JP2016144973A - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Abstract

【課題】要求トルクが巡航走行用のトルクよりも大きくなったときに、バッテリの温度が大きく上昇するのを抑制すると共に運転者に良好な加速感を与えるようにする。
【解決手段】車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満で要求トルクＴｐｔａｇが巡航走行トルクＴｇ０よりも大きくなったときにおいて（Ｓ１３０）、前回の目標加速トルク（前回Ｔｇ＊）が中間加速トルクＴｇ１以下のときには（Ｓ１９０）、前回の目標加速トルク（前回Ｔｇ＊）と第１レート値Ｊ１とに基づく目標加速トルクＴｇ＊に基づいて目標トルクＴｐ＊を設定する（Ｓ２００，Ｓ２２０）。前回の目標加速トルク（前回Ｔｇ＊）が中間加速トルクＴｇ１よりも大きいときには（Ｓ１９０）、前回の目標加速トルク（前回Ｔｇ＊）と第２レート値Ｊ２（＜Ｊ１）とに基づく目標加速トルクＴｇ＊に基づいて目標トルクＴｐ＊を設定する（Ｓ２１０，Ｓ２２０）。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関し、詳しくは、エンジンとモータとを備えるハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンと、遊星歯車機構と、第１，第２モータと、バッテリと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。ここで、遊星歯車機構のサンギヤには、第１モータの回転軸が接続されている。遊星歯車機構のキャリヤには、エンジンが接続されている。遊星歯車機構のリングギヤには、車軸に連結された駆動軸と第２モータの回転軸とが接続されている。バッテリは、第１，第２モータと電力をやりとりする。このハイブリッド自動車では、アクセル開度と車速と走行モード（通常走行モードまたは燃費優先走行モード）とに基づいて、駆動軸に出力すべき要求トルクを設定する。そして、要求トルクが駆動軸に出力されるように、エンジンと第１，第２モータとを制御する。

特開２００９−２１５９２５号公報

上述のハイブリッド自動車では、アクセル開度等に基づいて要求トルクを設定しているが、要求トルクが巡航走行用のトルク（ロードロード（Road load）に対応するトルク）よりも大きくなったときに、駆動軸に出力するトルクを過渡的にどのように増加させるかについては考慮されていない。要求トルクが急増したときに、加速性（要求トルクに対する実際のトルクの追従性）だけを考慮すれば、上述のハイブリッド自動車の制御を実行するものとしてもよい。しかし、上述のハイブリッド自動車の制御では、エンジンの応答性が低いことによるエンジンの出力の増加の遅れを補うために、バッテリからの出力（バッテリ負荷）が大きくなりやすい。このため、バッテリの温度上昇が大きくなりやすい。また、こうしたハイブリッド自動車では、要求トルクが巡航走行用のトルクよりも大きくなったときに、運転者に良好な加速感を与えるようにすることが要請されている。

本発明のハイブリッド自動車は、要求トルクが巡航走行用のトルクよりも大きくなったときに、バッテリの温度上昇が大きくなるのを抑制すると共に運転者に良好な加速感を与えるようにすることを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能なエンジンと、
前記駆動軸に動力を出力可能なモータと、
前記モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、
アクセル操作量と車速とに応じた前記駆動軸の要求トルクに基づいて前記駆動軸の目標トルクを設定し、前記目標トルクに基づいて前記エンジンの要求パワーを設定し、前記要求パワーに基づいて前記エンジンが運転されると共に前記目標トルクが前記駆動軸に出力されるように前記エンジンと前記モータとを制御する制御手段と、
を備えるハイブリッド自動車であって、
前記制御手段は、前記要求トルクが巡航走行用のトルクよりも大きくなったときには、前記目標トルクを、前記要求トルクよりも小さい中間トルクまで第１増加速度で増加させた後に前記要求トルクまで前記第１増加速度よりも小さい第２増加速度で増加させる手段である、
ことを特徴とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、アクセル操作量と車速とに応じた駆動軸の要求トルクに基づいて駆動軸の目標トルクを設定し、目標トルクに基づいてエンジンの要求パワーを設定し、要求パワーに基づいてエンジンが運転されると共に目標トルクが駆動軸に出力されるようにエンジンとモータとを制御する。そして、要求トルクが巡航走行用のトルクよりも大きくなったときには、目標トルクを、要求トルクよりも小さい中間トルクまで第１増加速度で増加させた後に要求トルクまで第１増加速度より小さい第２増加速度で増加させる。これにより、目標トルクをそのまま要求トルクに設定するものに比して、エンジンの出力の増加の遅れの程度（要求パワーに対するエンジンの出力の不足分）を小さくすることができる。したがって、その不足分を補って目標トルクを駆動軸に出力するための、バッテリからの出力の増加を、抑制することができる。この結果、バッテリの温度上昇が大きくなるのを抑制することができる。また、目標トルクが中間トルクに至るまでは、十分な加速感を演出することができ、目標トルクが中間トルクに至ってから要求トルクに至るまでは、伸び感を演出することができる。この結果、目標トルクが要求トルクに至るまでのトータルの加速感を、メリハリのある加速感（前半の十分な加速感および後半の伸び感）とすることができる。即ち、運転者に良好な加速感を与えることができる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御手段は、前記要求トルクが前記中間トルクよりも大きくなったときに、前記目標トルクを、前記中間トルクまで第１増加速度で増加させた後に前記要求トルクまで前記第２増加速度で増加させる手段であるものとしてもよい。この場合、前記制御手段は、車速が閾値未満で前記要求トルクが前記中間トルクよりも大きくなったときに、前記目標トルクを、前記中間トルクまで第１増加速度で増加させた後に前記要求トルクまで前記第２増加速度で増加させる手段であるものとしてもよい。

また、本発明のハイブリッド自動車において、前記中間トルクは、前記要求トルクが大きいほど大きくなる傾向で且つ車速が高いほど小さくなる傾向に設定されるものとしてもよい。

さらに、本発明のハイブリッド自動車において、前記第１増加速度および前記第２増加速度は、前記要求トルクが大きいほど小さくなる傾向に設定されるものとしてもよい。前記第１増加速度は、車速が閾値未満の領域で、前記第２増加速度よりも大きくなるように設定されるものとしてもよい。この場合、前記第１増加速度は、車速が前記閾値未満の領域で、車速が小さいほど大きくなる傾向に設定されるものとしてもよい。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される目標トルク設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 第１関係および第２関係の一例を示す説明図である。 第３関係の一例を示す説明図である。 第４関係の一例を示す説明図である。 車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満で要求トルクＴｐｔａｇが値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）よりも大きくなったときの、目標トルクＴｐ＊と車両の加速度Ｇとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、ＨＶＥＣＵという）７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により運転制御されている。

エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートから入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒ。スロットルバルブのポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサからのスロットル開度ＴＨ。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための種々の制御信号が出力ポートを介して出力されている。種々の制御信号としては、以下のものを挙げることができる。燃料噴射弁への駆動信号。スロットルバルブのポジションを調節するスロットルモータへの駆動信号。イグナイタと一体化されたイグニッションコイルへの制御信号。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このエンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御する。また、エンジンＥＣＵ２４は、必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３により検出されたクランク角θｃｒに基づいて、クランクシャフト２６の回転数、即ち、エンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６とモータＭＧ２の回転子とが接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、エンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ１は、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されている。このモータＭＧ２は、上述したように、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、バッテリ５０と共に電力ライン５４に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０によって、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２。モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる電流を検出する電流センサからの相電流。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しないスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このモータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御する。また、モータＥＣＵ４０は、必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の駆動状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４により検出されたモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４によってインバータ４１，４２と接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２により管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂ。バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂ。バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂ。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。このバッテリＥＣＵ５２は、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータをＨＶＥＣＵ７０に出力する。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂにより検出された電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリＥＣＵ５２は、演算した蓄電割合ＳＯＣと、温度センサ５１ｃにより検出された電池温度Ｔｂと、に基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、バッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。各種センサからの信号としては、以下のものを挙げることができる。イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号。シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ。アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ。ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ。車速センサ８８からの車速Ｖ。加速度センサ８９からの車両の加速度Ｇ。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。このＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード），電動走行モード（ＥＶ走行モード）などの走行モードで走行する。ＨＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴って走行する走行モードである。ＥＶ走行モードは、エンジン２２を運転停止して走行する走行モードである。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃと車速センサ８８からの車速Ｖとに基づいて、走行に要求される（駆動軸３６に出力すべき）要求トルクＴｐｔａｇを設定する。続いて、要求トルクＴｐｔａｇに基づいて、走行に要求される目標トルクＴｐ＊を設定する。こうして目標トルクＴｐ＊を設定すると、設定した目標トルクＴｐ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｐを乗じて、走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｐとしては、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２，車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数などを用いることができる。そして、走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて、エンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を計算する。

次に、要求パワーＰｅ＊とエンジン２２の動作ライン（例えば燃費最適動作ライン）とを用いて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する。続いて、前回のモータＭＧ１のトルク指令（前回Ｔｍ１＊）とプラネタリギヤ３０のギヤ比（サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）ρとを用いて、次式（１）により、エンジン２２から出力されていると推定される出力トルクＴｅｅｓｔを計算する。

Teest=-(1+ρ)・前回Tm1*/ρ (1)

続いて、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊と駆動軸３６の回転数Ｎｐとプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて、次式（２）により、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊を計算する。そして、モータＭＧ１の目標回転数Ｎｍ１＊とモータＭＧ１の現在の回転数Ｎｍ１とエンジン２２の出力トルクＴｅｅｓｔとプラネタリギヤ３０のギヤ比ρとを用いて、式（３）により、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を計算する。式（３）は、モータＭＧ１を目標回転数Ｎｍ１＊で回転させる（エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で回転させる）ためのフィードバック制御における関係式である。式（３）中、右辺第１項は、フィードフォワード項であり、右辺第２項，第３項は、フィードバックの比例項，積分項である。右辺第１項は、エンジン２２から出力されてプラネタリギヤ３０を介してモータＭＧ１の回転軸に作用するトルクをモータＭＧ１によって受け止めるためのトルクである。右辺第２項の「ｋ１」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋ２」は積分項のゲインである。
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Np/ρ (2)
Tm1*=-ρ・Teest/(1+ρ)+k1(Nm1*-Nm1)+k2∫(Nm1*-Nm1)dt (3)

そして、次式（４）に示すように、トルク（−Ｔｍ１＊／ρ）を要求トルクＴｒ＊から減じて、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊の基本値としての仮トルクＴｍ２ｔｍｐを計算する。トルク（−Ｔｍ１＊／ρ）は、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときに、モータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルクである。続いて、式（５）および式（６）に示すように、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊と回転数Ｎｍ１との積として得られるモータＭＧ１の消費電力（発電電力）をバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔから減じて更にモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２で除して、モータＭＧ２のトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを計算する。そして、次式（７）に示すように、モータＭＧ２の仮トルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限して、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。

Tm2*=Tr*+Tm1*/ρ (4)
Tm2min=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 (5)
Tm2max=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 (6)
Tm2*=max(min(Tm2tmp,Tm2max),Tm2min) (7)

そして、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信すると、受信した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２が運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２を運転しながら、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で目標トルクＴｐ＊（走行用パワーＰｄｒｖ＊）を駆動軸３６に出力して、走行することができる。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、ＨＶ走行モードと同様に、目標トルクＴｐ＊を設定する。続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定する。そして、上述の式（４）〜（６）により、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する。そして、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。こうした制御により、エンジン２２を運転停止して、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で目標トルクＴｐ＊（走行用パワーＰｄｒｖ＊（＝Ｔｐ＊・Ｎｐ））を駆動軸３６に出力して、走行することができる。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、目標トルクＴｐ＊を設定する際の動作について説明する。図２は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行される目標トルク設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行される。

目標トルク設定ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０は、まず、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとを入力する（ステップＳ１００）。ここで、アクセル開度Ａｃｃは、アクセルペダルポジションセンサ８４により検出された値を入力するものとした。車速Ｖは、車速センサ８８により検出された値を入力するものとした。

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて、要求トルクＴｐｔａｇを設定する（ステップＳ１１０）。また、車速Ｖに基づいて、巡航走行用のトルク（ロードロードに対応するトルク）としての巡航走行トルクＴｇ０を設定する（ステップＳ１２０）。

ここで、要求トルクＴｐｔａｇは、実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと要求トルクＴｐｔａｇとの第１関係を予め定めて図示しないＲＯＭに記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられると、記憶した第１関係から対応する要求トルクＴｐｔａｇを導出して設定するものとした。また、巡航走行トルクＴｇ０は、実施例では、車速Ｖと巡航走行トルクＴｇ０との第２関係を予め定めて図示しないＲＯＭに記憶しておき、車速Ｖが与えられると、記憶した第２関係から対応する巡航走行トルクＴｇ０を導出して設定するものとした。第１関係および第２関係の一例を図３に示す。図示するように、要求トルクＴｐｔａｇは、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど大きくなる傾向に設定され、且つ、車速Ｖが大きいほど小さくなる傾向に設定される。また、巡航走行トルクＴｇ０は、車速Ｖが大きいほど大きくなる傾向に設定される。

次に、要求トルクＴｐｔａｇを巡航走行トルクＴｇ０と比較する（ステップＳ１３０）。この処理は、車両の加速が要求されているか否かを判定する処理である。要求トルクＴｐｔａｇが巡航走行トルクＴｇ０以下のときには、車両の加速は要求されていないと判断し、要求トルクＴｐｔａｇを目標トルクＴｐ＊に設定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１３０で要求トルクＴｐｔａｇが巡航走行トルクＴｇ０よりも大きいときには、車両の加速が要求されていると判断し、要求トルクＴｐｔａｇから巡航走行トルクＴｇ０を減じて、最終加速トルクＴｇ２を計算する（ステップＳ１５０）。

続いて、最終加速トルクＴｇ２と車速Ｖとに基づいて、中間加速トルクＴｇ１を設定する（ステップＳ１６０）。ここで、中間加速トルクＴｇ１は、実施例では、最終加速トルクＴｇ２と車速Ｖとの第３関係を予め定めて図示しないＲＯＭに記憶しておき、最終加速トルクＴｇ２と車速Ｖとが与えられると、記憶した第３関係から対応する中間加速トルクＴｇ１を導出して設定するものとした。第３関係の一例を図４に示す。図示するように、中間加速トルクＴｇ１は、最終加速トルクＴｇ２が大きいほど大きくなる傾向で、且つ、車速Ｖが小さいほど大きくなる傾向に設定される。中間加速トルクＴｇ１の意味および中間加速トルクＴｇ１をこうした傾向に設定する理由については後述する。

そして、最終加速トルクＴｇ２と車速Ｖとに基づいて、第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２を設定する（ステップＳ１７０，Ｓ１８０）。ここで、第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２は、実施例では、最終加速トルクＴｇ２と車速Ｖと第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２との第４関係を予め定めて図示しないＲＯＭに記憶しておき、最終加速トルクＴｇ２と車速Ｖとが与えられると、記憶したマップから対応する第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２を導出して設定するものとした。第４関係の一例を図５に示す。図示するように、第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２は、いずれも、最終加速トルクＴｇ２が大きいほど小さくなる傾向に設定される。また、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満の領域では、第１レート値Ｊ１は、車速Ｖが小さいほど大きくなる傾向に設定され、第２レート値Ｊ２は、第１レート値Ｊ１よりも小さい範囲内で、車速Ｖが大きいほど大きくなる傾向に設定される。さらに、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上の領域では、第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２は、同一の値で、車速Ｖが大きいほど大きくなる傾向に設定される。第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２の意味および第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２をこうした傾向に設定する理由については後述する。

次に、前回の目標加速トルク（前回Ｔｇ＊）を中間加速トルクＴｇ１と比較する（ステップＳ１９０）。前回の目標加速トルク（前回Ｔｇ＊）が中間加速トルクＴｇ１以下のときには、次式（８）に示すように、前回の目標加速トルク（前回Ｔｇ＊）に第１レート値Ｊ１を加えた値を最終加速トルクＴｇ２で上限ガードして目標加速トルクＴｇ＊を設定する（ステップＳ２００）。そして、巡航走行トルクＴｇ０に目標加速トルクＴｇ＊を加えて目標トルクＴｐ＊を設定して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。したがって、要求トルクＴｐｔａｇが巡航走行トルクＴｇ０よりも大きく且つ前回の目標加速トルク（前回Ｔｇ＊）が中間加速トルクＴｇ１以下のときには、本ルーチンの実行毎に、目標加速トルクＴｇ＊を最終加速トルクＴｇ２に向けて、即ち、目標トルクＴｐ＊を要求トルクＴｐｔａｇに向けて、第１レート値Ｊ１ずつ増加させる（近づける）ことになる。

Tg*=min(前回Tg*+J1,Tg2) (8)

ステップＳ１９０で、前回の目標加速トルク（前回Ｔｇ＊）を中間加速トルクＴｇ１よりも大きいときには、次式（９）に示すように、前回の目標加速トルク（前回Ｔｇ＊）に第２レート値Ｊ２を加えた値を最終加速トルクＴｇ２で上限ガードして目標加速トルクＴｇ＊を設定する（ステップＳ２１０）。そして、巡航走行トルクＴｇ０に目標加速トルクＴｇ＊を加えて目標トルクＴｐ＊を設定して（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。したがって、要求トルクＴｐｔａｇが巡航走行トルクＴｇ０よりも大きく且つ前回の目標加速トルク（前回Ｔｇ＊）が中間加速トルクＴｇ１よりも大きいときには、本ルーチンの実行毎に、目標加速トルクＴｇ＊を最終加速トルクＴｇ２に向けて、即ち、目標トルクＴｐ＊を要求トルクＴｐｔａｇに向けて、第２レート値Ｊ２ずつ増加させる（近づける）ことになる。なお、図５に示したように、第２レート値Ｊ２は、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満の領域では第１レート値Ｊ１よりも小さく、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上の領域では第１レート値Ｊ１と等しい。

Tg*=min(前回Tg*+J2,Tg2) (9)

図６は、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満で要求トルクＴｐｔａｇが値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）よりも大きくなったときの、目標トルクＴｐ＊と車両の加速度Ｇとの時間変化の様子の一例を示す説明図である。図中、実線は、実施例の様子を示す。また、一点鎖線は、要求トルクＴｐｔａｇをそのまま目標トルクＴｐ＊に設定する比較例の様子を示す。

比較例の場合、図示するように、目標トルクＴｐ＊が迅速に要求トルクＴｐｔａｇに至る。このとき、エンジン２２の応答性が低いために、エンジン２２の出力の増加が遅れる（要求パワーＰｅ＊に対してエンジン２２の出力が不足する）。このため、目標トルクＴｐ＊（走行用パワーＰｄｒｖ＊）を駆動軸３６に出力するために、バッテリ５０からの出力（バッテリ負荷）が大きくなりやすい。この結果、バッテリ５０の温度上昇が大きくなりやすい。

これに対して、実施例の場合、目標トルクＴｐ＊を、比較的大きい第１レート値Ｊ１を用いて値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）まで増加させた後に、第１レート値Ｊ１よりも小さい第２レート値Ｊ２を用いて要求トルクＴｐｔａｇ（＝Ｔｇ０＋Ｔｇ２）まで増加させる。これにより、比較例の場合に比して、エンジン２２の出力の増加の遅れの程度（要求パワーＰｅ＊に対するエンジン２２の出力の不足分）を小さくすることができる。したがって、その不足分を補って目標トルクＴｐ＊を駆動軸３６を出力するための、バッテリ５０からの出力の増加を、比較例の場合と実施例の場合との各時刻の目標トルクＴｐ＊の差分の積算値（図中、ハッチングの面積）に相当する分だけ、抑制することができる。この結果、バッテリ５０の温度上昇が大きくなるのを抑制することができる。また、実施例の場合、比較例の場合に比して、目標トルクＴｐ＊が値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）に至るまでは、十分な加速感を演出することができ、目標トルクＴｐ＊が値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）に至ってから要求トルクＴｐｔａｇに至るまでは、十分な伸び感を演出することができる。この結果、目標トルクＴｐ＊が要求トルクＴｐｔａｇに至る（目標加速トルクＴｇ＊が最終加速トルクＴｇ２に至る）までのトータルの加速感を、メリハリのある加速感（前半の十分な加速感および後半の伸び感）とすることができる。即ち、運転者に良好な加速感を与えることができる。

ここで、第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２，中間加速トルクＴｇ１について順に説明する。

第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２は、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満のとき（第１レート値Ｊ１が第２レート値Ｊ２より大きいとき）には、それぞれ、目標トルクＴｐ＊が値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）に至るまでの十分な加速感，目標トルクＴｐ＊が値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）に至ってから要求トルクＴｐｔａｇに至るまでの伸び感を演出するためのものである。また、第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２は、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上のとき（第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２が同一の値のとき）には、目標トルクＴｐ＊が要求トルクＴｐｔａｇに至るまでのトータルの加速感を演出するためのものである。

一般に、最終加速トルクＴｇ２が大きいほど、エンジン２２の出力の増加の遅れの程度が大きくなり、エンジン２２の出力の増加の遅れを補って目標トルクＴｐ＊を駆動軸３６に出力するために、バッテリ５０からの出力が大きくなりやすい。これを考慮して、実施例では、図５に示したように、最終加速トルクＴｇ２が大きいほど小さくなる傾向に第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２を設定するものとした。これにより、エンジン２２の出力の増加の遅れを補って目標トルクＴｐ＊を駆動軸３６に出力するための、バッテリ５０からの出力の増加を、より適切に抑制することができる。

また、実施例では、図５に示したように、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満の領域では、車速Ｖが小さいほど大きくなる傾向に第１レート値Ｊ１を設定すると共に、第１レート値Ｊ１よりも小さい範囲内で、車速Ｖが大きいほど大きくなる傾向に第２レート値Ｊ２を設定するものとした。これにより、目標トルクＴｐ＊が値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）に至るまでの加速感を、車速Ｖが小さいほどより十分なものとすることができると共に、目標トルクＴｐ＊が値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）に至ってから要求トルクＴｐｔａｇに至るまでの伸び感を、車速Ｖ（走行抵抗）に応じたより適切なものとすることができる。

低車速とは異なり、高車速では、走行用パワーＰｄｒｖ＊（＝Ｔｐ＊・Ｎｐ）が大きくなることによって、エンジン２２の要求パワーＰｅ＊が大きくなる。このため、エンジン２２の出力の増加の遅れが大きくなりやすい。また、高車速では、走行抵抗が大きくなり、運転者が加速感を感じにくい。これらを考慮して、実施例では、図５に示したように、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上の領域では、第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２を同一の値として車速Ｖが大きいほど大きくなる傾向に設定するものとした。これにより、走行用パワーＰｄｒｖ＊ひいては要求パワーＰｅ＊の急増を抑制してバッテリ５０からの出力が大きくなるのをより抑制することと、運転者に加速感を与えることと、のある程度の両立を図ることができる。なお、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上の領域では、第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２を同一の値とするから、メリハリのある加速感にはならないと考えられる。

次に、中間加速トルクＴｇ１について説明する。中間加速トルクＴｇ１は、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満のときに第１レート値Ｊ１を用いて目標加速トルクＴｇ＊を増加させるトルク範囲を定めるものである。実施例では、図４に示したように、最終加速トルクＴｇ２が大きいほど大きくなる傾向に中間加速トルクＴｇ１を設定するものとした。これにより、目標トルクＴｐ＊が値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）に至るまでの加速感を、最終加速トルクＴｇ２が大きいほどより十分なものとすることができる。また、実施例では、図４に示したように、車速Ｖが小さいほど大きくなる傾向に中間加速トルクＴｇ１を設定するものとした。これにより、目標トルクＴｐ＊が値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）に至るまでの加速感を、車速Ｖが小さいほどより十分なものとすることができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０では、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満で要求トルクＴｐｔａｇが巡航走行トルクＴｇ０と中間加速トルクＴｇ１との和としての値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）よりも大きくなったときには、目標トルクＴｐ＊を、値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）まで第１レート値Ｊ１で増加させた後に要求トルクＴｐｔａｇ（＝Ｔｇ０＋Ｔｇ２）まで第１レート値Ｊ１よりも小さい第２レート値Ｊ２で増加させる。これにより、要求トルクＴｐｔａｇをそのまま目標トルクＴｐ＊に設定するものに比して、エンジン２２の出力の増加の遅れを補って目標トルクＴｐ＊を駆動軸３６を出力するための、バッテリ５０からの出力の増加を、抑制することができる。この結果、バッテリ５０の温度上昇が大きくなるのを抑制することができる。また、目標トルクＴｐ＊が値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）に至るまでは、十分な加速感を演出することができ、目標トルクＴｐ＊が値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）に至ってから要求トルクＴｐｔａｇ（＝Ｔｇ０＋Ｔｇ２）に至るまでは、十分な伸び感を演出することができる。この結果、目標トルクＴｐ＊が要求トルクＴｐｔａｇに至る（目標加速トルクＴｇ＊が最終加速トルクＴｇ２に至る）までのトータルの加速感を、メリハリのある加速感（前半の十分な加速感および後半の伸び感）とすることができる。即ち、運転者に良好な加速感を与えることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、第１，第２増加レート値Ｊ１，Ｊ２は、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ未満の領域では、第１増加レート値Ｊ１が第２増加レート値Ｊ２よりも大きくなるように設定し、車速Ｖが閾値Ｖｒｅｆ以上の領域では、同一の値を設定するものとした。しかし、第１，第２増加レート値Ｊ１，Ｊ２は、全車速領域で、第１増加レート値Ｊ１が第２増加レート値Ｊ２よりも大きくなるように設定するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２は、最終加速トルクＴｇ２と車速Ｖとに基づいて設定するものとした。しかし、第１レート値Ｊ１，第２レート値Ｊ２は、アクセル開度Ａｃｃまたは要求トルクＴｐｔａｇと車速Ｖとに基づいて設定するものとしてもよい。また、第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２は、最終加速トルクＴｇ２，アクセル開度Ａｃｃ，要求トルクＴｐｔａｇの何れか１つだけに基づいて設定するものとしてもよい。さらに、第１，第２増加レート値Ｊ１，Ｊ２は、車速Ｖだけに基づいて設定するものとしてもよい。加えて、第１，第２レート値Ｊ１，Ｊ２は、固定値を用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、中間加速トルクＴｇ１は、最終加速トルクＴｇ２と車速Ｖとに基づいて設定するものとした。しかし、中間加速トルクＴｇ１は、アクセル開度Ａｃｃまたは要求トルクＴｐｔａｇと車速Ｖとに基づいて設定するものとしてもよい。また、中間加速トルクＴｇ１は、最終加速トルクＴｇ２，アクセル開度Ａｃｃ，要求トルクＴｐｔａｇの何れか１つだけに基づいて設定するものとしてもよい。さらに、中間加速トルクＴｇ１は、車速Ｖだけに基づいて設定するものとしてもよい。加えて、中間加速トルクＴｇ１は、固定値を用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、要求トルクＴｐｔａｇが巡航走行トルクＴｇ０より大きいときにおいて、要求トルクＴｐｔａｇが値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）以下の場合と、要求トルクＴｐｔａｇが値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）よりも大きい場合と、がある。このため、要求トルクＴｐｔａｇが値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）よりも大きくなったときには、目標トルクＴｐ＊を、値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）まで第１レート値Ｊ１で増加させた後に要求トルクＴｐｔａｇ（＝Ｔｇ０＋Ｔｇ２）まで第２レート値Ｊ２で増加させるものとした。また、要求トルクＴｐｔａｇが巡航走行トルクＴｇ０よりも大きく且つ値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）以下のときには、目標トルクＴｐ＊を要求トルクＴｐｔａｇまで第１増加レート値Ｊ１で増加させるものとした。しかし、要求トルクＴｐｔａｇが巡航走行トルクＴｇ０よりも大きいときにおいて、「Ｔｐｔａｇ（＝Ｔｇ０＋Ｔｇ２）＞Ｔｇ１＞Ｔｇ０」を満たすように中間加速トルクＴｇ１を設定する場合には、要求トルクＴｐｔａｇが巡航走行トルクＴｇ０よりも大きくなったときに、目標トルクＴｐ＊を、値（Ｔｇ０＋Ｔｇ１）まで第１レート値Ｊ１で増加させた後に要求トルクＴｐｔａｇまで第２レート値Ｊ２で増加させるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３８ａ，３８ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続し、モータＭＧ１，ＭＧ２と電気的にバッテリ５０を接続するものとした。しかし、駆動輪に連結された駆動軸に変速機を介してモータの回転軸を接続すると共にモータの回転軸にクラッチを介してエンジンを接続し、モータと電気的にバッテリを接続するものとしてもよい。この構成では、エンジンからの動力をモータの回転軸と変速機とを介して駆動軸に出力すると共にモータからの動力を変速機を介して駆動軸に出力する。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、２４ エンジン用電子制御ユニット８エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 駆動輪、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット（ＨＶＥＣＵ）、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 加速度ンサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. 車軸に連結された駆動軸に動力を出力可能なエンジンと、
   前記駆動軸に動力を出力可能なモータと、
   前記モータと電力のやりとりが可能なバッテリと、
   アクセル操作量と車速とに応じた前記駆動軸の要求トルクに基づいて前記駆動軸の目標トルクを設定し、前記目標トルクに基づいて前記エンジンの要求パワーを設定し、前記要求パワーに基づいて前記エンジンが運転されると共に前記目標トルクが前記駆動軸に出力されるように前記エンジンと前記モータとを制御する制御手段と、
   を備えるハイブリッド自動車であって、
   前記制御手段は、前記要求トルクが巡航走行用のトルクよりも大きくなったときには、前記目標トルクを、前記要求トルクよりも小さい中間トルクまで第１増加速度で増加させた後に前記要求トルクまで前記第１増加速度よりも小さい第２増加速度で増加させる手段である、
   ことを特徴とするハイブリッド自動車。

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