JP2019081411A

JP2019081411A - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP2019081411A
Application number: JP2017208852A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　芳輝; Yoshiteru Ito; 芳輝伊藤
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-30

Abstract

【課題】車両の発進時に運転者が大きなトルクによる走行を要求している場合でも、運転者の要求に見合うトルクを出力することができるハイブリッド車両の制御装置を提供すること。【解決手段】エンジン２の出力軸３と、第１モータジェネレータ４のロータ軸１３と、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６と、駆動軸７とが連結された動力伝達機構１１と、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の出力トルクに基づいて実駆動トルクを算出し、ドライバ要求駆動トルクに対し実駆動トルクの方が小さい場合、要求エンジンパワーを増加する側に補正するハイブリッドＥＣＵ５２とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

従来、遊星歯車機構のキャリア、サンギア、リングギアに、それぞれエンジン、ジェネレータ、駆動軸が接続されるとともに、駆動軸にモータが接続され、ジェネレータ及びモータと電力をやりとりするバッテリが設けられたハイブリッド車両が知られている。

特許文献１には、運転者が大きなトルクによる走行を要求しているか否かを判定し、車両の発進時に運転者が大きなトルクによる走行を要求しているときには、エンジンの目標パワーを増大させてエンジントルクを増加させ、運転者の要求に見合うトルクを出力することが記載されている。

特許第４２８１７０６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたものにあっては、車両の発進時に運転者が大きなトルクによる走行を要求しているか否かの判定に、車速の閾値やアクセル開度の閾値を使っているため、閾値の設定によっては閾値付近でトルク抜けが発生することがあった。

そこで、本発明は、車両の発進時に運転者が大きなトルクによる走行を要求している場合でも、運転者の要求に見合うトルクを出力することができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため本発明は、少なくとも３つの回転要素を有し、前記回転要素のいずれかにエンジンの出力軸、第１モータジェネレータの回転軸、第２モータジェネレータの回転軸がそれぞれ接続され、前記エンジンと、前記第１モータジェネレータと、前記第２モータジェネレータとの間で動力を授受させ前記回転要素のいずれかから駆動輪を駆動させる駆動トルクを出力させる動力伝達機構と、前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータへ電力を供給するバッテリと、を有するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、ドライバ要求駆動トルクと駆動回転速度との積により要求駆動パワーを設定し、前記バッテリの充電状態に基づいて前記バッテリへの充放電要求パワーを設定し、前記要求駆動パワーと前記充放電要求パワーとの和を要求エンジンパワーとし、前記エンジンから前記要求エンジンパワーが出力され、前記ドライバ要求駆動トルクが出力されるように制御する制御部を備え、前記制御部は、前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータの出力トルクに基づいて実駆動トルクを算出し、前記ドライバ要求駆動トルクに対し前記実駆動トルクの方が小さい場合、前記要求エンジンパワーを増加する側に補正するものである。

このように、本発明によれば、車両の発進時に運転者が大きなトルクによる走行を要求している場合でも、運転者の要求に見合うトルクを出力することができる。

図１は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置を搭載したハイブリッド車両の要部を示す構成図である。図２は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置を搭載したハイブリッド車両を構成する各軸の回転速度の第１の関係を示す共線図である。図３は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置を搭載したハイブリッド車両を構成する各軸の回転速度の第２の関係を示す共線図である。図４は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置の機能ブロック図である。図５は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置によって参照される補正パワーマップを示す概念図である。図６は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置によるエンジンパワー補正処理の手順を示すフローチャートである。図７は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置によるアクセル開度による駆動トルクの変化を示すグラフである。図８は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置による駆動回転速度による駆動トルクの変化を示すグラフである。図９は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置の比較例によるアクセル開度による駆動トルクの変化を示すグラフである。図１０は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置の比較例による駆動回転速度による駆動トルクの変化を示すグラフである。図１１は、本発明の一実施例の他の態様に係るハイブリッド車両の制御装置の機能ブロック図である。図１２は、本発明の一実施例の他の態様に係るハイブリッド車両の制御装置によって参照される補正パワーマップを示す概念図である。図１３は、本発明の一実施例の他の態様に係るハイブリッド車両の制御装置によるエンジンパワー補正処理の手順を示すフローチャートである。図１４は、本発明の一実施例の他の態様に係るハイブリッド車両の制御装置の後進レンジ時の機能ブロック図である。図１５は、本発明の一実施例の他の態様に係るハイブリッド車両の制御装置によって参照される後進レンジ時の補正パワーマップを示す概念図である。図１６は、本発明の一実施例の他の態様に係るハイブリッド車両の制御装置による後進レンジ時のエンジンパワー補正処理の手順を示すフローチャートである。

本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、少なくとも３つの回転要素を有し、回転要素のいずれかにエンジンの出力軸、第１モータジェネレータの回転軸、第２モータジェネレータの回転軸がそれぞれ接続され、エンジンと、第１モータジェネレータと、第２モータジェネレータとの間で動力を授受させ回転要素のいずれかから駆動輪を駆動させる駆動トルクを出力させる動力伝達機構と、第１モータジェネレータ及び第２モータジェネレータへ電力を供給するバッテリと、を有するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、ドライバ要求駆動トルクと駆動回転速度との積により要求駆動パワーを設定し、バッテリの充電状態に基づいてバッテリへの充放電要求パワーを設定し、要求駆動パワーと充放電要求パワーとの和を要求エンジンパワーとし、エンジンから要求エンジンパワーが出力され、ドライバ要求駆動トルクが出力されるように制御する制御部を備え、制御部は、第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータの出力トルクに基づいて実駆動トルクを算出し、ドライバ要求駆動トルクに対し実駆動トルクの方が小さい場合、要求エンジンパワーを増加する側に補正するよう構成されている。

これにより、車両の発進時に運転者が大きなトルクによる走行を要求している場合でも、運転者の要求に見合うトルクを出力することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係るハイブリッド車両の制御装置について詳細に説明する。

図１において、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置を搭載したハイブリッド車両（以下、単に「車両」という）１は、内燃機関型のエンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５と、駆動輪６と、駆動輪６に動力を伝達可能に連結された駆動軸７と、第１遊星歯車機構８と、第２遊星歯車機構９と、第３遊星歯車機構１０と、第１インバータ１９と、第２インバータ２０と、制御部としてのハイブリッドＥＣＵ（Electronic Control Unit）５２と、エンジンＥＣＵ５３と、モータＥＣＵ５４と、バッテリＥＣＵ５５とを含んで構成される。

エンジン２は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行なう４サイクルのエンジンによって構成されている。エンジン２の出力軸３は、第１遊星歯車機構８と第２遊星歯車機構９とに連結されている。

第１モータジェネレータ４は、ロータ軸１３と、ロータ１４と、ステータ１５とを有している。ロータ１４には、複数の永久磁石が埋め込まれている。ステータ１５は、ステータコア及びステータコアに巻き掛けられた三相コイルを有している。ステータ１５の三相コイルは、第１インバータ１９に接続されている。

このように構成された第１モータジェネレータ４において、ステータ１５の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ１５によって回転磁界が形成される。この回転磁界にロータ１４に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ１４がロータ軸１３周りに回転駆動される。すなわち、第１モータジェネレータ４は、電動機として機能し、車両１を駆動する駆動力を生成することができる。

また、ロータ１４がロータ軸１３周りに回転すると、ロータ１４に埋め込まれた永久磁石によって回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ１５の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相の交流電力が発生する。すなわち、第１モータジェネレータ４は、発電機としても機能する。

第１インバータ１９は、モータＥＣＵ５４の制御により、バッテリ２１などから供給された直流の電力を三相の交流電力に変換する。この三相の交流電力は、第１モータジェネレータ４のステータ１５の三相コイルに供給される。

第１インバータ１９は、モータＥＣＵ５４の制御により、第１モータジェネレータ４によって生成された三相の交流電力を直流の電力に変換する。この直流の電力は、例えば、バッテリ２１を充電する。

第２モータジェネレータ５は、ロータ軸１６と、ロータ１７と、ステータ１８とを有している。ロータ１７には、複数の永久磁石が埋め込まれている。ステータ１８は、ステータコア及びステータコアに巻き掛けられた三相コイルを有している。ステータ１８の三相コイルは、第２インバータ２０に接続されている。

このように構成された第２モータジェネレータ５において、ステータ１８の三相コイルに三相交流電力が供給されると、ステータ１８によって回転磁界が形成される。この回転磁界にロータ１７に埋め込まれた永久磁石が引かれることにより、ロータ１７がロータ軸１６周りに回転駆動される。すなわち、第２モータジェネレータ５は、電動機として機能し、車両１を駆動する駆動力を生成することができる。

また、ロータ１７がロータ軸１６周りに回転すると、ロータ１７に埋め込まれた永久磁石によって回転磁界が形成され、この回転磁界によりステータ１８の三相コイルに誘導電流が流れることにより、三相の交流電力が発生する。すなわち、第２モータジェネレータ５は、発電機としても機能する。

第２インバータ２０は、モータＥＣＵ５４の制御により、バッテリ２１などから供給された直流の電力を三相の交流電力に変換する。この三相の交流電力は、第２モータジェネレータ５のステータ１８の三相コイルに供給される。

第２インバータ２０は、モータＥＣＵ５４の制御により、第２モータジェネレータ５によって生成された三相の交流電力を直流の電力に変換する。この直流の電力は、例えば、バッテリ２１を充電する。

第１遊星歯車機構８は、サンギア２２と、サンギア２２の外歯に噛み合う複数のプラネタリギア２３と、複数のプラネタリギア２３に内歯が噛み合うリングギア２５と、プラネタリギア２３を自転可能に支持するプラネタリキャリア２４とを備えている。

第２遊星歯車機構９は、サンギア２６と、サンギア２６の外歯に噛み合う複数のプラネタリギア２７と、複数のプラネタリギア２７に内歯が噛み合うリングギア２９と、プラネタリギア２７を自転可能に支持するプラネタリキャリア２８とを備えている。

第３遊星歯車機構１０は、サンギア３０と、サンギア３０の外歯に噛み合う複数のプラネタリギア３１と、複数のプラネタリギア３１に内歯が噛み合うリングギア３２と、プラネタリギア３１を自転可能に支持するプラネタリキャリア３３とを備えている。

第１遊星歯車機構８のサンギア２２は、第１モータジェネレータ４のロータ１４と一体に回転するように、中空のロータ軸１３に連結されている。第１遊星歯車機構８のプラネタリキャリア２４と、第２遊星歯車機構９のサンギア２６とは、エンジン２の出力軸３と一体に回転するように連結されている。

第１遊星歯車機構８のリングギア２５には、第２遊星歯車機構９のプラネタリギア２７がロータ軸１３周りに公転するようにプラネタリキャリア２８を介して連結されている。また、第１遊星歯車機構８のリングギア２５は、デファレンシャルギア及びその他のギアを含むギア機構３５を介して駆動軸７を回転させるように設けられている。

第２遊星歯車機構９のリングギア２９には、第３遊星歯車機構１０のプラネタリギア３１がロータ軸１３周りに公転するようにプラネタリキャリア３３を介して連結されている。第３遊星歯車機構１０のリングギア３２は、ケース３４に固定されている。第３遊星歯車機構１０のサンギア３０は、第２モータジェネレータ５のロータ１７と一体に回転するようにロータ軸１６に連結されている。

第１遊星歯車機構８、第２遊星歯車機構９及び第３遊星歯車機構１０は、動力伝達機構１１を構成する。動力伝達機構１１は、エンジン２の出力軸３と、第１モータジェネレータ４の出力軸としてのロータ軸１３と、第２モータジェネレータ５の出力軸としてのロータ軸１６と、ギア機構３５を介して駆動軸７とが連結された遊星歯車機構を構成する。

このように、動力伝達機構１１は、エンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５と、駆動軸７との間で駆動力を授受させるようになっている。例えば、動力伝達機構１１は、エンジン２と、第１モータジェネレータ４と、第２モータジェネレータ５とによって生成された動力を駆動軸７に伝達するようになっている。

図２に示すように、第３遊星歯車機構１０のリングギア３２の回転速度と、第２遊星歯車機構９のリングギア２９の回転速度と、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６の回転速度との関係は、共線図で表すことができる。

図２に示す共線図において、各縦軸は、図中、左から第３遊星歯車機構１０のリングギア３２の回転速度（図中、Ｒ３）、第２遊星歯車機構９のリングギア２９の回転速度（図中、Ｒ２）、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６の回転速度（図中、ＭＧ２）をそれぞれ表している。

第３遊星歯車機構１０のリングギア３２は、固定されているため、第３遊星歯車機構１０は、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６の駆動力を減速して第２遊星歯車機構９のリングギア２９に伝達するリダクションギアを構成する。

第３遊星歯車機構１０のリングギア３２の歯数をＺＲ３とし、第３遊星歯車機構１０のサンギア３０の歯数をＺＳ３とすると、第３遊星歯車機構１０のレバー比、すなわち、リダクションギア比Ｋｒは、ＺＲ３／ＺＳ３となる。

以上より、第２遊星歯車機構９のリングギア２９の回転速度Mg2_rg_spdと、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６の回転速度Mg2_spdとの関係は、以下の式（１）で表すことができる。
Mg2_rg_spd＝Mg2_spd／（１＋Ｋｒ）・・・（１）

また、第２遊星歯車機構９のリングギア２９のトルクＴrと、第２モータジェネレータ５のロータ軸１６のトルクＴmg2との関係は、以下の式（２）で表すことができる。
Ｔr＝（１＋Ｋｒ）×Ｔmg2・・・（２）

図３に示すように、第１モータジェネレータ４のロータ軸１３の回転速度と、エンジン２の出力軸３の回転速度と、ギア機構３５を介して駆動輪６に動力を伝達する第１遊星歯車機構８のリングギア２５の回転速度（以下、単に「駆動回転速度」という。）と、第２遊星歯車機構９のリングギア２９の回転速度との関係は、共線図で表すことができる。

図３に示す共線図において、各縦軸は、図中、左から第１モータジェネレータ４のロータ軸１３の回転速度（図中、ＭＧ１）と、エンジン２の出力軸３の回転速度（図中、Ｅ／Ｇ）と、駆動回転速度（図中、ＯＵＴ）と、第２遊星歯車機構９のリングギア２９の回転速度（図中、Ｒ２）をそれぞれ表している。

第１遊星歯車機構８のサンギア２２の歯数をＺＳ１とし、第１遊星歯車機構８のリングギア２５の歯数をＺＲ１とすると、第１遊星歯車機構８のレバー比Ｋ１は、ＺＲ１／ＺＳ１となる。

第２遊星歯車機構９のサンギア２６の歯数をＺＳ２とし、第２遊星歯車機構９のリングギア２９の歯数をＺＲ２とすると、第２遊星歯車機構９のレバー比Ｋ２は、ＺＳ２／ＺＲ２となる。

以上より、駆動回転速度D_spdと、第１モータジェネレータ４のロータ軸１３の回転速度Mg1_spdと、第２遊星歯車機構９のリングギア２９の回転速度Mg2_rg_spdとの関係は、以下の式（３）で表すことができる。
D_spd＝（Ｋ２×Mg1_spd＋（１＋Ｋ１）×Mg2_rg_spd）／（１＋Ｋ１＋Ｋ２）・・・（３）

図１において、ハイブリッドＥＣＵ５２、エンジンＥＣＵ５３、モータＥＣＵ５４及びバッテリＥＣＵ５５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによってそれぞれ構成されている。

これらのコンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをハイブリッドＥＣＵ５２、エンジンＥＣＵ５３、モータＥＣＵ５４及びバッテリＥＣＵ５５としてそれぞれ機能させるためのプログラムが格納されている。

すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、これらのコンピュータユニットは、本実施の形態におけるハイブリッドＥＣＵ５２、エンジンＥＣＵ５３、モータＥＣＵ５４及びバッテリＥＣＵ５５としてそれぞれ機能する。

車両１には、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の規格に準拠した車内ＬＡＮ（Local Area Network）を形成するためのＣＡＮ通信線３９が設けられている。ハイブリッドＥＣＵ５２、エンジンＥＣＵ５３、モータＥＣＵ５４及びバッテリＥＣＵ５５は、ＣＡＮ通信線３９を介して制御信号等の信号の送受信を相互に行なう。

ハイブリッドＥＣＵ５２は、主として、エンジンＥＣＵ５３、モータＥＣＵ５４及びバッテリＥＣＵ５５などの各種ＥＣＵを統括的に制御する。エンジンＥＣＵ５３は、主として、エンジン２を制御する。

モータＥＣＵ５４は、主として、第１インバータ１９及び第２インバータ２０を介して第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５をそれぞれ制御する。バッテリＥＣＵ５５は、主として、バッテリ２１の状態を管理する。

また、モータＥＣＵ５４は、第１インバータ１９及び第２インバータ２０を介して第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の回転速度を検出し、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の回転速度から駆動回転速度を算出する。

本実施例において、バッテリＥＣＵ５５の入力ポートには、バッテリ状態検出センサ６０が接続されている。バッテリ状態検出センサ６０は、バッテリ２１の充放電電流、電圧及びバッテリ温度を検出する。バッテリＥＣＵ５５は、バッテリ状態検出センサ６０から入力される充放電電流の値、電圧の値及びバッテリ温度の値に基づき、バッテリ２１の残容量（以下、「ＳＯＣ」という）などを検出する。

バッテリ状態検出センサ６０は、例えば、バッテリ２１の充放電電流を検出する電流センサと、バッテリ２１の電圧を検出する電圧センサと、バッテリ温度を検出する温度センサとを含んで構成される。なお、電流センサと電圧センサと温度センサとは、個別に設けてもよい。

ハイブリッドＥＣＵ５２の入力ポートには、アクセル開度センサ６２、シフトポジションセンサ６３を含む各種センサ類が接続されている。アクセル開度センサ６２は、アクセルペダル６１の操作量（以下、単に「アクセル開度」という）を検出する。シフトポジションセンサ６３は、ドライバによるシフトレバーの操作により選択されたシフト位置を検出する。シフト位置は、例えば、前進レンジ、後進レンジ、ニュートラルレンジ、停車レンジのいずれかが選択される。

ハイブリッドＥＣＵ５２は、ドライバの要求するドライバ要求駆動トルク（第１遊星歯車機構８のリングギア２５に出力されるトルク）と駆動回転速度の積により要求駆動パワーを設定する。ハイブリッドＥＣＵ５２は、バッテリ２１の充電状態等に基づきバッテリ２１への充放電要求パワーを設定し、要求駆動パワーと充放電要求パワーの和をエンジン２に対する要求パワーとする。ハイブリッドＥＣＵ５２は、エンジン２から要求パワーが出力されるとともにドライバ要求駆動トルクが第１遊星歯車機構８のリングギア２５に出力されるようエンジン２や第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５を制御する。

ハイブリッドＥＣＵ５２は、ドライバ要求駆動トルクと第１遊星歯車機構８のリングギア２５に出力される実駆動トルクとの偏差に基づいて、ドライバ要求駆動トルクを出力するようにエンジン要求パワーを補正する。

図４に示すように、ハイブリッドＥＣＵ５２は、実駆動トルク算出部１０１、補正パワー（制限前）算出部１０２、補正パワー上限値（車速）算出部１０３、補正パワー上限値（バッテリ）算出部１０４、要求駆動パワー算出部１０５、要求エンジンパワー算出部１０６を備えている。

ハイブリッドＥＣＵ５２は、アクセル開度センサ６２によって検出されたアクセル開度と、モータＥＣＵ５４によって算出された駆動回転速度とに基づいて、ドライバの要求しているドライバ要求駆動トルクを算出する。

なお、駆動回転速度に代わって、駆動回転速度に速度変換係数を乗算して算出される車速に基づいて、ドライバ要求駆動トルクを算出してもよい。速度変換係数は、駆動回転速度を車速に変換するための定数であり、具体的には、タイヤ外径とギア機構３５のギア比の乗算値である。速度変換係数は、ハイブリッドＥＣＵ５２のＲＯＭ又はフラッシュメモリに格納されている。

ハイブリッドＥＣＵ５２は、例えば、シフト位置（前進レンジ、後進レンジ、ニュートラルレンジ等）毎に、駆動回転速度とアクセル開度とに対して駆動トルクが設定されているマップを検索してドライバ要求駆動トルクを算出する。

実駆動トルク算出部１０１は、第１モータジェネレータ４のトルクＴmg1と第２モータジェネレータ５のトルクＴmg2に基づいて第１遊星歯車機構８のリングギア２５に出力される実駆動トルクを算出する。

実駆動トルク算出部１０１は、上述の式（２）で算出される第２遊星歯車機構９のリングギア２９のトルクＴrと第１モータジェネレータ４のトルクＴmg1とから以下の式（４）により実駆動トルクを算出する。
実駆動トルク＝−Ｔmg1×Ｋ１＋（１＋Ｋ２）×Ｔr・・・（４）

第１モータジェネレータ４のトルクＴmg1と第２モータジェネレータ５のトルクＴmg2は、モータＥＣＵ５４の指令値を用いてもよいし、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５のモータ電流等を検出して算出した値を用いてもよい。

補正パワー（制限前）算出部１０２は、運転者の要求している駆動トルク（ドライバ要求駆動トルク）と実駆動トルクの差（以下、「トルク偏差」という）に基づき、比例項と積分項によるフィードバック制御により補正パワー（制限前）を算出する。

補正パワー（制限前）算出部１０２は、以下の式（５）により補正パワー（制限前）を算出する。Ｋpは、比例ゲインの定数であり、Ｋiは、積分ゲインの定数である。
補正パワー（制限前）＝Ｋp×トルク偏差＋ΣＫi×トルク偏差・・・（５）

なお、本実施例において、パワーとは、トルクに回転速度を乗算した値に比例し、エンジン２、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５及び第１遊星歯車機構８のリングギア２５の各回転体におけるトルク及び回転速度の組み合わせによって一意に決まる。

補正パワー上限値（車速）算出部１０３は、車速に応じた補正パワーの上限値を算出する。補正パワー上限値（車速）算出部１０３は、例えば、図５に示すような、駆動回転速度に対して補正パワー上限値が設定されているマップを検索して補正パワー上限値（車速）を算出する。

補正パワー上限値は、ドライバ要求パワーに加算した場合に、駆動トルクの増加が比較的多く見込める補正パワーの上限値である。但し、ドライバ要求パワーからバッテリ充放電要求パワーを減算（充電側のパワーを負の値として定義）し、さらにロスパワーを加算して要求エンジンパワーを算出するため、補正パワー上限値は、検索値にバッテリ充放電要求パワーを加算し、ロスパワーを減算した値とする。

すなわち、補正パワー上限値（車速）は、以下の式（６）により表される。
補正パワー上限値（車速）＝車速マップ検索値＋バッテリ充放電要求パワー−ロスパワー・・・（６）

なお、算出された補正パワー上限値（車速）がゼロより小さい場合は、補正パワー上限値（車速）をゼロとする。

ロスパワーは、第１モータジェネレータ４や第２モータジェネレータ５等で発熱として失われるパワー及び１２Ｖ系の電装品等で消費されるパワーであり、その分を余分にエンジン２に対する要求パワーに加算するための値である。

補正パワー上限値（バッテリ）算出部１０４は、バッテリ２１の入力制限値による補正パワー上限値を算出する。

要求エンジンパワーを算出する際に、ドライバ要求パワーからバッテリ充放電要求パワーを減算（充電側のパワーを負の値として定義）するため、バッテリ２１の入力制限値（充電側バッテリ許容電力）による補正パワー上限値は、バッテリ２１の入力制限値の符号を反転した値にバッテリ充放電要求パワーを加算した値とする。ロスパワーは、エンジン２に対する要求パワーに加算するための値であるためバッテリ２１の入力制限値による補正パワー上限値の計算には使用しない。

従って、バッテリ２１に入出力される電力は、「バッテリ充放電要求パワー−補正パワー」となり、この値がバッテリ２１の入力制限値を超えないようにすればよいから、補正パワー上限値（バッテリ）は以下の式（７）により表される。
補正パワー上限値（バッテリ）＝−バッテリの入力制限値＋バッテリ充放電要求パワー・・・（７）

なお、算出された補正パワー上限値（バッテリ）がゼロより小さい場合は、補正パワー上限値（バッテリ）をゼロとする。

要求駆動パワー算出部１０５は、ドライバ要求駆動トルクと駆動回転速度により要求駆動パワーを算出する。

要求エンジンパワー算出部１０６は、補正パワー（制限前）を補正パワー上限値（車速）と補正パワー上限値（バッテリ）で上限制限し、補正パワーとする。すなわち、要求エンジンパワー算出部１０６は、補正パワー（制限前）、補正パワー上限値（車速）、補正パワー上限値（バッテリ）の最小値を補正パワーとする。

要求エンジンパワー算出部１０６は、以下の式（８）により要求エンジンパワーを算出する。
要求エンジンパワー[W]＝ドライバ要求駆動トルク[Nm]×駆動回転速度[rpm]×２π／６０−バッテリ充放電要求パワー[W]＋ロスパワー[W]＋補正パワー[W] ・・・（８）

ハイブリッドＥＣＵ５２は、算出された要求エンジンパワーをエンジンＥＣＵ５３に送信してエンジン２を制御させる。

以上のように構成された本実施例に係るハイブリッド車両の制御装置によるエンジンパワー補正処理について、図６を参照して説明する。なお、以下に説明するエンジンパワー補正処理は、ハイブリッドＥＣＵ５２が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。

ステップＳ１において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、処理に使用する各種信号の取り込みを行なう。

ステップＳ２において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、各種信号に基づいてドライバ要求駆動トルクを算出する。

ステップＳ３において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、第１モータジェネレータ４のトルクＴmg1と第２モータジェネレータ５のトルクＴmg2に基づいて実駆動トルクを算出する。

ステップＳ４において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、ドライバ要求駆動トルクと実駆動トルクの偏差を算出する。

ステップＳ５において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、上述の式（５）によりフィードバックによる補正パワー（制限前）を算出する。

ステップＳ６において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、上述の式（６）により車速による補正パワー上限値を算出する。なお、算出された車速による補正パワー上限値がゼロより小さい場合は、車速による補正パワー上限値をゼロとする。

ステップＳ７において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、上述の式（７）によりバッテリの入力制限値による補正パワー上限値を算出する。なお、算出されたバッテリの入力制限値による補正パワー上限値がゼロより小さい場合は、バッテリの入力制限値による補正パワー上限値をゼロとする。

ステップＳ８において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、補正パワー（制限前）、補正パワー上限値（車速）、補正パワー上限値（バッテリ）の最小値を補正パワーとする。

ステップＳ９において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、上述の式（８）により要求エンジンパワーを算出して、処理を終了する。

このようなエンジンパワー補正処理による動作について図７から図１０を参照して説明する。

図９は、アクセル開度に閾値を設け、閾値以上のアクセル開度の場合に運転者が大きなトルクによる走行を要求していると判定し、エンジン２の出力トルクを増加させる制御を行なったときのトルクの関係を示す図である。なお、エンジン２により駆動軸７に作用するトルクは、エンジン２の出力により第１モータジェネレータ４で発電する際に反力として作用する反力トルクであるため、図中では「反力トルク」として示している。

図９に示すように、アクセル開度がアクセル開度閾値以上の場合は、エンジン２による反力トルクが加わっているためドライバ要求駆動トルクを出力することができる。

しかしながら、アクセル開度がアクセル開度閾値未満の場合、ドライバ要求駆動トルクが第２モータジェネレータ５から出力できるトルク以上となると、ドライバの要求する駆動力を出力できないときがある。

図１０は、駆動回転速度（車速）に閾値を設け、発進時等の閾値以下の駆動回転速度の場合にエンジン２の出力トルクを増加させる制御を行なったときのトルクの関係を示す図である。

図１０に示すように、駆動回転速度が駆動回転速度閾値以下の場合は、エンジン２による反力トルクが加わっているためドライバ要求駆動トルクを出力することができる。

しかしながら、駆動回転速度が駆動回転速度閾値を超えると、エンジン２の出力トルクを増加させる制御が実行されないので、ドライバの要求する駆動力を出力できないときがある。

本実施例においては、ドライバ要求駆動トルクと実駆動トルクのトルク偏差に基づいてエンジン２の補正パワーを算出しているため、図７及び図８に示すように、ドライバの要求する駆動力を出力することができる。

また、エンジン２に対する要求パワーの必要最小限の補正によりドライバの要求する駆動トルクを実現できるため、必要以上にバッテリ２１が充電されることを防止することができる。その結果、ＳＯＣが早期に上昇することを抑制することができるため、駆動力が早く低下することを抑制することができる。

また、エンジンパワーの補正量と充放電要求パワーの和がバッテリ２１の入力制限の範囲内となるように補正量の上限を制限するようにすれば、バッテリ２１の入力制限（充電側の制限）を守ることができる。

また、車速等に応じて予め設定した値を上限として補正量を制限するようにすれば、エンジン動作ライン上で、駆動トルク増加の効果が少ない領域まで目標パワーを増大補正してしまうことを防止することができる。従って、効果が大きい領域に限定して補正を行なうことができる。

また、本実施例のエンジンパワー補正制御は、低速域でのみ必要であるが、実際の駆動トルクを第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５のトルクに基づいて算出する際の誤差等により、本来必要のない低速域以外でも補正されてしまうことを防止することができる。

また、ドライバ要求駆動トルクに最大限出力可能な値より大きな値が設定されたり、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５のトルク制限により出力可能な駆動トルクが減少したりした場合に、必要以上に補正されてしまうことを防止することができる。

本実施例の他の態様としては、補正パワー（制限前）をドライバ要求駆動トルク[Nm]と駆動回転速度[rpm]とをパラメータとするマップにより求めるようにする。

駆動トルクは、エンジントルクと第１モータジェネレータ４のトルクにより第１遊星歯車機構８のリングギア２５に出力される反力トルクと、第２モータジェネレータ５によるトルクとの合計となる。従って、車速が低くて駆動パワーが小さく、その結果要求エンジンパワーが小さくなり、エンジントルクが小さくて第２モータジェネレータ５のトルクを最大にしてもドライバ要求駆動トルクを出力できない場合には、ドライバ要求駆動トルクを出力できるエンジントルクを逆算することが可能である。

さらに、予め設定してあるエンジン動作ラインから、所望のエンジントルクとなるエンジンパワーを逆算することができる。

このようにして、駆動回転速度（車速）に応じてドライバ要求駆動トルクを出力するのに必要なエンジンパワーを決めることができる。

図１１に示すように、本他の態様のハイブリッドＥＣＵ５２は、補正パワー（制限前）算出部２０１、補正パワー上限値（バッテリ）算出部２０２、要求駆動パワー算出部２０３、要求エンジンパワー算出部２０４を備えている。

ハイブリッドＥＣＵ５２は、アクセル開度センサ６２によって検出されたアクセル開度と、モータＥＣＵ５４によって算出された駆動回転速度とに基づいて、ドライバの要求しているドライバ要求駆動トルクを算出する。駆動回転速度に代わって、車速に基づいてドライバ要求駆動トルクを算出してもよい。

補正パワー（制限前）算出部２０１は、駆動回転速度とドライバ要求駆動トルクをパラメータとするマップにより補正パワー（制限前）を算出する。

補正パワー（制限前）算出部２０１は、例えば、図１２に示すようなマップにより補正パワー（制限前）を算出する。図１２では、ドライバ要求駆動トルクを例えば大、中、小に区分して、ドライバ要求駆動トルクの大、中、小ごとにマップを用意している。

図１２において、マップとして設定された値は、充放電要求パワー及びロスパワーをゼロとした場合に、ドライバ要求駆動トルクを出力するために必要な要求エンジンパワーの加算補正分である。

従って、要求エンジンパワーを算出する際に、充放電要求パワーを減算（充電側を負の値として定義しているため）するので、補正パワー（制限前）はマップ検索値に充放電要求パワーを加算（充電側を負の値と定義しているため）し、ロスパワーを減算して求める。

すなわち、補正パワー（制限前）算出部２０１は、補正パワー（制限前）を以下の式（９）により算出する。
補正パワー（制限前）＝マップ検索値＋バッテリ充放電要求パワー−ロスパワー・・・（９）

なお、算出された補正パワー（制限前）がゼロより小さい場合は、補正パワー（制限前）をゼロとする。

補正パワー上限値（バッテリ）算出部２０２は、バッテリ２１の入力制限値（充電側バッテリ許容電力）による補正パワー上限値を算出する。補正パワー上限値（バッテリ）算出部２０２は、上述の式（７）で補正パワー上限値（バッテリ）を算出する。

要求駆動パワー算出部２０３は、ドライバ要求駆動トルクと駆動回転速度により要求駆動パワーを算出する。

要求エンジンパワー算出部２０４は、補正パワー（制限前）を補正パワー上限値（バッテリ）で上限制限し、補正パワーとする。すなわち、要求エンジンパワー算出部２０４は、補正パワー（制限前）、補正パワー上限値（バッテリ）の最小値を補正パワーとする。

要求エンジンパワー算出部２０４は、上述の式（８）により要求エンジンパワーを算出する。

以上のように構成された本実施例の他の態様に係るハイブリッド車両の制御装置によるエンジンパワー補正処理について、図１３を参照して説明する。なお、以下に説明するエンジンパワー補正処理は、ハイブリッドＥＣＵ５２が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。

上述の実施例と同様に、ステップＳ１及びステップＳ２において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、処理に使用する各種信号の取り込みを行ない、各種信号に基づいてドライバ要求駆動トルクを算出する。

ステップＳ１１において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、ドライバ要求駆動トルクと駆動回転速度とをパラメータとするマップ検索値とバッテリ充放電要求パワーから上述の式（９）により補正パワー（制限前）を算出する。なお、算出された補正パワー（制限前）がゼロより小さい場合は、補正パワー（制限前）をゼロとする。

ステップＳ１２において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、上述の式（７）によりバッテリの入力制限値による補正パワー上限値を算出する。なお、算出されたバッテリの入力制限値による補正パワー上限値がゼロより小さい場合は、バッテリの入力制限値による補正パワー上限値をゼロとする。

ステップＳ１３において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、補正パワー（制限前）、補正パワー上限値（バッテリ）の最小値を補正パワーとする。

ステップＳ１４において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、上述の式（８）により要求エンジンパワーを算出して、処理を終了する。

このように、ドライバ要求駆動トルクと駆動回転速度とに基づいてエンジン２の補正パワーを算出しているため、ドライバの要求する駆動力を出力することができる。

本他の態様では、正の駆動力（車両１の前進方向の駆動力）が要求されている場合だけでなく、負の駆動力が要求されている場合、すなわち、シフト位置が後進レンジの場合にも同様に制御する。

後進レンジの場合、ドライバ要求駆動トルクは負の値となる。要求エンジンパワーは、前進レンジの場合と同様に、駆動パワーからバッテリ充放電要求パワーを減算し、ロスパワーを加算して算出する。

従って、エンジントルクと第１モータジェネレータ４のトルクにより第１遊星歯車機構８のリングギア２５に出力される反力トルクは、ドライバ要求駆動トルクが負であっても正の値であり、第２モータジェネレータ５により反力トルクよりも絶対値が大きい負のトルクを出力することにより負のトルクが出力される。

本他の態様では、後進レンジ用にドライバ要求駆動トルク[Nm]と駆動回転速度[rpm]とをパラメータとするマップにより補正パワー（制限前）を求めるようにする。

図１４に示すように、本他の態様のハイブリッドＥＣＵ５２は、補正パワー（制限前）算出部３０１、補正パワー下限値（バッテリ）算出部３０２、要求駆動パワー算出部３０３、要求エンジンパワー算出部３０４を備えている。

補正パワー（制限前）算出部３０１は、駆動回転速度とドライバ要求駆動トルクをパラメータとするマップにより補正パワー（制限前）を算出する。

補正パワー（制限前）算出部３０１は、例えば、図１５に示すようなマップにより補正パワー（制限前）を算出する。図１５では、ドライバ要求駆動トルクの絶対値を例えば大、中、小に区分して、ドライバ要求駆動トルクの絶対値の大、中、小ごとにマップを用意している。

図１５において、マップとして設定された値は、充放電要求パワー及びロスパワーをゼロとした場合に、ドライバ要求駆動トルクを出力するために必要な要求エンジンパワーの加算補正分である。なお、後進レンジの場合には、補正パワーを負の値として定義しているため、前進レンジの場合と同様に加算補正となる。

すなわち、補正パワー（制限前）算出部３０１は、補正パワー（制限前）を上述の式（９）により算出する。

補正パワー下限値（バッテリ）算出部３０２は、バッテリ２１の出力制限値（放電側バッテリ許容電力）による補正パワー下限値を算出する。後進レンジの場合、要求エンジンパワーが減少する側に補正するため、バッテリ２１への充放電要求パワーは補正により放電側へシフトする。そのため放電側で制限する必要がある。

補正パワー下限値（バッテリ）算出部３０２は、以下の式（１０）で補正パワー下限値（バッテリ）を算出する。
補正パワー下限値（バッテリ）＝−バッテリの出力制限値＋バッテリ充放電要求パワー・・・（１０）

なお、算出された補正パワー上限値（バッテリ）がゼロより大きい場合は、補正パワー下限値（バッテリ）をゼロとする。

要求駆動パワー算出部３０３は、ドライバ要求駆動トルクと駆動回転速度により要求駆動パワーを算出する。

要求エンジンパワー算出部３０４は、補正パワー（制限前）を補正パワー下限値（バッテリ）で下限制限し、補正パワーとする。すなわち、要求エンジンパワー算出部３０４は、補正パワー（制限前）、補正パワー下限値（バッテリ）の最大値を補正パワーとする。

要求エンジンパワー算出部３０４は、上述の式（８）により要求エンジンパワーを算出する。

以上のように構成された本実施例の他の態様に係るハイブリッド車両の制御装置による後進レンジ時のエンジンパワー補正処理について、図１６を参照して説明する。なお、以下に説明する後進レンジ時のエンジンパワー補正処理は、ハイブリッドＥＣＵ５２が動作を開始すると開始され、予め設定された時間間隔で実行される。

ステップＳ２１において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、ドライバ要求駆動トルクと駆動回転速度とをパラメータとするマップ検索値とバッテリ充放電要求パワーから上述の式（９）により補正パワー（制限前）を算出する。なお、算出された補正パワー（制限前）がゼロより小さい場合は、補正パワー（制限前）をゼロとする。

ステップＳ２２において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、上述の式（１０）によりバッテリの出力制限値による補正パワー下限値を算出する。なお、算出されたバッテリの出力制限値による補正パワー下限値がゼロより小さい場合は、バッテリの出力制限値による補正パワー下限値をゼロとする。

ステップＳ２３において、ハイブリッドＥＣＵ５２は、補正パワー（制限前）、補正パワー下限値（バッテリ）の最大値を補正パワーとする。

このように、後進レンジにおいてもドライバの要求するトルクを可能な限り出力することができる。

また、エンジンパワーの補正量と充放電要求パワーの和がバッテリ２１の出力制限の範囲内となるように補正量の下限を制限するようにすれば、バッテリ２１の出力制限（放電側の制限）を守ることができる。

なお、後進レンジでの制御は、上述の実施例のように、ドライバ要求駆動トルクと実駆動トルクのトルク偏差に基づいて補正パワー（制限前）を算出する方法でも同様に実施することができる。

また、本実施例においては、動力伝達機構１１として、図３に示すような４つの回転要素の回転速度のバランスをとって駆動トルクを制御する構成としたが、３つの回転要素の回転速度のバランスをとって駆動トルクを制御する構成や、５つ以上の回転要素の回転速度のバランスをとって駆動トルクを制御する構成としても同様に実施することができる。

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１車両（ハイブリッド車両）
２エンジン
４第１モータジェネレータ
５第２モータジェネレータ
７駆動軸
１１動力伝達機構
５２ハイブリッドＥＣＵ（制御部）

Claims

少なくとも３つの回転要素を有し、前記回転要素のいずれかにエンジンの出力軸、第１モータジェネレータの回転軸、第２モータジェネレータの回転軸がそれぞれ接続され、前記エンジンと、前記第１モータジェネレータと、前記第２モータジェネレータとの間で動力を授受させ前記回転要素のいずれかから駆動輪を駆動させる駆動トルクを出力させる動力伝達機構と、前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータへ電力を供給するバッテリと、を有するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
ドライバ要求駆動トルクと駆動回転速度との積により要求駆動パワーを設定し、前記バッテリの充電状態に基づいて前記バッテリへの充放電要求パワーを設定し、前記要求駆動パワーと前記充放電要求パワーとの和を要求エンジンパワーとし、前記エンジンから前記要求エンジンパワーが出力され、前記ドライバ要求駆動トルクが出力されるように制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータの出力トルクに基づいて実駆動トルクを算出し、前記ドライバ要求駆動トルクに対し前記実駆動トルクの方が小さい場合、前記要求エンジンパワーを増加する側に補正するハイブリッド車両の制御装置。
前記制御部は、前記要求エンジンパワーの補正量と前記充放電要求パワーとの和が、前記バッテリの入力制限の範囲内となるように前記補正量の上限を制限する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記制御部は、車速に基づいて前記要求エンジンパワーの補正量の上限を制限する請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
少なくとも３つの回転要素を有し、前記回転要素のいずれかにエンジンの出力軸、第１モータジェネレータの回転軸、第２モータジェネレータの回転軸がそれぞれ接続され、前記エンジン、前記第１モータジェネレータと、前記第２モータジェネレータとの間で動力を授受させ前記回転要素のいずれかから駆動輪を駆動させる駆動トルクを出力させる動力伝達機構と、前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータへ電力を供給するバッテリと、を有するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
ドライバ要求駆動トルクと駆動回転速度との積により要求駆動パワーを設定し、前記バッテリの充電状態に基づいて前記バッテリへの充放電要求パワーを設定し、前記要求駆動パワーと前記充放電要求パワーとの和を要求エンジンパワーとし、前記エンジンから前記要求エンジンパワーが出力され、前記ドライバ要求駆動トルクが出力されるように制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記ドライバ要求駆動トルクと前記駆動回転速度に基づいて前記要求エンジンパワーを増加させる補正パワーを算出し、前記要求エンジンパワーを前記補正パワーで補正するハイブリッド車両の制御装置。
前記制御部は、前記補正パワーと前記充放電要求パワーとの和が、前記バッテリの入力制限の範囲内となるように前記補正パワーの上限を制限する請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。
少なくとも３つの回転要素を有し、前記回転要素のいずれかにエンジンの出力軸、第１モータジェネレータの回転軸、第２モータジェネレータの回転軸がそれぞれ接続され、前記エンジン、前記第１モータジェネレータと、前記第２モータジェネレータとの間で動力を授受させ前記回転要素のいずれかから駆動輪を駆動させる駆動トルクを出力させる動力伝達機構と、前記第１モータジェネレータ及び前記第２モータジェネレータへ電力を供給するバッテリと、を有するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
ドライバ要求駆動トルクと駆動回転速度との積により要求駆動パワーを設定し、前記バッテリの充電状態に基づいて前記バッテリへの充放電要求パワーを設定し、前記要求駆動パワーと前記充放電要求パワーとの和を要求エンジンパワーとし、前記エンジンから前記要求エンジンパワーが出力され、前記ドライバ要求駆動トルクが出力されるように制御する制御部を備え、
前記制御部は、後進レンジの場合、前記ドライバ要求駆動トルクと前記駆動回転速度に基づいて前記要求エンジンパワーを減少させる補正パワーを算出し、前記要求エンジンパワーを前記補正パワーで補正するハイブリッド車両の制御装置。
前記制御部は、前記補正パワーと前記充放電要求パワーとの和が、前記バッテリの出力制限の範囲内となるように前記補正パワーの下限を制限する請求項６に記載のハイブリッド車両の制御装置。