JP7235783B2 - 制御装置、および車両 - Google Patents

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Description

本発明は、制御装置、および車両に関する。
ハイブリッド車両に搭載された内燃機関の回転数およびトルクを制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、運転条件が変更されるときの回転数およびトルクの変動を小さくしたハイブリッド車両が開示されている。この技術は、内燃機関の回転数およびトルクが所定の条件を満たすときに、複数の動作線の間で運転条件を切り替えるものである。
特開２０１８－１２７９６１号公報
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、内燃機関の動作線を切り換え可能なタイミングが限定的になってしまう。このように、従来の技術では、内燃機関の動作ポイントに関わらず内燃機関の動作線を切り換えつつ、乗員が感じる違和感を低減することができない場合があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、内燃機関の動作ポイントに関わらず内燃機関の動作線を切り換え可能としつつ、乗員が感じる違和感を低減することができる制御装置、および車両を提供することを目的の一つとする。
本発明に係る制御装置、および車両は、以下の構成を採用した。
（１）：本発明の一態様に係る制御装置は、内燃機関と、前記内燃機関によって回転可能な発電機と、前記発電機の回転により発電された電力を保存するバッテリと、前記バッテリから電力を供給され、駆動輪に駆動力を出力する電動機と、を備える車両の制御装置であって、前記内燃機関と前記駆動輪とが機械的に連結しない状態で前記内燃機関が動作している場合において、前記内燃機関によって排出された排気を前記内燃機関に循環させる排気再循環を行っており、かつ前記内燃機関の回転数およびトルクを、前記排気再循環を考慮した第１燃費最適動作線と要求出力とに基づく第１回転数および第１トルクに設定して前記内燃機関を動作させる第１状態から、前記排気再循環を行わない第２状態に切り替わるときに、前記内燃機関の回転数を、前記排気再循環を考慮しない第２燃費最適動作線と要求出力とに基づく第２回転数よりも前記第１回転数に近い回転数に設定すると共に、前記内燃機関のトルクを前記第１トルクよりも小さい第２トルクに設定して前記内燃機関を動作させ、前記バッテリに前記第１トルクに対して不足する出力に相当する電力を出力させるアシスト運転を行うか、前記内燃機関の回転数およびトルクを、前記第１回転数および前記第１トルクに設定して前記内燃機関を動作させることを継続する非アシスト運転を行うかを、少なくとも前記バッテリ出力に基づいて決定し、前記第１燃費最適動作線は前記第２燃費最適動作線よりも同じ回転数に対してより大きいトルクを示す、ものである。
（２）：上記（１）の態様において、前記バッテリ出力は充電率と温度から算出され、
前記バッテリ出力が閾値以上となったときに前記アシスト運転を行うと決定し、前記バッテリ出力が前記閾値未満となったときに前記非アシスト運転を行うと決定するものである。
（３）：上記（２）の態様において、前記バッテリ出力が前記閾値未満となり、前記非アシスト運転が行われていた後、前記バッテリ出力が前記閾値以上となった場合、前記非アシスト運転を前記アシスト運転に切り替えるものである。
（４）：上記（１）から（３）のいずれかの態様において、前記アシスト運転は、前記内燃機関の回転数を前記第１回転数に設定するものである。
（５）：上記（１）から（４）のいずれかの態様において、前記第２トルクは、前記第２燃費最適動作線における前記第１回転数に対応するトルクであるものである。
（６）：本発明の他の態様に係る車両は、内燃機関と、前記内燃機関によって回転可能な発電機と、前記発電機の回転により発電された電力を保存するバッテリと、前記バッテリから電力を供給され、駆動輪に駆動力を出力する電動機と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記内燃機関と前記駆動輪とが機械的に連結しない状態で前記内燃機関が動作している場合において、前記内燃機関によって排出された排気を前記内燃機関に循環させる排気再循環を行っており、かつ前記内燃機関の回転数およびトルクを、前記排気再循環を考慮した第１燃費最適動作線と要求出力とに基づく第１回転数および第１トルクに設定して前記内燃機関を動作させる第１状態から、前記排気再循環を行わない第２状態に切り替わるときに、前記内燃機関の回転数を、前記排気再循環を考慮しない第２燃費最適動作線と要求出力とに基づく第２回転数よりも前記第１回転数に近い回転数に設定すると共に、前記内燃機関のトルクを前記第１トルクよりも小さい第２トルクに設定して前記内燃機関を動作させ、前記バッテリに前記第１トルクに対して不足する出力に相当する電力を出力させるアシスト運転を行うか、前記内燃機関の回転数およびトルクを、前記第１回転数および前記第１トルクに設定して前記内燃機関を動作させることを継続する非アシスト運転を行うかを、少なくとも前記バッテリの充電状態に基づいて決定し、前記第１燃費最適動作線は前記第２燃費最適動作線よりも同じ回転数に対してより大きいトルクを示すものである。
（１）～（５）によれば、内燃機関の動作ポイントに関わらず内燃機関の動作線を切り換え可能としつつ、乗員が感じる違和感を低減することができる。
本実施形態の車両Ｍの構成の一例を示す図である。 制御装置５０の機能構成の一例を示す図である。 ＥＧＲ装置１１がＥＧＲを実行する場合と実行しない場合の双方における、最適燃費を実現するエンジン１０のトルクと回転数との組み合わせの一例を示す図である。 バッテリ６０のＳｏＣおよび温度に対するバッテリ６０の出力特性の一例を示す図である。 制御装置５０によって実行される動作の流れの一例を示すフローチャートである。 エンジン制御部５１がエンジン１０をオンに設定するか否かを判定する方法の一例を示すフローチャートである。 ＥＧＲ制御部５１ＡがＥＧＲを実行するか否かの判定する方法の一例を示すフローチャートである。 非ＥＧＲにおいてハイブリッド制御部５５がエンジン１０による低トルクの出力が可能か否かを判定する方法の一例を示すフローチャートである。 ＥＧＲの実行状況およびＳｏＣの状態に応じて、エンジン１０が出力するトルクの推移の一例を示すタイミングチャートである。
以下、図面を参照し、本発明の制御装置、および車両の実施形態について説明する。
［全体構成］
図１は、本実施形態の車両Ｍの構成の一例を示す図である。図示する構成の車両Ｍは、シリーズ方式とパラレル方式とを切り換え可能なハイブリッド車両である。シリーズ方式とは、エンジンと駆動輪が機械的に連結されておらず、エンジンの動力は専ら発電機による発電に用いられ、発電電力が走行用の電動機に供給される方式である。パラレル方式とは、エンジンと駆動輪を機械的に（或いはトルクコンバータなどの流体を介して）連結可能であり、エンジンの動力を駆動輪に伝えたり発電に用いたりすることが可能な方式である。図１に示す構成の車両Ｍは、ロックアップクラッチ１４を接続したり、切り離したりすることで、シリーズ方式とパラレル方式とを切り換えることができる。
図１に示すように、車両Ｍには、例えば、エンジン１０と、ＥＧＲ装置１１と、第１モータ（発電機）１２と、ロックアップクラッチ１４と、ギアボックス１６と、第２モータ（電動機）１８と、ブレーキ装置２０と、駆動輪２５と、ＰＣＵ（Power Control Unit）３０と、バッテリ６０と、電圧センサ、電流センサ、温度センサなどのバッテリセンサ６２と、アクセル開度センサ７０、車速センサ７２、ブレーキ踏量センサ７４などの車両センサとが搭載される。この車両Ｍは、駆動源として少なくともエンジン１０、第２モータ１８、およびバッテリ６０を備える。
エンジン１０は、ガソリンなどの燃料を燃焼させることで動力を出力する内燃機関である。エンジン１０は、例えば、燃焼室、シリンダとピストン、吸気バルブ、排気バルブ、燃料噴射装置、点火プラグ、コンロッド、クランクシャフトなどを備えるレシプロエンジンである。また、エンジン１０は、ロータリーエンジンであってもよい。
ＥＧＲ装置１１は、エンジン１０の燃焼後の排気ガスの一部を排気再循環（ＥＧＲ）ガスとしてエンジン１０の燃焼室内に還流させる装置である。ＥＧＲ装置１１は、燃焼室の吸気通路と排気通路とを接続するように設けられている。図１では図示を省略しているが、ＥＧＲ装置１１は、ＥＧＲガスを流通させるＥＧＲ通路と、ＥＧＲガスの還流量を制限するＥＧＲバルブと、を少なくとも備え、ＰＣＵ３０からの指示に応じて、ＥＧＲガスの還流量（ゼロすなわちＥＧＲガスを遮断することに相当する量を含む）を調整する。
第１モータ１２は、例えば、三相交流発電機である。第１モータ１２は、エンジン１０の出力軸（例えばクランクシャフト）にロータが連結され、エンジン１０により出力される動力を用いて発電する。エンジン１０の出力軸および第１モータ１２のロータは、ロックアップクラッチ１４を介して駆動輪２５の側に接続される。
ロックアップクラッチ１４は、ＰＣＵ３０からの指示に応じて、エンジン１０の出力軸および第１モータ１２のロータを駆動輪２５の側に接続した状態と、駆動輪２５の側とは切り離した状態とを切り替える。
ギアボックス１６は、変速機である。ギアボックス１６は、エンジン１０により出力される動力を変速して駆動輪２５の側に伝える。ギアボックス１６の変速比は、ＰＣＵ３０によって指定される。
第２モータ１８は、例えば、三相交流電動機である。第２モータ１８のロータは、駆動輪２５に連結される。第２モータ１８は、供給される電力を用いて動力を駆動輪２５に出力する。また、第２モータ１８は、車両Ｍの減速時に車両Ｍの運動エネルギーを用いて発電し、発電した電力を後述する第２変換器３４及びＶＣＵを介して、バッテリ６０に保存する。
ブレーキ装置２０は、例えば、ブレーキキャリパーと、ブレーキキャリパーに油圧を伝達するシリンダと、シリンダに油圧を発生させる電動モータとを備える。ブレーキ装置２０は、ブレーキペダルの操作によって発生した油圧を、マスターシリンダを介してシリンダに伝達する機構をバックアップとして備えてよい。なお、ブレーキ装置２０は、上記説明した構成に限らず、マスターシリンダの油圧をシリンダに伝達する電子制御式油圧ブレーキ装置であってもよい。
ＰＣＵ３０は、例えば、第１変換器３２と、第２変換器３４と、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）４０と、制御装置５０とを備える。なお、これらの構成要素をＰＣＵ３０として一まとまりの構成としたのは、あくまで一例であり、これらの構成要素は分散的に配置されても構わない。
第１変換器３２および第２変換器３４は、例えば、ＡＣ－ＤＣ変換器である。第１変換器３２および第２変換器３４の直流側端子は、直流リンクＤＬに接続されている。直流リンクＤＬには、ＶＣＵ４０を介してバッテリ６０が接続されている。第１変換器３２は、第１モータ１２により発電された交流を直流に変換して直流リンクＤＬに出力したり、直流リンクＤＬを介して供給される直流を交流に変換して第１モータ１２に供給したりする。同様に、第２変換器３４は、第２モータ１８により発電された交流を直流に変換して直流リンクＤＬに出力したり、直流リンクＤＬを介して供給される直流を交流に変換して第２モータ１８に供給したりする。
ＶＣＵ４０は、例えば、ＤＣ―ＤＣコンバータである。ＶＣＵ４０は、バッテリ６０から供給される電力を昇圧してＤＣリンクＤＬに出力する。
制御装置５０の機能については後述する。バッテリ６０は、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池である。
アクセル開度センサ７０は、運転者による加速指示を受け付ける操作子の一例であるアクセルペダルに取り付けられ、アクセルペダルの操作量を検出し、アクセル開度として制御装置５０に出力する。車速センサ７２は、例えば、各車輪に取り付けられた車輪速センサと速度計算機とを備え、車輪速センサにより検出された車輪速を統合して車両Ｍの速度（車速）を導出し、制御装置５０に出力する。ブレーキ踏量センサ７４は、運転者による減速または停止指示を受け付ける操作子の一例であるブレーキペダルに取り付けられ、ブレーキペダルの操作量を検出し、ブレーキ踏量として制御装置５０に出力する。
図２は、制御装置５０の機能構成の一例を示す図である。制御装置５０は、例えば、エンジン制御部５１と、モータ制御部５２と、ブレーキ制御部５３と、バッテリ・ＶＣＵ制御部５４と、ハイブリッド制御部５５とを備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
また、エンジン制御部５１、モータ制御部５２、ブレーキ制御部５３、およびバッテリ・ＶＣＵ制御部５４のそれぞれは、ハイブリッド制御部５５とは別体の制御装置、例えばエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）やモータＥＣＵ、ブレーキＥＣＵ、バッテリＥＣＵといった制御装置に置き換えられてもよい。
エンジン制御部５１は、ハイブリッド制御部５５からの指示に応じて、エンジン１０の点火制御、スロットル開度制御、燃料噴射制御、燃料カット制御などを行う。例えば、エンジン制御部５１は、ハイブリッド制御部５５から、エンジン１０の回転数およびトルクに関する指令値を受信し、当該指令値に従ってエンジン１０を動作させるように制御を行う。
エンジン制御部５１は、さらに、ＥＧＲ制御部５１Ａを備える。ＥＧＲ制御部５１Ａは、エンジン１０の状態に基づいて、ＥＧＲを実行するか否かを判定し、ＥＧＲを実行すると判定した場合には、ＥＧＲ装置１１にＥＧＲを実行させる。ここで、エンジン１０の状態とは、例えば、エンジン１０の暖機状況、空燃比のフィードバック制御の実行状況、燃料カットの実行状況、インテークマニホールドの圧力（以下、「インマニ圧」とも称する）などを含む。
モータ制御部５２は、ハイブリッド制御部５５からの指示に応じて、第１変換器３２および／または第２変換器３４のスイッチング制御を行う。
ブレーキ制御部５３は、ハイブリッド制御部５５からの指示に応じて、ブレーキ装置２０を制御する。
バッテリ・ＶＣＵ制御部５４は、バッテリ６０に取り付けられたバッテリセンサ６２の出力に基づいて、バッテリ６０のＳＯＣ（State Of Charge；充電率）および温度を求め、ハイブリッド制御部５５に出力する。また、バッテリ・ＶＣＵ制御部５４は、ハイブリッド制御部５５からの指示に応じて、ＶＣＵ４０を動作させ、ＤＣリンクＤＬの電圧を上昇させる。
ハイブリッド制御部５５は、アクセル開度センサ７０、車速センサ７２、ブレーキ踏量センサ７４の出力に基づいて走行モードを決定し、走行モードに応じてエンジン制御部５１、モータ制御部５２、ブレーキ制御部５３、およびバッテリ・ＶＣＵ制御部５４に指示を出力する。ハイブリッド制御部５５は、さらに、各走行モードにおいて、エンジン１０の回転数およびトルクに関する指令値を決定し、決定した指令値をエンジン制御部５１に送信する。
［各種走行モード］
以下、ハイブリッド制御部５５により決定される走行モードについて説明する。走行モードには、以下のものが存在する。
（１）シリーズハイブリッド走行モード（ＥＣＶＴ）
シリーズハイブリッド走行モードにおいて、ハイブリッド制御部５５は、ロックアップクラッチ１４を分離状態にし、エンジン１０に燃料を供給して動作させ、第１モータ１２で発電した電力をバッテリ６０および第２モータ１８に提供する。そして、第１モータ１２またはバッテリ６０から供給される電力を用いて第２モータ１８を駆動し、第２モータ１８からの動力によって車両Ｍを走行させる。シリーズハイブリッド走行モードは、「内燃機関と駆動輪とが機械的に連結しない状態で内燃機関が動作している」モードの一例である。
（２）ＥＶ走行モード（ＥＶ）
ＥＶ走行モードにおいて、ハイブリッド制御部５５は、ロックアップクラッチ１４を分離状態にし、バッテリ６０から供給される電力を用いて第２モータ１８を駆動し、第２モータ１８からの動力によって車両Ｍを走行させる。
（３）エンジンドライブ走行モード（ＬＵ）
エンジンドライブ走行モードにおいて、ハイブリッド制御部５５は、ロックアップクラッチ１４を接続状態にし、エンジン１０に燃料を消費して動作させ、エンジン１０の出力する動力の少なくとも一部を駆動輪２５に伝達して車両Ｍを走行させる。この際に、第１モータ１２は発電を行ってもよいし、行わなくてもよい。
（４）回生
回生時において、ハイブリッド制御部５５は、ロックアップクラッチ１４を分離状態にし、第２モータ１８に車両Ｍの運動エネルギーを用いて発電させる。回生時の発電電力は、バッテリ６０に蓄えられたり、廃電動作によって破棄されたりする。
［制御装置５０による動作の概要］
次に、図３を参照して、制御装置５０による動作の概要について説明する。なお、以下で説明する制御装置５０の動作は、特に断りが無い限り、車両ＭがＥＣＶＴモードで走行中に実行されるものとする。この場合、エンジン１０は駆動輪２５に直結していないため、制御装置５０は、車速による制限を受けることなく、エンジン１０の所定の出力を実現するために必要とされる回転数およびトルクの組み合わせを無数に選択することができる。
図３は、ＥＧＲ装置１１がＥＧＲを実行する場合と実行しない場合の双方における、最適燃費を実現するエンジン１０のトルクと回転数との組み合わせを示す図である。図３において、ＭＴは、車両Ｍが実現可能な最大トルクとそのときの回転数との組み合わせを示す線であり、ＴＳＬ１は、ＥＧＲ装置１１がＥＧＲを実行する場合における最適燃費を実現するトルクと回転数との組み合わせを示す線（「第１燃費最適動作線」の一例である）であり、ＴＳＬ２は、ＥＧＲ装置１１がＥＧＲを実行しない場合における最適燃費を実現するトルクと回転数との組み合わせを示す線（「第２燃費最適動作線」の一例である）であり、ＥＯは、エンジン１０の等出力を実現するトルクと回転数との組み合わせを示す線である。なお、この場合の出力とは、トルク×回転数によって計算される。
いま、図３において、ＥＧＲ装置１１がＥＧＲを実行してエンジン１０のトルクと回転数が第１燃費最適動作線ＴＳＬ１上の点Ｐ１（Ｒ１，Ｔ１）にある状態で、ＥＧＲ制御部５１ＡがＥＧＲの停止を判定し、それに応じて、ＥＧＲ装置１１がＥＧＲを停止したと仮定する。このとき、通常であれば、制御装置５０は、トルクと回転数の組み合わせを、点Ｐ１（Ｒ１，Ｔ１）から、点Ｐ１に等しい出力を実現する第２燃費最適動作線上の点Ｐ２（Ｒ２，Ｔ２）に移動させる。しかし、その場合、エンジン１０の回転数がＲ１からＲ２に変化することによって、車両Ｍの乗員は違和感を持つことがあり得る。
そこで、本実施形態では、ＥＧＲ装置１１がＥＧＲを停止し、かつバッテリ６０の出力が閾値以上である場合、制御装置５０は、回転数を変化させず、トルクのみを第２燃費最適動作線ＴＳＬ２における当該回転数に対応するトルクに設定する。すなわち、制御装置５０は、トルクと回転数の組み合わせを点Ｐ１（Ｒ１，Ｔ１）から第２燃費最適動作線ＴＳＬ２上の点Ｐ３（Ｒ１，Ｔ３）に移動させる。この場合、点Ｐ３（Ｒ１，Ｔ３）におけるエンジン１０の出力はＲ１×Ｔ３となり、元の出力Ｒ１×Ｔ１より小さくなる。そこで、制御装置５０は、移動前の出力Ｒ１×Ｔ１と移動後の出力Ｒ１×Ｔ３との差Ｒ１×Ｔ１―Ｒ１×Ｔ３に相当する電力をバッテリ６０に出力させるアシスト運転を実行する。これにより、要求出力を満たしつつ、回転数の変化に起因する違和感を乗員に持たせることなく、非ＥＧＲにおける最適燃費を実現することができる。回転数Ｒ１は、「第１回転数」の一例であり、回転数Ｒ２は、「第２回転数」の一例であり、トルクＴ１は、「第１トルク」の一例であり、トルクＴ３は、「第２トルク」の一例である。
一方、ＥＧＲ装置１１がＥＧＲを停止し、かつバッテリ６０の出力が閾値未満である場合、制御装置５０は、トルクと回転数の組み合わせを点Ｐ１（Ｒ１，Ｔ１）に維持する非アシスト運転を実行する。この場合、要求出力は満たされているものの、トルクと回転数の組み合わせは依然として点Ｐ１（Ｒ１，Ｔ１）にあり、第２燃費最適動作線ＴＳＬ２から外れているため、燃料効率は低くなる。
従来の技術では、バッテリ６０の出力が閾値未満となり、制御装置５０が非アシスト運転を実行した場合、仮に、バッテリ６０の出力が閾値以上に回復した場合であっても、非アシスト運転を継続していた。一方、本実施形態では、制御装置５０は、バッテリ６０の出力が閾値未満となり、非アシスト運転が行われていた後に再度、閾値以上となった場合、非アシスト運転をアシスト運転に切り替える。すなわち、トルクと回転数の組み合わせを点Ｐ１（Ｒ１，Ｔ１）から点Ｐ３（Ｒ１，Ｔ３）に切り替え、不足した出力に相当する電力をバッテリ６０に出力させる。これにより、車両Ｍの乗員に違和感を与えることなく、バッテリ６０の出力に応じて、柔軟にトルクと回転数の組み合わせを切り替え、最適な燃費を実現することができる。
なお、上記の説明において、制御装置５０は、アシスト運転の実行時に、回転数Ｒ１をそのままの値に維持している。しかし、本発明はこの構成に限定されず、制御装置５０は、回転数Ｒ１を、車両Ｍの乗員が違和感を持たない程度に近い範囲で変化させてもよい。さらに、上記の説明において、制御装置５０は、トルクＴ１をトルクＴ３に設定している。しかし、本発明はこの構成に限定されず、制御装置５０は、一般的に、トルクＴ１をより小さい値に設定すればよい。
さらに、上記の説明において、「バッテリ６０の出力」とは、バッテリ６０のＳｏＣと温度に基づいて算出される、バッテリ６０の出力可能量を意味する。図４は、バッテリ６０のＳｏＣおよび温度に対するバッテリ６０の出力特性の一例を示す図である。図４の上部はバッテリ６０のＳｏＣに対する出力特性を表しており、バッテリ６０の出力はＳｏＣに対して単調に増加する。一方、図４の下部はバッテリ６０の温度に対する出力特性を表しており、バッテリ６０の出力は温度Ｔ１までは単調に増加するものの、温度Ｔ１と温度Ｔ２の間は一定の最大値を取り、温度Ｔ２以降は急速に減少する。すなわち、バッテリ６０の温度が高温である場合、ＳｏＣが高いときであっても、バッテリ６０の出力は小さい値を取り、その結果、非アシスト運転が実行されやすくなる。
［制御装置５０による動作の流れ］
次に、図５を参照して、制御装置５０による動作の流れについて説明する。図５は、制御装置５０によって実行される動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、所定の制御サイクルごとに実行される。
まず、エンジン制御部５１は、エンジン１０をオンに設定するか否かを判定する（ステップＳ１００）。エンジン１０をオンに設定するか否かの判定方法は、図６を参照して後述する。エンジン１０をオンに設定しないと判定された場合、エンジン制御部５１は、ステップＳ１００の処理を繰り返す。エンジン１０をオンに設定すると判定された場合、エンジン制御部５１は、エンジン１０を点火することによって動作させる。
次に、ＥＧＲ制御部５１Ａは、ＥＧＲを実行するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。ＥＧＲを実行するか否かの判定方法は、図７を参照して後述する。ＥＧＲを実行しないと判定された場合、制御装置５０は、第２燃費最適動作線ＴＳＬ２にしたがってエンジン１０を動作させる（ステップＳ１２０）。具体的には、ハイブリッド制御部５５が、エンジン１０の回転数およびトルクを、要求出力と第２燃費最適動作線ＴＳＬ２との交点に設定し、エンジン制御部５１が、当該回転数およびトルクにしたがってエンジン１０を動作させる。
一方、ＥＧＲを実行すると判定された場合、制御装置５０は、第１燃費最適動作線ＴＳＬ１にしたがってエンジン１０を動作させる（ステップＳ１３０）。具体的には、ハイブリッド制御部５５が、エンジン１０の回転数およびトルクを、要求出力と第１燃費最適動作線ＴＳＬ１との交点に設定し、エンジン制御部５１が、当該回転数およびトルクにしたがってエンジン１０を動作させる。
次に、ＥＧＲ制御部５１Ａは、ＥＧＲを停止するか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ＥＧＲを停止するか否かの判定方法は、ＥＧＲを実行するか否かの判定方法と同様である。ＥＧＲを停止しないと判定された場合、制御装置５０は、第１燃費最適動作線ＴＳＬ１にしたがったエンジン１０の動作を継続する。
一方、ＥＧＲを停止すると判定された場合、ＥＧＲ制御部５１Ａは、ＥＧＲを停止し、制御装置５０は、エンジン１０による低トルクの出力が可能か否かを判定する（ステップＳ１５０）。エンジン１０による低トルクの出力が可能か否かの判定方法は、図８を参照して後述する。
エンジン１０による低トルクの出力が可能ではないと判定された場合、制御装置５０は、トルクと回転数の組み合わせを維持する非アシスト運転を実行する（ステップＳ１７０）。すなわち制御装置５０は、ＥＧＲが停止されているにも関わらず、トルクと回転数の組み合わせを依然として第１燃費最適動作線ＴＳＬ１上に置き、第２燃費最適動作線ＴＳＬ２上には移動させない。その結果、車両Ｍの乗員に違和感を与えることなく要求出力を満たす一方、燃料効率は低くなる。その後、制御装置５０は、再度ステップＳ１５０の判定を実行する。
一方、エンジン１０による低トルクの出力が可能であると判定された場合、制御装置５０は、バッテリ６０の出力が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。バッテリ６０の出力が閾値未満であると判定された場合、制御装置５０は、トルクと回転数の組み合わせを維持する非アシスト運転を実行する（ステップＳ１７０）。その後、制御装置５０は、再度ステップＳ１５０の判定を実行する。
バッテリ６０の出力が閾値以上であると判定された場合、制御装置５０は、回転数を変化させず、トルクのみを第２燃費最適動作線ＴＳＬ２における当該回転数に対応するトルクに設定し、不足した出力に相当する電力をバッテリ６０に出力させるアシスト運転を実行する（ステップＳ１８０）。これにより、要求出力を満たし、回転数の変化に起因する違和感を乗員に持たせることなく、非ＥＧＲにおける最適燃費を実現することができる。これにより、図５のフローチャートの処理が終了する。
以上の通り説明したフローチャートの処理によれば、ＥＧＲを実行してエンジン１０が第１燃費最適動作線にしたがって動作した後に、ＥＧＲが停止した場合、エンジン１０が低トルクを出力可能でかつバッテリ６０の出力が閾値以上であるときには、制御装置５０は、アシスト運転を実行する。一方、エンジン１０が低トルクを出力可能ではないか又はバッテリ６０の出力が閾値未満であるときには、制御装置５０は、非アシスト運転を実行し、その後、エンジン１０が低トルクを出力可能でかつバッテリ６０の出力が閾値以上となったときに、非アシスト運転をアシスト運転に切り替える。これにより、車両Ｍの乗員に違和感を与えることなく、バッテリ６０の出力に応じて、柔軟にトルクと回転数の組み合わせを切り替え、最適な燃費を実現することができる。
なお、図５のフローチャートにおいて、アシスト運転と非アシスト運転のいずれを実行するかを判定するに当たって、エンジン１０が低トルクを出力可能であるか否かという条件と、バッテリ６０の出力が閾値以上であるか否かという条件の二つを用いているが、本発明はこの構成に限定されず、少なくともバッテリ６０の出力に基づいて、判定されればよい。
次に、図６を参照して、エンジン１０をオンに設定するか否かの判定方法について説明する。図６は、エンジン制御部５１がエンジン１０をオンに設定するか否かを判定する方法の一例を示すフローチャートである。
まず、エンジン制御部５１は、要求出力がＥＶ許可出力よりも大きいか否かを判定する。ＥＶ許可出力は、例えば、最大出力に設定されてもよいし、ＳｏＣの減少速度が所定値以上にならないような出力に設定されてもよい。要求出力がＥＶ許可出力よりも大きいと判定された場合、エンジン制御部５１は、エンジンをオンに設定すると判定する（ステップＳ１０２）。
一方、要求出力がＥＶ許可出力以下であると判定された場合、エンジン制御部５１は、空調を実施するためのエンジン始動要求があるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。空調を実施するためのエンジン始動要求があると判定された場合、エンジン制御部５１は、エンジンをオンに設定すると判定する一方、空調を実施するためのエンジン始動要求がないと判定された場合、エンジン制御部５１は、エンジンをオフに設定すると判定する（ステップＳ１０４）。これにより、図６のフローチャートの処理が終了する。
次に、図７を参照して、ＥＧＲを実行するか否かの判定方法について説明する。図７は、ＥＧＲ制御部５１ＡがＥＧＲを実行するか否かの判定する方法の一例を示すフローチャートである。
まず、ＥＧＲ制御部５１Ａは、エンジン１０の暖機が完了したか否かを判定する（ステップＳ１１１）。エンジン１０の暖機が完了していないと判定された場合、ＥＧＲ制御部５１Ａは、ＥＧＲを実行しないと判定する（ステップＳ１１６）。一方、エンジン１０の暖機が完了したと判定された場合、ＥＧＲ制御部５１Ａは、次に、空燃比のフィードバック制御が実行中であるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。
空燃比のフィードバック制御が実行中ではないと判定された場合、ＥＧＲ制御部５１Ａは、ＥＧＲを実行しないと判定する。一方、空燃比のフィードバック制御が実行中であると判定された場合、ＥＧＲ制御部５１Ａは、次に、エンジン１０の燃料カットが実行中ではないか否かを判定する（ステップＳ１１３）。
エンジン１０の燃料カットが実行中ではないと判定されなかった場合、ＥＧＲ制御部５１Ａは、ＥＧＲを実行しないと判定する。一方、エンジン１０の燃料カットが実行中ではないと判定された場合、ＥＧＲ制御部５１Ａは、次に、インマニ圧が所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１１４）。
インマニ圧が所定範囲内にないと判定された場合、ＥＧＲ制御部５１Ａは、ＥＧＲを実行しないと判定する。一方、インマニ圧が所定範囲内にあると判定された場合、ＥＧＲ制御部５１Ａは、ＥＧＲを実行すると判定する（ステップＳ１１５）。これにより、図７のフローチャートの処理が終了する。以上、説明したＳ１１１からＳ１１４の条件は、ＥＧＲを正常に実行するために必要な前提条件である。
なお、図７のフローチャートは、ＥＧＲを実行するか否かの判定方法に関するものであるが、ステップＳ１１５の「ＥＧＲを実行」を「ＥＧＲを非停止」に変更し、ステップＳ１１６の「ＥＧＲを不実行」を「ＥＧＲを停止」に変更することによって、図５のフローチャートにおけるＥＧＲ停止の判定方法としても用いることもできる。
次に、図８を参照して、非ＥＧＲにおいてエンジン１０による低トルクの出力が可能か否かの判定方法について説明する。図８は、非ＥＧＲにおいてハイブリッド制御部５５がエンジン１０による低トルクの出力が可能か否かを判定する方法の一例を示すフローチャートである。
まず、ハイブリッド制御部５５は、ＥＧＲが不実行であるか否かを判定する（ステップＳ１５１）。この条件は、現在の状態が非ＥＧＲであることを確認するためのものである。ＥＧＲが不実行ではないと判定された場合、ハイブリッド制御部５５は、エンジン１０が低トルクを出力不可能と判定する（ステップＳ１５３）。一方、ＥＧＲが不実行であると判定された場合、ハイブリッド制御部５５は、ドライバが高出力を要求していないか否かを判定する（ステップＳ１５２）。ドライバが高出力を要求していないか否かは、例えば、アクセル開度センサ７０によって検出されたアクセル開度によって判定することができる。
ドライバが高出力を要求していないと判定されなかった場合、これは、バッテリ６０の消費量が大きい、もしくは将来的に大きくなり、エンジン１０によるトルクの減少分をバッテリ６０が補う余裕が小さいことを意味する。そのため、ハイブリッド制御部５５は、エンジン１０が低トルクを出力不可能と判定する。
一方、ドライバが高出力を要求していないと判定された場合、これは、バッテリ６０の消費量が小さい、もしくは将来的に小さくなり、エンジン１０によるトルクの減少分をバッテリ６０が補う余裕が大きいことを意味する。そのため、ハイブリッド制御部５５は、エンジン１０が低トルクを出力可能と判定する（ステップＳ１５４）。これにより、図８のフローチャートの処理が終了する。
次に、図９を参照して、本実施形態の例示的な場面においてエンジン１０が出力するトルクの推移を説明する。図９は、ＥＧＲの実行状況およびバッテリ６０の出力に応じて、エンジン１０が出力するトルクの推移の一例を示すタイミングチャートである。上記のフローチャートと同様に、図９の場面は、車両ＭがＥＣＶＴモードにあることを前提とする。さらに、車両Ｍに対する要求出力は一定と仮定する。
まず、時刻ｔ１以前において、ＥＧＲが実行されており、バッテリ６０の出力は閾値Ｔｈ以上であり、エンジン１０は、第１燃費最適動作線ＴＳＬ１上における回転数およびトルクを出力している。次に、時刻ｔ１において、ＥＧＲが停止される。このとき、バッテリ６０の出力は閾値Ｔｈ以上であるため、制御装置５０は、トルクを第２燃費最適動作線ＴＳＬ２における元の回転数に対応する値に変更し、不足した出力に相当する電力をバッテリ６０に出力させるアシスト運転を実行する。
次に、時刻ｔ２において、バッテリ６０を使用したアシスト運転の結果、バッテリ６０の出力が閾値Ｔｈ未満になる。このとき、制御装置５０は、トルクをｔ１以前の値に戻し、非アシスト運転を実行する。すなわち、エンジン１０の回転数およびトルクは第１燃費最適動作線ＴＳＬ１上に設定され、要求出力は満たすものの、燃費は非効率となる。次に、時刻ｔ３において、ＥＧＲが再開される。このとき、エンジン１０の回転数およびトルクは第１燃費最適動作線ＴＳＬ１上にあるため、要求出力を満たし、かつ燃費は効率的となる。
次に、時刻ｔ４において、ＥＧＲが再度、停止される。このとき、バッテリ６０の出力は閾値Ｔｈ未満であるため、制御装置５０は、トルクと回転数の組み合わせを第１燃費最適動作線ＴＳＬ１上に維持する非アシスト運転を実行する。次に、時刻ｔ５において、バッテリ６０の出力が閾値Ｔｈ以上となったため、制御装置５０は、トルクを第２燃費最適動作線ＴＳＬ２における元の回転数に対応する値に変更し、不足した出力に相当する電力をバッテリ６０に出力させるアシスト運転を実行する。
以上の通り説明した実施形態によれば、ＥＧＲが停止された場合、バッテリ６０の出力が閾値以上であるときには第２燃費最適動作線にしたがうアシスト運転を実行する一方、バッテリ６０の出力が閾値未満であるときには第１燃費最適動作線にしたがう非アシスト運転を実行し、その後、再度、閾値以上となったときに、非アシスト運転をアシスト運転に切り替える。これにより、内燃機関の動作ポイントに関わらず内燃機関の動作線を切り換え可能としつつ、乗員が感じる違和感を低減することができる。
上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、内燃機関と、前記内燃機関によって回転可能な発電機と、前記発電機の回転により発電された電力を保存するバッテリと、前記バッテリから電力を供給され、駆動輪に駆動力を出力する電動機と、を備える車両について、前記内燃機関と前記駆動輪とが機械的に連結しない状態で前記内燃機関が動作している場合において、前記内燃機関によって排出された排気を前記内燃機関に循環させる排気再循環を行っており、かつ前記内燃機関の回転数およびトルクを、前記排気再循環を考慮した第１燃費最適動作線と要求出力とに基づく第１回転数および第１トルクに設定して前記内燃機関を動作させる第１状態から、前記排気再循環を行わない第２状態に切り替わるときに、前記内燃機関の回転数を、前記排気再循環を考慮しない第２燃費最適動作線と要求出力とに基づく第２回転数よりも前記第１回転数に近い回転数に設定すると共に、前記内燃機関のトルクを前記第１トルクよりも小さい第２トルクに設定して前記内燃機関を動作させ、前記バッテリに前記第１トルクに対して不足する出力に相当する電力を出力させるアシスト運転を行うか、前記内燃機関の回転数およびトルクを、前記第１回転数および前記第１トルクに設定して前記内燃機関を動作させることを継続する非アシスト運転を行うかを、少なくとも前記バッテリの充電状態に基づいて決定し、前記第１燃費最適動作線は前記第２燃費最適動作線よりも同じ回転数に対してより大きいトルクを示す、制御装置。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
１０ エンジン
１２ 第１モータ
１４ ロックアップクラッチ
１６ ギアボックス
１８ 第２モータ
２０ ブレーキ装置
３０ ＰＣＵ
３２ 第１変換器
３４ 第２変換器
４０ ＶＣＵ
５０ 制御装置
６０ バッテリ
７０ アクセル開度センサ
７２ 車速センサ
７４ ブレーキ踏量センサ

Claims (6)

  1. 内燃機関と、前記内燃機関によって回転可能な発電機と、前記発電機の回転により発電された電力を保存するバッテリと、前記バッテリから電力を供給され、駆動輪に駆動力を出力する電動機と、を備える車両の制御装置であって、
    前記内燃機関と前記駆動輪とが機械的に連結しない状態で前記内燃機関が動作している場合において、前記内燃機関によって排出された排気を前記内燃機関に循環させる排気再循環を行っており、かつ前記内燃機関の回転数およびトルクを、前記排気再循環を考慮した第１燃費最適動作線と要求出力とに基づく第１回転数および第１トルクに設定して前記内燃機関を動作させる第１状態から、前記排気再循環を行わない第２状態に切り替わるときに、
    前記内燃機関の回転数を、前記排気再循環を考慮しない第２燃費最適動作線と要求出力とに基づく第２回転数よりも前記第１回転数に近い回転数に設定すると共に、前記内燃機関のトルクを前記第１トルクよりも小さい第２トルクに設定して前記内燃機関を動作させ、前記バッテリに出力させる電力を、前記第２トルクと前記第１回転数に近い回転数とによって定まる電力が前記要求出力に対して不足する分、前記第１状態に比して増加させるアシスト運転を行うか、
    前記内燃機関の回転数およびトルクを、前記第１回転数および前記第１トルクに設定して前記内燃機関を動作させることを継続する非アシスト運転を行うかを、少なくともバッテリ出力に基づいて決定し、
    前記第１燃費最適動作線は前記第２燃費最適動作線よりも同じ回転数に対してより大きいトルクを示す、
    制御装置。
  2. 前記バッテリ出力は充電率と温度から算出され、
    前記バッテリ出力が閾値以上となったときに前記アシスト運転を行うと決定し、前記バッテリ出力が前記閾値未満となったときに前記非アシスト運転を行うと決定する、
    請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記バッテリ出力が前記閾値未満となり、前記非アシスト運転が行われていた後、前記バッテリ出力が前記閾値以上となった場合、前記非アシスト運転を前記アシスト運転に切り替える、
    請求項２に記載の制御装置。
  4. 前記アシスト運転は、前記内燃機関の回転数を前記第１回転数に設定するものである、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
  5. 前記第２トルクは、前記第２燃費最適動作線における前記第１回転数に対応するトルクである、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置。
  6. 内燃機関と、
    前記内燃機関によって回転可能な発電機と、
    前記発電機の回転により発電された電力を保存するバッテリと、
    前記バッテリから電力を供給され、駆動輪に駆動力を出力する電動機と、
    制御装置と、を備える車両であって、
    前記制御装置は、前記内燃機関と前記駆動輪とが機械的に連結しない状態で前記内燃機関が動作している場合において、前記内燃機関によって排出された排気を前記内燃機関に循環させる排気再循環を行っており、かつ前記内燃機関の回転数およびトルクを、前記排気再循環を考慮した第１燃費最適動作線と要求出力とに基づく第１回転数および第１トルクに設定して前記内燃機関を動作させる第１状態から、前記排気再循環を行わない第２状態に切り替わるときに、
    前記内燃機関の回転数を、前記排気再循環を考慮しない第２燃費最適動作線と要求出力とに基づく第２回転数よりも前記第１回転数に近い回転数に設定すると共に、前記内燃機関のトルクを前記第１トルクよりも小さい第２トルクに設定して前記内燃機関を動作させ、前記バッテリに出力させる電力を、前記第２トルクと前記第１回転数に近い回転数とによって定まる電力が前記要求出力に対して不足する分、前記第１状態に比して増加させるアシスト運転を行うか、
    前記内燃機関の回転数およびトルクを、前記第１回転数および前記第１トルクに設定して前記内燃機関を動作させることを継続する非アシスト運転を行うかを、少なくとも前記バッテリ出力に基づいて決定し、
    前記第１燃費最適動作線は前記第２燃費最適動作線よりも同じ回転数に対してより大きいトルクを示す、車両。
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