JP2004343830A

JP2004343830A - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP2004343830A
Application number: JP2003134415A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Tomita; 靖冨田; Kiyoshi Akiyama; 清秋山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-05-13
Filing date: 2003-05-13
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】電動機へ与える目標出力軸トルクおよび発電機へ与える目標入力軸回転数の双方に施すフィルタ時定数によるトルクショックを改善する。
【解決手段】車両の走行状態に基づいて求められる電動機４の第１の目標出力軸トルクｔＴｏ０と発電機２の第１の目標入力軸回転数ｔＮｉ０との双方に施すフィルタ処理Ｂ３、Ｂ１７のフィルタ時定数を、シフトポジションにより適切に変更し、電動機４へ与える第２の目標出力軸トルクｔＴｏおよび発電機２へ与える第２の目標入力軸回転数ｔＮｉを演算する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からエンジンと発電／電動機を組合せて搭載したハイブリッド車両（ＨＥＶ）が、シリーズ式、パラレル式として知られている。シリーズ式ではエンジンの出力軸から取出される仕事率（軸出力）は全て発電機によって回生され、また一部のパラレル式でも、エンジンから駆動系への機械的接続を切離して一時的にシリーズ式の発電モードを選択でき、この場合もエンジンの軸出力は全て発電機により回生される。その際、モータで消費するエネルギを、過不足なく発電機から供給することができれば、バッテリにおける充放電の際の損失を大幅に低減することができ、効率の向上が望める。しかし、一般には、発電機とエンジンに同時に指令値を与えても、発電機の指令値に対する応答は、エンジンの場合と比べて非常に速いため、発電を増大させるために回転数を上昇させようとしても、応答の速い発電機が駆動トルクを発生して回転数を上昇させることになり、結果として発電電力が減少してしまうこともある。
【０００３】
この問題に対して、発電機の応答を、発電機への指令値にフィルタ処理を施すことで見かけ上遅くして安定して発電制御が行えるようにしたハイブリッド車両の制御装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、車両走行状態の変化に伴いモータの出力は時々刻々変化するが、その出力に対して過不足なく電力をリアルタイムに発電機から供給するために、電動機へ与える目標出力軸トルク、および発電機へ与える目標入力軸回転数の双方に、適切に設計された同一の構成からなる少なくとも２次以上の次数で構成されたフィルタ処理を施し、発電電力と消費電力を一致するように制御するハイブリッド車両の制御装置が提案されている（特許文献２、３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１２２７１０号公報
【特許文献２】
特開平１１−１４６５０３号公報
【特許文献３】
特開２０００−２３６６０２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、車両走行状態およびシフトポジションにかかわらず常時電動機へ与える目標出力軸トルク、および発電機へ与える目標入力軸回転数の双方に、少なくとも２次以上の次数で構成されたフィルタ処理を施し発電電力と消費電力を一致するように制御しているので、車両停止後もフィルタ時定数によりフィルタ処理後の電動機へ与える目標出力軸トルク、および発電機へ与える目標入力軸回転数の双方がフィルタ処理前の電動機へ与える目標出力軸トルク、および発電機へ与える目標入力軸回転数に収束せず有効値として残っている状態が生ずる。
【０００７】
この状態でＤレンジ→Ｎレンジ→Ｒレンジとシフトポジションを変更すると、フィルタ処理前の電動機へ与える目標出力軸トルク、および発電機へ与える目標入力軸回転数はシフトポジションにより適切に変化するが、フィルタ処理後の電動機へ与える目標出力軸トルク、および発電機へ与える目標入力軸回転数の双方がフィルタ時定数により遅れるため、フィルタ時定数に基づき収束するまでの時間、Ｒレンジに入れているにも関わらず前進トルクが発生したり、Ｄレンジを選択しているにも関わらず後退トルクが発生し、その現象がトルクショックとなり違和感を伴う不具合を生ずる。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、電動機へ与える目標出力軸トルクおよび発電機へ与える目標入力軸回転数の双方に施すフィルタ時定数をシフトポジションに応じて適切に算出し、違和感となるトルクショックを改善するハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両の走行状態に基づいて電動機の第１の目標出力軸トルクを演算する第１目標出力軸トルク演算手段と、目標発電出力演算手段により車両の走行状態に基づいて演算された目標発電出力に基づいて発電機の第１の目標入力軸回転数を演算する第１目標入力軸回転数演算手段と、前記目標発電出力と入力軸回転数とに基づいてエンジンの目標エンジントルクを演算する目標エンジントルク演算手段および前記目標エンジントルクに基づいてエンジントルクを制御するエンジン制御手段と、前記第１の目標出力軸トルクに対し少なくとも２次以上の次数で構成されたフィルタ処理を施して電動機の第２の目標出力軸トルクを演算する第２目標出力軸トルク演算手段と、前記第１の目標入力軸回転数に対し前記第２目標出力軸トルク演算手段におけるものと等しい構成からなるフィルタ処理を施して発電機への第２の目標入力軸回転数を演算する第２目標入力軸回転数演算手段と、前記第２目標出力軸トルクおよび前記第２目標入力軸回転数に基づいて電動機の出力軸トルクおよび発電機の入力軸回転数を夫々制御する電動機制御手段および発電機制御手段と、を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、シフトポジション検出手段により検出したシフトポジションに基づいて前記第２目標出力軸トルク演算手段および前記第２目標入力軸回転数演算手段の各フィルタ時定数を変更する手段を備える。
【００１０】
【発明の効果】
したがって、本発明では、車両の走行状態に基づいて求められる電動機の第１の目標出力軸トルクと発電機の第１の目標入力軸回転数との双方に施すフィルタ処理のフィルタ時定数を、シフトポジションにより適切に変更し、電動機へ与える第２の目標出力軸トルクおよび発電機へ与える第２の目標入力軸回転数を演算することとしたため、電動機へ与える第２の目標出力軸トルクおよび発電機へ与える第２の目標入力軸回転数をシフトポジションにより適切な応答に制御することが可能になり、シフトポジション変更時にも違和感の無い良好な運転性を確保することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を一実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明を適用したハイブリッド車両の制御装置の第１実施形態を示すシステム構成図である。この車両では、従来の機械式変速機に代えて、無段変速機として機能する電機パワートレイン５がエンジン１に接続されている。電機パワートレイン５は、主に発電機として使用される第１の回転電機（以下、発電機）２と主に電動機として使用される第２の回転電機（以下、電動機）４とで構成され、発電機２のロータ軸がエンジン１のクランク軸に連結される一方、電動機４のロータ軸（以下、出力軸）６は、図示しない変速装置、動力伝達装置、差動装置等の減速機を介して駆動軸（駆動輪が取付けられる回転軸）に連結される。
【００１３】
発電機２および電動機４は永久磁石式交流同期電動機等の交流機であり、それぞれインバータ８に接続されている。インバータ８にはさらにバッテリ９（リチウムバッテリあるいはニッケル水素バッテリ等）が接続されている。
【００１４】
発電機２と電動機４の間にはクラッチ３が介装されており、クラッチ３が締結されるとエンジン１と出力軸６が直結状態となってエンジン１で直接出力軸６を駆動することができる。クラッチ３は、駆動力をエンジン１のみ、電動機４のみ、またはエンジン１と電動機４両方に切換えるためのものであり、ＨＥＶの種類や構造によっては当該クラッチ３を備えないものもある。図１では、第１の回転電機（発電機）２はエンジン１の出力軸上に配置されているが、ギアやプーリなどで連結する方式もある。
【００１５】
また、電機パワートレイン５には、発電機２のロータ回転速度（以下、入力軸回転速度）Ｎｉを検出する入力軸回転速度センサ２４と、電動機４のロータ回転速度（以下、出力軸回転速度）Ｎｏを検出する出力軸回転速度センサ２１とが取付けられている。電気パワートレイン５コントロールユニット１２には、発電機２の回転子の回転数（入力軸回転数Ｎｉ）を検出する入力軸回転センサ２４の検出信号と電動機４の回転子の回転数（出力軸回転数Ｎｏ）を検出する出力軸回転数センサ２１の検出信号とが入力される他、統合コントロールユニット１０が演算した目標入力軸回転数ｔＮｉと目標出力軸トルクｔＴｏとが入力される。電気パワートレイン５コントロールユニット１２は、これらの値に基づいて発電機２、電動機４に対する電流指令値を演算し、この指令値をインバータ８へ送って発電機２、電動機４を制御する。なお、エンジン１と発電機２は直結されているため、入力軸回転数Ｎｉはエンジン回転数と等価となる。
【００１６】
一方、エンジン１の吸気管には電子制御式スロットル弁１４が設けられており、スロットル弁１４は必要とされる発電電力に応じて設定される目標エンジントルクが実現されるようエンジンコントロールユニット１１により運転者のアクセル操作とは独立して開閉制御される。エンジン１を制御するエンジンコントロールユニット１１は、統合コントロールユニット１０が演算した目標エンジントルクｔＴｅに応じて電子制御スロットル１４の開度を決定する他、エアフローメータ１３が検出した吸入空気量と、クランク角センサ２３が検出したエンジン回転数に基づいて燃料噴射制御や点火時期制御を行う。
【００１７】
統合コントロールユニット１０は、出力軸回転数センサ２１が検出した出力軸回転数Ｎｏ、入力軸回転センサ２４が検出した入力軸回転数Ｎｉ、アクセル開度センサ２２からのアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳをそれぞれ読み込んで、これらの運転状態を示す情報から、目標出力軸トルクｔＴｏ、目標入力軸回転数ｔＮｉ、目標エンジントルクｔＴｅを演算する。なお、統合コントロールユニット１０は、バッテリ９の入出力電力を監視しており、この入出力電力情報に基づいてバッテリ９の充電状態ＳＯＣを演算する。
【００１８】
図２は統合コントロールユニット１０の制御ブロック構成図を示し、目標駆動トルク（第１目標駆動トルクｔＴｏ０）生成部１０１およびバッテリＳＯＣ演算部１０２と、第１目標駆動トルクｔＴｏ０およびバッテリＳＯＣ信号に基づき運転モードを判定する運転モード判定部１０３と、バッテリＳＯＣ信号に基づき目標充放電量ｔＰｃを演算する目標充放電量演算部１０４と、第１目標駆動トルクｔＴｏ０、運転モード信号および目標充放電量ｔＰｃ等に基づき目標駆動トルクｔＴｏ、目標入力回転数ｔＮｉ、目標エンジントルクｔＴｅを演算する協調指令値生成部１０５とから構成している（図中破線で囲んだ部分）。各制御ブロックの上記および下記する機能は、統合コントロールユニット１０によりソフトウェア的に達成される。
【００１９】
前記目標駆動トルク生成部１０１は、アクセル開度ＡＰ０と車速ＶＳＰに基づき、所定のマップを参照して目標駆動力ｔＦｄ［Ｎｍ］を求め、目標駆動力ｔＦｄに定数（タイヤ有効半径）／（ファイナルギア比）を乗じて電動機４の第１目標出力軸トルクｔＴｏ０を求める。なお、第１目標駆動トルクｔＴｏ０は、電動機４を力行させるとき正の値を取り、回生（発電）させるときは負の値を取る。
【００２０】
前記バッテリＳＯＣ演算部１０２は、バッテリ９の入出力電力情報に基づいてバッテリ９の充電状態ＳＯＣを演算する。
【００２１】
前記運転モード判定部１０３は、目標駆動トルク生成部１０１で演算された第１目標出力軸トルクｔＴｏ０とバッテリＳＯＣ演算部１０２で演算された充電状態ＳＯＣとに基づいてエンジン１と電気パワートレイン５の運転モードを決定する。運転モードは、具体的には、エンジン１の運転を停止するモードのとき運転モード判定フラグＦＭＯＤＥの値を０に設定し、エンジン１の運転により発電機２で発電するモードのとき運転モード判定フラグＦＭＯＤＥの値を１に設定し、発電機２に電力を供給してエンジン１をモータリングするモードのとき運転モード判定フラグＦＭＯＤＥの値を２に設定する。また、電動機４による回生制動を禁止させるときに減速回生禁止判定フラグｆＤＣＲＥＧを１に設定する。
【００２２】
前記目標充放電量演算部１０４は、バッテリ９の実ＳＯＣ（ＳＯＣ演算部１０２で演算される）を目標値（例えば６０％）へ近づけるための目標充放電量ｔＰｏを演算する。なお、目標充放電量ｔＰｏは、バッテリ９を充電するとき正の値を取り、放電させるときは負の値を取る。
【００２３】
前記協調指令値生成部１０５は、目標駆動トルク生成部１０１で演算された第１目標出力軸トルクｔＴｏ０、運転モード判定部１０３で設定された運転モード判定フラグＦＭＯＤＥおよび減速回生禁止判定フラグｆＤＣＲＥＧ、目標充放電量演算部１０４で演算された目標充放電量ｔＰｏに加えて、出力軸回転数センサ２１が検出した出力軸回転数Ｎｏ、入力軸回転センサ２４が検出した入力軸回転数Ｎｉ、インヒビタＳＷ情報ｖＩＮＨＢｓｗに基づいて第２目標出力軸トルクｔＴｏ、目標入力軸回転数ｔＮｉ、目標エンジントルクｔＴｅを演算する。また、エンジン１の運転を停止させるときに燃料カット要求フラグｆＦＣＲＱを１に設定する。協調指令値生成部１０５の具体的構成については、図３に基づき後述する。
【００２４】
電動機トルク制御部１０６は、前記協調指令値生成部１０５で演算された第２目標出力軸トルク（目標モータトルク）ｔＴｏに基づいて電動機４のトルクを制御する。発電機回転数制御部１０７は、協調指令値生成部１０５で演算された第２目標入力軸回転数ｔＮｉに入力軸回転数Ｎｉ（電動機２の実回転数）を一致させるためのトルクを演算し、このトルクに基づいて発電機２のトルクを制御する。電動機トルク制御部１０６および発電機回転数制御部１０７の機能は、電気パワートレイン５のトランスミッションコントロールユニット１２がソフトウェア的に達成する。
【００２５】
エンジントルク制御部１０８は、協調指令値生成部１０５で演算された第２目標エンジントルクｔＴｅに基づいてエンジン１のスロットル開度ＴＶＯを制御する。また、協調指令値生成部１０５で設定された燃料カット要求フラグｆＦＣＲＱに応じて燃料噴射の実行／非実行を制御する。この制御ブロックの機能はエンジンコントロールユニット１１がソフトウェア的に達成する。
【００２６】
図３に示すブロック図に基づき前記協調指令値生成部１０５の構成を詳細に説明する。図３において、ブロックＢ１〜Ｂ６は第２目標出力軸トルクｔＴｏの演算に利用され、ブロックＢ７〜Ｂ１３は目標エンジン出力ｔＰｏ３の演算に利用され、ブロックＢ１４〜Ｂ１７は目標エンジン出力ｔＰｏ３に基づく第２目標入力軸回転数ｔＮｉの演算に利用され、ブロックＢ１９〜Ｂ２１は目標エンジン出力ｔＰｏ３に基づく目標エンジントルクｔＴｅの演算に利用される。
【００２７】
先ず、第２目標出力軸トルクｔＴｏの演算するブロックＢ１〜Ｂ６について説明する。ブロックＢ１では、減速回生禁止判定フラグｆＤＣＲＥＧに応じて、第１目標出力軸トルクｔＴｏ０［Ｎｍ］か、０［Ｎｍ］のいずれかを選択し、選択した値をｔＴｏ１として出力する。即ち、減速回生禁止判定フラグｆＤＣＲＥＧ＝１（減速回生禁止）のときは０［Ｎｍ］を選択出力し、減速回生禁止判定フラグｆＤＣＲＥＧ＝０（減速回生禁止でない）のときは第１目標出力軸トルクｔＴｏ０［Ｎｍ］を選択出力する。
【００２８】
ブロックＢ２では、ブロックＢ１のトルク出力ｔＴｏ１に後述するブロックＢ６からの出力軸回転速度（電動機の回転速度）Ｎｏ［ｒａｄ／ｓ］を乗じて電動機４の第１目標モータ出力ｔＰｏ０［Ｗ］を算出する。
【００２９】
ブロックＢ３では、第１目標モータ出力ｔＰｏ０にフィルタ処理を施して第２目標モータ出力ｔＰｏ［Ｗ］を出力する。このフィルタ処理は、図４に示すように、インヒビタＳＷ情報ｖＩＮＨＢｓｗに応じて変更される。この処理は本発明の特徴部を構成するが、図４と共に後述する。
【００３０】
ブロックＢ４では、第２目標モータ出力ｔＰｏ［Ｗ］をブロックＢ６からの出力軸回転速度Ｎｏ［ｒａｄ／ｓ］で除して第２目標出力軸トルクｔＴｏ［Ｎｍ］を算出する。
【００３１】
なお、ブロックＢ５では、出力軸回転数センサ２１で検出した出力軸回転速度Ｎｏ［ｒｐｍ］に下限処理を施す。この処理は前記ブロックＢ２およびＢ４での乗算および除算において、０（回転）による乗算および除算を防止するためである。ブロックＢ６では、下限処理された出力軸回転速度Ｎｏに定数Ｇ１（単位変換係数）を乗じて出力軸回転速度Ｎｏの単位を［ｒａｄ／ｓ］に変換する。
【００３２】
次に、目標エンジン出力ｔＰｏ３の演算に関わるブロックＢ７〜Ｂ１３について説明する。ブロックＢ７では、出力軸回転速度（モータ回転速度）Ｎｏ［ｒｐｍ］とブロックＢ４から出力される第２目標出力軸トルクｔＴｏとに基づき、所定のマップを参照して電動機４で発生するモータ損失ＬＯＳＳｍ［Ｗ］を算出する。
【００３３】
ブロックＢ８では、ブロックＢ２から出力される第１目標モータ出力ｔＰｏ０にモータ損失ＬＯＳＳｍ［Ｗ］を加算して発電機２の目標発電電力基本値ｔＰｏ１［Ｗ］を算出する。
【００３４】
ブロックＢ９では、目標発電電力基本値ｔＰｏ１に、後述するブロックＢ１３で算出された発電モータ損失ＬＯＳＳｇを加算して目標エンジン出力基本値ｔＰｏ２［Ｗ］を算出する。
【００３５】
ブロックＢ１０では、目標エンジン出力基本値ｔＰｏ２に、目標充放電量ｔＰｏ［Ｗ］を加算して目標エンジン出力ｔＰｏ３［Ｗ］を算出する。この目標エンジン出力ｔＰｏ３は、電動機４が出力する駆動トルクに相当する分の電力（第１目標モータ出力ｔＰｏ０）にモータ損失ＬＯＳＳｍおよび発電モータ損失ＬＯＳＳｇと、目標充放電量ｔＰｏとを加算したものであり、発電機２で発生させるべき発電量であり、それを得るためのエンジン１の駆動出力を意味する。
【００３６】
前記発電モータ損失ＬＯＳＳｇは、ブロックＢ１１〜Ｂ１３により算出される。ブロックＢ１１では、入力軸回転センサ２４で検出した入力軸回転速度Ｎｉ［ｒｐｍ］に基づき、所定のマップを参照してテーブル設定された回生制動時におけるエンジンブレーキトルクＴｅｍｂｒ［Ｎｍ］を算出する。
【００３７】
ブロックＢ１２では、運転モード判定フラグＦＭＯＤＥに応じて、０［Ｎｍ］、後述する目標エンジントルクｔＴｅの前回値、エンジンブレーキトルクＴｅｍｂｒのいずれかを選択出力する。この場合、運転モード判定フラグＦＭＯＤＥ＝０（エンジン停止モード）のときは、０［Ｎｍ］を選択出力し、運転モード判定フラグＦＭＯＤＥ＝１（発電モード）のときは、目標エンジントルクｔＴｅの前回値を選択出力し、運転モード判定フラグＦＭＯＤＥ＝２（モータリングモード）のときエンジンブレーキトルクＴｅｍｂｒを選択出力する。
【００３８】
ブロックＢ１３では、ブロックＢ１２で選択出力したトルク値と入力軸回転速度Ｎｉ［ｒｐｍ］に基づき、所定のマップを参照して発電機２で発生する発電モータ損失ＬＯＳＳｇを算出する。
【００３９】
次に、第２目標入力軸回転数ｔＮｉの演算に関わるブロックＢ１４〜Ｂ１７について説明する。ブロックＢ１４では、ブロックＢ１０からの目標エンジン出力ｔＰｏ３に基づき、所定のマップテーブルを参照して第１目標入力軸回転速度基本値ｔＮｉ１［ｒｐｍ］を算出する。
【００４０】
ブロックＢ１５では、目標エンジン出力ｔＰｏ３に基づき、所定のマップテーブルを参照して第２目標入力軸回転速度基本値ｔＮｉ２［ｒｐｍ］を算出する。ただし、この場合、目標エンジン出力ｔＰｏ３が負値である場合に限り有効な値が算出される。
【００４１】
ブロックＢ１６では、運転モード判定フラグＦＭＯＤＥに応じて、０［ｒｐｍ］、第１目標入力軸回転速度基本値ｔＮｉ１若しくは第２目標入力軸回転速度基本値ｔＮｉ２のいずれかを選択し、選択した値を第１目標入力軸回転速度ｔＮｉ０［ｒｐｍ］として出力する。この場合、運転モード判定フラグＦＭＯＤＥ＝０（エンジン停止モード）のときに０［ｒｐｍ］を選択し、運転モード判定フラグＦＭＯＤＥ＝１（発電モード）のとき第１目標入力軸回転速度基本値ｔＮｉ１を選択し、運転モード判定フラグＦＭＯＤＥ＝２（モータリングモード）のとき第２目標入力軸回転速度基本値ｔＮｉ２を選択する。
【００４２】
ブロックＢ１７では、前記第１目標入力回転速度ｔＮｉ０にフィルタ処理を施して第２目標入力軸回転速度ｔＮｉ［ｒｐｍ］を算出する。このフィルタ処理は発電機２の見かけ上の制御応答速度を小さくするために行われる。このフィルタ処理はブロックＢ３のフィルタ処理と同じものであり、このフィルタ処理もインヒビタＳＷ情報ｖＩＮＨＢｓｗに応じて変更される。
【００４３】
次に、第２目標エンジントルクｔＴｅの演算に関わるブロックＢ１９〜Ｂ２１について説明する。ブロックＢ２０では、入力回転速度Ｎｉ［ｒｐｍ］に定数Ｇ３（単位変換係数）を乗じて単位を［ｒａｄ／ｓ］に変換する。そして、ブロックＢ１９では、ブロックＢ１０から出力される目標エンジン出力ｔＰｏ３を入力回転速度Ｎｉ［ｒａｄ／ｓ］で除して目標エンジントルクｔＴｅ［Ｎｍ］を算出する。なお、ブロックＢ２１では、前記した目標エンジントルクｔＴｅの前回値をブロックＢ１５に出力している。
【００４４】
また、ブロックＢ１８では、運転モード判定フラグＦＭＯＤＥに応じて燃料カット要求フラグｆＦＣＲＱの値を決定する。この場合、運転モード判定フラグＦＭＯＤＥ＝０（エンジン停止モード）のとき燃料カット要求フラグｆＦＣＲＱ＝１（燃料カット要求）であり、運転モード判定フラグＦＭＯＤＥ＝１（発電モード）のとき燃料カット要求フラグｆＦＣＲＱ＝０（燃料カット要求なし）であり、さらに運転モード判定フラグＦＭＯＤＥ＝２（モータリングモード）のとき燃料カット要求フラグｆＦＣＲＱ＝１（燃料カット要求）となるようにそれぞれ決定される。
【００４５】
次に、図３のブロックＢ３およびＢ１７における処理内容について説明する。
【００４６】
ブロックＢ３およびＢ１７は、「目標エンジントルクｔＴｅの変化量」と「目標入力軸回転速度ｔＮｉ０の変化量」の比を時々刻々求めることができれば、常にフィルタの時定数Ｔを最適値に制御することができることに着目したものであり、このフィルタ時定数Ｔをインヒビタスイッチ情報によってポジション毎に予め定めた固定値とするようにしたものである。ここで、
Ｔ：時定数
ζ：ダンピング係数
Δｔ：演算周期
ｔＰｏ：第２目標モータ出力
ｔＰｏ_ｎ−１：前回の第２目標モータ出力
ｔＰｏ_ｎ−２：前々回の第２目標モータ出力
ｔＰｏ０：第１目標モータ出力
として、ディジタル制御で使用できるように離散時間系で記述すると、第２目標モータ出力ｔＰｏは、下記（１）式、
ｔＰｏ＝［（Δｔ）^２／（Ｔ^２＋２ζＴ＋（Δｔ）^２）］×ｔＰｏ０＋［２（Ｔ^２＋ζＴ・Δｔ）／（Ｔ^２＋２ζＴ＋（Δｔ）^２）］×ｔＰｏ_ｎ−１＋［（−Ｔ^２）／（Ｔ^２＋２ζＴ＋（Δｔ）^２）］×ｔＰｏ_ｎ−２・・・（１）
となる。
【００４７】
但し、上記時定数Ｔおよびダンピング係数ζは、下記（２）式および（３）式、
Ｔ＝（１／ＣＲ）×（ＴＥ・ＴＧ／（ＫＩ・ＫＧ・ＫＰ・ＴＥ＋１））^１／２・・・（２）
ζ＝（ＴＥ＋ＴＧ）／２（ＴＥ・ＴＧ・（ＫＩ・ＫＧ・ＫＰ・ＴＥ＋１））^１／２・・・（３）
となる。但し、
ＣＲ：時定数調整係数、フィルタの時定数を調整するための定数
ＫＩ：エンジン１及び発電機２の回転モーメントの和の逆数
ＫＧ：発電機２の応答ゲイン（＝１）
ＫＰ：発電機２の回転速度フィードバック制御の比例ゲイン
ＴＥ：エンジン１の応答時定数
ＴＧ：発電機２の応答時定数
である（以上は、本出願人の特開２００１−２００７４１号公報の（１２）〜（１４）式から引用した）。
【００４８】
図４において、基本フィルタ時定数ＣＲｖ０１〜ＣＲｖ０３は、上記（１）式の右辺第１項〜第３項の括弧［］で囲んだ項目に設定され、各基本フィルタ時定数ＣＲｖ０１〜ＣＲｖ０３はブロックＢ３１〜Ｂ３３で、第１目標モータ出力ｔＰｏ０、ブロックＢ３４で記憶された前回値の第２目標モータ出力ｔＰｏ_ｎ−１、さらにブロックＢ３５で記憶された前々回の第２目標モータ出力ｔＰｏ_ｎ−２と夫々乗算され、ブロックＢ３６で加算されて、第２目標モータ出力ｔＰｏとして出力される。
【００４９】
ブロックＢ３７は、インヒビタＳＷ情報ｖＩＮＨＢｓｗに基づいて位相補正フィルタ時定数トリミングテーブルｍＩＮＨＣＲＴＲＭを検索し、シフトポジションに応じたフィルタ時定数トリミング定数ｔＩＮＨＣＲｔｒｍを設定する。このフィルタ時定数トリミング定数ｔＩＮＨＣＲｔｒｍは、ブロックＢ３８〜Ｂ４０により基本フィルタ時定数ＣＲｖ０１〜ＣＲｖ０３に乗算され、フィルタ時定数ＣＲｖ１〜ＣＲｖ３を算出するようにしている。従って、上記のように、電動機４の第１目標モータ出力ｔＰｏ０にフィルタ時定数ＣＲｖ１〜ＣＲｖ３を乗じることによりフィルタ処理された電動機４の第２目標モータ出力ｔＰｏを算出することができる。なお、第１目標入力軸回転数ｔＮｉ０が入力されるブロックＢ１７においても、ブロックＢ３と同様の構成としている。
【００５０】
ここで、ブロックＢ３７により得られるフィルタ時定数トリミング定数ｔＩＮＨＣＲｔｒｍは、例えば、シフトポジションが、Ｎ（ニュウトラル）レンジおよびＰ（パーキング）レンジである場合には、０値を含む１以下の数値に設定すれば、シフトポジションがドライブレンジ（Ｄレンジ）若しくはリバースレンジ（Ｒレンジ）からＮレンジ（Ｐレンジ）にシフトチェンジした際には、速やかに第２目標モータ出力ｔＰｏを第１目標モータ出力ｔＰｏ０に収束するようフィルタ時定数を調整できることとなる。従って、Ｎレンジ（Ｐレンジ）では電動機４へ与える第２目標出力軸トルクｔＴｏおよび発電機２へ与える第２目標入力軸回転数ｔＮｉがそれぞれの第１目標値に収束する時間を格段に早くすることが可能となり、その後のシフトポジション変更に即座に備える事ができるため、違和感の無い良好な運転性を確保する事ができる。
【００５１】
なお、シフトポジションがＳレンジ（スポーツ走行モード）にシフトされた際にも、通常走行のシフトポジションであるＤレンジ（前進段）もしくはＲレンジ（後進段）に対して早くすることにより、電動機４へ与える第２目標出力軸トルクｔＴｏおよび発電機２へ与える第２目標入力軸回転数ｔＮｉがそれぞれの第１目標値に収束する時間を格段に早くすることが可能となり、通常走行のＤレンジに対して運転性（動力性能）を変更する事が可能となり、ハイブリッド車両の付加価値を提供することができる。
【００５２】
図５は、本実施形態を適用した車両において、車両をＤレンジで加速から減速し、車両停止後シフトポジションをＮレンジを経由させてＲレンジに変更し、クリープトルクにより車両をバックさせるという場合の各値の応答を、レンジ毎に同じフィルタ時定数を備える比較例（図６）と対比して示したものである。図５、６の（Ａ）〜（Ｄ）は、アクセル開度の時間的変化（Ａ）、車速の時間的変化（Ｂ）、第１目標出力軸トルクｔＴｏ０の時間的変化（Ｃ）、目標出力軸トルクｔＴｏの時間的変化（Ｄ）を夫々示す。
【００５３】
図６に示す比較例においては、減速後停止しＮレンジを選択しているにもかかわらず、フィルタ処理後の電動機４の第２目標出力軸トルクｔＴｏが電動機４の第１目標出力軸トルクｔＴｏ０に収束せず、回生トルクを発生した状態で推移している（矢印Ａ参照）。この状態でＲレンジに変更すると、ステップ状にｔＴｏを電動機制御装置へ送信し駆動することとなるため、予期せぬトルク段差が発生しトルクショック（矢印Ｂ参照）として現れる。
【００５４】
本実施形態においては、図５に示すように、同様の運転条件においてシフトポジションをＮレンジにした際、即座にフィルタ時定数を適切な値とするため、電動機４の第２目標出力軸トルクｔＴｏは第１目標出力軸トルクｔＴｏ０に即座に収束し（矢印Ｃ参照）、Ｒレンジに変更しバックする際にはその時の第１目標出力軸トルクｔＴｏ０を出発点としてフィルタ処理を施すため、トルク段差無く（矢印Ｄ参照）制御することができる。
【００５５】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００５６】
（ア）車両の走行状態に基づいて電動機４の第１の目標出力軸トルクｔＴｏ０を演算する第１目標出力軸トルク演算手段１０１と、目標発電出力演算手段（Ｂ７〜Ｂ１３）により車両の走行状態に基づいて演算された目標発電出力ｔＰｏ３に基づいて、発電機２の第１の目標入力軸回転数ｔＮｉ０を演算する第１目標入力軸回転数演算手段（Ｂ１４〜Ｎ１６）と、前記目標発電出力ｔＰｏ３と入力軸回転数Ｎｉとに基づいてエンジン１の目標エンジントルクｔＴｅを演算する目標エンジントルク演算手段（Ｂ１９、Ｂ２０）および前記目標エンジントルクｔＴｅに基づきエンジントルクを制御するエンジン制御手段（１１、１０８）と、前記第１の目標出力軸トルクｔＴｏ０に対し少なくとも２次以上の次数で構成されたフィルタ処理を施して電動機４の第２の目標出力軸トルクｔＴｏを演算する第２目標出力軸トルク演算手段（Ｂ３）と、前記第１の目標入力軸回転数ｔＮｉ０に対し前記第２目標出力軸トルク演算手段（Ｂ３）におけるものと等しい構成からなるフィルタ処理を施して発電機２への第２の目標入力軸回転数ｔＮｉを演算する第２目標入力軸回転数演算手段（Ｂ１７）と、前記第２目標出力軸トルクｔＴｏおよび前記第２目標入力軸回転数ｔＮｉに基づき電動機４の出力軸トルクおよび発電機２の入力軸回転数を夫々制御する電動機制御手段（１０６、１２）および発電機制御手段（１０７、１２）と、を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、シフトポジション検出手段としてのインヒビタスイッチ情報ｖＩＮＨＢｓｗにより検出したシフトポジションに基づいて前記第２目標出力軸トルク演算手段Ｂ３および前記第２目標入力軸回転数演算手段Ｂ１７におけるフィルタ時定数を変更する手段を備える。このため、車両の走行状態に基づいて求められる電動機４の第１の目標出力軸トルクｔＴｏ０と発電機２の第１の目標入力軸回転数ｔＮｉ０との双方に施すフィルタ処理のフィルタ時定数を、シフトポジションにより適切に変更し、電動機４へ与える第２の目標出力軸トルクｔＴｏおよび発電機２へ与える第２の目標入力軸回転数ｔＮｉを演算することとしたため、電動機４へ与える第２の目標出力軸トルクｔＴｏおよび発電機２へ与える第２の目標入力軸回転数ｔＮｉをシフトポジションにより適切な応答に制御することが可能になり、シフトポジション変更時にも違和感の無い良好な運転性を確保することができる。
【００５７】
（イ）第２目標出力軸トルク演算手段Ｂ３におけるフィルタ時定数および前記第２目標入力軸回転数演算手段Ｂ１７におけるフィルタ時定数は、前記シフトポジション検出手段により検出したシフトポジションがＮレンジにおいては、通常走行時のシフトポジションであるＤレンジ若しくはＲレンジに対して早くするため、Ｎレンジでは電動機４へ与える第２目標出力軸トルクｔＴｏおよび発電機２へ与える第２目標入力軸回転数ｔＮｉがそれぞれの第１目標値に収束する時間を格段に早くすることが可能となり、その後のシフトポジション変更に即座に備える事ができるため、違和感の無い良好な運転性を確保する事ができる。
【００５８】
（ウ）特に、第２目標出力軸トルク演算手段Ｂ３におけるフィルタ時定数および前記第２目標入力軸回転数演算手段Ｂ１７におけるフィルタ時定数を、シフトポジション検出手段により検出したシフトポジションがＮレンジである場合においては０とすることにより、電動機４の第２目標出力軸トルクｔＴｏおよび第２目標出力軸トルク演算過程における中間変数ＣＲｖ１〜ＣＲｖ３と、発電機２の第２目標入力軸回転数ｔＮｉおよび該第２目標入力軸回転数演算過程における中間変数ＣＲｖ１〜ＣＲｖ３を即座に０にすることが可能となり、Ｎレンジから、Ｄレンジ（前進段）もしくはＲレンジ（後進段）に変更し再発進をする際のトルクショックを防止し、違和感の無い良好な運転性を確保することができる。
【００５９】
（エ）第２目標出力軸トルク演算手段Ｂ３におけるフィルタ時定数および前記第２目標入力軸回転数演算手段Ｂ１７におけるフィルタ時定数は、前記シフトポジション検出手段により検出したシフトポジションがＰレンジにおいては、通常走行時のシフトポジションであるＤレンジ（前進段）若しくはＲレンジ（後進段）に対して早くするため、Ｐレンジでは電動機４へ与える第２目標出力軸トルクｔＴｏおよび発電機２へ与える第２目標入力軸回転数ｔＮｉがそれぞれの第１目標値に収束する時間を格段に早くすることが可能となり、その後のシフトポジション変更に即座に備える事ができ、違和感の無い良好な運転性を確保することができる。
【００６０】
（オ）特に、第２目標出力軸トルク演算手段Ｂ３におけるフィルタ時定数および前記第２目標入力軸回転数演算手段Ｂ１７におけるフィルタ時定数は、前記シフトポジション検出手段により検出したシフトポジションがＰレンジである場合においては０とするため、電動機４の第２目標出力軸トルクｔＴｏおよび該第２目標出力軸トルク演算過程における中間変数ＣＲｖ１〜ＣＲｖ３と、前記発電機２の第２目標入力軸回転数ｔＮｉおよび第２目標入力軸回転数演算過程における中間変数ＣＲｖ１〜ＣＲｖ３を即座に０にすることが可能となり、Ｐレンジから、Ｄレンジ（前進段）もしくはＲレンジ（後進段）に変更し再発進をする際のトルクショックを防止し、違和感の無い良好な運転性を確保する事ができる。
【００６１】
（カ）第２目標出力軸トルク演算手段Ｂ３におけるフィルタ時定数および第２目標入力軸回転数演算手段Ｂ１７におけるフィルタ時定数を、前記シフトポジション検出手段により検出したシフトポジションがスポーツ走行モードに相当するシフトレンジにおいては、通常走行時のシフトポジションであるＤレンジ若しくはＲレンジに対して早くする場合には、スポーツ走行モードに相当するレンジ（Ｓレンジ等）では電動機４へ与える第２目標出力軸トルクｔＴｏおよび発電機２へ与える第２目標入力軸回転数ｔＮｉがそれぞれの第１目標値に収束する時間を格段に早くすることが可能となり、通常走行のＤレンジに対して運転性（動力性能）を変更する事が可能となり、ハイブリッド車両の付加価値を提供することができる。
【００６２】
（キ）第２目標出力軸トルク演算手段Ｂ３におけるフィルタ時定数および前記第２目標入力軸回転数演算手段Ｂ１７におけるフィルタ時定数は、前記目標エンジントルクｔＴｅの単位時間当たりの変化量と、前記第１目標入力軸回転数ｔＮｉ０の単位時間当たりの変化量との比に基づいてフィルタ時定数演算手段Ｂ３７により演算され、前記シフトポジション検出手段により検出したシフトポジションによっては予め定めた固定値のフィルタ時定数を使用するため、シフトポジションに基づき変更するフィルタ時定数をシフトポジション毎に任意に設定することが可能となり、各シフトポジションにより適切なフィルタ時定数を設定することができる。
【００６３】
（ク）第２目標出力軸トルク演算手段Ｂ３におけるフィルタ時定数および前記第２目標入力軸回転数演算手段Ｂ１７におけるフィルタ時定数は、前記目標エンジントルクｔＴｅの単位時間当たりの変化量と前記第１目標入力軸回転数ｔＮｉの単位時間当たりの変化量との比に基づいて演算した基本フィルタ時定数ＣＲｖ０１〜ＣＲｖ０３と、前記シフトポジション検出手段により検出したシフトポジション毎に予め定めた固定値ｔＩＮＨＣＲｔｒｍとに基き演算するため、シフトポジションに基づき変更するフィルタ時定数をシフトポジション毎に任意に設定することが可能となり、各シフトポジションにより適切なフィルタ時定数を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両の制御装置のシステム構成図。
【図２】統合コントロールユニットの制御内容を示したブロック図。
【図３】協調指令値生成部の制御内容を示したブロック図。
【図４】フィルタ時定数変更手段の制御内容を示したブロック図。
【図５】本実施形態の制御装置の動作状態をアクセル開度の時間的変化（Ａ）、車速の時間的変化（Ｂ）、第１目標出力軸トルクｔＴｏ０の時間的変化（Ｃ）、目標出力軸トルクｔＴｏの時間的変化（Ｄ）により示すタイムチャート。
【図６】比較例の動作状態をアクセル開度の時間的変化（Ａ）、車速の時間的変化（Ｂ）、第１目標出力軸トルクｔＴｏ０の時間的変化（Ｃ）、目標出力軸トルクｔＴｏの時間的変化（Ｄ）により示すタイムチャート。
【符号の説明】
１エンジン
２発電機
３クラッチ
４電動機
５電気パワートレイン
６駆動軸
１０統合コントロールユニット
１１エンジンコントロールユニット
１２トランスミッションコントロールユニット
１３エアフローメータ
１４電子制御スロットル
２１出力軸回転速度センサ
２２アクセル操作量センサ
２３クランク角センサ
２４入力軸回転速度センサ

Claims

エンジンと、エンジンに連結されてエンジンの出力を回生する発電機と、発電機の発電電力の供給を受けて駆動輪を駆動可能な電動機と、電動機への供給電力が不足するときに電動機に電力を供給し、供給電力が余るとき余剰電力を蓄電するバッテリと、車両の走行状態検出手段と、シフトポジション検出手段と、前記エンジンの運転状態検出手段と、前記発電機の運転状態検出手段と、前記電動機の運転状態検出手段と、を備え、
車両の走行状態に基づいて前記電動機の第１の目標出力軸トルクを演算する第１目標出力軸トルク演算手段と、
車両の走行状態に基づいて目標発電出力を演算する目標発電出力演算手段と、
前記目標発電出力に基づいて前記発電機の第１の目標入力軸回転数を演算する第１目標入力軸回転数演算手段と、
前記目標発電出力と入力軸回転数とに基づいて前記エンジンの目標エンジントルクを演算する目標エンジントルク演算手段と、
前記目標エンジントルクに基づいてエンジントルクを制御するエンジン制御手段と、
前記第１の目標出力軸トルクに対し少なくとも２次以上の次数で構成されたフィルタ処理を施して前記電動機の第２の目標出力軸トルクを演算する第２目標出力軸トルク演算手段と、
前記第１の目標入力軸回転数に対し前記第２目標出力軸トルク演算手段におけるものと同等のフィルタ処理を施して前記発電機への第２の目標入力軸回転数を演算する第２目標入力軸回転数演算手段と、
前記第２目標出力軸トルクに基づいて前記電動機の出力軸トルクを制御する電動機制御手段と、
前記第２目標入力軸回転数に基づいて前記発電機の入力軸回転数を制御する発電機制御手段と、を備えるハイブリッド車両の制御装置において、
前記シフトポジション検出手段により検出したシフトポジションに基づいて前記第２目標出力軸トルク演算手段におけるフィルタ時定数および前記第２目標入力軸回転数演算手段におけるフィルタ時定数を変更する手段を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記第２目標出力軸トルク演算手段におけるフィルタ時定数および前記第２目標入力軸回転数演算手段におけるフィルタ時定数は、前記シフトポジション検出手段により検出したシフトポジションがＮレンジにおいては、通常走行時のシフトポジションであるＤレンジ若しくはＲレンジに対して早くすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記第２目標出力軸トルク演算手段におけるフィルタ時定数および前記第２目標入力軸回転数演算手段におけるフィルタ時定数は、前記シフトポジション検出手段により検出したシフトポジションがＰレンジにおいては、通常走行時のシフトポジションであるＤレンジ若しくはＲレンジに対して早くすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記第２目標出力軸トルク演算手段におけるフィルタ時定数および前記第２目標入力軸回転数演算手段におけるフィルタ時定数は、前記シフトポジション検出手段により検出したシフトポジションがスポーツ走行モードに相当するシフトレンジにおいては、通常走行時のシフトポジションであるＤレンジ若しくはＲレンジに対して早くすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記第２目標出力軸トルク演算手段におけるフィルタ時定数および前記第２目標入力軸回転数演算手段におけるフィルタ時定数は、前記シフトポジション検出手段により検出したシフトポジションがＮレンジである場合においては、０とすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記第２目標出力軸トルク演算手段におけるフィルタ時定数および前記第２目標入力軸回転数演算手段におけるフィルタ時定数は、前記シフトポジション検出手段により検出したシフトポジションがＰレンジである場合においては、０とすることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記第２目標出力軸トルク演算手段におけるフィルタ時定数および前記第２目標入力軸回転数演算手段におけるフィルタ時定数は、前記目標エンジントルクの単位時間当たりの変化量と、前記第１目標入力軸回転数の単位時間当たりの変化量との比に基づいてフィルタ時定数演算手段により演算され、前記シフトポジション検出手段により検出したシフトポジションによっては予め定めた固定値のフィルタ時定数を使用することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記第２目標出力軸トルク演算手段におけるフィルタ時定数および前記第２目標入力軸回転数演算手段におけるフィルタ時定数は、前記目標エンジントルクの単位時間当たりの変化量と前記第１目標入力軸回転数の単位時間当たりの変化量との比に基づいて演算した基本フィルタ時定数と、前記シフトポジション検出手段により検出したシフトポジション毎に予め定めた固定値とに基づき演算することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。