JP3675627B2

JP3675627B2 - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP3675627B2
Application number: JP34430697A
Authority: JP
Inventors: 元士石川; 滋青木; 栄治橘高; 義和大嶋; 亨矢野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: JPH11164408A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原動機としてエンジンおよびモータを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両を駆動するモータと、モータに電力を供給する発電機と、発電機を駆動するエンジンを備えるハイブリッド車両において、エンジンの出力トルクを検出し、検出したエンジントルクの変動を打ち消すように発電機の界磁電流を制御するようにしたハイブリッド車両の制御装置が従来より知られている（特開平７−１１５７０７号公報）。
【０００３】
また、自動変速機のトルクコンバータにロックアップクラッチを備え、エンジンによって駆動される車両において、ロックアップクラッチの締結／非締結の切換（オンオフ切換）に同期して、該オンオフ切換によるエンジン回転数の変動を吸収するようにエンジンの始動用モータを駆動するようにした制御装置も従来より知られている（特開平２−２００５３９号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平７−１１５７０７号公報に記載の制御装置は、エンジンの出力の変動のみに応じて発電機の界磁電流を制御するため、エンジンによって駆動される車両駆動系の慣性による駆動力応答性の悪化を改善することができないという問題がある。
【０００５】
また上記特開平２−２００５３９号公報に記載された制御装置は、ロックアップクラッチのオンオフ切換に同期して、始動用モータを駆動するものであるため、ロックアップクラッチのオフ時に変速比を変更する際に発生する駆動トルクの変動を抑制することはできないという問題がある。
【０００６】
本発明は上述した点に鑑みなされたものであり、自動変速機の変速中に発生する駆動力の変動を抑制し、運転性をより向上させ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する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、車両の駆動軸を駆動するエンジンと、電気エネルギにより前記駆動軸の駆動補助を行うとともに前記駆動軸の運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能を有するモータと、該モータへ電力を供給するとともに該モータから出力される電気エネルギを蓄積する蓄電手段と、前記車両の駆動輪と前記エンジン及び前記モータとの間に設けられた自動変速機とを備えるハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、該検出したエンジン回転数の変化率に応じて、前記エンジンの駆動軸と同一回転部分の慣性力と前記駆動輪の駆動軸と同一回転部分の慣性力とを算出し、該算出した慣性力の方向と逆の方向に前記モータの出力を補正するモータ出力補正手段と、前記モータ出力補正手段により補正された前記モータの要求出力値とエンジンの要求出力値との合計出力値が目標駆動力に満たないときに前記自動変速機の変速比を低速比側に変更する変更手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、検出したエンジン回転数の変化率に応じて、エンジンの駆動軸と同一回転部分の慣性力と駆動輪の駆動軸と同一回転部分の慣性力とが算出され、その慣性力の方向と逆の方向にモータの出力が補正され、更に、モータの要求出力値とエンジンの要求出力値との合計出力値が目標駆動力に満たないときに自動変速機の変速比を低速比側に変更するので、自動変速機の変速中のエンジン回転数の変動に起因する出力変動を、モータ出力によって相殺し、全駆動出力（＝エンジン出力＋モータ出力）の変動を抑制することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、前記モータ出力補正手段は、前記エンジンの回転数が所定回転数より高いとき、若しくは前記車両の速度が所定速度より高いときの少なくとも一方においては、前記補正を行わないことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、エンジンの回転数が所定回転数より高いとき、及び／または車両の速度が所定速度より高いときは、慣性力による補正は行われない。これは、エンジンの高回転時または高車速時は、エンジン出力に対する慣性力の影響が小さいことを考慮したものであり、これによりモータを駆動する電気エネルギを節約することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、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において、前記蓄電手段は、電気二重層コンデンサであることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、短時間に高出力の放電が可能となり、モータによる適切な駆動補助を行うことができる。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、吸気管内圧を検出する吸気管内圧検出手段と、前記蓄電手段の残容量を検出する残容量検出手段と、前記残容量検出手段により検出された残容量が所定値以下であり且つ前記スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が所定値以上のとき、又は前記残容量検出手段により検出された残容量が所定値以下であり且つ前記吸気管内圧検出手段により検出された吸気管内圧力が所定値以上であるときに、前記合計出力値が前記目標駆動力に満たないと判別する判別手段とを備えることを特徴とする。
この構成によれば、残容量検出手段により検出された残容量が所定値以下であり且つスロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が所定値以上のとき、又は残容量検出手段により検出された残容量が所定値以下であり且つ吸気管内圧検出手段により検出された吸気管内圧力が所定値以上であるときに、合計出力値が目標駆動力に満たないと判別するので、通常より目標駆動力を出力することが困難な場合であっても、エンジンの駆動軸に発生する駆動力を一定に維持し、ドライバビリティを維持することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の一形態にかかるハイブリッド車両の駆動系およびその制御装置の構成を模式的に示す（センサ、アクチュエータ等の構成要素は省略してある）図であり、内燃エンジン（以下「エンジン」という）１によって駆動される駆動軸２は、変速機構４を介して駆動輪５を駆動できるように構成されている。モータ３は、駆動軸２を直接回転駆動できるように配設されており、また駆動軸２の回転による運動エネルギを電気エネルギに変換して出力する回生機能を有する。モータ３は、パワードライブユニット（以下「ＰＤＵ」という）１３を介してスーパーキャパシタ（静電容量の大きな電気二重層コンデンサ）１４と接続されており、ＰＤＵ１３を介して駆動、回生の制御が行われる。
【００１５】
エンジン１を制御するエンジン電子コントロールユニット（以下「ＥＮＧＥＣＵ」という）１１、モータ３を制御するモータ電子コントロールユニット（以下「ＭＯＴＥＣＵ」という）１２、スーパーキャパシタ１４の状態の判別に基づくエネルギマネジメントを行うマネジメント電子コントロールユニット（以下「ＭＧＥＣＵ」という）１５および変速機構４を制御する変速機構電子コントロールユニット（「Ｔ／ＭＥＣＵ」という）１６が設けられており、これらのＥＣＵはデータバス２１を介して相互に接続されている。各ＥＣＵは、データバス２１を介して、検出データやフラグの情報等を相互に伝送する。
【００１６】
図２は、エンジン１、ＥＮＧＥＣＵ１１およびその周辺装置の構成を示す図である。エンジン１の吸気管１０２の途中にはスロットル弁１０３が配されている。スロットル弁１０３にはスロットル弁開度(θＴＨ)センサ１０４が連結されており、当該スロットル弁１０３の開度に応じた電気信号を出力してＥＮＧＥＣＵ１１に供給する。また、スロットル弁１０３はいわゆるドライブバイワイヤ型（ＤＢＷ）のものであり、その弁開度を電気的に制御するためのスロットルアクチュエータ１０５が連結されている。スロットルアクチュエータ１０５は、ＥＮＧＥＣＵ１１によりその作動が制御される。
【００１７】
燃料噴射弁１０６はエンジン１とスロットル弁１０３との間で且つ吸気管１０２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各燃料噴射弁１０６はプレッシャーレギュレータ（図示せず）を介して燃料タンク（図示せず）に接続されていると共にＥＮＧＥＣＵ１１に電気的に接続されて当該ＥＮＧＥＣＵ１１からの信号により燃料噴射弁１０６の開弁時間および開弁時期が制御される。
【００１８】
スロットル弁１０３の直ぐ下流には管１０７を介して吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ１０８が設けられており、この絶対圧センサ１０８により電気信号に変換された絶対圧信号はＥＮＧＥＣＵ１１に供給される。
【００１９】
また、絶対圧センサ１０８の下流には吸気温（ＴＡ）センサ１０９が取付けられており、吸気温ＴＡを検出して対応する電気信号を出力してＥＮＧＥＣＵ１１に供給する。エンジン１の本体に装着されたエンジン水温（ＴＷ）センサ１１０はサーミスタ等から成り、エンジン水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を出力してＥＮＧＥＣＵ１１に供給する。
【００２０】
エンジン回転数（ＮＥ）センサ１１１はエンジン１の図示しないカム軸周囲またはクランク軸周囲に取り付けられ、エンジン１のクランク軸の180度回転毎に所定のクランク角度位置で信号パルス（以下「ＴＤＣ信号パルス」という）を出力し、このＴＤＣ信号パルスはＥＮＧＥＣＵ１１に供給される。
【００２１】
エンジン１の各気筒の点火プラグ１１３は、ＥＮＧＥＣＵ１１に接続されており、ＥＮＧＥＣＵ１１により点火時期が制御される。
【００２２】
エンジン１の排気管１１４の途中には、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の浄化を行う三元触媒１１５が装着されており、またその上流側には空燃比（ＬＡＦ）センサ１１７が装着されている。ＬＡＦセンサ１１７は排気ガス中の酸素濃度にほぼ比例する電気信号を出力しＥＮＧＥＣＵ１１に供給する。ＬＡＦセンサ１１７により、エンジン１に供給される混合気の空燃比を、理論空燃比よりリーン側からリッチ側までの広範囲に亘って検出することができる。
【００２３】
三元触媒１１５には、その温度を検出する触媒温度（ＴＣＡＴ）センサ１１８が設けられており、その検出信号がＥＮＧＥＣＵ１１に供給される。また、当該車両の車速ＶＣＡＲを検出する車速センサ１１９およびアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開度」という）θＡＰを検出するアクセル開度センサ１２０が、ＥＮＧＥＣＵ１１に接続されており、これらのセンサの検出信号がＥＮＧＥＣＵ１１に供給される。
【００２４】
ＥＮＧＥＣＵ１１は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラムおよび演算結果等を記憶する記憶手段、燃料噴射弁１０６、点火プラグ１１３に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。他のＥＣＵの基本的な構成は、ＥＮＧＥＣＵ１１と同様である。
【００２５】
図３は、モータ３、ＰＤＵ１３、スーパーキャパシタ１４、ＭＯＴＥＣＵ１２およびＭＧＥＣＵ１５の接続状態を詳細に示す図である。
【００２６】
モータ３には、その回転数を検出するためのモータ回転数センサ２０２が設けられており、その検出信号がＭＯＴＥＣＵ１２に供給される。ＰＤＵ１３とモータ３とを接続する接続線には、モータ３に供給する、またはモータ３から出力される電圧および電流を検出する電流電圧センサ２０１が設けられており、またＰＤＵ１３にはその温度、より具体的にはモータ３の駆動回路の保護抵抗若しくはＩＧＢＴモジュール（スイッチング回路）の温度ＴＤを検出する温度センサ２０３が設けられている。これらのセンサ２０１、２０３の検出信号がＭＯＴＥＣＵ１２に供給される。
【００２７】
スーパーキャパシタ１４とＰＤＵ１３とを接続する接続線には、スーパーキャパシタ１４の出力端子間の電圧、およびスーパーキャパシタ１４から出力されるまたはスーパーキャパシタ１４へ供給される電流を検出する電圧電流センサ２０４が設けられており、その検出信号がＭＧＥＣＵ１５に供給される。
【００２８】
図４は、変速機構４とＴ／ＭＥＣＵ１６との接続状態を示す図である。本実施形態では変速機構４は、ベルト駆動の無段自動変速機であり、変速比を検出するための変速比センサ３０１が設けられている。変速比センサ３０１は、具体的には、駆動軸と従動軸の回転数比から変速比を検出するものであり、その検出信号はＴ／ＭＥＣＵ１６に供給される。変速機構４を制御するための変速アクチュエータ３０２が設けられ、Ｔ／ＭＥＣＵ１６によりその作動が制御される。
【００２９】
図５および６は、全要求駆動力、すなわち運転者が車両に要求する駆動力をモータ３とエンジン１にどれだけ配分するかを決定する駆動力配分処理の手順を示すフローチャートであり、本処理は、ＭＯＴＥＣＵ１２で所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）毎に実行される。なお、本処理をＭＧＥＣＵ１５で実行するように構成してもよい。
【００３０】
図５において、まずステップＳ１では、スーパーキャパシタ１４の残容量を、たとえば次の方法により検出する。
【００３１】
すなわち、前記電流電圧センサ２０４により検出されたキャパシタ出力電流および入力電流（充電電流）を所定時間毎に積算して、放電量積算値ＣＡＰＡＤＩＳＣＨ（正の値）および充電量積算値ＣＡＰＡＣＨＧ（負の値）を算出し、キャパシタ残容量ＣＡＰＡＲＥＭを次式（１）により算出する。
【００３２】
ＣＡＰＡＲＥＭ＝ＣＡＰＡＦＵＬＬ−（ＣＡＰＡＤＩＳＣＨ＋ＣＡＰＡＣＨＧ） ‥‥（１）
ただし、ＣＡＰＡＦＵＬＬは、スーパーキャパシタ１４がフルチャージ（満充電）状態のときの放電可能量である。
【００３３】
そして、この算出されたキャパシタ残容量ＣＡＰＡＲＥＭに、温度等によって変化するスーパーキャパシタ１４の内部抵抗により補正を施して、最終的なスーパーキャパシタ１４の残容量を検出する。以下の説明では、補正後の残容量の、フルチャージ放電可能量ＣＡＰＡＦＵＬＬに対する割合（％）を残容量ＣＡＰＡＲＥＭＣという。
【００３４】
なお、本実施の形態では、スーパーキャパシタ１４の残容量を検出するようにしたが、これに代えて、スーパーキャパシタ１４の開放端電圧を検出するようにしてもよい。
【００３５】
次にステップＳ２では、この検出された残容量に応じて、モータ３側の配分量、すなわち全要求駆動力（目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭ）中モータ３が出力すべき駆動量（この量は、目標駆動力に対する比率で表現するため、以下「配分率」という）ＰＲＡＴＩＯを、出力配分率設定テーブルを検索して決定する。
【００３６】
図７は、出力配分率設定テーブルの一例を示す図であり、横軸がスーパーキャパシタ１４の残容量ＣＡＰＡＲＥＭＣを示し、縦軸が配分率ＰＲＡＴＩＯを示している。この出力配分率設定テーブルには、このスーパーキャパシタ１４において充放電効率が最もよくなる、残容量に対する配分率が予め設定されている。
【００３７】
続くステップＳ３では、前記アクセル開度センサ１２０によって検出されたアクセル開度θＡＰに応じて、図８に示すアクセル−スロットル特性の設定テーブルを検索し、スロットルアクチュエータ１０５に対する指令値（以下、「スロットル弁開度指令値」という）θＴＨＣＯＭを決定する。
【００３８】
アクセル−スロットル特性の設定テーブルは、本実施の形態では、図８に示すように、アクセル開度θＡＰをそのまま指令値θＴＨＣＯＭにしているが、これに限る必要はないことはいうまでもない。
【００３９】
そして、ステップＳ４では、この決定されたスロットル弁開度指令値θＴＨＣＯＭに応じて、図９に示すスロットル弁開度に応じたモータ出力配分の設定テーブルを検索し、配分率ＰＲＡＴＩＯＴＨを決定する。
【００４０】
スロットル弁開度に応じたモータ出力配分の設定テーブルは、図９に示すように、スロットル弁開度指令値θＴＨＣＯＭが全開近傍（たとえば５０度以上）のときに、モータの出力を増量するように設定されている。
【００４１】
なお、本実施の形態では、スロットル弁開度指令値θＴＨＣＯＭに応じて配分率ＰＲＡＴＩＯＴＨを決定するようにしたが、これに限らず、車速やエンジン回転数等のうちいずれか一つ、または複数個をパラメータとしてこの配分率を決定するようにしてもよい。
【００４２】
続くステップＳ５では、スロットル弁開度指令値θＴＨＣＯＭおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図１０に示す目標出力マップを検索し、目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭを決定する。
【００４３】
ここで、目標出力マップとは、運転者が要求する目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭを決定するためのマップをいい、スロットル弁開度指令値θＴＨＣＯＭ（このスロットル弁開度指令値はアクセル開度θＡＰと１対１に対応するため、アクセル開度θＡＰであってもよい）およびエンジン回転数ＮＥに応じて目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭが設定されている。
【００４４】
さらに、ステップＳ６では、この目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭを発生するためのスロットル弁開度の補正項θＴＨＡＤＤ（すなわち、目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭは、スロットル弁開度をθＴＨＣＯＭ＋θＴＨＡＤＤにしたときに発生する）を算出し、ステップＳ７では、前記車速センサ１１９により検出された車速ＶＣＡＲ、およびエンジンの余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲに応じて、図１１に示す車両状態判別マップを検索して、車両の走行状態ＶＳＴＡＴＵＳを決定する。
【００４５】
ここで、エンジンの余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲは、次式（２）により算出される。
【００４６】
ＥＸＰＯＷＥＲ＝ＰＯＷＥＲＣＯＭ−ＲＵＮＲＳＴ ‥‥（２）
ただし、ＲＵＮＲＳＴとは、当該車両の走行抵抗をいい、車速ＶＣＡＲに応じて設定されたＲＵＮＲＳＴテーブル（図示せず）を検索して決定される。目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭおよび走行抵抗ＲＵＮＲＳＴは、たとえばＷ（ワット）を単位としてそれぞれ設定されている。
【００４７】
このように車速ＶＣＡＲおよび余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲによって決定される走行状態ＶＳＴＡＴＵＳとは、余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲに対するモータ３のアシスト配分比率をいい、たとえば０から２００までの整数値（単位は％）に設定される。そして、走行状態ＶＳＴＡＴＵＳが「０」のときはアシストすべきでない状態（減速状態またはクルーズ状態）であり、走行状態ＶＳＴＡＴＵＳが「０」より大きいときはアシストすべき状態（アシスト状態）である。
【００４８】
続くステップＳ８では、走行状態ＶＳＴＡＴＵＳが「０」より大きいか否かを判別し、ＶＳＴＡＴＵＳ＞０のとき、すなわちアシスト状態のときにはアシストモードとして、図６のステップＳ９に進む一方、ＶＳＴＡＴＵＳ≦０のとき、すなわち減速状態またはクルーズ状態のときには回生モード（減速回生モードまたはクルーズ充電モード）として、図６のステップＳ１２に進む。
【００４９】
ステップＳ９では、次式（３）により、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲを算出する。
【００５０】
ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲ＝ＰＯＷＥＲＣＯＭ×ＰＲＡＴＩＯ×ＰＲＡＴＩＯＴＨ×ＶＳＴＡＴＵＳ …（３）
続くステップＳ１０では、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲを目標に時定数をもってモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭに変換する。
【００５１】
図１２は、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲと変換されたモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭとの関係を示す図であり、図中、実線がモータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲの時間推移の一例を示し、鎖線がそのモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭの時間推移を示している。
【００５２】
同図から分かるように、モータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭは、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲを目標に時定数をもって、すなわち時間遅れをもって徐々に近づくように制御されている。これは、モータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭを、モータ３がモータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲを直ちに出力するように設定すると、エンジン出力の立ち上がりの遅れによりこの出力を受け入れる準備ができず、ドライバビリティの悪化を招く。したがって、この準備ができるまで待ってから、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲを出力するようにモータ３を制御する必要があるからである。
【００５３】
続くステップＳ１１では、このモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭに応じて、スロットル弁開度の目標値θＴＨＯを閉方向に制御するための補正項（減量値）θＴＨＡＳＳＩＳＴを算出した後に、ステップＳ１８に進む。
【００５４】
この補正項θＴＨＡＳＳＩＳＴは、モータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭでモータ３側の出力が増えた分だけエンジン１側の出力を抑えるためのものであり、この補正項θＴＨＡＳＳＩＳＴを算出するのは、次の理由による。
【００５５】
すなわち、ステップＳ３で決定されたスロットル弁開度指令値θＴＨＣＯＭおよび前記ステップＳ６で算出されたその補正項θＴＨＡＤＤの和によってスロットル弁開度の目標値θＴＨＯを決定し、この目標値θＴＨＯによって前記スロットルアクチュエータ１０５を制御した場合には、エンジン１側の出力のみによって目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭが発生する。したがって、目標値θＴＨＯを補正せずに、前記ステップＳ１０で変換されたモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭによりモータ３を制御したときには、エンジン１側の出力とモータ３側の出力との総和が目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭを超えることになり、運転者が要求した駆動力以上の駆動力が発生してしまう。このため、モータ３の出力分に相当するエンジン１側の出力を抑制し、これによりモータ３側の出力とエンジン１側の出力との総和が目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭになるように、補正項θＴＨＡＳＳＩＳＴを算出している。
【００５６】
一方図６のステップＳ１２では、現在の回生モードが減速回生モードであるか否かを判別する。この判別は、余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲに基づいて行い、ＥＸＰＯＷＥＲ＜０であるか否か（または０近傍の負の所定値より小さいか否か）を判別することにより行う。なお、この判別はアクセル開度θＡＰの変化量ＤＡＰが負の所定量ＤＡＰＤより小さいか否かを判別することにより行うようにしてもよい（その場合には、ＤＡＰ＜ＤＡＰＤのとき減速回生モードと判別し、ＤＡＰ≧ＤＡＰＤであるときクルーズ回生モードと判別する）。
【００５７】
ステップＳ１２で、余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲが０より小さいとき（０近傍の負の所定値より小さいとき）には、減速回生モードと判別して、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲを減速回生出力ＲＥＧＰＯＷＥＲに設定する（ステップＳ１３）。ここで、減速回生出力ＲＥＧＰＯＷＥＲは、図示しない減速回生処理ルーチンで算出されたものを使用する。
【００５８】
続くステップＳ１４では、減速回生モードにおける最適なスロットル弁開度の目標値θＴＨＯ、すなわち上記減速回生処理ルーチンで算出されたスロットル弁開度の目標値θＴＨＯを読込んで設定した後に、ステップＳ１９に進む。
【００５９】
一方、ステップＳ１２で、余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲが０近傍の値であるとき（ステップＳ８の答が否定（ＮＯ）であるので走行状態ＶＳＴＡＴＵＳは、０である）には、クルーズ充電モードと判別して、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲをクルーズ充電出力ＣＲＵＩＳＥＰＯＷＥＲに設定する（ステップＳ１５）。ここで、クルーズ充電出力ＣＲＵＩＳＥＰＯＷＥＲは、図示しないクルーズ充電処理ルーチンで算出されたものを使用する。
【００６０】
続くステップＳ１６では、前記ステップＳ１０と同様に、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲを目標に時定数をもってモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭに変換し、ステップＳ１７では、このモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭに応じて、スロットル弁開度の目標値θＴＨＯを開方向に制御するための補正項（増量値）θＴＨＳＵＢを算出した後に、ステップＳ１８に進む。
【００６１】
ここで、補正項θＴＨＳＵＢを算出するのは、前記補正項θＴＨＡＳＳＩＳＴを算出した理由とちょうど逆の理由による。
【００６２】
すなわち、クルーズ充電モードのときには、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲとしては、アシストモードのときのモータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲと逆符号の値が設定される。すなわち、クルーズ充電モードのときのモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭにより、モータ３は、目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭを減少させる方向に制御される。このため、クルーズ充電モードのときに、目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭを維持するためには、モータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭにより減少した出力分を、エンジン１側の出力によって賄わなければならないからである。
【００６３】
ステップＳ１８では、次式（４）によりスロットル弁開度の目標値θＴＨＯを算出する。
【００６４】
θＴＨＯ＝θＴＨＣＯＭ＋θＴＨＡＤＤ＋θＴＨＳＵＢ−θＴＨＡＳＳＩＳＴ‥‥（４）
続くステップＳ１９では、図１３に示す慣性力補償制御処理を実行する。
【００６５】
同図のステップＳ３１では、自動変速機のシフト位置がドライブレンジにあるか否かを判別し、ドライブレンジにあるときは、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＴＨ（例えば２５００ｒｐｍ）より高いか否かを判別し（ステップＳ３２）、ＮＥ≦ＮＥＴＨであるときは、車速ＶＣＡＲが所定車速ＶＣＡＲＴＨ（例えば８０ｋｍ／ｈ）より高いか否かを判別する（ステップＳ３３）。そして、シフト位置がドライブレンジにないとき、ＮＥ＞ＮＥＴＨであってエンジン回転数ＮＥが高いとき、またはＶＣＡＲ＞ＶＣＡＲＴＨであって高車速であるときは、直ちに本処理を終了する。
【００６６】
一方、シフト位置がドライブレンジにあり、かつＮＥ≦ＮＥＴＨ及びＶＣＡＲ≦ＶＣＡＲＴＨである低回転、低車速時は、エンジン回転数ＮＥの変化率ｄω（ｒａｄ／ｓｅｃ²）を算出する（ステップＳ３４）。変化率ｄωは、エンジン回転数ＮＥの今回検出値ＮＥ（ｎ）と前回検出値ＮＥ（ｎ−１）との差（＝ＮＥ（ｎ）−ＮＥ（ｎ−１））を角速度（ｒａｄ／ｓｅｃ）に変換し、検出時間間隔で除算することにより算出する。
【００６７】
次いで下記式（５）により、エンジン１の駆動軸及び自動変速機を含む車両の駆動系の慣性力Ｆｉを算出する（ステップＳ３５）。
【００６８】
Ｆｉ＝（Ｉｅ＋Ｉｄｒ）×ｉＦ²×iＲ²×ｄω …（５）
ここで、Ｉｅは、エンジン１の駆動軸と同一回転部分の慣性モーメント、Ｉｄｒは、当該車両の駆動輪の駆動軸と同一回転部分の慣性モーメント、ｉＦは終減速比（自動変速機と駆動輪との間に設けられたギヤのギヤ比）、ｉＲは自動変速機の変速比（従動軸回転数／駆動軸回転数）である。
【００６９】
続くステップＳ３６では、慣性力Ｆｉを下記式（６）に適用し、モータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭを補正する。
【００７０】
ＭＯＴＯＲＣＯＭ＝ＭＯＴＯＲＣＯＭ−Ｆｉ …（６）
上記ステップＳ３５、Ｓ３６の処理によれば、車両駆動系の慣性力が算出され、モータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭが、慣性力Ｆｉと逆方向に補正されるので、例えば変速機構のシフトアップに伴うエンジン回転数ＮＥの変動に起因する出力変動を、モータ出力によって相殺し、全駆動出力（＝エンジン出力＋モータ出力）ＴＦの変動を抑制することができる。
【００７１】
またステップＳ３２、Ｓ３３により、エンジンの高回転時及び高車速時は、慣性力Ｆｉによる補正を行わないようにしている。これは、エンジンの高回転時または高車速時は、エンジン出力に対する慣性力の影響が小さいことを考慮したものであり、これによりモータを駆動する電気エネルギを節約することができる。
【００７２】
図１４は、時刻ｔ１から当該車両を発進させた場合の、車速ＶＣＡＲ、エンジン回転数ＮＥ、慣性力Ｆｉ及び全駆動出力ＴＦの推移を示すタイムチャートであり、同図（ｄ）は、同図（ｃ）の極性（符号）を反転させたものである。慣性力Ｆｉによる補正を行わない場合は、同図（ｅ）に破線で示すように、変速比の変更に伴うエンジン回転数ＮＥの変動の影響で全駆動出力ＴＦが変動する（増加中に一時的に減少する）が、慣性力Ｆｉによる補正を行うことにより、実線で示すように全駆動出力ＴＦの変動が抑制され、運転性を向上させることができる。なお、図示していないがシフトダウンの場合も、同様に慣性力Ｆｉを相殺するようにモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭが補正されるので、同様の効果を得ることができる。
【００７３】
図６に戻り、ステップＳ２０では、スロットル弁開度の目標値θＴＨＯが所定値θＴＨＲＥＦ以上であるか否かを判別し、θＴＨＯ＜θＴＨＲＥＦのときには、吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定値ＰＢＡＲＥＦ以下であるか否かを判別する（ステップＳ２１）。
【００７４】
ステップＳ２１で、ＰＢＡ＞ＰＢＡＲＥＦのときには、本駆動力配分処理を終了する一方、ステップＳ２０で、θＴＨＯ≧θＴＨＲＥＦのとき、またはステップＳ２１で、ＰＢＡ≦ＰＢＡＲＥＦのときには、変速機構４の変速比を低速比（Ｌｏｗ）側に変更した（ステップＳ２２）後に、本駆動力配分処理を終了する。
【００７５】
ステップＳ２２に処理が移行する状態は、スーパーキャパシタ１４の残容量が減少してモータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲが減少し、この減少分をエンジン１側で賄う必要があるが、エンジン１側ではこれ以上出力を上げらない状態である。このときには、変速機構４の変速比を低速比側に変更して、前記駆動軸２に発生する駆動力を一定（ステップＳ２２に移行する前と同じ駆動力）に維持し、ドライバビリティを維持している。なお、この変速比の変更処理は、実際には、Ｔ／ＭＥＣＵ１６が、ＭＯＴＥＣＵ１２からの指示にしたがって実行する。
【００７６】
次にＥＮＧＥＣＵ１１が実行するエンジン制御について説明する。
【００７７】
図１５は、エンジン制御処理の全体構成を示すフローチャートであり、本処理は、前記ＥＮＧＥＣＵ１１により、たとえば所定時間毎に実行される。
【００７８】
先ずエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ等の各種エンジン運転パラメータの検出を行い（ステップＳ１３１）、次いで運転状態判別処理（ステップＳ１３２）、燃料制御処理（ステップＳ１３３）、点火時期制御処理（ステップＳ１３４）及びＤＢＷ制御処理（ステップＳ１３５）を順次実行する。
【００７９】
すなわち、エンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ等に応じた燃料噴射量の制御、及び点火時期の制御を行うとともに、実際のスロットル弁開度θＴＨが、図６のステップＳ１８で算出したスロットル弁開度の目標値θＴＨＯとなるように、スロットルアクチュエータ１０５の駆動制御を行う（ステップＳ１３５）。
【００８０】
上述した実施形態では、図１３の処理がモータ出力補正手段に相当する。
【００８１】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することができる。たとえば、蓄電手段としては、スーパーキャパシタだけでなく、バッテリを用いていてもよい。
【００８２】
また、いわゆるＤＢＷ型のスロットル弁に代えて、通常のアクセルペダルと機械的にリンクしたスロットル弁を備えたエンジンでもよい。その場合、モータ出力に応じた吸入空気量の制御は、スロットル弁をバイパスする通路と、その通路の途中に設けた制御弁により行うようにすればよい。さらに、吸入空気量の制御は、電磁駆動型の吸気弁（カム機構ではなく、電磁的に駆動される吸気弁）を備えたエンジンでは、吸気弁の開弁期間を変更することにより行うようにしてもよい。
【００８３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、検出したエンジン回転数の変化率に応じて、エンジンの駆動軸と同一回転部分の慣性力と駆動輪の駆動軸と同一回転部分の慣性力とが算出され、その慣性力の方向と逆の方向にモータの出力が補正され、更に、モータの要求出力値とエンジンの要求出力値との合計出力値が目標駆動力に満たないときに自動変速機の変速比を低速比側に変更するので、自動変速機の変速中のエンジン回転数の変動に起因する出力変動を、モータ出力によって相殺し、全駆動出力（＝エンジン出力＋モータ出力）の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態にかかるハイブリッド車両の駆動装置およびその制御装置の概略構成を説明するための図である。
【図２】エンジン制御系の構成を示す図である。
【図３】モータ制御系の構成を示す図である。
【図４】変速機構の制御系を示す図である。
【図５】全要求駆動力をモータとエンジンにどれだけ配分するかを決定する駆動力配分処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】全要求駆動力をモータとエンジンにどれだけ配分するかを決定する駆動力配分処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】出力配分率設定テーブルの一例を示す図である。
【図８】アクセル−スロットル特性の設定テーブルの一例を示す図である。
【図９】スロットル弁開度に応じたモータ出力配分の設定テーブルを示す図である。
【図１０】目標出力マップの一例を示す図である。
【図１１】車両状態判別マップの一例を示す図である。
【図１２】モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲと変換されたモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭとの関係を示す図である。
【図１３】図６の慣性力補償制御処理を詳細に示すフローチャートである。
【図１４】図１３の処理を説明するためのタイムチャートである。
【図１５】エンジン制御処理の全体構成を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１内燃エンジン
２駆動軸
３モータ
４変速機構（自動変速機）
５駆動輪
１１エンジン制御電子コントロールユニット
１２モータ制御電子コントロールユニット（モータ出力補正手段）
１３パワードライビングユニット
１４スーパーキャパシタ（蓄電手段）
１５マネジメント電子コントロールユニット
１１１エンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）
１１９車速センサ（車速検出手段）

Claims

車両の駆動軸を駆動するエンジンと、電気エネルギにより前記駆動軸の駆動補助を行うとともに前記駆動軸の運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能を有するモータと、該モータへ電力を供給するとともに該モータから出力される電気エネルギを蓄積する蓄電手段と、前記車両の駆動輪と前記エンジン及び前記モータとの間に設けられた自動変速機とを備えるハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
該検出したエンジン回転数の変化率に応じて、前記エンジンの駆動軸と同一回転部分の慣性力と前記駆動輪の駆動軸と同一回転部分の慣性力とを算出し、該算出した慣性力の方向と逆の方向に前記モータの出力を補正するモータ出力補正手段と、
前記モータ出力補正手段により補正された前記モータの要求出力値とエンジンの要求出力値との合計出力値が目標駆動力に満たないときに前記自動変速機の変速比を低速比側に変更する変更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。
前記車両の速度を検出する車速検出手段を備え、前記モータ出力補正手段は、前記エンジンの回転数が所定回転数より高いとき、若しくは前記車両の速度が所定速度より高いときの少なくとも一方においては、前記補正を行わない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。
前記蓄電手段は、電気二重層コンデンサであ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。
スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、
吸気管内圧を検出する吸気管内圧検出手段と、
前記蓄電手段の残容量を検出する残容量検出手段と、
前記残容量検出手段により検出された残容量が所定値以下であり且つ前記スロットル開度検出手段により検出されたスロットル開度が所定値以上のとき、又は前記残容量検出手段により検出された残容量が所定値以下であり且つ前記吸気管内圧検出手段により検出された吸気管内圧力が所定値以上であるときに、前記合計出力値が前記目標駆動力に満たないと判別する判別手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。