ハイブリッド車両の制御装置
【課題】加速運転と判定されたときに、バッテリ電力アシストを行わせる制御装置において、大きな駆動力アシストを付与できない場合にも加速性能を向上させる。
【解決手段】エンジン走行中に加速運転と判定されたときに、バッテリ電力アシストを行わせるハイブリッド車両１の制御装置である。ＰＣＭ３は、エンジン５の駆動力による走行中に加速運転と判定され、且つ、検出されたバッテリ１１のＳＯＣが４５％未満のときに、バッテリ電力アシストを制限するとともに、燃料噴射弁により気筒２５の吸気行程から圧縮行程に亘って噴射される水素燃料の圧縮行程噴射割合を増大させる。
【解決手段】エンジン走行中に加速運転と判定されたときに、バッテリ電力アシストを行わせるハイブリッド車両１の制御装置である。ＰＣＭ３は、エンジン５の駆動力による走行中に加速運転と判定され、且つ、検出されたバッテリ１１のＳＯＣが４５％未満のときに、バッテリ電力アシストを制限するとともに、燃料噴射弁により気筒２５の吸気行程から圧縮行程に亘って噴射される水素燃料の圧縮行程噴射割合を増大させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの駆動力による走行中に加速運転と判定されたときに、バッテリの電力により、車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせるハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンを専らモータの電力供給源として用いるシリーズ式ハイブリッド車両でも、エンジンの出力軸とモータの出力軸とがともに駆動輪に機械的に接続されたパラレル式ハイブリッド車両でも、エンジン出力が不足であるときには、バッテリの電力により車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行うことが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、走行駆動源としてのエンジンと、エンジン出力による発電またはバッテリ電力によるエンジン出力のアシストを行うモータジェネレータと、バッテリ充電量ＳＯＣを検出する充電量検出手段とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、検出された上記ＳＯＣが、所定の下限値よりも少ない場合には、変速アシスト運転領域をエンジンの高回転・高負荷側の運転領域に限定する一方、所定の下限値よりも多い場合には、変速アシスト運転領域を限定せず、当該ＳＯＣに応じて全運転領域に設定するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４１６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載のものでは、残存するバッテリ電力を有効に活用するために、バッテリ充電量ＳＯＣが少ないほど、変速アシスト領域を、変速時のトルク中断による減速感が大きくなる高回転高負荷領域に限定するが、上記特許文献１には、大きな駆動力アシストを付与できない場合については示されていない。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの駆動力による走行中に加速運転と判定されたときに、バッテリの電力により、車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせるハイブリッド車両の制御装置において、バッテリ電力による大きな駆動力アシストを付与できない場合にも、加速性能を向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明では、バッテリの電力により、車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせる第１加速制御手段とは別に、高いエンジン出力が得られるように圧縮行程噴射割合を変化させる第２加速制御手段を備えている。
【０００８】
第１の発明は、エンジンと、少なくともバッテリの電力により駆動される走行用モータと、当該エンジンの加速運転を判定する加速判定手段と、当該エンジンの駆動力による走行中に当該加速判定手段により加速運転と判定されたときに、上記バッテリの電力により、車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせる第１加速制御手段と、を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、上記バッテリのＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段と、燃料噴射弁により気体燃料を、気筒の吸気行程から圧縮行程に亘って噴射させる噴射時期制御手段と、上記エンジンの駆動力による走行中に上記加速判定手段により加速運転と判定され、且つ、上記ＳＯＣ検出手段により検出されたＳＯＣが所定の基準値未満のときに、上記バッテリの電力による駆動力アシストを制限するとともに圧縮行程噴射割合を増大させる第２加速制御手段と、をさらに備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
第１の発明によれば、エンジンの駆動力による走行中に加速判定手段により加速運転と判定され、且つ、ＳＯＣ検出手段により検出されたＳＯＣが所定の基準値以上のときは、第１加速制御手段が、バッテリの電力により車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせる。これにより、要求されるエンジン出力がバッテリ電力で補われるので、出力確保にとらわれない燃費優先のエンジン制御が可能となる。
【００１０】
一方、エンジンの駆動力による走行中に加速運転と判定され、且つ、ＳＯＣが所定の基準値未満のときは、第２加速制御手段が、バッテリ電力による駆動力アシストを制限するとともに圧縮行程噴射割合を増大させる。これにより、吸気行程における吸気量が増大し、この増えた吸気量の分多く気体燃料が噴射されることから、高いエンジン出力が得られる、出力優先のエンジン制御が可能となる。
【００１１】
以上により、ＳＯＣが所定の基準値以上のときは、燃費を向上させつつ、ＳＯＣが所定の基準値未満のときは、加速性能を向上させることができる。
【００１２】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記車両の要求加速度合いを検出する加減速状態検出手段をさらに備え、上記車両は、上記エンジンの駆動力により発電する発電機を有し、当該発電機の電力により上記走行用モータを駆動可能なシリーズ式ハイブリット車両であり、上記第２加速制御手段は、加速前の上記エンジンの運転状態、及び、上記加減速状態検出手段により検出された車両の要求加速度合いが、上記第１加速制御手段による制御時と同一の場合、エンジン回転数の上昇の仕方を、当該第１加速制御手段による制御時におけるエンジン回転数の上昇の仕方と一致させるように圧縮行程噴射割合を制御することを特徴とするものである。
【００１３】
ところで、第１加速制御手段による制御の場面と、第２加速制御手段による制御の場面を想定した場合、これら２つの場面で、加速前のエンジンの運転状態、及び、加減速状態検出手段により検出された車両の要求加速度合いが共に同一のときに、エンジン回転数の上昇の仕方が異なると乗員が違和感を覚えるおそれがある。
【００１４】
ここで、第２の発明によれば、第２加速制御手段は、加速前のエンジンの運転状態及び要求加速度合いが、第１加速制御手段による制御時と同一の場合、エンジン回転数の上昇の仕方を、当該第１加速制御手段による制御時におけるエンジン回転数の上昇の仕方と一致させるように圧縮行程噴射割合を制御する。具体的には、第１加速制御手段による制御時と同じエンジン回転数の上昇の仕方を維持したまま、圧縮行程噴射割合を増大させて高いエンジン出力だけを得るようにする。これにより、加速時におけるエンジン回転数の上昇の仕方が、ＳＯＣの値によって異なるのを抑制して、乗員が違和感を覚えるのを抑えることができる。
【００１５】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記エンジンは、使用燃料として液体燃料と気体燃料とを選択的に用いることが可能で、且つ、気体燃料を用いる場合よりも液体燃料を用いる場合の方が高い出力が得られるデュアルフューエルエンジンであり、気体燃料を用いたエンジンの運転中に上記加速運転が判定され、上記ＳＯＣが所定の基準値未満であって、且つ、上記車両の要求加速度合いに見合う出力が得られないと判定したときに、使用燃料を液体燃料に切り換えるように制御する燃料切換制御手段と、を有していることを特徴とするものである。
【００１６】
第３の発明によれば、気体燃料を用いた場合における第２加速制御手段の制御限界時、すなわち、エンジンの運転中に加速運転が判定され、ＳＯＣが所定の基準値未満であって、且つ、気体燃料では車両の要求加速度合いに見合う出力が得られないと判定したときに、燃料切換制御手段が、使用燃料を気体燃料を用いる場合よりも高い出力が得られる液体燃料に切り換えるように制御するので、加速性能の悪化を抑制できる。
【００１７】
第４の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記エンジンは、使用燃料として液体燃料と気体燃料とを選択的に用いることが可能で、且つ、気体燃料を用いる場合と液体燃料を用いる場合とで略同じ出力が得られるデュアルフューエルエンジンであり、液体燃料を用いたエンジンの運転中に上記加速運転が判定され、且つ、上記ＳＯＣが所定の基準値未満の場合、使用燃料を気体燃料に切り換えるように制御する燃料切換制御手段と、を有していることを特徴とするものである。
【００１８】
第４の発明によれば、気体燃料を用いる場合と液体燃料を用いる場合とで略同じ出力が得られる場合に、第２加速制御手段が圧縮行程噴射割合を増大させるので、吸気行程における吸気量が増大して高いエンジン出力が得られる。これにより、加速性能の悪化を抑制できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジンの運転中に加速運転と判定され、且つ、ＳＯＣが所定の基準値以上のときは、第１加速制御手段が、バッテリ電力により駆動力アシストを行わせる一方、エンジンの運転中に加速運転と判定され、且つ、ＳＯＣが所定の基準値未満のときは、第２加速制御手段が、駆動力アシストを制限するとともに圧縮行程噴射割合を増大させるので、ＳＯＣが所定の基準値以上のときは燃費を向上させつつ、ＳＯＣが所定の基準値未満のときは加速性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１に係る水素エンジンの制御装置を搭載したハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】エンジンの運転領域を設定したエンジン制御マップの一例を示す図である。
【図３】エンジンの制御装置の概略構成図である。
【図４】第１加速制御のタイムチャートであり、同図（ａ）はバッテリＳＯＣの時間変化を、同図（ｂ）はバッテリ電力アシスト量の時間変化を、同図（ｃ）はエンジン回転数の時間変化を、同図（ｄ）は要求駆動力の時間変化をそれぞれ示す図である。
【図５】第１及び第２加速制御のタイムチャートであり、同図（ａ）はバッテリＳＯＣの時間変化を、同図（ｂ）は燃料噴射割合の時間変化を、同図（ｃ）はエンジン回転数の時間変化を、同図（ｄ）は要求駆動力の時間変化をそれぞれ示す図である。
【図６】実施形態１に係るＰＣＭの制御フローチャートである。
【図７】実施形態２に係るＰＣＭの制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態に係る水素エンジンの制御装置を搭載したハイブリッド車両の概略構成図である。この車両１は、エンジン５並びに第１及び第２モータ７，９を動力源として備え、このエンジン５は発電にのみ使用して、車両１が動くための動力は全てモータ７，９に頼る所謂シリーズハイブリッド車両である。車両１は、エンジン５並びに第１及び第２モータ７，９の他に、パワートレインコントロールモジュール（ＰＣＭ）３と、電流及び電圧センサ６１が設けられ、第１モータ（発電機）７及び第２モータ９（走行用モータ）による発電電力を充放電可能なバッテリ１１と、当該バッテリ１１と第１モータ７とに接続されている第１インバータ１７と、当該第１インバータ１７とバッテリ１１と第２モータ９とに接続されている第２インバータ１９とを備えている。
【００２３】
このエンジン５は、ロータリーエンジンであるとともに、使用燃料をガソリンと、ガソリンに比べて触媒未活性時における排気エミッションが少ない水素との間で選択的に切り替えて駆動可能なデュアルフューエルエンジンとされている。そうして、燃料切換スイッチ６３（図３参照）の操作によって水素が選択されると、水素タンク１３内の水素が水素噴射用のインジェクタ３３（図３参照）に供給される一方、ガソリンが選択されると、ガソリンタンク１５内のガソリンがガソリン噴射用のインジェクタ３５に供給される。なお、排気エミッションとは、触媒通過後の排ガス中に含まれる有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等）のことをいう。また、当該エンジン５は、燃料として水素を用いる場合よりも、ガソリンを用いる場合の方が高い出力が得られるものである。
【００２４】
エンジン５の出力軸は第１モータ７の出力軸と連結されており、第１モータ７は、エンジン５により回転駆動されて発電する。第１モータ７にて発電された交流発電電力は、第１インバータ１７で直流電力に変換されてバッテリ１１に充電されたり、第２インバータ１９に供給されたりする。
【００２５】
一方、第２インバータ１９は、バッテリ１１の放電により供給された直流電力や第１インバータ１７から供給された直流電力を交流電力に変換して、第２モータ９へ供給するとともに、第２モータ９からの回生電力をバッテリ１１に充電する。
【００２６】
第２モータ９は、前後左右の４つの車輪２１ａ，２１ａ，２１ｂ，２１ｂのうち左右の前輪（駆動輪）２１ａ，２１ａにディファレンシャルギア２３を介して連結されていて、図２に示す制御マップに従ってＰＣＭ３により制御される。すなわち、第２モータ９は、車両１の定速運転時等のように当該第２モータ９に要求される出力トルクが低い低トルク運転時や車両始動時にはバッテリ１１から供給される電力により駆動され（図２の領域Ａ）、中トルク運転時にはエンジン５により駆動される第１モータ７から供給される電力によって駆動され（図２の領域Ｂ）、急加速時等の出力トルクが高い高トルク運転時には当該第１モータ７及びバッテリ１１の双方から供給される電力により駆動される（図２の領域Ｃ）。
【００２７】
上記エンジン５は、図３に示すように、トロコイド内周面を有する繭状のロータハウジングとサイドハウジングとに囲まれたロータ収容室（気筒）２５，２５に概略三角形状のロータ２７，２７が収容されて構成されており、その外周側には３つの作動室が区画されている。このエンジン５は、図示は省略するが、２つのロータハウジングを３つのサイドハウジングの間に挟み込むようにして一体化し、その間に形成される２つの気筒２５，２５にそれぞれロータ２７，２７を収容した２ロータタイプのものであり、図３では、その２つの気筒２５，２５を展開した状態で図示している。
【００２８】
ロータ２７は、外周の３つの頂部にそれぞれ配設されたシール部が各々ロータハウジングのトロコイド内周面に当接した状態でエキセントリックシャフト２９の周りを自転しながら、当該エキセントリックシャフト２９の軸心の周りに公転する。そして、ロータ２７が１回転する間に、当該ロータ２７の各頂部間にそれぞれ形成された作動室が周方向に移動しながら、吸気、圧縮、膨張（燃焼）及び排気の各行程を行い、これにより発生する回転力がロータ２７を介してエキセントリックシャフト２９から出力される。
【００２９】
エンジン５の各気筒２５，２５には、２つの点火プラグ３１，３１が設けられており、この２つの点火プラグ３１，３１はそれぞれ、ロータハウジングの短軸近傍に配設されている一方、各気筒２５，２５には、水素タンク１３から供給された水素を筒内に直接噴射する、２つの水素噴射用のインジェクタ（直噴インジェクタ）３３が設けられており（図３では各気筒に１つのみ示す）、２つの水素噴射用インジェクタ３３はそれぞれ、ロータハウジングの長軸近傍に、エキセントリックシャフト２９の軸方向に並んで配置されている。
【００３０】
また、各気筒２５，２５には、吸気行程にある作動室に連通するように吸気通路３７が連通しているとともに、排気行程にある作動室に連通するように排気通路３９が連通している。これら吸気通路３７と排気通路３９とは、ＥＧＲ通路４１で接続されており、当該ＥＧＲ通路４１に設けられたＥＧＲ弁４３の開度を制御するＥＧＲ弁アクチュエータ４５の操作により、排気通路３９の排気ガスの一部が吸気通路３７に還流されるようになっている。
【００３１】
吸気通路３７の上流側には、吸気量を検出するエアフローセンサ６５とステッピングモータ等のアクチュエータ４９により駆動されて吸気通路３７の断面積を調節するスロットル弁４７とが配設されているとともに、吸気通路３７の下流側には、ガソリンタンク１５から供給されるガソリンを吸気通路３７内に噴射するためのガソリン噴射用のインジェクタ３５が配設されている。また、排気通路３９には、排気を浄化するための排気浄化触媒としての三元触媒５１が配設されている。
【００３２】
この三元触媒５１の上流側には排気ガス中の酸素濃度を検出するリニア空燃比センサ５３が配設されている。このリニア空燃比センサ５３にはヒータ５３ｂが備えられており、このヒータ５３ｂにより素子５３ａを加熱して所定温度に維持するように構成されている。
【００３３】
これら点火プラグ３１，３１、ＥＧＲ弁アクチュエータ４５、スロットル弁４７のアクチュエータ４９、水素及びガソリン噴射用の各インジェクタ３３，３５、第１及び第２モータ７，９、第１及び第２インバータ１７，１９、リニア空燃比センサ５３等は、制御手段としてのＰＣＭ３によって作動制御される。
【００３４】
このＰＣＭ３には、本実施形態に係る制御に必要な信号として、少なくとも、車両１の速度を検出する車速センサ５５、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ５７、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ５９、上記電流センサ６１ａ及び電圧センサ６１ｂ、上記燃料切換スイッチ６３、上記エアフローセンサ６５、並びに、上記リニア空燃比センサ５３の各出力信号が入力される。
【００３５】
本実施形態における水素エンジンの制御装置においては、ＰＣＭ３の制御により、水素使用時は水素噴射用インジェクタ３３から水素が、ガソリン使用時はガソリン噴射用インジェクタ３５からガソリンが、エンジン５に対し供給されて当該エンジン５が駆動される。そうして、ＰＣＭ３は、水素を気筒２５の吸気行程から圧縮行程に亘って噴射させるように水素噴射用インジェクタ３３を制御する。このことで、ＰＣＭ３は、水素噴射用インジェクタ３３により水素（気体燃料）を、気筒の吸気行程から圧縮行程に亘って噴射させる噴射時期制御手段を構成することになる。
【００３６】
さらに、水素使用時及びガソリン使用時のそれぞれにおいて、ＰＣＭ３により空燃比制御が実行される。つまり、リニア空燃比センサ５３からの出力信号に基づいて、三元触媒５１の上流側の空燃比が目標空燃比となるように、スロットル開度及びエンジン回転数を制御するフィードバック制御が実行される。
【００３７】
また、ＰＣＭ３は、アクセル開度センサ５７からの出力信号に基づいて、エンジン５の運転状態が定常運転状態から加速運転状態へ移行したことを判定するとともに、車速センサ５５、アクセル開度センサ５７及びエンジン回転数センサ５９からの出力信号に基づいて、車両１の要求加速度合いを検出する。このことで、ＰＣＭ３は、アクセル開度センサ５７と共に、エンジン５の加速運転を判定する加速判定手段を構成し、また、車速センサ５５、アクセル開度センサ５７及びエンジン回転数センサ５９と共に、車両１の要求加速度合いを検出する加減速状態検出手段をも構成することになる。
【００３８】
さらに、ＰＣＭ３は、エンジン５の駆動力（エンジン５により回転駆動される第１モータ７の発電電力）による走行中に加速運転と判定したときに、バッテリ１１の電力により、車両１に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせる第１加速制御と、エンジン５の駆動力による走行中に加速運転と判定し、且つ、バッテリ１１のＳＯＣが所定の基準値未満のときに、バッテリ１１の電力による駆動力アシストを制限するとともに圧縮行程噴射割合を増大させる第２加速制御とを行う。このことで、ＰＣＭ３は、本発明の第１加速制御手段と、第２加速制御手段とを構成することになる。
【００３９】
なお、ＳＯＣとはバッテリ１１の充電状態を表す量であり、満充電状態をＳＯＣが１００％と表す一方、充電量がゼロの状態をＳＯＣが０％とを表す。また、バッテリ１１の開放電圧(無負荷時の電圧)とバッテリ１１のＳＯＣとは一対一の対応関係にあることから、バッテリ１１の電圧及び電流を計測することによりＳＯＣを求めることができる。そして、ＰＣＭ３は、検出されたバッテリ１１の電流及び電圧値に基づいて、バッテリ１１のＳＯＣを算出する。このことで、ＰＣＭ３は、電流センサ６１ａ及び電圧センサ６１ｂと共に、バッテリのＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段を構成することになる。
【００４０】
以下、ＰＣＭ３による第１及び第２加速制御について、図４及び図５に示すタイムチャートを用いて説明する。なお、図４及び図５共に、実線はＳＯＣが所定の基準値（例えば４５％）以上の場合を示し、破線又は二点鎖線はＳＯＣが所定の基準値未満の場合を示す。
【００４１】
ＰＣＭ３は、エンジン５の駆動力による走行中に加速運転と判定したときに、第１加速制御を行って、エンジン回転数を要求加速度合いに応じた目標エンジン回転数にするが、図４（ａ）に示すように、ＳＯＣが４５％以上の場合も、ＳＯＣが４５％未満の場合も、第１加速制御のみを行うと以下のような問題がある。すなわち、ＳＯＣが４５％未満の場合には、図４（ｂ）に示すように、ＳＯＣが４５％以上の場合に比べて、バッテリ１１の電力により、車両１に駆動力を付与する駆動力アシスト量（バッテリ電力アシスト量）が低下する。
【００４２】
このようなバッテリ電力アシスト量の低下を補うためには、図４（ｃ）の仮想線（二点鎖線）で示すように、ＳＯＣが４５％未満の場合のエンジン回転数の上昇速度をＳＯＣが４５％以上の場合のエンジン回転数の上昇速度に比べて早く、換言すると、ＳＯＣが４５％未満の場合の目標エンジン回転数への到達までの時間をＳＯＣが４５％以上の場合の目標エンジン回転数への到達までの時間よりも短くする。そうして、増加したエンジン回転数の分だけ第１モータ７による発電電力が増加するので、この増加した発電電力により第２モータ９を駆動させて、バッテリ電力アシスト量の低下を補うことになる。
【００４３】
しかしながら、このようなエンジン回転数の上昇によって、バッテリ電力アシスト量の低下を補おうとすると、ある走行状態からアクセルを踏み込んで加速するときに、ＳＯＣが大きいときと小さいときとで、エンジン回転数の上昇の仕方が変わってしまうため、乗員が違和感を感じるおそれがある。
【００４４】
そして、乗員が違和感を感じないようにするために、エンジン回転数を上昇させずに、第１加速制御のみを行うと、図４（ｄ）に示すように、ＳＯＣが４５％未満の場合の要求駆動力をＳＯＣが４５％以上の場合の要求駆動力に比べて低下させざるを得なくなる（図４（ｄ）の白抜き矢印参照）。
【００４５】
そこで、本実施形態における水素エンジンの制御装置においては、エンジン５の駆動力による走行中に加速運転と判定し、且つ、バッテリ１１のＳＯＣが所定の４５％未満のときに、上記第２加速制御を行うようにしている。そうして、ＰＣＭ３は、この第２加速制御を行うときは、加速前のエンジン５の運転状態、及び、車両１の要求加速度合いが、第１加速制御による制御時と同一の場合、エンジン回転数の上昇の仕方を、当該第１加速制御によるエンジン回転数の上昇の仕方と一致させるように圧縮行程噴射割合を制御するように構成されている。
【００４６】
具体的には、ＰＣＭ３は、図５（ａ）に示すように、ＳＯＣが４５％以上の場合は第１加速制御を、ＳＯＣが４５％未満の場合は第２加速制御を行う。そうして、図５（ｂ）に示すように、ＳＯＣが４５％以上の場合には、燃費を優先して、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝５０：５０に設定する。一方、ＳＯＣが４５％未満の場合には、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝９０：１０に設定する。これにより、吸気行程における吸気量が増大し、この増えた吸気量の分だけ水素燃料が上乗せして噴射され、高いエンジン出力が得られ、図５（ｄ）に示すように、ＳＯＣが４５％未満の場合にも、ＳＯＣが４５％以上の場合の要求駆動力を満足させることが可能となる。
【００４７】
さらに、ＰＣＭ３は、噴射割合を圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝５０：５０から圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝９０：１０に急激に変更するのではなく、図５（ｂ）に示すように、なだらかに変更させる。これにより、図５（ｃ）の仮想線（二点鎖線）で示す、バッテリ電力アシスト量の低下を補うために急激に上昇させる必要があるエンジン回転数の上昇速度を低下させて（図５（ｃ）の白抜き矢印参照）、ＳＯＣが４５％以上の場合のエンジン回転数の上昇の仕方とＳＯＣが４５％未満の場合のエンジン回転数の上昇の仕方とを一致させることができる。
【００４８】
また、ＰＣＭ３は、水素を用いたエンジン５の運転中に加速運転が判定され、ＳＯＣが所定の４５％未満であって、且つ、車両１の要求加速度合いに見合う出力が得られないと判定したときに、使用燃料をガソリンに切り換えるように制御を行う。換言すると、ＰＣＭ３は、使用燃料を、水素を用いる場合よりも高い出力が得られるガソリンに切り換えることで、加速性能の悪化を抑制するように構成されている。このことで、ＰＣＭ３は、水素（気体燃料）を用いたエンジン５の運転中に加速運転が判定され、ＳＯＣが４５％未満であって、且つ、車両１の要求加速度合いに見合う出力が得られないと判定したときに、使用燃料をガソリン（液体燃料）に切り換えるように制御する燃料切換制御手段をも構成することになる。
【００４９】
−制御装置の処理動作−
ここで、制御装置の処理動作について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００５０】
先ず、最初のステップＳＡ１では、燃料切換スイッチ６３の操作によって選択された燃料と、車速センサ５５により検出された車速と、アクセル開度センサ５７により検出されたアクセル開度と、エンジン回転数センサ５９により検出されたエンジン回転数Ｎと、電流センサ６１ａにより検出されたバッテリ１１の電流及び電圧センサ６１ｂにより検出されたバッテリ１１の電圧値と、をＰＣＭ３が読み込み、しかる後にステップＳＡ２に進む。
【００５１】
次のステップＳＡ２では、ＰＣＭ３が、内燃機関への要求出力（車速、アクセル開度及びエンジン回転数Ｎ）に基づいて第１モータ７に要求される要求電力を算出し、しかる後にステップＳＡ３に進む。次のステップＳＡ３では、ＰＣＭ３が、ステップＳＡ１で読み込まれたバッテリ１１の電流及び電圧値に基づいて、バッテリ１１のＳＯＣを算出し、しかる後にステップＳＡ４に進む。
【００５２】
次のステップＳＡ４では、運転状態がエンジン運転領域か否かを判定する。より詳しくは、運転状態が、中トルク運転時などエンジン５により駆動される第１モータ７から供給される電力によって駆動される領域（図２の領域Ｂ）、又は、高トルク運転時などエンジン５により駆動される第１モータ７及びバッテリ１１の双方から供給される電力により駆動される領域（図２の領域Ｃ）に属するか否かを判定する。このステップＳＡ４の判定がＮＯであるとき、すなわち、運転状態が、低トルク運転時や車両始動時などバッテリ１１から供給される電力により駆動される領域（図２の領域Ａ）と判定されたときは、ステップＳＡ５に進む。
【００５３】
次のステップＳＡ５では、バッテリ１１から供給される電力により第２モータ９を駆動させて走行するモータ走行制御を行い、しかる後にリターンする。一方、ステップＳＡ４の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＡ６に進む。
【００５４】
次のステップＳＡ６では、燃料切換スイッチ６３の操作によって水素が選択されたか否かを判定する。このステップＳＡ６の判定がＮＯであるときは、ステップＳＡ７に進み、燃料としてガソリンを選択し、そのままリターンする。一方、ステップＳＡ６の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＡ８に進む。
【００５５】
次のステップＳＡ８では、燃料として水素を選択し、ステップＳＡ９に進み、ステップＳＡ１で読み込んだ車速及びアクセル開度に基づいてスロットル開度及びエンジン回転数Ｎを決定し、しかる後にステップＳＡ１０に進む。
【００５６】
次のステップＳＡ１０では、加速運転か否かを判定する。より詳しくは、運転状態が、エンジン５により駆動される第１モータ７及びバッテリ１１の双方から供給される電力により駆動される領域（図２の領域Ｃ）に属するか否かを判定する。このステップＳＡ３の判定がＮＯであるとき、すなわち、運転状態が、エンジン５により駆動される第１モータ７から供給される電力によって駆動される領域（図２の領域Ｂ）に属すると判定されたときは、ステップＳＡ１１に進む。
【００５７】
次のステップＳＡ１１では、バッテリ１１の電力による駆動力アシスト量（バッテリ電力アシスト量）を０とし、しかる後にステップＳＡ１２に進む。次のステップＳＡ１２では、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を、圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝５０：５０に設定し、しかる後にリターンする。
【００５８】
一方、ステップＳＡ１０の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、運転状態が図２の領域Ｃに属すると判定されたときは、ステップＳＡ１３に進む。そうして、次のステップＳＡ１３では、ステップＳＡ３で算出されたバッテリ１１のＳＯＣが４５％以上か否かを判定する。このステップＳＡ１０の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＡ１４に進む。
【００５９】
次のステップＳＡ１４では、バッテリ電力アシスト量を大きく設定し、しかる後にステップＳＡ１２に進む。次のステップＳＡ１２では、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を、圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝５０：５０に設定し、しかる後にリターンする。
【００６０】
これに対し、ステップＳＡ１３の判定がＮＯであるとき、すなわち、ステップＳＡ３で算出されたバッテリ１１のＳＯＣが４５％未満のときは、ステップＳＡ１５に進み、バッテリ電力アシスト量が小さくても、水素燃料の圧縮行程噴射割合を増大させることで、ステップＳＡ２で算出された要求電力を満足させることができるか否かを判定する。このステップＳＡ１３の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＡ１６に進み、バッテリ電力アシスト量を制限（小さく設定）し、しかる後にステップＳＡ１７に進む。次のステップＳＡ１７では、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を、圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝９０：１０に設定し、しかる後にリターンする。
【００６１】
一方、ステップＳＡ１５の判定がＮＯであるとき、すなわち、バッテリ電力アシスト量が小さいときに、水素燃料の圧縮行程噴射割合を増大させることでは、要求電力を満足させることができないと判定されたときは、ステップＳＡ１８に進み、ガソリンを燃料とするガソリン運転制御に設定し、しかる後にリターンする。
【００６２】
−効果−
本実施形態によれば、エンジン５の駆動力による走行中に加速運転と判定され、且つ、検出されたＳＯＣが４５％以上のときは、ＰＣＭ３が、バッテリ１１の電力により車両１に駆動力を付与する第１制御を行う。これにより、要求されるエンジン出力がバッテリ電力で補われるので、出力確保にとらわれない燃費優先のエンジン制御が可能となる。
【００６３】
一方、エンジン５の駆動力による走行中に加速運転と判定され、且つ、ＳＯＣが４５％未満のときは、ＰＣＭ３が、バッテリ電力アシストを制限するとともに圧縮行程噴射割合を増大させる第２加速制御を行う。これにより、吸気行程における吸気量が増大し、この増えた吸気量の分多く気体燃料が噴射されることから、高いエンジン出力が得られる、出力優先のエンジン制御が可能となる。
【００６４】
以上により、ＳＯＣが４５％以上のときは、燃費を向上させつつ、ＳＯＣが４５％未満のときは、加速性能を向上させることができる。
【００６５】
また、ＰＣＭ３は、加速前のエンジン５の運転状態及び要求加速度合いが、第１制御時と同一の場合、エンジン回転数の上昇の仕方を、当該第１制御時におけるエンジン回転数の上昇の仕方と一致させるように第２加速制御を行う。具体的には、ＰＣＭ３は、第１制御時と同じエンジン回転数の上昇の仕方を維持したまま、圧縮行程噴射割合を増大させて高いエンジン出力だけを得るように第２加速制御を行う。これにより、加速時におけるエンジン回転数の上昇の仕方が、ＳＯＣの値によって異なるのを抑制して、乗員が違和感を覚えるのを抑えることができる。
【００６６】
さらに、ＰＣＭ３は、気体燃料を用いた場合における第２加速制御の制御限界時、すなわち、エンジン５の運転中に加速運転が判定され、ＳＯＣが４５％未満であって、且つ、水素燃料では車両１の要求加速度合いに見合う出力が得られないと判定したときに、使用燃料を水素よりも高い出力が得られるガソリンに切り換えるように制御するので、加速性能の悪化を抑制できる。このことで、ＰＣＭ３は、水素（気体燃料）を用いたエンジン５の運転中に加速運転が判定され、ＳＯＣが４５％未満であって、且つ、車両１の要求加速度合いに見合う出力が得られないと判定したときに、使用燃料をガソリン（液体燃料）に切り換えるように制御する燃料切換制御手段をも構成することになる。
【００６７】
（実施形態２）
本実施形態は、使用する燃料及び液体燃料を用いたエンジン５の運転中に加速運転が判定され、且つ、ＳＯＣが所定の基準値未満の場合の制御手順が実施形態１と異なるものである。以下、実施形態１と異なる点について説明する。
【００６８】
エンジン５は、使用燃料として液体燃料と気体燃料とを選択的に用いることが可能であり、気体燃料を用いる場合と液体燃料を用いる場合とで略同じ出力が得られるデュアルフューエルエンジンである。ここで、液体燃料としては例えばエタノール燃料、気体燃料としては例えば水素燃料が挙げられる。
【００６９】
ＰＣＭ３は、液体燃料を用いたエンジン５の運転中に加速運転が判定され、且つ、ＳＯＣが４５％未満の場合、使用燃料を気体燃料に切り換える。このことで、ＰＣＭ３は、液体燃料を用いたエンジン５の運転中に加速運転が判定され、且つ、ＳＯＣが４５％未満の場合、使用燃料を気体燃料に切り換えるように制御する燃料切換制御手段をも構成することになる。
【００７０】
−制御装置の処理動作−
ここで、制御装置の処理動作について、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００７１】
ステップＳＢ１〜ＳＢ５の各ステップにおいては、上記実施形態１のステップＳＡ１〜ＳＡ５の各ステップと同じ制御を実行する。そして、ステップＳＢ４の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＢ６に進み、ステップＳＢ１で読み込んだ車速及びアクセル開度に基づいてスロットル開度及びエンジン回転数Ｎを決定し、しかる後にステップＳＢ７に進む。
【００７２】
次のステップＳＢ７では、燃料切換スイッチ６３の操作によって気体燃料が選択されたか否かを判定する。このステップＳＢ７の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＢ８に進む。次のステップＳＢ８では、燃料として気体燃料を用いる気体燃料運転に設定し、しかる後にステップＳＢ９に進む。
【００７３】
次のステップＳＢ９では、加速運転か否かを判定する。より詳しくは、運転状態が、エンジン５により駆動される第１モータ７及びバッテリ１１の双方から供給される電力により駆動される領域（図２の領域Ｃ）に属するか否かを判定する。このステップＳＢ９の判定がＮＯであるとき、すなわち、運転状態が、エンジン５により駆動される第１モータ７から供給される電力によって駆動される領域（図２の領域Ｂ）に属すると判定されたときは、ステップＳＢ１０に進む。
【００７４】
次のステップＳＢ１０では、バッテリ電力アシスト量を０とし、しかる後にステップＳＢ１１に進む。次のステップＳＢ１１では、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を、圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝５０：５０に設定し、しかる後にリターンする。
【００７５】
一方、ステップＳＢ９の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、運転状態が図２の領域Ｃに属すると判定されたときは、ステップＳＢ１２に進む。そうして、次のステップＳＢ１２では、ステップＳＢ３で算出されたバッテリ１１のＳＯＣが４５％以上か否かを判定する。このステップＳＢ１２の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＢ１３に進む。
【００７６】
次のステップＳＢ１３では、バッテリ電力アシスト量を大きく設定し、しかる後にステップＳＢ１１に進む。次のステップＳＢ１１では、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を、圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝５０：５０に設定し、しかる後にリターンする。
【００７７】
一方、ステップＳＢ１２の判定がＮＯであるとき、すなわち、ステップＳＢ３で算出されたバッテリ１１のＳＯＣが４５％未満のときは、ステップＳＢ１４に進み、バッテリ電力アシスト量を小さく設定し、しかる後にステップＳＢ１５に進む。次のステップＳＢ１５では、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を、圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝９０：１０に設定し、しかる後にリターンする。
【００７８】
これに対し、ステップＳＢ７の判定がＮＯであるときは、ステップＳＢ１６に進み、燃料として液体燃料を用いる液体燃料運転を行い、しかる後にステップＳＢ１７に進む。次のステップＳＢ１７では、加速運転か否かを判定する。このステップＳＢ１７の判定がＮＯであるとき、すなわち、運転状態が図２の領域Ｂに属すると判定されたときは、ステップＳＢ１８に進み、バッテリ電力アシスト量を０とし、しかる後にリターンする。
【００７９】
一方、ステップＳＢ１７の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、運転状態が図２の領域Ｃに属すると判定されたときは、ステップＳＢ１９に進み、ステップＳＢ３で算出されたバッテリ１１のＳＯＣが４５％以上か否かを判定する。このステップＳＢ１９の判定がＮＯであるときは、ステップＳＢ２０に進む。次のステップＳＢ２０では、燃料を液体燃料から気体燃料に切り換えて気体燃料運転に設定し、しかる後にステップＳＢ１４に進む。
【００８０】
次のステップＳＢ１４では、バッテリ電力アシスト量を小さく設定し、しかる後にステップＳＢ１５に進む。次のステップＳＢ１５では、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を、圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝９０：１０に設定し、しかる後にリターンする。
【００８１】
一方、ステップＳＢ１９の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＢ２１に進み、バッテリ電力アシスト量を大きく設定し、しかる後にリターンする。
【００８２】
−効果−
本実施形態によれば、気体燃料を用いる場合と液体燃料を用いる場合とで略同じ出力が得られる場合に、ＰＣＭ３が圧縮行程噴射割合を増大させるので、吸気行程における吸気量が増大して高いエンジン出力が得られる。これにより、加速性能の悪化を抑制できる。
【００８３】
（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００８４】
上記各実施形態では、車両１をシリーズ式ハイブリット車両としたが、これに限らず、第１加速制御による制御時と第２加速制御による制御時とで、加速前のエンジン５の運転状態、及び、車両１の要求加速度合いが同一の場合、エンジン回転数の上昇の仕方を一致させる制御を行わないのであれば、車両１をパラレル式ハイブリット車両としてもよい。
【００８５】
また、上記各実施形態では、バッテリ電力アシストを制限するＳＯＣの基準値を４５％に設定したが、これに限らず、バッテリ１１の容量等に合わせて適宜決定してもよい。
【００８６】
さらに、上記各実施形態では、ＳＯＣが４５％以上の場合には、噴射割合を圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝５０：５０に設定し、ＳＯＣが４５％未満の場合には、噴射割合を圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝９０：１０に設定したが、これに限らず、要求される出力が得られるのであれば、他の噴射割合を採用してもよい。
【００８７】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上説明したように、本発明は、エンジンの駆動力による走行中に加速運転と判定されたときに、バッテリの電力により、車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせるハイブリッド車両の制御装置等について有用である。
【符号の説明】
【００８９】
１ 車両
３ ＰＣＭ（第１加速制御手段）（第２加速制御手段）（加速判定手段）（噴射時期制御手段）（加減速状態検出手段）（燃料切換制御手段）（ＳＯＣ検出手段）
５ エンジン
７ 第１モータ（発電機）
９ 第２モータ（走行用モータ）
１１ バッテリ
３３ 水素噴射用インジェクタ（燃料噴射弁）
５５ 車速センサ（加減速状態検出手段）
５７ アクセル開度センサ（加速判定手段）（加減速状態検出手段）
５９ エンジン回転数センサ（加減速状態検出手段）
６１ａ 電流センサ（ＳＯＣ検出手段）
６１ｂ 電圧センサ（ＳＯＣ検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの駆動力による走行中に加速運転と判定されたときに、バッテリの電力により、車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせるハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンを専らモータの電力供給源として用いるシリーズ式ハイブリッド車両でも、エンジンの出力軸とモータの出力軸とがともに駆動輪に機械的に接続されたパラレル式ハイブリッド車両でも、エンジン出力が不足であるときには、バッテリの電力により車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行うことが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、走行駆動源としてのエンジンと、エンジン出力による発電またはバッテリ電力によるエンジン出力のアシストを行うモータジェネレータと、バッテリ充電量ＳＯＣを検出する充電量検出手段とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、検出された上記ＳＯＣが、所定の下限値よりも少ない場合には、変速アシスト運転領域をエンジンの高回転・高負荷側の運転領域に限定する一方、所定の下限値よりも多い場合には、変速アシスト運転領域を限定せず、当該ＳＯＣに応じて全運転領域に設定するものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４１６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載のものでは、残存するバッテリ電力を有効に活用するために、バッテリ充電量ＳＯＣが少ないほど、変速アシスト領域を、変速時のトルク中断による減速感が大きくなる高回転高負荷領域に限定するが、上記特許文献１には、大きな駆動力アシストを付与できない場合については示されていない。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンの駆動力による走行中に加速運転と判定されたときに、バッテリの電力により、車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせるハイブリッド車両の制御装置において、バッテリ電力による大きな駆動力アシストを付与できない場合にも、加速性能を向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明では、バッテリの電力により、車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせる第１加速制御手段とは別に、高いエンジン出力が得られるように圧縮行程噴射割合を変化させる第２加速制御手段を備えている。
【０００８】
第１の発明は、エンジンと、少なくともバッテリの電力により駆動される走行用モータと、当該エンジンの加速運転を判定する加速判定手段と、当該エンジンの駆動力による走行中に当該加速判定手段により加速運転と判定されたときに、上記バッテリの電力により、車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせる第１加速制御手段と、を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、上記バッテリのＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段と、燃料噴射弁により気体燃料を、気筒の吸気行程から圧縮行程に亘って噴射させる噴射時期制御手段と、上記エンジンの駆動力による走行中に上記加速判定手段により加速運転と判定され、且つ、上記ＳＯＣ検出手段により検出されたＳＯＣが所定の基準値未満のときに、上記バッテリの電力による駆動力アシストを制限するとともに圧縮行程噴射割合を増大させる第２加速制御手段と、をさらに備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
第１の発明によれば、エンジンの駆動力による走行中に加速判定手段により加速運転と判定され、且つ、ＳＯＣ検出手段により検出されたＳＯＣが所定の基準値以上のときは、第１加速制御手段が、バッテリの電力により車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせる。これにより、要求されるエンジン出力がバッテリ電力で補われるので、出力確保にとらわれない燃費優先のエンジン制御が可能となる。
【００１０】
一方、エンジンの駆動力による走行中に加速運転と判定され、且つ、ＳＯＣが所定の基準値未満のときは、第２加速制御手段が、バッテリ電力による駆動力アシストを制限するとともに圧縮行程噴射割合を増大させる。これにより、吸気行程における吸気量が増大し、この増えた吸気量の分多く気体燃料が噴射されることから、高いエンジン出力が得られる、出力優先のエンジン制御が可能となる。
【００１１】
以上により、ＳＯＣが所定の基準値以上のときは、燃費を向上させつつ、ＳＯＣが所定の基準値未満のときは、加速性能を向上させることができる。
【００１２】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記車両の要求加速度合いを検出する加減速状態検出手段をさらに備え、上記車両は、上記エンジンの駆動力により発電する発電機を有し、当該発電機の電力により上記走行用モータを駆動可能なシリーズ式ハイブリット車両であり、上記第２加速制御手段は、加速前の上記エンジンの運転状態、及び、上記加減速状態検出手段により検出された車両の要求加速度合いが、上記第１加速制御手段による制御時と同一の場合、エンジン回転数の上昇の仕方を、当該第１加速制御手段による制御時におけるエンジン回転数の上昇の仕方と一致させるように圧縮行程噴射割合を制御することを特徴とするものである。
【００１３】
ところで、第１加速制御手段による制御の場面と、第２加速制御手段による制御の場面を想定した場合、これら２つの場面で、加速前のエンジンの運転状態、及び、加減速状態検出手段により検出された車両の要求加速度合いが共に同一のときに、エンジン回転数の上昇の仕方が異なると乗員が違和感を覚えるおそれがある。
【００１４】
ここで、第２の発明によれば、第２加速制御手段は、加速前のエンジンの運転状態及び要求加速度合いが、第１加速制御手段による制御時と同一の場合、エンジン回転数の上昇の仕方を、当該第１加速制御手段による制御時におけるエンジン回転数の上昇の仕方と一致させるように圧縮行程噴射割合を制御する。具体的には、第１加速制御手段による制御時と同じエンジン回転数の上昇の仕方を維持したまま、圧縮行程噴射割合を増大させて高いエンジン出力だけを得るようにする。これにより、加速時におけるエンジン回転数の上昇の仕方が、ＳＯＣの値によって異なるのを抑制して、乗員が違和感を覚えるのを抑えることができる。
【００１５】
第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記エンジンは、使用燃料として液体燃料と気体燃料とを選択的に用いることが可能で、且つ、気体燃料を用いる場合よりも液体燃料を用いる場合の方が高い出力が得られるデュアルフューエルエンジンであり、気体燃料を用いたエンジンの運転中に上記加速運転が判定され、上記ＳＯＣが所定の基準値未満であって、且つ、上記車両の要求加速度合いに見合う出力が得られないと判定したときに、使用燃料を液体燃料に切り換えるように制御する燃料切換制御手段と、を有していることを特徴とするものである。
【００１６】
第３の発明によれば、気体燃料を用いた場合における第２加速制御手段の制御限界時、すなわち、エンジンの運転中に加速運転が判定され、ＳＯＣが所定の基準値未満であって、且つ、気体燃料では車両の要求加速度合いに見合う出力が得られないと判定したときに、燃料切換制御手段が、使用燃料を気体燃料を用いる場合よりも高い出力が得られる液体燃料に切り換えるように制御するので、加速性能の悪化を抑制できる。
【００１７】
第４の発明は、上記第１又は第２の発明において、上記エンジンは、使用燃料として液体燃料と気体燃料とを選択的に用いることが可能で、且つ、気体燃料を用いる場合と液体燃料を用いる場合とで略同じ出力が得られるデュアルフューエルエンジンであり、液体燃料を用いたエンジンの運転中に上記加速運転が判定され、且つ、上記ＳＯＣが所定の基準値未満の場合、使用燃料を気体燃料に切り換えるように制御する燃料切換制御手段と、を有していることを特徴とするものである。
【００１８】
第４の発明によれば、気体燃料を用いる場合と液体燃料を用いる場合とで略同じ出力が得られる場合に、第２加速制御手段が圧縮行程噴射割合を増大させるので、吸気行程における吸気量が増大して高いエンジン出力が得られる。これにより、加速性能の悪化を抑制できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、エンジンの運転中に加速運転と判定され、且つ、ＳＯＣが所定の基準値以上のときは、第１加速制御手段が、バッテリ電力により駆動力アシストを行わせる一方、エンジンの運転中に加速運転と判定され、且つ、ＳＯＣが所定の基準値未満のときは、第２加速制御手段が、駆動力アシストを制限するとともに圧縮行程噴射割合を増大させるので、ＳＯＣが所定の基準値以上のときは燃費を向上させつつ、ＳＯＣが所定の基準値未満のときは加速性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１に係る水素エンジンの制御装置を搭載したハイブリッド車両の概略構成図である。
【図２】エンジンの運転領域を設定したエンジン制御マップの一例を示す図である。
【図３】エンジンの制御装置の概略構成図である。
【図４】第１加速制御のタイムチャートであり、同図（ａ）はバッテリＳＯＣの時間変化を、同図（ｂ）はバッテリ電力アシスト量の時間変化を、同図（ｃ）はエンジン回転数の時間変化を、同図（ｄ）は要求駆動力の時間変化をそれぞれ示す図である。
【図５】第１及び第２加速制御のタイムチャートであり、同図（ａ）はバッテリＳＯＣの時間変化を、同図（ｂ）は燃料噴射割合の時間変化を、同図（ｃ）はエンジン回転数の時間変化を、同図（ｄ）は要求駆動力の時間変化をそれぞれ示す図である。
【図６】実施形態１に係るＰＣＭの制御フローチャートである。
【図７】実施形態２に係るＰＣＭの制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態に係る水素エンジンの制御装置を搭載したハイブリッド車両の概略構成図である。この車両１は、エンジン５並びに第１及び第２モータ７，９を動力源として備え、このエンジン５は発電にのみ使用して、車両１が動くための動力は全てモータ７，９に頼る所謂シリーズハイブリッド車両である。車両１は、エンジン５並びに第１及び第２モータ７，９の他に、パワートレインコントロールモジュール（ＰＣＭ）３と、電流及び電圧センサ６１が設けられ、第１モータ（発電機）７及び第２モータ９（走行用モータ）による発電電力を充放電可能なバッテリ１１と、当該バッテリ１１と第１モータ７とに接続されている第１インバータ１７と、当該第１インバータ１７とバッテリ１１と第２モータ９とに接続されている第２インバータ１９とを備えている。
【００２３】
このエンジン５は、ロータリーエンジンであるとともに、使用燃料をガソリンと、ガソリンに比べて触媒未活性時における排気エミッションが少ない水素との間で選択的に切り替えて駆動可能なデュアルフューエルエンジンとされている。そうして、燃料切換スイッチ６３（図３参照）の操作によって水素が選択されると、水素タンク１３内の水素が水素噴射用のインジェクタ３３（図３参照）に供給される一方、ガソリンが選択されると、ガソリンタンク１５内のガソリンがガソリン噴射用のインジェクタ３５に供給される。なお、排気エミッションとは、触媒通過後の排ガス中に含まれる有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ等）のことをいう。また、当該エンジン５は、燃料として水素を用いる場合よりも、ガソリンを用いる場合の方が高い出力が得られるものである。
【００２４】
エンジン５の出力軸は第１モータ７の出力軸と連結されており、第１モータ７は、エンジン５により回転駆動されて発電する。第１モータ７にて発電された交流発電電力は、第１インバータ１７で直流電力に変換されてバッテリ１１に充電されたり、第２インバータ１９に供給されたりする。
【００２５】
一方、第２インバータ１９は、バッテリ１１の放電により供給された直流電力や第１インバータ１７から供給された直流電力を交流電力に変換して、第２モータ９へ供給するとともに、第２モータ９からの回生電力をバッテリ１１に充電する。
【００２６】
第２モータ９は、前後左右の４つの車輪２１ａ，２１ａ，２１ｂ，２１ｂのうち左右の前輪（駆動輪）２１ａ，２１ａにディファレンシャルギア２３を介して連結されていて、図２に示す制御マップに従ってＰＣＭ３により制御される。すなわち、第２モータ９は、車両１の定速運転時等のように当該第２モータ９に要求される出力トルクが低い低トルク運転時や車両始動時にはバッテリ１１から供給される電力により駆動され（図２の領域Ａ）、中トルク運転時にはエンジン５により駆動される第１モータ７から供給される電力によって駆動され（図２の領域Ｂ）、急加速時等の出力トルクが高い高トルク運転時には当該第１モータ７及びバッテリ１１の双方から供給される電力により駆動される（図２の領域Ｃ）。
【００２７】
上記エンジン５は、図３に示すように、トロコイド内周面を有する繭状のロータハウジングとサイドハウジングとに囲まれたロータ収容室（気筒）２５，２５に概略三角形状のロータ２７，２７が収容されて構成されており、その外周側には３つの作動室が区画されている。このエンジン５は、図示は省略するが、２つのロータハウジングを３つのサイドハウジングの間に挟み込むようにして一体化し、その間に形成される２つの気筒２５，２５にそれぞれロータ２７，２７を収容した２ロータタイプのものであり、図３では、その２つの気筒２５，２５を展開した状態で図示している。
【００２８】
ロータ２７は、外周の３つの頂部にそれぞれ配設されたシール部が各々ロータハウジングのトロコイド内周面に当接した状態でエキセントリックシャフト２９の周りを自転しながら、当該エキセントリックシャフト２９の軸心の周りに公転する。そして、ロータ２７が１回転する間に、当該ロータ２７の各頂部間にそれぞれ形成された作動室が周方向に移動しながら、吸気、圧縮、膨張（燃焼）及び排気の各行程を行い、これにより発生する回転力がロータ２７を介してエキセントリックシャフト２９から出力される。
【００２９】
エンジン５の各気筒２５，２５には、２つの点火プラグ３１，３１が設けられており、この２つの点火プラグ３１，３１はそれぞれ、ロータハウジングの短軸近傍に配設されている一方、各気筒２５，２５には、水素タンク１３から供給された水素を筒内に直接噴射する、２つの水素噴射用のインジェクタ（直噴インジェクタ）３３が設けられており（図３では各気筒に１つのみ示す）、２つの水素噴射用インジェクタ３３はそれぞれ、ロータハウジングの長軸近傍に、エキセントリックシャフト２９の軸方向に並んで配置されている。
【００３０】
また、各気筒２５，２５には、吸気行程にある作動室に連通するように吸気通路３７が連通しているとともに、排気行程にある作動室に連通するように排気通路３９が連通している。これら吸気通路３７と排気通路３９とは、ＥＧＲ通路４１で接続されており、当該ＥＧＲ通路４１に設けられたＥＧＲ弁４３の開度を制御するＥＧＲ弁アクチュエータ４５の操作により、排気通路３９の排気ガスの一部が吸気通路３７に還流されるようになっている。
【００３１】
吸気通路３７の上流側には、吸気量を検出するエアフローセンサ６５とステッピングモータ等のアクチュエータ４９により駆動されて吸気通路３７の断面積を調節するスロットル弁４７とが配設されているとともに、吸気通路３７の下流側には、ガソリンタンク１５から供給されるガソリンを吸気通路３７内に噴射するためのガソリン噴射用のインジェクタ３５が配設されている。また、排気通路３９には、排気を浄化するための排気浄化触媒としての三元触媒５１が配設されている。
【００３２】
この三元触媒５１の上流側には排気ガス中の酸素濃度を検出するリニア空燃比センサ５３が配設されている。このリニア空燃比センサ５３にはヒータ５３ｂが備えられており、このヒータ５３ｂにより素子５３ａを加熱して所定温度に維持するように構成されている。
【００３３】
これら点火プラグ３１，３１、ＥＧＲ弁アクチュエータ４５、スロットル弁４７のアクチュエータ４９、水素及びガソリン噴射用の各インジェクタ３３，３５、第１及び第２モータ７，９、第１及び第２インバータ１７，１９、リニア空燃比センサ５３等は、制御手段としてのＰＣＭ３によって作動制御される。
【００３４】
このＰＣＭ３には、本実施形態に係る制御に必要な信号として、少なくとも、車両１の速度を検出する車速センサ５５、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ５７、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ５９、上記電流センサ６１ａ及び電圧センサ６１ｂ、上記燃料切換スイッチ６３、上記エアフローセンサ６５、並びに、上記リニア空燃比センサ５３の各出力信号が入力される。
【００３５】
本実施形態における水素エンジンの制御装置においては、ＰＣＭ３の制御により、水素使用時は水素噴射用インジェクタ３３から水素が、ガソリン使用時はガソリン噴射用インジェクタ３５からガソリンが、エンジン５に対し供給されて当該エンジン５が駆動される。そうして、ＰＣＭ３は、水素を気筒２５の吸気行程から圧縮行程に亘って噴射させるように水素噴射用インジェクタ３３を制御する。このことで、ＰＣＭ３は、水素噴射用インジェクタ３３により水素（気体燃料）を、気筒の吸気行程から圧縮行程に亘って噴射させる噴射時期制御手段を構成することになる。
【００３６】
さらに、水素使用時及びガソリン使用時のそれぞれにおいて、ＰＣＭ３により空燃比制御が実行される。つまり、リニア空燃比センサ５３からの出力信号に基づいて、三元触媒５１の上流側の空燃比が目標空燃比となるように、スロットル開度及びエンジン回転数を制御するフィードバック制御が実行される。
【００３７】
また、ＰＣＭ３は、アクセル開度センサ５７からの出力信号に基づいて、エンジン５の運転状態が定常運転状態から加速運転状態へ移行したことを判定するとともに、車速センサ５５、アクセル開度センサ５７及びエンジン回転数センサ５９からの出力信号に基づいて、車両１の要求加速度合いを検出する。このことで、ＰＣＭ３は、アクセル開度センサ５７と共に、エンジン５の加速運転を判定する加速判定手段を構成し、また、車速センサ５５、アクセル開度センサ５７及びエンジン回転数センサ５９と共に、車両１の要求加速度合いを検出する加減速状態検出手段をも構成することになる。
【００３８】
さらに、ＰＣＭ３は、エンジン５の駆動力（エンジン５により回転駆動される第１モータ７の発電電力）による走行中に加速運転と判定したときに、バッテリ１１の電力により、車両１に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせる第１加速制御と、エンジン５の駆動力による走行中に加速運転と判定し、且つ、バッテリ１１のＳＯＣが所定の基準値未満のときに、バッテリ１１の電力による駆動力アシストを制限するとともに圧縮行程噴射割合を増大させる第２加速制御とを行う。このことで、ＰＣＭ３は、本発明の第１加速制御手段と、第２加速制御手段とを構成することになる。
【００３９】
なお、ＳＯＣとはバッテリ１１の充電状態を表す量であり、満充電状態をＳＯＣが１００％と表す一方、充電量がゼロの状態をＳＯＣが０％とを表す。また、バッテリ１１の開放電圧(無負荷時の電圧)とバッテリ１１のＳＯＣとは一対一の対応関係にあることから、バッテリ１１の電圧及び電流を計測することによりＳＯＣを求めることができる。そして、ＰＣＭ３は、検出されたバッテリ１１の電流及び電圧値に基づいて、バッテリ１１のＳＯＣを算出する。このことで、ＰＣＭ３は、電流センサ６１ａ及び電圧センサ６１ｂと共に、バッテリのＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段を構成することになる。
【００４０】
以下、ＰＣＭ３による第１及び第２加速制御について、図４及び図５に示すタイムチャートを用いて説明する。なお、図４及び図５共に、実線はＳＯＣが所定の基準値（例えば４５％）以上の場合を示し、破線又は二点鎖線はＳＯＣが所定の基準値未満の場合を示す。
【００４１】
ＰＣＭ３は、エンジン５の駆動力による走行中に加速運転と判定したときに、第１加速制御を行って、エンジン回転数を要求加速度合いに応じた目標エンジン回転数にするが、図４（ａ）に示すように、ＳＯＣが４５％以上の場合も、ＳＯＣが４５％未満の場合も、第１加速制御のみを行うと以下のような問題がある。すなわち、ＳＯＣが４５％未満の場合には、図４（ｂ）に示すように、ＳＯＣが４５％以上の場合に比べて、バッテリ１１の電力により、車両１に駆動力を付与する駆動力アシスト量（バッテリ電力アシスト量）が低下する。
【００４２】
このようなバッテリ電力アシスト量の低下を補うためには、図４（ｃ）の仮想線（二点鎖線）で示すように、ＳＯＣが４５％未満の場合のエンジン回転数の上昇速度をＳＯＣが４５％以上の場合のエンジン回転数の上昇速度に比べて早く、換言すると、ＳＯＣが４５％未満の場合の目標エンジン回転数への到達までの時間をＳＯＣが４５％以上の場合の目標エンジン回転数への到達までの時間よりも短くする。そうして、増加したエンジン回転数の分だけ第１モータ７による発電電力が増加するので、この増加した発電電力により第２モータ９を駆動させて、バッテリ電力アシスト量の低下を補うことになる。
【００４３】
しかしながら、このようなエンジン回転数の上昇によって、バッテリ電力アシスト量の低下を補おうとすると、ある走行状態からアクセルを踏み込んで加速するときに、ＳＯＣが大きいときと小さいときとで、エンジン回転数の上昇の仕方が変わってしまうため、乗員が違和感を感じるおそれがある。
【００４４】
そして、乗員が違和感を感じないようにするために、エンジン回転数を上昇させずに、第１加速制御のみを行うと、図４（ｄ）に示すように、ＳＯＣが４５％未満の場合の要求駆動力をＳＯＣが４５％以上の場合の要求駆動力に比べて低下させざるを得なくなる（図４（ｄ）の白抜き矢印参照）。
【００４５】
そこで、本実施形態における水素エンジンの制御装置においては、エンジン５の駆動力による走行中に加速運転と判定し、且つ、バッテリ１１のＳＯＣが所定の４５％未満のときに、上記第２加速制御を行うようにしている。そうして、ＰＣＭ３は、この第２加速制御を行うときは、加速前のエンジン５の運転状態、及び、車両１の要求加速度合いが、第１加速制御による制御時と同一の場合、エンジン回転数の上昇の仕方を、当該第１加速制御によるエンジン回転数の上昇の仕方と一致させるように圧縮行程噴射割合を制御するように構成されている。
【００４６】
具体的には、ＰＣＭ３は、図５（ａ）に示すように、ＳＯＣが４５％以上の場合は第１加速制御を、ＳＯＣが４５％未満の場合は第２加速制御を行う。そうして、図５（ｂ）に示すように、ＳＯＣが４５％以上の場合には、燃費を優先して、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝５０：５０に設定する。一方、ＳＯＣが４５％未満の場合には、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝９０：１０に設定する。これにより、吸気行程における吸気量が増大し、この増えた吸気量の分だけ水素燃料が上乗せして噴射され、高いエンジン出力が得られ、図５（ｄ）に示すように、ＳＯＣが４５％未満の場合にも、ＳＯＣが４５％以上の場合の要求駆動力を満足させることが可能となる。
【００４７】
さらに、ＰＣＭ３は、噴射割合を圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝５０：５０から圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝９０：１０に急激に変更するのではなく、図５（ｂ）に示すように、なだらかに変更させる。これにより、図５（ｃ）の仮想線（二点鎖線）で示す、バッテリ電力アシスト量の低下を補うために急激に上昇させる必要があるエンジン回転数の上昇速度を低下させて（図５（ｃ）の白抜き矢印参照）、ＳＯＣが４５％以上の場合のエンジン回転数の上昇の仕方とＳＯＣが４５％未満の場合のエンジン回転数の上昇の仕方とを一致させることができる。
【００４８】
また、ＰＣＭ３は、水素を用いたエンジン５の運転中に加速運転が判定され、ＳＯＣが所定の４５％未満であって、且つ、車両１の要求加速度合いに見合う出力が得られないと判定したときに、使用燃料をガソリンに切り換えるように制御を行う。換言すると、ＰＣＭ３は、使用燃料を、水素を用いる場合よりも高い出力が得られるガソリンに切り換えることで、加速性能の悪化を抑制するように構成されている。このことで、ＰＣＭ３は、水素（気体燃料）を用いたエンジン５の運転中に加速運転が判定され、ＳＯＣが４５％未満であって、且つ、車両１の要求加速度合いに見合う出力が得られないと判定したときに、使用燃料をガソリン（液体燃料）に切り換えるように制御する燃料切換制御手段をも構成することになる。
【００４９】
−制御装置の処理動作−
ここで、制御装置の処理動作について、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００５０】
先ず、最初のステップＳＡ１では、燃料切換スイッチ６３の操作によって選択された燃料と、車速センサ５５により検出された車速と、アクセル開度センサ５７により検出されたアクセル開度と、エンジン回転数センサ５９により検出されたエンジン回転数Ｎと、電流センサ６１ａにより検出されたバッテリ１１の電流及び電圧センサ６１ｂにより検出されたバッテリ１１の電圧値と、をＰＣＭ３が読み込み、しかる後にステップＳＡ２に進む。
【００５１】
次のステップＳＡ２では、ＰＣＭ３が、内燃機関への要求出力（車速、アクセル開度及びエンジン回転数Ｎ）に基づいて第１モータ７に要求される要求電力を算出し、しかる後にステップＳＡ３に進む。次のステップＳＡ３では、ＰＣＭ３が、ステップＳＡ１で読み込まれたバッテリ１１の電流及び電圧値に基づいて、バッテリ１１のＳＯＣを算出し、しかる後にステップＳＡ４に進む。
【００５２】
次のステップＳＡ４では、運転状態がエンジン運転領域か否かを判定する。より詳しくは、運転状態が、中トルク運転時などエンジン５により駆動される第１モータ７から供給される電力によって駆動される領域（図２の領域Ｂ）、又は、高トルク運転時などエンジン５により駆動される第１モータ７及びバッテリ１１の双方から供給される電力により駆動される領域（図２の領域Ｃ）に属するか否かを判定する。このステップＳＡ４の判定がＮＯであるとき、すなわち、運転状態が、低トルク運転時や車両始動時などバッテリ１１から供給される電力により駆動される領域（図２の領域Ａ）と判定されたときは、ステップＳＡ５に進む。
【００５３】
次のステップＳＡ５では、バッテリ１１から供給される電力により第２モータ９を駆動させて走行するモータ走行制御を行い、しかる後にリターンする。一方、ステップＳＡ４の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＡ６に進む。
【００５４】
次のステップＳＡ６では、燃料切換スイッチ６３の操作によって水素が選択されたか否かを判定する。このステップＳＡ６の判定がＮＯであるときは、ステップＳＡ７に進み、燃料としてガソリンを選択し、そのままリターンする。一方、ステップＳＡ６の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＡ８に進む。
【００５５】
次のステップＳＡ８では、燃料として水素を選択し、ステップＳＡ９に進み、ステップＳＡ１で読み込んだ車速及びアクセル開度に基づいてスロットル開度及びエンジン回転数Ｎを決定し、しかる後にステップＳＡ１０に進む。
【００５６】
次のステップＳＡ１０では、加速運転か否かを判定する。より詳しくは、運転状態が、エンジン５により駆動される第１モータ７及びバッテリ１１の双方から供給される電力により駆動される領域（図２の領域Ｃ）に属するか否かを判定する。このステップＳＡ３の判定がＮＯであるとき、すなわち、運転状態が、エンジン５により駆動される第１モータ７から供給される電力によって駆動される領域（図２の領域Ｂ）に属すると判定されたときは、ステップＳＡ１１に進む。
【００５７】
次のステップＳＡ１１では、バッテリ１１の電力による駆動力アシスト量（バッテリ電力アシスト量）を０とし、しかる後にステップＳＡ１２に進む。次のステップＳＡ１２では、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を、圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝５０：５０に設定し、しかる後にリターンする。
【００５８】
一方、ステップＳＡ１０の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、運転状態が図２の領域Ｃに属すると判定されたときは、ステップＳＡ１３に進む。そうして、次のステップＳＡ１３では、ステップＳＡ３で算出されたバッテリ１１のＳＯＣが４５％以上か否かを判定する。このステップＳＡ１０の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＡ１４に進む。
【００５９】
次のステップＳＡ１４では、バッテリ電力アシスト量を大きく設定し、しかる後にステップＳＡ１２に進む。次のステップＳＡ１２では、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を、圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝５０：５０に設定し、しかる後にリターンする。
【００６０】
これに対し、ステップＳＡ１３の判定がＮＯであるとき、すなわち、ステップＳＡ３で算出されたバッテリ１１のＳＯＣが４５％未満のときは、ステップＳＡ１５に進み、バッテリ電力アシスト量が小さくても、水素燃料の圧縮行程噴射割合を増大させることで、ステップＳＡ２で算出された要求電力を満足させることができるか否かを判定する。このステップＳＡ１３の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＡ１６に進み、バッテリ電力アシスト量を制限（小さく設定）し、しかる後にステップＳＡ１７に進む。次のステップＳＡ１７では、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を、圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝９０：１０に設定し、しかる後にリターンする。
【００６１】
一方、ステップＳＡ１５の判定がＮＯであるとき、すなわち、バッテリ電力アシスト量が小さいときに、水素燃料の圧縮行程噴射割合を増大させることでは、要求電力を満足させることができないと判定されたときは、ステップＳＡ１８に進み、ガソリンを燃料とするガソリン運転制御に設定し、しかる後にリターンする。
【００６２】
−効果−
本実施形態によれば、エンジン５の駆動力による走行中に加速運転と判定され、且つ、検出されたＳＯＣが４５％以上のときは、ＰＣＭ３が、バッテリ１１の電力により車両１に駆動力を付与する第１制御を行う。これにより、要求されるエンジン出力がバッテリ電力で補われるので、出力確保にとらわれない燃費優先のエンジン制御が可能となる。
【００６３】
一方、エンジン５の駆動力による走行中に加速運転と判定され、且つ、ＳＯＣが４５％未満のときは、ＰＣＭ３が、バッテリ電力アシストを制限するとともに圧縮行程噴射割合を増大させる第２加速制御を行う。これにより、吸気行程における吸気量が増大し、この増えた吸気量の分多く気体燃料が噴射されることから、高いエンジン出力が得られる、出力優先のエンジン制御が可能となる。
【００６４】
以上により、ＳＯＣが４５％以上のときは、燃費を向上させつつ、ＳＯＣが４５％未満のときは、加速性能を向上させることができる。
【００６５】
また、ＰＣＭ３は、加速前のエンジン５の運転状態及び要求加速度合いが、第１制御時と同一の場合、エンジン回転数の上昇の仕方を、当該第１制御時におけるエンジン回転数の上昇の仕方と一致させるように第２加速制御を行う。具体的には、ＰＣＭ３は、第１制御時と同じエンジン回転数の上昇の仕方を維持したまま、圧縮行程噴射割合を増大させて高いエンジン出力だけを得るように第２加速制御を行う。これにより、加速時におけるエンジン回転数の上昇の仕方が、ＳＯＣの値によって異なるのを抑制して、乗員が違和感を覚えるのを抑えることができる。
【００６６】
さらに、ＰＣＭ３は、気体燃料を用いた場合における第２加速制御の制御限界時、すなわち、エンジン５の運転中に加速運転が判定され、ＳＯＣが４５％未満であって、且つ、水素燃料では車両１の要求加速度合いに見合う出力が得られないと判定したときに、使用燃料を水素よりも高い出力が得られるガソリンに切り換えるように制御するので、加速性能の悪化を抑制できる。このことで、ＰＣＭ３は、水素（気体燃料）を用いたエンジン５の運転中に加速運転が判定され、ＳＯＣが４５％未満であって、且つ、車両１の要求加速度合いに見合う出力が得られないと判定したときに、使用燃料をガソリン（液体燃料）に切り換えるように制御する燃料切換制御手段をも構成することになる。
【００６７】
（実施形態２）
本実施形態は、使用する燃料及び液体燃料を用いたエンジン５の運転中に加速運転が判定され、且つ、ＳＯＣが所定の基準値未満の場合の制御手順が実施形態１と異なるものである。以下、実施形態１と異なる点について説明する。
【００６８】
エンジン５は、使用燃料として液体燃料と気体燃料とを選択的に用いることが可能であり、気体燃料を用いる場合と液体燃料を用いる場合とで略同じ出力が得られるデュアルフューエルエンジンである。ここで、液体燃料としては例えばエタノール燃料、気体燃料としては例えば水素燃料が挙げられる。
【００６９】
ＰＣＭ３は、液体燃料を用いたエンジン５の運転中に加速運転が判定され、且つ、ＳＯＣが４５％未満の場合、使用燃料を気体燃料に切り換える。このことで、ＰＣＭ３は、液体燃料を用いたエンジン５の運転中に加速運転が判定され、且つ、ＳＯＣが４５％未満の場合、使用燃料を気体燃料に切り換えるように制御する燃料切換制御手段をも構成することになる。
【００７０】
−制御装置の処理動作−
ここで、制御装置の処理動作について、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００７１】
ステップＳＢ１〜ＳＢ５の各ステップにおいては、上記実施形態１のステップＳＡ１〜ＳＡ５の各ステップと同じ制御を実行する。そして、ステップＳＢ４の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＢ６に進み、ステップＳＢ１で読み込んだ車速及びアクセル開度に基づいてスロットル開度及びエンジン回転数Ｎを決定し、しかる後にステップＳＢ７に進む。
【００７２】
次のステップＳＢ７では、燃料切換スイッチ６３の操作によって気体燃料が選択されたか否かを判定する。このステップＳＢ７の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＢ８に進む。次のステップＳＢ８では、燃料として気体燃料を用いる気体燃料運転に設定し、しかる後にステップＳＢ９に進む。
【００７３】
次のステップＳＢ９では、加速運転か否かを判定する。より詳しくは、運転状態が、エンジン５により駆動される第１モータ７及びバッテリ１１の双方から供給される電力により駆動される領域（図２の領域Ｃ）に属するか否かを判定する。このステップＳＢ９の判定がＮＯであるとき、すなわち、運転状態が、エンジン５により駆動される第１モータ７から供給される電力によって駆動される領域（図２の領域Ｂ）に属すると判定されたときは、ステップＳＢ１０に進む。
【００７４】
次のステップＳＢ１０では、バッテリ電力アシスト量を０とし、しかる後にステップＳＢ１１に進む。次のステップＳＢ１１では、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を、圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝５０：５０に設定し、しかる後にリターンする。
【００７５】
一方、ステップＳＢ９の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、運転状態が図２の領域Ｃに属すると判定されたときは、ステップＳＢ１２に進む。そうして、次のステップＳＢ１２では、ステップＳＢ３で算出されたバッテリ１１のＳＯＣが４５％以上か否かを判定する。このステップＳＢ１２の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＢ１３に進む。
【００７６】
次のステップＳＢ１３では、バッテリ電力アシスト量を大きく設定し、しかる後にステップＳＢ１１に進む。次のステップＳＢ１１では、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を、圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝５０：５０に設定し、しかる後にリターンする。
【００７７】
一方、ステップＳＢ１２の判定がＮＯであるとき、すなわち、ステップＳＢ３で算出されたバッテリ１１のＳＯＣが４５％未満のときは、ステップＳＢ１４に進み、バッテリ電力アシスト量を小さく設定し、しかる後にステップＳＢ１５に進む。次のステップＳＢ１５では、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を、圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝９０：１０に設定し、しかる後にリターンする。
【００７８】
これに対し、ステップＳＢ７の判定がＮＯであるときは、ステップＳＢ１６に進み、燃料として液体燃料を用いる液体燃料運転を行い、しかる後にステップＳＢ１７に進む。次のステップＳＢ１７では、加速運転か否かを判定する。このステップＳＢ１７の判定がＮＯであるとき、すなわち、運転状態が図２の領域Ｂに属すると判定されたときは、ステップＳＢ１８に進み、バッテリ電力アシスト量を０とし、しかる後にリターンする。
【００７９】
一方、ステップＳＢ１７の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、運転状態が図２の領域Ｃに属すると判定されたときは、ステップＳＢ１９に進み、ステップＳＢ３で算出されたバッテリ１１のＳＯＣが４５％以上か否かを判定する。このステップＳＢ１９の判定がＮＯであるときは、ステップＳＢ２０に進む。次のステップＳＢ２０では、燃料を液体燃料から気体燃料に切り換えて気体燃料運転に設定し、しかる後にステップＳＢ１４に進む。
【００８０】
次のステップＳＢ１４では、バッテリ電力アシスト量を小さく設定し、しかる後にステップＳＢ１５に進む。次のステップＳＢ１５では、圧縮行程と吸気行程の噴射割合を、圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝９０：１０に設定し、しかる後にリターンする。
【００８１】
一方、ステップＳＢ１９の判定がＹＥＳであるときは、ステップＳＢ２１に進み、バッテリ電力アシスト量を大きく設定し、しかる後にリターンする。
【００８２】
−効果−
本実施形態によれば、気体燃料を用いる場合と液体燃料を用いる場合とで略同じ出力が得られる場合に、ＰＣＭ３が圧縮行程噴射割合を増大させるので、吸気行程における吸気量が増大して高いエンジン出力が得られる。これにより、加速性能の悪化を抑制できる。
【００８３】
（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００８４】
上記各実施形態では、車両１をシリーズ式ハイブリット車両としたが、これに限らず、第１加速制御による制御時と第２加速制御による制御時とで、加速前のエンジン５の運転状態、及び、車両１の要求加速度合いが同一の場合、エンジン回転数の上昇の仕方を一致させる制御を行わないのであれば、車両１をパラレル式ハイブリット車両としてもよい。
【００８５】
また、上記各実施形態では、バッテリ電力アシストを制限するＳＯＣの基準値を４５％に設定したが、これに限らず、バッテリ１１の容量等に合わせて適宜決定してもよい。
【００８６】
さらに、上記各実施形態では、ＳＯＣが４５％以上の場合には、噴射割合を圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝５０：５０に設定し、ＳＯＣが４５％未満の場合には、噴射割合を圧縮行程噴射：吸気行程噴射＝９０：１０に設定したが、これに限らず、要求される出力が得られるのであれば、他の噴射割合を採用してもよい。
【００８７】
このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上説明したように、本発明は、エンジンの駆動力による走行中に加速運転と判定されたときに、バッテリの電力により、車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせるハイブリッド車両の制御装置等について有用である。
【符号の説明】
【００８９】
１ 車両
３ ＰＣＭ（第１加速制御手段）（第２加速制御手段）（加速判定手段）（噴射時期制御手段）（加減速状態検出手段）（燃料切換制御手段）（ＳＯＣ検出手段）
５ エンジン
７ 第１モータ（発電機）
９ 第２モータ（走行用モータ）
１１ バッテリ
３３ 水素噴射用インジェクタ（燃料噴射弁）
５５ 車速センサ（加減速状態検出手段）
５７ アクセル開度センサ（加速判定手段）（加減速状態検出手段）
５９ エンジン回転数センサ（加減速状態検出手段）
６１ａ 電流センサ（ＳＯＣ検出手段）
６１ｂ 電圧センサ（ＳＯＣ検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、少なくともバッテリの電力により駆動される走行用モータと、当該エンジンの加速運転を判定する加速判定手段と、当該エンジンの駆動力による走行中に当該加速判定手段により加速運転と判定されたときに、上記バッテリの電力により、車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせる第１加速制御手段と、を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
上記バッテリのＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段と、
燃料噴射弁により気体燃料を、気筒の吸気行程から圧縮行程に亘って噴射させる噴射時期制御手段と、
上記エンジンの駆動力による走行中に上記加速判定手段により加速運転と判定され、且つ、上記ＳＯＣ検出手段により検出されたＳＯＣが所定の基準値未満のときに、上記バッテリの電力による駆動力アシストを制限するとともに圧縮行程噴射割合を増大させる第２加速制御手段と、をさらに備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
上記車両の要求加速度合いを検出する加減速状態検出手段をさらに備え、
上記車両は、上記エンジンの駆動力により発電する発電機を有し、当該発電機の電力により上記走行用モータを駆動可能なシリーズ式ハイブリット車両であり、
上記第２加速制御手段は、加速前の上記エンジンの運転状態、及び、上記加減速状態検出手段により検出された車両の要求加速度合いが、上記第１加速制御手段による制御時と同一の場合、エンジン回転数の上昇の仕方を、当該第１加速制御手段による制御時におけるエンジン回転数の上昇の仕方と一致させるように圧縮行程噴射割合を制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
上記エンジンは、使用燃料として液体燃料と気体燃料とを選択的に用いることが可能で、且つ、気体燃料を用いる場合よりも液体燃料を用いる場合の方が高い出力が得られるデュアルフューエルエンジンであり、
気体燃料を用いたエンジンの運転中に上記加速運転が判定され、上記ＳＯＣが所定の基準値未満であって、且つ、上記車両の要求加速度合いに見合う出力が得られないと判定したときに、使用燃料を液体燃料に切り換えるように制御する燃料切換制御手段と、を有していることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
上記エンジンは、使用燃料として液体燃料と気体燃料とを選択的に用いることが可能で、且つ、気体燃料を用いる場合と液体燃料を用いる場合とで略同じ出力が得られるデュアルフューエルエンジンであり、
液体燃料を用いたエンジンの運転中に上記加速運転が判定され、且つ、上記ＳＯＣが所定の基準値未満の場合、使用燃料を気体燃料に切り換えるように制御する燃料切換制御手段と、を有していることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１】
エンジンと、少なくともバッテリの電力により駆動される走行用モータと、当該エンジンの加速運転を判定する加速判定手段と、当該エンジンの駆動力による走行中に当該加速判定手段により加速運転と判定されたときに、上記バッテリの電力により、車両に駆動力を付与する駆動力アシストを行わせる第１加速制御手段と、を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
上記バッテリのＳＯＣを検出するＳＯＣ検出手段と、
燃料噴射弁により気体燃料を、気筒の吸気行程から圧縮行程に亘って噴射させる噴射時期制御手段と、
上記エンジンの駆動力による走行中に上記加速判定手段により加速運転と判定され、且つ、上記ＳＯＣ検出手段により検出されたＳＯＣが所定の基準値未満のときに、上記バッテリの電力による駆動力アシストを制限するとともに圧縮行程噴射割合を増大させる第２加速制御手段と、をさらに備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
上記車両の要求加速度合いを検出する加減速状態検出手段をさらに備え、
上記車両は、上記エンジンの駆動力により発電する発電機を有し、当該発電機の電力により上記走行用モータを駆動可能なシリーズ式ハイブリット車両であり、
上記第２加速制御手段は、加速前の上記エンジンの運転状態、及び、上記加減速状態検出手段により検出された車両の要求加速度合いが、上記第１加速制御手段による制御時と同一の場合、エンジン回転数の上昇の仕方を、当該第１加速制御手段による制御時におけるエンジン回転数の上昇の仕方と一致させるように圧縮行程噴射割合を制御することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
上記エンジンは、使用燃料として液体燃料と気体燃料とを選択的に用いることが可能で、且つ、気体燃料を用いる場合よりも液体燃料を用いる場合の方が高い出力が得られるデュアルフューエルエンジンであり、
気体燃料を用いたエンジンの運転中に上記加速運転が判定され、上記ＳＯＣが所定の基準値未満であって、且つ、上記車両の要求加速度合いに見合う出力が得られないと判定したときに、使用燃料を液体燃料に切り換えるように制御する燃料切換制御手段と、を有していることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１又は２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
上記エンジンは、使用燃料として液体燃料と気体燃料とを選択的に用いることが可能で、且つ、気体燃料を用いる場合と液体燃料を用いる場合とで略同じ出力が得られるデュアルフューエルエンジンであり、
液体燃料を用いたエンジンの運転中に上記加速運転が判定され、且つ、上記ＳＯＣが所定の基準値未満の場合、使用燃料を気体燃料に切り換えるように制御する燃料切換制御手段と、を有していることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−４６２１６（Ｐ２０１１−４６２１６Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９３９８１（Ｐ２００９−１９３９８１）
【出願日】平成２１年８月２５日（２００９．８．２５）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２５日（２００９．８．２５）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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