JP3894105B2

JP3894105B2 - 車両の駆動制御装置

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Publication number: JP3894105B2
Application number: JP2002334307A
Authority: JP
Inventors: 淳田端
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2022-11-18
Also published as: JP2004169582A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１駆動力源および第２駆動力源を備えた車両において、その第１駆動力源および第２駆動力源に対してアシストトルクを分担させるための駆動制御装置に関し、特に、その第１駆動力源および第２駆動力源の燃費効率を考慮してその分担率を制御することにより車両の燃費を一層向上させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
第１駆動力源および第２駆動力源とを備えた車両、たとえばエンジンおよび電動モータを備えたハイブリッド車両であって、車両の燃費が最良となるように、エンジンの出力トルクを基本トルクとし、不足トルクを電動モータにより発生させる形式の車両が知られている。たとえば特許文献１に記載された車両がそれである。これによれば、たとえば急加速操作により要求トルクが急激に大きくされると、過渡的に電動モータの出力トルクを用い、その後にそのトルク増加分がエンジン出力トルクに置き換えられるので、エンジンの出力トルクを急激に増加させる場合に比較してエネルギ効率が高い状態でエンジンが作動させられることになるので、車両の燃費が高められる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２１１５０６号公報
【特許文献２】
特開２００１−１５２９０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の車両によれば、車両の走行状態によっては電動モータの出力トルクでアシストし続けた方がよい場合もある。すなわち、エンジンは高出力状態であるほど燃費効率が高く、電動モータよりも優れているけれども、低出力状態となるほど燃費効率が低下するという性質があり、特にエンジンが低速側回転領域で作動させられる場合には、車両条件に応じて種々の制御が実行されることから、その車両条件により基本出力トルクを発生させるエンジンの最適燃費曲線が変更されるので、一定の最適燃費曲線を前提として制御する従来のトルクアシスト制御では燃費効率が必ずしも十分に得られず、燃費について未だ改善の余地があった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、一層燃費効率の高いトルクアシスト制御を実行することができる車両の駆動制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、エンジンおよび燃料電池から電力が供給される電動モータを備え、車両を駆動するためにそのエンジンおよび電動モータのトルクが駆動輪に伝達される形式の車両の駆動制御装置であって、(a)運転者によるトルク要求があったか否かを判定するトルク要求判定手段と、(b)そのトルク要求判定手段により前記運転者によるトルク要求があったと判定されたとき、前記エンジンの燃費効率に応じてそのエンジンの基本駆動トルクを算出する基本トルク算出手段と、(c)前記運転者の要求加速度を満たすための車両の駆動トルクを算出する駆動トルク算出手段と、(d)前記運転者の要求加速度を満たすための駆動トルクから前記基本駆動トルクを差し引くことによりその駆動トルクを得るために必要な追加駆動トルクを算出する追加トルク算出手段と、(e) その追加トルク算出手段により算出された追加駆動トルクを発生させるとき、その時点での前記エンジンのエネルギ効率とその時点までの始動からの経過時間を考慮した前記燃料電池から電力が供給される電動モータのエネルギ効率との比較結果に基づいて、そのエンジンおよび電動モータの上記追加駆動トルクに対するエネルギ分担を決定するトルク分担決定手段とを、含むことにある。
【０００７】
【発明の効果】
このようにすれば、運転者によるトルク要求があったと判定されたとき、エンジンの燃費効率に応じてそのエンジンの基本駆動トルクが算出されるとともに、運転者の要求加速度を満たすための車両の駆動トルクが算出され、上記運転者の要求加速度を満たすための駆動トルクから上記基本駆動トルクを差し引くことによりその駆動トルクを得るために必要な追加駆動トルクが算出され、その追加駆動トルクを発生させるとき、その時点での前記エンジンのエネルギ効率とその時点までの始動からの経過時間を考慮した前記燃料電池から電力が供給される電動モータのエネルギ効率との比較結果に基づいて、そのエンジンおよび電動モータの上記追加駆動トルクに対するトルク分担がトルク分担決定手段により決定されることから、たとえエンジンが低速側回転領域で作動させられ、車両条件に応じて種々の制御が実行されてその車両条件により基本出力トルクを発生させるエンジンの最適燃費曲線が変更されたとしても、燃費効率の高いトルクアシスト制御が得られるので、車両の燃費が一層高められる。
【０００８】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記第１駆動力源は、燃料の燃焼によって作動する内燃機関すなわちエンジンであり、前記基本トルク算出手段による基本トルクの算出に際して用いられる上記第１駆動力源の燃費効率は、そのエンジンの燃焼制御の変更に基づいて変更されるものである。このようにすれば、基本トルク算出手段では、エンジンの燃焼制御の変更に関連して変更される燃費効率に応じて基本トルクが算出されるので、エンジンの燃費効率に応じて基本トルクおよび追加トルクが算出され、燃費効率の高いトルクアシスト制御が得られる。
【０００９】
また、好適には、前記トルク分担決定手段は、前記追加トルクを発生させるために、前記第１駆動力源の燃費効率および前記第２駆動力源の燃費効率の経時的変化に応じて、その第１駆動力源および第２駆動力源を選択的に使用するものである。このようにすれば、第１駆動力源の燃費効率および前記第２駆動力源の燃費効率の経時的変化に応じて第１駆動力源および第２駆動力源が選択的に使用されるので、燃費効率の高いトルクアシスト制御が得られる。
【００１０】
また、好適には、前記エンジンに備えられた吸気弁および排気弁の少なくとも一方は、電気的アクチュエータによって開閉期間、開閉時期、リフト量の少なくとも１つが制御される開閉制御弁、たとえば電磁アクチュエータによって開閉期間、開閉時期、リフト量の少なくとも１つが制御される電磁駆動弁から構成されたものである。このようにすれば、エンジンに備えられた吸気弁および排気弁の少なくとも一方の開閉期間、開閉時期、リフト量の少なくとも１つが制御されるので、エンジンの最適燃費曲線が適宜変更される利点がある。
【００１１】
また、好適には、前記第２駆動力源は、燃料電池から電力が供給される電動モータである。このようにすれば、電動モータが燃費効率の高い燃料電池からの電力で駆動されるので、一層燃費効率の高いトルクアシスト制御が得られる。
【００１２】
上記燃費効率とは、たとえば、第１駆動力源および第２駆動力源に関して、それに消費される単位燃料量或いは単位燃料費用当たりの車両走行距離或いは出力エネルギ（ワット時）であり、単位消費エネルギ当たりの出力エネルギを示すエネルギ効率に対応している。
【００１３】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施例の車両の制御装置が適用された車両用動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。図において、動力源としてのエンジン１０の出力は、自動クラッチ１２、トルクコンバータ１４を介して自動変速機１６に入力され、図示しない差動歯車装置および車軸を介して一対の駆動輪（後輪）へ伝達されるようになっている。上記自動クラッチ１２は、発進用摩擦係合装置や、モータ走行時においてエンジン１０を動力伝達経路から切り離すために断接させられるクラッチとしても機能するものであり、図示しない電磁式、油圧式などのクラッチアクチュエータによって湿式或いは乾式の摩擦板が係合作動させられる摩擦式自動クラッチである。上記クラッチ１２とトルクコンバータ１４との間には、電動モータおよび発電機として機能する第１モータジェネレータＭＧ１が配設されている。上記トルクコンバータ１４は、クラッチ１２に連結されたポンプ翼車２０と、自動変速機１６の入力軸２２に連結されたタービン翼車２４と、それらポンプ翼車２０およびタービン翼車２４の間を直結するためのロックアップクラッチ２６と、一方向クラッチ２８によって一方向の回転が阻止されているステータ翼車３０とを備えている。
【００１５】
上記自動変速機１６は、ハイおよびローの２段の切り換えを行う第１変速機３２と、後進変速段および前進４段の切り換えが可能な第２変速機３４とを備えている。第１変速機３２は、サンギヤＳ０、リングギヤＲ０、およびキャリアＫ０に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ０およびリングギヤＲ０に噛み合わされている遊星ギヤＰ０から成るＨＬ遊星歯車装置３６と、サンギヤＳ０とキャリアＫ０との間に設けられたクラッチＣ０および一方向クラッチＦ０と、サンギヤＳ０およびハウジング３８間に設けられたブレーキＢ０とを備えている。
【００１６】
第２変速機３４は、サンギヤＳ１、リングギヤＲ１、およびキャリアＫ１に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ１およびリングギヤＲ１に噛み合わされている遊星ギヤＰ１から成る第１遊星歯車装置４０と、サンギヤＳ２、リングギヤＲ２、およびキャリアＫ２に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ２およびリングギヤＲ２に噛み合わされている遊星ギヤＰ２から成る第２遊星歯車装置４２と、サンギヤＳ３、リングギヤＲ３、およびキャリアＫ３に回転可能に支持されてそれらサンギヤＳ３およびリングギヤＲ３に噛み合わされている遊星ギヤＰ３から成る第３遊星歯車装置４４とを備えている。
【００１７】
上記サンギヤＳ１とサンギヤＳ２は互いに一体的に連結され、リングギヤＲ１とキャリアＫ２とキャリアＫ３とが一体的に連結され、そのキャリアＫ３は出力軸４６に連結されている。また、リングギヤＲ２がサンギヤＳ３に一体的に連結されている。そして、リングギヤＲ０と中間軸４８との間にクラッチＣ１が設けられ、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２とリングギヤＲ０との間にクラッチＣ２が設けられている。また、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２の回転を止めるためのバンド形式のブレーキＢ１がハウジング３８に設けられている。また、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２とハウジング３８との間には、一方向クラッチＦ１およびブレーキＢ２が直列に設けられている。この一方向クラッチＦ１は、サンギヤＳ１およびサンギヤＳ２が入力軸２２と反対の方向へ逆回転しようとする際に係合させられるように構成されている。
【００１８】
キャリアＫ１とハウジング３８との間にはブレーキＢ３が設けられており、リングギヤＲ３とハウジング３８との間には、ブレーキＢ４と一方向クラッチＦ２とが並列に設けられている。この一方向クラッチＦ２は、リングギヤＲ３が逆回転しようとする際に係合させられるように構成されている。
【００１９】
以上のように構成された自動変速機１６では、例えば図２に示す係合作動表に従って後進ギヤ段と変速比γが順次小さくなる第１速ギヤ段乃至第５速ギヤ段の前進５段のうちのいずれかの変速段に切り換えられる。図２において「○」は係合状態を表し、空欄は解放状態を表し、「◎」はエンジンブレーキのときの係合状態を表し、「△」は動力伝達に関与しない係合を表している。この図２から明らかなように、第２変速段（２ｎｄ）から第３変速段（３ｒｄ）へのアップシフトでは、ブレーキＢ３を解放すると同時にブレーキＢ２を係合させるクラッチツークラッチ変速が行われ、ブレーキＢ３の解放過程で係合トルクを持たせる期間とブレーキＢ２の係合過程で係合トルクを持たせる期間とがオーバラップして設けられる。それ以外の変速は、１つのクラッチまたはブレーキの係合或いは解放作動だけで行われるようになっている。上記クラッチおよびブレーキは何れも油圧アクチュエータによって係合させられる油圧式摩擦係合装置である。
【００２０】
前記エンジン１０は、後述する過給機５４を備えているとともに、燃料消費を減少させるために、燃料が筒内噴射されることにより軽負荷時においては空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比よりも高い燃焼である希薄燃焼が行われるリーンバーンエンジンである。このエンジン１０は、３気筒ずつから構成される左右１対のバンクを備え、その１対のバンクは単独で或いは同時に作動させられるようになっている。すなわち、作動気筒数の変更が可能となっている。
【００２１】
たとえば図３に示すように、上記エンジン１０の吸気配管５０および排気管５２には、排気タービン式過給機（以下、過給機という）５４が設けられている。この過給機５４は、排気管５２内において排気の流れにより回転駆動されるタービン翼車５６と、エンジン１０への吸入空気を圧縮するために吸気配管５０内に設けられ且つタービン翼車５６に連結されたポンプ翼車５８とを備え、そのポンプ翼車５８がタービン翼車５６によって回転駆動されるようになっている。また、排気管５２には、タービン翼車５６をバイパスするバイパス管６１が接続されており、タービン翼車５６を通過する排気ガス量とバイパス管６１を通過する排気ガス量の比率を変化させ、過給圧Ｐ_aを調節するウエイストゲート弁５９が設けられている。
【００２２】
上記エンジン１０の吸気配管５０には、スロットルアクチュエータ６０によって操作されるスロットル弁６２とが設けられている。このスロットル弁６２は、基本的には図示しないアクセルペダルの操作量すなわちアクセル開度θ_ACCに対応する大きさのスロットル開度θ_THとなるように制御されるが、エンジン１０の出力を調節するために変速過渡時などの種々の車両状態に応じた開度となるように制御されるようになっている。
【００２３】
また、図３に示すように、前記第１モータジェネレータＭＧ１はエンジン１０と自動変速機１６との間に配置され、クラッチ１２はエンジン１０と第１モータジェネレータＭＧ１との間に配置されている。上記自動変速機１６の各油圧式摩擦係合装置およびロックアップクラッチ２６は、電動油圧ポンプ６４から発生する油圧を元圧とする油圧制御回路６６により制御されるようになっている。また、エンジン１０には第２モータジェネレータＭＧ２が作動的に連結されている。そして、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の電源として機能する燃料電池７０および二次電池７１と、それらから第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２へ供給される電流を制御したり或いは充電のために二次電池７１へ供給される電流を制御するための切換スイッチ７２および７３とが設けられている。この切換スイッチ７２および７３は、スイッチ機能を有する装置を示すものであって、たとえばインバータ機能などを有する半導体スイッチング素子などから構成され得るものである。
【００２４】
また、エンジン１０は、図４に示すように、各気筒の吸気弁（電磁駆動弁）７４および排気弁（電磁駆動弁）７５を開閉駆動する電磁アクチュエータ７６および７７を含む可変動弁機構７８を備えている。電子制御装置９０は、クランク軸７９の回転角を検出する回転センサ８０からの信号に従って上記吸気弁７４および排気弁７５の作動時期（タイミング）を制御するとともに、エンジン負荷に応じて作動タイミングを最適時期に変更するだけでなく、運転サイクル切り換え指令に従って、４サイクル運転を可能とする開閉時期および２サイクル運転を可能とする開閉時期となるように制御する。上記電磁アクチュエータ７６および７７は、たとえば図５に示すように、吸気弁７４または排気弁７５に連結されてその吸気弁７４または排気弁７５の軸心方向に移動可能に支持された磁性体製の円盤状の可動部材８２と、その可動部材８２を択一的に吸着するためにそれを挟む位置に設けられた一対の電磁石８４、８５と、可動部材８２をその中立位置に向かって付勢する一対のスプリング８６、８７とを備えている。
【００２５】
図６は、上記電子制御装置９０に入力される信号およびその電子制御装置９０から出力される信号を例示している。たとえば、電子制御装置９０には、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度θ_ACCを表すアクセル開度信号、自動変速機１６の出力軸４６の回転速度Ｎ_OUTに対応する車速信号、エンジン回転速度Ｎ_Eを表す信号、吸気配管５０内の過給圧Ｐ_aを表す信号、空燃比Ａ／Ｆを表す信号、シフトレバーＳＨの操作位置Ｓ_Hを表す信号などが図示しないセンサから供給されている。また、電子制御装置９０からは、燃料噴射弁からエンジン１０の気筒内へ噴射される燃料の量を制御するための噴射信号、自動変速機１６のギヤ段を切り換えるために油圧制御回路６６内のシフト弁を駆動するシフトソレノイドを制御する信号、ロックアップクラッチ２６を開閉制御するために油圧制御回路６６内のロックアップコントロールソレノイドを制御する信号、エンジン１０のサイクル数を指令する信号、吸気弁（電磁駆動弁）７４および排気弁（電磁駆動弁）７５の異常時の退避走行、加速走行のためにエンジン１０、モータジェネレータＭＧ１、或いはモータジェネレータＭＧ２を制御するための信号などが出力される。
【００２６】
上記電子制御装置９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースなどから成る所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、基本的には予め記憶された関係から実際のアクセル開度（操作量）θ_ACCに基づいてスロットル開度θ_THを制御するスロットル弁制御、予め記憶された変速線図から実際の車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）およびアクセル開度θ_ACC（％）或いはスロットル開度θ_TH（エンジン負荷）（％）に基づいて変速を判定し、判定された変速を実行させるために自動変速機１６のギヤ段を自動的に切り換える変速制御、予め記憶された領域線図から実際の車速Ｖおよびアクセル開度θ_ACC（エンジン負荷）に基づいて領域を判定し、判定された領域の作動となるようにロックアップクラッチ２６の係合、解放、或いはスリップを実行する制御、過給圧制御、空燃比制御、気筒選択切換制御、運転サイクル切換制御などを実行する。たとえば、上記気筒選択切換制御では、燃費を良くするために軽負荷走行になると作動気筒数を減少させたり、可変動弁機構７８の作動が異常判定された気筒の作動を停止させたりする。上記運転サイクル切換制御では、予め記憶されたマップ（関係）から実際の車速Ｖおよびアクセル開度θ_ACCに基づいてエンジン１０の運転サイクル数を決定し、この運転サイクル数となるように可変動弁機構７８の作動タイミングなどを制御する。図７は、そのような可変動弁機構７８の作動タイミングの制御や過給機５４の過給状態などによって低速側のトルク状態が変更されるエンジン出力特性を示している。さらに、上記電子制御装置９０は、たとえば図８に示す複数の関係からエンジン１０の出力特性に応じて選択された１つの関係を決定し、決定された関係から実際の車速Ｖおよびアクセル開度θ_ACCに基づいて、エンジン１０とモータジェネレータＭＧ１とのいずれかを選択し、駆動力源として用いる。
【００２７】
図９は、上記電子制御装置９０の制御機能の要部すなわち加速時における駆動力制御機能を説明する機能ブロック線図である。図９において、加速要求判定手段１００は、運転者による所定以上の大きさの加速要求があったか否かを、たとえばアクセルペダルの踏増し量すなわちアクセル開度θ_ACCの単位時間内の増加量が所定値を超えたか否かに基づいて判定する。基本トルク算出手段１０２は、上記加速要求判定手段１００により大きな加速要求が判定された時において、たとえば図１０に示す予め記憶されたエンジン１０の複数の最適燃費曲線Ｃ_a、Ｃ_b、Ｃ_cのうち、可変動弁機構７８による吸気排気制御状態、過給機５４による過給状態、エンジン制御状態などに関連する燃焼制御状態に基づいて、現在のエンジン出力特性に応じた実際に使用している最適燃費曲線Ｃを車両の走行状態に基づいて選択し、選択された最適燃費曲線Ｃから実際の車速Ｖおよびスロットル開度θ_THに基づいて、そのエンジン１０に基本的に出力させられるトルクである基本トルクＴ_Bを算出する。上記最適燃費曲線Ｃは、燃費或いはエネルギ効率と運転性とが考慮されることにより車両にとって最適なエンジン１０の作動状態を示す予め実験的に求められた最適燃費点を結ぶ曲線である。図１０において、Ｎ_cは、等しい燃料消費率（たとえば単位出力当たり１時間に使用される燃料をグラムで表したg/ps・h またはg/kW・h が用いられる）の点を結んだ等燃費率曲線を示している。また、この等燃費率曲線Ｎ_cは、内周側ほど良い( 小さい) 燃料消費率すなわち良い燃費を表している。
【００２８】
駆動トルク算出手段１０４は、たとえば図１１に示す予め記憶された関係から実際の車速Ｖおよびスロットル開度θ_THに基づいて、運転者の要求加速度を満たすために要求される要求トルクすなわち車両の駆動トルクＴ_Rを算出する。追加トルク算出手段１０６は、上記駆動トルク算出手段１０４により算出された駆動トルクＴ_Rから上記基本トルク算出手段１０２により算出された基本トルクＴ_Bを差し引くことにより、車両の加速時に必要とされる上記駆動トルクＴ_Rを得るために、エンジン１０から出力される基本トルクＴ_Bに助勢あるいは追加すべきアシストトルクすなわち追加トルクＴ_A（＝Ｔ_R−Ｔ_B）を算出する。
【００２９】
第１燃費効率算出手段１０８は、仮に第１駆動力源であるエンジン１０からの出力トルクを増加させることによって上記追加トルクＴ_Aを得る場合の燃費効率Ｋ₁を、たとえば図１２或いは図１３に示す予め記憶された関係から実際の負荷に基づいて算出する。また、第２燃費効率算出手段１１０は、仮に第２駆動力源であるモータジェネレータＭＧ１が燃料電池から供給される電力で作動させられてそれからの出力トルクによって上記追加トルクＴ_Aを得る場合の燃費効率Ｋ₂を、たとえば図１２或いは図１３に示す予め記憶された関係から実際の負荷に基づいて算出する。
【００３０】
トルク分担決定手段１１２は、上記燃費効率Ｋ₁と燃費効率Ｋ₂とを比較し、エンジン１０およびモータジェネレータＭＧ１のうちの燃費が有利である側すなわち燃費効率が高く燃費が良い側の駆動力源に上記の追加トルクＴ_Aを出力させてそのトルク分担たとえば分担比或いは分担率を増加させる。すなわち、エンジン１０から追加トルクＴ_Aを出力させた方が燃費が有利であると判断された場合は、第１駆動力源出力増加手段１１４にエンジン１０から追加トルクＴ_Aをさらに出力させる。これにより、エンジン１０は駆動トルクＴ_R全部を担うためにそのトルク分担比は１或いはトルク分担率は１００％とされ且つモータジェネレータＭＧ１のトルク分担比は零或いはトルク分担率は０％とされる。しかし、モータジェネレータＭＧ１から追加トルクＴ_Aを出力させた方が燃費が有利であると判断された場合は、第２駆動力源出力増加手段１１６にモータジェネレータＭＧ１から追加トルクＴ_Aを出力させる。これにより、エンジン１０のトルク分担比は（Ｔ_B／Ｔ_R）或いはトルク分担率は（Ｔ_B／Ｔ_R）×１００％とされ且つモータジェネレータＭＧ１は追加トルクＴ_Aを担うためにそのトルク分担比は（Ｔ_A／Ｔ_R）或いはトルク分担率は（Ｔ_A／Ｔ_R）×１００％とされる。上記駆動トルクＴ_Rを得るために、最適燃費曲線Ｃでみて、最適燃費点に至るまではエンジン１０から基本トルクＴ_Bが出力させられ、不足分である追加トルクＴ_Aがエンジン１０およびモータジェネレータＭＧ１のうちの有利な方から出力させられるのである。
【００３１】
図１２は、エンジン１０使用時のエネルギ効率およびモータジェネレータ（電動モータ）ＭＧ１使用時のエネルギ効率を上段および下段に示し、比較的低負荷領域においていずれのエネルギ効率が高いかを比較する状態を示している。図１２において、エンジン１０使用時のエネルギ効率を示す３本の実線は、エンジン１０の温度、過給状態、動弁機構の作動状態によって変化する出力特性毎に示している。また、モータジェネレータＭＧ１のエネルギ効率を示す３本の線は燃料電池７０の温度、始動からの時間、経時変化によって変化する出力特性毎に示している。それらモータジェネレータＭＧ１の使用時のエネルギ効率を示す３本の線は、それ以上出力されないようにする使用上の設定に基づくものであり、燃料電池７０をさらに大きな容量のものとすれば、その線は右方へ延長されることになるが、費用および搭載性で不利となる。本実施例において、車両のエネルギ効率（燃費効率）で駆動力源であるエンジン１０とモータジェネレータＭＧ１とを切り換えるのは、上記燃料電池７０乃至モータジェネレータＭＧ１の容量が十分でないからである。図１３は、エンジン１０使用時のエネルギ効率およびモータジェネレータ（電動モータ）ＭＧ１使用時のエネルギ効率を上段および下段に示す点などは図１２と同様であるが、比較的高負荷領域においていずれのエネルギ効率が高いかを比較する状態を示している。
【００３２】
図１４は、電子制御装置９０の制御作動の要部を示す制御ルーチンすなわちアシストトルク分担制御ルーチンを説明するフローチャートであり、たとえば数ｍsec 乃至数十ｍsec 程度の極めて短い周期で繰り返し実行される。図１４において、前記加速要求判定手段１００に対応するＳ１では、運転者の加速要求が所定以上の大きいものであるか否かが、たとえばアクセルペダルの踏増し量すなわちアクセル開度θ_ACCの単位時間内の増加量が所定値を超えたか否かに基づいて判断される。このＳ１の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、前記基本トルク算出手段１０２に対応するＳ２において、図１０に示す、可変動弁機構７８による吸気排気制御状態、過給機５４による過給状態、エンジン制御状態などによる燃焼制御状態或いは出力特性状態に応じた複数種類の最適燃費曲線Ｃ_a、Ｃ_b、Ｃ_cから現在使用されている最適燃費曲線Ｃが選択され、その選択された最適燃費曲線Ｃから実際の車速Ｖおよびスロットル開度θ_THに基づいて、そのエンジン１０に基本的に出力させられるトルクである基本トルクＴ_Bが算出される。次いで、前記駆動トルク算出手段１０４および追加トルク算出手段１０６に対応するＳ３では、たとえば図１１に示す予め記憶された関係から実際の車速Ｖおよびスロットル開度θ_THに基づいて、運転者の要求加速度を満たすために要求される要求トルクすなわち車両の駆動トルクＴ_Rが算出されるとともに、上記駆動トルクＴ_Rから上記基本トルクＴ_Bが差し引かれることにより、エンジン１０から出力される基本トルクＴ_Bに助勢あるいは追加すべきアシストトルクすなわち追加トルクＴ_A（＝Ｔ_R−Ｔ_B）が算出される。
【００３３】
続いて、前記第１燃費効率算出手段１０８に対応するＳ４では、仮に第１駆動力源であるエンジン１０からの出力トルクを増加させることによって上記追加トルクＴ_Aを得る場合の燃費効率Ｋ₁が、たとえば図１２或いは図１３に示す予め記憶された関係から実際の負荷に基づいて算出される。次いで、前記第２燃費効率算出手段１１０に対応するＳ５では、仮に第２駆動力源であるモータジェネレータＭＧ１が燃料電池から供給される電力で作動させられてそれからの出力トルクによって上記追加トルクＴ_Aを得る場合の燃費効率Ｋ₂が、たとえば図１２或いは図１３に示す予め記憶された関係から実際の負荷に基づいて算出される。そして、前記トルク分担決定手段１１２に対応するＳ６では、上記燃費効率Ｋ₁と燃費効率Ｋ₂とが比較され、その比較結果から電動モータとして機能するモータジェネレータＭＧ１から追加トルクＴ_Aを出力させた方が有利であるか否かが判断される。すなわち、上記燃費効率Ｋ₁と燃費効率Ｋ₂とが比較され、エンジン１０およびモータジェネレータＭＧ１のうちの燃費が有利である側すなわち燃費効率が高く燃費が良い側の駆動力源に上記の追加トルクＴ_Aを出力させてそのトルク分担比或いはトルク分担率が増加させられる。すなわち、上記Ｓ６の判断が否定される場合は、エンジン１０から追加トルクＴ_Aを出力させた方が燃費が有利であると判断されるので、前記第１駆動力源出力増加手段１１４に対応するＳ７においてエンジン１０から追加トルクＴ_Aがさらに出力させられる。しかし、上記Ｓ６の判断が肯定される場合は、モータジェネレータＭＧ１から追加トルクＴ_Aを出力させた方が燃費が有利であると判断され、前記第２駆動力源出力増加手段１１６に対応するＳ８において、モータジェネレータＭＧ１から追加トルクＴ_Aを出力させられる。すなわち、運転者の要求する駆動トルクＴ_Rを得るために、最適燃費曲線Ｃでみて、最適燃費点に至るまではエンジン１０から基本トルクＴ_Bが出力させられ、不足分である追加トルクＴ_Aがエンジン１０およびモータジェネレータＭＧ１のうちの有利な方から出力させられるのである。
【００３４】
上述のように、本実施例によれば、基本トルクＴ_Bに上載せして要求駆動力Ｔ_Rを得るために追加トルク算出手段１０６（Ｓ３）により算出された追加トルクＴ_Aを発生させるときのエンジン（第１駆動力源）１０の燃費効率Ｋ₁とモータジェネレータ（第２駆動力源）ＭＧ１の燃費効率Ｋ₂との比較結果に基づいて、そのエンジン１０およびモータジェネレータＭＧ１の上記追加トルクＴ_Aに対するトルク分担比或いはトルク分担率がトルク分担決定手段１１２（Ｓ６）により決定されることから、たとえエンジン１０が低速側回転領域で作動させられ、車両条件に応じて種々の制御が実行されてその車両条件により基本出力トルクを発生させるエンジンの最適燃費曲線が変更されたとしても、燃費効率の高いトルクアシスト制御が得られるので、車両の燃費が一層高められる。
【００３５】
また、本実施例によれば、第１駆動力源として機能するエンジン１０は、燃料の燃焼によって作動する内燃機関であり、基本トルク算出手段１０２（Ｓ２）による基本トルクＴ_Bの算出に際して用いられる上記エンジン１０の燃費効率を決める最適燃費曲線Ｃは、そのエンジン１０の燃焼制御の変更に基づいて変更されるものであるので、エンジン１０の燃費効率に応じて基本トルクＴ_Bおよび追加トルクＴ_Aが算出され、燃費効率の高いトルクアシスト制御が得られる。
【００３６】
また、本実施例によれば、トルク分担決定手段１１２（Ｓ６）は、追加トルクＴ_Aを発生させるために、エンジン（第１駆動力源）１０の燃費効率Ｋ₁およびモータジェネレータ（第２駆動力源）ＭＧ１の燃費効率Ｋ₂の経時的変化に応じて、そのエンジン１０およびモータジェネレータＭＧ１を選択的に使用するものであるので、燃費効率の高いトルクアシスト制御が得られる。
【００３７】
また、本実施例によれば、エンジン１０に備えられた吸気弁７４および排気弁７５は、電磁アクチュエータ（電気的アクチュエータ）７６、７７によって開閉期間、開閉時期、リフト量の少なくとも１つが制御される開閉制御弁すなわち電磁駆動弁であるので、エンジン１０の最適燃費曲線Ｃが最適に変更される利点がある。
【００３８】
また、本実施例によれば、第２駆動力源として機能するモータジェネレータＭＧ１は、燃料電池７０から電力が供給されて駆動されるので、一層燃費効率の高いトルクアシスト制御が得られる。
【００３９】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００４０】
たとえば、前述の実施例のエンジン１０には、電磁アクチュエータ７６および７７によって駆動される吸気弁７４および排気弁７５が各気筒毎に設けられていたが、吸気弁７４および排気弁７５の一方が電磁アクチュエータによって駆動されるものであってもよい。また、上記吸気弁７４および排気弁７５は、電動モータによって開閉駆動されるモータ駆動弁であってもよい。要するに、電気的アクチュエータによって開閉駆動される開閉制御弁であればよい。
【００４１】
また、前述の実施例では、第１駆動力源として燃料の燃焼により作動させられる内燃機関であるエンジン１０が用いられていたが、外燃機関などの他の形式の駆動力源であってもよく、また、第２駆動力源としてモータジェネレータＭＧ１が用いられていたが、電動機、油圧モータなどの他の形式の駆動力源であってもよい。
【００４２】
また、前述の実施例では、加速要求が判定されてから基本トルクＴ_Bが算出されていたが、常時算出されるものであってもよい。
【００４３】
また、前述の実施例では、トルク分担決定手段１１２によってエンジン１０またはモータジェネレータＭＧ１の一方が追加トルクＴ_Aを負担させられていたが、両方が負担させられるようにしてもよい。このようにすれば、エンジン１０およびモータジェネレータＭＧ１の両方がそれぞれ追加トルクＴ_Aの一部を負担させられることにより、燃費効率が一層高められる場合がある。
【００４４】
その他、一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の制御装置によって係合油圧が制御される油圧式摩擦係合装置を含む車両用自動変速機の構成を説明する図である。
【図２】図１の自動変速機における、複数の油圧式摩擦係合装置の作動の組合わせとそれにより成立するギヤ段との関係を示す図表である。
【図３】図１の自動変速機を含む車両の原動機および駆動系の要部を説明する図である。
【図４】図１のエンジンの各気筒に設けられた可変動弁機構を説明する図である。
【図５】図４の可変動弁機構に設けられて吸気弁或いは排気弁を開閉作動させる電磁アクチュエータの構成を説明する図である。
【図６】図１、図３の車両に設けられた電子制御装置の入出力信号を説明する図である。
【図７】図１のエンジンの出力特性を示す図である。
【図８】図６の電子制御装置による駆動力源切換制御に用いられる予め記憶された関係を示す図であって、(a) 、(b) 、(c) はエンジンの出力特性毎に用意された図である。
【図９】図６の電子制御装置による制御機能の要部すなわちアシストトルク分担制御機能を説明する機能ブロック線図である。
【図１０】図９の基本トルク算出手段において選択される予め記憶された最適燃費率曲線を示す図であって、(a) 、(b) 、(c) はエンジンの出力特性毎に用意された図である。
【図１１】図９の駆動トルク算出手段において運転者が要求する駆動トルクを算出するために用いられる予め記憶された関係を示す図である。
【図１２】図９のトルク分担決定手段においてエンジンに追加トルクを分担させた場合の燃費効率とモータジェネレータに分担させた場合の燃費効率との比較を説明する図であって、比較的低負荷状態における比較作動を示している。
【図１３】図９のトルク分担決定手段においてエンジンに追加トルクを分担させた場合の燃費効率とモータジェネレータに分担させた場合の燃費効率との比較を説明する図であって、比較的高低負荷状態における比較作動を示している。
【図１４】図６の電子制御装置による制御作動の要部すなわちアシストトルク分担制御作動を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０：エンジン（第１駆動力源）
７４：吸気弁（電磁駆動弁、開閉制御弁）
７５：排気弁（電磁駆動弁、開閉制御弁）
９０：電子制御装置（車両の駆動制御装置）
１０２：基本トルク算出手段
１０６：追加トルク算出手段
１１２：トルク分担決定手段
ＭＧ１：モータジェネレータ（第２駆動力源）

Claims

エンジンおよび燃料電池から電力が供給される電動モータを備え、車両を駆動するために該エンジンおよび電動モータのトルクが駆動輪に伝達される形式の車両の駆動制御装置であって、
運転者によるトルク要求があったか否かを判定するトルク要求判定手段と、
該トルク要求判定手段により前記運転者によるトルク要求があったと判定されたとき、前記エンジンの燃費効率に応じて該エンジンの基本駆動トルクを算出する基本トルク算出手段と、
前記運転者の要求加速度を満たすための車両の駆動トルクを算出する駆動トルク算出手段と、
前記運転者の要求加速度を満たすための駆動トルクから前記基本駆動トルクを差し引くことにより該駆動トルクを得るために必要な追加駆動トルクを算出する追加トルク算出手段と、
該追加トルク算出手段により算出された追加駆動トルクを発生させるとき、その時点での前記エンジンのエネルギ効率とその時点までの始動からの経過時間を考慮した前記燃料電池から電力が供給される電動モータのエネルギ効率との比較結果に基づいて、該エンジンおよび電動モータの前記追加駆動トルクに対するトルク分担を決定するトルク分担決定手段と
を、含むことを特徴とする車両の駆動制御装置。
前記基本トルク算出手段による基本駆動トルクの算出に際して用いられる前記エンジンの燃費効率は、該エンジンの燃焼制御の変更に基づいて変更されるものである請求項１の車両の駆動制御装置。
前記トルク分担決定手段は、前記追加駆動トルクを発生させるために、前記エンジンの燃費効率と前記電動モータの燃費効率の経時的変化とに応じて、そのエンジンおよび電動モータを選択的に使用するものである請求項１または２の車両の駆動制御装置。
前記エンジンに備えられた吸気弁および排気弁の少なくとも一方は、電気的アクチュエータによって開閉期間、開閉時期、リフト量の少なくとも１つが制御される開閉制御弁から構成されたものである請求項２の車両の駆動制御装置。