JP3701471B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パラレル型のハイブリッド車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パラレル型のハイブリッド車両は、その推進源として、エンジンとこのエンジンの出力軸にロータを連接した電動機とを具備している。そして、例えば車両の加速走行時等にエンジンの駆動力と共に電動機の駆動力を車両の駆動輪に伝達し、これにより車両の要求される加速性能を確保しつつ、エンジンの出力を抑制しエンジンの燃料消費量や排ガスの生成量を低減するようにしている。
【０００３】
この種のハイブリッド車両では、例えば車両の減速走行時に、車両の運動エネルギーにより電動機のロータを回転駆動することで、該電動機の回生発電を行い、その発電エネルギーを電動機の電源エネルギーを貯蔵する蓄電装置（バッテリ、コンデンサ等）に充電することが一般に行われている。
【０００４】
また、該ハイブリッド車両では、例えば特開平９−２８００９１号公報に本願出願人が開示しているように、エンジンのアイドリング運転時に、エンジンの駆動力によって電動機の回生発電を行い、その発電エネルギーを前記蓄電装置に充電する場合もある。
【０００５】
この場合、電動機の目標発電量は、例えば前記蓄電装置の残容量に応じて可変的に設定され、その目標発電量での電動機の回生発電が行われる。また、このとき、電動機の回生発電のために使用されるエンジンの出力を確保するために、電動機の目標発電量に応じてエンジンのスロットル弁の開度を調整する（目標発電量が大きくなる程、スロットル弁の開度を大きくする）ようにしている。
【０００６】
しかしながら、上記のような技術では、電動機の目標発電量に応じて一義的にスロットル弁の開度を決定して該スロットル弁を駆動するようにしているため、電動機の発電量の変化に対して、エンジンの吸入空気量の遅れを生じ易い。この結果、電動機の発電量を変化させたとき、エンジンのアイドリング回転数の変動を生じ易いものとなっていた。また、電動機の目標発電量が一定に保持されているような状態であっても、このとき、スロットル弁の開度は一定に保持されるため、エンジンのフリクションの変動等が生じると、エンジンのアイドリング回転数の変動を生じ易いものとなっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる背景に鑑み、エンジンのアイドリング運転に際して、該エンジンのアイドリング回転数を所望の回転数に安定に維持しつつ、該エンジンにより駆動する電動機の適正な回生発電を行う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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のハイブリッド車両の制御装置はかかる目的を達成するために、車両の推進源としてエンジンと該エンジンの出力軸にロータを連接した電動機とを備えたハイブリッド車両において、前記エンジンのアイドリング運転時に該エンジンの吸入空気量を調整しつつ前記電動機の回生発電を所定の目標発電量で行わしめる制御装置であって、前記電動機の電源エネルギーを貯蔵した第１蓄電装置と、該第１蓄電装置の電圧よりも低い電圧で動作する電子機器の電源エネルギーを貯蔵し、前記第１蓄電装置の電力または前記電動機の回生電力を受けるべく前記第１蓄電装置に降圧器を介して接続された第２蓄電装置と、前記第１蓄電装置の蓄電量と前記降圧器の入力電力とを検出し、検出した蓄電量があらかじめ定めた該蓄電量の目標値に所定の範囲内でほぼ一致しているときには、前記電動機の目標発電量を前記降圧器の入力電力に等しい発電量に設定し、且つ前記検出した蓄電量が前記目標値よりも小さい値で前記範囲を逸脱しているときには、前記電動機の目標発電量を前記降圧器の入力電力よりも所定量だけ大きな発電量に設定し、且つ前記検出した蓄電量が前記目標値よりも大きい値で前記範囲を逸脱しているときには、前記電動機の目標発電量を０に設定する手段と、前記エンジンの目標アイドリング回転数を前記電動機の目標発電量に応じて設定する手段と、前記電動機の実発電量と前記目標発電量とを一致させるように前記エンジンの吸入空気量をフィードバック制御により調整する吸入空気量調整手段と、前記エンジンの実回転数を前記目標アイドリング回転数に一致させるように前記電動機の回生トルクをフィードバック制御により調整する回生トルク調整手段とにより構成したことを特徴とする。
【０００９】
かかる本発明によれば、前記エンジンのアイドリング運転時に、前記吸入空気量調整手段は、前記電動機の実発電量と前記目標発電量とを一致させるように前記エンジンの吸入空気量をフィードバック制御により調整する（例えば実発電量＞目標発電量であればエンジンの吸入空気量を減少させ、実発電量＜目標発電量であればエンジンの吸入空気量を増加させる）。これによりエンジンは、電動機の前記目標発電量での回生発電を行い得る出力を発生する。そして、このような吸入空気量の調整を行いつつ、前記回生トルク調整手段が、エンジンの実回転数を前記目標アイドリング回転数に一致させるように前記電動機の回生トルクをフィードバック制御により調整することで、前記電動機の実発電量がほぼ目標発電量に一致するようになると共に、エンジンの実回転数もほぼ前記目標アイドリング回転数に一致するようになる。
【００１０】
そして、このとき、エンジンの吸入空気量と電動機の回生トルクとを上記のようなフィードバック制御により調整することで、電動機の実発電量とエンジンの実回転数とをそれぞれ安定的に目標発電量及び目標アイドリング回転数に維持することが可能となる。
【００１１】
例えば電動機の目標発電量が増加すると、前記吸入空気量調整手段によって吸入空気量が増量側に調整されるため、エンジンの実回転数が上昇しようとするが、このとき、前記回生トルク調整手段によって、電動機の回生トルクが増加側に調整される。このため、エンジンの実回転数の上昇傾向が抑えられると同時に、電動機の実発電量が目標発電量に近づくように増加される。
【００１２】
また、例えばエンジンのフリクションが増加すると、エンジンの実回転数が下降しようとするが、前記回生トルク調整手段によって、電動機の回生トルクが減少側に調整される。同時に、電動機の回生トルクが減少側に調整されることで、該電動機の発電量が減少傾向となるが、前記吸入空気量調整手段によって、吸入空気量が増量側に調整される。この結果、エンジンの実回転数の下降傾向が抑えられると同時に、電動機の実発電量の減少傾向も抑えられる。
【００１３】
従って、本発明によれば、エンジンのアイドリング回転数を所望の回転数に安定に維持しつつ、該エンジンにより駆動する電動機の適正な回生発電を行うことができる。また、電動機の目標発電量は、前述の如く第１蓄電装置の蓄電量に応じて設定するため、該第１蓄電装置の蓄電量を概ね所定の目標値の近傍の蓄電量に保持することができる。このため、第１蓄電装置は、その蓄電エネルギーが低圧系の前記電子機器により消耗されたりすることなく、所定の目標値の蓄電量を保持するようにして電動機の回生動作により充電される。
【００１５】
また、本発明では、前記エンジンの目標アイドリング回転数は前記電動機の目標発電量に応じて設定するので、電動機を発電効率（エンジンから電動機に与えられる機械的な入力エネルギーに対する該電動機の出力エネルギー（発電エネルギー）の割合）が良好なものとなる回転数で動作させつつ該電動機の回生発電を行うことが可能となる。
【００１６】
ところで、エンジンでは、例えばスロットル弁（吸入空気量制御弁）を設けた主たる吸気通路の他、該スロットル弁を迂回するバイパス通路（吸気通路）を備え、アイドリング運転時には、そのバイパス通路を介してエンジンの吸気を行うのが一般的である。そして、このバイパス通路にも吸入空気量制御弁を設け、例えばエンジンを始動した直後のアイドリング運転時には、車両走行後の通常的なアイドリング運転時よりも、上記バイパス通路の吸入空気量制御弁の開度を大きくして（エンジンの吸入空気量を増量する）、エンジンのアイドリング回転数を高めにすることが一般的に行われている。
【００１７】
このように吸気通路を二つ備えて、それぞれの吸気通路に吸入空気量制御弁を設けたエンジンを搭載したハイブリッド車両に本発明を適用する場合、前記吸入空気量調整手段は、基本的には、いずれか一方の吸入空気量制御弁（例えばスロットル弁）の開度を調整することで、エンジンの吸入空気量を調整すればよい。この場合、他方の吸入空気量制御弁の開度を例えば上記のように通常のアイドリング運転時よりも大きくする（吸入空気量を増量させる）ような状況では、電動機の実発電量が目標発電量よりも大きい状態で、上記一方の吸入空気量制御弁の開度を最小開度まで小さくしても、電動機の実発電量が目標発電量まで減少しないという状況が生じることがある。そして、このような状況では、エンジンの回転数を通常の場合よりも高めるために、他方の吸入空気量制御弁の開度を通常のアイドリング運転時よりも大きくしているので、エンジンの回転数は、通常のアイドリング回転数よりも高めることが望ましい。
【００１８】
そこで、本発明ではさらに、前記エンジンはそれぞれ吸入空気量制御弁を有する二つの吸気通路を介して空気を吸入可能とされ、前記吸入空気量調整手段は、前記二つの吸気通路のうちの一方側の吸気通路の吸気量制御弁の開度を調整することにより前記エンジンの吸入空気量を調整するものであり、さらに、前記二つの吸気通路のうちの他方側の吸気通路の吸入空気量制御弁は、その開度が、所定の条件下で前記エンジンのアイドリング運転時の回転数を上昇させるために該エンジンの吸入空気量を増量させるように調整されるものであるような場合には、前記回生トルク調整手段は、前記他方側の吸気通路の吸入空気量制御弁の開度が吸入空気量の増量側に調整された場合に、前記吸入空気量調整手段により前記一方側の吸気通路の吸入空気量制御弁の開度が最小開度まで調整されたとき、前記電動機の回生トルクをその減少側に制限する。
【００１９】
すなわち、前記電動機の実発電量が前記目標発電量よりも大きい状態で前記吸入空気量調整手段により前記一方側の吸気通路の吸入空気量制御弁の開度が最小開度まで調整されたときには（このとき、前記電動機の実発電量は前記目標発電量よりも大きい状態である）、他方側の吸気通路の吸入空気量制御弁の開度が通常の場合よりも大きくされて、エンジンの吸入空気量が増量されている状態であるので、前記電動機の回生トルクをその減少側に制限する。これによりエンジンの回転数を適正に高めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１乃至図６を参照して説明する。
【００２１】
図１は本実施形態の制御装置を具備したハイブリッド車両の全体的システム構成を模式化して示しており、図中、１はエンジン、２は電動機、３はクラッチ４を含む変速装置、５は第１蓄電装置、６は第２蓄電装置、７は車両走行用の駆動輪、８はエンジンコントローラ、９は発電電動機コントローラ、１０は変速装置コントローラ、１１は電源系コントローラ、１２は統括管理コントローラである。
【００２２】
エンジン１は、車両の主たる推進源であり、その駆動力を図示しない出力軸（クランク軸）から電動機２のロータ（図示しない）及び変速装置３を介して駆動輪７に伝達することで、車両を走行させる。
【００２３】
この場合、エンジン１は、図２に模式化して示す如く、該エンジン１の主たる吸入空気量制御弁であるスロットル弁１ａを備えた主吸気通路３０と、該スロットル弁１ａを迂回するバイパス吸気通路３１とを介して空気の吸入を行うようになっている。そして、バイパス吸気通路３１には、これを通る空気の流量を調整するための吸入空気量制御弁１ｂ（以下、バイパス弁１ｂという）が備えられている。尚、図２中、３２はエンジン１のピストン、３３は吸気バルブ、３４は排気バルブである。
【００２４】
図１の説明に戻って、このエンジン１には、該エンジン１の回転数ＮＥや吸気圧ＰＢ、機関温度ＴＷ、スロットル弁１ａの開度θth（以下、スロットル開度θthという）を含むエンジン１の動作状態を検出するための検出装置１３（以下、Ｅ／Ｇセンサ１３という）が付設されている。このＥ／Ｇセンサ１３による回転数ＮＥ等の検出データはエンジンコントローラ８に与えられる。
【００２５】
さらに、エンジン１には、これを動作させるための駆動機構として、エンジン１に供給される燃料及び空気の混合気に点火する点火装置１４ａや、エンジン１に燃料を供給する燃料供給装置１４ｂ、前記スロットル弁１ａを駆動するアクチュエータ１４ｃ、前記バイパス弁１ｂを駆動するアクチュエータ１４ｄが付設されている。以下、これらの駆動機構１４ａ〜１４ｄを総称的にエンジン駆動装置１４と称する。
【００２６】
電動機２は、そのロータ（図示しない）がエンジン１の出力軸に同軸に連結され、また、該電動機２の電機子コイル（図示しない）がレギュレータ／インバータ回路等により構成された通電制御回路１５（以下、ＰＤＵ１５という）を介して第１蓄電装置５の正負の電源端子に電気的に接続されている。
【００２７】
この電動機２は、第１蓄電装置５に蓄えられている電力をエネルギー源としてエンジン１の出力を補助する補助出力（エンジン１の出力と併せて駆動輪７に伝達する補助的な車両推進力）を生成する電動機としての動作（以下、アシスト動作という）と、車両の減速時に駆動輪７側から伝達される運動エネルギー、あるいは車両のクルーズ走行時もしくはアイドリング運転時のエンジン１の出力の一部をエネルギー源として第１蓄電装置５もしくは第２蓄電装置６に充電する電力を回生発電する発電機としての動作（以下、回生動作という）とを選択的に行うものである。それぞれの動作は、電動機２と第１蓄電装置５もしくは第２蓄電装置６との間の電力授受を上記ＰＤＵ１５を介して制御することで行われる。
【００２８】
また、電動機２に付随して、該電動機２の電機子コイルの電流Ｉgm 及び電圧Ｖgmを検出するための検出装置１６（以下、Ｇ／Ｍセンサ１６という）が備えられ、このＧ／Ｍセンサ１６による検出データは、電動機２の回生動作時の実発電量等を把握するために電動機コントローラ９に与えられる。
【００２９】
第１蓄電装置５は、電動機２のアシスト動作用の電源として例えば１００〜１８０Ｖ程度の高電圧の電力を貯蔵するものであり、本実施形態では、電気二重層コンデンサにより構成されている。この第１蓄電装置５に付随して、該蓄電装置５の充放電電流Ｉｂ（第１蓄電装置５の正負の電源端子間に流れる電流）及び端子電圧Ｖｂ（蓄電装置５の正負の電源端子間の発生電圧）をそれぞれ検出するための検出装置１７（以下、Ｕ／Ｃセンサ１７という）が備えられ、このＵ／Ｃセンサ１７による検出データは第１蓄電装置５の蓄電量を把握するためのデータとして電源系コントローラ１１に与えられる。この場合、Ｕ／Ｃセンサ１７が検出する充放電電流Ｉｂは、第１蓄電装置５に流入する充電電流と第１蓄電装置５から流出する放電電流とがあり、該センサ１７は、それらの電流を区別して検出可能としている。尚、本実施形態では第１蓄電装置５として、電気二重層コンデンサを使用しているが、バッテリ等の二次電池を使用してもよい。
【００３０】
第２蓄電装置６は、前記各コントローラ８〜１２や、点火装置１４ａ、図示しないオーディオ装置等、車両に搭載された低圧系電子機器１８（第１蓄電装置５の電圧よりも低い電圧（例えば１２Ｖ）の電源を用いて動作する電子機器（回路を含む））を動作させるための電力を貯蔵するものであり、本実施形態では、例えば１２Ｖのバッテリ（鉛蓄電池等の二次電池）により構成されている。
【００３１】
この第２蓄電装置６の正負の電源端子は、低圧系電子機器１８に接続されている他、第１蓄電装置５もしくは回生動作中の電動機２から電力を受けるべく降圧器１９（ＤＣ／ＤＣコンバータ）を介して第１蓄電装置５の正負の出力端子に接続されている。
【００３２】
尚、本実施形態では、第２蓄電装置６としてバッテリを使用しているが、第１蓄電装置５と同様に電気二重層コンデンサ等を使用してもよい。
【００３３】
また、降圧器１９に付随して、この降圧器１９に第１蓄電装置５もしくは回生動作中の発電電動機２から入力される電力を検出するために該降圧器１９への入力電流Ｉi 及び入力電圧Ｖｉを検出するセンサ２１が備えられている。そして、このセンサ２１による入力電流Ｉi 及び入力電圧Ｖｉのそれぞれの検出データは、電源系コントローラ１１に与えられ、それらの検出値Ｉi ，Ｖｉの積により降圧器１９への入力電力（＝Ｉi ・Ｖｉ。これは１２Ｖ系の消費電力に相当する）を検出可能としている。
【００３４】
変速装置３は、クラッチ４の動作によってエンジン１及び発電電動機２と駆動輪６との間の動力伝達を継断したり、その動力伝達の変速を行うものであり、この変速動作やクラッチ４の継断動作を行わしめるアクチュエータ２２が付設されている。さらに、該変速装置３には、その動作状態を車両の運転者が設定するための図示しない変速操作レバーの操作ポジションＳＰ等、変速装置３の動作状態を検出する検出装置２３（以下、Ｔ／Ｍセンサ２３という）が付設され、このＴ／Ｍセンサ２３の検出データは変速装置コントローラ１０に与えられる。
【００３５】
前記各コントローラ８〜１２は、マイクロコンピュータを用いて構成されたものであり、相互に各種のデータ授受を行うことができるようにバスラインＢＬを介して接続されている。
【００３６】
これらのコントローラ８〜１２のうち、エンジンコントローラ８はエンジン１の動作を前記エンジン駆動装置１４を介して制御するコントローラ、電動機コントローラ９は電動機２の動作を前記ＰＤＵ１５を介して制御するコントローラ、変速装置コントローラ１０は変速装置３（クラッチ４を含む）の動作を前記アクチュエータ２２を介して制御するコントローラである。
【００３７】
また、電源系コントローラ１１は、前記Ｕ／Ｃセンサ１６の検出データ（蓄電装置５の充放電電流Ｉｂ及び端子電圧Ｖｂ）に基づく第１蓄電装置５の蓄電量（残容量）の把握等を行うコントローラである。
【００３８】
この場合、第１蓄電装置５の蓄電量の把握は例えば次のように行われる。すなわち、Ｕ／Ｃセンサ１６の検出データである充放電電流Ｉｂと端子電圧Ｖｂとの積、すなわち第１蓄電装置５の充放電電力（放電電力を正、充電電力を負とする）を、第１蓄電装置５の満充電状態から逐次算出して積算（累積加算）していく。そして、この積算値を、第１蓄電装置５の満充電状態において放出可能な全エネルギー量（満充電状態での容量）から減算することで第１蓄電装置５の蓄電量（残容量）を把握する。尚、第１蓄電装置５の蓄電量を把握するための手法は、この他にも種々の手法があり、例えば第１蓄電装置５の温度に応じた補正を行いつつ蓄電量を把握するようにしてもよく、あるいは、端子電圧Ｖｂのみにより第１蓄電装置５の蓄電量を把握するようにしてもよい。
【００３９】
また、統括管理コントローラ１２は、本実施形態のシステムの統括的な動作管理処理を担うコントローラであり、車両の要求される運転状態を把握したり、その把握した運転状態に対応したエンジン１や電動機２の目標動作状態（具体的にはエンジン１の目標出力や目標回転数、発電電動機２のアシスト動作時の目標補助出力あるいは回生動作時の目標発電出力等）を決定して、それをエンジンコントローラ８や電動機コントローラ９に指示する等の処理を行う。
【００４０】
この統括管理コントローラ１２には、その処理を行うために、他のコントローラ８〜１１から各種データ（例えばエンジン１の回転数ＮＥや、第１蓄電装置５の蓄電量等のデータ）が与えられる他、車速Ｖcar を検出するセンサ２４や車両の図示しないアクセルペダルの操作量Ａｐ（以下、アクセル操作量Ａｐという）を検出するセンサ２５の検出データが与えられる。
【００４１】
尚、本発明の構成に対応させると、統括管理コントローラ１２及びエンジンコントローラ８は吸入空気量制御手段を構成し、統括管理コントローラ１２及び電動機コントローラ９は回生トルク制御手段を構成するものである。
【００４２】
次に、本実施形態のハイブリッド車両の作動、特にエンジン１のアイドリング運転時の作動を説明する。
【００４３】
統括管理コントローラ１２は、センサ２４により検出される車速Ｖcar がＶcar ≒０で、且つセンサ２５により検出されるアクセル操作量ＡｐがＡｐ≒０であるとき（Ｖcar ，Ａｐがそれぞれ所定値以下の十分に小さい値であるとき）、エンジン１のアイドリング運転状態であると判断し、このとき、図３のフローチャートに示す処理を所定の制御サイクルで行う。
【００４４】
すなわち、統括管理コントローラ１２は、まず、電源系コントローラ１１から第１蓄電装置５の蓄電量（残容量）や、降圧器１９の入力電力（１２Ｖ系の消費電力）の検出データを取得する（ＳＴＥＰ３−１）。
【００４５】
次いで、統括管理コントローラ１２は、ＳＴＥＰ３−１で取得した第１蓄電装置５の現在の蓄電量を、あらかじめ定めた蓄電量の目標値Ｃｍよりも所定量δ（＞０）だけ小さな所定値（Ｃｍ−δ）と比較する（ＳＴＥＰ３−２）。そして、蓄電量＜Ｃｍ−δである場合、すなわち、蓄電量が前記目標値Ｃｍよりもある程度以上、小さくなった場合には、電動機２の回生動作による目標発電量Ｐobj を、ＳＴＥＰ３−１で取得した降圧器１９の現在の入力電力（＝Ｉｉ・Ｖｉ）よりも所定量α１だけ大きな値に設定する（ＳＴＥＰ３−３）。尚、この場合における上記所定量α１は、本実施形態では、固定値（一定値）としているが、エンジン１の運転状態等に応じて適宜、可変的に設定するようにしてもよい。
【００４６】
一方、ＳＴＥＰ３−２で蓄電量≧Ｃｍ−δである場合には、統括管理コントローラ１２は、さらに、第１蓄電装置５の現在の蓄電量を、前記目標値Ｃｍよりも前記所定量δだけ大きな所定値（Ｃｍ＋δ）と比較し（ＳＴＥＰ３−４）、蓄電量≧Ｃｍ＋δである場合、すなわち、蓄電量が前記目標値Ｃｍよりもある程度以上、大きくなったとき、電動機２の回生動作による目標発電量Ｐobj を「０」に設定する（ＳＴＥＰ３−５）。
【００４７】
また、ＳＴＥＰ３−４で蓄電量＜Ｃｍ＋δである場合（このとき、Ｃｍ−δ≦蓄電量＜Ｃｍ＋δである）、すなわち、蓄電量≒Ｃｍである場合には、電動機２の回生動作による目標発電量Ｐobj を降圧器１９の現在の入力電力に設定する（ＳＴＥＰ３−６）。
【００４８】
次いで、統括管理コントローラ１２は、上記のように設定した目標発電量Ｐobj から図６のデータテーブルに従ってエンジン１の目標アイドリング回転数Ｎobj （これは本実施形態では電動機２の目標回転数に等しい）を求める（ＳＴＥＰ３−７）。この場合、エンジン１の目標アイドリング回転数Ｎobj は、基本的には、上記目標発電量Ｐobj での電動機２の回生発電を行う際に、該電動機２の発電効率（電動機２への機械的な入力エネルギーに対する発電エネルギー（出力エネルギー）の割合）が、最も大きくなるような回転数に定められている。
【００４９】
以上のようにして、電動機２の回生動作による目標発電量Ｐobj とエンジン１の目標アイドリング回転数Ｎobj を設定した統括管理コントローラ１２は、その目標発電量Ｐobj と目標アイドリング回転数Ｎobj とをエンジンコントローラ８及び電動機コントローラ９に与える（ＳＴＥＰ３−８）。
【００５０】
一方、上記のように目標発電量Ｐobj 及び目標アイドリング回転数Ｎobj を与えられたエンジンコントローラ８は図４のフローチャートに示す処理を所定の制御サイクルで行う。
【００５１】
すなわち、エンジンコントローラ８は、まず、前記電動機コントローラ９が前記Ｇ／Ｍセンサ１６の検出データ（電動機２の電流Ｉgm及び電圧Ｖgmの検出データ）により把握する電動機２の現在の実発電量Ｐｇのデータを電動機コントローラ９から取得する（ＳＴＥＰ４−１）。
【００５２】
次いで、エンジンコントローラ８は、この実発電量Ｐｇを統括管理コントローラ１２から前述の如く与えられる目標発電量Ｐobj と比較すると共に、該目標発電量Ｐobj が「０」であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ４−２）。
【００５３】
このとき、Ｐｇ＞Ｐobj であるか、あるいは、Ｐobj ＝０である場合には、前記エンジン駆動機構１４（より詳しくはアクチュエータ１４ｃ）に与えるスロットル開度θthの指令値を、現在値から所定量Δθ（例えば０．０１度）だけ減少させた値に更新する（ＳＴＥＰ４−３）。尚、この場合、スロットル開度θthの最小値（下限値）は「０」（スロットル弁１ａの全閉状態）であり、ＳＴＥＰ４−３で更新されるスロットル開度θthの指令値が「０」を下回るときには、該指令値は「０」に制限される。
【００５４】
また、前記ＳＴＥＰ４−２において、Ｐｇ≦Ｐobj で且つＰobj ≠０である場合には、エンジンコントローラ８は、スロットル開度θthの指令値を、現在値から前記所定量Δθだけ増加させた値に更新する（ＳＴＥＰ４−４）。尚、この場合、ＳＴＥＰ４−４で更新されるスロットル開度θthの指令値が所定の上限開度（例えばスロットル弁１ａの全開状態の開度）を上回るような場合には、該指令値はその上限開度に制限される。
【００５５】
このようにしてスロットル開度θthの指令値を決定した後、エンジンコントローラ８は該指令値をエンジン駆動機構１４に出力する（ＳＴＥＰ４−５）。
【００５６】
このとき、エンジン駆動機構１４のアクチュエータ１４ｃは、スロットル開度θthの指令値に従って、スロットル弁１ａを駆動する。また、エンジン１の燃料供給量や点火時期は通常的なエンジンのアイドリング運転の場合と同様に制御される。
【００５７】
尚、エンジン１の通常的なアイドリング運転状態（例えば車両走行後の停車中のアイドリング運転）においては、エンジンコントローラ８は、スロットル弁１ａの全閉状態（本実施形態では、基本的には電動機２の目標発電量Ｐobj ＝０のとき、スロットル弁１ａが全閉状態とされる）において、エンジン１の回転数ＮＥが所定のアイドリング回転数（これは図６でＰobj ＝０に対応する目標回転数Ｎobj である）となるような量の空気が前記バイパス吸気通路３１を介してエンジン１に吸入されるように前記バイパス弁１ｂの開度を前記アクチュエータ１４ｄを介して調整している。但し、例えばエンジン１の始動直後のアイドング運転時には、通常のアイドリング運転時よりもエンジン１の回転数ＮＥを高くするために、バイパス弁１ｂの開度が通常の場合よりも大きな開度に調整される。
【００５８】
上記のようなエンジンコントローラ８の制御処理によって、エンジン１のスロットル開度θth、ひいてはエンジン１の吸入空気量は、電動機２の実発電量Ｐｇが目標発電量Ｐobj に一致するようにフィードバック制御により調整されることとなる。この場合、本実施形態では、実発電量Ｐｇの目標発電量Ｐobj に対する大小関係の比較に応じてスロットル開度θthを所定量Δθづつ漸次増減させる（吸入空気量を所定量づつ漸次増減する）ので、上記フィードバック制御は、所謂、積分制御的に行われることとなる。そして、このような制御によって、エンジン１の出力は、電動機２の回生発電を目標発電量Ｐobj で行い得る出力に調整される。
【００５９】
また、上記のようなエンジンコントローラ８の制御処理と並行して、電動機２の目標発電量Ｐobj 及びエンジン１の目標アイドリング回転数Ｎobj を前記統括管理コントローラ１２から与えられた電動機コントローラ９は図５のフローチャートに示す処理を所定の制御サイクルで行う。
【００６０】
すなわち、電動機コントローラ９は、まず、エンジン１の現在の回転数ＮＥの検出データとスロットル開度θthの指令値とをエンジンコントローラ８から取得する（ＳＴＥＰ５−１）。
【００６１】
さらに、電動機コントローラ９は、ＳＴＥＰ５−１で取得したエンジン１の現在の回転数ＮＥと統括管理コントローラ１２から与えられた目標アイドリング回転数Ｎobj との偏差ΔＮＥ（＝ＮＥ−Ｎobj ）を求める（ＳＴＥＰ５−２）。
【００６２】
そして、電動機コントローラ９は、この偏差ΔＮＥと、該偏差ΔＮＥの現在までの積算値ΣΔＮＥ（ΔＮＥの積分値）とから次式（１）のＰＩ制御（比例積分制御）の演算処理により、回生動作を行う電動機２の回生トルクＭｔの指令値を決定する（ＳＴＥＰ５−３）。
【００６３】
Ｍｔ＝ｋp ・ΔＮＥ＋ｋi ・ΣΔＮＥ ……（１）
ここで、式（１）中のｋp 、ｋi はそれぞれ比例項のゲイン定数、積分項のゲイン定数である。
【００６４】
このようにして求められる回生トルクＭｔの指令値は、エンジン１の実回転数ＮＥを目標アイドリング回転数Ｎobj に一致させるために電動機２の回生動作により発生させるべき回生トルクである。
【００６５】
次いで、電動機コントローラ９は、ＳＴＥＰ５−１で取得したスロットル開度θthの指令値が「０」であるか否か（スロットル弁１ａが全閉状態であるか否か）を判断する（ＳＴＥＰ５−４）。
【００６６】
このとき、θthの指令値≠０である場合には、ＳＴＥＰ５−３で求めた回生トルクＭｔの指令値を所定の上限値Ｍtmax以下に制限するリミット処理（回生トルクＭｔの指令値が上限値Ｍtmaxを上回っていた場合に、該指令値を強制的に上限値Ｍtmaxに制限する処理）を施した後（ＳＴＥＰ５−５）、その指令値の回生トルクＭｔを発生させるように電動機２の通電制御をＰＤＵ１５を介して行う（ＳＴＥＰ５−６）。
【００６７】
このような制御処理により、電動機２の回生トルクＭｔは、基本的には、エンジン１の実回転数ＮＥが目標アイドリング回転数Ｎobj に一致するようにフィードバック制御（ＰＩ制御）により調整される。そして、このとき、エンジン１の出力は、前述のようなスロットル開度θthの調整（吸入空気量の調整）によって、電動機２の目標発電量Ｐobj に見合った出力に調整されているので、電動機２の実発電量Ｐｇ（これは、概ね回生トルクＭｔと実回転数ＮＥとの積に等しい）もほぼ、目標発電量Ｐobj に一致するようになる。
【００６８】
一方、前述した如くエンジン１の始動直後のアイドリング運転時のように前記バイパス弁１ｂの開度が吸入空気量の増量側に調整されている状態で、上記のようにフィードバック制御（ＰＩ制御）により調整される電動機２の回生トルクは、通常のアイドリング運転時よりも大きくなる。このため、電動機２の実発電量Ｐｇが目標発電量Ｐobj よりも大きな状態に維持され易い。そして、このような状態では、前述したエンジンコントローラ８の制御処理（図４を参照）によって、スロットル開度θthが減少されていき、最終的にはθth＝０（スロットル弁１ａの全閉状態）となる（前記ＳＴＥＰ５−４でＹＥＳ）。
【００６９】
このとき、電動機コントローラ９は、電動機２の実発電量Ｐｇが目標発電量Ｐobj よりも大きいか否かを判断し（ＳＴＥＰ５−７）、Ｐｇ＞Ｐobj である場合には、バイパス弁１ｂの開度が吸入空気量の増量側に調整されている状態であるので、前記ＳＴＥＰ５−５のリミット処理で用いる回生トルクＭｔの上限値Ｍtmaxを所定量ΔＭｔだけ小さい値に変更する（ＳＴＥＰ５−８）。そして、その後に、前記ＳＴＥＰ５−５のリミット処理を行う。尚、この場合、変更後の回生トルクＭｔの上限値Ｍtmaxが「０」を下回った場合には、Ｍtmax＝０とする。
【００７０】
このような制御処理によって、バイパス弁１ｂの開度が吸入空気量の増量側に調整されることによって、スロットル開度θthが「０」まで減少された状態では、回生トルクＭｔの上限値Ｍtmaxが所定量ΔＭｔづつ減少されることとなる。このため、前記ＳＴＥＰ５−６で制御する電動機２の回生トルクＭｔは、減少側に制限されることとなる。この結果、エンジンの回転数ＮＥは目標アイドリング回転数Ｎobj よりも高い回転数に上昇することとなる。
【００７１】
尚、電動機コントローラ９は、上記のように回生トルクＭｔの上限値Ｍtmaxを減少させることで、ＳＴＥＰ５−７においてＰｇ≦Ｐobj となった場合には、上限値Ｍtmaxを所定量ΔＭｔづつ復帰させていく（ＳＴＥＰ５−９）。この場合、該上限値Ｍtmaxがあらかじめ定めた所定値（上限値Ｍtmaxの最大値）まで復帰したら該上限値Ｍtmaxをその所定値に保持する。
【００７２】
以上説明したスロットル開度θthと電動機２の回生トルクＭｔとの制御処理によって、エンジン１のアイドリング運転時には、基本的には、エンジン１の回転数ＮＥを目標アイドリング回転数Ｎobj に安定して制御しつつ、電動機２の回生動作をほぼ目標発電量Ｐobj の発電量で行うことができる。
【００７３】
この場合、電動機２の目標発電量Ｐobj は、前述の如く第１蓄電装置５の蓄電量に応じて設定するため、該第１蓄電装置５の蓄電量を概ね所定の目標値Ｃｍの近傍の蓄電量に保持することができる。すなわち、第１蓄電装置５の蓄電量が目標値Ｃｍよりもある程度以上小さい場合（蓄電量＜Ｃｍ−δ）には、電動機２の目標発電量Ｐobj は、降圧器１９の入力電力（１２Ｖ系の消費電力）に所定量α1 を加算した値に設定され、また、第１蓄電装置５の蓄電量が目標値Ｃｍにほぼ等しい場合（Ｃｍ−δ≦蓄電量＜Ｃｍ＋δ）には、電動機２の目標発電量Ｐobj は、降圧器１９の入力電力（１２Ｖ系の消費電力）に設定される。さらに、第１蓄電装置５の蓄電量が目標値Ｃｍよりもある程度以上大きい場合（蓄電量≧Ｃｍ＋δ）には、目標発電量Ｐobj は「０」とされる。このため、第１蓄電装置５は、その蓄電エネルギーが１２Ｖ系の電子機器により消耗されたりすることなく、所定の目標値Ｃｍの蓄電量を保持するようにして電動機２の回生動作により充電される。
【００７４】
また、アイドリング運転時のエンジン１の目標回転数Ｎobj は、電動機２の回生動作時の発電効率が良好となるような回転数に設定されるため、エンジン１の出力を効率よく発電エネルギーに変換することができ、ひいては、エンジン１の燃料消費を抑制することができる。
【００７５】
さらに、エンジン１の始動直後のアイドリング運転時のようにエンジン１の回転数ＮＥを通常のアイドリング運転時よりも高くするために、前記バイパス弁１ｂの開度が吸入空気量の増量側に調整されている場合には、電動機２の回生トルクＭｔが減少側に制限されるため、エンジン１の回転数ＮＥを電動機２により過度に制限することなく、適正に上昇させることができる。
【００７６】
尚、本明細書では、詳細な説明を省略するが、本実施形態のハイブリッド車両では、例えば車両の加速走行時には、電動機２の目標出力（機械的な回転駆動力）が第１蓄電装置５の蓄電量等に応じて設定されると共に、この電動機２の目標出力とエンジン２の出力との総和が車両のアクセル操作量Ａｐに応じた車両推進出力になるようにエンジン２の目標出力が設定される。そして、エンジン１及び電動機２はそれらの目標出力に応じて制御される。
【００７７】
また、例えば車両の減速時には、エンジン１のフュエルカットが行われると共に、車両の運動エネルギーを電動機２に伝達することで、電動機２の回生動作を行う。そして、このとき、電動機２の目標発電量は、車速Ｖcar 等に応じて設定され、その目標発電量に応じて電動機２の回生動作の制御が行われる。
【００７８】
以上説明した本実施形態では、スロットル開度θthの調整（吸入空気量の調整）を積分制御的に行うようにしたが、電動機２の回生トルクの制御の場合と同様にして、スロットル開度θthの指令値を、電動機２の実発電量Ｐｇと目標発電量Ｐobj との偏差からＰＩ制御の演算処理によって決定するようにしてもよい。
【００７９】
また、前記実施形態では、電動機２の実発電量Ｐｇを目標発電量Ｐobj に一致させるような吸入空気量の調整をスロットル開度θthの調整により行うようにしたが、この吸入空気量の調整をバイパス弁１ｂの開度の調整により行うようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハイブリッド車両の制御装置の一実施形態のシステム構成図。
【図２】図１のハイブリッド車両に搭載したエンジンの構成を模式的に示す説明図。
【図３】図１の装置の作動を説明するためのフローチャート。
【図４】図１の装置の作動を説明するためのフローチャート。
【図５】図１の装置の作動を説明するためのフローチャート。
【図６】図１の装置の作動を説明するための線図。
【符号の説明】
１…エンジン、１ａ…スロットル弁（吸入空気量制御弁）、１ｂ…バイパス弁（吸入空気量制御弁）、２…電動機、５…蓄電装置、８…エンジンコントローラ（吸入空気量調整手段）、９…電動機コントローラ（回生トルク調整手段）、１２…統括管理コントローラ（吸入空気量調整手段、回生トルク調整手段）。

Claims (2)

1. 車両の推進源としてエンジンと該エンジンの出力軸にロータを連接した電動機とを備えたハイブリッド車両において、前記エンジンのアイドリング運転時に該エンジンの吸入空気量を調整しつつ前記電動機の回生発電を所定の目標発電量で行わしめる制御装置であって、前記電動機の電源エネルギーを貯蔵した第１蓄電装置と、該第１蓄電装置の電圧よりも低い電圧で動作する電子機器の電源エネルギーを貯蔵し、前記第１蓄電装置の電力または前記電動機の回生電力を受けるべく前記第１蓄電装置に降圧器を介して接続された第２蓄電装置と、前記第１蓄電装置の蓄電量と前記降圧器の入力電力とを検出し、検出した蓄電量があらかじめ定めた該蓄電量の目標値に所定の範囲内でほぼ一致しているときには、前記電動機の目標発電量を前記降圧器の入力電力に等しい発電量に設定し、且つ前記検出した蓄電量が前記目標値よりも小さい値で前記範囲を逸脱しているときには、前記電動機の目標発電量を前記降圧器の入力電力よりも所定量だけ大きな発電量に設定し、且つ前記検出した蓄電量が前記目標値よりも大きい値で前記範囲を逸脱しているときには、前記電動機の目標発電量を０に設定する手段と、前記エンジンの目標アイドリング回転数を前記電動機の目標発電量に応じて設定する手段と、前記電動機の実発電量と前記目標発電量とを一致させるように前記エンジンの吸入空気量をフィードバック制御により調整する吸入空気量調整手段と、前記エンジンの実回転数を前記目標アイドリング回転数に一致させるように前記電動機の回生トルクをフィードバック制御により調整する回生トルク調整手段とから成ることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記エンジンはそれぞれ吸入空気量制御弁を有する二つの吸気通路を介して空気を吸入可能とされ、前記吸入空気量調整手段は、前記二つの吸気通路のうちの一方側の吸気通路の吸気量制御弁の開度を調整することにより前記エンジンの吸入空気量を調整するものであり、さらに、前記二つの吸気通路のうちの他方側の吸気通路の吸入空気量制御弁は、その開度が、所定の条件下で前記エンジンのアイドリング運転時の回転数を上昇させるために該エンジンの吸入空気量を増量させるように調整されるものであり、前記回生トルク調整手段は、前記他方側の吸気通路の吸入空気量制御弁の開度が吸入空気量の増量側に調整された場合において、前記吸入空気量調整手段により前記一方側の吸気通路の吸入空気量制御弁の開度が最小開度まで調整されたとき、前記電動機の回生トルクをその減少側に制限す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。

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