JP2010184520A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過渡的に蓄電池の入出力制限値等を超えてしまうことを適切に抑制することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、第１及び第２のモータジェネレータ、蓄電池、及びエンジンを備えるハイブリッド車両に好適に適用される。制御手段は、エンジンの要求駆動力の変化に伴う第１及び第２のモータジェネレータの少なくともいずれか一方における電力入出力による電力値が、蓄電池の入出力制限値以内になるように、エンジンの要求駆動力の変化量を制限する。これにより、エンジン出力変化を蓄電池の入出力制限値以内に適切に制限することができ、蓄電池の性能劣化などを抑制することが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

エンジンに加えて、モータジェネレータ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。ハイブリッド車両では、エンジンを可及的に高効率状態で運転する一方、駆動力やエンジンブレーキの過不足を電動機又はモータジェネレータで補う。

例えば、特許文献１には、過渡時にモータジェネレータのアシストを働かせ、エンジン出力変化を穏やかにすることで、燃費及び排気性能の改善を図った技術が提案されている。また、特許文献２には、アクセルオフ時の目標制動パワーＰｏをエンジン摩擦力Ｐｅとモータの回生による制動パワーＰｍとで分担し、制動パワーＰｍが、バッテリのＳＯＣ及び温度に基づく充電制限値Ｗｉｎやモータ温度に基づく回生制限値Ｐｍｉｎより大きいときに、過渡の回生を禁止し、エンジン摩擦力Ｐｅの分担に振り分けることが提案されている。その他にも、本発明に関連する技術が、特許文献３に提案されている。

特開２００２−２５６９１８号公報 特開２００２−３３７５７３号公報 特許第４１３７１１０号公報

しかしながら、上記した特許文献１乃至３に記載された技術では、バッテリの性能に影響を及ぼすバッテリの入出力制限値を適切に考慮に入れて、モータジェネレータにおける過渡の入出力制限を行っていなかった。そのため、過渡的にバッテリの入出力制限値を超えることで、バッテリの性能劣化などが生じてしまう可能性があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、過渡的に蓄電池の入出力制限値等を超えてしまうことを適切に抑制することが可能な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。

本発明の１つの観点では、第１及び第２のモータジェネレータと、前記第１及び第２のモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電池と、エンジンと、を備えるハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置は、前記エンジンの要求駆動力の変化に伴う前記第１及び第２のモータジェネレータの少なくともいずれか一方における電力入出力による電力値が、前記蓄電池の入出力制限値以内になるように、前記エンジンの要求駆動力の変化量を制限する制御手段を備える。

上記のハイブリッド車両の制御装置は、第１及び第２のモータジェネレータ、蓄電池、及びエンジンを備えるハイブリッド車両に好適に適用される。制御手段は、エンジンの要求駆動力の変化に伴う第１及び第２のモータジェネレータの少なくともいずれか一方における電力入出力による電力値が、蓄電池の入出力制限値以内になるように、エンジンの要求駆動力の変化量を制限する。これにより、エンジン出力変化を蓄電池の入出力制限値以内に適切に制限することができ、蓄電池の性能劣化などを抑制することが可能となる。

上記のハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記制御手段は、前記エンジンの要求駆動力の変化に伴う前記第１のモータジェネレータの出力変化による電力値が、前記蓄電池の入出力制限値以内になるように、エンジン出力の単位時間当たりの出力変化率を制限する。

この態様によれば、エンジン出力の単位時間当たりの出力変化率を制限することで、エンジン出力変化に伴う第１のモータジェネレータの制御電力（反力に相当する）を低減でき、蓄電池の入出力制限値以下に適切に抑制することが可能となる。

上記のハイブリッド車両の制御装置の他の態様では、前記制御手段は、トラクションコントロールによる前記エンジンの要求駆動力の低下指令時には、前記エンジンの要求駆動力を低下させると共に、当該要求駆動力の低下に伴う前記第１及び第２のモータジェネレータの少なくともいずれか一方における電力入出力による電力値が、前記蓄電池の入出力制限値以内になるように、前記第１及び第２のモータジェネレータの少なくともいずれか一方を制御して、エンジン回転数の変化を抑制する。

この態様によれば、蓄電池の入出力制限値以内に適切に制限することができると共に、慣性による駆動力変化の減少により、トラクションコントロール性能を向上させることができる。

好適には、上記のハイブリッド車両の制御装置は、リングギヤ、サンギヤ、及びキャリアを有する動力分割機構を備え、前記キャリアの回転軸は、前記エンジンに連結されていると共に、前記リングギヤ及び前記サンギヤに動力を伝達し、前記サンギヤの回転軸は、第１のモータジェネレータに連結されており、前記リングギヤの回転軸は、第２のモータジェネレータに連結されており、前記第２のモータジェネレータは、車軸に連結されている。

本実施形態におけるハイブリッド車両の概略構成図を示す。 動力分割機構の概略構成を示す図である。 電池電力における過渡的な電力超過現象の一例を説明するための図である。 第１実施例における制御処理を示すフローチャートである。 第２実施例における制御処理を示すフローチャートである。 第３実施例における制御処理を示すフローチャートである。 第４実施例における制御処理を示すフローチャートである。 第５実施例における制御処理を示すフローチャートである。 第６実施例における制御処理を示すフローチャートである。 第７実施例における制御処理を示すフローチャートである。 第８実施例における制御処理を示すフローチャートである。 第９実施例における制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
［装置構成］
図１は、本実施形態におけるハイブリッド車両の概略構成図を示す。なお、図中の破線矢印は、信号の入出力を示している。

ハイブリッド車両１００は、主に、エンジン（内燃機関）１と、車軸２と、駆動輪３と、第１のモータジェネレータＭＧ１と、第２のモータジェネレータＭＧ２と、動力分割機構４と、インバータ５ａ、５ｂと、バッテリ（蓄電池）６と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０と、を備える。

車軸２は、エンジン１及び第２のモータジェネレータＭＧ２の動力を車輪３に伝達する動力伝達系の一部である。車輪３は、ハイブリッド車両１００の車輪であり、説明の簡略化のため、図１では特に左右前輪のみが表示されている。エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンとして構成され、ハイブリッド車両１００の主たる推進力を出力する動力源として機能する。エンジン１は、ＥＣＵ５０によって種々の制御が行われる。

第１のモータジェネレータＭＧ１は、主としてバッテリ６を充電するための発電機、或いは第２のモータジェネレータＭＧ２に電力を供給するための発電機として機能するように構成されており、エンジン１の出力により発電を行う。第２のモータジェネレータＭＧ２は、主としてエンジン１の出力をアシスト（補助）する電動機として機能するように構成されている。これらのモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを備える。

動力分割機構４は、サンギヤやリングギヤなどを有して構成されるプラネタリギヤ（遊星歯車機構）に相当し、エンジン１の出力を第１のモータジェネレータＭＧ１及び車軸２へ分配することが可能に構成されている。

インバータ５ａは、バッテリ６と第１のモータジェネレータＭＧ１との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機であり、インバータ５ｂは、バッテリ６と第２のモータジェネレータＭＧ２との間の電力の入出力を制御する直流交流変換機である。例えば、インバータ５ａは、第１のモータジェネレータＭＧ１によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ６に供給し、インバータ５ｂは、バッテリ６から取り出した直流電力を交流電力に変換して第２のモータジェネレータＭＧ２に供給する。

バッテリ６は、第１のモータジェネレータＭＧ１及び／又は第２のモータジェネレータＭＧ２を駆動するための電源として機能することが可能に構成されると共に、第１のモータジェネレータＭＧ１及び／又は第２のモータジェネレータＭＧ２が発電した電力を充電可能に構成された蓄電池である。なお、バッテリ６のバッテリ残存容量を示すＳＯＣ（State Of Charge）やバッテリの入出力制限値などの情報はＥＣＵ５０に供給される。

ＥＣＵ５０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などを備え、ハイブリッド車両１００内の各構成要素に対して種々の制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１、及び第２のモータジェネレータＭＧ２に対して制御を行う。詳細は後述するが、ＥＣＵ５０は、本発明におけるハイブリッド車両の制御装置に相当し、制御手段として機能する。

なお、以下では、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２の両方を指し示す場合には適宜「モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２」と表記し、これらを区別しないで用いる場合には適宜「モータジェネレータＭＧ」と表記する。

次に、図２を参照して、動力分割機構４の具体的な構成について説明する。図示のように、動力分割機構４は、主に、リングギヤ４Ｒ、サンギヤ４Ｓ、及びキャリア４Ｃを備え、遊星歯車機構として構成されている。エンジン動力は、動力分割機構４により２分され、その出力軸の一方を第２のモータジェネレータＭＧ２と車軸２とに、もう一方を第１のモータジェネレータＭＧ１に接続し、機械的なものと電気的なものとの２つの経路によって伝達される。キャリア４Ｃの回転軸とエンジン１とは連結しており、ピニオンギヤを通じて外周のリングギヤ４Ｒ及び内側のサンギヤ４Ｓに動力を伝達する。このリングギヤ４Ｒの回転軸は第２のモータジェネレータＭＧ２と直結しており、駆動輪３に駆動力を伝達する。また、サンギヤ４Ｓの回転軸は第１のモータジェネレータＭＧ１に連結している。以下では、エンジン１の軸を「エンジン軸」と呼び、第１のモータジェネレータＭＧ１の軸を「ＭＧ１軸」と呼び、第２のモータジェネレータＭＧ２の軸を「ＭＧ２軸」と呼ぶ。

基本的には、上記したようなハイブリッド車両１００では、エンジン要求出力変化が生じる場合にエンジン回転数を速やかに上昇又は下降させる動作をさせるために、モータジェネレータＭＧの回転数制御（またはトルク制御）が行われる。特に、エンジン回転数を上昇又は下降させるために、動力分割機構４におけるエンジン軸（プラネタリギヤ）の回転数を上昇させる必要があるので、サンギヤ４Ｓ（ＭＧ１軸）の回転数又はトルクを制御することで、サンギヤ４Ｓ（ＭＧ１軸）の回転数を速やかに上昇又は下降させるようにしている。なお、リングギヤ４ＲであるＭＧ２軸は、基本的には車軸２に直結しており、エンジン回転数を速やかに制御するためにはあまり貢献しておらず、駆動輪３への駆動力のアシスト又は駆動力の調整（回生含む）に主に利用される。

なお、本発明の適用は、図１及び図２に示したような構成を有するハイブリッド車両への適用に限定はされない。
［制御方法］
次に、本実施形態において、前述したＥＣＵ５０が行う制御方法について具体的に説明する。

本実施形態では、ＥＣＵ５０は、要求エンジンパワー（言い換えるとエンジン要求駆動力）の変化に伴うモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の少なくともいずれか一方における電力入出力による電力値が、バッテリ６の入出力制限値以内になるように、要求エンジンパワーの変化量を制限する。１つの例では、ＥＣＵ５０は、要求エンジンパワーの変化に伴う第１のモータジェネレータＭＧ１の出力変化による電力値が、バッテリ６の入出力制限値以内になるように、エンジン出力の単位時間当たりの出力変化率を制限する。例えば、ＥＣＵ５０は、要求エンジンパワーやエンジン回転数に対する制限を行う。なお、バッテリ６の入出力制限は、前述したように、エンジン回転数を速やかに要求回転数まで上昇させるために、サンギヤ４Ｓの回転数又はトルクを制御する必要があるために生じる傾向にある。

なお、以下では、バッテリ６の入力制限値を「電池許容充電量」若しくは「Ｗｉｎ」と適宜表記し、バッテリ６の出力制限値を「電池許容放電量」若しくは「Ｗｏｕｔ」と適宜表記する。

ここで、上記のような制御を行う理由について説明する。通常、要求エンジンパワーに対して、燃費最良となるエンジン回転数が選択される。つまり、要求エンジンパワーに対応する、エンジン最適動作線上のエンジン回転数が選択される。そのため、要求エンジンパワーが変化すれば、エンジン回転数も変化することとなる。このように要求エンジンパワーの変化に伴ってエンジン回転数が変化した場合、放電電力又は充電電力の制御性が悪化する場合がある。具体的には、エンジン１／第１のモータジェネレータＭＧ１の慣性のために、過渡的に充電量又は放電量が発生することで、パワー収支保護性能が低下し、過充電又は過放電が発生する場合がある。

より詳細に説明すると、以下の通りである。第１のモータジェネレータＭＧ１が所定のエンジン回転数に制御するためのトルク（以下、「ＭＧ１トルク」と適宜表記する。）は、例えば、以下の式（１）で表される。

Ｔｇ＝−ρ／（１＋ρ）・Ｔｅ
＋（Ｉｇ・ｄωｇ／ｄｔ＋ρ／（１＋ρ）・Ｉｅ・ｄωｅ／ｄｔ） 式（１）
式（１）において、「Ｔｇ」はＭＧ１トルクを示し、「ρ」はプラネタリギヤ比を示し、「Ｔｅ」はエンジントルクを示し、「Ｉｇ」は第１のモータジェネレータＭＧ１の慣性モーメントを示し、「ωｇ」は第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を示し、「Ｉｅ」はエンジン１の慣性モーメントを示し、「ωｅ」はエンジン回転数を示している。

一般的には、回転数は位置センサの微分値として得られるので、回転数微分値（「ｄωｇ／ｄｔ」、「ｄωｅ／ｄｔ」など）は直接計測されない。この場合、当該微分値は、遅れを伴う値やノイジーな値として得られる傾向にある。そのため、実装される制御においては、式（１）の「Ｔｇ」を決定する際に、当該微分値を用いずに、微分値を有する要素は回転数のＦ／Ｂ（フィードバック）項として処理されている。

従って、要求エンジンパワーが大きいときや、慣性が大きいものは、回転数変化に伴い、回転数Ｆ／Ｂ項が大きくなる。このＦ／Ｂ項には、アンダーシュート／オーバーシュートの要素が含まれるため、ＭＧ１トルクが振動的になり、その結果、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力が振動的になり、電池充放電量が振動的になる傾向にある。

このような振動的な電池充放電量が大きいとき、若しくは、低温などで許容される電池充放電量（電池許容充電量／電池許容放電量）が小さいときには、電池許容充電量／電池許容放電量を超える充放電が発生してしまい、電圧の許容上限値／許容下限値を超えてしまう場合がある。このような場合には、バッテリ６を含めた高圧系部品の損傷若しくは寿命低下を引き起こしてしまったり、電圧保護のために第２のモータジェネレータＭＧ２のトルクを調整し駆動力を変化させることで、トラクションコントロール（ＴＲＣ）の性能低下を引き起こしてしまったりする可能性がある。

より具体的に、図３を参照して説明する。図３は、横軸に時間を示し、上から順に、要求エンジンパワー、目標エンジン回転数、ＭＧ１トルク、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力（ＭＧ１出力）、電池電力を示している。図示のように、要求エンジンパワーの変化が大きいため、目標エンジン回転数の増加に伴って、第１のモータジェネレータＭＧ１におけるＦ／Ｂトルクが増加していることがわかる。そのため、ＭＧ１トルクが振動的に増加し、ＭＧ１出力が振動的に増加している。その結果、図３中の破線領域に示すように、電池電力が振動的に増加して許容放電量を超える現象が生じている、言い換えると過渡的に電力超過（過放電）が生じていることがわかる。

本実施形態では、このような過放電若しくは過充電を抑制するために、ＥＣＵ５０は、エンジン１／第１のモータジェネレータＭＧ１の慣性を考慮してエンジン動作点を決定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、要求エンジンパワーの変化に伴うモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の少なくともいずれか一方における電力入出力による電力値が、バッテリ６の入出力制限値以内になるように、要求エンジンパワーの変化量を制限する。例えば、ＥＣＵ５０は、要求エンジンパワー若しくは目標エンジン回転数をゆっくり変化させる制御を行う。これにより、エンジン出力変化をバッテリ６の入出力制限値以内に適切に制限することができ、バッテリ６の性能劣化などを抑制することが可能となる。

以下で、ＥＣＵ５０が行う制御の実施例について、具体的に説明する。

（第１実施例）
第１実施例では、ＥＣＵ５０は、電池許容充電量（Ｗｉｎ）が小さい場合において、要求エンジンパワーが減少する場合に、要求エンジンパワーをゆっくり小さくする制御を行う。つまり、ＥＣＵ５０は、回転慣性による発電量変化を考慮して、要求エンジンパワーをゆっくり小さくする制御を行う。具体的には、ＥＣＵ５０は、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力変化による電力値が電池許容充電量（Ｗｉｎ）以内になるように、要求エンジンパワーの変化率（レート）を制限する。

これにより、要求エンジンパワー変化が小さくなることで、エンジン回転数の下降変化率が小さくなり、ＭＧ１トルクのＦ／Ｂ成分を小さくすることができる。よって、第１のモータジェネレータＭＧ１の発電量の振動成分が除去でき、パワー収支性能を向上させることが可能となる。つまり、電池許容充電量についての保護性能を向上させることが可能となる。

図４は、第１実施例における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ５０は、電池許容充電量（Ｗｉｎ）が所定値以下か否かを判定する。この場合、ＥＣＵ５０は、バッテリ６の温度が考慮された電池許容充電量（Ｗｉｎ）を取得して当該判定を行う。電池許容充電量が所定値以下の場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進む。

これに対して、電池許容充電量が所定値以下でない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０４に進む。この場合には、ＥＣＵ５０は、通常の処理を行う（ステップＳ１０４）。具体的には、ＥＣＵ５０は、通常の変化率（予め定められた変化率）で要求エンジンパワーを変化させる制御などを行う。そして、処理は終了する。なお、以下では、電池許容充電量が所定値以下でない場合若しくは要求エンジンパワーが減少していない場合を、「通常時」と呼ぶことにする（第２実施例においても同様とする）。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ５０は、要求エンジンパワーが減少しているか否かを判定する。要求エンジンパワーが減少している場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進む。これに対して、要求エンジンパワーが減少していない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０４に進む。この場合には、ＥＣＵ５０は、上記と同様の通常の処理を行い（ステップＳ１０４）、処理は終了する。

ステップＳ１０３では、ＥＣＵ５０は、電池許容充電量（Ｗｉｎ）が所定値以下であり、要求エンジンパワーが減少しているため、要求エンジンパワーをゆっくり小さくする制御を行う。つまり、ＥＣＵ５０は、通常時に用いる変化率よりも絶対値において小さな変化率（レート）にて要求エンジンパワーを変化させる。この場合、ＥＣＵ５０は、エンジン１などに対して制御を行う。より具体的には、ＥＣＵ５０は、通常時と同様の方法にて、ドライバの要求に応じた走行パワーやＳＯＣに応じた充放電要求量などに基づいて要求エンジンパワーを求めて、通常時よりも長い時間をかけて要求エンジンパワーを変化させる。例えば、ＥＣＵ５０は、バッテリ６の温度に対して要求エンジンパワーの変化率が対応付けられたマップを参照し、バッテリ６の温度に対応する変化率を得て、当該変化率に基づいて要求エンジンパワーを変化させる。そして、処理は終了する。

（第２実施例）
次に、第２実施例について説明する。第２実施例では、要求エンジンパワーの代わりに目標エンジン回転数に対する制御を行う点で、第１実施例と異なる。具体的には、第２実施例では、ＥＣＵ５０は、電池許容充電量（Ｗｉｎ）が小さく、要求エンジンパワーが減少する場合において、目標エンジン回転数をゆっくり下降させる制御を行う。つまり、ＥＣＵ５０は、回転慣性による発電量変化を考慮して、目標エンジン回転数をゆっくり下降させる制御を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力変化による電力値が電池許容充電量（Ｗｉｎ）以内になるように、目標エンジン回転数の変化率を制限する。

これによっても、エンジン回転数の下降変化率が小さくなり、ＭＧ１トルクのＦ／Ｂ成分を小さくすることができる。よって、第１のモータジェネレータＭＧ１の発電量の振動成分が除去でき、パワー収支性能を向上させることが可能となる。つまり、電池許容充電量についての保護性能を向上させることが可能となる。

図５は、第２実施例における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０４の処理は、前述したステップＳ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０４の処理と同様であるため、その説明を省略する。

ステップＳ２０３では、ＥＣＵ５０は、電池許容充電量（Ｗｉｎ）が所定値以下であり、要求エンジンパワーが減少しているため、目標エンジン回転数をゆっくり下降させる制御を行う。つまり、ＥＣＵ５０は、通常時に用いる変化率よりも絶対値において小さな変化率（レート）にて目標エンジン回転数を変化させる。この場合、ＥＣＵ５０は、第１のモータジェネレータＭＧ１などに対して制御を行う。より具体的には、ＥＣＵ５０は、通常時と同様の方法にて、エンジン最適動作線から要求エンジンパワーに対応する目標エンジン回転数を求めて（但しエンジン最大／最小回転数を超えないようにする）、通常時よりも長い時間をかけて目標エンジン回転数を変化させる制御を行う。例えば、ＥＣＵ５０は、バッテリ６の温度に対して目標エンジン回転数の変化率が対応付けられたマップを参照し、バッテリ６の温度に対応する変化率を得て、当該変化率に基づいて目標エンジン回転数を変化させる。そして、処理は終了する。

（第３実施例）
次に、第３実施例について説明する。第３実施例における制御は、電池許容放電量（Ｗｏｕｔ）が小さく、且つ要求エンジンパワーが増加する場合に行われる点で、第１及び第２実施例における制御と異なる。具体的には、第３実施例では、ＥＣＵ５０は、電池許容放電量（Ｗｏｕｔ）が小さい場合において、要求エンジンパワーが増加する場合に、要求エンジンパワーをゆっくり大きくする制御を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力変化による電力値が電池許容放電量（Ｗｏｕｔ）以内になるように、要求エンジンパワーの変化率（レート）を制限する。

これにより、要求エンジンパワー変化が小さくなることで、エンジン回転数の上昇変化率が小さくなり、ＭＧ１トルクのＦ／Ｂ成分を小さくすることができる。よって、第１のモータジェネレータＭＧ１の発電量の振動成分が除去でき、パワー収支性能を向上させることが可能となる。つまり、電池許容放電量についての保護性能を向上させることが可能となる。

図６は、第３実施例における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ３０１では、ＥＣＵ５０は、電池許容放電量（Ｗｏｕｔ）が所定値以下か否かを判定する。この場合、ＥＣＵ５０は、バッテリ６の温度が考慮された電池許容放電量（Ｗｏｕｔ）を取得して当該判定を行う。電池許容放電量が所定値以下の場合（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０２に進む。

これに対して、電池許容放電量が所定値以下でない場合（ステップＳ３０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ３０４に進む。この場合には、ＥＣＵ５０は、通常の処理を行う（ステップＳ３０４）。具体的には、ＥＣＵ５０は、通常の変化率（予め定められた変化率）で要求エンジンパワーを変化させる制御などを行う。そして、処理は終了する。なお、以下では、電池許容放電量が所定値以下でない場合若しくは要求エンジンパワーが増加していない場合を、「通常時」と呼ぶことにする（第４実施例においても同様とする）。

ステップＳ３０２では、ＥＣＵ５０は、要求エンジンパワーが増加しているか否かを判定する。要求エンジンパワーが増加している場合（ステップＳ３０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０３に進む。これに対して、要求エンジンパワーが増加していない場合（ステップＳ３０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ３０４に進む。この場合には、ＥＣＵ５０は、上記と同様の通常の処理を行い（ステップＳ３０４）、処理は終了する。

ステップＳ３０３では、ＥＣＵ５０は、電池許容放電量（Ｗｏｕｔ）が所定値以下であり、要求エンジンパワーが増加しているため、要求エンジンパワーをゆっくり大きくする制御を行う。つまり、ＥＣＵ５０は、通常時に用いる変化率よりも絶対値において小さな変化率（レート）にて要求エンジンパワーを変化させる。この場合、ＥＣＵ５０は、エンジン１などに対して制御を行う。より具体的には、ＥＣＵ５０は、通常時と同様の方法にて、ドライバの要求に応じた走行パワーやＳＯＣに応じた放電要求量などに基づいて要求エンジンパワーを求めて、通常時よりも長い時間をかけて要求エンジンパワーを変化させる。例えば、ＥＣＵ５０は、バッテリ６の温度に対して要求エンジンパワーの変化率が対応付けられたマップを参照し、バッテリ６の温度に対応する変化率を得て、当該変化率に基づいて要求エンジンパワーを変化させる。そして、処理は終了する。

（第４実施例）
次に、第４実施例について説明する。第４実施例では、要求エンジンパワーの代わりに目標エンジン回転数に対する制御を行う点で、第３実施例と異なる。具体的には、第４実施例では、ＥＣＵ５０は、電池許容放電量（Ｗｏｕｔ）が小さく、要求エンジンパワーが増加する場合において、目標エンジン回転数をゆっくり上昇させる制御を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力変化による電力値が電池許容放電量（Ｗｏｕｔ）以内になるように、目標エンジン回転数の変化率を制限する。

これによっても、エンジン回転数の上昇変化率が小さくなり、ＭＧ１トルクのＦ／Ｂ成分を小さくすることができる。よって、第１のモータジェネレータＭＧ１の発電量の振動成分が除去でき、パワー収支性能を向上させることが可能となる。つまり、電池許容放電量についての保護性能を向上させることが可能となる。

図７は、第４実施例における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ４０１、Ｓ４０２、Ｓ４０４の処理は、前述したステップＳ３０１、Ｓ３０２、Ｓ３０４の処理と同様であるため、その説明を省略する。

ステップＳ４０３では、ＥＣＵ５０は、電池許容放電量（Ｗｏｕｔ）が所定値以下であり、要求エンジンパワーが増加しているため、目標エンジン回転数をゆっくり上昇させる制御を行う。つまり、ＥＣＵ５０は、通常時に用いる変化率よりも絶対値において小さな変化率（レート）にて目標エンジン回転数を変化させる。この場合、ＥＣＵ５０は、第１のモータジェネレータＭＧ１などに対して制御を行う。より具体的には、ＥＣＵ５０は、通常時と同様の方法にて、エンジン最適動作線から要求エンジンパワーに対応する目標エンジン回転数を求めて（但しエンジン最大／最小回転数を超えないようにする）、通常時よりも長い時間をかけて目標エンジン回転数を変化させる制御を行う。例えば、ＥＣＵ５０は、バッテリ６の温度に対して目標エンジン回転数の変化率が対応付けられたマップを参照し、バッテリ６の温度に対応する変化率を得て、当該変化率に基づいて目標エンジン回転数を変化させる。そして、処理は終了する。

（第５実施例）
次に、第５実施例について説明する。第５実施例では、電池許容充電量（Ｗｉｎ）や電池許容放電量（Ｗｏｕｔ）の代わりに、電圧における許容上限値に基づいて制御を行う点で、前述した第１乃至第４実施例と異なる。具体的には、第５実施例では、ＥＣＵ５０は、電圧が許容上限値に近い場合（つまり電圧が高い場合）において、要求エンジンパワーが減少する場合に、要求エンジンパワーをゆっくり小さくする制御を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力変化による電圧が許容上限値を超えないように、要求エンジンパワーの変化率（レート）を制限する。なお、電圧の許容上限値は、バッテリ６や、バッテリ６に並列に接続された高圧系部品（電動エアコンやＥＶ車におけるＤＣ−ＤＣコンバータなど）などに流れる電圧に基づいて設定される。

このような制御によっても、要求エンジンパワー変化が小さくなることで、エンジン回転数の下降変化率が小さくなり、ＭＧ１トルクのＦ／Ｂ成分を小さくすることができる。よって、第１のモータジェネレータＭＧ１の発電量の振動成分が除去でき、パワー収支性能を向上させることが可能となる。つまり、上限電圧保護性能を向上させることが可能となる。

なお、前述した実施例における電池許容充電量や電池許容放電量に基づいた制御は、間接的にパワー収支保護性能向上などを図った制御であると言えるのに対して、第５実施例（後述する第６実施例も含む）における電圧の許容上限値に基づいた制御は、直接的にパワー収支保護性能向上などを図った制御であると言える。

図８は、第５実施例における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ５０１では、ＥＣＵ５０は、電圧が許容上限値に近いか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、バッテリ６や高圧系部品などに流れる電圧と許容上限値との差分が、所定値以下であるか否かを判定する。電圧が許容上限値に近い場合（ステップＳ５０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５０２に進む。

これに対して、電圧が許容上限値に近くない場合（ステップＳ５０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ５０４に進む。この場合には、ＥＣＵ５０は、通常の処理を行う（ステップＳ５０４）。具体的には、ＥＣＵ５０は、通常の変化率（予め定められた変化率）で要求エンジンパワーを変化させる制御などを行う。そして、処理は終了する。なお、以下では、電圧が許容上限値に近くない場合若しくは要求エンジンパワーが減少していない場合を、「通常時」と呼ぶことにする（第６実施例においても同様とする）。

ステップＳ５０２では、ＥＣＵ５０は、要求エンジンパワーが減少しているか否かを判定する。要求エンジンパワーが減少している場合（ステップＳ５０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ５０３に進む。これに対して、要求エンジンパワーが減少していない場合（ステップＳ５０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ５０４に進む。この場合には、ＥＣＵ５０は、上記と同様の通常の処理を行い（ステップＳ５０４）、処理は終了する。

ステップＳ５０３では、ＥＣＵ５０は、電圧が許容上限値に近く、且つ、要求エンジンパワーが減少しているため、要求エンジンパワーをゆっくり小さくする制御を行う。つまり、ＥＣＵ５０は、通常時に用いる変化率よりも絶対値において小さな変化率（レート）にて要求エンジンパワーを変化させる。この場合、ＥＣＵ５０は、エンジン１などに対して制御を行う。より具体的には、ＥＣＵ５０は、通常時と同様の方法にて、ドライバの要求に応じた走行パワーやＳＯＣに応じた充放電要求量などに基づいて要求エンジンパワーを求めて、通常時よりも長い時間をかけて要求エンジンパワーを変化させる。例えば、ＥＣＵ５０は、バッテリ６の温度に対して要求エンジンパワーの変化率が対応付けられたマップを参照し、バッテリ６の温度に対応する変化率を得て、当該変化率に基づいて要求エンジンパワーを変化させる。そして、処理は終了する。

（第６実施例）
次に、第６実施例について説明する。第６実施例では、要求エンジンパワーの代わりに目標エンジン回転数に対する制御を行う点で、第５実施例と異なる。具体的には、第６実施例では、ＥＣＵ５０は、電圧が許容上限値に近く（つまり電圧が高い場合）、要求エンジンパワーが減少する場合において、目標エンジン回転数をゆっくり下降させる制御を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力変化による電圧が許容上限値を超えないように、目標エンジン回転数の変化率（レート）を制限する。

これによっても、エンジン回転数の下降変化率が小さくなり、ＭＧ１トルクのＦ／Ｂ成分を小さくすることができる。よって、第１のモータジェネレータＭＧ１の発電量の振動成分が除去でき、パワー収支性能を向上させることが可能となる。つまり、上限電圧保護性能を向上させることが可能となる。

図９は、第６実施例における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ６０１、Ｓ６０２、Ｓ６０４の処理は、前述したステップＳ５０１、Ｓ５０２、Ｓ５０４の処理と同様であるため、その説明を省略する。

ステップＳ６０３では、ＥＣＵ５０は、電圧が許容上限値に近く、且つ、要求エンジンパワーが減少しているため、目標エンジン回転数をゆっくり下降させる制御を行う。つまり、ＥＣＵ５０は、通常時に用いる変化率よりも絶対値において小さな変化率（レート）にて目標エンジン回転数を変化させる。この場合、ＥＣＵ５０は、第１のモータジェネレータＭＧ１などに対して制御を行う。より具体的には、ＥＣＵ５０は、通常時と同様の方法にて、エンジン最適動作線から要求エンジンパワーに対応する目標エンジン回転数を求めて（但しエンジン最大／最小回転数を超えないようにする）、通常時よりも長い時間をかけて目標エンジン回転数を変化させる制御を行う。例えば、ＥＣＵ５０は、バッテリ６の温度に対して目標エンジン回転数の変化率が対応付けられたマップを参照し、バッテリ６の温度に対応する変化率を得て、当該変化率に基づいて目標エンジン回転数を変化させる。そして、処理は終了する。

（第７実施例）
次に、第７実施例について説明する。第７実施例における制御は、電圧が許容下限値に近く、且つ要求エンジンパワーが増加する場合に行われる点で、第５及び第６実施例における制御と異なる。具体的には、第７実施例では、ＥＣＵ５０は、電圧が許容下限値に近い場合（つまり電圧が低い場合）において、要求エンジンパワーが増加する場合に、要求エンジンパワーをゆっくり大きくする制御を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力変化による電圧が許容下限値を超えないように、要求エンジンパワーの変化率（レート）を制限する。なお、電圧の許容下限値は、バッテリ６や、バッテリ６に並列に接続された高圧系部品（電動エアコンやＥＶ車におけるＤＣ−ＤＣコンバータなど）などに流れる電圧に基づいて設定される。

これにより、要求エンジンパワー変化が小さくなることで、エンジン回転数の上昇変化率が小さくなり、ＭＧ１トルクのＦ／Ｂ成分を小さくすることができる。よって、第１のモータジェネレータＭＧ１の発電量の振動成分が除去でき、パワー収支性能を向上させることが可能となる。つまり、下限電圧保護性能を向上させることが可能となる。

なお、前述した実施例における電池許容充電量や電池許容放電量に基づいた制御は、間接的にパワー収支保護性能向上などを図った制御であると言えるのに対して、第７実施例（後述する第８実施例も含む）における電圧の許容下限値に基づいた制御は、直接的にパワー収支保護性能向上などを図った制御であると言える。

図１０は、第７実施例における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ７０１では、ＥＣＵ５０は、電圧が許容下限値に近いか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ５０は、バッテリ６や高圧系部品などに流れる電圧と許容下限値との差分が、所定値以下であるか否かを判定する。電圧が許容下限値に近い場合（ステップＳ７０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ７０２に進む。

これに対して、電圧が許容下限値に近くない場合（ステップＳ７０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ７０４に進む。この場合には、ＥＣＵ５０は、通常の処理を行う（ステップＳ７０４）。具体的には、ＥＣＵ５０は、通常の変化率（予め定められた変化率）で要求エンジンパワーを変化させる制御などを行う。そして、処理は終了する。なお、以下では、電圧が許容下限値に近くない場合若しくは要求エンジンパワーが増加していない場合を、「通常時」と呼ぶことにする（第８実施例においても同様とする）。

ステップＳ７０２では、ＥＣＵ５０は、要求エンジンパワーが増加しているか否かを判定する。要求エンジンパワーが増加している場合（ステップＳ７０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ７０３に進む。これに対して、要求エンジンパワーが増加していない場合（ステップＳ７０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ７０４に進む。この場合には、ＥＣＵ５０は、上記と同様の通常の処理を行い（ステップＳ７０４）、処理は終了する。

ステップＳ７０３では、ＥＣＵ５０は、電圧が許容下限値に近く、且つ、要求エンジンパワーが増加しているため、要求エンジンパワーをゆっくり大きくする制御を行う。つまり、ＥＣＵ５０は、通常時に用いる変化率よりも絶対値において小さな変化率（レート）にて要求エンジンパワーを変化させる。この場合、ＥＣＵ５０は、エンジン１などに対して制御を行う。より具体的には、ＥＣＵ５０は、通常時と同様の方法にて、ドライバの要求に応じた走行パワーやＳＯＣに応じた充放電要求量などに基づいて要求エンジンパワーを求めて、通常時よりも長い時間をかけて要求エンジンパワーを変化させる。例えば、ＥＣＵ５０は、バッテリ６の温度に対して要求エンジンパワーの変化率が対応付けられたマップを参照し、バッテリ６の温度に対応する変化率を得て、当該変化率に基づいて要求エンジンパワーを変化させる。そして、処理は終了する。

（第８実施例）
次に、第８実施例について説明する。第８実施例では、要求エンジンパワーの代わりに目標エンジン回転数に対する制御を行う点で、第７実施例と異なる。具体的には、第８実施例では、ＥＣＵ５０は、電圧が許容下限値に近く（つまり電圧が低い場合）、要求エンジンパワーが増加する場合において、目標エンジン回転数をゆっくり上昇させる制御を行う。詳しくは、ＥＣＵ５０は、第１のモータジェネレータＭＧ１の出力変化による電圧が許容下限値を超えないように、目標エンジン回転数の変化率（レート）を制限する。

これによっても、エンジン回転数の上昇変化率が小さくなり、ＭＧ１トルクのＦ／Ｂ成分を小さくすることができる。よって、第１のモータジェネレータＭＧ１の発電量の振動成分が除去でき、パワー収支性能を向上させることが可能となる。つまり、下限電圧保護性能を向上させることが可能となる。

図１１は、第８実施例における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって所定の周期で繰り返し実行される。

ステップＳ８０１、Ｓ８０２、Ｓ８０４の処理は、前述したステップＳ７０１、Ｓ７０２、Ｓ７０４の処理と同様であるため、その説明を省略する。

ステップＳ８０３では、ＥＣＵ５０は、電圧が許容下限値に近く、且つ、要求エンジンパワーが増加しているため、目標エンジン回転数をゆっくり上昇させる制御を行う。つまり、ＥＣＵ５０は、通常時に用いる変化率よりも絶対値において小さな変化率（レート）にて目標エンジン回転数を変化させる。この場合、ＥＣＵ５０は、第１のモータジェネレータＭＧ１などに対して制御を行う。より具体的には、ＥＣＵ５０は、通常時と同様の方法にて、エンジン最適動作線から要求エンジンパワーに対応する目標エンジン回転数を求めて（但しエンジン最大／最小回転数を超えないようにする）、通常時よりも長い時間をかけて目標エンジン回転数を変化させる制御を行う。例えば、ＥＣＵ５０は、バッテリ６の温度に対して目標エンジン回転数の変化率が対応付けられたマップを参照し、バッテリ６の温度に対応する変化率を得て、当該変化率に基づいて目標エンジン回転数を変化させる。そして、処理は終了する。

（第９実施例）
次に、第９実施例について説明する。第９実施例における制御は、トラクションコントロール（以下、単に「ＴＲＣ」とも表記する。）によるトルクダウン要求時に行われる点で、前述した第１乃至第８実施例における制御と異なる。具体的には、第９実施例では、ＥＣＵ５０は、ＴＲＣによるトルクダウン要求時において、駆動トルク（駆動出力）に応じて要求エンジンパワーを減少させるが、エンジン回転数は変化させない。こうするのは、ＴＲＣ作動時には要求エンジンパワーの変化が大きくなる傾向にあるので、前述したような放電電力又は充電電力についての制御性の悪化が顕著に現れるものと考えられるからである。

より詳しくは、ＥＣＵ５０は、ＴＲＣによるトルクダウン要求時、要求エンジンパワーを低下させると共に、当該要求エンジンパワーの低下に伴うモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の少なくともいずれか一方における電力入出力による電力値が、バッテリ６の入出力制限値以内になるように、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の少なくともいずれか一方を制御して、エンジン回転数の変化を抑制する。

このような制御を行うことで、エンジン回転数変化を抑制することで、ＭＧ１トルクのＦ／Ｂ成分をほとんどなくすことができる。よって、第１のモータジェネレータＭＧ１の発電量の振動成分が除去でき、パワー収支性能（電圧保護性能）を向上させることが可能となる。また、慣性による駆動力変化も減少し、ＴＲＣ性能も向上させることができる。

図１２は、第９実施例における制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ９０１では、ＥＣＵ５０は、要求エンジンパワーが減少しているか否かを判定する。要求エンジンパワーが減少している場合（ステップＳ９０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９０２に進む。

これに対して、要求エンジンパワーが減少していない場合（ステップＳ９０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ９０４に進む。この場合には、ＥＣＵ５０は、通常の処理を行う（ステップＳ９０４）。そして、処理は終了する。なお、以下では、要求エンジンパワーが減少していない場合若しくはＴＲＣによるトルクダウン実施中でない場合を、「通常時」と呼ぶことにする。

ステップＳ９０２では、ＥＣＵ５０は、ＴＲＣによるトルクダウン実施中であるか否かを判定する。ＴＲＣによるトルクダウン実施中である場合（ステップＳ９０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ９０３に進む。これに対して、ＴＲＣによるトルクダウン実施中でない場合（ステップＳ９０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ９０４に進む。この場合には、ＥＣＵ５０は、通常の処理を行い（ステップＳ９０４）、処理は終了する。

ステップＳ９０３では、ＥＣＵ５０は、目標エンジン回転数を変化させない、つまり一定値に維持する。具体的には、ＥＣＵ５０は、要求エンジンパワーの低下に伴うモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の少なくともいずれか一方における電力入出力による電力値が、バッテリ６の入出力制限値以内になるように、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の少なくともいずれか一方を制御して、エンジン回転数の変化を抑制する。そして、処理は終了する。

（変形例）
上記では、第１乃至第９実施例における制御を別個に説明したが、第１乃至第９実施例における制御を適宜組み合わせて実行しても良い。

１ エンジン
２ 車軸
４ 動力分割機構
６ バッテリ（蓄電池）
５ａ、５ｂ インバータ
５０ ＥＣＵ
１００ ハイブリッド車両の制御装置
ＭＧ１ 第１のモータジェネレータ
ＭＧ２ 第２のモータジェネレータ

Claims (4)

1. 第１及び第２のモータジェネレータと、前記第１及び第２のモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電池と、エンジンと、を備えるハイブリッド車両に適用されるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記エンジンの要求駆動力の変化に伴う前記第１及び第２のモータジェネレータの少なくともいずれか一方における電力入出力による電力値が、前記蓄電池の入出力制限値以内になるように、前記エンジンの要求駆動力の変化量を制限する制御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。
2. 前記制御手段は、前記エンジンの要求駆動力の変化に伴う前記第１のモータジェネレータの出力変化による電力値が、前記蓄電池の入出力制限値以内になるように、エンジン出力の単位時間当たりの出力変化率を制限する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記制御手段は、
   トラクションコントロールによる前記エンジンの要求駆動力の低下指令時には、
   前記エンジンの要求駆動力を低下させると共に、
   当該要求駆動力の低下に伴う前記第１及び第２のモータジェネレータの少なくともいずれか一方における電力入出力による電力値が、前記蓄電池の入出力制限値以内になるように、前記第１及び第２のモータジェネレータの少なくともいずれか一方を制御して、エンジン回転数の変化を抑制する請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. リングギヤ、サンギヤ、及びキャリアを有する動力分割機構を備え、
   前記キャリアの回転軸は、前記エンジンに連結されていると共に、前記リングギヤ及び前記サンギヤに動力を伝達し、
   前記サンギヤの回転軸は、第１のモータジェネレータに連結されており、
   前記リングギヤの回転軸は、第２のモータジェネレータに連結されており、
   前記第２のモータジェネレータは、車軸に連結されている請求項１乃至３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。

Images