ｐｂ’の式から算出す
る。
【００３１】次に、エンジン動作点を決定する（Ｓ１０
６）。この制御は、この実施例の要部であるので、図３
に示すフローチャートを参照して詳しく説明する。ま
ず、Ｓ２００にて、車両が定常走行状態にあると判断さ
れる（車速、トルク要求値、エンジン回転数などがほぼ
一定）かどうかを調べ、定常走行状態でなければ、エン
ジン動作点移動率αをゼロにリセットして（Ｓ２０
２）、図示しないメインルーチンにリターンする。な
お、ここでいうエンジン動作点移動率αとは、所定のエ
ンジン動作点初期値からの移動量を表すものであり、後
で詳しく説明するものとする。
【００３２】定常走行状態であればエンジン動作点移動
許可状態と判断して、２００ｍ秒ごとにカウントするカ
ウンタｃｎｔの値を読み込んでそれが５０を超えたかど
うかを調べ（Ｓ２０１）、このカウンタｃｎｔの値が５
０を超えたらＳ２０３にてカウンタｃｎｔをリセットし
てＳ２０４に進み、５０を超えなければＳ２２４にてこ
のカウンタｃｎｔの値をインクリメントしてＳ２１３に
進む。
【００３３】Ｓ２０４では、単位時間当たりの燃料消費
量Ｍを読み込み（Ｓ２０６）、本発明でいう全体効率に
相当する燃費係数ｍｅを算出する（Ｓ２０８）。以下、
この燃費係数ｍｅについて説明する。ハイブリッド機関
の効率はエンジン効率と動力伝達手段（回転電機）の効
率の積であるとみなし、ハイブリッド機関の回転電機は
バッテリを充電しているとすれば、動力伝達手段の効率
ηｔは、入力エネルギーであるエンジンパワーＰｅと、
出力エネルギーである車両駆動パワーＰｄと充放電パワ
ーＰｂとの和の比とみなすことができ、車両駆動パワー
Ｐｄを車両駆動パワー要求値Ｐｄ’で代用すれば、ηｔ
＝（Ｐｂ＋Ｐｄ’）／Ｐｅとなる。
【００３４】一方、燃料消費量Ｍは、エンジン効率ηｅ
とエンジンパワーＰｅとの積に比例するとみなすことが
でき、ｃを比例定数とすれば次式で示すことができる。 ηｅ＝ｃ・Ｐｅ／Ｍ であるので、ハイブリッド機関の効率ηは、 η＝ηｔ・ηｅ ＝（（Ｐｂ＋Ｐｄ’）／Ｐｅ）・（ｃ・Ｐｅ／Ｍ） ＝ｃ・（Ｐｂ＋Ｐｄ’）／Ｍ となる。すなわち、燃料消費量Ｍまたはそれと連動する
とみなせるパラメータ、充放電パワーＰｂまたはそれと
連動するとみなせるパラメータ、車両駆動パワーＰｄま
たはそれと連動するとみなせるパラメータによりハイブ
リッド機関の全体効率を算出することができる。
【００３５】次に、今回算出した燃費係数ｍｅ（今回値
ｍｅ）が前回値ｍｅｏより所定値ΔＭ以上向上していれ
ばエンジン動作点移動率αを前回移動方向と同一方向へ
所定値Δｍだけ移動し（Ｓ２１０）、今回値ｍｅが前回
値ｍｅｏより所定値Δｍ以上低下していればエンジン動
作点移動率αを前回移動方向と逆方向へ所定値Δｍだけ
移動し（Ｓ２１２）、今回値ｍｅと前回値ｍｅｏとの差
の絶対値が所定値Δｍ未満であればエンジン動作点移動
率αの前回値をそのまま利用し、これらエンジン動作点
移動率αに基づいてエンジン動作点の今回値を決定する
（Ｓ２１４）。なお、一番最初のルーチンでは、前回の
移動方向は存在しないので便宜的に、ｓ２１０ではエン
ジン動作点移動率αを正方向へΔαシフトし、ｓ２１２
ではエンジン動作点移動率αを負方向へΔαシフトする
ものとする。そして、Ｓ２１３にてαの値が予め設定し
た上下限値の範囲内に入っているかどうかを調べ、この
範囲から逸脱する値であればαをこの上下限値に固定す
る（Ｓ２１３）。
【００３６】このエンジン動作点の今回値決定動作につ
いて更に以下に説明する。まず、エンジン動作点の初期
値を決定する。なお、この実施例では、エンジン動作点
の初期値は、エンジントルク要求値Ｔ’の初期値Ｔ
ｏ’、エンジン回転数値要求値Ｎ’のＮｏ’により規定
されるものとする。また、このエンジン動作点の初期値
はハイブリッド機関運転の最初に求めてそれを記憶して
おいてもよい。
【００３７】詳しく説明すると、Ｓ１０５にて求めたエ
ンジンパワー要求値Ｐｅ’を発生する際の最もエンジン
効率が高いエンジン動作点の初期値（エンジントルク要
求値Ｔｏ’、エンジン回転数値要求値Ｎｏ’からなる）
を予め記憶する燃費マップから求める。なお、エンジン
効率と回転電機の効率から予めシステムの全体効率が高
くなるエンジン動作点を概算して、エンジン動作点の初
期値を求めても良い。
【００３８】次に、求めたエンジン動作点の初期値から
エンジン動作点移動率αだけエンジン動作点をシフトさ
せてエンジン動作点の今回値を決定する。この実施例で
は、エンジン動作点移動率αはエンジンパワー要求値一
定の条件でエンジントルク・エンジン回転数平面上にお
いてシフトするものとするので、結局、エンジン動作点
の今回値は、以下の式で表される。
【００３９】 エンジントルク要求値Ｔ’＝α・Ｔｏ’ エンジン回転数値要求値Ｎ’＝（１／α）・Ｎｏ’ 次に、図２に示すフローチャートに戻って、決定したエ
ンジン動作点を内燃機関制御装置１３に送信し（Ｓ１０
８）、内燃機関制御装置１３は受信したエンジン動作点
に対応して吸入空気量を決定し、決定された吸入空気量
に基づいてスロットル弁開度を制御する。
【００４０】次に、エンジン回転数要求値Ｎ’＝α・Ｎ
ｏ’Ｎｅを満足するように第１の回転電機１０１０の回
転数制御を行うべく、駆動装置１４から受信した第１の
回転電機１０１０の両ロータの回転角度速度差に基づい
て第１の回転電機１０１０のトルク要求値Ｔ１を演算
し、更に、車両の駆動トルク要求値Ｔｄ’と第１の回転
電機１０１０のトルク要求値Ｔ１との差から第２の回転
電機１０２０のトルク要求値Ｔ２を算出し（Ｓ１１
０）、これらトルク要求値Ｔ１、Ｔ２を駆動装置１４に
出力する（Ｓ１１２）。
【００４１】（実施例２）その他の実施例を図４に示す
フローチャートを参照して説明する。 このフローチャ
ートは、図３に示す実施例１の制御に追加するものであ
って、Ｓ２１４の直前において、燃費係数ｍｅが最大値
ｍｅｍａｘかどうかを調べ（Ｓ３００）、そうでなけれ
ばＳ２１４へジャンプし、そうであればこの時の運転条
件（ここでは、車両駆動トルク要求値Ｔｄ’、車速Ｖ、
充放電パワーＰｂ、燃料消費量Ｍとエンジン動作点移動
率αとをマップに記憶する（Ｓ３０２）。
【００４２】一方、Ｓ２０４の直後において、今回の運
転条件（車両駆動トルク要求値Ｔｄ’、車速Ｖ、充放電
パワーＰｂ、燃料消費量Ｍ）が、Ｓ３０２で記憶したす
る運転条件の一つと一致するかどうかを調べ（Ｓ３０
４）、一致しなければＳ２０６へジャンプし、一致すれ
ば上記マップから対応するエンジン動作点移動率αをサ
ーチし、Ｓ２１４へ進む。
【００４３】このようにすれば、図３に示すフローチャ
ートにより全体効率すなわち燃費係数ｍｅが最大となる
エンジン動作点移動率αを速やかに選択できるので、燃
費を向上し、そのための計算負担を軽減することができ
る。なお、この実施例において、運転条件としての車両
駆動トルク要求値Ｔｄ’及び車速Ｖの代わりに車両駆動
パワー要求値Ｐｄ’を用いてもよいことはもちろんであ
る。
【００４４】（その他の実施態様１）なお、記憶装置の
容量が大型化し、ハイブリッド機関の特性の経時変化に
は対応できない不利があるが、入力される運転条件に基
づいて予め記憶するマップに基づいて固定的に全体効率
を求めたり、エンジン動作点の所定の初期値からのシフ
ト量を求めたりすることも当然可能である。
【００４５】（その他の実施態様２）上述した実施例で
は、エンジン回転数としてその絶対値を採用したが、動
力伝達手段の出力軸の回転数に対する相対回転数として
の変速比を採用してもよい。 （その他の実施態様３）決定されたエンジン動作点のエ
ンジントルク要求値に対応してエンジントルク制御する
場合に、エンジンの気筒数の制御を追加することも当然
可能である。
【００４６】（その他の実施態様４）決定されたエンジ
ン動作点のエンジントルク要求値に対応してエンジント
ルク制御する場合に、エンジンのインタバル（間欠）運
転を追加することも当然可能である。 （その他の実施態様５）上記実施例における計算部分は
全て、関数関係を記憶するマップからの必要数値の抽出
で代用できることはもちろんである。
【００４７】（その他の実施態様６）エンジン動作点移
動率αの変更量Δαは、たとえばニューラルネットの学
習におけるシミュレーテッドアニーリングのように、移
動開始時点付近で大きく、全体効率最大点付近で小さく
するようにしてもよい。このようにすれば、局部的な効
率極大点に捕捉されることなく効率最大点にたどりつく
ことができる。
【００４８】（その他の実施態様７）ハイブリッド機関
の効率ηの算出には、η＝Ｃ・Ｐｄ’／（Ｍ・（１＋Ｐ
ｂ／Ｐｅ’）のように、各種変形式を用いても良い。 （その他の実施態様８）ハイブリッド機関の回転電機
は、少なくともエンジントルクにより駆動される第１の
回転電機と、この第１の回転電機と機械的又は電気的に
結合されるとともに少なくとも車両駆動軸にトルクを出
力する第２の回転電機とを備え、これら第１、第２の回
転電機の少なくとも一方が蓄電手段と電力授受可能な形
式であれば各種バリエーションを有することができる。
【００４９】（その他の実施態様９）動力伝達手段は、
３軸構造の遊星減速歯車機構を有することができ、この
場合には、遊星減速歯車機構の第１の軸は動力伝達手段
の入力軸に結合され、第２の軸は、第１の回転電機を通
じて第２の回転電機に電磁結合され、第３の軸及び第２
の回転電機の軸が動力伝達手段の出力軸に接続されるこ
とが好ましい。
【００５０】（その他の実施態様１０）動力伝達手段
は、回転電機が入力軸及び出力軸のどちらかに連結され
た無段階変速機（ＣＶＴ）及び多段自動変速機のどちら
かを有することができる。 （その他の実施態様１１）動力伝達手段は、回転電機の
入力軸または出力軸をエンジンまたは動力伝達機構の出
力軸から切り離すためのクラッチ機構を有することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置
のブロック図である。
【図２】 図１に示す制御装置の制御動作を示すフロー
チャートである。
【図３】 図２に示すＳ１０６のステップを示すフロー
チャートである。
【図４】 実施例２の制御装置の制御動作を示すフロー
チャートである。
【図５】 動力伝達手段１０の一例断面図である。
【図６】 全体効率が最高となるエンジン動作点を求め
るプロセスを示すトルクー回転数特性図である。
【符号の説明】
１はエンジン、１０は動力伝達手段、１０１０は第１の
回転電機、１０２０は第２の回転電機、１５は蓄電装置
（蓄電手段）、１６はハイブリッド制御装置、１３は内
燃機関制御装置（運転制御手段）、７はアクセルペダ
ル、８はブレーキペダル、９はシフトレバー、Ｓ２０
８、Ｓ２１０、Ｓ２１２は動作点決定手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−225058（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−193675（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 11/14 B60K 6/00 F02D 29/02

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンパワーを発生するエンジン、前記
    エンジンパワーの一部あるいはすべてを電力に変換する
    とともに車両駆動パワーの少なくとも一部を発生する回
    転電機を含む動力伝達手段、及び、前記回転電機と充放
    電パワーを授受する蓄電手段を含むハイブリッド機関を
    制御するハイブリッド電気自動車の制御装置において、前記エンジンの効率及び前記動力伝達手段の効率の関数
    として算出した 前記ハイブリッド機関の全体効率に関連
    する全体効率関連情報、並びに、前記全体効率関連情報
    とエンジン動作点との関係に基づいて、前記エンジン動
    作点を含むハイブリッド機関各部の動作点を前記全体効
    率が最大となるように決定する動作点決定手段、及び、 決定された前記動作点に基づいて前記ハイブリッド機関
    を制御する運転制御手段、 を備え、 前記動作点決定手段は、前記エンジン動作点を所定量ず
    つシフトしつつ前記全体効率を算出し、前記全体効率が
    最大となるように前記エンジン動作点を決定する ことを
    特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
  2. 【請求項２】エンジンパワーを発生するエンジン、前記
    エンジンパワーの一部あるいはすべてを電力に変換する
    とともに車両駆動パワーの少なくとも一部を発生する回
    転電機を含む動力伝達手段、及び、前記回転電機と充放
    電パワーを授受する蓄電手段を含むハイブリッド機関を
    制御するハイブリッド電気自動車の制御装置において、 前記エンジンの効率及び前記動力伝達手段の効率の関数
    として算出した前記ハイブリッド機関の全体効率に関連
    する全体効率関連情報、並びに、前記全体効率関連情報
    とエンジン動作点との関係に基づいて、前記エンジン動
    作点を含むハイブリッド機関各部の動作点を前記全体効
    率が最大となるように決定する動作点決定手段、及び、 決定された前記動作点に基づいて前記ハイブリッド機関
    を制御する運転制御手段、 を備え、 前記動作点決定手段は、所定の初期値からのシフトによ
    り前記エンジン動作点の今回値を決定するとともに、前
    記初期値をエンジン効率又は全体効率が高効率となる領
    域に設定することを特徴とするハイブリッド電気自動車
    の制御装置。
  3. 【請求項３】エンジンパワーを発生するエンジン、前記
    エンジンパワーの一部あるいはすべてを電力に変換する
    とともに車両駆動パワーの少なくとも一部を発生する回
    転電機を含む動力伝達手段、及び、前記回転電機と充放
    電パワーを授受する蓄電手段を含むハイブリッド機関を
    制御するハイブリッド電気自動車の制御装置において、 前記エンジンの効率及び前記動力伝達手段の効率の関数
    として算出した前記ハイブリッド機関の全体効率に関連
    する全体効率関連情報、並びに、前記全体効率関連情報
    とエンジン動作点との関係に基づいて、前記エンジン動
    作点を含むハイブリッド機関各部の動作点を前記全体効
    率が最大となるように決定する動作点決定手段、及び、 決定された前記動作点に基づいて前記ハイブリッド機関
    を制御する運転制御手段、 を備え、 前記動作点決定手段は、所定の車両動作点及びこの車両
    動作点に対応して過去に決定された前記エンジン動作点
    を記憶し、今回検出した前記車両動作点に対して前記記
    憶に基づいて前記エンジン動作点を決定することを特徴
    とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
  4. 【請求項４】エンジンパワーを発生するエンジン、前記
    エンジンパワーの一部あるいはすべてを電力に変換する
    とともに車両駆動パワーの少なくとも一部を発生する回
    転電機を含む動力伝達手段、及び、前記回転電機と充放
    電パワーを授受する蓄電手段を含むハイブリッド機関を
    制御するハイブリッド電気自動車の制御装置において 、 入力情報から抽出した前記ハイブリッド機関の全体効率
    に関連する全体効率関連情報、並びに、前記全体効率関
    連情報とエンジン動作点との関係に基づいて、前記エン
    ジン動作点を含むハイブリッド機関各部の動作点を前記
    全体効率が最大となるように決定する動作点決定手段、
    及び、 決定された前記動作点に基づいて前記ハイブリッド機関
    を制御する運転制御手段、 を備え、 前記動作点決定手段は、所定の定常状態時のみに前記エ
    ンジン動作点の決定を実施することを特徴とするハイブ
    リッド電気自動車の制御装置。
  5. 【請求項５】前記動作点決定手段は、前記エンジン動作
    点を所定量ずつシフトしつつ前記全体効率を算出し、前
    記エンジン効率が最大となるエンジン最高効率点から前
    記全体効率が最大となるように前記エンジン動作点をシ
    フトし、シフトされた前記エンジン動作点の総移動量が
    所定の上限値を超えないように規制することを特徴とす
    る請求項１乃至４のいずれか記載のハイブリッド電気自
    動車の制御装置。
  6. 【請求項６】エンジンパワーを発生するエンジン、前記
    エンジンパワーの一部あるいはすべてを電力に変換する
    とともに車両駆動パワーの少なくとも一部を発生する回
    転電機を含む動力伝達手段、及び、前記回転電機と充放
    電パワーを授受する蓄電手段を含むハイブリッド機関を
    制御するハイブリッド電気自動車の制御装置において、 前記エンジンの効率及び前記動力伝達手段の効率の関数
    として算出した前記ハイブリッド機関の全体効率に関連
    する全体効率関連情報、並びに、前記全体効率情報とエ
    ンジン動作点との関係に基づいて、前記エンジン動作点
    を含む前記ハイブリッド機関各部の動作点を前記全体効
    率が最大となるように決定する動作点決定手段、及び、 決定された前記動作点に基づいて前記ハイブリッド機関
    を制御する運転制御手段、 を備え、 前記動作点決定手段は、充放電パワーＰｂと車両駆動パ
    ワー要求値Ｐｄ’との和と前記エンジンの燃料消費量Ｍ
    との比率により前記全体効率を算出することを特徴とす
    るハイブリッド電気自動車の制御装置。
  7. 【請求項７】前記動作点決定手段は、車両駆動パワー要
    求値と充放電パワー要求値と損失との合計が前記エンジ
    ンパワー要求値に一致する条件下で、前記全体効率が最
    大となるように前記エンジン動作点を決定することを特
    徴とする請求項６記載のハイブリッド電気自動車の制御
    装置。
  8. 【請求項８】前記動作点決定手段は、 前記エンジン動作点の一つの変数であるエンジントルク
    要求値の前回値に対する今回値の比率であり、かつ、前
    記エンジン動作点の他の変数であるエンジン回転数要求
    値の前回値に対する今回値の比率の逆数であるエンジン
    動作点移動率αと、少なくとも車両駆動トルク要求値、
    車速、充放電パワーおよび燃料消費率を含む運転条件と
    の関係をマップに記憶し、 検出された前記運転条件が前記記憶する運転条件と一致
    する場合に、前記記憶する運転条件に対応する前記エン
    ジン動作点移動率αを前記マップから読み出し、 前記エンジン動作点の一つの初期値である前記エンジン
    トルク要求値の初期値に前記エンジン動作点移動率αを
    掛けて前記エンジントルク要求値の今回値とし、 前記エンジン動作点の他の初期値である前記エンジン回
    転数要求値の初期値に前記エンジン動作点移動率αの逆
    数を掛けて前記エンジン回転数要求値の今回値とするこ
    とを特徴とする請求項２〜７のいずれか記載のハイブリ
    ッド電気自動車の制御装置。
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