JP2001157309A - ハイブリッド自動車の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド自動車の制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドライバーからの要求に対する駆動力の発生
遅れを無くしたハイブリッド自動車の制御装置を提供す
る。 【解決手段】 ハイブリッド自動車の制御装置におい
て、自動車を走行させるためのトルクを発生するエンジ
ンＥと、エンジンの出力軸に連結された変速機４と、変
速機の出力軸に連結された駆動輪Ｗと、駆動輪に連結さ
れ、エンジンが発生するトルクを補助可能なモータ１９
と、要求されるトルクを算出する要求トルク算出手段２
０と、要求トルク算出手段が算出した要求トルクに基づ
いて、エンジンおよびモータが発生するトルクを制御す
る制御手段２６、２３とを有し、制御手段は、要求トル
クから、エンジンが発生するトルクを差し引いたトルク
を、モータから発生させるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンとモータ
とを併用するパラレル式のハイブリッド自動車に関し、
特に、エンジンの出力をＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ
ｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；
無段変速機）を介して駆動輪に伝達するハイブリッド自
動車の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来よりある、無段変速機を有する、エ
ンジンを用いた自動車では、ドライバーから要求されて
いる駆動力を、アクセルペダルの踏み込み量をスロット
ル開度センサ等によって検出し、この検出結果に基づい
て、エンジンの回転数や無段変速機のレシオを選択して
走行することができる。
【０００３】無段変速機を有する自動車は、有段変速機
を有する自動車と比較すると、変速機のレシオを自由に
選択できるので、エンジンのエネルギー効率の良い状態
をトレースすることが可能で、燃費が良いとされてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、無段変速機
を有する自動車においては、変速機のレシオを変更する
際の応答性が悪いため、有段変速機を有する自動車に比
べて、キックダウン時の加速レスポンスが悪いという問
題がある。
【０００５】また、レシオに応答遅れがあり、加速レス
ポンスが悪いと、レスポンスが遅れている間に、ドライ
バーが過度にアクセルペダルを踏み込んでしまい、ドラ
イバーの本来の意図に反してスロットルが過度に開き、
燃費が悪化し、排気ガスの排出量が増え、騒音や振動も
増加するという問題もある。
【０００６】このような問題は、ハイブリッド自動車に
も存在する。すなわち、ハイブリッド自動車において
も、エンジンによる走行のモードが存在し、このモード
のとき、上記と同様に、変速機のレシオを変更する際の
応答性の悪さに起因する問題が発生する。
【０００７】また、ハイブリッド自動車では、モータに
よる走行のモードから、エンジンによる走行のモードへ
の切り替わりがあり、この切り替え時に、エンジンに接
続された変速機のレシオが最適な状態になっていない場
合がある。このような場合には、上記と同様に、レシオ
を変更する際の応答性の悪さによって、一時的に駆動力
の段差が発生することがある。
【０００８】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、ドライバーからの要求に対する駆動力の
発生遅れを無くし、スムーズな加速性能を有するハイブ
リッド自動車の制御装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、自動車を走行させるためのトルクを発生するエンジ
ン（実施形態ではエンジンＥ）と、このエンジンの出力
軸に連結された変速機（実施形態ではＣＶＴ４）と、こ
の変速機の出力軸に連結された駆動輪（実施形態では駆
動輪Ｗ）と、この駆動輪に連結され、前記エンジンが発
生するトルクを補助可能なモータ（実施形態ではメイン
モータ１９）と、要求されるトルク（実施形態では要求
エンジントルク）を算出する要求トルク算出手段（実施
形態では要求駆動力算出手段３２および要求エンジント
ルク算出手段３３）と、この要求トルク算出手段が算出
した要求トルク（実施形態では要求エンジントルク）に
基づいて、前記エンジンおよびモータが発生するトルク
を制御する制御手段（実施形態ではエンジン全開トルク
算出手段３５またはエンジントルクリミット算出手段３
５ａ、エンジントルク制限手段３６、差分算出手段３
７、エンジントルク制御手段３８およびモータートルク
制御手段３９）とを有し、前記制御手段は、要求トルク
から、前記エンジンが発生するトルク（実施形態ではエ
ンジントルク指令）を差し引いたトルク（実施形態では
モータートルク指令）を、前記モータから発生させるこ
とを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置である。
【００１０】上記構成によれば、変速機のレシオ変更時
の応答が悪く、エンジンが発生するトルクが、要求され
るトルクを下回った場合に、不足分がモータから発生さ
れる。
【００１１】請求項２に記載の発明は、前記制御手段
は、要求トルクが、エンジンが発生しうる最大トルク
（実施形態ではエンジン全開トルク）より大きい場合
に、エンジンからは最大トルクを発生させ、モータから
は、要求トルクから最大トルクを差し引いたトルクを発
生させることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッ
ド自動車の制御装置である。
【００１２】上記構成によれば、変速機のレシオ変更時
の応答が悪く、エンジンが発生しうる最大トルクが、要
求されるトルクを下回った場合に、不足分がモータから
発生される。
【００１３】請求項３に記載の発明は、前記制御手段
は、所定の条件に基づいて、前記エンジンが発生するト
ルクを制限するエンジントルク制限手段（実施形態では
エンジントルク制限手段３６）を有することを特徴とす
る請求項１に記載のハイブリッド自動車の制御装置であ
る。
【００１４】上記構成によれば、エンジントルク制限手
段によって制限されたトルクが、モータによって補われ
る。
【００１５】請求項４に記載の発明は、前記エンジント
ルク制限手段は、前記エンジンの排気系（実施形態では
排気系２９）に設けられた触媒（実施形態では触媒２
７）の温度が、あらかじめ設定された所定の温度より高
い場合に、エンジンが発生するトルクを制限することを
特徴とする請求項３に記載のハイブリッド自動車の制御
装置である。
【００１６】上記構成によれば、触媒の温度が、あらか
じめ設定された所定の温度より高い場合に、エンジンが
発生するトルクが制限され、不足分がモータによって補
われる。
【００１７】請求項５に記載の発明は、前記エンジント
ルク制限手段は、前記モータの電源である蓄電装置（実
施形態では蓄電装置２１）の残容量が、あらかじめ設定
された所定の量より多い場合に、エンジンが発生するト
ルクを制限することを特徴とする請求項３に記載のハイ
ブリッド自動車の制御装置である。
【００１８】上記構成によれば、蓄電装置の残容量が、
あらかじめ設定された所定の量より多い場合に、エンジ
ンが発生するトルクが制限され、不足分がモータによっ
て補われる。
【００１９】請求項６に記載の発明は、前記エンジント
ルク制限手段は、前記要求トルクが、あらかじめ設定さ
れた所定のトルクより大きい場合には、エンジンが発生
するトルクの制限を中止することを特徴とする請求項３
に記載のハイブリッド自動車の制御装置である。
【００２０】上記構成によれば、例えば、アクセルペダ
ル全開のように、要求トルクが、あらかじめ設定された
所定のトルクより大きい場合には、エンジンが発生する
トルクの制限が中止される。
【００２１】請求項７に記載の発明は、前記要求トルク
算出手段は、前記駆動輪において要求されるトルクを算
出し、前記制御手段は、前記エンジンが発生するエンジ
ントルクを、少なくとも変速機の変速比に基づいて、前
記駆動輪で発生する駆動輪トルクに換算する換算手段
（実施形態ではエンジントルク換算手段４０）を有し、
要求トルクから、前記換算手段が換算した駆動輪トルク
を差し引いた値に応じたトルクを、前記モータから発生
させることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド
自動車の制御装置である。
【００２２】上記構成によれば、換算手段が、エンジン
が発生するエンジントルクを、少なくとも変速機の変速
比に基づいて、駆動輪が発生する駆動輪トルクに換算
し、制御手段が、駆動輪における要求トルクから駆動輪
トルクを差し引き、差し引いた値に応じたトルク、すな
わち差し引いた駆動輪におけるトルク値をモータから発
生させるトルク値に換算した値を、モータから発生させ
る。従って、エンジンが発生するエンジントルクと、駆
動輪が発生する駆動輪トルクとの関係が変速器の変速比
に応じて変化しても、モータから発生させるトルク値
は、この変化の影響を考慮したものとなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の第１の実施形態であるハ
イブリッド自動車の構成を図１を参照して説明する。図
１には、ハイブリッド自動車の動力伝達系と、この動力
伝達系を制御するための制御系とが示されている。
【００２４】まず、動力伝達系の構成を説明する。エン
ジンＥの出力軸は、サブモータ１を介してオイル・ポン
プ２に連結されている。サブモータ１は、エンジンＥの
起動やアシスト等を行う。オイル・ポンプ２は、エンジ
ンＥの駆動力によって油圧を発生させ、油圧制御装置２
４を介して、ＣＶＴ４の変速を行う。なお、エンジンＥ
の排気系２９内には、触媒２７が設けられている。
【００２５】エンジンＥの出力軸は、さらに、自動車の
前後進を切り替えるためのプラネタリー・ギア３に連結
されている。このプラネタリー・ギア３は、図示してい
ないセレクトレバーと連動しており、このセレクトレバ
ーの操作により、自動車の前後進が切り替えられる。
【００２６】プラネタリー・ギア３の出力軸は、無段変
速を行うＣＶＴ４に内蔵された駆動側プーリ５に連結さ
れている。ＣＶＴ４は、前記駆動側プーリ５の他に、金
属ベルト６、被動側プーリ７、側室８および９を内蔵し
ている。駆動側プーリ５と被動側プーリ７とには、両プ
ーリにまたがる共通の金属ベルト６が巻き付けられてい
て、両プーリ間で動力が伝達されるようになっている。
【００２７】駆動側プーリ５および被動側プーリ７の側
面には、それぞれ、各プーリへの金属ベルト６の巻き付
き径を変化させるための側室８および９が設けられてい
る。巻き付き径は、側室８および９に加えられる油圧に
よって、各プーリの幅が変化し、ベルトとプーリとの斜
面接点が移動することによって変化する。側室８および
９に加えられる油圧は、前記オイル・ポンプ２によって
発生される。
【００２８】ＣＶＴ４に内蔵された被動側プーリ７は、
クラッチ１０に内蔵された係合要素１１に連結されてい
る。クラッチ１０には、前記係合要素１１と共に、この
係合要素１１と対をなす係合要素１２と、これらの係合
要素１１および１２を結合あるいは分離させるクラッチ
制御用アクチュエータ１３とが内蔵されている。
【００２９】クラッチ１０に内蔵された係合要素１２
は、最終減速機１４およびギア１５と連結されている。
最終減速機１４は、デファレンシャル・ギア１６と噛み
合わされている。デファレンシャル・ギア１６は、車軸
１７を介して、自動車の駆動輪Ｗと連結されている。
【００３０】前記ギア１５は、ギア１８と噛み合わされ
ていて、このギア１８は、メインモータ１９の回転軸に
連結されている。
【００３１】次に、制御系の構成を説明する。制御回路
２０は、前記メインモータ１９の電源である、バッテリ
ー等で構成された蓄電装置２１に設けられた、残容量セ
ンサ２２と、前記メインモータ１９を制御するためのパ
ワードライブユニット２３と、前記クラッチ１０に内蔵
されたクラッチ制御用アクチュエータ１３と、前記ＣＶ
Ｔ４に内蔵された側室８および９に加えられる油圧を制
御する油圧制御装置２４とに接続されている。
【００３２】制御回路２０は、さらに、エンジンＥの状
態、例えばエンジンＥの水温ＴＷ、回転数Ｎｅ、吸気温
ＴＡ、吸気圧ＰＡ、アクセルペダルの踏み込み量ＡＰを
検出するためのエンジンセンサ２５と接続されている。
制御回路２０は、さらに、エンジンＥを制御するための
エンジン制御装置２６と接続されている。エンジン制御
装置２６は、エンジンＥと接続されている。
【００３３】制御回路２０は、さらに、触媒２７の温度
を検出するための触媒温度センサ２８と接続されてい
る。制御回路２０は、さらに、自動車の走行速度ＶＣａ
ｒを検出するための車速センサ３０と接続されている。
制御回路２０は、さらに、ＣＶＴ４に内蔵された、この
ＣＶＴ４のレシオを検出するためのレシオセンサ３１と
接続されている。
【００３４】蓄電装置２１は、パワードライブユニット
２３を介してメインモータ１９と接続されている。ま
た、蓄電装置２１には、残容量センサ２２が設けられて
いる。
【００３５】次に、制御回路２０内部の詳細な構成を図
２のブロック図を参照して説明する。制御装置２０は、
要求駆動力算出手段３２と、要求エンジントルク算出手
段３３と、ＣＶＴ４のレシオから、このレシオにおける
ＣＶＴ４の伝達効率を算出する伝達効率算出手段３４
と、エンジン全開トルク算出手段３５と、エンジントル
ク制限手段３６と、差分算出手段３７とを内蔵してい
る。
【００３６】要求駆動力算出手段３２には、制御回路２
０の外部から入力された、アクセルペダルの踏み込み量
ＡＰと、車速ＶＣａｒとが入力されている。要求駆動力
算出手段３２が出力する要求トルクは、要求エンジント
ルク算出手段３３に入力されている。要求エンジントル
ク算出手段３３には、このほかに、やはり制御回路２０
の外部から入力された、ＣＶＴ４のレシオが入力されて
いる。制御回路２０の外部から入力されたＣＶＴ４のレ
シオは、伝達効率算出手段３４にも入力されていて、こ
の伝達効率算出手段３４が出力する伝達効率は、前記要
求エンジントルク算出手段３３に入力されている。要求
エンジントルク算出手段３３が出力する要求エンジント
ルクは、エンジントルク制限手段３６および差分算出手
段３７に入力されている。
【００３７】制御回路２０の外部から入力された、エン
ジンＥの回転数Ｎｅ、吸気温ＴＡ、吸気圧ＰＡ、水温Ｔ
Ｗ等が、エンジン全開トルク算出手段３５に入力されて
いる。エンジン全開トルク算出手段３５が出力するエン
ジン全開トルクあるいはエンジントルクリミットが、エ
ンジントルク制限手段３６に入力されている。
【００３８】エンジントルク制限手段３６が出力するエ
ンジントルク指令が、差分算出手段３７に入力されてい
る。エンジントルク指令は、また、制御回路２０から外
部に出力されて、エンジン制御装置２６に内蔵されたエ
ンジントルク制御手段３８に入力されている。エンジン
トルク制御手段３８の出力は、エンジン制御装置２６の
外部に出力されて、エンジンＥに入力されている。
【００３９】差分算出手段３７が出力するモータートル
ク指令は、制御回路２０の外部に出力され、パワードラ
イブユニット２３に内蔵されたモータートルク制御手段
３９に入力されている。モータートルク制御手段３９の
出力は、パワードライブユニット２３の外部に出力さ
れ、メインモータ１９に入力されている。
【００４０】次に、本実施形態の動作を図１を参照して
説明する。まず、制御系の動作を説明する。始めに、エ
ンジンＥの駆動力で自動車を走行させる場合について説
明する。エンジンＥの駆動力は、サブモータ１を介し
て、オイル・ポンプ２およびプラネタリー・ギア３を駆
動する。オイル・ポンプ２は、油圧を発生し、この油圧
を、油圧制御装置２４を介して、ＣＶＴ４に内蔵された
側室８および９に伝達する。プラネタリー・ギア３は、
図示していないセレクトレバーの操作により、軸の回転
方向を切り替え、自動車の前後進を切り替える。
【００４１】プラネタリー・ギア３の出力軸の回転は、
ＣＶＴ４に内蔵された駆動側プーリ５に伝達され、駆動
側プーリ５の回転は、金属ベルト６を介して被動側プー
リ７に伝達される。駆動側プーリ５と被動側プーリ７と
の回転数比は、両プーリへの金属ベルト６の巻き付き径
によって決まり、この巻き付き径は、両プーリの側室８
および９による押し付け力によって両プーリの幅が変化
し、ベルトとプーリとの斜面接点が移動することによっ
て変化する。側室８および９による押し付け力は、オイ
ル・ポンプ２による油圧によって発生され、発生された
油圧は、オイル・ポンプ２と、側室８および９との間に
設けられた油圧制御装置２４によって制御される。
【００４２】ＣＶＴ４に内蔵された被動側プーリ７は、
クラッチ１０に内蔵された係合要素１１に回転を伝達す
る。係合要素１１と１２とは、クラッチ制御用アクチュ
エータ１３によって、結合あるいは分離させられ、結合
されれば回転が伝達され、分離されれば伝達されない。
【００４３】係合要素１１と１２とが結合された場合に
は、係合要素１１の回転が係合要素１２に伝達され、こ
の係合要素１２の回転が、最終減速機１４およびギア１
５に伝達される。
【００４４】ギア１５の回転は、このギア１５と噛み合
っているギア１８に伝達され、ギア１８の回転によっ
て、メインモータ１９の回転軸が回転させられる。この
とき、メインモータ１９の回転で発電を行い、このメイ
ンモータ１９の電源である蓄電装置２１を充電するモー
ドとなっていた場合には、メインモータ１９の回転軸が
回転させられることにより、発電が行われ、発電された
電力が、パワードライブユニット２３を経由して、蓄電
装置２１に充電される。
【００４５】また、メインモータ１９による充電が行わ
れないモードとなっていた場合には、メインモータ１９
の回転軸は回転させられるが、このメインモータ１９か
ら電力が取り出されることはなく、メインモータ１９は
単に空転させられる。
【００４６】前記最終減速機１４の回転は、デファレン
シャル・ギア１６および車軸１７を介して、自動車の駆
動輪Ｗに伝達される。以上の動作によって、エンジンＥ
によって駆動輪Ｗが駆動され、自動車が走行する。
【００４７】次に、メインモータ１９の駆動力で自動車
を走行させる場合の動作を説明する。蓄電装置２１は、
パワードライブユニット２３を介して、メインモータ１
９に電力を供給する。供給された電力によって、メイン
モータ１９は、その回転軸から駆動力を発生し、この駆
動力による回転軸の回転がギア１８に伝達される。ギア
１８の回転は、このギア１８と噛み合っているギア１５
に伝達され、さらに、ギア１５の回転は、このギア１５
と軸が連結している最終減速機１４に伝達される。
【００４８】ここで、メインモータ１９の駆動力で自動
車を走行させる場合、すなわちモータ走行の場合には、
クラッチ１０が切られている。すなわち、クラッチ１０
に内蔵された係合要素１１と１２とが分離されていて、
両係合要素間で回転は伝達されない。従って、最終減速
機１４の回転の伝達は、クラッチ１０で切断され、ＣＶ
Ｔ４に伝達されることはない。
【００４９】従って、最終減速機１４の回転は、デファ
レンシャル・ギア１６のみに伝達され、伝達された回転
は、車軸１７を介して駆動輪Ｗに伝達される。以上の動
作によって、メインモータ１９によって駆動輪Ｗが駆動
され、自動車が走行する。
【００５０】なお、エンジンＥによって駆動輪Ｗを駆動
しながら、同時に、メインモータ１９からも駆動力を発
生させ、エンジンＥをアシストすることも可能となって
いる。この場合には、当然、クラッチ１０は接続された
状態とされる。
【００５１】次に、エンジンＥを負荷として制動力を得
る、すなわちエンジンブレーキをかける場合の動作を説
明する。この場合の回転力の伝達は、前述した、エンジ
ンＥの駆動力で駆動輪Ｗを回転させ、自動車を走行させ
る場合の逆をたどる。すなわち、駆動輪Ｗの回転が、車
軸１７、デファレンシャル・ギア１６、最終減速機１４
を介して、クラッチ１０に伝達される。
【００５２】ここで、エンジンブレーキをかける場合に
は、クラッチ１０を接続する。すなわち、クラッチ１０
に内蔵された、クラッチ制御用アクチュエータ１３を動
作させ、係合要素１２と１１とを接続させる。すると、
最終減速機１４から伝達された回転が、クラッチ１０を
経由して、ＣＶＴ４に内蔵された被動側プーリ７に伝達
される。
【００５３】被動側プーリ７の回転は、金属ベルト６を
介して、駆動側プーリ５に伝達され、この駆動側プーリ
５の回転は、軸が連結されたプラネタリー・ギア３に伝
達される。プラネタリー・ギア３の回転は、オイル・ポ
ンプ２、サブモータ１を介して、エンジンＥに伝達され
る。エンジンＥ内の負荷により、制動力が発生され、エ
ンジンブレーキがかけられる。
【００５４】次に、メインモータ１９を負荷として制動
力を得る、すなわちモータによる回生制動の動作を説明
する。この場合の回転力の伝達は、前述した、メインモ
ータ１９の駆動力で駆動輪Ｗを回転させ、自動車を走行
させる場合の逆をたどる。すなわち、駆動輪Ｗの回転
が、車軸１７、デファレンシャル・ギア１６、最終減速
機１４を介して、ギア１５に伝達される。
【００５５】ここで、モータによる回生制動を行う場合
には、クラッチ１０を切り、最終減速機１４の回転力
は、全てギア１５に伝達される。ギア１５の回転は、ギ
ア１８に伝達され、ギア１８は、メインモータ１９の回
転軸を回転させる。
【００５６】メインモータ１９は、回転軸を外力で回転
させられることによって、発電機として動作する。ここ
で、モータによる回生制動を行う場合には、パワードラ
イブユニット２３は、メインモータ１９と蓄電装置２１
とを接続する状態とされている。従って、メインモータ
１９で発電された電力は、パワードライブユニット２３
を経由して蓄電装置２１に送られ、ここに充電される。
このように、メインモータ１９から電力が取り出される
ことによって、メインモータ１９は負荷を発生し、これ
が制動力となり、メインモータ２１による回生制動が行
われる。
【００５７】次に、制御系の動作を説明する。制御回路
２０は、油圧制御装置２４を制御し、オイル・ポンプ２
が発生し、ＣＶＴ４に内蔵された側室８および９に加え
られる油圧を制御する。油圧の制御によって、駆動側プ
ーリ５および被動側プーリ７の幅が変化し、金属ベルト
６とプーリ５、７との斜面接点が移動し、変速が行われ
る。ＣＶＴ４の変速比（レシオ）は、このＣＶＴ４に内
蔵されたレシオセンサ３１によって検出され、検出結果
は制御回路２０に送られる。
【００５８】また、制御回路２０は、クラッチ１０に内
蔵されたクラッチ制御用アクチュエータ１３を制御し、
クラッチ１０の接続あるいは切断を行う。すなわち、ク
ラッチ制御用アクチュエータ１３は、やはりクラッチ１
０に内蔵された係合要素１１および１２を、接続あるい
は分離させる。
【００５９】さらに、制御回路２０は、パワードライブ
ユニット２３を制御し、メインモータ１９と、このメイ
ンモータ１９の電源である蓄電装置２１との接続・切断
を制御する。すなわち、パワードライブユニット２３
は、蓄電装置２１からメインモータ１９へ電力を供給
し、自動車をモータ走行させる場合や、メインモータ１
９による回生制動を行うため、メインモータ１９によっ
て発電された電力を蓄電装置２１へ充電する場合には、
蓄電装置２１とメインモータ１９とを接続する。また、
エンジンＥのみによる走行や、エンジンブレーキのみに
よる制動を行う場合には、蓄電装置２１とメインモータ
１９とを切断する。
【００６０】また、制御回路２０は、蓄電装置２１に接
続された残容量センサ２２の出力を入力する。すなわ
ち、制御回路２０は、残容量センサ２２によって検出さ
れた、蓄電装置２１の残容量ＳＯＣを入力する。
【００６１】また、制御回路２０は、エンジンＥに設け
られた、このエンジンＥの状態を検出するためのエンジ
ンセンサ２５が出力する、エンジンＥの水温ＴＷ、回転
数Ｎｅ、吸気温ＴＡ、吸気圧ＰＡ、アクセルペダルの踏
み込み量ＡＰを入力する。また、制御回路２０は、エン
ジン制御装置２６を制御し、このエンジン制御装置２６
は、エンジンＥを制御する。この制御とは、例えば、エ
ンジンＥのトルクの制御である。
【００６２】また、制御回路２０は、排気系２９内に設
けられた触媒２７の温度を検出するための触媒温度セン
サ２８が出力する触媒温度ＴＣＡＴを入力する。また、
制御回路２０は、車速センサ３０が検出する車速ＶＣａ
ｒを入力する。
【００６３】次に、制御回路２０内部での詳細な動作を
図２を参照して説明する。まず、エンジンによる走行中
に急加速要求（キックダウン要求）があった場合の動作
を説明する。急加速要求は、ドライバーがアクセルペダ
ルを踏み込むことにより、自動車側に伝達されるが、ア
クセルペダルの踏み込み量ＡＰは、エンジンセンサ２５
によって検出され、検出結果が制御回路２０に送られ、
この制御回路２０に内蔵された要求駆動力算出手段３２
に入力される。
【００６４】また、アクセルペダルが踏み込まれれば、
最終的には車速ＶＣａｒが変化するが、この車速ＶＣａ
ｒが、車速センサ３０によって検出され、検出結果が制
御回路２０に送られ、この制御回路２０に内蔵された要
求駆動力算出手段３２に入力される。
【００６５】アクセルペダルの踏み込み量ＡＰと、車速
ＶＣａｒとを入力された要求駆動力算出手段３２は、こ
の２つの量から、自動車に要求されるトルク、すなわち
要求トルクを算出し、算出結果を出力する。
【００６６】出力された要求トルクは、要求エンジント
ルク算出手段３３に入力される。また、この要求エンジ
ントルク算出手段３３には、ＣＶＴ４に内蔵されたレシ
オセンサ３１が出力するレシオが入力される。さらに、
このレシオは、伝達効率算出手段３４に入力され、伝達
効率算出手段３４は、入力されたレシオから、このレシ
オにおけるＣＶＴ４の伝達効率を算出し、算出結果を出
力する。出力された伝達効率は、前記要求エンジントル
ク算出手段３３に入力される。なお、本実施形態におけ
るレシオと伝達効率には、最終減速機１４とデファレン
シャル・ギア１６における変速比と伝達効率が含まれて
いる。
【００６７】要求エンジントルク算出手段３３は、入力
された、要求トルクと、ＣＶＴ４のレシオと、このレシ
オにおけるＣＶＴ４の伝達効率とから、エンジンＥに要
求されるトルク、すなわち要求エンジントルクを算出
し、算出結果を出力する。
【００６８】出力された要求エンジントルクは、エンジ
ントルク制限手段３６に入力される。一方、制御回路２
０の外部から、エンジンＥの回転数Ｎｅ、吸気温ＴＡ、
吸気圧ＰＡ、水温ＴＷ等が入力され、これらがエンジン
全開トルク算出手段３５に入力される。エンジン全開ト
ルク算出手段３５は、これらの入力値から、エンジンＥ
が全開にされたときに発生しうるトルク、すなわちエン
ジン全開トルクを算出し、算出結果をエンジントルク制
限手段３６へ送る。
【００６９】エンジントルク制限手段３６は、入力され
た、要求エンジントルクと、エンジン全開トルクとか
ら、エンジントルク指令を算出する。すなわち、要求エ
ンジントルクがエンジン全開トルクを上回っていれば、
エンジントルク指令としてエンジン全開トルクが出力さ
れる。要求エンジントルクがエンジン全開トルク以下で
あれば、エンジントルク指令として要求エンジントルク
が出力される。
【００７０】エンジントルク指令は、エンジントルク制
御手段３８に送られ、このエンジントルク制御手段３８
は、送られたエンジントルク指令に基づいて、エンジン
Ｅのトルクを制御する。
【００７１】差分算出手段３７には、要求エンジントル
クと、エンジントルク指令とが入力され、これらの値の
差分が算出され、モータートルク指令として出力され
る。すなわち、要求エンジントルクの値からエンジント
ルク指令の値が引かれたものが、モータートルク指令と
して出力される。従って、モータートルク指令は、エン
ジントルク指令の要求値からの不足分である。モーター
トルク指令は、モータートルク制御回路３９に送られ、
このモータートルク制御回路３９は、送られたモーター
トルク指令に基づいて、メインモータ１９のトルクを制
御する。
【００７２】次に、急加速要求時以外の場合に、エンジ
ンＥが発生するトルクを、エンジンＥが発生しうる最大
のトルク、すなわちエンジン全開トルクより低い値に制
限し、不足するトルクをモータで発生させる本発明の第
２の実施形態を、図３の制御回路２０内部の詳細構成図
を参照して説明する。
【００７３】図３の構成は、図２の構成とほぼ同様であ
るが、図２の構成と異なる点は、図２におけるエンジン
全開トルク算出手段３５の代わりに、エンジントルクリ
ミット算出手段３５ａが設けられている点である。この
エンジントルクリミット算出手段３５ａには、エンジン
Ｅの回転数Ｎｅ、吸気温ＴＡ、吸気圧ＰＡ、水温ＴＷ、
アクセルペダルの踏み込み量ＡＰ、触媒２７の温度ＴＣ
ＡＴ、蓄電装置２１の残容量ＳＯＣ等が入力され、これ
らの入力値に基づいて、エンジントルクリミットが算出
され、算出結果が出力される。
【００７４】出力されたエンジントルクリミットは、エ
ンジントルク制限手段３６に入力され、ここで、やはり
エンジントルク制限手段３６に入力された要求エンジン
トルクに制限を加えるか否かが決定される。すなわち、
要求エンジントルクが、エンジントルクリミットより大
きい場合には、エンジントルク制限手段３６は、要求エ
ンジントルクに制限を加え、エンジントルク指令とし
て、エンジントルクリミットを出力する。要求エンジン
トルクが、エンジントルクリミット以下の場合には、制
限は加えられず、エンジントルク制限手段３６は、エン
ジントルク指令として、要求エンジントルクをそのまま
出力する。
【００７５】従って、エンジントルクリミット以上の要
求があっても、エンジンＥのトルクは制限され、不足分
はメインモータ１９によって補われる。
【００７６】図４は、図２に示した制御回路２０の動作
を、時間を追って示したタイミングチャートである。時
刻ｔ１において、アクセルペダルが踏み込まれ、アクセ
ルペダルの踏み込み量ＡＰが増加している。ところが、
この瞬間、すなわち時刻ｔ１においては、まだ車速ＶＣ
ａｒは上昇していない。
【００７７】これらの値、すなわちアクセルペダルの踏
み込み量ＡＰと、車速ＶＣａｒとが要求駆動力算出手段
３２に入力され、要求トルクが算出されるが、前述した
ように、時刻ｔ１においては、アクセルペダルの踏み込
み量ＡＰは増加しているが、車速ＶＣａｒは上昇してい
ないので、要求トルクは跳ね上がる。
【００７８】一方、アクセルペダルが踏み込まれると、
キックダウン動作が行われ、ＣＶＴ４のレシオが低い方
（ＬＯ側）に切り替えられるが、この切り替えには、応
答遅れがあり、ある程度の時間を要する。レシオの変化
に同期して、エンジンＥの回転数Ｎｅも、時間経過と共
に上昇する。
【００７９】要求エンジントルクは、要求トルクに応じ
て上昇するが、その時点でのエンジン全開トルク以上の
トルクをエンジンＥから発生させることはできないの
で、要求からの不足分をモータートルクで補っている。
【００８０】図５は、図３に示した制御回路２０の第２
の実施形態の動作を、時間を追って示したタイミングチ
ャートである。この動作は、図４に示した動作とほぼ同
様であるが、要求エンジントルクがエンジントルクリミ
ットによって制限される点が異なっている。要求からの
不足分は、図４と同様に、モータートルクによって補っ
ている。
【００８１】次に、図６を参照し、本発明の第３の実施
形態について説明する。図６は本発明の第３の実施形態
における制御回路２０の内部構成図である。なお、この
図において、第１の実施形態と同一の構成には同一の符
号を付し、その説明を省略するものとする。第１の実施
形態との違いは、第１の実施形態（図２参照）における
差分算出手段３７の代わりに、モータートルク指令出力
手段３７ａが設けられている点である。
【００８２】モータートルク指令出力手段３７ａは、エ
ンジントルク換算手段４０と、差分算出手段４１と、モ
ータートルク換算手段４２とを内蔵している。
【００８３】エンジントルク換算手段４０は、エンジン
トルク制限手段３６が出力するエンジントルク指令と、
制御回路２０の外部から入力されたＣＶＴ４（トランス
ミッション）のレシオと、伝達効率算出手段３４が出力
するトランスミッションの伝達効率とを入力し、換算エ
ンジントルク指令を出力する。エンジントルク制限手段
３６が出力するエンジントルク指令は、エンジンＥのク
ランク軸端トルク、すなわちエンジンＥから直接出力さ
れるトルクを示している。言い換えれば、エンジントル
ク指令は、エンジンＥが出力するトルクが伝達される経
路の最上流地点におけるトルクを示している。
【００８４】エンジントルク換算手段４０は、上記エン
ジントルク指令を、エンジンＥが出力するトルクが伝達
される経路の最下流地点である駆動輪Ｗにおけるトルク
を示す換算エンジントルク指令に換算し、出力する。こ
の換算は、前記レシオと伝達効率とに基づいて行われ
る。すなわち、エンジントルク換算手段４０への入力で
あるエンジントルク指令と、エンジントルク換算手段４
０からの出力である換算エンジントルク指令との関係
は、前記レシオと伝達効率とによって変化する。
【００８５】差分算出手段４１は、前記要求エンジント
ルク算出手段３３が出力する要求エンジントルクと、上
記エンジントルク換算手段４０が出力する換算エンジン
トルク指令との差分を算出し、算出結果を換算モーター
トルク指令として出力する。要求エンジントルクは、要
求エンジントルク算出手段３３において、レシオと伝達
効率とに基づいて駆動輪Ｗにおけるトルクに換算された
値である。従って、この要求エンジントルクから、上記
換算エンジントルク指令を引いた値は、やはり駆動輪Ｗ
において必要となるモータートルクを示す換算モーター
トルク指令となる。
【００８６】モータートルク換算手段４２は、上記差分
算出手段４１が出力する換算モータートルク指令を、メ
インモータ１９から直接出力されるトルクを示すモータ
ートルク指令に換算し、出力する。このモータートルク
換算手段４２における換算は、モーター減速機レシオ
（このレシオは最終減速機１４とデファレンシャル・ギ
ア１６におけるレシオを含む）と、伝達効率（この効率
は最終減速機１４とデファレンシャル・ギア１６とを含
む車軸１７までの伝達効率を意味する）とに基づいて行
われる。
【００８７】モータートルク換算手段４２が出力するモ
ータートルク指令は、モータートルク制御手段３９に入
力される。従って、このモータートルク指令に基づいて
メインモータ１９が制御される。
【００８８】本実施形態のモータートルク指令出力手段
３７ａ内では、トルク伝達経路の最下流地点でのトルク
に換算された値どうしの差分が算出され、算出された差
分が再度トルク伝達経路の最上流地点でのトルクに換算
し直され、換算し直された値がモータートルク指令とさ
れるので、このモータートルク指令の精度を上げること
ができる。
【００８９】次に、図７を参照し、本発明の第４の実施
形態について説明する。図７は本発明の第４の実施形態
における制御回路２０の内部構成図である。なお、この
図において、第２の実施形態と同一の構成には同一の符
号を付し、その説明を省略するものとする。第２の実施
形態との違いは、第２の実施形態（図３参照）における
差分算出手段３７の代わりに、モータートルク指令出力
手段３７ａが設けられている点である。さらに、このモ
ータートルク指令出力手段３７ａは、第３の実施形態に
おけるものと同一のものであり、その内部構成も第３の
実施形態におけるものと同一である。
【００９０】本実施形態においても、トルク伝達経路の
最下流地点でのトルクに換算された値どうしの差分が算
出され、算出された差分が再度トルク伝達経路の最上流
地点でのトルクに換算し直され、換算し直された値がモ
ータートルク指令とされるので、このモータートルク指
令の精度を上げることができる。
【００９１】次に、図８を参照し、本発明の第５の実施
形態について説明する。図８は本発明の第５の実施形態
における制御回路２０の内部構成図である。なお、この
図において、第３の実施形態と同一の構成には同一の符
号を付し、その説明を省略するものとする。
【００９２】第３の実施形態との違いは以下の通りであ
る。まず、本実施形態には、エンジンＥの実際の運転状
態からエンジンＥのトルクを推定するエンジントルク推
定手段４３が設けられている。このエンジントルク推定
手段４３は、エンジンＥの回転数Ｎｅと吸気管負圧Ｐｂ
とに基づいて、エンジンＥがその時点で出力しているで
あろうトルクを推定し、推定結果を推定エンジントルク
として出力する。この推定エンジントルクは、エンジン
Ｅのクランク軸端トルク、すなわちエンジンＥから直接
出力されるトルクの推定値を示している。
【００９３】次に、第３の実施形態では、エンジントル
ク制限手段３６が出力するエンジントルク指令がエンジ
ントルク換算手段４０に入力されていたが、本実施形態
では、エンジントルク換算手段４０に、エンジントルク
指令の代わりに、上記エンジントルク推定手段４３が出
力する推定エンジントルクが入力される。
【００９４】以上の相違点により、本実施形態では、エ
ンジンＥが出力するトルクを、エンジンＥの実際の運転
状態、すなわちエンジンＥが実際に動いた結果から推定
するので、メインモータ１９を制御するためのモーター
トルク指令の精度をより上げることができる。これは、
第３の実施形態のように、エンジンＥへの指令値（コマ
ンド値）をエンジンＥのトルクとするよりも、エンジン
Ｅが実際に動いた結果からエンジンＥのトルクを推定す
る方が、モータートルク指令の精度をより上げることが
できるからである。
【００９５】次に、図９を参照し、本発明の第６の実施
形態について説明する。図９は本発明の第６の実施形態
における制御回路２０の内部構成図である。なお、この
図において、第４の実施形態と同一の構成には同一の符
号を付し、その説明を省略するものとする。
【００９６】本実施形態と第４の実施形態との相違点
は、第５の実施形態と第３の実施形態との相違点と同じ
である。すなわち、本実施形態には、エンジントルク推
定手段４３が設けられ、エンジントルク制限手段３６が
出力するエンジントルク指令がエンジントルク換算手段
４０に入力される代わりに、エンジントルク換算手段４
０に、エンジントルク推定手段４３が出力する推定エン
ジントルクが入力される。この相違点により、本実施形
態においても、メインモータ１９を制御するためのモー
タートルク指令の精度をより上げることができる。
【００９７】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、変速機
のレシオ変更時の応答が悪く、エンジンが発生するトル
クが、要求されるトルクを下回った場合に、不足分がモ
ータから発生されるので、スムーズな加速性能を得るこ
とができる。また、モータによる走行のモードから、エ
ンジンによる走行のモードへの切り替えの際にも、トル
ク段差、ショック等のない、スムーズなモードの切り替
えが実現できる。また、レスポンスが遅れている間に、
ドライバーが過度にアクセルペダルを踏み込んでしま
い、ドライバーの本来の意図に反してスロットルが過度
に開き、燃費が悪化し、排気ガスの排出量が増え、騒音
や振動が増加することを防止できる。
【００９８】請求項２に記載の発明によれば、変速機の
レシオ変更時の応答が悪く、エンジンが発生しうる最大
トルクが、要求されるトルクを下回った場合に、不足分
がモータから発生されるので、急加速要求時に、変速機
のレシオ応答遅れによる駆動力の発生遅れが補償され、
スムーズな加速性能を得ることができる。
【００９９】請求項３に記載の発明によれば、エンジン
トルク制限手段によって制限されたトルクが、モータに
よって補われるので、スムーズな加速性能を得ることが
できる。
【０１００】請求項４に記載の発明によれば、触媒の温
度が、あらかじめ設定された所定の温度より高い場合
に、エンジンが発生するトルクが制限され、不足分がモ
ータによって補われるので、触媒の過度の温度上昇を防
止しつつ、スムーズな加速性能を得ることができる。
【０１０１】請求項５に記載の発明によれば、蓄電装置
の残容量が、あらかじめ設定された所定の量より多い場
合に、エンジンが発生するトルクが制限され、不足分が
モータによって補われるので、蓄電装置の残容量が好ま
しい量に調整され、エンジンの燃料が節約され、エンジ
ンからの排出ガスの量が削減されつつ、スムーズな加速
性能を得ることができる。
【０１０２】請求項６に記載の発明によれば、例えば、
アクセルペダル全開のように、要求トルクが、あらかじ
め設定された所定のトルクより大きい場合には、エンジ
ンが発生するトルクの制限が中止されるので、急加速要
求時に、スムーズな加速性能を得ることができる。
【０１０３】請求項７に記載の発明によれば、エンジン
が発生するエンジントルクと、駆動輪が発生する駆動輪
トルクとの関係が変速器の変速比に応じて変化しても、
モータから発生させるトルク値は、この変化の影響を考
慮しているので、モータ制御の精度を上げることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態であるハイブリッド
自動車の動力伝達系および制御系の模式図。
【図２】 制御回路２０内部の詳細な構成を示すブロッ
ク図。
【図３】 本発明の第２の実施形態における制御回路２
０の詳細な構成を示すブロック図。
【図４】 図２に示した制御回路２０の動作を説明する
ためのタイミングチャート。
【図５】 図３に示した制御回路２０の動作を説明する
ためのタイミングチャート。
【図６】 本発明の第３の実施形態における制御回路２
０の内部構成図。
【図７】 本発明の第４の実施形態における制御回路２
０の内部構成図。
【図８】 本発明の第５の実施形態における制御回路２
０の内部構成図。
【図９】 本発明の第６の実施形態における制御回路２
０の内部構成図。
【符号の説明】
Ｅ エンジン １ サブモータ ２ オイル・ポンプ ３ プラネタリー・ギ
ア ４ ＣＶＴ（変速機） ５ 駆動側プーリ ６ 金属ベルト ７ 被動側プーリ ８、９ 側室 １０ クラッチ １１、１２ 係合要素 １３ クラッチ制御用
アクチュエータ １４ 最終減速機 １５ ギア １６ デファレンシャル・ギア １７ 車軸 Ｗ 駆動輪 １８ ギア １９ メインモータ
（モータ） ２０ 制御回路（要求トルク算出手段） ２１ 蓄電装置 ２２ 残容量センサ ２３ パワードライブユニット（制御手段） ２４ 油圧制御装置 ２５ エンジンセンサ ２６ エンジン制御装置（制御手段） ２７ 触媒 ２８ 触媒温度センサ ２９ 排気系 ３０ 車速センサ ３１ レシオセンサ ３２ 要求駆動力算出
手段 ３３ 要求エンジントルク算出手段 ３４ 伝達効率算出手段 ３５ エンジン全開ト
ルク算出手段 ３６ エンジントルク制限手段 ３７ 差分算出手段 ３８ エンジントルク
制御手段 ３９ モータートルク制御手段 ３７ａ モータートルク指令出力手段 ４０ エンジントルク換算手段（換算手段） ４１ 差分算出手段 ４２ モータートルク換算手段 ４３ エンジントルク推定手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島袋 栄二郎 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G093 AA01 BA03 BA04 BA15 BA19 BA20 BA32 BA33 CB06 DA00 DA01 DA03 DA05 DA06 DB00 DB05 DB11 EA02 EB03 EC04 FA12 5H115 PA01 PA05 PA13 PC06 PG04 PI16 PI21 PU25 RE12 RE14 SE03 SE05 TI02 TO05 TO30

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車を走行させるためのトルクを発生
    するエンジンと、 このエンジンの出力軸に連結された変速機と、 この変速機の出力軸に連結された駆動輪と、 この駆動輪に連結され、前記エンジンが発生するトルク
    を補助可能なモータと、 要求されるトルクを算出する要求トルク算出手段と、 この要求トルク算出手段が算出した要求トルクに基づい
    て、前記エンジンおよびモータが発生するトルクを制御
    する制御手段とを有し、 前記制御手段は、要求トルクから、前記エンジンが発生
    するトルクを差し引いたトルクを、前記モータから発生
    させることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装
    置。
  2. 【請求項２】 前記制御手段は、要求トルクが、エンジ
    ンが発生しうる最大トルクより大きい場合に、エンジン
    からは最大トルクを発生させ、モータからは、要求トル
    クから最大トルクを差し引いたトルクを発生させること
    を特徴とする請求項１に記載のハイブリッド自動車の制
    御装置。
  3. 【請求項３】 前記制御手段は、所定の条件に基づい
    て、前記エンジンが発生するトルクを制限するエンジン
    トルク制限手段を有することを特徴とする請求項１に記
    載のハイブリッド自動車の制御装置。
  4. 【請求項４】 前記エンジントルク制限手段は、前記エ
    ンジンの排気系に設けられた触媒の温度が、あらかじめ
    設定された所定の温度より高い場合に、エンジンが発生
    するトルクを制限することを特徴とする請求項３に記載
    のハイブリッド自動車の制御装置。
  5. 【請求項５】 前記エンジントルク制限手段は、前記モ
    ータの電源である蓄電装置の残容量が、あらかじめ設定
    された所定の量より多い場合に、エンジンが発生するト
    ルクを制限することを特徴とする請求項３に記載のハイ
    ブリッド自動車の制御装置。
  6. 【請求項６】 前記エンジントルク制限手段は、前記要
    求トルクが、あらかじめ設定された所定のトルクより大
    きい場合には、エンジンが発生するトルクの制限を中止
    することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド自
    動車の制御装置。
  7. 【請求項７】 前記要求トルク算出手段は、前記駆動輪
    において要求されるトルクを算出し、 前記制御手段は、前記エンジンが発生するエンジントル
    クを、少なくとも変速機の変速比に基づいて、前記駆動
    輪で発生する駆動輪トルクに換算する換算手段を有し、
    要求トルクから、前記換算手段が換算した駆動輪トルク
    を差し引いた値に応じたトルクを、前記モータから発生
    させることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド
    自動車の制御装置。
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