JP4265595B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に、内燃機関の出力上昇時の回転数の変化を予測して、内燃機関の回転数の変化率を設定する車両の制御装置に関する。

従来、運転者の要求に応じた車両の駆動力が実現される多くの技術が開発されている。たとえば、特開２００２−８７１１７号公報（特許文献１）は、動力性、運転性を大幅に改良できる駆動力制御装置を開示する。この駆動力制御装置は、エンジンと変速機を有するパワートレーンにおいて、アクセル操作量を検出するアクセル開度センサと、車速を検出する車速センサと、検出されたアクセル操作量と車速から静的な目標駆動力を演算する目標駆動力演算部と、目標駆動力の変化のパターンを演算する駆動力パターン演算部と、目標駆動力に基づいてエンジントルク定常目標値を演算し、検出されたアクセル操作量と車速から変速比定常目標値を演算する定常目標値演算部と、目標駆動力の変化パターンに基づいて、エンジントルク過渡目標値と変速比過渡目標値を演算する過渡目標値演算手段と、エンジントルク定常目標値とエンジントルク過渡目標値を実現するバルブ駆動制御部と、変速比定常目標値と変速比過渡目標値を実現する変速比駆動制御部とを含む。

特許文献１により開示された駆動力制御装置は、変速機の変速遅れや回転変化にともなうイナーシャトルクの発生を全てエンジントルクによって補償するのではなく、駆動力の定常目標と過渡目標をエンジントルクと変速比の同調制御により実現する制御仕様としている。よって、ドライバーの要求通りの駆動力を実現でき、動力性・運転性を大幅に改良することができる。
特開２００２−８７１１７号公報

ところで、運転者によりアクセル開度が全開の状態にされて車両が加速する場合において、アクセル開度の変化量に対するエンジンの回転数の変化率をエンジンの出力状態によらずに固定すると、エンジン音と加速感との調和を図ることができないという問題がある。特に、エンジンとモータとを駆動源とし、エンジンの動力により発電機を作動させるハイブリッド車両においては、車両に加速が要求された時点でエンジンが起動する場合がある。そのため、たとえば、エンジンの暖機が完了していない場合ように所定の出力が発生できない状態においては、エンジンの出力上昇時に変化率が固定されていると、エンジンの回転数の変化率に基づいて設定される目標回転数と実際のエンジンの回転数と差が拡大する場合がある。

このとき、エンジンの回転数を速やかに上昇させるためにエンジンに連結された発電機の負荷を低減させるようにすると、駆動輪または発電機に対して分割したエンジンの動力を伝達する動力分割機構において、駆動輪に対して作用するエンジンの伝達トルクが減少する場合がある。そのため、エンジンの回転数は上昇するが、駆動輪に作用するエンジンの伝達トルクが増加しないため、車両の加速にもたつきが発生して、エンジン音と加速感との調和が図ることができないという問題がある。

特許文献１に開示された駆動力制御装置おいては、アクセル開度が一定である場合、車速に関わらずエンジンの目標入力回転数は一定となるように制御されている。すなわち、エンジンの回転数の変化率が固定されているため、この駆動力制御装置を上述したハイブリッド車両に適用しても同様の問題が発生し得る。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エンジン音と加速感との調和が図れる車両の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、少なくとも内燃機関を駆動源とする車両の制御装置である。車両は、内燃機関の出力軸に連結され、内燃機関の動力に基づいて発電する回転電機と、内燃機関の動力を車両の車輪軸に伝達する動力分割機構とを含む。動力分割機構は、入力された内燃機関の動力を、車輪軸への駆動力または回転電機への動力に分割する。この制御装置は、車両に要求される要求駆動力を検知するための駆動力検知手段と、検知された要求駆動力に応じて、内燃機関の回転数を制御するための制御手段とを含む。制御手段は、内燃機関の出力上昇時の、内燃機関の回転数の変化を予測するための予測手段と、予測に基づいて、内燃機関の回転数の設定変化率を設定するための設定手段と、検知された要求駆動力および設定変化率に基づいて、内燃機関の動力および回転電機の動力により、内燃機関の回転数を制御するための回転数制御手段とを含む。

第１の発明によると、駆動力検知手段は、車両に要求される要求駆動力を検知する。予測手段は、たとえば、内燃機関のカムシャフトの位相角の進角量に基づいて、内燃機関の出力上昇時の回転数の変化を予測する。設定手段は、予測に基づいて内燃機関の回転数の設定変化率を設定する。回転数制御手段は、検知された要求駆動力および設定変化率に基づいて、内燃機関の動力および回転電機の動力により、内燃機関の回転数を制御する。たとえば、予測手段により、内燃機関の出力上昇時に、内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じると予測されると、設定手段は、予測に基づいて内燃機関の回転数の設定変化率が小さくなるように設定する。その設定変化率に基づいて、内燃機関の動力および回転電機の動力により、内燃機関の回転数を制御する。たとえば、設定変化率が小さくなるように設定されると、設定変化率に基づく目標回転数が小さくなり、内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じる状態においては、目標回転数と内燃機関の実回転数と差の拡大を抑制することができる。目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することにより、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減による、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、加速のもたつきが改善されるため、エンジン音と加速感との調和が図れる車両の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、内燃機関には、吸気バルブおよび排気バルブの少なくともいずれか一方の開閉時期を変化させるバルブタイミング可変機構が設けられる。予測手段は、開閉時期に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測するための手段を含む。

第２の発明によると、予測手段は、バルブタイミング可変機構において、吸気バルブおよび排気バルブの少なくともいずれか一方の開閉時期に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測する。たとえば、バルブタイミング可変機構が内燃機関の油圧に基づいて作動する機構であるとすると、車両の加速中にエンジンが起動するときには、エンジンの油圧の立ち上がり遅れにより、バルブタイミング可変機構の作動に遅れが発生する可能性がある。バルブタイミング可変機構の作動に遅れが発生すると、吸気バルブおよび排気バルブの開閉時期の制御に遅れが発生するため、内燃機関の出力トルクおよび内燃機関の回転数の上昇に遅れが発生する場合がある。吸気バルブおよび排気バルブの開閉時期に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測して、予測に基づいて設定変化率を設定するようにすると、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減による、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第３の発明に係る車両の制御装置においては、第２の発明の構成に加えて、バルブタイミング可変機構は、内燃機関の作動油の油圧により吸気側のカムシャフトの位相角を変化させる機構である。予測手段は、位相角の進角量が小さくなるほど、内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測するための手段を含む。

第３の発明によると、予測手段は、内燃機関の吸気側のカムシャフトの位相角の進角量が小さくなるほど、内燃機関の出力トルクおよび内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じるため、内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測する。この予測に基づいて設定変化率を設定すると（たとえば、進角量が小さくなるほど、設定変化率が小さくなるように設定すると）、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減による、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第４の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、予測手段は、車両の周囲の気圧に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測するための手段を含む。

第４の発明によると、予測手段は、車両の周囲の気圧に基づいて回転数の変化を予測する。たとえば、車両の周囲の気圧が低いと、空気の密度が低くく、吸入された空気中の酸素の量が低下する。そのため、内燃機関の出力トルクおよび内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じる場合がある。気圧に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測して、この予測に基づいて設定変化率を設定するようにすると、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減による、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第５の発明に係る車両の制御装置は、第４の発明の構成に加えて、気圧を検知するための気圧検知手段をさらに含む。予測手段は、検知された気圧が小さくなるほど、内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測するための手段を含む。

第５の発明によると、予測手段は、検知された気圧が小さくなるほど、内燃機関の出力トルクおよび内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じるため、内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測する。この予測に基づいて設定変化率を設定すると（たとえば、検知された気圧が低くなるほど、設定変化率が小さくなるように設定すると）、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減による、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第６の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、予測手段は、内燃機関に吸入される空気の温度に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測するための手段を含む。

第６の発明によると、予測手段は、内燃機関に吸入される空気の温度に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測する。たとえば、吸入される空気の温度が高いと、空気の体積は増加する傾向にあるため空気の密度が低く、吸入された空気中の酸素の量が低下する。そのため、内燃機関の出力トルクおよび内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じる場合がある。吸入される吸気の温度に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測して、この予測に基づいて設定変化率を設定するようにすると、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減によ
る、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第７の発明に係る車両の制御装置は、第６の発明の構成に加えて、車両の周囲の温度を検知するための温度検知手段をさらに含む。予測手段は、検知された温度が高くなるほど、内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測するための手段を含む。

第７の発明によると、予測手段は、検知された温度が高くなるほど、内燃機関に吸入される空気の温度が高くなり、内燃機関の出力トルクおよび内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じるため、内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測する。この予測に基づいて、設定変化率を設定すると（たとえば、検知された温度が高くなるほど、設定変化率が小さくなるように設定すると）、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減による、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第８の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、予測手段は、内燃機関の冷却水温に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測するための手段を含む。

第８の発明によると、予測手段は、内燃機関の冷却水温に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測する。たとえば、内燃機関の冷却水温が低いと、内燃機関は暖機が完了していない状態であるため、内燃機関の出力トルクおよび内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じる場合がある。内燃機関の冷却水温に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測して、この予測に基づいて設定変化率を設定するようにすると、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減による、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第９の発明に係る車両の制御装置は、第８の発明の構成に加えて、内燃機関の冷却水温を検知するための水温検知手段を含む。予測手段は、検知された冷却水温が低くなるほど、内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測するための手段を含む。

第９の発明によると、予測手段は、検知された冷却水温が低くなるほど、内燃機関の出力トルクおよび内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じるため、内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測する。この予測に基づいて、設定変化率を設定すると（たとえば、検知された冷却水温が低くなるほど、設定変化率が小さくなるように設定すると）、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減による、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第１０の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、予測手段は、内燃機関の作動油の温度に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測するための手段を含む。

第１０の発明によると、予測手段は、内燃機関の作動油の温度に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測する。たとえば、内燃機関の作動油の温度が低いと、内燃機関は暖機が完了していない状態であるため、内燃機関の出力トルクおよび内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じる場合がある。内燃機関の作動油の温度に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測して、この予測に基づいて設定変化率を設定するようにすると、内燃機関の目標回転
数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減による、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第１１の発明に係る車両の制御装置は、第１０の発明の構成に加えて、内燃機関の作動油の温度を検知するための温度検知手段を含む。予測手段は、検知された作動油の温度が低くなるほど、内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測するための手段を含む。

第１１の発明によると、予測手段は、検知された作動油の温度が低くなるほど、内燃機関の出力トルクおよび内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じるため、内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測する。この予測に基づいて、設定変化率を設定すると（たとえば、作動油の温度が低くなるほど、設定変化率が小さくなるように設定すると）、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減による、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第１２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、予測手段は、内燃機関の運転状態に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測するための手段を含む。

第１２の発明によると、予測手段は、内燃機関の運転状態に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測する。たとえば、内燃機関が停止状態から起動状態に移行したときにおいては、内燃機関の暖機が完了していない状態であるため、内燃機関の出力トルクおよび内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じる場合がある。内燃機関の運転状態に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測して、この予測に基づいて設定変化率を設定するようにすると、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減による、内燃機関の駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第１３の発明に係る車両の制御装置は、第１２の発明の構成に加えて、内燃機関が停止状態から起動状態に移行したか否かを判断するための判断手段をさらに含む。予測手段は、内燃機関が停止状態から起動状態に移行したと判断されると、移行以後の経過時間が短いほど内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測するための手段を含む。

第１３の発明によると、予測手段は、内燃機関が停止状態から起動状態に移行したと判断されると、内燃機関の暖機が完了してない状態であることから、内燃機関の出力トルクおよび内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じるため、移行以後の経過時間が短いほど、内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測する。この予測に基づいて、設定変化率を設定すると（たとえば、内燃機関が停止状態から起動状態に移行したと判断されると、内燃機関の起動状態を維持する場合よりも設定変化率が小さくなるように設定すると）、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減による、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第１４の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、予測手段は、車両が走行している路面の状態に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測するための手段を含む。

第１４の発明によると、予測手段は、車両が走行している路面の状態に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測する。たとえば、路面の勾配が大きい登坂路のような駆動輪において負荷が増大する路面を走行するときに、内燃機関の出力トルクおよび内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じる場合がある。車両が走行している路面の状態に基づいて内燃機関の回転数の変化を予測して、この予測に基づいて設定変化率を設定するようにすると、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減による、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、登坂路における車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第１５の発明に係る車両の制御装置は、第１４の発明の構成に加えて、路面の勾配を検知するための勾配検知手段をさらに含む。予測手段は、検知された路面の勾配が大きくなるほど、内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測するための手段を含む。

第１５の発明によると、予測手段は、検知された路面の勾配が大きくなるほど、駆動輪において負荷が増大して、内燃機関の出力トルクおよび内燃機関の回転数の上昇に遅れが生じるため、内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測する。この予測に基づいて、設定変化率を設定すると（たとえば、路面の勾配が予め定められた勾配以上の急勾配であると、急勾配でないときに設定される設定変化率よりも小さくなるように設定変化率を設定すると）、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷の低減による、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、登坂路における車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第１６の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜１５のいずれかの発明の構成に加えて、設定手段は、予測により内燃機関の回転数の変化率が小さくなると予測されると、設定変化率が小さくなるように設定するための手段を含む。

第１６の発明によると、設定手段は、予測により内燃機関の回転数の変化率が小さくなると予測されると、設定変化率が小さくなるように設定する。これにより、車両の加速時において、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷が低減されることによる、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第１７の発明に係る車両の制御装置は、第１〜１６のいずれかの発明に構成に加えて、内燃機関の回転数を検知するための回転数検知手段をさらに含む。制御手段は、設定変化率に基づいて、内燃機関の回転数の目標値を設定するための目標値設定手段をさらに含む。回転数制御手段は、検知された回転数が目標値となるように、内燃機関の回転数を制御するための手段を含む。

第１７の発明によると、目標値設定手段は、設定変化率に基づいて、内燃機関の回転数の目標値を設定する。回転数制御手段は、検知された内燃機関の回転数が目標値となるように内燃機関の回転数を制御する。これにより、内燃機関の実回転数が目標回転数に追従するように制御される。このとき、設定変化率を予測に基づいて設定することにより、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷が低減されることによる、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

第１８の発明に係る車両の制御装置においては、第１７の発明の構成に加えて、制御手段は、検知された回転数と目標値との差に基づいて、設定変化率を補正するための手段をさらに含む。

第１８の発明によると、制御手段は、検知された回転数と目標値との差に基づいて、設定変化率を補正する。これにより、検知された回転数と目標値との差が大きいときに、設
定変化率が小さくなるように設定すると、設定変化率に基づいて設定される内燃機関の回転数の目標値が低く抑えられるため、内燃機関の目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することができる。そのため、回転電機の発電量および内燃機関の負荷が低減されることによる、内燃機関から駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、車両の加速中のもたつきを改善することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるハイブリッド車両の制御ブロック図を説明する。

ハイブリッド車両は、駆動源としての、たとえばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関（以下、単にエンジンという）１２０と、回転電機であるモータジェネレータ（ＭＧ）１４０を含む。なお、図１においては、説明の便宜上、モータジェネレータ１４０を、モータ１４０Ａとジェネレータ１４０Ｂ（あるいはモータジェネレータ１４０Ｂ）と表現するが、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、モータ１４０Ａがジェネレータとして機能したり、ジェネレータ１４０Ｂがモータとして機能したりする。

エンジン１２０の吸気通路１２２には、吸入空気のほこりを捕捉するエアクリーナ１２２Ａ、エアクリーナ１２２Ａを通ってエンジン１２０に吸入される空気量を検知するエアフローメータ１２２Ｂ、エンジン１２０に吸入される空気量を調整するためのバルブである電子スロットルバルブ１２２Ｃが設けられている。電子スロットルバルブ１２２Ｃにはスロットルポジションセンサが設けられている。エンジンＥＣＵ２８０には、エアフローメータ１２２Ｂにより検知された吸入空気量や、スロットルポジションセンサにより検知された電子スロットルバルブ１２２Ｃの開度等が入力される。

また、エンジン１２０の排気通路１２４には、三元触媒コンバータ１２４Ｂと、三元触媒コンバータ１２４Ｂに導入される排気における空燃比（Ａ／Ｆ）を検知する空燃比センサ１２４Ａと、三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度を検知する触媒温度センサ１２４Ｃと、消音器１２４Ｄとが設けられている。エンジンＥＣＵ２８０には、空燃比センサ１２４Ａにより検知された三元触媒コンバータ１２４Ｂに導入される排気の空燃比や、触媒温度センサ１２４Ｃにより検知された三元触媒コンバータ１２４Ｂの温度等が入力される。

なお、空燃比センサ１２４Ａは、エンジン１２０で燃焼された混合気の空燃比に比例した出力電圧を発生する全域空燃比センサ（リニア空燃比センサ）である。なお、空燃比センサ１２４Ａとしては、エンジン１２０で燃焼された混合気の空燃比が理論空燃比に対してリッチであるかリーンであるかをオン−オフ的に検出するＯ2センサを用いてもよい。

また、エンジンＥＣＵ２８０には、エンジン１２０の冷却水の温度を検知する水温検知センサ３６０からエンジン冷却水温を示す信号が入力される。エンジン１２０の出力軸には、クランクポジションセンサ３８０が設けられており、エンジンＥＣＵ２８０には、クランクポジションセンサ３８０から出力軸の回転数を示す信号が入力される。

エンジン１２０には、さらに、吸気バルブ（図示せず）の開閉時期を変化させるバルブタイミング可変機構４００が設けられる。バルブタイミング可変機構４００は、エンジン１２０の作動油の油圧により吸気側のカムシャフト（図示せず）の位相角を変化させる機構である。なお、バルブタイミング可変機構４００は、排気側のカムシャフトに設けられ
るようにしてもよい。バルブタイミング可変機構４００は、エンジンＥＣＵ２８０から入力される制御信号に基づいて、カムシャフトの位相角が油圧により変化する。なお、バルブタイミング可変機構４００は、吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の開閉時期を変化させるものであれば、上述したようなカムシャフトの位相角を変化させて開閉時期を変化させるものに限定されるものではない。

ハイブリッド車両には、この他に、エンジン１２０やモータジェネレータ１４０で発生した動力を駆動輪１６０に伝達したり、駆動輪１６０の駆動をエンジン１２０やモータジェネレータ１４０に伝達する減速機１８０と、エンジン１２０の発生する動力を駆動輪１６０とジェネレータ１４０Ｂとの２経路に分配する動力分割機構（たとえば、遊星歯車機構）２００と、モータジェネレータ１４０を駆動するための電力を充電する走行用バッテリ２２０と、走行用バッテリ２２０の直流とモータ１４０Ａおよびジェネレータ１４０Ｂの交流とを変換しながら電流制御を行なうインバータ２４０と、走行用バッテリ２２０の充放電状態を管理制御するバッテリ制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵ（Electronic Control Unit）という）２６０と、エンジン１２０の動作状態を制御するエンジンＥＣＵ
２８０と、ハイブリッド車両の状態に応じてモータジェネレータ１４０およびバッテリＥＣＵ２６０、インバータ２４０等を制御するＭＧ＿ＥＣＵ３００と、バッテリＥＣＵ２６０、エンジンＥＣＵ２８０およびＭＧ＿ＥＣＵ３００等を相互に管理制御して、ハイブリッド車両が最も効率よく運行できるようにハイブリッドシステム全体を制御するＨＶ＿ＥＣＵ３２０等を含む。なお、走行用バッテリではなくキャパシタ等の蓄電機構であってもよい。

本実施の形態においては、走行用バッテリ２２０とインバータ２４０との間にはコンバータ２４２が設けられている。これは、走行用バッテリ２２０の定格電圧が、モータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂの定格電圧よりも低いので、走行用バッテリ２２０からモータ１４０Ａやモータジェネレータ１４０Ｂに電力を供給するときには、コンバータ２４２で電力を昇圧する。このコンバータ２４２には平滑コンデンサが内蔵されており、コンバータ２４２が昇圧動作を行なう際には、この平滑コンデンサに電荷が蓄えられる。

なお、図１においては、各ＥＣＵを別構成しているが、２個以上のＥＣＵを統合したＥＣＵとして構成してもよい（たとえば、図１に、点線で示すように、ＭＧ＿ＥＣＵ３００とＨＶ＿ＥＣＵ３２０とを統合したＥＣＵとすることがその一例である）。

運転席にはアクセルペダル（図示せず）が設けられており、アクセルポジションセンサ３３０は、アクセルペダルの踏込み量を検知する。アクセルポジションセンサ３３０は、アクセルペダルの踏込み量を示す信号をＨＶ＿ＥＣＵ３２０に出力する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、踏込み量に対応する要求駆動力に応じて、モータ１４０Ａ、ジェネレータ１４０ＢおよびエンジンＥＣＵ２８０を介してエンジン１２０の出力あるいは発電量を制御する。

また、車両は、気圧検知センサ３４０および気温検知センサ３５０を含む。気圧検知センサ３４０および気温検知センサ３５０は、車両の周囲の気圧および気温を示す信号をそれぞれＨＶ＿ＥＣＵ３２０に出力する。

動力分割機構２００は、エンジン１２０の動力を、駆動輪１６０とモータジェネレータ１４０Ｂとの両方に振り分けるために、遊星歯車機構（プラネタリーギヤ）が使用される。モータジェネレータ１４０Ｂの回転数を制御することにより、動力分割機構２００は無段変速機としても機能する。

図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、発進
時や低速走行時等であってエンジン１２０の効率が悪い場合には、モータジェネレータ１４０のモータ１４０Ａのみによりハイブリッド車両の走行を行ない、通常走行時には、たとえば動力分割機構２００によりエンジン１２０の動力を２経路に分け、一方で駆動輪１６０の直接駆動を行ない、他方でジェネレータ１４０Ｂを駆動して発電を行なう。この時、発生する電力でモータ１４０Ａを駆動して駆動輪１６０の駆動補助を行なう。また、高速走行時には、さらに走行用バッテリ２２０からの電力をモータ１４０Ａに供給してモータ１４０Ａの出力を増大させて駆動輪１６０に対して駆動力の追加を行なう。一方、減速時には、駆動輪１６０により従動するモータ１４０Ａがジェネレータとして機能して回生発電を行ない、回収した電力を走行用バッテリ２２０に蓄える。なお、走行用バッテリ２２０の充電量が低下し、充電が特に必要な場合には、エンジン１２０の出力を増加してジェネレータ１４０Ｂによる発電量を増やして走行用バッテリ２２０に対する充電量を増加する。もちろん、低速走行時でも必要に応じてエンジン１２０の駆動量を増加する制御を行なう場合もある。たとえば、上述のように走行用バッテリ２２０の充電が必要な場合や、エアコン等の補機を駆動する場合や、エンジン１２０の冷却水の温度を所定温度まで上げる場合等である。

さらに、図１に示すようなハイブリッドシステムを搭載するハイブリッド車両においては、車両の運転状態や走行用バッテリ２２０の状態によっては、燃費を向上させるために、エンジン１２０を停止させる。そして、その後も車両の運転状態や走行用バッテリ２２０の状態を検知して、エンジン１２０を再始動させる。このように、このエンジン１２０は間欠運転され、従来の車両（エンジンしか搭載していない車両）においては、イグニッションスイッチがＳＴＡＲＴ位置にまで回されてエンジンが始動すると、イグニッションスイッチがＯＮ位置からＡＣＣ位置またはＯＦＦ位置にされるまでエンジンが停止しない点で異なる。

図２に示すように、動力分割機構２００は、サンギア２０２と、リングギア２０６と、サンギア２０２とリングギア２０６との間の複数のピニオンギア２０８の回転軸を連結して設けられるプラネタリキャリア２０４とを含む遊星歯車機構である。サンギア２０２は、ジェネレータ１４０Ｂの回転軸に接続される。リングギア２０６は、モータ１４０Ａの回転軸に接続される。そして、プラネタリキャリア２０４は、エンジン１２０の出力軸に接続される。

モータ１４０Ａおよびリングギア２０６が一体的に回転する回転軸にはさらにチェーンドライブスプロケット（１）２１６が接続される。チェーンドライブスプロケット（１）２１６における動力は、チェーン２１０を介してチェーンドライブスプロケット（２）２１２に伝達され、チェーンドライブスプロケット（２）２１２は、カウンタードライブギア２１４から減速機１８０に動力を伝達する。

すなわち、エンジン１２０の回転力はプラネタリキャリア２０４に入力され、それがサンギア２０２によってモータジェネレータ１４０Ｂに、リングギア２０６によってモータ１４０Ａおよび出力軸（駆動輪１６０側）に伝えられる。回転中のエンジン１２０を停止させる時には、エンジン１２０が回転しているので、この回転の運動エネルギをジェネレータ１４０Ｂで電気エネルギに変換して、エンジン１２０の回転数を低下させる。

上述したような動力分割機構２００を有する車両において、運転者によりアクセル開度を全開として急加速する場合を想定する。図３（Ａ）において、縦軸はエンジン１２０の回転数を示し、図３（Ｂ）において、縦軸はエンジンの回転方向と同じ方向を正とするジェネレータ１４０Ｂのトルクを示し、図３（Ｃ）において、縦軸は車両の加速度を示す。図３（Ａ）〜（Ｃ）において、横軸は時間を示す。

図３（Ａ）に示すように、エンジン１２０の回転数がゼロすなわちエンジン１２０の停止状態において、運転者によりアクセルペダルが踏込まれると、モータ１４０Ａの駆動力により車両が加速するとともに、図３（Ｂ）に示すように、ジェネレータ１４０Ｂがエンジン１２０の出力軸を回転させるいわゆるクランキングが行なわれる。図３（Ａ）の時間Ｔ（０）においてエンジン１２０が起動した後は、時間とともにエンジン１２０の回転数は上昇する。このとき、モータ１４０Ａおよびエンジン１２０の駆動力により車速が加速するため、図３（Ｃ）に示すように、車両の加速度も上昇する。

一方、エンジン１２０の回転数の増加にともなって、ジェネレータ１４０Ｂは回転させられると、エンジン１２０の回転数の増加とともに、ジェネレータ１４０Ｂがエンジン１２０に対して付与するジェネレータトルクに基づく発電量も増加していく。エンジン１２０に付与するジェネレータトルクは、エンジン１２０の回転方向の逆方向になるため、負の方向にその絶対量が増加していく。

ここで、エンジン１２０の回転数の変化率を固定すると、時間Ｔ（１）において、固定された変化率に基づいて設定される目標回転数（破線）に対して、クランクポジションセンサ３８０により検知されるエンジン１２０の実回転数（実線）が下回る場合がある。

ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン１２０の実回転数が目標回転数を下回ると、実回転数を速やかに上昇させる制御を開始する。このとき、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ジェネレータ１４０Ｂがエンジン１２０に対して付与しているジェネレータトルクの絶対量を低減するように制御する。すなわち、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ジェネレータ１４０Ｂにおける発電量を低減するように制御する。このとき、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、目標回転数と実回転数の差に応じてジェネレータトルクの絶対量を低減するようにジェネレータ１４０Ｂを制御する。

図３（Ｂ）の時間Ｔ（２）〜Ｔ（３）において、ジェネレータ１４０Ｂのジェネレータトルクの絶対量が低減されるため、図３（Ａ）の時間Ｔ（２）〜Ｔ（３）において、エンジン１２０の回転数が上昇する。時間Ｔ（３）において、目標回転数と実回転数との差が小さくなるため、図３（Ｂ）の時間Ｔ（３）において再びエンジン１２０の出力軸に対して、ジェネレータ１４０Ｂは、ジェネレータトルクの絶対量を増加させる。

このとき、図３（Ｃ）のＴ（２）〜Ｔ（３）において、車両の加速度は上昇せず、車両の加速にもたつきが発生する。すなわち、エンジン１２０の回転数は上昇するが、車両に加速感がないため、エンジン１２０の回転数と加速感との調和が図れていない。

以下、図４を用いて、ジェネレータ１４０Ｂにおける発電量の低減により車両の加速にもたつきが発生する現象について説明する。

動力分割機構２００においては、リングギア２０６とサンギア２０２とプラネタリキャリア２０４に連結されるピニオンギア２０８とが常時噛み合った状態となっている。リングギア２０６は回転数Ｎｒで、サンギア２０２は回転数Ｎｓで、プラネタリキャリア２０４は回転数Ｎｅで回転しているとする。ここで、プラネタリキャリア２０４の回転数Ｎｅはエンジン１２０の回転数に対応する。また、説明の便宜上、リングギア２０６、サンギア２０２およびプラネタリキャリア２０４は、全て同じ方向に回転しているものとする。

プラネタリキャリア２０４を介してエンジン１２０の出力トルクＴｅが付与されると、プラネタリキャリア２０４からピニオンギア２０８を介してリングギア２０６にエンジントルク成分Ｔｅｒ、サンギア２０２にエンジントルク成分Ｔｅｓが付与される。サンギア２０２において、サンギア２０２からピニオンギア２０８に対してジェネレータトルクＴ
ｍ１が付与される。また、リングギア２０６には、エンジンのトルク成分Ｔｅｒと同じ方向にモータ１４０ＡのモータトルクＴｍ２が付与される。一方、リングギア２０６には、駆動輪からの反力Ｔｒが付与される。

ここで、ジェネレータトルクＴｍ１とエンジントルク成分Ｔｅｓが釣り合っており、エンジントルク成分ＴｅｒとモータトルクＴｍ２との和（駆動力）が駆動輪からの反力Ｔｒよりも大きくなると、各ギアが一体となって回転する（車両が加速を開始する）。このとき、回転数Ｎｓ、Ｎｅ、Ｎｒは同じ回転数になる。

このような状態で車両が加速しているときに、発電量が低減される場合、すなわち、Ｔｍ１が小さくなるように制御されると、サンギア２０２には正方向に回転数Ｎｓが上昇する。サンギア２０２の回転数Ｎｓの上昇にともなって、ピニオンギア２０８が回転を開始するため、プラネタリキャリア２０４の回転数Ｎｅの回転数が上昇する。このとき、ピニオンギア２０８が回転し始めるため、ピニオンギア２０８からリングギア１０６に付与されるエンジン１２０のエンジントルク成分Ｔｅｒが減少する。エンジン１２０の回転数は、ピニオンギア２０８の回転により負荷が軽減されるため、上昇しやすくなる。

一方、エンジン１２０の出力が上昇しても駆動力がピニオンギア２０８の回転によりピニオンギア２０８からリングギア２０６への伝達するエンジントルクが減少するため、車両の駆動力が上昇しにくい状態となる。このとき、車両の加速にもたつきが発生する。

なお、以上の説明においては、説明の便宜上、各ギアの回転数（Ｎｓ，Ｎｅ，Ｎｅ）が同じ回転数で回転していると仮定して説明したが、車両の加速にもたつきが発生するという現象は上述した仮定の場合に限定して発生するものではなく、車両の加速時にジェネレータ１４０Ｂにおける発電量が低減されるときに発生する。

このように、実回転数と目標回転数との差が拡大することにより、ジェネレータ１４０Ｂにおける発電量が低減されて、車両の加速にもたつきが発生する。そして、起動直後のエンジン１２０が、暖機が完了してない状態であったり、車両の周囲の気温、気圧等の環境が変化したりすると、エンジン１２０が出力するトルクおよびエンジン１２０の回転数の上昇に遅れが生じて、実回転数と目標回転数との差が拡大する。

特に、エンジン１２０にはバルブタイミング可変機構４００が設けられているため、エンジン１２０の起動直後において、エンジン１２０の油圧の立ち上がりの遅れによりバルブタイミング可変機構４００の作動遅れが生じる場合もある。バルブタイミング可変機構４００の作動遅れによっても、エンジン１２０が出力するトルクおよびエンジン１２０の回転数の上昇に遅れが発生して、実回転数と目標回転数との差が拡大する。

そこで、本発明は、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０がエンジン１２０の出力上昇時の、エンジン１２０の回転数の変化を予測して、予測に基づいて、エンジン１２０の回転数の設定変化率（以下、上昇レートともいう）を設定して、設定変化率に基づいて、エンジン１２０の回転数を制御する点に特徴を有する。

具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジンＥＣＵ２８０を介して、バルブタイミング可変機構４００への制御信号に基づくカムシャフトの位相角の進角量を検知する。検知された進角量と、予め作成された表とに基づいて、エンジン１２０の上昇レートを設定する。予め作成された表は、進角量と上昇レートとの関係を表に示したものである。表は、進角量に基づくエンジン１２０の回転数の変化を予測して作成される。すなわち、進角量が小さくなるほど、車両の低速からの加速時においてエンジン１２０の出力トルクおよび回転数の上昇に遅れが生じるため、エンジン１２０の回転数の変化率は小さくなることが
予測される。したがって、表は、進角量が小さくなるほど上昇レートが小さい値になるように作成される。

さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジンＥＣＵ２８０を介して、エンジン１２０の冷却水温を検知する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、検知された冷却水温と、予め作成された表とに基づいて、上述のように設定された上昇レートを補正する。予め作成された表は、冷却水温と上昇レートの補正値との関係を表に示したものである。表は、冷却水温に基づくエンジン１２０の回転数の変化を予測して作成される。すなわち、冷却水温が低くなるほど、暖機が完了していない状態であり、エンジン１２０の出力トルクおよび回転数の上昇に遅れが生じるため、エンジン１２０の回転数の変化率は小さくなることが予測される。したがって、表は、冷却水温が低くなるほど、上昇レートが小さくなる補正値になるように作成される。

さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、気圧検知センサ３４０および気温検知センサ３５０により車両の周囲の気圧、気温を検知する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、検知された気圧と、気温と、予め作成された表とに基づいて、上述のように設定された上昇レートを補正する。予め作成された表は、気圧と気温と上昇レートの補正値との関係を表に示したものである。表は、気圧と気温とに基づくエンジン１２０の回転数の変化を予測して作成される。すなわち、気圧が低くなるほど、気温が高くなるほど空気の密度が低下するため、空気中の酸素の量が減少しおり、エンジン１２０の出力トルクおよび回転数の上昇に遅れが生じる。そのため、エンジン１２０の回転数の変化率は小さくなることが予測される。したがって、表は、気圧が低くなるほど、かつ、気温が高くなるほど、上昇レートが小さくなる補正値になるように作成される。

さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、クランクポジションセンサ３８０により検知されたエンジン１２０の実回転数および設定された上昇レートに基づく目標回転数の差を検知する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、実回転数および目標回転数の差と、予め作成された表とに基づいて、上述のように設定された上昇レートを補正する。予め作成された表は、実回転数および目標回転数の差と補正値との関係を表に示したものである。表は、実回転数および目標回転数の差が大きくなるほど、差の拡大を抑制するために、上昇レートが小さくなる補正値になるように作成される。

なお、本実施の形態においては、表を用いて上昇レートおよびその補正値を算出するようにするが、表ではなくマップを用いて上昇レートおよびその補正値を算出するようにしてもよい。また、表あるいはマップはＨＶ＿ＥＣＵ３２０のメモリ（図示せず）に予め記憶しておけばよい。さらに、本実施の形態において、進角量に対応する上昇レートを基準として算出して、各補正値を算出するようにしたが、特にこれに限定されるものではなく、進角量、冷却水温、気温、気圧のいずれかを基準の上昇レートを算出するようにしてもよい。

以下、図５を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵ３２０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、以下に説明するプログラムを予め定められた時間ごとに実行する。なお、予め定められた時間は、特に限定される時間ではない。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、検知されたバルブタイミング可変機構４００におけるカムシャフトの位相角の進角量に対応する上昇レートを算出する。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジンＥＣＵ２８０からバルブタイミング可変機構４００の制御状態に基づくカムシャフトの位相角の進角量が入力される。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、入力された進角量と、図６（Ａ）に示すような表と
に基づいて、上昇レートを算出する。

Ｓ１０２にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、気温および気圧に基づいて上昇レートの補正値（１）を算出する。すなわち、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、気温検知センサ３５０および気圧検知センサ３４０により検知された気温と気圧と、図６（Ｂ）に示す表とに基づいて、上昇レートの補正値（１）を算出する。

Ｓ１０４にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン１２０の冷却水温に基づいて、上昇レートの補正値（２）を算出する。すなわち、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、水温検知センサ３６０からエンジンＥＣＵ２８０を介して入力された冷却水温と、図６（Ｃ）に示す表とに基づいて、上昇レートの補正値（２）を算出する。なお、本実施の形態において、冷却水温に基づいて、補正値を算出するようにしたが、エンジン１２０の暖機の状態が検知できれば、特にこれに限定されるものではない。たとえば、エンジンの作動油の温度に基づいて上昇レートの補正値を算出するようにしてもよい。

Ｓ１０６にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、目標回転数と実回転数との差に基づいて、上昇レートの補正値（３）を算出する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、クランクポジションセンサ３８０により検知された実回転数と、前回の計算において設定された上昇レートに基づいて算出される目標回転数との差と、図６（Ｄ）に示すような表とに基づいて上昇レートの補正値（３）を算出する。

Ｓ１０８にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、上昇レートを算出する。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、Ｓ１００からＳ１０６にて算出された上昇レートおよびその補正値（１）〜（３）の和を算出する。Ｓ１１０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、算出された上昇レートに基づいてエンジン１２０の目標回転数を設定する。エンジン１２０の目標回転数が設定されると、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン１２０の実回転数が目標回転数になるようにモータ１４０Ａ、ジェネレータ１４０ＢおよびエンジンＥＣＵ２８０を介してエンジン１２０の出力および発電量を制御する。

なお、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示す上昇レートおよびその補正値は例示であって、これらの値に限定されるものではない。また、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）の表において、表に示されない区間の上昇レート（あるいは補正値）については、表に示された値に基づいて補間により算出するようにしてもよいし、区間の前あるいは後の値に対応する上昇レート（あるいは補正値）をその区間の上昇レート（あるいは補正値）とするようにしてもよい。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵ３２０の動作について図７を用いて説明する。

運転者がアクセルペダルを全開にすると、運転者の要求に対応してモータ１４０Ａの駆動力により加速を開始するとともに、ジェネレータ１４０Ｂによりエンジン１２０をクランキングして起動させる。図７（Ａ）に示すように、エンジン１２０が起動した後、エンジン１２０の回転数は時間とともに上昇する。このとき、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、バルブタイミング可変機構４００によるカムシャフトの位相角の進角量に基づいて、上昇レートを算出し（Ｓ１００）、気温、気圧に基づいて上昇レートの補正値（１）を算出し（Ｓ１０２）、冷却水温に基づいて上昇レートの補正値（２）を算出し（Ｓ１０４）、現在設定されている上昇レートに基づいて算出される目標回転数とクランクポジションセンサ３８０により検知された実回転数との差に基づいて補正値（３）を算出する（Ｓ１０６）。そして、上昇レートと、補正値（１）〜補正値（３）の和を算出する（Ｓ１０８）。算出された上昇レートに基づいて、目標回転数が設定される（Ｓ１１０）。

このとき、エンジン１２０の起動直後において、エンジン１２０の油圧の立ち上がりの遅れによりバルブタイミング可変機構４００の作動が遅れると、すなわち、進角量が小さいと、上昇レートは小さく設定される。このとき、図７（Ａ）に示すように、目標回転数（破線）は、上昇レートを固定した場合の目標回転数（一点鎖線）を下回る。したがって、時間Ｔ（２）において、実回転数（実線）とバルブタイミング可変機構４００に作動遅れが生じる場合の目標回転数（破線）との差ΔＮｅ（１）は、実回転数（実線）と上昇レートを固定した場合の目標回転数（一点鎖線）との差ΔＮｅ（２）よりも小さくなる。そのため、図７（Ｂ）に示すように、時間Ｔ（１）〜時間Ｔ（３）におけるジェネレータ１４０Ｂにおける発電量（ジェネレータトルクの絶対量）の変化（実線）は、上昇レートを固定した場合の発電量の変化（破線）よりも大きい。したがって、ジェネレータ１４０Ｂによるエンジン１２０に対する負荷の低減量が少ないため、図７（Ｃ）に示すように、時間Ｔ（１）〜時間Ｔ（４）における車両の加速度の変化（実線）は、上昇レートを固定した場合の車両の加速度の変化（破線）よりも大きくなる。したがって、車両の加速時のもたつきが改善される。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、エンジンの出力上昇時に、エンジンの回転数の上昇に遅れが生じることが予測されると、ＨＶ＿ＥＣＵは、エンジンの回転数の上昇レートが小さくなるように設定する。ＨＶ＿ＥＣＵは、設定された上昇レートに基づいて、エンジンの目標回転数を設定する。したがって、車両の加速時に、エンジンの吸気側のカムシャフトの位相角の進角量が小さい場合、気圧、冷却水温、油温が低い場合、あるいは、気温が高い場合のように、エンジンの出力トルクが上昇しにくい状態において、上昇レートが小さくなるように設定されると、上昇レートに基づく目標回転数が小さくなり、目標回転数と内燃機関の実回転数と差の拡大を抑制することができる。目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することにより、ジェネレータの発電量およびエンジンの負荷の低減による、エンジンから駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、加速のもたつきが改善されるため、エンジン音と加速感との調和が図れる車両の制御装置を提供することができる。

また、実回転数と前回計算された上昇レートに基づく目標回転数との差をフィードバックして、上昇レートを補正して学習することにより、適切な上昇レートを設定することができる。したがって、エンジン音と加速感との調和を図ることができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、第２の実施の形態に係る車両の制御装置について説明する。本実施の形態に係る制御装置を搭載する車両は、上述の第１の実施の形態に係る制御装置を搭載する車両の構成と比較して、ＨＶ＿ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造が異なる。それ以外の構成は、上述の第１の実施の形態に係る制御装置を搭載する車両の構成と同じ構成である。それらについては同じ参照符号が付してある。それらの機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰り返さない。

本実施の形態において、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン１２０の運転状態および車両が走行している路面の状態に基づいてエンジン１２０の出力上昇時の回転数の変化を予測して、予測に基づいて上昇レートを設定する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、設定された上昇レートに基づいてエンジン１２０の回転数を制御する。本実施の形態においては、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０が上述の動作をする点に特徴を有する。

具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン１２０が停止状態から起動状態へと移行したか否か（すなわち、エンジン１２０の起動時であるか否か）を判断する。エンジン１２０が停止状態から起動状態へと移行したと判断されると、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、移行時における上昇レートの表に基づいて、エンジン１２０の上昇レートを設定する。表は、エンジン１２０が停止状態から起動状態へと移行したときのエンジン１２０の回転数の変化を予測して予め作成される。表はたとえば、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０のメモリに予め記憶される。

エンジン１２０が停止状態から起動状態へと移行したときには、エンジン１２０は、暖機が完了してない状態であるため、車両の加速時においてエンジン１２０の出力トルクおよび回転数の上昇に遅れが生じる場合がある。そのため、状態の移行以後の経過時間が短いほどエンジン１２０の上昇レートは小さくなることが予測される。本実施の形態においては、移行時における上昇レートの表は、エンジン１２０の起動状態を維持する場合（すなわち、エンジン１２０が所望の出力およびトルクを発現し得る状態である場合）よりも上昇レートが小さい値になるように作成される。

さらに、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、車両が走行している路面が急勾配であるか否かを判断する。車両が走行している路面が急勾配であると判断されると、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、急勾配時における上昇レートの表に基づいて、エンジン１２０の上昇レートを設定する。「急勾配」とは、本実施の形態においては、たとえば、予め定められた勾配以上の登り坂に対応する勾配である。急勾配時における上昇レートの表は、車両が急勾配の登坂路を走行しているときのエンジン１２０の回転数の変化を予測して予め作成される。車両が走行している路面が急勾配であるときには、走行抵抗が増加して駆動輪の負荷が増大するため、車両の加速時においてエンジン１２０の出力トルクおよび回転数の上昇に遅れが生じる場合がある。そのため、路面が急勾配であると、エンジン１２０の上昇レートは急勾配であるほど小さくなることが予測される。本実施の形態において、急勾配時における上昇レートの表は、急勾配でない場合よりも上昇レートが小さい値になるように作成される。

以下、図８を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵ３２０で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、以下に説明するプログラムを予め定められた時間毎に実行する。なお、予め定められた時間は、特に限定されるものではないが、たとえば、８ｍｓである。

Ｓ２００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン１２０が起動時であるか否か、すなわち、エンジン１２０が停止状態から起動状態へと移行したか否かを判断する。ハイブリッド車両において、モータ走行しているときに、車両の状態に応じて（たとえば、急勾配を走行する場合、あるいは、急加速する場合など）エンジン１２０の起動が要求される。このとき、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０において（あるいは、エンジンＥＣＵ２８０において）、エンジン起動フラグがオフからオンにされる。エンジン起動フラグがオンされると、エンジンＥＣＵ２８０は、エンジン１２０が起動するように制御する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン起動フラグがオフからオンになると、エンジン１２０が起動時であると判断する。なお、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン起動フラグがオフからオンになってから暖機が完了していると判断できる時間（すなわち、エンジン１２０が所望の出力およびトルクを発現すると判断できる時間）が経過するまでは、エンジン１２０の起動時であると判断するようにしてもよい。暖機が完了していると判断できる時間は、エンジン１２０の油圧、冷却水温等により算出するようにしてもよいし、あるいは、予め定められた時間であってもよいものとする。エンジン１２０が起動時であると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０４に移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２０２に移される。

Ｓ２０２にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、図９（Ａ）に示すテーブル（１）に基づいて上昇レートを算出する。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ジェネレータ１４０Ｂの回転数をレゾルバ等により検知し、検知された回転数に対応する上昇レートを図９（Ａ）に示すテーブル（１）から算出する。テーブル（１）において、ジェネレータ１４０Ｂの回転数が高いと（図９（Ａ）においては１２０００回転以上であると）、上昇レートが小さい値になるように制限される。図９（Ａ）に示すテーブル（１）は、エンジン１２０の起動時でないときの上昇レートの表である。

Ｓ２０４にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、図９（Ｂ）に示すテーブル（２）に基づいて上昇レートを算出する。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、ジェネレータ１４０Ｂの回転数に対応する上昇レートを図９（Ｂ）に示すテーブル（２）から算出する。なお、図９（Ｂ）に示すテーブル（２）は、エンジン１２０の起動時における上昇レートの表である。図９（Ｂ）に示すテーブル（２）は、図９（Ａ）に示すテーブル（１）と比較して、ジェネレータ１４０Ｂの高回転時を除いて（本実施の形態においては、１２０００ｒｐｍの回転時を除いて）上昇レートが小さい値になるように作成される。すなわち、テーブル（２）は、少なくともジェネレータ１４０Ｂの回転数が６０００ｒｐｍおよび８０００ｒｐｍであるときの上昇レートが小さい値になるように作成される。

Ｓ２０６にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、車両が走行している路面の勾配が急勾配であるか否かを判断する。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、たとえば、Ｇセンサ（図示せず）を用いて路面の勾配を検知するようにしてもよいし、カーナビゲーションシステム（図示せず）から得られる地形情報から車両が走行している路面の勾配を検知するようにしてもよい。ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、検知された路面が予め定められた勾配以上の登坂路であると急勾配であると判断する。走行している路面の勾配が急勾配であると（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、Ｓ２０８に移される。もしそうでないと（Ｓ２０６にてＮＯ）、処理はＳ２１０に移される。

Ｓ２０８にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、図９（Ｃ）に示すテーブル（３）に基づいて上昇レートを算出する。具体的には、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、Ｓ２０２あるいはＳ２０４にて算出された上昇レートに代えて、ジェネレータ１４０Ｂの回転数に対応する上昇レートを図９（Ｃ）に示すテーブル（３）から算出する。なお、図９（Ｃ）に示すテーブル（３）は、図９（Ｂ）に示すテーブル（１）と比較して、ジェネレータ１４０Ｂの高回転時を除いて（本実施の形態においては、１２０００ｒｐｍの回転時を除いて）上昇レートが小さい値になるように作成される。すなわち、テーブル（３）は、少なくともジェネレータ１４０Ｂの回転数が６０００ｒｐｍおよび８０００ｒｐｍであるときの上昇レートが小さい値になるように作成される。

Ｓ２１０にて、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、算出された上昇レートに基づいてエンジン１２０の目標回転数を設定する。エンジン１２０の目標回転数が設定されると、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン１２０の実回転数が目標回転数になるようにモータ１４０Ａ、ジェネレータ１４０ＢおよびエンジンＥＣＵ２８０を介してエンジン１２０の出力および発電量を制御する。

なお、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示す上昇レートは例示であって、これらの値に限定されるものではない。また、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）の表において、表に示されない区間の上昇レートについては、表に示された値に基づいて補間により算出するようにしてもよいし、区間の前あるいは後の値に対応する上昇レートをその区間の上昇レートとするようにしてもよい。

あるいは、図９（Ａ）に示す表の上昇レートを基準値として、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン１２０の起動時であると判断すると（あるいは、車両が走行している路面が急勾配であると判断すると）、基準値に補正値を加算して（あるいは、減算して）補正するようにしてもよい。さらに、図９（Ａ）〜（Ｃ）に示すような表に代えて、マップを用いて上昇レートを算出するようにしてもよい。

また、本実施の形態において、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、エンジン１２０が起動時であると判断すると、起動以後の経過時間に関わらず、図９（Ｂ）に示す表に基づいて上昇レートを算出していたが、たとえば、起動以後の経過時間に応じた上昇レートの表（たとえば、経過時間が短いほど上昇レートが小さい値に設定された表）を用いるようにしてもよい。

さらに、本実施の形態において、ＨＶ＿ＥＣＵ３２０は、車両が走行している路面が急勾配であると判断すると、勾配の度合に関わらず、図９（Ｃ）に示す表に基づいて上昇レートを算出していたが、たとえば、勾配の度合に応じた上昇レートの表（たとえば、勾配が大きくなるほど上昇レートが小さい値に設定された表）を用いるようにしてもよい。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵ３２０の動作について説明する。

車両が停止しているときに、運転者がアクセルペダルを全開にすると、運転者の要求に対応してモータ１４０Ａの駆動力による加速を開始するとともに、エンジン１２０が停止状態であると、エンジン１２０の起動要求に応じてエンジン起動フラグがオフからオンにされる。エンジン起動フラグがオンされることに応じて、ジェネレータ１４０Ｂによりクランキングされてエンジン１２０が起動する。エンジン１２０が起動した後、エンジン１２０の回転数は時間とともに上昇する。

ここで、エンジン起動フラグがオフからオンになったとき、エンジン１２０の起動時であると判断されるため（Ｓ２００にてＹＥＳ）、ジェネレータ１４０Ｂの回転数と図９（Ｂ）に示すテーブル（２）とに基づいて上昇レートが算出される（Ｓ２０４）。そして、走行している路面が急勾配でなければ（Ｓ２０６にてＮＯ）、テーブル（２）に基づいて算出された上昇レートにより目標回転数が設定される（Ｓ２１０）。

エンジン１２０が停止状態から起動した直後においては、エンジン１２０の暖機が完了していない場合がある。たとえば、エンジン１２０が停止状態から起動した直後においては、エンジン１２０の油圧が十分に上昇していないと、ＶＶＴの作動遅れが生じる場合がある。あるいは、エンジン１２０の冷却水温あるいは油温が十分に上昇していないと、所望の出力およびトルクが発現しない場合ある。そのため、車両の加速の前後でエンジン１２０の起動状態を維持する場合（すなわち、エンジン１２０が所望の出力およびトルクを発現し得る状態である場合）と比較して、エンジン１２０の回転数は上昇しにくい傾向にある。したがって、車両の加速の前後においてエンジン１２０の起動状態を維持する場合の上昇レート（図９（Ａ）のテーブル（１）に対応）よりも小さい上昇レート（図９（Ｂ）のテーブル（２）に対応）に基づいて目標回転数が設定されることにより、目標回転数と実回転数との乖離が抑制される。そのため、目標回転数と実回転数との乖離を起因とする、ジェネレータ１４０Ｂの発電量の低下が抑制される。これにより、車両の加速時のもたつきが改善される。

また、走行している路面が急勾配の登坂路であれば（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、ジェネレータ１４０Ｂの回転数と図９（Ｃ）に示すテーブル（３）とに基づいて上昇レートが算出される（Ｓ２０８）。そして、テーブル（１）またはテーブル（２）に基づいて算出された上昇レートに代えて、テーブル（３）に基づいて算出された上昇レートにより目標回転数が設定される（Ｓ２１０）。

車両が急勾配の登坂路を走行しているときには、走行抵抗が増加するため駆動輪において負荷が増大する。そのため、車両が平坦な路面を走行している場合と比べて、エンジン１２０の回転数は、上昇しにくい傾向にある。したがって、平坦な路面を走行している場合の上昇レート（図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示す上昇レート）よりも小さい上昇レートに基づいて目標回転数が設定されることにより、目標回転数と実回転数との乖離が抑制される。そのため、目標回転数と実回転数との乖離を起因とする、ジェネレータ１４０Ｂの発電量の低下が抑制される。これにより、登坂路における車両の加速時のもたつきが改善される。

また、運転者によるアクセル操作による車両の加速を開始する前後でエンジン１２０が起動状態を維持するときには、（あるいは、エンジン１２０が起動時であると判断された後、エンジン１２０が所望の出力およびトルクを発現し得ると判断できる時間が経過したときには）（Ｓ２００にてＮＯ）、図９（Ａ）に示すテーブル（１）に基づいて上昇レートが算出される（Ｓ２０４）。、そして、走行している路面が急勾配の登坂路でなければ（Ｓ２０６にてＮＯ）、テーブル（１）から算出された上昇レートに基づいて目標回転数が設定される（Ｓ２１０）。走行している路面が急勾配の登坂路であれば（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、テーブル（３）から算出された上昇レートに基づいて目標回転数が設定される（Ｓ２１０）。

車両が加速を開始する前後でエンジン１２０の起動状態を維持する場合には、暖機が完了しているため、エンジン１２０が所望の出力およびトルクを発現することを前提に設定される上昇レートに基づいて目標回転数を設定することにより、目標回転数と実回転数とが乖離せず、もたつきのない加速が得られる。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、エンジンの出力上昇時に、エンジンの回転数の上昇に遅れが生じることが予測される場合、ＨＶ＿ＥＣＵは、エンジンの回転数の上昇レートが小さくなるように設定する。ＨＶ＿ＥＣＵは、設定された上昇レートに基づいて、エンジンの回転数を設定する。したがって、車両の加速時に、エンジンの起動時あるいは車両が走行している路面が急勾配の登坂路であるとき、ＨＶ＿ＥＣＵにより上昇レートが小さくなるように設定されると、目標回転数とエンジンの実回転数との差の拡大を抑制することができる。目標回転数と実回転数との差の拡大を抑制することにより、ジェネレータの発電量およびエンジンの負荷の低減による、エンジンから駆動輪に伝達される駆動力の低下を抑制することができる。したがって、加速のもたつきが改善されるため、エンジン音と加速感との調和が図れる車両の制御装置を提供することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係るハイブリッド車両の制御ブロック図である。 動力分割機構の構成を示す斜視図である。 車両の加速時のエンジン回転数、ジェネレータトルクおよび加速度の変化を示すタイミングチャート（その１）である。 動力分割機構を構成する遊星歯車機構を概念的に示した図である。 第１の実施の形態に係る車両の制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 進角量と上昇レートとの関係および気温、気圧、冷却水温および回転差と上昇レートの補正値との関係を示す図である。 車両の加速時のエンジン回転数、ジェネレータトルクおよび加速度の変化を示すタイミングチャート（その２）である。 第２の実施の形態に係る車両の制御装置であるＨＶ＿ＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 ジェネレータの回転数とエンジンの上昇レートとの関係を示す図である。

符号の説明

１２０ エンジン、１２２ 吸気通路、１２２Ａ エアクリーナ、１２２Ｂ エアフローメータ、１２２Ｃ 電子スロットルバルブ、１２４ 排気通路、１２４Ａ 空燃比センサ、１２４Ｂ 三元触媒コンバータ、１２４Ｃ 触媒温度センサ、１２４Ｄ 消音器、１４０ モータジェネレータ、１４０Ａ モータ、１４０Ｂ ジェネレータ、１６０ 駆動輪、１８０ 減速機、２２０ 走行用バッテリ、２４０ インバータ、２４２ コンバータ、２６０ バッテリＥＣＵ、２８０ エンジンＥＣＵ、３００ ＭＧ＿ＥＣＵ、３２０
ＨＶ＿ＥＣＵ、３３０ アクセルポジションセンサ、３４０ 気圧検知センサ、３５０
気温検知センサ、３６０ 水温検知センサ、３８０ クランクポジションセンサ、４００ バルブタイミング可変機構。

Claims (18)

1. 少なくとも内燃機関を駆動源とする車両の制御装置であって、前記車両は、前記内燃機関の出力軸に連結され、前記内燃機関の動力に基づいて発電する回転電機と、前記内燃機関の動力を前記車両の車輪軸に伝達する動力分割機構とを含み、前記動力分割機構は、入力された前記内燃機関の動力を、前記車輪軸への駆動力または前記回転電機への動力に分割し、
   前記車両に要求される要求駆動力を検知するための駆動力検知手段と、
   前記検知された要求駆動力に応じて、前記内燃機関の回転数を制御するための制御手段とを含み、
   前記制御手段は、
   前記内燃機関の出力上昇時の、前記内燃機関の回転数の変化を予測するための予測手段と、
   前記予測に基づいて、前記内燃機関の回転数の設定変化率を設定するための設定手段と、
   前記検知された要求駆動力および前記設定変化率に基づいて、前記内燃機関の動力および前記回転電機の動力により、前記内燃機関の回転数を制御するための回転数制御手段とを含む、車両の制御装置。
2. 前記内燃機関には、吸気バルブおよび排気バルブの少なくともいずれか一方の開閉時期を変化させるバルブタイミング可変機構が設けられ、
   前記予測手段は、前記開閉時期に基づいて前記内燃機関の回転数の変化を予測するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記バルブタイミング可変機構は、前記内燃機関の作動油の油圧により吸気側のカムシャフトの位相角を変化させる機構であって、
   前記予測手段は、前記位相角の進角量が小さくなるほど、前記内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測するための手段を含む、請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記予測手段は、前記内燃機関に吸入される空気の圧力に基づいて前記内燃機関の回転数の変化を予測するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
5. 前記制御装置は、前記車両の周囲の気圧を検知するための気圧検知手段をさらに含み、
   前記予測手段は、前記検知された気圧が小さくなるほど、前記内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測するための手段を含む、請求項４に記載の車両の制御装置。
6. 前記予測手段は、前記内燃機関に吸入される空気の温度に基づいて前記内燃機関の回転数の変化を予測するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
7. 前記制御装置は、前記車両の周囲の温度を検知するための温度検知手段をさらに含み、
   前記予測手段は、前記検知された温度が高くなるほど、前記内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測するための手段を含む、請求項６に記載の車両の制御装置。
8. 前記予測手段は、前記内燃機関の冷却水温に基づいて前記内燃機関の回転数の変化を予測するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
9. 前記制御装置は、内燃機関の冷却水温を検知するための水温検知手段をさらに含み、
   前記予測手段は、前記検知された冷却水温が低くなるほど、前記前記内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測するための手段を含む、請求項８に記載の車両の制御装置。
10. 前記予測手段は、前記内燃機関の作動油の温度に基づいて前記内燃機関の回転数の変化を予測するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
11. 前記制御装置は、前記内燃機関の作動油の温度を検知するための温度検知手段をさらに含み、前記予測手段は、前記検知された作動油の温度が低くなるほど、前記内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測するための手段を含む、請求項１０に記載の車両の制御装置。
12. 前記予測手段は、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記内燃機関の回転数の変化を予測するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
13. 前記制御装置は、前記内燃機関が停止状態から起動状態に移行したか否かを判断するための判断手段をさらに含み、
    前記予測手段は、前記内燃機関が停止状態から起動状態に移行したと判断されると、移行以後の経過時間が短いほど前記内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測するための手段を含む、請求項１２に記載の車両の制御装置。
14. 前記予測手段は、前記車両が走行している路面の状態に基づいて前記内燃機関の回転数の変化を予測するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
15. 前記制御装置は、前記路面の勾配を検知するための勾配検知手段をさらに含み、
    前記予測手段は、前記検知された路面の勾配が大きくなるほど、前記内燃機関の回転数の変化率が小さくなることを予測するための手段を含む、請求項１４に記載の車両の制御装置。
16. 前記設定手段は、前記予測により前記内燃機関の回転数の変化率が小さくなると予測されると、前記設定変化率が小さくなるように設定するための手段を含む、請求項１〜１５のいずれかに記載の車両の制御装置。
17. 前記制御装置は、前記内燃機関の回転数を検知するための回転数検知手段をさらに含み、
    前記制御手段は、前記設定変化率に基づいて、前記内燃機関の回転数の目標値を設定するための目標値設定手段をさらに含み、
    前記回転数制御手段は、前記検知された回転数が前記目標値となるように、前記内燃機関の回転数を制御するための手段を含む、請求項１〜１６のいずれかに記載の車両の制御装置。
18. 前記制御手段は、前記検知された回転数と前記目標値との差に基づいて、前記設定変化率を補正するための手段をさらに含む、請求項１７に記載の車両の制御装置。

Images