JP4447613B2

JP4447613B2 - ハイブリッド車両の駆動力制御装置

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Publication number: JP4447613B2
Application number: JP2007029076A
Authority: JP
Inventors: 喜朗入江
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-02-08
Filing date: 2007-02-08
Publication date: 2010-04-07
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Description

本発明は、エンジンと電気モータとを動力源として走行可能なハイブリッド車両の駆動力制御装置に関するものである。

近年、燃料の燃焼によりトルクを出力するエンジンと、電力の供給によりトルクを出力する電気モータとを搭載し、このエンジンと電気モータのトルクを車輪に伝達することで走行可能とするハイブリッド車両が提案されている。このようなハイブリッド車両では、運転状態に応じてエンジン及び電気モータの駆動と停止を制御することにより、電気モータのトルクだけで車輪を駆動したり、エンジンと電気モータの両者のトルクにより車輪を駆動するようにしており、電気モータはバッテリに蓄積された電力により駆動することができ、このバッテリのエネルギが低下したときには、エンジンを駆動してバッテリの充電を行うようにしている。

即ち、ハイブリッド車両において、駆動力源としてエンジン及び電気モータが設けられると共に、エンジン及び電気モータの動力を合成して車輪に伝達するプラネタリギヤが設けられている。具体的には、エンジンの出力軸がプラネタリギヤのキャリヤに連結され、電気モータの出力軸がプラネタリギヤのリングギヤに連結されると共に、リングギヤに連結されたスプロケットから車輪に対して動力が伝達されるように構成されている。また、プラネタリギヤとエンジンとの間には発電機が設けられており、この発電機の回転軸がプラネタリギヤのサンギヤに連結されている。そのため、エンジンの動力がプラネタリギヤにより車輪及び発電機に分割されることとなり、発電機の回転速度を制御することにより、エンジンの回転速度を制御することができる。つまり、プラネタリギヤにより構成される動力分割機構は、エンジンの回転速度を変換する機能と、エンジンの動力を車輪及び発電機に分割する機能を有している。

このように構成されたハイブリッド車両にあっては、エンジンの効率を高くするため、エンジン回転数とエンジントルクで決定する最適燃費動作線を用いることで、ドライバ要求トルクに対するエンジン回転数を決定している。このようなハイブリッド車としては、下記特許文献1に記載されたものがある。

この特許文献1に記載されたハイブリッド車は、共線図上で第１モータジェネレータ、エンジン、出力ギヤ、第２モータジェネレータの回転速度順になるように連結されたラビニョウ型複合遊星歯車列を有するハイブリッド駆動系を搭載し、エンジンの動作点が最適燃費線上にくるように変速比を設定し、この変速比設定に基づいて算出されたモータ回転速度のうち一方の回転速度が過回転と判断された場合、エンジン回転数を補正することでモータ回転速度を下げるものである。

特開２００４−１５３９４６号公報

上述した特許文献１のハイブリッド車両にあっては、ドライバの要求トルクに基づいてエンジントルクとモータトルクを配分しているが、駆動輪のトラクション（空転）制御やスタビリティ（横滑り）制御が介入して走行トルクを低下させるとき、最適燃費動作線を用いて目標エンジン回転数を設定するため、走行トルクの低下に伴ってエンジン回転数が低下する。その後、駆動輪のトラクション制御やスタビリティ制御が終了し、走行トルクを上昇するためにエンジン回転数を上昇させようとするが、イナーシャ分だけ応答性が低下し、実際のエンジン回転数を目標エンジン回転数まで上昇させるのに長時間を要してしまい、制御性が低下して車両挙動の悪化を招く可能性があるという問題がある。

以下、この現象を具体的に説明する。図５は、従来のハイブリッド車両における目標走行トルク及び実走行トルクを表すグラフ、図６は、従来のハイブリッド車両における発電機とエンジンと電気モータのトルクを表す共線図である。

従来のハイブリッド車両において、図５に示すように、走行中に、時間ｔ₁にて、駆動輪がスリップしてトラクション制御が開始し、目標走行トルクを低下させるとき、最適燃費動作線を用いて目標エンジン回転数を用いるためにエンジン回転数を低下する。そして、時間ｔ₂にて、駆動輪のスリップが解消されてトラクション制御が終了すると、時間ｔ₃にて、目標走行トルクを上昇させるためにエンジン回転数を上昇させる。ところが、エンジン回転数を上昇させるとき、イナーシャ分を制御する必要からエネルギを必要とし、トルクアップの応答性が低下する。即ち、図６に示すように、トルクアップの指令が出ると、エンジン回転数を上昇したいが、イナーシャ分が存在するためにこのエンジン回転数はすぐに上昇しない。そのため、エンジンによる発電機の発電負荷を低下させることで、エンジン回転数が上昇しやすくするが、発電機による充電量が低下するために電気モータのトルクが低下し、結果として走行トルクが十分に上昇せず、図５に示すように、実際の走行トルクが目標走行トルクまで上昇するのに長時間を要してしまう。

本発明は、このような問題を解決するためのものであって、トルクダウン制御後におけるトルクアップ制御の追従性を向上することで制御性の向上を図ったハイブリッド車両の駆動力制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のハイブリッド車両の駆動力制御装置は、エンジンと電気モータとを動力源として走行可能なハイブリッド車両において、車両の運転状態に基づいて予め設定された燃費最適動作線を用いて目標エンジン回転数を設定する目標エンジン回転数設定手段と、車両の運転状態及び目標エンジン回転数に基づいて前記エンジン及び前記電気モータの目標出力トルクを設定するトルク設定手段と、目標エンジン回転数及び目標出力トルクに基づいて前記エンジン及び前記電気モータを制御するトルク制御手段を設け、前記トルク設定手段にトルクダウン指令があったとき、前記目標エンジン回転数設定手段は、目標エンジン回転数を、現在の目標エンジン回転数に保持することを特徴とするものである。

本発明のハイブリッド車両の駆動力制御装置では、トルクダウン制御中であるとき、前記トルク設定手段にトルクダウン指令があったとき、前記目標エンジン回転数設定手段は、目標エンジン回転数を、現在の目標エンジン回転数に保持することを特徴としている。

本発明のハイブリッド車両の駆動力制御装置によれば、車両の運転状態に基づいて燃費最適動作線を用いて目標エンジン回転数を設定する目標エンジン回転数設定手段と、車両の運転状態及び目標エンジン回転数に基づいてエンジン及び電気モータの目標出力トルクを設定するトルク設定手段と、目標エンジン回転数及び目標出力トルクに基づいてエンジン及び電気モータを制御するトルク制御手段を設け、トルク設定手段にトルクダウン指令があったとき、目標エンジン回転数設定手段は、目標エンジン回転数を、現在の目標エンジン回転数に保持するので、このときの実際のエンジン回転数の低下がなくなり、出力可能な車両の出力トルクの最大値が大きくなり、トルクダウン制御後におけるトルクアップ制御の追従性を向上することで、制御性を向上することができる。

また、本発明のハイブリッド車両の駆動力制御装置によれば、トルク設定手段にトルクダウン指令があったとき、目標エンジン回転数設定手段による燃費最適動作線を用いた目標エンジン回転数の設定処理を禁止するので、このときの実際のエンジン回転数の低下がなくなり、出力可能な車両の出力トルクの最大値が大きくなり、トルクダウン制御後におけるトルクアップ制御の追従性を向上することで、制御性を向上することができる。

以下に、本発明に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置における概略構成図、図２は、本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置における駆動力制御を表すフローチャート、図３は、本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置における目標エンジン回転数を設定するためのマップ、図４は、本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置における目標走行トルク及び実走行トルクを表すグラフである。

本実施例のハイブリッド車両において、図１に示すように、車両には、動力源として、エンジン１１と電気モータ（モータジェネレータ）１２が搭載されており、また、この車両には、エンジン１１の出力を受けて発電を行う発電機（モータジェネレータ）１３も搭載されている。これらのエンジン１１と電気モータ１２と発電機１３は、動力分割機構１４によって接続されている。この動力分割機構１４は、エンジン１１の出力を発電機１３と駆動輪１５とに振り分けると共に、電気モータ１２からの出力を駆動輪１５に伝達したり、減速機１６を介してドライブシャフト１７から駆動輪１５に伝達される駆動力に関する変速機として機能する。

電気モータ１２は交流同期電動機であり、交流電力によって駆動する。インバータ１８は、バッテリ１９に蓄えられた電力を直流から交流に変換して電気モータ１２に供給すると共に、発電機１３によって発電される電力を交流から直流に変換してバッテリ１９に蓄えるためのものである。発電機１３も、基本的には上述した電気モータ１２とほぼ同様の構成を有しており、交流同期電動機としての構成を有している。この場合、電気モータ１２が主として駆動力を出力するのに対し、発電機１３は主としてエンジン１１の出力を受けて発電するものである。

また、電気モータ１２は主として駆動力を発生させるが、駆動輪１５の回転を利用して発電（回生発電）することもでき、発電機として機能することも可能である。このとき、駆動輪１５にはブレーキ（回生ブレーキ）が作用するので、これをフットブレーキやエンジンブレーキと併用することにより、車両を制動させることができる。一方、発電機１３は主としてエンジン１１の出力を受けて発電をするが、インバータ１８を介してバッテリ１９の電力を受けて駆動する電動機としても機能することができる。

エンジン１１のクランクシャフト２０には、クランク角度を検出するクランクポジションセンサ２１が設けられている。このクランクポジションセンサ２１は、エンジンＥＣＵ２２に接続され、このエンジンＥＣＵ２２は、検出したクランク角度に基づいてエンジン回転数を算出している。また、電気モータ１２及び発電機１３の各駆動軸２３，２４には、それぞれの回転数を検出する回転数センサ２５，２６が設けられている。この各回転数センサ２５，２６は、それぞれモータＥＣＵ２７に接続され、検出した各駆動軸２３，２４の回転数をモータＥＣＵ２７に出力している。

上述した動力分割機構１４は、プラネタリギヤユニットにより構成されている。即ち、この動力分割機構（プラネタリギヤユニット）１４は、サンギヤ３１と、このサンギヤ３１の周囲に配置された複数のプラネタリギヤ３２と、この各プラネタリギヤ３２を保持するギヤキャリア３３と、プラネタリギヤ３２のさらに外周に配置されたリングギヤ３４とから構成されている。そして、エンジン１１のクランクシャフト２０がギヤキャリア３３の中心軸３５とダンパ２６を介して結合されており、エンジン１１の出力はプラネタリギヤユニット１４のギヤキャリア３３に入力される。また、電気モータ１２は内部にステータ３７とロータ３８を有しており、このロータ３８が駆動軸２３を介してリングギヤ３４に結合され、ロータ３８及びリングギヤ３４は図示しないギヤユニットを介して減速機１６に結合されている。この減速機１６は、電気モータ１２からプラネタリギヤユニット１４のリングギヤに入力された出力をドライブシャフト１７に伝達するものであり、電気モータ１２はドライブシャフト１７と常時接続された状態となっている。

また、発電機１３は、上述した電気モータ１２と同様に、内部にステータ３９とロータ４０を有しており、このロータ４０が駆動軸２４及び図示しないギヤユニットを介してサンギヤ３１に結合されている。つまり、エンジン１１の出力は、プラネタリギヤユニット１４で分割され、サンギヤ３１を介して発電機１３のロータ４０に入力される。また、エンジン１１の出力は、プラネタリギヤユニット１４で分割され、リングギヤ３４などを介してドライブシャフト１７にも伝達可能となっている。

そして、発電機１３の発電量を制御してサンギヤ３１の回転を制御することにより、プラネタリギヤユニット１４全体を無段変速機として用いることができる。即ち、エンジン１１または電気モータ１２の出力は、プラネタリギヤユニット１４によって変速された後にドライブシャフト１７に出力される。また、発電機１３の発電量（電気モータとして機能する場合は電力消費量）を制御してエンジン１１の回転数を制御することもできる。なお、電気モータ１２、発電機１３の回転数を制御する場合は、回転数センサ２５，２６の出力を参照してモータＥＣＵ２７がインバータ１８を制御することにより行われることとなり、これによりエンジン１１の回転数も制御可能である。

上述した各種制御は、複数の電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって制御される。ハイブリッド車両として特徴的なエンジン１１による駆動と電気モータ１２及び発電機１３による駆動とは、メインＥＣＵ２８によって総合的に制御される。即ち、ドライバの要求出力（要求トルク）に対して、車両の走行状態に応じてメインＥＣＵ２８によりエンジン１１の出力と電気モータ１２及び発電機１３による出力の配分が決定され、エンジン１１、電気モータ１２及び発電機１３を制御すべく、各制御指令がエンジンＥＣＵ２２及びモータＥＣＵ２７に出力される。

また、エンジンＥＣＵ２２及びモータＥＣＵ２７は、エンジン１１、電気モータ１２及び発電機１３の情報をメインＥＣＵ２８にも出力している。このメインＥＣＵ２８には、バッテリ１９を制御するバッテリＥＣＵ２９やブレーキを制御するブレーキＥＣＵ３０にも接続されている。このバッテリＥＣＵ２９はバッテリ１９の充電状態を監視し、充電量が不足した場合には、メインＥＣＵ２８に対して充電要求指令を出力する。充電要求を受けたメインＥＣＵ２８はバッテリ１９に充電をするように発電機１３を発電させる制御を行う。ブレーキＥＣＵ３０は車両の制動を司っており、メインＥＣＵ２８と共に電気モータ１２による回生ブレーキを制御する。

実施例１のハイブリッド車両は、上述したように構成されているので、車両を走行している間に車両全体で要求される出力（トルク）をエンジン１１と電気モータ１２（発電機１３）とに配分することにより、エンジン１１の運転状態を所望の運転状態に制御しつつ、車両全体で要求される出力をも満たすことが可能となっている。この場合、ハイブリッド車両は、ドライバによるアクセルペダルの踏み込み量に対応するアクセル開度と車速（ドライブシャフトの回転数）とに基づいて要求トルクを算出し、この要求トルクに対応する要求パワーが出力されるように、エンジン１１と電気モータ１２と発電機１３とを運転制御する。

このようなハイブリッド車両の駆動力制御では、エンジン１１と電気モー１２と発電機１３の運転制御としては、トルク変換運転モード、充放電運転モード、モータ運転モードなどがある。

例えば、トルク変換運転モードは、要求パワーに見合うパワーがエンジン１１から出力されるようにこのエンジン１１を運転制御すると共に、エンジン１１から出力されるパワーのすべてが動力分割機構１４と電気モータ１２と発電機１３とによってトルク変換されて駆動輪１５に出力されるように電気モータ１２及び発電機１３を駆動制御する運転モードである。

充放電運転モードは、要求パワーとバッテリ１９の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン１１から出力されるようにこのエンジン１１を運転制御すると共に、バッテリ１９の充放電を伴ってエンジン１１から出力されるパワーの全部またはその一部が動力分割機構１４と電気モータ１２と発電機１３とによるトルク変換を伴って要求パワーが駆動輪１５に出力されるように電気モータ１２及び発電機１３を駆動制御する運転モードである。

モータ運転モードは、エンジン１１の運転を停止して電気モータ１２からの要求パワーに見合うパワーを駆動輪１５に出力するよう運転制御する運転モードである。

上述したように、ドライバの要求トルクに基づいてハイブリッド車両の走行に必要な要求出力が設定され、この要求出力がエンジン１１の出力と電気モータ１２の出力に配分される。ところが、ハイブリッド車両では、ドライバの要求トルクに対して、駆動輪１５のトラクション（空転）制御やスタビリティ（横滑り）制御のための要求トルクが設定される。従って、ドライバの要求トルクに基づいて設定された要求出力がエンジン１１の出力と電気モータ１２の出力に配分され、エンジン出力とモータ出力に基づいてエンジン１１と電気モータ１２を制御してハイブリッド車両が走行している状態で、例えば、駆動輪１５のスリップが発生したとき、メインＥＣＵ２８は、ドライバの要求トルクに代えてトラクション制御またはスタビリティ制御の要求トルクを採用する。即ち、メインＥＣＵ２８は、このスリップを抑制するため、要求トルクを低下させることでハイブリッド車両の要求出力を低下させる必要から、最適燃費動作線を用いてエンジン１１の目標エンジン回転数を設定し、エンジン出力を低下させる。

ところが、エンジン出力を低下させることでスリップが抑制され、トラクション制御またはスタビリティ制御が終了した状態から、ドライバの要求トルクに基づいて設定されたハイブリッド車両の要求出力の上昇に応じて、エンジン回転数を上昇させようとしても、イナーシャ分だけ応答性が低下し、実際のエンジン回転数を目標エンジン回転数まで上昇し、実際の走行出力を要求出力まで上昇するのに長時間を要してしまう。

そこで、本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置では、ハイブリッド車両の運転状態に基づいて予め設定された燃費最適動作線を用いて目標エンジン回転数を設定する目標エンジン回転数設定手段と、ハイブリッド車両の運転状態及び目標エンジン回転数に基づいてエンジン１１及び電気モータ１２の目標出力トルクを設定するトルク設定手段と、目標エンジン回転数及び目標出力トルクに基づいてエンジン１１及び電気モータ１２を制御するトルク制御手段を設けている。この場合、目標エンジン回転数設定手段は、エンジンＥＣＵ２２が適用され、トルク設定手段は、メインＥＣＵ２８が適用され、トルク制御手段は、エンジンＥＣＵ２２及びモータＥＣＵ２７が適用される。

そして、メインＥＣＵ（トルク設定手段）２８にトルクダウン指令があったとき、エンジンＥＣＵ（目標エンジン回転数設定手段）２２は、目標エンジン回転数を、燃費最適動作線を用いて設定される目標エンジン回転数よりも高く設定する。または、燃費最適動作線を用いた目標エンジン回転数の設定処理を禁止するようにしている。

具体的には、エンジンＥＣＵ２２は、トラクション制御またはスタビリティ制御によりトルクダウン指令があったとき、目標エンジン回転数を、予め設定された領域内で設定する。この場合、エンジンＥＣＵ２２は、現在の目標エンジン回転数を保持することが望ましい。

そのため、本実施例にて、メインＥＣＵ２８には、アクセル開度センサ４１、車速センサ４２、加速度センサ４３が接続されている。アクセル開度センサ４１は、ドライバが踏み込むアクセルペダルの踏み込み量、つまり、アクセル開度を検出し、車速センサ４２は、駆動輪１５に直結するドライブシャフト１７の回転数（回転速度）から車速を算出し、加速度センサ４３は、ハイブリッド車両における加速度及び減速度を検出し、それぞれの検出結果がメインＥＣＵ２８に入力されるようになっている。

ここで、本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置による駆動制御について、図２のフローチャートを用いて詳細に説明する。

本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置による駆動制御において、図２に示すように、ステップＳ１１にて、メインＥＣＵ２８は、アクセル開度センサ４１が検出したアクセル開度と、車速センサ４２が検出したハイブリッド車両の車速（ドライブシャフト１７の回転数）を読み込む。ステップＳ１２では、このアクセル開度と車速（ドライブシャフト１７の回転数）に基づいてドライバの要求トルクＴｐｖを算出する。

一方、ステップＳ１３にて、メインＥＣＵ２８は、加速度センサ４３が検出したハイブリッド車両の加速度及び減速度を読込み、ステップＳ１４では、この加速度及び減速度に基づいて路面摩擦係数μを推定し、この推定した路面摩擦係数μに基づいてスタビリティ制御（ＶＳＣ）またはトラクション制御（ＴＲＣ）の要求トルクＴｖｔを算出する。

そして、ステップＳ１５にて、ドライバの要求トルクＴｐｖとＶＳＣ／ＴＲＣの要求トルクＴｖｔの小さい方を選択して採用する。ステップＳ１６では、ステップＳ１５でＶＳＣ／ＴＲＣの要求トルクＴｖｔが採用されたかどうかを判定する。ここで、ドライバの要求トルクＴｐｖが採用されたと判定されたら、ステップＳ１７にて、ドライバの要求トルクＴｐｖとドライブシャフト１７の回転数Ｎｐとフリクションなどの損失分に基づいてハイブリッド車両の要求パワーＰｈを算出する。そして、ステップＳ１８にて、ハイブリッド車両の要求パワーＰｈに基づいてエンジン指令パワーＰｅを算出する。即ち、ハイブリッド車両の要求パワーＰｈをエンジン指令パワーＰｅとモータ指令パワーＰｍに配分する。この場合、例えば、バッテリ１９の充電量に基づいてモータ指令パワーＰｍを設定し、ハイブリッド車両の要求パワーＰｈからモータ指令パワーＰｍを減算してエンジン指令パワーＰｅを設定する。

ステップＳ１９では、エンジン指令パワーＰｅに基づいて最適燃費動作線を用いて目標エンジン回転数とエンジン指令トルクを求める。この最適燃費動作線は、図３に示すように、エンジン回転数とエンジントルクとの関係にて、最適な燃費を確保できる量的関係を表したものであり、この最適燃費動作線に対して、複数種類のパワー線Ｐ１〜Ｐ４が設定される。従って、例えば、エンジン指令パワーＰｅがパワー線Ｐ１に該当すれば、このパワー線Ｐ１と最適燃費動作線の交点におけるエンジン回転数が目標エンジン回転数Ｎｅｔであり、エンジントルクがエンジン指令トルクＴｅｔとなる。

そして、ステップＳ２０にて、目標エンジン回転数Ｎｅｔを決定し、ステップＳ２１にて、目標エンジン回転数Ｎｅｔとライブシャフト１７の回転数に基づいて発電機１３の目標発電機回転数を演算し、ステップＳ２２にて、目標エンジン回転数Ｎｅｔと目標発電機回転数と実際の発電機回転数とエンジン指令トルクＴｅｔに基づいて発電機１３の発電機指令トルクを演算し、ステップＳ２３にて、モータ指令パワーＰｍに基づいて電気モータ１２のモータ指令トルクを演算する。そして、ステップＳ２４にて、各ＥＣＵ２２，２７は、エンジン１１と電気モータ１２と発電機１３を制御する。

一方、ステップＳ１６にて、ステップＳ１５でＶＳＣ／ＴＲＣの要求トルクＴｖｔが採用されたと判定されたら、ステップＳ２５にて、ＶＳＣ／ＴＲＣ中かどうかを判定する。即ち、ハイブリッド車両の要求トルクとしてＶＳＣ／ＴＲＣの要求トルクＴｖｔが採用され、ＶＳＣ／ＴＲＣ、つまり、駆動輪１５が空転または横滑りしてトルクダウン制御が開始されたかどうかを判定している。ここで、ハイブリッド車両の要求トルクとしてＶＳＣ／ＴＲＣの要求トルクＴｖｔが採用されても、ＶＳＣ／ＴＲＣによる駆動輪１５のスリップ時におけるトルクダウン制御中でなければ、何もしないでこのルーチンを抜ける。

一方、ハイブリッド車両の要求トルクとしてＶＳＣ／ＴＲＣの要求トルクＴｖｔが採用され、ＶＳＣ／ＴＲＣによる駆動輪１５のスリップ時におけるトルクダウン制御が開始されていれば、ステップＳ２６にて、目標エンジン回転数Ｎｅｔを所定値に設定する。この場合、目標エンジン回転数Ｎｅｔを設定する領域を設定し、その領域内での上限値と下限値を設定しておくことが望ましい。例えば、上限値を＋Ｎｅ１とし、下限値を±０に設定する。つまり、上限値を＋Ｎｅ１を適用することで、目標エンジン回転数Ｎｅｔを、燃費最適線に設定される目標エンジン回転数Ｎｅｔよりも高くする。また、下限値を±０を採用することで、現在の目標エンジン回転数Ｎｅｔを保持する。この場合、燃費最適動作線を用いた目標エンジン回転数の設定処理を禁止することと同様である。

そして、ステップＳ２０にて、目標エンジン回転数Ｎｅｔを決定するが、ステップＳ１５でＶＳＣ／ＴＲＣの要求トルクＴｖｔを採用し、ステップＳ２５でＶＳＣ／ＴＲＣによる駆動輪１５のスリップ時におけるトルクダウン制御を開始していると判定されたときには、ステップＳ２６で設定した目標エンジン回転数Ｎｅｔ（所定値）を採用する。つまり、トルクダウン制御を開始しているときは、燃費最適動作線を用いて設定した目標エンジン回転数Ｎｅｔを採用せずに、予め設定された目標エンジン回転数Ｎｅｔの所定値を採用することで、実際のエンジン回転数が急激に低下するのが防止される。

その後、前述と同様に、ステップＳ２１にて、発電機１３の目標発電機回転数を演算し、ステップＳ２２にて、発電機１３の発電機指令トルクを演算し、ステップＳ２３にて、電気モータ１２のモータ指令トルクを演算し、ステップＳ２４にて、各ＥＣＵ２２，２７は、エンジン１１と電気モータ１２と発電機１３を制御する。この場合、メインＥＣＵ２８は、ＶＳＣ／ＴＲＣによるトルクダウン制御中に設定した目標エンジン回転数Ｎｅｔ（所定値）を採用しているため、発電機１３の発電機指令トルク及び電気モータ１２のモータ指令トルクを調整（低下）することで、トルクダウンを実行する。

従って、本実施例のハイブリッド車両において、図４に示すように、走行中に、時間ｔ₁にて、駆動輪１５がスリップしてＶＳＣ／ＴＲＣが開始し、車両要求トルクＰｈを低下させるとき、最適燃費動作線を用いることなく目標エンジン回転数Ｎｅｔ決定するために実際のエンジン回転数は低下しない。そして、時間ｔ₂にて、駆動輪１５のスリップが解消されてＶＳＣ／ＴＲＣが終了すると、時間ｔ₃にて、車両要求トルクＰｈを上昇させるために電気モータ１２及び発電機１３を制御することとなり、このとき、エンジン回転数が低下していないため、トルクアップの応答性が良好となり、トルクアップの指令がでると、従来のように、車両実トルクが低下して車両要求トルクまで上昇するのに長時間を要することはなく、車両実トルクは短時間で車両要求トルクまで上昇することができる。

このように本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置にあっては、エンジンＥＣＵ２２がハイブリッド車両の運転状態に基づいて燃費最適動作線を用いて目標エンジン回転数を設定可能とし、メインＥＣＵ２８がハイブリッド車両の運転状態及び目標エンジン回転数に基づいてエンジン１１及び電気モータ１２の目標出力トルクを設定可能とし、エンジンＥＣＵ２２及びモータＥＣＵ２７が目標エンジン回転数及び目標出力トルクに基づいてエンジン１１及び電気モータ１２を制御可能に構成し、メインＥＣＵ２８にトルクダウン指令があったとき、エンジンＥＣＵ２２は、目標エンジン回転数を、燃費最適動作線を用いて設定される目標エンジン回転数よりも高く設定する。または、燃費最適動作線を用いた目標エンジン回転数の設定処理を禁止するようにしている。

従って、実際のエンジン回転数の低下がなくなり、出力可能な車両の出力トルクの最大値が大きくなり、トルクダウン制御後におけるトルクアップ制御の追従性を向上することで、制御性を向上することができる。

また、エンジンＥＣＵ２２は、トルクダウン指令があったとき、目標エンジン回転数を、予め設定された領域内で設定するようにしており、目標エンジン回転数の大幅な上昇や低下が阻止され、応答性を向上することができる。また、この場合、エンジンＥＣＵ２２は、現在の目標エンジン回転数を保持するようにした場合には、制御が容易となり、コストを低減することができる。

そして、本実施例では、駆動輪１５の空転を抑制するトラクション制御や横滑りを抑制するスタビリティ制御によるトルクダウン制御時に、目標エンジン回転数を、燃費最適動作線を用いて設定される目標エンジン回転数よりも高く設定するか、または、燃費最適動作線を用いた目標エンジン回転数の設定処理を禁止するようにしている。従って、車両の駆動制御性に加えて走行安定性を向上することができる。

以上のように、本発明に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置は、トルクダウン制御後におけるトルクアップ制御の追従性を向上するものであり、エンジンと電気モータとを動力源として走行可能なハイブリッド車両に適用して有用である。

本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の駆動力制御装置における概略構成図である。本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置における駆動力制御を表すフローチャートである。本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置における目標エンジン回転数を設定するためのマップである。本実施例のハイブリッド車両の駆動力制御装置における目標走行トルク及び実走行トルクを表すグラフである。従来のハイブリッド車両における目標走行トルク及び実走行トルクを表すグラフである。従来のハイブリッド車両における発電機とエンジンと電気モータのトルクを表す共線図である。

符号の説明

１１エンジン
１２電気モータ
１３発電機
１４動力分割機構（プラネタリギヤユニット）
１５駆動輪
１７ドライブシャフト
１８インバータ
１９バッテリ
２２エンジンＥＣＵ（目標エンジン回転数設定手段、トルク制御手段）
２７モータＥＣＵ（トルク制御手段）
２８メインＥＣＵ（トルク設定手段）
２９バッテリＥＣＵ

Claims

エンジンと電気モータとを動力源として走行可能なハイブリッド車両において、車両の運転状態に基づいて予め設定された燃費最適動作線を用いて目標エンジン回転数を設定する目標エンジン回転数設定手段と、車両の運転状態及び目標エンジン回転数に基づいて前記エンジン及び前記電気モータの目標出力トルクを設定するトルク設定手段と、目標エンジン回転数及び目標出力トルクに基づいて前記エンジン及び前記電気モータを制御するトルク制御手段を設け、前記トルク設定手段にトルクダウン指令があったとき、前記目標エンジン回転数設定手段は、目標エンジン回転数を、現在の目標エンジン回転数に保持することを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。
請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動力制御装置において、トルクダウン制御中であるとき、前記トルク設定手段にトルクダウン指令があったとき、前記目標エンジン回転数設定手段は、目標エンジン回転数を、現在の目標エンジン回転数に保持することを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。