JP2011057025A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの過回転に起因する蓄電池への過回転を好適に抑制すると共に、エンジン回転数低下によるトルクショックをも防止できるハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【解決手段】
ハイブリッド車両の制御装置１００は、内燃機関２００、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２及びバッテリ５００を備え、力行及び回生可能なハイブリッド車両１０の制御装置であって、バッテリ５００の蓄電量に応じて、内燃機関２００の出力トルクを低下させるよう制御すると共に、該出力トルクの低下に伴う内燃機関２００の回転数の変動を補償するようにモータジェネレータＭＧ１の出力トルクを変更する制御手段１００を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関及びモータジェネレータの双方が駆動輪に連携され、該内燃機関の駆動により、モータジェネレータに接続される蓄電池の充電が可能に構成されたハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。

内燃機関に加えて、モータ及び発電機としての機能を併せ持つモータジェネレータなどの動力源を備えるハイブリッド車両が知られている。一般的なハイブリッド車両においては、内燃機関の駆動に代えてまたは加えて、モータジェネレータを駆動させることで走行すること（つまり、力行運転）が可能であると共に、内燃機関駆動による走行中に、該内燃機関の出力トルクの供給によりモータジェネレータによって蓄電池の充電を行うこと（つまり、回生運転）が可能となるよう構成される。

係るハイブリッド車両に搭載される蓄電池として、現在、リチウム電池の実用化が進められている。

しかしながら、係るリチウム電池においては、上限電圧を超過する過充電により、不可逆変化であるリチウムの析出が生じることがある。このようなリチウムの析出が生じる場合、蓄電池の容量低下や、発煙温度の低下などに繋がることから、リチウム電池使用上の技術的問題となっている。

このような過充電による蓄電池構成成分の析出は、例えばニッケル水素蓄電池（ＮｉＭＨ電池）においても生じることが知られているが、発生の状況が限られていることもあり、実用上問題とされてこなかった。一方、リチウム電池の場合、リチウムの析出による電池性能の劣化度合いが比較的大きいことから、比較的微小な過充電であっても、電池性能の劣化が進行し、実用上の技術的な問題となっている。このような過充電に起因する蓄電池構成成分の析出を回避するためには、過充電が生じると判断される場合に、蓄電池に対する充電のための動力供給を低下させることが考えられる。

係る過充電が生じる背景として、何らかの要因により駆動輪に伝達されるトルクの低下が生じる場合が考えられる。このとき、典型的には、内燃機関の出力トルクのうち、一部がモータジェネレータにおいて吸収されることで、駆動輪への伝達トルクが低下され、モータジェネレータにおいて吸収されるトルクは蓄電池充電のために用いられる。このとき、比較的大きいトルク低下が生じる場合、モータジェネレータに吸収されるトルクが増大し、過充電の要因となる。このため、過充電を回避するために、内燃機関の出力トルクの低下が必要とされる場合がある。

例えば、特許文献１には、車両のスリップ時など、比較的大きなトルクダウンが要求される場合に、内燃機関における点火時期の遅角化などを行うことで、出力トルクの低下を行う構成が開示されている。内燃機関における点火プラグの点火タイミングを遅らせる遅角処理は、比較的高速に内燃機関の出力トルクの制御が可能であり、係る蓄電池に対する過充電に起因する技術的な問題を回避するために有用である。

また、特許文献２には、車両減速に伴ってモータジェネレータの回転数が制御上限を超えて上昇する状態を回避するために、燃料カット等の出力トルクを低下させるエンジン制御を実行し、この際に、エンジンイナーシャの影響によりＭＧ１回転数が急低下する場合には、モータジェネレータ全体での電力収支の崩れを軽減する構成が開示されている。

特開２００３−１４８１９２号公報 特開２００８−２４７２７３号公報

しかしながら、内燃機関における点火時期を遅角させることにより、内燃機関の回転数が低下し、その後の再加速が困難になるなどの他の技術的問題が生じる虞がある。また、このとき、内燃機関の出力トルク不足により、駆動輪にトルクショックが生じる可能性もある。

本発明は、例えば上記した問題点に鑑みて為されたものであり、上述した蓄電池の過充電に起因する技術的問題を回避しつつ、内燃機関の安定した駆動及びトルクショックの発生を回避しうるハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、上記課題を解決するために、夫々が駆動輪に連携される内燃機関及びモータジェネレータ、並びに前記モータジェネレータを駆動させるとともに、前記内燃機関の駆動に伴い前記モータジェネレータによる充電が可能な蓄電池を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、前記蓄電池の蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、前記蓄電量に応じて、前記内燃機関の出力トルクを低下させるよう前記内燃機関を制御すると共に、前記内燃機関の出力トルクの低下に伴う前記内燃機関の回転数の変動を補償するように前記モータジェネレータの出力トルクを変更する制御手段とを備える。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、例えば、エンジンなどの内燃機関、モータジェネレータ及びモータジェネレータとの間で電力の授受を行う蓄電池を備えるハイブリッド車両に搭載されるハイブリッド車両制御用のＥＣＵなどであり、内燃機関及びモータジェネレータの夫々の駆動の態様を制御可能に構成されている。

一般的なハイブリッド車両においては、内燃機関の出力トルクとモータジェネレータの出力トルクとによって、車両の走行のためのトルク（つまり、駆動トルク）が出力される。内燃機関とモータジェネレータとは、例えば、必要な駆動トルク量などに応じて分配される要求トルクを出力するよう駆動の態様が制御される。

モータジェネレータは、駆動輪への出力トルクの出力を行うと共に、例えば、内燃機関の出力トルクの一部を受けて、蓄電池の充電が可能に構成されている。つまり、内燃機関の駆動による走行時に、車両の走行に必要な駆動トルクを越える分の内燃機関の出力トルクは、モータジェネレータ及び該モータジェネレータに併設されるインバータを介して、蓄電池の充電のために用いられることとなる。このような構成においては、蓄電池の蓄電量は、電圧センサなどの蓄電量検出手段によって適宜監視されており、上述したような過充電が生じないよう内燃機関の駆動の態様などが制御されている、
具体的には、蓄電池の蓄電量が比較的高く、内燃機関からモータジェネレータＭＧ１に伝達されるトルクによって、蓄電池に過充電が生じると判断される場合（例えば、蓄電池の蓄電量が所定の閾値を超過している場合）、制御手段は、内燃機関の出力トルクを低下するよう、内燃機関の駆動の態様を制御する。このため、蓄電池への充電に用いられる内燃機関の出力トルクが一時的に増大することによる蓄電池への過充電を好適に抑制することが出来る。尚、内燃機関の出力トルクの低下は、例えば、後述するように、内燃機関における点火時期を遅角化させることにより実施されても良く、また、その他何らかの手段により実施されても良い。

例えば、ハイブリッド車両の走行中に、ドライバの運転などに応じて、駆動輪における必要トルクが低下する場合、内燃機関の出力トルクのうち、蓄電池の充電に用いられる割合が一時的に増大する。この時、蓄電池の蓄電量が比較的高い場合（つまり、蓄電上限量の比較的高い割合である場合）、蓄電上限量を越えて充電が実施される過充電が生じてしまう可能性がある。係る過充電は、上述したように蓄電池の劣化を生じさせることがあり、蓄電池の使用上好ましくない。上述したように、本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、係る過充電の発生を好適に抑制することが可能となる。

更に、本発明のハイブリッド車両の制御装置によれば、係る内燃機関の出力トルクの低下に伴って、内燃機関の回転数が低下する場合、該回転数の低下を補償するようにモータジェネレータの出力トルクが変更される。例えば、内燃機関の出力トルクの低下によって内燃機関の回転数が低下しないよう、モータジェネレータが蓄電池に充電される電力によって駆動する力行を開始して、出力トルクが一時的に増加するよう駆動の態様が変更される。このため、内燃機関の回転数低下による、トルクショックの発生を好適に抑制することが出来り、また、内燃機関の回転数が低下しないため、駆動トルクが再増加する場合の内燃機関の再加速性をも維持することが出来る。

本発明のハイブリッド車両の制御装置の一の態様は、前記制御手段は、前記内燃機関の出力トルクの低下量に応じて、前記モータジェネレータの出力トルクをフィードフォワード的に変更する。

この態様によれば上述した内燃機関の出力トルクの低下に伴う、モータジェネレータの出力トルクの変更制御がフィードフォワード的に実施される。例えば、内燃機関の出力トルクの低下が生じる場合に、該出力トルクの低下に起因する内燃機関の回転数の低下及び該内燃機関の回転数の低下を補償するためのモータジェネレータの必要出力トルクに関するマップを参照することで上述したモータジェネレータの出力トルクの変更制御が実施されて良い。

尚、一般的に、モータジェネレータの出力トルクは、その他のなんらかの制御によるフィードフォワード制御を受けて決定されている。その場合、この態様に係るモータジェネレータの出力トルクの変更分は、そのようなフィードフォワード制御により決定される成分（言い換えれば、フィードフォワード項）に追加される形で適用されても良い。

このように構成すれば、モータジェネレータの出力トルクをより安定的に制御可能となり、より好適に蓄電池への過充電や、内燃機関における回転数の過低下を抑制することが出来る。また、内燃機関の慣性トルクが駆動輪に伝達されることに起因するトルクショックの防止とともに、フィードバック的に制御されるモータジェネレータの出力トルクの成分（例えば、従来のモータジェネレータの回転数偏差に基づくトルクの変動分などのフィードバック項）の安定化を図ることも可能となる。

本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様は、前記制御手段は、前記内燃機関における点火時期の遅角化を行うことによって、前記内燃機関の出力トルクを低下させる。

この態様によれば、内燃機関における燃料点火時期の遅角化により、上述した内燃機関の出力トルクの低下が実現される。

このように構成すれば、比較的容易且つ高速に、出力トルクの低減制御が実施可能となり、蓄電池の過充電を抑制することが出来る。

本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の態様は、前記制御手段は、前記内燃機関における点火時期の遅角化が行えない場合、前記内燃機関におけるスロットル開度を低下させることによって、前記内燃機関の出力トルクを低下させるとともに、前記モータジェネレータの前記出力トルクの変更を停止する。

この態様によれば、何らかの理由により上述した内燃機関における点火時期の遅角化が実施できない場合、制御手段は、上述したモータジェネレータの出力トルクの変動制御を停止し、内燃機関のスロットル開度を低減させ、その状態に維持させる。

このため、内燃機関の遅角化が実施出来ない場合であっても、内燃機関のスロットル開度が制限されることで、上述した内燃機関の出力トルクの低下が実現される。このとき、典型的にはモータジェネレータの出力トルクを増大させるためのモータジェネレータの出力トルクの変更制御を停止することで、内燃機関の回転数が過増大することを抑制している。

内燃機関における点火時期の遅角化が可能であるか否かは、例えば、内燃機関のエンジンクランクの回転変動量に基づき決定されても良い。具体的には、内燃機関のエンジンクランクの回転変動量が予め設定される閾値を越える場合に、制御手段は、内燃機関における点火時期の遅角化が実施できないと判断する。

このように構成すれば、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、何らかの要因によって内燃機関における点火時期の遅角化が実施出来ない場合であっても、内燃機関の過回転を抑制することが出来るフェールセーフとしての機能を有することが可能となる。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

ハイブリッド車両の基本的な構成を概略的に示す模式図である。 本発明のハイブリッド車両の制御装置の動作を示す概念図である。 従来型のハイブリッド車両における各部のトルク及び充電量の関係を示すグラフである。 本発明のハイブリッド車両の制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明のハイブリッド車両の制御装置の動作に係る各部のトルク及び充電量の関係を示すグラフである。 本発明のハイブリッド車両の制御装置の他の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明のハイブリッド車両の制御装置の動作に係る各部のトルク及び充電量の関係を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。

（１）ハイブリッド車両の基本構成
始めに、図１を参照して、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について一部その動作を交えて説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。

図１において、ハイブリッド車両１０は、ＥＣＵ１００、エンジン２００、モータジェネレータＭＧ１、モータジェネレータＭＧ２、動力分配機構３００、インバータ４００、バッテリ５００、伝達機構６００及び車輪ＦＬ、ＦＲを備える。

ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、並びにＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の不図示のメモリを備え、ハイブリッド車両１０の動作全体を制御することが可能であるように構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一具体例である。本実施形態においては、特に、ハイブリッド車両１０の運転状態に基づき、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の要求トルク出力を算出して、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２の駆動を制御可能に構成されている。また、ハイブリッド車両１０が備える各部に対しセンサ類を介して接続されており、例えば、エンジン２００の回転数や、バッテリ５００の蓄電状況などの諸情報を検出可能に構成されている。

エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一具体例であり、典型的にはガソリンなどを燃料として駆動する原動機であって、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能する。エンジン２００の概略について説明すると、エンジン２００は、夫々不図示のシリンダブロックに複数の気筒が配置された構成を有している。そして、各気筒内における圧縮工程において、当該圧縮工程または吸気工程に気筒内に直接噴射される燃料と吸入空気との混合気が圧縮され、自発的に又はスパークプラグ等の点火動作によって着火した際に生じる力が、夫々不図示のピストン及びコネクティングロッドを介してクランクシャフトの回転運動に変換される構成となっている。このクランクシャフトの回転は、動力分配機構３００及び伝達機構６００を介して車輪ＦＬ、ＦＲに伝達され、ハイブリッド車両１０の走行が可能となる。

また、エンジン２００において、吸入空気が通過する吸気管には、吸入空気の流量を調節するためのスロットルバルブが設けられ、また、気筒には、燃料の噴射を行うインジェクタが設けられる。このようなスロットルバルブの開閉状態に応じて気筒内に供給される吸入空気量、または該インジェクタを介して気筒内の燃焼室に噴射される燃料量によって、エンジン２００における出力トルクが一義的に決定される。該スロットルバルブは、併設されるモータなどによって駆動されることでその開閉状態が調節されるよう構成されており、該モータは、電気的に接続されるＥＣＵ１００によって、その駆動状態を制御可能であるように構成されている。同じく、該インジェクタによる燃料噴射の態様も、電気的に接続されるＥＣＵ１００によって、その駆動状態を制御可能であるように構成されている。従って、エンジン２００の始動、停止及び駆動の態様は、ＥＣＵ１００によって制御され得る構成である。

また、エンジン２００において、シリンダブロックに設置されたウォータージャケットには、エンジン２００を冷却するための冷却水の温度を検出するための不図示の温度センサが配設され、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された冷却水温は、常にＥＣＵ１００に送信され、ＥＣＵ１００によって把握される構成となっている。また、エンジン２００においては、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ、または空燃比を検出する空燃比センサなどの各種センサが、夫々併設され、且つ夫々がＥＣＵ１００と電気的に接続され、該検出データを常にＥＣＵ１００に送信するよう構成されていても良い。尚、エンジン２００の構成は、本実施形態において特に記述する部分以外は、他の公知の形式のエンジンであっても良い。

モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「モータジェネレータ」の一例であり、バッテリ５００を充電するためのまたは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、更にはエンジン２００の駆動力をアシストする電動機として機能するように構成されている。

モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「モータジェネレータ」の一例であり、エンジン２００の動力をアシストする電動機として、またはバッテリ５００を充電するための発電機として機能するように構成されている。

尚、これら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。但し、他の形式のモータジェネレータであっても構わない。

動力分配機構３００は、夫々不図示のサンギア、プラネタリキャリア、ピニオンギア、及びリングギアを備えた遊星歯車機構である。これら各ギアのうち、内周にあるサンギアの回転軸はモータジェネレータＭＧ１に連結されており、外周にあるリングギアの回転軸は、モータジェネレータＭＧ２に連結されている。サンギアとリングギアの中間にあるプラネタリキャリアの回転軸はエンジン２００に連結されており、エンジン２００の回転は、このプラネタリキャリアと更にピニオンギアとによって、サンギア及びリングギアに伝達され、エンジン２００の出力トルクが２系統に分割されるように構成されている。ハイブリッド車両１０において、リングギアの回転軸は、ハイブリッド車両１０における伝達機構６００に連結されており、この伝達機構６００を介して車輪ＦＬ、ＦＲにトルクが伝達される。

尚、ドライバの運転などにより、車輪ＦＬ、ＦＲにおける必要トルク（つまり、ハイブリッド車両１０の走行のための必要トルク）が一時的に低下する場合、エンジン２００が駆動中であれば、エンジン２００の出力トルクと車輪ＦＬ、ＦＲに伝達されるトルクとの差分は、動力分配機構３００により、モータジェネレータＭＧ１へと伝達される。このとき、モータジェネレータＭＧ１に伝達されるエンジン２００の出力トルクは一時的に増大し、後述するように該出力トルクによりバッテリ５００の充電量が一時的に増大することがある。このように、一時的にモータジェネレータＭＧ１へ伝達されるトルクが増大することにより、後述するようなバッテリ５００の過充電が生じることが多い。

インバータ４００は、バッテリ５００から取り出した直流電力を交流電力に変換してモータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２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５００に供給することが可能に構成されている。尚、インバータ４００は、所謂ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）の一部として構成されていてもよい。

バッテリ５００は、モータジェネレータＭＧ１、ＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能することが可能に構成された充電可能な蓄電池である。

伝達機構６００は、エンジン２００及びモータジェネレータＭＧ２から出力されたトルクを車輪ＦＬ、ＦＲに伝達するための伝達軸である。

車輪ＦＬ、ＦＲは、伝達機構６００を介して伝達されるトルクを路面に伝達する手段であり、図１においては左右一輪ずつが示されるが、実際には、前後左右に一輪ずつ備わり、ハイブリッド車両１０全体で計４個備わっている。

本実施形態のＥＣＵ１００によれば、エンジン２００からモータジェネレータＭＧ１へ伝達されるトルクにより、バッテリ５００において過充電が生じると判断される場合、エンジン２００の出力トルクを一時的に低下させるようエンジン２００における点火時期が遅角化される。このとき、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１の出力トルクが一時的に増加するよう駆動の態様を制御することで、エンジン２００の点火時期の遅角化に起因する回転数の低下を補償する。

尚、係るエンジン２００における点火時期の遅角化による出力トルクの低減量とは、ＥＣＵ１００の制御のもと、バッテリ５００の蓄電量及びエンジン２００の回転数に基づき決定される。特に、バッテリ５００の蓄電量が比較的高い場合、エンジン２００から伝達されるトルクが一時的に増加することによりバッテリ５００の過充電が生じる可能性があるため、係る過充電の発生の判断は、バッテリ５００の蓄電量を随時検出することで実施される。尚、ＥＣＵ１００の制御によるエンジン２００の出力トルクの低下量は、該過充電によりバッテリ５００の蓄電上限量を超過して充電される超過電力をエンジン２００の回転数で除算することで算出される。他方で、バッテリ５００の蓄電量が比較的小さい場合は、エンジン２００から伝達されるトルクによってもバッテリ５００において過充電が生じないため、上述したエンジン２００における点火時期の遅角化は実施されない。

（２）基本動作例
続いて、図２から図５を参照して、本実施形態に係るＥＣＵ１００が行う制御動作について説明する。ここに、図２は、ＥＣＵ１００によって制御されるモータジェネレータＭＧ１の出力トルク（以下、ＭＧ１トルクと記載する）の制御の流れを示す概念図である。

図２に示されるように、本実施形態に係るＭＧ１トルクは、フィードフォワード制御により決定される成分であるフィードフォワードトルクと、フィードバック制御により決定される成分であるフィードバックトルクを含んで成る。このうち、フィードバックトルクの付加は、ＥＣＵなどにより従来実施される制御であり、ここではフィードフォワードトルクの付加の態様について説明する。

図２に示されるように、フィードフォワードトルクは、ＥＣＵ１００の制御のもと決定される本来出力されるべきトルクであるベーストルク、及びエンジン２００における点火時期の遅角化による出力トルクの低減量を含んで構成される。つまり、エンジン２００の出力トルクの低下分を補償するように、ＭＧ１トルクが増加する。

尚、係るＭＧ１トルクの増加量は、エンジン２００における点火時期の遅角化による出力トルクの低減量を補償するよう決定されるものであり、典型的には、上述したようにバッテリ５００の蓄電量及びエンジン２００の回転数に基づき決定される。

このようなモータジェネレータＭＧ１の駆動トルクにフィードフォワードトルクを付加する場合のトルク変動の態様について、図３から図５を参照して説明する。図３及び図５は、バッテリ５００において過充電が生じると判断される場合の、エンジン２００やＭＧ１トルクの変化の態様を概略的に示すグラフであり、特に図３は従来型の（つまりは、本実施形態によらない）ＥＣＵの制御による出力トルクの変化の態様を、図５は、本実施形態に係るＥＣＵ１００の制御によるによる出力トルクの変化の態様を夫々示している。また、図４は、ＥＣＵ１００による係る制御の流れを示すフローチャトである。

図３のグラフは、上から順位に、車輪ＦＬ、ＦＲ回転数（ひいては、モータジェネレータＭＧ２回転数）、エンジン２００の出力トルク（以下、エンジントルクと記載する）、ＭＧ１トルク、エンジン２００の回転数（以下、エンジン回転数と記載する）、駆動トルク、バッテリ５００の充電量を示している。

図３に示される従来型の制御においては、バッテリ５００において過充電が生じると判断される場合（Ａ）、エンジン２００における点火時期の遅角化などにより、エンジントルクを一時的に低下させている。

また、エンジン２００の点火時期の遅角化により、エンジントルクが低下している間、エンジン回転数が低下していく。エンジン２００の点火時期の遅角化処理終了後には、エンジン回転数が遅角化処理前よりも低下しているため、ハイブリッド車両１０の加速を行うために、再度エンジン回転数を上昇させる必要があるため、車両の再加速性が悪化してしまう。

また、エンジン２００の慣性トルクが車輪ＦＬ、ＦＲに出力されることから、一時的に駆動トルクが増大し、トルクショックが生じる可能性がある。

続いて、本実施形態のＥＣＵ１００による制御の流れと、該制御による各部のトルクなどの推移について、図４及び図５を参照して説明する。

図４に示されるように、ハイブリッド車両の走行中（ステップＳ１０１）、ＥＣＵ１００は、バッテリ５００において過充電が発生するか否かの判定を行っている（ステップＳ１０２）。係る過充電が発生するか否かの判定は、例えば、バッテリ５００の蓄電量を監視することで実施され、蓄電量が所定の閾値を越える場合などにおいて、過充電が発生すると判定する（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）。

尚、上述したように、ハイブリッド車両１０の減速時など、走行のために必要な出力トルクが一時的に低下する場合、一時的にモータジェネレータＭＧ１を介してバッテリ５００への充電量が増加するため、バッテリ５００の蓄電量を監視することのみでは、過充電の発生を適切に判定（言い換えれば、予測）することが出来ない可能性がある。このため、例えば、車速の減速時など、一時的にバッテリ５００への充電量が増加する場合には、係る減速に伴う走行のために必要な出力トルクの低下量（すなわち、モータジェネレータＭＧ１への出力トルクの増加量）がモータジェネレータＭＧ１における吸収限界トルク（つまり、バッテリ５００において過充電が生じないモータジェネレータＭＧ１における回生トルクの上限）を超過するか否かをに基づいて、過充電の発生を判定しても良い。また、その他何らかの手段により、バッテリ５００における過充電が生じるか否かが判定されても良い。

モータジェネレータＭＧ１に入力されるエンジントルクによって、バッテリ５００に過充電が生じる場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、エンジン２００における点火時期の遅角化を実施する。同時にまたは相前後して、ＥＣＵ１００は、該遅角化によるエンジントルクの低下分を補償するようにＭＧ１トルクのフィードフォワード制御を実施する。具体的には、該エンジントルクの低下分と同等の分をモータジェネレータＭＧ１における回生トルクから減算する。このとき、モータジェネレータＭＧ１における回生トルク（つまり、図２のベーストルク）をエンジントルクの低下による減算分が上回っている場合、モータジェネレータＭＧ１は、回生から力行へと駆動の態様を切り替える。

ここで、図５を参照して、このようなエンジン２００の点火時期の遅角化及びモータジェネレータＭＧ１のフィードフォワード制御に係る各部のトルク及びバッテリ５００の充電量の変化の態様について説明する。

図５のグラフは、上から順位に、車輪回転数、エンジントルク、ＭＧ１トルク、エンジン回転数、駆動トルク、バッテリ充電量を示している。図５の各グラフは、実線部が本実施形態のエンジン２００の点火時期の遅角化及びモータジェネレータＭＧ１のフィードフォワード制御を実施した場合の値の推移を示し、点線部が係るフィードフォワード制御を実施していない場合（つまり、図３に示される従来型の遅角化制御）の値の推移を示している。

まず、図５に示されるように、過充電が発生されると判定される場合（Ａ）、エンジン２００における点火時期の遅角化が実施され、エンジントルクが一時的に低下する。本実施形態のＥＣＵ１００によれば、このとき、係るエンジントルクの低下分がＭＧ１トルクのフィードフォワード項として追加される。このため、エンジントルクの入力を受け、バッテリ５００を充電する回生状態にあったモータジェネレータＭＧ１が、バッテリ５００からの電力によって該エンジントルクの低下分を出力するように駆動を開始する（言い換えれば、力行する）。

このようにモータジェネレータＭＧ１が駆動を開始するため、エンジントルクがモータジェネレータＭＧ１における回生に用いられなくなり、エンジン回転数の低下が抑制される。また、ＭＧ１トルクにおける回生トルクが減少するため、より好適にバッテリ５００における過充電を回避可能となる。

更に、エンジン回転数が低下しないため、慣性トルクによる車輪ＦＬ、ＦＲへのトルク出力の影響がなくなり、出力トルクが一定に維持される。これに伴って、車輪ＦＬ、ＦＲの回転数の増加が抑制され、トルクショックを好適に回避出来る。このため、車輪ＦＬ、ＦＲにおけるトルクの急変を抑制しつつ、過充電を回避することが出来る。

（３）エンジン２００の点火時期の遅角化が行えない場合
上述したように、本実施形態のＥＣＵ１００は、バッテリ５００において過充電が生じると判定される場合（図４のステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、エンジン２００の点火時期を遅角化することによってエンジントルクを一時的に低下させ、過充電の発生を回避している。しかしながら、エンジンクランクの位置関係によっては、係る遅角化が実施出来ない可能性がある。このような場合、エンジントルクの高速な低下を実施することが出来ず、過充電を回避出来ない可能性がある。そこで、本実施形態のＥＣＵ１００に係る、エンジン２００の点火時期の遅角化が実施出来ない場合のフェールセーフ制御について、図６及び図７を参照して以下に説明する。

ここに、図６は、ＥＣＵ１００によるエンジン２００の点火時期の遅角化及びモータジェネレータＭＧ１のフィードフォワード制御の流れを示すフローチャート（図４）に、更に遅角化が実施出来ない場合のフェールセーフ制御の流れを追加したフローチャートである。また、図７は、係るフェールセーフ制御を実施する際の各部のトルクなどの変化の態様を示すグラフである。尚、図６において、図４と同様の処理を実施するステップについては、同一の番号を付して説明を省略している。

ＥＣＵ１００のフェールセーフ制御においては、バッテリ５００において過充電が生じると判定される場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、エンジンの点火時期の遅角化が実施可能であるか否かの判定が実施される（ステップＳ１０４）。ＥＣＵ１００は、例えばエンジン２００のエンジンクランクに備えられる位置センサなどにより、エンジンクランクの回転変動量Δｎｅを適宜監視し、該回転変動量Δｎｅが所定の閾値を越えている場合などに、遅角化が実施出来ないと判定する。

エンジン２００における点火時期の遅角化が実施出来ない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、モータジェネレータＭＧ１における出力トルクのフィードフォワード制御が実施されている場合、該制御を停止し、同時にまたは相前後して、エンジン２００のスロットルバルブ開度（以下、スロットル開度と記載する）を比較的低い所定の開度に制限する（典型的には、所定の開度まで低下させ、該開度に維持する）（ステップＳ１０５）。

ここで、図７を参照して、このようなフェールセーフ制御に係る各部のトルク及びバッテリ５００の充電量の変化の態様について説明する。図７のグラフは、上から順位に、車輪回転数、エンジントルク、ＭＧ１トルク、エンジン回転数、スロットル開度、駆動トルク、バッテリ充電量を示している。図７の各グラフにおいて、実線部が本実施形態のフェールセーフ制御を実施した場合の値の推移を示し、点線部が図５に示されるエンジン２００の点火時期の遅角化及びモータジェネレータＭＧ１のフィードフォワード制御が実施される場合の（つまり、図５に示される本実施形態に係る制御による）値の推移を示している。

図７に示されるように、過充電が発生されると判定される場合（Ａ）、バッテリ５００において生じる過充電による超過電力に応じて、ＭＧ１トルクがフィートフォワード制御される。このため、図５と同様に、力行によりＭＧ１トルクが増加する。

このとき、遅角化が実施されないため、エンジントルクは一定のままとなり、モータジェネレータＭＧ１の力行によるトルク供給を受け、エンジン回転数及び車輪ＦＬ、ＦＲへの出力トルクが増加する。

続いて、エンジン２００の点火時期の遅角化が実施出来ないと判定されると（Ｃ）、ＥＣＵ１００は、ＭＧ１トルクのフィートフォワード制御を停止し、スロットル開度を所定の開度まで徐々に低下するよう制御する。このため、モータジェネレータＭＧ１は力行から回生に切り替わり、トルクの出力を停止する。これに伴い、エンジン回転数及び車輪ＦＬ、ＦＲへの出力トルクが低下し始める。また、エンジントルクも該スロットル開度の低下に伴って、徐々に低下する。また、モータジェネレータＭＧ１における回生のため、バッテリ５００の充電が実施されるが、時間と共にエンジントルクが低減することから、該回生のためのＭＧ１トルク（つまり、回生トルク）及びバッテリ５００への充電量も徐々に低下するため、過充電が生じ難い。

このようにエンジン２００のスロットル開度を低く制限することで、点火時期の遅角化によるエンジントルクの低下が行えない場合であっても、好適にバッテリ５００における過充電を好適に回避することが出来、またエンジン回転数の低下による再加速性の悪化という事態も回避可能となる。

尚、上述したフェールセーフ制御に係る、エンジン２００の点火時期の遅角化が実施出来るか否かの判定時間（言い換えれば、遅角化が実施出来ないと判定するまでのエンジンクランクの回転変動量Δｎｅの監視時間）は、エンジン２００のスロットルバルブの反応速度などに基づき設定されて良い。該判定時間が長くなるにつれて（つまり、図７のＡとＣとの間が長くなるにつれて）、エンジン回転数及び車輪ＦＬ、ＦＲへの出力トルクが増加していくため、上述したトルクショックが生じる可能性が生じる。このため、係るトルクショックが生じないようにスロットル開度が制御されることが好ましい。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨または思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１０…ハイブリッド車両、
１００…ＥＣＵ、
２００…エンジン、
３００…動力分配機構、
４００…インバータ、
５００…バッテリ、
ＭＧ１、ＭＧ２…モータジェネレータ。

Claims (4)

1. 夫々が駆動輪に連携される内燃機関及びモータジェネレータ、並びに前記モータジェネレータを駆動させるとともに、前記内燃機関の駆動に伴い前記モータジェネレータによる充電が可能な蓄電池を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
   前記蓄電池の蓄電量を検出する蓄電量検出手段と、
   前記蓄電量に応じて、前記内燃機関の出力トルクを低下させるよう前記内燃機関を制御すると共に、前記内燃機関の出力トルクの低下に伴う前記内燃機関の回転数の変動を補償するように前記モータジェネレータの出力トルクを変更する制御手段と
   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、前記内燃機関の出力トルクの低下量に応じて、前記モータジェネレータの出力トルクをフィードフォワード的に変更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。
3. 前記制御手段は、前記内燃機関における点火時期の遅角化を行うことによって、前記内燃機関の出力トルクを低下させることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記制御手段は、前記内燃機関における点火時期の遅角化が行えない場合、前記内燃機関におけるスロットル開度を低下させることによって、前記内燃機関の出力トルクを低下させるとともに、前記モータジェネレータの前記出力トルクの変更を停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車両の制御装置。

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