JP3490348B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
の制御装置に関し、特に、エンジンを制御するエンジン
制御装置とモータを制御するモータ制御装置との間の制
御量の送受信に特徴を備えたハイブリッド車両の制御装
置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来から、車両走行の推進力として、燃
焼エネルギーで作動するエンジンの他に電気エネルギー
で作動するモータを備えたハイブリッド車両が知られて
いる。このハイブリッド車両の一種に、モータをエンジ
ンの出力を補助する補助駆動源として使用するパラレル
ハイブリッド車がある。このパラレルハイブリッド車
は、例えば、加速時においてはモータによってエンジン
の出力を補助し、減速時においては減速回生によってバ
ッテリ等への充電を行う等、様々な制御を行い、バッテ
リの残容量を確保しつつ運転者の要求を満足できるよう
になっている（例えば、特開平７−１２３５０９号公
報）。ところで、このようなハイブリッド車両では、エ
ンジンとモータとを駆動力として備えることから、エン
ジンおよびモータの制御が一般に複雑になる。そのた
め、１つの制御装置では駆動制御の処理の負荷が大きす
ぎることから、ハイブリッド車両は複数の制御装置を備
え、駆動制御の負荷の分散を行っている。また、駆動制
御は、それら複数の制御装置が協調して行うことにより
実現される。そのため、制御装置間で、駆動制御に必要
となる値の授受が通信により行われる。この制御装置間
の通信手法としては、シリアル通信、パラレル通信、パ
ルス幅変調通信等があるが、通信速度、情報量、回路の
コスト等を考慮してパルス幅変調（ＰＷＭ：Pulse Widt
h Modulation）通信を用いることがある。ここで、パル
ス幅変調は、周期を一定にして、変調対象となる値に応
じてパルスの「１」と「０」の割合を可変にすることで
変調を行う。なお、パルス幅変調において、出力周期に
占めるパルス幅はデューティ（Ｄｕｔｙ）と呼ばれる。
また、駆動制御の負荷を分散するために設けられる制御
装置としては、エンジンを制御するエンジン制御装置や
モータを制御するモータ制御装置がある。そして、この
２つの制御装置間において、エンジン制御装置からモー
タ制御装置へモータを駆動あるいは回生制御する制御信
号（要求モータ出力）をパルス幅変調信号を用いて送信
する場合がある。この要求モータ出力値に対するパルス
幅は、第１の領域がモータを回生する領域を示し、第２
の領域がモータを駆動する領域を示す。そして、この第
１の領域と第２の領域の接点（以下、”駆動／回生ゼロ
ポイント”）がモータの駆動／回生量をゼロにするパル
ス幅となる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところで、パルス幅変
調による変調信号はパルス幅で示されるアナログ信号と
して送信されるため、通信誤差により、変調前の値とパ
ルス幅変調された信号を復調した後の値とが一致しない
ことがある。通信誤差が生じる原因としては、送受信に
使われる部品の精度、あるいは、パルス幅変調された信
号を復調する際に平滑化回路によりパルス信号を平滑化
した後にＡＤ変換するため、等がある。そして、エンジ
ン制御装置が、前述の要求モータ出力値をパルス幅変調
により送信する際に前述の駆動／回生ゼロポイントに近
い値を送信する場合、受信側のモータ制御装置が通信誤
差により送信側と異なる要求モータ出力値として復調す
ると、スムーズな駆動制御を阻害する原因となる。なぜ
ならば、モータ制御装置に対し駆動制御が要求されてい
るのにモータ制御装置は回生制御と認識したり、逆にモ
ータ制御装置に回生制御が要求されているのにモータ制
御装置は駆動制御と認識したりし、その結果、モータの
発生トルクが要求と逆方向となり、振動等により車両の
運転が不安定になるからである。 【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、モータ制御装置がパルス幅変調により駆動／回
生量を受信する場合において、送信側の装置と受信側の
制御装置間で送受信時の駆動／回生量の反転がなくな
り、スムーズな駆動制御が実現できるハイブリッド車両
を提供することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、エンジン
（１）と、該エンジンの駆動力を補助あるいは回生する
モータ（２）とを備えたハイブリッド車両の制御装置で
あって、前記制御装置が、前記エンジンを制御するエン
ジン制御装置（４）と、前記モータを制御するモータ制
御装置（５）と、前記エンジン制御装置と前記モータ制
御装置の間でパルス幅変調信号を用いて信号を送受信す
る通信手段（実施の形態では、送信部４２および受信部
５１）とを備え、前記エンジン制御装置が前記通信手段
により該エンジン制御装置から前記モータ制御装置へモ
ータを駆動あるいは回生制御する制御信号を送信し、前
記モータ制御装置が前記制御信号に基づいて前記モータ
を制御するハイブリッド車両の制御装置において、前記
モータ制御装置が、前記パルス幅変調の信号幅が、第１
の範囲（実施の形態では、パルス幅１０〜４５％）では
前記モータを回生する回生領域としてパルス幅に応じて
回生制御量を設定し、第２の範囲（実施の形態では、パ
ルス幅４５〜５５％［不感帯］）では前記モータ停止領
域として駆動・回生制御量をゼロに設定し、第３の範囲
（実施の形態では、パルス幅５５〜９０％）では前記モ
ータを駆動する駆動領域としてパルス幅に応じて駆動制
御量を設定し、該設定された制御量に基づいて前記モー
タを制御する（実施の形態では、ステップＳ２１，Ｓ２
２に相当）ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装
置を提供する。 【０００６】送信側のエンジン制御装置がパルス幅変調
を用いて駆動／回生量がゼロとなる値を送信した場合、
受信側のモータ制御装置は、パルス幅がモータ停止領域
である第２の範囲として駆動・回生制御量をゼロに設定
する。これにより、送信側の装置と受信側の駆動／回生
量がゼロに近い値での駆動あるいは回生量の反転が生じ
なくなり、スムーズな駆動制御が行えるようになる。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態による
ハイブリッド車両の制御装置を図面を参照して説明す
る。図１は、この発明の一実施形態によるハイブリッド
車両の一種であるパラレルハイブリッド車の全体構成を
示すブロック図である。この図において、符号１は燃料
の燃焼エネルギーで作動するエンジンであり、符号２は
エンジンと併用して用いられ電気エネルギーで作動する
モータである。エンジン１及びモータ２の両方の駆動力
は、オートマチックトランスミッションあるいはマニュ
アルトランスミッションよりなるトランスミッション
（図示せず）を介して駆動輪（図示せず）に伝達され
る。また、ハイブリッド車両の減速時には、駆動輪から
モータ２に駆動力が伝達され、モータ２は発電機として
機能する。モータ２は、車体の運動エネルギーを電気エ
ネルギーとして回収し、別途説明を行うバッテリ３の充
電等を行う。なお、駆動用のモータ２とは別に、バッテ
リ３の充電用の発電機を備える構成としてもよい。ここ
で、バッテリ３は、例えば、複数のセルを直列に接続し
たモジュールを１単位として、更に複数個のモジュール
を直列に接続して、高圧系のバッテリとして構成され
る。符号１９は、エンジン始動専用のスタータである。 【０００８】符号４はエンジン制御装置であり、エンジ
ン回転数、車速等を所定期間毎にモニタしており、これ
らの結果からモータ回生や、アシスト、減速などのモー
ドを判断する。また、エンジン制御装置４は、同時に前
述したモードに対応して、アシスト／回生量の決定を行
い、これらモードやアシスト／回生量に関する情報等を
モータ制御装置５に出力する。モータ制御装置５は、上
述したような情報をエンジン制御装置４から受け取る
と、この指示通りにモータ２を駆動／回生させるパワー
ドライブユニット（以下”ＰＤＵ”と略記）７等の制御
を行う。符号６はバッテリ制御装置であり、バッテリ３
のＳＯＣ（残容量）の算出を行う。また、バッテリ制御
装置６は、バッテリ３の保護のために、バッテリ３の温
度が所定値以下となるようにバッテリ３の近傍に設置さ
れたファン３５の制御等も行う。ここで、エンジン制御
装置４、モータ制御装置５、バッテリ制御装置６と複数
の制御装置が備えられているのは、駆動制御における負
荷の分散をするためである。そして、エンジン制御装置
４とモータ制御装置５とバッテリ制御装置６とが、駆動
制御を分担し、協調しながら駆動制御を行う。なお、エ
ンジン制御装置４、モータ制御装置５、バッテリ制御装
置６は、ＣＰＵ（中央演算装置）およびメモリにより構
成され、制御装置の機能を実現するためのプログラムを
実行することによりその機能を実現させる。 【０００９】符号７はＰＤＵであり、スイッチング素子
が２つ直列接続されたものが３つ並列接続されて構成さ
れている。このＰＤＵ７内部のスイッチング素子は、モ
ータ制御装置５によってオン、オフされ、これによりバ
ッテリ３からＰＤＵ７に供給されている高圧系のＤＣ分
が三相線を介してモータ２に供給される。また、符号９
は各種補機類を駆動するための１２ボルトバッテリであ
り、この１２Ｖバッテリ９はバッテリ３にコンバータ８
を介して接続されている。コンバータ８は、バッテリ３
からの電圧を降圧して１２Ｖバッテリ９に供給する。符
号１０はプリチャージコンタクタ、符号１１はメインコ
ンタクタであり、バッテリ３とＰＤＵ７は、これらのコ
ンタクタを介して接続される。プリチャージコンタクタ
１０、及びメインコンタクタ１１はモータ制御装置５に
よってオン、オフ制御が行われる。 【００１０】符号１２はモータ２の位置及び回転数を計
算するセンサであり、符号１３は三相線に流れている電
流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する電流センサである。これ
らセンサ１２，１３の検出値は、モータ制御装置５に入
力される。 【００１１】符号１４はＰＤＵ７入力部の電圧Ｖｐｄｕ
を検出する電圧センサであり、符号１５はＰＤＵ７に入
力される電流Ｉｐｄｕを検出する電流センサである。符
号１６は、バッテリ３側の電圧を検出する電圧センサで
ある。上述した電圧および電流センサ（１４〜１６）に
よって検出された電圧値及び電流値はモータ制御装置５
へ入力される。符号１７は、コンタクタを介してバッテ
リ３側を流れる電流を検出するバッテリ３側の電流セン
サであり、検出された電流値はバッテリ制御装置６に入
力される。上述したように、各センサ１４〜１６は、コ
ンタクタ１０、１１を介して、バッテリ３側の電圧及び
電流と、コンタクタを介してＰＤＵ７側の電圧及び電流
を検出している。また、電流センサ１５で検出される電
流は、コンバータ８に流れている電流分を差し引いた値
となる。 【００１２】次に上述した構成からなるハイブリッド車
両の制御装置の動作を簡単に説明する。先ず、バッテリ
制御装置６がバッテリ３側における入出電流２５，電圧
２９等の値よりの残容量を算出し、その値をモータ制御
装置５へ出力する。モータ制御装置５は、受け取った残
容量をエンジン制御装置４へ出力する。エンジン制御装
置５は、残容量、エンジン回転数、スロットル開度、エ
ンジントルク、モータの実モータ出力等によりモード
（アシスト、回生、始動、減速等）と、モータ２におけ
る必要モータ出力を決定し、モードと要求モータ出力を
モータ制御装置５へ出力する。 【００１３】モータ制御装置５は、エンジン制御装置４
からモード及び要求モータ出力を受け取ると、アシスト
及び減速時において、ＰＤＵ７の入力側の電力（図１の
電圧センサ１４、及び電流センサ１５側）が、エンジン
制御装置５から受け取った要求モータ出力になるように
フィードバックを行い、トルクを算出する。一方、モー
タ制御装置５は、クルーズ時において、バッテリ３の電
力値（図１の電圧センサ１６、及び電流センサ１７側）
が要求モータ出力になるようにフィードバックを行いト
ルクを算出する。このようにトルクが算出されると、モ
ータ制御装置５は算出したトルクに従ってＰＤＵ７を制
御する。また、モータ制御装置５は、始動時において、
ＰＤＵ７を制御することにより、モータ２によるエンジ
ン始動制御を行う。また、モータ制御装置５は実モータ
出力をエンジン制御装置４へ出力する。エンジン制御装
置４、モータ制御装置５、バッテリ制御装置６は、上述
した処理を所定のタイミングで随時行うことにより、エ
ンジン１、モータ２、バッテリ３の制御を行い、ハイブ
リッド車両を駆動させる。 【００１４】次に、エンジン制御装置４およびモータ制
御装置５において、送受信する値をパルス幅変調により
行う際に関連する構成および動作を説明する。なお、本
実施の形態では、エンジン制御装置４からモータ制御装
置５への”要求モータ出力値”、および、モータ制御装
置５からエンジン制御装置４への”実モータ出力値”を
例として示し、以下、これらの値を、エンジン制御装置
４およびモータ制御装置５間でパルス幅変調を用いた送
受信をする場合を説明する。 【００１５】図２は、エンジン制御装置４およびモータ
制御装置５への入出力信号およびパルス幅変調に関連す
る構成をより詳細に示した図である。また、図２は、モ
ータ２に対する要求モータ出力値、モータ２における実
モータ出力値をパルス幅変調を用いて送受信する場合に
おけるエンジン制御装置４とモータ制御装置５の構成を
中心に示している。なお、図２において、図１に示す信
号に対応する信号には同一符号を付している。また、図
２において、図１に示す信号に対応する信号（Ｘ）をよ
り詳細に示した信号は、信号（Ｘ）に対し他の符号をフ
ァイフン（−）で接続した符号により示している。 【００１６】図２より、エンジン制御装置５は、要求出
力算出部４１、送信部４２、受信部４０，４５、エンジ
ン制御部４８を備える。受信部４０は、モータ制御装置
５を介してバッテリ制御装置６からアナログ値として送
られるバッテリ残容量（ＳＯＣ）を受信・復調し、デジ
タル値として出力する。要求出力算出部４１は、エンジ
ン回転数、アクセルペダルの状態、バッテリ残容量等の
入力値に基づき、走行モードの決定を行う。また、要求
出力算出部４１は、決定されたモードに基づきモータ２
への要求モータ出力値を算出する。 【００１７】送信部４２は、要求出力算出部４１により
算出された要求モータ出力値のパルス幅変調を行い、モ
ータ制御装置５に対しパルス幅変調された信号を送信す
る。また、送信部４２は、パルス幅決定部４３とパルス
発生部４４とにより構成される。ここで、パルス幅決定
部４３は、要求出力算出部４１で算出された要求モータ
出力値をパルス幅変調する際のパルス幅（デューティ：
Ｄｕｔｙ）を求める。この際、パルス幅決定部４３は、
駆動／回生量ゼロの場合、この値に対して予め設定され
たパルス幅の範囲の中央値とするパルス幅の決定を行
う。パルス発生部４４は、パルス幅決定部４３で決定さ
れたパルス幅を所定周期で形成し、出力する。 【００１８】受信部４５は、モータ制御装置５からパル
ス幅変調して送られてくる実モータ出力値の受信・復調
処理を行う。また、受信部４５は、ＡＤ変換部４６と復
調部４７とにより構成される。ここで、ＡＤ変換部４６
は、パルス幅変調された信号をＣＲ回路等の平滑回路で
平滑化した後、この信号をＡＤ変換する。復調部４７
は、ＡＤ変換部４６でデジタル化されたパルス幅より別
途説明する図４の特性に基づいて、パルス幅に対応した
実モータ出力値を求める。この際、復調部４７は、パル
ス幅が予め設定されたパルス幅の範囲であれば、駆動／
回生量ゼロとする復調処理を行う。エンジン制御部４８
は、要求出力算出部４１の算出結果や受信部４５で復調
された実モータ出力値を用いて、エンジンに要求される
トルクを決定する。また、エンジン制御部４８は、決定
されたトルクとなるようにエンジンの駆動制御を行う。 【００１９】モータ制御装置５は、受信部５０，５１、
ＰＤＵ制御部５４、送信部５５を備える。受信部５０
は、バッテリ制御装置６からアナログ値として送られる
バッテリ残容量（ＳＯＣ）を受信・復調し、デジタル値
として出力する。受信部５１は、エンジン制御装置４か
らパルス幅変調して送られてくる要求モータ出力値の受
信・復調処理を行う。また、受信部５２は、ＡＤ変換部
５２と復調部５３とにより構成される。なお、ＡＤ変換
部５２および復調部５３は、それぞれ、エンジン制御装
置４におけるＡＤ変換部４６および復調部４７と同様の
処理を行う。ＰＤＵ制御部５４は、ＰＤＵ７の入力側の
電力値あるいはバッテリ３の電力値が要求モータ出力値
となるようにＰＤＵ７を制御する。また、ＰＤＵ制御部
５４は、ＰＤＵ７の入力側の電力値より実モータ出力値
を算出する。送信部５５は、ＰＤＵ制御部５４により算
出された実モータ出力値をパルス幅変調し、エンジン制
御装置４に対しパルス幅変調された信号を送信する。ま
た、送信部５５は、パルス幅決定部５６とパルス発生部
５７とにより構成される。なお、パルス幅決定部５６お
よびパルス発生部５７は、エンジン制御装置４における
パルス幅決定部４３およびパルス発生部４４と同様の処
理を行う。 【００２０】次に、パルス幅変調を用いた要求モータ出
力値，実モータ出力値の送受信動作を中心に、エンジン
制御装置４、モータ制御装置５の動作を図３を用いて説
明する。なお、図３（ａ）は、エンジン制御装置４の制
御動作を、図３（ｂ）はモータ制御装置５の制御動作を
示している。図３に示す動作は、エンジン１の始動完了
とともに開始し、イグニッションスイッチが”ＯＦＦ”
されるまで、図３に示す各ステップが所定周期で繰り返
し行われる。 【００２１】エンジン制御装置４は、エンジン制御装置
４へ入力されるセンサ検出値をセンシングし、所定のメ
モリにセットする（ステップＳ１１）。エンジン制御装
置４に入力されるセンサ検出値としては、アクセルペダ
ルの状態や車速等の信号３３、エンジンからのエンジン
回転数，エンジン温度等の信号３４−１、モータ制御装
置５を介してバッテリ制御装置６から送られるバッテリ
の残容量、などである。なお、バッテリの残容量は、パ
ルス幅変調されたアナログ信号として送られる。そのた
め、受信部４０は、入力信号のパルス幅に対するアナロ
グ−デジタル変換を行い、図６に示す関係を示したテー
ブルないしは変換式を用いて、パルス幅から残容量を得
る復調処理をする。また、受信部４０は、変調結果を所
定のメモリに格納する。 【００２２】要求出力算出部４１は、エンジン制御装置
５に入力されるエンジン回転数、アクセルペダルの状
態、車速、バッテリ３の残容量等に基づき、走行モード
（アシスト，回生，減速等）の決定を行う。また、要求
出力算出部４１は、決定されたモードに基づきモータ２
への要求モータ出力値を算出する（ステップＳ１２）。
すなわち、要求出力算出部４１は、エンジン回転数、ア
クセルペダルの状態、バッテリ３の残容量等を格納した
メモリを参照することでこれらの値を得る。さらに、要
求出力算出部４１は、エンジン制御装置４内の各種ステ
ータスを示すフラグの値を参照して、走行モードの決定
を行う。また、要求出力算出部４１は、モードに応じて
要求される駆動力を算出し、エンジン１およびモータ２
への駆動力の配分を決定する。要求出力算出部４１は、
エンジンに要求される駆動力および要求モータ出力値を
所定のメモリにセットする。 【００２３】送信部４２は、所定のメモリにセットされ
た要求モータ出力値をパルス幅変調し、所定周期で信号
３２−１を送信する（ステップＳ１３）。ここで、要求
モータ出力値とパルス幅の関係を図４を用いて説明す
る。なお、本実施の形態において、要求出力算出部４１
は、モータ２への要求モータ出力値を電力［ｋＷ］で算
出し、その変動範囲は＋１０［ｋＷ］〜−１０［ｋＷ］
とする。また、要求モータ出力は、駆動／回生量ゼロに
対し、値が正の場合にはモータの駆動電力を、値が負の
場合にはモータの回生電力を示す。よって、この値を用
いた制御を行うモータ制御装置５は、駆動／回生量ゼロ
を境に、正の値ならばモータの駆動制御を、負の値なら
ばモータの回生制御を行う。すなわち、モータ制御装置
５は、値ゼロを境に制御の方向性を反転させる。図４に
示すように、要求モータ出力値が−１０［ｋＷ］以上０
［ｋＷ］未満（回生量）に対しパルス幅１０〜４５％が
リニアに設定され、要求モータ出力値が０［ｋＷ］より
大きく＋１０［ｋＷ］以下（駆動量）に対しパルス幅５
５〜９０％がリニアに設定されている。そして、要求モ
ータ出力値ゼロ（駆動／回生量ゼロ）に対しては、パル
ス幅が所定の範囲（４５％〜５５％：以下”不感帯”と
呼ぶ）で設定さている。この不感帯は、送信側となるエ
ンジン制御装置４の送信部４２の部品精度や送信部４２
内のパルス発生部４４の分解能により決定されるパルス
幅の精度、および、受信側となるモータ制御装置５の受
信部５１の部品精度や受信部５１内のＡＤ変換部５２の
分解能により決定される復調精度に基づき設定される。
図４では、精度±２％に対し安全率を１．５とし、±５
％の幅を持たせている。 【００２４】パルス幅決定部４３は、要求モータ出力に
対するパルス幅が図４に示す関係となる変換テーブル、
あるいは、変換式を備え、これらを用いて要求モータ出
力からパルス幅を決定する。なお、パルス幅決定部４３
は、要求モータ出力値が駆動／回生量ゼロの場合、パル
ス幅を不感帯（４５％〜５５％）の中央値５０％に変換
する。このため、変換テーブルあるいは変換式は、要求
モータ出力値が駆動／回生量ゼロの場合、パルス幅を不
感帯（４５％〜５５％）の中央値５０％となるように設
定さている。パルス幅決定部４３は、求めたパルス幅を
パルス発生部４４へ出力する。パルス発生部４４は、パ
ルス幅に関するデジタル値の入力があると、その値を内
部レジスタにセットする。また、パルス発生部４４は、
所定周期（例えば５００［μｓ］）毎に、レジスタにセ
ットされた値のパルス幅を有するアナログ信号を生成し
出力する。 【００２５】モータ制御装置５において、受信部５１
は、パルス幅変調された要求モータ出力値を受信・復調
する（ステップＳ２１）。すなわち、受信部５１内のＡ
Ｄ変換部５２は、入力パルス信号をＲＣ回路等の平滑化
回路で平滑化し、入力信号の周期に占める所定電圧以上
のパルス幅の比率（Ｄｕｔｙ）をデジタル値にし、復調
部５３に出力する。ＡＤ変換部５２は、上記動作を変調
周期に合わせて行う。復調部５３は、パルス幅に対する
要求モータ出力値が図４に示す関係となる変換テーブ
ル、あるいは、変換式を備え、これらを用いてパルス幅
を要求モータ出力に復調する。なお、復調部５３は、パ
ルス幅が不感帯（４５％〜５５％）の範囲の場合、要求
モータ出力値として駆動／回生量ゼロに復調する。その
ため、変換テーブルあるいは変換式は、パルス幅が不感
帯の範囲の場合、要求モータ出力値が駆動／回生量ゼロ
となるように設定されている。復調部５３は、復調した
要求モータ出力値を所定のメモリにセットする。これに
より、パルス幅１０％〜４５％ではモータ２を回生する
回生領域としてパルス幅に応じた回生制御量が設定さ
れ、パルス幅５５％〜９０％ではモータ２を駆動する駆
動領域としてパルス幅に応じて駆動制御量が設定され
る。そして、パルス幅４５％〜５５％ではモータ停止領
域として駆動・回生制御量がゼロに設定される。図４の
特性に示すようにパルス幅は、１０％〜９０％の範囲で
通信するようになっている。そこで、復調部５３は、精
度を考慮し、パルス幅が９５％以上あるいは５％以下の
場合、通信線の断線等による通信異常があったもと判断
する処理も行う。なお、複雑な制御を行うＰＤＵ制御部
５４の動作周期に比べ、受信部５１の変調周期の方が一
般に短いことから、復調部５３は、所定個数の復調結果
の平均値あるいは中央値を要求モータ出力値として所定
のメモリにセットするようにしてもよい。 【００２６】ＰＤＵ制御部５４は、ＰＤＵ７の入力側の
電力値あるいはバッテリ３の電力値が要求トルク出力値
となるようにＰＤＵ７を制御する（ステップＳ２２）。
すなわち、ＰＤＵ制御部５４は、所定のメモリを参照す
ることで要求モータ出力値を得る。そして、ＰＤＵ制御
部５４は、要求モータ出力値がゼロの場合、モータ２が
駆動制御量および回生制御量がともにゼロとなるようＰ
ＤＵ７へ制御信号２３を出力する。また、要求モータ出
力値が正の値の場合、ＰＤＵ制御部５４は、ＰＤＵ７側
に設けられた電圧センサ１４および電流センサ１５から
の計測値より現在の駆動電力を求め、この駆動電力が要
求モータ出力値となるようＰＤＵ７に対するフィードバ
ック制御を行う。要求モータ出力値が負の値の場合、Ｐ
ＤＵ制御部５４は、バッテリ３側に設けられた電圧セン
サ１６および電流センサ１７からの計測値より現在の回
生電力を求め、この回生電力が要求モータ出力となるよ
うＰＤＵ７に対するフィードバック制御を行う。すなわ
ち、ＰＤＵ制御部５４は、駆動／回生量ゼロを境に制御
の方向性を反転させる。なお、ＰＤＵ７に対する制御に
おいて、ＰＤＵ制御部５４は、受信部５０で受信したバ
ッテリ３の残容量を考慮した要求モータ出力値の修正処
理も同時に行う。また、ＰＤＵ制御部５４は、ＰＤＵ７
の入力側の電力値より実モータ出力を算出する。この
際、駆動時における実モータ出力値は正の値、回生時に
おける実モータ出力値は負の値として算出される。そし
て、モータ２に対する駆動／回生が行われない場合の実
モータ出力値はゼロとなる。ＰＤＵ制御部５４は、算出
した実モータ出力値を所定のメモリにセットする。な
お、図６の特性に示すようにパルス幅は、１０％〜９０
％の範囲で通信するようになっている。そこで、受信部
５０は、精度を考慮し、パルス幅が９５％以上あるいは
５％以下の場合、通信線の断線等による通信異常があっ
たもと判断する処理も行う。 【００２７】送信部５５は、所定のメモリにセットされ
た実モータ出力値をパルス幅変調し、所定周期で信号３
２−２を送信する（ステップＳ２３）。ここで、実モー
タ出力値とパルス幅の関係を図５を用いて説明する。な
お、本実施の形態において、ＰＤＵ制御部５４は、モー
タ２の実モータ出力値をトルク［ｋｇｆｍ］で算出し、
その変動範囲は＋１０［ｋｇｆｍ］〜−１０［ｋｇｆ
ｍ］とする。また、この値を用いた制御を行うエンジン
制御装置５は、アイドリング状態において、実モータト
ルクがゼロにおいて、エンジン出力が所定のトルク値と
なるように制御し、正の値ならばエンジントルクを減ら
す制御を、負の値ならばエンジントルクを増やす制御を
行う。すなわち、エンジン制御装置４は、実モータ出力
値ゼロを境に制御の方向性を反転させる。図４と同様
に、図５には、実モータ出力値が−１０［ｋｇｆｍ」以
上０［ｋｇｆｍ］未満（回生トルク）に対しパルス幅１
０〜４５％がリニアに設定され、実モータ出力値が０
［ｋＷ］より大きく＋１０［ｋＷ］以下（駆動トルク）
に対しパルス幅５５〜９０％がリニアに設定されてい
る。そして、実モータ出力値ゼロに対しては、パルス幅
が所定の範囲（４５％〜５５％：同様に”不感帯”と呼
ぶ）で設定さている。この不感帯は、図４で説明したと
同様に送信部５５で生成されるパルス幅の精度、受信部
４５の復調精度に基づき設定される。また、エンジン制
御装置４内の送信部４２と比較すると、モータ制御装置
５内の送信部５５は、変調対象となる値が異なり、変調
対象となる値と変調後のパルス幅との関係が異なるのみ
であることからその説明を省略する。 【００２８】エンジン制御装置５において、受信部４５
は、パルス幅変調された実モータ出力値を受信・復調す
る（ステップＳ１４）。モータ制御装置５内の受信部５
１と比較すると、エンジン制御部４内の受信部４５は、
復調対象となる値が異なり、パルス幅と復調対象となる
値との関係が異なるのみであることからその説明を省略
する。 【００２９】エンジン制御部４８は、要求出力算出部４
１で算出された要求モータ出力値と受信部４５で復調さ
れた実モータ出力値とを比較することにより、要求され
たモータ出力値でモータ２が駆動／回生されているかチ
ェックを行う。また、エンジン制御部４８は、要求出力
算出部４１で算出されたエンジントルクがエンジンから
出力されるようエンジンの駆動制御を行う（ステップＳ
１５）。なお、エンジン制御部４８は、アイドリング状
態において、実モータ出力値がゼロの際、エンジン出力
が所定のトルク（所定の回転数）となるようにエンジン
を制御する。また、エンジン制御部４８は、実モータ出
力値が正の値ならばエンジントルクを減らすためにエン
ジンに供給されるエアの量を減らす制御信号３４−２を
出力し、負の値ならばエンジントルクを増やすためにエ
ンジンに供給されるエアの量を増やす制御信号３４−２
を出力する。 【００３０】以上のように、エンジン制御装置４および
モータ制御装置５は、要求モータ出力値、実モータ出力
値をパルス幅変調し、送受信する処理を含む制御処理を
行う。以上説明したように、エンジン制御装置４は、算
出された要求モータ出力値における駆動／回生量ゼロ
を、この値に対し予め設定さた不感帯の中央値とするパ
ルス幅変調を行う。また、モータ制御装置５は、受信し
たパルス幅が予め設定された不感帯の範囲であれば要求
モータ出力値ゼロとする復調処理を行う。これにより、
エンジン制御装置４がパルス幅変調を用いて駆動／回生
量ゼロをモータ制御装置５に出力した場合、モータ制御
装置５では、駆動／回生量ゼロとして復調できる。さら
に、エンジン制御装置４がパルス幅変調を用いて駆動／
回生量付近の値をモータ制御装置５に出力した場合、モ
ータ制御装置５では、駆動／回生量が反転することなく
復調できる。よって、モータ制御装置５およびエンジン
制御装置４間で、駆動／回生量ゼロおよびこの近傍の値
の符号に関する認識のずれがなくなる。仮に、エンジン
制御４が駆動／回生量ゼロを連続して送信したにもかか
わらず、モータ制御装置５が誤差によりゼロ以外の値、
例えば正負が交互に変化する値として復調したとする。
この場合、モータ制御装置５は、モータ２を順次駆動／
回生するよう制御信号を出力する。よって、モータ２に
よるトルクのかかる方向が、順次反転する。そのため、
エンジン１とモータ２との合成トルクが周期的に変化
し、ハイブリッド車両の走行時においては、その走行が
スムーズでなくなる。これに対し、本実施の形態のハイ
ブリッド車両では、エンジン制御装置４およびモータ制
御装置５間で、駆動／回生量ゼロに関する認識のずれが
なくなる。よって、エンジン１とモータ２との合成トル
クに周期的な変化がなくなり、ハイブリッド車両の走行
時においては、その走行がスムーズとなる。 【００３１】同様に、モータ制御装置５は、求められた
実モータ出力値ゼロを、この値に対し予め設定さた不感
帯の中央値とするパルス幅変調を行う。一方、エンジン
制御装置４は受信したパルス幅が予め設定された不感帯
の範囲であれば実モータ出力値ゼロとする復調処理を行
う。これにより、モータ制御装置５がパルス幅変調を用
いて実モータ出力値ゼロをエンジン制御装置４に出力し
た場合、エンジン制御装置４では、実モータ出力値ゼロ
として復調できる。さらに、モータ制御装置５がパルス
幅変調を用いて実モータ出力値ゼロ付近の値をエンジン
制御装置４に出力した場合、エンジン制御装置４では、
実モータ出力値の符号を反転することなく復調できる。
よって、モータ制御装置５およびエンジン制御装置４間
で、実モータ出力値ゼロおよびこの近傍の値の符号に関
する認識のずれがなくなる。仮に、モータ制御５が実モ
ータ出力値ゼロを連続して送信したにもかかわらず、エ
ンジン制御装置４が誤差によりゼロ以外の値、例えば正
負が交互に変化する値として復調したとする。この場
合、エンジン制御装置５は、アイドリング状態におい
て、エンジン１のトルク（回転数）を周期的にさせるよ
うな制御信号を出力する。そのため、アイドリング時に
おけるエンジン回転数の安定性が悪くなる。これに対
し、本実施の形態のハイブリッド車両では、エンジン制
御装置４およびモータ制御装置５間で、実モータ出力値
ゼロに関する認識のずれがなくなることから、アイドリ
ング時におけるエンジン回転数の安定性が良くなる。 【００３２】なお、本実施の形態では、本発明の適用さ
れるハイブリッド車として、図１にエンジン１とモータ
２の出力を合成したり配分したりするタイプのパラレル
ハイブリッド車を示した。このようなパラレルハイブリ
ッド車では、エンジン１とモータ２との駆動が密接であ
ることから、特に本発明の駆動／回生量ゼロを考慮した
通信により良好な駆動制御を得られるが、この種のハイ
ブリッド車に限定されるものではない。例えば、本発明
は、クラッチにより動力伝達を接続、遮断するタイプの
ハイブリッド車両等、種々のタイプのハイブリッド車に
おいて適用され得る。 【００３３】また、本発明において、要求モータ出力の
単位は電力［ＫＷ］で、実モータ出力の単位はトルク
［ｋｇｆｍ］として示したが、これに限定されるもので
はない。例えば、要求モータ出力の単位がトルクであっ
てもよく、また、実モータ出力の単位は電力であっても
よい。また、本実施の形態において、図４，図５に示す
ように、不感帯以外の送受信される値とパルス幅の関係
は、リニアに変化するものとして示しているが、これに
限定されるものではなく、受信側の制御装置の制御特定
を考慮した非リニアな設定を行ってもよい。 【００３４】以上、この発明の実施形態を図面を参照し
て詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計等も含まれる。 【００３５】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によるハイ
ブリッド車両によれば、下記の効果を得ることができ
る。本発明によれば、エンジン制御装置は、駆動／回生
量ゼロの場合、この値に対し予め設定さた範囲（不感
帯）のパルス幅とするパルス幅変調を行い送信する。受
信側のモータ制御装置は、受信したパルス幅が、不感帯
の範囲であれば駆動／回生量ゼロとする復調処理を行
う。これにより、送信側の装置がパルス幅変調を用いて
駆動／回生量ゼロあるいはこの近傍の値を送信した場
合、受信側の制御装置は、駆動／回生量ゼロは駆動／回
生量ゼロに、この近傍の値は符号を誤ることなく復調で
きる。よって、スムーズな駆動制御が行えるようにな
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】 ハイブリッド車両のブロック構成図を示した
図である。 【図２】 エンジン制御装置およびモータ制御装置への
入出力信号およびパルス幅変調に関連する構成をより詳
細に示した図である。 【図３】 エンジン制御装置およびモータ制御装置間に
おける通信を含む制御フローを示した図である。 【図４】 パルス幅変調において、モータへの要求モー
タ出力値とパルス幅との関係を示す図である。 【図５】 パルス幅変調において、モータの実モータ出
力とパルス幅との関係を示す図である。 【図６】 パルス幅変調において、バッテリの残容量と
パルス幅との関係を示す図である。 【符号の説明】 １ エンジン ２ モータ ３ バッテリ ４ エンジ
ン制御装置 ５ モータ制御装置 ６ バッテ
リ制御装置 ７ パワードライブユニット（ＰＤＵ） ８ コンバ
ータ ９ １２Ｖバッテリ １０ プリチ
ャージコンタクタ １１ メインコンタクタ １２ 回転／
位置センサ １３，１５，１７ 電流センサ １４，１６ 電
圧センサ １８ ファン １９ スター
タ ４１ 要求出力算出部 ４２ 送信部 ４３ パルス幅決定部 ４４ パルス
発生部 ４５ 受信部 ４６ ＡＤ変
換部 ４７ 復調部 ４８ エンジ
ン制御部 ５１ 受信部 ５２ ＡＤ変
換部 ５３ 復調部 ５４ ＰＤＵ
制御部 ５５ 送信部 ５６ パルス
幅決定部 ５７ パルス発生部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60L 11/14 B60K 6/04 F02D 29/02 H04B 14/02

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 エンジンと、該エンジンの駆動力を補助
   あるいは回生するモータとを備えたハイブリッド車両の
   制御装置であって、 前記制御装置が、 前記エンジンを制御するエンジン制御装置と、 前記モータを制御するモータ制御装置と、 前記エンジン制御装置と前記モータ制御装置の間でパル
   ス幅変調信号を用いて信号を送受信する通信手段とを備
   え、 前記エンジン制御装置が前記通信手段により該エンジン
   制御装置から前記モータ制御装置へモータを駆動あるい
   は回生制御する制御信号を送信し、前記モータ制御装置
   が前記制御信号に基づいて前記モータを制御するハイブ
   リッド車両の制御装置において、 前記モータ制御装置は、 前記パルス幅変調の信号幅が、第１の範囲では前記モー
   タを回生する回生領域としてパルス幅に応じて回生制御
   量を設定し、第２の範囲では前記モータ停止領域として
   駆動・回生制御量をゼロに設定し、第３の範囲では前記
   モータを駆動する駆動領域としてパルス幅に応じて駆動
   制御量を設定し、該設定された制御量に基づいて前記モ
   ータを制御することを特徴とするハイブリッド車両の制
   御装置。