JP5482907B2 - ハイブリッド車両の駆動トルク制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータジェネレータからの動力のみによって走行する電気走行（ＥＶ）モードと、エンジンおよびモータジェネレータの双方からの動力によって走行可能なハイブリッド走行（ＨＥＶ）モードとを有するハイブリッド車両の駆動力制御装置に関する。

従来から、エンジンの過渡的な出力変動をモータトルクにより補償して、乗員の要求駆動力を達成するハイブリッド車両の駆動トルク制御装置が提案されている（ＪＰ２００１−２６８７１４Ａ参照）。この制御装置では、アクセルペダル踏み込み量と車速とに基づいて目標駆動トルクを演算するとともに、バッテリの充電状態に基づいてモータによる発電トルクを演算し、目標駆動トルクと発電トルクとを達成するトルク値を目標エンジントルクとしてエンジンを制御する。また、目標駆動トルクとエンジントルク推定値との差分を目標モータトルクとしてモータを制御する。これにより、定常的には、要求発電量を達成でき、バッテリの充電状態を満たすことができる。また、過渡的には、乗員の要求駆動力を達成でき、俊敏な加速または減速を行うことができる。

ところで、従来から、エンジントルクを推定する方法として、エンジン回転数とスロットル開度に対するマップから推定する方法、エンジンの筒内圧（燃焼圧）を検出してリアルタイムに推定する方法、エンジンの吸入空気量とエンジン回転数とに基づいて推定する方法等が提案されている。しかしながら、上記のように、センサ類を使ってエンジントルクを推定する方法では、センサ異常時の対応のために複雑な制御を用いる必要があり、開発工数が膨大になる。

また、上記従来例のように、遅れ補償で推定する方法もあるが、エンジンのトルク応答は、回転数条件、初期トルクからのトルク変化量、トルクの増加・減少で応答が異なるため、遅れ補償を単純に使うだけでは、エンジントルクの推定精度が低いという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、エンジントルクの推定精度を向上させて、車両駆動トルクの制御精度の向上に好適なハイブリッド車両の駆動トルク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駆動トルク制御装置は、動力源としてエンジンおよびモータジェネレータを備え、モータジェネレータからの動力のみによる電気走行モードと、エンジンおよびモータジェネレータの双方からの動力によるハイブリッド走行モードとを選択可能で、運転者による要求負荷に応じた情報に基づいて駆動力を決定すると共に、電気走行モードおよびハイブリッド走行モード間でのモード切替えを行うハイブリッド車両に適用される。このハイブリッド車両の駆動トルク制御装置は、エンジントルク指令値に対して、遅れフィルタによる遅れ補償を行うことによって、エンジントルクを推定するエンジントルク推定部と、前記遅れフィルタの遅れ度合いを示す遅れ係数として、エンジントルク指令値が増加する場合の増加側遅れ係数とエンジントルク指令値が減少する場合の減少側遅れ係数のうちのいずれか一方を選択する遅れ係数選択部とを備える。前記遅れ係数選択部は、エンジントルク推定値とフィルタ入力値であるエンジントルク指令値との差が所定値以下の場合に、前記増加側遅れ係数と前記減少側遅れ係数との切替えを行う。

本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面とともに以下に詳細に説明される。

図１は、本発明の着想を適用可能なハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。 図２は、パワートレーンの制御システムを示すブロック線図である。 図３は、制御システムにおける統合コントローラの機能別ブロック線図である。 図４は、目標駆動力演算部が目標駆動力を求めるときに用いる目標駆動力の特性線図である。 図５は、目標駆動力演算部がモータジェネレータのアシストトルクを求めるときに用いるアシストトルクの特性線図である。 図６は、ハイブリッド車両の電気走行（ＥＶ）モード領域およびハイブリッド走行（ＨＥＶ）モード領域を示す領域線図である。 図７は、ハイブリッド車両のバッテリ蓄電状態に対する目標充放電量特性を示す特性線図である。 図８は、車速に応じた最良燃費線までのエンジントルクの上昇経過を示すエンジントルク上昇経過説明図である。 図９は、変速制御部で変速機の変速比を設定する変速特性線図である。 図１０は、動作点指令部で実行される、エンジントルク指令値、モータジェネレータトルク指令値を演算する機能別ブロック線図である。 図１１は、エンジントルク推定部の機能別ブロック線図である。 図１２Ａは、エンジントルク指令値が増加する場合に選択される増加側係数ａのマップである。 図１２Ｂは、エンジントルク指令値が増加する場合に選択される増加側係数ｂのマップである。 図１２Ｃは、エンジントルク指令値が減少する場合に選択される減少側係数ａ’のマップである。 図１２Ｄは、エンジントルク指令値が減少する場合に選択される減少側係数ｂ’のマップである。 図１３は、エンジントルク推定演算の制御フローチャートである。 図１４は、エンジントルク増加判定のサブルーチンである。 図１５は、フィルターリセット判定のサブルーチンである。 図１６は、エンジントルク推定手段の作動例１を示すタイムチャートである。 図１７は、エンジントルク推定手段の作動例２を示すタイムチャートである。 図１８は、エンジントルク推定手段の作動例３を示すタイムチャートである。 図１９は、比較例のエンジントルク推定手段の作動例を示すタイムチャートである。 図２０Ａは、第２クラッチの配列を変更した例を示すハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。 図２０Ｂは、第２クラッチの配列を変更した別の例を示すハイブリッド車両のパワートレーンを示す概略平面図である。

以下、本発明のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置を適用可能なハイブリッド車両のパワートレーンを示す図である。このハイブリッド車両は、フロントエンジン・リヤホイールドライブ車（後輪駆動車）をベース車両としている。図中、符号１は、第１動力源としてのエンジンを示し、符号２は、駆動車輪（後輪）を示す。

図１に示すハイブリッド車両のパワートレーンでは、通常の後輪駆動車と同様に、エンジン１の後方、即ち車両前後方向の後方に、自動変速機３をタンデムに配置している。また、エンジン１（クランクシャフト１a）からの回転を自動変速機３の入力軸３ａへ伝達する軸４に結合してモータジェネレータ５を設け、このモータジェネレータ５を、第２動力源としている。

モータジェネレータ５は、駆動モータ（電動機）として作用したり、ジェネレータ（発電機）として作用する。このモータジェネレータ５は、エンジン１および自動変速機３間に配置されている。モータジェネレータ５およびエンジン１間、より詳しくは、軸４とエンジンクランクシャフト１ａとの間に第１クラッチ６を介挿し、この第１クラッチ６によって、エンジン１およびモータジェネレータ５間を切離し可能に結合する。ここで第１クラッチ６は、伝達トルク容量を連続的もしくは段階的に変更可能なものとする。例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的もしくは段階的に制御して、伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチにより第１クラッチ６を構成する。

モータジェネレータ５および駆動車輪（後輪）２間に第２クラッチ７を介挿し、この第２クラッチ７によって、モータジェネレータ５および駆動車輪（後輪）２間を切離し可能に結合する。第２クラッチ７も第１クラッチ６と同様、伝達トルク容量を連続的もしくは段階的に変更可能なものとする。例えば、比例ソレノイドでクラッチ作動油流量およびクラッチ作動油圧を連続的もしくは段階的に制御して、伝達トルク容量を変更可能な湿式多板クラッチにより第２クラッチ７を構成する。

自動変速機３は、周知の任意なものでよく、複数の変速摩擦要素（クラッチやブレーキ等）を選択的に締結・解放することで、これら変速摩擦要素の締結・解放の組み合わせによって、伝動系路（変速段）を決定する。従って自動変速機３は、入力軸３ａからの回転を、選択変速段に応じたギヤ比で変速して出力軸３ｂに出力する。この出力回転は、ディファレンシャルギヤ装置８によって左右後輪２へ分配して伝達され、車両の走行に供される。但し、自動変速機３は、上記したような有段式のものに限られず、無段変速機であってもよいのは言うまでもない。

ところで本実施形態では、モータジェネレータ５および駆動車輪２を切離し可能に結合する第２クラッチ７として専用のものを新設するのではなく、自動変速機３内に既存する変速摩擦要素を流用している（図１参照）。この場合、第２クラッチ７の締結によって、上記の変速段選択機能（変速機能）を果たして自動変速機３を動力伝達状態にするのに加え、第１クラッチ６の解放・締結との共働により、後述するモード選択機能を果たし得る。これにより、専用の第２クラッチが不要となるので、コスト上大いに有利となる。

なお、第２クラッチ７として、専用のクラッチを新設してもよい。この場合、図２０Ａに示すように、第２クラッチ７は、自動変速機３の入力軸３ａとモータジェネレータ軸４との間に設けることができる。また、図２０Ｂに示すように、自動変速機３の出力軸３ｂと後輪駆動系との間に、第２クラッチ７を設けることもできる。

図１に示すハイブリッド車両のパワートレーンでは、停車状態からの発進時などを含む低負荷・低車速時に用いられる電気走行（ＥＶ）モードが要求される場合、第１クラッチ６を解放し、第２クラッチ７の締結により、自動変速機３を動力伝達状態にする。なお、第２クラッチ７は、自動変速機３内の変速摩擦要素のうち、現変速段で締結させるべき変速摩擦要素であって、選択中の変速段ごとに異なる。

この状態でモータジェネレータ５を駆動すると、当該モータジェネレータ５からの出力回転のみが変速機入力軸３ａに達する。自動変速機３は、当該入力軸３ａへの回転を、選択中の変速段に応じて変速して、変速機出力軸３ｂから出力する。変速機出力軸３ｂからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置８を経て後輪２に至り、車両をモータジェネレータ５のみによって、電気走行（ＥＶ走行）させることができる。

高速走行時や大負荷走行時などで用いられるハイブリッド走行（ＨＥＶ走行）モードが要求される場合、第２クラッチ７の締結によって自動変速機３を対応変速段選択状態（動力伝達状態）にしたまま、第１クラッチ６も締結させる。この状態では、エンジン１からの出力回転およびモータジェネレータ５からの出力回転の双方が変速機入力軸３ａに達する。自動変速機３は、当該入力軸３ａへの回転を、選択中の変速段に応じ変速して、変速機出力軸３ｂから出力する。変速機出力軸３ｂからの回転はその後、ディファレンシャルギヤ装置８を経て後輪２に至り、車両をエンジン１およびモータジェネレータ５の双方によって、ハイブリッド走行（ＨＥＶ走行）させることができる。

ＨＥＶ走行中において、エンジン１を最適燃費で運転させるとエネルギーが余剰となる場合、この余剰エネルギーによってモータジェネレータ５を発電機として作動させることで、余剰エネルギーを電力に変換する。そして、この発電電力をモータジェネレータ５のモータ駆動に用いるために蓄電しておくことによって、エンジン１の燃費を向上させることができる。

図１に示すハイブリッド車両のパワートレーンを成すエンジン１、モータジェネレータ５、第１クラッチ６、および第２クラッチ７は、図２に示すようなシステムにより制御する。図２の制御システムは、パワートレーンの動作点を統合制御する統合コントローラ２０を備える。パワートレーンの動作点は、目標エンジントルクと、目標モータジェネレータトルク（目標モータジェネレータ回転数でもよい）と、第１クラッチ６の目標伝達トルク容量と、第２クラッチ７の目標伝達トルク容量とで規定する。

統合コントローラ２０には、上記パワートレーンの動作点を決定するために、後述する各信号が入力される。入力される信号としては、エンジン回転数を検出するエンジン回転センサ１１からの信号と、モータジェネレータ回転数を検出するモータジェネレータ回転センサ１２からの信号と、変速機入力回転数を検出する入力回転センサ１３からの信号と、がある。また、変速機出力回転数を検出する出力回転センサ１４からの信号と、車両への要求負荷を表すアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度ＡＰＯ）を検出するアクセル開度センサ１５（運転負荷検出手段）からの信号と、が入力される。さらに、ブレーキ油圧（ＢＰＳ）を検出するブレーキ油圧センサ２３と、モータジェネレータ５用の電力を蓄電しておくバッテリ９の蓄電状態ＳＯＣ（持ち出し可能電力）を検出する蓄電状態センサ１６からの信号と、が入力される。

なお、上記したセンサのうち、エンジン回転センサ１１、モータジェネレータ回転センサ１２、入力回転センサ１３、および出力回転センサ１４はそれぞれ、図１に示すように配置することができる。

統合コントローラ２０は、上記入力情報のうち、アクセル開度ＡＰＯ、バッテリ蓄電状態ＳＯＣ、および変速機出力回転数（車速ＶＳＰ）から、運転者が希望している車両の駆動力を実現可能な運転モード（ＥＶモード、ＨＥＶモード）を選択する。また、統合コントローラ２０は、アクセル開度ＡＰＯ、バッテリ蓄電状態ＳＯＣ、および変速機出力回転数（車速ＶＳＰ）から、目標エンジントルク、目標モータジェネレータトルク（目標モータジェネレータ回転数でもよい）、目標第１クラッチ伝達トルク容量、および目標第２クラッチ伝達トルク容量をそれぞれ演算する。目標エンジントルクは、エンジンコントローラ２１に供給され、目標モータジェネレータトルク（目標モータジェネレータ回転数でもよい）は、モータジェネレータコントローラ２２に供給される。

エンジンコントローラ２１は、エンジントルクが目標エンジントルクとなるようエンジン１を制御する。モータジェネレータコントローラ２２は、モータジェネレータ５のトルク（または回転数）が目標モータジェネレータトルク（または目標モータジェネレータ回転数）となるよう、バッテリ９およびインバータ１０を介して、モータジェネレータ５を制御する。

統合コントローラ２０は、目標第１クラッチ伝達トルク容量および目標第２クラッチ伝達トルク容量に対応したソレノイド電流を第１クラッチ６および第２クラッチ７の締結制御ソレノイド（図示せず）に供給する。そして、統合コントローラ２０は、第１クラッチ６の伝達トルク容量が目標伝達トルク容量に一致するよう、また、第２クラッチ７の伝達トルク容量が目標第２クラッチ伝達トルク容量に一致するよう、第１クラッチ６および第２クラッチ７を個々に締結力制御する。

図３は、統合コントローラ２０の機能別ブロック線図である。統合コントローラ２０は、上述した運転モード（ＥＶモード、ＨＥＶモード）の選択、そして目標エンジントルク、目標モータジェネレータトルク、目標第１クラッチ伝達トルク容量、および目標第２クラッチ伝達トルク容量の演算を、図３の機能別ブロック線図で示すように実行する。

目標駆動力演算部３０は、図４に示す目標定常駆動トルクマップと図５に示すＭＧアシストトルクマップを用いて、アクセル開度ＡＰＯと車速ＶＳＰから、目標定常駆動トルクとＭＧアシストトルクを算出する。

運転モード選択部４０は、図６に示すＥＶ−ＨＥＶ領域マップを用いて、アクセル開度ＡＰＯおよび車速ＶＳＰから、目標とする運転モードを決定する。図６に示すＥＶ−ＨＥＶ領域マップから明らかなように、高負荷・高車速時はＨＥＶモードを選択し、低負荷・低車速時はＥＶモードを選択する。また、運転モード選択部４０は、ＥＶ走行中にアクセル開度ＡＰＯおよび車速ＶＳＰの組み合わせで決まる運転点がＥＶ→ＨＥＶ切換え線を越えてＨＥＶ領域に入るとき、ＥＶモードからエンジン１の始動を伴うＨＥＶモードへのモード切換えを行う。また、運転モード選択部４０は、ＨＥＶ走行中に運転点がＨＥＶ→ＥＶ切換え線を越えてＥＶ領域に入るとき、ＨＥＶモードからエンジン１の停止およびエンジン１切離しを伴うＥＶモードへのモード切換えを行う。エンジン始動停止線は、バッテリの容量ＳＯＣが低くなるにつれて、アクセル開度ＡＰＯが小さくなる方向に低下させて設定されている。

エンジン１の始動処理は、ＥＶモードで図６に示すエンジン始動線をアクセル開度ＡＰＯが越えた（大きくなった）時点で、実行される。即ち、第２クラッチ７を半クラッチ状態にスリップさせるように第２クラッチ７のトルク容量を制御し、第２クラッチ７がスリップ開始したと判断した後に、第１クラッチ６の締結を開始してエンジン回転を上昇させる。エンジン回転が初爆可能な回転数に達成したら、エンジン１を作動させてモータジェネレータ回転数とエンジン回転数が近くなったところで第１クラッチ６を完全に締結し、その後第２クラッチ７をロックアップさせてＨＥＶモードに遷移させる。

図３の目標充放電演算部５０は、図７に示す走行中発電要求出力マップを用いて、バッテリ蓄電状態ＳＯＣから目標充放電量（電力）を演算する。

動作点指令部６０は、アクセル開度ＡＰＯと、目標定常駆動トルクと、ＭＧアシストトルクと、目標運転モードと、車速ＶＳＰと、目標充放電電力とから、動作点到達目標を演算する。即ち、動作点到達目標として、時々刻々の過渡的な目標エンジントルク指令値と、目標モータジェネレータトルクと、第１クラッチ６の目標伝達トルク容量に対応した目標ソレノイド電流と、第２クラッチ７の目標伝達トルク容量と、目標変速段とを演算する。また、現在の動作点から、図８に示す最良燃費線までエンジントルクを上げるのに必要な出力を演算し、これと上記目標充放電量（電力）とを比較し、小さい方の出力を要求出力として、エンジン出力に加算する。

変速制御部７０は、上記の目標第２クラッチ伝達トルク容量と、目標変速段とに基づいて、目標第２クラッチ伝達トルク容量および目標変速段が達成されるように、自動変速機３内の対応するソレノイドバルブを駆動する。これにより、自動変速機３は、目標第２クラッチ伝達トルク容量が達成されるように第２クラッチ７を締結制御されつつ、目標変速段が選択された動力伝達状態になる。図９は、実線はアップシフト線、破線はダウンシフト線をそれぞれ示す変速マップである。そして、車速とアクセル開度ＡＰＯから、現在の変速段から次変速段をいくつにするか判定し、変速要求があれば変速クラッチを制御して変速させる。

図１０は、動作点指令部６０で実行される、エンジントルク指令値、モータジェネレータトルク指令値を演算する機能別ブロック線図を示す。

加算器６１により、目標定常駆動トルクと、正トルクフィルタ６２を経由した目標モータアシストトルクの正トルク分とが加算されて、目標駆動トルクが演算される。

除算器６３により、目標定常駆動トルクは、目標駆動トルクにより除算されて、駆動トルクのエンジン分担率が演算される。

目標駆動トルクは、レートリミッタ６４により単位時間当りの変化量が制限された後、乗算器６５によりエンジン分担率と乗算され、さらに、加算器６６により発電分トルクが加算されて、エンジントルク指令値が演算される。

エンジントルク指令値は、エンジンコントローラ２１及びエンジントルク推定部６７に出力される。エンジンコントローラ２１は、エンジントルクが目標エンジントルクとなるように、エンジン１を制御する。エンジントルク推定部６７は、エンジン１の過渡特性に応じて、エンジントルク推定値を演算する。

また、レートリミッタ６４により単位時間当りの変化量を制限された目標駆動トルクは、減算器６８によりエンジントルク推定部６７によるエンジントルク推定値を減算してモータトルク指令値として演算され、モータジェネレータコントローラ２２に出力される。

モータジェネレータコントローラ２２は、モータジェネレータ５のトルクが目標モータジェネレータトルクとなるように、バッテリ９およびインバータ１０を介してモータジェネレータ５を制御する。

図１１は、エンジントルク推定部の機能別ブロック線図である。エンジントルク推定部６７は、図１１に示すように、２次ローパスフィルタ８１と、切換器８２と、演算器８４とを備える。２次ローパスフィルタ８１は、エンジントルク指令値に基づくローパスフィルタ入力値に基づいて、エンジントルク推定値を演算する。切換器８２は、演算したエンジントルク推定値とエンジントルク指令値とのいずれかを、リセット信号に応じて切替え出力する。演算器８４は、ローパスフィルタ入力値、リセット信号、エンジントルク増加モード判定信号を生成する。

２次ローパスフィルタ８１は、入力値と出力値との間に、次式（１）に示す特性を備える。ただし、式（１）において、「^」は、べき乗を表している。
Ｇ（ｓ）＝ω^２／（Ｓ^２＋２ζωＳ＋ω^２）＝１／｛（１／ω２）Ｓ^２＋（２ζ／ω）Ｓ＋１｝ …（１）

式（１）において、１／ω^２＝二次係数ａ、２ζ／ω＝一次係数ｂと置くと、式（１）は、次式（２）の関係を有する２次遅れフィルタを構成する。
Ｇ（ｓ）＝１／｛ａＳ^２＋ｂＳ＋１｝ …（２）

そして、式（２）の二次係数ａ及び一次係数ｂは、エンジン回転数とエンジントルク指令値に応じて可変としている。このために、エンジントルク推定部６７は、二次係数ａを設定する二次係数設定部８３と、一次係数ｂを設定する一次係数設定部９０とを備える。

二次係数設定部８３は、エンジントルク指令値が増加する場合に選択される増加側係数ａと、エンジントルク指令値が減少する場合に選択される減少側係数ａ’と、を各々備える。増加側係数ａと減少側係数ａ’とは、エンジントルク増加モード判定信号によって切替え作動する遅れ係数切換器（遅れ係数選択部）８６により、いずれか一方が選択され、セレクトハイ切換器８７に入力される。セレクトハイ切換器８７には、２次ローパスフィルタ８１の二次係数下限値も入力されており、二次係数下限値と他方に入力されている増加側係数ａ若しくは減少側係数ａ’と比較されて、高いと判定された二次係数が二次ローパスフィルタ８１に入力される。

同様に、一次係数設定部９０も、エンジントルク指令値が増加する場合に選択される増加側係数ｂと、エンジントルク指令値が減少する場合に選択される減少側係数ｂ’と、を各々備える。増加側係数ｂと減少側係数ｂ’とは、エンジントルク増加モード判定信号によって切替え作動する切換器９１により、いずれか一方が選択され、セレクトハイ切換器９２に入力される。セレクトハイ切換器９２には、２次ローパスフィルタ８１の一次係数下限値も入力されており、一次係数下限値と他方に入力されている増加側係数ｂ若しくは減少側係数ｂ’と比較されて、高いと判定された一次係数が二次ローパスフィルタ８１に入力される。

上述したエンジントルク指令値が増加する場合に選択される増加側係数ａ，ａ’と、エンジントルク指令値が減少する場合に選択される減少側係数ｂ，ｂ’とは、図１２Ａ〜図１２Ｄに示すように、予め設定値を設定して記憶させる。即ち、図１２Ａは、増加側二次係数ａ、図１２Ｂは、増加側一次係数ｂ、図１２Ｃは、減少側二次係数ａ’、図１２Ｄは、減少側一次係数ｂ’の各設定例をそれぞれ示している。設定されている各係数は、数値が大きくなるほど、二次ローパスフィルタ８１の遅れ度合いが大きくなり、数値が小さくなるほど、二次ローパスフィルタ８１の遅れ度合いが小さくなる。設定された各遅れ係数は、エンジン回転数とエンジントルク指令値に応じて可変となるよう設定され、エンジン回転数が高くなる、または、エンジントルク指令値が所定トルクより大きくなるほど、二次ローパスフィルタ８１の遅れ度合いが小さくなるように設定されている。

即ち、エンジントルクの応答速度は、エンジン回転数が高いほど速い。また、エンジンリカバー後の応答は速く、その後、低トルク域は応答が遅くなり、高トルク域になるに連れて応答が速くなる。これらの応答特性に合わせて、遅れ係数が設定されることにより、エンジントルク推定値の推定精度を向上させることができる。

以上の構成のエンジントルク推定部６７は、演算器８４で実行される図１３に示すエンジントルク推定演算の制御フローチャートに基づいて作動される。図１４は、演算器８４によるエンジントルク増加判定のサブルーチン、図１５は、演算器８４によるフィルターリセット判定のサブルーチンである。

先ず、ステップＳ１１において、車両走行モードがＨＥＶモードからＥＶモードへの遷移中か否かが判定される。この判定において、ＥＶモードへの遷移中である場合には、エンジントルク指令値はゼロトルクに向かって減少中であるため、ステップＳ１２において、フィルタ入力トルク（エンジントルク指令値）を０とする。一方、ステップＳ１１の判定において、ＥＶモードへの遷移中でない場合には、エンジントルクはエンジントルク指令値に応答して変化されるため、ステップＳ１３へ進み、フィルタ入力トルクをエンジントルク指令値とする。

続くステップＳ１４では、エンジントルクの増加判定がＯＮ（トルク増加中）であるか否かが判定される。エンジントルクの増加判定は、図１４のサブルーチンにより実行される。

図１４のステップＳ２１において、前回のエンジントルク増加判定がＯＮ（トルク増加中）であったか否かを判定する。前回のエンジントルク増加判定がＯＮ（トルク増加中）であった場合にはステップＳ２２へ進み、前回のエンジントルク増加判定がＯＦＦ（トルク減少中）であった場合にはステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２２では、トルク増加中と判定した前回のエンジントルク推定値と今回のエンジントルク指令値との差分の絶対値が、予め設定した切替え許可トルク未満であるか否かを判定する。そして、前回のエンジントルク推定値と今回のエンジントルク指令値との差が許可トルク以上の場合にはステップＳ２７へ進み、トルク増加判定を前回値に保持させ、前記差が許可トルク未満である場合にはステップＳ２４へ進む。

即ち、エンジントルク増加判定がＯＮである場合には、先ず、ステップＳ２２のエンジントルク推定値（前回値）とエンジントルク指令値（今回値）との差分が予め設定した切替え許可トルク未満である場合にのみ、ステップＳ２４へ進み、それ以外の場合には、ステップＳ２７へ進む。切替え許可トルクは、エンジントルク指令値とエンジントルク推定値との差が小さくなっていることを判定するために、予め設定した閾値である。

ステップＳ２４では、今回のエンジントルク指令値から前々回のエンジントルク指令値を差引いた差分トルク指令値が予め設定した減少判定トルク以下であるか否かが判定される。減少判定トルクはエンジントルク指令値が明らかに低下されたことを判定する閾値である。ここでは、エンジントルク指令値の前々回からの変化が予め設定した減少判定トルク以下に移行したか否かを判定する。そして、差分トルク指令値が、減少判定トルク以上の場合にはステップＳ２７へ進み、トルク増加判定を前回値に保持させ、減少判定トルク未満である場合にはステップＳ２６へ進み、エンジントルク増加判定をＯＦＦ（トルク減少中）とする。

即ち、エンジントルク増加判定がＯＮである場合には、エンジントルク指令値がステップＳ２２の前回のエンジントルク推定値との差分判定、及び、ステップＳ２４の前々回のエンジントルク指令値との差分判定との両条件が満足されることを条件として、ＯＮからＯＦＦにエンジントルク増加判定を切替えるようにしている。従って、両条件が満足されない限り、エンジントルク増加判定はＯＮ状態が維持される。

ステップＳ２３では、トルク減少中と判定した前回のエンジントルク推定値と今回のエンジントルク指令値との差分の絶対値が、予め設定した切替え許可トルク未満であるか否かを判定する。前回のエンジントルク推定値と今回のエンジントルク指令値との差が許可トルク以上の場合にはステップＳ２７へ進み、トルク増加判定を前回値に保持させ、前記差が許可トルク未満である場合には、ステップＳ２５へ進む。

即ち、エンジントルク増加判定がＯＦＦである場合には、先ず、ステップＳ２３のエンジントルク推定値（前回値）とエンジントルク指令値（今回値）との差分が予め設定した切替え許可トルク未満である場合にのみ、ステップＳ２５へ進み、それ以外の場合には、ステップＳ２７へ進む。

ステップＳ２５では、今回のエンジントルク指令値から前々回のエンジントルク指令値を差引いた差分トルク指令値が予め設定した増加判定トルクを超えているか否かが判定される。そして、差分トルク指令値が、増加判定トルク未満である場合にはステップＳ２７へ進み、トルク増加判定を前回値に保持させ、増加判定トルク以上の場合にはステップＳ２８へ進み、エンジントルク増加判定をＯＮ（トルク増加中）とする。

即ち、エンジントルク増加判定がＯＦＦである場合には、エンジントルク指令値がステップＳ２３の前回のエンジントルク推定値との差分判定、及び、ステップＳ２５の前々回のエンジントルク指令値との差分判定との両条件が満足されることを条件として、ＯＦＦからＯＮにエンジントルク増加判定を切替えるようにしている。従って、両条件が満足されない限り、エンジントルク増加判定は、ＯＦＦ状態が維持される。

図１３に戻り、ステップＳ１４でのエンジントルク増加判定がＯＮ（トルク増加中）である場合にはステップＳ１５へ進み、図１１の遅れ係数切換器８６，９１を増加側に切替える。これにより、エンジン回転数及びフィルタ入力トルクから演算された増加側遅れ係数ａ，ｂを２次ローパスフィルタ８１に入力する。また、ステップＳ１４でのエンジントルク増加判定がＯＦＦ（トルク減少中）である場合にはステップＳ１６へ進み、図１１の遅れ係数切換器８６，９１を減少側に切替える。これにより、エンジン回転数及びフィルタ入力トルクから演算された減少側遅れ係数ａ’，ｂ’を２次ローパスフィルタ８１に入力する。

ステップＳ１７では、フィルターリセット判定がＯＮとなっているか否かが判定される。フィルターリセット判定は、図１５のサブルーチンにより実行される。

図１５のステップＳ３１において、エンジンフュエルカット要求があるか否かが判定される。エンジンフュエルカット要求がある場合にはステップＳ３２へ進む。一方、フュエルカット要求がない場合にはステップＳ３４へ進み、フィルターリセット判定をＯＦＦとする。

ステップＳ３２では、エンジンフュエルカット気筒数が最大気筒数以上であるか否かが判定される。この場合の最大気筒数とは、エンジン１の気筒数であり、６気筒エンジンの場合には６であり、４気筒エンジンの場合には４である。フュエルカット気筒数が最大気筒数以上である場合にはステップＳ３３へ進み、フィルターリセット判定をＯＮとし、フュエルカット気筒数が最大気筒数未満（１気筒でも燃焼が維持される状態）である場合にはステップＳ３４へ進み、フィルターリセット判定をＯＦＦとする。

図１３に戻り、ステップＳ１７でのフィルターリセット判定がＯＮ（フュエルカット気筒数が最大気筒数以上）である場合にはステップＳ１８へ進み、図１１の切換器８２を切替えることによって、エンジントルク推定値をエンジントルク指令値とする。すなわち、遅れフィルタを無効にする。一方、ステップＳ１７でのフィルターリセット判定がＯＦＦ、即ち、フュエルカット要求がない場合、若しくは、フュエルカット気筒数が最大気筒数未満である場合にはステップＳ１９へ進み、エンジントルク指令値と入力された遅れ係数ａ，ｂ若しくはａ’，ｂ’に基づいてエンジントルク推定値を演算する。

エンジントルク推定部６７の作動例を、図１６〜図１８に示すタイムチャート及び図１９に示す比較例のタイムチャートに基づいて説明する。なお、図１６,図１７，図１９のタイムチャートでは、エンジントルク指令値が、時点ｔ１,ｔ１１，ｔ３１で正トルクから負トルクへ、時点ｔ３，ｔ１３，ｔ３３で負トルクから正トルクへ、変化された際のエンジントルク推定値及びエンジントルク増加判定の変化を示している。

図１９は、エンジントルク指令値の所定トルク以上の増減変化に応じてエンジントルク増加判定をＯＮ・ＯＦＦに変化させた比較例を示す。

この比較例では、エンジントルク指令値の所定トルク以上の増減変化に応じてエンジントルク増加判定をＯＮ・ＯＦＦに変化させるものである。このため、エンジントルク推定値が２次遅れを伴って低下している状態において、エンジントルク増加判定がＯＮとなるため、エンジントルク推定値が破線のように上下に発振する現象を生じる。即ち、エンジントルク推定値が指令値と乖離がある中で、エンジントルク指令値が増加したからと言ってトルク増加側の遅れ係数を使っても、実際のエンジン１はトルクを低下させているので、応答性としてはまだ減少側であり、エンジントルクの推定精度が向上しない。

これに対して、本実施形態では、図１６に示すタイムチャートでは、時点ｔ１においてエンジントルク指令値が正トルク状態から負トルク状態に変化されたことに伴い、エンジントルク推定値は２次遅れを伴って低下する。また、ステップＳ２２のエンジントルク推定値（前回値）とエンジントルク指令値（今回値）との差分が予め設定した切替え許可トルク以下とする判定が満足される。そして、ステップＳ２４の前々回のエンジントルク指令値との差分が減少判定トルク以下となる。このため、エンジントルク増加判定は、時点ｔ１において、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化される。

エンジントルク指令値が時点ｔ３において負トルクから正トルクに変化した場合においては、エンジントルク推定値（前回値ａ１点）とエンジントルク指令値（ｂ１点）との差分が切替え許可トルクを超えている。このため、ステップＳ２３での判定が満足されず、エンジントルク増加判定はステップＳ２７の前回値が保持（ＯＦＦ状態）される。

そして、エンジントルク推定値は、時点ｔ４以降において、エンジントルク指令値に収束するが、時点ｔ４以降では、ステップＳ２３での判定が満足されるが、前々回のエンジントルク指令値との差分がゼロであり、増加判定トルク以下である。このため、ステップＳ２５の判定は満足されず、エンジントルク増加判定は、ＯＦＦ状態に維持される。

図１７に示すタイムチャートにおいては、時点ｔ１１においてエンジントルク指令値が正トルク状態から負トルク状態に変化されたことに伴い、エンジントルク推定値は、２次遅れを伴って低下する。また、ステップＳ２２のエンジントルク推定値（前回値）とエンジントルク指令値（今回値）との差分が予め設定した切替え許可トルク以下とする判定が満足される。そして、ステップＳ２４の前々回のエンジントルク指令値との差分が減少判定トルク以下となる。このため、エンジントルク増加判定は、時点ｔ１１において、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化される。

時点ｔ１３において、エンジントルク指令値が負トルクから正トルクに変化した場合、エンジントルク推定値（前回値ａ２点）とエンジントルク指令値（ｂ２点）との差分が切替え許可トルク以下であるため、ステップＳ２３での判定が満足される。そして、エンジントルク指令値と前々回のエンジントルク指令値との差分が増加判定トルクを超えているため、ステップＳ２５の判定も満足される。このため、エンジントルク増加判定は、時点ｔ１３において、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化される。

以上のように、エンジントルク推定値がエンジントルク指令値に近づいてから、エンジントルク増加判定を増加側に移行させるため、実際のエンジントルク応答にあったエンジントルク推定が可能となる。

図１８に示すタイムチャートは、エンジントルク指令値が、時点ｔ２１で増加され、時点ｔ２４で減少へと変化した際のエンジントルク推定値及びエンジントルク増加判定の変化を示している。

時点ｔ２１においてエンジントルク指令値が増加されたことに伴い、エンジントルク推定値は２次遅れを伴って上昇する。そして、時点ｔ２４から時点ｔ２５の間にエンジントルク指令値が低下されると、時点ｔ２５では、エンジントルク推定値（前回値ａ３点）とエンジントルク指令値（ｂ３点）との差分が切替え許可トルク以下であるため、ステップＳ２２での判定が満足される。そして、エンジントルク指令値（ｂ３点）と前々回のエンジントルク指令値との差分が減少判定トルクを超えているため、ステップＳ２４の判定も満足される。このため、エンジントルク増加判定は、時点ｔ２５において、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化される。このため、時点ｔ２４以降のエンジントルク推定値は減少側遅れ係数に基づいて演算され、徐々にエンジントルク指令値に収束される。

以上のように、エンジントルク推定値がエンジントルク指令値に近づいてから、エンジントルク増加判定を増加側に移行させるため、実際のエンジントルク応答にあったエンジントルク推定が可能となる。

以上のように、高精度にエンジントルクを推定できるため、エンジントルクを補完するモータジェネレータトルクの精度を向上でき、過渡的には乗員の要求駆動力を達成させ、俊敏な加速、減速を行うことができる。

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏する。

（Ａ）エンジントルク指令値に対して、遅れフィルタ８１による遅れ補償を行うことによってエンジントルクを推定する手段を備える。遅れフィルタ８１の遅れ度合いを示す遅れ係数は、エンジントルク指令値が増加する場合の増加側遅れ係数ａ，ｂとエンジントルク指令値が減少する場合の減少側遅れ係数ａ’，ｂ’を備える。そして、増加側遅れ係数と減少側遅れ係数の切替えは、エンジントルク推定値とフィルタ入力値であるエンジントルク指令値との差が所定値以下で、且つ、エンジントルク指令値の変化が、予め設定した増加判定トルクを超えるか、または、減少判定トルクを下回った時に行なう。

即ち、エンジントルク推定値がエンジントルク指令値に近づいてから、増加側遅れ係数と減少側遅れ係数との間の切替えを実行するため、実際のエンジントルク応答にあったエンジントルク推定が可能となり、エンジントルク推定値の精度を向上できる。結果として、車両駆動トルクの制御精度を向上させることができる。

（Ｂ）遅れフィルタの増加側遅れ係数及び減少側遅れ係数は、エンジン回転数及びエンジントルク指令値に応じて各々設定され、エンジン回転数が増加するに連れて、また、エンジントルク指令値が増加するに連れて、遅れ度合いが小さくなるように設定する。

即ち、エンジントルク応答は、エンジン回転数が高いほど速い。また、エンジンリカバー後の応答は速く、その後、低トルク域は応答が遅くなり、高トルク域になるに連れて応答が速くなる。これらの応答特性に合わせて、遅れ係数が設定されることにより、エンジントルク推定値の推定精度を向上させることができる。

（Ｃ）遅れフィルタは、エンジン１がフュエルカットモードに移行した時には、無効にする。即ち、エンジン１がフュエルカットモードに入るときは、エンジントルクがステップ的に変化するので、遅れフィルタを無効にすることで、エンジントルクの推定精度を向上させることができる。

（Ｄ）遅れフィルタへ入力するエンジントルク指令値は、エンジン１へのフュエルカット要求によるハイブリッド走行モードから電気走行モードへ遷移する間はゼロトルクとし、電気走行モードとなった時点からフュエルカットトルクとする。

即ち、ＨＥＶモードからＥＶモードに遷移するときは、エンジン１はアイドル運転状態を行なってから、ＥＶモードのエンジンフュエルカットモードに遷移する。このため、ＨＥＶモードからＥＶモードに遷移する際に、遅れフィルタの入力値を０とすることで、エンジントルク推定精度を向上できる。

（Ｅ）遅れフィルタは、２次遅れフィルタで構成している。このため、より一層エンジン推定トルクの精度を向上させることができる。

以上、本発明を添付の図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこのような具体的構成に限定されるものではなく、添付した請求の範囲の趣旨内における様々な変更及び同等の構成を含むものである。

本願は、２０１０年１０月２６日に日本国特許庁に出願された特願２０１０−２３９３８３に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (6)

1. 動力源としてエンジンおよびモータジェネレータを備え、モータジェネレータからの動力のみによる電気走行モードと、エンジンおよびモータジェネレータの双方からの動力によるハイブリッド走行モードとを選択可能で、運転者による要求負荷に応じた情報に基づいて駆動力を決定すると共に、電気走行モードおよびハイブリッド走行モード間でのモード切替えを行うハイブリッド車両の駆動トルク制御装置において、
   エンジントルク指令値に対して、遅れフィルタによる遅れ補償を行うことによって、エンジントルクを推定するエンジントルク推定部と、
   前記遅れフィルタの遅れ度合いを示す遅れ係数として、エンジントルク指令値が増加する場合の増加側遅れ係数とエンジントルク指令値が減少する場合の減少側遅れ係数のうちのいずれか一方を選択する遅れ係数選択部と、
   を備え、
   前記遅れ係数選択部は、エンジントルク推定値とフィルタ入力値であるエンジントルク指令値との差が所定値以下の場合に、前記増加側遅れ係数と前記減少側遅れ係数との切替えを行うハイブリッド車両の駆動トルク制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置において、
   前記遅れ係数選択部は、エンジントルク推定値とフィルタ入力値であるエンジントルク指令値との差が所定値以下で、且つ、エンジントルク指令値の変化が、予め設定した増加判定トルクを超えるか、または、減少判定トルクを下回った場合に、前記増加側遅れ係数と前記減少側遅れ係数との切替えを行なうハイブリッド車両の駆動トルク制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置において、
   前記遅れフィルタの増加側遅れ係数及び減少側遅れ係数は、エンジン回転数及びエンジントルク指令値に応じて各々設定され、エンジン回転数が増加するに連れて、また、エンジントルク指令値が増加するに連れて、遅れ度合いが小さくなるように設定するハイブリッド車両の駆動トルク制御装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置において、
   エンジンがフュエルカットモードに移行した場合に、前記遅れフィルタを無効にするハイブリッド車両の駆動トルク制御装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置において、
   エンジンへのフュエルカット要求によるハイブリッド走行モードから電気走行モードへ遷移する間は、前記遅れフィルタへ入力するエンジントルク指令値をゼロトルクとし、電気走行モードとなった時点から、前記エンジントルク指令値をフュエルカットトルクとするハイブリッド車両の駆動トルク制御装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置において、
   前記遅れフィルタは、２次遅れフィルタで構成しているハイブリッド車両の駆動トルク制御装置。

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