JP2013006443A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回生制動力を増大させる回生制動レンジが選択されており、エンジン回転数が高止まりしているときにアクセル操作がなされたとしてもエンジン回転数を速やかに上昇させることのできるハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００はアクセル操作量に基づいて算出されるエンジンパワー指令値に応じてエンジン１１０を制御する一方、アクセル操作がなされていないときには第２のモータジェネレータ１５０によって回生制動を行うとともに、第１のモータジェネレータ１２０によりエンジン１１０を駆動する。パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００はアクセル操作がなされたときに選択されているシフトレンジがＢレンジである場合にはＤレンジが選択されている場合よりもエンジンパワー指令値の上昇速度の上限値を大きくする。
【選択図】図１

Description

この発明はハイブリッド車両の制御装置に関する。

エンジンと、第１のモータジェネレータと、第２のモータジェネレータとを備えるハイブリッドシステムを搭載したハイブリッド車両が知られている。こうしたハイブリッド車両として、特許文献１に記載されているように、通常の走行レンジである「Ｄレンジ」に加え、「Ｄレンジ」と比較して回生制動力が大きくなる「Ｂレンジ」を備え、「Ｂレンジ」が選択されているときに第２のモータジェネレータによる回生制動力を増大させるようにするものも知られている。

こうした回生制動力を増大させる回生制動レンジを備えるハイブリッド車両にあっては、回生制動レンジが選択されている間は第２のモータジェネレータにおける発電量が増大することになる。そのため、こうした回生制動レンジを備えるハイブリッド車両にあっては、発電量の増大にあわせて第１のモータジェネレータの駆動量を増大させ、バッテリにおける電力の収支を調整するようにしている。

なお、回生制動中に第１のモータジェネレータを駆動すると、第１のモータジェネレータの駆動力によってエンジンの出力軸が回転させられることになるため、回生制動レンジが選択されて回生制動が行われているときには、通常の走行レンジが選択されて回生制動が行われているときよりもエンジン回転数が高められることになる。そのため、ハイブリッド車両ではない通常の車両、すなわちエンジンのみによって駆動される車両におけるエンジンブレーキと同様に、制動力の増大とともにエンジン回転数が高められるようになり、通常の車両におけるエンジンブレーキと同様の運転感覚が演出されることになる。

ところで、上記のようなハイブリッド車両にあっては、アクセル操作量などに基づいて算出されるエンジンパワー指令値に基づいて目標エンジン回転数などが設定されるが、エンジンパワー指令値の上昇速度に上限値を設けるようにしているものもある。

特開２００６‐２１６２２号公報

回生制動レンジが選択されているときには上述したように通常の走行レンジが選択されている場合よりもエンジン回転数が高められている。そのため、上記のように上限値を設けている場合、アクセル操作がなされて回生制動の状態から力行運転に移行する際にエンジンパワー指令値が上限値によって制限された上昇速度で上昇し始めたときには、エンジンパワー指令値に基づいて算出される目標エンジン回転数が実際のエンジン回転数よりも低くなることがある。

この場合、エンジン回転数がエンジンパワー指令値に基づいて算出される目標エンジン回転数まで一旦減少してから目標エンジン回転数とともに上昇し始めるようになるため、アクセル操作をしているにも拘わらずエンジン回転数がなかなか上昇せず、運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。

この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は回生制動力を増大させる回生制動レンジが選択されており、エンジン回転数が高止まりしているときにアクセル操作がなされたとしてもエンジン回転数を速やかに上昇させることのできるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、エンジンと、第１のモータジェネレータと、第２のモータジェネレータと、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータとの間で電力の授受を行うバッテリとを備え、アクセル操作がなされているときには、アクセル操作量に基づいて算出されるエンジンパワー指令値に応じて目標エンジン回転数を算出し、実際のエンジン回転数を算出された目標エンジン回転数に一致させるように前記エンジンを制御する一方、アクセル操作がなされていないときには前記第２のモータジェネレータによって回生制動を行うとともに、前記第１のモータジェネレータの駆動力により前記エンジンの出力軸を駆動することによって前記バッテリにおける電力収支を調整するハイブリッド車両の制御装置において、アクセル操作がなされたときに選択されているシフトレンジが通常の走行レンジよりも回生制動力が大きくなる回生制動レンジである場合には、前記通常の走行レンジが選択されている場合よりもエンジンパワー指令値の上昇速度の上限値を大きくすることをその要旨とする。

上記構成によれば、第１のモータジェネレータからの駆動力によりエンジン回転数が高められ、エンジン回転数が高止まりしやすい回生制動レンジが選択されている場合には、通常の走行レンジが選択されている場合よりもエンジンパワー指令値の上昇速度の上限値が大きくされる。そのため、回生制動レンジが選択されている場合にはアクセル操作がなされたときにより速やかにエンジンパワー指令値が上昇するようになり、エンジンパワー指令値に応じて算出される目標エンジン回転数も速やかに上昇するようになる。

したがって、通常の走行レンジよりも回生制動力を増大させる回生制動レンジが選択されており、エンジン回転数が高止まりしているときにアクセル操作がなされたとしてもエンジン回転数を速やかに上昇させることができるようになる。

なお、通常の走行レンジにおけるエンジンパワー指令値の上昇速度の上限値を回生制動レンジにおける上限値と同様の水準の高い値に設定し、常に上限値を高くするようにした場合にもエンジン回転数を速やかに上昇させることができるようになる。

しかし、常に高い上限値を設定するようにした場合には、回生制動中のエンジン回転数が比較的低い値に保持される通常の走行レンジが選択されている場合にも上限値が高い値に設定されることになる。その結果、アクセル操作がなされて回生制動の状態から力行運転に移行したときに、実際のエンジン回転数は低いにも拘わらず、エンジンパワー指令値の急激な上昇に伴って目標エンジン回転数が急激に上昇し、実際のエンジン回転数と目標エンジン回転数との乖離が大きくなってしまう。すなわち、エンジンパワー指令値の上昇速度が実際のエンジンの応答性を無視した過剰に高いものとなってしまう。

これに対して、上記のように通常の走行レンジにおける上限値と回生制動レンジにおける上限値とを異ならせ、回生制動中にエンジン回転数が高止まりする可能性の高い回生制動レンジが選択されているときに上限値を大きくする構成を採用すれば、実際のエンジンの応答性を考慮した適切なエンジン制御を実現することができる。

この発明にかかるハイブリッド車両の制御装置であるパワーマネジメントコントロールコンピュータと、その制御対象であるハイブリッドシステムとの関係を示す模式図。 エンジンパワー指令値の上昇速度の上限値の設定処理の流れを示すフローチャート。 アクセル操作量の変化に対するエンジンパワー指令値の変化と、エンジン回転数の変化との関係を示すタイミングチャート。

以下、本発明にかかるハイブリッド車両の制御装置をハイブリッドシステムの出力制御を行うパワーマネジメントコントロールコンピュータとして具体化した一実施形態について、図１〜３を参照して説明する。

図１に示すように本実施形態にかかるハイブリッドシステム１００は、エンジン１１０と２つのモータジェネレータ１２０，１５０とを動力分割機構１３０並びにリダクションギア１４０を介して連結することによって構成されている。

なお、第１のモータジェネレータ１２０及び第２のモータジェネレータ１５０は、いずれも内部に永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機である。

動力分割機構１３０は、外歯歯車のサンギア１３１と、このサンギア１３１を取り囲む内場歯車を備えるリングギア１３２と、サンギア１３１及びリングギア１３２の双方に噛合する複数のプラネタリギア１３３とを備える遊星歯車機構である。それぞれのプラネタリギア１３３はプラネタリキャリア１３４によって連結され、自転自在且つ公転自在に支持されている。プラネタリキャリア１３４は図１の右下に示されるようにダンパ１１２を介してエンジン１１０のクランクシャフト１１１に連結されている。サンギア１３１は第１のモータジェネレータ１２０に連結されている。リングギア１３２にはカウンターギア１６０が噛合されており、リングギア１３２の動力はこのカウンターギア１６０とファイナルギア１７０を介してディファレンシャル１８０に伝達される。

また、図１の左下に示されるようにリングギア１３２には、リダクションギア１４０を介して第２のモータジェネレータ１５０が接続されている。リダクションギア１４０は動力分割機構１３０と同様にサンギア１４１と、複数のプラネタリギア１４３を備える遊星歯車機構である。しかし、リダクションギア１４０にあってはプラネタリキャリア１４４が固定されている。そのため、リダクションギア１４０のプラネタリギア１４３は自転自在であるものの公転不能になっている。なお、第２のモータジェネレータ１５０はサンギア１４１に連結されている。

このように構成されたハイブリッドシステム１００にあっては、プラネタリキャリア１３４から入力されるエンジン１１０からの動力が動力分割機構１３０を通じてサンギア１３１側とリングギア１３２側に分配されることになる。なお、リングギア１３２の歯数に対するサンギア１３１の歯数の比であるプラネタリ比は「ρ」であり、動力はこのプラネタリ比に応じて分配される。

リングギア１３２は、動力分割機構１３０を通じて入力されるエンジン１１０の動力と、リダクションギア１４０を通じて入力される第２のモータジェネレータ１５０の動力とを統合してディファレンシャル１８０に伝達する。これにより、ハイブリッドシステム１００から出力された動力は、ディファレンシャル１８０を介して左右の駆動輪１９０Ｌ，１９０Ｒに分配される。

第１のモータジェネレータ１２０及び第２のモータジェネレータ１５０はインバータ２１０及びコンバータ２２０を介してバッテリ２００に接続されている。インバータ２１０は第１のモータジェネレータ１２０と第２のモータジェネレータ１５０のそれぞれに対して６個の絶縁ゲートバイポーラトランジスタにより３相ブリッジ回路を構成している。これにより、インバータ２１０では、半導体スイッチング素子として絶縁ゲートバイポーラトランジスタをＯＮ・ＯＦＦすることにより、直流電流を三相交流電流に変換したり、三相交流電流を直流電流に変換したりすることができる。

コンバータ２２０はリアクトルと２つの絶縁バイポーラトランジスタとにより構成されており、一方の絶縁バイポーラトランジスタをＯＮ・ＯＦＦすることにより、バッテリ２００から供給される電力を昇圧してインバータ２１０に供給する。また、他方の絶縁バイポーラトランジスタをＯＮ・ＯＦＦすることにより、インバータ２１０から供給される電力を降圧してバッテリ２００に供給することもできる。

これにより、第１のモータジェネレータ１２０によって発電された交流電流は、インバータ２１０に伝達されるとともに同インバータ２１０によって直流電流に変換され、コンバータ２２０を通じて降圧された後にバッテリ２００に充電される。

また、エンジン１１０の始動時には、バッテリ２００から供給される直流電流がコンバータ２２０を通じて昇圧された後にインバータ２１０によって交流電流に変換されて第１のモータジェネレータ１２０に供給される。

第２のモータジェネレータ１５０も、第１のモータジェネレータ１２０と同じくインバータ２１０及びコンバータ２２０を介してバッテリ２００に接続されている。そして、発進時や低速時、加速時にはバッテリ２００から供給される直流電流がコンバータ２２０で昇圧された後にインバータ２１０によって交流電流に交換されて第２のモータジェネレータ１５０に供給される。

第１のモータジェネレータ１２０は、エンジン１１０の始動時にはエンジン１１０をクランキングするスタータモータとして機能する一方、エンジン１１０の運転中にはエンジン１１０の動力を利用して発電を行う発電機として機能する。

また、定常走行時や加速時には、第１のモータジェネレータ１２０によって発電された交流電流がインバータ２１０を介して第２のモータジェネレータ１５０に供給される。こうして供給された電流によって第２のモータジェネレータ１５０が駆動されると、その動力はリダクションギア１４０に伝達される。そして、リダクションギア１４０に伝達された動力がディファレンシャル１８０を介して駆動輪１９０Ｌ，１９０Ｒに伝達される。

また、アクセル操作がなされていないときや、ブレーキ操作がされているときのような減速時には、駆動輪１９０Ｌ，１９０Ｒから伝達される動力により第２のモータジェネレータ１５０が駆動される。このとき、第２のモータジェネレータ１５０が発電機として機能し、発電することで、駆動輪１９０Ｌ，１９０Ｒから第２のモータジェネレータ１５０に伝達された動力が電力に変換される。こうして変換された電力は、インバータ２１０によって交流電流から直流電流に変換され、コンバータ２２０を通じて降圧された後にバッテリ２００に充電される。

すなわち、アクセル操作がなされていないときや、ブレーキ操作がされているときのような減速時には、運動エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテリ２００に蓄える回生制動を行うことにより、エネルギーを回収するようにしている。

こうしたハイブリッドシステム１００の制御は、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００から出力される制御信号に基づいて実行される。パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、ハイブリッドシステム１００の各部を制御するための各種演算処理を実施する中央演算処理装置（ＣＰＵ）、制御用のプログラムやデータが記憶された読み込み専用メモリ（ＲＯＭ）、演算処理の結果などを一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などを備えて構成されている。

また、図１に示すように、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００には、バッテリ監視ユニット２５０、モータ制御ユニット３００、エンジン制御ユニット４００が接続されている。

バッテリ監視ユニット２５０には、バッテリ２００とコンバータ２２０との間の電力ラインに設けられた電流センサ２３０からの電流値信号、バッテリ温度センサ２４０からのバッテリ温度信号などが入力される。バッテリ監視ユニット２５０は、こうしたセンサから入力されたバッテリ２００の状態に関するデータを必要に応じてパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００に送信する。なお、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、バッテリ監視ユニット２５０から送信される電流センサ２３０の検出値の積算値に基づいてバッテリ２００の充電残量を演算する。

モータ制御ユニット３００は、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００からの出力要求に従い、インバータ２１０とコンバータ２２０を制御し、第１のモータジェネレータ１２０及び第２のモータジェネレータ１５０を制御する。また、モータ制御ユニット３００には第１のモータジェネレータ１２０の回転数Ｎｍ１を検出する回転センサ３２０と第２のモータジェネレータ１５０の回転数Ｎｍ２を検出する回転センサ３５０が接続されている。モータ制御ユニット３００は、これら回転センサ３２０，３５０によって検出された回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２の情報など、車両制御に必要な情報をパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００に送信する。

エンジン制御ユニット４００は、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００からの出力要求に従い、エンジン１１０における燃料噴射制御や、点火時期制御、吸入空気量制御などを行う。エンジン制御ユニット４００には、吸入空気量を検出するエアフロメータ４１０や、クランクシャフト１１１の回転速度であるエンジン回転数Ｎｅを検出するクランクポジションセンサ４２０が接続されている。また、エンジン制御ユニット４００には、スロットルバルブの開度を検出するスロットルポジションセンサ４３０や、エンジン１１０の冷却水温であるエンジン水温ＴＨＷを検出する水温センサ４４０なども接続されている。エンジン制御ユニット４００は、必要に応じてこれらのセンサによって検出された情報をパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００に送信する。

バッテリ監視ユニット２５０、モータ制御ユニット３００、エンジン制御ユニット４００の他にも、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００には、アクセル操作量を検出するアクセルポジションセンサ５１０、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ５２０、車速を検出する車速センサ５３０などが接続されている。

なお、本実施形態にかかるハイブリッド車両にあっては、選択可能なシフトレンジとして前進走行時に選択される通常の走行レンジである「Ｄレンジ」と、「Ｄレンジ」が選択されている場合よりも回生制動力を大きくする回生制動レンジである「Ｂレンジ」が設けられている。また、その他に、中立レンジである「Ｎレンジ」と、後退走行時に選択される後退レンジである「Ｒレンジ」も設けられている。シフトポジションセンサ５２０は、これらのシフトレンジのうち、いずれのシフトレンジが選択されているかを検出する。

パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、アクセル操作量や車速などに基づいてリングギア１３２に出力すべき要求パワーＰ＊や要求トルクＴｒ＊を算出する。
そして、この要求パワーＰ＊や要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力がリングギア１３２に出力されるように、エンジン１１０、第１のモータジェネレータ１２０、第２のモータジェネレータ１５０を制御する。

具体的には、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、アクセル操作量や車速、各モータジェネレータ１２０，１５０の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、バッテリ２００の充電残量などを読み込み、まず、バッテリ２００の充電残量に基づいて充電の必要度合いに応じて充電要求パワーＰｂ＊を算出する。なお、充電要求パワーＰｂ＊は充電を行うために必要なパワーである。

そして、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００はアクセル操作量と車速に基づいて駆動輪１９０Ｌ，１９０Ｒに連結されたリングギア１３２に出力すべき要求トルクＴｒ＊と要求パワーＰ＊とを設定する。なお、要求トルクＴｒ＊はアクセル操作量と車速と要求トルクＴｒ＊との関係が予め定められた演算マップを参照することにより算出され、要求パワーＰ＊は要求トルクＴｒ＊にリングギア１３２の回転数Ｎｒを乗じたものに充電要求パワーＰｂ＊を加算することによって設定される。

パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、こうして設定した要求パワーＰ＊をエンジン１１０から出力すべき要求エンジンパワーＰｅ＊として設定する。そして、この要求エンジンパワーＰｅ＊に基づいてエンジンパワー指令値Ｐｅを設定し、設定したエンジンパワー指令値Ｐｅを出力要求としてエンジン制御ユニット４００に出力する。

なお、ここでは、エンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度に上限値を設けており、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００はこの上限値を用いて要求エンジンパワーＰｅ＊の値を制限した値をエンジンパワー指令値Ｐｅとしてエンジン制御ユニット４００に出力する。すなわち、要求エンジンパワーＰｅ＊の上昇速度が小さく、その上昇速度が上記の上限値で示される上昇速度よりも小さい場合には、要求エンジンパワーＰｅ＊の値をそのままエンジンパワー指令値Ｐｅに設定してエンジン制御ユニット４００に出力する。一方で、要求エンジンパワーＰｅ＊の上昇速度が大きく、その上昇速度が上記の上限値で示される上昇速度よりも大きい場合には、エンジンパワー指令値Ｐｅを上記の上限値と等しい上昇速度で上昇させてエンジン制御ユニット４００に出力する。要するに要求エンジンパワーＰｅ＊の上昇速度が上記の上限値よりも大きい場合には、エンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度がその上限値と等しい値に制限され、エンジンパワー指令値Ｐｅが一定の上昇速度で上昇しながら要求エンジンパワーＰｅ＊の値に近づくようになる。

なお、上限値の大きさはエンジン１１０の応答性に基づいて設定されている。すなわち、上限値の大きさはエンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度が実際にエンジン１１０が応答し得ないような極めて大きな値にならないように設定されている。

エンジン制御ユニット４００はエンジンパワー指令値Ｐｅに基づいてエンジン１１０の目標エンジントルクＴｅ＊と目標エンジン回転数Ｎｅ＊を設定する。なお、目標エンジン回転数Ｎｅ＊と目標エンジントルクＴｅ＊は、周知のように最適燃費ラインと等パワー曲線との交点から算出される。

更に、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、こうして算出された目標エンジン回転数Ｎｅ＊とリングギア１３２の回転数Ｎｒとプラネタリ比とを用いて、第１のモータジェネレータ１２０の目標回転数Ｎｍ１＊を算出する。そして、第１のモータジェネレータ１２０の回転数Ｎｍ１をこの目標回転数Ｎｍ１＊に一致させるために必要な第１のモータジェネレータ１２０のトルクＴｍ１を算出し、これを第１のモータジェネレータ１２０のトルク指令値Ｔｍ１＊とする。その上で、このトルク指令値Ｔｍ１＊とプラネタリ比に基づいて第２のモータジェネレータ１５０のトルク指令値Ｔｍ２＊を算出する。

こうしてトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を算出すると、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００はこれらを出力し、各モータジェネレータ１２０，１５０を駆動する。

これにより、エンジンパワー指令値Ｐｅに見合うエンジンパワーがエンジン１１０から出力されるとともに、エンジン１１０から出力されるエンジンパワーが各モータジェネレータ１２０，１５０によりトルク変換されてリングギア１３２に要求トルクＴｒ＊に見合ったトルクが出力されるようになる。

こうした制御を行うことにより、エンジン１１０が出力する動力の一部を利用して第１のモータジェネレータ１２０を駆動し、そこで発電された電力を利用して第２のモータジェネレータ１５０を駆動することによってエンジン１１０の動力に第２のモータジェネレータ１５０の動力を加えて駆動輪１９０Ｌ，１９０Ｒを駆動することになる。こうしてエンジン１１０が出力する動力の一部を第１のモータジェネレータ１２０に分配するととともに、第２のモータジェネレータ１５０の動力によって駆動をアシストすることにより、エンジン回転数Ｎｅを目標エンジン回転数Ｎｅ＊に一致させるように調整し、エンジン１１０を効率のよい運転領域で運転させつつ、要求の動力が得られるようになる。

また、要求される動力が大きい加速時などには、バッテリ２００から第２のモータジェネレータ１５０に電力を供給し、第２のモータジェネレータ１５０によるアシスト量を増大させてより大きな動力を出力する。

更に、バッテリ２００の充電残量が少ないときには、エンジン１１０の運転量を増大させ、第１のモータジェネレータ１２０における発電量を増大させることにより、バッテリ２００に電力を供給する。

一方で、バッテリ２００の充電残量が十分に確保されている場合には、エンジン１１０の運転を停止して要求される動力に見合う動力を第２のモータジェネレータ１５０のみからリングギア１３２に出力するモータ運転も可能である。例えば、エンジン１１０の効率が悪い低負荷の領域ではエンジン１１０の運転を停止し、第２のモータジェネレータ１５０の動力のみによって走行する。また、車両停止中にもエンジン１１０を停止し、燃料消費量の低減を図る。

なお、エンジン１１０の効率が悪い低負荷の領域や車両停止中であってもバッテリ２００の充電残量が少ない場合にはエンジン１１０を運転させ、エンジン１１０の動力で第１のモータジェネレータ１２０を駆動することによって発電を行い、発電によって生じた電力をバッテリ２００に充電する。なお、この場合には要求エンジンパワーＰｅ＊として充電要求パワーＰｂ＊が設定されることになる。

ところで、回生制動レンジである「Ｂレンジ」が選択されている間は第２のモータジェネレータ１５０における発電量が増大することになる。そのため、パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、発電量の増大にあわせて第１のモータジェネレータ１２０の駆動量を増大させ、バッテリ２００における電力の収支を調整するようにしている。

なお、この場合、第１のモータジェネレータ１２０の駆動力によってエンジン１１０のクランクシャフト１１１が回転させられることになるため、「Ｂレンジ」が選択されて回生制動が行われているときには、通常の走行レンジである「Ｄレンジ」が選択されて回生制動が行われているときよりもエンジン回転数Ｎｅが高められることになる。そのため、ハイブリッド車両ではない通常の車両、すなわちエンジンのみによって駆動される車両におけるエンジンブレーキと同様に、制動力の増大とともにエンジン回転数Ｎｅが高められるようになり、通常の車両におけるエンジンブレーキと同様の運転感覚が演出されることになる。

「Ｂレンジ」が選択されているときには上述したように「Ｄレンジ」が選択されている場合よりもエンジン回転数Ｎｅが高められている。上記のようにエンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度に上限値を設けている場合、アクセル操作がなされて回生制動の状態から力行運転に移行する際にエンジンパワー指令値Ｐｅが上限値によって制限された上昇速度で上昇し始めることがある。そして、その結果、エンジンパワー指令値Ｐｅに基づいて算出される目標エンジン回転数Ｎｅ＊が実際のエンジン回転数Ｎｅよりも低くなることがある。

この場合、エンジン回転数Ｎｅがエンジンパワー指令値Ｐｅに基づいて算出される目標エンジン回転数Ｎｅ＊まで一旦減少してから目標エンジン回転数Ｎｅ＊とともに上昇し始めるようになるため、アクセル操作をしているにも拘わらずエンジン回転数Ｎｅがなかなか上昇せず、運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。

そこで、本実施形態にかかるパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、選択されているシフトレンジに応じてエンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度の上限値を変更するようにしている。

以下、本実施形態にかかるエンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度の上限値の設定処理について図２を参照して説明する。
図２に示される処理は、前進走行可能なシフトレンジ、すなわち、「Ｄレンジ」または「Ｂレンジ」が選択されているときにパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００によって所定の制御周期で繰り返し実行される。

この処理が開始されるとパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、図２に示されるようにまずステップＳ１００において現在選択されているシフトレンジが「Ｂレンジ」であるか否かを判定する。

ステップ１００において、現在選択されているシフトレンジが「Ｂレンジ」ではない旨の判定がなされた場合（ステップＳ１００：ＮＯ）、すなわち現在選択されているシフトレンジが「Ｄレンジ」である場合には、ステップＳ１２０へと進む。そしてパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、エンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度の上限値としてＤレンジ用上限値ΔＰｅＤを用いてエンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度を制限する。

なお、Ｄレンジ用上限値ΔＰｅＤの大きさは、上述したようにエンジン１１０の応答性に基づいて設定されている。すなわち、Ｄレンジ用上限値ΔＰｅＤの大きさは、エンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度が、実際にエンジン１１０が応答し得ないような極めて大きな値にならないように、予め行う実験などの結果に基づいて設定されている。

一方、ステップＳ１００において、現在選択されているシフトレンジが「Ｂレンジ」である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）には、ステップＳ１１０へと進む。そしてパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、エンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度の上限値としてＢレンジ用上限値ΔＰｅＢを用いてエンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度を制限する。

なお、Ｂレンジ用上限値ΔＰｅＢは、Ｄレンジ用上限値ΔＰｅＤよりも大きい値に設定されている。具体的には、「Ｂレンジ」における回生制動によりエンジン回転数Ｎｅが高められている状態からアクセル操作がなされた場合であっても、高止まりしているエンジン回転数Ｎｅ近傍まで目標エンジン回転数Ｎｅ＊を速やかに上昇させることができるようにその大きさが設定されている。

こうして選択されているシフトレンジに応じてエンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度の上限値を選択し、エンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度を制限するとパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００はこの処理を一旦終了する。

パワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、「Ｄレンジ」または「Ｂレンジ」が選択されているときにこの処理を繰り返し実行することにより、「Ｂレンジ」が選択されているときには「Ｄレンジ」が選択されているときよりもエンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度の上限値を大きくするようにしている。

（作用）
以下、こうした設定処理を実行することによる作用について図３を参照して説明する。
図３はアクセル操作量の変化に対するエンジンパワー指令値Ｐｅの変化と、エンジン回転数Ｎｅの変化との関係を示すタイミングチャートであり、上段にはアクセル操作量の変化を、中段にはエンジンパワー指令値Ｐｅの変化を、下段にはエンジン回転数Ｎｅの変化を示している。

図３の上段に示されるようにアクセル操作がなされておらず、アクセル操作量が「０」の場合には、要求エンジンパワーＰｅ＊が「０」になるため、図３の中段に示されるようにエンジンパワー指令値Ｐｅも「０」になる。そして、このときには図３の下段に示されるように、エンジンパワー指令値Ｐｅに応じて算出される目標エンジン回転数Ｎｅ＊も「０」になる。

このとき、「Ｄレンジ」が選択されて回生制動が行われている場合には、第２のモータジェネレータ１５０による発電量は比較的少ないため、バッテリ２００における電力の収支を調整するための第１のモータジェネレータ１２０の駆動量は少ない。そのため、この場合には図３の下段に示されるようにエンジン回転数Ｎｅは比較的低い値に保持される。

これに対して「Ｂレンジ」が選択されて回生制動が行われている場合には、第２のモータジェネレータ１５０による発電量が「Ｄレンジ」が選択されている場合よりも増大するため、バッテリ２００における電力の収支を調整するための第１のモータジェネレータ１２０の駆動量が多くなる。その結果、この場合には図３の下段に示されるようにエンジン回転数Ｎｅが高い値に保持されるようになる。

アクセル操作がなされ、図３の上段に示されるようにアクセル操作量が増大すると、それに伴って要求エンジンパワーＰｅ＊も増大される。その結果、エンジンパワー指令値Ｐｅも増大されることになるが、上述したようにエンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度は上限値によって制限される。

したがって、このとき、エンジン１１０の応答性に基づいて設定されたＤレンジ用上限値ΔＰｅＤによってエンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度を制限した場合には、図３の中段に実線で示されるようになだらかにエンジンパワー指令値Ｐｅが上昇する。そのため、この場合には図３の下段に実線で示されるように目標エンジン回転数Ｎｅ＊もなだらかに上昇するようになる。

ここで、仮に「Ｂレンジ」が選択されているときにもＤレンジ用上限値ΔＰｅＤと同じ水準の上限値でエンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度を制限するようにした場合には、アクセル操作がなされて回生制動の状態から力行運転に移行する際に目標エンジン回転数Ｎｅ＊が実際のエンジン回転数Ｎｅよりも低い値をしばらく推移することになる。したがって、この場合には図３の下段に一点鎖線で示されるようにエンジン回転数Ｎｅがエンジンパワー指令値Ｐｅに基づいて算出される目標エンジン回転数Ｎｅ＊まで一旦減少してから目標エンジン回転数Ｎｅ＊とともに上昇し始めるようになる。そのため、アクセル操作をしているにも拘わらずエンジン回転数Ｎｅがなかなか上昇せず、運転者に違和感を与えてしまうおそれがある。

これに対して本実施形態にかかるパワーマネジメントコントロールコンピュータ５００は、アクセル操作がなされたときに選択されているシフトレンジが「Ｂレンジ」である場合には、Ｄレンジ用上限値ΔＰｅＤよりも大きなＢレンジ用上限値ΔＰｅＢによってエンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度を制限する。

そのため、本実施形態にかかるハイブリッド車両にあっては、「Ｂレンジ」が選択されている場合には、図３の中段に破線で示されるようにアクセル操作がなされたときにより速やかにエンジンパワー指令値Ｐｅが上昇するようになる。そのため、図３の下段に破線で示されるようにエンジンパワー指令値Ｐｅに応じて算出される目標エンジン回転数Ｎｅ＊も速やかに上昇するようになる。

その結果、目標エンジン回転数Ｎｅ＊が実際のエンジン回転数Ｎｅをすぐに上回るようになるため、図３の下段に示されるようにエンジン回転数Ｎｅが速やかに上昇に転じるようになる。

以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）上述したように回生制動レンジである「Ｂレンジ」が選択されている場合にはアクセル操作がなされたときにより速やかにエンジンパワー指令値Ｐｅが上昇するようになり、エンジンパワー指令値Ｐｅに応じて算出される目標エンジン回転数Ｎｅ＊も速やかに上昇するようになる。

したがって、通常の走行レンジである「Ｄレンジ」よりも回生制動力を増大させる「Ｂレンジ」が選択されており、エンジン回転数Ｎｅが高止まりしているときにアクセル操作がなされたとしてもエンジン回転数Ｎｅを速やかに上昇させることができるようになる。

（２）なお、通常の走行レンジである「Ｄレンジ」におけるエンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度の上限値をＢレンジ用上限値ΔＰｅＢと同様の水準の高い値に設定し、常に上限値を高くするようにした場合にもエンジン回転数Ｎｅを速やかに上昇させることができるようになる。しかし、常に上限値を高い値に設定するようにした場合には、回生制動中のエンジン回転数Ｎｅが比較的低い値に保持される「Ｄレンジ」が選択されている場合にも上限値が高い値に設定されることになる。その結果、アクセル操作がなされたときに、実際のエンジン回転数Ｎｅは低いにも拘わらず、エンジンパワー指令値Ｐｅの急激な上昇に伴って目標エンジン回転数Ｎｅ＊が急激に上昇し、実際のエンジン回転数Ｎｅと目標エンジン回転数Ｎｅ＊との乖離が大きくなってしまう。すなわち、エンジンパワー指令値Ｐｅの上昇速度がエンジン１１０の応答性を無視した過剰に高いものとなってしまう。

これに対して上記の実施形態にあっては、「Ｄレンジ」における上限値と「Ｂレンジ」における上限値とを異ならせ、回生制動中にエンジン回転数Ｎｅが高止まりする可能性の高い「Ｂレンジ」が選択されているときに上限値を大きくする構成を採用しているため、実際のエンジン１１０の応答性を考慮した適切なエンジン制御を実現することができる。

１００…ハイブリッドシステム、１１０…エンジン、１１１…クランクシャフト、１１２…ダンパ、１２０…第１のモータジェネレータ、１３０…動力分割機構、１３１…サンギア、１３２…リングギア、１３３…プラネタリギア、１３４…プラネタリキャリア、１４０…リダクションギア、１４１…サンギア、１４３…プラネタリギア、１４４…プラネタリキャリア、１５０…第２のモータジェネレータ、１６０…カウンターギア、１７０…ファイナルギア、１８０…ディファレンシャル、１９０Ｌ，１９０Ｒ…駆動輪、２００…バッテリ、２１０…インバータ、２２０…コンバータ、２３０…バッテリ電流センサ、２４０…バッテリ温度センサ、２５０…バッテリ監視ユニット、３００…モータ制御ユニット、３２０，３５０…回転センサ、４００…エンジン制御ユニット、４１０…エアフロメータ、４２０…クランクポジションセンサ、４３０…スロットルポジションセンサ、４４０…水温センサ、５００…パワーマネジメントコントロールコンピュータ、５１０…アクセルポジションセンサ、５２０…シフトポジションセンサ、５３０…車速センサ。

Claims (1)

1. エンジンと、第１のモータジェネレータと、第２のモータジェネレータと、前記第１のモータジェネレータ及び前記第２のモータジェネレータとの間で電力の授受を行うバッテリとを備え、
   アクセル操作がなされているときには、アクセル操作量に基づいて算出されるエンジンパワー指令値に応じて目標エンジン回転数を算出し、実際のエンジン回転数を算出された目標エンジン回転数に一致させるように前記エンジンを制御する一方、アクセル操作がなされていないときには前記第２のモータジェネレータによって回生制動を行うとともに、前記第１のモータジェネレータの駆動力により前記エンジンの出力軸を駆動することによって前記バッテリにおける電力収支を調整するハイブリッド車両の制御装置において、
   アクセル操作がなされたときに選択されているシフトレンジが通常の走行レンジよりも回生制動力が大きくなる回生制動レンジである場合には、前記通常の走行レンジが選択されている場合よりもエンジンパワー指令値の上昇速度の上限値を大きくする
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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