JP2004137992A - ハイブリッド車両の制御装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スロットルバルブの急閉時におけるサージの発生の防止を、部品点数の増大を抑えて実現する。
【解決手段】過給機を有するエンジンと、車輪側からの駆動力による回生動作によって車輪に制動力を発生し得るＭＧ１，ＭＧ２を備える。エンジンとＭＧ１，ＭＧ２がそれぞれ分担する動力を演算して、その演算結果に基づいてエンジンとＭＧ１，ＭＧ２を制御する。スロットルバルブを閉じ側へ制御する要求があるときには、スロットルバルブ１８６の閉じ速度を抑制するとともに、ＭＧ２による回生量を増大する。このために、そのスロットルバルブの閉じ速度を抑制したことで起こるエンジンブレーキの能力低下分を、ＭＧ２による回生量を大きくしたことによる車輪の制動力の増大によって補うことができる。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、過給機を有する内燃機関と、車輪側からの駆動力による回生動作によって車輪に制動力を発生し得る電動機と、を動力源として備えるハイブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、過給機を有する内燃機関と、電動機とを動力源として備えるハイブリッド車両が知られている。かかるハイブリッド車両では、内燃機関（以下、エンジンとも呼ぶ）の回転軸にモータを取り付け、要求出力に対してエンジンからの出力では足りない分を、モータからの出力でアシストするようにしている。また、エンジンには、ターボ過給機を取り付け、運転者がアクセルを踏み込んで、多大な出力を要求した場合に、このターボ過給機によってエンジンに吸入される空気の圧力を高め、エンジンからの出力を増大させるようにしている。
【０００３】
また、過給機を有するエンジンでは、スロットルバルブの急閉時に一時的に上昇する過給圧を大気へバイパスさせる切替弁を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。その急上昇した過給圧によるサージの発生を防ぐためのものである。
【特許文献１】
特公昭６３−５５７２号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような過給機を有するエンジンを搭載するハイブリッド車両に、上記切替弁を設けようとすると、元々、部品点数の多いハイブリッド車両に、より一層の部品点数の増大を強いることになった。
【０００５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、スロットルバルブの急閉時におけるサージの発生の防止を、部品点数の増大を抑えて実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
前述した課題の少なくとも一部を解決するための手段としては、以下に示す構成をとった。
【０００７】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、
過給機を有する内燃機関と、車輪側からの駆動力による回生動作によって車輪に制動力を発生し得る電動機と、を動力源として備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
前記内燃機関および電動機がそれぞれ分担する動力を演算する分担動力演算手段と、
前記内燃機関が分担すべき動力に応じて、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を制御する内燃機関制御手段と、
前記電動機が分担すべき動力に応じて、前記電動機を制御する電動機制御手段と
を備え、
前記内燃機関制御手段は、
前記スロットルバルブを閉じ側へ制御する要求があるときに、前記スロットルバルブの閉じ速度を抑制する閉じ速度抑制手段
を備え、
前記電動機制御手段は、
前記閉じ速度抑制手段による前記閉じ速度の抑制に対応して、前記電動機による回生量を増大する回生量増大手段
を備えることを要旨としている。
【０００８】
このハイブリッド車両の制御装置では、内燃機関と電動機がそれぞれ分担する動力を演算して、その演算結果に基づいて該内燃機関と電動機とを制御しており、特に、スロットルバルブを閉じ側へ制御する要求があるときには、スロットルバルブの閉じ速度を抑制するとともに、前記電動機による回生量を増大する。このために、スロットルバルブの閉じ速度を抑制することで、過給圧の急上昇を抑えることができるとともに、そのスロットルバルブの閉じ速度を抑制したことで起こるエンジンブレーキの能力低下分を、電動機による回生量を大きくしたことによる車輪の制動力の増大によって補うことができる。
【０００９】
したがって、エンジンブレーキ能力が低下して車両の空走感を感じることもない。また、従来の技術で説明したような過給圧を大気へバイパスさせる切替弁を設けることなしに、スロットルバルブの急閉時におけるサージの発生を防ぐことができる。すなわち、そうしたことを、部品点数の増大を抑えて実現することができる。
【００１０】
上記構成のハイブリッド車両の制御装置において、前記回生量増大手段は、前記閉じ速度抑制手段による前記閉じ速度についての抑制量に基づいて、前記電動機による回生量を定める構成とすることができる。
【００１１】
この構成によれば、スロットルバルブの閉じ速度についての抑制量に応じて、車両の制動力の増大を図ることができることから、スロットルバルブの閉じ速度を抑制したことで起こるエンジンブレーキの能力低下分に対応した制動力の増大を図ることができる。
【００１２】
本発明のハイブリッド車両の制御方法は、
過給機を有する内燃機関と、車輪側からの駆動力による回生動作によって車輪に制動力を発生し得る電動機と、を動力源として備えるハイブリッド車両の制御方法であって、
（ａ）前記内燃機関および電動機がそれぞれ分担する動力を演算するステップと、
（ｂ）前記内燃機関が分担すべき動力に応じて、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を制御するステップと、
（ｃ）前記電動機が分担すべき動力に応じて、前記電動機を制御するステップと
を備え、
前記ステップ（ｂ）は、
（ｂ−１）前記スロットルバルブを閉じ側へ制御する要求があるときに、前記スロットルバルブの閉じ速度を抑制するステップ
を備え、
前記ステップ（ｃ）は、
（ｃ−１）前記ステップ（ｂ−１）による前記閉じ速度の抑制に対応して、前記電動機による回生量を大きくすることにより、前記車両の制動力を増大するステップ
を備えることを要旨としている。
【００１３】
上記構成のハイブリッド車両の制御方法は、上記発明のハイブリッド車両の制御装置と同様な作用・効果を有しており、スロットルバルブの急閉時におけるサージの発生の防止を、部品点数の増大を抑えて実現することができる。
【００１４】
【発明の他の態様】
この発明は、以下のような他の態様も含んでいる。その第１の態様は、過給機を有する内燃機関の制御装置であって、前記スロットルバルブを閉じ側へ制御する要求があるときに、前記スロットルバルブの閉じ速度を抑制する閉じ速度抑制手段を備えた態様である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．ハイブリッド車両の構成：
Ｂ．ハイブリッド車両の動作の概要：
Ｃ．制御処理：
Ｄ．作用・効果：
Ｅ．他の実施形態：
【００１６】
Ａ．ハイブリッド車両の構成：
図１は、本実施例のハイブリッド車両１００の概略構成を示す説明図である。図示するように、このハイブリッド車両１００は、エンジン１１０と、モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）１２０と、モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）１３０とを有し、エンジン１１０と２つのモータ・ジェネレータＭＧ１，ＭＧ２とはプラネタリギア１４０で互いに結合されている。詳細には後述するが、エンジン１１０およびＭＧ２は、主に車両を駆動するための駆動力を出力し、ＭＧ１は主にエンジン１１０によって駆動されて主として発電機として機能する。プラネタリギア１４０は、ＭＧ２からの出力を、チェーンベルト１７４と車軸１７０とを介して駆動輪１７２に伝達する役割や、エンジン１１０からの出力を、ＭＧ１と駆動輪１７２とに振り分ける動力分割機構としての役割、更には、ＭＧ２やエンジン１１０の回転速度を減速あるいは増速して駆動輪１７２に伝達する変速機としての役割を有している。プラネタリギア１４０の機能については後述する。
【００１７】
エンジン１１０は、シリンダ（図示せず）内で空気と燃料との混合気を燃焼させることによって動力を発生させる。シリンダには吸気通路１９０が接続されており、吸気通路１９０の上流にはエアクリーナ１９６が設けられている。空気は、エアクリーナ１９６で異物が取り除かれた後、吸気通路１９０を介して燃焼室内に供給される。吸気通路１９０には、燃焼室内に流入する空気量を調整するためのスロットルバルブ１８６が設けられており、スロットルバルブ１８６は電動アクチュエータ１８８によって駆動されている。すなわち、スロットルバルブ１８６は、いわゆる電子スロットルを構成する。また、吸気通路１９０には、ターボ過給機２００のコンプレッサ２０４が設けられている。
【００１８】
シリンダには燃料を噴射するための燃料噴射弁１９２が設けられている。シリンダ内で混合気が燃焼したときに発生する高温、高圧の排ガスは、排気通路１８０から排出される。排気通路１８０には、ターボ過給機２００のタービン２０２が設けられている。なお、燃料噴射は、ポート噴射方式によるものでも勿論よい。
【００１９】
ターボ過給機２００は、上記タービン２０２とコンプレッサ２０４とから構成される。タービン２０２及びコンプレッサ２０４はそれぞれ羽根車からなり、互いに、シャフトを介して結合されている。タービン２０２は、排気通路１８０から排出される高温，高圧の排ガスを取り入れ、その排ガスによって高速で回転する。タービン２０２が回転すると、シャフトを介して反対側に付いているコンプレッサ２０４も回転する。この回転により、コンプレッサ２０４は、エアクリーナ１９６を介して吸入された空気を吸い込んで、圧縮し、エンジン１１０に強制的に送り込む。このとき、圧縮された空気の圧力は大気圧の１．５倍前後になる。この結果、エンジン１１０のシリンダ内に吸入される混合気の量が増えるため、エンジン１１０の出力を上昇させることができる。
【００２０】
エンジン１１０には、エンジン制御用の電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵ）１１２が搭載されている。エンジンＥＣＵ１１２は、ＣＰＵや、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、タイマなどがバスを介して相互にデータをやり取り可能に接続された周知のマイクロコンピュータである。クランクシャフト１１４の先端にはクランク角度センサ１１８が設けられており、エンジンＥＣＵ１１２は、クランク角度センサ１１８の出力に基づいて、クランクシャフト１１４の回転位置（クランク角度）に関する情報を取得する。そして、エンジンＥＣＵ１１２は、後述するハイブリッドＥＣＵ１６０の制御の下で、電動アクチュエータ１８８や燃料噴射弁１９２などをクランクシャフト１１４の回転に同期させながら適切なタイミングで駆動することによって、エンジン１１０の動作状態を制御する。
【００２１】
プラネタリギア１４０は、中心部に設けられたサンギア１４２と、サンギア１４２の外側に同心円状に設けられたリングギア１４８と、サンギア１４２とリングギア１４８との間に配置されてサンギア１４２の外周を自転しながら公転する複数のプラネタリピニオンギア１４４と、エンジンのクランクシャフト１１４の端部に結合されて各プラネタリピニオンギア１４４の回転軸を軸支するプラネタリキャリア１４６とから構成されている。サンギア１４２は、サンギア軸１４１を介してＭＧ１のロータ１２３に結合され、リングギア１４８は、リングギア軸１４７を介してＭＧ２のロータ１３３に結合されている。プラネタリキャリア１４６は、エンジンのクランクシャフト１１４に結合されている。
【００２２】
このような構成のプラネタリギア１４０は、サンギア軸１４１、リングギア軸１４７、クランクシャフト１１４の３軸が動力の入出力軸とされ、３軸の中のいずれか２軸へ入出力される動力が決定されると、残余の１軸に入出力される動力が決定される。リングギア１４８にはチェーンベルト１７４が接続されており、動力はチェーンベルト１７４および車軸１７０を介して駆動輪１７２に伝達されて、ハイブリッド車両１００を駆動する。
【００２３】
ＭＧ１は、交流同期電動機であり、外周面に複数の永久磁石１２２を有するロータ１２３と、回転磁界を形成する三相コイル１２４が巻回されたステータ１２５などから構成されている。ステータ１２５はケース１３８に固定されており、ロータ１２３は、前述したように、プラネタリギア１４０のサンギア軸１４１に結合されている。また、サンギア軸１４１には、ロータ１２３の回転角度を検出するレゾルバ１２６が設けられている。ＭＧ１は、インバータ１５２を介してモータＥＣＵ１５６に接続されている。モータＥＣＵ１５６はインバータ１５２を制御することによって、バッテリ１５０から三相コイル１２４に適切な周波数で適切な電流値の交流電流を供給し、これによってＭＧ１の動作を制御している。
【００２４】
ＭＧ２も、ＭＧ１と同様の交流同期電動機であり、外周面に複数の永久磁石１３２を有するロータ１３３と、回転磁界を形成する三相コイル１３４が巻回されたステータ１３５などから構成されている。ＭＧ２のロータ１３３はプラネタリギア１４０のリングギア軸１４７に結合され、ステータ１３５はケース１３８に固定されている。また、リングギア軸１４７にはロータ１３３の回転角度を検出するレゾルバ１３６が設けられている。ＭＧ２は、インバータ１５４を介してモータＥＣＵ１５６に接続され、モータＥＣＵ１５６は、インバータ１５４を制御することによってＭＧ２の動作を制御している。
【００２５】
ハイブリッド車両１００には、エンジンＥＣＵ１１２およびモータＥＣＵ１５６に加えて、車両全体の制御を司るハイブリッドＥＣＵ１６０が搭載されている。これらＥＣＵは、前述したエンジンＥＣＵ１１２と同様の構成を有するマイクロコンピュータである。ハイブリッドＥＣＵ１６０は、アクセルポジションセンサ１６２、ブレーキスイッチ１６４、車速センサ１６６、あるいはバッテリ１５０などの種々の情報を検出して車両全体としての運転条件を決定し、これに基づいてエンジンＥＣＵ１１２およびモータＥＣＵ１５６が、それぞれエンジン１１０およびＭＧ１，ＭＧ２の動作を制御している。
【００２６】
Ｂ．ハイブリッド車両の動作の概要：
以上のような構成を有するハイブリッド車両１００の動作原理、特にプラネタリギア１４０の機能について説明する。プラネタリギア１４０は、サンギア軸１４１，リングギア軸１４７，クランクシャフト１１４の３軸の中のいずれか２軸へ入出力される動力（すなわち、回転速度およびトルク）が決定されると、残余の１軸に入出力される動力（回転速度およびトルク）が決定される構造となっている。これら３軸間に入出力される回転速度およびトルクの関係は、共線図を用いて容易に求めることができる。
【００２７】
図２は、プラネタリギア１４０の３軸に接続された各ギアの回転速度および回転方向の関係を示す共線図である。ここで、縦軸は各ギア（サンギア１４２，リングギア１４８，プラネタリキャリア１４６）の回転速度、すなわち、エンジン１１０，ＭＧ２，ＭＧ１の回転速度を表している。一方、横軸は各ギアのギア比を表している。リングギア１４８の歯数に対するサンギア１４２の歯数をρとすると、プラネタリキャリア１４６に対応する縦軸は、サンギア１４２とリングギア１４８との間を１：ρに内分する座標位置にくる。
【００２８】
今、プラネタリキャリア１４６すなわちエンジン１１０の回転速度をＮｅ　とし、リングギア１４８すなわちＭＧ２の回転速度をＮｒ　とする。図２に示した共線図上で、プラネタリキャリアを表す座標軸Ｃに回転速度Ｎｅ　をプロットし、リングギアを表す座標軸Ｒに回転速度Ｎｒ　をプロットして、両プロット点を直線で結ぶ。このような直線を考えると、サンギア１４２すなわちＭＧ１の回転速度Ｎｓ　は、得られた直線とサンギアを表す座標軸Ｓとの交点の座標として求めることができる。このような直線は動作共線と呼ばれる。このように、プラネタリキャリア１４６，リングギア１４８，サンギア１４２の中のいずれか２つの回転速度が決定されれば、共線図上に２つの座標点をプロットして両プロット点を結ぶ動作共線を考えることにより、他の１つの回転速度を求めることができる。
【００２９】
次に、プラネタリギア１４０の３軸間に入出力されるトルクの関係について説明する。共線図上でトルクの関係を求めるには、動作共線をあたかも剛体のように扱って、トルクを剛体に作用する力のように扱う。例えば、エンジン１１０がトルクＴｅ　を発生し、駆動輪１７２からトルクＴｒ　を出力する場合を考える。駆動輪１７２から出力するトルクは、動作共線上では座標軸Ｒ上にかかる反力トルクＴｒ　として表れる。
【００３０】
今、座標軸Ｃの位置で動作共線に下からトルクＴｅ　を作用させる。そして、図２に示すように、このトルクＴｅ　が、座標軸Ｓ上と座標軸Ｒ上とに分配されて作用していると考える。ここで、座標軸Ｓ上にかかるトルクをトルクＴｅｓとすると、トルクＴｅｓは、
Ｔｅｓ＝Ｔｅ・ρ／（１＋ρ）
となり、また座標軸Ｒ上にかかるトルクをトルクＴｅｒとすると、トルクＴｅｒは、
Ｔｅｒ＝Ｔｅ／（１＋ρ）
として表される。
【００３１】
今、駆動輪１７２からトルクＴｒ　を出力しようとする場合、エンジン１１０からはトルクＴｅｒが分配されるから、不足分のトルクＴｒ　−ＴｅｒをＭＧ２から出力してやればよい。これを、動作共線上でトルクの釣り合いを考えることにより、次のように求めることもできる。先ず、駆動輪１７２からトルクＴｒ　を出力する場合、動作共線上では、座標軸Ｒの位置に反力トルクＴｒ　がかかる。そこで、座標軸Ｒ上で、エンジン１１０から分配されたトルクＴｅｒと、反力トルクＴｒ　と、ＭＧ２の出力トルクとを釣り合わせるために、ＭＧ２が出力すべきトルクＴｍ２は、Ｔｍ２＝Ｔｒ　−Ｔｅｒと求めることができる。
【００３２】
また、座標軸Ｓ上での釣り合いを考えれば、ＭＧ１が出力すべきトルクＴｍ１を求めることができる。すなわち、座標軸Ｓには、エンジン１１０から分配されるトルクＴｅｓしかかかっていないから、ＭＧ１からは、これと同じ値のトルクを逆方向に出力してやればよい。
【００３３】
ここで、図２の共線図の座標軸Ｓに示されているように、ＭＧ１の回転方向とトルクＴｍ１の向きとは逆方向となっている。これは、ＭＧ１が発電機として動作していることを表している。また、座標軸Ｒに示されているように、ＭＧ２の回転方向とトルクＴｍ２の向きとは同じ向きとなっている。これは、ＭＧ２が電動機として動作していることを表している。すなわち、ＭＧ１で発電しつつ、ＭＧ２で電力を消費している状態となっている。
【００３４】
このように、駆動輪１７２から出力されてハイブリッド車両１００の車軸１７０に伝えられるトルク、あるいは車軸１７０の回転速度は、エンジン１１０、ＭＧ１、ＭＧ２の回転速度および出力トルクの組合せによって決定される。一般に、エンジンには、もっともエネルギ効率が良くなる運転条件が存在するから、エンジン１１０ができるだけ効率の良い運転条件で運転されるように、ＭＧ１およびＭＧ２の回転速度、出力トルクを制御してやることができる。こうすれば、エンジンのエネルギ効率を大きく向上させることができ、延いてはハイブリッド車両全体としてのエネルギ効率を大きく向上させることが可能となる。
【００３５】
また、エンジンは一般に、回転速度があまりに小さくなったり、あるいは発生トルクが小さくなって、動力の出力値があまりに小さな値となるとエネルギ効率が低下する傾向にある。従って、車軸に出力すべき動力値があまりに小さな値の場合には、エンジン１１０の運転を停止し、バッテリ１５０に蓄えた電力でＭＧ２を駆動して、いわゆる電気自動車として走行すればよい。
【００３６】
車両が減速する場合には、車軸１７０がチェーンベルト１７４を介してリングギア１４８を回転させるので、この回転を利用してＭＧ２で発電し、電力をバッテリ１５０に蓄える。このようないわゆる回生動作を行えば、減速時の車両の運動エネルギを電気エネルギとして回収することができる。車両の発進時や低速走行時などには、こうして蓄えた電力を利用することで、車両全体としての燃料消費効率を向上させることができる。
【００３７】
このように、車両の運転状態に応じてエンジン１１０やＭＧ１、ＭＧ２を適切に動作させる制御は、ハイブリッドＥＣＵ１６０が行う。以下、ハイブリッドＥＣＵ１６０が行っている運転制御について簡単に説明する。
【００３８】
Ｃ．制御処理：
図３は、運転制御ルーチンの流れを示すフローチャートである。この運転制御ルーチンは、所定時間（例えば、８ｍｓｅｃ）毎に繰り返し実行される。運転制御ルーチンを開始すると、ハイブリッドＥＣＵ１６０は、先ず初めに車軸１７０から出力すべき駆動エネルギＰｄを決定する処理を行う（ステップＳ１００）。駆動力Ｐｄは、アクセルポジションセンサ１６２と車軸の回転速度とに基づいて決定することができる。すなわち、アクセルペダルは、車両の運転者が出力トルクが足らないと感じたときに踏み込まれるものであるから、アクセルペダルの踏み込み量（アクセルポジションセンサ１６２の出力）は運転者の欲しているトルクに対応している。トルクに回転速度を乗算すれば単位時間あたりの駆動エネルギが得られる。従って、車軸１７０から出力すべき駆動エネルギＰｄは、アクセルポジションセンサ１６２の出力と車軸の回転速度とが決まると、適切な値を決めてやることができる。本実施例では、アクセルポジションセンサ１６２と車軸の回転速度とに対する適切な駆動エネルギＰｄの値を実験的に予め求めておき、マップの形式でハイブリッドＥＣＵ１６０に予め記憶されている。
【００３９】
次に、充放電電力Ｐｂおよび補機駆動エネルギＰｈを算出する（ステップＳ１１０）。充放電電力Ｐｂとは、バッテリ１５０の充放電に要する単位時間あたりのエネルギであり、バッテリ１５０を充電する必要がある場合には正の値、放電する必要がある場合には負の値を採る。補機駆動エネルギＰｈとは、エアコンなどの補機を駆動するために必要となる単位時間あたりのエネルギである。補機駆動エネルギＰｈは、駆動している補機を検出し、これらの駆動に要するエネルギを加算することで算出する。こうして、駆動エネルギＰｄ，充放電電力Ｐｂ，補機駆動エネルギＰｈを算出したら、これらを加算して要求動力Ｐｅを算出する（ステップＳ１２０）。ここで要求動力Ｐｅとは、エンジン１１０、ＭＧ１、ＭＧ２をひとまとまりのハイブリッド機関と見たときに、ハイブリッド機関が出力すべき動力である。
【００４０】
次に、ハイブリッドＥＣＵ１６０は、こうして算出された要求動力Ｐｅに基づいてエンジン１１０の運転条件を設定する（ステップＳ１３０）。エンジンの運転条件は、エンジンの目標回転速度Ｎｅと目標トルクＴｅとの組み合わせによって設定される。ハイブリッドＥＣＵ１６０に内蔵されたＲＯＭには、要求動力Ｐｅ　に対して、エンジンの燃料消費効率ができるだけ高くなるような運転条件が予め記憶されており、このＲＯＭを参照することによって、エンジンの回転速度、発生トルクを設定する。
【００４１】
エンジン１１０の運転条件を設定すると、ハイブリッドＥＣＵ１６０は、続いてＭＧ１およびＭＧ２のそれぞれについて、発生トルクおよび回転速度の指令値を設定する（ステップＳ１４０）。ステップＳ１００で駆動エネルギＰｄ　を算出する際に、車軸の回転速度は既に検出されているので、この値に基づいてリングギア軸１４７の回転速度Ｎｒを算出することができる。また、駆動エネルギＰｄ　と回転速度Ｎｒから、リングギア軸１４７にかかるトルクＴｒ　も求めることができる。従って、ステップＳ１３０においてエンジン１１０の回転速度Ｎｅと発生トルクＴｅとが定まれば、図２に示した動作共線に基づいて、ＭＧ１，ＭＧ２の出力トルクを決定することができる。ステップＳ１４０では、このようにして、ＭＧ１およびＭＧ２について出力トルクの指令値を算出する。
【００４２】
以上のようにしてエンジン１１０の運転条件と、ＭＧ１，ＭＧ２についての発生トルクおよび回転速度の指令値を決定したら、ハイブリッドＥＣＵ１６０は、続いて、その決定した値を必要に応じて補正する閉弁時補正の処理を行なう（ステップＳ１５０）。このステップＳ１５０の処理の詳細は後述する。その後、ステップＳ１５０までで決定したエンジン１１０の運転条件と、ＭＧ１，ＭＧ２についての発生トルクに従って、エンジン１１０およびＭＧ１，ＭＧ２を制御する（ステップＳ１６０）。モータ・ジェネレータの制御としては、同期モータを制御するための周知の方法を適用することができる。本実施例では、いわゆる比例積分制御による制御を行なう。つまり、各モータの現在のトルクを検出し、目標トルクとの偏差およびその目標トルクによって決まる目標回転数に基づいて、各相に印加する電圧指令値を設定する。印加される電圧値は上記偏差の比例項、積分項、累積項によって設定される。それぞれの項にかかる比例係数は実験などにより適切な値が設定される。こうして設定された電圧は、インバータ１５２，１５４に入力され、いわゆるＰＷＭ制御によりＭＧ１、ＭＧ２に印加される。
【００４３】
ハイブリッドＥＣＵ１６０は、以上に説明した運転制御ルーチンを定期的に実行することによって、運転者の操作に応じてハイブリッド車両を適切に運転することが可能となっている。
【００４４】
図４は、ステップＳ１５０で実行される閉弁時補正ルーチンの詳細を示す説明図である。図示するように、この閉弁時補正ルーチンが実行開始されると、ハイブリッドＥＣＵ１６０は、まず、ステップＳ１３０で設定されたエンジン１１０の運転条件から、スロットルバルブ１８６の目標とする開度（以下、目標スロットル開度と呼ぶ）θを設定する処理を行なう（ステップＳ１５１）。エンジン１１０の運転条件は、前述したように、エンジンの目標回転速度Ｎｅと目標トルクＴｅとの組み合わせによって設定されるものであることから、双方の値Ｎｅ，Ｔｅに基づいて目標スロットル開度θを定める。目標スロットル開度θは、エンジン１１０を目標回転速度Ｎｅおよび目標トルクＴｅで運転するときのスロットルバルブ１８６の開度であり、実験などにより求めて予めＲＯＭにマップとして記憶した、目標回転速度Ｎｅおよび目標トルクＴｅに応じたスロットルバルブ１８６の開度の関係から求める。
【００４５】
次いで、ハイブリッドＥＣＵ１６０は、運転制御ルーチンを前回実行したときに求めた目標スロットル開度θ０と、今回ステップＳ１５１で求めた目標スロットル開度θとの差Δθを、次式（１）に従って求める（ステップＳ１５２）。
【００４６】
Δθ＝θ−θ０　…（１）
【００４７】
スロットルバルブ１８６を閉じ側に制御した場合には、このΔθは、負の値となる。その後、その差Δθが、−Ｋ（Ｋは定数で、０より大きい数である）より小さいか否かを判定する（ステップＳ１５３）。ここで、否定判定されたときには、「リターン」に抜けて、この閉弁時補正ルーチンを一旦終了する。
【００４８】
一方、ステップＳ１５３で、肯定判定、すなわち、Δθが、−Ｋより小さいと判定された場合には、ハイブリッドＥＣＵ１６０は、目標スロットル開度θを、次式（２）に従って補正する処理を行なう（ステップＳ１５４）。
【００４９】
θ＝θ０−Ｋ　…（２）
【００５０】
すなわち、ステップＳ１５３およびＳ１５４では、目標スロットル開度θが、前回の値θ０から比べて定数Ｋより大きく下回った場合に、目標スロットル開度θの値を、θ０−Ｋの値に抑制する（律速する）処理がなされる。ステップＳ１５４の実行後、ハイブリッドＥＣＵ１６０は、次式（３）に従って開度抑制量Ｓを求める（ステップＳ１５５）。
【００５１】
Ｓ＝Δθ＋Ｋ　…（３）
【００５２】
開度抑制量Ｓは、ステップＳ１５１で求めたときの目標スロットル開度θから、ステップＳ１５４によって、どれだけの大きさ（変化量）の補正がなされたかを示すものであり、上記（３）式でもって求められる。
【００５３】
前述してきた、目標スロットル開度についての前回値θ０、ステップＳ１５４による補正前の値θ、補正後の値θ、定数Ｋ、開度抑制量Ｓの関係を図示したのが、図５である。図示するように、開度抑制量Ｓは、ステップＳ１５４による補正後の値θから、補正前の値θを減算した値である。
【００５４】
図４に戻って、ステップＳ１５５の実行後、ハイブリッドＥＣＵ１６０は、ステップＳ１５５で求められた開度抑制量Ｓと車速Ｖに基づいて、ＭＧ２についての発生トルクの補正量ΔＴｍ２を算出する処理を行なう（ステップＳ１５６）。このハイブリッドＥＣＵ１６０に内蔵されたＲＯＭには、開度抑制量Ｓと車速Ｖと補正量ΔＴｍ２との関係が規定された３次元のマップが予め記憶されている。各車速Ｖに対してスロットル開度を開度抑制量Ｓだけ閉じ側に制御したときに、どれだけの大きさのエンジンブレーキが掛かり、その大きさと同じだけの回生制動力をＭＧ２で発生させるには、どれだけの発生トルクの補正が必要かを実験などにより求めて作成したのが上記マップである。ステップＳ１５６では、ステップＳ１５５で求められた開度抑制量Ｓと、別ルーチンで車速センサ１６６から取り込んだ車速Ｖとを上記マップに照らし合わせることで、上記補正量ΔＴｍ２の算出を行なう。
【００５５】
その後、ハイブリッドＥＣＵ１６０は、ステップＳ１４０で算出したＭＧ２についての発生トルクの指令値Ｔｍ２を次式（４）に従って、補正する処理を行なう（ステップＳ１５７）。
【００５６】
Ｔｍ２＝Ｔｍ２−ΔＴｍ２　…（４）
【００５７】
ステップＳ１５７の実行後、「リターン」に抜けて、この閉弁時補正ルーチンは一旦終了する。閉弁時補正ルーチンが終了すると、図３のステップＳ１５０を抜けてステップＳ１６０に処理が進められる。このステップＳ１６０では、閉弁時補正ルーチンによって適宜補正された目標スロットル開度θとＭＧ２の指令値Ｔｍ２とが利用される。
【００５８】
上記構成の運転制御ルーチンにおいて、ステップＳ１００〜Ｓ１２０が、特許請求の範囲でいう分担能力演算手段に対応し、ステップＳ１３０，Ｓ１５１，Ｓ１６０が、内燃機関制御手段に対応し、ステップＳ１４０，Ｓ１６０が、電動機制御手段に対応する。また、ステップＳ１５１〜Ｓ１５４が、閉じ速度抑制手段に対応する。この運転制御ルーチンは、所定時間毎に実行されるものであることから、前回実行時と今回実行時に求めた目標スロットル開度θの差Δθは、「スロットルバルブの閉じ速度」に相当する。ステップＳ１５３でΔθが−Ｋより小さいかを判別することで、「スロットルバルブを閉じ側へ制御する要求があるとき」であることもわかる。ステップＳ１５５〜Ｓ１５７が、回生量増大手段に対応する。
【００５９】
Ｄ．作用・効果：
以上詳述したように、この実施例によれば、エンジン１１０とＭＧ１，ＭＧ２がそれぞれ分担する動力を演算して、その演算結果に基づいてエンジン１１０とＭＧ１，ＭＧ２を制御しており、特に、スロットルバルブ１８６を閉じ側へ制御する要求があるときには、スロットルバルブ１８６の閉じ速度を抑制するとともに、ＭＧ２による回生量を増大する。このために、スロットルバルブ１８６の閉じ速度を抑制することで、ターボ過給機２００における過給圧の急上昇を抑えることができるとともに、そのスロットルバルブ１８６の閉じ速度を抑制したことで起こるエンジンブレーキの能力低下分を、ＭＧ２による回生量を大きくしたことによる駆動輪１７２の制動力の増大によって補うことができる。
【００６０】
したがって、エンジンブレーキ能力が低下して車両の空走感を感じることもない。また、従来の技術で説明したような過給圧を大気へバイパスさせる切替弁を設けることなしに、スロットルバルブ１８６の急閉時におけるサージの発生を防ぐことができる。すなわち、スロットルバルブ１８６の急閉時におけるサージの発生の防止を、部品点数の増大を抑えて実現することができる。
【００６１】
特にこの実施例では、スロットルバルブ１８６の開度抑制量Ｓに基づいて、ＭＧ２についての発生トルクの補正量ΔＴｍ２を算出していることから、その開度抑制量Ｓに応じた制動力の増大を図ることができる。したがって、スロットルバルブ１８６の閉じ速度を抑制したことで起こるエンジンブレーキの能力低下分に対応した制動力の増大を図ることができる。
【００６２】
Ｅ．他の実施形態：
本発明は、上述した実施例やその変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６３】
（１）上述した実施例では、スロットルバルブの閉じ速度が、所定値Ｋより大きくならないようにして、スロットルバルブの閉じ速度の抑制を図っているが、これに換えて、ステップＳ１５１で演算された目標スロットル開度θが前回に比べて閉じ側の値である場合に、その目標スロットル開度θに対して補正係数Ｋ（０＜Ｋ＜１）を乗算するようにしてもよい。この補正係数は、スロットルバルブの閉じ速度が大きいほど、小さな値とするほうが好ましい。すなわち、スロットルバルブを閉じ側へ制御する要求があるときにはいつも、前記スロットルバルブの閉じ速度を低下側に制御する構成とすることも可能である。このように、他の種々の方法によって、スロットルバルブを閉じ側へ制御する要求があるときに、閉じ速度の抑制を図ることが可能である。
【００６４】
（２）上述した実施例では、ハイブリッド車両は、プラネタリギアを用いたいわゆる機械分配式のハイブリッド車両であるものとしたが、これに換えて、電気分配式のハイブリッド車両や、シリーズ式のハイブリッド車両など、電動機による回生動作によって車輪に制動力を与えうる方式の種々のハイブリッド車両に適用することができる。
【００６５】
（３）上述した実施例では、ハイブリッドＥＣＵ１６０、エンジンＥＣＵ１１２、モータＥＣＵ１５６といった３つのＥＣＵにより制御を分担していたが、一つのＥＣＵによって全ての制御を行なう構成とすることもできる。また、各ＥＣＵの役割は、適宜変更することもできる。
【００６６】
なお、本発明の要旨を逸脱した範囲における実施形態として、次の構成も可能である。その構成は、上述した実施例では、ハイブリッド車両としていたが、動力源をエンジンだけとして、エンジンの目標スロットル開度が、上述した実施例のステップＳ１５３と同様に、前回の値から比べて所定値Ｋより大きく下回った場合に、ステップＳ１５４と同様に、目標スロットル開度の値を、前回の値から所定値を引いた値に律速する態様とするものである。この構成によれば、スロットルバルブの閉じ速度を抑制することで、過給機における過給圧の急上昇を抑えることができる。このために、従来の技術で説明したような過給圧を大気へバイパスさせる切替弁を設けることなしに、スロットルバルブの急閉時におけるサージの発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のハイブリッド車両１００の概略構成を示す説明図。
【図２】プラネタリギア１４０の３軸に接続された各ギアの回転速度および回転方向の関係を示す共線図。
【図３】運転制御ルーチンの流れを示すフローチャート。
【図４】ステップＳ１５０で実行される閉弁時補正ルーチンの詳細を示す説明図。
【図５】目標スロットル開度についての前回値θ０、補正前の値θ、補正後の値θ、定数Ｋ、開度抑制量Ｓの関係を表わす説明図。
【符号の説明】
１００…ハイブリッド車両
１１０…エンジン
１１２…エンジンＥＣＵ
１１４…クランクシャフト
１１８…クランク角度センサ
１２２…永久磁石
１２３…ロータ
１２４…三相コイル
１２５…ステータ
１２６…レゾルバ
１３０…モータ・ジェネレータＭＧ２
１３２…永久磁石
１３３…ロータ
１３４…三相コイル
１３５…ステータ
１３６…レゾルバ
１３８…ケース
１４０…プラネタリギア
１４１…サンギア軸
１４２…サンギア
１４４…プラネタリピニオンギア
１４６…プラネタリキャリア
１４７…リングギア軸
１４８…リングギア
１５０…バッテリ
１５２…インバータ
１５４…インバータ
１５６…モータＥＣＵ
１６０…ハイブリッドＥＣＵ
１６２…アクセルポジションセンサ
１６４…ブレーキスイッチ
１６６…車速センサ
１７０…車軸
１７２…駆動輪
１７４…チェーンベルト
１８０…排気通路
１８６…スロットルバルブ
１８８…電動アクチュエータ
１９０…吸気通路
１９２…燃料噴射弁
１９６…エアクリーナ
２００…ターボ過給機
２０２…タービン
２０４…コンプレッサ

Claims (3)

1. 過給機を有する内燃機関と、車輪側からの駆動力による回生動作によって車輪に制動力を発生し得る電動機と、を動力源として備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記内燃機関および電動機がそれぞれ分担する動力を演算する分担動力演算手段と、
   前記内燃機関が分担すべき動力に応じて、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を制御する内燃機関制御手段と、
   前記電動機が分担すべき動力に応じて、前記電動機を制御する電動機制御手段と
   を備え、
   前記内燃機関制御手段は、
   前記スロットルバルブを閉じ側へ制御する要求があるときに、前記スロットルバルブの閉じ速度を抑制する閉じ速度抑制手段
   を備え、
   前記電動機制御手段は、
   前記閉じ速度抑制手段による前記閉じ速度の抑制に対応して、前記電動機による回生量を増大する回生量増大手段
   を備えるハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記回生量増大手段は、前記閉じ速度抑制手段による前記閉じ速度についての抑制量に基づいて、前記電動機による回生量を定める構成である請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 過給機を有する内燃機関と、車輪側からの駆動力による回生動作によって車輪に制動力を発生し得る電動機と、を動力源として備えるハイブリッド車両の制御方法であって、
   （ａ）前記内燃機関および電動機がそれぞれ分担する動力を演算するステップと、
   （ｂ）前記内燃機関が分担すべき動力に応じて、前記内燃機関の吸気通路に設けられたスロットルバルブの開度を制御するステップと、
   （ｃ）前記電動機が分担すべき動力に応じて、前記電動機を制御するステップと
   を備え、
   前記ステップ（ｂ）は、
   （ｂ−１）前記スロットルバルブを閉じ側へ制御する要求があるときに、前記スロットルバルブの閉じ速度を抑制するステップ
   を備え、
   前記ステップ（ｃ）は、
   （ｃ−１）前記ステップ（ｂ−１）による前記閉じ速度の抑制に対応して、前記電動機による回生量を増大するステップ
   を備えるハイブリッド車両の制御方法。

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