JPH0998516A - 車両用駆動制御装置 - Google Patents

車両用駆動制御装置

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JPH0998516A
JPH0998516A JP32844495A JP32844495A JPH0998516A JP H0998516 A JPH0998516 A JP H0998516A JP 32844495 A JP32844495 A JP 32844495A JP 32844495 A JP32844495 A JP 32844495A JP H0998516 A JPH0998516 A JP H0998516A
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electric motor
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政徳 久保
Yutaka Taga
豊 多賀
Yushi Hata
祐志 畑
Atsushi Tabata
淳 田端
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハイブリッド車両の燃料消費量を効果的に低
減する。 【構成】 内燃機関１２を動力源として走行する場合の
燃料消費量Ｍfcm を、Ｍfcm ＝ＦＣm ×ＰL に従って求
めるとともに、電動モータ１４を動力源として走行する
場合に必要な電気エネルギーを内燃機関１２により電動
モータ１４を回転駆動して蓄電装置２２に充電する際の
燃料消費量Ｍfce を、Ｍfce ＝ＦＣe ×Ｐ L ／（ηGEN
×ηBIN ×ηBOUT×ηMOT ）に従って求め、その少ない
方を動力源として用いる。ＦＣm ，ＦＣe は燃料消費
率、ＰL は瞬間走行必要動力、ηGENは発電効率、η
BIN は充電効率、ηBOUTは放電効率、ηMOT は駆動効率
である。内燃機関１２による走行時の余裕動力で充電す
る場合も、発電効率ηGEN および充電効率ηBIN を考慮
し、燃料消費に関して最も効率良く充電できるようにエ
ンジン出力を設定する。回生制動による充電量が多い場
合には、電動モータ１４による運転領域を拡大する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両用駆動制御装置
に係り、特に、電動機および内燃機関等のエンジンを動
力源として備えている所謂ハイブリッド車両の駆動制御
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】蓄電装置に蓄えられた電気エネルギーで
作動する電動機と、燃料の燃焼によって作動する内燃機
関等のエンジンとを車両走行時の動力源として備えてい
る所謂ハイブリッド車両が、排出ガス低減などを目的と
して提案されている。そして、このような車両の一種
に、運転状態に応じてエンジンと電動機とを使い分けて
走行するとともに、エンジンを動力源として走行してい
る際に、その走行に必要な瞬間必要トルク以上の余裕ト
ルクで発電機を回転駆動して前記蓄電装置に電気エネル
ギーを充電するようにしたものがある。特開平６−４８
２２２号公報に記載の装置はその一例で、燃料消費量ま
たは排出ガス量が最小となる理想トルクでエンジンを作
動させ、実際の走行に必要な瞬間走行必要トルクとの差
トルク（余裕トルク）により発電機を回転駆動するよう
になっている。なお、この例では電動機が発電機を兼ね
ている。
【０００３】また、このような車両用駆動制御装置にお
いては、例えばアクセル操作量が零の場合など所定の回
生走行条件を満足する場合に、車両の運動エネルギーに
より発電機を回転駆動して電気エネルギーを発生させ、
蓄電装置を充電するとともに車両に制動力を作用させる
回生走行制御が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の車両においては、エンジン単体の燃料消費率（単
位動力当たりの燃料消費量：ｇ／ｋＷｈ）或いは排出ガ
ス率（単位動力当たりの排出ガス量）のみに基づいてエ
ンジンの作動状態が定められるため、一定量の電気エネ
ルギーを蓄電装置に充電する上で燃料消費量や排出ガス
量が必ずしも最小になるとは限らなかった。すなわち、
発電機によって運動エネルギーを電気エネルギーに変換
する際の変換効率は回転数やトルクによって異なるし、
蓄電装置に電気エネルギーを充電する際の変換効率は電
力（単位時間当たりの電気エネルギー）によって異なる
ため、エンジンの作動状態（回転数，トルク，動力な
ど）によっては電気エネルギーを蓄電装置に蓄える上で
必ずしも効率が良くない場合があるのである。このこと
はエンジンと電動機との使い分けについても同様で、例
えば燃料消費量や排出ガス量が最小となるようにするに
は、電動機で走行する場合に必要な電気エネルギーをエ
ンジンにより発電機を回転駆動して蓄電装置に充電する
際の燃料消費量や排出ガス量と、エンジンで走行する場
合の燃料消費量や排出ガス量とを比較して少ない方を選
択すれば良いが、発電機や蓄電装置のエネルギー変換効
率を考慮しないと、燃料消費量や排出ガス量低減の上で
必ずしも十分に満足できる効果は得られない。
【０００５】また、山道などで回生走行制御による充電
量が多い場合でも、エンジンおよび電動機の使い分けは
変わらないため、例えば蓄電装置が過充電となってエネ
ルギー変換効率（充電効率や放電効率）が低下したり充
電不能となったりするなど、必ずしも電気エネルギーが
有効に使われず、結果として燃料消費量や排出ガス量が
多くなっていた。山道では一般に車両負荷が大きいため
エンジンを使う場合が多く、通常のエンジンおよび電動
機の使い分けでは回生走行による電気エネルギーを使い
切れず、電気エネルギーが過剰になり易いのである。
【０００６】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、電動機およびエンジ
ンを動力源として備えている所謂ハイブリッド車両の燃
料消費量または排出ガス量を更に効果的に低減すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第１発明は、蓄電装置に蓄えられた電気エネルギ
ーで作動する電動機と、燃料の燃焼によって作動するエ
ンジンとを車両走行時の動力源として備えている車両に
おいて、前記エンジンにより発電機を回転駆動して発生
した電気エネルギーを前記蓄電装置に充電するととも
に、運転状態に応じて前記エンジンと前記電動機とを使
い分けて走行する駆動制御装置であって、前記エンジン
を動力源として走行する場合における燃料消費量、排出
ガス量等のそのエンジンに関する所定の物理量と、前記
電動機を動力源として走行する場合に必要な電気エネル
ギーを前記エンジンにより前記発電機を回転駆動して前
記蓄電装置に充電する際の、その電動機、発電機、およ
び蓄電装置のエネルギー変換効率を考慮した前記所定の
物理量とに基づく判断基準に従って、その電動機を使う
かエンジンを使うかを決定する動力源選択手段を有する
ことを特徴とする。
【０００８】また、第２発明は、蓄電装置に蓄えられた
電気エネルギーで作動する電動機と、燃料の燃焼によっ
て作動するエンジンとを車両走行時の動力源として備え
ている車両において、前記エンジンにより発電機を回転
駆動して前記蓄電装置に電気エネルギーを充電する駆動
制御装置であって、前記充電時における前記蓄電装置お
よび前記発電機のエネルギー変換効率を考慮した燃料消
費量、排出ガス量等の前記エンジンに関する所定の物理
量のシステム全体の効率に基づいてその充電時のエンジ
ン出力を設定する充電時エンジン出力設定手段を有する
ことを特徴とする。
【０００９】第３発明は、(a) 蓄電装置に蓄えられた電
気エネルギーで作動する電動機と、燃料の燃焼によって
作動するエンジンとを車両走行時の動力源として備えて
いる車両において、(b) 予め定められたエンジン運転領
域で前記エンジンを使って走行するエンジン走行手段
と、(c) 予め定められた電動機運転領域で前記電動機を
使って走行する電動機走行手段と、(d) 予め定められた
回生走行条件を満足する場合に車両の運動エネルギーに
より発電機を回転駆動して前記蓄電装置に電気エネルギ
ーを充電するとともにその車両に制動力を作用させる回
生走行手段とを有する駆動制御装置であって、(e) 前記
回生走行手段による走行に伴って前記蓄電装置に充電さ
れる回生充電量が多い場合に前記電動機運転領域を拡大
する電動機運転領域拡大手段を有することを特徴とす
る。
【００１０】第４発明は、上記第３発明の車両用駆動制
御装置において、(a) 前記エンジン運転領域および前記
電動機運転領域は、前記エンジンを動力源として走行す
る場合と、そのエンジンにより発電機を回転駆動して前
記蓄電装置に充電された電気エネルギーで前記電動機を
作動させて走行する場合とにおける、そのエンジンの燃
料消費量、排出ガス量等のそのエンジンに関する所定の
物理量に基づいて定められており、(b) 前記電動機運転
領域拡大手段によって拡大される前記電動機運転領域
は、前記エンジン運転領域のうち前記物理量が比較的悪
い領域であることを特徴とする。
【００１１】第５発明は、上記第４発明の車両用駆動制
御装置において、前記エンジン運転領域および前記電動
機運転領域は、前記第１発明の判断基準に従って定めら
れることを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】第１発明の車両用駆動制御装置において
は、電動機を動力源として走行する場合に必要な電気エ
ネルギーをエンジンにより発電機を回転駆動して蓄電装
置に充電する際の燃料消費量や排出ガス量等の所定の物
理量が、その電動機、発電機、および蓄電装置のエネル
ギー変換効率を考慮して求められ、その物理量とエンジ
ンを動力源として走行する場合における所定の物理量と
に基づいて定められた判断基準に従って、動力源選択手
段により電動機を使うかエンジンを使うかが決定される
ため、エンジンの所定の物理量を効率良く増大または低
減できる。例えば、所定の物理量が燃料消費量で、その
燃料消費量が少ない方を選択するように判断基準が定め
られている場合には、燃料消費量が略最小となる。ま
た、所定の物理量が排出ガス量で、その排出ガス量が少
ない方を選択するように判断基準が定められている場合
には、排出ガス量が略最小となる。
【００１３】第２発明の車両用駆動制御装置において
は、エンジンにより発電機を回転駆動して蓄電装置に電
気エネルギーを充電する場合に、蓄電装置および発電機
のエネルギー変換効率を考慮した燃料消費量、排出ガス
量等のエンジンに関する所定の物理量のシステム全体の
効率に基づいてエンジン出力が設定されるため、充電量
に対するエンジンの所定の物理量を効率良く増大または
低減できる。例えば、所定の物理量が燃料消費量で、そ
の燃料消費量に関するシステム全体の効率が最大となる
ようにエンジン出力が定められる場合には、充電量に対
する燃料消費量の割合が最小となる。また、所定の物理
量が排出ガス量で、その排出ガス量に関するシステム全
体の効率が最大となるようにエンジン出力が定められる
場合には、充電量に対する排出ガス量の割合が最小とな
る。
【００１４】第３発明の車両用駆動制御装置において
は、回生走行手段による走行に伴って蓄電装置に充電さ
れる回生充電量が多い場合には電動機運転領域が拡大さ
れるため、電動機による電気エネルギーの消費量が多く
なり、山道などで回生充電量が多くなった場合でも蓄電
装置が過充電となってエネルギー変換効率が低下したり
充電不能となったりすることが回避されるとともに、電
動機運転領域が拡大された分だけエンジンの使用量が少
なくなって燃料消費量や排出ガス量が低減される。特
に、第４発明では拡大される電動機運転領域が、エンジ
ン運転領域のうち所定の物理量が比較的悪い領域、すな
わち燃料消費率や排出ガス率が大きい領域で例えば電動
機運転領域との境界付近であるため、燃料消費量や排出
ガス量の低減効果が大きい。また、第５発明では、電動
機運転領域およびエンジン運転領域が、電動機、発電
機、および蓄電装置のエネルギー変換効率を考慮した第
１発明の判断基準に従って定められるため、燃料消費量
や排出ガス量などが更に効果的に低減される。
【００１５】
【発明の実施の形態】上記第１発明の動力源選択手段
は、例えば（ａ）エンジンを動力源として走行する場合
における燃料消費量、排出ガス量等のそのエンジンに関
する所定の物理量を求める第１演算手段と、（ｂ）電動
機を動力源として走行する場合に必要な電気エネルギー
を前記エンジンにより発電機を回転駆動して蓄電装置に
充電する際の、その電動機、発電機、および蓄電装置の
エネルギー変換効率を考慮した前記所定の物理量を求め
る第２演算手段と、（ｃ）前記第１演算手段および第２
演算手段の演算結果の大小により前記電動機を使うか前
記エンジンを使うかを決定する比較手段とを有して構成
される。所定の物理量が燃料消費量または排出ガス量の
場合、比較手段は演算結果の小さい方を選択するように
設定すれば良い。
【００１６】また、エンジンの燃料消費率、排出ガス率
はエンジン回転数およびエンジントルクをパラメータと
して略定めることができるため、エンジンを動力源とす
る走行時の燃料消費量や排出ガス量は、運転状態に応じ
て定まるエンジン回転数およびトルクをパラメータとし
て求められる。電動機を動力源とする走行時における電
動機のエネルギー変換効率は、運転状態に応じて定まる
モータ回転数およびトルクをパラメータとして略定ま
り、その時の電気エネルギーを蓄電装置から取り出す際
のエネルギー変換効率（放電効率）は電力（単位時間当
たりの電気エネルギーで電動機やエンジンの動力に対
応）をパラメータとして略定まる一方、エンジンにより
発電機を回転駆動して電気エネルギーを蓄電装置に充電
する際のエネルギー変換効率は、例えば車両停止時など
に略一定の条件下で充電が行われる場合には略一定とな
り、その時の運転状態に拘らず予め一定値とすることが
できるため、結局、電動機を動力源とする走行に必要な
燃料消費量や排出ガス量はモータ回転数およびトルクを
パラメータとして定めることができる。運転状態に応じ
て定まるモータ回転数およびトルクは上記エンジン回転
数およびトルクと同じであるため、それ等の回転数およ
びトルクをパラメータとして燃料消費量や排出ガス量が
少ない方をデータマップなどで予め設定することも可能
で、その場合には運転状態に応じて一々面倒な演算処理
を行う必要がない。なお、蓄電装置の蓄電状態などエネ
ルギー変換効率に影響する他のパラメータを加えること
もできる。また、電気系統のエネルギー変換効率の変動
割合はエンジンの燃料消費率や排出ガス率の変動割合に
比べて一般的に小さいため、エンジンの燃料消費率や排
出ガス率のマップを用いて、エンジンと電動機とを使い
分けるマップなどを設定するようにしても良い。
【００１７】前記第２発明の充電時エンジン出力設定手
段は、エンジンを動力源として走行している際に、その
走行に必要な瞬間走行必要動力以上の余裕動力で発電機
を回転駆動して充電する場合には、例えば（ａ）前記余
裕動力により電気エネルギーを蓄電装置に充電する場合
のその蓄電装置および前記発電機のエネルギー変換効率
を考慮した燃料消費量、排出ガス量等のエンジンに関す
る所定の物理量のシステム全体の効率を、エンジン出力
（余裕動力でも可）を変更しながら逐次算出する演算手
段と、（ｂ）その演算手段によって算出されたシステム
全体の効率のうち予め設定された条件を満足するものに
対応するエンジン出力、例えばシステム全体の効率が最
大となるエンジン出力を選択する選択手段とを有して構
成される。
【００１８】また、エンジン出力はエンジントルクと回
転数をパラメータとして表されるとともに、発電機や蓄
電装置のエネルギー変換効率はトルクや回転数、電力
（動力）をパラメータとして表すことができるため、前
記第１発明と同様にエンジントルクと回転数をパラメー
タとするデータマップなどにより、その時の運転状態す
なわち瞬間走行必要動力に応じてシステム全体の効率が
略最大となるエンジン出力が直ちに設定されるようにす
ることもできる。その場合には、上記のように演算手段
によってエンジン出力を変更しながらシステム全体の効
率を演算する必要がない。蓄電装置の蓄電状態などエネ
ルギー変換効率に影響する他のパラメータを加えてエン
ジン出力を設定するようにすることもできる。車両停止
時に充電を行う場合など、略一定の運転条件で充電が行
われる場合には、蓄電装置および発電機のエネルギー変
換効率を考慮して予め定められた一定のエンジン出力を
設定するように、充電時エンジン出力設定手段を構成す
ることも可能である。
【００１９】第３発明の電動機運転領域およびエンジン
運転領域は、例えば駆動トルクおよび車速（回転数）等
の運転状態をパラメータとして予めデータマップなどに
より設定され、第５発明のように第１発明の判断基準に
従って定められることが望ましいが、第３発明の実施に
際しては電動機や発電機、蓄電装置のエネルギー変換効
率を考慮することなく定められたものでも差し支えな
く、種々の判断手法によって定められる。電動機運転領
域およびエンジン運転領域は、必ずしも完全に分かれて
いる必要はなく、一部の運転領域が重複していても良
い。
【００２０】拡大される電動機運転領域は、通常の電動
機運転領域に隣接（連続）する運転領域でも良いし、通
常の電動機運転領域から離れていても良い。また、拡大
される運転領域は予め一定の領域が定められても良い
し、回生充電量の大きさによって変更されるようになっ
ていても良い。拡大された電動機運転領域では、エンジ
ンを作動させることなく電動機のみで走行するようにし
ても良いし、エンジンおよび電動機を共に作動させて走
行するようにしても良い。電動機のみを動力源として走
行する運転領域、すなわち電動機の出力領域を高負荷側
へ拡大する場合には、電動機のみを動力源として走行す
る場合に例えば勾配がＸ°などの所定の走行条件下で所
定の車速Ｙ（ｋｍ／ｈ）が得られるなど、所定の運転条
件を満足するように設定される。使用する電動機の能力
は、一般に回生走行時の発電を考慮して定められ、電動
機運転領域は電動機の最大出力よりも十分に低い出力領
域であるため、電動機運転領域を高負荷側へ拡大して
も、電動機を継続的に作動させることが可能である。変
速機を有する場合には、電動機運転領域が拡大された状
態で適切な変速制御が行われるように変速条件を変更す
ることが望ましい。
【００２１】また、結果的に通常よりも広い運転領域で
電動機を使った走行が行われるようになれば良く、回生
充電量が多い走行時用の動力源切換マップなどが予め定
められても良い。変速機を有する場合には、変速比や変
速条件を変更して実質的に電動機運転領域を拡大する、
すなわち電動機の出力範囲自体はそのままで電動機を使
って走行する運転領域を拡大することもできる。
【００２２】電動機運転領域拡大手段は、例えば(a) 回
生充電量を検出する回生充電量検出手段と、(b) 前記回
生充電量が予め定められた所定量を超えたか否かを判断
する回生充電量判断手段と、(c) その回生充電量判断手
段によって前記回生充電量が前記所定量を超えた旨の判
断が為された場合に電動機運転領域を拡大する拡大手段
とを備えて構成される。回生充電量が所定量を超えたか
否かの判断は、例えば予め定められた一定時間（車両の
運転時間）或いは一定走行距離における回生充電量で比
較することが望ましい。
【００２３】一方、回生走行手段による走行に伴って蓄
電装置に充電される回生充電量が多いか否かは、上記の
ように回生充電量そのものを検出して判断できることは
勿論であるが、一定の運転時間内の回生走行時間が所定
時間を超えたか否か、一定走行距離における回生走行距
離が所定距離を超えたか否かなどによって判断すること
も可能で、本発明はこのような態様も含む。但し、回生
走行時間や回生走行距離が同じでも、車速等の走行状態
によって回生充電量は異なるため、回生充電量そのもの
に基づいて判断することが望ましい。
【００２４】また、電動機運転領域における電動機の作
動は、必要な総ての電気エネルギーを蓄電装置から取り
出すものでも良いが、エンジンにより発電機が回転駆動
されることによって発生させられた電気エネルギーを用
いるものでも良い。他の発明も含めて、電動機は複数の
駆動輪にそれぞれ配設されても、単一の電動機によって
複数の駆動輪を回転駆動するように構成されても良い
が、変速機を有する場合は単一の電動機で複数の駆動輪
を回転駆動するように構成することが望ましい。
【００２５】次に、本発明の実施例を図面を参照しつつ
詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である車両
用駆動制御装置１０の構成図で、燃料の燃焼によって作
動するガソリンエンジン等の内燃機関１２と電動機およ
び発電機として機能する電動モータ１４とを動力源とし
て用いる所謂ハイブリッド車両用のものである。内燃機
関１２および電動モータ１４の動力は、同時に或いは択
一的に変速機１６へ伝達され、更に車両駆動出力装置１
８を介して左右の駆動輪へ伝達される。変速機１６は、
有段または無段で変速比を変化させたり一定の変速比で
減速したりする変速機構や、前後進を切り換える前後進
切換機構などから成り、車両駆動出力装置１８は差動装
置などである。電動モータ１４を逆回転させて車両を後
進させるようにしたり、内燃機関１２と電動モータ１４
との間や、それ等の動力源と変速機１６との間にクラッ
チを配設し、それ等の間の動力伝達を適宜遮断できるよ
うにしたりすることも可能である。
【００２６】上記電動モータ１４はＭ（モータ）／Ｇ
（ジェネレータ）制御装置２０を介してバッテリ等の蓄
電装置２２に接続されており、蓄電装置２２から電気エ
ネルギーが供給されて所定のトルクで回転駆動される回
転駆動状態と、回生制動（電動モータ１４自体の電気的
な制動トルク）により発電機として機能することにより
蓄電装置２２に電気エネルギーを充電する充電状態と、
モータ軸が自由回転することを許容する無負荷状態とに
切り換えられる。また、前記内燃機関１２は、燃料噴射
量制御用アクチュエータ、スロットル制御用アクチュエ
ータ、点火時期制御用アクチュエータ、吸排気バルブ制
御用アクチュエータなどのＩＣＥ（内燃機関）制御装置
２４によってその作動状態が制御されるようになってお
り、ＩＣＥ制御装置２４は上記Ｍ／Ｇ制御装置２０と共
にコントローラ２６によって制御される。
【００２７】コントローラ２６はＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯ
Ｍ等を有するマイクロコンピュータを含んで構成され、
予め設定されたプログラムに従って信号処理を実行する
ようになっており、例えば内燃機関１２のみを動力源と
して走行するＩＣＥ駆動モード、電動モータ１４のみを
動力源として走行するモータ駆動モード、内燃機関１２
により電動モータ１４を回転駆動して発電させながら走
行する発電モードの３つの走行モードで走行させる。こ
のコントローラ２６には、エンジントルクＴE，モータ
トルクＴM ，アクセル操作量θA ，エンジン回転数
ＮE ，モータ回転数ＮM ，変速機１６の出力回転数
ＮO ，蓄電装置２２の蓄電状態ＳＯＣ等に関する情報
が、各種の検出手段などから供給されるようになってい
る。
【００２８】図２は、上記コントローラ２６による一連
の信号処理のうち、運転状態に応じてＩＣＥ駆動モード
とモータ駆動モードとを使い分ける動力源選択手段２８
に関する機能ブロック線図であり、第１演算手段３０
は、内燃機関１２を動力源として走行する場合における
燃料消費量Ｍfcm を次式（１）に従って求めるもので、
第２演算手段３２は、電動モータ１４を動力源として走
行する場合に必要な電気エネルギーを内燃機関１２によ
り電動モータ１４を回転駆動して蓄電装置２２に充電す
る際の燃料消費量Ｍfce を次式（２）に従って求めるも
のである。また、比較手段３４は、上記燃料消費量Ｍfc
m ，Ｍfce の大小を比較して小さい方の走行モードを選
択する。動力源選択手段２８は請求項１に記載の動力源
選択手段の一実施例で、燃料消費量Ｍfcはエンジンに関
する所定の物理量で、その燃料消費量Ｍfcが小さい方の
走行モードを選択することが判断基準である。 Ｍfcm ＝ＦＣm ×ＰL ・・・（１） Ｍfce ＝ＦＣe ×ＰL ／（ηGEN ×ηBIN ×ηBOUT×ηMOT ）・・・（２）
【００２９】上記（１）式のＰL は空気抵抗やタイヤ転
がり抵抗を含む瞬間走行必要動力で、エンジン回転数Ｎ
E およびエンジントルクＴE 、或いはモータトルクＴE
およびモータ回転数ＮE 、更にはアクセル操作量θA の
変化量や変化速度などをパラメータとするデータマップ
などから求められ、そのデータマップなど瞬間走行必要
動力ＰL の算出に必要なデータ（演算式などでも良い）
は予め記憶手段３６（図２参照）に記憶される。ＦＣm
は、その瞬間走行必要動力ＰL を内燃機関１２によって
取り出す場合の燃料消費率（ｇ／ｋＷｈ）で、エンジン
トルクＴE およびエンジン回転数ＮE をパラメータとす
るデータマップなどから求めることができる。図５は等
燃料消費率線の一例を示す図で、斜線で示す部分が燃料
消費率ＦＣが最も小さく、少ない燃料で大きな動力を生
み出すことができ、外側へ向かうに従って燃料消費率Ｆ
Ｃは大きくなる。上記瞬間走行必要動力ＰL は回転数お
よびトルクによって表されるため、図５に示すデータか
ら瞬間走行必要動力ＰL に応じて燃料消費率ＦＣm が求
められる。この図５のような燃料消費率ＦＣm の算出に
必要なデータも、予め記憶手段３６に記憶される。な
お、図５のηICEmaxは燃料消費効率（燃料消費率ＦＣの
逆数）の最大値で、燃料消費効率ηICE は燃料消費率Ｆ
Ｃが大きくなる外側へ向かうに従って小さくなる。η
ICEmaxを「１」として燃料消費効率ηICE を設定するよ
うにしても良い。
【００３０】（２）式のＦＣe は、エンジン１２により
電動モータ１４を回転駆動して充電する際のエンジン１
２の燃料消費率で、ηGEN ，ηBIN ，ηBOUT，ηMOT は
それぞれ電動モータ１４で運動エネルギーを電気エネル
ギーに変換する時のエネルギー変換効率（発電効率）、
蓄電装置２２に電気エネルギーを充電する時のエネルギ
ー変換効率（充電効率）、蓄電装置２２から電気エネル
ギーを取り出す時のエネルギー変換効率（放電効率）、
電動モータ１４で電気エネルギーを運動エネルギーに変
換する時のエネルギー変換効率（駆動効率）である。駆
動効率ηMOT は、モータトルクＴM およびモータ回転数
ＮM をパラメータとして設定でき、その時の運転状態す
なわち瞬間走行必要動力ＰL に応じて求めることができ
る。図６は等駆動効率線の一例を示す図で、斜線で示す
部分ηMOTmaxは駆動効率ηMOT が最も大きく、少ない電
気エネルギーで大きな動力を生み出すことができ、その
外側へ向かうに従って駆動効率ηMOT は小さくなる。瞬
間走行必要動力ＰL は回転数およびトルクによって表さ
れるため、図６に示すデータから瞬間走行必要動力ＰL
に応じて駆動効率ηMOT が求められる。放電効率ηBOUT
は、その時の蓄電状態ＳＯＣおよび単位時間当たりに取
り出す電気エネルギー量（電力）をパラメータとして設
定でき、蓄電状態ＳＯＣは蓄電装置２２から読み込まれ
るとともに、電力は瞬間走行必要動力ＰL に対応するた
め、それ等の蓄電状態ＳＯＣおよび瞬間走行必要動力Ｐ
L に応じてデータマップなどから放電効率ηBOUTが求め
られる。上記駆動効率ηMOT ，放電効率ηBOUTの算出に
必要なデータ（データマップや演算式など）も、予め記
憶手段３６に記憶される。
【００３１】一方、燃料消費率ＦＣe ，発電効率
ηGEN ，充電効率ηBIN は、内燃機関１２により電動モ
ータ１４を回転駆動して発生した電気エネルギーを蓄電
装置２２に充電する時の値であるため、現在の運転状態
とは無関係で、発電モード走行時の値を推定することに
なる。発電モード走行は、蓄電状態ＳＯＣが予め定めら
れた一定の蓄電状態Ａより小さい（蓄電量が少ない）場
合に図４のフローチャートに従って実行されるようにな
っており、例えば過去に行われた発電モード走行時にお
ける燃料消費率ＦＣe ，発電効率ηGEN ，充電効率η
BIN の平均値（移動平均など）、或いは最後に行われた
発電モード走行時における燃料消費率ＦＣe ，発電効率
ηGEN ，充電効率ηBIN の瞬時値などを記憶手段３６等
に記憶しておき、その値（学習値）を用いて燃料消費量
Ｍfce を算出すれば良い。燃料消費率ＦＣ e は、前記燃
料消費率ＦＣm と同様に前記図５に示すようなエンジン
トルクＴEおよびエンジン回転数ＮE をパラメータとす
るデータマップなどから求められ、発電効率ηGEN は、
回生制動トルクおよびモータ回転数ＮM をパラメータと
するデータマップなどから求められ、充電効率η
BIN は、蓄電状態ＳＯＣおよび単位時間当たりに充電す
る電気エネルギー量（電力）をパラメータとするデータ
マップなどから求められる。単位時間当たりに充電する
電気エネルギー量（電力）は、内燃機関１２の動力のう
ち電動モータ１４の回転に費やされる余裕動力に相当す
る。上記発電効率ηGEN ，充電効率ηBIN の算出に必要
なデータ（データマップや演算式など）は、予め記憶手
段３６に記憶される。
【００３２】次に、前記コントローラ２６による車両駆
動制御の一例を、図３のフローチャートを参照しつつ具
体的に説明する。このフローチャートは所定のサイクル
タイムで繰り返し実行され、先ずステップＳ１では、エ
ンジントルクＴE ，モータトルクＴM ，アクセル操作量
θA ，エンジン回転数ＮE ，モータ回転数ＮM ，出力回
転数ＮO ，蓄電状態ＳＯＣ等の各種の情報を表す信号を
読み込み、ステップＳ２において、蓄電状態ＳＯＣが予
め定められた一定の蓄電状態Ａ以上か否かを判断する。
蓄電状態Ａは、電動モータ１４を動力源として走行する
場合の最低必要蓄電量であり、ＳＯＣ≧Ａであればステ
ップＳ３以下を実行するが、ＳＯＣ＜Ａの場合にはステ
ップＳ７の発電モードサブルーチンを実行する。
【００３３】ステップＳ３は前記第１演算手段３０およ
び第２演算手段３２によって実行され、前記（１）式，
（２）式に従って燃料消費量Ｍfcm ，Ｍfce を算出す
る。ステップＳ４は前記比較手段３４によって実行さ
れ、燃料消費量Ｍfcm およびＭfc e を比較して小さい方
の走行モードを選択する。すなわち、Ｍfce ＜Ｍfcm で
あればステップＳ６のモータ駆動サブルーチンを実行
し、電動モータ１４を動力源とするモータ駆動モードで
走行する一方、Ｍfce ＞Ｍfcm であればステップＳ５の
ＩＣＥ駆動サブルーチンを実行し、内燃機関１２を動力
源するＩＣＥ駆動モードで走行するのであり、これによ
り燃料消費量Ｍfcが最小となるように内燃機関１２およ
び電動モータ１４が使い分けられる。なお、Ｍfce ＝Ｍ
fcm の場合は何方を選択しても良いが、本実施例ではＩ
ＣＥ駆動モードを選択するようになっている。
【００３４】前記ステップＳ７の発電モードサブルーチ
ンは、請求項２に記載の充電時エンジン出力設定手段に
相当するもので、例えば図４のフローチャートに従って
実行される。ステップＲ１では、初回はエンジン出力
（動力）ＰICE として瞬間走行必要動力ＰL を設定する
が、２回目以降はエンジン出力ＰICE を予め定められた
変更量ΔＰICE ずつ増加させる。この場合に、エンジン
回転数ＮE は運転状態（車速）に応じて一定に定められ
るため、変更量ΔＰICE に対応してエンジントルクＴE
が図７に示すように増大させられ、その変更量ΔＰICE
の合計、すなわちエンジン出力ＰICE と瞬間走行必要動
力ＰL との差（ＰICE −ＰL ）が余裕動力である。図７
は等動力線であり、同じ動力であってもエンジン回転数
ＮE によってエンジントルクＴE は異なるが、エンジン
出力ＰICE および瞬間走行必要動力ＰL は、運転状態に
よって定まるエンジン回転数ＮE とエンジントルクＴE
との関係で設定される。上記変更量ΔＰICE は予め一定
量が設定されても良いが、瞬間走行必要動力ＰL などの
運転状態に応じてデータマップなどにより設定されるよ
うにしても良い。また、エンジントルクＴE を所定量ず
つ変化させるようにしても良い。
【００３５】ステップＲ２では、上記エンジン出力Ｐ
ICE に応じて前記図５のデータマップなどから燃料消費
効率ηICE を算出し、ステップＲ３では、余裕動力（Ｐ
ICE −ＰL ）で電動モータ１４を回転駆動して充電する
際の燃料消費に関するシステム全体の効率ηT を次式
（３）に従って算出するとともに記憶する。本実施例で
は、余裕動力（ＰICE −ＰL ）で電動モータ１４を回転
駆動して電気エネルギーを蓄電装置２２に充電した後、
その電気エネルギーで電動モータ１４が回転駆動される
場合の、電動モータ１４の出力（動力）に対する燃料消
費量Ｍfcの割合を、システム全体の効率ηT として求め
るようになっている。 ηT ＝ηGEN ×ηBIN ×ηBOUT×ηMOT ×ηICE ＋（ＰL ／ＰICE ）×ηICE ×（１−ηGEN ×ηBIN ×ηBOUT×ηMOT ） ・・・（３）
【００３６】上記（３）式における発電効率ηGEN は、
前記記憶手段３６に記憶されたデータマップなどに基づ
いて、前記余裕動力（ＰICE −ＰL ）すなわち回転数お
よび余裕トルク（回生制動トルク）に応じて求められ、
充電効率ηBIN は、同じく記憶手段３６に記憶されたデ
ータマップなどに基づいて、余裕動力（ＰICE −ＰL）
および蓄電状態ＳＯＣに応じて求められる。放電効率η
BOUTおよび駆動効率η MOT はモータ駆動モード走行時に
おける学習値で、例えば過去に行われたモータ駆動モー
ド走行時の平均値（移動平均など）や最後に行われたモ
ータ駆動モード走行時の瞬時値などを記憶手段３６等に
記憶しておき、その値を用いる。放電効率ηBOUTは、記
憶手段３６に記憶されたデータマップなどに基づいて、
その時の瞬間走行必要動力ＰL および蓄電状態ＳＯＣに
応じて求められ、駆動効率ηMOTは、記憶手段３６に記
憶されたデータマップなどに基づいて、瞬間走行必要動
力ＰL すなわちモータ回転数ＮM およびモータトルクＴ
M に応じて求められる。
【００３７】次のステップＲ４では、エンジン出力Ｐ
ICE が所定値ＰE を超えたか否かを判断し、所定値ＰE
を超えるまではステップＲ１以下の実行を繰り返す。所
定値Ｐ E は、予め一定値が定められても良いが、瞬間走
行必要動力ＰL などに応じて内燃機関１２や電動モータ
１４がオーバーランしないように、データマップなどに
従って設定されるようにすることもできる。ステップＲ
１〜Ｒ４は、余裕動力（ＰICE −ＰL ）により電気エネ
ルギーを蓄電装置２２に充電する場合の電動モータ１４
の発電効率ηGEN および蓄電装置２２の充電効率ηBIN
を考慮した燃料消費に関するシステム全体の効率η
T を、その余裕動力（ＰICE −ＰL ）を変更しながら逐
次算出する演算手段に相当する。なお、本実施例では蓄
電装置２２に充電した後、更にその蓄電装置２２から電
気エネルギーを取り出して電動モータ１４を動力源とし
て走行する総合的な効率を求めているが、蓄電装置２２
に充電するまでの効率を求めるだけでも良い。
【００３８】ステップＲ５では、ステップＲ３で求めた
システム全体の効率ηT が最大、すなわち余裕動力（Ｐ
ICE −ＰL ）で電気エネルギーを蓄電装置２２に充電す
るとともに、その電気エネルギーで電動モータ１４が回
転駆動される場合の電動モータ１４の出力（動力）に対
する燃料消費量Ｍfcの割合が最も小さくなるエンジン出
力ＰICE を選択する。前記（３）式の放電効率ηBOUTお
よび駆動効率ηMOT は、エンジン出力ＰICE の変更に拘
らず一定であるため、ステップＲ５では結局蓄電装置２
２に充電される電気エネルギーの充電量に対する燃料消
費量Ｍfcの割合が最も小さいエンジン出力ＰICE が選択
されることになる。そして、ステップＲ６において、そ
のエンジン出力ＰICE で内燃機関１２を作動させるとと
もに、電動モータ１４の発電力ＰGEN を余裕動力（Ｐ
ICE −ＰL ）とし、その余裕動力（ＰICE −ＰL ）に応
じて回生制動トルクを設定する。これにより、充電量に
対する燃料消費量Ｍfcの割合が最も小さい状態で蓄電装
置２２を充電しながら、内燃機関１２を動力源として車
両が走行させられる。これ等のステップＲ５およびＲ６
は、ステップＲ３で求めたシステム全体の効率ηT のう
ち予め設定された条件を満足するもの、すなわちこの実
施例ではシステム全体の効率ηT が最大となるエンジン
出力ＰICE を選択する選択手段に相当する。
【００３９】ここで、本実施例の車両用駆動制御装置１
０は、ＩＣＥ駆動モード走行かモータ駆動モード走行か
を決定する際に、両者の走行に伴う燃料消費量Ｍfcm ，
Ｍfc e を求めて少ない方を選択するようになっている
が、モータ駆動モード走行による燃料消費量Ｍfce を求
める際には、電動モータ１４のエネルギー変換効率ηGE
N ，ηMOT および蓄電装置２２のエネルギー変換効率η
BIN ，ηBOUTを考慮しているため、その燃料消費量Ｍfc
e が高い精度で求められ、燃料消費量Ｍfcが少ない走行
モードがより正確に判断されるようになる。これによ
り、車両走行に必要な燃料消費量Ｍfcが略最小となる。
【００４０】また、内燃機関１２を動力源として走行し
ながら、瞬間走行必要動力ＰL 以上の余裕動力で蓄電装
置２２に電気エネルギーを充電する発電モード走行で
は、電動モータ１４および蓄電装置２２のエネルギー変
換効率ηGEN ，ηBIN を考慮した燃料消費に関するシス
テム全体の効率ηT が最大、すなわち余裕動力（ＰICE
−ＰL ）で電気エネルギーを蓄電装置２２に充電すると
ともにその電気エネルギーで電動モータ１４が回転駆動
される際の電動モータ１４の出力（動力）に対する燃料
消費量Ｍfcの割合が最も小さくなるエンジン出力ＰICE
が設定され、瞬間走行必要動力ＰL を差し引いた余裕動
力（ＰICE −ＰL ）に応じて電動モータ１４の発電力Ｐ
GEN が設定される。余裕動力（ＰICE −ＰL ）で電気エ
ネルギーを蓄電装置２２に充電するとともにその電気エ
ネルギーで電動モータ１４が回転駆動される際の電動モ
ータ１４の出力（動力）に対する燃料消費量Ｍfcの割合
が最も小さいことは、蓄電装置２２への充電量に対する
燃料消費量Ｍfcの割合が最も小さいことを意味してお
り、燃料消費量Ｍfcに関して最も効率良く充電できる。
【００４１】このように、本実施例の車両用駆動制御装
置１０によれば、車両走行時に費やされる燃料消費量Ｍ
fcが最小となるように内燃機関１２および電動モータ１
４が使い分けられる一方、蓄電装置２２を充電する発電
モード走行時には充電量に対する燃料消費量Ｍfcの割
合、言い換えれば燃料消費に関するシステム全体の効率
ηT が最小となるように余裕動力を含むエンジン出力Ｐ
ICE および発電力ＰGENが設定されるため、車両全体の
燃料消費量Ｍfcが大幅に低減されるとともに、燃料消費
に伴う排出ガス量も少なくなる。
【００４２】なお、上記実施例では変速機１６の動力伝
達効率を考慮していないが、変速比を有段または無段で
変更できる場合には、その変速比によって動力伝達効率
が異なり、前記燃料消費量Ｍfcm ，Ｍfce やシステム全
体の効率ηT も変化するため、変速機１６の動力伝達効
率を用いて次式（４）〜（６）に従ってそれ等を求める
ようにすることが望ましい。（４）式〜（６）式は、変
速機１６が無段変速機（ＣＶＴ）の場合で、動力伝達効
率ηCVT は例えば変速比や伝達トルク、入出力部材の回
転数などをパラメータとするデータマップなどから求め
られ、そのデータマップなど動力伝達効率ηCVT の算出
に必要なデータ（演算式などでも良い）は予め記憶手段
３６に記憶される。 Ｍfcm ＝ＦＣm ×ＰL ／ηCVT ・・・（４） Ｍfce ＝ＦＣe ×ＰL ／（ηGEN ×ηBIN ×ηBOUT×ηMOT ×ηCVT ） ・・・（５） ηT ＝ηGEN ×ηBIN ×ηBOUT×ηMOT ×ηCVT * ×ηICE ＋（ＰL ／ＰICE ）×ηICE ×｛１−（ηGEN ×ηBIN ×ηBOUT×ηMOT ×ηCVT * ）／ηCVT ｝ ・・・（６）
【００４３】上記（４）式〜（６）式の動力伝達効率η
CVT は、現在の運転状態すなわち瞬間走行必要動力ＰL
に応じた伝達トルクや変速比などにより、記憶手段３６
に記憶されたデータマップなどから求められ、（６）式
の動力伝達効率ηCVT * は、放電効率ηBOUTや駆動効率
ηMOT と同様にモータ駆動モード走行時における学習値
が用いられる。この学習値は、例えば過去に行われたモ
ータ駆動モード走行時の平均値（移動平均など）や、最
後に行われたモータ駆動モード走行時の瞬時値などを記
憶手段３６等に記憶しておけば良い。
【００４４】以上は請求項１および２に記載の発明の実
施例であるが、次に、請求項３〜５に記載の発明の実施
例を説明する。図８は、車両用駆動制御装置１１０の構
成を説明するブロック線図で、前記図１の車両用駆動制
御装置１０と実質的に略同じであるが、より具体化した
ものであり、機械的な結合関係は太い実線で示され、電
気的な結合関係は細線で示されている。かかる車両用駆
動制御装置１１０は、燃料の燃焼によって作動するガソ
リンエンジン等の内燃機関１１２と、電気エネルギーに
よって作動する電動機としての電動モータ１１４とを駆
動源として備えており、それ等の内燃機関１１２および
電動モータ１１４の動力は、同時に或いは択一的に変速
機１１６へ伝達され、更に減速機１１８および図示しな
い差動機などを介して左右の駆動輪１２０へ伝達され
る。変速機１１６は、前進（ＦＷＤ），後進（ＲＥ
Ｖ），ニュートラル（Ｎ）を切り換える前後進切換機構
や変速比が異なる複数の前進変速段を成立させる有段変
速機構を有しており、運転者によってシフトレバー１２
２が操作されることにより、切換えアクチュエータ１２
４により前進，後進，ニュートラルが切り換えられる。
また、シフトレバー１２２のシフト位置ＳH 、すなわち
Ｐ（パーキング），Ｒ（リバース），Ｎ（ニュートラ
ル），Ｄ（ドライブ），２（セカンド），Ｌ（ロー）を
表す信号がシフトポジションスイッチ１２６からコント
ローラ１２８に供給され、そのシフト位置ＳH に応じて
変速段の切換え制御が行われる。「Ｄ」では総ての前進
変速段で変速制御が行われるが、「２」，「Ｌ」では変
速比が大きい低速の前進変速段だけで変速制御が行われ
る。なお、上記内燃機関１１２と変速機１１６との間に
は、動力伝達を接続，遮断するクラッチ１３０が設けら
れており、クラッチ制御用アクチュエータ１３２によっ
て断続制御されるが、通常は接続状態に保持される。
【００４５】上記電動モータ１１４は、Ｍ（モータ）／
Ｇ（ジェネレータ）制御装置１３４を介してバッテリや
コンデンサ等の蓄電装置１３６に接続されており、蓄電
装置１３６から電気エネルギーが供給されて所定のトル
クで回転駆動される回転駆動状態と、回生制動（電動モ
ータ１１４自体の電気的な制動トルク）により発電機と
して機能することにより蓄電装置１３６に電気エネルギ
ーを充電する充電状態と、モータ軸が自由回転すること
を許容する無負荷状態とに切り換えられる。また、前記
内燃機関１１２は、燃料噴射量制御用アクチュエータ１
４２、スロットル制御用アクチュエータ１４４、点火時
期制御用アクチュエータ１４６、吸・排気バルブ制御用
アクチュエータ１４８などによって作動状態が制御され
るようになっており、それ等のアクチュエータは上記Ｍ
／Ｇ制御装置１３４と共にコントローラ１２８によって
制御される。なお、上記蓄電装置１３６には、エアコン
のコンプレッサーなどの補機１３８を駆動するための電
動機１４０が電気的に接続されている。
【００４６】コントローラ１２８はＣＰＵ，ＲＡＭ，Ｒ
ＯＭなどを有するマイクロコンピュータを含んで構成さ
れ、予め設定されたプログラムに従って信号処理を行う
ことにより、例えば図９の機能ブロック線図に示す各機
能などを実行する。このコントローラ１２８には、エン
ジン回転数Ｎe 、変速機１１６の入力回転数（モータ回
転数）Ｎi 、出力回転数（車速Ｖに対応）Ｎo 、蓄電装
置１３６の蓄電状態ＳＯＣに関する情報や、アクセル操
作量θA を表すアクセル操作量信号、運転者がブレーキ
ペダルを踏込み操作したことを表すブレーキ信号、その
踏力を表すブレーキ踏力信号、エンジンブレーキ（電動
モータ１１４による回生制動）を作用させるシフト位置
Ｄ，２，またはＬであることを表すエンジンブレーキシ
フト位置信号などが、各種の検出手段などから供給され
る。蓄電状態ＳＯＣは、例えば電動モータ１１４が発電
機として機能する充電時のモータ電流や充電効率などか
ら求められる。
【００４７】図９の動力源選択手段１６０は、動力源切
換マップ記憶手段１６２に予め記憶された動力源切換マ
ップに従って動力源を切り換えるもので、動力源切換マ
ップは例えば図１１に示すように駆動トルクおよび車速
Ｖをパラメータとして設定される。この動力源切換マッ
プは変速機１１６の変速段毎に定められ、図１１の第１
境界値（標準値）Ｂ1 以下の運転領域は電動モータ１１
４のみを用いて走行する電動機運転領域で、第１境界値
Ｂ1 よりも高負荷で且つ第２境界値Ｃ以下の運転領域は
内燃機関１１２のみを用いて走行するエンジン運転領域
で、第２境界値Ｃよりも高負荷の運転領域は電動モータ
１１４および内燃機関１１２の両方を用いて走行する電
動機・エンジン運転領域である。また、かかる動力源切
換マップは、内燃機関１１２を動力源として走行する場
合における燃料消費量Ｍfcm と、電動モータ１１４を動
力源として走行する場合に必要な電気エネルギーを内燃
機関１１２により電動モータ１１４を回転駆動して蓄電
装置１３６に充電する際の燃料消費量Ｍfce とを比較し
て、小さい方を動力源として選択するように予め定めら
れたもので、燃料消費量Ｍfce の算出に際しては発電効
率ηGEN ，充電効率ηBIN ，放電効率ηBOUT，駆動効率
ηMOT などが考慮されている。すなわち、この動力源選
択手段１６０は請求項１に記載の動力源選択手段の一態
様である。
【００４８】エンジン走行手段１６４は内燃機関１１２
を作動させて車両を走行させるもので、電動機走行手段
１６６は電動モータ１１４を作動させて車両を走行させ
るもので、回生走行手段１６８は、車両の運動エネルギ
ーにより電動モータ１１４を回転駆動して蓄電装置１３
６に電気エネルギーを充電するとともに車両に制動力を
作用させるものである。電動機運転領域拡大手段１７０
は、回生走行手段１６８による走行に伴って蓄電装置１
３６に充電される回生充電量ＳＯＣR が多い場合に前記
電動機運転領域を拡大するもので、回生充電量ＳＯＣR
を検出する回生充電量検出手段１７２と、その検出され
た回生充電量ＳＯＣR を予め定められた一定の運転時間
または一定の走行距離の間だけ記憶するレジスタ等の回
生充電量記憶手段１７４と、その回生充電量記憶手段１
７４に記憶されている回生充電量ＳＯＣR の合計ＳＯＣ
RTが予め定められた基準値Ｄ以上か否か、或いは回生割
合ＳＯＣRT／ＳＯＣが予め定められた基準割合Ｅ以上か
否かを判断する回生充電量判断手段１７６と、ＳＯＣRT
≧ＤまたはＳＯＣRT／ＳＯＣ≧Ｅの場合に前記動力源切
換マップの第１境界値Ｂを前記標準値Ｂ1 よりも高負荷
側の拡大値Ｂ2 （＜Ｃ）に変更する拡大手段１７８とを
備えている。すなわち、本実施例では電動モータ１１４
自体の出力範囲を拡大する。この拡大値Ｂ2 は、電動モ
ータ１１４のみを動力源として走行する場合に、例えば
勾配がＸ°などの所定の走行条件下で所定の車速Ｙ（ｋ
ｍ／ｈ）が得られるなど、所定の運転条件を満足するよ
うに設定される。
【００４９】図１０のフローチャートは、上記図９の機
能などに従ってコントローラ１２８により実行されるも
ので、先ずステップＱ１ではアクセル操作量θA 、エン
ジン回転数Ｎe 、入力回転数Ｎi 、出力回転数Ｎo 、蓄
電状態ＳＯＣ、エンジントルクＴE 、モータトルク
ＴM 、シフト位置ＳH など各種の情報を表す信号を読み
込む。エンジントルクＴE はスロットル弁開度や燃料噴
射量などから求められ、モータトルクＴM はモータ電流
などから求められる。ステップＱ２では、アクセル操作
量θA が略零か否かを判断し、θA ≒０であればステッ
プＱ１３でエンジンブレーキシフト位置信号が供給され
ているか否か、すなわちシフトレバー１２２のシフト位
置ＳH がＤ、２、またはＬであるか否かを判断する。そ
して、エンジンブレーキシフト位置であれば、ステップ
Ｑ１４において回生走行モードサブルーチンを実行し、
車両の運動エネルギーにより電動モータ１１４を回転駆
動して蓄電装置１３６に電気エネルギーを充電するとと
もに車両に制動力を作用させる回生走行モードで走行す
る。このステップＱ１４は前記回生走行手段１６８によ
って実行されるもので、この時のモータトルクすなわち
回生制動トルクは、例えば車速Ｖやブレーキ操作の有
無、ブレーキ踏力などの車両の運転状態をパラメータと
して設定される。アクセル操作量θA が略零で且つシフ
トレバー１２２がエンジンブレーキシフト位置にあるこ
とが予め定められた回生走行条件であるが、この回生走
行条件は適宜定められ、ブレーキ操作の有無などを条件
に加えることもできる。
【００５０】ステップＱ１５は前記回生充電量検出手段
１７２によって実行されるもので、回生走行に伴って蓄
電装置１３６に充電される回生充電量ＳＯＣR を電動モ
ータ１１４のモータ電流および蓄電装置１３６の充電効
率ηBIN に基づいて検出し、前記回生充電量記憶手段１
７４に記憶する。充電効率ηBIN は、蓄電状態ＳＯＣを
パラメータとするデータマップなどによりＲＡＭ等の記
憶手段に予め記憶される。回生充電量記憶手段１７４
は、予め定められた一定の運転時間または一定の走行距
離における最新の回生充電量ＳＯＣR を記憶するもの
で、運転時間の経過や走行距離の増加に伴って古いもの
から順次消去されることにより、合計回生充電量ＳＯＣ
RTは逐次変化する。
【００５１】前記ステップＱ２の判断がＮＯの場合、す
なわちアクセル操作量θA が略０でない場合には、ステ
ップＱ３以下を実行する。ステップＱ３では、アクセル
操作量θA やその変化速度、車速Ｖなどから車両の走行
に必要な所要動力すなわち瞬間走行必要動力ＰL を、前
記実施例と同様に予め記憶された演算式やデータマップ
などを用いて算出する。ステップＱ４では、蓄電状態Ｓ
ＯＣが予め定められた最低蓄電量Ａ以上か否かを判断
し、ＳＯＣ≧ＡであればステップＱ５以下を実行する
が、ＳＯＣ＜Ａの場合にはステップＱ１６の発電モード
サブルーチンを実行する。最低蓄電量Ａは、電動モータ
１１４を動力源として走行する場合に蓄電装置１３６か
ら電気エネルギーを取り出すことが許容される最低の蓄
電量で、蓄電装置１３６の放電効率や充電効率などに基
づいて例えば７０％程度の標準値Ａ1が初期設定されて
いる。そして、ＳＯＣ＜Ａの場合に実行するステップＱ
１６の発電モードサブルーチンでは、内燃機関１１２を
瞬間走行必要動力ＰL に対応する出力以上で作動させ、
瞬間走行必要動力ＰL で車両を走行させるとともに、余
分な出力で電動モータ１１４を回転駆動して発電させ、
蓄電装置１３６に充電する。このステップＱ１６は、例
えば前記実施例のステップＳ７と同様にして行われる。
【００５２】ＳＯＣ≧Ａの場合に実行するステップＱ５
は、前記回生充電量判断手段１７６によって実行される
もので、前記回生充電量記憶手段１７４に記憶されてい
る合計回生充電量ＳＯＣRTが予め定められた基準値Ｄ以
上か否か、或いは回生割合ＳＯＣRT／ＳＯＣが予め定め
られた基準割合Ｅ以上か否かを判断する。そして、ＳＯ
ＣRT＜ＤまたはＳＯＣRT／ＳＯＣ＜Ｅであれば、ステッ
プＱ６で最低蓄電量Ａとして標準値Ａ1 を設定するとと
もに第１境界値Ｂとして標準値Ｂ1 を設定するが、ＳＯ
ＣRT≧ＤまたはＳＯＣRT／ＳＯＣ＜Ｅの場合にはステッ
プＱ７を実行し、最低蓄電量Ａとして標準値Ａ1 よりも
小さい変更値Ａ2 を設定するとともに第１境界値Ｂとし
て標準値Ｂ1 よりも大きい拡大値Ｂ2 を設定する。した
がって、合計回生充電量ＳＯＣRTが多くなる山道走行な
どでは、電動モータ１１４を使って走行する電動機運転
領域が拡大されるとともに、蓄電状態ＳＯＣが標準値Ａ
1より小さい変更値Ａ2 を下回るまでステップＱ５以下
の走行制御が行われ、ステップＱ１６の発電モード走行
が抑制される。上記ステップＱ７は前記拡大手段１７８
によって実行される。なお、ステップＱ７で電動機運転
領域が拡大された場合には、その状態で適切な変速制御
が行われるように変速機１１６の変速条件を変更するこ
とが望ましい。
【００５３】次のステップＱ８では、瞬間走行必要動力
ＰL が第１境界値Ｂより大きいか否かを判断し、ＰL ＞
ＢであればステップＱ９で第１境界値Ｂより大きい第２
境界値Ｃより大きいか否かを判断する。そして、ＰL ≦
ＢであればステップＱ１２のモータ駆動サブルーチンを
実行し、Ｂ＜ＰL ≦ＣであればステップＱ１１のＩＣＥ
駆動サブルーチンを実行し、ＰL ＞Ｃであればステップ
Ｑ１０のＩＣＥ・モータ駆動サブルーチンを実行する。
ステップＱ１２のモータ駆動サブルーチンは電動モータ
１１４のみを用いて走行するもので前記電動機走行手段
１６６によって実行され、ステップＱ１１のＩＣＥ駆動
サブルーチンは内燃機関１１２のみを用いて走行するも
ので前記エンジン走行手段１６４によって実行され、ス
テップＱ１０のＩＣＥ・モータ駆動サブルーチンは内燃
機関１１２および電動モータ１１４の両方を用いて走行
するものでエンジン走行手段１６４および電動機走行手
段１６６によって実行される。瞬間走行必要動力ＰL に
応じて走行モードを判断するステップＱ８およびＱ９は
前記動力源選択手段１６０によって実行される。なお、
ステップＱ１１のＩＣＥ駆動サブルーチンでは電動モー
タ１１４は無負荷状態とされ、ステップＱ１２のモータ
駆動サブルーチンではクラッチ１３０が遮断される。
【００５４】ここで、本実施例の車両用駆動制御装置１
１０においては、ステップＱ１４の回生走行に伴って蓄
電装置１３６に充電される回生充電量ＳＯＣR の合計Ｓ
ＯＣ RTが基準値Ｄ以上になるか、或いは回生割合ＳＯＣ
RT／ＳＯＣが基準割合Ｅ以上になると、第１境界値Ｂが
拡大値Ｂ2 に変更されて電動モータ１１４のみで走行す
る電動機運転領域が拡大されるため、電動モータ１１４
による電気エネルギーの消費量が多くなる。このため、
山道などで回生充電量ＳＯＣR が多くなった場合でも、
蓄電装置１３６が過充電となってエネルギー変換効率η
BIN ，ηBOUTが低下したり充電不能となったりすること
が回避されるとともに、電動機運転領域が拡大された分
だけ内燃機関１１２の使用量が少なくなって燃料消費量
や排出ガス量が低減される。
【００５５】また、本実施例ではエンジン運転領域と電
動機運転領域との境界である第１境界値Ｂを標準値Ｂ1
から拡大値Ｂ2 に変更するため、エンジン運転領域のう
ち燃料消費量が比較的悪い領域が電動モータ１１４によ
る運転領域に切り換えられることになり、燃料消費量や
排出ガス量の低減効果が大きい。更に、電動機運転領域
およびエンジン運転領域は、前記実施例と同様に発電効
率ηGEN ，充電効率η BIN ，放電効率ηBOUT，駆動効率
ηMOT などを考慮して設定されているため、燃料消費量
や排出ガス量が更に効果的に低減される。
【００５６】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、本発明は他の態様で実施することもで
きる。
【００５７】例えば、前記第１実施例では内燃機関１２
および電動モータ１４のうち燃料消費量Ｍfcが小さい方
を使用して走行するとともに、燃料消費に関するシステ
ム全体の効率ηT が最大となる状態で発電モード走行を
行うようになっており、燃料消費量Ｍfcが低減されるの
に伴って排出ガス量も低減されるが、前記（１）式〜
（６）式の燃料消費率ＦＣm ，ＦＣe の代わりに排出ガ
ス率（単位動力当たりの排出ガス量）を用いたり、燃料
消費効率ηICE の代わりに排出ガス効率（排出ガス率の
逆数）を用いたりすることにより、排出ガス量を一層低
減することが可能である。燃料消費量Ｍfcや排出ガス量
以外の内燃機関１２に関する物理量に基づいて、内燃機
関１２と電動モータ１４とを使い分けるようにしたり発
電モード走行時のエンジン出力ＰICE を設定したりする
ことも可能である。第２実施例についても同様である。
【００５８】また、前記第１実施例では瞬間走行必要動
力ＰL などの運転状態に応じて一々燃料消費量Ｍfcm ，
Ｍfce を算出していたが、電動モータ１４のエネルギー
変換効率ηGEN ，ηMOT はそれぞれ最大（図６のη
MOTmax部分）で約９２％程度、蓄電装置２２の入出力効
率ηBIN ×ηBOUTは約８５％程度で、電気系全体のエネ
ルギー変換効率は０．９２×０．８５×０．９２≒０．
７２程度となるため、例えば内燃機関１２を動力源とし
て走行する場合の内燃機関１２の燃料消費効率η
IC E が、図５に示すように最大燃料消費効率ηICEmaxの
７０％の境界条件０．７η ICEmaxより大きい場合は内燃
機関１２を用い、境界条件０．７ηICEmaxより小さい場
合は電動モータ１４を用いるようにしても良い。このよ
うな態様も請求項１に記載の発明の一実施形態であり、
内燃機関１２を動力源として走行する場合の内燃機関１
２の燃料消費効率ηICE を求めるだけで容易に使い分け
ることができる。最大燃料消費効率ηICEmaxに対する境
界条件の割合は、電動モータ１４および蓄電装置２２の
エネルギー変換効率に応じて適宜設定すれば良い。第２
実施例の動力源切換マップは、このようにして定められ
たものである。なお、上記電気系統のエネルギー変換効
率が運転状態によって比較的大きく変化する場合には、
例えば内燃機関１２を動力源として走行する場合の内燃
機関１２の燃料消費効率ηICE が境界条件より大きい場
合は内燃機関１２を使用し、境界条件より小さい場合に
は前記図３のステップＳ３以下を実行して使い分けるこ
とが望ましい。燃料消費効率ηICE の代わりに排出ガス
効率を用いて排出ガスを低減する場合等にも適用でき
る。
【００５９】また、前記図４のステップＲ１ではエンジ
ン出力ＰICE を瞬間走行必要動力Ｐ L に初期設定し、そ
こから変更量ΔＰICE ずつ増加させるようになっていた
が、例えば図５に一点鎖線で示す最小燃料消費率線Ｌを
挟んで上下に所定のトルク幅でエンジン出力ＰICE の変
更範囲を設定するなど、システム全体の効率ηT が最大
となるエンジン出力ＰICE を捜す方法は適宜変更でき
る。
【００６０】また、前記第１実施例では内燃機関１２お
よび電動モータ１４の何れか一方のみで走行するように
なっていたが、第２実施例のように高負荷走行時などに
両方の出力で走行するモードを設けることもできるな
ど、走行モードの種類は適宜変更できる。
【００６１】また、前記実施例では電動モータ１４，１
１４が発電機を兼ねていたが、電動モータ１４，１１４
とは別個に発電機を設けることもできる。
【００６２】また、前記第２実施例ではエンジン運転領
域および電動機運転領域が設定された動力源切換マップ
に従って動力源を切り換えるようになっていたが、第１
実施例のように演算式などでエンジン運転領域か電動機
運転領域かが判断されるようになっていても良い。
【００６３】また、前記第２実施例では内燃機関１１２
と変速機１１６との間にクラッチ１３０が設けられてい
たが、変速機１１６と電動モータ１１４との間にもクラ
ッチを配設することが可能であるなど、クラッチ等の配
設形態は適宜変更され得る。内燃機関１１２および電動
モータ１１４の出力を遊星歯車装置などにより合成して
変速機１１６側へ伝達する車両用駆動制御装置にも本発
明は同様に適用され得る。
【００６４】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である車両用駆動制御装置の
構成を説明するブロック線図である。
【図２】図１の車両用駆動制御装置におけるコントロー
ラの機能の一部を説明するブロック線図である。
【図３】図１の車両用駆動制御装置において３つの走行
モードを切り換える際の作動を説明するフローチャート
である。
【図４】図３の発電モードサブルーチンを具体的に説明
するフローチャートである。
【図５】図１の車両用駆動制御装置における内燃機関の
燃料消費効率の一例を説明する図である。
【図６】図１の車両用駆動制御装置における電動モータ
のエネルギー変換効率の一例を説明する図である。
【図７】図４のフローチャートにおけるエンジン出力Ｐ
ICE と余裕動力（ＰICE −ＰL）との関係を説明する図
である。
【図８】本発明の他の実施例である車両用駆動制御装置
の構成を説明するブロック線図である。
【図９】図８の車両用駆動制御装置におけるコントロー
ラの機能の一部を説明するブロック線図である。
【図１０】図８の車両用駆動制御装置の作動を説明する
フローチャートである。
【図１１】図１０の境界値Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｃを説明する図
である。
【符号の説明】
１０，１１０：車両用駆動制御装置 １２，１１２：内燃機関（エンジン） １４，１１４：電動モータ（電動機，発電機） ２２，１３６：蓄電装置 ２８，１６０：動力源選択手段 １６４：エンジン走行手段 １６６：電動機走行手段 １６８：回生走行手段 １７０：電動機運転領域拡大手段 ステップＳ７：充電時エンジン出力設定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑 祐志 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 田端 淳 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 蓄電装置に蓄えられた電気エネルギーで
    作動する電動機と、燃料の燃焼によって作動するエンジ
    ンとを車両走行時の動力源として備えている車両におい
    て、前記エンジンにより発電機を回転駆動して発生した
    電気エネルギーを前記蓄電装置に充電するとともに、運
    転状態に応じて前記エンジンと前記電動機とを使い分け
    て走行する駆動制御装置であって、 前記エンジンを動力源として走行する場合における燃料
    消費量、排出ガス量等の該エンジンに関する所定の物理
    量と、前記電動機を動力源として走行する場合に必要な
    電気エネルギーを前記エンジンにより前記発電機を回転
    駆動して前記蓄電装置に充電する際の、該電動機、発電
    機、および蓄電装置のエネルギー変換効率を考慮した前
    記所定の物理量とに基づく判断基準に従って、該電動機
    を使うか該エンジンを使うかを決定する動力源選択手段
    を有することを特徴とする車両用駆動制御装置。
  2. 【請求項２】 蓄電装置に蓄えられた電気エネルギーで
    作動する電動機と、燃料の燃焼によって作動するエンジ
    ンとを車両走行時の動力源として備えている車両におい
    て、前記エンジンにより発電機を回転駆動して前記蓄電
    装置に電気エネルギーを充電する駆動制御装置であっ
    て、 前記充電時における前記蓄電装置および前記発電機のエ
    ネルギー変換効率を考慮した燃料消費量、排出ガス量等
    の前記エンジンに関する所定の物理量のシステム全体の
    効率に基づいて該充電時のエンジン出力を設定する充電
    時エンジン出力設定手段を有することを特徴とする車両
    用駆動制御装置。
  3. 【請求項３】 蓄電装置に蓄えられた電気エネルギーで
    作動する電動機と、燃料の燃焼によって作動するエンジ
    ンとを車両走行時の動力源として備えている車両におい
    て、予め定められたエンジン運転領域で前記エンジンを
    使って走行するエンジン走行手段と、予め定められた電
    動機運転領域で前記電動機を使って走行する電動機走行
    手段と、予め定められた回生走行条件を満足する場合に
    車両の運動エネルギーにより発電機を回転駆動して前記
    蓄電装置に電気エネルギーを充電するとともに該車両に
    制動力を作用させる回生走行手段とを有する駆動制御装
    置であって、 前記回生走行手段による走行に伴って前記蓄電装置に充
    電される回生充電量が多い場合に前記電動機運転領域を
    拡大する電動機運転領域拡大手段を有することを特徴と
    する車両用駆動制御装置。
  4. 【請求項４】 前記エンジン運転領域および前記電動機
    運転領域は、前記エンジンを動力源として走行する場合
    と、該エンジンにより発電機を回転駆動して前記蓄電装
    置に充電された電気エネルギーで前記電動機を作動させ
    て走行する場合とにおける、該エンジンの燃料消費量、
    排出ガス量等の該エンジンに関する所定の物理量に基づ
    いて定められており、 前記電動機運転領域拡大手段によって拡大される前記電
    動機運転領域は、前記エンジン運転領域のうち前記物理
    量が比較的悪い領域であることを特徴とする請求項３に
    記載の車両用駆動制御装置。
  5. 【請求項５】 前記エンジン運転領域および前記電動機
    運転領域は、請求項１に記載の判断基準に従って定めら
    れる請求項４に記載の車両用駆動制御装置。
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