JP3918764B2 - 自動車 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車に関し、詳しくは、駆動軸に動力の出力が可能な内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を入力して発電可能な発電機とを備える自動車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の自動車としては、エンジンとバッテリの充放電を伴って駆動するモータジェネレータとを備えるハイブリッド自動車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、運転者によるアクセルペダル操作に基づいて設定される目標駆動トルクとバッテリのＳＯＣ（State Of Charge）に基づいて設定される目標発電トルクとを賄うように目標エンジントルクを設定してこの目標エンジントルクによりエンジンを駆動制御すると共に、エンジンから出力されるエンジントルクを推定してこの推定エンジントルクと目標駆動トルクとの差分のトルクを目標モータトルクとしてモータジェネレータを駆動制御している。これにより、定常時には目標駆動トルクを出力しながらバッテリに必要な電力をモータジェネレータにより発電できると共にエンジンの出力応答遅れを伴う過渡時でも目標駆動トルクを出力できる、とされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３４３８９１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたハイブリッド自動車では、定常時にもエンジンから出力されるエンジントルクを推定してモータを制御するから、エンジントルクの推定の困難性から、定常時に推定されたエンジントルクに誤差が生じる場合がある。この場合、推定されたエンジントルクと目標駆動トルクとの差分のトルクを目標モータトルクとしてモータジェネレータを制御すると、車両が不安定な状態となり却ってドライバビリティを悪化させてしまう場合がある。
【０００５】
本発明の自動車は、こうした問題を解決し、自動車の走行安定性を考慮しながらより確実に要求動力を出力することを目的の一つとする。また、本発明の自動車は、発電機による発電電力の蓄積や消費を行なう機器の状態の変化に拘わらず要求動力をより確実に出力することを目的の一つとする。さらに、本発明の自動車は、運転者が予期しないショックの発生を防止することを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の自動車は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の自動車は、
記発電機により発電された電力を蓄積または消費する電力蓄積消費手段と、
前記駆動軸に要求される要求動力と前記電力蓄積消費手段に要求される要求電力とに基づいて前記内燃機関が出力すべき目標内燃機関動力を設定すると共に前記要求電力に基づいて前記発電機が入力すべき目標発電機動力を設定する目標動力設定手段と、
前記設定された目標内燃機関動力が前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を制御すると共に前記設定された目標発電機動力が前記発電機に入力されるよう該発電機を制御する制御手段と、
前記内燃機関から出力されている内燃機関動力を推定する内燃機関動力推定手段と、
前記電力蓄積消費手段の状態に所定の変更がなされるに伴って前記設定される目標内燃機関動力が急変更されるとき、前記目標動力設定手段による目標発電機動力の設定に代えて前記内燃機関動力推定手段により推定された内燃機関動力に基づいて前記要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記発電機が入力すべき目標発電機動力を設定する急変更時設定を行なう急変更時目標動力設定手段と
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の自動車では、駆動軸に要求される要求動力と電力蓄積消費手段に要求される要求電力とに基づいて目標内燃機関動力を設定すると共に要求電力に基づいて目標発電機動力を設定し、設定した目標動力によって内燃機関と発電機を制御する。一方、電力蓄積消費手段の状態に所定の変更がなされるに伴って目標内燃機関動力が急変更されるとき、上記の発電機の目標発電機動力の設定に代えて内燃機関から出力されていると推定される推定内燃機関動力に基づいて要求動力が駆動軸に出力されるように目標発電機動力を設定する。したがって、電力蓄積消費手段の状態の変更に拘わらず要求動力を出力することができる。また、通常時では、駆動軸に要求される要求動力と電力蓄積消費手段に要求される要求電力とに基づいて目標内燃機関動力を設定すると共に要求電力に基づいて目標発電機動力を設定、即ち推定が困難である内燃機関から出力されている動力を推定せずに目標発電機動力を設定するから、自動車の走行安定性を確保することができる。
【０００９】
こうした本発明の自動車において、前記所定の変更は、前記電力蓄積消費手段により電力の蓄積または消費を開始する変更または停止する変更であるものとすることもできる。こうすれば、電力蓄積消費手段の電力の蓄積や消費の開始による変更または停止による変更に伴う目標内燃機関動力の比較的急激な変更に拘わらず要求動力を出力することができる。
【００１０】
また、本発明の自動車において、前記急変更時目標動力設定手段は、前記目標動力設定手段により設定された目標発電機動力を、前記設定された目標内燃機関動力と前記推定された内燃機関動力との偏差に基づいて再設定する手段であるものとすることもできるし、或いは、本発明の自動車において、前記急変更時目標動力設定手段は、前記推定された内燃機関動力と前記要求動力との偏差に基づいて前記目標発電機動力を設定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、電力蓄積消費手段の状態が変更される際でも比較的容易に要求動力を出力させることができる。
【００１１】
さらに、本発明の自動車において、前記急変更時目標動力設定手段は、所定時間に亘って前記急変更時設定を行なう手段であるものとすることもできるし、或いは、本発明の自動車において、前記急変更時目標動力設定手段は、前記推定された内燃機関動力が前記設定された目標内燃機関動力の近傍に達するまで前記急変更時設定を行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、より適切な期間において電力蓄積消費手段の状態が変更される際の目標発電機動力の設定を行なうことができる。
【００１２】
また、本発明の自動車において、記電力蓄積消費手段は、前記発電機により発電された電力により充電する二次電池を含む手段であるものとすることもできる。
【００１３】
また、本発明の自動車において、前記電力蓄積消費手段は、前記発電機による発電された電力により駆動する所定の補機を含む手段であるものとすることもできる。ここで、所定の補機には、例えば、エアコンプレッサなどが含まれる。
【００１４】
また、本発明の自動車において、前記動力推定手段は、前記内燃機関の吸入負荷に基づいて該内燃機関から出力されている動力を推定する手段であるものとすることもできる。
【００１５】
また、本発明の自動車において、前記急変更時目標動力設定手段は、前記自動車が走行中であることを条件の一つとして前記急変更時制御を行なう手段であるものとすることもできる。
【００１６】
また、本発明の自動車において、前記急変更時目標動力設定手段は、アクセルペダルがオン操作されているときに前記電力蓄積消費手段による電力の蓄積または消費が開始されるとき、または、アクセルペダルがオン操作されている状態からオフ操作されたときに前記電力蓄積消費手段による電力の蓄積または消費が停止されるとき、前記急変更時制御を行なう手段であるものとすることもできる。こうすれば、運転者の意図に反する駆動軸への動力変動を防止することができる。
【００１７】
また、本発明の自動車において、前記内燃機関から出力される動力と前記発電機に入力される動力とを統合する動力統合手段と、前記動力統合手段により統合された動力を入力する入力軸と前記駆動軸に接続された出力軸とを有し該入力軸に入力された動力を変速して該出力軸に出力する変速手段とを備えるものとすることもできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２４に接続されたプラネタリギヤ３０と、プラネタリギヤ３０に接続された発電可能なモータ４０と、プラネタリギヤ３０に接続されると共にディファレンシャルギヤ６４などのギヤを介して駆動輪６６ａ，６６ｂに接続された無段変速機としてのＣＶＴ５０と、装置全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。
【００１９】
エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２のクランクシャフト２４には、図示しない補機に供給する電力を発電すると共にエンジン２２を始動するスタータモータ２６がベルト２８により取り付けられている。エンジン２２の運転制御、例えば燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などは、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２９により行なわれている。エンジンＥＣＵ２９は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２０】
プラネタリギヤ３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合する第１ピニオンギヤ３３と、この第１ピニオンギヤ３３とリングギヤ３２と噛合する第２ピニオンギヤ３４と、第１ピニオンギヤ３３と第２ピニオンギヤ３４とを自転かつ公転自在に保持するキャリア３５とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３５とを回転要素として差動作用を行なう。プラネタリギヤ３０のサンギヤ３１にはエンジン２２のクランクシャフト２４が、キャリア３５にはモータ４０の回転軸４１がそれぞれ連結されており、エンジン２２の出力をサンギヤ３１から入力すると共にキャリア３５を介してモータ４０と出力のやりとりを行なうことができる。キャリア３５はクラッチＣ１により、リングギヤ３２はクラッチＣ２によりＣＶＴ５０のインプットシャフト５１に接続できるようになっており、クラッチＣ１およびクラッチＣ２を接続状態とすることにより、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３５の３つの回転要素による差動を禁止して一体の回転体、即ちエンジン２２のクランクシャフト２４とモータ４０の回転軸４１とＣＶＴ５０のインプットシャフト５１とを一体の回転体とする。なお、プラネタリギヤ３０には、リングギヤ３２をケース３９に固定してその回転を禁止するブレーキＢ１も設けられている。
【００２１】
モータ４０は、例えば発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４３を介して二次電池４４と電力のやりとりを行なう。モータ４０は、モータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４９により駆動制御されており、モータＥＣＵ４９には、モータ４０を駆動制御するために必要な信号や二次電池４４を管理するのに必要な信号、例えばモータ４０の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４５からの信号，図示しない電流センサにより検出されるモータ４０に印加される相電流，二次電池４４の端子間に設置された電圧センサ４６からの端子間電圧，二次電池４４からの電力ラインに取り付けられた電流センサ４７からの充放電電流，二次電池４４に取り付けられた温度センサ４８からの電池温度などが入力されており、モータＥＣＵ４９からはインバータ４３へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４９では、二次電池４４を管理するために電流センサ４７により検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算している。なお、モータＥＣＵ４９は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータ４０を駆動制御すると共に必要に応じてモータ４０の運転状態や二次電池４４の状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２２】
ＣＶＴ５０は、溝幅が変更可能でインプットシャフト５１に接続されたプライマリープーリー５３と、同じく溝幅が変更可能で駆動軸としてのアウトプットシャフト５２に接続されたセカンダリープーリー５４と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝に架けられベルト５５と、プライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更する第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７とを備え、第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７によりプライマリープーリー５３およびセカンダリープーリー５４の溝幅を変更することによりインプットシャフト５１の動力を無段階に変速してアウトプットシャフト５２に出力する。ＣＶＴ５０の変速比の制御は、ＣＶＴ用電子制御ユニット（以下、ＣＶＴＥＣＵという）５９により行なわれている。このＣＶＴＥＣＵ５９には、インプットシャフト５１に取り付けられた回転数センサ６１からのインプットシャフト５１の回転数やアウトプットシャフト５２に取り付けられた回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２の回転数が入力されており、ＣＶＴＥＣＵ５９からは第１アクチュエータ５６および第２アクチュエータ５７への駆動信号が出力されている。また、ＣＶＴＥＣＵ５９は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってＣＶＴ５０の変速比を制御すると共に必要に応じてＣＶＴ５０の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。
【００２３】
ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、回転数センサ６１からのインプットシャフト５１の回転数Ｎｉや回転数センサ６２からのアウトプットシャフト５２の回転数Ｎｏ，シフトレバー８０の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８１からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８２の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８３からのアクセル開度ＡＰ，ブレーキペダル８４の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８５からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８６からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からは、クラッチＣ１やクラッチＣ２への駆動信号やブレーキＢ１への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。また、ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２９やモータＥＣＵ４９，ＣＶＴＥＣＵ５９と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２９やモータＥＣＵ４９，ＣＶＴＥＣＵ５９と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
【００２４】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ブレーキＢ１をオフ，クラッチＣ１をオン，クラッチＣ２をオフの状態でエンジン２２を運転せずに二次電池４４からの電力を用いてモータ４０からの動力によって走行するモータ走行モードや、ブレーキＢ１をオフ，クラッチＣ１およびクラッチＣ２をオンの状態でエンジン２２からの動力と二次電池４４の充放電を伴って入出力されるモータ４０からの動力によって走行する通常走行モードなどにより走行する。実施例では、モータ走行モードは主として発進時に用いられ、通常走行モードは発進してから所定車速（例えば、１０ｋｍ／ｈなど）に至った以降に用いられる。実施例では、通常走行モードで二次電池４４を充電する際には、エンジン２２からの動力の一部を用いてモータ４０を発電機として駆動させて行なう。
【００２５】
次に、通常走行モードで走行している実施例のハイブリッド自動車２０の動作について説明する。図２は、通常走行モードで走行している最中に（実施例では、前述の所定車速以上で走行しているときに）ハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００２６】
この駆動制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８３からのアクセル開度ＡＰや車速センサ８６からの車速Ｖ，モータＥＣＵ４９により演算されるモータ４０の回転数Ｎｍや二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）など制御に必要な情報を読み込み（ステップＳ１００）、読み込んだアクセル開度ＡＰと車速Ｖとに基づいて運転者が要求する要求動力Ｐ＊を設定する（ステップＳ１０２）。ここで、要求動力Ｐ＊は、実施例では、アクセル開度ＡＰと車速Ｖと要求トルクとの関係を予め設定して要求トルク設定マップとしてＲＯＭ７４に記憶しておき、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとが与えられるとＲＯＭ７４に記憶された要求トルク設定マップから対応する要求トルクを導出し、これに車速Ｖと換算係数ｋ（ディファレンシャルギヤ６４のギヤ比などから比例的に定まる係数）を乗じて求めるものとした。要求トルク設定マップの一例を図３に示す。
【００２７】
続いて、二次電池４４の充放電電力Ｐｂ（充電側を正とする）を設定する（ステップＳ１０４）。二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊は、基本的には、二次電池４４の残容量（ＳＯＣ）が適正残容量（例えば、６０〜７０％）となるように設定されるが、アクセルペダル８２のアクセル開度ＡＰなども考慮して二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊を設定するものとしてもよい。例えば、アクセル開度ＡＰが値ＡＰ１（＞０）以上に踏み込まれており残容量ＳＯＣから二次電池４４が充電可能な状態にあると判断されるときに充放電電力Ｐｂ＊として正の値を設定したり、二次電池４４が充電中にアクセル開度ＡＰが値ＡＰ２（＜ＡＰ１）以下に離されており残容量（ＳＯＣ）から二次電池４４が充電停止可能な状態にあると判断されるときに充放電電力Ｐｂ＊として値０を設定したりするものとすることもできる。
【００２８】
こうして充放電電力Ｐｂ＊を設定すると、この設定された充放電電力Ｐｂ＊を動力換算したものとステップＳ１０２の処理により設定された要求動力Ｐ＊との和によりエンジン２２の目標動力Ｐｅ＊を設定し（ステップＳ１０６）、このエンジン２２の目標動力Ｐｅ＊を出力可能な運転ポイント（エンジン２２のトルクと回転数とから定まるポイント）のうちエンジン２２の運転効率が高くなるトルクと回転数をエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊として設定すると共に（ステップＳ１０８）、二次電池４４の要求電力Ｐｂ＊を動力換算して−１を乗じたものを、モータ４０の回転数Ｎｍで除してモータ４０の目標トルクＴｍ＊を設定する（ステップＳ１１０）。なお、モータ４０の回転軸４１の回転数Ｎｍは、回転位置検出センサ４５により検出された回転位置に基づいてモータＥＣＵ４９により演算されたものを用いるものとしたが、クラッチＣ１，Ｃ２は共にオンされてモータ４０の回転軸とＣＶＴ５０のインプットシャフト５１とが接続されている状態にあるから、回転数センサ６１により検出されたインプットシャフト５１の回転数を用いるものとしても差し支えない。
【００２９】
こうして目標トルクＴｅ＊，目標回転数Ｎｅ＊，目標トルクＴｍ＊を設定すると、二次電池４４が充電停止から充電開始へ移行している状態にあるか否かまたは二次電池４４が充電中から充電停止へ移行している状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１１２）。この判定は、実施例では、図４に例示する充電状態移行フラグ設定ルーチンの実行により設定された充電開始移行フラグＦ１および充電停止移行フラグＦ２の値を読み込んで、読み込んだ値が値１にセットされているか否かを判定することにより行なわれる。ここで、図２に例示する駆動制御ルーチンの処理の説明を一旦中断して、図４に例示する充電状態移行フラグ設定ルーチンの処理について説明する。この充電状態移行フラグ設定ルーチンは、所定時間毎（例えば、８ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。
【００３０】
充電状態移行フラグ設定ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１０４の処理で設定された二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊を入力すると共に（ステップＳ２００）、二次電池４４が充電停止から充電開始へ移行している状態にあるか否かを示す充電開始移行フラグＦ１の値を調べる（ステップＳ２０２）。充電開始移行フラグＦ１の値が値０であるときには、ステップＳ２００の処理により入力された充放電電力Ｐｂ＊が値０よりも大きい値であり、且つ前回のルーチンのステップＳ２００の処理で入力された充放電電力Ｐｂ＊（前回Ｐｂ＊）が値０以下の値であるか否か、即ち充電停止（放電も含む）していた二次電池４４の充電開始が要求されたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。充電停止していた二次電池４４の充電開始が要求されたと判定されると、充電開始移行フラグＦ１の値を値１にセットする（ステップＳ２０６）。この充電開始移行フラグＦ１の値は、値１にセットされてから所定時間が経過するまで維持され（ステップＳ２０２，Ｓ２０８）、所定時間が経過した時点で値０に戻されて（ステップＳ２１０）、本ルーチンを終了する。ここで、所定時間は、エンジン２２の出力を増加させると共にこの増加分を用いてモータ４０を発電することにより二次電池４４の充電を開始する際に、エンジン２２の出力増加の応答遅れをモータ４０により調整する必要のある時間として予め定められている。ステップＳ２０４の処理で二次電池４４が充電停止から充電開始へ移行している状態にないと判定されると、次に、二次電池４４が充電中から充電停止へ移行している状態にあるか否かを示す充電停止移行フラグＦ２の値を調べる（ステップＳ２１２）。充電停止移行フラグＦ２の値が値０であるときには、ステップＳ２００の処理で入力された充放電電力Ｐｂ＊が値０以下の値であり、且つ前回のルーチンのステップＳ２００の処理で入力された充放電電力Ｐｂ＊（前回Ｐｂ＊）が値０よりも大きい値であるか否か、即ち充電している二次電池４４の充電停止が要求されたか否かを判定する（ステップＳ２１４）。充電している二次電池４４の充電停止が要求されたと判定されると、充電停止移行フラグＦ２の値を値１にセットする（ステップＳ２１６）。この充電停止移行フラグＦ２の値は、値１にセットされてから所定時間が経過するまで維持され（ステップＳ２１２，Ｓ２１８）、所定時間が経過した時点で値０に戻されて（ステップＳ２２０）、本ルーチンを終了する。ここで、所定時間は、エンジン２２の出力を減少させると共にモータ４０の発電を停止することにより二次電池４４への充電を停止する際に、エンジン２２の出力減少の応答遅れをモータ４０により調整する必要がある時間として予め定められている。以上が、充電状態移行フラグ設定ルーチンの処理である。
【００３１】
図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１１２の処理に戻って、二次電池４４が充電停止から充電開始へ移行している状態にある（充電開始移行フラグＦ１の値が値１である）と判定されたり、二次電池４４が充電中から充電停止へ移行している状態にある（充電停止移行フラグＦ２の値が値１である）と判定されたときには、ステップＳ１００で読み込んだエンジン２２の吸入空気量Ｑａｉｒに基づいてエンジン２２から実際に出力されているトルクを推定（以下、この推定されたトルクを推定トルクＴｅと呼ぶ）すると共に（ステップＳ１１４）、この推定トルクＴｅに基づいてステップＳ１１０で設定されたモータ４０の目標トルクＴｍ＊を再設定する処理を行なう（ステップＳ１１６）。目標トルクＴｍ＊の再設定は、実施例では、ステップＳ１０６で設定されたエンジン２２の目標トルクＴｅ＊と推定トルクＴｅとの偏差をステップＳ１１０で設定されたモータ４０の目標トルクＴｍ＊に加算することにより行なうものとした。前述したように、二次電池４４の充電開始は、エンジン２２の出力を増加させてモータ４０により発電することにより行なわれ、二次電池４４の充電停止は、エンジン２２の出力を減少させてモータ４０による発電を停止させることにより行なわれるが、エンジン２２の出力応答性はモータ４０に比して低いため、エンジン２２の出力状態の変更とモータ４０の発電状態の変更とを同時に実施するものとするとトルクショックとして駆動輪６６ａ，６６ｂに現われる。このため、モータ４０の発電を伴って二次電池４４の充電を開始する際のエンジン２２の応答遅れに対する動力の不足分をモータ４０からの動力の出力により調整すると共に、二次電池４４の充電を停止する際のエンジン２２の応答遅れに対する動力の過剰分をモータ４０への動力の入力により調整することで、要求動力Ｐ＊を駆動軸に出力することができる。特に、二次電池４４の充電の開始や停止は通常運転者が意図するものではないから、二次電池４４の充電の開始や停止に伴うエンジン２２からの動力の過不足をモータ４０により調整することにより、運転者が予期しないトルクショックの発生を効果的に防止することができる。尚、推定トルクＴｅの設定は、実施例では、吸入空気量Ｑａｉｒと推定トルクＴｅとの関係を実験などにより求めてトルク推定マップとして予めＲＯＭ７４に記憶させるものとし、吸入空気量Ｑａｉｒが与えられるとトルク推定マップから対応する推定トルクＴｅを導出することにより行なうものとした。このトルク推定マップの一例を図５に示す。
【００３２】
こうしてモータ４０の目標トルクＴｍ＊が再設定されると、ステップＳ１０８で設定されたエンジン２２の目標トルクＴｅ＊でエンジン２２を駆動制御すると共に目標回転数Ｎｅ＊でＣＶＴ５０を駆動制御し、ステップＳ１１６で再設定されたモータ４０の目標トルクＴｍ＊でモータ４０を駆動制御する処理を行なって（ステップＳ１１８）、本ルーチンを終了する。具体的には、エンジン２２の駆動制御は、目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２９に出力することによりエンジンＥＣＵ２９がエンジン２２から目標トルクＴｅ＊に相当するトルクが出力されるように制御することにより行なわれ、ＣＶＴ５０の駆動制御は、目標回転数Ｎｅ＊をＣＶＴＥＣＵ５９に出力することによりＣＶＴＥＣＵ５９が目標回転数Ｎｅ＊でインプットシャフト５１が回転するよう第１アクチュエータ５６，第２アクチュエータ５７を制御することにより行なわれ、モータ４０の駆動制御は、目標トルクＴｍ＊をモータＥＣＵ４９に出力することによりモータＥＣＵ４９がモータ４０から目標トルクＴｍ＊に相当するトルクが出力されるよう制御することにより行なわれる。
【００３３】
ステップＳ１１２で二次電池４４は充電開始に移行している状態になく、充電停止に移行している状態にもないと判定されたときには、前述のモータ４０の目標トルクＴｍ＊を再設定することなく、目標トルクＴｅ＊でエンジン２２を駆動制御すると共に目標回転数Ｎｅ＊でＣＶＴ５０を駆動制御し、ステップＳ１１０で設定された目標トルクＴｍ＊でモータ４０を駆動制御する処理を行なって（ステップＳ１１８）、本ルーチンを終了する。エンジン２２から出力されているトルクの推定は一般に困難を伴う（推定精度が低い）から、運転者に予期しないトルクショックが発生しないと判断できるときには、推定トルクＴｅを用いずに二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊に対応する目標トルクＴｍ＊を設定してモータ４０を駆動制御することにより、ハイブリッド自動車２０の走行安定性をより確実に確保できるのである。
【００３４】
図６は、停止している二次電池４４の充電が開始される際の、アクセル開度ＡＰ，要求動力Ｐ＊，二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊，エンジン２２の目標動力Ｐｅ＊，エンジン２２の目標トルクＴｅ＊，モータ４０の目標トルクＴｍ＊の時間的な変化の様子を説明する説明図である。図６に示すように、二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊が値０から正の値に変更されて充電の開始が要求されると（時間ｔ１）、この要求に伴ってエンジン２２の目標動力Ｐｅ＊が急増し、目標トルクＴｅ＊も急増する値として設定される。しかし、エンジン２２から出力されるトルクは、エンジン２２のトルクの立ち上がりの遅れにより時間ｔ１から時間ｔ２までは増加せず、時間ｔ２以降から徐々に増加していく。このとき、モータ４０の目標トルクＴｍ＊は、直ぐには二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊に対応するものとはならず、実際にエンジン２２から出力されていると推定される推定トルクＴｅとエンジン２２の目標トルクＴｅ＊との偏差に基づいて再設定される。即ち、モータ４０の目標トルクＴｍ＊は、エンジン２２のトルクの立ち上がりの遅れに従って時間ｔ２までは値０のトルクが維持（発電の停止を維持）され時間ｔ２以降から徐々に負のトルクが増加されて発電を開始させていく。したがって、エンジン２２から出力されるトルクの増加に時間を要するものとしても、二次電池４４への充電の開始は若干遅れるが車両には要求動力Ｐ＊が出力される。エンジン２２から目標トルクＴｅ＊に相当するトルクが出力される時間ｔ３以降では、二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊に対応する目標トルクＴｍ＊を設定してモータ４０を制御することにより、ハイブリッド自動車２０の走行安定性が確保される。
【００３５】
図７は、二次電池４４の充電が停止される際の、アクセル開度ＡＰ，要求動力Ｐ＊，二次電池４４の充電電力Ｐｂ＊，エンジン２２の目標動力Ｐｅ＊，エンジン２２の目標トルクＴｅ＊，モータ４０の目標トルクＴｍ＊の時間的な変化の様子を説明する説明図である。図７に示すように、二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊が正の値から値０に変更されて充電の停止が要求されると（時間ｔ１）、この要求に伴ってエンジン２２の目標動力Ｐｅ＊が急減し、目標トルクＴｅ＊も急減する値として設定される。しかし、エンジン２２から出力されるトルクは、エンジン２２のトルクの立ち下がりの遅れにより時間ｔ１から時間ｔ２までは減少せず、時間ｔ２以降から減少していく。このとき、モータ４０の目標トルクＴｍ＊は、直ぐにはエンジン２２の充放電電力Ｐｂ＊（充電なし）に対応するものとはならず、実際にエンジン２２から出力されていると推定される推定トルクＴｅとエンジン２２の目標トルクＴｅ＊との偏差に基づいて再設定される。即ち、モータ４０の目標トルクＴｍ＊は、エンジン２２からのトルクの立ち下がりの遅れに従って時間ｔ２までは負のトルクが維持（発電を維持）され時間ｔ２以降から値０のトルクに近付けられて発電を停止させていく。したがって、エンジン２２から出力されるトルクの減少に時間を要するものとしても、二次電池４４の充電の停止は若干遅れるが車両には要求動力Ｐ＊が出力される。エンジン２２から目標トルクＴｅ＊に相当するトルクが出力される時間ｔ３以降では、二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊に対応させて目標トルクＴｍ＊に値０を設定してモータ４０を制御することにより、ハイブリッド自動車２０の走行安定性が確保される。
【００３６】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、走行中に、二次電池４４が充電停止から充電開始へ移行している状態にあるときや二次電池４４が充電中から充電停止へ移行している状態にあるときには、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊と実際にエンジン２２が出力していると推定される推定トルクＴｅとの偏差に基づいて、二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊に対応して設定されたモータ４０の目標トルクＴｍ＊を再設定してモータ４０を駆動制御するから、二次電池４４の充電を開始する際や充電を停止する際の運転者の予期しないトルクショックの発生を抑制することができる。この結果、ドライバビリティをより向上させることができる。また、二次電池４４が充電開始に移行している状態にないときや充電停止に移行している状態にないときには、推定トルクＴｅを用いることなく、要求動力Ｐ＊と充放電電力Ｐｂ＊とに基づいて設定される目標動力Ｐｅ＊からエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定すると共に充放電電力Ｐｂ＊からモータ４０の目標トルクＴｍ＊を設定してエンジン２２とモータ４０とを各々駆動制御するから、エンジン２２から出力されるトルクの推定の困難性からハイブリッド自動車２０が走行が不安定な状態となるのを回避することができる。
【００３７】
実施例のハイブリッド自動車２０では、二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊が値０または負の値から正の値に変更（充電の開始が要求）されたとき充電開始移行フラグＦ１を値１にセットし、二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊が正の値から値０または負の値に変更（充電の停止が要求）されたとき充電停止移行フラグＦ２を値１にセットして、二次電池４４が充電に移行する際や停止に移行する際にエンジン２２に生じ得る応答遅れをエンジン２２の推定トルクＴｅに基づいてモータ４０により調整するものとしたが、充電開始移行フラグＦ１や充電停止移行フラグＦ２は、アクセルペダル８２の操作状態も考慮して設定するものとしてもよい。即ち、アクセルペダル８２がオンされて二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊が値０または負の値から正の値に変更されたとき充電開始移行フラグＦ１の値を値１にセットしたり、アクセルペダル８２がオンされている状態からオフされて二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊が正の値から値０または負の値に変更されたとき充電停止移行フラグＦ２の値を値１にセットするものとしてもよい。こうすれば、アクセルペダル８２がオンされているときに二次電池４４の充電が開始されるに伴って駆動輪６６ａ，６６ｂに出力されるトルクが一時的に下降するのを防止したり、アクセルペダル８２がオンからオフされたときに二次電池４４の充電が停止されるに伴って駆動輪６６ａ，６６ｂに出力されるトルクが一時的に上昇するのを防止することができ、運転者によるアクセルペダル８２の操作とは逆方向のトルクが駆動輪６６ａ，６６ｂに作用するのを防止することができる。
【００３８】
実施例のハイブリッド自動車２０では、二次電池４４が充電開始に移行しているときや充電停止に移行している状態にあるときに図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１１４，Ｓ１１６の処理を実行するものとしたが、モータ４０により発電される電力を用いて駆動する補機（例えば、エアコンプレッサ）の状態が駆動の開始に移行しているときやモータ４０により発電された電力により駆動している補機の状態が駆動停止に移行しているときに図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１１４，Ｓ１１６の処理を実行するものとしてもよい。このとき、モータ４０の駆動制御に代えてスタータモータ２６を駆動制御するものとしてもよい。
【００３９】
実施例のハイブリッド自動車２０では、二次電池４４の充電開始が要求されてから所定時間が経過するまで、または、二次電池４４の充電停止が要求されてから所定時間が経過するまで図２の駆動制御ルーチンのステップＳ１１４，Ｓ１１６の処理を実行するものとしたが、エンジン２２の推定トルクＴｅが目標トルクＴｅ＊の近傍に達するまでの期間に亘って実行するものとしてもよい。例えば、推定トルクＴｅと目標トルクＴｅ＊との偏差を計算するものとし、計算した偏差が所定の閾値よりも小さくなるまで或いはゼロに至るまで実行するものとしてもよい。
【００４０】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図２の駆動制御ルーチンにおいて、ステップＳ１１０のモータ４０の目標トルクＴｍ＊に、エンジン２２の推定トルクＴｅとエンジン２２の目標トルクＴｅ＊との偏差のトルクを加算してモータ４０の目標トルクＴｍ＊を再設定するものとしたが、エンジン２２の推定トルクＴｅと要求動力Ｐ＊との偏差の動力が入力されるようモータ４０を制御するものとしてもよい。例えば、エンジン２２の推定トルクＴｅにエンジン２２の回転数（エンジン２２とモータ４０とは一体回転しているから、モータ４０の回転数Ｎｍと同一の回転数）を乗じて得られるエンジン２２から出力されていると推定される推定動力Ｐｅを計算し、この推定動力Ｐｅと要求動力Ｐ＊（Ｓ１０２）との偏差の動力（Ｐ＊−Ｐｅ）をモータ４０の回転数Ｎｍで除してモータ４０の目標トルクＴｍ＊を再設定するものとしてもよい。
【００４１】
実施例のハイブリッド自動車２０では、吸入空気量Ｑａｉｒに基づいてエンジン２２から出力されるトルク（推定トルクＴｅ）を推定するものとしたが、エンジン２２を冷却する冷却媒体の温度やエンジン２２の回転数なども考慮してエンジン２２から出力されるトルクを推定するものとしてもよい。或いは、他のパラメータに基づいて推定するものとしてもよい。
【００４２】
実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２とモータ４０とをプラネタリギヤ３０を介して接続するものとしたが、エンジンからの動力を駆動輪に接続された駆動軸に伝達できると共にエンジンからの動力の一部を用いて発電機により発電できるものであれば他の如何なる構成のハイブリッド自動車にも適用可能である。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例であるハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 実施例のハイブリッド自動車２０により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】 アクセル開度ＡＰと車速Ｖと要求トルクＴ＊との関係を示す要求トルク設定マップの一例を示す説明図である。
【図４】 実施例のハイブリッド自動車２０により実行される充電状態移行フラグ設定ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図５】 吸入空気量Ｑａｉｒとエンジンの推定トルクＴｅとの関係を示すトルク推定マップの一例を示す説明図である。
【図６】 アクセルペダル８２をオンした状態でモータ４０の発電が開始される際の、アクセル開度ＡＰ，要求動力Ｐ＊，二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊，エンジン２２の目標動力Ｐｅ＊，エンジン２２の目標トルクＴｅ＊，モータ４０の目標トルクＴｍ＊の時間的な変化の様子を説明する説明図である。
【図７】 アクセルペダル８２をオンからオフした状態でモータ４０の発電が停止される際の、アクセル開度ＡＰ，要求動力Ｐ＊，二次電池４４の充放電電力Ｐｂ＊，エンジン２２の目標動力Ｐｅ＊，エンジン２２の目標トルクＴｅ＊，モータ４０の目標トルクＴｍ＊の時間的な変化の様子を説明する説明図である。
【符号の説明】
２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ クランクシャフト、２６スタータモータ、２８ ベルト、２９ エンジンＥＣＵ、３０ プラネタリギヤ、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３３ 第１ピニオンギヤ、３４ 第２ピニオンギヤ、３５ キャリア、３９ ケース、４０ モータ、４１ 回転軸、４３ インバータ、４４ 二次電池、４５ 回転位置検出センサ、４６ 電圧センサ、４７ 電流センサ、４８ 温度センサ、４９ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、５０ ＣＶＴ、５１ インプットシャフト、５２ アウトプットシャフト、５３ プライマリープーリー、５４ セカンダリープーリー、５５ ベルト、５６ 第１アクチュエータ、５７ 第２アクチュエータ、５９ ＣＶＴ用電子制御ユニット（ＣＶＴＥＣＵ）、６１ 回転数センサ、６２ 回転数センサ、６４ ディファレンシャルギヤ、６６ａ，６６ｂ 駆動輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット７０、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ シフトレバー、８１ シフトポジションセンサ、８２ アクセルペダル、８３ アクセルペダルポジションセンサ、８４ ブレーキペダル、８５ ブレーキペダルポジションセンサ、８６ 車速センサ、Ｃ１，Ｃ２ クラッチ、Ｂ１ブレーキ。

Claims (12)

1. 駆動軸に動力の出力が可能な内燃機関と、該内燃機関からの動力の少なくとも一部を入力して発電可能な発電機とを備える自動車であって、
   前記発電機により発電された電力を蓄積または消費する電力蓄積消費手段と、
   前記駆動軸に要求される要求動力と前記電力蓄積消費手段に要求される要求電力とに基づいて前記内燃機関が出力すべき目標内燃機関動力を設定すると共に前記要求電力に基づいて前記発電機が入力すべき目標発電機動力を設定する目標動力設定手段と、
   前記設定された目標内燃機関動力が前記内燃機関から出力されるよう該内燃機関を制御すると共に前記設定された目標発電機動力が前記発電機に入力されるよう該発電機を制御する制御手段と、
   前記内燃機関から出力されている内燃機関動力を推定する内燃機関動力推定手段と、
   前記電力蓄積消費手段の状態に所定の変更がなされるに伴って前記設定される目標内燃機関動力が急変更されるとき、前記目標動力設定手段による目標発電機動力の設定に代えて前記内燃機関動力推定手段により推定された内燃機関動力に基づいて前記要求動力が前記駆動軸に出力されるよう前記発電機が入力すべき目標発電機動力を設定する急変更時設定を行なう急変更時目標動力設定手段と
   を備える自動車。
2. 請求項１記載の自動車であって、
   前記所定の変更は、前記電力蓄積消費手段により電力の蓄積または消費を開始する変更または停止する変更である
   自動車。
3. 請求項１または２記載の自動車であって、
   前記急変更時目標動力設定手段は、前記目標動力設定手段により設定された目標発電機動力を、前記設定された目標内燃機関動力と前記推定された内燃機関動力との偏差に基づいて再設定する手段である
   自動車。
4. 請求項１または２記載の自動車であって、
   前記急変更時目標動力設定手段は、前記推定された内燃機関動力と前記要求動力との偏差に基づいて前記目標発電機動力を設定する手段である
   自動車。
5. 請求項１ないし４いずれか記載の自動車であって、
   前記急変更時目標動力設定手段は、所定時間に亘って前記急変更時設定を行なう手段である
   自動車。
6. 請求項１ないし４いずれか記載の自動車であって、
   前記急変更時目標動力設定手段は、前記推定された内燃機関動力が前記設定された目標内燃機関動力の近傍に達するまで前記急変更時設定を行なう手段である
   自動車。
7. 請求項１ないし６いずれか記載の自動車であって、
   前記電力蓄積消費手段は、前記発電機により発電された電力により充電する二次電池を含む手段である
   自動車。
8. 請求項１ないし７いずれか記載の自動車であって、
   前記電力蓄積消費手段は、前記発電機による発電された電力により駆動する所定の補機を含む手段である
   自動車。
9. 請求項１ないし８いずれか記載の自動車であって、
   前記動力推定手段は、前記内燃機関の吸入負荷に基づいて該内燃機関から出力されている内燃機関動力を推定する手段である
   自動車。
10. 請求項１ないし９いずれか記載の自動車であって、
    前記急変更時目標動力設定手段は、前記自動車が走行しているときを条件の一つとして前記急変更時設定を行なう手段である
    自動車。
11. 請求項２に係る請求項３ないし１０いずれか記載の自動車であって、
    前記急変更時目標動力設定手段は、アクセルペダルがオン操作されているときに前記電力蓄積消費手段による電力の蓄積または消費が開始されるとき、または、アクセルペダルがオン操作からオフ操作されたときに前記電力蓄積消費手段による電力の蓄積または消費が停止されるとき、前記急変更時設定を行なう手段である
    自動車。
12. 請求項１ないし１１いずれか記載の自動車であって、
    前記内燃機関から出力される動力と前記発電機に入力される動力とを統合する動力統合手段と、
    前記動力統合手段により統合された動力を入力する入力軸と前記駆動軸に接続された出力軸とを有し該入力軸に入力された動力を変速して該出力軸に出力する変速手段と
    を備える自動車。

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