JP6086092B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

この発明はハイブリッド車両に関し、より特定的には、蓄電装置の蓄電量を目標値まで増加させるモードを有するハイブリッド車両に関する。

ドライバの意思に応じた電動機走行を可能とするために、充電スイッチをドライバが操作することによって、バッテリの蓄電量（以下、ＳＯＣ（State of Charge）とも称する）を増加させるように構成された車両制御装置が、特開２００３−２３５１０８号公報（特許文献１）に記載されている。

特許文献１には、充電スイッチの操作に応じて車両が充電モードになると、バッテリの目標充電量（目標ＳＯＣ）が増加されることが記載されている。これに応じて適宜エンジン出力が調整されることによるジェネレータの発電によって、ＳＯＣを通常時よりも増加することができる。たとえば、特許文献１には、目標ＳＯＣが通常は６０（％）であるのに対して、充電モードでは目標ＳＯＣを７０（％）に上昇させることが記載されている。

特開２００３−２３５１０８号公報

ハイブリッド車両では、通常、特許文献１のような充電モードの非選択時においても、バッテリのＳＯＣをＳＯＣ目標値に制御するために、適宜エンジンの出力が制御されている。この際における、燃料消費に対するＳＯＣ増加のエネルギ効率（以下、「充電効率」とも称する）は、当該ハイブリッド車両の運転傾向、たとえば、ドライバの運転パターンや日常的な走行経路に応じて変化する可能性がある。

たとえば、エンジンの効率が最大となる動作点よりも車両走行に必要なパワーを出力する動作点の方が低出力側である場合には、バッテリ充電のためのパワーを加えることによって、ＳＯＣ制御による充電中のエンジン効率が向上する。このような状況の頻度が高い運転傾向である場合には、通常のＳＯＣ制御における充電効率が高くなる傾向にある。反対に、比較的高負荷の走行の頻度が高い場合には、エンジンでの燃料消費量に対するＳＯＣ増加量が低くなるため、ＳＯＣを上昇するためのエネルギ効率は低くなる傾向にある。

また、通常時（充電モードの非選択時）と充電モードとの間では目標ＳＯＣが異なってくるため、両モード間でもＳＯＣを上昇するためのエネルギ効率は変化する可能性がある。

したがって、上記のような車両の運転傾向を考慮せずに、ＳＯＣを増加させるモード（特許文献１における充電モード）を一律に運用すると、エネルギ効率の低下によって燃費が悪化することが懸念される。

この発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、蓄電装置の蓄電量（ＳＯＣ）を目標値まで増加させるモードを有するハイブリッド車両の燃費を向上することである。

この発明のある局面では、ハイブリッド車両は、蓄電装置からの電力によって車両駆動力を発生するための機構と、内燃機関と、内燃機関の出力を用いて蓄電装置の充電電力を生成するための発電機構と、入力装置と、制御装置とを備える。入力装置は、蓄電装置の蓄電量を目標値まで増加させる充電量回復制御をユーザが選択するために設けられる。制御装置は、蓄電量の制御を伴って車両走行を制御するように構成される。制御装置は、入力装置の操作に応じて充電量回復制御が開始されたときに、ハイブリッド車両の過去の運転履歴に基づいて充電量回復制御における目標値を設定する。

上記ハイブリッド車両では、運転履歴に基づいて充電量回復制御（ＳＯＣ回復制御）における充電量を変えることができる。これにより、充電量回復制御の実行時の方が通常時（充電量回復制御の非実行時）よりも充電効率が高い傾向にある場合には、充電量回復制御の目標値を上昇させて充電量を増加することができる。反対に、充電量回復制御の実行時の方が通常時（充電量回復制御の非実行時）よりも充電効率が低い傾向にある場合には、充電量回復制御での充電量を抑制することができる。これにより、蓄電装置を充電するためのエネルギ効率を向上させてハイブリッド車両の燃費を改善することができる。

好ましくは、運転履歴は、充電量回復制御の非実行期間中における内燃機関の燃料消費量および蓄電装置に充電された蓄電量の積算値を含む。

このように構成すると、運転履歴によって、充電量回復制御（ＳＯＣ回復制御）が実行されない通常モードでの内燃機関の出力を用いた蓄電装置の充電時における燃料消費量および充電された蓄電量の積算値を用いて、通常時における蓄電装置の充電効率を評価することができる。したがって、通常時における蓄電装置の充電効率に基づいて、充電量回復制御での目標値を適切に設定することができる。

また好ましくは、制御装置は、充電量回復制御の開始時に、充電量回復制御の非実行期間における内燃機関の燃料消費量に対する蓄電装置に充電された蓄電量の比で示される第１の充電効率パラメータを運転履歴に基づいて算出するとともに、今回の充電量回復制御における内燃機関の燃料消費量に対する蓄電装置に充電された蓄電量の比で示される第２の充電効率パラメータを推定する。さらに、制御装置は、第２の充電効率パラメータが第１の充電効率パラメータよりも高い場合には、第１の充電効率パラメータが第２の充電効率パラメータよりも高い場合と比較して、目標値を上昇させる。

このように構成すると、過去の運転履歴に基づく通常時（充電量回復制御の非実行時）での充電効率と、充電量回復制御の開始時における充電効率の推定結果との比較によって、充電量回復制御での目標値を適切に設定することができる。

さらに、好ましくは、制御装置は、充電量回復制御の開始時に、これまでの充電量回復制御の実行期間における運転履歴に基づいて、第２の充電効率パラメータを推定する。

このように構成すると、充電量回復制御の実行時および通常時（充電量回復制御の非実行時）のそれぞれでの運転履歴に基づいて、充電量回復制御の実行時および通常時での充電効率の比較によって、充電量回復制御での目標値を適切に設定することができる。

また、さらに好ましくは、制御装置は、充電量回復制御の開始時における内燃機関の動作点に基づいて、第２の充電効率パラメータを推定する。

このように構成すると、充電量回復制御の開始時において、今回の充電量回復制御の充電効率をさらに高精度に予測することができる。

あるいは、さらに好ましくは、制御装置は、充電量回復制御の開始時に、内燃機関が負荷運転中であり、かつ、ハイブリッド車両が定速走行中であるときには、内燃機関の動作点に基づいて第２の充電効率パラメータを推定する。さらに、制御装置は、充電量回復制御の開始時に、内燃機関がアイドル運転中であるか、または、ハイブリッド車両が加減速を伴う走行中であるときには、これまでの充電量回復制御の実行期間における運転履歴に基づいて、第２の充電効率パラメータを推定することが好ましい。

このように構成すると、充電量回復制御の開始時に、アイドル運転中または加減速を伴う走行中の内燃機関の動作点に基づいて、今回の充電量回復制御の充電効率の推定精度が低下することを回避できる。

この発明によれば、蓄電装置の蓄電量（ＳＯＣ）を目標値まで増加させるモードを有するハイブリッド車両において燃費を向上することができる。

本発明の実施の形態１に従うハイブリッド車両の全体構成を説明するためのブロック図である。 ＳＯＣ制御とエンジンの出力制御との関係を説明する概念図である。 図１に示したＳＯＣ回復スイッチの操作に関連した状態遷移図である。 図１に示したハイブリッド車両でのＳＯＣ回復制御の処理手順を説明するフローチャートである。 ハイブリッド車両の運転履歴データを蓄積するための制御処理を説明するフローチャートである。 実施の形態１に従うＳＯＣ回復制御のＳＯＣ目標値の設定処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２に従うＳＯＣ回復制御のＳＯＣ目標値の設定処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２の変形例に従うＳＯＣ回復制御のＳＯＣ目標値の設定処理を説明するためのフローチャートである。 ハイブリッド車両の全体構成の変形例のうちの１つを説明するためのブロック図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰返さないものとする。

［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に従うハイブリッド車両１００の全体構成を説明するためのブロック図である。

図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、エンジン２と、動力分割装置４と、モータジェネレータ６，１０と、伝達ギヤ８と、駆動軸１２と、車輪１４とを備える。また、ハイブリッド車両１００は、蓄電装置１６と、電力変換器１８，２０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２５と、ＳＯＣ回復スイッチ２８と、ＥＶ（Electric Vehicle）走行要求スイッチ２９と、パワーモードスイッチ３０とをさらに備える。

エンジン２は、燃料の燃焼による熱エネルギをピストンやロータなどの運動子の運動エネルギに変換することによって動力を出力する内燃機関である。エンジン２の燃料としては、ガソリンや軽油、エタノール、液体水素、天然ガスなどの炭化水素系燃料、または、液体もしくは気体の水素燃料が好適である。

モータジェネレータ６，１０は、交流回転電機であり、たとえば、３相交流同期電動機によって構成される。モータジェネレータ６は、動力分割装置４を経由してエンジン２によって駆動される発電機として用いられるとともに、エンジン２を始動するための電動機としても用いられる。

モータジェネレータ１０は、主として電動機として動作して、ハイブリッド車両１００の駆動軸１２を駆動するように用いられる。一方で、ハイブリッド車両１００の減速時には、モータジェネレータ１０は、発電機として動作して回生発電を行う。

動力分割装置４は、たとえば、サンギヤ、キャリア、リングギヤの３つの回転軸を有する遊星歯車機構を含む。動力分割装置４は、エンジン２の駆動力をモータジェネレータ６の回転軸に伝達される動力と、伝達ギヤ８に伝達される動力とに分割する。伝達ギヤ８は、車輪１４を駆動するための駆動軸１２に連結される。また、伝達ギヤ８は、モータジェネレータ１０の回転軸にも連結される。

蓄電装置１６は、再充電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池によって構成される。蓄電装置１６は、電力変換器１８，２０へ電力を供給する。また、蓄電装置１６は、モータジェネレータ６および／または１０の発電時に発電電力を受けて充電される。なお、蓄電装置１６として、大容量のキャパシタも採用可能である。すなわち、蓄電装置１６は、モータジェネレータ６，１０による発電電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をモータジェネレータ６，１０へ供給可能な電力バッファであれば任意の要素を適用することができる。

蓄電装置１６の充電状態は、蓄電装置１６の満充電状態に対する現在の蓄電量を百分率で表したＳＯＣ値によって示される。ＳＯＣ値は、たとえば、図示されない電圧センサおよび電流センサによって検出される、蓄電装置１６の出力電圧および／または入出力電流に基づいて算出することができる。ＳＯＣ値は、蓄電装置１６の出力電圧および入出力電流の検出値に基づいて、ＥＣＵ２５によって算出される。

電力変換器１８は、ＥＣＵ２５から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ６および蓄電装置１６の間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。同様に、電力変換器２０は、ＥＣＵ２５から受ける制御信号に基づいて、モータジェネレータ１０および蓄電装置１６の間で双方向の直流／交流電力変換を実行する。これにより、モータジェネレータ６，１０は、蓄電装置１６との間での電力の授受を伴って、電動機として動作するための正トルクまたは発電機として動作するための負トルクを出力することができる。なお、なお、蓄電装置１６と電力変換器１８，２０との間に、直流電圧変換のための昇圧コンバータを配置することも可能である。

これにより、モータジェネレータ６は、動力分割装置４を経由して伝達されたエンジン２の出力を用いて蓄電装置１６の充電電力を生成する発電機としての動作モードを有することにより、「発電機構」を構成することができる。また、モータジェネレータ１０が蓄電装置１６からの電力によって電動機として動作することにより、蓄電装置１６からの電力によって車両駆動力を発生するための機構が実現できる。

ＥＣＵ２５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等
を含み（いずれも図示せず）、ハイブリッド車両１００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、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）で処理することも可能である。

ＥＣＵ２５は、停車時や低速走行時のように走行負荷が小さくエンジン２の効率が低下するときは、エンジン２を停止させてモータジェネレータ１０のみで走行（ＥＶ走行）するように電力変換器２０を制御する。走行負荷が上昇しエンジン２を効率よく運転できるときは、ＥＣＵ２５は、エンジン２を始動してエンジン２およびモータジェネレータ１０を用いて走行（ＨＶ走行）するようにエンジン２および電力変換器１８，２０を制御する。

ＥＣＵ２５は、蓄電装置１６のＳＯＣ値が目標値よりも低下すると、エンジン２の出力を用いたモータジェネレータ６による発電によって蓄電装置１６を充電するように、エンジン２および電力変換器１８を制御する。これにより、ハイブリッド車両１００では、走行中においても、ＨＶ走行でのエンジン２の出力調整によって、蓄電装置１６のＳＯＣ値を目標ＳＯＣに維持するためのＳＯＣ制御が実行される。

ここで、図２を用いて、ＳＯＣ制御とエンジン２の出力制御との関係を説明する。
図２を参照して、図２の横軸にはエンジン回転数が示され、縦軸にはエンジントルクが示される。図２に示されるように、エンジン回転数およびエンジントルクの組合せによって、エンジン２の動作点が規定される。

図２には、エンジン２の最大トルク線２１０および等燃費線２２０が示される。最大トルク線２１０は、各エンジン回転数における、エンジン２が出力可能な最大トルクを出力する動作点の集合として予め定義される。等燃費線２２０は、燃費が等しい動作点の集合であり、楕円形を描く。複数の等燃費ラインは、楕円の中心に近づくほど燃費が改善されることを示している。

等パワー線２５０は、エンジン２の出力パワーが同一となる動作点の集合である。したがって、エンジン２へ要求される出力パワー（以下、「エンジン要求パワーＰｅ」とも称する）が決定されると、エンジン要求パワーＰｅに対応した等パワー線上に、エンジン２の動作点を定めることができる。

燃費最適動作線２１５は、同一のエンジン出力パワーに対してエンジン２での燃料消費が最小となる動作点の集合で示される。燃費最適動作線２１５は、実験結果等に基づいて、予め一意に決定することができる。

したがって、エンジン出力パワーの変化に対しては、燃費最適動作線２１５上にエンジン動作点を設定することで、エンジン２の燃費を改善することができる。すなわち、エンジン要求パワーＰｅに対応する等パワー線と、燃費最適動作線２１５との交点に従ってエンジン２の動作点を設定することが燃費面から好ましい。

さらに、燃費最適動作線２１５上には、エンジン２の熱効率が最高値となる、すなわち、エンジン効率が最大となる最適燃費動作点Ｐ０が存在する。したがって、エンジン２が最適燃費動作点Ｐ０に従って作動すれば、燃費は最大限に改善される。

エンジン要求パワーＰｅは、ハイブリッド車両１００の走行に必要なパワー（走行パワーＰｒ＊）と、蓄電装置１６の充放電要求パワーＰｃｈｇとの和で示される。エンジン要求パワーＰｅが所定の閾値よりも低い場合には、エンジン２が停止されてモータジェネレータ１０の出力によるＥＶ走行が選択される。一方で、エンジン要求パワーＰｅが所定の閾値よりも高い場合には、エンジン２の運転を伴うＨＶ走行が選択される。

走行パワーＰｒ＊は、ハイブリッド車両１００の走行に必要な走行駆動力（トルク）と、駆動軸１２の回転数との積に基づいて算出することができる。たとえば、走行駆動力（トルク）は、運転者によるアクセルペダルの操作量と、車速とに基づいて算出することができる。

充放電要求パワーＰｃｈｇは、蓄電装置１６のＳＯＣ制御のための、蓄電装置１６の充放電電力を示す。なお、以下では、充放電要求パワーＰｃｈｇは、蓄電装置１６の放電を促す場合にはＰｃｈｇ＞０に設定され、蓄電装置１６の充電を促す場合にはＰｃｈｇ＜０に設定されるものとする。したがって、Ｐｅ＝Ｐｒ＊−Ｐｃｈｇで示される。

ＳＯＣ制御では、蓄電装置１６のＳＯＣ値をＳＯＣ目標値に近付けるように、充放電要求パワーＰｃｈｇが設定される。すなわち、ＳＯＣ値がＳＯＣ目標値よりも低いと、Ｐｃｈｇ＜０に設定されることにより、エンジン要求パワーＰｅは、走行パワーＰｒよりも大きくなる。反対に、ＳＯＣ値がＳＯＣ目標値よりも高いと、Ｐｃｈｇ＞０に設定されることにより、エンジン要求パワーＰｅは、走行パワーＰｒよりも小さくなる。

たとえば、図２上で、走行パワーＰｒ＊に相当する等パワー線２５０上の動作点Ｐ１に対して、蓄電装置１６を充電する場合にはＰｃｈｇ＜０に設定されることによって、Ｐｅ＊＞Ｐｒとされる。これにより、エンジン動作点は、燃費最適動作線２１５上を、高パワー側（図面右上方向）に移動する。これにより、走行パワーＰｒ＊に対して余分に出力されたエンジンパワー（｜Ｐｃｈｇ｜分）によって、蓄電装置１６を充電することができる。

ここで、移動後の動作点は、走行パワーＰｒ＊に対応した動作点Ｐ１よりも最適燃費動作点Ｐ０に近い。このため、蓄電装置１６の充放電要求パワーＰｃｈｇをさらに出力することにより、エンジン２は、燃料消費量が増加する一方でエネルギ効率は高くなる。この場合には、全体の燃料消費量のうち、蓄電装置１６の充電に用いられた燃料消費量の比率が高くなる。すなわち、蓄電装置１６を充電するためのエネルギ効率（以下、充電効率とも称する）が向上する。

一般的に、充放電要求パワーＰｃｈｇは、充放電要求パワーＰｃｈｇを加算することによってエンジン２の効率が低下しないように設定することが好ましい。たとえば、走行パワーＰｒ＊に対応したエンジン動作点がＰ２であるときには、エンジン要求パワーＰｅを走行パワーＰｒよりも増加させると、エンジン効率が低下する。このような場合には、Ｐｃｈｇ＝０に設定することで、燃費の悪化を防止することが好ましい。

したがって、走行パワーＰｒ＊が高い運転領域では、全体の燃料消費量のうち、蓄電装置１６の充電に用いられた燃料消費量の比率が低下する。すなわち、蓄電装置１６の充電効率が低下する。

このように、ＨＶ走行での蓄電装置１６の充電時には、走行パワーＰｒ＊に対応した動作点に応じて、上述した蓄電装置１６の充電効率が変化する。走行パワーＰｒ＊に対応したエンジン動作点がどのような領域に位置するかは、ハイブリッド車両の運転傾向、たとえば、ドライバの運転パターンや日常的な走行経路に依存して変化する。したがって、ＳＯＣ目標値が同一であっても、ハイブリッド車両の運転傾向に依存して、蓄電装置１６の充電効率は変化することが理解される。

たとえば、ドライバのアクセルワークが急峻な傾向である場合、あるいは、アップダウンの大きい経路を日常的に走行する場合には、図２においてエンジン動作点が高パワー領域に位置する頻度が高くなるため、蓄電装置１６の充電効率は低下する傾向にある。一方で、ドライバのアクセルワークが緩やかな傾向である場合や、平坦路での巡航走行の頻度が高い場合には、蓄電装置１６の充電効率は上昇する傾向にある。

再び図１を参照して、ハイブリッド車両１００は、ＥＶ走行要求スイッチ２９の操作によって、ユーザがＥＶ走行を強制的に選択できるように構成される。たとえば、住宅地の走行時にＥＶ走行要求スイッチ２９をオンすることによって、周囲の環境に配慮してハイブリッド車両１００を走行させることができる。ＥＶ走行要求スイッチ２９のオン時には、ＥＣＵ２５へ要求信号Ｒｅｖが入力される。

あるいは、ハイブリッド車両１００は、パワーモードスイッチ３０の操作によって、パワーモード走行（アクセルペダル操作に対する車両加速性を向上させる走行モード）を選択するように構成してもよい。パワーモードスイッチ３０のオン時には、ＥＣＵ２５へ要求信号Ｒｐｗが入力される。パワーモードスイッチ３０のオン時には、蓄電装置１６からの電力によりモータジェネレータ１０が発生するトルクを通常よりも高くすることによって、車両加速性を高めることができる。

一方で、ＥＶ走行要求スイッチ２９のオンに応じたＥＶ走行や、パワーモードスイッチ３０のオンに応じたパワーモード走行のためには、蓄電装置１６のＳＯＣが確保されていることが必要である。したがって、実施の形態１に従うハイブリッド車両１００では、蓄電装置１６のＳＯＣを目標値まで増加する充電量回復制御（以下、「ＳＯＣ回復制御」とも称する）をユーザが要求するためのＳＯＣ回復スイッチ２８が設けられる。

ユーザによりＳＯＣ回復スイッチ２８のオン時には、ＥＣＵ２５へ要求信号Ｒｓｏｃが入力される。なお、ＳＯＣ回復スイッチ２８に代えて、音声入力手段等を用いて、蓄電量を増加するモードをユーザが要求可能としてもよい。すなわち、ＳＯＣ回復スイッチ２８は、「入力装置」の一実施例に対応する。

たとえば、ユーザは、ＥＶ走行要求スイッチ２９のオンに応じたＥＶ走行や、パワーモードスイッチ３０のオンに応じたパワーモード走行に備えて、ＳＯＣ回復モードによってＳＯＣ値を予め高めておくことができる。これにより、これらのＥＶ走行やパワーモード走行をある程度の期間継続することが可能となる。

あるいは、ハイブリッド車両１００が、蓄電装置１６の蓄積電力をインバータによって商用系統電源と同等の電力（たとえば、１００ＶＡＣ）に変換して、車両外部に給電する機能を有する場合には、目的地（キャンプ場等）に到着してからの給電に備えて、走行中にＳＯＣ値を高めることができる。このように、ＳＯＣ回復モードを設けることによって、ユーザのＳＯＣ上昇要求に応えることが可能となる。

図３には、ＳＯＣ回復スイッチ２８の操作に応じた状態遷移図が示される。
図３を参照して、ＥＣＵ２５は、ＳＯＣ回復スイッチ２８からの要求信号Ｒｓｏｃを受けると、蓄電装置１６のＳＯＣを目標値まで増加するためのＳＯＣ回復制御を実行する。

ＳＯＣ回復制御では、ＳＯＣ制御におけるＳＯＣ目標値が、通常モード（ＳＯＣ回復制御の非実行時）よりも高められる。基本的には、ＳＯＣ回復制御においても、通常時のＳＯＣ制御と同様に、ＳＯＣ値がＳＯＣ目標値に達するまでの間充放電要求パワーＰｃｈｇがＰｃｈｇ＜０に設定される。さらに、蓄電装置１６の充電レート（単位時間当たりの充電量）を通常時よりも高めるために、同一のＳＯＣ偏差（ＳＯＣ目標値に対するＳＯＣ値の不足量）に対する充放電要求パワーの絶対値（｜Ｐｃｈｇ｜）が大きくなるように、充放電要求パワーＰｃｈｇ（Ｐｃｈｇ＜０）が設定されてもよい。なお、蓄電装置１６の低温時や高温時等、蓄電装置１６の充放電電力が制限される場面では、ＳＯＣ制御による充放電要求パワーＰｃｈｇよりも小さい電力での充放電しか許容されない可能性もある。

再び図２を参照して、たとえば、ＳＯＣ回復制御の実行時には、走行パワーＰｒ＊に対応したエンジン動作点が、最適燃費動作点Ｐ０よりも低パワー側に位置する場合には、上記｜Ｐｃｈｇ｜の拡大によって、エンジン動作点が最適燃費動作点Ｐ０まで常時シフトされるように、充放電要求パワーＰｃｈｇ（Ｐｃｈｇ＜０）を設定することができる。これにより、ＳＯＣ回復制御での充電効率が通常モードよりも向上する可能性がある。すなわち、ＳＯＣ回復制御の実行時および非実行時とも、走行パワーＰｒ＊に対応したエンジン動作点に応じて、蓄電装置１６の充電効率が変化する。したがって、上述したような車両の運転傾向に応じて、ＳＯＣ回復制御および通常モード（ＳＯＣ回復制御の非実行時）のどちらで蓄電装置１６の充電効率が高くなるかが変わってくる可能性がある。

仮に、ＳＯＣ回復制御における蓄電装置１６の充電効率が通常モードよりも高い場合には、ＳＯＣ回復制御での充電量を増大させた方が、車両の燃費を改善することができる。したがって、本実施の形態では、ハイブリッド車両１００の運転傾向が反映された過去の運転履歴データに基づいてＳＯＣ回復制御での充電量を変化できるように、ＳＯＣ回復制御を運用する。

図４は、図１に示したハイブリッド車両におけるＳＯＣ回復モードに関連した制御処理を示すフローチャートである。図４のフローチャートに示された制御処理は、ＥＣＵ２５によって繰り返し実行される。

図４を参照して、ＥＣＵ２５は、ステップＳ１００により、ＳＯＣ回復制御が開始されたか否かを判定する。ステップＳ１００は、通常モードにおいてＳＯＣ回復スイッチ２８がユーザによってオンされると、要求信号Ｒｓｏｃの発生に応じてＹＥＳ判定とされる。

ＥＣＵ２５は、ＳＯＣ回復制御が開始されると（Ｓ１００のＹＥＳ判定時）、ステップＳ２００により、ハイブリッド車両１００の運転履歴に基づいて、ＳＯＣ回復制御のＳＯＣ目標値ＳＯＣｔを設定する。すなわち、ＳＯＣ目標値ＳＯＣｔは、ＳＯＣ回復制御の終了を判定するためのＳＯＣ閾値に相当する。

そして、ＥＣＵ２５は、ステップＳ３００により、蓄電装置１６のＳＯＣ値と、ステップＳ２００で設定されたＳＯＣ目標値ＳＯＣｔとを比較する。ＥＣＵ２５は、ＳＯＣ値がＳＯＣｔに達すると（Ｓ３００のＹＥＳ判定時）、ステップＳ５００により、ＳＯＣ回復制御を終了する。

一方で、ＥＣＵ２５は、ＳＯＣ値がＳＯＣｔよりも低い間（Ｓ３００のＮＯ判定時）は、ステップＳ４００によりＳＯＣ回復制御を実行する。なお、図３で説明したように、ＳＯＣ回復制御の実行中にＳＯＣ回復スイッチ２８が操作された場合にも、ステップＳ３００がＹＥＳ判定とされて、ＳＯＣ回復制御が終了される（Ｓ５００）。

ここで、図５のフローチャートを用いて、ステップＳ２００で用いられる、ハイブリッド車両１００の運転履歴データを蓄積するための制御処理を説明する。図５のフローチャートに示された制御処理は、ＥＣＵ２５によって、少なくとも、ＳＯＣ回復制御の非実行時（通常モード）に所定周期で繰り返し実行される。

図５を参照して、ＥＣＵ２５は、ステップＳ３１０により、前周期からのエンジン２の燃料消費量ΔＦおよび蓄電装置１６の充電エネルギ量ΔＷを算出する。たとえば、周期間におけるエンジン２での燃料噴射量の積算に基づいて、燃料消費量ΔＦを算出することができる。また、周期間での蓄電装置１６の入出力電流の積算に基づいて、充電エネルギ量ΔＷを算出することができる。

さらに、ＥＣＵ２５は、ステップＳ３２０により、燃料消費量ΔＦを判定値Ｆεと比較する。判定値Ｆεは、実質的にはΔＦ＞０、すなわち、エンジン２の作動を検出するように設定される。同様に、ＥＣＵ２５は、ステップＳ３３０により、充電エネルギ量ΔＷを判定値Ｗεと比較する。判定値Ｗεは、実質的にはΔＷ＞０、すなわち、蓄電装置１６が充電されていることを検出するように設定される。

ＥＣＵ２５は、エンジン２が作動したＨＶ走行での蓄電装置１６の充電期間（Ｓ３２０，Ｓ３３０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ３４０により、燃料消費量ΔＦおよび充電エネルギ量ΔＷを、燃料消費量積算値Ｆｓｕｍおよび充電エネルギ積算値Ｗｓｕｍの前周期での値にそれぞれ加算する。

一方で、ＥＣＵ２５は、ステップＳ３２０またはＳ３３０のＮＯ判定時には、燃料消費量ΔＦおよび充電エネルギ量ΔＷを加算することなく、燃料消費量積算値Ｆｓｕｍおよび充電エネルギ積算値Ｗｓｕｍを前周期での値のまま維持する（ステップＳ３５０）。

これにより、ＳＯＣ回復制御の非実行時（通常モード）における、ＨＶ走行中に蓄電装置１６が充電されている期間における燃料消費量の積算値Ｆｓｕｍおよび充電エネルギの積算値Ｗｓｕｍを、ハイブリッド車両１００の運転履歴データとして蓄積することができる。

さらに、ＥＣＵ２５は、ＳＯＣ回復制御の実行期間（オン期間）においても、図５のフローチャートに従う制御処理を実行することにより、ＳＯＣ回復制御の非実行期間（通常モード）とは別個に運転履歴データを蓄積することができる。すなわち、燃料消費量積算Ｆｓｕｍおよび充電エネルギ積算値Ｗｓｕｍは、ＳＯＣ回復制御オフ期間（通常モード）での燃料消費量積算Ｆｓｕｍ（１）および充電エネルギ積算値Ｗｓｕｍ（１）と、ＳＯＣ回復制御の実行期間での燃料消費量積算Ｆｓｕｍ（２）および充電エネルギ積算値Ｗｓｕｍ（２）を含む。そして、Ｆｓｕｍ（１）およびＦｓｕｍ（２）、ならびに、Ｗｓｕｍ（１）およびＷｓｕｍ（２）は、それぞれ別個に積算される。

図６には、図４のステップＳ２００でのＳＯＣ回復制御のＳＯＣ目標値ＳＯＣｔを設定するための制御処理を説明するフローチャートが示される。

図６を参照して、ＥＣＵ２５は、ステップＳ２１０により、過去のＳＯＣ回復制御の非実行期間（オフ期間）における運転履歴データを読出す。ステップＳ２１０では、たとえば、図５に示した処理によって積算された燃料消費量積算Ｆｓｕｍ（１）［ｇ］および充電エネルギ積算値Ｗｓｕｍ（１）［Ｊ］が読出される。

ＥＣＵ２５は、ステップＳ２２０により、ステップＳ２１０で読み出された運転履歴データに基づき、通常モード（ＳＯＣ回復制御のオフ期間）の充電効率パラメータＰＲ１［Ｊ／ｇ］を算出する。たとえば、ＰＲ１＝Ｗｓｕｍ（１）／Ｆｓｕｍ（１）により算出することができる。

ＥＣＵ２５は、さらに、ステップＳ２３０により、過去のＳＯＣ回復制御オン期間における運転履歴データを読出す。ステップＳ２３０では、たとえば、燃料消費量積算Ｆｓｕｍ（２）［ｇ］および充電エネルギ積算値Ｗｓｕｍ（２）［Ｊ］が読出される。

ＥＣＵ２５は、ステップＳ２４０により、ステップＳ２３０で読み出された運転履歴データに基づき、過去のＳＯＣ回復制御中の充電効率パラメータＰＲ２［Ｊ／ｇ］が算出される。たとえば、ＰＲ２＝Ｗｓｕｍ（２）／Ｆｓｕｍ（２）により算出することができる。

そして、ＥＣＵ２５は、ステップＳ２５０では、ステップＳ２２０およびＳ２４０で算出された充電効率パラメータＰＲ１およびＰＲ２を比較する。すなわち、ＥＣＵ２５は、今回のＳＯＣ回復制御における充電効率を、過去のＳＯＣ回復制御における充電効率と同等であると推定していることになる。

ＥＣＵ２５は、充電効率パラメータＰＲ１が充電効率パラメータＰＲ２以上のとき（Ｓ２５０のＹＥＳ判定時）には、ステップＳ２６０により、ＳＯＣ回復制御のＳＯＣ目標値ＳＯＣｔをデフォルト値Ｓ１に設定する（ＳＯＣｔ＝Ｓ１）。たとえば、通常モードでのＳＯＣ制御の目標ＳＯＣが５０〜６０（％）程度にあるのに対して、Ｓ１は７０（％）程度に設定される。

これに対して、ＥＣＵ２５は、充電効率パラメータＰＲ２が充電効率パラメータＰＲ１よりも高いとき（Ｓ２５０のＮＯ判定時）には、ステップＳ２７０により、ＳＯＣ回復制御のＳＯＣ目標値ＳＯＣｔをデフォルト値Ｓ１よりも高いＳ２に設定する（ＳＯＣｔ＝Ｓ２）。たとえば、Ｓ２は７５〜８０（％）程度に設定される。

このように、実施の形態１に従うハイブリッド車両によれば、ハイブリッド車両１００の過去の運転履歴データに基づいて、ＳＯＣ回復制御におけるＳＯＣ目標値を可変に設定することができる。特に、ＳＯＣ回復制御時および通常モード（ＳＯＣ回復制御の非実行時）のそれぞれでの運転履歴データに基づいて、ＳＯＣ回復制御時の方が通常モード（ＳＯＣ回復制御の非実行時）よりも充電効率が高い傾向にある場合には、ＳＯＣ目標値を上昇させてＳＯＣ回復制御での充電量を増加することができる。反対に、ＳＯＣ回復制御時の充電効率が低い傾向にある場合には、ＳＯＣ回復制御での充電量を抑制することができる。

これにより、蓄電装置１６を充電するためのエネルギ効率を向上させてハイブリッド車両１００の燃費を改善することができる。すなわち、ＳＯＣ回復制御の終了しきい値に相当する目標ＳＯＣ（ＳＯＣｔ）を、ハイブリッド車両１００の過去の運転履歴に基づいて運用することによって、ハイブリッド車両の燃費を向上することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、充電効率パラメータＰＲ２を過去のＳＯＣ回復制御時の走行履歴に基づいて推定した。しかしながら、ＳＯＣ回復制御の充電効率は、実際には、ＳＯＣ回復制御時の運転状況によって左右される。したがって、実施の形態２では、ＳＯＣ回復制御の開始時におけるエンジン動作点に基づいて充電効率パラメータＰＲ２を予測的に算出することによって、充電効率を推定する。なお、実施の形態２において、ＳＯＣ回復制御でのＳＯＣ目標値を設定以外は実施の形態１と同様である。

図７は、実施の形態２に従うＳＯＣ回復制御のＳＯＣ目標値の設定処理を説明するためのフローチャートである。図７のフローチャートに従う制御処理は、実施の形態１で説明したＳＯＣ回復制御（図４）のステップＳ２００において、図６に示された制御処理に代えて実行される。

図７を参照して、ＥＣＵ２５は、図６と同様のステップＳ２１０およびＳ２２０により、ＳＯＣ回復制御オフ期間（通常モード）における過去の運転履歴データに基づいて、通常モード（ＳＯＣ回復制御オフ期間）での充電効率パラメータＰＲ１（ＰＲ１＝Ｗｓｕｍ（１）／Ｆｓｕｍ（１））を算出する。

さらに、ＥＣＵ２５は、図６でのステップＳ２３０、Ｓ２４０に代えて、ステップＳ２４５により、ＳＯＣ回復制御での充電効率パラメータＰＲ２を算出する。ＥＣＵ２５は、ステップＳ２４５では、ＳＯＣ回復制御開始時のエンジン動作点に基づいて、充電効率パラメータＰＲ２を予測的に算出する。

再び図２を参照して、ＳＯＣ回復制御開始時におけるエンジン動作点がＰ１であるとすると、最適燃費動作点Ｐ０と動作点Ｐ１との間のパワー差分、すなわち、ＳＯＣ回復制御開始時におけるエンジンパワーと最適燃費動作点Ｐ０のエンジンパワーＰｒとの差分に基づいて、蓄電装置１６の充電パワーＰｃ［Ｗ］を推定することができる。最適燃費動作点Ｐ０での１秒間の燃料消費量である燃料消費率Ｆｒ［ｇ／ｓｅｃ］およびエンジンパワーＰｒ［Ｗ］は、実験結果等に基づいて予め求めることができる。さらに、充電時のエネルギ変換による損失を考慮した、エンジン２の出力パワーに対する充電パワーで定義される効率パラメータηを実験結果等によって予め定めることにより、ＳＯＣ回復制御における充電効率パラメータＰＲ２［Ｊ／ｇ］を、下記（１）式に従って算出することができる。

ＰＲ２＝（Ｐｃ・η）／Ｆｒ …（１）
ＥＣＵ２５は、さらに、図６と同様のステップＳ２５０により、過去の運転履歴データに基づく通常モード（ＳＯＣ回復制御オフ期間）中の充電効率パラメータＰＲ１と、ステップＳ２４５で算出されたＳＯＣ回復制御における充電効率パラメータＰＲ２とを比較する。

充電効率パラメータＰＲ１およびＰＲ２の比較に基づく、ＳＯＣ回復制御のＳＯＣ目標値（ＳＯＣｔ）の設定については、実施の形態１と同様であるので詳細な説明は繰り返さない（Ｓ２６０，Ｓ２７０）。

このように、実施の形態２に従うハイブリッド車両によれば、ＳＯＣ回復制御の開始時におけるエンジン動作点に基づいて、ＳＯＣ回復制御における充電効率を推定することができるので、実施の形態１と比較して、ＳＯＣ回復制御における充電効率の推定精度を高めることができる。この結果、ＳＯＣ回復モードによる充電量を拡大するか否かを、充電効率パラメータＰＲ２に従ってより的確に判断することによって、ハイブリッド車両の燃費を向上することができる。

［実施の形態２の変形例］
実施の形態２に従うステップＳ２４５において、充電効率パラメータＰＲ２は、エンジン２のアイドル運転時におけるエンジン動作点や、加速走行中のエンジン動作点に基づいて算出されると、予測精度が低下することが懸念される。したがって、実施の形態２に従うＳＯＣ回復制御のＳＯＣ目標値の設定は、ＳＯＣ回復制御の開始時において、エンジン２がアイドル運転状態ではなく、かつ、ハイブリッド車両１００が定速走行している場合に限定して実行することが好ましい。

図８には、実施の形態２の変形例に従うＳＯＣ回復制御のＳＯＣ目標値の設定処理を説明するためのフローチャートである。図８のフローチャートに従う制御処理は、実施の形態１で説明したＳＯＣ回復制御（図４）のステップＳ２００において、図６，７に示された制御処理に代えて実行される。

図８を参照して、ＥＣＵ２５は、図６および図７と同様のステップＳ２１０およびＳ２２０により、ＳＯＣ回復制御オフ期間（通常モード）における過去の運転履歴データに基づいて、通常モード（ＳＯＣ回復制御オフ期間）中の充電効率パラメータＰＲ１（ＰＲ１＝Ｗｓｕｍ（１）／Ｆｓｕｍ（１））を算出する。

さらに、ＥＣＵ２５は、ステップＳ３００により、ハイブリッド車両１００が負荷運転中であるか否かを判定するとともに、ステップＳ３１０により定速走行中であるか否かを判定する。

ステップＳ３００の判定は、現在のエンジン動作点に基づいて実行できる。これにより、エンジン２のアイドル中には、ステップＳ３００はＮＯ判定とされる。また、ステップＳ３１０の判定は、車速の推移を監視するサブルーチン処理を別途実行することによって、一定時間内の車速変化量に基づいて実行することができる。

ＳＯＣ回復制御の開始時に、エンジン２がアイドル運転ではなく（負荷運転中）、かつ、ハイブリッド車両１００が定速走行中であるときには、ＥＣＵ２５は、ステップＳ３００およびＳ３１０の両方がＹＥＳ判定とされるので、処理をステップＳ２４５に進める。ＥＣＵ２５は、ステップＳ２４５では、図７と同様に、ＳＯＣ回復制御の開始時におけるエンジン動作点に基づいて、充電効率パラメータＰＲ２を予測的に算出する。

一方で、ＳＯＣ回復制御の開始時に、エンジン２がアイドル運転中、または、ハイブリッド車両１００が加減速を伴った走行中であるときには、ＥＣＵ２５は、ステップＳ３００およびＳ３１０のいずれかがＮＯ判定とされるので、処理をステップＳ２３０，Ｓ２４０に進める。ステップＳ２３０，Ｓ２４０では、図６と同様に、過去のＳＯＣ回復制御の実行期間における運転履歴データに基づいて、充電効率パラメータＰＲ２が算出される。

ＥＣＵ２５は、さらに、図６と同様のステップＳ２５０により、過去の運転履歴データに基づく通常モード（ＳＯＣ回復制御オフ期間）中の充電効率パラメータＰＲ１と、ステップＳ２４０またはＳ２４５で算出されたＳＯＣ回復制御における充電効率パラメータＰＲ２とを比較する。

充電効率パラメータＰＲ１およびＰＲ２の比較に基づく、ＳＯＣ回復制御のＳＯＣ目標値（ＳＯＣｔ）の設定については、実施の形態１および２と同様であるので詳細な説明は繰り返さない（Ｓ２６０，Ｓ２７０）。

実施の形態２の変形例に従えば、ＳＯＣ回復制御の開始時におけるエンジン動作点に基づいて、今回のＳＯＣ回復制御における充電効率が予測可能な走行状況である場合には、実施の形態２を適用して充電効率パラメータＰＲ２を予測することができる。たとえば、高速道路を比較的低負荷で巡航走行しているような状況では、ＳＯＣ回復制御での充電効率が高まることが期待できる。実施の形態２の変形例によれば、このような走行状況では、ＳＯＣ回復制御の開始時におけるエンジン動作点に対応させてＳＯＣ回復制御でのＳＯＣ目標値を上昇させることによって、燃費を高めることが期待できる。

一方で、ＳＯＣ回復制御の開始時におけるエンジン動作点に基づいて、今回のＳＯＣ回復制御における充電効率を予測することが困難である場合には、過去のＳＯＣ回復制御の実行期間における運転履歴に基づいて、ＳＯＣ回復制御におけるＳＯＣ目標値を適切に設定することができる。

［ハイブリッド車両の構成の変形例］
以上、実施の形態１，２およびその変形例では、図１に示された、エンジン２と２つのモータジェネレータ６，１０とを、動力分割装置４によって連結した構成のハイブリッド車両におけるＳＯＣ回復制御について説明したが。本発明が適用されるハイブリッド車両はこのような構成のもので限定されない。

すなわち、本発明は、エンジンの出力によって蓄電装置の充電量（ＳＯＣ）を増加できる車両構成、および、ユーザ選択によりＳＯＣを目標値まで増加させるモード（本実施の形態におけるＳＯＣ回復モード）を具備するハイブリッド車両に対して共通に適用することができる。

たとえば、図９に示されるように、エンジン２と１つのモータジェネレータ１０♯とが、クラッチ１５♯を介して直列的に連結された構成のハイブリッド車両１００♯に対しても、実施の形態１，２およびその変形例で説明したＳＯＣ回復モードを適用することが可能である。

図９に示されたハイブリッド車両１００♯においても、クラッチ１５♯を連結状態として、エンジン２の出力を走行パワーよりも大きく設定することにより、エンジン２の出力を用いたモータジェネレータ１０♯の発電により、電力変換器２０♯による交流／直流電力変換を経由して蓄電装置１６を充電することができる。したがって、ハイブリッド車両１００と同様に、エンジン２の出力を調整することによって、蓄電装置１６のＳＯＣを制御することが可能である。

また、本実施の形態１，２およびその変形例では、ＳＯＣ回復制御におけるＳＯＣ目標値が２段階（Ｓ１，Ｓ２）に可変設定される例を説明したが、３段階以上に細分化して当該ＳＯＣ目標値を可変設定することも可能である。

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。

２ エンジン、４ 動力分割装置、６，１０，１０♯ モータジェネレータ、８ 伝達ギヤ、１２ 駆動軸、１４ 車輪、１５♯ クラッチ、１６ 蓄電装置、１８，２０，２０♯ 電力変換器、２８ 回復スイッチ、２９ 走行要求スイッチ、３０ パワーモードスイッチ、１００，１００♯ ハイブリッド車両、２１０ 最大トルク線、２１５ 燃費最適動作線、２２０ 等燃費線、２５０ 等パワー線、Ｆｓｕｍ 燃料消費量積算、Ｐ０ 最適燃費動作点、Ｐ１，Ｐ２ エンジン動作点、ＰＲ１，ＰＲ２ 充電効率パラメータ、Ｒｅｖ，Ｒｐｗ，Ｒｓｏｃ 要求信号、ＳＯＣｔ ＳＯＣ目標値（ＳＯＣ回復制御）、Ｗｓｕｍ 充電エネルギ積算値。

Claims (6)

1. 蓄電装置からの電力によって車両駆動力を発生するための機構を備えたハイブリッド車両であって、
   内燃機関と、
   前記内燃機関の出力を用いて前記蓄電装置の充電電力を生成するための発電機構と、
   前記蓄電装置の蓄電量を目標値まで増加させる充電量回復制御をユーザが選択するための入力装置と、
   前記蓄電量の制御を伴って車両走行を制御するための制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記入力装置の操作に応じて前記充電量回復制御が開始されたときに、前記ハイブリッド車両の過去の運転履歴に基づいて前記充電量回復制御における前記目標値を設定し、
   前記運転履歴は、前記充電量回復制御の非実行期間中における、前記内燃機関の動作に関する履歴および前記蓄電装置への充電に関する履歴の両方を含み、
   前記運転履歴は、前記充電量回復制御の非実行期間中における前記内燃機関の燃料消費量および前記蓄電装置に充電された蓄電量の積算値を、前記内燃機関の動作に関する履歴および前記蓄電装置への充電に関する履歴のそれぞれとして含む、ハイブリッド車両。
2. 前記制御装置は、
   前記充電量回復制御の開始時に、前記充電量回復制御の非実行期間における前記内燃機関の燃料消費量に対する前記蓄電装置に充電された蓄電量の比で示される第１の充電効率パラメータを前記運転履歴に基づいて算出するとともに、今回の前記充電量回復制御における前記内燃機関の燃料消費量に対する前記蓄電装置に充電された蓄電量の比で示される第２の充電効率パラメータを推定し、さらに、
   前記第２の充電効率パラメータが前記第１の充電効率パラメータよりも高い場合には、前記第１の充電効率パラメータが前記第２の充電効率パラメータよりも高い場合と比較して、前記目標値を上昇させる、請求項１記載のハイブリッド車両。
3. 前記制御装置は、
   前記充電量回復制御の開始時に、これまでの前記充電量回復制御の実行期間における前記運転履歴に基づいて、前記第２の充電効率パラメータを推定する、請求項２記載のハイブリッド車両。
4. 前記制御装置は、
   前記充電量回復制御の開始時における前記内燃機関の動作点に基づいて、前記第２の充電効率パラメータを推定する、請求項２記載のハイブリッド車両。
5. 前記制御装置は、
   前記充電量回復制御の開始時に、前記内燃機関が負荷運転中であり、かつ、前記ハイブリッド車両が定速走行中であるときには、前記内燃機関の動作点に基づいて前記第２の充電効率パラメータを推定する、請求項２記載のハイブリッド車両。
6. 前記制御装置は、
   前記充電量回復制御の開始時に、前記内燃機関がアイドル運転中であるか、または、前記ハイブリッド車両が加減速を伴う走行中であるときには、これまでの前記充電量回復制御の実行期間における前記運転履歴に基づいて、前記第２の充電効率パラメータを推定する、請求項５記載のハイブリッド車両。

Images