JP7252996B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

シリーズ方式のハイブリッド電気自動車（Hybrid Electrical Vehicle）は、内燃機関によって発電機を駆動し、発電された電力によって電動機を駆動することで走行する。このため、発電が必要なときに、効率が最も高くなる動作点で内燃機関を定常運転すれば、燃費は向上する。しかし、定常運転される内燃機関の運転音は、アクセルペダルに対するドライバーの操作や車両の速度（すなわち車速）が変化しても変わらない。この点に、内燃機関と変速機とを有する車両に慣れ親しんだドライバーは違和感を持ち、車両の商品性も高くは望めない。このため、シリーズ方式のハイブリッド電気自動車であっても、ドライバーが自然なフィーリングを得られる商品性の高い車両が望まれていた。

特許文献１には、シリーズ走行が可能な車両において、駆動輪の回転数（すなわち車速）の増加に伴って、内燃機関（エンジン）の回転数を下限回転数と上限回転数の間で増減させるようにした技術が開示されている。特許文献１によれば、シリーズ走行中の加速時には、あたかも内燃機関と変速機とを有する車両のように、車速と内燃機関の運転音とが連動した自然なフィーリングをドライバーに提供することが可能となる。

国際公開第２０１９／００３４４３号

しかしながら、従来技術にあっては、シリーズ走行中の減速時の内燃機関の回転数については十分に検討されておらず、この点に改善の余地があった。例えば、車両が減速しているにもかかわらず、内燃機関の回転数が低下せずに高いままであると（以下、高止まりともいう）、ドライバーに違和感を与え、車両の商品性の低下につながり得る。

本発明は、発電機によって発電された電力を電動機に供給し、電動機が駆動輪を駆動することによって走行するシリーズ走行が可能な車両において、シリーズ走行中の減速時に内燃機関の回転数が高止まりするのを適切に抑制することが可能な車両制御装置を提供する。

本発明は、
内燃機関と、前記内燃機関によって駆動される発電機と、駆動輪と連結されて前記発電機から電力が供給されることによって前記駆動輪を駆動可能な電動機と、を備え、前記発電機によって発電された電力を前記電動機に供給し、前記電動機が前記駆動輪を駆動することによって走行するシリーズ走行が可能な車両を制御する車両制御装置であって、
前記内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行可能であり、
前記車両が前記シリーズ走行しているときに、前記車両の走行状態に基づき、前記内燃機関の回転数が所定の目標回転数となるように制御し、
前記車両が前記シリーズ走行しており、且つ減速要求があるときには、前記内燃機関の回転数と前記目標回転数との回転数差に応じて前記燃料カット制御を実行することによって前記内燃機関の回転数を低下させる。

本発明によれば、発電機によって発電された電力を電動機に供給し、電動機が駆動輪を駆動することによって走行するシリーズ走行が可能な車両において、シリーズ走行中の減速時に内燃機関の回転数が高止まりするのを適切に抑制することが可能な車両制御装置を提供できる。

本発明の一実施形態の制御装置を備える車両の概略構成を示す図である。 各走行モードの内容を示す図である。 ハイブリッド走行モードにおける加速時のエンジン回転数の制御例を示す図である。 本実施形態の制御装置が燃料カット制御を実行する場合と実行しない場合との例を示す図である。 ハイブリッド走行モードにおけるエンジン回転数の制御例を示す図である。

以下、本発明の車両制御装置の一実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

まず、図１を参照して、本発明の車両制御装置の一実施形態である制御装置１００を備える車両１について説明する。図１に示すように、本実施形態の車両１は、車両１の駆動力を出力する駆動装置１０と、駆動装置１０を含む車両１全体の制御を司る制御装置１００と、を備える。

［駆動装置］
図１に示すように、駆動装置１０は、本発明における内燃機関の一例であるエンジンＥＮＧと、本発明における発電機の一例であるジェネレータＧＥＮと、本発明における電動機の一例であるモータＭＯＴと、変速機Ｔと、これらジェネレータＧＥＮ、モータＭＯＴ、及び変速機Ｔを収容するケース１１と、を備える。モータＭＯＴ及びジェネレータＧＥＮは、車両１が備えるバッテリＢＡＴに接続されており、バッテリＢＡＴからの電力供給と、バッテリＢＡＴへのエネルギー回生が可能となっている。

［変速機］
ケース１１には、軸方向に沿ってエンジンＥＮＧ側から、変速機Ｔを収容する変速機収容室１１ａと、モータＭＯＴ及びジェネレータＧＥＮを収容するモータ収容室１１ｂとが設けられる。

変速機収容室１１ａには、互いに平行に配置された入力軸２１、ジェネレータ軸２３、モータ軸２５、及びカウンタ軸２７と、デファレンシャル機構Ｄと、が収容されている。

入力軸２１は、エンジンＥＮＧのクランク軸１２と同軸上に並べて配置されている。クランク軸１２の駆動力は、不図示のダンパを介して入力軸２１に伝達されるようになっている。入力軸２１には、ジェネレータ用ギヤ列Ｇｇを構成するジェネレータドライブギヤ３２が設けられている。

入力軸２１には、ジェネレータドライブギヤ３２に対し、エンジン側に第１クラッチＣＬ１を介して低速側エンジン用ギヤ列ＧＬｏを構成する低速側ドライブギヤ３４が設けられ、エンジン側とは反対側（以下、モータ側という）に高速側エンジン用ギヤ列ＧＨｉを構成する高速側ドライブギヤ３６が設けられている。第１クラッチＣＬ１は、入力軸２１と低速側ドライブギヤ３４とを係脱可能に連結するための油圧クラッチであり、いわゆる多板式の摩擦型クラッチである。

ジェネレータ軸２３には、ジェネレータドライブギヤ３２と噛合するジェネレータドリブンギヤ４０が設けられている。入力軸２１のジェネレータドライブギヤ３２とジェネレータ軸２３のジェネレータドリブンギヤ４０とで、入力軸２１の回転をジェネレータ軸２３に伝達するためのジェネレータ用ギヤ列Ｇｇが構成されている。ジェネレータ軸２３のモータ側には、ジェネレータＧＥＮが配置されている。ジェネレータＧＥＮは、ジェネレータ軸２３に固定されたロータＲと、ケース１１に固定されてロータＲの外径側に対向配置されたステータＳと、を備えて構成されている。

入力軸２１の回転がジェネレータ用ギヤ列Ｇｇを介してジェネレータ軸２３に伝達されることで、ジェネレータ軸２３の回転でジェネレータＧＥＮのロータＲが回転する。これにより、エンジンＥＮＧの駆動時には、入力軸２１から入力されたエンジンＥＮＧの動力をジェネレータＧＥＮで電力に変換することができる。

モータ軸２５には、モータ用ギヤ列Ｇｍを構成するモータドライブギヤ５２が設けられている。モータ軸２５には、モータドライブギヤ５２よりもモータ側に、モータＭＯＴが配置されている。モータＭＯＴは、モータ軸２５に固定されたロータＲと、ケース１１に固定されてロータＲの外径側に対向配置されたステータＳと、を備えて構成される。

カウンタ軸２７には、エンジン側から順に、低速側ドライブギヤ３４と噛合する低速側ドリブンギヤ６０と、デファレンシャル機構Ｄのリングギヤ７０と噛合する出力ギヤ６２と、第２クラッチＣＬ２を介して入力軸２１の高速側ドライブギヤ３６と噛合する高速側ドリブンギヤ６４と、モータ軸２５のモータドライブギヤ５２と噛合するモータドリブンギヤ６６とが設けられている。第２クラッチＣＬ２は、カウンタ軸２７と高速側ドリブンギヤ６４とを係脱可能に連結するための油圧クラッチであり、いわゆる多板式の摩擦型クラッチである。

入力軸２１の低速側ドライブギヤ３４とカウンタ軸２７の低速側ドリブンギヤ６０とで、入力軸２１の回転をカウンタ軸２７に伝達するための低速側エンジン用ギヤ列ＧＬｏが構成されている。また、入力軸２１の高速側ドライブギヤ３６とカウンタ軸２７の高速側ドリブンギヤ６４とで、入力軸２１の回転をカウンタ軸２７に伝達するための高速側エンジン用ギヤ列ＧＨｉが構成されている。ここで、低速側ドライブギヤ３４と低速側ドリブンギヤ６０とを含む低速側エンジン用ギヤ列ＧＬｏは、高速側ドライブギヤ３６と高速側ドリブンギヤ６４とを含む高速側エンジン用ギヤ列ＧＨｉよりも減速比が大きい。

したがって、エンジンＥＮＧの駆動時に第１クラッチＣＬ１を締結し且つ第２クラッチＣＬ２を解放することで、エンジンＥＮＧの駆動力が大きい減速比で低速側エンジン用ギヤ列ＧＬｏを介してカウンタ軸２７に伝達される。一方、エンジンＥＮＧの駆動時に第１クラッチＣＬ１を解放し且つ第２クラッチＣＬ２を締結することで、エンジンＥＮＧの駆動力が小さい減速比で高速側エンジン用ギヤ列ＧＨｉを介してカウンタ軸２７に伝達される。なお、第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２が同時に締結されることはない。

また、モータ軸２５のモータドライブギヤ５２とカウンタ軸２７のモータドリブンギヤ６６とで、モータ軸２５の回転をカウンタ軸２７に伝達するためのモータ用ギヤ列Ｇｍが構成されている。モータＭＯＴのロータＲが回転すると、モータ軸２５の回転がモータ用ギヤ列Ｇｍを介してカウンタ軸２７に伝達される。これにより、モータＭＯＴの駆動時には、モータＭＯＴの駆動力がモータ用ギヤ列Ｇｍを介してカウンタ軸２７に伝達される。

また、カウンタ軸２７の出力ギヤ６２とデファレンシャル機構Ｄのリングギヤ７０とで、カウンタ軸２７の回転をデファレンシャル機構Ｄへ伝達するためのファイナルギヤ列Ｇｆが構成されている。したがって、モータ用ギヤ列Ｇｍを介してカウンタ軸２７に入力されたモータＭＯＴの駆動力、低速側エンジン用ギヤ列ＧＬｏを介してカウンタ軸２７に入力されたエンジンＥＮＧの駆動力、及び高速側エンジン用ギヤ列ＧＨｉを介してカウンタ軸２７に入力されたエンジンＥＮＧの駆動力は、ファイナルギヤ列Ｇｆを介してデファレンシャル機構Ｄに伝達され、デファレンシャル機構Ｄから車軸ＤＳに伝達される。これにより、車軸ＤＳの両端に設けられた一対の駆動輪ＤＷを介して、車両１が走行するための駆動力が出力される。

このように構成された駆動装置１０は、モータＭＯＴの駆動力を車軸ＤＳ（すなわち駆動輪ＤＷ）に伝達させる動力伝達経路と、エンジンＥＮＧの駆動力を車軸ＤＳに伝達させる低速側の動力伝達経路と、エンジンＥＮＧの駆動力を車軸ＤＳに伝達させる高速側の動力伝達経路と、を有している。これにより、駆動装置１０を搭載した車両１は、後述するように、モータＭＯＴが出力した動力によって走行するＥＶ走行モードやハイブリッド走行モード、エンジンＥＮＧが出力した動力によって走行する低速側エンジン走行モードや高速側エンジン走行モードといった複数の走行モードをとり得る。

制御装置１００は、車両１が備える各種センサ（不図示）から受け付けた検出信号等に基づいて車両１に関する車両情報を取得し、取得した車両情報に基づいて駆動装置１０を制御する。車両１が備えるセンサとしては、車軸ＤＳの回転数を検出する車速センサ、車両１のアクセルペダルに対する操作量を検出するアクセルポジションセンサ（以下、ＡＰセンサともいう）、車両１のブレーキペダルに対する操作量を検出するブレーキセンサ、エンジンＥＮＧの回転数（以下、エンジン回転数ともいう）を検出するエンジン回転数センサ、バッテリＢＡＴの状態（例えば、バッテリＢＡＴの端子間電圧、充放電電流、温度）を検出するバッテリセンサ等を挙げることができる。

車両情報は、車両１の走行状態を示す情報を含む。車両１の走行状態としては、車両１の速度（以下、車速ともいう）、車両１が備えるアクセルペダルに対する操作量（すなわちアクセルポジション）を示すＡＰ開度、車両１の走行に要求される駆動力（以下、要求駆動力ともいう）、エンジン回転数等を挙げることができる。

車速は、車速センサからの検出信号に基づき取得することができる。ＡＰ開度は、ＡＰセンサからの検出信号に基づき取得することができる。エンジン回転数は、エンジン回転数センサからの検出信号に基づき取得することができる。要求駆動力は、車速やＡＰ開度等に基づき導出することができる。

また、車両情報は、車両１が備えるバッテリＢＡＴに関するバッテリ情報をさらに含む。バッテリ情報は、バッテリＢＡＴの残容量であるＳＯＣ（state of charge：充電率）を示す情報を含む。バッテリＢＡＴのＳＯＣのことを、以下、バッテリＳＯＣともいう。バッテリＳＯＣは、バッテリセンサからの検出信号（例えば、バッテリＢＡＴの端子間電圧や充放電電流）に基づき導出することができる。また、バッテリ情報には、バッテリセンサによって検出されたバッテリＢＡＴの端子間電圧、充放電電流、温度等の情報が含まれていてもよい。

制御装置１００は、車両情報（すなわち車両１の走行状態やバッテリ情報）に基づいて駆動装置１０を制御することで、車両１がとり得る複数の走行モード（後述）のうちのいずれかの走行モードによって車両１を走行させる。駆動装置１０の制御に際し、制御装置１００は、例えば、エンジンＥＮＧへの燃料の供給を制御することでエンジンＥＮＧの駆動を制御したり、ジェネレータＧＥＮやバッテリＢＡＴからモータＭＯＴへの電力の供給を制御することでモータＭＯＴの駆動を制御したり、ジェネレータＧＥＮのコイルに流れる界磁電流等を制御することでジェネレータＧＥＮの発電を制御したりする。

さらに、制御装置１００は、駆動装置１０の制御に際し、第１クラッチＣＬ１を動作させる不図示のアクチュエータを制御することで第１クラッチＣＬ１を解放したり締結したりする。同様に、制御装置１００は、第２クラッチＣＬ２を動作させる不図示のアクチュエータを制御することで第２クラッチＣＬ２を解放したり締結したりする。

このように、制御装置１００は、エンジンＥＮＧ、ジェネレータＧＥＮ、モータＭＯＴ、第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２を制御することで、後述する複数の走行モードのうちのいずれかの走行モードによって車両１を走行させることができる。

また、制御装置１００は、エンジンＥＮＧへの燃料供給を停止する燃料カット制御を実行可能に構成される。制御装置１００は、車両１の製造者等により予め設定された実行条件が成立すると、燃料カット制御を実行する。また、制御装置１００は、例えば、後述の燃料カット制御禁止フラグをオンに設定することで、一時的に燃料カット制御を実行しないようにすることも可能である。制御装置１００により燃料カット制御が実行される場合と実行されない場合との一例については後述する。

なお、制御装置１００は、例えば、プロセッサ、メモリ、インターフェース等を備えるＥＣＵ（Electronic Control Unit）によって実現される。

[車両がとり得る走行モード]
つぎに、図２に示す走行モードテーブルＴａ１を参照して、車両１がとり得る走行モードについて説明する。図２に示すように、車両１は、ＥＶ走行モードと、ハイブリッド走行モードと、低速側エンジン走行モードと、高速側エンジン走行モードと、をとり得る。

［ＥＶ走行モード］
ＥＶ走行モードは、モータＭＯＴに対してバッテリＢＡＴから電力を供給し、この電力に応じてモータＭＯＴが出力した動力によって車両１を走行させる走行モードである。

具体的に説明すると、ＥＶ走行モードの場合、制御装置１００は、第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２をともに解放する。また、ＥＶ走行モードの場合、制御装置１００は、エンジンＥＮＧへの燃料の噴射を停止して、エンジンＥＮＧからの動力の出力を停止させる。そして、ＥＶ走行モードの場合、制御装置１００は、モータＭＯＴに対してバッテリＢＡＴから電力を供給し、この電力に応じた動力をモータＭＯＴに出力させる（モータ「バッテリ駆動」と図示）。これにより、ＥＶ走行モードでは、バッテリＢＡＴから供給された電力に応じてモータＭＯＴが出力した動力によって車両１が走行する。

なお、ＥＶ走行モードでは、前述したように、エンジンＥＮＧからの動力の出力が停止され、且つ第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２がともに解放される。したがって、ＥＶ走行モードでは、ジェネレータＧＥＮに対して動力が入力されず、ジェネレータＧＥＮによる発電は行われない（ジェネレータ「発電停止」と図示）。

［ハイブリッド走行モード］
ハイブリッド走行モードは、モータＭＯＴに対して少なくともジェネレータＧＥＮから電力を供給し、この電力に応じてモータＭＯＴが出力した動力によって車両１を走行させる走行モードである。このハイブリッド走行モードは、ジェネレータＧＥＮによって発電された電力をモータＭＯＴに供給し、モータＭＯＴが駆動輪ＤＷを駆動することによって車両１が走行するシリーズ走行の一例である。

具体的に説明すると、ハイブリッド走行モードの場合、制御装置１００は、第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２をともに解放する。また、ハイブリッド走行モードの場合、制御装置１００は、エンジンＥＮＧへの燃料の噴射を行って、エンジンＥＮＧから動力を出力させる。エンジンＥＮＧから出力された動力は、ジェネレータ用ギヤ列Ｇｇを介してジェネレータＧＥＮに入力される。これにより、ジェネレータＧＥＮによる発電が行われる。

そして、ハイブリッド走行モードの場合、制御装置１００は、ジェネレータＧＥＮが発電した電力をモータＭＯＴに供給し、この電力に応じた動力をモータＭＯＴに出力させる（モータ「ジェネレータ駆動」と図示）。ジェネレータＧＥＮからモータＭＯＴに供給される電力は、バッテリＢＡＴからモータＭＯＴに供給される電力よりも大きい。したがって、ハイブリッド走行モードでは、ＥＶ走行モードに比べて、モータＭＯＴから出力される動力（モータＭＯＴの駆動力）を大きくすることができ、車両１の駆動力として大きな駆動力を得ることができる。

なお、ハイブリッド走行モードの場合、制御装置１００は、必要に応じてバッテリＢＡＴからの電力もモータＭＯＴに供給し得る。すなわち、制御装置１００は、ハイブリッド走行モードにおいて、ジェネレータＧＥＮ及びバッテリＢＡＴの双方からモータＭＯＴに電力を供給し得る。これにより、ジェネレータＧＥＮのみによってモータＭＯＴに電力を供給する場合に比べて、モータＭＯＴに供給される電力を増加させることができるので、モータＭＯＴから出力される動力をより大きくすることができ、車両１の駆動力として一層と大きな駆動力を得ることができる。

例えば、車速が０（ゼロ）であるときから所定の速度に達するまでの速度域においては、このハイブリッド走行モードが、車両１がとり得る走行モードのうちで車両１の駆動力として最も大きな駆動力を得ることができる走行モードとなっている。したがって、制御装置１００は、例えば、停止している車両１を発進させるとともに速やかに加速させるような状況にあっては、車両１の加速性能を確保する観点から、ハイブリッド走行モードによって車両１を走行させる。

［低速側エンジン走行モード］
低速側エンジン走行モードは、エンジンＥＮＧが出力した動力を、低速側の動力伝達経路によって駆動輪ＤＷに伝達して車両１を走行させる走行モードである。

具体的に説明すると、低速側エンジン走行モードの場合、制御装置１００は、エンジンＥＮＧへの燃料の噴射を行って、エンジンＥＮＧから動力を出力させる。また、低速側エンジン走行モードの場合、制御装置１００は、第１クラッチＣＬ１を締結する一方、第２クラッチＣＬ２を解放する。これにより、低速側エンジン走行モードでは、エンジンＥＮＧから出力された動力が、低速側エンジン用ギヤ列ＧＬｏ、ファイナルギヤ列Ｇｆ及びデファレンシャル機構Ｄを介して、駆動輪ＤＷに伝達され、車両１が走行する。

また、低速側エンジン走行モードの場合、エンジンＥＮＧから出力された動力は、ジェネレータ用ギヤ列Ｇｇを介してジェネレータＧＥＮにも入力されるが、ジェネレータＧＥＮによる発電は行われないように制御される。例えば、低速側エンジン走行モードでは、ジェネレータＧＥＮとバッテリＢＡＴとの間の電力伝達経路に設けられたスイッチング素子（例えばジェネレータＧＥＮとバッテリＢＡＴとの間に設けられたインバータ装置のスイッチング素子）がオフとされることで、ジェネレータＧＥＮによる発電は行われないように制御される。これにより、低速側エンジン走行モードでは、ジェネレータＧＥＮが発電を行うことにより生じる損失を低減できるとともに、ジェネレータＧＥＮ等の発熱量を減少させることができる。また、低速側エンジン走行モードにおいて、車両１の制動時には、モータＭＯＴによる回生発電を行って、発電された電力によりバッテリＢＡＴを充電するようにしてもよい。

また、低速側エンジン走行モードの場合、制御装置１００は、必要に応じてバッテリＢＡＴからの電力をモータＭＯＴに供給し得る。これにより、低速側エンジン走行モードでは、バッテリＢＡＴから供給された電力によってモータＭＯＴが出力した動力も用いて車両１を走行させることができ、エンジンＥＮＧの動力のみによって車両１を走行させる場合に比べて、車両１の駆動力として一層と大きな駆動力を得ることができる。

［高速側エンジン走行モード］
高速側エンジン走行モードは、エンジンＥＮＧが出力した動力を、高速側の動力伝達経路によって駆動輪ＤＷに伝達して車両１を走行させる走行モードである。

具体的に説明すると、高速側エンジン走行モードの場合、制御装置１００は、エンジンＥＮＧへの燃料の噴射を行って、エンジンＥＮＧから動力を出力させる。また、高速側エンジン走行モードの場合、制御装置１００は、第２クラッチＣＬ２を締結する一方、第１クラッチＣＬ１を解放する。これにより、高速側エンジン走行モードでは、エンジンＥＮＧから出力された動力が、高速側エンジン用ギヤ列ＧＨｉ、ファイナルギヤ列Ｇｆ及びデファレンシャル機構Ｄを介して、駆動輪ＤＷに伝達され、車両１が走行する。

また、高速側エンジン走行モードの場合も、エンジンＥＮＧから出力された動力は、ジェネレータ用ギヤ列Ｇｇを介してジェネレータＧＥＮにも入力されるが、ジェネレータＧＥＮによる発電は行われないように制御される。これにより、高速側エンジン走行モードでは、ジェネレータＧＥＮが発電を行うことにより生じる損失を低減できるとともに、ジェネレータＧＥＮ等の発熱量を減少させることができる。また、高速側エンジン走行モードにおいても、車両１の制動時には、モータＭＯＴによる回生発電を行って、発電された電力によりバッテリＢＡＴを充電するようにしてもよい。

また、高速側エンジン走行モードの場合、制御装置１００は、必要に応じてバッテリＢＡＴからの電力をモータＭＯＴに供給し得る。これにより、高速側エンジン走行モードでは、バッテリＢＡＴから供給された電力によってモータＭＯＴが出力した動力も用いて車両１を走行させることができ、エンジンＥＮＧの動力のみによって車両１を走行させる場合に比べて、車両１の駆動力として一層と大きな駆動力を得ることができる。

［ハイブリッド走行モードにおける加速時のエンジン回転数］
つぎに、図３を参照して、ハイブリッド走行モードにおける加速時のエンジン回転数について説明する。なお、図３において、縦軸はエンジン回転数［ｒｐｍ］を示し、横軸は車速［ｋｍ／ｈ］を示している。

図３に示すエンジン回転数Ｎｅ１は、ハイブリッド走行モードにおける加速時のエンジン回転数である。エンジン回転数Ｎｅ１に示すように、ハイブリッド走行モードにおける加速時には、制御装置１００は、予め定められた上限回転数ＮｅＨと下限回転数ＮｅＬとの間で変動させるようにエンジン回転数を制御する。上限回転数ＮｅＨは、エンジン回転数を増加させる際の目標回転数であり、本発明における第１目標回転数の一例である。また、下限回転数ＮｅＬは、エンジン回転数を低下させる際の目標回転数であり、本発明における第２目標回転数の一例である。なお、図３に示すように、下限回転数ＮｅＬは、上限回転数ＮｅＨよりも小さい。

具体的に説明すると、ハイブリッド走行モードの場合に、制御装置１００は、まず、車速及びエンジン回転数がともに０（ゼロ）の状態から予め定められた増加率ａ１で、車速の増加に伴いエンジン回転数を増加させていく。そして、エンジン回転数がそのときの車速に対応する上限回転数ＮｅＨに達すると、そのときの車速に対応する下限回転数ＮｅＬまでエンジン回転数を低下させる。その後、制御装置１００は、この下限回転数ＮｅＬから再び車速の増加に伴ってエンジン回転数を増加させていく。ただし、この際には、増加率ａ１よりも小さい増加率ａ２でエンジン回転数を増加させていく。

以降同様にして、制御装置１００は、上限回転数ＮｅＨに達すると下限回転数ＮｅＬまでエンジン回転数を低下させ、その度に増加率ａ３、増加率ａ４、増加率ａ５と増加率を変化させながら、車速の増加に伴ってエンジン回転数を増加させる。なお、ここで、増加率ａ２＞増加率ａ３＞増加率ａ４＞増加率ａ５である。

ハイブリッド走行モードでは、前述したように第１クラッチＣＬ１及び第２クラッチＣＬ２がともに解放されるため、車速にかかわらずエンジン回転数を任意に設定することができる。しかしながら、このように車速の増加に伴って上限回転数ＮｅＨと下限回転数ＮｅＬとの間で変動させるようにエンジン回転数を制御することで、あたかも有段変速機による変速が行われているかのような車速に連動した自然なエンジンＥＮＧの運転音の変化をドライバーに体感させることができる。なお、このように車速の増加に伴って上限回転数ＮｅＨと下限回転数ＮｅＬとの間でエンジン回転数を変動させる制御を、以下、疑似変速回転数制御ともいう。

ところで、車両１がハイブリッド走行モードによって走行しているときにエンジン回転数を低下させる方法としては、ジェネレータＧＥＮを駆動するために必要となる駆動力（以下、発電トルクともいう）を大きくすることでエンジンＥＮＧの負荷を大きくする方法と、前述した燃料カット制御を実行することによりエンジンＥＮＧへの燃料供給を停止する方法と、がある。

疑似変速回転数制御によってエンジン回転数を低下させる場合、すなわち、ハイブリッド走行モードにおける加速時にエンジン回転数を低下させる場合、制御装置１００は、発電トルクを大きくすることによってエンジン回転数を低下させる。換言すると、制御装置１００は、ハイブリッド走行モードにおける加速時にエンジン回転数を低下させるにあたっては燃料カット制御を実行しない。

発電トルクを大きくすることによってエンジン回転数を低下させた場合には、燃料カット制御によってエンジン回転数を低下させた場合よりも、エンジン回転数の低下直後から、必要に応じてエンジン回転数を速やかに上昇させることが可能である。換言すると、燃料カット制御によってエンジン回転数を低下させた場合、エンジン回転数の低下直後にエンジン回転数の上昇が必要となると、その上昇に遅れが生じ得る。

したがって、制御装置１００は、疑似変速回転数制御によってエンジン回転数を低下させる場合、すなわち、ハイブリッド走行モードにおける加速時にエンジン回転数を低下させる場合には、発電トルクを大きくすることによってエンジン回転数を低下させる。これにより、制御装置１００は、エンジン回転数を低下させた直後のエンジン回転数の上昇遅れを抑制しつつ、エンジン回転数を低下させることができる。すなわち、制御装置１００は、エンジン回転数を低下させた直後からエンジン回転数を速やかに上昇させることができるので、車両１の応答性を確保しつつ、前述の疑似変速回転数制御を実現でき、あたかも有段変速機による変速が行われているかのような車速に連動した自然なエンジンＥＮＧの運転音の変化をドライバーに体感させることが可能となる。

また、図３に示すエンジン回転数Ｎｅ２は、低速側エンジン走行モードにおけるエンジン回転数の一例である。前述したように、低速側エンジン走行モードでは、エンジンＥＮＧと車軸ＤＳ（即ち駆動輪ＤＷ）とが機械的に接続される。このため、エンジン回転数Ｎｅ２に示すように、エンジン回転数と車速とは線形に対応する。具体的に、本実施形態では、低速側エンジン走行モードの場合に、車速の増加に伴ってエンジン回転数が増加率ａ１１で増加する。例えば、ここで、増加率ａ２＞増加率ａ１１＞増加率ａ３である。

また、図３に示すエンジン回転数Ｎｅ３は、高速側エンジン走行モードにおけるエンジン回転数の一例である。前述したように、高速側エンジン走行モードでは、低速側エンジン走行モードと同様、エンジンＥＮＧと車軸ＤＳとが機械的に接続される。このため、エンジン回転数Ｎｅ３に示すように、エンジン回転数と車速とは線形に対応する。具体的に、本実施形態では、高速側エンジン走行モードの場合に、車速の増加に伴ってエンジン回転数が増加率ａ１２で増加する。例えば、ここで、増加率ａ４＞増加率ａ１２＞増加率ａ５である。

なお、図３では、便宜上、車速が０（ゼロ）の状態のエンジン回転数Ｎｅ２及びエンジン回転数Ｎｅ３も図示しているが、実際には車速が０（ゼロ）のときに低速側エンジン走行モードや高速側エンジン走行モードとなることはなくてもよい。

［ハイブリッド走行モードにおける減速時のエンジン回転数］
車速に連動した自然なエンジンＥＮＧの運転音の変化をドライバーに体感させる観点から、ハイブリッド走行モードにおける減速時にはエンジン回転数も低下することが好ましい。

前述したように、発電トルクを大きくすることで、エンジン回転数を低下させた直後のエンジン回転数の上昇遅れを抑制しつつ、エンジン回転数を低下させることが可能である。しかしながら、ハイブリッド走行モードにおける減速時には、加速時とは異なり、モータＭＯＴによる回生発電が行われるため、発電トルクを大きくできないこともある。

具体的に説明すると、モータＭＯＴによる回生発電が行われると、これにより生じた電力を、バッテリＢＡＴに供給する等、何らかの方法によって処理しなければならない。しかし、車両１が単位時間当たりに処理可能な電力（以下、処理可能電力ともいう。例えばバッテリＢＡＴが単位時間当たりに受付可能な電力）には上限がある。このため、モータＭＯＴの回生発電によって生じた電力によって処理可能電力の上限に達した場合には、ジェネレータＧＥＮによって発電される電力を処理できなくなる。

したがって、モータＭＯＴの回生発電によって生じた電力によって処理可能電力の上限に達した場合には、発電トルクを大きくすることによってエンジン回転数を低下させることはできない。その一方で、発電トルクを大きくすることによってエンジン回転数を低下させることができないからといって、車両１が減速しているにもかかわらずエンジン回転数を低下させず、その結果、エンジン回転数が高止まりしてしまうと、ドライバーに違和感を与え、車両１の商品性の低下につながり得る。

そこで、制御装置１００は、車両１がハイブリッド走行モードによって走行しており、且つ減速要求があるときには、エンジン回転数と目標回転数との回転数差に応じて燃料カット制御を実行する。ここで、減速要求があるときとは、例えば、ＡＰ開度等に基づき導出された要求駆動力が負（－：マイナス）であるときである。制御装置１００が負の要求駆動力を目標値として駆動装置１０（例えばエンジンＥＮＧやモータＭＯＴ）を制御することにより、実際の車両１の駆動力も負となって車両１が減速する。このように、車両１がハイブリッド走行モードによって走行しており、且つ減速要求があるときに、エンジン回転数と目標回転数との回転数差に応じて、制御装置１００が燃料カット制御を実行することで、車両１がハイブリッド走行モードによって走行しており、且つ減速しているときにエンジン回転数が高止まりするのを適切に抑制できる。

［燃料カット制御を実行する場合と実行しない場合］
ここで、図４に示す燃料カット制御実行可否テーブルＴａ２を参照して、制御装置１００が燃料カット制御を実行する場合と実行しない場合とについて具体的に説明する。

前提として、制御装置１００は、車両１がハイブリッド走行モードによって走行しているとき、車両１の走行状態に基づき、エンジン回転数が所定の目標回転数となるように制御する。このとき、制御装置１００は、エンジン回転数が目標回転数よりも低ければ、目標回転数とすべくエンジン回転数を増加させ、エンジン回転数が目標回転数よりも高ければ、目標回転数とすべくエンジン回転数を低下させる。

制御装置１００は、車両１がハイブリッド走行モードによって走行しており、且つ車両１が加速しているときには、前述したように、エンジン回転数がそのときの車速に対応する上限回転数ＮｅＨや下限回転数ＮｅＬとなるように制御する。一方、制御装置１００は、車両１がハイブリッド走行モードによって走行しており、且つ車両１が減速しているときには、例えばドライバーからの減速要求（例えばＡＰ開度やブレーキペダルに対する操作量）に基づき目標回転数を決定し、エンジン回転数が該目標回転数となるように制御する。

そして、制御装置１００は、車両１がハイブリッド走行モードによって走行しており、且つ減速要求があるとき（すなわち車両１が減速しているとき）に、エンジン回転数と目標回転数（ただし目標回転数＜エンジン回転数）との回転数差が所定の閾値以上であれば、燃料カット制御を実行する。すなわち、制御装置１００は、エンジン回転数と目標回転数との回転数差が相対的に大きい場合には、燃料カット制御を実行することによってエンジン回転数を低下させることができる。

車両１がハイブリッド走行モードによって走行しており、且つ車両１が減速しているときに、エンジン回転数と目標回転数との回転数差が大きければ、モータＭＯＴによって回生発電される電力も大きいことが想定される。したがって、このような場合には、制御装置１００は、燃料カット制御を実行することで、モータＭＯＴによって回生発電される電力が大きくても、エンジン回転数を低下させることができる。これにより、制御装置１００は、車両１の減速時にエンジン回転数が高止まりするのを抑制できる。なお、上記の閾値は、例えば、車両１の製造者等により制御装置１００に予め設定されている。

一方、車両１がハイブリッド走行モードによって走行しており、且つ減速要求があるとき（すなわち車両１が減速しているとき）に、エンジン回転数と目標回転数（ただし目標回転数＜エンジン回転数）との回転数差が上記の閾値未満であれば（すなわち回転数差が相対的に小さければ）、制御装置１００は、燃料カット制御を実行しない。このときには、制御装置１００は、発電トルクを大きくすることによってエンジン回転数を低下させる。

車両１がハイブリッド走行モードによって走行しており、且つ車両１が減速しているときに、エンジン回転数と目標回転数との回転数差が小さければ、エンジン回転数の低下直後にエンジン回転数を上昇させる（例えば車両１を再度加速させる）ような状況が発生しやすい。したがって、このような場合には、制御装置１００は、燃料カット制御を実行せず、発電トルクを大きくすることによってエンジン回転数を低下させることで、エンジン回転数の低下直後の上昇遅れを抑制しつつ、エンジン回転数を低下させることができる。これにより、制御装置１００は、エンジン回転数を低下させた直後に上昇させることになってもエンジン回転数を速やかに上昇させることができ、車両１の応答性を確保しつつ、車両１の減速時にエンジン回転数が高止まりするのを抑制できる。

また、制御装置１００は、車両１がハイブリッド走行モードによって走行しており、且つ車両１が加速しているときには、燃料カット制御を実行しない。このとき、エンジン回転数が目標回転数よりも高ければ、制御装置１００は、発電トルクを大きくすることによってエンジン回転数を低下させる。これにより、制御装置１００は、エンジン回転数を低下させた直後からエンジン回転数を速やかに上昇させることができるので、車両１の応答性を確保しつつ、前述の疑似変速回転数制御を実現でき、あたかも有段変速機による変速が行われているかのような車速に連動した自然なエンジンＥＮＧの運転音の変化をドライバーに体感させることが可能となる。

［制御装置がハイブリッド走行モードにおいて行う具体的なエンジン回転数の制御例］
つぎに、図５を参照して、制御装置１００がハイブリッド走行モードにおいて行う具体的なエンジン回転数の制御例について説明する。図５には、ＡＰ開度、車両１の駆動力、燃料カット制御禁止フラグ、燃料カット制御及びエンジン回転数の時期的関係を示した。

図５において、車両１の駆動力が正（＋：プラス）の期間Ｔｍ１は、ハイブリッド走行モードにおいて車両１が加速している期間であり、エンジンＥＮＧによるジェネレータＧＥＮの駆動（すなわちジェネレータＧＥＮによる発電）が必要な期間である。期間Ｔｍ１において、エンジン回転数は、例えば図３に示したエンジン回転数Ｎｅ１のように制御される。

また、図５において、車両１の駆動力が負（－：マイナス）の期間Ｔｍ２は、ハイブリッド走行モードにおいて車両１が減速している期間であり、エンジンＥＮＧによるジェネレータＧＥＮの駆動（すなわちジェネレータＧＥＮによる発電）が不要な期間である。なお、図５に示すエンジン回転数Ｎｅ１０は、期間Ｔｍ２におけるエンジン回転数をあらわしている。

制御装置１００は、ハイブリッド走行モードにおいて車両１が加速しているときには、燃料カット制御禁止フラグをオン（ＯＮ）に設定する。これにより、制御装置１００は、ハイブリッド走行モードにおいて車両１が加速しているときには、燃料カット制御を実行しないようにすることができる。

一方、制御装置１００は、ハイブリッド走行モードにおいて車両１の加速が終了すると、燃料カット制御禁止フラグをオフ（ＯＦＦ）に設定する。これにより、制御装置１００は、ハイブリッド走行モードにおいて車両１が加速していないときには、必要に応じて燃料カット制御を実行することができる。

制御装置１００は、ハイブリッド走行モードにおいて車両１が加速していないときに、エンジン回転数Ｎｅ１０と目標回転数Ｎｅ_ｔａｒとの回転数差が閾値以上となると、燃料カット制御を実行する。図５に示す例では、時期ｔ１から時期ｔ２までの期間において、エンジン回転数Ｎｅ１０と目標回転数Ｎｅ_ｔａｒとの回転数差が閾値以上となったため、制御装置１００は、時期ｔ１から時期ｔ２までの期間において燃料カット制御を実行している。

以上説明したように、本実施形態の制御装置１００によれば、ハイブリッド走行モードによる走行中の減速時にエンジン回転数が高止まりするのを適切に抑制できる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

例えば、前述した実施形態では、エンジンＥＮＧの動力を駆動輪ＤＷに伝達して車両１を走行させる走行モード（低速側エンジン走行モード及び高速側エンジン走行モード）を設けたが、車両１がこれらの走行モードをとらないようにしてもよい。また、エンジンＥＮＧの動力を駆動輪ＤＷに伝達して車両１を走行させる走行モードとして、低速側エンジン走行モード及び高速側エンジン走行モードの一方のみを設けてもよい。

本明細書には少なくとも以下の事項が記載されている。なお、括弧内には、前述した実施形態において対応する構成要素等を示しているが、これに限定されるものではない。

（１） 内燃機関（エンジンＥＮＧ）と、前記内燃機関によって駆動される発電機（ジェネレータＧＥＮ）と、駆動輪（駆動輪ＤＷ）と連結されて前記発電機から電力が供給されることによって前記駆動輪を駆動可能な電動機（モータＭＯＴ）と、を備え、前記発電機によって発電された電力を前記電動機に供給し、前記電動機が前記駆動輪を駆動することによって走行するシリーズ走行が可能な車両（車両１）を制御する車両制御装置（制御装置１００）であって、
前記内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行可能であり、
前記車両がシリーズ走行しているときに、前記車両の走行状態に基づき、前記内燃機関の回転数が所定の目標回転数となるように制御し、
前記車両がシリーズ走行しており、且つ減速要求があるときには、前記内燃機関の回転数と前記目標回転数との回転数差に応じて前記燃料カット制御を実行する、
車両制御装置。

（１）によれば、車両がシリーズ走行しており、且つ減速要求があるときには、内燃機関の回転数と目標回転数との回転数差に応じて燃料カット制御を実行するので、シリーズ走行中の減速時に内燃機関の回転数が高止まりするのを適切に抑制できる。

（２） （１）に記載の車両制御装置であって、
前記車両がシリーズ走行しており、且つ前記減速要求があるときに、前記回転数差が閾値以上であれば前記燃料カット制御を実行する一方、前記回転数差が前記閾値未満であれば前記燃料カット制御を実行しない、
車両制御装置。

（２）によれば、車両がシリーズ走行しており、且つ減速要求があるときに、内燃機関の回転数と目標回転数との回転数差が閾値以上であれば燃料カット制御を実行する一方、該回転数差が閾値未満であれば前記燃料カット制御を実行しないので、シリーズ走行中の減速時に内燃機関の回転数が高止まりするのを適切に抑制できる。

（３） （１）または（２）に記載の車両制御装置であって、
前記車両がシリーズ走行しており、且つ加速しているときには、前記燃料カット制御を実行しない、
車両制御装置。

（３）によれば、車両がシリーズ走行しており、且つ加速しているときには、燃料カット制御を実行しないので、内燃機関の回転数低下後に該回転数の上昇が必要になった場合の車両の応答性を確保することが可能となる。

（４） （１）～（３）のいずれかに記載の車両制御装置であって、
前記車両がシリーズ走行しており、且つ加速しているときには、前記内燃機関の回転数を、第１目標回転数（上限回転数ＮｅＨ）まで増加させ、該第１目標回転数に達すると該第１回転数よりも小さい第２目標回転数（下限回転数ＮｅＬ）まで低下させる、
車両制御装置。

（４）によれば、車両の速度に連動した自然な内燃機関の運転音の変化をドライバーに体感させることができる。

１ 車両
１００ 制御装置
ＤＷ 駆動輪
ＥＮＧ エンジン（内燃機関）
ＧＥＮ ジェネレータ（発電機）
ＭＯＴ モータ（電動機）
ＮｅＨ 上限回転数（第１目標回転数）
ＮｅＬ 下限回転数（第２目標回転数）

Claims (4)

1. 内燃機関と、前記内燃機関によって駆動される発電機と、駆動輪と連結されて前記発電機から電力が供給されることによって前記駆動輪を駆動可能な電動機と、を備え、前記発電機によって発電された電力を前記電動機に供給し、前記電動機が前記駆動輪を駆動することによって走行するシリーズ走行が可能な車両を制御する車両制御装置であって、
   前記内燃機関への燃料供給を停止する燃料カット制御を実行可能であり、
   前記車両がシリーズ走行しているときに、前記車両の走行状態に基づき、前記内燃機関の回転数が所定の目標回転数となるように制御し、
   前記車両がシリーズ走行しており、且つ減速要求があるときには、前記内燃機関の回転数と前記目標回転数との回転数差に応じて前記燃料カット制御を実行することによって前記内燃機関の回転数を低下させる、
   車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置であって、
   前記車両がシリーズ走行しており、且つ前記減速要求があるときに、前記回転数差が閾値以上であれば前記燃料カット制御を実行することによって前記内燃機関の回転数を低下させる一方、
   前記車両がシリーズ走行しており、且つ前記減速要求があるときに、前記回転数差が前記閾値未満であれば、前記発電機の駆動に必要となる前記内燃機関の負荷を大きくすることによって前記内燃機関の回転数を低下させる、
   車両制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両制御装置であって、
   前記車両がシリーズ走行しており、且つ加速しているときには、前記燃料カット制御を実行しない、
   車両制御装置。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の車両制御装置であって、
   前記車両がシリーズ走行しており、且つ加速しているときには、前記内燃機関の回転数を、第１目標回転数まで増加させ、該第１目標回転数に達すると該第１目標回転数よりも小さい第２目標回転数まで低下させる、
   車両制御装置。

Images