JP5824846B2 - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両の駆動制御装置に関する。

ハイブリッド車両では、エンジンの停止と再始動が繰り返される間欠運転が頻繁に行われる。このため、軽負荷な市街地走行では、エンジンの暖機が完了する完全暖機状態となるまでに長時間を要する。一般的に、エンジンは、低温状態において燃焼が不安定でありフリクションが大きいため、冷間時におけるエンジンの運転制御は燃費性能等の観点から重要である。

このような状況に鑑みて、例えば、特許文献１には、低温条件下での始動完爆を検出したときに回転電機により内燃機関のトルク変動を検出し、該トルク変動が大きいときほど回転電機によるファストアイドル運転中の発電量を小さくする動力装置の始動制御装置が開示されている。

また、特許文献２には、低温始動時のエンジン負荷を軽減して始動性を向上させ、エンジンが暖機し、その発生トルクが増大した後は発電機の出力電流の制限を解除してバッテリを充電する出力電流制御装置が開示されている。また、特許文献３には、電動機の実出力が低下限界までに至る限界時間を演算する手段と、触媒装置等を含む原動機装置が発電機を駆動可能になるまでの時間を演算する開始時間演算手段と、限界時間が開始時間以下になると原動機装置を作動させる手段とを備えた車両が開示されている。

特開２０００‐１４５４９７号公報 特開平７‐１７０６７２号公報 特開平９‐１５４２０４号公報

ところで、エンジンには、熱効率が最適となる出力が存在する。しかし、上記特許文献には、冷間時におけるエンジンの熱効率を考慮した運転制御については開示されていない。従来の技術は、例えば、完全暖機状態の熱効率に基づいてエンジンの運転を制御しているため、冷間時における燃費向上の観点から未だ改良の余地がある。

また、ヒーター要求がある場合など、エンジンの停止頻度が低くなる状況では、冷間時に充電を多く行いバッテリの充電率（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）が高くなると、例えば、完全暖機後にエンジンの運転点を最適に制御することが困難になる。つまり、エンジンの運転状況を想定して冷間時におけるエンジンの運転制御を行うことは、燃費向上の観点から重要である。

本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置は、所定のエンジン出力である目標動作点でエンジンを運転し、要求パワーとエンジンの目標動作点との差分を回転電機によるバッテリの充放電量とする運転制御手段と、予め定めた変更条件に基づいて、完全暖機前におけるエンジンの目標動作点を変更する動作点変更手段とを有することを特徴とする。
当該構成によれば、エンジンの暖機状態やエンジンの運転状況を考慮して、燃費向上の観点から適切な目標動作点を設定することができる。

また、動作点変更手段は、エンジンの温度に基づき、当該温度が低いほど低出力側にシフトするように、目標動作点を変更することが好ましい

また、動作点変更手段は、エンジンの温度に基づき、各温度でエンジンの熱効率が最大となるように、目標動作点を変更することが好ましい。
当該構成によれば、エンジンの暖機状態に応じて、各暖機状態の熱効率を考慮した適切な目標動作点を設定でき、特に冷間時における燃費性能が向上する。これは、エンジンの暖機状態により熱効率が最適となるエンジン出力が異なることに基づく。

また、動作点変更手段は、エンジンの停止頻度が低い所定の運転状態では、目標動作点を低出力側にシフトさせることができる。
エンジンの停止頻度が低くなる運転状態では、通常、充電機会が多くなり放電機会が少なくなるが、当該構成によれば、目標動作点を低出力側にシフトさせることで充電機会を少なくし、又は充電量を減らすことができる。一方、放電機会を増やし、又は放電量を多くすることができる。このため、例えば、エンジンの暖機運転中における必要以上の充電を抑制して充電率の高止まりを抑制できる。

また、動作点変更手段は、エンジンの停止頻度が低い所定の運転状態であり、且つバッテリの充電率が第１閾値を超えるときには、充電率に応じて目標動作点を低出力側にシフトさせることができる。
当該構成によれば、エンジンの停止頻度が低くなる運転状態において、バッテリの充電率を考慮することで、例えば、充電率が低い場合には、エンジンの熱効率が最大となる目標動作点でエンジンを運転することができる。一方、充電率が高い場合には、充電率に応じて目標動作点を低出力側にシフトさせ、例えば、充電量を減らし、又は放電量を多くすることができる。

また、動作点変更手段は、エンジンの停止頻度が低い所定の運転状態であり、且つバッテリの充電率が第２閾値未満であるときには、充電率に応じて目標動作点を高出力側にシフトさせることができる。
当該構成によれば、エンジンの停止頻度が低くなる運転状態において、充電率が第２閾値未満であるときには、エンジンをより高出力で運転して充電を促進することができる。第２閾値は、例えば、第１閾値以下の充電率に設定され、充電率の下限値〜目標充電率の範囲に設定されることが好適である。

なお、エンジンの停止頻度が低くなる運転状態としては、ヒーター要求がある場合、外気温度が所定温度以下の低温である場合、ナビゲーション装置に登録された走行予定経路が高負荷走行経路である場合、及びこれらが組み合された状態などが例示できる。

本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、エンジンの暖機状態に応じた熱効率を考慮してエンジンの運転を制御することにより、特に冷間時における燃費性能が向上する。

また、本発明に係るハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、エンジンの運転状況を想定して冷間時におけるエンジンの運転制御を行うことで、例えば、冷間時に必要以上の充電がなされて充電率が高止まりすることを抑制できる。このため、完全暖機後において、エンジンの運転点を最適に制御し易くなり、完全暖機後の燃費性能も向上する。

本発明の実施形態である駆動制御装置及びハイブリッド車両の概略構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態である駆動制御装置において、エンジンの熱効率と、エンジン出力及び目標動作点との関係を示す図である。 本発明の実施形態である駆動制御装置において、エンジンの熱効率と、エンジン出力及び目標動作点との関係を示す図である。 本発明の実施形態である駆動制御装置において、エンジンの熱効率と、エンジン出力及び目標動作点との関係を示す図である。 ハイブリッド車両の走行状態に応じて、エンジンの冷却水温度が変化する様子を示す図である。 ＳＯＣと、基本充放電量との関係を規定するマップである。 本発明の実施形態である駆動制御装置による制御の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を用いて、本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
まず初めに、図１を参照して、本発明の実施形態である駆動制御装置３０及びハイブリッド車両１０（以下、ＨＶ車両１０とする）の構成を詳細に説明する。また、図１に加えて、図２〜図６を適宜参照するものとする。

図１は、駆動制御装置３０を搭載したＨＶ車両１０の概略構成を示す図である。
図１に示すように、ＨＶ車両１０は、走行用動力源であるエンジン１１と、主にジェネレータとして機能する第１モータジェネレータ（以下、ＭＧ１とする）と、主に走行用モータとして機能する第２モータジェネレータ（以下、ＭＧ２とする）と、ＭＧ１及びＭＧ２に電力を供給可能なバッテリ１２と、アクセル開度や車速、バッテリ１２のＳＯＣ等に基づいて、エンジン１１、ＭＧ１、及びＭＧ２の運転を制御する駆動制御装置３０とを備える。

また、ＨＶ車両１０には、エンジン１１、ＭＧ１、及びＭＧ２との間で動力を分配する動力分配機構１３、交流・直流変換装置であるインバータ１４，１５、駆動制御装置３０による制御の下、エンジン１１の運転を制御するエンジン電子制御ユニット１６（以下、エンジンＥＣＵ１６とする）、バッテリ１２のＳＯＣ等を監視するバッテリ監視装置１７、車両の駆動制御に必要な情報を検出する図示しない各種センサ（例えば、アクセルポジションセンサや車速センサ）等が搭載されている。

また、ＨＶ車両１０には、車内暖房設備に関連する構成として、エンジン１１の冷却水を熱媒として利用するヒーターコア１８、図示しないブロアモータや各切り替えドア、冷却水温度を検出する水温センサ１９、外気温度を検出する外気温センサ２０、ヒーターをＯＮ／ＯＦＦ操作するためのヒータースイッチ２１等が設けられている。

エンジン１１は、ガソリン等を燃料とする内燃機関であり、図２〜図４（エンジンの熱効率と、エンジン出力及び目標動作点との関係を示す図）に示すように、熱効率が最適となるエンジン出力が存在する。一般的なエンジン１１では、低温状態において、燃焼が不安定となりフリクションが大きくなる。そして、熱効率が最適となるエンジン出力は、エンジン１１の温度が低いほど低出力側、つまり低負荷側に移行する。また、エンジン１１には、冷却水を循環する冷却設備が設けられている。この冷却水は、上記のように、車内暖房設備の熱媒としても利用される。

エンジン１１は、駆動制御装置３０からの制御指令に基づき、エンジンＥＣＵ１６を介して、暖機運転を含む運転状態が制御される。エンジンＥＣＵ１６には、燃料噴射弁やエンジン１１の運転状態を検出する各種センサ（例えば、エアフロメータやクランク角センサ、スロットルポジションセンサ、空燃比センサ）が接続されている。また、エンジン１１から動力分配機構１３へと延伸する出力軸２２には、エンジン１１の回転数を検出する回転センサが設置されており、その検出情報もエンジンＥＣＵ１６に入力される。また、水温センサ１９の検出情報もエンジンＥＣＵ１６に入力される。

エンジン１１には、排気設備として、排気管の上流側に配置された触媒コンバータ、触媒コンバータの下流側に配置されたサブマフラー、サブマフラーの下流側に配置されたメインマフラー等が設けられる。触媒コンバータは、排気ガス中の有害物質を酸化還元して浄化する装置であり、ＨＣ、ＣＯ、及びＮＯｘを同時に浄化できる所謂三元触媒を含むことが好適である。サブマフラーには、例えば、エンジン１１の冷却水を循環させて冷却水温度の上昇を促進する排気熱回収機構が設けられる。また、排気設備には、例えば、排気ガスの一部を吸気側に再導入する排気再循環（ＥＧＲ：Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置が設けられる。

なお、ＨＶ車両１０では、エンジン１１の冷却水を熱媒とするヒーターコア１８を用いて車内を暖房するため、例えば、ヒーター要求時には、冷却水温度を速やかに上昇させるべく、エンジン１１の暖機運転が行われる。暖機運転は、低負荷走行時など車両の走行にエンジン１１の動力を必要としない場合にも行われる。このため、ヒーター要求がある場合には、エンジン１１の停止頻度が少なくなり、例えば、低負荷走行時の暖機運転によるエンジン１１の動力は専らＭＧ１による発電に利用される。エンジン１１を暖機運転する状況としては、ヒーター要求時の他に、触媒の温度が低い場合やバッテリ１２の温度が低い場合、或いは外気温度が低い場合などが例示できる。

動力分配機構１３は、例えば、遊星歯車機構によって構成されることが好適である。エンジン１１から出力軸２２を介して動力分配機構１３に入力された動力は、減速機２５及び車軸２６を介して駆動輪２７に伝達される。また、エンジン１１の動力の一部又は全部をＭＧ１に伝達できる。

ＭＧ１は、その回転軸２３が動力分配機構１３を介してエンジン１１の出力軸２２と連結されている。或いは、エンジン１１の出力軸２２とＭＧ１の回転軸２３とが共通の軸として構成される。そして、ＭＧ１は、主にエンジン１１により駆動されるジェネレータとして機能する。ＭＧ１は、例えば、永久磁石からなるロータと、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のステータコイルを含むステータとから構成される三相同期型回転電機である。ＭＧ１により発電された三相交流電流は、インバータ１４によって直流電流に変換された後、バッテリ１２に充電される。また、ＭＧ１は、例えば、エンジン１１を始動させるセルモータとして機能する。

ＭＧ２は、主に走行用モータとして機能する。ＭＧ２は、ＭＧ１と同様に、三相同期型回転電機とすることが好適である。ＭＧ２は、バッテリ１２から供給される電力により回転駆動される。具体的には、バッテリ１２の直流電流がインバータ１５によって三相交流電流に変換されＭＧ２に供給される。そして、ＭＧ２の出力は、回転軸２４が連結された動力分配機構１３、減速機２５、及び車軸２６を介して駆動輪２７に伝達される。これにより、ＨＶ車両１０では、ＭＧ２によりエンジン１１をアシストする走行又はＭＧ２のみを動力源とするＥＶ走行が可能となる。また、ＭＧ２は、回生制動時にジェネレータとして機能する。

バッテリ１２は、主としてＭＧ２に電力を供給する蓄電装置である。バッテリ１２には、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、及びリチウムイオン電池等の二次電池が適用される。バッテリ１２には、効率的な使用、劣化防止等の観点から、所定のＳＯＣを上下限値とする管理幅（例えば、２０％〜８０％）と、充放電の基準となる目標ＳＯＣ（例えば、６０％）が設定されている。

バッテリ１２のＳＯＣ制御は、駆動制御装置３０により実行される。駆動制御装置３０は、例えば、バッテリ監視装置１７からＳＯＣ情報を取得して、バッテリ１２の過充電又は過放電が発生しないように、ＭＧ１、ＭＧ２、及びエンジン１１の動作を制御する。なお、バッテリ監視装置１７は、例えば、電圧計、電流計、温度計等を用いて、ＳＯＣを含むバッテリ１２の状態を監視している。ＳＯＣは、充放電電流の積算値に基づいて演算できる。

インバータ１４，１５は、上記のように、交流・直流変換装置である。インバータ１４は、駆動制御装置３０の制御の下、例えば、ＭＧ１で発電された交流電流を半導体スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ操作により直流電流に変換してバッテリ１２に充電する機能を有する。また、インバータ１４は、要求される発電量に応じた発電機トルクを発生させるために、バッテリ１２の直流電流を交流電流に変換してＭＧ１に供給する機能を有する。インバータ１５は、駆動制御装置３０の制御の下、例えば、バッテリ１２の直流電流を交流電流に変換してＭＧ２に供給する機能を有する。

駆動制御装置３０は、ＨＶ車両１０の駆動力を制御する装置であって、所謂ハイブリッドＥＣＵ、或いはその一部として構成することができる。駆動制御装置３０は、各センサや各ＥＣＵからの情報や信号に基づいて、ＭＧ１、ＭＧ２、及びエンジン１１の動作を統合的に制御する。なお、駆動制御装置３０及び各ＥＣＵは、ＣＰＵ、入出力ポート、メモリ等を備えるマイクロコンピュータで構成され、駆動制御装置３０の各機能は、ソフトウェアを実行することで実現できる。

駆動制御装置３０は、所定のエンジン出力である目標動作点Ｐｅ^*でエンジン１１を運転し、要求パワーＰｒ^*と目標動作点Ｐｅ^*との差分をＭＧ１、ＭＧ２によるバッテリ１２の充放電量とする運転制御手段３１を有する。運転制御手段３１は、バッテリ１２のＳＯＣが上下限値を超えない範囲において、目標動作点Ｐｅ^*でエンジン１１を運転することが好適である。

詳しくは後述するが、運転制御手段３１は、完全暖機前、即ち冷間時において、動作点変更手段３２により目標動作点Ｐｅ^*が変更されたときには、変更された目標動作点Ｐｅ^*でエンジン１１を運転する。以下、必要により、変更された目標動作点Ｐｅ^*を修正目標動作点Ｐｅ^*と称し、修正目標動作点Ｐｅ^*をさらに変更したものを追加修正目標動作点Ｐｅ^*と称する。

目標動作点Ｐｅ^*は、例えば、エンジン１１の完全暖機状態において、エンジン１１の熱効率が最大となるエンジン出力に設定される。また、要求パワーＰｒ^*とは、例えば、アクセル開度及び車速から導出される走行要求パワーに、ＳＯＣから導出される基本充放電量を加算したパワー（車両要求パワー）である。

運転制御手段３１は、例えば、アクセル開度、車速、バッテリ１２のＳＯＣ、バッテリ１２の温度やＳＯＣから設定される入出力制限など、車両の駆動制御に必要なデータを取得して、運転モードを設定すると共に、エンジン１１並びにＭＧ１、ＭＧ２の運転状態を制御する。運転モードとしては、例えば、バッテリ１２のＳＯＣが上下限値を超えない範囲において、目標動作点Ｐｅ^*でエンジン１１を運転し、目標動作点Ｐｅ^*と車両の要求パワーＰｒ^*との差分をＭＧ１、ＭＧ２によるバッテリ１２の充放電量とする通常運転モード、ＳＯＣが下限値を下回るときに選択される強制充電モード、ＳＯＣが上限値を超えるときに選択される強制放電モード、エンジン１１を停止してＭＧ２のみから動力を供給するＥＶ走行モードがある。

運転制御手段３１は、ＳＯＣに基づいて、基本充放電量を設定することができる。基本充放電量は、バッテリ監視装置１７から取得したＳＯＣが、予め定めた目標ＳＯＣ（例えば、６０％）に近づくように設定される。運転制御手段３１は、図６に例示するＳＯＣと基本充放電量との関係を規定したマップを用いて、ＳＯＣから基本充放電量を設定することが好適である。このマップは、例えば、目標ＳＯＣのときの基本充放電量を０として、目標ＳＯＣから離れるほど基本充放電量を大きくする。また、ＳＯＣの上下限値を超える領域では、一定の基本充放電量を規定する。

また、運転制御手段３１は、ＳＯＣ及び車速に基づいて、充放電上下限量を設定することができる。充放電上下限量は、例えば、高車速領域では低車速領域よりも充電量を抑え、低車速領域では高車速領域よりも放電量を抑えるように設定される。例えば、ＳＯＣと、車速と、充放電上下限量との関係を規定するマップを用いて、ＳＯＣ及び車速から充放電上下限量を設定できる。

また、運転制御手段３１は、アクセル開度及び車速に基づいて、要求パワーＰｒ^*を設定することができる。例えば、要求トルク設定マップを用いて、アクセル開度及び車速から走行要求トルクを導出し、動力分配機構１３から車軸２６に繋がる出力軸の回転数を乗じて走行要求パワーを導出する。そして、走行要求パワーに基本充放電量を加算して要求パワーＰｒ^*を算出する。

運転制御手段３１は、上記のように、バッテリ１２のＳＯＣが上下限値を超えない範囲において、エンジン１１を目標動作点Ｐｅ^*で運転する。例えば、図２及び図３に示すように、要求パワーＰｒ^*がエンジン１１の目標動作点Ｐｅ^*より小さい場合には、過剰な出力分をＭＧ１により電力変換してバッテリ１２を充電する。一方、図４に示すように、車両要求パワーＰｒ^*がエンジン１１の目標動作点Ｐｅ^*より大きい場合には、不足の出力分をＭＧ２でアシストする。即ち、バッテリ１２の放電がなされる。つまり、要求パワーＰｒ^*と目標動作点Ｐｅ^*との差が充放電量となるため、運転制御手段３１は、要求パワーＰｒ^*に基づいて充放電量を算出することができる。運転制御手段３１は、充放電量の算出値が充放電上下限量を超えないように、上下限ガード処理を行うことが好ましい。

駆動制御装置３０は、予め定めた変更条件に基づいて、完全暖機前におけるエンジン１１の目標動作点Ｐｅ^*を変更する動作点変更手段３２を有する。

図２に示すように、動作点変更手段３２は、エンジン１１の温度に基づいて、完全暖機前におけるエンジン１１の目標動作点Ｐｅ^*を変更することが好適である。なお、図２のＴ１，Ｔ２，Ｔ３は、エンジン１１の温度であり、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３である。つまり、本実施形態では、完全暖機前と完全暖機後とで目標動作点Ｐｅ^*を一定の値とせず、エンジン１１の暖機状態に応じて変化する変動値とすることが好適である。その結果として、要求パワーＰｒ^*が同じであっても、暖機レベルにより充放電量が異なる。

エンジン１１の温度は、例えば、排気ガスの温度やエンジンオイルの温度に基づいて判定してもよいが、エンジン１１の冷却水温度に基づいて判定することが好適である。動作点変更手段３２は、例えば、エンジンＥＣＵ１６を介して水温センサ１９の検出情報を取得することができる。以下では、冷却水温度に基づいてエンジン１１の温度を判定するものとして説明する。

動作点変更手段３２は、冷却水温度に基づき、冷却水温度が低いほど低出力側にシフトするように、目標動作点Ｐｅ^*を変更することが好ましい。つまり、完全暖機前における修正目標動作点Ｐｅ^*を完全暖機状態における目標動作点Ｐｅ^*よりも低負荷側に設定し（例えば、Ｐｅ^*（Ｔ２）＜Ｐｅ^*（Ｔ３））、冷却水温度が低くなるほど修正目標動作点Ｐｅ^*を低負荷側にシフトさせることが好ましい（例えば、Ｐｅ^*（Ｔ１）＜Ｐｅ^*（Ｔ２））。その結果として、冷却水温度が低くなるほど、充電量が少なくなり、又は放電量が多くなる。

動作点変更手段３２は、各暖機状態において、エンジン１１の熱効率が最大となるように、目標動作点Ｐｅ^*を変更することが好ましい。上記のように、エンジン１１の暖機状態により熱効率が最大となるエンジン出力が異なるため、動作点変更手段３２は、修正目標動作点Ｐｅ^*が各暖機状態で熱効率が最大となるエンジン出力に設定されるように目標動作点Ｐｅ^*を変更する。これにより、エンジン１１の暖機状態が異なる場合でも熱効率の高い条件下でエンジン１１を運転することができ、特に冷間時における燃費性能が向上する。

図２に示す例では、エンジン１１の温度が低いほど、熱効率が最大となるエンジン出力が低負荷側にシフトする。ゆえに、各暖機状態でエンジン１１の熱効率が最大となるように目標動作点Ｐｅ^*を変更すると、冷却水温度が低いほど修正目標動作点Ｐｅ^*が低負荷側にシフトすることになる。一方、冷却水温度が低いほど熱効率が最大となるエンジン出力が高負荷側にシフトする場合には、冷却水温度が低いほど修正目標動作点Ｐｅ^*が高出力側にシフトするように目標動作点Ｐｅ^*を変更してもよい。このようなエンジン１１としては、例えば、低温側でフリクションが低くなるエンジンオイルを用いたものが例示できる。

さらに、動作点変更手段３２は、エンジン１１の停止頻度が低い所定の運転状態において、目標動作点Ｐｅ^*を低出力側にシフトさせることが好ましい。

図３及び図４に示すように、動作点変更手段３２は、各冷却水温度での修正目標動作点Ｐｅ^*において、エンジン１１の熱効率が最大となるように目標動作点Ｐｅ^*を変更した後、さらにエンジン１１の運転状況を想定して修正目標動作点Ｐｅ^*を変更することがより好ましい。一方、動作点変更手段３２は、例えば、エンジン１１の冷却水温度に基づいて目標動作点Ｐｅ^*を変更せず、ＨＶ車両１０の運転状態がエンジン１１の停止頻度が低い運転状態であることを条件として、目標動作点Ｐｅ^*を変更してもよい。

エンジン１１の停止頻度が低い所定の運転状態には、エンジン１１の停止頻度が低くなる可能性が高い状態が含まれる。所定の運転状態としては、例えば、ヒーター要求がある場合、外気温度が所定温度以下の低温である場合、ナビゲーション装置２８に登録された走行予定経路が予め設定された高負荷走行経路である場合、及びこれらの条件が複数組み合された場合などが例示できる。動作点変更手段３２は、例えば、これらの状態をエンジン１１の停止頻度が低い所定の運転状態として記憶しておき、ＨＶ車両１０の運転状態が予め記憶した運転状態であると判断したときに、目標動作点Ｐｅ^*を変更することができる。

動作点変更手段３２は、例えば、ヒーター要求がある場合には、修正目標動作点Ｐｅ^*をさらに低出力側にシフトさせる。動作点変更手段３２は、ヒータースイッチ２１のＯＮ操作信号を取得し、当該信号を取得したときに修正目標動作点Ｐｅ^*を変更することができる。或いは、動作点変更手段３２は、外気温度が所定温度以下の低温である場合に、又はヒーター要求があり且つ外気温度が所定温度以下である場合に、修正目標動作点Ｐｅ^*を、さらに低出力側にシフトさせる。動作点変更手段３２は、外気温センサ２０から外気温度を取得して、当該外気温度と所定温度とを比較し、外気温度＜所定温度のときに修正目標動作点Ｐｅ^*を変更することができる。

所定温度は、例えば、ヒーター要求がなされることが想定される温度として予め定められた温度（例えば、１０℃）に設定することができる。或いは、ユーザーがヒーター要求する頻度が高くなる外気温度を記憶しておき、当該温度を所定温度に設定することもできる。なお、外気温度が低い場合には、エンジン１１が暖機され難く、一旦完全暖機状態になっても再びエンジン１１が冷え易い。このため、暖機運転の頻度が高くなり、特にエンジン１１の停止頻度が低くなり易い。

また、動作点変更手段３２は、例えば、ヒーター要求があり且つナビゲーション装置２８に登録された走行予定経路が予め設定された高負荷走行経路である場合に、修正目標動作点Ｐｅ^*をさらに低出力側にシフトさせる。動作点変更手段３２は、ヒータースイッチ２１の操作信号と、ナビゲーション装置２８の走行予定経路の登録情報とを取得して、修正目標動作点Ｐｅ^*を変更するか否かを判定することができる。高負荷走行経路としては、高速での走行が想定される高速道路や勾配の大きな登坂道路などが例示できる。

動作点変更手段３２は、ヒーター要求がある場合など、エンジン１１の停止頻度が低くなる運転状態のときには、例えば、運転状態に対応して予め定めた一定量だけ目標動作点Ｐｅ^*を低出力側にシフトさせることができる。より好ましくは、エンジン１１の停止頻度が低くなる運転状態において、さらにバッテリ１２のＳＯＣを考慮して、目標動作点Ｐｅ^*のシフト量を変更する。

動作点変更手段３２は、例えば、ヒーター要求がある場合など、エンジン１１の停止頻度が低い所定の運転状態であり、且つバッテリ１２のＳＯＣが第１閾値を超えるときには、ＳＯＣに応じて目標動作点Ｐｅ^*を低出力側にシフトさせる。第１閾値としては、目標ＳＯＣと下限値との間（例えば、２０％〜６０％）に設定することが好ましく、目標ＳＯＣと同じ値（例えば、６０％）とすることができる。動作点変更手段３２は、ＳＯＣが第１閾値を超えるときに、ＳＯＣが高くなるほど目標動作点Ｐｅ^*のシフト量を大きくすることができる。例えば、ＳＯＣとシフト量とを規定したマップを用いて、目標動作点Ｐｅ^*を変更することができる。

一方、動作点変更手段３２は、例えば、ヒーター要求がある場合など、エンジン１１の停止頻度が低い所定の運転状態であり、且つバッテリ１２のＳＯＣが第２閾値未満であるときには、ＳＯＣに応じて目標動作点Ｐｅ^*を高出力側にシフトさせることができる。第２閾値としては、第１閾値と同様に、目標ＳＯＣと下限値との間（例えば、２０％〜６０％）に設定することが好ましい。第２閾値は、完全暖機前において充電機会を抑制する観点から、下限値の近傍に設定できる。或いは、第１閾値と第２閾値とを同じ値に設定してもよい。

動作点変更手段３２は、例えば、ヒーター要求がある場合に、目標ＳＯＣを境界として目標動作点Ｐｅ^*を変更する。具体的には、ヒーター要求があり、ＳＯＣが目標ＳＯＣを超えたときに、ＳＯＣに基づいて目標動作点Ｐｅ^*を低出力側にシフトさせ、ヒーター要求があり、ＳＯＣが目標ＳＯＣ未満であるときに、ＳＯＣに基づいて目標動作点Ｐｅ^*を高出力側にシフトさせる。

図３及び図４に示す例（冷却水温度がＴ２の場合を例示）では、第１閾値を第２閾値よりも大きな値に設定している。例えば、ヒーター要求がある場合において、ＳＯＣが第１閾値を超える高ＳＯＣのときには、修正目標動作点Ｐｅ^*がさらに低負荷側にシフトし、修正目標動作点Ｐｅ^*＞追加修正目標動作点Ｐｅ^*となる。一方、ＳＯＣが第２閾値未満の低ＳＯＣのときには、修正目標動作点Ｐｅ^*が高負荷側にシフトし、修正目標動作点Ｐｅ^*＜追加修正目標動作点Ｐｅ^*となる。そして、ＳＯＣが第２閾値以上第１閾値以下のときには、修正目標動作点Ｐｅ^*は変更されない。その結果、ＳＯＣが第２閾値以上第１閾値以下の場合と比較して、高ＳＯＣ時の充電量は減少し、低ＳＯＣ時の充電量は増加する。一方、ＳＯＣが第２閾値以上第１閾値以下の場合と比較して、高ＳＯＣ時の放電量は増加し、低ＳＯＣ時の放電量は減少する。

次に、図７を参照して、駆動制御装置３０による制御の一例を説明する。
なお、図７では、ＳＯＣが上下限値を超えない範囲にあり、通常運転モードが選択される運転状態を示している。即ち、ＨＶ車両１０の走行にエンジン１１の動力が必要な運転状態であり、エンジン１１が目標動作点Ｐｅ^*で運転される状態である。

まず、ＳＯＣから基本充放電量を設定する（Ｓ１０）。基本充放電量は、バッテリ監視装置１７から取得したＳＯＣに基づいて、図６に例示するマップを用いて設定することができる。この手順は、運転制御手段３１の機能により実行される。

続いて、ＳＯＣ及び車速から充放電上下限量を設定する（Ｓ１１）。充放電上下限量は、ＳＯＣ及び車速センサから取得した車速に基づいて、ＳＯＣと、車速と、充放電上下限量との関係を規定するマップを用いて設定することができ、上下限ガード処理に使用される。この手順は、運転制御手段３１の機能により実行される。

続いて、エンジン１１の冷却水温度に基づいて、目標動作点Ｐｅ^*を算出する（Ｓ１２）。つまり、エンジン１１の冷却水温度に応じて目標動作点Ｐｅ^*を変更する。目標動作点Ｐｅ^*は、上記のように、冷却水温度と目標動作点Ｐｅ^*との関係を規定したマップを用いて、各冷却水温度条件でエンジン１１の熱効率が最大となるように変更される。この手順は、動作点変更手段３２の機能により実行される。

続いて、要求パワーＰｒ^*に基づいて、充放電量を算出する（Ｓ１３）。要求パワーＰｒ^*は、アクセル開度及び車速に基づいて導出した走行要求パワーに基本充放電量を加算することで算出され、充放電量は、目標動作点Ｐｅ^*から要求パワーＰｒ^*を差し引くことで算出される。この手順は、運転制御手段３１の機能により実行される。

続いて、ヒーター要求があるか否かを判定する（Ｓ１４）。ヒーター要求の有無は、ヒータースイッチ２１のＯＮ操作信号の有無により判定できる。この手順は、動作点変更手段３２の機能により実行される。動作点変更手段３２は、ヒーター要求以外にも、ＨＶ車両１０の運転状態がエンジン１１の停止頻度が低くなる又は低くなる可能性が高い運転状態であるか否かを判定することができる。

Ｓ１４でヒーター要求があると判定されたときには、エンジン１１が完全暖機状態であるか否かを判定する（Ｓ１５）。一方、Ｓ１４でヒーター要求がないと判定されたときには、Ｓ１２で変更された目標動作点Ｐｅ^*を維持し充放電量の算出値を変更しないため、上下限ガード処理（Ｓ１８）に進む。この手順は、動作点変更手段３２の機能により実行される。

Ｓ１５で完全暖機状態ではないと判定されたときには、ＳＯＣの判定を行う（Ｓ１６）。一方、Ｓ１５で完全暖機状態であると判定されたときには、変更された目標動作点Ｐｅ^*を維持し充放電量の算出値を変更しないため、上下限ガード処理（Ｓ１８）に進む。この手順では、バッテリ監視装置１７から取得したＳＯＣと、２つの閾値とを比較して、ＳＯＣが第２閾値以上第１閾値以下であるか否かを判定する。この手順は、動作点変更手段３２の機能により実行される。

Ｓ１６でＳＯＣが第２閾値以上第１閾値以下ではないと判定された場合、つまりＳＯＣが第１閾値を超える場合又はＳＯＣが第２閾値未満である場合には、目標動作点Ｐｅ^*をＳＯＣに応じて変更することで充放電量の算出値を修正する（Ｓ１７）。この手順は、動作点変更手段３２の機能により実行される。

最後に、充放電量がＳ１１で設定された充放電上下限量を超えないように上下限ガード処理を行う（Ｓ１８）。

以上のように、駆動制御装置３０は、目標動作点Ｐｅ^*でエンジン１１を運転し、要求パワーＰｒ^*と目標動作点Ｐｅ^*をとの差分をＭＧ１，ＭＧ２によるバッテリ１２の充放電量とする運転制御手段３１と、予め定めた変更条件に基づいて、完全暖機前におけるエンジン１１の目標動作点Ｐｅ^*を変更する動作点変更手段３２とを有する。

動作点変更手段３２は、例えば、エンジン１１の温度に基づき、各温度でエンジン１１の熱効率が最大となるように目標動作点Ｐｅ^*を変更する。これにより、各暖機状態における熱効率を考慮した目標動作点Ｐｅ^*を設定でき、エンジン１１をより効率良く運転できる。したがって、特に冷間時における燃費性能が向上する。

動作点変更手段３２は、例えば、ヒーター要求がある場合など、エンジン１１の停止頻度が低い運転状態では、ＳＯＣを考慮した上で、ＳＯＣに応じて目標動作点Ｐｅ^*を変更する。これにより、エンジン１１の停止頻度が低い運転状態では、例えば、目標動作点Ｐｅ^*を低出力側にシフトさせることで充電機会を少なくし、又は充電量を減らすことができる。一方、放電機会を増やし、又は放電量を多くすることができる。このとき、ＳＯＣが低い場合など、ＳＯＣの高止まりが生じる可能性が低い状態では、熱効率が最大となるエンジン出力でエンジン１１を運転することができる。

なお、上記実施形態は、本発明の目的を損なわない範囲で設計変更できる。

１０ ハイブリッド車両（ＨＶ車両）、ＭＧ１ 第１モータジェネレータ、ＭＧ２ 第２モータジェネレータ、１１ エンジン、１２ バッテリ、１３ 動力分配機構、１４，１５ インバータ、１６ エンジン電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、１７ バッテリ監視装置、１８ ヒーターコア、１９ 水温センサ、２０ 外気温センサ、２１ ヒータースイッチ、２２ 出力軸、２３，２４ 回転軸、２５ 減速機、２６ 車軸、２７ 駆動輪、２８ ナビゲーション装置、３０ 駆動制御装置、３１ 運転制御手段、３２ 動作点変更手段。

Claims (5)

1. 所定のエンジン出力である目標動作点でエンジンを運転し、要求パワーとエンジンの目標動作点との差分を回転電機によるバッテリの充放電量とする運転制御手段と、
   エンジンの温度に基づき、各温度でエンジンの熱効率が最大となるように当該温度が低いほど目標動作点を低出力側にシフトさせて、完全暖機前におけるエンジンの目標動作点を変更する動作点変更手段と、
   を有し、
   動作点変更手段は、エンジンの停止頻度が低い所定の運転状態では、エンジンの温度に基づいて変更した目標動作点である修正目標動作点をさらに低出力側にシフト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。
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、
   動作点変更手段は、エンジンの停止頻度が低い所定の運転状態であり、且つバッテリの充電率が第１閾値を超えるときには、充電率に応じて修正目標動作点をさらに低出力側にシフト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。
3. 請求項２に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   動作点変更手段は、バッテリの充電率が第２閾値未満であるときには、充電率に応じて修正目標動作点を高出力側にシフト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１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   動作点変更手段は、ヒーター要求がある場合及び外気温度が所定温度以下である場合の少なくとも一方の場合に、修正目標動作点をさらに低出力側にシフト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。
5. 請求項１〜３のいずれか１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   動作点変更手段は、ナビゲーション装置に登録された走行予定経路が予め設定された高負荷走行経路である場合に、修正目標動作点をさらに低出力側にシフト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。
   

Images