JP4066822B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の制御装置に関し、特に、ハイブリッド車両に好適な車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からエンジンと発電／電動機を組合せて搭載し、車両走行状態の変化に伴い時々刻々変化する電動機の出力に対して発電機からリアルタイムに過不足なく電力を供給し、バッテリにおける充放電の際の損失を大幅に低減するようにしたシリーズ式のハイブリッド車両（ＨＥＶ）の制御装置が特許文献１および本出願人による特許文献２により提案されている。
【０００３】
また、このようなシリーズ式のハイブリッド車両において、特に出力が急変する過渡時にバッテリへの電力の入出力を最小限に抑えるために、電動機および発電機における電力の応答を出来るだけ正確に一致させるようにしたＨＥＶの制御装置が本出願人による特許文献３により提案されている。これは、エンジンおよび発電機の応答を推定する物理演算モデルを設け、この物理演算モデルにより算出された時々刻々の仮想発電電力に対して電動機の電力が所定の許容変動幅内に収まるように、電動機の駆動トルクを制限して、発電機・電動機両者の発電・消費電力の差が所定値以内となるようにしている。
【０００４】
さらに、実エンジンおよび発電機の応答に合せて構成した前記物理演算モデルに基づいて電動機を制御する場合に、車両の時々刻々の走行状況とは無関係なバッテリの充放電要求等の要因で、実際の発電量が変化することに応じて駆動力も変化し、運転性に違和感を生じることを改善するＨＥＶの制御装置が本出願人による特許文献４により提案されている。これは、物理演算モデルを実際のエンジンおよび発電機に合せるのではなく、車両の走行状態あるいは電動機の運転状態に対して一義的に応答が定まる「仮想モデル」を適用するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１-１４６５０３号公報
【特許文献２】
特開２０００−２３６６０２号公報
【特許文献３】
特開２００１−２９２５０１号公報
【特許文献４】
特開２００２−１６５３０７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなＨＥＶでは、基本的にエンジン・発電機・電動機が全てほぼ等しい定格出力、もしくはそれぞれ電力損失を考慮して必要な電力を過不足なく供給できる定格出力を備える組合せで用いることを前提としている。これは、エンジン・発電機・電動機それぞれの能力をいつでも最大限に使用でき、かつバッテリ容量をできるだけ小さくするためには上記関係を満たす組合せが最適なためである。しかし、現実的には上記関係を完全に満たす組合せを選択することは困難であり、実際にはそれぞれの定格出力に大小関係が生じる。
【０００７】
特に、エンジン定格出力と電動機定格出力の大小関係について考えると、エンジン定格出力の方が大きい場合には、エンジンの最高出力に見合う駆動出力が得られないこととなる。他方、電動機定格出力が大きい場合、エンジンによる発電エネルギだけでは不足する条件においては、バッテリからエネルギ供給、いわゆる「バッテリアシスト」することにより、電動機の最高出力まで使い切る事が可能となる。また、前記バッテリアシストが可能な範囲においては、より積極的に定格出力の大きな電動機を組合せて、車両の動力性能を高める使い方も可能となる（例えば、エンジン定格：４５ｋＷ、電動機定格：６０ｋＷ）。
【０００８】
しかしながら、前記特許文献４においては、物理演算モデルとして車両の走行状態あるいは電動機の運転状態に対して一義的に応答が定まる「仮想モデル」を備えるものの、その仮想モデルの定格および特性は、実際のエンジンおよび発電機に合せて設定することを前提としている。
【０００９】
前述した通り電動機は、その電力が仮想モデルにおける仮想発電電力を基準とした許容変動幅内に収まるように、駆動トルクを制御される。したがって、定格出力の大きい電動機を使って大きな出力を発生させようとすると、その出力をカバーできる程度まで、前記許容変動幅を拡大することにより、定常的に大きな電動機電力とすることが可能となる（図１２（Ｂ）参照）。
【００１０】
しかし、前記許容変動幅の拡大は、過渡時も電動機電力と仮想発電電力（図中「バーチャル発電電力」）との乖離を生じさせ、過渡応答特性として運転性に大きな影響を与えるので、前記許容変動幅は運転性も考慮して設定する必要がある。例えば、アクセルを全開まで踏込んだ時、過渡時の電動機電力応答をエンジン出力すなわち発電電力の応答に合わせ、滑らかに加速しかつ余分なバッテリ電力放出を避ける一方で、電動機の最高出力まで使う、といった要求を満たすことは困難であるという問題点があった。
【００１１】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、過渡時に発電電力の応答に合せて滑らかに加速でき且つ余分なバッテリ電力放出を抑制しつつ、電動機をその最高出力まで使うことを可能とするハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンと、エンジンに接続されエンジンの出力を回生する発電機と、発電機の発電電力の供給を受けて駆動輪を駆動する電動機と、電動機への供給電力が不足するときに電動機に電力を供給し、供給電力が余ったとき余剰電力を蓄電するバッテリと、を備え、前記電動機の定格出力を前記エンジンの定格出力より大きく設定した車両制御装置であり、車両の走行状態に基づいて前記電動機の制御目標値を算出し、前記エンジンの出力特性を示すデータおよび前記電動機制御目標値に基づいてエンジンの制御目標値を算出し、前記エンジンの定格出力以下の出力範囲ではエンジンと同じ出力特性を有しかつエンジンの定格出力以上の定格出力を有する仮想エンジンの出力特性を示すデータに基づいて前記電動機の出力制限値を算出し、前記電動機出力制限値に基づいて前記電動機の出力ないしトルクを制限するようにした。
【００１３】
【発明の効果】
したがって、本発明では、車両の走行状態に基づいて電動機の制御目標値を算出し、エンジンの定格出力以下の出力範囲ではエンジンと同じ出力特性を有しかつエンジンの定格出力以上の定格出力を有する仮想エンジンの出力特性を示すデータに基づいて電動機の出力制限値を算出し、電動機の出力ないしトルクを制限するため、従来のように仮想発電電力に対する許容変動幅の拡大によることなく、定格出力の大きな電動機を使うことができ、電動機電力の過渡応答特性の制御と、バッテリアシスト制御による最高出力制御を任意に行うことが可能となり、これにより余分な電力変動を防止できることによる燃費向上と最高出力向上による運転性向上を両立させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は本発明が適用される車両のシステム構成図である。この車両では、従来の機械式変速機に代えて、無段変速機として機能する電機パワートレイン５がエンジン１に接続されている。電機パワートレイン５は、主に発電機として使用される第１の回転電機(以下、発電機)２と主に電動機として使用される第２の回転電機(以下、電動機)４とで構成され、発電機２のロータ軸がエンジン１のクランク軸に連結される一方、電動機４のロータ軸(以下、出力軸)６は減速機を介して駆動軸(駆動輪が取付けられる回転軸)に連結される。
【００１６】
発電機２および電動機４は永久磁石式交流同期電動機等の交流機であり、それぞれインバータ８に接続されている。インバータ８にはさらにバッテリ９(リチウムバッテリあるいはニッケル水素バッテリ等)が接続されている。
【００１７】
発電機２と電動機４の間にはクラッチ３が介装されており、クラッチ３が締結されるとエンジン１と出力軸６が直結状態となってエンジン１で直接出力軸６を駆動することができる。クラッチ３は、例えば電気パワートレイン５の入力軸回転速度と出力軸回転速度が一致したときに締結され、発電機２と電動機４における損失を抑制して車両の燃費性能を向上させることができる。
【００１８】
また、電機パワートレイン５には、発電機２のロータ回転速度(以下、入力軸回転速度)Ｎｉを検出する入力軸回転速度センサ２４と、電動機４のロータ回転速度（以下、出力軸回転速度）Ｎｏを検出する出力軸回転速度センサ２１とが取付けられている。
【００１９】
一方、エンジン１の吸気管には電子制御式スロットル弁１４が設けられており、スロットル弁１４は必要とされる発電電力に応じて設定される目標エンジントルクが実現されるよう運転者のアクセル操作とは独立して開閉制御される。エンジン１にはこの他、吸入空気量を検出するエアフローメータ１３、クランク角を検出するクランク角センサ２３が設けられている。
【００２０】
統合コントロールユニット１０は、基本的には、検出されたアクセル操作量等に基づき運転者が要求する駆動力を求め、要求駆動力が実現されるようにトランスミッションコントロールユニット１２を介して電動機４のトルク制御を行う。また、電動機４の駆動出力（消費電力）に見合った発電電力が得られるようにトランスミッションコントロールユニット１２を介しての発電機２の回転速度制御及びエンジンコントロールユニット１１を介してのエンジン１のトルク制御も併せて行う。
【００２１】
図２は、統合コントロールユニット１０の制御内容を示したブロック図であり、図中破線で囲んだ部分が統合コントロールユニット１０に対応する。
【００２２】
統合コントロールユニット１０には、アクセル操作量センサ２２の信号であるアクセル操作量ＡＰ０［ｄｅｇ］と、車速センサ２６の信号である車速ＶＳＰ［ｋｍ／ｈ］と、発電要求値ｔＰｇ［Ｗ］とが入力される。また、トランスミッションコントロールユニット１２を介して入力軸回転速度センサ２４の信号である入力軸回転速度Ｎｉ［ｒｐｍ］が入力される。なお、車速ＶＳＰは出力軸回転速度センサ２１の信号である出力軸回転速度Ｎｏ［ｒｐｍ］から演算によって求めることも可能であり、その場合は車速センサ２６を省略することができる。
【００２３】
目標駆動力演算部Ｂ１は、車両の走行状態を示すアクセル操作量ＡＰ０と車速ＶＳＰとに基づき、所定のマップを参照して目標駆動力ｔＦｄ０［Ｎ］を演算する。ここで使用するマップは、エンジンの定格出力より大きい定格出力の電動機４を最大出力まで使い切ることを前提に作られている。目標駆動力ｔＦｄ０は車両の駆動輪が路面に伝える力の目標値を示す。
【００２４】
乗算器Ｂ２は、車速ＶＳＰと目標駆動力ｔＦｄ０との乗算を行って目標駆動出力の基本値ｔＰｏ００［Ｗ］演算する。車速ＶＳＰ［ｋｍ／ｈ］は、トルク←→出力変換でゼロ（＝０）による乗除を防止するために下限リミッタＢ６で所定値ＶＳＰＭＩＮ＃による下限処理後、定数Ｇ１＝１０００／３６００を乗じてＶＳＰ［ｍ／ｓ］に単位変換したものを用いる。
【００２５】
フィルタＢ３は、目標駆動出力基本値ｔＰｏ００に対してフィルタ処理を施し、目標駆動出力基本値のフィルタ処理値ｔＰｏ０［Ｗ］を求める。このフィルタ処理は例えば２次フィルタを用いた遅れ処理であり、電動機４の見かけ上の応答を遅らせることで元々応答の遅いエンジンと応答性を一致させるために行う。
【００２６】
電動機出力制限部Ｂ４は、目標駆動出力基本値フィルタ処理値ｔＰｏ０に対して電動機出力制限処理を施し、目標駆動出力ｔＰｏ［Ｗ］を求める。この制限処理は、発電機およびエンジンに対する仮想制御目標値に基づいて発電機の仮想電力を算出し、その発電機の仮想電力と目標発電出力の差が所定範囲内となるように、前記目標駆動出力基本値フィルタ処理値ｔＰｏ０に制限処理を行う。電動機出力制限処理は、後述する仮想制御目標値演算部Ｂ７よりの仮想制御目標値から求めた、時々刻々のエンジンおよび発電機の仮想の運転状態からその時刻における仮想発電電力を算出し、ここでの処理結果を直ちに目標駆動出力ｔＰｏ算出に反映するため、本処理は前記フィルタＢ３によるフィルタ処理の後に行うこととしている。この処理については後で詳しく説明する。
【００２７】
除算器Ｂ５は、目標駆動出力ｔＰｏを車速ＶＳＰ[ｍ／ｓ]で除し、定数Ｇ４＝（タイヤ有効半径）／（ファイナルギヤ比）を乗じて目標出力軸トルクｔＴｏ［Ｎｍ］を演算する。演算された目標出力軸トルクｔＴｏはトランスミッションコントロールユニット１２へ送信される。トランスミッションコントロールユニット１２は目標出力軸トルクｔＴｏに応じてインバータ８を制御し、電動機４の出力軸トルクを目標出力軸トルクｔＴｏに一致させる。
【００２８】
一方、加算器Ｂ８は、目標駆動出力基本値ｔＰｏ００に電動機４の電動機損失ＬＯＳＳｍを加算し、加算器Ｂ９は、発電機の発電機損失ＬＯＳＳｇを加算して、目標発電機入力仕事率基本値ｔＰｏ１［Ｗ］を演算する。ここで、電動機４の電動機損失ＬＯＳＳｍは、電動機損失演算部Ｂ１１で電動機の運転状態（目標出力軸トルクｔＴｏおよび車速ＶＳＰを定数Ｇ２により変換した出力軸回転数Ｎｏ［ｒｐｍ］）に基づき所定のマップから参照した値を使用する。また、発電機の発電機損失ＬＯＳＳｇは、発電機損失演算部Ｂ１２で発電機の運転状態（入力軸回転速度Ｎｉ［ｒｐｍ］および目標エンジントルクｔＴｅ（前回値））に基づき所定のマップから参照した値を使用する。目標発電機入力仕事率基本値ｔＰｏ１は、電動機４の出力をｔＰｏ００とするために発電機２で発電すべき電力を示す。
【００２９】
加算器Ｂ１０は、目標発電機入力仕事率基本値ｔＰｏ１に外部からの発電量要求値ｔＰｇを加え、目標発電機入力仕事率ｔＰｏ２［Ｗ］を求める。ここで、発電要求値ｔＰｇは車両に搭載された各種の電装品で必要とされる電力であり、エンジン１は、車両を駆動するために必要な出力ｔＰｏ１に各種の電装品が必要とする電力を発電するための出力ｔＰｇを上乗せしたｔＰｏ２を目標出力として運転される。
【００３０】
目標入力軸回転速度演算部Ｂ１３は、目標発電機入力仕事率ｔＰｏ２に基づき、所定のマップを参照して目標入力軸回転数基本値ｔＮｉ０［ｒｐｍ］を演算する。ここで使用するマップは、図１１（Ｂ）に示す実際のエンジンの等燃料消費率曲線図の最良燃費線を達成するトルク−回転数特性を目標入力軸回転数特性とする目標入力軸回転テーブル（図１１（Ａ））を用いる。ただし、目標発電機入力仕事率ｔＰｏ２がエンジン最高出力を超えている場合は、最高出力回転を目標入力軸回転数基本値ｔＮｉ０とする。図１１（Ｂ）には、横軸をエンジン回転数Ｎｅ、縦軸をエンジントルクＴｅとし、実際のエンジンの等燃料消費率曲線、最大トルク線および最良燃費線が画かれており、図１１（Ａ）には、横軸を発電機入力仕事率ｔＰｏ、縦軸に入力軸回転数ｔＮｉ（＝エンジン回転速度）として目標入力軸回転数特性が画かれている。
【００３１】
フィルタＢ１４は、目標入力軸回転速度基本値ｔＮｉ０に対してフィルタ処理を施し、目標入力軸回転速度ｔＮｉ［ｒｐｍ］を求める。このフィルタ処理はフィルタＢ３で行う処理と同じ遅れ処理であり、発電機２の見かけ上の応答を遅らせることでもともと応答の遅いエンジン１と応答性を一致させるために行う。
【００３２】
演算された目標入力軸回転速度ｔＮｉはトランスミッションコントロールユニット１２へ送信される。トランスミッションコントロールユニット１２は目標入力軸回転速度ｔＮｉに応じてインバータ８を制御し、発電機２の回転速度を目標入力軸回転速度ｔＮｉに一致させる。
【００３３】
また、除算器Ｂ１５は、目標発電機入力仕事率ｔＰｏ２を入力軸回転速度Ｎｉ［ｒａｄ／ｓ］で除し、目標エンジントルク基本値ｔＴｅ０［Ｎｍ］を演算する。ここで、入力軸回転速度Ｎｉは、入力軸回転速度センサ２４の信号である入力軸回転速度Ｎｉ［ｒｐｍ］を定数Ｇ３＝２×π／６０によって単位換算した値を使用している。
【００３４】
上限リミッタ処理部Ｂ１６は、所定のマップを参照して目標エンジントルク基本値ｔＴｅ０が実際のエンジンの最大トルクを超える部分に対してリミッタをかける上限処理を施して目標エンジントルクｔＴｅとし、エンジンコントロールユニット１１へ送信される。実際のエンジンの最大トルクは、入力回転数Ｎｉに対する実際のエンジンの最大トルク（図１１（Ｂ）の最大トルク線参照）を記憶させている最大トルクテーブル部Ｂ１７から参照した最大トルクＴｍａｘを用いる。エンジンコントロールユニット１１は目標エンジントルクｔＴｅに応じて電子制御式スロットル弁１４を制御し、エンジン１のトルクを目標エンジントルクｔＴｅに一致させる。
【００３５】
エンジン１が発生したトルクは発電機２の回生トルクとなり、発電機２で発電された電力により電動機４が駆動トルクを発生する。電動機４の目標駆動力演算部Ｂ１で演算される目標駆動力ｔＦｄ０は、エンジン１の定格出力より大きい定格出力を持つ電動機４を最大出力まで使いきることを前提としている。したがって、目標発電機入力仕事率ｔＰｏ２がエンジン最高出力より定常的に大きくなることがあり、エンジン１を最高出力運転点で運転しても発電電力が電動機消費電力に対し不足することがあり得る。その場合には、不足する電力をバッテリ９より補う。
【００３６】
図３は、図１の仮想制御目標値演算部Ｂ７における処理内容を示したブロック図である。仮想制御目標値演算部Ｂ７は、仮想目標入力仕事率として、目標発電機入力仕事率基本値ｔＰｏ１を用い、目標入力軸回転速度演算部Ｂ７１およびフィルタＢ７２により仮想目標入力軸回転数ｔＮｉ＿ｄ［ｒｐｍ］を演算し、除算器Ｂ７３、上限リミッタ処理部Ｂ７４および最大トルクテーブル部Ｂ７５により仮想目標エンジントルクｔＴｅ＿ｄ［Ｎｍ］を演算する。
【００３７】
目標入力軸回転速度演算部Ｂ７１は、目標発電機入力仕事率基本値ｔＰｏ１に基づき、所定のマップを参照して仮想目標入力軸回転数基本値ｔＮｉ＿ｄ０［ｒｐｍ］を演算する。ここで使用するマップは、図１１（Ｄ）に示す仮想エンジンの最良燃費線を達成する内部エンジンモデルとしてのトルク−回転数特性を目標入力軸回転数特性とする内部発電機モデルとしての仮想目標入力軸回転テーブル（図１１（Ｃ））を用いる。図１１（Ｄ）には、横軸をエンジン回転数Ｎｅ、縦軸をエンジントルクＴｅとし、内部エンジンモデルとしての仮想エンジンの最大トルク特性および最良燃費特性が画かれており、図１１（Ｃ）には、横軸を目標発電機入力仕事率基本値ｔＰｏ１、縦軸に仮想目標入力軸回転数基本値ｔＮｉ＿ｄ０として内部発電機モデルとしての仮想目標入力軸回転数基本値ｔＮｉ＿ｄ０が画かれている。図１１（Ｃ）および図１１（Ｄ）によれば、内部エンジンモデルおよび内部発電機モデルとしての仮想のエンジンの最大トルク特性および最良燃費トルク特性は、実際のエンジンにおける最高出力回転以下の領域では実際のエンジンの最大トルク曲線に一致させる一方、最高出力回転より高回転の領域では電動機定格に合せて拡張設定している。例えば、実際のエンジンにおける最高出力回転よりも高回転の領域では回転上昇に対して単調増加となるように設定する。また、仮想目標エンジン回転の設定を、前記仮想目標発電機入力仕事率基本値ｔＰｏ１が実際のエンジンにおける最高出力以下の領域では実際のエンジン・発電機の制御目標値である目標エンジン回転と一致させる一方、最高出力より高出力の領域では電動機定格に合せて拡張設定している。例えば、仮想目標発電機入力仕事率基本値ｔＰｏ１の上昇に対して単調増加となるように設定する。
【００３８】
フィルタＢ７２は、仮想目標入力軸回転速度基本値ｔＮｉ＿ｄ０に対してフィルタ処理を施し、仮想目標入力軸回転速度ｔＮｉ＿ｄ［ｒｐｍ］を求める。このフィルタ処理はフィルタＢ３で行う処理と同じ遅れ処理であり、発電機２の見かけ上の応答を遅らせることでもともと応答の遅いエンジン１と応答性を一致させるために行う。
【００３９】
除算器Ｂ７３は、目標発電機入力仕事率基本値ｔＰｏ１を仮想目標入力軸回転速度ｔＮｉ＿ｄで除し、仮想目標エンジントルク基本値ｔＴｅ＿ｄ０を演算する。ただし、ここで使用する仮想目標入力軸回転速度ｔＮｉ＿ｄは、前回の値（演算周期ＴＪＯＢ前の値)に定数Ｇ３を乗じて単位を［ｒａｄ／ｓ］に換算した値である。
【００４０】
上限リミッタ処理部Ｂ７４は、所定のマップを参照して仮想目標エンジントルク基本値ｔＴｅ＿ｄ０が仮想エンジンの仮想最大トルクを超える部分に対してリミッタをかける上限処理を施して仮想目標エンジントルクｔＴｅ＿ｄとする。仮想エンジンの仮想最大トルクは、仮想入力回転数Ｎｅ＝ｔＮｉ＿ｄ（前回値）に対する仮想最大トルク（図１１（Ｄ）の仮想最大トルク線参照）を記憶させている仮想最大トルクテーブル部Ｂ７５から参照した仮想最大トルクＴｍａｘを用いる。
【００４１】
次に、図１の電動機出力制限部Ｂ４における処理内容について説明する。
【００４２】
電動機出力制限部Ｂ４は、仮想モデル演算を行い、エンジンおよび発電機の運動方程式、ならびに電力の関係式に基づいて（目標出力軸トルクｔＴｏ算出のために用いる）目標駆動出力ｔＰｏの値を適切に制限する。ここで、
Ｔｅ：エンジントルク
Ｔｇ：発電機トルク
Ｉｅ：エンジン回転部イナーシャ
Ｉｇ：発電機回転部イナーシャ
Ｐｇ：発電機電力
Ｐｏ：電動機電力
Ｐｂ：バッテリ電力
Ｌｇ：発電機損失
Ｌｍ：電動機損失
とする。
【００４３】
エンジン１および発電機２の回転部の運動方程式は、次式（１）、
Ｔｅ＋Ｔｇ＝（Ｉｅ＋Ｉｇ）×ω’ ・・・（１）
で表される。ω'はエンジン１および発電機２の角速度ωの微分値（角加速度）である。また、発電機出力Ｐｇは、次式（２）、
Ｐｇ＝Ｔｇ×ω−ηｇ ・・・（２）
で表される。さらに、発電機２、電動機４、およびバッテリ９の電力の関係は、回生時電力＜０とすると、次式（３）、
Ｐｇ＋Ｐｏ＝Ｐｂ ・・・（３）
で表される。ここで、バッテリの許容電力範囲を、
−Ｐｂｍａｘ≦Ｐｂ≦Ｐｂｍａｘ ・・・（４）
とすると、上式（１）から（４）より、
｛Ｔｅ・ω−（Ｉｅ＋Ｉｇ）・ω・ω’｝−Ｌｇ−Ｐｂｍａｘ≦Ｐｏ≦｛Ｔｅ・ω−（Ｉｅ＋Ｉｇ）・ω・ω’｝−Ｌｇ＋Ｐｂｍａｘ ・・・（５）
の関係式が導かれる。電動機電力Ｐｏは上記（５）式を満たす必要がある。したがって、目標駆動出力ｔＰｏは、
［｛Ｔｅ・ω−（Ｉｅ＋Ｉｇ）・ω・ω’｝−Ｌｇ−Ｐｂｍａｘ］−Ｌｍ≦ｔＰｏ≦［｛Ｔｅ・ω−（Ｉｅ＋Ｉｇ）・ω・ω’｝−Ｌｇ＋Ｐｂｍａｘ］−Ｌｍ・・・（６）
を満たすように制限する必要がある。
【００４４】
図４を参照しながら電動機出力制限部Ｂ４の具体的な処理内容を説明する。
【００４５】
演算器Ｂ４１は、エンジン１の慣性モーメントＩｅ［ｋｇｍ²］と発電機２の慣性モーメントＩｇ［ｋｇｍ²］との和、単位を［ｒｐｍ］から［ｒａｄ／ｓ］に変換した仮想目標入力軸回転速度ｔＮｉ＿ｄ（＝ω）、仮想目標入力軸回転速度の変化量ΔｔＮｉ＿ｄ、演算周期ＴＪＯＢ［ｓｅｃ］に基づき、式（６）の第２項に相当するＰ２［＝（Ｉｅ＋Ｉｇ）×ｔＮｉ＿ｄ×（ΔｔＮｉ＿ｄ／ＴＪＯＢ）＝（Ｉｅ＋Ｉｇ）・ω・ω’］［Ｗ］を算出する。Ｐ２は、エンジン１および発電機２の回転部の運動エネルギ変化に相当する仕事率を示す。
【００４６】
エンジントルク推定部Ｂ４２は、仮想目標エンジントルクｔＴｅ＿ｄと仮想目標入力軸回転速度ｔＮｉ＿ｄとに基づき、エンジントルクの応答を考慮して、時々刻々の仮想エンジントルクＴｅ＿ｃを算出する。エンジントルク推定部Ｂ４２の具体的な構成については後述する。演算器Ｂ４３は、仮想目標入力軸回転速度ｔＮｉ＿ｄ、エンジントルク推定値Ｔｅ＿ｃに基づき、式（６）の第１項に相当するＰ１［＝Ｔｅ＿ｃ×ｔＮｉ＿ｄ＝Ｔｅ・ω］［Ｗ］を算出する。
【００４７】
演算器Ｂ４４は、Ｐ１からＰ２を減じ、仮想エンジン出力のうち、回転部の運動エネルギ変化に使われる分を差し引いたもの、即ち、仮想発電機入力仕事率推定値Ｐｇ＿ｄを算出する。
【００４８】
演算器Ｂ４５は、仮想発電機入力仕事率推定値Ｐｇ＿ｄから仮想発電機損失ＬＯＳＳｇ＿ｄおよび電動機損失ＬＯＳＳｍを減算して仮想発電機電力ｔＰｇを演算する。ここで、仮想発電機損失ＬＯＳＳｇ＿ｄ（（６）式の第３項に相当）は、仮想発電機損失演算部Ｂ４６により仮想発電機の運転状態（仮想目標入力軸回転数ｔＮｉ＿ｄおよび仮想目標エンジントルクｔＴｅ＿ｄ）に基づき所定のマップから参照した値を使用する。電動機損失ＬＯＳＳｍは、（６）式の第５項に相当する。
【００４９】
演算器Ｂ４７は、仮想電動機電力ｔＰｇから出力許容変動幅ＢＰＬＩＭ１を減じ、目標駆動出力の下限値ｔＰｏ＿Ｌ１を演算する。演算器Ｂ４８は、仮想電動機電力ｔＰｇに出力許容変動幅ＢＰＬＩＭ１を加え、目標駆動出力の上限値ｔＰｏ＿Ｌ２を演算する。ここで出力許容変動幅ＢＰＬＩＭ１は、図８に示すように、出力許容変動幅演算部Ｂ４９により車速ＶＳＰに基づき所定のマップから参照した値を使用する。所定のマップには、車速ＶＳＰに応じて出力許容変動幅を可変制御し、加速応答性を適切に設定することとしている。即ち、低車速ほど出力許容変動幅を大きくして、加速時に電動機電力応答を速くするようにしている。
【００５０】
比較器Ｂ５０は、目標駆動出力基本値フィルタ処理値ｔＰｏ０と目標駆動出力下限値ｔＰｏ＿Ｌ１の大きい方の値を出力する。比較器Ｂ５１は、比較器Ｂ５０の出力と目標駆動出力の上限値ｔＰｏ＿Ｌ２の小さい方の値を仮目標駆動出力ｔＰｏＸとして出力する。
【００５１】
仮目標駆動出力ｔＰｏＸは、図１２（Ｃ）の目標駆動出力の下限値ｔＰｏ＿Ｌ１と上限値ｔＰｏ＿Ｌ２との間の出力許容変動幅ＢＰＬＩＭ１の範囲内に出力が制限される。目標駆動出力の下限値ｔＰｏ＿Ｌ１および上限値ｔＰｏ＿Ｌ２は、前述のように、仮想発電電力ｔＰｇおよび許容変動量ＢＰＬＩＭ１に基づき設定されるものであり、仮想発電電力ｔＰｇは、仮想制御目標値演算部Ｂ７の拡張設定された内部エンジンモデルおよび内部発電機モデルにより車両の走行状態に応じて算出された仮想制御目標値（仮想目標入力回転数ｔＮｉ＿ｄおよび仮想目標エンジントルクｔＴｅ＿ｄ）を含み、前記仮想制御目標値に対して内部エンジンモデル演算手段（Ｂ４２、Ｂ４３）および内部発電機モデル演算手段（Ｂ４１）で推定するエンジン１および発電機２の動作応答を含む。このため、従来のように出力許容変動幅を拡大することなく、大きな定格出力を備える電動機４を仮想エンジンの出力特性に基づいて大きな出力を発生させるよう制御することができ、電動機電力の過渡応答特性を制御して余分な電力変動の防止して燃費向上できる。また、エンジン定格出力範囲内では、前記仮想発電電力ｔＰｇに対する前記許容変動量ＢＰＬＩＭ１は、実際の発電電力に対するものと同じ意味になるため、前記許容変動量ＢＰＬＩＭ１を制御することにより実際の電力変動を所定範囲内に制限でき、余分な電力変動の防止による燃費向上をより容易に実現することができる。
【００５２】
演算器Ｂ５２は、実発電電力推定値ＰＧＥＳＴからバッテリ許容入出力ＢＰＬＩＭ２を減じ、バッテリ許容入出力の下限値ｔＰｏ＿ＢＬ１を演算する。演算器Ｂ５３は、実発電電力推定値ＰＧＥＳＴにバッテリ許容入出力ＢＰＬＩＭ２を加え、バッテリ許容入出力の上限値ｔＰｏ＿ＢＬ２を演算する。ここでバッテリ許容入出力ＢＰＬＩＭ２は、図９に示すように、バッテリ許容入出力演算部Ｂ５４によりバッテリ温度ＴＭＰＢＡＴに基づき所定のマップから参照した値を使用する。所定のマップには、バッテリ温度に基づき、低温になるほどバッテリ特性に合せて許容入出力が小さくなるように設定してある。
【００５３】
また、発電電力推定値ＰＧＥＳＴは、図１０に示す発電電力推定値算出ブロックにより求める。即ち、単位を［ｒｐｍ］から［ｒａｄ／ｓ］に変換した入力軸回転数Ｎｉ［ｒａｄ／ｓ］とローパスフィルタＬＰＦを経由させた発電機トルクＴｇ［Ｎｍ］とを演算器Ｂ５５により乗算して発電機駆動力Ｔｇ・ωを算出する。他方、発電機損失演算部Ｂ５６により発電機の運転状態（入力軸回転数Ｎｉおよび発電機トルクＴｇ）に基づき所定のマップから参照した値により発電機損失ＬＯＳＳｇを求める。そして、演算器Ｂ５７により発電機駆動力Ｔｇ・ωから発電機損失ＬＯＳＳｇを減算して発電電力推定値ＰＧＥＳＴを求める。
【００５４】
比較器Ｂ５８は、仮目標駆動出力ｔＰｏＸとバッテリ許容入出力の下限値ｔＰｏ＿ＢＬ１の大きい方の値を出力する。比較器Ｂ５９は、比較器Ｂ５８の出力とバッテリ許容入出力の上限値ｔＰｏ＿ＢＬ２の小さい方の値を目標駆動出力ｔＰｏとして出力する。
【００５５】
この処理は、図１２（Ｃ）において、実際の発電機電力推定値ＰＧＥＳＴに対してバッテリ許容入出力±ＢＰＬＩＭ２を加算して得られた第２の上下限値ｔＰｏ＿ＢＬ１〜ｔＰｏ＿ＢＬ２間の範囲ＰＢＬＩＭ２に目標駆動出力ｔＰｏを制限してバッテリ９の過大な入出力を制限するものである。
【００５６】
図５は、エンジントルク推定部Ｂ４２における処理内容を示したブロック図である。エンジントルク推定部Ｂ４２は、応答時定数演算部Ｂ４２１とトルク推定値演算部Ｂ４２２とから構成される。
【００５７】
応答時定数演算部Ｂ４２１は、図６に示すように、仮想目標エンジントルクｔＴｅ＿ｄと仮想目標入力軸回転速度ｔＮｉ＿ｄの前回値とからエンジン１の体積効率を演算する体積効率演算部Ｂ４２１１、演算した体積効率と仮想目標入力軸回転速度ｔＮｉ＿ｄの前回値とからエンジン１のシリンダ内の新気割合を演算する新気割合演算部Ｂ４２１２、エンジン１の吸気系容積と排気量と演算した新気割合と仮想目標入力軸回転速度ｔＮｉ＿ｄの前回値とからエンジン１の応答時定数Ｔ＿ｅｎｇを演算する演算器Ｂ４２１３から構成される。演算器Ｂ４２１３での演算は、エンジン１の吸気系モデルに基づく次式（７）、
Ｔ＿ｅｎｇ＝２×Ｖｍ／（Ｖｅ・ηｎ・Ｎｉ）×６０ ・・・（７）
による演算である。なお、Ｖｍ：吸気系容積、Ｖｅ：排気量、ηｎ：新気割合を夫々示す。
【００５８】
トルク推定値演算部Ｂ４２２は、図７に示すように、仮想目標エンジントルクｔＴｅ＿ｄに一定のむだ時間処理を施すむだ時間処理部Ｂ４２２１、むだ時間処理後の仮想目標エンジントルクに応答時定数Ｔ＿ｅｎｇを用いた１次遅れ処理を施してエンジントルク推定値Ｔｅ＿ｃを求める１次遅れ処理部Ｂ４２２２から構成される。むだ時間は、電制スロットルの応答むだ時間および、燃料噴射の応答むだ時間等を考慮して定める定数である。
【００５９】
次に、全体的な作用について説明する。上記制御装置を備えた車両においては、エンジン１の定格出力より大きく設定した定格出力の電動機４を備え、車両の走行状態に基づいて電動機４の制御目標値を算出し、エンジン１の定格出力以下の出力範囲ではエンジン１と同じ出力特性を有しかつエンジン１の定格出力以上の定格出力を有する仮想エンジンの出力特性を示すデータに基づいて前記電動機４の出力制限値を算出して電動機４の出力ないしトルクを制限するようにしている。
【００６０】
このため、発電機２で発電された電力が電動機４に供給され駆動輪が駆動されるのであるが、エンジン１の定格出力以下の出力範囲では、エンジン１と同じ出力特性を備える仮想エンジンの出力特性で電動機４を駆動するため、電動機４の消費電力に発電機２の発電電力が一致するようにエンジン１及び発電機２が制御され、バッテリ９の入出力電力、即ち充放電損失を抑えて、余分な電力変動の防止により燃費が向上される。
【００６１】
また、エンジン１の定格出力を超える出力範囲では、電動機４の消費電力と発電機２の発電電力は一致しなくなるのであるが、本発明の適用により、エンジン１の定格出力以上の定格出力を有する仮想エンジンの出力特性を示すデータに基づいて前記電動機４の出力制限値を算出して電動機４の出力ないしトルクを制限する。このため、従来のように発電電力を基準とした許容変動幅を拡大することなく、定格出力の大きな電動機４を使うことができ、電動機電力の過渡応答特性を制御でき、バッテリ９から電動機４へ電力を供給するバッテリアシスト制御による最高出力制御を任意に行うことが可能となる。
【００６２】
さらに、実際のエンジン１における最高出力回転よりも高回転の領域では回転上昇に対して単調増加となるように設定した仮想エンジン最大トルク曲線を備えるとともに、仮想目標発電機入力仕事率が実際のエンジン１における最高出力よりも高出力の領域では仮想目標発電機入力仕事率の上昇に対して単調増加となるよう仮想目標エンジン回転を設定した内部エンジンモデルおよび内部発電機モデルを備えるため、拡張範囲においても、仮想目標発電量の上昇に伴い、仮想目標エンジン回転および仮想目標エンジントルクも上昇し、エンジン定格出力範囲から不用意な変動を伴わずに拡張範囲まで仮想モデルが動作し、それにより運転性および燃費を良好に保つことができる。
【００６３】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００６４】
（ア）エンジン１と、前記エンジン１に接続され前記エンジン１の出力を回生する発電機２と、前記発電機２の発電電力の供給を受けて駆動輪を駆動する電動機４と、前記電動機４への供給電力が不足するときに前記電動機４に電力を供給し、供給電力が余ったとき余剰電力を蓄電するバッテリ９と、を備え、前記電動機４の定格出力を前記エンジン１の定格出力より大きく設定した車両制御装置であって、車両の走行状態に基づいて前記電動機４の制御目標値ｔＰｏ０を算出する手段（Ｂ１〜Ｂ３）と、前記エンジン１の出力特性を示すデータ（Ｂ１７）および前記電動機制御目標値ｔＰｏ０に基づいて前記エンジン１の制御目標値ｔＴｅを算出する手段（Ｂ１５、Ｂ１６）と、前記エンジン１の定格出力以下の出力範囲では前記エンジン１と同じ出力特性を有しかつ前記エンジン１の定格出力以上の定格出力を有する仮想エンジンの出力特性を示すデータ（Ｂ７）、即ち、仮想目標入力軸回転数ｔＮｉ＿ｄおよび仮想目標エンジントルクｔＴｅ＿ｄに基づいて前記電動機４の出力制限値を算出する手段（Ｂ４）と、前記電動機出力制限値に基づいて前記電動機４の出力ｔＰｏないしトルクｔＴｏを制限する手段（Ｂ４）とを備える。このため、従来のように出力許容変動幅を拡大することなく、大きな定格出力を備える電動機４を仮想エンジンの出力特性に基づいて大きな出力を発生させるよう制御することができる。即ち、エンジン１の定格出力以下の出力範囲では、前記エンジン１と同じ出力特性により電動機４を制御してバッテリ９の充放電による余分な電力変動を防止できることによる燃費向上と、エンジンの定格出力以上の出力範囲では、バッテリアシスト制御による最高出力制御を任意に行うことが可能となる。
【００６５】
（イ）前記電動機４の出力制限値を算出する手段が、車両の走行状態に基づいて内部エンジンモデルおよび内部発電機モデルによりエンジン１および発電機２に対する仮想の制御目標値（仮想目標入力回転数ｔＮｉ＿ｄおよび仮想目標エンジントルクｔＴｅ＿ｄ）を算出する仮想制御目標値演算部（Ｂ７）と、前記仮想制御目標値に対するエンジン１および発電機２の動作応答を推定する内部エンジンモデル演算手段（Ｂ４２、Ｂ４３）および内部発電機モデル演算手段（Ｂ４１）と、前記両内部モデル演算手段（Ｂ４２、Ｂ４３）の動作応答に基づいて仮想発電電力ｔＰｇを算出する手段（Ｂ４４、Ｂ４５）と、前記仮想発電電力ｔＰｇに対する電動機出力の許容変動量ＢＰＬＩＭ１を算出する手段（Ｂ４９）と、前記許容変動量ＢＰＬＩＭ１および前記仮想発電電力ｔＰｇに基づいて電動機４の出力制限値ｔＰｏ＿Ｌ１およびｔＰｏ＿Ｌ２を算出する手段（Ｂ４７、Ｂ４８）と、前記電動機出力制限値ｔＰｏ＿Ｌ１およびｔＰｏ＿Ｌ２に基づいて電動機４の出力ｔＰｏあるいはトルクｔＴｏを制限する手段（Ｂ５０、Ｂ５１）からなり、前記仮想制御目標値演算部（Ｂ７）の内部エンジンモデルの定格出力を少なくとも実際の電動機４の定格出力および電力損失を満足するように拡張設定し、また前記内部発電機モデルは前記拡張設定された内部エンジンモデルの定格出力を満足するように拡張設定することとした。このため、前記許容変動量ＭＰＬＩＭを大きくすることなく、定格の大きな電動機４を使うことができ、電動機電力の過渡応答特性の制御と、バッテリアシスト制御による最高出力制御を任意に行うことが可能となり、これにより余分な電力変動の防止して燃費向上でき、最高出力向上による運転性向上を両立させることができる。
【００６６】
（ウ）前記拡張設定された仮想制御目標値に対するエンジン１および発電機２の動作応答を推定する内部エンジンモデル演算手段（Ｂ４２、Ｂ４３）および内部発電機モデル演算手段（Ｂ４１）は、その動作を規定するパラメータ設定に関し、実際のエンジン１の定格出力範囲内においては、実際のエンジン１および発電機２と等しい応答を示すように設定することとしたため、エンジン定格出力範囲内では、前記仮想発電電力ｔＰｇに対する前記許容変動量ＢＰＬＩＭ１は、実際の発電電力に対するものと同じ意味になるため、前記許容変動量ＢＰＬＩＭ１を制御することにより実際の電力変動を所定範囲内に制限でき、余分な電力変動の防止による燃費向上をより容易に実現することができる。
【００６７】
（エ）エンジン１・発電機２の各制御目標値算出手段は、目標発電機入力仕事率ｔＰｏ２を算出する手段（Ｂ１０）と、前記目標発電機入力仕事率ｔＰｏ２に基づいて目標エンジン回転数ｔＮｉを算出する手段（Ｂ１３）と、エンジン回転数Ｎｉおよび前記目標発電機入力仕事率ｔＰｏ２に基づいて目標エンジントルクｔＴｅを算出する手段（Ｂ１５〜Ｂ１７）を有し、前記仮想制御目標値算出手段（Ｂ７）は、仮想目標発電機入力仕事率ｔＰｏ１を算出する手段（Ｂ９）と、前記仮想目標発電機入力仕事率ｔＰｏ１に基づいて仮想目標エンジン回転数ｔＮｉ＿ｄを算出する手段（Ｂ７１）と、前記仮想目標エンジン回転数ｔＮｉ＿ｄおよび前記仮想目標発電機入力仕事率ｔＰｏ１に基づいて仮想目標エンジントルクｔＴｅ＿ｄを算出する手段（Ｂ７３〜Ｂ７５）とからなり、前記仮想目標エンジントルク算出手段（Ｂ７３〜Ｂ７５）は、内部エンジンモデルの仮想エンジン最大トルクＴｍａｘを算出する手段（Ｂ７５）と、前記仮想エンジン最大トルクＴｍａｘに基づいて前記仮想目標エンジントルクｔＴｅ＿ｄ０の制限処理を行う手段（Ｂ７４）とを有し、前記仮想エンジン最大トルク曲線を、実際のエンジン１における最高出力回転以下の領域では実際のエンジン１の最大トルク曲線に一致させる一方、最高出力回転より高回転の領域では電動機４の定格に合せて拡張するとともに、前記仮想目標エンジン回転数算出手段（Ｂ７１）は、前記仮想目標発電機入力仕事率ｔＰｏ１が実際のエンジン１における最高出力以下の領域では実際のエンジン１・発電機２の制御目標値である目標エンジン回転数ｔＮｉと一致させる一方、最高出力より高出力の領域では電動機４の定格に合せて拡張する構成を備える。このため、エンジン定格出力範囲内では、前記仮想発電電力ｔＰｇを容易かつ的確に実際の発電電力に合せることができる。
【００６８】
（オ）拡張設定された内部エンジンモデルの仮想エンジン最大トルク曲線Ｔｍａｘは、実際のエンジン１における最高出力回転よりも高回転の領域では回転上昇に対して単調増加となるように設定するとともに、前記拡張設定された内部エンジンモデルの仮想目標エンジン回転数ｔＮｉ＿ｄは、仮想目標発電機入力仕事率ｔＰｏ１が実際のエンジン１における最高出力よりも高出力の領域では、仮想目標発電機入力仕事率ｔＰｏ１の上昇に対して単調増加となるように設定することとしたため、拡張範囲においては、仮想目標発電機入力仕事率ｔＰｏ１の上昇に伴い、仮想目標エンジン回転数ｔＮｉ＿ｄおよび仮想目標エンジントルクｔＴｅ＿ｄも上昇するため、エンジン定格出力範囲から不用意な変動を伴わずに拡張範囲まで仮想モデルが動作し、それにより運転性および燃費を良好に保つことができる。
【００６９】
なお、以上に説明した本発明の実施の形態は本発明が適用される車両の構成の一例を示したものであり、本発明の範囲を限定するものではない。特に、図２以降に示したブロック図はそれぞれ数多くの変形例が考えられる。また、上記実施形態では電動機の出力を制限する構成としているが、電動機のトルクを制限する構成としてもよく、この場合も同様の作用効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される車両のシステム構成図。
【図２】統合コントロールユニットの制御内容を示すブロック図。
【図３】仮想制御目標値演算部における処理内容を示したブロック図。
【図４】電動機出力制限部における処理内容を示したブロック図。
【図５】エンジントルク推定部における処理内容を示したブロック図。
【図６】応答時定数算出部における処理内容を示したブロック図。
【図７】トルク推定値算出部における処理内容を示したブロック図。
【図８】出力許容変動幅演算部における処理内容を示したブロック図。
【図９】バッテリ許容入出力算出部における処理内容を示したブロック図。
【図１０】発電電力推定値算出部における処理内容を示したブロック図。
【図１１】目標入力軸回転速度演算部Ｂ１３および最大トルクテーブル部Ｂ１７で用いられる目標入力軸回転数テーブル（Ａ）および最大トルクテーブル（Ｂ）、並びに、目標入力軸回転速度演算部Ｂ７１および最大トルクテーブル部Ｂ７５で用いられる内部モデル用目標入力軸回転数テーブル（Ｃ）および内部モデル用最大トルクテーブル（Ｄ）を夫々示すグラフ。
【図１２】アクセルペダルの踏み込み（Ａ）に対する従来例での電動機電力変化（Ｂ）および本発明での電動機電力変化（Ｃ）を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 発電機
４ 電動機
９ バッテリ
１０ 統合コントロールユニット
１１ エンジンコントロールユニット
１２ トランスミッションコントロールユニット
２１ 出力軸回転速度センサ
２２ アクセル操作量センサ
２４ 入力軸回転速度センサ
２６ 車速センサ

Claims (5)

1. エンジンと、エンジンに接続されてエンジンの出力を回生する発電機と、発電機の発電電力の供給を受けて駆動輪を駆動する電動機と、電動機への供給電力が不足するときに電動機に電力を供給し、供給電力が余ったとき余剰電力を蓄電するバッテリと、を備え、前記電動機の定格出力を前記エンジンの定格出力より大きく設定した車両制御装置において、
   車両の走行状態に基づいて前記電動機の制御目標値を算出する手段と、
   前記エンジンの出力特性を示すデータおよび前記電動機制御目標値に基づいてエンジンの制御目標値を算出する手段と、
   前記エンジンの定格出力以下の出力範囲ではエンジンと同じ出力特性を有しかつエンジンの定格出力以上の定格出力を有する仮想エンジンの出力特性を示すデータに基づいて前記電動機の出力制限値を算出する手段と、
   前記電動機出力制限値に基づいて前記電動機の出力ないしトルクを制限する手段と、を備えることを特徴とする車両用制御装置。
2. エンジンと、回転子がエンジンのクランクシャフトとともに回転可能な発電機と、回転子が駆動輪とともに回転可能な電動機と、前記発電機および前記電動機において消費・回生する電力を放電・蓄電するバッテリと、エンジン・発電機・電動機それぞれの制御目標値を算出する手段と、前記制御目標値に基づいてエンジン・発電機・電動機それぞれの動作を制御する装置と、車両の走行状態に基づいて内部エンジンモデルおよび内部発電機モデルによりエンジンおよび発電機に対する仮想の制御目標値を算出する手段と、前記仮想制御目標値に対するエンジンおよび発電機の動作応答を推定する内部エンジンモデル演算手段および内部発電機モデル演算手段と、前記両内部モデル演算手段の動作応答に基づいて仮想発電電力を算出する手段と、前記仮想発電電力に対する電動機出力の許容変動量を算出する手段と、前記許容変動量および前記仮想発電電力に基づいて電動機の出力制限値を算出する手段と、前記電動機出力制限値に基づいて電動機の出力あるいはトルクを制限する手段とを有し、前記電動機の定格出力が前記エンジンの定格出力よりも大きい組合せとする車両の制御装置において、
   前記内部エンジンモデルの定格出力を少なくとも電動機の定格出力および電力損失を満足するように拡張設定し、
   前記内部発電機モデルは前記拡張設定された内部エンジンモデルの定格出力を満足するように拡張設定することを特徴とする車両制御装置。
3. 前記拡張設定された仮想制御目標値に対するエンジンおよび発電機の動作応答を推定する内部エンジンモデル演算手段および内部発電機モデル演算手段は、実エンジンの定格出力範囲内においては、実エンジンおよび発電機と等しい応答を示すようにその動作を規定するパラメータを設定することを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
4. 前記エンジン・発電機の各制御目標値算出手段は、目標発電機入力仕事率を算出する手段と、前記目標発電機入力仕事率に基づいて目標エンジン回転数を算出する手段と、エンジン回転数および前記目標発電機入力仕事率に基づいて目標エンジントルクを算出する手段を有し、
   前記仮想制御目標値算出手段は、仮想目標発電機入力仕事率を算出する手段と、前記仮想目標発電機入力仕事率に基づいて仮想目標エンジン回転数を算出する手段と、前記仮想目標エンジン回転数および前記仮想目標発電機入力仕事率に基づいて仮想目標エンジントルクを算出する手段とからなり、
   前記仮想目標エンジントルク算出手段は、内部エンジンモデルの仮想エンジン最大トルクを算出する手段と、前記仮想エンジン最大トルクに基づいて前記仮想目標エンジントルクの制限処理を行う手段とを有し、前記仮想エンジン最大トルク曲線を、実エンジンにおける最高出力回転以下の領域では実エンジンの最大トルク曲線に一致させる一方、最高出力回転より高回転の領域では電動機定格に合せて拡張するとともに、
   前記仮想目標エンジン回転数算出手段は、前記仮想目標発電機入力仕事率が実エンジンにおける最高出力以下の領域では実エンジン・発電機の制御目標値である目標エンジン回転数と一致させる一方、最高出力より高出力の領域では電動機定格に合せて拡張することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の車両制御装置。
5. 前記拡張設定された内部エンジンモデルの仮想エンジン最大トルク曲線は、実エンジンにおける最高出力回転よりも高回転の領域では回転上昇に対して単調増加となるように設定するとともに、
   前記拡張設定された内部エンジンモデルの仮想目標エンジン回転数は、仮想目標発電機入力仕事率が実エンジンにおける最高出力よりも高出力の領域では、仮想目標発電機入力仕事率の上昇に対して単調増加となるように設定することを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか一つに記載の車両制御装置。

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