JP3914642B2 - 車輌制御方法及び車輌制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両制御方法及び車輌制御装置に関し、特に、動力出力装置から駆動軸に対し出力される動力を円滑に制御するに好適な車両制御方法及び車輌制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、動力出力装置として、複数の動力源と動力伝達機構を有する車両が検討されている。かかる車両の制御方法としては、例えば、特開平１０−９８８０５号公報に記載されているように、動力源として原動機と第一の電動機と第二の電動機とを備え、動力伝達機構として３軸式動力入出力手段を備え、目標動力に応じて動力源及び３軸式動力入出力手段を制御して、目標動力を発生している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、動力源や動力伝達機構を構成する車両の構成部品の特性変化によって、発生する動力は変化するにも拘らず、従来の制御方法では、かかる点に着目していないため、目標の動力が得られず、円滑な走行ができないという問題があった。
【０００４】
ここで、車両の構成部品の特性変化としては、経年変化と環境変化が考えられる。経年変化としては、原動機や電動機等の動力源が製造直後に対して年月の経過とともに、性能が低下して、出力する動力が低下するものがある。また、動力伝達機構にしても、歯車等の機構部分の摩耗により伝達率が低下して、出力する動力が低下する。環境変化としては、例えば、原動機は、低地において駆動される場合に比べて、高地において駆動されると、吸入される空気が希薄となるため、出力する動力が低下する場合や、電動機は、高温になると効率が低下するため、出力する動力が低下する場合がある。このように、出荷後年月が経過した時、あるいは、高地、寒冷地、酷暑地帯での走行時には、予期せぬ駆動トルクが発生し、円滑な走行ができないという問題がある。また、動力源として電動機を用いる場合には、電源である蓄電池の特性変化によっても、電動機の出力トルクが変動することになる。
【０００５】
また、このような問題は、動力源として、複数の原動機や電動機を備える場合に限らず、単一の原動機を用いる場合や、動力伝達機構として、ＣＶＴを用いる場合等にも同様に生じるものである。
【０００６】
本発明の目的は、車両の構成部品の特性変化が生じた場合でも、円滑な走行の可能な車両制御方法及び車輌制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を実現するため、本発明は、動力源である原動機及び回転機から出力された動力を動力伝達軸を介して車輪に伝達して車両を駆動するとともに、上記回転機に電気的に接続された蓄電池を有する車両を制御する車両制御方法において、上記動力伝達軸上に設置されたトルクセンサと、上記蓄電池と上記回転機との間に接続された電力計と、上記蓄電池の電力残量を検出する蓄電池電力残量検出器とを用い、上記電力計により検出され、所定時間毎に上記蓄電池に充放電された電気量Ｗｅと、上記蓄電池電力残量検出器により検出された電力残量Ｅｂａｔに基づいて、上記蓄電池の充放電効率を学習し、上記トルクセンサを用いて、上記回転機が停止しているときの上記原動機の出力トルクｍＴｒを測定し、目標駆動力から定まるトルク目標値ｔＴｒとトルク測定値ｍＴｒとの差から、原動機の出力トルク特性を学習し、上記トルクセンサを用いて、上記回転機のみの動作中の上記回転機の出力トルクｍＴｓを測定し、目標駆動力から定まるトルク目標値ｔＴｂとトルク測定値ｍＴｓとの差から、回転機の出力トルク特性を学習し、この学習によって得られた上記蓄電池，上記原動機及び上記回転機の特性に基づいて、車両を制御するようにしたものである。
かかる方法により、車両の構成部品の特性変化が生じた場合でも、新たな特性に関わるデータを習得して、円滑な走行を行い得るものとなる。
【０００８】
（２）上記（１）記載の車両制御方法において、好ましくは、上記動力源として、原動機及び２つの回転機を備え、これらの動力源から動力分配機構を介して、車両駆動力を得るとともに、上記原動機及び２つの回転機及び蓄電池の特性を学習するようにしたものである。
かかる方法により、３つの動力をもつ車両においても、動力配分のための制御が正確に行われ、常に円滑な走行を実現した車両の制御を行い得るものとなる。
【００１２】
（３）上記（１）記載の車両制御方法において、好ましくは、上記蓄電池の充放電効率から可変的に充電開始閾値と充電終了閾値を定め、蓄電池の電力残量を測定し、電力残量が上記充電開始閾値以下ならば回転機を発電機として用い蓄電池への充電を行い、電力残量が上記充電終了閾値以上ならば回転機による発電停止する運行方法を行うようにしたものである。
（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、動力源である原動機及び回転機から出力された動力を動力伝達軸を介して車輪に伝達して車両を駆動するとともに、上記回転機に電気的に接続された蓄電池を有する車両を制御する車両制御装置において、上記動力伝達軸上に設置されたトルクセンサと、上記蓄電池と上記回転機との間に接続された電力計と、上記蓄電池の電力残量を検出する蓄電池電力残量検出器と、上記電力計により検出され、所定時間毎に上記蓄電池に充放電された電気量Ｗｅと、上記蓄電池電力残量検出器により検出された電力残量Ｅｂａｔに基づいて、上記蓄電池の充放電効率を学習する蓄電池充放電効率学習部と、上記トルクセンサを用いて、上記回転機が停止しているときの上記原動機の出力トルクｍＴｒを測定し、目標駆動力から定まるトルク目標値ｔＴｒとトルク測定値ｍＴｒとの差から、原動機の出力トルク特性を学習するエンジン出力特性学習部と、上記トルクセンサを用いて、上記回転機のみの動作中の上記回転機の出力トルクｍＴｓを測定し、目標駆動力から定まるトルク目標値ｔＴｂとトルク測定値ｍＴｓとの差から、回転機の出力トルク特性を学習するモータ出力特性学習部とを備え、上記各学習部の学習によって得られた上記蓄電池，上記原動機及び上記回転機の特性に基づいて、車両を制御するようにしたものである。
かかる構成により、車両の構成部品の特性変化が生じた場合でも、新たな特性に関わるデータを習得して、円滑な走行を行い得るものとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１２を用いて、本発明の一実施形態による車両制御方法について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成について説明する。
【００１４】
本実施形態による車両システムは、動力源として、内燃機関であるところのエンジン１０と、回転機であるところのモータ３０，４０を備えている。また、動力伝達機構として、動力分配機構であるところの遊星歯車機構５０を備えている。エンジン１０は、エンジン制御装置２１０によって制御される。モータ３０，４０は、それぞれ、モータ制御装置２３０，２４０によって制御される。
【００１５】
遊星歯車機構５０は、サンギヤ５１と、リングギヤ５２と、これらと同軸上で回転するキャリア５３に支持されたピニオン５３Ａ，５３Ｂからなる歯車列である。なお、ピニオンは、２個のみを図示しているが、他に図示しない２個のピニオンを備えている。また、サンギヤ５１はサンギヤ軸５４に結合され、リングギヤ５２はリングギヤ軸５５に結合され、キャリア５３はキャリア軸５６に結合されている。なお、これら軸間の力学的な関係については後述する。エンジンクランク軸は、キャリア軸５６と同体である。モータ３０の回転軸は、リングギヤ軸５５と同体である。モータ４０の回転軸は、サンギヤ軸５４と同体である。
【００１６】
リングギヤ軸５５は、動力取出しギヤ６２を介して、ディファレンシャルギヤ６４に結合されている。したがって、エンジン１０，モータ３０，４０により出力される動力は、動力分配機構である遊星歯車機構５０を通して、最終的に左右の駆動輪６６Ａ，６６Ｂに伝達される。
【００１７】
車両制御装置１００は、エンジン制御装置２１０と、モータ制御装置２３０，２５０と電気信号的接続されており、これらの各制御装置２１０，２３０，２５０を統括制御する。車両制御装置１００は、ＣＰＵ１０２と、ＲＯＭ１０３と、ＲＡＭ１０４と、タイマ１０５と、Ｉ／ＯＬＳＩ１０６と、それらの接続するバス１０７とによって構成されている。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３に格納された制御プログラムに基づいて、エンジン制御装置２１０とモータ制御装置２３０，２５０を制御する。各種入力信号は、ＩＯ／ＬＳＩ１０６を介して車両制御装置１００に入力され、ＲＡＭ１０４に一時的に格納される。ＣＰＵ１０２は、ＲＡＭ１０４に格納された車両の状態を表す入力信号に基づいて制御信号を算出し、この制御信号は、ＩＯ／ＬＳＩ１０６を介してエンジン制御装置２１０とモータ制御装置２３０，２５０に出力される。タイマ１０５は、所定の周期でＣＰＵ１０２に割り込み要求を発生し、これに応じてＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３に格納された制御プログラムを実行する。
【００１８】
本実施形態の車両システムには、第１のトルクセンサ７１や、第２のトルクセンサ７２や、アクセルペダル踏み角センサ７３や、ブレーキペダル踏み角センサ７４や、第１の電力計７５や、第２の電力計７６や、蓄電池電力残量検出器７７を備えている。第１のトルクセンサ７１は、動力伝達軸の一つであるリングギヤ軸５５上の遊星歯車機構の直後に設置されており、リングギヤ軸５５の軸トルクを検出する。第２のトルクセンサ７２は、サンギヤ軸５４上に設置されており、サンギヤ軸５４の軸トルクを検出する。アクセルペダル踏み角センサ７３は、アクセルペダルの踏み込み角を検出する。ブレーキペダル踏み角センサ７４は、ブレーキペダルの踏み込み角を検出する。第１の電力計７５は、モータ３０と蓄電池７０の間に接続されており、モータ３０と蓄電池７０の間の充放電量を検出する。第２の電力計７６は、モータ４０と蓄電池７０の間に接続されており、モータ４０と蓄電池７０の間の充放電量を検出する。蓄電池電力残量検出器７７は、蓄電池７０の電力残量を検出する。なお、図示は省略しているが、これらのセンサ以外にも、エンジン水温センサ，モータ３０の温度センサ，モータ４０の温度センサ，外気温度センサなどが設置されている。また、各動力源の回転数も機器に内在するレフカウンタを用いることでセンシングできる。これらのセンサの計測値は、直接あるいは、エンジン制御装置２１０，モータ制御装置２３０，２４０などを介して車両制御装置１００に入力される。
【００１９】
蓄電池７０は、モータ３０，４０とそれぞれ電気的な接続を持ち、これらの間では電気エネルギが相互に授受される。回転機であるところのモータ３０は、回転軸に力学的な回転力を供給する電動機としての働きと、回転軸から外力を受け発電を行う発電機としての機能を有している。電動機として蓄電池７０の電気エネルギを消費して回転力を発生するときの回転力の大きさは、モータ制御装置２３０により制御される。発電機として外力をうけ電気エネルギを蓄電池７０に供給するときの発電エネルギの大きさも、モータ制御装置２３０により制御される。モータ４０も、モータ３０と同様に電動機ならびに発電機として働き、その回転力、発電量はモータ制御装置２４０により制御される。
【００２０】
モータ制御装置２３０，２４０は、車両制御装置１００からそれぞれモータ３０，４０が発生すべき回転力，発電量の指令値を供給され、これに従い制御を行うものである。
【００２１】
次に、図２を用いて、本実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムのエンジン制御システムの構成について説明する。
エンジン１０の吸気管１２には、スロットルバルブ１３が回転可能に支承されている。スロットルバルブ１３の開度は、スロットル制御機構１４によって制御される。スロットル制御機構１４は、エンジン制御装置２３０から供給されるスロットルバルブ開度指令の制御信号に基づいて、スロットルバルブ１３の開度を制御する。
【００２２】
エンジン１０の各シリンダの上流には、分岐した吸気管１２内に燃料を噴射する燃料噴射器１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄが設けられている。燃料噴射器１５は、エンジン制御装置２３０から供給される燃料噴射信号によって、燃料噴射量を制御する。各シリンダ上部には、点火装置１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄが設けられている。点火装置１６は、エンジン制御装置２３０から供給される点火信号従い燃料に点火する。エンジン制御装置２３０は、最も燃焼効率がよくなるタイミングで点火装置に点火を指示する。なお、ここでは、４気筒のエンジンとして図示しているが、気筒数は、これに限るものでない。
【００２３】
次に、エンジン等の車両の状態を検出する各種のセンサについて説明する。
吸気管１２に取り付けられた空気量センサ１７は、吸気管１２からエンジン１０に吸入される空気量を検出して、吸入空気量の検出信号をエンジン制御装置２３０に出力する。クランク角センサ８７は、エンジンのクランク軸の回転数を検出して、エンジン回転数の検出信号をエンジン制御装置２３０に出力する。水温センサ１９は、エンジンの冷却水の温度を検出して、水温の検出信号をエンジン制御装置２３０に出力する。
【００２４】
車速センサ２１は、車軸の回転数を検出して、車速Ｖの検出信号をエンジン制御装置２３０に出力する。空燃比センサ２２は、排気管２３に取り付けられ、排気ガスに基づいて空燃比を検出して、空燃比の検出信号をエンジン制御装置２３０に出力する。スロットルセンサ２４は、スロットルバルブ１３の開度を検出して、スロットル開度の検出信号をエンジン制御装置２３０に出力する。
【００２５】
エンジン制御装置２３０には、吸入空気量，エンジン回転数，水温，車速Ｖ，空燃比等の各種の検出信号が入力する。エンジン制御装置２３０は、これらの検出信号に基づいて、スロットルバルブ開度指令をスロットル制御機構１４に出力してスロットルバルブ１３の開度を制御したり、燃料噴射器１５や他のパワートレインを制御する。
エンジン制御装置２３０は、相互にバスによって接続されたＣＰＵ２３２，ＲＯＭ２３３，ＲＡＭ２３４，タイマ２３５，ＩＯ／ＬＳＩ２３６から構成されている。ＣＰＵ２３２は、ＲＯＭ２３３に格納された制御プログラムに基づいて、エンジン１０を制御する。各種入力信号は、ＩＯ／ＬＳＩ２３６を介してエンジン制御装置２３０内に入力され、ＲＡＭ２３４に一時的に格納される。ＣＰＵ２３２は、ＲＡＭ２３４に格納されたエンジン等の状態を表す入力信号に基づいて、制御信号を算出し、この制御信号は、ＩＯ／ＬＳＩ２３６を介して出力される。タイマー２３５は、所定の周期で、ＣＰＵ２３２に割り込み要求を発生し、これに応じてＣＰＵ２３２はＲＯＭ２３３に格納された制御プログラムを実行する。本実施形態による制御方法は、制御プログラムとしＲＯＭ２３３に格納されている。
【００２６】
次に、図３を用いて、本実施形態において、動力分配機構として用いる遊星歯車機構５０の各軸の軸回転数や軸トルクの関係について説明する。
【００２７】
最初に、遊星歯車機構５０のサンギヤ軸５４，リングギア軸５５，キャリア軸５６の軸回転数の関係について説明する。
図３における縦軸は、３軸の回転数軸を示している。サンギヤ軸５４の回転数ＮｓをＳ軸上に、リングギヤ軸５５の回転数ＮｒをＲ軸上に、キャリア軸５６の回転数ＮｃをＣ軸上にプロットする。
【００２８】
リングギヤ５２の歯数に対するサンギヤ５１の歯数の比はｋとして、（数１）によって、
【００２９】
【数１】
【００３０】
として、与えられる。
このとき、図３に例示される共線図上の横軸で、Ｓ軸とＲ軸を１対ｋで内分する位置にＣ軸は置かれる。
【００３１】
共線図上では、常に、それぞれの軸回転数Ｎｓ，Ｎｃ，Ｎｒは動作共線と呼ばれる一つの線分上に取られるという性質がある。この関係は、（数２）によって、
【００３２】
【数２】
【００３３】
として、表される。
【００３４】
次に軸トルクの関係について説明する。
遊星歯車機構５０によりキャリヤ軸５６の軸トルクＴｅは、サンギヤ軸５４に作用する軸トルクＴｅｓとリングギヤ軸５５に作用する軸トルクＴｅｒとに分割される。この分割作用する軸トルクは、（数１）のｋを用いて、（数３），（数４）によって、
【００３５】
【数３】
【００３６】
【数４】
【００３７】
として、表される。
リングギヤ軸５５にはモータ３０からのトルクＴａと車輪６６からの負荷トルクＴloadが加わる。サンギヤ軸５４には、モータ４０からのトルクＴｂが加わる。
【００３８】
図３に例示される共線図において、これらのトルクは動作共線に加わる力のベクトルとして表される。キャリア軸５６から加わりサンギヤ軸５４とリングギヤ軸５５に分割された力と、他の力との合力がつりあった場合に動作共線は不動となり、各軸回転数は定常の値を取る。
【００３９】
モータが電動機として働いているとき、すなわち、力行しているとき、モータの動力は、共線図の各軸の０点から回転数をプロットした点へのベクトルと同じ方向のベクトルが示す力として動作共線に作用する。
モータが発電機として働いているとき、すなわち、回生しているとき、モータの回生力（発電に要する力）は共線図の各軸の０点から回転数をプロットした点へのベクトルと逆向きのベクトルが示す力として動作共線に作用する。
【００４０】
図３に例示した共線図では、モータ３０は力行しており、その動力Ｔａは、Ｒ軸上で０点からみた回転数と同じ方向のベクトルとして表されている。また、車輪を通してかかる負荷トルクＴloadは、これに正反する向きのベクトルとして表される。
図３に例示した共線図では、モータ４０は回生しており、その回生力Ｔｂは、Ｓ軸上で０点からみた回転数と逆方向のベクトルとして表されている。
【００４１】
また、遊星歯車機構の３軸に代表される回転系は各々慣性モーメントを有している。サンギヤ５１とサンギヤ軸５４とモータ４０からなる回転系の慣性モーメントをＩｓと表すものとする。キャリヤ５３とピニオン５３Ａ，５３Ｂとキャリヤ軸５６とモータ４０からなる回転系の慣性モーメントをＩｃと表すものとする。リングギヤ５２とリングギヤ軸５５とモータ３０と車軸６７と車輪６６からなる回転系の慣性モーメントをＩｒと表すものとする。
【００４２】
また、各回転系の回転数の時間変化は、（数１）及び（数２）で与えられる関係のもと、３軸に加わるトルクの合力と慣性モーメントにより、（数５）により、
【００４３】
【数５】
【００４４】
として、定まる。
【００４５】
次に、図４を用いて、本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置１００のシステム構成について説明する。
【００４６】
本実施形態による車両制御装置１００は、目標駆動トルク決定部１１０と、乗算器１１５と、最適配分決定部１２０と、蓄電池充電要求判定部１２５と、エンジン操作量決定部１３０と、スロットル開度算出部１３５と、モータ電流制御操作量決定部１４０，１４５と、エンジン出力特性学習部１５０と、モータ出力特性学習部１５５，１６０と、蓄電池充放電効率学習部１６５とから構成されている。かかる構成の中で、特に、エンジン出力特性学習部１５０と、モータ出力特性学習部１５５，１６０と、蓄電池充放電効率学習部１６５からなる学習部が、本実施形態による車両の構成部品の特性変化の学習のために機能する部分である。
なお、車両制御装置１００を構成する各部の詳細な動作については、図５〜図１２を用いて詳述する。
【００４７】
次に、図５を用いて、図４に示した本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置１００の処理内容について説明する。
【００４８】
（ステップＳ３１０）
ステップＳ３１０において、図４に示した車両制御装置１００の目標駆動トルク決定部１１０は、車軸６７に供給すべき駆動トルクの目標値（目標駆動トルク）ｔＴｄを、ブレーキペダル踏み角センサ７４によって検出されたブレーキペダル踏み角ＢＰＳと、アクセルペダル踏み角センサ７３によって検出されたアクセルペダル踏み角ＡＰＳと、車速センサ２１によって検出された車速Ｖに基づいて決定する。
【００４９】
ここで、図６を用いて、アクセルペダル踏み角ＡＰＳと車速Ｖと、このときの目標駆動トルクｔＴｄの関係について説明する。
図６は、本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるアクセルペダル踏み角ＡＰＳと車速Ｖと、このときの目標駆動トルクｔＴｄの関係の説明図である。
【００５０】
図６において、横軸は車速Ｖを示しており、縦軸は目標駆動トルクｔＴｄを示している。目標駆動トルクｔＴｄは、車速Ｖによって決定されるとともに、同じ車速でもアクセルペダル踏み角ＡＰＳが大きいほど、目標駆動トルクｔＴｄも大きくなるように決定される。なお、図６に示したアクセルペダル踏み角ＡＰＳと車速Ｖと目標駆動トルクｔＴｄの関係は、マップとして、ＲＯＭ１０３に格納されている。
【００５１】
そこで、目標駆動トルク決定部１１０は、ブレーキペダル踏み角ＢＰＳが０のとき、アクセルペダル踏み角ＡＰＳと車速Ｖに基づいて、図６に示す関係から目標駆動トルクｔＴｄを決定して、乗算器１１５に出力する。
【００５２】
次に、図７を用いて、ブレーキペダル踏み角ＢＰＳとブレーキアシスト量ｔＢｒの関係について説明する。
図７において、横軸はブレーキペダル踏み角ＢＰＳを示しており、縦軸はブレーキアシスト量ｔＢｒを示している。ブレーキペダル踏み角ＢＰＳに対してブレーキアシスト量ｔＢｒは比例して決定される。なお、図７に示したブレーキペダル踏み角ＢＰＳとブレーキアシスト量ｔＢｒの関係は、マップとして、ＲＯＭ１０３に格納されている。
【００５３】
そこで、目標駆動トルク決定部１１０は、入力信号であるブレーキペダル踏み角ＢＰＳに基づいて、図７に示した関係を用いて、ブレーキアシスト量ｔＢｒを求める。
そして、ブレーキペダルが踏込まれているときは、図６により求めた目標駆動トルクｔＴｄから、図６により求めたブレーキアシスト量ｔＢｒを差し引いた値を、新たな目標駆動トルクｔＴｄとして、乗算器１１５に出力する。
【００５４】
乗算器１１５は、目標駆動トルク決定部１１０によって求められた目標駆動トルクｔＴｄと、車輪回転数Ｎｄの積をとり、車輪軸に供給すべき出力の目標値（目標駆動出力）ｔＰｄを算出して、最適出力配分決定部１２０に出力する。
【００５５】
（ステップＳ３１５）
ステップＳ３１５において、図４に示した車両制御装置１００の蓄電池充電要求判定部１２５は、蓄電池電力残量検出器７７によって検出された蓄電池７０の電力残量Ｅbatに基づいて、蓄電池の充放電効率から定まる値ＥｓとＥｅを用いて、充電要求信号Ｄbatを最適出力配分決定部１２０に出力する。
【００５６】
ここで、図８を用いて、蓄電池充放電効率と値Ｅｓ，Ｅｅの関係について説明する。
図８は、本発明の一実施形態による車両制御方法に用いる蓄電池充放電効率と値Ｅｓ，Ｅｅの関係の説明図である。
【００５７】
図８において、横軸は蓄電池充電量（電力残量）を示しており、縦軸は蓄電池充放電効率を示している。図中のα１、α２は蓄電池をどの効率範囲で利用すべきかの設計値であり、ここで、α１は９０％であり、α２は９５％である。そして、蓄電池充放電効率がα１となるときの蓄電池充電量をＥｓとし、蓄電池充放電効率がα２となるときの蓄電池充電量をＥｅとしている。
【００５８】
そして、蓄電池充電要求判定部１２５は、蓄電池電力残量検出器７７によって検出された蓄電池７０の電力残量Ｅbatに基づいて、蓄電池の電力残量Ｅbatが蓄電池充電量Ｅｓ以下ならば、充電を開始する充電要求信号Ｄbat＝１を発生する。また、電力残量Ｅbatが蓄電池充電量Ｅｅ以上であれば、充電を終了するよう充電要求信号Ｄbat＝０を発生する。
【００５９】
なお、ここで、蓄電池充電量Ｅｅで充電要求信号Ｄbatを０にしたのは、ブレーキ操作時にモータ４０の回生によるブレーキアシストが常に可能なように充電量に余裕を持たせるためである。なお、充電要求信号Ｄbatが０であっても、ブレーキ要求などによっては充電が行われることがある。
【００６０】
図８にて説明した蓄電池充放電効率と値Ｅｓ，Ｅｅの関係については、図４に示した蓄電池充放電効率テーブル４１０として、図１に示したＲＡＭ１０５の中に格納されている。
【００６１】
ここで、図９を用いて、本実施形態に用いる蓄電池充放電効率テーブル４１０の構成について説明する。
蓄電池充放電効率テーブル４１０は、図８に例示した蓄電池の充放電効率の曲線を、テーブルデータ化したものである。そして、蓄電池充放電効率テーブル４１０は、電力残量Ｗと充放電効率Ｅを対応させたテーブルであり、さらに、インデックス番号を付与している。ここで、蓄電池充放電効率テーブル４１０の電力残量の軸は、等間隔である必要はなく、図示したように、充放電効率が急変するところでは密に間隔をとってよいものである。
【００６２】
さらに、図１０を用いて、蓄電池充放電効率と値Ｅｓ，Ｅｅの関係の他の例について説明する。
図１０は、本発明の一実施形態による車両制御方法に用いる蓄電池充放電効率と値Ｅｓ，Ｅｅの関係の他の例の説明図である。
【００６３】
図１０において、横軸は蓄電池充電量（電力残量）を示しており、縦軸は蓄電池充放電効率を示している。本例による蓄電池充放電効率は、図８に示した例とは異なり、上に凸な充放電効率曲線を持つ蓄電池を用いる場合である。このような特性を有する場合には、単一の蓄電池充放電効率αから蓄電池充電量Ｅｓ，Ｅｅを定めてもよいものである。
【００６４】
そして、蓄電池充電要求判定部１２５は、蓄電池電力残量検出器７７によって検出された蓄電池７０の電力残量Ｅbatに基づいて、蓄電池の電力残量Ｅbatが蓄電池充電量Ｅｓ以下ならば、充電を開始する充電要求信号Ｄbat＝１を発生する。また、電力残量Ｅbatが蓄電池充電量Ｅｅ以上であれば、充電を終了するよう充電要求信号Ｄbat＝０を発生する。
【００６５】
（ステップＳ３２０）
ステップＳ３２０において、図４に示した車両制御装置１００の蓄電池充電効率学習部１６５は、蓄電池充放電効率の学習を行う。蓄電池充電効率学習部１６５は、第１の電力計７５と第２の電力計７６によって検出された所定の時間（例えば，１０秒）毎に充放電された電気量Ｗｅと、蓄電池電力残量検出器７７により検出された電力残量Ｅbatに基づいて、図９に示した蓄電池充放電効率テーブル４１０を逐次更新する。すなわち、電力計７５，７６と電力残量検出器７７の測定値から求めた現在の充放電効率がｍＥであり、電力残量をＷｅ［％］であるとき、蓄電池充放電効率テーブル４１０で、以下の（数６）を満たすインデックスｉ、ｉ＋１の充放電効率の値Ｅ［ｉ］、Ｅ［ｉ＋１］を以下に示す（数７），（数８）にしたがって更新する。
【００６６】
【数６】
【００６７】
【数７】
【００６８】
【数８】
【００６９】
なお、蓄電池充放電効率テーブル４１０での現在の電力残量Ｗｅに対する充放電効率Ｅは、（数９）に示す線形補完式により、
【００７０】
【数９】
【００７１】
として対応づけられている。
【００７２】
（ステップＳ３２５）
ステップＳ３２５において、図４に示した車両制御装置１００の最適出力配分決定部１２０は、乗算器１１５によって算出された目標駆動出力ｔＰｄと、蓄電池充電要求判定部１２５によって決定された充電要求Ｄbatと、車速センサ２１によって検出された車速Ｖに基づいて、エンジン１０，モータ３０，モータ４０の最適な運転目標値ｔＴｅ，ｔＴａ，ｔＴｂを設定する。
【００７３】
最適出力配分決定部１２０は、車速Ｖと、（数１）〜（数５）と、各動力機の最大／最小出力を制約条件とし、充電要求Ｄbatと車速Ｖとから求まる必要充電出力と目標駆動出力ｔＰｄを満たし、燃費を最小とするための動力の組合せを求めることで、最適な運転目標値ｔＴｅ，ｔＴａ，ｔＴｂを一意に決定する。求められた組合せは、エンジン１０については発生すべき目標トルク値ｔＴｅとして定まり、エンジン操作量決定部１３０に出力される。モータ３０については、目標トルク値ｔＴａとして定まり、モータ電流制御操作量決定部１４０に出力される。モータ４０については、目標トルク値ｔＴｂとして定まり、モータ電流制御操作量決定部１４５に出力される。
【００７４】
（ステップＳ３３０）
ステップＳ３３０において、図４に示した車両制御装置１００のエンジン操作量決定部１３０は、最適出力配分決定部１２０で決定したエンジン目標トルクｔＴｅを、定常状態で実現するシリンダ吸入空気量ｏＱｃを算出する。
【００７５】
ここで、図１１を用いて、エンジントルクｔＴｅとエンジン回転数Ｎｃと、このときの空気流量Ｑｃの関係について説明する。
図１１は、本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるエンジントルクｔＴｅとエンジン回転数Ｎｃと、このときの空気流量Ｑｃの関係の説明図である。
【００７６】
図１１において、横軸はエンジントルクｔＴｅを示しており、縦軸は空気流量Ｑｃを示している。そして、図示するように、エンジン回転数Ｎｃを固定すると、シリンダ吸入空気量Ｑｃが大きくなるほど、エンジンの出力トルクｔＴｅが大きくなる。入力されたエンジン目標トルクｔＴｅと、エンジン回転数計測値Ｎｃ（すなわちキャリヤ軸回転数）をもとに、目標エンジントルクｔＴｅを実現するために必要な吸入空気量ｏＱｃを検索する。
【００７７】
ここで、図１１の関係は、制御プログラムでは、代表的な回転数Ｎkと代表的な吸入空気量Ｑiでの出力トルクＴ（Ｑi，Ｎk）を保持したエンジン出力トルクマップ４２０（図５）として、図４に示したＲＡＭ１０５に格納されている。そのため、吸入空気量ｏＱｃを検索するには、計測回転数Ｎｃを挟む代表回転数Ｎk，Ｎk+1上の格子点の値を吸入空気の小さい方から参照していき、与えられたエンジン目標トルクｔＴｅについて、以下の（数１０）を満たす吸入空気量ｏＱｃを見つけることにより行われる。
【００７８】
【数１０】
【００７９】
求められた吸入空気量ｏＱｃは、スロットル開度算出部１３５に出力される。
【００８０】
（ステップＳ３３５）
ステップＳ３３５において、図４に示した車両制御装置１００のスロットル開度算出部１３５は、エンジン１０のシリンダに、吸入空気量ｏＱｃだけ空気が流入するように、スロットル開度Θを算出する。ここで、スロットルバルブを通過する空気がシリンダに吸入されるまでには、空気流入遅れがある。そこで、スロットル開度算出部１３５は、吸入空気量をスロットルの開度に単純に置きかえるだけではなく、進み補正することで空気流入遅れをキャンセルしている。
【００８１】
エンジン１０では、エンジンに備え付けられたエンジン制御装置２１０の制御のもと、スロットル開度Θにしたがってスロットルバルブ１３が開閉される。また、空気量センサ１７から検出した吸入空気量に空気吸入遅れに関する補正を加え、シリンダでの空気と燃料の混合比が理論空燃比であるところの「１４．７」になるよう燃料を噴射する。さらに、燃焼効率が最大となるタイミングで点火が行われる。これにより物理的な動力が発生する。
【００８２】
（ステップＳ３４０）
ステップＳ３４０において、図４に示した車両制御装置１００のエンジン出力特性学習部１５０は、リングギヤ軸５５上に設置したトルクセンサ７１により計測した出力軸トルクｍＴｒを用いて、図１１に示したエンジンの出力トルク特性を自動学習する。
【００８３】
次に、エンジンの出力トルク特性の学習の方法について説明する。
出力トルク特性の学習は、制御プログラム内のエンジン出力トルクマップ４２０の値を随時更新することで行われる。まず、最適出力配分決定部１２０によって求められた出力軸トルク目標値ｔＴｅから、リングギヤ軸５５に分配されるエンジントルク目標値ｔＴｅｒは、以下の（数１１）によって、
【００８４】
【数１１】
【００８５】
として、求められる。
【００８６】
（数１１）によって求められたエンジントルク目標値ｔＴｅｒと、最適出力配分決定部１２０によって求めたモータ目標値ｔＴａの和である出力軸トルク目標値ｔＴｒと、実際に計測された出力軸トルク計測値ｍＴｒとから、評価関数Ｊを以下の（数１２）と、
【００８７】
【数１２】
【００８８】
する。
【００８９】
いま、エンジン操作量決定部１３０で求めたシリンダ吸入空気量ｏＱｃと、エンジン回転数Ｎｃについて、図１１に示したエンジン出力トルクマップ４２０上で点（ｏＱｃ，Ｎｃ）を取り囲む４格子点、（Ｑｉ，Ｎｋ），（Ｑｉ＋１，Ｎｋ），（Ｑｉ，Ｎｋ＋１），（Ｑｉ＋１，Ｎｋ＋１）のそれぞれの値Ｔ（Ｑｉ，Ｎｋ），Ｔ（Ｑｉ＋１，Ｎｋ），Ｔ（Ｑｉ，Ｎｋ＋１），Ｔ（Ｑｉ＋１，Ｎｋ＋１）を（数１３）の一般式にしたがって更新することで学習を行う。ここで、更新前の値をＴold、更新後の値をＴnewと記述する。
【００９０】
【数１３】
【００９１】
（数１３）の一般式を各点について具体的に記述した式を、（数１４），（数１５），（数１６），（数１７）に示す。
【００９２】
【数１４】
【００９３】
【数１５】
【００９４】
【数１６】
【００９５】
【数１７】
【００９６】
ただし、（数１４）から（数１７）におけるεは、微少な正のをあらわしている。求められた値Ｔnewによって、エンジン出力特性学習部１５０は、エンジン出力トルクマップ４２０を更新する。
【００９７】
なお、エンジントルクを回転数と吸入空気量を軸にトルクを記載したマップに代えて、回転数と燃料噴射量を軸にトルクを記載したマップを用いることもできる。このようなマップは、筒内噴射エンジンでは、発生トルクに対して燃料噴射量が寄与する割合が大きく、このようなエンジンを搭載した車両においては特に有効である。
【００９８】
（ステップＳ３４５）
ステップＳ３４５において、図４に示した車両制御装置１００のモータ電流制御操作量決定部１４０は、最適出力配分決定部１２０で決定したモータ２０の目標値ｔＴａを実現するモータ電力量Ａａを算出する。
【００９９】
ここで、図１２を用いて、モータ３０の回転数Ｎｒ（即ち、リングギヤ軸５５の回転数）と、モータ３０の消費電力Ａａと、モータ３０の発生トルクＴａの関係について説明する。
図１２は、本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるモータ３０の回転数Ｎｒと消費電力Ａａと発生トルクＴａの関係の説明図である。
【０１００】
図１２において、横軸はモータの回転数Ｎｒを示しており、縦軸はモータの消費電力Ａａを示している。図示する関係は制御プログラム中に、回転数Ｎｒと電力量Ａａの代表点での出力トルクＴａのモータ出力トルクマップ４３０として保持されている。モータ電流制御操作量決定部１４０は、センサにより計測されたモータ回転数Ｎｒと、最適出力配分決定部１２０から与えられたモータ目標値ｔＴａとから、モータ目標値ｔＴａを実現する消費電力Ａａを、マップの検索により求めている。ここで求められた消費電力Ａａがモータ３０に出力される。
【０１０１】
なお、図１２に示すように、回転の向きと同じ方向のトルクを発生する，即ち、力行するためには、蓄電池から電気的エネルギを消費する。回転と逆向きのトルクを発生する，即ち、回生するためには、モータにおいて発電（マイナスの消費電力の発生）が行われる。
【０１０２】
（ステップＳ３５０）
ステップＳ３５０において、図４に示した車両制御装置１００のモータ出力特性学習部１５５は、モータ３０の出力トルク特性の学習を行う。ここでの学習も、エンジン出力特性学習部１５０と同様に、（数１２）で与えられる評価関数Ｊを用いて、図１２に示したモータ３０の出力トルク特性をあらわす制御プログラム内のマップ４３０のデータを随時更新するものである。
【０１０３】
モータ３０のトルクマップ４３０上で、モータの消費電力Ａａと回転数Ｎｒから定まる点（Ａａ，Ｎｒ）を取り囲む４格子点、（Ａｉ，Ｎｋ），（Ａｉ＋１，Ｎｋ），（Ａｉ，Ｎｋ＋１），（Ａｉ＋１，Ｎｋ＋１）のそれぞれの値Ｔa（Ａｉ，Ｎｋ），Ｔa（Ａｉ＋１，Ｎｋ），Ｔa（Ａｉ，Ｎｋ＋１），Ｔa（Ａｉ＋１，Ｎｋ＋１）の値を更新する一般式を（数１８）に示す。
【０１０４】
【数１８】
【０１０５】
（数１８）から定まる各格子点の値の具体的な更新式を、（数１９）〜（数２２）に示す。
【０１０６】
【数１９】
【０１０７】
【数２０】
【０１０８】
【数２１】
【０１０９】
【数２２】
【０１１０】
ただし、（数１９）〜（数２２）のεは、微少な正の数を表している。
【０１１１】
（ステップＳ３５５）
ステップＳ３５５において、図４に示した車両制御装置１００のモータ電流制御操作量決定部１４５は、最適出力配分決定部１２０で決定したモータ４０の目標値ｔＴｂを実現するモータ４０の電力量Ａｂを算出する。算出の方法は、モータ電流制御操作量決定部１３５と同様であり、モータ４０の回転数Ｎｓ（即ち、サンギヤ軸５４の回転数）と、モータ４０の消費電力Ａｂと、モータ４０の発生トルクＴｂの関係を示す図１２に示したような関係を用いて、算出される。算出された電力量Ａｂは、モータ４０に出力される。
【０１１２】
（ステップＳ３６０）
ステップＳ３５０において、図４に示した車両制御装置１００のモータ出力特性学習部１６０は、モータ４０の出力トルク特性の学習を行う。サンギヤ軸５４に設置した第２のトルクセンサ７２の計測値ｍＴｓと、最適出力配分決定部１２０によって算出されたモータ４０の目標トルクｔＴｂとから、（数２３）の評価関数Ｊ２を用いて、図１２と同様なモータ４０の出力トルク特性をあらわす制御プログラム内のモータ出力マップデータ４４０を随時更新するものである。
【０１１３】
【数２３】
【０１１４】
即ち、（数２４）により、モータ４０の消費電力Ａｂと回転数Ｎｓから定まる点（Ａｂ，Ｎｓ）を取り囲む４格子点、（Ａｉ，Ｎｋ），（Ａｉ＋１，Ｎｋ），（Ａｉ，Ｎｋ＋１），（Ａｉ＋１，Ｎｋ＋１）のそれぞれの値Ｔｂ（Ａｉ，Ｎｋ），Ｔｂ（Ａｉ＋１，Ｎｋ），Ｔｂ（Ａｉ，Ｎｋ＋１），Ｔｂ（Ａｉ＋１，Ｎｋ＋１）の値を更新する。
【０１１５】
【数２４】
【０１１６】
（数２４）を展開して求めた各格子点についての具体的な更新式を、（数２５）〜（数２８）に示す。
【０１１７】
【数２５】
【０１１８】
【数２６】
【０１１９】
【数２７】
【０１２０】
【数２８】
【０１２１】
なお、以上の説明では、２つのトルクセンサ７１，７２を用いるものとして説明したが、例えば、サンギヤ軸５４上の第２のトルクセンサ７２用いないようにしてもよいものである。この場合、モータ４０の特性の学習には、リングギヤ軸５５に設置に設置した第１のトルクセンサ７１の計測値ｍＴｒと、図３に示した動作共線での力のバランスと、（数５）の慣性モーメントの関係から推定したサンギヤ軸トルク推定値ｍＴｓ２を、（数１９）に示したｍＴｓの代わりに用いるようにする。これにより若干の精度劣化はあるものの、部品点数を省略した車両でも学習が行える。
【０１２２】
以上説明したように、本実施形態によれば、蓄電池充放電効率学習部１６５を用いて、蓄電池充放電効率テーブル４１０を逐次更新し、エンジン出力特性学習部１５０を用いて、エンジン出力トルクマップ４２０を更新し、モータ出力特性学習部１５５，１６０を用いて、モータ出力トルクマップ４３０，４４０を更新することにより、動力源や動力伝達機構を構成する車両の構成部品の特性変化が生じた場合でも、目標の動力を得ることができ、円滑な走行を可能にすることができる。
【０１２３】
次に、図１３を用いて、本発明の第２の実施形態による車両制御方法について説明する。
図１３は、本発明の第２の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
なお、本実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成は、図１に示したものと同様であり、本実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムのエンジン制御システムの構成は、図２に示したものと同様であり、本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置のシステム構成は、図４に示したものと同様である。さらに、図５に示したフローチャートと同一符号は同一処理を示している。
【０１２４】
本実施形態に車両制御装置１００の処理内容としては、図５に示した処理内容に、さらに、ステップＳ３３７，Ｓ３４７の処理を追加したものである。
【０１２５】
ステップＳ３３７において、エンジン出力特性学習部１５０（図４）は、エンジン出力のみの走行か否かを判断する。エンジン出力のみの走行である場合には、ステップＳ３４０において、エンジン出力特性の学習を行う。エンジン出力のみの走行でない場合には、ステップＳ３４０をスキップして、ステップＳ３４５の処理に進む。
これにより、エンジン出力トルク特性データの学習は、車両がエンジン１０（図４）からの出力のみで走行しているとき、即ち、モータ３０（図４）が停止しているときにのみ行われる。これは、中程度の走行負荷のもと一定速度で走行しているときに該当する。
このように、モータ３０の停止中にエンジン出力トルク特性の学習をすることにより、モータ３０の出力特性が変化したとき、誤学習によりエンジン出力トルク特性データが一時的に誤って学習されるといった危険を回避することが可能になる。
【０１２６】
また、ステップＳ３４７において、モータ出力特性学習部１５５（図４）は、モータ３０のみの走行かあるは回生かを判断する。モータ３０のみによる走行か回生動作中である場合には、ステップＳ３５０において、モータ出力特性の学習を行う。モータ３０のみによる走行か回生動作中でない場合には、ステップＳ３５０をスキップして、ステップＳ３５５の処理に進む。
これにより、モータ３０の出力トルク特性データの学習も、車両がモータ３０からの出力のみで走行あるいは回生しているとき、すなわちエンジン１０の出力が０の場合に限定される。これは、軽微な走行負荷のもと低速で走行しているとき、あるいはモータ３０が回生することで制動をしているときに該当する。
このように、エンジン１０の停止中にモータ３０の出力トルク特性の学習をすることにより、エンジン１０の出力特性が変化したとき、誤学習によりモータ出力トルク特性データが一時的に誤って学習されるといった危険を回避することが可能になる。
【０１２７】
なお、以上の説明では、２つのトルクセンサ７１，７２を用いるものとして説明したが、例えば、サンギヤ軸５４上の第２のトルクセンサ７２用いないようにしてもよいものである。この場合、モータ４０の特性の学習には、リングギヤ軸５５に設置に設置した第１のトルクセンサ７１の計測値ｍＴｒと、図３に示した動作共線での力のバランスと、（数５）の慣性モーメントの関係から推定したサンギヤ軸トルク推定値ｍＴｓ２を、（数１９）に示したｍＴｓの代わりに用いるようにする。これにより若干の精度劣化はあるものの、部品点数を省略した車両でも学習が行える。
【０１２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、エンジン１０とモータ３０のそれぞれの出力トルク特性を学習するタイミングを限定することで、誤学習によりエンジン１０やモータ３０の出力トルク特性データが一時的に誤って学習されるといった危険を回避することができる。
【０１２９】
次に、図１４〜図１６を用いて、本発明の第３の実施形態による車両制御方法について説明する。
図１４は、本発明の第３の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
なお、本実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成は、図１に示したものと同様であり、本実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムのエンジン制御システムの構成は、図２に示したものと同様であり、本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置のシステム構成は、図４に示したものと同様である。さらに、図５に示したフローチャートと同一符号は同一処理を示している。
【０１３０】
図５に示した実施形態との主たる相違点は、図５において用いていたエンジン出力トルクマップ４２０に代えて、エンジン出力理論式パラメータａｅ，ｂｅ４２０Ａを用い、また、モータ出力トルクマップ４３０，４４０に代えて、モータ出力理論式パラメータ４３０Ａ，４４０Ａを用いるようにしたことにある。
【０１３１】
車両に搭載されたエンジンの出力特性は、図１１に示したトルクマップに代表され、モータの出力特性は、図１２に示したトルクマップに代表されるが、これらは、理論的な式として定めることができる。例えば、エンジンについて、図１１のトルクマップにより（数１０）で与えられていたエンジンの（目標）トルクと（目標）シリンダ吸入空気量及びエンジン回転数Ｎｃの関係は、理論式を用いることで、以下の（数２９）と表すこともできる。
【０１３２】
【数２９】
【０１３３】
従って、この（数２９）の係数ａｃ，ｂｅを学習することで、第１の実施形態と同様に、エンジンの特性変化を学習することができる。
【０１３４】
エンジン１０の特性に関わるパラメータａｃ，ｂｅの学習を定める式を、（数３０）、（数３１）で示すことができる。
【０１３５】
【数３０】
【０１３６】
【数３１】
【０１３７】
同様に、回転数に関わる理論式から、モータ３０，４０のそれぞれの（目標）出力トルクと消費電流量とモータ回転数の関係は、（数２９）に類する代数式で表現できる。この式のパラメータを学習することで第一の実施形態と同様に、モータの特性変化を学習することができる。
【０１３８】
図１４のフローチャートに示すステップＳ３３０Ａ〜Ｓ３６０Ａについて説明する。
（ステップＳ３３０Ａ）
ステップＳ３３０Ａにおいて、図４に示した車両制御装置１００のエンジン操作量決定部１３０は、最適出力配分決定部１２０で決定したエンジン目標トルクｔＴｅを、定常状態で実現するシリンダ吸入空気量ｏＱｃを、（数３０）及びエンジン出力理論式パラメータ４２０Ａに格納されたエンジン出力理論式パラメータａｅ，ｂｅを用いて算出する。
【０１３９】
（ステップＳ３３５Ａ）
ステップＳ３３５Ａにおいて、図４に示した車両制御装置１００のスロットル開度算出部１３５は、エンジン１０のシリンダに、吸入空気量ｏＱｃだけ空気が流入するように、スロットル開度Θを算出する。エンジン１０では、エンジンに備え付けられたエンジン制御装置２１０の制御のもと、スロットル開度Θにしたがってスロットルバルブ１３が開閉される。また、シリンダでの空気と燃料の混合比が理論空燃比であるところの「１４．７」になるよう燃料を噴射する。さらに、燃焼効率が最大となるタイミングで点火が行われる。これにより物理的な動力が発生する。
【０１４０】
（ステップＳ３４０Ａ）
ステップＳ３４０Ａにおいて、図４に示した車両制御装置１００のエンジン出力特性学習部１５０は、リングギヤ軸５５上に設置したトルクセンサ７１により計測した出力軸トルクｍＴｒを用いて、図１１に示したエンジンの出力トルク特性を自動学習する。そして、（数３０），（数３１）を用いて、更新されたエンジン出力理論式パラメータａｅnew，ｂｅnewを算出して、更新されたパラメータを、エンジン出力理論式パラメータ４２０Ａに格納することによって、パラメータの更新を行う。
【０１４１】
（ステップＳ３４５Ａ）
ステップＳ３４５Ａにおいて、図４に示した車両制御装置１００のモータ電流制御操作量決定部１４０は、最適出力配分決定部１２０で決定したモータ２０の目標値ｔＴａを実現するモータ電力量Ａａを、モータ出力理論式パラメータ４３０Ａに格納されたパラメータを用いて算出する。
【０１４２】
（ステップＳ３５０Ａ）
ステップＳ３５０Ａにおいて、図４に示した車両制御装置１００のモータ出力特性学習部１５５は、モータ３０の出力トルク特性の学習を行う。そして、（数３０），（数３１）同様の代数式を用いて、更新されたモータ出力理論式パラメータを算出して、更新されたパラメータを、モータ出力理論式パラメータ４３０Ａに格納することによって、パラメータの更新を行う。
【０１４３】
さらに、ステップＳ３５５Ａ，Ｓ３６０Ａにおける処理も、ステップＳ３４５Ａ，Ｓ３５０Ａの処理と同様に行われ、モータ４０の特性変化の学習が行われる。
【０１４４】
なお、動力源の出力特性の非線形性が強い場合、例えば、パラメータａｅ，ｂｅが回転数の影響を強く受けるような車両においては、パラメータの値を回転数毎に足めたテーブルを用意し、このテーブルを学習するようにしてもよいものである。これにより、非線形性が強い動力源を用いた車両においても良好な倒御を行うことが可能となる。
【０１４５】
ここで、図１５及び図１６を用いて、エンジンのパラメータテーブルの一例について説明する。
図１５及び図１６は、本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるエンジンのパラメータの構成の説明図である。
【０１４６】
図１５に示すパラメータテーブルは、エンジン回転数とパラメータａｅを対応させたテーブルであり、さらに、インデックス番号を付与している。また、図１６に示すパラメータテーブルは、エンジン回転数とパラメータｂｅを対応させたテーブルであり、さらに、インデックス番号を付与している。また、モータのパラメータテーブルも同様に構成される。
【０１４７】
エンジン回転数がＮｅであるとき、ａｅはＮｋ≦Ｎ６＜Ｎｋ＋１をみたすインデックスｋでの値Ａｋ，Ａｋ十１を用いて、（数３２）のように、
【０１４８】
【数３２】
【０１４９】
として線形補完して読み取られる。
【０１５０】
同様に、パラメータｂｅも、テーブルデータを線形補完して読み取られる。ここで、パラメータａｅに関わるテーブルデータＡｋ，Ａｋ＋１の学習は、（数３３），（数３４）により、
【０１５１】
【数３３】
【０１５２】
【数３４】
【０１５３】
として行われる。
【０１５４】
パラメータｂｅに関するテーブルデータの学習も、同様に、（数３５），（数３６）により
【０１５５】
【数３５】
【０１５６】
【数３６】
【０１５７】
として行われる。
【０１５８】
以上説明したように、本実施形態によれば、動力源や動力伝達機構を構成する車両の構成部品の特性変化が生じた場合でも、目標の動力を得ることができ、円滑な走行を可能にすることができる。
また、エンジン出力トルクやモータ出力トルクを、マップに代えてパラメータを用いて求めることにより、車両制御装置の処理を軽減することができる。
【０１５９】
次に、図１７〜図１９を用いて、本発明の第４の実施形態による車両制御方法について説明する。
図１７は、本発明の第４の実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成について説明する。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１６０】
図１に示した実施形態との主たる相違点は、図１において用いていた動力源であるモータ４０をなくし、動力源として、内燃機関であるところのエンジン１０と、回転機であるところのモータ３０を備えている。モータ３０は、エンジンの出力軸５６上に設置される。また、図１において用いていた動力伝達機構である遊星歯車機構５０の代わりに、無段変速機８０を備えている。エンジン１０及びモータ３０の出力は、駆動軸５５に伝達され、車輪６６Ａ，６６Ｂを駆動する。
【０１６１】
エンジン１０は、エンジン制御装置２１０によって制御される。モータ３０は、モータ制御装置２３０によって制御される。無段変速機８０は、変速機制御装置２８０によって制御される。
【０１６２】
車両制御装置１００Ａは、エンジン制御装置２１０と、モータ制御装置２３０と、変速機制御装置２８０と電気信号的接続されており、これらの各制御装置２１０，２３０，２８０を統括制御する。車両制御装置１００Ａは、変速機制御装置２８０に対して、変速比ｉの指令値を出力する。
その他の構成は、図１に示したものと同様である。
【０１６３】
次に、図１８を用いて、本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置１００Ａのシステム構成について説明する。
【０１６４】
本実施形態による車両制御装置１００Ａは、目標駆動トルク決定部１１０と、乗算器１１５と、最適配分決定部１２０Ａと、蓄電池充電要求判定部１２５と、エンジン操作量決定部１３０と、スロットル開度算出部１３５と、モータ電流制御操作量決定部１４０と、エンジン出力特性学習部１５０と、モータ出力特性学習部１５５と、蓄電池充放電効率学習部１６５とから構成されている。即ち、図４に示した構成と比べて、モータ電流制御操作量決定部１４５と、モータ出力特性学習部１６０がない構成となっている。
【０１６５】
最適配分決定部１２０Ａは、乗算器１１５によって算出された目標駆動出力ｔＰｄと、蓄電池充電要求判定部１２５によって決定された充電要求Ｄbatと、車速センサ２１によって検出された車速Ｖに基づいて、エンジン１０，モータ３０及び無段変速機８０の最適な運転目標値ｔＴｅ，ｔＴａ，ｉを設定する。
なお、車両制御装置１００Ａを構成する各部の詳細な動作については、図１９のフローチャートを用いて詳述する。
【０１６６】
次に、図１９を用いて、図１８に示した本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置１００Ａの処理内容について説明する。なお、図１９に示すフローチャートにおいて、図５と相違する点は、ステップ３２５Ａの最適出力配分決定処理だけであり、この点について以下に説明する。また、図５に示したステップＳ３５５，Ｓ３６０の処理がなくなっているが、これは、モータ４０を用いないためである。
【０１６７】
（ステップＳ３２５Ａ）
ステップＳ３２５Ａにおいて、図１８に示した車両制御装置１００の最適出力配分決定部１２０Ａは、乗算器１１５によって算出された目標駆動出力ｔＰｄと、蓄電池充電要求判定部１２５によって決定された充電要求Ｄbatと、車速センサ２１によって検出された車速Ｖに基づいて、エンジン１０，モータ３０及び無段変速機８０の最適な運転目標値ｔＴｅ，ｔＴａ，ｉを設定する。
【０１６８】
最適出力配分決定部１２０Ａは、車速Ｖと、（数１）〜（数５）と、各動力機の最大／最小出力を制約条件とし、充電要求Ｄbatと車速Ｖとから求まる必要充電出力と目標駆動出力ｔＰｄを満たし、燃費を最小とするための動力の組合せを求めることで、最適な運転目標値ｔＴｅ，ｔＴａ，ｉを一意に決定する。求められた組合せは、エンジン１０については発生すべき目標トルク値ｔＴｅとして定まり、エンジン操作量決定部１３０に出力される。モータ３０については、目標トルク値ｔＴａとして定まり、モータ電流制御操作量決定部１４０に出力される。無段変速機８０については、変速比ｉとして定まり、無段変速機８０に出力される。
【０１６９】
車両の構成部品の特性変化の学習に関わる処理は、図１〜図１２に示した第１の実施形態における学習基本式である（数１２），（数１３），（数１８）により定められるものである。ここで、ｍＴｒは、図１７に示したモータ３０と無段変速機８０の間に設置されたトルクセンサ７１の計測値であり、ｔＴｒは、第１の実施形態と同様に、エンジンの出力トルク目標値ｔＴｅｒとモータ３０の出力トルク目標値ｔＴａの和である。ただし、車両の構成の変更に伴い、エンジン出力をトルクセンサで計測するまでに遊星歯車機構による変速は行われていないものである。よって、基本式から導かれる具体的な更新式であるところの（数１４）〜（数１７）は、遊星歯車機構の歯車数比ｋによらない式に変更される。（数１４）は、以下の（数３７）に置き換わる。
【０１７０】
【数３７】
【０１７１】
なお、本実施形態は、エンジン１０とモータ３０との間にクラッチを設けた車両に対しても適用できるものである。このような車両では、クラッチを切断することでモータ３０のみでの走行が可能となる。モータ３０の出力トルク特性データの学習を、クラッチ切断時のみに限定することで、第２の実施の形態と同様に誤学習を回避することが可能となる。
また、トルクセンサを駆動軸５５上に設置してもよいものである。この場合、無投変速機による出力の損失分を併せて学習させることも可能である。
【０１７２】
以上説明したように、本実施形態によれば、蓄電池充放電効率学習部１６５を用いて、蓄電池充放電効率テーブル４１０を逐次更新し、エンジン出力特性学習部１５０を用いて、エンジン出力トルクマップ４２０を更新し、モータ出力特性学習部１５５を用いて、モータ出力トルクマップ４３０を更新することにより、動力源や動力伝達機構を構成する車両の構成部品の特性変化が生じた場合でも、目標の動力を得ることができ、円滑な走行を可能にすることができる。
【０１７３】
次に、図２０及び図２１を用いて、本発明の第５の実施形態による車両制御方法について説明する。
図２０は、本発明の第５の実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成について説明する。なお、図１７と同一符号は、同一部分を示している。
【０１７４】
図１７に示した実施形態との主たる相違点は、図１７において用いていた動力源であるモータ３０をなくし、動力源として、内燃機関であるところのエンジン１０のみの単一動力源としたことである。また、図１７と同様に、動力伝達機構である無段変速機８０を備えている。エンジン１０は、エンジン制御装置２１０によって制御される。無段変速機８０は、変速機制御装置２８０によって制御される。
【０１７５】
車両制御装置１００Ｂは、エンジン制御装置２１０と、変速機制御装置２８０と電気信号的接続されており、これらの各制御装置２１０，２８０を統括制御する。車両制御装置１００Ｂは、変速機制御装置２８０に対して、変速比ｉの指令値を出力する。
その他の構成は、図１７に示したものと同様である。
【０１７６】
本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置１００Ｂのシステム構成は、図１８に示したシステムブロック図に示した蓄電池充電要求判定部１２５，モータ電流制御操作量決定部１４０，モータ出力特性学習部１５５，蓄電池充放電効率学習部１６５がなくなり、図１８に示した最適配分決定部１２０Ａに代えて、最適配分決定部１２０Ｂを備えたものである。最適配分決定部１２０Ｂは、乗算器１１５によって算出された目標駆動出力ｔＰｄと、車速センサ２１によって検出された車速Ｖに基づいて、エンジン１０及び無段変速機８０の最適な運転目標値ｔＴｅ，ｉを設定する。
なお、車両制御装置１００Ｂを構成する各部の詳細な動作については、図２１のフローチャートを用いて詳述する。
【０１７７】
次に、図２１を用いて、図２０に示した本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置１００Ｂの処理内容について説明する。なお、図２１に示すフローチャートにおいて、図１９相違する点は、ステップ３２５Ｂの最適出力配分決定処理だけであり、この点について以下に説明する。また、図１９に示したステップＳ３４５，Ｓ３５０の処理がなくなっているが、これは、モータ３０を用いないためである。
【０１７８】
（ステップＳ３２５Ｂ）
ステップＳ３２５Ｂにおいて、図２０に示した車両制御装置１００Ｂの最適出力配分決定部１２０Ｂは、乗算器１１５によって算出された目標駆動出力ｔＰｄと、車速センサ２１によって検出された車速Ｖに基づいて、エンジン１０及び無段変速機８０の最適な運転目標値ｔＴｅ，ｉを設定する。
【０１７９】
最適出力配分決定部１２０Ｂは、車速Ｖと、（数１）〜（数５）と、各動力機の最大／最小出力を制約条件とし、車速Ｖとから求まる目標駆動出力ｔＰｄを満たし、燃費を最小とするための動力の組合せを求めることで、最適な運転目標値ｔＴｅ，ｉを一意に決定する。求められた組合せは、エンジン１０については発生すべき目標トルク値ｔＴｅとして定まり、エンジン操作量決定部１３０に出力される。無段変速機８０については、変速比ｉとして定まり、無段変速機８０に出力される。
【０１８０】
ステップＳ３４０におけるエンジン出力トルクの学習は、上述した学習基本式である（数１２），（数１３）に従って行われる。具体的なデータの更新式は、（数３７）に代表される式による。ただし、ｍＴｒは、図２０でエンジン１０と無段変速機８０の間に設置されたトルクセンサ７１の計測値であり、ｔＴｒはエンジン１０の出力トルク目標値ｔＴｅｒである。
【０１８１】
なお、本実施形態は、エンジンを回転機に置き換えた電気自動車においても同様に有効なものである。
【０１８２】
以上の説明したように、本実施形態によれば、単一の動力源を持つ車両においても、燃費などを考慮しつつ最適な動力源目標トルクを算出し、これを制御することが可能となる。さらに、このとき動力源の出力トルクマップを随時学習することで、経年変化や周辺環境の影響によらずに、常に円滑かつ効率的な走行が可能となる。
【０１８３】
次に、図２２を用いて、本発明の第６の実施形態による車両制御方法について説明する。
本実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成は、図２０に示したものと同様である。図２０と異なる点は、エンジン１０として、通常の燃料を吸気弁の手前に噴射するポート噴射式エンジンに代えて、燃料を気筒内に直接噴射する筒内質射エンジンに変更したものである。
【０１８４】
このような車両では、空燃比をストイキにとる場合と、リーンにとる場合でエンジン出力トルクの特性が異なる。従って、２つの出力トルクマップを準備し、ストイキの場合の出力トルクマップとリーンの場合の出力トルクマップとすることで、特に円滑な制御が実現でき、有効性が高められる。
【０１８５】
本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置１００Ｂのシステム構成は、図２０に示したものと同様である。
【０１８６】
ここで、図２２を用いて、本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容について説明する。なお、図２２に示すフローチャートにおいて、図２１と相違する点は、ステップＳ３３０Ａ以降の処理であり、この点について以下に説明する。
【０１８７】
（ステップＳ３３０Ａ）
ステップＳ３３０Ａにおいて、車両制御装置のエンジン操作量決定部１３０は、最適出力配分決定部１２０で決定したエンジン目標トルクｔＴｅを、定常状態で実現するシリンダ吸入空気量ｏＱｃを算出する。このとき、車両の運転状態に応じて、ストイキ運転時には、ストイキ運転時エンジン出力トルクマップ４２０Ａを使用し、リーン運転時には、リーン運転時エンジン出力トルクマップ４２０Ｂを使用する。
【０１８８】
（ステップＳ３３５）
ステップＳ３３５において、車両制御装置のスロットル開度算出部１３５は、エンジン１０のシリンダに、吸入空気量ｏＱｃだけ空気が流入するように、スロットル開度Θを算出する。
【０１８９】
（ステップＳ３３６）
ステップＳ３３６において、エンジン特性学習部１５０は、ストイキ運転か否かを判断し、ストイキ運転時であれば、ステップＳ３４０Ａに進み、そうでなければ、ステップＳ３３７に進む。
【０１９０】
（ステップＳ３４０Ａ）
ストイキ運転時には、ステップＳ３４０Ａにおいて、車両制御装置のエンジン出力特性学習部１５０は、トルクセンサにより計測した出力軸トルクｍＴｒを用いて、エンジンの出力トルク特性を自動学習する。
【０１９１】
（ステップＳ３３７）
ステップＳ３３７において、エンジン特性学習部１５０は、リーン運転か否かを判断し、リーン運転時であれば、ステップＳ３４０Ｂに進み、そうでなければ、学習は行わずに処理を終了する。
【０１９２】
（ステップＳ３４０Ｂ）
リーン運転時には、ステップＳ３４０Ｂにおいて、車両制御装置のエンジン出力特性学習部１５０は、トルクセンサにより計測した出力軸トルクｍＴｒを用いて、エンジンの出力トルク特性を自動学習する。
【０１９３】
以上の説明したように、本実施形態によれば、単一の動力源を持つ車両においても、燃費などを考慮しつつ最適な動力源目標トルクを算出し、これを制御することが可能となる。さらに、このとき動力源の出力トルクマップを随時学習することで、経年変化や周辺環境の影響によらずに、常に円滑かつ効率的な走行が可能となる。また、２つの出力トルクマップを準備し、ストイキの場合の出力トルクマップとリーンの場合の出力トルクマップとすることで、特に円滑な制御が実現でき、有効性が高められる。
【０１９４】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の構成部品の特性変化が生じた場合でも、円滑な走行の可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムのエンジン制御システムの構成図である。
【図３】本発明の一実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムに用いる遊星歯車機構の軸回転数や軸トルクの関係を示す共線図である。
【図４】本発明の一実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置のシステムブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるアクセルペダル踏み角ＡＰＳと車速Ｖと、このときの目標駆動トルクｔＴｄの関係の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるブレーキペダル踏み角ＢＰＳとブレーキアシスト量ｔＢｒの関係の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いる蓄電池充放電効率と値Ｅｓ，Ｅｅの関係の説明図である。
【図９】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いる蓄電池充放電効率テーブルの構成の説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いる蓄電池充放電効率と値Ｅｓ，Ｅｅの関係の他の例の説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるエンジントルクｔＴｅとエンジン回転数Ｎｃと、このときの空気流量Ｑｃの関係の説明図である。
【図１２】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるモータ３０の回転数Ｎｒと消費電力Ａａと発生トルクＴａの関係の説明図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第３の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるエンジンのパラメータの構成の説明図である。
【図１６】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるエンジンのパラメータの構成の説明図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成を示す構成図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置のシステムブロック図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第５の実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成を示す構成図である。
【図２１】本発明の第５の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の第６の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…エンジン
３０，４０…モータ
５０…遊星歯車機構
７０…蓄電池
７１，７２…トルクセンサ
８０…無段変速機
７５，７６…電力計
７７…蓄電池電力残量検出器
１００…車両制御装置
１１０…目標駆動トルク決定部
１１５…乗算器
１２０…最適配分決定部
１２５…蓄電池充電要求判定部
１３０…エンジン操作量決定部
１３５…スロットル開度算出部
１４０，１４５…モータ電流制御操作量決定部
１５０…エンジン出力特性学習部
１５５，１６０…モータ出力特性学習部
１６５…蓄電池充放電効率学習部
２１０…エンジン制御装置
２３０，２４０…モータ制御装置
２８０…変速機制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両制御方法及び車輌制御装置に関し、特に、動力出力装置から駆動軸に対し出力される動力を円滑に制御するに好適な車両制御方法及び車輌制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、動力出力装置として、複数の動力源と動力伝達機構を有する車両が検討されている。かかる車両の制御方法としては、例えば、特開平１０−９８８０５号公報に記載されているように、動力源として原動機と第一の電動機と第二の電動機とを備え、動力伝達機構として３軸式動力入出力手段を備え、目標動力に応じて動力源及び３軸式動力入出力手段を制御して、目標動力を発生している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、動力源や動力伝達機構を構成する車両の構成部品の特性変化によって、発生する動力は変化するにも拘らず、従来の制御方法では、かかる点に着目していないため、目標の動力が得られず、円滑な走行ができないという問題があった。
【０００４】
ここで、車両の構成部品の特性変化としては、経年変化と環境変化が考えられる。経年変化としては、原動機や電動機等の動力源が製造直後に対して年月の経過とともに、性能が低下して、出力する動力が低下するものがある。また、動力伝達機構にしても、歯車等の機構部分の摩耗により伝達率が低下して、出力する動力が低下する。環境変化としては、例えば、原動機は、低地において駆動される場合に比べて、高地において駆動されると、吸入される空気が希薄となるため、出力する動力が低下する場合や、電動機は、高温になると効率が低下するため、出力する動力が低下する場合がある。このように、出荷後年月が経過した時、あるいは、高地、寒冷地、酷暑地帯での走行時には、予期せぬ駆動トルクが発生し、円滑な走行ができないという問題がある。また、動力源として電動機を用いる場合には、電源である蓄電池の特性変化によっても、電動機の出力トルクが変動することになる。
【０００５】
また、このような問題は、動力源として、複数の原動機や電動機を備える場合に限らず、単一の原動機を用いる場合や、動力伝達機構として、ＣＶＴを用いる場合等にも同様に生じるものである。
【０００６】
本発明の目的は、車両の構成部品の特性変化が生じた場合でも、円滑な走行の可能な車両制御方法及び車輌制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を実現するため、本発明は、動力源である原動機及び回転機から出力された動力を動力伝達軸を介して車輪に伝達して車両を駆動するとともに、上記回転機に電気的に接続された蓄電池を有する車両を制御する車両制御方法において、上記動力伝達軸上に設置されたトルクセンサと、上記蓄電池と上記回転機との間に接続された電力計と、上記蓄電池の電力残量を検出する蓄電池電力残量検出器とを用い、上記電力計により検出され、所定時間毎に上記蓄電池に充放電された電気量Ｗｅと、上記蓄電池電力残量検出器により検出された電力残量Ｅｂａｔに基づいて、上記蓄電池の充放電効率を学習し、上記トルクセンサを用いて、上記回転機が停止しているときの上記原動機の出力トルクｍＴｒを測定し、目標駆動力から定まるトルク目標値ｔＴｒとトルク測定値ｍＴｒとの差から、原動機の出力トルク特性を学習し、上記トルクセンサを用いて、上記回転機のみの動作中の上記回転機の出力トルクｍＴｓを測定し、目標駆動力から定まるトルク目標値ｔＴｂとトルク測定値ｍＴｓとの差から、回転機の出力トルク特性を学習し、この学習によって得られた上記蓄電池，上記原動機及び上記回転機の特性に基づいて、車両を制御するようにしたものである。
かかる方法により、車両の構成部品の特性変化が生じた場合でも、新たな特性に関わるデータを習得して、円滑な走行を行い得るものとなる。
【０００８】
（２）上記（１）記載の車両制御方法において、好ましくは、上記動力源として、原動機及び２つの回転機を備え、これらの動力源から動力分配機構を介して、車両駆動力を得るとともに、上記原動機及び２つの回転機及び蓄電池の特性を学習するようにしたものである。
かかる方法により、３つの動力をもつ車両においても、動力配分のための制御が正確に行われ、常に円滑な走行を実現した車両の制御を行い得るものとなる。
【００１２】
（３）上記（１）記載の車両制御方法において、好ましくは、上記蓄電池の充放電効率から可変的に充電開始閾値と充電終了閾値を定め、蓄電池の電力残量を測定し、電力残量が上記充電開始閾値以下ならば回転機を発電機として用い蓄電池への充電を行い、電力残量が上記充電終了閾値以上ならば回転機による発電停止する運行方法を行うようにしたものである。
（４）また、上記目的を達成するために、本発明は、動力源である原動機及び回転機から出力された動力を動力伝達軸を介して車輪に伝達して車両を駆動するとともに、上記回転機に電気的に接続された蓄電池を有する車両を制御する車両制御装置において、上記動力伝達軸上に設置されたトルクセンサと、上記蓄電池と上記回転機との間に接続された電力計と、上記蓄電池の電力残量を検出する蓄電池電力残量検出器と、上記電力計により検出され、所定時間毎に上記蓄電池に充放電された電気量Ｗｅと、上記蓄電池電力残量検出器により検出された電力残量Ｅｂａｔに基づいて、上記蓄電池の充放電効率を学習する蓄電池充放電効率学習部と、上記トルクセンサを用いて、上記回転機が停止しているときの上記原動機の出力トルクｍＴｒを測定し、目標駆動力から定まるトルク目標値ｔＴｒとトルク測定値ｍＴｒとの差から、原動機の出力トルク特性を学習するエンジン出力特性学習部と、上記トルクセンサを用いて、上記回転機のみの動作中の上記回転機の出力トルクｍＴｓを測定し、目標駆動力から定まるトルク目標値ｔＴｂとトルク測定値ｍＴｓとの差から、回転機の出力トルク特性を学習するモータ出力特性学習部とを備え、上記各学習部の学習によって得られた上記蓄電池，上記原動機及び上記回転機の特性に基づいて、車両を制御するようにしたものである。
かかる構成により、車両の構成部品の特性変化が生じた場合でも、新たな特性に関わるデータを習得して、円滑な走行を行い得るものとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１２を用いて、本発明の一実施形態による車両制御方法について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成について説明する。
【００１４】
本実施形態による車両システムは、動力源として、内燃機関であるところのエンジン１０と、回転機であるところのモータ３０，４０を備えている。また、動力伝達機構として、動力分配機構であるところの遊星歯車機構５０を備えている。エンジン１０は、エンジン制御装置２１０によって制御される。モータ３０，４０は、それぞれ、モータ制御装置２３０，２４０によって制御される。
【００１５】
遊星歯車機構５０は、サンギヤ５１と、リングギヤ５２と、これらと同軸上で回転するキャリア５３に支持されたピニオン５３Ａ，５３Ｂからなる歯車列である。なお、ピニオンは、２個のみを図示しているが、他に図示しない２個のピニオンを備えている。また、サンギヤ５１はサンギヤ軸５４に結合され、リングギヤ５２はリングギヤ軸５５に結合され、キャリア５３はキャリア軸５６に結合されている。なお、これら軸間の力学的な関係については後述する。エンジンクランク軸は、キャリア軸５６と同体である。モータ３０の回転軸は、リングギヤ軸５５と同体である。モータ４０の回転軸は、サンギヤ軸５４と同体である。
【００１６】
リングギヤ軸５５は、動力取出しギヤ６２を介して、ディファレンシャルギヤ６４に結合されている。したがって、エンジン１０，モータ３０，４０により出力される動力は、動力分配機構である遊星歯車機構５０を通して、最終的に左右の駆動輪６６Ａ，６６Ｂに伝達される。
【００１７】
車両制御装置１００は、エンジン制御装置２１０と、モータ制御装置２３０，２５０と電気信号的接続されており、これらの各制御装置２１０，２３０，２５０を統括制御する。車両制御装置１００は、ＣＰＵ１０２と、ＲＯＭ１０３と、ＲＡＭ１０４と、タイマ１０５と、Ｉ／ＯＬＳＩ１０６と、それらの接続するバス１０７とによって構成されている。ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３に格納された制御プログラムに基づいて、エンジン制御装置２１０とモータ制御装置２３０，２５０を制御する。各種入力信号は、ＩＯ／ＬＳＩ１０６を介して車両制御装置１００に入力され、ＲＡＭ１０４に一時的に格納される。ＣＰＵ１０２は、ＲＡＭ１０４に格納された車両の状態を表す入力信号に基づいて制御信号を算出し、この制御信号は、ＩＯ／ＬＳＩ１０６を介してエンジン制御装置２１０とモータ制御装置２３０，２５０に出力される。タイマ１０５は、所定の周期でＣＰＵ１０２に割り込み要求を発生し、これに応じてＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０３に格納された制御プログラムを実行する。
【００１８】
本実施形態の車両システムには、第１のトルクセンサ７１や、第２のトルクセンサ７２や、アクセルペダル踏み角センサ７３や、ブレーキペダル踏み角センサ７４や、第１の電力計７５や、第２の電力計７６や、蓄電池電力残量検出器７７を備えている。第１のトルクセンサ７１は、動力伝達軸の一つであるリングギヤ軸５５上の遊星歯車機構の直後に設置されており、リングギヤ軸５５の軸トルクを検出する。第２のトルクセンサ７２は、サンギヤ軸５４上に設置されており、サンギヤ軸５４の軸トルクを検出する。アクセルペダル踏み角センサ７３は、アクセルペダルの踏み込み角を検出する。ブレーキペダル踏み角センサ７４は、ブレーキペダルの踏み込み角を検出する。第１の電力計７５は、モータ３０と蓄電池７０の間に接続されており、モータ３０と蓄電池７０の間の充放電量を検出する。第２の電力計７６は、モータ４０と蓄電池７０の間に接続されており、モータ４０と蓄電池７０の間の充放電量を検出する。蓄電池電力残量検出器７７は、蓄電池７０の電力残量を検出する。なお、図示は省略しているが、これらのセンサ以外にも、エンジン水温センサ，モータ３０の温度センサ，モータ４０の温度センサ，外気温度センサなどが設置されている。また、各動力源の回転数も機器に内在するレフカウンタを用いることでセンシングできる。これらのセンサの計測値は、直接あるいは、エンジン制御装置２１０，モータ制御装置２３０，２４０などを介して車両制御装置１００に入力される。
【００１９】
蓄電池７０は、モータ３０，４０とそれぞれ電気的な接続を持ち、これらの間では電気エネルギが相互に授受される。回転機であるところのモータ３０は、回転軸に力学的な回転力を供給する電動機としての働きと、回転軸から外力を受け発電を行う発電機としての機能を有している。電動機として蓄電池７０の電気エネルギを消費して回転力を発生するときの回転力の大きさは、モータ制御装置２３０により制御される。発電機として外力をうけ電気エネルギを蓄電池７０に供給するときの発電エネルギの大きさも、モータ制御装置２３０により制御される。モータ４０も、モータ３０と同様に電動機ならびに発電機として働き、その回転力、発電量はモータ制御装置２４０により制御される。
【００２０】
モータ制御装置２３０，２４０は、車両制御装置１００からそれぞれモータ３０，４０が発生すべき回転力，発電量の指令値を供給され、これに従い制御を行うものである。
【００２１】
次に、図２を用いて、本実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムのエンジン制御システムの構成について説明する。
エンジン１０の吸気管１２には、スロットルバルブ１３が回転可能に支承されている。スロットルバルブ１３の開度は、スロットル制御機構１４によって制御される。スロットル制御機構１４は、エンジン制御装置２３０から供給されるスロットルバルブ開度指令の制御信号に基づいて、スロットルバルブ１３の開度を制御する。
【００２２】
エンジン１０の各シリンダの上流には、分岐した吸気管１２内に燃料を噴射する燃料噴射器１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄが設けられている。燃料噴射器１５は、エンジン制御装置２３０から供給される燃料噴射信号によって、燃料噴射量を制御する。各シリンダ上部には、点火装置１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄが設けられている。点火装置１６は、エンジン制御装置２３０から供給される点火信号従い燃料に点火する。エンジン制御装置２３０は、最も燃焼効率がよくなるタイミングで点火装置に点火を指示する。なお、ここでは、４気筒のエンジンとして図示しているが、気筒数は、これに限るものでない。
【００２３】
次に、エンジン等の車両の状態を検出する各種のセンサについて説明する。
吸気管１２に取り付けられた空気量センサ１７は、吸気管１２からエンジン１０に吸入される空気量を検出して、吸入空気量の検出信号をエンジン制御装置２３０に出力する。クランク角センサ８７は、エンジンのクランク軸の回転数を検出して、エンジン回転数の検出信号をエンジン制御装置２３０に出力する。水温センサ１９は、エンジンの冷却水の温度を検出して、水温の検出信号をエンジン制御装置２３０に出力する。
【００２４】
車速センサ２１は、車軸の回転数を検出して、車速Ｖの検出信号をエンジン制御装置２３０に出力する。空燃比センサ２２は、排気管２３に取り付けられ、排気ガスに基づいて空燃比を検出して、空燃比の検出信号をエンジン制御装置２３０に出力する。スロットルセンサ２４は、スロットルバルブ１３の開度を検出して、スロットル開度の検出信号をエンジン制御装置２３０に出力する。
【００２５】
エンジン制御装置２３０には、吸入空気量，エンジン回転数，水温，車速Ｖ，空燃比等の各種の検出信号が入力する。エンジン制御装置２３０は、これらの検出信号に基づいて、スロットルバルブ開度指令をスロットル制御機構１４に出力してスロットルバルブ１３の開度を制御したり、燃料噴射器１５や他のパワートレインを制御する。
エンジン制御装置２３０は、相互にバスによって接続されたＣＰＵ２３２，ＲＯＭ２３３，ＲＡＭ２３４，タイマ２３５，ＩＯ／ＬＳＩ２３６から構成されている。ＣＰＵ２３２は、ＲＯＭ２３３に格納された制御プログラムに基づいて、エンジン１０を制御する。各種入力信号は、ＩＯ／ＬＳＩ２３６を介してエンジン制御装置２３０内に入力され、ＲＡＭ２３４に一時的に格納される。ＣＰＵ２３２は、ＲＡＭ２３４に格納されたエンジン等の状態を表す入力信号に基づいて、制御信号を算出し、この制御信号は、ＩＯ／ＬＳＩ２３６を介して出力される。タイマー２３５は、所定の周期で、ＣＰＵ２３２に割り込み要求を発生し、これに応じてＣＰＵ２３２はＲＯＭ２３３に格納された制御プログラムを実行する。本実施形態による制御方法は、制御プログラムとしＲＯＭ２３３に格納されている。
【００２６】
次に、図３を用いて、本実施形態において、動力分配機構として用いる遊星歯車機構５０の各軸の軸回転数や軸トルクの関係について説明する。
【００２７】
最初に、遊星歯車機構５０のサンギヤ軸５４，リングギア軸５５，キャリア軸５６の軸回転数の関係について説明する。
図３における縦軸は、３軸の回転数軸を示している。サンギヤ軸５４の回転数ＮｓをＳ軸上に、リングギヤ軸５５の回転数ＮｒをＲ軸上に、キャリア軸５６の回転数ＮｃをＣ軸上にプロットする。
【００２８】
リングギヤ５２の歯数に対するサンギヤ５１の歯数の比はｋとして、（数１）によって、
【００２９】
【数１】
として、与えられる。
このとき、図３に例示される共線図上の横軸で、Ｓ軸とＲ軸を１対ｋで内分する位置にＣ軸は置かれる。
【００３１】
共線図上では、常に、それぞれの軸回転数Ｎｓ，Ｎｃ，Ｎｒは動作共線と呼ばれる一つの線分上に取られるという性質がある。この関係は、（数２）によって、
【００３２】
【数２】
として、表される。
【００３４】
次に軸トルクの関係について説明する。
遊星歯車機構５０によりキャリヤ軸５６の軸トルクＴｅは、サンギヤ軸５４に作用する軸トルクＴｅｓとリングギヤ軸５５に作用する軸トルクＴｅｒとに分割される。この分割作用する軸トルクは、（数１）のｋを用いて、（数３），（数４）によって、
【００３５】
【数３】
【数４】
として、表される。
リングギヤ軸５５にはモータ３０からのトルクＴａと車輪６６からの負荷トルクＴloadが加わる。サンギヤ軸５４には、モータ４０からのトルクＴｂが加わる。
【００３８】
図３に例示される共線図において、これらのトルクは動作共線に加わる力のベクトルとして表される。キャリア軸５６から加わりサンギヤ軸５４とリングギヤ軸５５に分割された力と、他の力との合力がつりあった場合に動作共線は不動となり、各軸回転数は定常の値を取る。
【００３９】
モータが電動機として働いているとき、すなわち、力行しているとき、モータの動力は、共線図の各軸の０点から回転数をプロットした点へのベクトルと同じ方向のベクトルが示す力として動作共線に作用する。
モータが発電機として働いているとき、すなわち、回生しているとき、モータの回生力（発電に要する力）は共線図の各軸の０点から回転数をプロットした点へのベクトルと逆向きのベクトルが示す力として動作共線に作用する。
【００４０】
図３に例示した共線図では、モータ３０は力行しており、その動力Ｔａは、Ｒ軸上で０点からみた回転数と同じ方向のベクトルとして表されている。また、車輪を通してかかる負荷トルクＴloadは、これに正反する向きのベクトルとして表される。
図３に例示した共線図では、モータ４０は回生しており、その回生力Ｔｂは、Ｓ軸上で０点からみた回転数と逆方向のベクトルとして表されている。
【００４１】
また、遊星歯車機構の３軸に代表される回転系は各々慣性モーメントを有している。サンギヤ５１とサンギヤ軸５４とモータ４０からなる回転系の慣性モーメントをＩｓと表すものとする。キャリヤ５３とピニオン５３Ａ，５３Ｂとキャリヤ軸５６とモータ４０からなる回転系の慣性モーメントをＩｃと表すものとする。リングギヤ５２とリングギヤ軸５５とモータ３０と車軸６７と車輪６６からなる回転系の慣性モーメントをＩｒと表すものとする。
【００４２】
また、各回転系の回転数の時間変化は、（数１）及び（数２）で与えられる関係のもと、３軸に加わるトルクの合力と慣性モーメントにより、（数５）により、
【００４３】
【数５】
として、定まる。
【００４５】
次に、図４を用いて、本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置１００のシステム構成について説明する。
【００４６】
本実施形態による車両制御装置１００は、目標駆動トルク決定部１１０と、乗算器１１５と、最適配分決定部１２０と、蓄電池充電要求判定部１２５と、エンジン操作量決定部１３０と、スロットル開度算出部１３５と、モータ電流制御操作量決定部１４０，１４５と、エンジン出力特性学習部１５０と、モータ出力特性学習部１５５，１６０と、蓄電池充放電効率学習部１６５とから構成されている。かかる構成の中で、特に、エンジン出力特性学習部１５０と、モータ出力特性学習部１５５，１６０と、蓄電池充放電効率学習部１６５からなる学習部が、本実施形態による車両の構成部品の特性変化の学習のために機能する部分である。
なお、車両制御装置１００を構成する各部の詳細な動作については、図５〜図１２を用いて詳述する。
【００４７】
次に、図５を用いて、図４に示した本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置１００の処理内容について説明する。
【００４８】
（ステップＳ３１０）
ステップＳ３１０において、図４に示した車両制御装置１００の目標駆動トルク決定部１１０は、車軸６７に供給すべき駆動トルクの目標値（目標駆動トルク）ｔＴｄを、ブレーキペダル踏み角センサ７４によって検出されたブレーキペダル踏み角ＢＰＳと、アクセルペダル踏み角センサ７３によって検出されたアクセルペダル踏み角ＡＰＳと、車速センサ２１によって検出された車速Ｖに基づいて決定する。
【００４９】
ここで、図６を用いて、アクセルペダル踏み角ＡＰＳと車速Ｖと、このときの目標駆動トルクｔＴｄの関係について説明する。
図６は、本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるアクセルペダル踏み角ＡＰＳと車速Ｖと、このときの目標駆動トルクｔＴｄの関係の説明図である。
【００５０】
図６において、横軸は車速Ｖを示しており、縦軸は目標駆動トルクｔＴｄを示している。目標駆動トルクｔＴｄは、車速Ｖによって決定されるとともに、同じ車速でもアクセルペダル踏み角ＡＰＳが大きいほど、目標駆動トルクｔＴｄも大きくなるように決定される。なお、図６に示したアクセルペダル踏み角ＡＰＳと車速Ｖと目標駆動トルクｔＴｄの関係は、マップとして、ＲＯＭ１０３に格納されている。
【００５１】
そこで、目標駆動トルク決定部１１０は、ブレーキペダル踏み角ＢＰＳが０のとき、アクセルペダル踏み角ＡＰＳと車速Ｖに基づいて、図６に示す関係から目標駆動トルクｔＴｄを決定して、乗算器１１５に出力する。
【００５２】
次に、図７を用いて、ブレーキペダル踏み角ＢＰＳとブレーキアシスト量ｔＢｒの関係について説明する。
図７において、横軸はブレーキペダル踏み角ＢＰＳを示しており、縦軸はブレーキアシスト量ｔＢｒを示している。ブレーキペダル踏み角ＢＰＳに対してブレーキアシスト量ｔＢｒは比例して決定される。なお、図７に示したブレーキペダル踏み角ＢＰＳとブレーキアシスト量ｔＢｒの関係は、マップとして、ＲＯＭ１０３に格納されている。
【００５３】
そこで、目標駆動トルク決定部１１０は、入力信号であるブレーキペダル踏み角ＢＰＳに基づいて、図７に示した関係を用いて、ブレーキアシスト量ｔＢｒを求める。
そして、ブレーキペダルが踏込まれているときは、図６により求めた目標駆動トルクｔＴｄから、図６により求めたブレーキアシスト量ｔＢｒを差し引いた値を、新たな目標駆動トルクｔＴｄとして、乗算器１１５に出力する。
【００５４】
乗算器１１５は、目標駆動トルク決定部１１０によって求められた目標駆動トルクｔＴｄと、車輪回転数Ｎｄの積をとり、車輪軸に供給すべき出力の目標値（目標駆動出力）ｔＰｄを算出して、最適出力配分決定部１２０に出力する。
【００５５】
（ステップＳ３１５）
ステップＳ３１５において、図４に示した車両制御装置１００の蓄電池充電要求判定部１２５は、蓄電池電力残量検出器７７によって検出された蓄電池７０の電力残量Ｅbatに基づいて、蓄電池の充放電効率から定まる値ＥｓとＥｅを用いて、充電要求信号Ｄbatを最適出力配分決定部１２０に出力する。
【００５６】
ここで、図８を用いて、蓄電池充放電効率と値Ｅｓ，Ｅｅの関係について説明する。
図８は、本発明の一実施形態による車両制御方法に用いる蓄電池充放電効率と値Ｅｓ，Ｅｅの関係の説明図である。
【００５７】
図８において、横軸は蓄電池充電量（電力残量）を示しており、縦軸は蓄電池充放電効率を示している。図中のα１、α２は蓄電池をどの効率範囲で利用すべきかの設計値であり、ここで、α１は９０％であり、α２は９５％である。そして、蓄電池充放電効率がα１となるときの蓄電池充電量をＥｓとし、蓄電池充放電効率がα２となるときの蓄電池充電量をＥｅとしている。
【００５８】
そして、蓄電池充電要求判定部１２５は、蓄電池電力残量検出器７７によって検出された蓄電池７０の電力残量Ｅbatに基づいて、蓄電池の電力残量Ｅbatが蓄電池充電量Ｅｓ以下ならば、充電を開始する充電要求信号Ｄbat＝１を発生する。また、電力残量Ｅbatが蓄電池充電量Ｅｅ以上であれば、充電を終了するよう充電要求信号Ｄbat＝０を発生する。
【００５９】
なお、ここで、蓄電池充電量Ｅｅで充電要求信号Ｄbatを０にしたのは、ブレーキ操作時にモータ４０の回生によるブレーキアシストが常に可能なように充電量に余裕を持たせるためである。なお、充電要求信号Ｄbatが０であっても、ブレーキ要求などによっては充電が行われることがある。
【００６０】
図８にて説明した蓄電池充放電効率と値Ｅｓ，Ｅｅの関係については、図４に示した蓄電池充放電効率テーブル４１０として、図１に示したＲＡＭ１０５の中に格納されている。
【００６１】
ここで、図９を用いて、本実施形態に用いる蓄電池充放電効率テーブル４１０の構成について説明する。
蓄電池充放電効率テーブル４１０は、図８に例示した蓄電池の充放電効率の曲線を、テーブルデータ化したものである。そして、蓄電池充放電効率テーブル４１０は、電力残量Ｗと充放電効率Ｅを対応させたテーブルであり、さらに、インデックス番号を付与している。ここで、蓄電池充放電効率テーブル４１０の電力残量の軸は、等間隔である必要はなく、図示したように、充放電効率が急変するところでは密に間隔をとってよいものである。
【００６２】
さらに、図１０を用いて、蓄電池充放電効率と値Ｅｓ，Ｅｅの関係の他の例について説明する。
図１０は、本発明の一実施形態による車両制御方法に用いる蓄電池充放電効率と値Ｅｓ，Ｅｅの関係の他の例の説明図である。
【００６３】
図１０において、横軸は蓄電池充電量（電力残量）を示しており、縦軸は蓄電池充放電効率を示している。本例による蓄電池充放電効率は、図８に示した例とは異なり、上に凸な充放電効率曲線を持つ蓄電池を用いる場合である。このような特性を有する場合には、単一の蓄電池充放電効率αから蓄電池充電量Ｅｓ，Ｅｅを定めてもよいものである。
【００６４】
そして、蓄電池充電要求判定部１２５は、蓄電池電力残量検出器７７によって検出された蓄電池７０の電力残量Ｅbatに基づいて、蓄電池の電力残量Ｅbatが蓄電池充電量Ｅｓ以下ならば、充電を開始する充電要求信号Ｄbat＝１を発生する。また、電力残量Ｅbatが蓄電池充電量Ｅｅ以上であれば、充電を終了するよう充電要求信号Ｄbat＝０を発生する。
【００６５】
（ステップＳ３２０）
ステップＳ３２０において、図４に示した車両制御装置１００の蓄電池充電効率学習部１６５は、蓄電池充放電効率の学習を行う。蓄電池充電効率学習部１６５は、第１の電力計７５と第２の電力計７６によって検出された所定の時間（例えば，１０秒）毎に充放電された電気量Ｗｅと、蓄電池電力残量検出器７７により検出された電力残量Ｅbatに基づいて、図９に示した蓄電池充放電効率テーブル４１０を逐次更新する。すなわち、電力計７５，７６と電力残量検出器７７の測定値から求めた現在の充放電効率がｍＥであり、電力残量をＷｅ［％］であるとき、蓄電池充放電効率テーブル４１０で、以下の（数６）を満たすインデックスｉ、ｉ＋１の充放電効率の値Ｅ［ｉ］、Ｅ［ｉ＋１］を以下に示す（数７），（数８）にしたがって更新する。
【００６６】
【数６】
【数７】
【数８】
なお、蓄電池充放電効率テーブル４１０での現在の電力残量Ｗｅに対する充放電効率Ｅは、（数９）に示す線形補完式により、
【００７０】
【数９】
として対応づけられている。
【００７２】
（ステップＳ３２５）
ステップＳ３２５において、図４に示した車両制御装置１００の最適出力配分決定部１２０は、乗算器１１５によって算出された目標駆動出力ｔＰｄと、蓄電池充電要求判定部１２５によって決定された充電要求Ｄbatと、車速センサ２１によって検出された車速Ｖに基づいて、エンジン１０，モータ３０，モータ４０の最適な運転目標値ｔＴｅ，ｔＴａ，ｔＴｂを設定する。
【００７３】
最適出力配分決定部１２０は、車速Ｖと、（数１）〜（数５）と、各動力機の最大／最小出力を制約条件とし、充電要求Ｄbatと車速Ｖとから求まる必要充電出力と目標駆動出力ｔＰｄを満たし、燃費を最小とするための動力の組合せを求めることで、最適な運転目標値ｔＴｅ，ｔＴａ，ｔＴｂを一意に決定する。求められた組合せは、エンジン１０については発生すべき目標トルク値ｔＴｅとして定まり、エンジン操作量決定部１３０に出力される。モータ３０については、目標トルク値ｔＴａとして定まり、モータ電流制御操作量決定部１４０に出力される。モータ４０については、目標トルク値ｔＴｂとして定まり、モータ電流制御操作量決定部１４５に出力される。
【００７４】
（ステップＳ３３０）
ステップＳ３３０において、図４に示した車両制御装置１００のエンジン操作量決定部１３０は、最適出力配分決定部１２０で決定したエンジン目標トルクｔＴｅを、定常状態で実現するシリンダ吸入空気量ｏＱｃを算出する。
【００７５】
ここで、図１１を用いて、エンジントルクｔＴｅとエンジン回転数Ｎｃと、このときの空気流量Ｑｃの関係について説明する。
図１１は、本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるエンジントルクｔＴｅとエンジン回転数Ｎｃと、このときの空気流量Ｑｃの関係の説明図である。
【００７６】
図１１において、横軸はエンジントルクｔＴｅを示しており、縦軸は空気流量Ｑｃを示している。そして、図示するように、エンジン回転数Ｎｃを固定すると、シリンダ吸入空気量Ｑｃが大きくなるほど、エンジンの出力トルクｔＴｅが大きくなる。入力されたエンジン目標トルクｔＴｅと、エンジン回転数計測値Ｎｃ（すなわちキャリヤ軸回転数）をもとに、目標エンジントルクｔＴｅを実現するために必要な吸入空気量ｏＱｃを検索する。
【００７７】
ここで、図１１の関係は、制御プログラムでは、代表的な回転数Ｎkと代表的な吸入空気量Ｑiでの出力トルクＴ（Ｑi，Ｎk）を保持したエンジン出力トルクマップ４２０（図５）として、図４に示したＲＡＭ１０５に格納されている。そのため、吸入空気量ｏＱｃを検索するには、計測回転数Ｎｃを挟む代表回転数Ｎk，Ｎk+1上の格子点の値を吸入空気の小さい方から参照していき、与えられたエンジン目標トルクｔＴｅについて、以下の（数１０）を満たす吸入空気量ｏＱｃを見つけることにより行われる。
【００７８】
【数１０】
求められた吸入空気量ｏＱｃは、スロットル開度算出部１３５に出力される。
【００８０】
（ステップＳ３３５）
ステップＳ３３５において、図４に示した車両制御装置１００のスロットル開度算出部１３５は、エンジン１０のシリンダに、吸入空気量ｏＱｃだけ空気が流入するように、スロットル開度Θを算出する。ここで、スロットルバルブを通過する空気がシリンダに吸入されるまでには、空気流入遅れがある。そこで、スロットル開度算出部１３５は、吸入空気量をスロットルの開度に単純に置きかえるだけではなく、進み補正することで空気流入遅れをキャンセルしている。
【００８１】
エンジン１０では、エンジンに備え付けられたエンジン制御装置２１０の制御のもと、スロットル開度Θにしたがってスロットルバルブ１３が開閉される。また、空気量センサ１７から検出した吸入空気量に空気吸入遅れに関する補正を加え、シリンダでの空気と燃料の混合比が理論空燃比であるところの「１４．７」になるよう燃料を噴射する。さらに、燃焼効率が最大となるタイミングで点火が行われる。これにより物理的な動力が発生する。
【００８２】
（ステップＳ３４０）
ステップＳ３４０において、図４に示した車両制御装置１００のエンジン出力特性学習部１５０は、リングギヤ軸５５上に設置したトルクセンサ７１により計測した出力軸トルクｍＴｒを用いて、図１１に示したエンジンの出力トルク特性を自動学習する。
【００８３】
次に、エンジンの出力トルク特性の学習の方法について説明する。
出力トルク特性の学習は、制御プログラム内のエンジン出力トルクマップ４２０の値を随時更新することで行われる。まず、最適出力配分決定部１２０によって求められた出力軸トルク目標値ｔＴｅから、リングギヤ軸５５に分配されるエンジントルク目標値ｔＴｅｒは、以下の（数１１）によって、
【００８４】
【数１１】
として、求められる。
【００８６】
（数１１）によって求められたエンジントルク目標値ｔＴｅｒと、最適出力配分決定部１２０によって求めたモータ目標値ｔＴａの和である出力軸トルク目標値ｔＴｒと、実際に計測された出力軸トルク計測値ｍＴｒとから、評価関数Ｊを以下の（数１２）と、
【００８７】
【数１２】
する。
【００８９】
いま、エンジン操作量決定部１３０で求めたシリンダ吸入空気量ｏＱｃと、エンジン回転数Ｎｃについて、図１１に示したエンジン出力トルクマップ４２０上で点（ｏＱｃ，Ｎｃ）を取り囲む４格子点、（Ｑｉ，Ｎｋ），（Ｑｉ＋１，Ｎｋ），（Ｑｉ，Ｎｋ＋１），（Ｑｉ＋１，Ｎｋ＋１）のそれぞれの値Ｔ（Ｑｉ，Ｎｋ），Ｔ（Ｑｉ＋１，Ｎｋ），Ｔ（Ｑｉ，Ｎｋ＋１），Ｔ（Ｑｉ＋１，Ｎｋ＋１）を（数１３）の一般式にしたがって更新することで学習を行う。ここで、更新前の値をＴold、更新後の値をＴnewと記述する。
【００９０】
【数１３】
（数１３）の一般式を各点について具体的に記述した式を、（数１４），（数１５），（数１６），（数１７）に示す。
【００９２】
【数１４】
【数１５】
【数１６】
【数１７】
ただし、（数１４）から（数１７）におけるεは、微少な正のをあらわしている。求められた値Ｔnewによって、エンジン出力特性学習部１５０は、エンジン出力トルクマップ４２０を更新する。
【００９７】
なお、エンジントルクを回転数と吸入空気量を軸にトルクを記載したマップに代えて、回転数と燃料噴射量を軸にトルクを記載したマップを用いることもできる。このようなマップは、筒内噴射エンジンでは、発生トルクに対して燃料噴射量が寄与する割合が大きく、このようなエンジンを搭載した車両においては特に有効である。
【００９８】
（ステップＳ３４５）
ステップＳ３４５において、図４に示した車両制御装置１００のモータ電流制御操作量決定部１４０は、最適出力配分決定部１２０で決定したモータ２０の目標値ｔＴａを実現するモータ電力量Ａａを算出する。
【００９９】
ここで、図１２を用いて、モータ３０の回転数Ｎｒ（即ち、リングギヤ軸５５の回転数）と、モータ３０の消費電力Ａａと、モータ３０の発生トルクＴａの関係について説明する。
図１２は、本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるモータ３０の回転数Ｎｒと消費電力Ａａと発生トルクＴａの関係の説明図である。
【０１００】
図１２において、横軸はモータの回転数Ｎｒを示しており、縦軸はモータの消費電力Ａａを示している。図示する関係は制御プログラム中に、回転数Ｎｒと電力量Ａａの代表点での出力トルクＴａのモータ出力トルクマップ４３０として保持されている。モータ電流制御操作量決定部１４０は、センサにより計測されたモータ回転数Ｎｒと、最適出力配分決定部１２０から与えられたモータ目標値ｔＴａとから、モータ目標値ｔＴａを実現する消費電力Ａａを、マップの検索により求めている。ここで求められた消費電力Ａａがモータ３０に出力される。
【０１０１】
なお、図１２に示すように、回転の向きと同じ方向のトルクを発生する，即ち、力行するためには、蓄電池から電気的エネルギを消費する。回転と逆向きのトルクを発生する，即ち、回生するためには、モータにおいて発電（マイナスの消費電力の発生）が行われる。
【０１０２】
（ステップＳ３５０）
ステップＳ３５０において、図４に示した車両制御装置１００のモータ出力特性学習部１５５は、モータ３０の出力トルク特性の学習を行う。ここでの学習も、エンジン出力特性学習部１５０と同様に、（数１２）で与えられる評価関数Ｊを用いて、図１２に示したモータ３０の出力トルク特性をあらわす制御プログラム内のマップ４３０のデータを随時更新するものである。
【０１０３】
モータ３０のトルクマップ４３０上で、モータの消費電力Ａａと回転数Ｎｒから定まる点（Ａａ，Ｎｒ）を取り囲む４格子点、（Ａｉ，Ｎｋ），（Ａｉ＋１，Ｎｋ），（Ａｉ，Ｎｋ＋１），（Ａｉ＋１，Ｎｋ＋１）のそれぞれの値Ｔa（Ａｉ，Ｎｋ），Ｔa（Ａｉ＋１，Ｎｋ），Ｔa（Ａｉ，Ｎｋ＋１），Ｔa（Ａｉ＋１，Ｎｋ＋１）の値を更新する一般式を（数１８）に示す。
【０１０４】
【数１８】
（数１８）から定まる各格子点の値の具体的な更新式を、（数１９）〜（数２２）に示す。
【０１０６】
【数１９】
【数２０】
【数２１】
【数２２】
ただし、（数１９）〜（数２２）のεは、微少な正の数を表している。
【０１１１】
（ステップＳ３５５）
ステップＳ３５５において、図４に示した車両制御装置１００のモータ電流制御操作量決定部１４５は、最適出力配分決定部１２０で決定したモータ４０の目標値ｔＴｂを実現するモータ４０の電力量Ａｂを算出する。算出の方法は、モータ電流制御操作量決定部１３５と同様であり、モータ４０の回転数Ｎｓ（即ち、サンギヤ軸５４の回転数）と、モータ４０の消費電力Ａｂと、モータ４０の発生トルクＴｂの関係を示す図１２に示したような関係を用いて、算出される。算出された電力量Ａｂは、モータ４０に出力される。
【０１１２】
（ステップＳ３６０）
ステップＳ３５０において、図４に示した車両制御装置１００のモータ出力特性学習部１６０は、モータ４０の出力トルク特性の学習を行う。サンギヤ軸５４に設置した第２のトルクセンサ７２の計測値ｍＴｓと、最適出力配分決定部１２０によって算出されたモータ４０の目標トルクｔＴｂとから、（数２３）の評価関数Ｊ２を用いて、図１２と同様なモータ４０の出力トルク特性をあらわす制御プログラム内のモータ出力マップデータ４４０を随時更新するものである。
【０１１３】
【数２３】
即ち、（数２４）により、モータ４０の消費電力Ａｂと回転数Ｎｓから定まる点（Ａｂ，Ｎｓ）を取り囲む４格子点、（Ａｉ，Ｎｋ），（Ａｉ＋１，Ｎｋ），（Ａｉ，Ｎｋ＋１），（Ａｉ＋１，Ｎｋ＋１）のそれぞれの値Ｔｂ（Ａｉ，Ｎｋ），Ｔｂ（Ａｉ＋１，Ｎｋ），Ｔｂ（Ａｉ，Ｎｋ＋１），Ｔｂ（Ａｉ＋１，Ｎｋ＋１）の値を更新する。
【０１１５】
【数２４】
（数２４）を展開して求めた各格子点についての具体的な更新式を、（数２５）〜（数２８）に示す。
【０１１７】
【数２５】
【数２６】
【数２７】
【数２８】
なお、以上の説明では、２つのトルクセンサ７１，７２を用いるものとして説明したが、例えば、サンギヤ軸５４上の第２のトルクセンサ７２用いないようにしてもよいものである。この場合、モータ４０の特性の学習には、リングギヤ軸５５に設置に設置した第１のトルクセンサ７１の計測値ｍＴｒと、図３に示した動作共線での力のバランスと、（数５）の慣性モーメントの関係から推定したサンギヤ軸トルク推定値ｍＴｓ２を、（数１９）に示したｍＴｓの代わりに用いるようにする。これにより若干の精度劣化はあるものの、部品点数を省略した車両でも学習が行える。
【０１２２】
以上説明したように、本実施形態によれば、蓄電池充放電効率学習部１６５を用いて、蓄電池充放電効率テーブル４１０を逐次更新し、エンジン出力特性学習部１５０を用いて、エンジン出力トルクマップ４２０を更新し、モータ出力特性学習部１５５，１６０を用いて、モータ出力トルクマップ４３０，４４０を更新することにより、動力源や動力伝達機構を構成する車両の構成部品の特性変化が生じた場合でも、目標の動力を得ることができ、円滑な走行を可能にすることができる。
【０１２３】
次に、図１３を用いて、本発明の第２の実施形態による車両制御方法について説明する。
図１３は、本発明の第２の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
なお、本実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成は、図１に示したものと同様であり、本実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムのエンジン制御システムの構成は、図２に示したものと同様であり、本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置のシステム構成は、図４に示したものと同様である。さらに、図５に示したフローチャートと同一符号は同一処理を示している。
【０１２４】
本実施形態に車両制御装置１００の処理内容としては、図５に示した処理内容に、さらに、ステップＳ３３７，Ｓ３４７の処理を追加したものである。
【０１２５】
ステップＳ３３７において、エンジン出力特性学習部１５０（図４）は、エンジン出力のみの走行か否かを判断する。エンジン出力のみの走行である場合には、ステップＳ３４０において、エンジン出力特性の学習を行う。エンジン出力のみの走行でない場合には、ステップＳ３４０をスキップして、ステップＳ３４５の処理に進む。
これにより、エンジン出力トルク特性データの学習は、車両がエンジン１０（図４）からの出力のみで走行しているとき、即ち、モータ３０（図４）が停止しているときにのみ行われる。これは、中程度の走行負荷のもと一定速度で走行しているときに該当する。
このように、モータ３０の停止中にエンジン出力トルク特性の学習をすることにより、モータ３０の出力特性が変化したとき、誤学習によりエンジン出力トルク特性データが一時的に誤って学習されるといった危険を回避することが可能になる。
【０１２６】
また、ステップＳ３４７において、モータ出力特性学習部１５５（図４）は、モータ３０のみの走行かあるは回生かを判断する。モータ３０のみによる走行か回生動作中である場合には、ステップＳ３５０において、モータ出力特性の学習を行う。モータ３０のみによる走行か回生動作中でない場合には、ステップＳ３５０をスキップして、ステップＳ３５５の処理に進む。
これにより、モータ３０の出力トルク特性データの学習も、車両がモータ３０からの出力のみで走行あるいは回生しているとき、すなわちエンジン１０の出力が０の場合に限定される。これは、軽微な走行負荷のもと低速で走行しているとき、あるいはモータ３０が回生することで制動をしているときに該当する。
このように、エンジン１０の停止中にモータ３０の出力トルク特性の学習をすることにより、エンジン１０の出力特性が変化したとき、誤学習によりモータ出力トルク特性データが一時的に誤って学習されるといった危険を回避することが可能になる。
【０１２７】
なお、以上の説明では、２つのトルクセンサ７１，７２を用いるものとして説明したが、例えば、サンギヤ軸５４上の第２のトルクセンサ７２用いないようにしてもよいものである。この場合、モータ４０の特性の学習には、リングギヤ軸５５に設置に設置した第１のトルクセンサ７１の計測値ｍＴｒと、図３に示した動作共線での力のバランスと、（数５）の慣性モーメントの関係から推定したサンギヤ軸トルク推定値ｍＴｓ２を、（数１９）に示したｍＴｓの代わりに用いるようにする。これにより若干の精度劣化はあるものの、部品点数を省略した車両でも学習が行える。
【０１２８】
以上説明したように、本実施形態によれば、エンジン１０とモータ３０のそれぞれの出力トルク特性を学習するタイミングを限定することで、誤学習によりエンジン１０やモータ３０の出力トルク特性データが一時的に誤って学習されるといった危険を回避することができる。
【０１２９】
次に、図１４〜図１６を用いて、本発明の第３の実施形態による車両制御方法について説明する。
図１４は、本発明の第３の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
なお、本実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成は、図１に示したものと同様であり、本実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムのエンジン制御システムの構成は、図２に示したものと同様であり、本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置のシステム構成は、図４に示したものと同様である。さらに、図５に示したフローチャートと同一符号は同一処理を示している。
【０１３０】
図５に示した実施形態との主たる相違点は、図５において用いていたエンジン出力トルクマップ４２０に代えて、エンジン出力理論式パラメータａｅ，ｂｅ４２０Ａを用い、また、モータ出力トルクマップ４３０，４４０に代えて、モータ出力理論式パラメータ４３０Ａ，４４０Ａを用いるようにしたことにある。
【０１３１】
車両に搭載されたエンジンの出力特性は、図１１に示したトルクマップに代表され、モータの出力特性は、図１２に示したトルクマップに代表されるが、これらは、理論的な式として定めることができる。例えば、エンジンについて、図１１のトルクマップにより（数１０）で与えられていたエンジンの（目標）トルクと（目標）シリンダ吸入空気量及びエンジン回転数Ｎｃの関係は、理論式を用いることで、以下の（数２９）と表すこともできる。
【０１３２】
【数２９】
従って、この（数２９）の係数ａｃ，ｂｅを学習することで、第１の実施形態と同様に、エンジンの特性変化を学習することができる。
【０１３４】
エンジン１０の特性に関わるパラメータａｃ，ｂｅの学習を定める式を、（数３０）、（数３１）で示すことができる。
【０１３５】
【数３０】
【数３１】
同様に、回転数に関わる理論式から、モータ３０，４０のそれぞれの（目標）出力トルクと消費電流量とモータ回転数の関係は、（数２９）に類する代数式で表現できる。この式のパラメータを学習することで第一の実施形態と同様に、モータの特性変化を学習することができる。
【０１３８】
図１４のフローチャートに示すステップＳ３３０Ａ〜Ｓ３６０Ａについて説明する。
（ステップＳ３３０Ａ）
ステップＳ３３０Ａにおいて、図４に示した車両制御装置１００のエンジン操作量決定部１３０は、最適出力配分決定部１２０で決定したエンジン目標トルクｔＴｅを、定常状態で実現するシリンダ吸入空気量ｏＱｃを、（数３０）及びエンジン出力理論式パラメータ４２０Ａに格納されたエンジン出力理論式パラメータａｅ，ｂｅを用いて算出する。
【０１３９】
（ステップＳ３３５Ａ）
ステップＳ３３５Ａにおいて、図４に示した車両制御装置１００のスロットル開度算出部１３５は、エンジン１０のシリンダに、吸入空気量ｏＱｃだけ空気が流入するように、スロットル開度Θを算出する。エンジン１０では、エンジンに備え付けられたエンジン制御装置２１０の制御のもと、スロットル開度Θにしたがってスロットルバルブ１３が開閉される。また、シリンダでの空気と燃料の混合比が理論空燃比であるところの「１４．７」になるよう燃料を噴射する。さらに、燃焼効率が最大となるタイミングで点火が行われる。これにより物理的な動力が発生する。
【０１４０】
（ステップＳ３４０Ａ）
ステップＳ３４０Ａにおいて、図４に示した車両制御装置１００のエンジン出力特性学習部１５０は、リングギヤ軸５５上に設置したトルクセンサ７１により計測した出力軸トルクｍＴｒを用いて、図１１に示したエンジンの出力トルク特性を自動学習する。そして、（数３０），（数３１）を用いて、更新されたエンジン出力理論式パラメータａｅnew，ｂｅnewを算出して、更新されたパラメータを、エンジン出力理論式パラメータ４２０Ａに格納することによって、パラメータの更新を行う。
【０１４１】
（ステップＳ３４５Ａ）
ステップＳ３４５Ａにおいて、図４に示した車両制御装置１００のモータ電流制御操作量決定部１４０は、最適出力配分決定部１２０で決定したモータ２０の目標値ｔＴａを実現するモータ電力量Ａａを、モータ出力理論式パラメータ４３０Ａに格納されたパラメータを用いて算出する。
【０１４２】
（ステップＳ３５０Ａ）
ステップＳ３５０Ａにおいて、図４に示した車両制御装置１００のモータ出力特性学習部１５５は、モータ３０の出力トルク特性の学習を行う。そして、（数３０），（数３１）同様の代数式を用いて、更新されたモータ出力理論式パラメータを算出して、更新されたパラメータを、モータ出力理論式パラメータ４３０Ａに格納することによって、パラメータの更新を行う。
【０１４３】
さらに、ステップＳ３５５Ａ，Ｓ３６０Ａにおける処理も、ステップＳ３４５Ａ，Ｓ３５０Ａの処理と同様に行われ、モータ４０の特性変化の学習が行われる。
【０１４４】
なお、動力源の出力特性の非線形性が強い場合、例えば、パラメータａｅ，ｂｅが回転数の影響を強く受けるような車両においては、パラメータの値を回転数毎に足めたテーブルを用意し、このテーブルを学習するようにしてもよいものである。これにより、非線形性が強い動力源を用いた車両においても良好な倒御を行うことが可能となる。
【０１４５】
ここで、図１５及び図１６を用いて、エンジンのパラメータテーブルの一例について説明する。
図１５及び図１６は、本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるエンジンのパラメータの構成の説明図である。
【０１４６】
図１５に示すパラメータテーブルは、エンジン回転数とパラメータａｅを対応させたテーブルであり、さらに、インデックス番号を付与している。また、図１６に示すパラメータテーブルは、エンジン回転数とパラメータｂｅを対応させたテーブルであり、さらに、インデックス番号を付与している。また、モータのパラメータテーブルも同様に構成される。
【０１４７】
エンジン回転数がＮｅであるとき、ａｅはＮｋ≦Ｎ６＜Ｎｋ＋１をみたすインデックスｋでの値Ａｋ，Ａｋ十１を用いて、（数３２）のように、
【０１４８】
【数３２】
として線形補完して読み取られる。
【０１５０】
同様に、パラメータｂｅも、テーブルデータを線形補完して読み取られる。ここで、パラメータａｅに関わるテーブルデータＡｋ，Ａｋ＋１の学習は、（数３３），（数３４）により、
【０１５１】
【数３３】
【数３４】
として行われる。
【０１５４】
パラメータｂｅに関するテーブルデータの学習も、同様に、（数３５），（数３６）により
【０１５５】
【数３５】
【数３６】
として行われる。
【０１５８】
以上説明したように、本実施形態によれば、動力源や動力伝達機構を構成する車両の構成部品の特性変化が生じた場合でも、目標の動力を得ることができ、円滑な走行を可能にすることができる。
また、エンジン出力トルクやモータ出力トルクを、マップに代えてパラメータを用いて求めることにより、車両制御装置の処理を軽減することができる。
【０１５９】
次に、図１７〜図１９を用いて、本発明の第４の実施形態による車両制御方法について説明する。
図１７は、本発明の第４の実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成について説明する。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。
【０１６０】
図１に示した実施形態との主たる相違点は、図１において用いていた動力源であるモータ４０をなくし、動力源として、内燃機関であるところのエンジン１０と、回転機であるところのモータ３０を備えている。モータ３０は、エンジンの出力軸５６上に設置される。また、図１において用いていた動力伝達機構である遊星歯車機構５０の代わりに、無段変速機８０を備えている。エンジン１０及びモータ３０の出力は、駆動軸５５に伝達され、車輪６６Ａ，６６Ｂを駆動する。
【０１６１】
エンジン１０は、エンジン制御装置２１０によって制御される。モータ３０は、モータ制御装置２３０によって制御される。無段変速機８０は、変速機制御装置２８０によって制御される。
【０１６２】
車両制御装置１００Ａは、エンジン制御装置２１０と、モータ制御装置２３０と、変速機制御装置２８０と電気信号的接続されており、これらの各制御装置２１０，２３０，２８０を統括制御する。車両制御装置１００Ａは、変速機制御装置２８０に対して、変速比ｉの指令値を出力する。
その他の構成は、図１に示したものと同様である。
【０１６３】
次に、図１８を用いて、本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置１００Ａのシステム構成について説明する。
【０１６４】
本実施形態による車両制御装置１００Ａは、目標駆動トルク決定部１１０と、乗算器１１５と、最適配分決定部１２０Ａと、蓄電池充電要求判定部１２５と、エンジン操作量決定部１３０と、スロットル開度算出部１３５と、モータ電流制御操作量決定部１４０と、エンジン出力特性学習部１５０と、モータ出力特性学習部１５５と、蓄電池充放電効率学習部１６５とから構成されている。即ち、図４に示した構成と比べて、モータ電流制御操作量決定部１４５と、モータ出力特性学習部１６０がない構成となっている。
【０１６５】
最適配分決定部１２０Ａは、乗算器１１５によって算出された目標駆動出力ｔＰｄと、蓄電池充電要求判定部１２５によって決定された充電要求Ｄbatと、車速センサ２１によって検出された車速Ｖに基づいて、エンジン１０，モータ３０及び無段変速機８０の最適な運転目標値ｔＴｅ，ｔＴａ，ｉを設定する。
なお、車両制御装置１００Ａを構成する各部の詳細な動作については、図１９のフローチャートを用いて詳述する。
【０１６６】
次に、図１９を用いて、図１８に示した本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置１００Ａの処理内容について説明する。なお、図１９に示すフローチャートにおいて、図５と相違する点は、ステップ３２５Ａの最適出力配分決定処理だけであり、この点について以下に説明する。また、図５に示したステップＳ３５５，Ｓ３６０の処理がなくなっているが、これは、モータ４０を用いないためである。
【０１６７】
（ステップＳ３２５Ａ）
ステップＳ３２５Ａにおいて、図１８に示した車両制御装置１００の最適出力配分決定部１２０Ａは、乗算器１１５によって算出された目標駆動出力ｔＰｄと、蓄電池充電要求判定部１２５によって決定された充電要求Ｄbatと、車速センサ２１によって検出された車速Ｖに基づいて、エンジン１０，モータ３０及び無段変速機８０の最適な運転目標値ｔＴｅ，ｔＴａ，ｉを設定する。
【０１６８】
最適出力配分決定部１２０Ａは、車速Ｖと、（数１）〜（数５）と、各動力機の最大／最小出力を制約条件とし、充電要求Ｄbatと車速Ｖとから求まる必要充電出力と目標駆動出力ｔＰｄを満たし、燃費を最小とするための動力の組合せを求めることで、最適な運転目標値ｔＴｅ，ｔＴａ，ｉを一意に決定する。求められた組合せは、エンジン１０については発生すべき目標トルク値ｔＴｅとして定まり、エンジン操作量決定部１３０に出力される。モータ３０については、目標トルク値ｔＴａとして定まり、モータ電流制御操作量決定部１４０に出力される。無段変速機８０については、変速比ｉとして定まり、無段変速機８０に出力される。
【０１６９】
車両の構成部品の特性変化の学習に関わる処理は、図１〜図１２に示した第１の実施形態における学習基本式である（数１２），（数１３），（数１８）により定められるものである。ここで、ｍＴｒは、図１７に示したモータ３０と無段変速機８０の間に設置されたトルクセンサ７１の計測値であり、ｔＴｒは、第１の実施形態と同様に、エンジンの出力トルク目標値ｔＴｅｒとモータ３０の出力トルク目標値ｔＴａの和である。ただし、車両の構成の変更に伴い、エンジン出力をトルクセンサで計測するまでに遊星歯車機構による変速は行われていないものである。よって、基本式から導かれる具体的な更新式であるところの（数１４）〜（数１７）は、遊星歯車機構の歯車数比ｋによらない式に変更される。（数１４）は、以下の（数３７）に置き換わる。
【０１７０】
【数３７】
なお、本実施形態は、エンジン１０とモータ３０との間にクラッチを設けた車両に対しても適用できるものである。このような車両では、クラッチを切断することでモータ３０のみでの走行が可能となる。モータ３０の出力トルク特性データの学習を、クラッチ切断時のみに限定することで、第２の実施の形態と同様に誤学習を回避することが可能となる。
また、トルクセンサを駆動軸５５上に設置してもよいものである。この場合、無投変速機による出力の損失分を併せて学習させることも可能である。
【０１７２】
以上説明したように、本実施形態によれば、蓄電池充放電効率学習部１６５を用いて、蓄電池充放電効率テーブル４１０を逐次更新し、エンジン出力特性学習部１５０を用いて、エンジン出力トルクマップ４２０を更新し、モータ出力特性学習部１５５を用いて、モータ出力トルクマップ４３０を更新することにより、動力源や動力伝達機構を構成する車両の構成部品の特性変化が生じた場合でも、目標の動力を得ることができ、円滑な走行を可能にすることができる。
【０１７３】
次に、図２０及び図２１を用いて、本発明の第５の実施形態による車両制御方法について説明する。
図２０は、本発明の第５の実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成について説明する。なお、図１７と同一符号は、同一部分を示している。
【０１７４】
図１７に示した実施形態との主たる相違点は、図１７において用いていた動力源であるモータ３０をなくし、動力源として、内燃機関であるところのエンジン１０のみの単一動力源としたことである。また、図１７と同様に、動力伝達機構である無段変速機８０を備えている。エンジン１０は、エンジン制御装置２１０によって制御される。無段変速機８０は、変速機制御装置２８０によって制御される。
【０１７５】
車両制御装置１００Ｂは、エンジン制御装置２１０と、変速機制御装置２８０と電気信号的接続されており、これらの各制御装置２１０，２８０を統括制御する。車両制御装置１００Ｂは、変速機制御装置２８０に対して、変速比ｉの指令値を出力する。
その他の構成は、図１７に示したものと同様である。
【０１７６】
本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置１００Ｂのシステム構成は、図１８に示したシステムブロック図に示した蓄電池充電要求判定部１２５，モータ電流制御操作量決定部１４０，モータ出力特性学習部１５５，蓄電池充放電効率学習部１６５がなくなり、図１８に示した最適配分決定部１２０Ａに代えて、最適配分決定部１２０Ｂを備えたものである。最適配分決定部１２０Ｂは、乗算器１１５によって算出された目標駆動出力ｔＰｄと、車速センサ２１によって検出された車速Ｖに基づいて、エンジン１０及び無段変速機８０の最適な運転目標値ｔＴｅ，ｉを設定する。
なお、車両制御装置１００Ｂを構成する各部の詳細な動作については、図２１のフローチャートを用いて詳述する。
【０１７７】
次に、図２１を用いて、図２０に示した本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置１００Ｂの処理内容について説明する。なお、図２１に示すフローチャートにおいて、図１９相違する点は、ステップ３２５Ｂの最適出力配分決定処理だけであり、この点について以下に説明する。また、図１９に示したステップＳ３４５，Ｓ３５０の処理がなくなっているが、これは、モータ３０を用いないためである。
【０１７８】
（ステップＳ３２５Ｂ）
ステップＳ３２５Ｂにおいて、図２０に示した車両制御装置１００Ｂの最適出力配分決定部１２０Ｂは、乗算器１１５によって算出された目標駆動出力ｔＰｄと、車速センサ２１によって検出された車速Ｖに基づいて、エンジン１０及び無段変速機８０の最適な運転目標値ｔＴｅ，ｉを設定する。
【０１７９】
最適出力配分決定部１２０Ｂは、車速Ｖと、（数１）〜（数５）と、各動力機の最大／最小出力を制約条件とし、車速Ｖとから求まる目標駆動出力ｔＰｄを満たし、燃費を最小とするための動力の組合せを求めることで、最適な運転目標値ｔＴｅ，ｉを一意に決定する。求められた組合せは、エンジン１０については発生すべき目標トルク値ｔＴｅとして定まり、エンジン操作量決定部１３０に出力される。無段変速機８０については、変速比ｉとして定まり、無段変速機８０に出力される。
【０１８０】
ステップＳ３４０におけるエンジン出力トルクの学習は、上述した学習基本式である（数１２），（数１３）に従って行われる。具体的なデータの更新式は、（数３７）に代表される式による。ただし、ｍＴｒは、図２０でエンジン１０と無段変速機８０の間に設置されたトルクセンサ７１の計測値であり、ｔＴｒはエンジン１０の出力トルク目標値ｔＴｅｒである。
【０１８１】
なお、本実施形態は、エンジンを回転機に置き換えた電気自動車においても同様に有効なものである。
【０１８２】
以上の説明したように、本実施形態によれば、単一の動力源を持つ車両においても、燃費などを考慮しつつ最適な動力源目標トルクを算出し、これを制御することが可能となる。さらに、このとき動力源の出力トルクマップを随時学習することで、経年変化や周辺環境の影響によらずに、常に円滑かつ効率的な走行が可能となる。
【０１８３】
次に、図２２を用いて、本発明の第６の実施形態による車両制御方法について説明する。
本実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成は、図２０に示したものと同様である。図２０と異なる点は、エンジン１０として、通常の燃料を吸気弁の手前に噴射するポート噴射式エンジンに代えて、燃料を気筒内に直接噴射する筒内質射エンジンに変更したものである。
【０１８４】
このような車両では、空燃比をストイキにとる場合と、リーンにとる場合でエンジン出力トルクの特性が異なる。従って、２つの出力トルクマップを準備し、ストイキの場合の出力トルクマップとリーンの場合の出力トルクマップとすることで、特に円滑な制御が実現でき、有効性が高められる。
【０１８５】
本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置１００Ｂのシステム構成は、図２０に示したものと同様である。
【０１８６】
ここで、図２２を用いて、本実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容について説明する。なお、図２２に示すフローチャートにおいて、図２１と相違する点は、ステップＳ３３０Ａ以降の処理であり、この点について以下に説明する。
【０１８７】
（ステップＳ３３０Ａ）
ステップＳ３３０Ａにおいて、車両制御装置のエンジン操作量決定部１３０は、最適出力配分決定部１２０で決定したエンジン目標トルクｔＴｅを、定常状態で実現するシリンダ吸入空気量ｏＱｃを算出する。このとき、車両の運転状態に応じて、ストイキ運転時には、ストイキ運転時エンジン出力トルクマップ４２０Ａを使用し、リーン運転時には、リーン運転時エンジン出力トルクマップ４２０Ｂを使用する。
【０１８８】
（ステップＳ３３５）
ステップＳ３３５において、車両制御装置のスロットル開度算出部１３５は、エンジン１０のシリンダに、吸入空気量ｏＱｃだけ空気が流入するように、スロットル開度Θを算出する。
【０１８９】
（ステップＳ３３６）
ステップＳ３３６において、エンジン特性学習部１５０は、ストイキ運転か否かを判断し、ストイキ運転時であれば、ステップＳ３４０Ａに進み、そうでなければ、ステップＳ３３７に進む。
【０１９０】
（ステップＳ３４０Ａ）
ストイキ運転時には、ステップＳ３４０Ａにおいて、車両制御装置のエンジン出力特性学習部１５０は、トルクセンサにより計測した出力軸トルクｍＴｒを用いて、エンジンの出力トルク特性を自動学習する。
【０１９１】
（ステップＳ３３７）
ステップＳ３３７において、エンジン特性学習部１５０は、リーン運転か否かを判断し、リーン運転時であれば、ステップＳ３４０Ｂに進み、そうでなければ、学習は行わずに処理を終了する。
【０１９２】
（ステップＳ３４０Ｂ）
リーン運転時には、ステップＳ３４０Ｂにおいて、車両制御装置のエンジン出力特性学習部１５０は、トルクセンサにより計測した出力軸トルクｍＴｒを用いて、エンジンの出力トルク特性を自動学習する。
【０１９３】
以上の説明したように、本実施形態によれば、単一の動力源を持つ車両においても、燃費などを考慮しつつ最適な動力源目標トルクを算出し、これを制御することが可能となる。さらに、このとき動力源の出力トルクマップを随時学習することで、経年変化や周辺環境の影響によらずに、常に円滑かつ効率的な走行が可能となる。また、２つの出力トルクマップを準備し、ストイキの場合の出力トルクマップとリーンの場合の出力トルクマップとすることで、特に円滑な制御が実現でき、有効性が高められる。
【０１９４】
【発明の効果】
本発明によれば、車両の構成部品の特性変化が生じた場合でも、円滑な走行の可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成を示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムのエンジン制御システムの構成図である。
【図３】本発明の一実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムに用いる遊星歯車機構の軸回転数や軸トルクの関係を示す共線図である。
【図４】本発明の一実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置のシステムブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるアクセルペダル踏み角ＡＰＳと車速Ｖと、このときの目標駆動トルクｔＴｄの関係の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるブレーキペダル踏み角ＢＰＳとブレーキアシスト量ｔＢｒの関係の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いる蓄電池充放電効率と値Ｅｓ，Ｅｅの関係の説明図である。
【図９】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いる蓄電池充放電効率テーブルの構成の説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いる蓄電池充放電効率と値Ｅｓ，Ｅｅの関係の他の例の説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるエンジントルクｔＴｅとエンジン回転数Ｎｃと、このときの空気流量Ｑｃの関係の説明図である。
【図１２】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるモータ３０の回転数Ｎｒと消費電力Ａａと発生トルクＴａの関係の説明図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第３の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるエンジンのパラメータの構成の説明図である。
【図１６】本発明の一実施形態による車両制御方法に用いるエンジンのパラメータの構成の説明図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成を示す構成図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置のシステムブロック図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第５の実施形態による車両制御方法を適用する車両制御システムの構成を示す構成図である。
【図２１】本発明の第５の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の第６の実施形態による車両制御方法を実行する車両制御装置の処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…エンジン
３０，４０…モータ
５０…遊星歯車機構
７０…蓄電池
７１，７２…トルクセンサ
８０…無段変速機
７５，７６…電力計
７７…蓄電池電力残量検出器
１００…車両制御装置
１１０…目標駆動トルク決定部
１１５…乗算器
１２０…最適配分決定部
１２５…蓄電池充電要求判定部
１３０…エンジン操作量決定部
１３５…スロットル開度算出部
１４０，１４５…モータ電流制御操作量決定部
１５０…エンジン出力特性学習部
１５５，１６０…モータ出力特性学習部
１６５…蓄電池充放電効率学習部
２１０…エンジン制御装置
２３０，２４０…モータ制御装置
２８０…変速機制御装置
Claims (6)
- 動力源である原動機及び回転機から出力された動力を動力伝達軸を介して車輪に伝達して車両を駆動するとともに、上記回転機に電気的に接続された蓄電池を有する車両を制御する車両制御方法において、
上記動力伝達軸上に設置されたトルクセンサと、上記蓄電池と上記回転機との間に接続された電力計と、上記蓄電池の電力残量を検出する蓄電池電力残量検出器とを用い、
上記電力計により検出され、所定時間毎に上記蓄電池に充放電された電気量Ｗｅと、上記蓄電池電力残量検出器により検出された電力残量Ｅｂａｔに基づいて、上記蓄電池の充放電効率を学習し、
上記トルクセンサを用いて、上記回転機が停止しているときの上記原動機の出力トルクｍＴｒを測定し、目標駆動力から定まるトルク目標値ｔＴｒとトルク測定値ｍＴｒとの差から、原動機の出力トルク特性を学習し、
上記トルクセンサを用いて、上記回転機のみの動作中の上記回転機の出力トルクｍＴｓを測定し、目標駆動力から定まるトルク目標値ｔＴｂとトルク測定値ｍＴｓとの差から、回転機の出力トルク特性を学習し、
この学習によって得られた上記蓄電池，上記原動機及び上記回転機の特性に基づいて、車両を制御することを特徴とする車両制御方法。 - 請求項１記載の車両制御方法において、
上記動力源として、原動機及び２つの回転機を備え、
これらの動力源から動力分配機構を介して、車両駆動力を得るとともに、上記原動機及び２つの回転機及び蓄電池の特性を学習することを特徴とする車両制御方法。 - 請求項１記載の車両制御方法において、
上記蓄電池の充放電効率から可変的に充電開始閾値と充電終了閾値を定め、蓄電池の電力残量を測定し、電力残量が上記充電開始閾値以下ならば回転機を発電機として用い蓄電池への充電を行い、電力残量が上記充電終了閾値以上ならば回転機による発電停止する運行方法を行うことを特徴とした車両制御方法。 - 動力源である原動機及び回転機から出力された動力を動力伝達軸を介して車輪に伝達して車両を駆動するとともに、上記回転機に電気的に接続された蓄電池を有する車両を制御する車両制御装置において、
上記動力伝達軸上に設置されたトルクセンサと、
上記蓄電池と上記回転機との間に接続された電力計と、
上記蓄電池の電力残量を検出する蓄電池電力残量検出器と、
上記電力計により検出され、所定時間毎に上記蓄電池に充放電された電気量Ｗｅと、上記蓄電池電力残量検出器により検出された電力残量Ｅｂａｔに基づいて、上記蓄電池の充放電効率を学習する蓄電池充放電効率学習部と、
上記トルクセンサを用いて、上記回転機が停止しているときの上記原動機の出力トルクｍＴｒを測定し、目標駆動力から定まるトルク目標値ｔＴｒとトルク測定値ｍＴｒとの差から、原動機の出力トルク特性を学習するエンジン出力特性学習部と、
上記トルクセンサを用いて、上記回転機のみの動作中の上記回転機の出力トルクｍＴｓを測定し、目標駆動力から定まるトルク目標値ｔＴｂとトルク測定値ｍＴｓとの差から、回転機の出力トルク特性を学習するモータ出力特性学習部とを備え、
上記各学習部の学習によって得られた上記蓄電池，上記原動機及び上記回転機の特性に基づいて、車両を制御することを特徴とする車両制御装置。 - 請求項４記載の車両制御装置において、
上記動力源として、原動機及び２つの回転機を備え、
上記モータ出力特性学習部として、上記２つの回転機のそれぞれについて回転機の出力トルク特性を学習する第１と第２のモータ出力特性学習部とを備えることを特徴とする車両制御装置。 - 請求項４記載の車両制御装置において、
上記蓄電池の充放電効率から可変的に充電開始閾値と充電終了閾値を定め、蓄電池の電力残量を測定し、電力残量が上記充電開始閾値以下ならば回転機を発電機として用い蓄電池への充電を行い、電力残量が上記充電終了閾値以上ならば回転機による発電停止する運行方法を行う蓄電池充電要求判定部を備えることを特徴とした車両制御装置。
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