JP2008296896A - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両において、アクセルペダル踏み込み量に対する車両の駆動トルクの応答性を向上することを目的とする。
【解決手段】運転者が希望する走行形態が加速性能重視のパワーモード時には、統合コントローラ２０は、α上にあるハイブリッド車両の最適燃費エンジントルクよりも大きく、動作点ｅで表すパワーモードエンジントルクを目標エンジントルクとして設定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、エンジン以外にモータ/ジェネレータからの動力によっても走行することができるハイブリッド車両に関し、特に、運転者のアクセルペダル操作に対する駆動力のレスポンスを向上することを目的とする。

ハイブリッド車両のハイブリッド駆動装置としては従来、様々な型式のものが提案されているが、そのうちの1つとして、特許文献1に記載のごときものが知られている。
このハイブリッド駆動装置につき概略説明すると、アクセルペダル踏み込み量と、車速と、バッテリ蓄電率（持ち出し可能電力）と、エンジン回転数とに基づき、以下のようにして車輪駆動系への目標駆動トルクと、目標モータ／ジェネレータトルクと、目標エンジントルクとを演算する。

まず、アクセルペダル踏み込み量と車速とに基づき、目標駆動トルクを算出する。
次に、エンジンが燃費最適となるエンジントルクを、燃費最適制御マップを参照してエンジン回転数に基づき検索する。検索した燃費最適エンジントルクを目標エンジントルクに設定する。
そして、目標エンジントルクと目標モータ/ジェネレータトルクとの合計が目標駆動トルクに相当する値となるよう、目標モータ/ジェネレータトルクを設定する。

このように、ハイブリッド車両の目標駆動トルクを目標モータ／ジェネレータトルクと目標エンジントルクとで実現するにあたり、燃費最適となる目標エンジントルクで走行するようにすれば、燃料消費率が向上する。
特開２００６−３０１１９５号公報

しかし、上記従来のように、燃費最適となる目標エンジントルクで走行するハイブリッド車両にあっては、以下に説明するような問題を生ずることを出願人は見出した。つまり運転者が低トルク・高燃費の走行状態よりも高トルク・低燃費の走行状態を要望し、この要望に基づき、加速性能を高くするよう走行する場合（パワーモード、スポーツモードとも呼ばれる）、アクセルペダル踏み込み量に応じた目標駆動トルクを出力しなければならない。

従来例では、出入力指令に対するレスポンスの速い目標モータ／ジェネレータトルクを変化させることにより、アクセルペダル踏み込み量に対する応答性を高めていたが、モータ／ジェネレータトルクの出入力範囲を超えるほど目標駆動トルクが大きければ、目標モータ／ジェネレータトルクの変化のみでは対処することができず、目標エンジントルクを変化させなければならない。

しかしながら、エンジンの出力指令に対するレスポンスはモータ／ジェネレータの出力指令に対するレスポンスよりも緩慢である。このため、アクセルペダル踏み込み量に対する応答性が低くなってしまい、運転者の加速性能に対する要望を十分に満たすことができない。

本発明は、上述の実情に鑑み、燃費最適となる目標エンジントルクで走行することを基本としつつも、運転者が希望する走行形態が加速性能重視のパワーモード時には、応答性のよい駆動トルクを実現することができる制御技術を提案するものである。

この目的のため本発明によるハイブリッド車両の駆動制御装置は、請求項１に記載のごとく、
動力源としてエンジンおよびモータ/ジェネレータを具え、エンジントルクとモータ/ジェネレータトルクとの合計で目標駆動トルクを達成するよう、設定された目標エンジントルクのもとでモータ/ジェネレータトルクを制御するハイブリッド車両の駆動制御装置において、
運転者が希望する走行形態が加速性能重視のパワーモード時には、ハイブリッド車両の最適燃費エンジントルクよりも大きなパワーモードエンジントルクを前記目標エンジントルクとして設定するよう構成したことを特徴としたものである。

かかる本発明の構成によれば、パワーモード時には最適燃費エンジントルクよりも大きなエンジントルクをエンジントルクとして設定し、モータ/ジェネレータトルクを負値にするため、
エンジントルクを予め大きくしておき、レスポンスの速いモータ/ジェネレータトルクの制御により目標駆動トルクを実現することが可能になる。
したがって、パワーモード時にアクセルペダル踏み込み量に応じてエンジントルクを変化させる必要がなくなり、応答性のよい駆動トルクを実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例になるハイブリッド車両の駆動制御装置を適用可能なハイブリッド駆動装置を具えたフロントエンジン・リヤホイールドライブ式ハイブリッド車両のパワートレーンを示し、1はエンジン、2は駆動車輪（後輪）である。
図１に示すハイブリッド車両のパワートレーンにおいては、通常の後輪駆動車と同様にエンジン1の車両前後方向後方に自動変速機3をタンデムに配置し、エンジン1（クランクシャフト1aからの回転を自動変速機3の入力軸3aへ伝達する軸4に結合してモータ／ジェネレータ5を設ける。

モータ／ジェネレータ5は、モータとして作用したり、ジェネレータ（発電機）として作用するもので、エンジン1および自動変速機3間に配置する。
このモータ／ジェネレータ5およびエンジン1間に、より詳しくは、軸4とエンジンクランクシャフト1aとの間に第1クラッチ6を介挿し、この第1クラッチ6によりエンジン1およびモータ／ジェネレータ5間を切り離し可能に結合する。
ここで第1クラッチ6は、伝達トルク容量を連続的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。

モータ／ジェネレータ5および自動変速機3間に、より詳しくは、軸4と変速機入力軸3aとの間に第2クラッチ7を介挿し、この第2クラッチ7によりモータ/ジェネレータ5および自動変速機3間を切り離し可能に結合する。
第2クラッチ7も第1クラッチ6と同様、伝達トルク容量を連続的に変更可能なものとし、例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的に制御して伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチで構成する。

自動変速機3は、複数の摩擦要素（クラッチやブレーキ等）を選択的に締結したり解放することで、これら摩擦要素の締結・解放組み合わせにより伝動系路（変速段）を決定するものとする。
従って自動変速機3は、入力軸3aからの回転を選択変速段に応じたギヤ比で変速して出力軸3bに出力する。
この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置8により左右後輪2へ分配して伝達され、車両の走行に供される。
但し自動変速機3は、上記したような有段式のものに限られず、現在の変速段から目標変速段へ無段階にさせることができる変速機であってもよいのは言うまでもない。

上記した図１のパワートレーンにおいては、停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時に用いられる電気走行(EV)モードが要求される場合、第1クラッチ6を解放し、第2クラッチ7を締結し、自動変速機3を動力伝達状態にする。

この状態でモータ/ジェネレータ5を駆動すると、当該モータ/ジェネレータ5からの出力回転のみが変速機入力軸3aに達することとなり、自動変速機3が当該入力軸3aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置8を経て後輪2に至り、車両をモータ/ジェネレータ5のみによって電気走行（EV走行）させることができる。

高速走行時や大負荷走行時などで用いられるハイブリッド走行(HEV)モードが要求される場合、第１クラッチ６を締結し、モータ／ジェネレータ５をエンジンスタータとして用いてエンジン１を始動する。そして第1クラッチ6および第2クラッチ7をともに締結した状態で、自動変速機3を動力伝達状態にする。
この状態では、エンジン1からの出力回転、または、エンジン1からの出力回転およびモータ/ジェネレータ5からの出力回転の双方が変速機入力軸3aに達することとなり、自動変速機3が当該入力軸3aへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して、変速機出力軸3bより出力する。
変速機出力軸3bからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置8を経て後輪2に至り、車両をエンジン1およびモータ/ジェネレータ5の双方によってハイブリッド走行（HEV走行）させることができる。

かかるHEV走行中において、エンジン1を最適燃費で運転させるとエネルギーが余剰となる場合、この余剰エネルギーによりモータ/ジェネレータ5を発電機として作動させることで余剰エネルギーを電力に変換し、この発電電力をモータ/ジェネレータ5のモータ駆動に用いるよう蓄電しておくことでエンジン1の燃費を向上させることができる。

なお図１では、モータ/ジェネレータ5および駆動車輪2を切り離し可能に結合する第1クラッチ7を、モータ/ジェネレータ5および自動変速機3間に介在させたが、
図２に示すように、第2クラッチ7を自動変速機3およびディファレンシャルギヤ装置8間に介在させても、同様に機能させることができる。

また、図１および図２では第2クラッチ7として専用のものを自動変速機3の前、若しくは、後に追加することとしたが、
この代わりに第2クラッチ7として、図３に示すごとく自動変速機3内に既存する前進変速段選択用の摩擦要素または後退変速段選択用の摩擦要素を流用するようにしてもよい。
この場合、第2クラッチ7が前記したモード選択機能を果たすのに加えて、この機能を果たすよう締結される時に自動変速機を動力伝達状態にすることとなり、専用の第2クラッチが不要でコスト上大いに有利である。

図１〜３に示すハイブリッド車両のパワートレーンを成すエンジン1、モータ／ジェネレータ5、第1クラッチ6、および第2クラッチ7は、図４に示すようなシステムにより制御する。

図４の制御システムは、パワートレーンの動作点（トルクおよび回転数）を統合制御する統合コントローラ20を具え、パワートレーンの動作点を、目標エンジントルクtTeと、目標モータ/ジェネレータトルクtTmと、第1クラッチ6の目標伝達トルク容量tTc1と、第2クラッチ7の目標伝達トルク容量tTc2とで規定する。

統合コントローラ20には、上記パワートレーンの動作点を決定するために、
エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ11からの信号と、
モータ/ジェネレータ回転数Nmを検出するモータ/ジェネレータ回転センサ12からの信号と、
変速機入力回転数Niを検出する入力回転センサ13からの信号と、
変速機出力回転数Noを検出する出力回転センサ14からの信号と、
パワートレーンへの要求駆動力を表すアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度APO）を検出するアクセル開度センサ15からの信号と、
モータ/ジェネレータ5用の電力を蓄電しておくバッテリ9の蓄電率SOC（持ち出し可能電力）を検出する蓄電状態センサ16からの信号とを入力する。

なお、上記したセンサのうち、エンジン回転センサ11、モータ/ジェネレータ回転センサ12、入力回転センサ13、および出力回転センサ14はそれぞれ、図１〜３に示すように配置することができる。

統合コントローラ20は、上記入力情報のうちアクセル開度APO、バッテリ蓄電率SOC、および変速機出力回転数No（車速VSP）から、運転者が希望している車両の駆動力を実現可能な運転モード（EVモード、HEVモード）を選択すると共に、目標エンジントルクtTe、目標モータ/ジェネレータトルクtTm、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1、および目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2をそれぞれ演算する。
目標エンジントルクtTeはエンジンコントローラ21に供給され、目標モータ/ジェネレータトルクtTm（目標モータ/ジェネレータ回転数tNmでもよい）はモータ/ジェネレータコントローラ22に供給される。

エンジンコントローラ21は、エンジントルクTeが目標エンジントルクtTeとなるようエンジン1を制御し、モータ/ジェネレータコントローラ22はモータ/ジェネレータ5のトルクTm（または回転数Nm）が目標モータ/ジェネレータトルクtTm（または目標モータ/ジェネレータ回転数tNm）となるよう、バッテリ9およびインバータ10を介してモータ/ジェネレータ5を制御する。
統合コントローラ20は、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1（第1クラッチ指令圧tPc1）および目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2（第2クラッチ指令圧tPc2）に対応したソレノイド電流を第1クラッチ6および第2クラッチ7の油圧制御ソレノイド（図示せず）に供給し、第1クラッチ6の伝達トルク容量Tc1（第1クラッチ圧Pc1）が目標伝達トルク容量tTc1（第1クラッチ指令圧tPc1）に一致するよう、また、第2クラッチ7の伝達トルク容量Tc2（第2クラッチ圧Pc2）が目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2（第2クラッチ指令圧tPc2）に一致するよう、第1クラッチ6および第2クラッチ7を個々に締結力制御する。

統合コントローラ20は、上記した運転モード（EVモード、HEVモード）の選択、そして目標エンジントルクtTe、目標モータ/ジェネレータトルクtTm（目標モータ/ジェネレータ回転数tNmでもよい）、目標第1クラッチ伝達トルク容量tTc1（第1クラッチ指令圧tPc1）、および目標第2クラッチ伝達トルク容量tTc2（第2クラッチ指令圧tPc2）の演算を行うほかに、
図５および図９に示す制御プログラムを実行して、本発明が狙いとする目標エンジントルクの制御を行い、アクセルペダル踏み込み量に対する応答性の向上を実現する。

図５は本発明の第１実施例になる目標エンジントルクの制御を示すフローチャートである。
まずステップＳ１において、運転者の操作する運転状態がパワーモードに入っているか否かを判断する。具体的には、運転者の操作する運転状態として、運転者の加速性能に対する要望の有無を、アクセルペダル操作から検知する。例えば、運転者によるアクセルペダル踏み込み量を逐次記憶しておき、現在から過去一定時間内のアクセルペダル踏み込み量を積算する。そして、現在から過去一定時間内の積算量が所定値以上になると、運転者が燃費性能よりも加速性能を要望していると判断して、パワーモードに移行する。パワーモードでは、エンジン１のエンジントルクにモータ／ジェネレータ５のモータトルクを加重するようアシストすることにより、運転者が加速性能を要望していない通常の走行と比べて、加速性能を向上させる。減速シーンについても同様である。したがって、加速性能に対する要望を検知するパワーモード時には検知しない通常時よりも目標出力tTe、tTm、tNmの増減率を大きくする。

上記ステップＳ１でパワーモードに入っていないと判断すると（NO）、ステップS4へ進む。

ステップＳ４では、通常の走行におけるハイブリッド車両の駆動制御を実行する。通常は、運転者がそれほど高い加速性能を要望していないため、燃費性能を優先すべく、目標エンジントルクを最適燃費制御する。そして、本フローチャートを抜ける。

この最適燃費制御について説明する。
まず、アクセルペダル踏み込み量と車速とに基づき、図１６に示す駆動力マップを用いて、ハイブリッド車両の車輪駆動系への目標駆動トルクを算出する。
次に、上記目標駆動トルクと車速とから、目標駆動パワーを演算する。
次に、バッテリ蓄電率（持ち出し可能電力）SOCから、図１３に例示するバッテリ充放電電力可能マップを参照して目標バッテリ充放電電力を決める。図１３を概略説明すると、蓄電率SOCが高いほど出力エネルギー（バッテリ放電量）を多くし、SOCが低いほど入力エネルギー（バッテリ充電量）を多くする。図１３については、詳しくは後述する。

この目標バッテリ充放電電力は、目標モータ／ジェネレータトルクに対応する。このように通常は、バッテリ蓄電率ＳＯＣに基づき目標モータ／ジェネレータトルクを制御する。
次に、上記目標駆動パワーと上記目標バッテリ充放電電力との合計を目標エンジンパワーとして設定する。
次に、上記目標エンジンパワーをエンジンで発生させるとき燃費最適となる目標エンジントルクを、図１４に例示する燃費最適制御のための動作点マップを参照して上記目標エンジンパワーから検索する。図１４の燃費最適制御マップについて説明すると、横軸はエンジン回転数であり、縦軸はエンジントルクであり、破線で示す曲線αは、燃費最適トルク線である。そして、これらエンジン回転数およびエンジントルクからなる動作点ｅが燃費最適トルク線α上になるよう、目標エンジントルクを演算する。

図１４にはさらに、自動変速機３に係る変速機入力軸３ａの入力軸回転数および入力軸トルクを動作点ｔで示す。入力軸トルクは、車輪２の駆動トルクを、ディファレンシャルギヤ装置８の固定変速比および自動変速機の変速比で徐算したものである。
図１４に示すように、動作点ｔになる入力軸トルクは動作点ｅになる燃費最適エンジントルクよりも大きい場合、モータ／ジェネレータ５がモータとして力行運転して、エンジントルクを白抜き矢の向きにアシストする。すなわち、目標駆動トルクを、目標モータ/ジェネレータトルクと目標エンジントルクとの合計として実現することとなる。

このように、ハイブリッド車両の目標駆動トルクを目標モータ／ジェネレータトルクと目標エンジントルクとの合計で実現するにあたり、燃費最適となる目標エンジントルクで走行するようにすれば、燃料消費率が向上する。

説明を上記ステップＳ１に戻すと、パワーモードに入っていると判断すると（YES）、ステップS２へ進む。

ステップＳ２では、モータ／ジェネレータ５がモータとして力行し、エンジントルクにモータトルクを付加していないか、すなわちアシストしていないか否かを判断する。アシストしている場合(NO)、モータ／ジェネレータ５を発電機として用いることができないため、上記ステップＳ４へ進み、通常における最適燃費制御を実行する。
これに対し、ステップＳ２でアシストしていないと判断する場合(YES)、モータ／ジェネレータ５を発電機として用いることができることから、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、パワーモードにおけるハイブリッド車両の目標エンジントルク制御を実行する。
そして本フローチャートを抜ける。
ステップＳ３の目標エンジントルク制御は、上記ステップS4で算出した燃費最適となる目標エンジントルクよりも大きなエンジントルクであるパワーモードエンジントルクを目標値とする。そして、このパワーモードエンジントルクの一部で後輪２を駆動するよう目標駆動トルクを実行する他、モータ／ジェネレータ５を発電機として運転することによりパワーモードエンジントルクの他の一部でエンジン発電を行うようにする。

具体的には、例えばエンジン１のスロットル開度を最大にして、上記のパワーモードエンジントルクを現在のエンジン回転数における最大エンジントルクとする。
また、後輪２の駆動トルクおよび後輪２の車輪速から、伝動軸４が出力する駆動パワーを演算する。そして、この駆動パワーを、クランクシャフト1aの出力であるエンジンパワーから減じることにより、モータ／ジェネレータ５の発電電力を演算する。
つまり、パワーモード時における目標駆動トルクが、設定された前記パワーモードエンジントルクよりも小さくなるように、パワーモードエンジントルクを十分大きく設定する。そして、前記モータ/ジェネレータトルクを負値にする。

クランクシャフト１ａが出力する上記パワーモードエンジントルクを動作点ｅで表し、目標駆動トルクに対応する変速機入力軸トルクを動作点ｔで表すと、図６のようになる。
図６の説明図も、図１４の燃費最適制御マップと同様の縦軸および横軸からなる動作点マップである。また比較のために燃費最適トルク線αも示す。
図６に示すように、動作点ｅで表すパワーモードエンジントルクは、燃費最適トルク線αよりも上方（トルク大側）にあって、最適燃費エンジントルクよりも大きいことがわかる。

このように、パワーモードエンジントルクを最適燃費エンジントルクよりも大きく設定することから、図６に示すように、動作点ｔで表す目標駆動トルクは、動作点ｅで表すパワーモードエンジントルクよりも小さくなる場合が殆どである。アクセルペダル踏み込み量が小さい低負荷走行時には当然、目標駆動トルクよりもパワーモードエンジントルクが大きい。そこで、モータ／ジェネレータ５を発電機としてエンジン発電し、図６に下向きの白抜き矢で示すようにモータ／ジェネレータトルクを負値にすることで、目標駆動トルクを実現する。

これに対し、アクセルペダル踏み込み量が大きい高負荷走行時には、アクセル開度APOおよび車速VSP（変速機出力回転数No）によって決定される目標駆動トルクが、上記パワーモードエンジントルクよりも大きくなることがある。図７の動作点マップには、動作点ｔで表す目標駆動トルクが、動作点ｅで表すパワーモードエンジントルクよりも大きい状態を示す。
したがってこの場合は、モータ／ジェネレータ５をモータとして力行運転し、図７に上向きの白抜き矢で示すようにモータ/ジェネレータトルクを正値にすることで、目標駆動トルクを実現する。

次に、比較例として、本実施例の制御を行っていないケースにおける駆動トルクの変化の様子を図１５にタイムチャートで示し、これらと比較しつつ、本実施例に係るパワーモード時の目標エンジントルク制御の効果につき図８のタイムチャートに沿って説明する。

まず比較例につき図１５に沿って説明する。
瞬時ｔ1以前、アクセル開度が０に近く、駆動トルクも０に近い低負荷運転である。パワーモードであることを示すパワーモードフラグは、瞬時ｔ1以前から瞬時ｔ1以後まで１である。図１５のタイムチャートにおいて第1クラッチ６および第2クラッチ７を締結していることから、エンジン回転数およびモータ回転数は同一であり、かつ、低速である。

バッテリ９の蓄電率SOCは、図１３に示すアシスト電力を出力可能なほどに十分高い。モータ／ジェネレータトルクは略０であり、駆動トルクはエンジントルクに略等しい。

瞬時ｔ１から続く瞬時ｔ２にかけて運転者がアクセルペダルを大きく急踏みすると、モータ／ジェネレータトルクの増大指令のみでは、対処することができず、エンジントルクも増大させるよう指令する。

これにより、瞬時t2付近で、アクセル開度に対するレスポンスの速いモータ／ジェネレータトルクが増大して、エンジントルクに付加するようアシストする。

続く瞬時t3付近で、アクセル開度に対するレスポンスの遅いエンジントルクが増大する。エンジントルクおよびモータ／ジェネレータトルクよりなる駆動トルクは、瞬時t3以降で最大値となり、これに伴って車両の加速度も、瞬時t3以降でピーク値となる。ハイブリッド車両の加速度は、瞬時t2直後で上昇を開始し、瞬時t3以後も引き続き上昇する。

しかしこのような比較例では、加速において、瞬時t1〜瞬時t2のエンジンの応答遅れ瞬時t2〜瞬時t3のエンジンの応答遅れが重畳され、このような加速は運転者が所望するパワーモード加速を満足するとはいえない。

このように、瞬時t1におけるアクセルペダル踏み込み操作から加速のピークまで時間がかかってしまい、応答性が良いとはいえない。

なお瞬時t3以後、エンジン回転数およびモータ回転数は同じ回転数のまま徐々に増加する。アシスト電力を出力するバッテリ９の蓄電率SOCは徐々に減少する。

これに対し本実施例では、図８のタイムチャートに示すようにパワーモードフラグが１であれば、アクセルペダルを踏み込む前である瞬時t1以前の低負荷走行でも、エンジントルクを大きくし、モータ／ジェネレータトルクを負値にして（発電トルク）、上記エンジントルクよりも小さい目標駆動トルク（図８の破線）を実現する。図６の白抜き下向きの矢は、このモータ／ジェネレータトルクを表す。これにより、低負荷走行である瞬時ｔ１以前において、蓄電率SOCが増大する。

続く瞬時t2では、モータ／ジェネレータトルクを急増して正値にし（モータトルク）、上記エンジントルクよりも大きい目標駆動トルクを実現する（図７）。このため、高負荷走行である瞬時ｔ２以後において、蓄電率SOCが徐々に減少する。

図８に示すように本実施例によれば、予めエンジントルクを大きく設定していることから、アクセルペダル踏み込み時（瞬時t1〜瞬時t2）以後にエンジントルクを大きくする必要がなく、モータ／ジェネレータトルクのみで目標駆動トルクを実現することができる。
したがって、エンジントルクの影響を受けることがなく、駆動トルクの応答性を高くすることができる。
したがって本実施例によれば、加速においてエンジンの応答遅れを蒙ることなく、運転者が所望するパワーモード加速を実現できる。

なお、図８中、アクセル開度と、パワーモードフラグは、上述した図１５に示す比較例と同様である。

図９は、本発明の第２実施例になる目標エンジントルクの制御を示すフローチャートである。

図９中、ステップS1〜S4は、前述した図５のフローチャートと同一であり、説明を省略する。そして、異なるステップについては、新たに符号を付して説明する。
図９のステップS２でアシストしていないと判断する場合(YES)、ステップＳ５へ進む。

ステップS５〜ステップS８の処理は、パワーモードにおけるハイブリッド車両の目標エンジントルク制御を実行する。
ステップS5では、前述のステップS4で算出した燃費最適となる目標エンジントルクよりも大きなエンジントルクであるパワーモードエンジントルクを演算する。なお、ここで演算するパワーモードエンジントルクは、エンジン１のスロットル開度を最大にしたエンジントルクであるスロットル開度最大エンジントルクである。そして、この演算値になるパワーモードエンジントルクに現在のエンジン回転数を乗算して、エンジンパワーを求める。
また、目標駆動トルクに後輪２の車輪速を乗算した駆動パワー（伝動軸４が出力する駆動パワーに等しい）を演算する。
そして、この駆動パワーから上記のエンジンパワーを差し引いて要求発電電力P１を算出する。

次のステップS６では、図１３に例示するバッテリ充放電電力可能マップを参照し、バッテリ９の蓄電率ＳＯＣに基づきバッテリ９の最大受け入れ可能電力、たとえばP2、を読み込み、上記発電電力P１がバッテリ９の最大受け入れ可能電力P2以下であるか否かを判断する。要求発電電力P１が最大受け入れ可能電力P2以下の場合（YES）、ステップS7へ進む。

図１３に例示するバッテリ充放電電力可能マップにつき付言すると、横軸はバッテリ９の蓄電率ＳＯＣを示し、縦軸はバッテリ９の出入力を示す。縦軸のうち０よりもマイナス側では、モータ／ジェネレータ5が発電機として回生運転しバッテリ９に電力を入力して充電する。また０よりもプラス側では、バッテリ９が放電してモータ／ジェネレータ5に電力を出力し、モータ／ジェネレータ5がモータとして力行運転する。
バッテリ９に入力する電力およびバッテリ９が出力する電力は、蓄電率ＳＯＣおよびモータ／ジェネレータ５の運転状態によって決定する。

モータ／ジェネレータ５がモータとして運転することによりエンジントルクをアシストする場合、図１３に示すアシスト電力を参照して、バッテリ出力を決定する。
ａ１はハイブリッド走行(HEV)モード中にモータ／ジェネレータ5がモータとして力行運転してエンジンによる走行をアシストする場合の最低限必要な蓄電率である。蓄電率ＳＯＣがａ１より高ければバッテリ９からアシスト電力を出力する。アシスト電力はＳＯＣネライ値ａ１からアシスト制限開始SOC(ａ１２)までは、蓄電率SOCが高くなるにつれて増大し、アシスト制限開始SOC(ａ１２)よりも高い蓄電率SOCでは、蓄電率SOCにかかわらず一定のアシスト電力を出力することができる。アシスト電力を出力するとバッテリ９が放電して蓄電率ＳＯＣが低下するので、蓄電率ＳＯＣはａ１に向かう。蓄電率SOCがａ１以下ではアシスト電力を禁止する。なお、バッテリ出力はバッテリ９がエネルギー放出するバッテリ放電と同義である。アシスト制限開始SOC(ａ１２)は蓄電率SOCがａ１に近づいたことを検知するためのしきい値である。

モータ／ジェネレータ５がモータとして運転することによりEV走行する場合、図１３に示すEV走行可能電力を参照して、バッテリ出力を決定する。
ａ２は電気走行(EV)モード中にモータ／ジェネレータ5がモータとして力行運転するのに最低限必要な蓄電率SＯＣである。蓄電率ＳＯＣがａ2より高ければEV走行可能電力を出力する。EV走行可能電力はａ２近傍では、蓄電率ＳＯＣが高くなるにつれて増大し、ある程度高い蓄電率ＳＯＣでは、蓄電率ＳＯＣにかかわらず一定のEV走行可能電力を出力することができる。EV走行可能電力を出力すると蓄電率ＳＯＣが低下するので、蓄電率ＳＯＣはａ２に向かう。蓄電率ＳＯＣがａ２以下ではEV走行可能電力を出力しない。
なお、一定のEV走行可能電力は前述した一定のアシスト電力よりも小さく、ａ2がａ１よりも大きい理由は、電気走行(EV)モード中において、モータ／ジェネレータ5がエンジン１を始動するための電力および電力量（エネルギー）を確保するためである。

エンジン１から発電トルクを入力してモータ／ジェネレータ５を発電機として運転する場合、図１３に示す発電電力を参照して、バッテリ入力を決定する。
ｂ２はハイブリッド走行(HEV)モード中にエンジン１から発電トルクをモータ／ジェネレータ5に入力してエンジン発電する場合の最大蓄電率である。蓄電率ＳＯＣがｂ２未満であればバッテリ９に発電電力を入力する。発電電力はｂ２近傍では、蓄電率ＳＯＣが低くなるにつれて増大し（図１３では下向きに入力パワーが大きくなる）、ある程度低い蓄電率ＳＯＣでは、蓄電率ＳＯＣにかかわらず一定の発電電力P2を入力することができる。
P2を最大受け入れ可能電力と呼ぶ。発電電力を入力すると蓄電率ＳＯＣが上昇するので、蓄電率ＳＯＣはｂ２に向かう。蓄電率ＳＯＣがｂ２以上では発電電力を入力しない。

車輪２から回生トルクを入力してモータ／ジェネレータ５を発電機として運転する場合、図１３に示す回生電力を参照して、バッテリ入力を決定する。
ｂ１は電気走行(EV)モード中に車輪２から制動トルクをモータ／ジェネレータ5に入力して走行回生発電する場合の最大蓄電率である。蓄電率ＳＯＣがｂ１未満であればバッテリ９に回生電力を入力してバッテリ９を充電する。蓄電率SOCがｂ１近傍では、回生電力は蓄電率SOCが低くなるにつれて増大し（図１３では下向きに入力パワーが大きくなる）、ある程度低い蓄電率ＳＯＣでは、蓄電率SOCにかかわらず一定の回生電力を入力することができる。回生電力をバッテリ９に入力すると蓄電率SOCが上昇するので、蓄電率SOCはｂ１に向かう。蓄電率ＳＯＣがｂ１以上では回生を禁止する。ここでいうバッテリ入力はバッテリ９がエネルギー回収するバッテリ充電と同義である。
なお、一定の回生電力は前述した一定の発電電力よりも大きく（図１３中で下方になる）、ＳＯＣネライ値ｂ１がＳＯＣネライ値ｂ２よりも大きい理由は、電気走行(EV)モード中において、なるべく多くのエネルギーを回収して、エネルギー効率を高めるためである。

上述したアシスト電力、EV走行可能電力、発電電力および回生電力は、最適燃費を実現するために予め実験等により定められた値である。

説明を図９に戻すと、ステップS7では、要求発電電力P１を実現するよう、目標エンジントルクを設定する。そして本フローチャートを抜ける。ここでいう目標エンジントルクは、上記ステップS５で演算したスロットル開度最大エンジントルクである。

これに対し、上記ステップS6で、要求発電電力P１が最大受け入れ可能電力P2（図１３）より大きいと判断する場合（NO）、ステップS８へ進む。

ステップS８では、最大受け入れ可能電力P2を実現するよう、目標エンジントルクを設定する。そして本フローチャートを抜ける。ここで要求発電電力P１を実現しないのは、過充電とならないようバッテリ９を保護するためである。

ここで設定する目標エンジントルクは、上記ステップS５で演算したスロットル開度最大エンジントルクであるパワーモードエンジントルクではなく、目標駆動トルクを実現し、かつ最大受け入れ可能電力P2を発電するパワーモードエンジントルクとして改めて演算した値（以下、保護用エンジントルクという）である。

このステップS8で設定する目標エンジントルクは、上記ステップS５でパワーモードエンジントルクとして演算したスロットル開度最大エンジントルクよりも小さいことを図１０の動作点マップに沿って説明する。

図１０には、図９のフローチャートにより演算した目標エンジントルクを示す。図１０も、前述した図６、図７および図１４と同様の縦軸および横軸からなる動作点マップである。
図１０中、動作点e1は上記ステップＳ５で演算したパワーモードエンジントルクを示す。動作点e1はエンジン１のスロットル開度を全開にしたときのエンジントルクを表すスロットル開度最大トルク曲線β上にあって、現在のエンジン回転数における最大エンジントルクである。また、動作点e2は上記ステップＳ８で設定するパワーモードエンジントルクを示す。上記ステップＳ６でYESと判断する場合、図１０に示すように、動作点e2は動作点e1よりもトルクが小さいことがわかる。すなわち、白抜き矢で示すモータ／ジェネレータトルクのうち、動作点e1から車両の目標駆動トルクに対応する動作点ｔまでのモータ／ジェネレータトルクは、要求発電電力Ｐ１に対応するため大きい（長い）。これに対し、動作点e2から動作点ｔまでのモータ／ジェネレータトルクは最大受け入れ可能電力P2に対応するため小さい（短い）。ステップＳ８で動作点e2を設定することよって、ステップＳ８の処理によりバッテリ９の過充電を防止することができる。

なお図示はしなかったが、上記ステップＳ６でＮＯと判断する場合、動作点e2は動作点e1よりもトルクが大きくなって、ステップＳ７で動作点e1を設定しても過充電にはならない。

本第２実施例に係るパワーモード時の目標エンジントルク制御の効果につき図１１のタイムチャートに沿って説明する。図１１中、アクセル開度と、パワーモードフラグと、回転数は、上述した図８に示す実施例と同様である。

本実施例では、パワーモードフラグが１であって、瞬時ｔ０以前でスロットル開度最大エンジントルクを目標エンジントルクに設定しており（上記ステップＳ７）、瞬時ｔ０以降で最大受け入れ可能電力P2を実現するよう目標エンジントルクを設定する（上記ステップＳ８）。
瞬時ｔ０から瞬時ｔ１１まで、目標エンジントルクを徐々に小さくする。この間発電トルク（モータ／ジェネレータトルク）も徐々に小さくして、これらトルクの合計となる変速機入力軸３ａへの入力トルクを一定に保持する。このため、車両の駆動トルクは、図１１に破線で示すよう瞬時ｔ０から瞬時ｔ１１まで一定である。この間モータ／ジェネレータトルクを負値にして発電するため、蓄電率ＳＯＣは増大する。
瞬時ｔ１１から瞬時ｔ１まで、エンジントルクを上記ステップＳ８の設定値に保持する。この間もモータ／ジェネレータトルクを負値にして発電するため、蓄電率ＳＯＣは増大する。
本実施例によれば上記ステップＳ８を選択することにより、瞬時ｔ１１から瞬時ｔ１までのモータ／ジェネレータの発電トルクを、瞬時ｔ１１以前のモータ／ジェネレータの発電トルクよりも小さくすることが可能となり、瞬時ｔ１１から瞬時ｔ１まで蓄電率ＳＯＣの増大変化率を小さくすることができる。
瞬時ｔ１以降は、前述した図８に示すタイムチャートと同様であるため説明を省略する。
したがって本実施例によれば、加速においてエンジンの応答遅れを蒙ることなく、運転者が所望するパワーモード加速を実現できることに加え、バッテリ９が過充電とならないよう保護することができる。

好ましくは、バッテリ充放電電力可能マップに示す最大受け入れ可能電力P2を、パワーモード時には、大きくするよう変更する。
図１２は、最大受け入れ可能電力をP2からP3に変更したバッテリ充放電電力可能マップである。P3はP2よりも大きく、図１２中でP2よりも下方にある。

このように変更することにより、上記ステップＳ６でＮＯと判断する機会が増えて、図示しなかった動作点e2のエンジントルク＞動作点e1のエンジントルクとなる場合が増加する。したがって、バッテリ９の蓄電率を通常よりも大きくしておき、パワーモード時にバッテリ９の電力が不足することを改善することができる。

以下、上述した第１及び第２実施例の作用・効果について述べる。本実施例では、図６、図７および図１０に示すように、運転者が希望する走行形態が加速性能重視のパワーモード時には(図５および図９ステップＳ１でYES)、α上の最適燃費エンジントルクよりも大きなパワーモードエンジントルクになる動作点ｅを目標エンジントルクとして設定するよう構成したことから、
エンジントルクを予め大きくしておき、レスポンスの速いモータ/ジェネレータトルクの制御により目標駆動トルクを応答性よく実現することが可能になる。
したがって、パワーモード時にアクセルペダル踏み込み量に応じてエンジントルクを変化させる必要がなくなり、応答性のよい駆動トルクを実現することができる。また、モータ/ジェネレータを大型化、重量化する必要もなく、従来と同程度の最大トルクを可能出力なモータ/ジェネレータを用いることができる。

また第１実施例では図６に示すように、動作点ｔで表すパワーモード時における車両の目標駆動トルクが、動作点ｅで表すパワーモードエンジントルクよりも小さい場合には、モータ/ジェネレータトルクを図６中、下向きの負値にすることから、
低負荷走行であっても、エンジントルクを変えることなく応答性のよい目標駆動トルクを実現することができ、バッテリ９に発電電力を供給することができる。

また第１実施例では図７に示すように、動作点ｔで表すパワーモード時における車両の目標駆動トルクが、動作点ｅで表すパワーモードエンジントルクよりも大きい場合には、モータ/ジェネレータトルクを図７中、上向きの正値にすることから、
高負荷走行であっても、エンジントルクを変えることなく応答性のよい目標駆動トルクを実現することができ、後輪２の駆動力をアシストすることができる。

また第２実施例では、図１０に動作点ｅ1で表すように、エンジン１のスロットル開度最大におけるエンジントルクであるスロットル開度最大エンジントルクを前記パワーモードエンジントルクとすることから（ステップＳ７）、
エンジントルクを予め最大にしておき、レスポンスの速いモータ/ジェネレータトルクの制御により目標駆動トルクを応答性よく実現することが可能になる。また低負荷走行など、バッテリ９の発電の機会を増やすことができる。

また第２実施例では、図９のステップＳ６でモータ／ジェネレータ５と電力を授受するバッテリ９の蓄電率ＳＯＣを検出し、その後のステップＳ８で検出した蓄電率ＳＯＣに応じてパワーモードエンジントルクを決定することから、
バッテリ９の過充電を回避することができる。

また第２実施例では、ステップＳ５でスロットル開度最大エンジントルクにおけるモータ／ジェネレータの発電電力Ｐ１を算出し、ステップＳ６でバッテリ９の最大受け入れ可能電力Ｐ２を算出し、最大受け入れ可能電力Ｐ２が、発電電力Ｐ１よりも小さい場合、最大受け入れ可能電力Ｐ２を出力するモータ／ジェネレータトルクおよび目標駆動トルクの双方を実現するエンジントルクを、前記スロットル開度最大エンジントルクに代えて、パワーモードエンジントルクとすることから（ステップＳ７に代えてステップＳ８）、
過充電とならないようバッテリ９を保護することができる。

また第２実施例では、パワーモードで走行中に最大受け入れ可能電力が前記発電電力よりも小さくなった場合、図１１の瞬時ｔ０から瞬時ｔ１１までの間にパワーモードエンジントルクをスロットル開度最大エンジントルク（ステップＳ７）から保護用エンジントルク（ステップＳ８）に徐々に変更することから、
エンジントルクとモータ／ジェネレータトルクとの合計となる変速機入力軸３ａへの入力トルクを一定に保持することが容易になる。このため、車両の駆動トルクを図１１に破線で示すよう一定値に保持し得て、不用意なトルク変動を防止することができる。

好ましくは図１２に示すように、パワーモード時には最大受け入れ可能電力を、運転者が希望する走行形態が燃費性能重視の通常時における前記電力源の最大受け入れ可能電力Ｐ２よりも大きくなるよう、Ｐ３に変更する。
これにより、バッテリ９の蓄電率を通常よりも大きくしておき、パワーモード時にバッテリ９の電力が不足することを改善することができる。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられうるものである。

本発明の一実施例になる制御装置を適用可能なハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。 本発明の一実施例になる制御装置を適用可能な他のハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。 本発明の一実施例になる制御装置を適用可能な更に他のハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。 図１〜３に示したパワートレーンの制御システムを示すブロック線図である。 本発明の第１実施例として、図４の統合コントローラで演算される目標エンジントルクの制御を示すフローチャートである。 同制御により設定したエンジントルクおよび発電トルクを示す説明図である。 同制御により設定した目標エンジントルクおよびアシストトルクを示す説明図である。 同制御による車両の駆動トルクの変化を示すタイムチャートである。 本発明の第２実施例として、図４の統合コントローラで演算される目標エンジントルクの他の制御を示すフローチャートである。 同制御により設定したエンジントルクおよび発電トルクを示す説明図である。 同制御による車両の駆動トルクの変化を示すタイムチャートである。 パワーモード用のバッテリ充放電電力可能マップである。 比較例および本実施例の通常時に参照するバッテリ充放電電力可能マップである。 比較例および本実施例の通常時に参照する燃費最適制御マップである。 比較例における車両の駆動トルクの変化を示すタイムチャートである。 図４の統合コントローラにて目標駆動力演算に用いられる目標駆動力マップの一例を示す説明図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 駆動車輪（後輪）
３ 自動変速機
４ 伝動軸
５ モータ/ジェネレータ
６ 第1クラッチ
７ 第2クラッチ
８ ディファレンシャルギヤ装置
９ バッテリ
10 インバータ
11 エンジン回転センサ
12 モータ/ジェネレータ回転センサ
13 変速機入力回転センサ
14 変速機出力回転センサ
15 アクセル開度センサ
16 バッテリ蓄電状態センサ
20 統合コントローラ
21 エンジンコントローラ
22 モータ/ジェネレータコントローラ

Claims (8)

1. 動力源としてエンジンおよびモータ/ジェネレータを具え、エンジントルクとモータ/ジェネレータトルクとの合計で目標駆動トルクを達成するよう、設定された目標エンジントルクのもとでモータ/ジェネレータトルクを制御するハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   運転者が希望する走行形態が加速性能重視のパワーモード時には、ハイブリッド車両の最適燃費エンジントルクよりも大きなパワーモードエンジントルクを前記目標エンジントルクとして設定するよう構成したことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   前記パワーモード時における目標駆動トルクが、設定された前記パワーモードエンジントルクよりも小さい場合には、前記モータ/ジェネレータトルクを負値にすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
3. 請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   前記パワーモード時における目標駆動トルクが、設定された前記パワーモードエンジントルクよりも大きい場合には、前記モータ/ジェネレータトルクを正値にすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
4. 請求項１または２に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   前記エンジンのスロットル開度最大におけるエンジントルクであるスロットル開度最大エンジントルクを前記パワーモードエンジントルクとすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
5. 請求項１または２に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   前記モータ／ジェネレータと電力を授受する電力源の蓄電率を検出し、該蓄電率に応じて前記パワーモードエンジントルクを決定することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
6. 請求項５に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   前記スロットル開度最大エンジントルクにおける前記モータ／ジェネレータの発電電力を算出し、
   前記電力源の最大受け入れ可能電力を算出し、
   前記最大受け入れ可能電力が、前記発電電力よりも小さい場合、前記最大受け入れ可能電力を出力するモータ／ジェネレータトルクおよび前記目標駆動トルクの双方を実現するエンジントルクである保護用エンジントルクを、前記スロットル開度最大エンジントルクに代えて、パワーモードエンジントルクとすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
7. 請求項６に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   前記パワーモードで走行中に前記最大受け入れ可能電力が前記発電電力よりも小さくなった場合、前記パワーモードエンジントルクを前記スロットル開度最大エンジントルクから前記保護用エンジントルクに徐々に変更することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
8. 請求項６に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置において、
   前記パワーモード時には、前記最大受け入れ可能電力を、運転者が希望する走行形態が燃費性能重視の通常時における前記電力源の最大受け入れ可能電力よりも大きくすることを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。

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