JP3997633B2 - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関とモータジェネレータを組み合わせたハイブリッド車両に関し、特に、駆動力の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から排気エミッションを低減するため、エンジンとモータジェネレータを組み合わせて、いずれか一方または双方の駆動力により走行するハイブリッド車両が知られており、例えば、特開平８−３０８０１８号公報に開示されるものがある。
【０００３】
これは、エンジンとモータジェネレータを組み合わせて、バッテリの要求馬力（モータジェネレータの要求出力または充電に必要な仕事率）が増大すればエンジン馬力を減少させる一方、電池の要求馬力が減少すればエンジン馬力を増大するよう、駆動力の制御を行うものである。
【０００４】
この他、特開平９−４６８２０号公報、特開平１０−８６７０号公報等に開示されるハイブリッド車両も、上記と同様に、運転状態に応じた目標駆動力と電池の要求馬力から、モータジェネレータとエンジンの駆動力を制御している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両の駆動力制御装置にあっては、バッテリの要求馬力または充電に必要な仕事率に合わせてモータジェネレータを作動させているため、目標駆動力に対するエンジン馬力が、常時エンジンの燃料消費率が良い運転領域で発生しているわけではなく、ハイブリッド車両の燃費性能を低下させる場合があった。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、バッテリの要求馬力に合わせてモータジェネレータを駆動しながらもエンジン馬力を最適燃費で発生させて、かつ、目標駆動力を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンに連結されて油圧制御装置を備えた自動変速機と、運転状態または運転操作に応じて目標駆動力を演算する目標駆動力設定手段と、前記目標駆動力と車速に基づいて、最適燃費を達成可能な目標エンジントルクと自動変速機の目標入力軸回転数を制御する駆動力制御手段とを備えた車両の駆動力制御装置において、
駆動輪またはエンジンに連結されて車両の推進、エンジンの始動または発電を行うモータジェネレータと、前記モータジェネレータと電気的に結合され電力の授受を行うバッテリと、運転状態またはバッテリの状態に基づいて、バッテリが充電または放電すべき仕事を要求馬力として演算するバッテリ要求馬力設定手段と、前記バッテリの要求馬力を車速で割った商に基づいてモータジェネレータを駆動または発電するよう制御するモータジェネレータ制御手段と、を備え、前記駆動力制御手段は、前記バッテリの要求馬力と前記目標駆動力とに基づきエンジンの目標駆動力を演算するエンジンの目標駆動力設定手段と、前記エンジンの目標駆動力に基づいて最適燃費となるエンジンの動作点を求め、この動作点から前記目標エンジントルクと自動変速機の目標入力軸回転数をそれぞれ設定する目標値設定手段とを備える。
【０００８】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記目標駆動力合成手段は、バッテリの放電またはモータジェネレータの駆動が行われる場合には合成した目標駆動力を減少する一方、バッテリの充電またはモータジェネレータの発電が行われる場合には合成した目標駆動力を増大する。
【０００９】
また、第３の発明は、前記第１または第２の発明において、前記目標値設定手段は、エンジン回転数と負荷の特性から予め設定されて燃料消費率が最少となる最適燃費点列または最適燃費線に基づいて、前記合成した目標駆動力と車速から目標入力軸回転数を設定する。
【００１０】
また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記目標値設定手段は、予め設定した駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップに基づいて目標入力軸回転数を演算する。
【００１１】
また、第５の発明は、前記第１ないし第３の発明において、前記目標値設定手段は、エンジン回転数と負荷の特性から予め設定されて燃料消費率が最少となる最適燃費点列または最適燃費線に基づいて、前記合成した目標駆動力と車速から目標エンジントルクを設定する。
【００１２】
また、第６の発明は、前記第５の発明において、前記目標値設定手段は、予め設定した駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップに基づいて目標エンジントルクを演算する。
【００１３】
また、第７の発明は、前記第４または第６の発明において、前記駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップは、前記最適燃費線上のエンジン動作点を、駆動軸換算の馬力に変換した等馬力線によって予め設定される。
【００１４】
また、第８の発明は、前記第１の発明において、前記目標値設定手段は、目標入力軸回転数に応じた目標変速比と前記合成した目標駆動力から目標エンジントルクを設定する。
【００１５】
また、第９の発明は、前記第１の発明において、前記目標値設定手段は、実際の入力軸回転数に応じた実変速比と前記合成した目標駆動力から目標エンジントルクを設定する。
【００１６】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、エンジンとモータジェネレータに自動変速機を組み合わせたハイブリッド車両では、エンジンまたはモータジェネレータの双方または一方の駆動力によって車両の推進を行うとともに、バッテリに充電が必要な場合にはエンジンの駆動力により発電を行っている。このような車両の駆動力は、運転状態などに応じた目標駆動力とバッテリの状態に応じたバッテリの要求馬力がそれぞれ演算され、バッテリの要求馬力を車速で割った商と目標駆動力を合成し、この合成した目標駆動力に基づいて燃費が最適となるように目標エンジントルクと自動変速機の目標入力軸回転数をそれぞれ設定することで、要求される目標駆動力を実現しながらバッテリの要求馬力に合わせてモータージェネレータを駆動するのに加えて、最適の燃費でエンジンの運転を行うことが可能となって、エンジンとモータジェネレータに自動変速機を組み合わせたハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。
【００１７】
また、第２の発明は、バッテリの充電または放電に応じてバッテリの要求馬力の符号は変化し、この符号の変化に応じて目標駆動力を増減することで、バッテリの要求馬力とエンジンの目標駆動力を協調させることができ、モータジェネレータの数に係わらず、バッテリ要求馬力の符号に基づいて容易に目標駆動力の設定を行うことができる。
【００１８】
また、第３の発明は、最適燃費線に基づいて、合成した目標駆動力と車速から自動変速機の目標入力軸回転数を求めることで、要求される目標駆動力を実現しながらバッテリの要求馬力に合わせてモータージェネレータを駆動するのに加えて、最適の燃費でエンジンの運転を行うことができる。
【００１９】
また、第４の発明は、合成した目標駆動力と車速から自動変速機の目標入力軸回転数を求める際には、最適燃費線に基づいて予め設定した駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップに基づいて演算することで、燃費が最適となる目標入力軸回転数を容易かつ迅速に得ることができる。
【００２０】
また、第５の発明は、最適燃費線に基づいて、合成した目標駆動力と車速から目標エンジントルクを求めることで、要求される目標駆動力を実現しながらバッテリの要求馬力に合わせてモータージェネレータを駆動するのに加えて、最適の燃費でエンジンの運転を行うことができる。
【００２１】
また、第６の発明は、合成した目標駆動力と車速から目標エンジントルクを求める際には、最適燃費線に基づいて予め設定した駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップに基づいて演算することで、燃費が最適となる目標エンジントルクを容易かつ迅速に得ることができる。
【００２２】
また、第７の発明は、駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップを、最適燃費線上において、駆動軸換算の馬力に変換した等馬力線をパラメータとすることで、最適燃費となるエンジンの動作点を容易かつ迅速に得ることができる。
【００２３】
また、第８の発明は、目標入力軸回転数に応じた目標変速比に基づいて、合成した目標駆動力から目標エンジントルクを設定することで、演算を簡易にして制御装置の演算負荷を低減することができる。
【００２４】
また、第９の発明は、自動変速機の実際の入力軸回転数に応じた実変速比と合成した目標駆動力から目標エンジントルクを設定することにより、自動変速機に変速の遅れが生じた場合、目標エンジントルクも遅れを補償するように増減することから、変速遅れの補償も同時に行うことが可能となって、変速制御の精度を向上させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、本発明を適用可能なハイブリッド車両の一例を示し、エンジンまたはモータジェネレータのいずれか一方、または、双方の駆動力を用いて走行するものである。
【００２７】
図１に示す車両のパワートレインは、モータジェネレータ（図中Ｍ／Ｇ）１、エンジン２、クラッチ３、モータジェネレータ４、無段変速機５（図中ＣＶＴ）、差動装置６及び駆動輪７から構成される。モータジェネレータ１の出力軸とエンジン２の出力軸及びクラッチ３の入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ３の出力軸とモータジェネレータ４の出力軸及び無段変速機５の入力軸は互いに連結されている。
【００２８】
クラッチ３の締結時には、エンジン２とモータジェネレータ４の少なくとも一方が車両の推進源となり、クラッチ３の解放時には、モータジェネレータ４のみが車両の推進源となる。エンジン２またはモータジェネレータ４の駆動力は、無段変速機５及び差動装置６を介して駆動輪７へ伝達される。
【００２９】
ここで、クラッチ３は、例えば、電磁パウダークラッチ等で構成され、解放状態から締結状態までの間で、任意のクラッチ容量に設定することができ、例えば、中間容量のときにはクラッチ３をスリップさせながらトルクを伝達する一方、締結時（最大容量）には、入力軸と出力軸を結合してトルクの伝達を行う。
【００３０】
なお、Ｖベルト式やトロイダル式で構成された無段変速機５は、図示しない油圧制御装置から供給された油圧によって作動する。
【００３１】
モータジェネレータ１は、主としてエンジン２の始動と発電に用いられ、モータジェネレータ４は、主として車両の推進とエネルギーの回生に用いられる。
【００３２】
もちろん、クラッチ３の締結時には、モータジェネレータ１を車両の推進と回生に用いることもでき、モータジェネレータ４をエンジン２の始動や発電に用いることもできる。なお、モータジェネレータ１、４は交流機で構成され、それぞれインバータ９を介してバッテリ８に接続される。
【００３３】
上記パワートレインは、マイクロコンピュータを主体に構成された駆動力制御コントローラ１０が、運転状態に応じて求めた目標駆動力Ｆｄに基づいて制御され、エンジン２はエンジン制御コントローラ１１に、無段変速機５は変速制御コントローラ１２に、モータジェネレータ１、４はインバータ９を介してモータジェネレータ制御コントローラ１３によってそれぞれ制御される。
【００３４】
駆動力制御コントローラ１６は、図２に示すように、車速センサ２１からの車速ＶＳＰ、アクセル開度センサ２２からのアクセル踏み込み量ＡＰＳ、エンジン回転数センサ２３からのエンジン回転数Ｎｅ、ＣＶＴ入力軸回転数センサ２４からの入力軸回転数Ｎｉ、バッテリ充電状態センサ２５からはバッテリ８の充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）がそれぞれ入力される。
【００３５】
そして、駆動力制御コントローラ１６は、これらセンサからの信号に基づいて運転状態を判定し、図２に示すように、目標駆動力生成部１０１では、車両の運転状態に応じた目標駆動力Ｆｄを演算し、電池要求馬力生成部１０２では、運転状態とバッテリ８の充電状態ＳＯＣに基づいてバッテリ８の要求馬力Ｗｂ（モータジェネレータの要求出力または充電に必要な仕事率）を演算する。
【００３６】
次に、駆動力合成部１０３では、図２、図３に示すように、上記目標駆動力Ｆｄとバッテリ８の要求馬力Ｗｂを合成してから、後述するように、モータジェネレータ１、４の要求駆動力Ｆｄｍと、エンジン２の要求駆動力Ｆｄｅ（エンジンの目標駆動力）を演算し、要求駆動力Ｆｄｍはモータジェネレータ制御コントローラ１２へ入力されて、モータジェネレータ１、４の駆動または発電あるいは回生が行われる。
【００３７】
一方、エンジン２の要求駆動力Ｆｄｅは駆動力制御部１０４へ入力されて、エンジン２の燃費が最適となるような要求エンジントルクｔＴｅ（目標エンジントルク）と要求入力軸回転数ｔＮｉ（＝目標エンジン回転数Ｎｅで無段変速機５の目標入力軸回転数を示す）が、要求エンジントルク演算部と要求入力軸回転数演算部でそれぞれ算出され、要求エンジントルクｔＴｅはエンジン制御コントローラ１１に、要求入力軸回転数ｔＮｉは変速制御コントローラ１２にそれぞれ入力されて、エンジン制御コントローラ１１はエンジン２の図示しない電子制御スロットルの駆動や燃料噴射制御や点火時期制御により、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＳに係わらず要求エンジントルクｔＴｅを実現するとともに、変速制御コントローラ１２は、要求入力軸回転数ｔＮｉに応じた変速比となるように図示しない変速機構を制御する。
【００３８】
ここで、上記駆動力制御コントローラ１０で行われる駆動力制御の一例について、図４のフローチャートを参照しながら以下に詳述する。なお、図４のフローチャートは、所定時間毎に実行されるものである。
【００３９】
まず、ステップＳ１では、上記図２に示した各種センサからアクセル踏み込み量ＡＰＳ、エンジン回転数Ｎｅ、入力軸回転数Ｎｉ、充電状態ＳＯＣ等の情報を読み込んでから、ステップＳ２で、目標駆動力Ｆｄの演算を行う。
【００４０】
目標駆動力Ｆｄの演算は、例えば、車速ＶＳＰとアクセル踏み込み量ＡＰＳから、図５に示すように、予め設定したマップｆ１に基づいて演算する。
【００４１】
次に、ステップＳ３では、バッテリ８の充電状態ＳＯＣに基づいて、バッテリ８が放電可能な出力または充電のために必要な入力を、予め設定したマップ（図示せず）より電池要求馬力Ｗｂを演算する。なお、電池要求馬力Ｗｂは、バッテリ８の温度や運転状態を加味して演算してもよい。
【００４２】
そして、ステップＳ４では、ステップＳ３で求めた電池要求馬力Ｗｂを車速ＶＳＰで除したものを、
Ｆｄｍ＝Ｗｂ／ＶＳＰ ………（１）
モータジェネレータ１、４の要求駆動力Ｆｄｍとして演算する。
【００４３】
次に、ステップＳ５では、上記ステップＳ２で求めた目標駆動力Ｆｄから電池要求馬力Ｗｂを差し引いたものを、エンジン２の要求駆動力Ｆｄｅとして演算する。
【００４４】
ステップＳ６では、上記ステップＳ５で求めたエンジン２の要求駆動力Ｆｄｅと、車速ＶＳＰに基づいて、図６に示すように、予め設定したマップに基づいて、無段変速機５の要求入力軸回転数ｔＮｉ、すなわち、目標とするエンジン回転数Ｎｅを演算する。
【００４５】
さらに、ステップＳ７では、図７に示すように、等燃費線に対応するエンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅ（＝要求入力軸回転数ｔＮｉ）のマップにおいて、予め設定した最適燃費線（等馬力線上で最も燃料消費率が低い点を結んだ線）上で、上記ステップＳ６で求めたエンジン回転数Ｎｅに対応するエンジントルクＴｅを要求エンジントルクｔＴｅとして演算する。
【００４６】
ここで、駆動系の伝達損失を無視すれば、車速ＶＳＰと駆動力Ｆｄの関係は、図８に示すように、等馬力線（車軸馬力）で表され、各等馬力線に相当する車軸馬力を実現可能なエンジン２の動作範囲のうち、燃費最適（最少燃費）となるものは、図７に示した最適燃費線と交差する等馬力線上にあり、この車軸馬力に相当する点は１点であるため、エンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅの関係は一意で対応することになり、したがって、目標駆動力Ｆｄｅと車速ＶＳＰ及び最適燃費線から要求入力軸回転数ｔＮｉと要求エンジントルクｔＴｅを容易に求めることができる。
【００４７】
そして、図６に示した、駆動力Ｆｄに応じた車速ＶＳＰと要求入力軸回転数ｔＮｉ（＝エンジン回転数Ｎｅ）のマップは、図８に示した車軸馬力に応じた車速ＶＳＰと駆動力Ｆｄのマップを、等駆動力線上の車速ＶＳＰと要求入力軸回転数ｔＮｉの関係に変換したものである。
【００４８】
ここで、最適燃費線、等馬力線、等駆動力線と駆動力Ｆｄ、車速ＶＳＰ、エンジン回転数Ｎｅ（要求入力軸回転数ｔＮｉ）の相対関係は、図９に示すようになる。
【００４９】
図９において、いま、車速ＶＳＰ＝ＶＳＰ１のときに、目標駆動力Ｆｄｅが与えられると、図中車速ＶＳＰ−駆動力Ｆｄの平面（マップ）上で点αとなり、要求される車軸馬力は、この点αを通る等馬力線である。
【００５０】
この点αの状態を実現する最も燃費の良いエンジン２の動作点は、点αを通る等馬力線が、エンジン回転数Ｎｅ−エンジントルクＴｅのマップ上で最適燃費線と交差する点ａであり、この点ａは等馬力線と最適燃費線が交差する唯一の点で、この点ａから目標とするエンジン回転数Ｎｅ１と、エンジントルクＴｅ１が得られ、これらを目標値としてエンジン２と無段変速機５を制御すれば、現在の運転状態において最適な燃費で目標駆動力Ｆｄｅを実現することができる。
【００５１】
そして、車速ＶＳＰと駆動力Ｆｄの関係は、図中車速ＶＳＰ−エンジン回転数Ｎｅの平面上で、等駆動力線をパラメータとしたマップとして表現することができ、この平面が図６に示した車速ＶＳＰと要求入力軸回転数ｔＮｉのマップであり、図９における点α、点ａは、車速ＶＳＰ−エンジン回転数Ｎｅの平面上の点ａ’となって、目標とする駆動力Ｆｄｅと車速ＶＳＰから目標とするエンジン回転数Ｎｅ、すなわち、要求入力軸回転数ｔＮｉを求めることができる。
【００５２】
ここで、図６に示した車速ＶＳＰと要求入力軸回転数ｔＮｉのマップの求め方について詳述する。
【００５３】
各エンジン馬力毎に、燃費が最適となる運転条件は、図７に示したエンジン回転数Ｎｅ−エンジントルクＴｅのマップの等燃費線より、燃費が最少となる点の列として、最適燃費線を得ることができる。
【００５４】
次に、図８に示した車速ＶＳＰ−駆動力Ｆｄのマップ上で、各エンジン馬力毎の等馬力線に相当する車軸馬力を実現する最適燃費のエンジン２の動作点は、図７に示した最適燃費線上の１点である。
【００５５】
なぜならば、駆動力Ｆｄ、車速ＶＳＰ、エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｅの関係は、パワートレイン系の伝達損失を無視すれば、
Ｆｄ×ＶＳＰ＝Ｔｅ×Ｎｅ ………（２）
と表現される。
【００５６】
この（２）式において、右辺はエンジン馬力を表すが、その中で燃費が最適となる点は、最適燃費線上の１点であるからである。
【００５７】
したがって、図８のマップに示した等馬力線は、等燃費最適エンジン回転線ということになる。そこで、図６のように、任意の駆動力Ｆｄに対して各車速ＶＳＰ毎の燃費最適エンジン回転の変化を求めると、エンジン２の目標駆動力Ｆｄｅと車速ＶＳＰから、目標駆動力Ｆｄｅを最適燃費で実現するためのエンジン回転数Ｎｅ、すなわち、要求入力軸回転数ｔＮｉを求める特性が、図５のように得られる。
【００５８】
このような駆動力制御にモータジェネレータ１、４を加えた場合、モータジェネレータ１、４の回転数をＮｍ、モータジェネレータ１、４のトルクをＴｍとしたとき、パワートレイン系の伝達損失を無視すれば、エネルギ保存則より、
Ｆｄ×ＶＳＰ＝Ｔｅ×Ｎｅ＋Ｔｍ×Ｎｍ ………（３）
となる。これより、
Ｔｅ×Ｎｅ＝（Ｆｄ−Ｔｍ×Ｎｍ／ＶＳＰ）×ＶＳＰ ………（４）
となる。
【００５９】
したがって、バッテリ８からの電池要求馬力Ｗｂを車速ＶＳＰで割った商を、目標駆動力Ｆｄから差し引いて合成した目標駆動力、すなわち、エンジン２の目標駆動力Ｆｄｅとし、この目標駆動力Ｆｄｅを上記した駆動力制御に与え、また、バッテリ８の要求馬力Ｗｂを実現するようにモータジェネレータ制御コントローラ１３がモータジェネレータ１、４を制御すれば、目標駆動力Ｆｄはエンジン２の燃費が最適となるエンジン回転数Ｎｅに設定され、かつ、バッテリ８の要求馬力Ｗｂを満たすようにモータジェネレータ１、４が作動してバッテリ８の充放電が行われる。
【００６０】
そして、上記合成した目標駆動力は、バッテリ８が充電を要求しているときには、エンジン２への要求駆動力が増大し、バッテリ８が放電を要求しているときにはエンジン２への要求駆動力が減少するように、符号を調整すればよく、例えば、バッテリ８が充電を要求しているときには、電池要求馬力Ｗｂの符号を負に、バッテリ８が放電を要求しているときには、電池要求馬力Ｗｂの符号を正に設定する。
【００６１】
こうして、目標駆動力Ｆｄと電池要求馬力Ｗｂに基づいて求めたエンジン２の目標駆動力Ｆｄｅより、図６のマップから要求入力軸回転数ｔＮｉを、図７のマップから要求エンジントルクｔＴｅを求め、エンジン２のトルクＴｅと無段変速機５の変速比を制御することにより、運転状態に応じた目標駆動力Ｆｄとバッテリ８の要求馬力Ｗｂを実現しながら、エンジン２を燃費が最適となるように運転することが可能となって、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となるのである。
【００６２】
図１０は第２の実施形態を示し、前記第１実施形態の駆動力制御部１０４の構成を変更したもので、その他は、前記第１実施形態と同様である。
【００６３】
駆動力制御部１０４では、要求入力軸回転数ｔＮｉの演算を前記第１実施形態と同様にして、図６のマップより車速ＶＳＰと目標駆動力Ｆｄｅに応じた要求入力軸回転数ｔＮｉを演算する一方、要求エンジントルクｔＴｅの演算を、要求入力軸回転数ｔＮｉに基づく目標変速比より行うようにしたものである。
【００６４】
目標変速比をｔＲＴＯとすると、車速ＶＳＰを無段変速機５の出力軸回転数相当値とすると、
ｔＲＴＯ＝ｔＮｉ／ＶＳＰ ………（５）
で表される。目標変速比ＲＴＯを達成するときの要求エンジントルクｔＴｅは、
ｔＴｅ＝Ｆｄｅ／ｔＲＴＯ ………（６）
として、簡易な演算によって求めることができ、駆動力制御コントローラ１０の演算負荷を低減するとともに、制御内容を簡素にすることができる。
【００６５】
図１１は第３の実施形態を示し、前記第２実施形態の駆動力制御部１０４の構成を変更したもので、その他は、前記第２実施形態と同様である。
【００６６】
駆動力制御部１０４では、要求入力軸回転数ｔＮｉの演算を前記第１実施形態と同様にして、図６のマップより車速ＶＳＰと目標駆動力Ｆｄｅに応じた要求入力軸回転数ｔＮｉを演算する一方、要求エンジントルクｔＴｅの演算を実際の変速比である実変速比ｒＲＴＯに基づいて求めるようにしたものである。
【００６７】
現在の実変速比ｒＲＴＯは、入力軸回転数Ｎｉを無段変速機５の出力軸回転数相当値である車速ＶＳＰで割った商で、ｒＲＴＯ＝ＶＳＰ／Ｎｉより演算できる。
【００６８】
そして、要求エンジントルクｔＴｅは、エンジン２の目標駆動力Ｆｄｅを実変速比ｒＲＴＯで割った商であり、演算内容をさらに簡素にすることができるのに加え、要求エンジントルクｔＴｅを実変速比ｒＲＴＯより求めたため、無段変速機５に変速の遅れが生じた場合、要求エンジントルクｔＴｅも遅れを補償するように増減することから、無段変速機５の変速遅れの補償も同時に行うことが可能となって、変速制御の精度を向上させることができる。ただし、変速が遅れている期間に関しては、変速遅れに応じて要求エンジントルクｔＴｅが変動した分、最適燃費線からずれるため、エンジン２の運転条件は最適燃費を実現することはできない。
【００６９】
なお、上記実施形態において、モータジェネレータが２つある場合の一例を示したが、モータジェネレータの数に係わらず、各モータジェネレータの要求駆動力の総和が電池要求馬力Ｗｂとなり、図１２に示すように、ｎ個のモータジェネレータとモータジェネレータ制御コントローラ１３ａ〜１３ｎから構成される場合、各モータジェネレータの要求駆動力Ｆｄｍ１〜Ｆｄｍｎの総和が電池要求馬力Ｗｂとなって、上記と同様に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両の概略構成図。
【図２】同じくコントローラの概略構成図。
【図３】同じく駆動力制御の概念図。
【図４】駆動力制御の一例を示すフローチャート。
【図５】アクセルペダルの踏み込み量ＡＰＳをパラメータとした車速ＶＳＰと駆動力Ｆｄの関係を示すマップである。
【図６】駆動力Ｆｄをパラメータとした車速ＶＳＰと要求入力軸回転数ｔＮｉの関係を示すマップである。
【図７】最適燃費線と等馬力線の関係を示すエンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅのマップである。
【図８】車速ＶＳＰと駆動力Ｆｄに応じた車軸馬力の関係を示すマップである。
【図９】車速ＶＳＰと駆動力Ｆｄに応じた等馬力線と最適燃費線及びエンジントルクＴｅエンジン回転数Ｎｅの関係を示すマップの概念図である。
【図１０】第２の実施形態を示し、駆動力制御の概念図。
【図１１】第３の実施形態を示し、駆動力制御の概念図。
【図１２】他の実施形態を示し、駆動力制御の概念図。
【符号の説明】
１、４ モータジェネレータ
２ エンジン
５ 無段変速機
８ バッテリ
９ インバータ
１０ 駆動力制御コントローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関とモータジェネレータを組み合わせたハイブリッド車両に関し、特に、駆動力の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から排気エミッションを低減するため、エンジンとモータジェネレータを組み合わせて、いずれか一方または双方の駆動力により走行するハイブリッド車両が知られており、例えば、特開平８−３０８０１８号公報に開示されるものがある。
【０００３】
これは、エンジンとモータジェネレータを組み合わせて、バッテリの要求馬力（モータジェネレータの要求出力または充電に必要な仕事率）が増大すればエンジン馬力を減少させる一方、電池の要求馬力が減少すればエンジン馬力を増大するよう、駆動力の制御を行うものである。
【０００４】
この他、特開平９−４６８２０号公報、特開平１０−８６７０号公報等に開示されるハイブリッド車両も、上記と同様に、運転状態に応じた目標駆動力と電池の要求馬力から、モータジェネレータとエンジンの駆動力を制御している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両の駆動力制御装置にあっては、バッテリの要求馬力または充電に必要な仕事率に合わせてモータジェネレータを作動させているため、目標駆動力に対するエンジン馬力が、常時エンジンの燃料消費率が良い運転領域で発生しているわけではなく、ハイブリッド車両の燃費性能を低下させる場合があった。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、バッテリの要求馬力に合わせてモータジェネレータを駆動しながらもエンジン馬力を最適燃費で発生させて、かつ、目標駆動力を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンに連結されて油圧制御装置を備えた自動変速機と、運転状態または運転操作に応じて目標駆動力を演算する目標駆動力設定手段と、前記目標駆動力と車速に基づいて、最適燃費を達成可能な目標エンジントルクと自動変速機の目標入力軸回転数を制御する駆動力制御手段とを備えた車両の駆動力制御装置において、
駆動輪またはエンジンに連結されて車両の推進、エンジンの始動または発電を行うモータジェネレータと、前記モータジェネレータと電気的に結合され電力の授受を行うバッテリと、運転状態またはバッテリの状態に基づいて、バッテリが充電または放電すべき仕事を要求馬力として演算するバッテリ要求馬力設定手段と、前記バッテリの要求馬力を車速で割った商に基づいてモータジェネレータを駆動または発電するよう制御するモータジェネレータ制御手段と、を備え、前記駆動力制御手段は、前記バッテリの要求馬力と前記目標駆動力とに基づきエンジンの目標駆動力を演算するエンジンの目標駆動力設定手段と、前記エンジンの目標駆動力に基づいて最適燃費となるエンジンの動作点を求め、この動作点から前記目標エンジントルクと自動変速機の目標入力軸回転数をそれぞれ設定する目標値設定手段とを備える。
【０００８】
また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記目標駆動力合成手段は、バッテリの放電またはモータジェネレータの駆動が行われる場合には合成した目標駆動力を減少する一方、バッテリの充電またはモータジェネレータの発電が行われる場合には合成した目標駆動力を増大する。
【０００９】
また、第３の発明は、前記第１または第２の発明において、前記目標値設定手段は、エンジン回転数と負荷の特性から予め設定されて燃料消費率が最少となる最適燃費点列または最適燃費線に基づいて、前記合成した目標駆動力と車速から目標入力軸回転数を設定する。
【００１０】
また、第４の発明は、前記第３の発明において、前記目標値設定手段は、予め設定した駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップに基づいて目標入力軸回転数を演算する。
【００１１】
また、第５の発明は、前記第１ないし第３の発明において、前記目標値設定手段は、エンジン回転数と負荷の特性から予め設定されて燃料消費率が最少となる最適燃費点列または最適燃費線に基づいて、前記合成した目標駆動力と車速から目標エンジントルクを設定する。
【００１２】
また、第６の発明は、前記第５の発明において、前記目標値設定手段は、予め設定した駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップに基づいて目標エンジントルクを演算する。
【００１３】
また、第７の発明は、前記第４または第６の発明において、前記駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップは、前記最適燃費線上のエンジン動作点を、駆動軸換算の馬力に変換した等馬力線によって予め設定される。
【００１４】
また、第８の発明は、前記第１の発明において、前記目標値設定手段は、目標入力軸回転数に応じた目標変速比と前記合成した目標駆動力から目標エンジントルクを設定する。
【００１５】
また、第９の発明は、前記第１の発明において、前記目標値設定手段は、実際の入力軸回転数に応じた実変速比と前記合成した目標駆動力から目標エンジントルクを設定する。
【００１６】
【発明の効果】
したがって、第１の発明は、エンジンとモータジェネレータに自動変速機を組み合わせたハイブリッド車両では、エンジンまたはモータジェネレータの双方または一方の駆動力によって車両の推進を行うとともに、バッテリに充電が必要な場合にはエンジンの駆動力により発電を行っている。このような車両の駆動力は、運転状態などに応じた目標駆動力とバッテリの状態に応じたバッテリの要求馬力がそれぞれ演算され、バッテリの要求馬力を車速で割った商と目標駆動力を合成し、この合成した目標駆動力に基づいて燃費が最適となるように目標エンジントルクと自動変速機の目標入力軸回転数をそれぞれ設定することで、要求される目標駆動力を実現しながらバッテリの要求馬力に合わせてモータージェネレータを駆動するのに加えて、最適の燃費でエンジンの運転を行うことが可能となって、エンジンとモータジェネレータに自動変速機を組み合わせたハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となる。
【００１７】
また、第２の発明は、バッテリの充電または放電に応じてバッテリの要求馬力の符号は変化し、この符号の変化に応じて目標駆動力を増減することで、バッテリの要求馬力とエンジンの目標駆動力を協調させることができ、モータジェネレータの数に係わらず、バッテリ要求馬力の符号に基づいて容易に目標駆動力の設定を行うことができる。
【００１８】
また、第３の発明は、最適燃費線に基づいて、合成した目標駆動力と車速から自動変速機の目標入力軸回転数を求めることで、要求される目標駆動力を実現しながらバッテリの要求馬力に合わせてモータージェネレータを駆動するのに加えて、最適の燃費でエンジンの運転を行うことができる。
【００１９】
また、第４の発明は、合成した目標駆動力と車速から自動変速機の目標入力軸回転数を求める際には、最適燃費線に基づいて予め設定した駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップに基づいて演算することで、燃費が最適となる目標入力軸回転数を容易かつ迅速に得ることができる。
【００２０】
また、第５の発明は、最適燃費線に基づいて、合成した目標駆動力と車速から目標エンジントルクを求めることで、要求される目標駆動力を実現しながらバッテリの要求馬力に合わせてモータージェネレータを駆動するのに加えて、最適の燃費でエンジンの運転を行うことができる。
【００２１】
また、第６の発明は、合成した目標駆動力と車速から目標エンジントルクを求める際には、最適燃費線に基づいて予め設定した駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップに基づいて演算することで、燃費が最適となる目標エンジントルクを容易かつ迅速に得ることができる。
【００２２】
また、第７の発明は、駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップを、最適燃費線上において、駆動軸換算の馬力に変換した等馬力線をパラメータとすることで、最適燃費となるエンジンの動作点を容易かつ迅速に得ることができる。
【００２３】
また、第８の発明は、目標入力軸回転数に応じた目標変速比に基づいて、合成した目標駆動力から目標エンジントルクを設定することで、演算を簡易にして制御装置の演算負荷を低減することができる。
【００２４】
また、第９の発明は、自動変速機の実際の入力軸回転数に応じた実変速比と合成した目標駆動力から目標エンジントルクを設定することにより、自動変速機に変速の遅れが生じた場合、目標エンジントルクも遅れを補償するように増減することから、変速遅れの補償も同時に行うことが可能となって、変速制御の精度を向上させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、本発明を適用可能なハイブリッド車両の一例を示し、エンジンまたはモータジェネレータのいずれか一方、または、双方の駆動力を用いて走行するものである。
【００２７】
図１に示す車両のパワートレインは、モータジェネレータ（図中Ｍ／Ｇ）１、エンジン２、クラッチ３、モータジェネレータ４、無段変速機５（図中ＣＶＴ）、差動装置６及び駆動輪７から構成される。モータジェネレータ１の出力軸とエンジン２の出力軸及びクラッチ３の入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ３の出力軸とモータジェネレータ４の出力軸及び無段変速機５の入力軸は互いに連結されている。
【００２８】
クラッチ３の締結時には、エンジン２とモータジェネレータ４の少なくとも一方が車両の推進源となり、クラッチ３の解放時には、モータジェネレータ４のみが車両の推進源となる。エンジン２またはモータジェネレータ４の駆動力は、無段変速機５及び差動装置６を介して駆動輪７へ伝達される。
【００２９】
ここで、クラッチ３は、例えば、電磁パウダークラッチ等で構成され、解放状態から締結状態までの間で、任意のクラッチ容量に設定することができ、例えば、中間容量のときにはクラッチ３をスリップさせながらトルクを伝達する一方、締結時（最大容量）には、入力軸と出力軸を結合してトルクの伝達を行う。
【００３０】
なお、Ｖベルト式やトロイダル式で構成された無段変速機５は、図示しない油圧制御装置から供給された油圧によって作動する。
【００３１】
モータジェネレータ１は、主としてエンジン２の始動と発電に用いられ、モータジェネレータ４は、主として車両の推進とエネルギーの回生に用いられる。
【００３２】
もちろん、クラッチ３の締結時には、モータジェネレータ１を車両の推進と回生に用いることもでき、モータジェネレータ４をエンジン２の始動や発電に用いることもできる。なお、モータジェネレータ１、４は交流機で構成され、それぞれインバータ９を介してバッテリ８に接続される。
【００３３】
上記パワートレインは、マイクロコンピュータを主体に構成された駆動力制御コントローラ１０が、運転状態に応じて求めた目標駆動力Ｆｄに基づいて制御され、エンジン２はエンジン制御コントローラ１１に、無段変速機５は変速制御コントローラ１２に、モータジェネレータ１、４はインバータ９を介してモータジェネレータ制御コントローラ１３によってそれぞれ制御される。
【００３４】
駆動力制御コントローラ１６は、図２に示すように、車速センサ２１からの車速ＶＳＰ、アクセル開度センサ２２からのアクセル踏み込み量ＡＰＳ、エンジン回転数センサ２３からのエンジン回転数Ｎｅ、ＣＶＴ入力軸回転数センサ２４からの入力軸回転数Ｎｉ、バッテリ充電状態センサ２５からはバッテリ８の充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）がそれぞれ入力される。
【００３５】
そして、駆動力制御コントローラ１６は、これらセンサからの信号に基づいて運転状態を判定し、図２に示すように、目標駆動力生成部１０１では、車両の運転状態に応じた目標駆動力Ｆｄを演算し、電池要求馬力生成部１０２では、運転状態とバッテリ８の充電状態ＳＯＣに基づいてバッテリ８の要求馬力Ｗｂ（モータジェネレータの要求出力または充電に必要な仕事率）を演算する。
【００３６】
次に、駆動力合成部１０３では、図２、図３に示すように、上記目標駆動力Ｆｄとバッテリ８の要求馬力Ｗｂを合成してから、後述するように、モータジェネレータ１、４の要求駆動力Ｆｄｍと、エンジン２の要求駆動力Ｆｄｅ（エンジンの目標駆動力）を演算し、要求駆動力Ｆｄｍはモータジェネレータ制御コントローラ１２へ入力されて、モータジェネレータ１、４の駆動または発電あるいは回生が行われる。
【００３７】
一方、エンジン２の要求駆動力Ｆｄｅは駆動力制御部１０４へ入力されて、エンジン２の燃費が最適となるような要求エンジントルクｔＴｅ（目標エンジントルク）と要求入力軸回転数ｔＮｉ（＝目標エンジン回転数Ｎｅで無段変速機５の目標入力軸回転数を示す）が、要求エンジントルク演算部と要求入力軸回転数演算部でそれぞれ算出され、要求エンジントルクｔＴｅはエンジン制御コントローラ１１に、要求入力軸回転数ｔＮｉは変速制御コントローラ１２にそれぞれ入力されて、エンジン制御コントローラ１１はエンジン２の図示しない電子制御スロットルの駆動や燃料噴射制御や点火時期制御により、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＳに係わらず要求エンジントルクｔＴｅを実現するとともに、変速制御コントローラ１２は、要求入力軸回転数ｔＮｉに応じた変速比となるように図示しない変速機構を制御する。
【００３８】
ここで、上記駆動力制御コントローラ１０で行われる駆動力制御の一例について、図４のフローチャートを参照しながら以下に詳述する。なお、図４のフローチャートは、所定時間毎に実行されるものである。
【００３９】
まず、ステップＳ１では、上記図２に示した各種センサからアクセル踏み込み量ＡＰＳ、エンジン回転数Ｎｅ、入力軸回転数Ｎｉ、充電状態ＳＯＣ等の情報を読み込んでから、ステップＳ２で、目標駆動力Ｆｄの演算を行う。
【００４０】
目標駆動力Ｆｄの演算は、例えば、車速ＶＳＰとアクセル踏み込み量ＡＰＳから、図５に示すように、予め設定したマップｆ１に基づいて演算する。
【００４１】
次に、ステップＳ３では、バッテリ８の充電状態ＳＯＣに基づいて、バッテリ８が放電可能な出力または充電のために必要な入力を、予め設定したマップ（図示せず）より電池要求馬力Ｗｂを演算する。なお、電池要求馬力Ｗｂは、バッテリ８の温度や運転状態を加味して演算してもよい。
【００４２】
そして、ステップＳ４では、ステップＳ３で求めた電池要求馬力Ｗｂを車速ＶＳＰで除したものを、
Ｆｄｍ＝Ｗｂ／ＶＳＰ ………（１）
モータジェネレータ１、４の要求駆動力Ｆｄｍとして演算する。
【００４３】
次に、ステップＳ５では、上記ステップＳ２で求めた目標駆動力Ｆｄから電池要求馬力Ｗｂを差し引いたものを、エンジン２の要求駆動力Ｆｄｅとして演算する。
【００４４】
ステップＳ６では、上記ステップＳ５で求めたエンジン２の要求駆動力Ｆｄｅと、車速ＶＳＰに基づいて、図６に示すように、予め設定したマップに基づいて、無段変速機５の要求入力軸回転数ｔＮｉ、すなわち、目標とするエンジン回転数Ｎｅを演算する。
【００４５】
さらに、ステップＳ７では、図７に示すように、等燃費線に対応するエンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅ（＝要求入力軸回転数ｔＮｉ）のマップにおいて、予め設定した最適燃費線（等馬力線上で最も燃料消費率が低い点を結んだ線）上で、上記ステップＳ６で求めたエンジン回転数Ｎｅに対応するエンジントルクＴｅを要求エンジントルクｔＴｅとして演算する。
【００４６】
ここで、駆動系の伝達損失を無視すれば、車速ＶＳＰと駆動力Ｆｄの関係は、図８に示すように、等馬力線（車軸馬力）で表され、各等馬力線に相当する車軸馬力を実現可能なエンジン２の動作範囲のうち、燃費最適（最少燃費）となるものは、図７に示した最適燃費線と交差する等馬力線上にあり、この車軸馬力に相当する点は１点であるため、エンジントルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅの関係は一意で対応することになり、したがって、目標駆動力Ｆｄｅと車速ＶＳＰ及び最適燃費線から要求入力軸回転数ｔＮｉと要求エンジントルクｔＴｅを容易に求めることができる。
【００４７】
そして、図６に示した、駆動力Ｆｄに応じた車速ＶＳＰと要求入力軸回転数ｔＮｉ（＝エンジン回転数Ｎｅ）のマップは、図８に示した車軸馬力に応じた車速ＶＳＰと駆動力Ｆｄのマップを、等駆動力線上の車速ＶＳＰと要求入力軸回転数ｔＮｉの関係に変換したものである。
【００４８】
ここで、最適燃費線、等馬力線、等駆動力線と駆動力Ｆｄ、車速ＶＳＰ、エンジン回転数Ｎｅ（要求入力軸回転数ｔＮｉ）の相対関係は、図９に示すようになる。
【００４９】
図９において、いま、車速ＶＳＰ＝ＶＳＰ１のときに、目標駆動力Ｆｄｅが与えられると、図中車速ＶＳＰ−駆動力Ｆｄの平面（マップ）上で点αとなり、要求される車軸馬力は、この点αを通る等馬力線である。
【００５０】
この点αの状態を実現する最も燃費の良いエンジン２の動作点は、点αを通る等馬力線が、エンジン回転数Ｎｅ−エンジントルクＴｅのマップ上で最適燃費線と交差する点ａであり、この点ａは等馬力線と最適燃費線が交差する唯一の点で、この点ａから目標とするエンジン回転数Ｎｅ１と、エンジントルクＴｅ１が得られ、これらを目標値としてエンジン２と無段変速機５を制御すれば、現在の運転状態において最適な燃費で目標駆動力Ｆｄｅを実現することができる。
【００５１】
そして、車速ＶＳＰと駆動力Ｆｄの関係は、図中車速ＶＳＰ−エンジン回転数Ｎｅの平面上で、等駆動力線をパラメータとしたマップとして表現することができ、この平面が図６に示した車速ＶＳＰと要求入力軸回転数ｔＮｉのマップであり、図９における点α、点ａは、車速ＶＳＰ−エンジン回転数Ｎｅの平面上の点ａ’となって、目標とする駆動力Ｆｄｅと車速ＶＳＰから目標とするエンジン回転数Ｎｅ、すなわち、要求入力軸回転数ｔＮｉを求めることができる。
【００５２】
ここで、図６に示した車速ＶＳＰと要求入力軸回転数ｔＮｉのマップの求め方について詳述する。
【００５３】
各エンジン馬力毎に、燃費が最適となる運転条件は、図７に示したエンジン回転数Ｎｅ−エンジントルクＴｅのマップの等燃費線より、燃費が最少となる点の列として、最適燃費線を得ることができる。
【００５４】
次に、図８に示した車速ＶＳＰ−駆動力Ｆｄのマップ上で、各エンジン馬力毎の等馬力線に相当する車軸馬力を実現する最適燃費のエンジン２の動作点は、図７に示した最適燃費線上の１点である。
【００５５】
なぜならば、駆動力Ｆｄ、車速ＶＳＰ、エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｅの関係は、パワートレイン系の伝達損失を無視すれば、
Ｆｄ×ＶＳＰ＝Ｔｅ×Ｎｅ ………（２）
と表現される。
【００５６】
この（２）式において、右辺はエンジン馬力を表すが、その中で燃費が最適となる点は、最適燃費線上の１点であるからである。
【００５７】
したがって、図８のマップに示した等馬力線は、等燃費最適エンジン回転線ということになる。そこで、図６のように、任意の駆動力Ｆｄに対して各車速ＶＳＰ毎の燃費最適エンジン回転の変化を求めると、エンジン２の目標駆動力Ｆｄｅと車速ＶＳＰから、目標駆動力Ｆｄｅを最適燃費で実現するためのエンジン回転数Ｎｅ、すなわち、要求入力軸回転数ｔＮｉを求める特性が、図５のように得られる。
【００５８】
このような駆動力制御にモータジェネレータ１、４を加えた場合、モータジェネレータ１、４の回転数をＮｍ、モータジェネレータ１、４のトルクをＴｍとしたとき、パワートレイン系の伝達損失を無視すれば、エネルギ保存則より、
Ｆｄ×ＶＳＰ＝Ｔｅ×Ｎｅ＋Ｔｍ×Ｎｍ ………（３）
となる。これより、
Ｔｅ×Ｎｅ＝（Ｆｄ−Ｔｍ×Ｎｍ／ＶＳＰ）×ＶＳＰ ………（４）
となる。
【００５９】
したがって、バッテリ８からの電池要求馬力Ｗｂを車速ＶＳＰで割った商を、目標駆動力Ｆｄから差し引いて合成した目標駆動力、すなわち、エンジン２の目標駆動力Ｆｄｅとし、この目標駆動力Ｆｄｅを上記した駆動力制御に与え、また、バッテリ８の要求馬力Ｗｂを実現するようにモータジェネレータ制御コントローラ１３がモータジェネレータ１、４を制御すれば、目標駆動力Ｆｄはエンジン２の燃費が最適となるエンジン回転数Ｎｅに設定され、かつ、バッテリ８の要求馬力Ｗｂを満たすようにモータジェネレータ１、４が作動してバッテリ８の充放電が行われる。
【００６０】
そして、上記合成した目標駆動力は、バッテリ８が充電を要求しているときには、エンジン２への要求駆動力が増大し、バッテリ８が放電を要求しているときにはエンジン２への要求駆動力が減少するように、符号を調整すればよく、例えば、バッテリ８が充電を要求しているときには、電池要求馬力Ｗｂの符号を負に、バッテリ８が放電を要求しているときには、電池要求馬力Ｗｂの符号を正に設定する。
【００６１】
こうして、目標駆動力Ｆｄと電池要求馬力Ｗｂに基づいて求めたエンジン２の目標駆動力Ｆｄｅより、図６のマップから要求入力軸回転数ｔＮｉを、図７のマップから要求エンジントルクｔＴｅを求め、エンジン２のトルクＴｅと無段変速機５の変速比を制御することにより、運転状態に応じた目標駆動力Ｆｄとバッテリ８の要求馬力Ｗｂを実現しながら、エンジン２を燃費が最適となるように運転することが可能となって、ハイブリッド車両の燃費性能を向上させることが可能となるのである。
【００６２】
図１０は第２の実施形態を示し、前記第１実施形態の駆動力制御部１０４の構成を変更したもので、その他は、前記第１実施形態と同様である。
【００６３】
駆動力制御部１０４では、要求入力軸回転数ｔＮｉの演算を前記第１実施形態と同様にして、図６のマップより車速ＶＳＰと目標駆動力Ｆｄｅに応じた要求入力軸回転数ｔＮｉを演算する一方、要求エンジントルクｔＴｅの演算を、要求入力軸回転数ｔＮｉに基づく目標変速比より行うようにしたものである。
【００６４】
目標変速比をｔＲＴＯとすると、車速ＶＳＰを無段変速機５の出力軸回転数相当値とすると、
ｔＲＴＯ＝ｔＮｉ／ＶＳＰ ………（５）
で表される。目標変速比ＲＴＯを達成するときの要求エンジントルクｔＴｅは、
ｔＴｅ＝Ｆｄｅ／ｔＲＴＯ ………（６）
として、簡易な演算によって求めることができ、駆動力制御コントローラ１０の演算負荷を低減するとともに、制御内容を簡素にすることができる。
【００６５】
図１１は第３の実施形態を示し、前記第２実施形態の駆動力制御部１０４の構成を変更したもので、その他は、前記第２実施形態と同様である。
【００６６】
駆動力制御部１０４では、要求入力軸回転数ｔＮｉの演算を前記第１実施形態と同様にして、図６のマップより車速ＶＳＰと目標駆動力Ｆｄｅに応じた要求入力軸回転数ｔＮｉを演算する一方、要求エンジントルクｔＴｅの演算を実際の変速比である実変速比ｒＲＴＯに基づいて求めるようにしたものである。
【００６７】
現在の実変速比ｒＲＴＯは、入力軸回転数Ｎｉを無段変速機５の出力軸回転数相当値である車速ＶＳＰで割った商で、ｒＲＴＯ＝ＶＳＰ／Ｎｉより演算できる。
【００６８】
そして、要求エンジントルクｔＴｅは、エンジン２の目標駆動力Ｆｄｅを実変速比ｒＲＴＯで割った商であり、演算内容をさらに簡素にすることができるのに加え、要求エンジントルクｔＴｅを実変速比ｒＲＴＯより求めたため、無段変速機５に変速の遅れが生じた場合、要求エンジントルクｔＴｅも遅れを補償するように増減することから、無段変速機５の変速遅れの補償も同時に行うことが可能となって、変速制御の精度を向上させることができる。ただし、変速が遅れている期間に関しては、変速遅れに応じて要求エンジントルクｔＴｅが変動した分、最適燃費線からずれるため、エンジン２の運転条件は最適燃費を実現することはできない。
【００６９】
なお、上記実施形態において、モータジェネレータが２つある場合の一例を示したが、モータジェネレータの数に係わらず、各モータジェネレータの要求駆動力の総和が電池要求馬力Ｗｂとなり、図１２に示すように、ｎ個のモータジェネレータとモータジェネレータ制御コントローラ１３ａ〜１３ｎから構成される場合、各モータジェネレータの要求駆動力Ｆｄｍ１〜Ｆｄｍｎの総和が電池要求馬力Ｗｂとなって、上記と同様に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すハイブリッド車両の概略構成図。
【図２】同じくコントローラの概略構成図。
【図３】同じく駆動力制御の概念図。
【図４】駆動力制御の一例を示すフローチャート。
【図５】アクセルペダルの踏み込み量ＡＰＳをパラメータとした車速ＶＳＰと駆動力Ｆｄの関係を示すマップである。
【図６】駆動力Ｆｄをパラメータとした車速ＶＳＰと要求入力軸回転数ｔＮｉの関係を示すマップである。
【図７】最適燃費線と等馬力線の関係を示すエンジン回転数ＮｅとエンジントルクＴｅのマップである。
【図８】車速ＶＳＰと駆動力Ｆｄに応じた車軸馬力の関係を示すマップである。
【図９】車速ＶＳＰと駆動力Ｆｄに応じた等馬力線と最適燃費線及びエンジントルクＴｅエンジン回転数Ｎｅの関係を示すマップの概念図である。
【図１０】第２の実施形態を示し、駆動力制御の概念図。
【図１１】第３の実施形態を示し、駆動力制御の概念図。
【図１２】他の実施形態を示し、駆動力制御の概念図。
【符号の説明】
１、４ モータジェネレータ
２ エンジン
５ 無段変速機
８ バッテリ
９ インバータ
１０ 駆動力制御コントローラ
Claims (9)
- エンジンに連結されて油圧制御装置を備えた自動変速機と、
運転状態または運転操作に応じて目標駆動力を演算する目標駆動力設定手段と、
前記目標駆動力と車速に基づいて、最適燃費を達成可能な目標エンジントルクと自動変速機の目標入力軸回転数を制御する駆動力制御手段とを備えた車両の駆動力制御装置において、
駆動輪またはエンジンに連結されて車両の推進、エンジンの始動または発電を行うモータジェネレータと、
前記モータジェネレータと電気的に結合され電力の授受を行うバッテリと、
運転状態またはバッテリの状態に基づいて、バッテリが充電または放電すべき仕事を要求馬力として演算するバッテリ要求馬力設定手段と、
前記バッテリの要求馬力を車速で割った商に基づいてモータジェネレータを駆動または発電するよう制御するモータジェネレータ制御手段と、を備え、
前記駆動力制御手段は、
前記バッテリの要求馬力を車速で割った商を前記目標駆動力から差し引いてエンジンの目標駆動力を演算するエンジンの目標駆動力設定手段と、
前記エンジンの目標駆動力に基づいて最適燃費となるエンジンの動作点を求め、この動作点から前記目標エンジントルクと自動変速機の目標入力軸回転数をそれぞれ設定する目標値設定手段とを備えたことを特徴とする車両の駆動力制御装置。 - 前記目標駆動力合成手段は、バッテリの放電またはモータジェネレータの駆動が行われる場合には合成した目標駆動力を減少する一方、バッテリの充電またはモータジェネレータの発電が行われる場合には合成した目標駆動力を増大することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
- 前記目標値設定手段は、エンジン回転数と負荷の特性から予め設定されて燃料消費率が最少となる最適燃費点列または最適燃費線に基づいて、前記合成した目標駆動力と車速から目標入力軸回転数を設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両の駆動力制御装置。
- 前記目標値設定手段は、予め設定した駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップに基づいて目標入力軸回転数を演算することを特徴とする請求項３に記載の車両の駆動力制御装置。
- 前記目標値設定手段は、エンジン回転数と負荷の特性から予め設定されて燃料消費率が最少となる最適燃費点列または最適燃費線に基づいて、前記合成した目標駆動力と車速から目標エンジントルクを設定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかひとつに記載の車両の駆動力制御装置。
- 前記目標値設定手段は、予め設定した駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップに基づいて目標エンジントルクを演算することを特徴とする請求項５に記載の車両の駆動力制御装置。
- 前記駆動力に対する車速と入力軸回転数の特性曲線またはマップは、前記最適燃費線上のエンジン動作点を、駆動軸換算の馬力に変換した等馬力線によって予め設定されたことを特徴とする請求項４または請求項６に記載の車両の駆動力制御装置。
- 前記目標値設定手段は、目標入力軸回転数に応じた目標変速比と前記合成した目標駆動力から目標エンジントルクを設定することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
- 前記目標値設定手段は、実際の入力軸回転数に応じた実変速比と前記合成した目標駆動力から目標エンジントルクを設定することを特徴とする請求項１に記載の車両の駆動力制御装置。
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