ハイブリッド車両およびその制御方法
【課題】排気再循環装置を有する内燃機関の燃費をより向上させ、ひいては当該内燃機関を備えたハイブリッド車両におけるエネルギ効率をより向上させる。
【解決手段】ハイブリッド自動車に搭載されたＥＧＲ装置を有するエンジンに対する要求パワーは、走行に要求される要求走行パワーとバッテリの充放電要求パワーＰｂ＊とに基づいて設定され、バッテリの充電が要求されると共にＥＧＲ装置により排気再循環が実行されるときには、バッテリの充電が要求されると共に排気再循環が実行されないときに比べて要求パワーが増加するように充放電要求パワーＰｂ＊が充電側に増加させられる。
【解決手段】ハイブリッド自動車に搭載されたＥＧＲ装置を有するエンジンに対する要求パワーは、走行に要求される要求走行パワーとバッテリの充放電要求パワーＰｂ＊とに基づいて設定され、バッテリの充電が要求されると共にＥＧＲ装置により排気再循環が実行されるときには、バッテリの充電が要求されると共に排気再循環が実行されないときに比べて要求パワーが増加するように充放電要求パワーＰｂ＊が充電側に増加させられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気再循環装置を有する内燃機関と、当該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機と、当該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備えたハイブリッド車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車両として、排気再循環（ＥＧＲ）の非実行時には内燃機関に要求される要求パワーと排気再循環なしに内燃機関が効率よく運転されるように予め定められた第１の動作ラインとを用いて当該内燃機関の運転ポイント（目標回転数および目標トルク）を設定すると共に、排気再循環の実行時には上記要求パワーと排気再循環を伴って内燃機関が効率よく運転されるように予め定められた第２の動作ラインとを用いて当該内燃機関の運転ポイントを設定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車両では、排気再循環の実行時における内燃機関の運転ポイントが同一の要求パワーに対応した排気再循環の非実行時における運転ポイントに比べて高回転側かつ低トルク側に移動するように第１および第２の動作ラインが定められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０７６５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の排気再循環は、ＮＯｘの低減を図ると共に内燃機関の燃費を向上させるために採用されるものである。しかしながら、上記従来のハイブリッド車両のように排気再循環の非実行時と実行時とで異なる動作ラインを用いて、同一の要求パワーに対する内燃機関の運転ポイントを排気再循環の非実行時と実行時とで変更しても、排気再循環の実行時における燃費がさほど改善されないことがある。
【０００５】
そこで、本発明は、排気再循環装置を有する内燃機関を備えたハイブリッド車両において、当該内燃機関の燃費をより向上させ、ひいては当該ハイブリッド車両におけるエネルギ効率をより向上させることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるハイブリッド車両およびその制御方法は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。
【０００７】
本発明によるハイブリッド車両は、
排気再循環装置を有する内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備え、運転者による駆動力要求量に応じて前記内燃機関と前記電動機とを制御するハイブリッド車両において、
前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに、同一の駆動力要求量に対する前記内燃機関の出力パワーを該排気再循環が実行されないときに比べて増加させることを特徴とする。
【０００８】
本発明者らが排気再循環装置を有する内燃機関について鋭意研究を行った結果、内燃機関の効率（燃料消費率）が最も良くなるときに当該内燃機関から出力されるパワーは、排気再循環の非実行時に比べて排気再循環の実行時に高くなり、特に排気再循環量が多い程このような傾向が強まることが判明した。このような研究結果を踏まえて、本発明のハイブリッド車両では、排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに、同一の駆動力要求量に対する内燃機関の出力パワーが排気再循環が実行されないときに比べて増加させられる。これにより、排気再循環装置を有する内燃機関の燃費をより向上させ、ひいては当該内燃機関を備えたハイブリッド車両におけるエネルギ効率をより向上させることが可能となる。なお、排気再循環の実行時に内燃機関の出力パワーを排気再循環の非実行時に比べて増加させることにより生じる内燃機関の出力パワーの増加分は、電動機を発電機として駆動するのに利用可能であり、当該電動機により発電された電力は蓄電装置の充電等に供することができる。
【０００９】
また、前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに、前記内燃機関に出力させるパワーの指令値である要求パワーを該排気再循環が実行されないときに比べて増加させてもよい。これにより、排気再循環が実行されるときに、同一の駆動力要求量に対する内燃機関の出力パワーを排気再循環が実行されないときに比べて増加させることが可能となる。
【００１０】
更に、前記要求パワーは、少なくとも前記ハイブリッド車両の走行に要求される要求走行パワーと前記蓄電装置の目標充放電電力とに基づいて設定されてもよく、前記蓄電装置の充電が要求されると共に前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときには、該蓄電装置の充電が要求されると共に該排気再循環が実行されないときに比べて前記目標充放電電力を充電側に増加させてもよい。これにより、必要以上に要求パワーを増加させることで却って内燃機関の燃費を悪化させないようしながら、排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに要求パワーを排気再循環が実行されないときに比べてより増加させることが可能となる。
【００１１】
また、前記蓄電装置の充電が要求されると共に前記排気再循環装置により排気再循環が実行されないときには、前記目標充放電電力が第１の充電電力に設定されると共に、該蓄電装置の充電が要求されると共に該排気再循環が実行されるときには、前記目標充放電電力が前記第１の充電電力よりも充電電力として大きい第２の充電電力に設定されてもよく、前記第１の充電電力は、前記ハイブリッド車両の走行中に前記排気再循環が実行されない状態で前記内燃機関からの動力の少なくとも一部により前記電動機を発電機として駆動して該電動機からの電力により前記蓄電装置を強制的に充電する際に該内燃機関から実際に出力されるパワーが、前記排気再循環が実行されない状態で前記内燃機関の効率が最も良くなるときに該内燃機関から出力されるパワーを中心とした所定範囲内に含まれるように定められてもよく、前記第２の充電電力は、前記ハイブリッド車両の走行中に前記排気再循環が実行される状態で前記内燃機関からの動力の少なくとも一部により前記電動機を発電機として駆動して該電動機からの電力により前記蓄電装置を強制的に充電する際に該内燃機関から実際に出力されるパワーが、前記排気再循環が実行される状態で前記内燃機関の効率が最も良くなるときに該内燃機関から出力されるパワーを中心とした所定範囲内に含まれるように定められてもよい。これにより、蓄電装置の充電が要求されているときに、排気再循環の有無に拘わらず、内燃機関から実際に出力されるパワーを当該内燃機関の効率が最も良くなるときに内燃機関から出力されるパワーに近づけることができるので、当該内燃機関の燃費をより向上させることが可能となる。
【００１２】
更に、前記ハイブリッド車両は、前記電動機の回転軸に接続される第１要素と、駆動輪に連結される駆動軸に接続される第２要素と、前記内燃機関の出力軸に接続される第３要素とを有する遊星歯車機構と、前記第２要素に連結される第２の電動機とを備えるものであってもよい。
【００１３】
また、前記ハイブリッド車両は、前記電動機とは異なる第２の電動機の回転軸に接続される第１要素と、前記電動機の回転軸および前記内燃機関の出力軸に接続される第２要素と、駆動輪に連結される駆動軸に接続される第３要素とを有する遊星歯車機構を備えるものであってもよい。
【００１４】
また、前記ハイブリッド車両において、前記電動機の回転軸の一端は、前記内燃機関の出力軸に接続されてもよく、当該ハイブリッド車両は、前記電動機の前記回転軸の他端に接続される入力軸と、駆動輪に連結される出力軸とを有する無段変速機を備えるものであってもよい。
【００１５】
本発明によるハイブリッド車両の制御方法は、
排気再循環装置を有する内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備え、運転者による駆動力要求量に応じて前記内燃機関と前記電動機とを制御するハイブリッド車両の制御方法において、
前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに、同一の駆動力要求量に対する前記内燃機関の出力パワーを該排気再循環が実行されないときに比べて増加させることを特徴とする。
【００１６】
この方法によれば、排気再循環装置を有する内燃機関の燃費をより向上させ、ひいては当該内燃機関を備えたハイブリッド車両におけるエネルギ効率をより向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例に係るハイブリッド車両であるハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】エンジン２２の概略構成図である。
【図３】実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるエンジン運転時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２の動作ラインの一例を示す説明図である。
【図６】ハイブリッド自動車２０が走行するときのプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図７】排気再循環の非実行時および実行時におけるエンジン２２の出力パワーとエンジン２２の正味燃料消費率との関係を例示する説明図である。
【図８】実施例のバッテリＥＣＵ５２により実行される充放電要求パワー設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】充放電要求パワー設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１０】変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は、本発明の実施例に係るハイブリッド車両であるハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料を用いて動力を出力するエンジン（内燃機関）２２と、エンジン２２を制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４と、サンギヤ（第１要素）３１、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたリングギヤ（第２要素）３２、および複数のピニオンギヤ３３を支持すると共にダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト（出力軸）２６に接続されたプラネタリキャリア（第３要素）３４を有するシングルピニオン式のプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１に接続されると共に主として発電機として作動するモータＭＧ１と、減速ギヤ機構３５およびリングギヤ軸３２ａを介してリングギヤ３２に接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａにギヤ機構３７やデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動輪３９ａ，３９ｂと、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２に接続されたリチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池であるバッテリ５０と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２と、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と通信しながら車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０とを備える。
【００２０】
エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料と空気との混合気を燃焼室１２０内で爆発燃焼させ、混合気の爆発燃焼に伴うピストン１２１の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動へと変換することにより動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２では、図２からわかるように、エアクリーナ１２２により清浄された空気がスロットルバルブ１２３を介して吸気管１２６内に取り入れられ、吸入空気には燃料噴射弁１２７からガソリン等の燃料が噴射される。こうして得られる空気と燃料との混合気は、可変バルブタイミング機能を有する動弁機構１３０により駆動される吸気バルブ１３１を介して燃焼室１２０に吸入されると共に点火プラグ１２８からの電気火花によって爆発燃焼させられる。エンジン２２からの排ガスは、排気バルブ１３２や排気マニホールド１４０を介して一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）といった有害成分を浄化する排ガス浄化触媒（三元触媒）１４１ｃを含む浄化装置１４１へと送出され、浄化装置１４１にて浄化された後、外部へと排出される。
【００２１】
このように構成されるエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。例えば、エンジンＥＣＵ２４には、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１８０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１８１からの冷却水温Ｔｗ、燃焼室１２０内の圧力を検出する筒内圧センサ１８２からの筒内圧力、吸気バルブ１３１や排気バルブ１３２を駆動する動弁機構１３０に含まれるカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１３３からのカムポジション、スロットルバルブ１２３の位置を検出するスロットルバルブポジションセンサ１２４からのスロットルポジション、エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するエアフローメータ１８３からの吸入空気量Ｑ、吸気管１２６に取り付けられた吸気温度センサ１８４からの吸気温度Ｔａｉｒ、吸気管１２６内の圧力（負圧）を検出する吸気圧センサ１８５からの吸気負圧Ｐｉ、排気マニホールド１４０の浄化装置１４１の上流側に配置された空燃比センサ１８６からの空燃比ＡＦ等が図示しない入力ポートを介して入力される。
【００２２】
そして、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を作動させるための様々な制御信号を図示しない出力ポートを介して出力する。例えば、エンジンＥＣＵ２４は、スロットルバルブ１２３の位置を調節するスロットルモータ１２５への制御信号や燃料噴射弁１２７への制御信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１２９への制御信号、動弁機構１３０への制御信号等を出力ポートを介して出力する。また、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１８０からのクランクポジションを用いてエンジン２２の回転数Ｎｅを算出する。更に、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信し、ハイブリッドＥＣＵ７０からの信号等に基づいてエンジン２２を制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２３】
また、実施例のエンジン２２は、図２に示すように、一端が浄化装置１４１の後段の排気管に接続されると共に他端が吸気管１２６（サージタンク）に接続されたＥＧＲ管１４２、このＥＧＲ管１４２の中途に設けられて当該ＥＧＲ管１４２を介して排気系から吸気系へと還流される排ガス（ＥＧＲガス）の還流量すなわちＥＧＲ量（排気再循環量）を調節するＥＧＲ弁１４３、ＥＧＲ管１４２内のＥＧＲガスの温度を検出する温度センサ１４４等を含むＥＧＲ装置（排気再循環装置）１４５を有している。実施例のＥＧＲ装置１４５は、ＥＧＲ管１４２を介した排気再循環（排ガス還流）の実行に際してＥＧＲ率（＝排気還流量／（吸入空気量＋排気還流量））を例えば３０〜４０％と比較的高めに設定可能に構成されている。そして、実施例のエンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド自動車２０の車速Ｖが予め定められた中車速域（例えば４０〜１００ｋｍ／ｈ）に含まれるときに、排気系から吸気系へと上述のように比較的高いＥＧＲ率で排ガスが還流されるようにＥＧＲ装置１４５のＥＧＲ弁１４３を制御する。
【００２４】
プラネタリギヤ３０は、モータＭＧ１がエンジン２２からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機として機能するときにはプラネタリキャリア３４に伝達されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１とリングギヤ３２とにそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはプラネタリキャリア３４に伝達されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１に伝達されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２５】
モータＭＧ１およびＭＧ２は、周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやり取りを行う。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１およびＭＧ２の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費可能とする。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２により発電される電力に応じて充放電され、モータＭＧ１およびＭＧ２間で電力収支のバランスをとれば充放電されないことになる。
【００２６】
モータＥＣＵ４０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流等が入力され、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号等が出力される。また、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算する。更に、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信し、ハイブリッドＥＣＵ７０からの信号等に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２７】
バッテリＥＣＵ５２も図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂ、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に設置された図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ、バッテリ５０に設置された温度センサ５１からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力される。また、バッテリＥＣＵ５２は、ハイブリッドＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４と通信し、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２は、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０の充電割合を示す残容量ＳＯＣを算出したり、残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の目標充放電電力としての充放電要求パワーＰｂ＊（実施例では、放電側を正とし、充電側を負とする）を算出したり、残容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。
【００２８】
ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したようにエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と通信し、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と各種信号やデータのやり取りを行う。また、ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置（シフトポジション）に対応したシフトレンジＳＲを検出するシフトレンジセンサ８２からのシフトレンジＳＲ、運転者による駆動力要求量としてのアクセルペダル８３の踏み込み量（アクセル操作量）を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。
【００２９】
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に応じたトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２との制御モードとしては、要求トルクＴｒ＊に見合うパワーがエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を制御すると共にエンジン２２から出力されるパワーのすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力されるパワーの全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２を停止して要求トルクＴｒ＊に基づくトルクをリングギヤ軸３２ａに出力するようにモータＭＧ２を駆動制御するモータ運転モード等がある。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク変換運転モードや充放電運転モードのもとで所定条件が成立した場合、エンジン２２を自動的に停止・始動させる間欠運転が実行される。
【００３０】
次に、エンジン２２が運転された状態で上述のハイブリッド自動車２０が走行するときの動作について説明する。図３は、エンジン２２が運転された状態で運転者によりアクセルペダル８３が踏み込まれているときに実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行されるエンジン運転時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００３１】
図３のルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵは、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、車速センサ８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊や入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力され、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊や入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力されるものである。ステップＳ１００のデータ入力処理の後、図４に例示する要求トルク設定用マップからステップＳ１００にて入力したアクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに対応したリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を導出・設定した上で、エンジン２２に出力させるパワーの指令値である要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１１０）。実施例において、要求パワーＰｅ＊は、ハイブリッド自動車２０の走行に要求される要求走行パワーすなわち走行に要求される要求トルクＴｒ＊と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２／減速ギヤ機構３５のギヤ比Ｇｒ、または車速Ｖ×換算係数ｋ）との積から充放電要求パワーＰｂ＊を減じた値に損失分Ｌｏｓｓを加算することにより得られる。
【００３２】
ステップＳ１１０の処理の後、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。実施例では、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定するために、エンジン２２を効率よく動作させるように予め定められた動作ライン（最適燃費ライン）が用意されており、ステップＳ１２０では、当該動作ラインから要求パワーＰｅ＊に対応した目標回転数Ｎｅ＊が導出・設定される。図５にエンジン２２の動作ラインの一例を示す。そして、要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除することによりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。続いて、目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒまたはｋ・Ｖ）とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とを用いて次式（１）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊や目標回転数Ｎｍ１＊や現在の回転数Ｎｍ１等を用いて次式（２）に従いモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１３０）。式（１）は、プラネタリギヤ３０の回転要素に対する力学的な関係式であり、図６に例示するプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図から容易に導出されるものである。そして、式（２）は、モータＭＧ１をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に対応した目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３３】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …（１）
Tm1*=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …（２）
【００３４】
モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いてモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および（４）に従い計算する（ステップＳ１４０）。更に、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρと減速ギヤ機構３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）に従い計算する（ステップＳ１５０）。そして、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値に設定する（ステップＳ１６０）。このようしてモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、リングギヤ軸３２ａに出力するトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内に制限することができる。なお、式（５）は、図６の共線図から容易に導出され得るものである。
【００３５】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（５）
【００３６】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ１７０）、本ルーチンを一旦終了させる。ハイブリッドＥＣＵ７０から目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて吸入空気量制御（スロットルバルブ１２３の開度制御）や燃料噴射制御、点火時期制御等を実行する。また、ハイブリッドＥＣＵ７０からトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３７】
ここで、ハイブリッド自動車２０の走行中にエンジン２２が運転されると共に車速Ｖが上述の中車速域に含まれるときには、排気系から吸気系へと排ガスが還流されるようにＥＧＲ装置１４５のＥＧＲ弁１４３が制御されるが、このようなＥＧＲ装置を有するエンジンについて鋭意研究を行った結果、排気再循環の非実行時と実行時とでは、エンジン効率（正味燃料消費率）が最も良くなるときに当該エンジンから出力されるパワーが図７に示すように異なることが判明した。すなわち、排気再循環が実行されない状態でエンジン効率（正味燃料消費率）が最も良くなるときに当該エンジンから出力されるパワーＰｅ１よりも、排気再循環が実行された状態でエンジン効率（正味燃料消費率）が最も良くなるときに当該エンジンから出力されるパワーＰｅ２（Ｐｅ２＞Ｐｅ１）の方が高くなり、特に排ガスの還流量が多い程このような傾向が強まってパワーＰｅ１とパワーＰｅ２との差、つまり排気再循環の非実行時と実行時との間におけるエンジン効率を良好に確保可能とするパワーの範囲の差が大きくなる。このような研究結果を踏まえて、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２に出力させるパワーの指令値である要求パワーＰｅ＊の算出に用いられる充放電要求パワーＰｂ＊を排気再循環の非実行時と実行時とで異ならせることにより排気再循環が実行されるときに要求パワーＰｅ＊を排気再循環が実行されないときに比べてより適正に増加させてエンジン２２の燃費を向上させるべく、バッテリＥＣＵ５２により図８に例示する充放電要求パワー設定ルーチンが所定時間毎に繰り返し実行される。
【００３８】
図８のルーチンの開始に際して、バッテリＥＣＵ５２のＣＰＵは、ＥＧＲフラグＦｅｇｒの値やバッテリ５０の残容量ＳＯＣといった充放電要求パワーＰｂ＊の設定に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ２００）。ＥＧＲフラグＦｅｇｒは、エンジンＥＣＵ２４により排気再循環が実行されないときに値０に設定されると共に排気再循環が実行されるときに値１に設定されるものであり、エンジンＥＣＵ２４から通信により入力される。ステップＳ２００のデータ入力処理の後、ＥＧＲフラグＦｅｇｒの値に基づいてＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。そして、ＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されていない場合には、排気再循環の非実行時における残容量ＳＯＣと充放電要求パワーＰｂ＊との関係を予め定めた第１充放電要求パワー設定用マップからステップＳ２００にて入力した残容量ＳＯＣに対応した充放電要求パワーＰｂ＊を導出・設定し（ステップＳ２２０）、本ルーチンを一旦終了させる。また、ＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されている場合には、排気再循環の実行時における残容量ＳＯＣと充放電要求パワーＰｂ＊との関係を予め定めた第２充放電要求パワー設定用マップからステップＳ２００にて入力した残容量ＳＯＣに対応した充放電要求パワーＰｂ＊を導出・設定し（ステップＳ２３０）、本ルーチンを一旦終了させる。
【００３９】
図９は、第１充放電要求パワー設定用マップ（同図における破線参照）と第２充放電要求パワー設定用マップ（同図における実線参照）とを例示する説明図である。同図に示すように、排気再循環の非実行時に用いられる第１充放電要求パワー設定用マップは、残容量ＳＯＣが予め定められた制御中心Ｓ０（例えば５０％）から当該制御中心Ｓ０よりも大きい所定値ＳＨまでの範囲にあるときに充放電要求パワーＰｂ＊を残容量ＳＯＣの変化に対応して一定のレート（変化量）で変化する正の値（放電電力）に設定すると共に、残容量ＳＯＣが当該所定値ＳＨ以上になると充放電要求パワーＰｂ＊を一定の放電電力（正の値）Ｐｄに設定するように作成されている。また、第１充放電要求パワー設定用マップは、残容量ＳＯＣが制御中心Ｓ０から予め定められた強制充電開始値ＳＬ（例えば４０％）までの範囲にあるときに充放電要求パワーＰｂ＊を残容量ＳＯＣの変化に対応して上記レートで変化する負の値（充電電力）に設定すると共に、残容量ＳＯＣが強制充電開始値ＳＬ以下になると充放電要求パワーＰｂ＊を一定の第１充電電力（負の値）Ｐｃ１に設定するように作成されている。実施例において、第１充電電力Ｐｃ１は、ハイブリッド自動車２０の走行中に排気再循環が実行されない状態でエンジン２２からの動力の少なくとも一部によりモータＭＧ１を発電機として駆動して当該モータＭＧ１からの電力によりバッテリ５０を強制的に充電する際にエンジン２２から実際に出力されるパワーが、上述のパワーＰｅ１を中心とした所定範囲すなわち排気再循環の非実行時にエンジン効率を良好に確保可能とするパワー範囲内にできるだけ含まれるように実験・解析を経て定められる。
【００４０】
一方、排気再循環の実行時に用いられる第２充放電要求パワー設定用マップは、残容量ＳＯＣが制御中心Ｓ０から所定値ＳＨまでの範囲にあるときに第１充放電要求パワー設定用マップと同様に充放電要求パワーＰｂ＊を残容量ＳＯＣの変化に対応して上記レートで変化する正の値（放電電力）に設定すると共に、残容量ＳＯＣが当該所定値ＳＨ以上になると第１充放電要求パワー設定用マップと同様に充放電要求パワーＰｂ＊を一定の正の値（放電電力）Ｐｄに設定するように作成されている。また、第２充放電要求パワー設定用マップは、残容量ＳＯＣが制御中心Ｓ０から予め定められた強制充電開始値ＳＬ′（ＳＬ′＜ＳＬ）までの範囲にあるときに充放電要求パワーＰｂ＊を残容量ＳＯＣの変化に対応して上記レートで変化する負の値（充電電力）に設定すると共に、残容量ＳＯＣが強制充電開始値ＳＬ′以下になると充放電要求パワーＰｂ＊を上記第１充電電力Ｐｃ１よりも小さい一定の第２充電電力（負の値）Ｐｃ２に設定するように作成されている。実施例において、第２充電電力Ｐｃ２は、ハイブリッド自動車２０の走行中に排気再循環が実行さる（車速Ｖが上述の中車速域に含まれる）状態でエンジン２２からの動力の少なくとも一部によりモータＭＧ１を発電機として駆動して当該モータＭＧ１からの電力によりバッテリ５０を強制的に充電する際にエンジン２２から実際に出力されるパワーが、上述のパワーＰｅ２を中心とした所定範囲すなわち排気再循環の実行時にエンジン効率を良好に確保可能とするパワー範囲内にできるだけ含まれるように実験・解析を経て定められる。
【００４１】
上述の第１および第２充放電要求パワー設定用マップを用いた図８の充放電要求パワー設定ルーチンが実行されることにより、実施例のハイブリッド自動車２０では、残容量ＳＯＣが強制充電開始値ＳＬ以下であってバッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときに、残容量ＳＯＣが強制充電開始値ＳＬ以下であってバッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されないときに比べて充放電要求パワーＰｂ＊が充電側に増加させられる。従って、残容量ＳＯＣが強制充電開始値ＳＬ以下であってバッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときに、エンジン２２に対する要求パワーＰｅ＊は、残容量ＳＯＣが強制充電開始値ＳＬ以下であってバッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されないときの同一のアクセル開度Ａｃｃ（および車速Ｖ）すなわち要求トルクＴｒ＊に対応した要求パワーＰｅ＊よりも増加するように設定される（図３のステップＳ１１０）。すなわち、運転者によるアクセル開度Ａｃｃ（および車速Ｖ）が同一である場合、バッテリ５０の充電が要求されると共に排気再循環が実行されるときの要求パワーＰｅ＊（エンジン２２の出力パワー）は、バッテリ５０の充電が要求されると共に排気再循環が実行されないときの要求パワーＰｅ＊よりも大きくなる。そして、エンジン２２が要求パワーＰｅ＊（および動作ライン）に応じた目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊）で運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２が制御されることになる（図３のステップＳ１２０−Ｓ１７０）。
【００４２】
これにより、バッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５による排気再循環が実行されないときには、排気再循環が実行されない状態でエンジン効率が最も良くなるときに当該エンジン２２から出力されるパワーＰｅ１を中心とした所定範囲内のパワーを出力するようにエンジン２２が運転されることになる。また、バッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５による排気再循環が実行されるときには、排気再循環が実行される状態でエンジン効率が最も良くなるときに当該エンジン２２から出力されるパワーＰｅ２を中心とした所定範囲内のパワーを出力するようにエンジン２２が運転されることになる。この結果、ＥＧＲ装置１４５を有するエンジン２２の燃費をより向上させ、ひいては当該エンジン２２を備えたハイブリッド自動車２０におけるエネルギ効率をより向上させることが可能となる。そして、排気再循環の実行時にエンジン２２の要求パワーＰｅ＊を排気再循環の非実行時に比べて増加させることにより生じるエンジン２２の出力パワーの増加分は、モータＭＧ１を発電機として駆動するのに利用可能であり、モータＭＧ１により発電された電力の増加分は、バッテリ５０の充電やモータＭＧ２の駆動に供することができる。
【００４３】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときに、同一のアクセル開度Ａｃｃ（および車速Ｖ）に対するエンジン２２の出力パワーが排気再循環が実行されないときに比べて増加するように当該エンジン２２の要求パワーＰｅ＊が設定される。これにより、ＥＧＲ装置１４５を有するエンジン２２の燃費をより向上させ、ひいては当該エンジン２２を備えたハイブリッド自動車２０におけるエネルギ効率をより向上させることが可能となる。そして、上述のようなエンジン効率が最も良くなるときにエンジン２２から出力されるパワーが排気再循環の非実行時に比べて排気再循環の実行時に高くなる傾向は、ＥＧＲ率が高く設定されるエンジンや、ＥＧＲ率が比較的低くても排気再循環の実行時にＥＧＲ量が多くなる大排気量エンジンにおいて特に強まる。従って、本発明は、ＥＧＲ率が高く設定されるエンジンや、ＥＧＲ装置を有する大排気量エンジンを搭載したハイブリッド自動車に極めて有用である。
【００４４】
また、上記実施例では、要求パワーＰｅ＊がハイブリッド自動車２０の走行に要求される要求走行パワー（＝Ｔｒ＊×Ｎｒ）とバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊とに基づいて設定され、バッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときには、バッテリ５０の充電が要求されると共に排気再循環が実行されないときに比べて充放電要求パワーＰｂ＊が充電側に増加させられる。これにより、必要以上に要求パワーＰｅ＊を増加させることで却ってエンジン２２の燃費を悪化させないようしながら、ＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときに要求パワーＰｅ＊を排気再循環が実行されないときに比べてより増加させることが可能となる。ただし、充放電要求パワーＰｂ＊を異ならせる代わりに、バッテリ５０の充電が要求されると共に排気再循環が実行されるときに、バッテリ５０の充電が要求されると共に排気再循環が実行されないときに比べて要求パワーＰｅ＊を所定値だけ増加させてもよい。
【００４５】
更に、上記実施例では、バッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されないときには、充放電要求パワーＰｂ＊が第１充電電力Ｐｃ１に設定されると共に、バッテリ５０の充電が要求されると共に排気再循環が実行されるときには、充放電要求パワーＰｂ＊が第１充電電力Ｐｃ１よりも充電電力として大きい第２充電電力Ｐｃ２に設定される。そして、第１充電電力Ｐｃ１は、ハイブリッド自動車２０の走行中に排気再循環が実行されない状態でエンジン２２からの動力の少なくとも一部によりモータＭＧ１を発電機として駆動してモータＭＧ１からの電力によりバッテリ５０を強制的に充電する際にエンジン２２から実際に出力されるパワーが、排気再循環が実行されない状態でエンジン２２の効率が最も良くなるときにエンジン２２から出力されるパワーＰｅ１を中心とした所定範囲内に含まれるように定められる。また、第２充電電力Ｐｃ２は、ハイブリッド自動車２０の走行中に排気再循環が実行される状態でエンジン２２からの動力の少なくとも一部によりモータＭＧ１を発電機として駆動してモータＭＧ１からの電力によりバッテリ５０を強制的に充電する際にエンジン２２から実際に出力されるパワーが、排気再循環が実行される状態でエンジン２２の効率が最も良くなるときにエンジン２２から出力されるパワーＰｅ２（Ｐｅ２＞Ｐｅ１）を中心とした所定範囲内に含まれるように定められる。これにより、バッテリ５０の充電が要求されているときに、排気再循環の有無に拘わらず、エンジン２２から実際に出力されるパワーを当該エンジン２２の効率が最も良くなるときにエンジン２２から出力されるパワーＰｅ１またはＰｅ２に近づけることができるので、エンジン２２の燃費をより向上させることが可能となる。また、排気再循環の非実行時と実行時とでエンジン２２の目標運転ポイントを設定するための動作ラインを異ならせる必要がなくなるので、動作ラインの適合に要する負担を軽減することが可能となる。
【００４６】
なお、上述のようにＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときに要求パワーＰｅ＊を排気再循環が実行されないときに比べて増加させる代わりに、ＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を排気再循環が実行されないときに比べて増加させたり、ＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときに要求パワーＰｅ＊に基づいて設定されるスロットルバルブ１２３の目標開度を排気再循環が実行されないときに比べて増加させたりしてもよい。また、上記実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ１の回転軸に接続されるサンギヤ３１と、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結されるリングギヤ軸３２ａに接続されるリングギヤ３２と、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されるプラネタリキャリア３４とを有するプラネタリギヤ３０と、リングギヤ３２に連結されるモータＭＧ２とを含むものであるが、本発明のハイブリッド車両の構成は、これに限られるものではない。すなわち、プラネタリギヤ３０の回転要素に対して上述のようにエンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２を接続する代わりに、プラネタリギヤ３０のサンギヤ（第１要素）３１にモータＭＧ２の回転軸を接続し、リングギヤ（第２要素）３２にモータＭＧ１の回転軸およびエンジン２２のクランクシャフト２６を接続し、かつプラネタリキャリア（第３要素）３４に駆動輪３９ａ，３９ｂに連結される駆動軸を接続してもよい。更に、本発明は、ＥＧＲ装置１４５を有するエンジン（内燃機関）２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたモータＭＧと、モータＭＧの回転軸に接続される入力軸６１（プライマリシャフト）を有すると共にデファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結される出力軸６２とを有する機械式の無段変速機（例えばベルト式ＣＶＴ）６０と、インバータ４５を介してモータＭＧと電力をやり取りするバッテリ５０とを備えた図９に示すハイブリッド自動車２０Ｂに適用されてもよい。また、減速ギヤ機構３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有したモータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。
【００４７】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。すなわち、上記実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、エンジン２２からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能なモータＭＧ１，ＭＧが「電動機」に相当し、モータＭＧ１と電力をやり取り可能なバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、プラネタリギヤ３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「第２の電動機」に相当し、無段変速機６０が「無段変速機」に相当する。
【００４８】
ただし、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
【００４９】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、ハイブリッド車両の製造産業等において利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
２０，２０Ｂ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ プラネタリキャリア、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２，４５ インバータ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ 無段変速機、６１ 入力軸、６２ 出力軸、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、１４２ ＥＧＲ管、１４３ ＥＧＲ弁、１４４ 温度センサ、１４５ ＥＧＲ装置、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気再循環装置を有する内燃機関と、当該内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機と、当該電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備えたハイブリッド車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車両として、排気再循環（ＥＧＲ）の非実行時には内燃機関に要求される要求パワーと排気再循環なしに内燃機関が効率よく運転されるように予め定められた第１の動作ラインとを用いて当該内燃機関の運転ポイント（目標回転数および目標トルク）を設定すると共に、排気再循環の実行時には上記要求パワーと排気再循環を伴って内燃機関が効率よく運転されるように予め定められた第２の動作ラインとを用いて当該内燃機関の運転ポイントを設定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車両では、排気再循環の実行時における内燃機関の運転ポイントが同一の要求パワーに対応した排気再循環の非実行時における運転ポイントに比べて高回転側かつ低トルク側に移動するように第１および第２の動作ラインが定められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０７６５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の排気再循環は、ＮＯｘの低減を図ると共に内燃機関の燃費を向上させるために採用されるものである。しかしながら、上記従来のハイブリッド車両のように排気再循環の非実行時と実行時とで異なる動作ラインを用いて、同一の要求パワーに対する内燃機関の運転ポイントを排気再循環の非実行時と実行時とで変更しても、排気再循環の実行時における燃費がさほど改善されないことがある。
【０００５】
そこで、本発明は、排気再循環装置を有する内燃機関を備えたハイブリッド車両において、当該内燃機関の燃費をより向上させ、ひいては当該ハイブリッド車両におけるエネルギ効率をより向上させることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるハイブリッド車両およびその制御方法は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。
【０００７】
本発明によるハイブリッド車両は、
排気再循環装置を有する内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備え、運転者による駆動力要求量に応じて前記内燃機関と前記電動機とを制御するハイブリッド車両において、
前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに、同一の駆動力要求量に対する前記内燃機関の出力パワーを該排気再循環が実行されないときに比べて増加させることを特徴とする。
【０００８】
本発明者らが排気再循環装置を有する内燃機関について鋭意研究を行った結果、内燃機関の効率（燃料消費率）が最も良くなるときに当該内燃機関から出力されるパワーは、排気再循環の非実行時に比べて排気再循環の実行時に高くなり、特に排気再循環量が多い程このような傾向が強まることが判明した。このような研究結果を踏まえて、本発明のハイブリッド車両では、排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに、同一の駆動力要求量に対する内燃機関の出力パワーが排気再循環が実行されないときに比べて増加させられる。これにより、排気再循環装置を有する内燃機関の燃費をより向上させ、ひいては当該内燃機関を備えたハイブリッド車両におけるエネルギ効率をより向上させることが可能となる。なお、排気再循環の実行時に内燃機関の出力パワーを排気再循環の非実行時に比べて増加させることにより生じる内燃機関の出力パワーの増加分は、電動機を発電機として駆動するのに利用可能であり、当該電動機により発電された電力は蓄電装置の充電等に供することができる。
【０００９】
また、前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに、前記内燃機関に出力させるパワーの指令値である要求パワーを該排気再循環が実行されないときに比べて増加させてもよい。これにより、排気再循環が実行されるときに、同一の駆動力要求量に対する内燃機関の出力パワーを排気再循環が実行されないときに比べて増加させることが可能となる。
【００１０】
更に、前記要求パワーは、少なくとも前記ハイブリッド車両の走行に要求される要求走行パワーと前記蓄電装置の目標充放電電力とに基づいて設定されてもよく、前記蓄電装置の充電が要求されると共に前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときには、該蓄電装置の充電が要求されると共に該排気再循環が実行されないときに比べて前記目標充放電電力を充電側に増加させてもよい。これにより、必要以上に要求パワーを増加させることで却って内燃機関の燃費を悪化させないようしながら、排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに要求パワーを排気再循環が実行されないときに比べてより増加させることが可能となる。
【００１１】
また、前記蓄電装置の充電が要求されると共に前記排気再循環装置により排気再循環が実行されないときには、前記目標充放電電力が第１の充電電力に設定されると共に、該蓄電装置の充電が要求されると共に該排気再循環が実行されるときには、前記目標充放電電力が前記第１の充電電力よりも充電電力として大きい第２の充電電力に設定されてもよく、前記第１の充電電力は、前記ハイブリッド車両の走行中に前記排気再循環が実行されない状態で前記内燃機関からの動力の少なくとも一部により前記電動機を発電機として駆動して該電動機からの電力により前記蓄電装置を強制的に充電する際に該内燃機関から実際に出力されるパワーが、前記排気再循環が実行されない状態で前記内燃機関の効率が最も良くなるときに該内燃機関から出力されるパワーを中心とした所定範囲内に含まれるように定められてもよく、前記第２の充電電力は、前記ハイブリッド車両の走行中に前記排気再循環が実行される状態で前記内燃機関からの動力の少なくとも一部により前記電動機を発電機として駆動して該電動機からの電力により前記蓄電装置を強制的に充電する際に該内燃機関から実際に出力されるパワーが、前記排気再循環が実行される状態で前記内燃機関の効率が最も良くなるときに該内燃機関から出力されるパワーを中心とした所定範囲内に含まれるように定められてもよい。これにより、蓄電装置の充電が要求されているときに、排気再循環の有無に拘わらず、内燃機関から実際に出力されるパワーを当該内燃機関の効率が最も良くなるときに内燃機関から出力されるパワーに近づけることができるので、当該内燃機関の燃費をより向上させることが可能となる。
【００１２】
更に、前記ハイブリッド車両は、前記電動機の回転軸に接続される第１要素と、駆動輪に連結される駆動軸に接続される第２要素と、前記内燃機関の出力軸に接続される第３要素とを有する遊星歯車機構と、前記第２要素に連結される第２の電動機とを備えるものであってもよい。
【００１３】
また、前記ハイブリッド車両は、前記電動機とは異なる第２の電動機の回転軸に接続される第１要素と、前記電動機の回転軸および前記内燃機関の出力軸に接続される第２要素と、駆動輪に連結される駆動軸に接続される第３要素とを有する遊星歯車機構を備えるものであってもよい。
【００１４】
また、前記ハイブリッド車両において、前記電動機の回転軸の一端は、前記内燃機関の出力軸に接続されてもよく、当該ハイブリッド車両は、前記電動機の前記回転軸の他端に接続される入力軸と、駆動輪に連結される出力軸とを有する無段変速機を備えるものであってもよい。
【００１５】
本発明によるハイブリッド車両の制御方法は、
排気再循環装置を有する内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備え、運転者による駆動力要求量に応じて前記内燃機関と前記電動機とを制御するハイブリッド車両の制御方法において、
前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに、同一の駆動力要求量に対する前記内燃機関の出力パワーを該排気再循環が実行されないときに比べて増加させることを特徴とする。
【００１６】
この方法によれば、排気再循環装置を有する内燃機関の燃費をより向上させ、ひいては当該内燃機関を備えたハイブリッド車両におけるエネルギ効率をより向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例に係るハイブリッド車両であるハイブリッド自動車２０の概略構成図である。
【図２】エンジン２２の概略構成図である。
【図３】実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により実行されるエンジン運転時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図４】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図５】エンジン２２の動作ラインの一例を示す説明図である。
【図６】ハイブリッド自動車２０が走行するときのプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【図７】排気再循環の非実行時および実行時におけるエンジン２２の出力パワーとエンジン２２の正味燃料消費率との関係を例示する説明図である。
【図８】実施例のバッテリＥＣＵ５２により実行される充放電要求パワー設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】充放電要求パワー設定用マップの一例を示す説明図である。
【図１０】変形例に係るハイブリッド自動車２０Ｂの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は、本発明の実施例に係るハイブリッド車両であるハイブリッド自動車２０の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車２０は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料を用いて動力を出力するエンジン（内燃機関）２２と、エンジン２２を制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４と、サンギヤ（第１要素）３１、駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに接続されたリングギヤ（第２要素）３２、および複数のピニオンギヤ３３を支持すると共にダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト（出力軸）２６に接続されたプラネタリキャリア（第３要素）３４を有するシングルピニオン式のプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１に接続されると共に主として発電機として作動するモータＭＧ１と、減速ギヤ機構３５およびリングギヤ軸３２ａを介してリングギヤ３２に接続されたモータＭＧ２と、リングギヤ軸３２ａにギヤ機構３７やデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動輪３９ａ，３９ｂと、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するためのインバータ４１，４２と、インバータ４１，４２に接続されたリチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池であるバッテリ５０と、インバータ４１，４２を介してモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御するモータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０と、バッテリ５０を管理するバッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２と、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と通信しながら車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という）７０とを備える。
【００２０】
エンジン２２は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料と空気との混合気を燃焼室１２０内で爆発燃焼させ、混合気の爆発燃焼に伴うピストン１２１の往復運動をクランクシャフト２６の回転運動へと変換することにより動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２では、図２からわかるように、エアクリーナ１２２により清浄された空気がスロットルバルブ１２３を介して吸気管１２６内に取り入れられ、吸入空気には燃料噴射弁１２７からガソリン等の燃料が噴射される。こうして得られる空気と燃料との混合気は、可変バルブタイミング機能を有する動弁機構１３０により駆動される吸気バルブ１３１を介して燃焼室１２０に吸入されると共に点火プラグ１２８からの電気火花によって爆発燃焼させられる。エンジン２２からの排ガスは、排気バルブ１３２や排気マニホールド１４０を介して一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）といった有害成分を浄化する排ガス浄化触媒（三元触媒）１４１ｃを含む浄化装置１４１へと送出され、浄化装置１４１にて浄化された後、外部へと排出される。
【００２１】
このように構成されるエンジン２２を制御するエンジンＥＣＵ２４は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２に対して設けられて当該エンジン２２の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力される。例えば、エンジンＥＣＵ２４には、クランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１８０からのクランクポジションやエンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１８１からの冷却水温Ｔｗ、燃焼室１２０内の圧力を検出する筒内圧センサ１８２からの筒内圧力、吸気バルブ１３１や排気バルブ１３２を駆動する動弁機構１３０に含まれるカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１３３からのカムポジション、スロットルバルブ１２３の位置を検出するスロットルバルブポジションセンサ１２４からのスロットルポジション、エンジン２２の負荷としての吸入空気量を検出するエアフローメータ１８３からの吸入空気量Ｑ、吸気管１２６に取り付けられた吸気温度センサ１８４からの吸気温度Ｔａｉｒ、吸気管１２６内の圧力（負圧）を検出する吸気圧センサ１８５からの吸気負圧Ｐｉ、排気マニホールド１４０の浄化装置１４１の上流側に配置された空燃比センサ１８６からの空燃比ＡＦ等が図示しない入力ポートを介して入力される。
【００２２】
そして、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２を作動させるための様々な制御信号を図示しない出力ポートを介して出力する。例えば、エンジンＥＣＵ２４は、スロットルバルブ１２３の位置を調節するスロットルモータ１２５への制御信号や燃料噴射弁１２７への制御信号、イグナイタと一体化されたイグニッションコイル１２９への制御信号、動弁機構１３０への制御信号等を出力ポートを介して出力する。また、エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１８０からのクランクポジションを用いてエンジン２２の回転数Ｎｅを算出する。更に、エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信し、ハイブリッドＥＣＵ７０からの信号等に基づいてエンジン２２を制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２３】
また、実施例のエンジン２２は、図２に示すように、一端が浄化装置１４１の後段の排気管に接続されると共に他端が吸気管１２６（サージタンク）に接続されたＥＧＲ管１４２、このＥＧＲ管１４２の中途に設けられて当該ＥＧＲ管１４２を介して排気系から吸気系へと還流される排ガス（ＥＧＲガス）の還流量すなわちＥＧＲ量（排気再循環量）を調節するＥＧＲ弁１４３、ＥＧＲ管１４２内のＥＧＲガスの温度を検出する温度センサ１４４等を含むＥＧＲ装置（排気再循環装置）１４５を有している。実施例のＥＧＲ装置１４５は、ＥＧＲ管１４２を介した排気再循環（排ガス還流）の実行に際してＥＧＲ率（＝排気還流量／（吸入空気量＋排気還流量））を例えば３０〜４０％と比較的高めに設定可能に構成されている。そして、実施例のエンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド自動車２０の車速Ｖが予め定められた中車速域（例えば４０〜１００ｋｍ／ｈ）に含まれるときに、排気系から吸気系へと上述のように比較的高いＥＧＲ率で排ガスが還流されるようにＥＧＲ装置１４５のＥＧＲ弁１４３を制御する。
【００２４】
プラネタリギヤ３０は、モータＭＧ１がエンジン２２からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機として機能するときにはプラネタリキャリア３４に伝達されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１とリングギヤ３２とにそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはプラネタリキャリア３４に伝達されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１に伝達されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構３７およびデファレンシャルギヤ３８を介して最終的に駆動輪３９ａ，３９ｂに出力される。
【００２５】
モータＭＧ１およびＭＧ２は、周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやり取りを行う。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１およびＭＧ２の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費可能とする。従って、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２により発電される電力に応じて充放電され、モータＭＧ１およびＭＧ２間で電力収支のバランスをとれば充放電されないことになる。
【００２６】
モータＥＣＵ４０は、図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流等が入力され、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号等が出力される。また、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４から入力した信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を計算する。更に、モータＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ７０と通信し、ハイブリッドＥＣＵ７０からの信号等に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０に出力する。
【００２７】
バッテリＥＣＵ５２も図示しないＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Ｖｂ、バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に設置された図示しない電流センサからの充放電電流Ｉｂ、バッテリ５０に設置された温度センサ５１からのバッテリ温度Ｔｂ等が入力される。また、バッテリＥＣＵ５２は、ハイブリッドＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４と通信し、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ７０やエンジンＥＣＵ２４に出力する。更に、バッテリＥＣＵ５２は、電流センサにより検出された充放電電流Ｉｂの積算値に基づいてバッテリ５０の充電割合を示す残容量ＳＯＣを算出したり、残容量ＳＯＣに基づいてバッテリ５０の目標充放電電力としての充放電要求パワーＰｂ＊（実施例では、放電側を正とし、充電側を負とする）を算出したり、残容量ＳＯＣとバッテリ温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Ｗｉｎとバッテリ５０の放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Ｗｏｕｔとを算出したりする。
【００２８】
ハイブリッドＥＣＵ７０は、ＣＰＵを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、ＣＰＵの他に各種プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドＥＣＵ７０は、上述したようにエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と通信し、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２等と各種信号やデータのやり取りを行う。また、ハイブリッドＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ（スタートスイッチ）８０からのイグニッション信号、シフトレバー８１の操作位置（シフトポジション）に対応したシフトレンジＳＲを検出するシフトレンジセンサ８２からのシフトレンジＳＲ、運転者による駆動力要求量としてのアクセルペダル８３の踏み込み量（アクセル操作量）を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ８６からのブレーキペダルストロークＢＳ、車速センサ８７からの車速Ｖ等が入力ポートを介して入力される。
【００２９】
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊が計算され、この要求トルクＴｒ＊に応じたトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２との制御モードとしては、要求トルクＴｒ＊に見合うパワーがエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を制御すると共にエンジン２２から出力されるパワーのすべてがプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクＴｒ＊とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力されるパワーの全部またはその一部がプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求トルクＴｒ＊に基づくトルクがリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２を停止して要求トルクＴｒ＊に基づくトルクをリングギヤ軸３２ａに出力するようにモータＭＧ２を駆動制御するモータ運転モード等がある。また、実施例のハイブリッド自動車２０では、トルク変換運転モードや充放電運転モードのもとで所定条件が成立した場合、エンジン２２を自動的に停止・始動させる間欠運転が実行される。
【００３０】
次に、エンジン２２が運転された状態で上述のハイブリッド自動車２０が走行するときの動作について説明する。図３は、エンジン２２が運転された状態で運転者によりアクセルペダル８３が踏み込まれているときに実施例のハイブリッドＥＣＵ７０により所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行されるエンジン運転時駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【００３１】
図３のルーチンの開始に際して、ハイブリッドＥＣＵ７０のＣＰＵは、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、車速センサ８７からの車速Ｖ、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊や入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔといった制御に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ１００）。モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、モータＥＣＵ４０から通信により入力され、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊や入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリＥＣＵ５２から通信により入力されるものである。ステップＳ１００のデータ入力処理の後、図４に例示する要求トルク設定用マップからステップＳ１００にて入力したアクセル開度Ａｃｃおよび車速Ｖに対応したリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を導出・設定した上で、エンジン２２に出力させるパワーの指令値である要求パワーＰｅ＊を設定する（ステップＳ１１０）。実施例において、要求パワーＰｅ＊は、ハイブリッド自動車２０の走行に要求される要求走行パワーすなわち走行に要求される要求トルクＴｒ＊と駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２／減速ギヤ機構３５のギヤ比Ｇｒ、または車速Ｖ×換算係数ｋ）との積から充放電要求パワーＰｂ＊を減じた値に損失分Ｌｏｓｓを加算することにより得られる。
【００３２】
ステップＳ１１０の処理の後、要求パワーＰｅ＊に基づいてエンジン２２の目標運転ポイントとしての目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。実施例では、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定するために、エンジン２２を効率よく動作させるように予め定められた動作ライン（最適燃費ライン）が用意されており、ステップＳ１２０では、当該動作ラインから要求パワーＰｅ＊に対応した目標回転数Ｎｅ＊が導出・設定される。図５にエンジン２２の動作ラインの一例を示す。そして、要求パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除することによりエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１２０）。続いて、目標回転数Ｎｅ＊とリングギヤ軸３２ａの回転数Ｎｒ（Ｎｍ２／Ｇｒまたはｋ・Ｖ）とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρ（サンギヤ３１の歯数／リングギヤ３２の歯数）とを用いて次式（１）に従いモータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算した上で、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊や目標回転数Ｎｍ１＊や現在の回転数Ｎｍ１等を用いて次式（２）に従いモータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（ステップＳ１３０）。式（１）は、プラネタリギヤ３０の回転要素に対する力学的な関係式であり、図６に例示するプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図から容易に導出されるものである。そして、式（２）は、モータＭＧ１をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に対応した目標回転数Ｎｍ１＊で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式（２）中、右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
【００３３】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …（１）
Tm1*=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …（２）
【００３４】
モータＭＧ１に対するトルク指令Ｔｍ１＊を設定したならば、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔとトルク指令Ｔｍ１＊とモータＭＧ１，ＭＧ２の現在の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２とを用いてモータＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘを次式（３）および（４）に従い計算する（ステップＳ１４０）。更に、要求トルクＴｒ＊とトルク指令Ｔｍ１＊とプラネタリギヤ３０のギヤ比ρと減速ギヤ機構３５のギヤ比Ｇｒとを用いてモータＭＧ２から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを次式（５）に従い計算する（ステップＳ１５０）。そして、モータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊をトルク制限Ｔｍｉｎ，Ｔｍａｘで仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを制限した値に設定する（ステップＳ１６０）。このようしてモータＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ２＊を設定することにより、リングギヤ軸３２ａに出力するトルクをバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内に制限することができる。なお、式（５）は、図６の共線図から容易に導出され得るものである。
【００３５】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（３）
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …（４）
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …（５）
【００３６】
こうしてモータＭＧ１，ＭＧ２に対するトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定したならば、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０にそれぞれ送信し（ステップＳ１７０）、本ルーチンを一旦終了させる。ハイブリッドＥＣＵ７０から目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とを受信したエンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とに基づいて吸入空気量制御（スロットルバルブ１２３の開度制御）や燃料噴射制御、点火時期制御等を実行する。また、ハイブリッドＥＣＵ７０からトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信したモータＥＣＵ４０は、トルク指令Ｔｍ１＊に従ってモータＭＧ１が駆動されると共にトルク指令Ｔｍ２＊に従ってモータＭＧ２が駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【００３７】
ここで、ハイブリッド自動車２０の走行中にエンジン２２が運転されると共に車速Ｖが上述の中車速域に含まれるときには、排気系から吸気系へと排ガスが還流されるようにＥＧＲ装置１４５のＥＧＲ弁１４３が制御されるが、このようなＥＧＲ装置を有するエンジンについて鋭意研究を行った結果、排気再循環の非実行時と実行時とでは、エンジン効率（正味燃料消費率）が最も良くなるときに当該エンジンから出力されるパワーが図７に示すように異なることが判明した。すなわち、排気再循環が実行されない状態でエンジン効率（正味燃料消費率）が最も良くなるときに当該エンジンから出力されるパワーＰｅ１よりも、排気再循環が実行された状態でエンジン効率（正味燃料消費率）が最も良くなるときに当該エンジンから出力されるパワーＰｅ２（Ｐｅ２＞Ｐｅ１）の方が高くなり、特に排ガスの還流量が多い程このような傾向が強まってパワーＰｅ１とパワーＰｅ２との差、つまり排気再循環の非実行時と実行時との間におけるエンジン効率を良好に確保可能とするパワーの範囲の差が大きくなる。このような研究結果を踏まえて、実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２に出力させるパワーの指令値である要求パワーＰｅ＊の算出に用いられる充放電要求パワーＰｂ＊を排気再循環の非実行時と実行時とで異ならせることにより排気再循環が実行されるときに要求パワーＰｅ＊を排気再循環が実行されないときに比べてより適正に増加させてエンジン２２の燃費を向上させるべく、バッテリＥＣＵ５２により図８に例示する充放電要求パワー設定ルーチンが所定時間毎に繰り返し実行される。
【００３８】
図８のルーチンの開始に際して、バッテリＥＣＵ５２のＣＰＵは、ＥＧＲフラグＦｅｇｒの値やバッテリ５０の残容量ＳＯＣといった充放電要求パワーＰｂ＊の設定に必要なデータの入力処理を実行する（ステップＳ２００）。ＥＧＲフラグＦｅｇｒは、エンジンＥＣＵ２４により排気再循環が実行されないときに値０に設定されると共に排気再循環が実行されるときに値１に設定されるものであり、エンジンＥＣＵ２４から通信により入力される。ステップＳ２００のデータ入力処理の後、ＥＧＲフラグＦｅｇｒの値に基づいてＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。そして、ＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されていない場合には、排気再循環の非実行時における残容量ＳＯＣと充放電要求パワーＰｂ＊との関係を予め定めた第１充放電要求パワー設定用マップからステップＳ２００にて入力した残容量ＳＯＣに対応した充放電要求パワーＰｂ＊を導出・設定し（ステップＳ２２０）、本ルーチンを一旦終了させる。また、ＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されている場合には、排気再循環の実行時における残容量ＳＯＣと充放電要求パワーＰｂ＊との関係を予め定めた第２充放電要求パワー設定用マップからステップＳ２００にて入力した残容量ＳＯＣに対応した充放電要求パワーＰｂ＊を導出・設定し（ステップＳ２３０）、本ルーチンを一旦終了させる。
【００３９】
図９は、第１充放電要求パワー設定用マップ（同図における破線参照）と第２充放電要求パワー設定用マップ（同図における実線参照）とを例示する説明図である。同図に示すように、排気再循環の非実行時に用いられる第１充放電要求パワー設定用マップは、残容量ＳＯＣが予め定められた制御中心Ｓ０（例えば５０％）から当該制御中心Ｓ０よりも大きい所定値ＳＨまでの範囲にあるときに充放電要求パワーＰｂ＊を残容量ＳＯＣの変化に対応して一定のレート（変化量）で変化する正の値（放電電力）に設定すると共に、残容量ＳＯＣが当該所定値ＳＨ以上になると充放電要求パワーＰｂ＊を一定の放電電力（正の値）Ｐｄに設定するように作成されている。また、第１充放電要求パワー設定用マップは、残容量ＳＯＣが制御中心Ｓ０から予め定められた強制充電開始値ＳＬ（例えば４０％）までの範囲にあるときに充放電要求パワーＰｂ＊を残容量ＳＯＣの変化に対応して上記レートで変化する負の値（充電電力）に設定すると共に、残容量ＳＯＣが強制充電開始値ＳＬ以下になると充放電要求パワーＰｂ＊を一定の第１充電電力（負の値）Ｐｃ１に設定するように作成されている。実施例において、第１充電電力Ｐｃ１は、ハイブリッド自動車２０の走行中に排気再循環が実行されない状態でエンジン２２からの動力の少なくとも一部によりモータＭＧ１を発電機として駆動して当該モータＭＧ１からの電力によりバッテリ５０を強制的に充電する際にエンジン２２から実際に出力されるパワーが、上述のパワーＰｅ１を中心とした所定範囲すなわち排気再循環の非実行時にエンジン効率を良好に確保可能とするパワー範囲内にできるだけ含まれるように実験・解析を経て定められる。
【００４０】
一方、排気再循環の実行時に用いられる第２充放電要求パワー設定用マップは、残容量ＳＯＣが制御中心Ｓ０から所定値ＳＨまでの範囲にあるときに第１充放電要求パワー設定用マップと同様に充放電要求パワーＰｂ＊を残容量ＳＯＣの変化に対応して上記レートで変化する正の値（放電電力）に設定すると共に、残容量ＳＯＣが当該所定値ＳＨ以上になると第１充放電要求パワー設定用マップと同様に充放電要求パワーＰｂ＊を一定の正の値（放電電力）Ｐｄに設定するように作成されている。また、第２充放電要求パワー設定用マップは、残容量ＳＯＣが制御中心Ｓ０から予め定められた強制充電開始値ＳＬ′（ＳＬ′＜ＳＬ）までの範囲にあるときに充放電要求パワーＰｂ＊を残容量ＳＯＣの変化に対応して上記レートで変化する負の値（充電電力）に設定すると共に、残容量ＳＯＣが強制充電開始値ＳＬ′以下になると充放電要求パワーＰｂ＊を上記第１充電電力Ｐｃ１よりも小さい一定の第２充電電力（負の値）Ｐｃ２に設定するように作成されている。実施例において、第２充電電力Ｐｃ２は、ハイブリッド自動車２０の走行中に排気再循環が実行さる（車速Ｖが上述の中車速域に含まれる）状態でエンジン２２からの動力の少なくとも一部によりモータＭＧ１を発電機として駆動して当該モータＭＧ１からの電力によりバッテリ５０を強制的に充電する際にエンジン２２から実際に出力されるパワーが、上述のパワーＰｅ２を中心とした所定範囲すなわち排気再循環の実行時にエンジン効率を良好に確保可能とするパワー範囲内にできるだけ含まれるように実験・解析を経て定められる。
【００４１】
上述の第１および第２充放電要求パワー設定用マップを用いた図８の充放電要求パワー設定ルーチンが実行されることにより、実施例のハイブリッド自動車２０では、残容量ＳＯＣが強制充電開始値ＳＬ以下であってバッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときに、残容量ＳＯＣが強制充電開始値ＳＬ以下であってバッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されないときに比べて充放電要求パワーＰｂ＊が充電側に増加させられる。従って、残容量ＳＯＣが強制充電開始値ＳＬ以下であってバッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときに、エンジン２２に対する要求パワーＰｅ＊は、残容量ＳＯＣが強制充電開始値ＳＬ以下であってバッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されないときの同一のアクセル開度Ａｃｃ（および車速Ｖ）すなわち要求トルクＴｒ＊に対応した要求パワーＰｅ＊よりも増加するように設定される（図３のステップＳ１１０）。すなわち、運転者によるアクセル開度Ａｃｃ（および車速Ｖ）が同一である場合、バッテリ５０の充電が要求されると共に排気再循環が実行されるときの要求パワーＰｅ＊（エンジン２２の出力パワー）は、バッテリ５０の充電が要求されると共に排気再循環が実行されないときの要求パワーＰｅ＊よりも大きくなる。そして、エンジン２２が要求パワーＰｅ＊（および動作ライン）に応じた目標運転ポイント（目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊）で運転されると共に要求トルクＴｒ＊に基づくトルクが駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力されるようにエンジン２２とモータＭＧ１およびＭＧ２が制御されることになる（図３のステップＳ１２０−Ｓ１７０）。
【００４２】
これにより、バッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５による排気再循環が実行されないときには、排気再循環が実行されない状態でエンジン効率が最も良くなるときに当該エンジン２２から出力されるパワーＰｅ１を中心とした所定範囲内のパワーを出力するようにエンジン２２が運転されることになる。また、バッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５による排気再循環が実行されるときには、排気再循環が実行される状態でエンジン効率が最も良くなるときに当該エンジン２２から出力されるパワーＰｅ２を中心とした所定範囲内のパワーを出力するようにエンジン２２が運転されることになる。この結果、ＥＧＲ装置１４５を有するエンジン２２の燃費をより向上させ、ひいては当該エンジン２２を備えたハイブリッド自動車２０におけるエネルギ効率をより向上させることが可能となる。そして、排気再循環の実行時にエンジン２２の要求パワーＰｅ＊を排気再循環の非実行時に比べて増加させることにより生じるエンジン２２の出力パワーの増加分は、モータＭＧ１を発電機として駆動するのに利用可能であり、モータＭＧ１により発電された電力の増加分は、バッテリ５０の充電やモータＭＧ２の駆動に供することができる。
【００４３】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車２０では、ＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときに、同一のアクセル開度Ａｃｃ（および車速Ｖ）に対するエンジン２２の出力パワーが排気再循環が実行されないときに比べて増加するように当該エンジン２２の要求パワーＰｅ＊が設定される。これにより、ＥＧＲ装置１４５を有するエンジン２２の燃費をより向上させ、ひいては当該エンジン２２を備えたハイブリッド自動車２０におけるエネルギ効率をより向上させることが可能となる。そして、上述のようなエンジン効率が最も良くなるときにエンジン２２から出力されるパワーが排気再循環の非実行時に比べて排気再循環の実行時に高くなる傾向は、ＥＧＲ率が高く設定されるエンジンや、ＥＧＲ率が比較的低くても排気再循環の実行時にＥＧＲ量が多くなる大排気量エンジンにおいて特に強まる。従って、本発明は、ＥＧＲ率が高く設定されるエンジンや、ＥＧＲ装置を有する大排気量エンジンを搭載したハイブリッド自動車に極めて有用である。
【００４４】
また、上記実施例では、要求パワーＰｅ＊がハイブリッド自動車２０の走行に要求される要求走行パワー（＝Ｔｒ＊×Ｎｒ）とバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊とに基づいて設定され、バッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときには、バッテリ５０の充電が要求されると共に排気再循環が実行されないときに比べて充放電要求パワーＰｂ＊が充電側に増加させられる。これにより、必要以上に要求パワーＰｅ＊を増加させることで却ってエンジン２２の燃費を悪化させないようしながら、ＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときに要求パワーＰｅ＊を排気再循環が実行されないときに比べてより増加させることが可能となる。ただし、充放電要求パワーＰｂ＊を異ならせる代わりに、バッテリ５０の充電が要求されると共に排気再循環が実行されるときに、バッテリ５０の充電が要求されると共に排気再循環が実行されないときに比べて要求パワーＰｅ＊を所定値だけ増加させてもよい。
【００４５】
更に、上記実施例では、バッテリ５０の充電が要求されると共にＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されないときには、充放電要求パワーＰｂ＊が第１充電電力Ｐｃ１に設定されると共に、バッテリ５０の充電が要求されると共に排気再循環が実行されるときには、充放電要求パワーＰｂ＊が第１充電電力Ｐｃ１よりも充電電力として大きい第２充電電力Ｐｃ２に設定される。そして、第１充電電力Ｐｃ１は、ハイブリッド自動車２０の走行中に排気再循環が実行されない状態でエンジン２２からの動力の少なくとも一部によりモータＭＧ１を発電機として駆動してモータＭＧ１からの電力によりバッテリ５０を強制的に充電する際にエンジン２２から実際に出力されるパワーが、排気再循環が実行されない状態でエンジン２２の効率が最も良くなるときにエンジン２２から出力されるパワーＰｅ１を中心とした所定範囲内に含まれるように定められる。また、第２充電電力Ｐｃ２は、ハイブリッド自動車２０の走行中に排気再循環が実行される状態でエンジン２２からの動力の少なくとも一部によりモータＭＧ１を発電機として駆動してモータＭＧ１からの電力によりバッテリ５０を強制的に充電する際にエンジン２２から実際に出力されるパワーが、排気再循環が実行される状態でエンジン２２の効率が最も良くなるときにエンジン２２から出力されるパワーＰｅ２（Ｐｅ２＞Ｐｅ１）を中心とした所定範囲内に含まれるように定められる。これにより、バッテリ５０の充電が要求されているときに、排気再循環の有無に拘わらず、エンジン２２から実際に出力されるパワーを当該エンジン２２の効率が最も良くなるときにエンジン２２から出力されるパワーＰｅ１またはＰｅ２に近づけることができるので、エンジン２２の燃費をより向上させることが可能となる。また、排気再循環の非実行時と実行時とでエンジン２２の目標運転ポイントを設定するための動作ラインを異ならせる必要がなくなるので、動作ラインの適合に要する負担を軽減することが可能となる。
【００４６】
なお、上述のようにＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときに要求パワーＰｅ＊を排気再循環が実行されないときに比べて増加させる代わりに、ＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を排気再循環が実行されないときに比べて増加させたり、ＥＧＲ装置１４５により排気再循環が実行されるときに要求パワーＰｅ＊に基づいて設定されるスロットルバルブ１２３の目標開度を排気再循環が実行されないときに比べて増加させたりしてもよい。また、上記実施例のハイブリッド自動車２０は、モータＭＧ１の回転軸に接続されるサンギヤ３１と、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結されるリングギヤ軸３２ａに接続されるリングギヤ３２と、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されるプラネタリキャリア３４とを有するプラネタリギヤ３０と、リングギヤ３２に連結されるモータＭＧ２とを含むものであるが、本発明のハイブリッド車両の構成は、これに限られるものではない。すなわち、プラネタリギヤ３０の回転要素に対して上述のようにエンジン２２やモータＭＧ１およびＭＧ２を接続する代わりに、プラネタリギヤ３０のサンギヤ（第１要素）３１にモータＭＧ２の回転軸を接続し、リングギヤ（第２要素）３２にモータＭＧ１の回転軸およびエンジン２２のクランクシャフト２６を接続し、かつプラネタリキャリア（第３要素）３４に駆動輪３９ａ，３９ｂに連結される駆動軸を接続してもよい。更に、本発明は、ＥＧＲ装置１４５を有するエンジン（内燃機関）２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６に接続されたモータＭＧと、モータＭＧの回転軸に接続される入力軸６１（プライマリシャフト）を有すると共にデファレンシャルギヤ３８を介して駆動輪３９ａ，３９ｂに連結される出力軸６２とを有する機械式の無段変速機（例えばベルト式ＣＶＴ）６０と、インバータ４５を介してモータＭＧと電力をやり取りするバッテリ５０とを備えた図９に示すハイブリッド自動車２０Ｂに適用されてもよい。また、減速ギヤ機構３５の代わりに、例えばＨｉ，Ｌｏの２段の変速段あるいは３段以上の変速段を有したモータＭＧ２の回転数を変速してリングギヤ軸３２ａに伝達する変速機を採用してもよい。
【００４７】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。すなわち、上記実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、エンジン２２からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能なモータＭＧ１，ＭＧが「電動機」に相当し、モータＭＧ１と電力をやり取り可能なバッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、プラネタリギヤ３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「第２の電動機」に相当し、無段変速機６０が「無段変速機」に相当する。
【００４８】
ただし、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
【００４９】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、ハイブリッド車両の製造産業等において利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
２０，２０Ｂ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ プラネタリキャリア、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２，４５ インバータ、５０ バッテリ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ 無段変速機、６１ 入力軸、６２ 出力軸、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）、１４２ ＥＧＲ管、１４３ ＥＧＲ弁、１４４ 温度センサ、１４５ ＥＧＲ装置、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気再循環装置を有する内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備え、運転者による駆動力要求量に応じて前記内燃機関と前記電動機とを制御するハイブリッド車両において、
前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに、同一の駆動力要求量に対する前記内燃機関の出力パワーを該排気再循環が実行されないときに比べて増加させることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに、前記内燃機関に出力させるパワーの指令値である要求パワーを該排気再循環が実行されないときに比べて増加させることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両において、
前記要求パワーは、少なくとも前記ハイブリッド車両の走行に要求される要求走行パワーと前記蓄電装置の目標充放電電力とに基づいて設定され、
前記蓄電装置の充電が要求されると共に前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときには、該蓄電装置の充電が要求されると共に該排気再循環が実行されないときに比べて前記目標充放電電力を充電側に増加させることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項３に記載のハイブリッド車両において、
前記蓄電装置の充電が要求されると共に前記排気再循環装置により排気再循環が実行されないときには、前記目標充放電電力が第１の充電電力に設定されると共に、該蓄電装置の充電が要求されると共に該排気再循環が実行されるときには、前記目標充放電電力が前記第１の充電電力よりも充電電力として大きい第２の充電電力に設定され、
前記第１の充電電力は、前記ハイブリッド車両の走行中に前記排気再循環が実行されない状態で前記内燃機関からの動力の少なくとも一部により前記電動機を発電機として駆動して該電動機からの電力により前記蓄電装置を強制的に充電する際に該内燃機関から実際に出力されるパワーが、前記排気再循環が実行されない状態で前記内燃機関の効率が最も良くなるときに該内燃機関から出力されるパワーを中心とした所定範囲内に含まれるように定められ、
前記第２の充電電力は、前記ハイブリッド車両の走行中に前記排気再循環が実行される状態で前記内燃機関からの動力の少なくとも一部により前記電動機を発電機として駆動して該電動機からの電力により前記蓄電装置を強制的に充電する際に該内燃機関から実際に出力されるパワーが、前記排気再循環が実行される状態で前記内燃機関の効率が最も良くなるときに該内燃機関から出力されるパワーを中心とした所定範囲内に含まれるように定められることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
前記電動機の回転軸に接続される第１要素と、駆動輪に連結される駆動軸に接続される第２要素と、前記内燃機関の出力軸に接続される第３要素とを有する遊星歯車機構と、
前記第２要素に連結される第２の電動機とを更に備えることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項６】
請求項１から４の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
前記電動機とは異なる第２の電動機の回転軸に接続される第１要素と、前記電動機の回転軸および前記内燃機関の出力軸に接続される第２要素と、駆動輪に連結される駆動軸に接続される第３要素とを有する遊星歯車機構を更に備えることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項７】
請求項１から４の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
前記電動機の回転軸の一端は、前記内燃機関の出力軸に接続されており、
前記電動機の前記回転軸の他端に接続される入力軸と、駆動輪に連結される出力軸とを有する無段変速機を更に備えることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項８】
排気再循環装置を有する内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備え、運転者による駆動力要求量に応じて前記内燃機関と前記電動機とを制御するハイブリッド車両の制御方法において、
前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに、同一の駆動力要求量に対する前記内燃機関の出力パワーを該排気再循環が実行されないときに比べて増加させることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【請求項１】
排気再循環装置を有する内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備え、運転者による駆動力要求量に応じて前記内燃機関と前記電動機とを制御するハイブリッド車両において、
前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに、同一の駆動力要求量に対する前記内燃機関の出力パワーを該排気再循環が実行されないときに比べて増加させることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両において、
前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに、前記内燃機関に出力させるパワーの指令値である要求パワーを該排気再循環が実行されないときに比べて増加させることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両において、
前記要求パワーは、少なくとも前記ハイブリッド車両の走行に要求される要求走行パワーと前記蓄電装置の目標充放電電力とに基づいて設定され、
前記蓄電装置の充電が要求されると共に前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときには、該蓄電装置の充電が要求されると共に該排気再循環が実行されないときに比べて前記目標充放電電力を充電側に増加させることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項３に記載のハイブリッド車両において、
前記蓄電装置の充電が要求されると共に前記排気再循環装置により排気再循環が実行されないときには、前記目標充放電電力が第１の充電電力に設定されると共に、該蓄電装置の充電が要求されると共に該排気再循環が実行されるときには、前記目標充放電電力が前記第１の充電電力よりも充電電力として大きい第２の充電電力に設定され、
前記第１の充電電力は、前記ハイブリッド車両の走行中に前記排気再循環が実行されない状態で前記内燃機関からの動力の少なくとも一部により前記電動機を発電機として駆動して該電動機からの電力により前記蓄電装置を強制的に充電する際に該内燃機関から実際に出力されるパワーが、前記排気再循環が実行されない状態で前記内燃機関の効率が最も良くなるときに該内燃機関から出力されるパワーを中心とした所定範囲内に含まれるように定められ、
前記第２の充電電力は、前記ハイブリッド車両の走行中に前記排気再循環が実行される状態で前記内燃機関からの動力の少なくとも一部により前記電動機を発電機として駆動して該電動機からの電力により前記蓄電装置を強制的に充電する際に該内燃機関から実際に出力されるパワーが、前記排気再循環が実行される状態で前記内燃機関の効率が最も良くなるときに該内燃機関から出力されるパワーを中心とした所定範囲内に含まれるように定められることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
前記電動機の回転軸に接続される第１要素と、駆動輪に連結される駆動軸に接続される第２要素と、前記内燃機関の出力軸に接続される第３要素とを有する遊星歯車機構と、
前記第２要素に連結される第２の電動機とを更に備えることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項６】
請求項１から４の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
前記電動機とは異なる第２の電動機の回転軸に接続される第１要素と、前記電動機の回転軸および前記内燃機関の出力軸に接続される第２要素と、駆動輪に連結される駆動軸に接続される第３要素とを有する遊星歯車機構を更に備えることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項７】
請求項１から４の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
前記電動機の回転軸の一端は、前記内燃機関の出力軸に接続されており、
前記電動機の前記回転軸の他端に接続される入力軸と、駆動輪に連結される出力軸とを有する無段変速機を更に備えることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項８】
排気再循環装置を有する内燃機関と、前記内燃機関からの動力の少なくとも一部を用いて発電可能な電動機と、前記電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備え、運転者による駆動力要求量に応じて前記内燃機関と前記電動機とを制御するハイブリッド車両の制御方法において、
前記排気再循環装置により排気再循環が実行されるときに、同一の駆動力要求量に対する前記内燃機関の出力パワーを該排気再循環が実行されないときに比べて増加させることを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１５３１６７（Ｐ２０１２−１５３１６７Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２９６（Ｐ２０１１−１１２９６）
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２１日（２０１１．１．２１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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