JP5293657B2

JP5293657B2 - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP5293657B2
Application number: JP2010061323A
Authority: JP
Inventors: 雅人吉川; 直器仲西
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-03-17
Filing date: 2010-03-17
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2030-03-17
Also published as: JP2011194941A

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

一般的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したりするようにしている。そして、ハイブリッド車両の制御装置では、ドライバによる要求駆動力に応じて、エンジンと電気モータとを動力源として走行するＥＨＶ走行モードと、電気モータのみを動力源として走行するＥＶ走行モードとを切り替えている。この場合、ＥＶ走行モードからＥＨＶ走行モードに移行するときには、電気モータによりエンジンをクランキングしてエンジンを始動するようにしている。

このような従来のハイブリッド車両の制御装置としては、例えば、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、内燃機関と電気機械と出力部とより構成し、内燃機関と電気機械との間に摩擦嵌合式切換要素を配置すると共に、電気機械と出力部との間に流体トルクコンバータを配置し、内燃機関及び電気機械の少なくとも１つによって生成されるべき目標駆動トルクを、運転者要求に基づいて算出された目標出力トルクと、流体トルクコンバータの実際タービン回転数と、電気機械の実際回転数とに基づいて流体コンバータの逆コンバータ特性を介して算出するものである。

特開２００７−２８４０５７号公報

上述した従来のハイブリッド車では、目標駆動トルクを、目標出力トルクと、タービン回転数と電気機械の回転数とに依存して、流体トルクコンバータの逆コンバータ特性を介して算定している。即ち、タービン回転数や電気機械の回転数をフィードバック制御することで、目標駆動トルクを目標出力トルクに一致させようとしている。ところが、流体トルクコンバータは、その反力特性が非線形であり、単一のフィードバックゲインでは、制御の安定性と性能の両立を図ることが困難である。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、トルクコンバータの特性を考慮したフィードバック定数を設定することで、高精度な回転数フィードバック制御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。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、該内燃機関の出力軸に連結される電気モータと、該電気モータの出力軸に連結されるトルクコンバータと、該トルクコンバータの出力軸に連結される変速機と、前記トルクコンバータの実入力軸回転数を目標入力軸回転数にフィードバックして前記電気モータの駆動トルクを調整するフィードバック制御部と、前記電気モータの許容回転数変動量と前記トルクコンバータの運転特性とに基づいて電気モータの駆動トルクを調整するためのフィードバック定数を設定するフィードバック定数設定部と、を備えることを特徴とする。

上記ハイブリッド車両の制御装置にて、前記フィードバック定数設定部は、前記電気モータの回転数が高いほど、また、前記トルクコンバータにおけるタービン回転数が高いほど、前記電気モータの許容回転数変動量が大きくなるように設定することが好ましい。

上記ハイブリッド車両の制御装置にて、前記フィードバック定数設定部は、前記トルクコンバータの運転特性と前記電気モータの許容駆動トルク変動量に基づいて前記電気モータの許容回転数変動量を算出することが好ましい。

上記ハイブリッド車両の制御装置にて、前記フィードバック定数設定部は、ハイブリッド車両の運転状態またはハイブリッド車両の走行状態に基づいて前記電気モータの許容駆動トルク変動量を算出することが好ましい。

上記ハイブリッド車両の制御装置にて、前記フィードバック定数設定部は、前記電気モータの許容回転数変動量が大きくなるほど、フィードバック定数が小さくなるように設定することが好ましい。

上記ハイブリッド車両の制御装置にて、前記フィードバック定数設定部は、前記トルクコンバータの運転特性に基づいてフィードバック定数の上限値を設定することが好ましい。

上記ハイブリッド車両の制御装置にて、少なくとも前記内燃機関の駆動力により走行可能な機関走行モードと、前記電気モータの駆動力のみにより走行可能なモータ走行モードとを選択切替可能な走行モード切替部を設け、該走行モード切替部がモータ走行モードから機関走行モードに切り替えるために前記内燃機関を始動するとき、前記フィードバック制御部は、前記トルクコンバータの実入力軸回転数を目標入力軸回転数にフィードバックして前記電気モータの駆動トルクを調整することが好ましい。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、トルクコンバータの実入力軸回転数を目標入力軸回転数にフィードバックして電気モータの駆動トルクを調整するフィードバック制御を実行するとき、電気モータの許容回転数変動量とトルクコンバータの運転特性とに基づいてフィードバック定数を設定するので、トルクコンバータの特性を考慮したフィードバック定数を設定することで、高精度な回転数フィードバック制御を可能とするという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態１に係るハイブリッド車両の制御装置を表すブロック構成図である。図２は、実施形態１のハイブリッド車両の制御装置による処理の流れを表すタイムチャートである。図３は、実施形態１のハイブリッド車両の制御装置における制御ブロック図である。図４は、本発明の実施形態２に係るハイブリッド車両の制御装置における制御ブロック図である。

以下に、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係るハイブリッド車両の制御装置を表すブロック構成図、図２は、実施形態１のハイブリッド車両の制御装置による処理の流れを表すタイムチャート、図３は、実施形態１のハイブリッド車両の制御装置における制御ブロック図である。

実施形態１のハイブリッド車両の制御装置において、図１に示すように、内燃機関としてのエンジン１１は、油圧クラッチ１２を介して電気モータとしてのモータジェネレータ１３が駆動連結されている。即ち、エンジン１１は、クランクシャフト１４の先端部が油圧クラッチ１２を構成する一方のクラッチ板に連結され、モータジェネレータ１３のロータ１５が油圧クラッチ１２を構成する他方のクラッチ板に連結されている。また、モータジェネレータ１３は、ロータ１５にトルクコンバータ１６を介して有段式の自動変速機１７が連結されている。そして、自動変速機１７はその出力軸にプロペラシャフト１８が連結され、このプロペラシャフト１８は、デファレンシャルギア１９を介して左右のドライブシャフト２０に連結され、このドライブシャフト２０に左右の駆動輪２１が連結されている。

従って、エンジン１１が駆動すると、その駆動力が油圧クラッチ１２を介してモータジェネレータ１３のロータ１５に出力される。また、モータジェネレータ１３が駆動すると、ロータ１５が駆動回転する。ロータ１５の駆動力は、トルクコンバータ１６を介して自動変速機１７の入力軸に入力され、ここで所定の変速比に減速される。そして、減速後の駆動力が自動変速機１７の出力軸からプロペラシャフト１８に出力され、このプロペラシャフト１８からデファレンシャルギア１９を介して左右のドライブシャフト２０に伝達され、左右の駆動輪２１を駆動回転することができる。

油圧クラッチ１２は、エンジン１１と駆動輪２１、本実施形態では、モータジェネレータ１３との駆動伝達を遮断することが可能である。従って、油圧クラッチ１２を接続状態とすると、エンジン１１の駆動力のみ、または、エンジン１１の駆動力及びモータジェネレータ１３の駆動力を駆動輪２１に伝達することができる。一方、油圧クラッチ１２を切断状態とすると、モータジェネレータ１３の駆動力のみを駆動輪２１に伝達することができる。

また、油圧クラッチ１２は、油圧アクチュエータ２２により作動することができる。モータジェネレータ１３は、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２３を介してバッテリ２４と電力のやりとりを行う。この場合、バッテリ２４は、モータジェネレータ１３から生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。

トルクコンバータ１６は、エンジン１１、モータジェネレータ１３の回転を、オイルを介して自動変速機１７に伝達する流体クラッチであり、エンジン１１及びモータジェネレータ１３と自動変速機１７とを直結状態にするロックアップ機構（ロックアップクラッチ）を有している。このトルクコンバータ１６のロックアップ機構は、トルクコンバータ油圧制御部２５により油圧制御される。自動変速機１７は、変速機油圧制御部２６により油圧制御され、この変速機油圧制御部２６は、自動変速機１７を油圧制御することで、変速タイミングなどを制御する。

車両には、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３１が搭載されており、このＥＣＵ３１は、エンジン１１の駆動を制御することができる。即ち、吸入空気量を計測するエアフローセンサ３２、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ３３、エンジン１１の回転数を検出するエンジン回転数センサ３４、アクセルペダルの踏込み量（アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ３５、電子スロットル装置におけるスロットル開度を検出するスロットルポジションセンサ３６などが設けられている。ＥＣＵ３１は、各センサ３２〜３６が検出した検出結果に基づいて、インジェクタによる燃料噴射量、燃料噴射タイミング、点火プラグによる点火時期などを制御する。

ＥＣＵ３１は、油圧アクチュエータ２２により油圧クラッチ１２の作動、つまり、接続状態と切断状態との切替を制御することができる。

ＥＣＵ３１は、ドライバの要求駆動力に加えて、モータ回転数やバッテリ２４の充電状態に応じてインバータ２３によりモータジェネレータ１３を駆動制御している。モータジェネレータ１３には、モータ回転数を検出するモータ回転数センサ３７が設けられている。バッテリ２４には、残存している電力（充電量ＳＯＣ）を検出する充電量検出センサ３８が設けられている。そして、各種センサ３７，３８は、検出結果をＥＣＵ３１に出力している。

ＥＣＵ３１は、トルクコンバータ油圧制御部２５によりトルクコンバータ１６のロックアップ機構の作動、つまり、直結状態と非直結状態との切替を制御することができる。また、ＥＣＵ３１は、変速機油圧制御部２６により自動変速機１７を油圧制御することで、変速制御することができる。即ち、自動変速機１７の入力軸回転数を検出する入力軸回転数センサ３９、ドライバが操作するシフトレバー装置によるシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ４０が設けられている。ＥＣＵ３１は、各種センサ３９，４０が検出した検出結果に基づいて、変速機油圧制御部２６を制御し、自動変速機１７を油圧制御することで、変速タイミングなどを制御する。

なお、ＥＣＵ３１は、エンジン１１やモータジェネレータ１３など、動力出力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として機能することから、エンジンＥＣＵ、モータＥＣＵ、バッテリＥＣＵなどを有しており、エンジン１１、モータジェネレータ１３、インバータ２３などを制御している。

このように構成された実施形態１のハイブリッド車両の制御装置にて、ＥＣＵ３１は、ハイブリッド車両の走行状態に応じて、走行モードを切り替え可能となっている。即ち、ＥＣＵ３１は、エンジン１１の駆動力とモータジェネレータ１３の駆動力を駆動輪２１に伝達して走行可能な機関走行モード（ＥＨＶ走行モード）と、モータジェネレータ１３の駆動力のみを駆動輪２１に伝達して走行可能なモータ走行モード（ＥＶ走行モード）とを選択切替可能となっている。この場合、ＥＨＶ走行モードは、モータジェネレータ１３に通電せずにこのモータジェネレータ１３を停止し、エンジン１１の駆動力のみを駆動輪２１に伝達して走行可能な走行モードも含むものである。

そして、ハイブリッド車両をＥＨＶ走行モードからＥＶ走行モードに切り替えるとき、ＥＣＵ３１は、エンジン１１への燃料供給を停止してこのエンジン１１を停止すると共に、油圧クラッチ１２を切断状態にしてエンジン１１とモータジェネレータ１３との駆動伝達を不能とする。一方、ハイブリッド車両をＥＶ走行モードからＥＨＶ走行モードに切り替えるとき、ＥＣＵ３１は、油圧クラッチ１２を接続状態にしてエンジン１１とモータジェネレータ１３との駆動伝達を可能とすると共に、エンジン１１への燃料供給を開始してこのエンジン１１を始動する。

このハイブリッド車両がＥＶ走行モードからＥＨＶ走行モードに切り替わるときのエンジン１１の始動制御について説明する。図２に示すように、時間ｔ１にて、ＥＣＵ３１にエンジン始動要求が入力されると、このＥＣＵ３１は、まず、トルクコンバータ油圧制御部２５によりトルクコンバータ１６のロックアップ機構を制御し、直結状態から非直結状態、つまり、スリップ状態となるように制御油圧を低下させていく。一方、トルクコンバータ１６がスリップ状態になることから、ＥＣＵ３１は、モータジェネレータ１３のモータ回転数を上昇させる。

時間ｔ２にて、トルクコンバータ１６が完全にスリップ状態になると、ＥＣＵ３１は、油圧クラッチ１２の制御油圧を低下させて接続状態から切断状態とした後、再び、制御油圧を徐々に上昇させていき、接続状態に切り替えていく。すると、エンジン１１とモータジェネレータ１３が徐々に駆動伝達に切り替わることから、ここで、エンジン１１へ燃料供給を開始し、エンジン１１のクランキングを開始する。そして、エンジン１１のエンジン回転数が上昇すると、時刻Ｔ３にて、エンジン１１が始動し、その後、油圧クラッチ１２が完全な接続状態となる。

このようにハイブリッド車両がＥＶ走行モードからＥＨＶ走行モードに切り替わるときにエンジン１１を始動させる場合、トルクコンバータ１６のロックアップ機構をスリップ状態に切り替える一方、油圧クラッチ１２を接続状態に切り替えていくことから、トルクコンバータ１６の出力軸の回転数、つまり、自動変速機１７の入力軸回転数（入力軸トルク）が変動しやすい。そのため、ＥＣＵは、自動変速機１７の入力軸回転数が変動せずに一定となるように、モータジェネレータ１３のモータ回転数を調整する必要がある。

この場合、モータジェネレータ１３とモータ回転数をフィードバックし、目標モータ回転数と比較し、その偏差に基づいてモータジェネレータ１３を制御することが考えられる。ところが、モータジェネレータ１３と自動変速機１７との間にはトルクコンバータ１６が設けられており、このトルクコンバータ１６は、その特性が非線形であることから、単純なフィードバック制御では、制御の安定性と性能の両立を図ることが困難となる。

そこで、実施形態１のハイブリッド車両の制御装置にて、ＥＣＵ３１は、フィードバック制御部とフィードバック定数設定部を有している。このフィードバック制御部は、上述したように、トルクコンバータ１６の実入力軸回転数を目標入力軸回転数にフィードバックしてモータジェネレータ１３の駆動トルクを調整するものである。また、フィードバック定数設定部は、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量とトルクコンバータ１６の運転特性とに基づいてモータジェネレータ１３の駆動トルクを調整するためのフィードバック定数を設定するものである。

この場合、フィードバック定数設定部は、モータジェネレータ１３のモータ回転数が高いほど、また、トルクコンバータ１６におけるタービン回転数が高いほど、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量が大きくなるように設定する。また、フィードバック定数設定部は、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量が大きくなるほど、フィードバック定数が小さくなるように設定する。フィードバック定数設定部は、トルクコンバータ１６の運転特性に基づいてフィードバック定数の上限値を設定する。

なお、トルクコンバータ１６は、モータジェネレータ１３のロータ１５が連結されるポンプ翼車と、自動変速機１７の入力軸が連結されるタービン翼車とが流体（オイル）を介して駆動力を伝達可能となっており、ここで、トルクコンバータ１６の実入力軸回転数とは、モータジェネレータ１３の実際（現在）のモータ回転数、つまり、ロータ１５の回転数、トルクコンバータ１６におけるポンプ翼車の回転数であり、モータ回転数センサ３７が検出したモータ回転数である。そして、タービン回転数とは、トルクコンバータ１６におけるタービン翼車の回転数、自動変速機１７における入力軸回転数であり、入力軸回転数センサ３９が検出した自動変速機１７の入力軸回転数である。また、目標入力軸回転数とは、ドライバの要求駆動力に応じて設定されるものである。

以下、実施形態１のハイブリッド車両の制御装置による処理について、図３の制御ブロック図を用いて詳細に説明する。

実施形態１のハイブリッド車両の制御装置において、図３に示すように、まず、ＥＣＵ３１は、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量ｄＮを設定する。このモータジェネレータ１３の許容回転数変動量ｄＮは、エンジン１１の始動時に、確実にクランキングできるようなモータジェネレータ１３におけるモータ回転数の変動許容範囲である。この許容回転数変動量ｄＮは、モータジェネレータ１３のモータ回転数Ｎｍが高いほど、また、トルクコンバータ１６のタービン回転数Ｎｔが高いほど、大きくなるように設定することが望ましい。これにより、エンジン１１の始動するときに、モータジェネレータ１３のモータ回転数Ｎｍが低下し、エンジン１１のクランキングが不十分となることが防止され、確実にエンジン１１を始動できる。

次に、ＥＣＵ３１は、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量ｄＮとトルクコンバータ１６の運転点（運転特性）からフィードバック定数を設定する。このフィードバック定数とは、モータジェネレータ１３（ロータ１５）のモータ回転数を増減制御するためのフィードバックゲインである。このフィードバックゲインは、許容回転数変動量ｄＮが小さいほど、トルクコンバータ１６の実入力軸回転数と目標入力軸回転数との差、または、トルクコンバータ１６の実入力軸回転数の変動量に対するモータジェネレータ１３における補正トルクが大きくなるように設定することが望ましい。即ち、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量ｄＮが大きくなるほど、フィードバックゲインが小さくなるように設定し、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量ｄＮが小さくなるほど、フィードバックゲインが大きくなるようにする。

このとき、トルクコンバータ１６の運転点を考慮し、モータジェネレータ１３やトルクコンバータ１６のイナーシャ（慣性力）系、フィードバック制御系を含めた制御系が安定するように、トルクコンバータ１６の運転特性に合わせてフィードバックゲインの上限ガード（上限値）を設定することが望ましい。即ち、この制御系の時定数が大きいほど、上限ガードを下げる。例えば、トルクコンバータ１６の容量係数Ｃと、モータジェネレータ１３のモータ回転数Ｎｍの乗算値Ｃ・Ｎｍが大きいほど、上限ガード（フィードバックゲイン）が小さくなるようにする。

そして、フィードバックゲインが設定されると、このフィードバックゲインを用いてトルクコンバータ１６の実入力軸回転数が目標入力軸回転数に追従するように、モータジェネレータ１３の駆動トルクをフィードバック制御する。

このように実施形態１のハイブリッド車両の制御装置にあっては、エンジン１１とモータジェネレータ１３とトルクコンバータ１６と自動変速機１７とを駆動連結し、ＥＣＵ３１は、トルクコンバータ１６の実入力軸回転数を目標入力軸回転数にフィードバックしてモータジェネレータ１３の駆動トルクを調整可能とし、このとき、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量とトルクコンバータ１６の運転特性とに基づいてモータジェネレータ１３の駆動トルクを調整するためのフィードバックゲインを設定している。

従って、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量とトルクコンバータ１６の運転特性を考慮してフィードバックゲインを設定することで、トルクコンバータの運転特性を考慮したフィードバックゲインを設定することができ、高精度な回転数フィードバック制御を可能とすることができる。

また、実施形態１のハイブリッド車両の制御装置では、モータジェネレータ１３の回転数が高いほど、また、トルクコンバータ１６におけるタービン回転数が高いほど、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量が大きくなるように設定する。従って、エンジン１１の始動するとき、モータジェネレータ１３のモータ回転数低下することでクランキングが不十分となることが防止され、確実にエンジン１１を始動することができる。

また、実施形態１のハイブリッド車両の制御装置では、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量が大きくなるほど、フィードバックゲインが小さくなるように設定する。従って、許容回転数変動量が小さいときは、フィードバックゲインが大きくなり、モータジェネレータ１３の駆動トルクが大きくなることから、適正な回転数フィードバック制御を行うことができる。

また、実施形態１のハイブリッド車両の制御装置では、トルクコンバータ１６の運転特性に基づいてフィードバックゲインの上限ガードを設定する。従って、モータジェネレータ１３やトルクコンバータ１６のイナーシャ（慣性力）系、フィードバック制御系を含めた制御系にて、安定した制御を可能とすることができる。

〔実施形態２〕
図４は、本発明の実施形態２に係るハイブリッド車両の制御装置における制御ブロック図である。なお、本実施例のハイブリッド車両の制御装置の基本的な構成は、上述した実施形態１とほぼ同様の構成であり、図１を用いて説明すると共に、なお、上述した実施形態１と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施形態２のハイブリッド車両の制御装置にて、図１に示すように、ＥＣＵ３１は、ＥＨＶ走行モードとＥＶ走行モードとを選択切替可能であり、ＥＶ走行モードからＥＨＶ走行モードに切り替えるとき、油圧クラッチ１２を接続状態にしてエンジン１１とモータジェネレータ１３との駆動伝達を可能とすると共に、エンジン１１への燃料供給を開始してこのエンジン１１を始動する。

そして、ＥＣＵ３１は、この走行モードの切り替え時に、トルクコンバータ１６の実入力軸回転数を目標入力軸回転数にフィードバックし、モータジェネレータ１３の駆動トルクを調整し、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量とトルクコンバータ１６の運転特性とに基づいてモータジェネレータ１３の駆動トルクを調整するためのフィードバック定数を設定する。

この場合、ＥＣＵ３１（フィードバック定数設定部）は、トルクコンバータ１６の運転特性とモータジェネレータ１３の許容駆動トルク変動量に基づいてモータジェネレータ１３の回転数変動量を算出する。また、ＥＣＵ３１（フィードバック定数設定部）は、ハイブリッド車両の運転状態またはハイブリッド車両の走行状態に基づいてモータジェネレータ１３の許容駆動トルク変動量を算出する。その他の処理については、上述した実施形態１と同様であることから、説明は省略する。

以下、実施形態２のハイブリッド車両の制御装置による処理において、ＥＣＵ３１によるモータジェネレータ１３の許容回転数変動量ｄＮの設定方法について、図４の制御ブロック図を用いて詳細に説明する。

実施形態２のハイブリッド車両の制御装置にて、図４に示すように、まず、ＥＣＵ３１は、モータジェネレータ１３の許容駆動トルク変動量ｄＦを設定する。このモータジェネレータ１３の許容駆動トルク変動量ｄＦは、エンジン１１の始動時に、ドライバが許容できる出力軸トルク変動量に基づいて設定する。次に、ＥＣＵ３１は、トルクコンバータ１６の運転特性として、許容タービントルク変動量ｄＴｔを算出する。この許容タービントルク変動量ｄＴｔは、モータジェネレータ１３の許容駆動トルク変動量ｄＦに加えて、タイヤ半径、自動変速機１７のギア比、デファレンシャルギア１９のギア比などに基づいて算出する。

そして、許容タービントルク変動量ｄＴｔ以下となるモータジェネレータ１３の回転数変動量を算出し、これをモータジェネレータ１３の許容回転数変動量ｄＮとして設定する。この算出方法は、例えば、タービン回転数Ｎｔとモータジェネレータ１３のモータ回転数Ｎｍとに基づいたタービントルクマップにより実行することができる。即ち、タービントルクＴｔに基づいてタービントルクマップによりモータジェネレータ１３のモータ回転数Ｎｍ１を算出すると共に、タービントルクＴｔに許容タービントルク変動量ｄＴｔを加算し、このタービントルクＴｔ＋ｄＴｔに基づいてタービントルクマップによりモータジェネレータ１３のモータ回転数Ｎｍ２を算出する。そして、モータ回転数Ｎｍ２からモータ回転数Ｎｍ１を減算することで、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量ｄＮを算出する。

なお、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量ｄＮを算出方法は、上述した方法に限定されるものではない。例えば、許容回転数変動量ｄＮ／許容タービントルク変動量ｄＴｔを、タービン回転数Ｎｔとモータジェネレータ１３のモータ回転数Ｎｍとのマップとして設定し、このマップから求めた値と許容タービントルク変動量ｄＴｔとを乗算し、求めた積をモータジェネレータ１３の許容回転数変動量ｄＮとしてもよい。

このようにモータジェネレータ１３の許容回転数変動量ｄＮが設定されたら、ＥＣＵ３１は、このモータジェネレータ１３の許容回転数変動量ｄＮとトルクコンバータ１６の運転特性とに基づいてモータジェネレータ１３の駆動トルクを調整するためのフィードバックゲインを設定する。

上述の説明にて、モータジェネレータ１３の許容駆動トルク変動量ｄＦを、エンジン１１の始動時にドライバが許容できる出力軸トルク変動量に基づいて設定するようにしたが、その具体的な手法について説明する。

即ち、ＥＣＵ３１は、ハイブリッド車両の運転状態またはハイブリッド車両の走行状態に基づいて、ドライバの意図や走行場面に適したモータジェネレータ１３の許容駆動トルク変動量ｄＦを算出する。例えば、走行時におけるハイブリッド車両の出力トルクや加速度が大きいほど、モータジェネレータ１３の許容駆動トルク変動量ｄＦが大きくなるように設定する。また、ドライバによるアクセルペダルの操作量（操作力）が一定であるエンジン１１の始動時には、ドライバにショックを与えないようにモータジェネレータ１３の許容駆動トルク変動量ｄＦを小さく変更する。一方、ドライバによるアクセルペダルの操作速度（踏み増し速度）が予め設定された閾値より大きいときエンジン１１の始動時には、ドライバがショックを許容できる急速な加速を所望していることから、モータジェネレータ１３の許容駆動トルク変動量ｄＦを大きく変更する。また、エンジン１１の始動時に、ドライバがアクセルペダルを踏込んで、自動変速機１７のキックダウン操作を行った場合には、自動変速機１７内のクラッチの滑りによりショックが伝達されにくいことから、モータジェネレータ１３の許容駆動トルク変動量ｄＦを大きく変更する。

このように実施形態２のハイブリッド車両の制御装置にあっては、ＥＣＵ３１は、モータジェネレータ１３の許容回転数変動量とトルクコンバータ１６の運転特性とに基づいてモータジェネレータ１３の駆動トルクを調整するためのフィードバックゲインを設定し、このとき、トルクコンバータ１６の運転特性とモータジェネレータ１３の許容駆動トルク変動量に基づいてモータジェネレータ１３の回転数変動量を算出している。

従って、トルクコンバータ１６の運転特性と許容駆動トルク変動量に基づいてモータジェネレータ１３の許容回転数変動量を算出し、この許容回転数変動量とトルクコンバータ１６の運転特性を考慮してフィードバックゲインを設定することで、トルクコンバータの運転特性を考慮したフィードバックゲインを適正に設定することができ、高精度な回転数フィードバック制御を可能とすることができる。

また、実施形態２のハイブリッド車両の制御装置では、ハイブリッド車両の運転状態またはハイブリッド車両の走行状態に基づいてモータジェネレータ１３の許容駆動トルク変動量を算出している。従って、ハイブリッド車両の運転状態や走行状態に基づいて、ドライバの意図や走行場面に適したモータジェネレータ１３の許容駆動トルク変動量を適正に算出することができる。

なお、上述した各実施形態では、自動変速機を有段式の自動変速機１７として構成したが、ベルト式の無段変速機としてもよい。また、ハイブリッド車両における内燃機関と電気モータの駆動方式は、パラレル式であっても、シリーズ式であってもよい。

以上のように、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、電気モータの許容回転数変動量とトルクコンバータの運転特性とに基づいて電気モータの駆動トルクを調整するためのフィードバック定数を設定することで、トルクコンバータの特性を考慮したフィードバック定数を設定することで、高精度な回転数フィードバック制御を可能とするものであり、いずれのハイブリッド車両を制御する装置に有用である。

１１エンジン（内燃機関）
１２油圧クラッチ
１３モータジェネレータ（電気モータ）
１６トルクコンバータ
１７自動変速機
２１駆動輪
２２油圧アクチュエータ
２３インバータ
２４バッテリ
２５トルクコンバータ油圧制御部
２６変速機油圧制御部
３１電子制御ユニット、ＥＣＵ（フィードバック制御部、フィードバック定数設定部）

Claims

内燃機関と、
該内燃機関の出力軸に連結される電気モータと、
該電気モータの出力軸に連結されるトルクコンバータと、
該トルクコンバータの出力軸に連結される変速機と、
前記トルクコンバータの実入力軸回転数を目標入力軸回転数にフィードバックして前記電気モータの駆動トルクを調整するフィードバック制御部と、
前記電気モータの許容回転数変動量と前記トルクコンバータの運転特性とに基づいて電気モータの駆動トルクを調整するためのフィードバック定数を設定するフィードバック定数設定部と、
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記フィードバック定数設定部は、前記電気モータの回転数が高いほど、また、前記トルクコンバータにおけるタービン回転数が高いほど、前記電気モータの許容回転数変動量が大きくなるように設定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記フィードバック定数設定部は、前記トルクコンバータの運転特性と前記電気モータの許容駆動トルク変動量に基づいて前記電気モータの許容回転数変動量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記フィードバック定数設定部は、ハイブリッド車両の運転状態またはハイブリッド車両の走行状態に基づいて前記電気モータの許容駆動トルク変動量を算出することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記フィードバック定数設定部は、前記電気モータの許容回転数変動量が大きくなるほど、フィードバック定数が小さくなるように設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記フィードバック定数設定部は、前記トルクコンバータの運転特性に基づいてフィードバック定数の上限値を設定することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。
少なくとも前記内燃機関の駆動力により走行可能な機関走行モードと、前記電気モータの駆動力のみにより走行可能なモータ走行モードとを選択切替可能な走行モード切替部を設け、該走行モード切替部がモータ走行モードから機関走行モードに切り替えるために前記内燃機関を始動するとき、前記フィードバック制御部は、前記トルクコンバータの実入力軸回転数を目標入力軸回転数にフィードバックして前記電気モータの駆動トルクを調整することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の制御装置。