JP6464947B2

JP6464947B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP6464947B2
Application number: JP2015135251A
Authority: JP
Inventors: 泰輝吉河; 田端　淳; 淳田端; 達也今村; 善仁菅野; 木下　剛生; 剛生木下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-07-06
Filing date: 2015-07-06
Publication date: 2019-02-06
Anticipated expiration: 2035-07-06
Also published as: JP2017013741A

Description

本発明は、電動機によって車両出力をアシストするハイブリッド車両に適用される制御装置に関する。

ストイキ燃焼よりもリーン側の空燃比とするリーン燃焼を実施可能な内燃機関を備えたハイブリッド車両に適用される制御装置として、リーン燃焼時にはストイキ燃焼時よりも大きな出力を電動機から出力させて車両出力をアシストするものが知られている（特許文献１）。

特開平１０−８９１１５号公報

電動機によるアシストはバッテリの電力を使用するのでバッテリの蓄電率が低下すると電動機によるアシストが十分に実施できないおそれがある。そのため、バッテリの蓄電率が低下しているときは、バッテリの蓄電率が低下していない場合と比べてエンジン回転数やエンジン出力を増大させてバッテリの蓄電率を予め設計標準値もしくはそれよりも大きな値にしておく技術が知られている。しかしながら、特許文献１には運転者がより高出力を望むマニュアルモード等の動力性能を重視した特定運転モード選択時等の条件下での制御方法までは開示されていない。

そこで、本発明は、特定運転モード選択時に車両出力に対する十分なアシストの実施を確保できるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、ストイキ燃焼と、前記ストイキ燃焼よりもリーン側の空燃比とするリーン燃焼との間で運転モードを変更可能な内燃機関と、前記内燃機関の出力を利用して発電可能で、かつ車両出力をアシスト可能な電気機械手段と、前記電気機械手段が電気的に接続された蓄電装置と、を備え、通常モードと、同じ車両負荷で前記車両出力を前記通常モードよりも増加させることが可能な動力性能を重視した特定運転モードとを選択可能なハイブリッド車両に適用される制御装置であって、前記特定運転モードが選択され、かつ前記電気機械手段にて前記車両出力をアシスト可能な場合には、前記蓄電装置の蓄電率が小さいほど前記内燃機関の出力を増加させることにより、前記蓄電装置の充電量を増加させる。制御装置は、前記電気機械手段が回生による発電が可能とされている場合には、前記特定運転モードが選択され、前記電気機械手段にて前記車両出力をアシスト可能であり、かつ前記蓄電装置の蓄電率が所定値未満の条件が成立するとき、前記内燃機関の出力の増加による前記蓄電装置の充電量の増加に加えて、前記電気機械手段の回生トルクを増加させて前記充電量を増加させてもよい。制御装置は、前記内燃機関の空燃比がリーン側に大きいほど前記蓄電装置の充電量を増加させてもよい。

リーン燃焼はストイキ燃焼よりもエンジン出力が低いので電気機械手段によるアシスト量及びアシストの機会が増加する。しかも、特定運転モード選択時に運転者による車両に対する高出力要求が続く可能性がある。そのため蓄電装置の蓄電率が不足する環境が生じやすい。この制御装置によれば、特定運転モードが選択され、かつ電気機械手段にて車両出力をアシスト可能な場合には、蓄電装置の蓄電率が小さいほど内燃機関の出力を増加させて蓄電装置の充電量を増加させる。このため、高出力要求が続いても蓄電装置の蓄電率が不足することを抑制できる。したがって、特定運転モード選択時に電気機械手段による十分なアシストの実施を確保することができる。

本発明の一形態に係るハイブリッド車両の全体構成を示した図。作動係合表を示した図。内燃機関の全体構成図。内燃機関の内部構成の概要図。図１の車両の制御系を示したブロック図。電気自動車モードに対応する運転領域とハイブリッドモードに対応する運転領域とを示した図。内燃機関の動作点及び運転領域を説明する説明図。制御ルーチンの一例を示したフローチャート。充電量を算出するためのマップの構造を示した図。車両の走行時における各パラメータの時間的変化の一例を示したタイムチャート。

図１に示すように、車両１は内燃機関２及び２つのモータ・ジェネレータ３、４が走行用動力源として設けられたいわゆるハイブリッド車両として構成されている。各モータ・ジェネレータ３、４は蓄電装置としてのバッテリＢＴに不図示のインバータ等の電気装置を介して電気的に接続されている。なお、バッテリＢＴの代わりにキャパシタ等の蓄電装置を設けることもできる。内燃機関２及び第１モータ・ジェネレータ３は動力分割機構５に連結されている。これにより、第１モータ・ジェネレータ３は内燃機関２の出力を利用して発電できる発電機として機能する。そして、もう一方の第２モータ・ジェネレータ４は後述するように車両出力をアシストできる電動機として機能する。したがって、第１モータ・ジェネレータ３及び第２モータ・ジェネレータ４によって本発明に係る電気機械手段が実現される。動力分割機構５は二組の遊星歯車機構６、７が組み合わされて構成されていて、所定の回転要素間に設けられた２つのクラッチＣ１、Ｃ２及びブレーキＢ１を含む。車両１は動力分割機構５のクラッチＣ１、Ｃ２及びブレーキＢ１の各作動状態を切り替えることにより複数モードを実現できる（図２参照）。各モードの詳細は後述する。

第１遊星歯車機構６はシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されており、外歯歯車のサンギアＳｎ１と、内歯歯車のリングギアＲｉ１と、これらのギアＳｎ１、Ｒｉ１に噛みあうピニオンＰ１を自転かつ公転自在に支持するキャリアＣｒ１とを備えている。同様に、第２遊星歯車機構７はシングルピニオン型の遊星歯車機構として構成されており、外歯歯車のサンギアＳｎ２と、内歯歯車のリングギアＲｉ２と、これらのギアＳｎ２、Ｒｉ２に噛みあうピニオンＰ２を自転かつ公転自在に支持するキャリアＣｒ２とを備えている。第１遊星歯車機構６のリングギアＲｉ１と第２遊星歯車機構７のキャリアＣｒ２とは一体回転可能な状態で連結されている。第２遊星歯車機構７のサンギアＳｎ２には第１モータ・ジェネレータ３が連結されている。第１遊星歯車機構６のキャリアＣｒ１は内燃機関２の出力軸２ａと連結された入力軸１０に連結されている。

入力軸１０と第１遊星歯車機構６のサンギアＳｎ１との間にはクラッチＣ１が、入力軸１０と第２遊星歯車機構７のサンギアＳｎ２との間にはクラッチＣ２がそれぞれ設けられていて、クラッチＣ１、Ｃ２によってこれらの回転要素間のトルク伝達を断続できる。また、ブレーキＢ１はケース１１と第１遊星歯車機構７のサンギアＳｎ１との間に設けられており、ブレーキＢ１を係合状態に操作することにより、サンギアＳｎ１をケース１１に対して固定できる。

第２遊星歯車機構７のリングギアＲｉ２は外歯歯車の出力ギア１２に連結されており、出力ギア１２はドリブンギア１３に噛み合っている。ドリブンギア１３には第２モータ・ジェネレータ４の出力が伝達されるモータギア１５が噛み合っている。ドリブンギア１３は中間出力軸１６に固定されており、中間出力軸１６にはドリブンギア１３と平行にドライブギア１７が固定されている。ドライブギア１７はディファレンシャル機構２０のリングギア２１に噛み合っている。これにより、ドライブギア１７から出力されたトルクはディファレンシャル機構２０にて左右の駆動輪Ｄｗ（右側のみ図示）に分配される。

車両１の各モードの詳細は図２に示した通りである。図２において、「○」はクラッチ又はブレーキの係合状態を、「空欄」はクラッチ又はブレーキの解放状態をそれぞれ意味する。「△」は後述のエンジンブレーキ併用モード時にどちらか一方が係合状態であることを意味する。「Ｇ」はモータ・ジェネレータが主に発電機として機能することを、「Ｍ」はモータ・ジェネレータが主に電動機として機能することをそれぞれ意味する。但し、「Ｍ」の場合には回生時には発電機として機能する。

車両１は内燃機関２の運転を停止して、第１モータ・ジェネレータ３及び第２モータ・ジェネレータ４の少なくとも一つを走行用駆動源とする電気自動車モード（ＥＶ）と、内燃機関２を運転し、内燃機関２に加えて第１モータ・ジェネレータ３及び第２モータ・ジェネレータ４の少なくとも一つを走行用駆動源とするハイブリッドモード（ＨＶ）とを選択できる。

電気自動車モードは第１モータ・ジェネレータ３又は第２モータ・ジェネレータ４のいずれか一方を力行する単駆動モードと、これらの両方を力行する両駆動モードとを含む。単駆動モードは第２モータ・ジェネレータ４のみを力行する駆動モードと、第２モータ・ジェネレータ３を利用した回生制御とエンジンブレーキとを併用するエンジンブレーキ併用モードとを含む。一方、両駆動モードは、内燃機関２の出力軸２ａをロックしてエンジン回転数Ｎｅを０に保持するロックモードと、出力軸２ａのロックを解除するフリーモードとを含む。フリーモードは互いにギア比が異なるハイギアモードとローギアモードとを含む。

ハイブリッドモードはシリーズパラレルモード、パラレルモード及びシリーズモードのいずれかを選択できる。シリーズパラレルモードは前進時において無段変速状態で互いにギア比が異なるハイギアモードとローギアモードとを含む。その後進時にはローギアモードのみとなる。パラレルモードは前進時において有段変速状態で互いにギア比が異なるハイギアモードとローギアモードとを含む。パラレルモードのハイギアモードは第２モータ・ジェネレータ４を力行する単駆動モードと、第１モータ・ジェネレータ３及び第２モータ・ジェネレータ４を力行する両駆動モードとを含む。パラレルモードのローギアモードも同様に単駆動モードと両駆動モードとを含む。シリーズモードは各要素が前進時及び後進時のそれぞれで同様の作動状態となる。

図３に示すように、内燃機関２は４つの気筒２５が一方向に並べられた直列４気筒型の火花点火内燃機関として構成されている。内燃機関２はいわゆるリーンバーンエンジンとして構成されていて、リーン燃焼とストイキ燃焼との間で運転モードを切り替えることができる。リーン燃焼は、理論空燃比よりもリーン側に設定された空燃比を目標とする運転モードである。ストイキ燃焼は、リーン燃焼の空燃比よりもリッチ側の理論空燃比又はその近辺の空燃比を目標とする運転モードである。リーン燃焼からストイキ燃焼への切り替えは吸入空気量の応答遅れを考慮して燃料噴射量の一時的な増量によって実施される。

図３及び図４に示すように、内燃機関２の各気筒２５には吸気通路２６及び排気通路２７がそれぞれ接続されている。吸気通路２６は吸気弁２６ａにて、排気通路２７は排気弁２７ａにてそれぞれ開閉される。各気筒２５にはポート噴射用インジェクタ２９若しくは筒内噴射用インジェクタ３０又はこれらの両者にて燃料が供給され、気筒２５内に導かれた混合気は気筒２５毎に設けられた点火プラグ３１にて着火される。混合気の燃焼エネルギーはピストン３２に伝達され、コネクティングロッド３３を介して出力軸２ａに出力される。

図３に示すように、内燃機関２には、排気エネルギーを利用して過給するターボチャージャ３５が設けられている。吸気通路２６には、ターボチャージャ３５のコンプレッサ３５ａが設けられている。コンプレッサ３５ａよりも上流の吸気通路２６には、吸入空気量を調整できるスロットル弁３６が設けられている。スロットル弁３６よりも上流の吸気通路２６には、吸入空気量に応じた信号を出力するエアフローメータ３７が設けられている。コンプレッサ３５ａよりも下流の吸気通路２６には、コンプレッサ３５ａで加圧された吸気を冷却するためのインタークーラ３８が設けられている。

排気通路２７には、ターボチャージャ３５のタービン３５ｂが設けられている。また、排気通路２７には、タービン３５ｂより上流の排気をタービン３５ｂよりも下流にバイパスするウェイストゲートバルブ機構３９が設けられている。ウェイストゲートバルブ機構３９には、タービン３５ｂに導かれる排気の流量を調整可能なウェイストゲートバルブ４０が設けられている。そのため、ウェイストゲートバルブ４０の開度を制御することによりタービン３５ｂに流入する排気流量が調整される結果、内燃機関２の過給圧が調整される。タービン３５ｂ又はウェイストゲートバルブ４０を通った排気は、スタートコンバータ４１及び後処理装置４２で有害物質が除去されてから大気に放出される。

内燃機関２には、排気通路２７から排気の一部を取り出して吸気通路２６にＥＧＲガスとして再循環させるＥＧＲ装置４５が設けられている。ＥＧＲ装置４５は、排気通路２７から排気の一部をＥＧＲガスとして取り出して吸気通路２６に導くＥＧＲ通路４６と、ＥＧＲ通路４６を流れるＥＧＲガスの流量を調整できるＥＧＲ弁４７と、ＥＧＲ通路４６を流れるＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラ４８とを備えている。ＥＧＲ通路４６は、スタートコンバータ４１と後処理装置４２との間の排気通路２７と、コンプレッサ３５ａとスロットル弁３６との間の吸気通路２６とを接続している。

図５に示すように、車両１の各部の制御はコンピュータとして構成され機能別に設けられた各種の電子制御装置（ＥＣＵ）５０、７０、７１にて制御される。ＨＶＥＣＵ５０、ＭＧＥＣＵ７０及びエンジンＥＣＵ７１は相互に情報交換可能な状態で電気的に接続されている。

主要なコンピュータとして設けられたＨＶＥＣＵ５０には各種のセンサからの信号が入力される。例えば、ＨＶＥＣＵ５０には、車両１の車速に応じた信号を出力する車速センサ５１、不図示のアクセルペダルの踏み込み量に応じた信号を出力するアクセル開度センサ５２、第１モータ・ジェネレータ３の回転速度に応じた信号を出力する第１ＭＧ回転数センサ５３、第２モータ・ジェネレータ４の回転速度に応じた信号を出力する第２ＭＧ回転数センサ５４、自動変速機１０の出力軸２３の回転速度に応じた信号を出力する出力軸回転数センサ５５、ターボチャージャ３５のタービン３５ｂの回転速度に応じた信号を出力するタービン回転数センサ５６、内燃機関２の過給圧に応じた信号を出力する過給圧センサ５７、バッテリＢＴの蓄電率に応じた信号を出力するＳＯＣセンサ５８、内燃機関２のエンジン冷却水の温度に応じた信号を出力する水温センサ５９、第１モータ・ジェネレータ３の温度に応じた信号を出力する第１ＭＧ温度センサ６０、第２モータ・ジェネレータ４の温度に応じた信号を出力する第２ＭＧ温度センサ６１、第１モータ・ジェネレータ３のために設けられた不図示の第１インバータの温度に応じた信号を出力する第１ＩＮＶ温度センサ６２、第２モータ・ジェネレータ４のために設けられた不図示の第２インバータの温度に応じた信号を出力する第２ＩＮＶ温度センサ６３、後処理装置４２の温度に応じた信号を出力する触媒温度センサ６４、ターボチャージャ３５のタービン３５ｂの温度に応じた信号を出力するタービン温度センサ６５、バッテリの温度に応じた信号を出力するバッテリ温度センサ６６、及び車両１の運転者によるマニュアルモードの選択操作を受け付けた場合にマニュアルモードの選択信号を出力するＭモードスイッチ６７等の出力信号が入力される。

なお、特定モードとしてのマニュアルモードは、同じアクセル開度つまり同じ車両負荷で車両１の車両出力を通常モードよりも増加させる動力性能を重視した運転モードであり車両１の運転者によって選択される。マニュアルモードの選択が解除された場合は通常モードが選択される。

ＨＶＥＣＵ５０は、第１モータ・ジェネレータ３及び第２モータ・ジェネレータ４に発生させるモータトルクを算出し、発生させるモータトルクについてＭＧＥＣＵ７０に指令を出力する。また、ＨＶＥＣＵ５０は、内燃機関２の運転条件を決定し、内燃機関２の運転条件についてエンジンＥＣＵ７１に指令を出力する。さらに、ＨＶＥＣＵ５０は、運転者による要求等に応じた上述した各モードが実現されるように動力分割機構５のクラッチＣ１、Ｃ２及びブレーキＢ１を制御する。ＭＧＥＣＵ７０は、ＨＶＥＣＵ５０から入力された指令に基づき、第１モータ・ジェネレータ３及び第２モータ・ジェネレータ４に発生させるモータトルクに対応した電流を算出し、第１モータ・ジェネレータ３及び第２モータ・ジェネレータ４に電流を出力する。エンジンＥＣＵ７１は、ＨＶＥＣＵ５０から入力された指令に基づき、スロットル弁３６、ポート噴射用インジェクタ２９、筒内噴射用インジェクタ３０、点火プラグ３１、及びウェイストゲートバルブ４０等の内燃機関２の各部に対して各種の制御を行う。

ＨＶＥＣＵ５０は、アクセル開度センサ５２の出力信号と車速センサ５１の出力信号とを参照して運転者が要求する要求パワーを計算し、その要求パワーに対するシステム効率が最適となるように各種のモードを切り替えながら車両１を制御する。例えば、図６に示したように、低車速低パワーに設定されたモータ走行領域ＡＲ１に車両１の走行状態が該当する場合は、上述した電気自動車モードが選択される。また、モータ走行領域ＡＲ１よりも高車速高パワーに設定されたエンジン走行領域ＡＲ２に車両１の走行状態が該当する場合は上述したハイブリッドモードモードが選択される。

ハイブリッドモードが選択された場合、図７に矢印で示したように内燃機関２の動作点は最適燃費線Ｌに沿って移動するように第１モータ・ジェネレータ３のモータトルク等が制御される。内燃機関２の動作点はエンジン回転数とエンジントルクとで定義されたものであり、最適燃費線Ｌは内燃機関２の熱効率が最適となるようにあらかじめ設定されたものである。本形態の内燃機関２は過給機付きのリーンバーンエンジンとして構成されている。このため、内燃機関２は、図７に示した運転領域に従って、自然吸気ストイキ燃焼、自然吸気リーン燃焼、過給ストイキ燃焼、及び過給リーン燃焼のいずれかの運転モードが選択される。特にシリーズモードの場合には、内燃機関２の出力が出力部に伝達されないため、空燃比が大きいリーン燃焼を実施することや空燃比の変更に伴うトルク変動やトルク応答性が悪化することを心配する必要がないので最適な空燃比を設定できる。

本形態の特徴的な制御はＨＶＥＣＵ５０が図８の制御ルーチンを実施することにより実現される。図８の制御ルーチンのプログラムはＨＶＥＣＵ５０に記憶されており適時に読み出されて所定間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ１において、ＨＶＥＣＵ５０は現在選択されているモードが上述したマニュアルモードか否かを判定する。マニュアルモードの場合はステップＳ２に進む。マニュアルモードでない場合、つまり通常モードの場合はステップＳ７に進み通常モードの制御を実施する。すなわち、予め定められた基準となる動作点で内燃機関２を運転し、かつバッテリＢＴへの充電量を予め定められた基準となる充電量に設定して今回のルーチンを終了する。

ステップＳ２において、ＨＶＥＣＵ５０は第２モータ・ジェネレータ４による車両出力のアシストが可能か否かを判断する。例えば、ＨＶＥＣＵ５０はバッテリ温度センサ６６の出力信号を参照し、バッテリＢＴの温度が所定の下限値よりも低くバッテリＢＴの出力が制限される場合等には車両出力のアシストが不可であると判断する。車両出力のアシストが可能である場合はステップＳ３に進み、バッテリＢＴの蓄電率ＳＯＣをＳＯＣセンサ５８の出力信号を参照して取得し、蓄電率ＳＯＣが所定値Ａ未満か否かを判定する。蓄電率ＳＯＣが所定値Ａ未満の場合はステップＳ５に進み、そうでない場合はステップＳ６に進む。一方、車両出力のアシストが不可の場合はステップＳ４に進み、内燃機関２の運転モードがリーン燃焼の場合はストイキ燃焼に切り替えるとともに、運転モードがストイキ燃焼の場合はストイキ燃焼に維持して今回のルーチンを終了する。これにより、車両出力のアシストができない場合にリーン燃焼を回避できる。

ステップＳ３で肯定的判定がなされた場合には、マニュアルモードが選択され、かつ第２モータ・ジェネレータ４にて車両出力をアシスト可能な場合であって、バッテリＢＴの蓄電率ＳＯＣが所定値Ａ未満である特定条件が成立する。したがって、この特定条件が成立した場合、ＨＶＥＣＵ５０はステップ５において、内燃機関２の動作点を特定条件が成立しない場合つまり基準となる動作点よりも高出力側に設定された高出力動作点を選択してその高出力動作点で内燃機関２を運転する。そして、内燃機関２の出力増加分に対応して第１モータ・ジェネレータ３の発電量が増加するように第１モータ・ジェネレータ３を制御する。これにより、バッテリＢＴへの充電量は特定条件が成立しない場合よりも増加する。換言すれば、バッテリＢＴの蓄電率ＳＯＣが小さいほど内燃機関２の出力を増加させることによりバッテリＢＴの充電量が増加する。したがって、バッテリＢＴの蓄電率ＳＯＣの低下を回避しつつ、第２モータ・ジェネレータ４による車両出力のアシストの十分な実施を確保することができる。

内燃機関２の出力増加分は、バッテリＢＴの充電量の増加分に対応する分量に設定される。バッテリＢＴの充電量は、例えば図９に示したように空燃比と蓄電率ＳＯＣとに対応付けられたマップを検索することによって算出されてもよい。図９のマップは空燃比が大きいほど（リーン側の場合ほど）、蓄電率ＳＯＣが小さいほど、大きな充電量が算出されるように構成されている。これにより、空燃比がリーン側になるほど出力応答性が悪化してバッテリＢＴの電力消費が増加する機会が増えることに対応できる一方で、不要な充電が行われることにより燃費が悪化することを避けることができる。

ステップＳ６において、ＨＶＥＣＵ５０はマニュアルモードに対応して予め設定された基準となる動作点で内燃機関２を運転し、かつバッテリＢＴの充電量を基準値に設定する。その後、今回のルーチンを終了する。

上記制御が実施される車両１が定常運転中にストイキ燃焼からリーン燃焼に切り替えられ、その後アクセルペダルが踏み込まれて加速する走行状態における各パラメータの時間的変化の一例を図１０のタイムチャートを参照しながら説明する。ストイキ燃焼からリーン燃焼へ切り替えるために時刻ｔ０で空燃比の変更が開始されると、その開始に対応して充電量が増加し、その充電量の増加を補うべくエンジントルクが増加する。時刻ｔ１で空燃比の変更が終了して運転モードがリーン燃焼に切り替わると、エンジン回転数の増加が終了し、エンジントルクは減少して時刻ｔ０以前の状態に戻る。

その後、時刻ｔ２でアクセルペダルが踏み込まれてアクセル開度の増加が開始すると、そのアクセル開度の増加に伴ってエンジン出力及びバッテリＢＴの充電量がそれぞれ増加する。時刻ｔ２から時刻ｔ３に達するまで、第２モータ・ジェネレータ４による車両出力のアシストの実施がディレーされ、充電量の増加に対応するエンジン出力はアウトプットトルクに優先的に配分される。これにより、破線で示す場合と比べてアウトプットトルク（車両出力）の目標到達までの時間が早まる。そして、時刻ｔ３には、第２モータ・ジェネレータ４による車両出力のアシストが開始され、その開始と同期して充電制御が中止され、アシストが終了する時刻ｔ４まで充電制御の中止が継続される。これにより、エンジン出力を車両加速度の上昇に充てることができ、かつエンジン出力の応答性の悪化を第２モータ・ジェネレータ４によるアシストで補うことができる。

時刻ｔ４にアウトプットトルクが目標に到達する。その後、時刻ｔ５に充電制御が再開され、その再開に伴いエンジン出力が増加し、その増加に応じて充電量も増加する。なお、このエンジン出力の増加分は充電量の増加に充当されるので、エンジン出力の増加はアウトプットトルクには反映されず、アウトプットトルクは一定に維持される。

本形態によれば、マニュアルモードが選択され、かつ第２モータ・ジェネレータ４にて車両出力をアシスト可能な場合で、かつバッテリＢＴの蓄電率ＳＯＣが所定値Ａ未満である特定条件が成立した場合に内燃機関２の出力を増加させることによってバッテリＢＴの充電量が増加する。このため、車両１に対して高出力要求が続いてもバッテリＢＴの蓄電率ＳＯＣが不足することを抑制できる。したがって、マニュアルモード選択時に第２モータ・ジェネレータ４による十分なアシストの実施を確保することができる。

本発明は上記形態に限定されずに種々の形態にて実施できる。上記形態では車両に搭載された内燃機関として過給機付きのリーンバーンエンジンが用いられているが、本発明の制御装置は過給機が設けられていない自然吸気エンジンが搭載されたハイブリッド車両に適用されてもよい。また、本発明は、特定運転モードを選択可能であり、かつ車速を維持した状態で内燃機関の動作点を変更可能な構成であれば、動力分割機構や変速機構の構成は図示の形態に限定されない。機械的な変速機構を備えた構成のハイブリッド車両に上記制御を行う場合には、変速機構の変速操作時に上記形態の充電制御を中止するようにしてもよい。これにより、充電制御に優先してバッテリの電力を使って変速操作が実施可能となるので変速操作がスムーズとなる。

上記形態は、内燃機関の出力を増加することによって、発電機として機能する第１モータ・ジェネレータの発電量を増加させて充電量を増加させているが、この制御に加えて、第２モータ・ジェネレータを発電機として機能させて回生制御を実施する際に、特定条件が成立した場合に回生トルクを増加させることによって充電量を増加させることもできる。この場合には、バッテリの残量不足によって第２モータ・ジェネレータによる車両出力のアシストが十分に実施できない事態を回避できるとともに、回生制御時に減速度が大きな走行が実現できるので、マニュアルモード選択時の走りのスポーティ感が増すという利点が得られる。

上記形態では特定運転モードの一例として運転者がシフト操作に関与できるマニュアルモードを実施しているが、例えばシフト操作に運転者が関与せず、同じ車両負荷で車両出力を通常モードよりも増加させることが可能なスポーツモード等の運転モードを動力性能が重視された特定運転モードとして実施することも可能である。

上記形態では２つのモータ・ジェネレータによって本発明に係る電気機械手段を実現しているが、単一のモータ・ジェネレータによって電気機械手段を実現してもよいし、発電専用の発電機と、車両出力のアシスト専用の電動機とによって電気機械手段を実現することも可能である。

また、要求出力の変化が大きい時に、要求出力に達するまで一時的に上記充電制御を中止させることもできる。これにより、要求出力の変化が発生する前に内燃機関の出力が増加して大きい状態にしておくことができるので、要求出力に達するまでの時間を短縮できる。そして、その要求出力に達した後に中止していた充電制御を復帰させてもよい。

１車両
２内燃機関
３第１モータ・ジェネレータ（電気機械手段）
４第２モータ・ジェネレータ（電気機械手段）
ＢＴバッテリ（蓄電装置）

Claims

ストイキ燃焼と、前記ストイキ燃焼よりもリーン側の空燃比とするリーン燃焼との間で運転モードを変更可能な内燃機関と、前記内燃機関の出力を利用した発電及び回生による発電が可能で、かつ車両出力をアシスト可能な電気機械手段と、前記電気機械手段が電気的に接続された蓄電装置と、を備え、通常モードと、同じ車両負荷で前記車両出力を前記通常モードよりも増加させることが可能な動力性能を重視した特定運転モードとを選択可能なハイブリッド車両に適用される制御装置であって、
前記特定運転モードが選択され、かつ前記電気機械手段にて前記車両出力をアシスト可能な場合には、前記蓄電装置の蓄電率が小さいほど前記内燃機関の出力を増加させることにより、前記蓄電装置の充電量を増加させるとともに、前記特定運転モードが選択され、前記電気機械手段にて前記車両出力をアシスト可能であり、かつ前記蓄電装置の蓄電率が所定値未満の条件が成立する場合には、前記内燃機関の出力の増加による前記蓄電装置の充電量の増加に加えて、前記電気機械手段の回生トルクを増加させて前記充電量を増加させる、ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
ストイキ燃焼と、前記ストイキ燃焼よりもリーン側の空燃比とするリーン燃焼との間で運転モードを変更可能な内燃機関と、前記内燃機関の出力を利用して発電可能で、かつ車両出力をアシスト可能な電気機械手段と、前記電気機械手段が電気的に接続された蓄電装置と、を備え、通常モードと、同じ車両負荷で前記車両出力を前記通常モードよりも増加させることが可能な動力性能を重視した特定運転モードとを選択可能なハイブリッド車両に適用される制御装置であって、
前記特定運転モードが選択され、かつ前記電気機械手段にて前記車両出力をアシスト可能な場合には、前記蓄電装置の蓄電率が小さいほど前記内燃機関の出力を増加させることにより、前記蓄電装置の充電量を増加させるとともに、前記内燃機関の空燃比がリーン側に大きいほど前記蓄電装置の充電量を増加させる、ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。