車両の制御装置及び制御方法
【課題】車両の総合的なエネルギ効率を向上可能な車両の制御装置を提供すること。
【解決手段】動力源の運転によって発電する発電部と、発電部からの電力供給によって車両の駆動系を駆動する駆動部とを備えた車両の制御装置は、アクセル操作に応じた駆動部の駆動に必要な発電部の出力である要求発電部出力を導出する要求発電部出力導出部と、発電部の出力が要求発電部出力に到達するまでの発電部の出力変更速度がそれぞれ異なる複数の場合の内、所定時間の期間にわたる発電部の効率の累計が最も大きい場合の出力変更速度を導出する出力変更速度導出部と、前回算出した発電部の出力、出力変更速度及び処理周期に基づいて、発電部の現在の出力を算出する実発電部出力算出部と、発電部の現在の出力に対応する動力源の運転点を導出する動力源運転点導出部とを備え、動力源運転点導出部が導出した運転点で運転するよう動力源を制御する。
【解決手段】動力源の運転によって発電する発電部と、発電部からの電力供給によって車両の駆動系を駆動する駆動部とを備えた車両の制御装置は、アクセル操作に応じた駆動部の駆動に必要な発電部の出力である要求発電部出力を導出する要求発電部出力導出部と、発電部の出力が要求発電部出力に到達するまでの発電部の出力変更速度がそれぞれ異なる複数の場合の内、所定時間の期間にわたる発電部の効率の累計が最も大きい場合の出力変更速度を導出する出力変更速度導出部と、前回算出した発電部の出力、出力変更速度及び処理周期に基づいて、発電部の現在の出力を算出する実発電部出力算出部と、発電部の現在の出力に対応する動力源の運転点を導出する動力源運転点導出部とを備え、動力源運転点導出部が導出した運転点で運転するよう動力源を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４は、特許文献１に開示されているシリーズＨＥＶシステムを例示したブロック図である。図１４に示すシリーズ方式のＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド車両）におけるパワートレイン１は、エンジン２により直接駆動されて発電する第１回転電機３と、その電力が供給されて車輪５を駆動する第２回転電機４とを備える。当該パワートレイン１では、第１回転電機３へ要求される発電量の変化に応じて、エンジン２のトルク及び回転数の少なくとも一方が制御されるとともに、エンジン２の吸気圧が実質的に変化しないよう維持される。これにより、バッテリ１１の経由に伴うエネルギ損失量を最小化するとともに、エンジン２のポンピングロスを低減し、パワートレイン１のオーバオール効率（燃料の化学的エネルギが最終的に駆動輪の機械的エネルギに変換されるまでのパワートレイン全体のエネルギ変換効率）を改善できると説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０８７７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オーバオール効率を改善するために、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）と呼ばれる技術を用いてエンジンの熱効率を上げることが考えられる。ＥＧＲは、燃焼後の排気ガスの一部をエンジンに再度吸気させる技術である。ＥＧＲを利用したエンジンの出力に対する熱効率は、図１５に示すように、排気ガスの還流量（ＥＧＲ量）に応じて異なり、ＥＧＲ量が多いほど高い。但し、図１６に示すように、エンジンの出力を速く変更する程、ＥＧＲ量は減少する。
【０００５】
ＥＧＲを利用したエンジンをシリーズ方式のＨＥＶに用いる場合、当該エンジンの出力により発電を行う発電機の発電効率は、一定の発電出力での運転を行った場合に最大となり、発電出力の変更速度が速いほど低下する。そのため、必ずしも消費出力と発電出力を合わせる必要のないシリーズ方式のＨＥＶにおいては、発電出力の変化速度をドライバからの要求出力に応じた変更速度よりも遅くした方が発電機の発電効率が向上するため、結果として車両の総合効率は向上する。また、運転条件によっては、発電出力の変更速度が遅いためにバッテリ経由に伴うエネルギ損失が生じても、車両の総合効率は改善することがある。
【０００６】
なお、上記説明した特許文献１に開示されたシリーズＨＥＶのパワートレイン１では、第２回転電機４の要求に応じた電力量を第１回転電機３が逐次発電するようエンジン２を制御するため、必ずしも車両の総合効率が最適になるとは限らない。
【０００７】
本発明の目的は、車両の総合的なエネルギ効率を向上可能な車両の制御装置及び制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の車両の制御装置は、動力源（例えば、実施の形態での内燃機関１０９）の運転によって発電する発電部（例えば、実施の形態での発電部１２３）と、前記発電部からの電力供給によって車両の駆動系を駆動する駆動部（例えば、実施の形態での消費部１２５）と、を備えた前記車両の制御装置（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１１９）であって、前記車両におけるアクセル操作に応じた前記駆動部の駆動に必要な前記発電部の出力である要求発電部出力を導出する要求発電部出力導出部（例えば、実施の形態での要求発電部出力導出部２０７）と、前記発電部の出力が前記要求発電部出力に到達するまでの前記発電部の出力変更速度がそれぞれ異なる複数の場合の内、所定時間の期間にわたる前記発電部の効率の累計が最も大きい場合の出力変更速度を導出する出力変更速度導出部（例えば、実施の形態での出力変更速度選択部２２７）と、前回算出した前記発電部の出力、前記出力変更速度導出部が導出した出力変更速度及び処理周期に基づいて、前記発電部の現在の出力を算出する実発電部出力算出部（例えば、実施の形態での実発電部出力算出部２２９）と、前記実発電部出力算出部が算出した前記発電部の現在の出力に対応する前記動力源の運転点を導出する動力源運転点導出部（例えば、実施の形態での内燃機関目標運転点導出部２３１）と、を備え、前記動力源運転点導出部が導出した運転点で運転するよう前記動力源を制御することを特徴としている。
【０００９】
さらに、請求項２に記載の発明の車両の制御装置では、前記所定時間は、前記発電部の出力が前記要求発電部出力に到達するまでに最も時間を要する出力変更速度で前記発電部の出力を変更する際の、前記発電部の出力が前記要求発電部出力に等しくなるまでの経過時間であって、前記要求発電部出力と前記発電部の出力の差分によって異なり、前記要求発電部出力と前記発電部の出力の差分に応じて前記所定時間を導出する所定時間導出部（例えば、実施の形態での所定時間導出部２２５）を備えたことを特徴としている。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明の車両の制御装置では、前記動力源は、排気再循環を行う内燃機関であり、前記発電部は、前記内燃機関及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機を有することを特徴としている。
【００１１】
さらに、請求項４に記載の発明の車両の制御装置では、前記車両は、前記駆動部に電力を供給する蓄電部（例えば、実施の形態での蓄電部１２１）を備え、前記駆動部は、前記蓄電部及び前記発電部の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する電動機（例えば、実施の形態での電動機１０７）を有し、当該制御装置は、前記電動機の状態に基づいて導出される前記駆動部の効率、並びに、前記車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び前記電動機の状態に基づく前記電動機に要求された出力から、前記駆動部に要求された出力を導出する駆動部必要出力導出部（例えば、実施の形態での消費部必要出力算出部２０５）を備え、前記発電部が出力可能な最大出力と前記要求発電部出力の差分に基づいて、前記所定時間内に前記駆動部の出力が前記駆動部必要出力に到達するよう、前記蓄電部が前記駆動部に供給する電力を制御することを特徴としている。
【００１２】
さらに、請求項５に記載の発明の車両の制御方法では、動力源（例えば、実施の形態での内燃機関１０９）の運転によって発電する発電部（例えば、実施の形態での発電部１２３）と、前記発電部からの電力供給によって車両の駆動系を駆動する駆動部（例えば、実施の形態での消費部１２５）と、を備えた前記車両の制御方法であって、前記車両におけるアクセル操作に応じた前記駆動部の駆動に必要な前記発電部の出力である要求発電部出力を導出し、前記発電部の出力が前記要求発電部出力に到達するまでの前記発電部の出力変更速度がそれぞれ異なる複数の場合の内、所定時間の期間にわたる前記発電部の効率の累計が最も大きい場合の出力変更速度を導出し、前回算出した前記発電部の出力、前記出力変更速度及び処理周期に基づいて、前記発電部の現在の出力を算出し、前記発電部の現在の出力に対応する前記動力源の運転点を導出し、前記導出した運転点で運転する前記動力源を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１〜４に記載の発明の車両の制御装置及び請求項５に記載の発明の車両の制御方法によれば、車両の総合的なエネルギ効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図
【図２】マネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示すブロック図
【図３】内燃機関運転点導出部２１１の内部構成を示すブロック図
【図４】蓄電部１２１、発電部１２３及び消費部１２５の入出力関係及び効率を示す図
【図５】マネジメントＥＣＵ１１９による内燃機関１０９を制御するためのパラメータの導出方法を示すフローチャート
【図６】マネジメントＥＣＵ１１９による内燃機関１０９を制御するためのパラメータの導出方法を示すフローチャート
【図７】マネジメントＥＣＵ１１９による内燃機関１０９を制御するためのパラメータの導出方法を示すフローチャート
【図８】消費部効率マップを示す図
【図９】消費部必要出力−要求発電部出力マップを示す図
【図１０】所定時間マップを示す図
【図１１】異なる出力変更速度Ｖｇ毎に実発電部出力Ｇｃが要求発電部出力Ｇｒに等しくなるまでの時間変位（発電部出力Ｇ）と、各時間変位に対応する発電部効率ｇを示す図
【図１２】出力変更速度Ｖｇ毎の発電部効率ｇと発電部出力Ｇの関係を示す図
【図１３】発電部最大効率点マップを示す図
【図１４】特許文献１に開示されているシリーズＨＥＶシステムを例示したブロック図
【図１５】ＥＧＲ量毎のエンジンの出力と熱効率の関係を示す図
【図１６】エンジンの出力変更速度とＥＧＲ量の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下説明する実施形態では、本発明に係る制御装置が、シリーズ方式のＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド車両）に搭載されている。シリーズ方式のＨＥＶは、電動機、内燃機関及び発電機を備え、主に蓄電器を電源として駆動する電動機の動力を利用して走行する。内燃機関は発電のためだけに用いられ、内燃機関の動力によって発電機で発電された電力は電動機に供給されるか、蓄電器に充電される。
【００１６】
シリーズ方式のＨＥＶは、「ＥＶ走行」又は「シリーズ走行」を行う。「ＥＶ走行」では、ＨＥＶは、蓄電器からの電源供給によって駆動する電動機の駆動力によって走行する。このとき内燃機関は駆動されない。また、「シリーズ走行」では、ＨＥＶは、蓄電器及び発電機の双方からの電力の供給や発電機のみからの電力の供給等によって駆動する電動機の駆動力によって走行する。このとき、内燃機関は発電機における発電のために駆動される。
【００１７】
図１は、シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。図１に示すように、シリーズ方式のＨＥＶは、蓄電器（BATT）１０１と、コンバータ（CONV）１０３と、第１インバータ（第１INV）１０５と、電動機（Mot）１０７と、内燃機関（ENG）１０９と、発電機（GEN）１１１と、第２インバータ（第２INV）１１３と、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）１１５と、マネジメントＥＣＵ（MG ECU）１１９とを備える。
【００１８】
蓄電器１０１は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。コンバータ１０３は、蓄電器１０１の直流出力電圧を直流のまま昇圧又は降圧する。第１インバータ１０５は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を電動機１０７に供給する。また、第１インバータ１０５は、電動機１０７の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換して蓄電器１０１に充電する。
【００１９】
電動機１０７は、ＨＥＶが走行するための動力を発生する。電動機１０７で発生したトルクは、ギア１１５を介して駆動軸１５１に伝達される。なお、電動機１０７の回転子はギア１１５に直結されている。また、電動機１０７は、回生ブレーキ時には発電機として動作し、電動機１０７で発電された電力は蓄電器１０１に充電される。内燃機関１０９は、ＨＥＶがシリーズ走行する際に発電機１１１を駆動するために用いられる。内燃機関１０９は、発電機１１１の回転子に直結されている。なお、内燃機関１０９は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）技術を利用する。
【００２０】
発電機１１１は、内燃機関１０９の動力によって駆動され、電力を発生する。発電機１１１が発電した電力は、蓄電器１０１に充電されるか、電動機１０７に供給される。第２インバータ１１３は、発電機１１１が発生した交流電圧を直流電圧に変換する。第２インバータ１１３によって変換された電力は、蓄電器１０１に充電されるか、第１インバータ１０５を介して電動機１０７に供給される。
【００２１】
ギア１１５は、例えば５速相当の１段の固定ギアである。したがって、ギア１１５は、電動機１０７からの駆動力を、特定の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸１５１に伝達する。
【００２２】
マネジメントＥＣＵ１１９は、内燃機関１０９及び電動機１０７の各制御等を行う。なお、マネジメントＥＣＵ１１９の制御による内燃機関１０９の運転モードには、定点運転モードと出力追従運転モードがある。定点運転モード時、内燃機関１０９は、最も燃費の良い一定の回転数で運転される。一方、出力追従運転モード時、内燃機関１０９は、要求出力に応じて必要な回転数で運転される。また、マネジメントＥＣＵ１１９は、第１インバータ１０５及び第２インバータ１１３をそれぞれ構成するスイッチング素子をスイッチング制御する。
【００２３】
さらに、マネジメントＥＣＵ１１９は、図１に点線で示すように、蓄電器１０１の温度を示す情報、電動機１０７の回転数及びトルクを示す各情報、発電機１１１の回転数及びトルクを示す各情報、並びに、ＨＥＶの運転者のアクセル操作に応じたアクセルペダル開度（ＡＰ開度）を示す情報を取得する。なお、これらの情報は、各パラメータを検出するセンサ（図示せず）からマネジメントＥＣＵ１１９に送られる。出力追従運転モード時、マネジメントＥＣＵ１１９は、これら取得した情報に基づいて、内燃機関１０９の目標トルク（目標エンジントルク）及び目標回転数（目標エンジン回転数）を導出し、この目標エンジントルク及び目標エンジン回転数で示される運転点で運転するよう内燃機関１０９を制御する。
【００２４】
図２は、マネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示すブロック図である。図２に示すように、マネジメントＥＣＵ１１９は、消費部効率導出部２０１と、モータ要求出力算出部２０３と、消費部必要出力算出部２０５と、要求発電部出力導出部２０７と、運転モード決定部２０９と、内燃機関運転点導出部２１１とを有する。なお、内燃機関運転点導出部２１１は、図３に示すように、要求発電部出力比較部２２１と、要求発電部出力変化量算出部２２３と、所定時間導出部２２５と、出力変更速度選択部２２７と、実発電部出力算出部２２９と、内燃機関目標運転点導出部２３１とを有する。図３は、内燃機関運転点導出部２１１の内部構成を示すブロック図である。なお、図３中の実線の矢印は値データを示し、点線は指示内容を含む制御データを示す。
【００２５】
以下、マネジメントＥＣＵ１１９の各構成要素の動作、及び、マネジメントＥＣＵ１１９による内燃機関１０９を制御するためのパラメータ（目標エンジントルク及び目標エンジン回転数）の導出方法について、図５〜図１３を参照して説明する。なお、以下の説明では、図４に示すように、コンバータ１０３及び蓄電器１０１をまとめて「蓄電部１２１」と呼ぶ。また、内燃機関１０９、発電機１１１及び第２インバータ１１３をまとめて「発電部１２３」と呼ぶ。さらに、第１インバータ１０５及び電動機１０７をまとめて「消費部１２５」と呼ぶ。
【００２６】
図５〜図７は、マネジメントＥＣＵ１１９による内燃機関１０９を制御するためのパラメータの導出方法を示すフローチャートである。図８〜図１３は、内燃機関１０９を制御するためのパラメータを導出する際にマネジメントＥＣＵ１１９が利用するマップを示す。なお、これらのマップは、マネジメントＥＣＵ１１９の内部に設けられたメモリ又はマネジメントＥＣＵ１１９がアクセス可能な外部のメモリに格納されている。
【００２７】
図５に示すように、消費部効率導出部２０１は、電動機１０７の回転数（モータ回転数ＮＥ）及びトルク（モータトルクＴｒ）、並びに、図８に示す消費部効率マップに基づいて、消費部１２５の効率（以下「消費部効率」という）ｍを導出する（ステップＳ１０１）。なお、消費部効率ｍとは、消費部１２５を構成する第１インバータ１０５と電動機１０７の総合効率である。
【００２８】
次に、モータ要求出力算出部２０３は、ＡＰ開度、モータ回転数ＮＥ及びモータトルクＴｒに基づいて、電動機１０７に要求された出力（以下「モータ要求出力」という）Ｐｍを算出する（ステップＳ１０３）。
【００２９】
次に、消費部必要出力算出部２０５は、モータ要求出力Ｐｍ及び消費部効率ｍに基づいて、以下に示す式（１）より、消費部１２５に要求された出力（以下「消費部必要出力」という）Ｍｒを算出する（ステップＳ１０５）。
Ｍｒ＝Ｐｍ／ｍ …（１）
【００３０】
次に、要求発電部出力導出部２０７は、消費部必要出力Ｍｒ及び図９に示す消費部必要出力−要求発電部出力マップに基づいて、発電部１２３に要求される出力（以下「要求発電部出力」という）Ｇｒを導出する（ステップＳ１０７）。
【００３１】
次に、運転モード決定部２０９は、要求発電部出力ＧｒとステップＳ１０５で消費部必要出力算出部２０５が算出した消費部必要出力Ｍｒの大小関係（magnitude relation）を比較する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９で行った比較の結果、要求発電部出力Ｇｒが消費部必要出力Ｍｒより大きい（Ｇｒ＞Ｍｒ）場合はステップＳ１１１に進み、運転モード決定部２０９は、内燃機関１０９を定点運転モードで制御すると決定する。この場合、マネジメントＥＣＵ１１９は、定点運転モード時における所定のエンジントルク及びエンジン回転数に対応する運転点で運転するよう内燃機関１０９を制御する。一方、要求発電部出力Ｇｒが消費部必要出力Ｍｒ以下（Ｇｒ≦Ｍｒ）の場合はステップＳ１１３に進み、運転モード決定部２０９は、内燃機関１０９を出力追従運転モードで制御すると決定する。
【００３２】
ステップＳ１１３の後、要求発電部出力比較部２２１は、要求発電部出力Ｇｒが実発電部出力Ｇｃに等しいかを判断し（ステップＳ１１９）、等しい場合はステップＳ１２１に進み、等しくない場合はステップＳ１２３に進む。ステップＳ１２１では、内燃機関目標運転点導出部２３１が、現状の内燃機関１０９の運転点に対応するエンジントルク及び回転数を目標エンジントルク及び目標回転数として導出する。この場合、内燃機関１０９のトルク及び回転数は維持される。一方、ステップＳ１２３では、要求発電部出力変化量算出部２２３が、所定時間当たりの要求発電部出力Ｇｒの変化量ΔＧｒを算出し、ΔＧｒ≠０であればステップＳ１２５に進み、ΔＧｒ＝０であればステップＳ１２９に進む。
【００３３】
ステップＳ１２５では、所定時間導出部２２５が、要求発電部出力比較部２２１から得られた要求発電部出力Ｇｒと実発電部出力Ｇｃの差分（要求発電部出力Ｇｒ−実発電部出力Ｇｃ）及び図１０に示す所定時間マップに基づいて、所定時間Ａを導出する。なお、所定時間マップに示された所定時間Ａは、設定され得る出力変更速度の範囲の内、実発電部出力Ｇｃが要求発電部出力Ｇｒに到達するまでに最も時間を要する発電部１２３の出力変更速度で、実発電部出力Ｇｃが要求発電部出力Ｇｒに等しくなるまでの経過時間を示す。
【００３４】
次に、出力変更速度選択部２２７は、ステップＳ１２５で所定時間導出部２２５が導出した所定時間Ａ及び出力変更速度マップに基づいて、所定時間Ａの期間にわたる発電部効率ｇの累計が最も大きい発電部１２３の出力変更速度Ｖｇを導出する（ステップＳ１２７）。なお、発電部効率ｇは、発電部１２３を構成する内燃機関１０９、発電機１１１及び第２インバータ１１３の総合効率である。
【００３５】
図１１は、異なる出力変更速度Ｖｇ毎に実発電部出力Ｇｃが要求発電部出力Ｇｒに等しくなるまでの時間変位（発電部出力Ｇ）と、各時間変位に対応する発電部効率ｇを示す図である。なお、図１１には、発電部１２３の出力変更速度Ｖｇが最も高い場合の発電部出力Ｇの変位及び発電部効率ｇが実線で示され、出力変更速度Ｖｇが中程度の場合が一点鎖線、出力変更速度Ｖｇが最も低い場合が二点鎖線で示されている。図１１に示されているように、発電部出力Ｇが変化している間の発電部効率ｇは、発電部出力Ｇが変化しないときの発電部効率ｇｓよりも悪い。但し、発電部出力Ｇが変化している間の発電部効率ｇは、出力変更速度Ｖｇが低いほど高い。また、図１２に示すように、発電部出力Ｇに対する発電部効率ｇｓは、発電部出力Ｇによって異なり、出力変更速度Ｖｇが低いほど高い。したがって、所定時間Ａの期間にわたる発電部効率ｇの累計は、図１１に斜線で示すように、出力変更速度Ｖｇによって異なる。
【００３６】
ステップＳ１２５で出力変更速度選択部２２７が出力変更速度Ｖｇを導出する際に参照する出力変更速度マップは、異なる所定時間Ａ毎に設定された各出力変更速度Ｖｇの発電部効率ｇの累計を示し、上記説明した図１１に示した関係に基づいて得られる。上述したように、ステップＳ１２７では、出力変更速度選択部２２７は、出力変更速度マップを参照して、ステップＳ１２５で所定時間導出部２２５が導出した所定時間Ａに対応する各出力変更速度Ｖｇの発電部効率ｇの累計の内、その累計値が最も高い出力変更速度Ｖｇを選択する。一方、ステップＳ１２３で算出された変化量ΔＧｒ＝０の場合に行われるステップＳ１２９では、出力変更速度選択部２２７は、現状の出力変更速度Ｖｇを選択する。
【００３７】
ステップＳ１２７又はステップＳ１２９が行われた後、実発電部出力算出部２２９は、前回算出した実発電部出力Ｇｃ（ｉ−１）、出力変更速度Ｖｇ及び処理周期τに基づいて、以下に示す式（２）より、現在の実発電部出力Ｇ（ｉ）を算出する（ステップＳ１３１）。なお、処理周期τは、図５〜図７に示した一通りの処理をマネジメントＥＣＵ１１９が行うために要する時間である。
Ｇ（ｉ）＝Ｇｃ（ｉ−１）＋Ｖｇ×τ …（２）
【００３８】
次に、マネジメントＥＣＵ１１９は、発電部１２３が出力可能な最大出力（以下「発電部最大出力」という）Ｇｍａｘと要求発電部出力Ｇｒの差分に基づいて、後述する所定時間Ａ内に消費部１２５の出力が消費部必要出力Ｍｒに到達するよう、蓄電部１２１が消費部１２５に供給する電力を制御する（ステップＳ１３２）。
【００３９】
次に、内燃機関運転点導出部２１１は、ステップＳ１３１で実発電部出力算出部２２９が算出した実発電部出力Ｇｃ及び図１３に示す発電部最大効率点マップに基づいて、内燃機関１０９の目標トルク（目標エンジントルク）及び目標回転数（目標エンジン回転数）を導出する（ステップＳ１３３）。ステップＳ１３３で内燃機関運転点導出部２１１が導出する目標エンジントルク及び目標エンジン回転数は、内燃機関１０９が出力追従運転モードで制御されるとき、発電部効率ｇが最大となる内燃機関１０９の運転点でのトルク及び回転数を示す。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態では、要求発電部出力Ｇｒと実発電部出力Ｇｃの差分に応じた所定時間に対応する各出力変更速度Ｖｇの発電部効率ｇの累計の内、その累計値が最も高い出力変更速度Ｖｇを選択する。すなわち、発電部１２３の出力を早く収束させ、その後の定常状態の発電部１２３の効率をかせぐか、ゆっくりと高効率で収束させるかを比較した上で、最も発電部効率ｇが良い発電部１２３の出力変更速度Ｖｇを選択できる。内燃機関１０９が出力追従運転モードで運転されているとき、マネジメントＥＣＵ１１９は、発電部１２３の選択された出力変更速度Ｖｇに応じた態様で、内燃機関１０９のトルク及び回転数を変更する。このように発電部効率ｇが最も高い態様で内燃機関１０９が制御されるため、蓄電部１２１、発電部１２３及び消費部１２５の各効率を併せた車両総合効率が良くなる。
【符号の説明】
【００４１】
１０１ 蓄電器（BATT）
１０３ コンバータ(CONV)
１０５ 第１インバータ（第１INV）
１０７ 電動機（Mot）
１０９ 内燃機関（ENG）
１１１ 発電機（GEN）
１１３ 第２インバータ（第２INV）
１１５ ギアボックス
１１９ マネジメントＥＣＵ（MG ECU）
２０１ 消費部効率導出部
２０３ モータ要求出力算出部
２０５ 消費部必要出力算出部
２０７ 要求発電部出力導出部
２０９ 運転モード決定部
２１１ 内燃機関運転点導出部
２２１ 要求発電部出力比較部
２２３ 要求発電部出力変化量算出部
２２５ 所定時間導出部
２２７ 出力変更速度選択部
２２９ 実発電部出力算出部
２３１ 内燃機関目標運転点導出部
１２１ 蓄電部
１２３ 発電部
１２５ 消費部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１４は、特許文献１に開示されているシリーズＨＥＶシステムを例示したブロック図である。図１４に示すシリーズ方式のＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド車両）におけるパワートレイン１は、エンジン２により直接駆動されて発電する第１回転電機３と、その電力が供給されて車輪５を駆動する第２回転電機４とを備える。当該パワートレイン１では、第１回転電機３へ要求される発電量の変化に応じて、エンジン２のトルク及び回転数の少なくとも一方が制御されるとともに、エンジン２の吸気圧が実質的に変化しないよう維持される。これにより、バッテリ１１の経由に伴うエネルギ損失量を最小化するとともに、エンジン２のポンピングロスを低減し、パワートレイン１のオーバオール効率（燃料の化学的エネルギが最終的に駆動輪の機械的エネルギに変換されるまでのパワートレイン全体のエネルギ変換効率）を改善できると説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０８７７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オーバオール効率を改善するために、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）と呼ばれる技術を用いてエンジンの熱効率を上げることが考えられる。ＥＧＲは、燃焼後の排気ガスの一部をエンジンに再度吸気させる技術である。ＥＧＲを利用したエンジンの出力に対する熱効率は、図１５に示すように、排気ガスの還流量（ＥＧＲ量）に応じて異なり、ＥＧＲ量が多いほど高い。但し、図１６に示すように、エンジンの出力を速く変更する程、ＥＧＲ量は減少する。
【０００５】
ＥＧＲを利用したエンジンをシリーズ方式のＨＥＶに用いる場合、当該エンジンの出力により発電を行う発電機の発電効率は、一定の発電出力での運転を行った場合に最大となり、発電出力の変更速度が速いほど低下する。そのため、必ずしも消費出力と発電出力を合わせる必要のないシリーズ方式のＨＥＶにおいては、発電出力の変化速度をドライバからの要求出力に応じた変更速度よりも遅くした方が発電機の発電効率が向上するため、結果として車両の総合効率は向上する。また、運転条件によっては、発電出力の変更速度が遅いためにバッテリ経由に伴うエネルギ損失が生じても、車両の総合効率は改善することがある。
【０００６】
なお、上記説明した特許文献１に開示されたシリーズＨＥＶのパワートレイン１では、第２回転電機４の要求に応じた電力量を第１回転電機３が逐次発電するようエンジン２を制御するため、必ずしも車両の総合効率が最適になるとは限らない。
【０００７】
本発明の目的は、車両の総合的なエネルギ効率を向上可能な車両の制御装置及び制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の車両の制御装置は、動力源（例えば、実施の形態での内燃機関１０９）の運転によって発電する発電部（例えば、実施の形態での発電部１２３）と、前記発電部からの電力供給によって車両の駆動系を駆動する駆動部（例えば、実施の形態での消費部１２５）と、を備えた前記車両の制御装置（例えば、実施の形態でのマネジメントＥＣＵ１１９）であって、前記車両におけるアクセル操作に応じた前記駆動部の駆動に必要な前記発電部の出力である要求発電部出力を導出する要求発電部出力導出部（例えば、実施の形態での要求発電部出力導出部２０７）と、前記発電部の出力が前記要求発電部出力に到達するまでの前記発電部の出力変更速度がそれぞれ異なる複数の場合の内、所定時間の期間にわたる前記発電部の効率の累計が最も大きい場合の出力変更速度を導出する出力変更速度導出部（例えば、実施の形態での出力変更速度選択部２２７）と、前回算出した前記発電部の出力、前記出力変更速度導出部が導出した出力変更速度及び処理周期に基づいて、前記発電部の現在の出力を算出する実発電部出力算出部（例えば、実施の形態での実発電部出力算出部２２９）と、前記実発電部出力算出部が算出した前記発電部の現在の出力に対応する前記動力源の運転点を導出する動力源運転点導出部（例えば、実施の形態での内燃機関目標運転点導出部２３１）と、を備え、前記動力源運転点導出部が導出した運転点で運転するよう前記動力源を制御することを特徴としている。
【０００９】
さらに、請求項２に記載の発明の車両の制御装置では、前記所定時間は、前記発電部の出力が前記要求発電部出力に到達するまでに最も時間を要する出力変更速度で前記発電部の出力を変更する際の、前記発電部の出力が前記要求発電部出力に等しくなるまでの経過時間であって、前記要求発電部出力と前記発電部の出力の差分によって異なり、前記要求発電部出力と前記発電部の出力の差分に応じて前記所定時間を導出する所定時間導出部（例えば、実施の形態での所定時間導出部２２５）を備えたことを特徴としている。
【００１０】
さらに、請求項３に記載の発明の車両の制御装置では、前記動力源は、排気再循環を行う内燃機関であり、前記発電部は、前記内燃機関及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機を有することを特徴としている。
【００１１】
さらに、請求項４に記載の発明の車両の制御装置では、前記車両は、前記駆動部に電力を供給する蓄電部（例えば、実施の形態での蓄電部１２１）を備え、前記駆動部は、前記蓄電部及び前記発電部の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する電動機（例えば、実施の形態での電動機１０７）を有し、当該制御装置は、前記電動機の状態に基づいて導出される前記駆動部の効率、並びに、前記車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び前記電動機の状態に基づく前記電動機に要求された出力から、前記駆動部に要求された出力を導出する駆動部必要出力導出部（例えば、実施の形態での消費部必要出力算出部２０５）を備え、前記発電部が出力可能な最大出力と前記要求発電部出力の差分に基づいて、前記所定時間内に前記駆動部の出力が前記駆動部必要出力に到達するよう、前記蓄電部が前記駆動部に供給する電力を制御することを特徴としている。
【００１２】
さらに、請求項５に記載の発明の車両の制御方法では、動力源（例えば、実施の形態での内燃機関１０９）の運転によって発電する発電部（例えば、実施の形態での発電部１２３）と、前記発電部からの電力供給によって車両の駆動系を駆動する駆動部（例えば、実施の形態での消費部１２５）と、を備えた前記車両の制御方法であって、前記車両におけるアクセル操作に応じた前記駆動部の駆動に必要な前記発電部の出力である要求発電部出力を導出し、前記発電部の出力が前記要求発電部出力に到達するまでの前記発電部の出力変更速度がそれぞれ異なる複数の場合の内、所定時間の期間にわたる前記発電部の効率の累計が最も大きい場合の出力変更速度を導出し、前回算出した前記発電部の出力、前記出力変更速度及び処理周期に基づいて、前記発電部の現在の出力を算出し、前記発電部の現在の出力に対応する前記動力源の運転点を導出し、前記導出した運転点で運転する前記動力源を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１〜４に記載の発明の車両の制御装置及び請求項５に記載の発明の車両の制御方法によれば、車両の総合的なエネルギ効率を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図
【図２】マネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示すブロック図
【図３】内燃機関運転点導出部２１１の内部構成を示すブロック図
【図４】蓄電部１２１、発電部１２３及び消費部１２５の入出力関係及び効率を示す図
【図５】マネジメントＥＣＵ１１９による内燃機関１０９を制御するためのパラメータの導出方法を示すフローチャート
【図６】マネジメントＥＣＵ１１９による内燃機関１０９を制御するためのパラメータの導出方法を示すフローチャート
【図７】マネジメントＥＣＵ１１９による内燃機関１０９を制御するためのパラメータの導出方法を示すフローチャート
【図８】消費部効率マップを示す図
【図９】消費部必要出力−要求発電部出力マップを示す図
【図１０】所定時間マップを示す図
【図１１】異なる出力変更速度Ｖｇ毎に実発電部出力Ｇｃが要求発電部出力Ｇｒに等しくなるまでの時間変位（発電部出力Ｇ）と、各時間変位に対応する発電部効率ｇを示す図
【図１２】出力変更速度Ｖｇ毎の発電部効率ｇと発電部出力Ｇの関係を示す図
【図１３】発電部最大効率点マップを示す図
【図１４】特許文献１に開示されているシリーズＨＥＶシステムを例示したブロック図
【図１５】ＥＧＲ量毎のエンジンの出力と熱効率の関係を示す図
【図１６】エンジンの出力変更速度とＥＧＲ量の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。以下説明する実施形態では、本発明に係る制御装置が、シリーズ方式のＨＥＶ（Hybrid Electrical Vehicle：ハイブリッド車両）に搭載されている。シリーズ方式のＨＥＶは、電動機、内燃機関及び発電機を備え、主に蓄電器を電源として駆動する電動機の動力を利用して走行する。内燃機関は発電のためだけに用いられ、内燃機関の動力によって発電機で発電された電力は電動機に供給されるか、蓄電器に充電される。
【００１６】
シリーズ方式のＨＥＶは、「ＥＶ走行」又は「シリーズ走行」を行う。「ＥＶ走行」では、ＨＥＶは、蓄電器からの電源供給によって駆動する電動機の駆動力によって走行する。このとき内燃機関は駆動されない。また、「シリーズ走行」では、ＨＥＶは、蓄電器及び発電機の双方からの電力の供給や発電機のみからの電力の供給等によって駆動する電動機の駆動力によって走行する。このとき、内燃機関は発電機における発電のために駆動される。
【００１７】
図１は、シリーズ方式のＨＥＶの内部構成を示すブロック図である。図１に示すように、シリーズ方式のＨＥＶは、蓄電器（BATT）１０１と、コンバータ（CONV）１０３と、第１インバータ（第１INV）１０５と、電動機（Mot）１０７と、内燃機関（ENG）１０９と、発電機（GEN）１１１と、第２インバータ（第２INV）１１３と、ギアボックス（以下、単に「ギア」という。）１１５と、マネジメントＥＣＵ（MG ECU）１１９とを備える。
【００１８】
蓄電器１０１は、直列に接続された複数の蓄電セルを有し、例えば１００〜２００Ｖの高電圧を供給する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。コンバータ１０３は、蓄電器１０１の直流出力電圧を直流のまま昇圧又は降圧する。第１インバータ１０５は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を電動機１０７に供給する。また、第１インバータ１０５は、電動機１０７の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換して蓄電器１０１に充電する。
【００１９】
電動機１０７は、ＨＥＶが走行するための動力を発生する。電動機１０７で発生したトルクは、ギア１１５を介して駆動軸１５１に伝達される。なお、電動機１０７の回転子はギア１１５に直結されている。また、電動機１０７は、回生ブレーキ時には発電機として動作し、電動機１０７で発電された電力は蓄電器１０１に充電される。内燃機関１０９は、ＨＥＶがシリーズ走行する際に発電機１１１を駆動するために用いられる。内燃機関１０９は、発電機１１１の回転子に直結されている。なお、内燃機関１０９は、ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation：排気再循環）技術を利用する。
【００２０】
発電機１１１は、内燃機関１０９の動力によって駆動され、電力を発生する。発電機１１１が発電した電力は、蓄電器１０１に充電されるか、電動機１０７に供給される。第２インバータ１１３は、発電機１１１が発生した交流電圧を直流電圧に変換する。第２インバータ１１３によって変換された電力は、蓄電器１０１に充電されるか、第１インバータ１０５を介して電動機１０７に供給される。
【００２１】
ギア１１５は、例えば５速相当の１段の固定ギアである。したがって、ギア１１５は、電動機１０７からの駆動力を、特定の変速比での回転数及びトルクに変換して、駆動軸１５１に伝達する。
【００２２】
マネジメントＥＣＵ１１９は、内燃機関１０９及び電動機１０７の各制御等を行う。なお、マネジメントＥＣＵ１１９の制御による内燃機関１０９の運転モードには、定点運転モードと出力追従運転モードがある。定点運転モード時、内燃機関１０９は、最も燃費の良い一定の回転数で運転される。一方、出力追従運転モード時、内燃機関１０９は、要求出力に応じて必要な回転数で運転される。また、マネジメントＥＣＵ１１９は、第１インバータ１０５及び第２インバータ１１３をそれぞれ構成するスイッチング素子をスイッチング制御する。
【００２３】
さらに、マネジメントＥＣＵ１１９は、図１に点線で示すように、蓄電器１０１の温度を示す情報、電動機１０７の回転数及びトルクを示す各情報、発電機１１１の回転数及びトルクを示す各情報、並びに、ＨＥＶの運転者のアクセル操作に応じたアクセルペダル開度（ＡＰ開度）を示す情報を取得する。なお、これらの情報は、各パラメータを検出するセンサ（図示せず）からマネジメントＥＣＵ１１９に送られる。出力追従運転モード時、マネジメントＥＣＵ１１９は、これら取得した情報に基づいて、内燃機関１０９の目標トルク（目標エンジントルク）及び目標回転数（目標エンジン回転数）を導出し、この目標エンジントルク及び目標エンジン回転数で示される運転点で運転するよう内燃機関１０９を制御する。
【００２４】
図２は、マネジメントＥＣＵ１１９の内部構成を示すブロック図である。図２に示すように、マネジメントＥＣＵ１１９は、消費部効率導出部２０１と、モータ要求出力算出部２０３と、消費部必要出力算出部２０５と、要求発電部出力導出部２０７と、運転モード決定部２０９と、内燃機関運転点導出部２１１とを有する。なお、内燃機関運転点導出部２１１は、図３に示すように、要求発電部出力比較部２２１と、要求発電部出力変化量算出部２２３と、所定時間導出部２２５と、出力変更速度選択部２２７と、実発電部出力算出部２２９と、内燃機関目標運転点導出部２３１とを有する。図３は、内燃機関運転点導出部２１１の内部構成を示すブロック図である。なお、図３中の実線の矢印は値データを示し、点線は指示内容を含む制御データを示す。
【００２５】
以下、マネジメントＥＣＵ１１９の各構成要素の動作、及び、マネジメントＥＣＵ１１９による内燃機関１０９を制御するためのパラメータ（目標エンジントルク及び目標エンジン回転数）の導出方法について、図５〜図１３を参照して説明する。なお、以下の説明では、図４に示すように、コンバータ１０３及び蓄電器１０１をまとめて「蓄電部１２１」と呼ぶ。また、内燃機関１０９、発電機１１１及び第２インバータ１１３をまとめて「発電部１２３」と呼ぶ。さらに、第１インバータ１０５及び電動機１０７をまとめて「消費部１２５」と呼ぶ。
【００２６】
図５〜図７は、マネジメントＥＣＵ１１９による内燃機関１０９を制御するためのパラメータの導出方法を示すフローチャートである。図８〜図１３は、内燃機関１０９を制御するためのパラメータを導出する際にマネジメントＥＣＵ１１９が利用するマップを示す。なお、これらのマップは、マネジメントＥＣＵ１１９の内部に設けられたメモリ又はマネジメントＥＣＵ１１９がアクセス可能な外部のメモリに格納されている。
【００２７】
図５に示すように、消費部効率導出部２０１は、電動機１０７の回転数（モータ回転数ＮＥ）及びトルク（モータトルクＴｒ）、並びに、図８に示す消費部効率マップに基づいて、消費部１２５の効率（以下「消費部効率」という）ｍを導出する（ステップＳ１０１）。なお、消費部効率ｍとは、消費部１２５を構成する第１インバータ１０５と電動機１０７の総合効率である。
【００２８】
次に、モータ要求出力算出部２０３は、ＡＰ開度、モータ回転数ＮＥ及びモータトルクＴｒに基づいて、電動機１０７に要求された出力（以下「モータ要求出力」という）Ｐｍを算出する（ステップＳ１０３）。
【００２９】
次に、消費部必要出力算出部２０５は、モータ要求出力Ｐｍ及び消費部効率ｍに基づいて、以下に示す式（１）より、消費部１２５に要求された出力（以下「消費部必要出力」という）Ｍｒを算出する（ステップＳ１０５）。
Ｍｒ＝Ｐｍ／ｍ …（１）
【００３０】
次に、要求発電部出力導出部２０７は、消費部必要出力Ｍｒ及び図９に示す消費部必要出力−要求発電部出力マップに基づいて、発電部１２３に要求される出力（以下「要求発電部出力」という）Ｇｒを導出する（ステップＳ１０７）。
【００３１】
次に、運転モード決定部２０９は、要求発電部出力ＧｒとステップＳ１０５で消費部必要出力算出部２０５が算出した消費部必要出力Ｍｒの大小関係（magnitude relation）を比較する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９で行った比較の結果、要求発電部出力Ｇｒが消費部必要出力Ｍｒより大きい（Ｇｒ＞Ｍｒ）場合はステップＳ１１１に進み、運転モード決定部２０９は、内燃機関１０９を定点運転モードで制御すると決定する。この場合、マネジメントＥＣＵ１１９は、定点運転モード時における所定のエンジントルク及びエンジン回転数に対応する運転点で運転するよう内燃機関１０９を制御する。一方、要求発電部出力Ｇｒが消費部必要出力Ｍｒ以下（Ｇｒ≦Ｍｒ）の場合はステップＳ１１３に進み、運転モード決定部２０９は、内燃機関１０９を出力追従運転モードで制御すると決定する。
【００３２】
ステップＳ１１３の後、要求発電部出力比較部２２１は、要求発電部出力Ｇｒが実発電部出力Ｇｃに等しいかを判断し（ステップＳ１１９）、等しい場合はステップＳ１２１に進み、等しくない場合はステップＳ１２３に進む。ステップＳ１２１では、内燃機関目標運転点導出部２３１が、現状の内燃機関１０９の運転点に対応するエンジントルク及び回転数を目標エンジントルク及び目標回転数として導出する。この場合、内燃機関１０９のトルク及び回転数は維持される。一方、ステップＳ１２３では、要求発電部出力変化量算出部２２３が、所定時間当たりの要求発電部出力Ｇｒの変化量ΔＧｒを算出し、ΔＧｒ≠０であればステップＳ１２５に進み、ΔＧｒ＝０であればステップＳ１２９に進む。
【００３３】
ステップＳ１２５では、所定時間導出部２２５が、要求発電部出力比較部２２１から得られた要求発電部出力Ｇｒと実発電部出力Ｇｃの差分（要求発電部出力Ｇｒ−実発電部出力Ｇｃ）及び図１０に示す所定時間マップに基づいて、所定時間Ａを導出する。なお、所定時間マップに示された所定時間Ａは、設定され得る出力変更速度の範囲の内、実発電部出力Ｇｃが要求発電部出力Ｇｒに到達するまでに最も時間を要する発電部１２３の出力変更速度で、実発電部出力Ｇｃが要求発電部出力Ｇｒに等しくなるまでの経過時間を示す。
【００３４】
次に、出力変更速度選択部２２７は、ステップＳ１２５で所定時間導出部２２５が導出した所定時間Ａ及び出力変更速度マップに基づいて、所定時間Ａの期間にわたる発電部効率ｇの累計が最も大きい発電部１２３の出力変更速度Ｖｇを導出する（ステップＳ１２７）。なお、発電部効率ｇは、発電部１２３を構成する内燃機関１０９、発電機１１１及び第２インバータ１１３の総合効率である。
【００３５】
図１１は、異なる出力変更速度Ｖｇ毎に実発電部出力Ｇｃが要求発電部出力Ｇｒに等しくなるまでの時間変位（発電部出力Ｇ）と、各時間変位に対応する発電部効率ｇを示す図である。なお、図１１には、発電部１２３の出力変更速度Ｖｇが最も高い場合の発電部出力Ｇの変位及び発電部効率ｇが実線で示され、出力変更速度Ｖｇが中程度の場合が一点鎖線、出力変更速度Ｖｇが最も低い場合が二点鎖線で示されている。図１１に示されているように、発電部出力Ｇが変化している間の発電部効率ｇは、発電部出力Ｇが変化しないときの発電部効率ｇｓよりも悪い。但し、発電部出力Ｇが変化している間の発電部効率ｇは、出力変更速度Ｖｇが低いほど高い。また、図１２に示すように、発電部出力Ｇに対する発電部効率ｇｓは、発電部出力Ｇによって異なり、出力変更速度Ｖｇが低いほど高い。したがって、所定時間Ａの期間にわたる発電部効率ｇの累計は、図１１に斜線で示すように、出力変更速度Ｖｇによって異なる。
【００３６】
ステップＳ１２５で出力変更速度選択部２２７が出力変更速度Ｖｇを導出する際に参照する出力変更速度マップは、異なる所定時間Ａ毎に設定された各出力変更速度Ｖｇの発電部効率ｇの累計を示し、上記説明した図１１に示した関係に基づいて得られる。上述したように、ステップＳ１２７では、出力変更速度選択部２２７は、出力変更速度マップを参照して、ステップＳ１２５で所定時間導出部２２５が導出した所定時間Ａに対応する各出力変更速度Ｖｇの発電部効率ｇの累計の内、その累計値が最も高い出力変更速度Ｖｇを選択する。一方、ステップＳ１２３で算出された変化量ΔＧｒ＝０の場合に行われるステップＳ１２９では、出力変更速度選択部２２７は、現状の出力変更速度Ｖｇを選択する。
【００３７】
ステップＳ１２７又はステップＳ１２９が行われた後、実発電部出力算出部２２９は、前回算出した実発電部出力Ｇｃ（ｉ−１）、出力変更速度Ｖｇ及び処理周期τに基づいて、以下に示す式（２）より、現在の実発電部出力Ｇ（ｉ）を算出する（ステップＳ１３１）。なお、処理周期τは、図５〜図７に示した一通りの処理をマネジメントＥＣＵ１１９が行うために要する時間である。
Ｇ（ｉ）＝Ｇｃ（ｉ−１）＋Ｖｇ×τ …（２）
【００３８】
次に、マネジメントＥＣＵ１１９は、発電部１２３が出力可能な最大出力（以下「発電部最大出力」という）Ｇｍａｘと要求発電部出力Ｇｒの差分に基づいて、後述する所定時間Ａ内に消費部１２５の出力が消費部必要出力Ｍｒに到達するよう、蓄電部１２１が消費部１２５に供給する電力を制御する（ステップＳ１３２）。
【００３９】
次に、内燃機関運転点導出部２１１は、ステップＳ１３１で実発電部出力算出部２２９が算出した実発電部出力Ｇｃ及び図１３に示す発電部最大効率点マップに基づいて、内燃機関１０９の目標トルク（目標エンジントルク）及び目標回転数（目標エンジン回転数）を導出する（ステップＳ１３３）。ステップＳ１３３で内燃機関運転点導出部２１１が導出する目標エンジントルク及び目標エンジン回転数は、内燃機関１０９が出力追従運転モードで制御されるとき、発電部効率ｇが最大となる内燃機関１０９の運転点でのトルク及び回転数を示す。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態では、要求発電部出力Ｇｒと実発電部出力Ｇｃの差分に応じた所定時間に対応する各出力変更速度Ｖｇの発電部効率ｇの累計の内、その累計値が最も高い出力変更速度Ｖｇを選択する。すなわち、発電部１２３の出力を早く収束させ、その後の定常状態の発電部１２３の効率をかせぐか、ゆっくりと高効率で収束させるかを比較した上で、最も発電部効率ｇが良い発電部１２３の出力変更速度Ｖｇを選択できる。内燃機関１０９が出力追従運転モードで運転されているとき、マネジメントＥＣＵ１１９は、発電部１２３の選択された出力変更速度Ｖｇに応じた態様で、内燃機関１０９のトルク及び回転数を変更する。このように発電部効率ｇが最も高い態様で内燃機関１０９が制御されるため、蓄電部１２１、発電部１２３及び消費部１２５の各効率を併せた車両総合効率が良くなる。
【符号の説明】
【００４１】
１０１ 蓄電器（BATT）
１０３ コンバータ(CONV)
１０５ 第１インバータ（第１INV）
１０７ 電動機（Mot）
１０９ 内燃機関（ENG）
１１１ 発電機（GEN）
１１３ 第２インバータ（第２INV）
１１５ ギアボックス
１１９ マネジメントＥＣＵ（MG ECU）
２０１ 消費部効率導出部
２０３ モータ要求出力算出部
２０５ 消費部必要出力算出部
２０７ 要求発電部出力導出部
２０９ 運転モード決定部
２１１ 内燃機関運転点導出部
２２１ 要求発電部出力比較部
２２３ 要求発電部出力変化量算出部
２２５ 所定時間導出部
２２７ 出力変更速度選択部
２２９ 実発電部出力算出部
２３１ 内燃機関目標運転点導出部
１２１ 蓄電部
１２３ 発電部
１２５ 消費部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源の運転によって発電する発電部と、
前記発電部からの電力供給によって車両の駆動系を駆動する駆動部と、を備えた前記車両の制御装置であって、
前記車両におけるアクセル操作に応じた前記駆動部の駆動に必要な前記発電部の出力である要求発電部出力を導出する要求発電部出力導出部と、
前記発電部の出力が前記要求発電部出力に到達するまでの前記発電部の出力変更速度がそれぞれ異なる複数の場合の内、所定時間の期間にわたる前記発電部の効率の累計が最も大きい場合の出力変更速度を導出する出力変更速度導出部と、
前回算出した前記発電部の出力、前記出力変更速度導出部が導出した出力変更速度及び処理周期に基づいて、前記発電部の現在の出力を算出する実発電部出力算出部と、
前記実発電部出力算出部が算出した前記発電部の現在の出力に対応する前記動力源の運転点を導出する動力源運転点導出部と、を備え、
前記動力源運転点導出部が導出した運転点で運転するよう前記動力源を制御することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御装置であって、
前記所定時間は、前記発電部の出力が前記要求発電部出力に到達するまでに最も時間を要する出力変更速度で前記発電部の出力を変更する際の、前記発電部の出力が前記要求発電部出力に等しくなるまでの経過時間であって、前記要求発電部出力と前記発電部の出力の差分によって異なり、
前記要求発電部出力と前記発電部の出力の差分に応じて前記所定時間を導出する所定時間導出部を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両の制御装置であって、
前記動力源は、排気再循環を行う内燃機関であり、
前記発電部は、前記内燃機関及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機を有することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両の制御装置であって、
前記車両は、前記駆動部に電力を供給する蓄電部を備え、
前記駆動部は、前記蓄電部及び前記発電部の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する電動機を有し、
当該制御装置は、
前記電動機の状態に基づいて導出される前記駆動部の効率、並びに、前記車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び前記電動機の状態に基づく前記電動機に要求された出力から、前記駆動部に要求された出力を導出する駆動部必要出力導出部を備え、
前記発電部が出力可能な最大出力と前記要求発電部出力の差分に基づいて、前記所定時間内に前記駆動部の出力が前記駆動部必要出力に到達するよう、前記蓄電部が前記駆動部に供給する電力を制御することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項５】
動力源の運転によって発電する発電部と、
前記発電部からの電力供給によって車両の駆動系を駆動する駆動部と、を備えた前記車両の制御方法であって、
前記車両におけるアクセル操作に応じた前記駆動部の駆動に必要な前記発電部の出力である要求発電部出力を導出し、
前記発電部の出力が前記要求発電部出力に到達するまでの前記発電部の出力変更速度がそれぞれ異なる複数の場合の内、所定時間の期間にわたる前記発電部の効率の累計が最も大きい場合の出力変更速度を導出し、
前回算出した前記発電部の出力、前記出力変更速度及び処理周期に基づいて、前記発電部の現在の出力を算出し、
前記発電部の現在の出力に対応する前記動力源の運転点を導出し、
前記導出した運転点で運転する前記動力源を制御することを特徴とする車両の制御方法。
【請求項１】
動力源の運転によって発電する発電部と、
前記発電部からの電力供給によって車両の駆動系を駆動する駆動部と、を備えた前記車両の制御装置であって、
前記車両におけるアクセル操作に応じた前記駆動部の駆動に必要な前記発電部の出力である要求発電部出力を導出する要求発電部出力導出部と、
前記発電部の出力が前記要求発電部出力に到達するまでの前記発電部の出力変更速度がそれぞれ異なる複数の場合の内、所定時間の期間にわたる前記発電部の効率の累計が最も大きい場合の出力変更速度を導出する出力変更速度導出部と、
前回算出した前記発電部の出力、前記出力変更速度導出部が導出した出力変更速度及び処理周期に基づいて、前記発電部の現在の出力を算出する実発電部出力算出部と、
前記実発電部出力算出部が算出した前記発電部の現在の出力に対応する前記動力源の運転点を導出する動力源運転点導出部と、を備え、
前記動力源運転点導出部が導出した運転点で運転するよう前記動力源を制御することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御装置であって、
前記所定時間は、前記発電部の出力が前記要求発電部出力に到達するまでに最も時間を要する出力変更速度で前記発電部の出力を変更する際の、前記発電部の出力が前記要求発電部出力に等しくなるまでの経過時間であって、前記要求発電部出力と前記発電部の出力の差分によって異なり、
前記要求発電部出力と前記発電部の出力の差分に応じて前記所定時間を導出する所定時間導出部を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の車両の制御装置であって、
前記動力源は、排気再循環を行う内燃機関であり、
前記発電部は、前記内燃機関及び当該内燃機関の運転によって発電する発電機を有することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両の制御装置であって、
前記車両は、前記駆動部に電力を供給する蓄電部を備え、
前記駆動部は、前記蓄電部及び前記発電部の少なくとも一方からの電力供給によって駆動する電動機を有し、
当該制御装置は、
前記電動機の状態に基づいて導出される前記駆動部の効率、並びに、前記車両におけるアクセル操作に応じたアクセルペダル開度及び前記電動機の状態に基づく前記電動機に要求された出力から、前記駆動部に要求された出力を導出する駆動部必要出力導出部を備え、
前記発電部が出力可能な最大出力と前記要求発電部出力の差分に基づいて、前記所定時間内に前記駆動部の出力が前記駆動部必要出力に到達するよう、前記蓄電部が前記駆動部に供給する電力を制御することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項５】
動力源の運転によって発電する発電部と、
前記発電部からの電力供給によって車両の駆動系を駆動する駆動部と、を備えた前記車両の制御方法であって、
前記車両におけるアクセル操作に応じた前記駆動部の駆動に必要な前記発電部の出力である要求発電部出力を導出し、
前記発電部の出力が前記要求発電部出力に到達するまでの前記発電部の出力変更速度がそれぞれ異なる複数の場合の内、所定時間の期間にわたる前記発電部の効率の累計が最も大きい場合の出力変更速度を導出し、
前回算出した前記発電部の出力、前記出力変更速度及び処理周期に基づいて、前記発電部の現在の出力を算出し、
前記発電部の現在の出力に対応する前記動力源の運転点を導出し、
前記導出した運転点で運転する前記動力源を制御することを特徴とする車両の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
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【図１０】
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【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−８６６４４（Ｐ２０１２−８６６４４Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３３９８８（Ｐ２０１０−２３３９８８）
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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