JP6041047B2

JP6041047B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP6041047B2
Application number: JP2015513608A
Authority: JP
Inventors: 上野　宗利; 宗利上野; 工藤　昇; 昇工藤; 潤雨宮
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2013-04-23
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2034-03-05
Also published as: JPWO2014174909A1; WO2014174909A1

Description

本発明は、２つのトルクマップを用いて算出されたエンジントルクとモータジェネレータトルクの合計を車両トータルトルクとするハイブリッド車両の制御装置に関する。

アクセル開度と自動変速機の入力回転数毎に設定されたエンジン用の目標定常トルクマップとモータジェネレータ用のアシストトルクマップとを備える。これら２つのトルクマップを用いて算出される２つのトルクの合計を車両の目標駆動トルクとする演算を行う統合コントローラを備えるHEVシステムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−９１５４９号公報

しかしながら、先行装置にあっては、車両の目標駆動トルクを補正する際、トルクマップの出力側において、目標定常トルクとアシストトルクのそれぞれに補正係数を掛け合わせる補正処理により行われる（例えば、特開2002-195087号公報参照）。このため、エンジントルクとモータアシストトルクのトルク配分がどちらかに偏ってしまう。例えば、アシスト分が少なくエンジン分が多い場合に補正係数を掛けると、エンジンへのトルク配分が増加し、エンジンの最大トルクを超えてしまうと、狙いの補正後トルクにすることができない、という問題があった。

また、特許文献１のように、最適発電トルクマップとアシストトルクマップとを１つのマップとしたHEVシステムにおいては、トルクマップの出力側で補正係数を掛けると最適発電トルクとエンジンの駆動分のトルクがずれてしまう。このため、エンジンの動作点が最適効率点で動作できなくなり、燃費が悪化する、という問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、エンジンへのトルク配分が最大トルクを超えてしまうことなく、エンジントルクマップとモータジェネレータトルクマップの回転数とアクセル開度毎の適正比率を確保しながら、狙いの車両トータルトルクに補正することができ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。

上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、駆動系に変速機を備え、アクセル開度と回転数毎に設定されたエンジントルクマップとモータジェネレータトルクマップを有し、これら２つのトルクマップを用いて算出されたエンジントルクとモータジェネレータトルクトルクの合計を車両の目標駆動トルクとして演算する目標駆動トルク演算手段を備える。このハイブリッド車両の制御装置において、目標駆動トルク演算手段は、車両の目標駆動トルクを補正する際、エンジントルクマップとモータジェネレータトルクマップに対して入力する入力アクセル開度を補正する入力アクセル開度補正演算部を有する。
入力アクセル開度補正演算部は、エンジントルクマップとモータジェネレータトルクマップとの２つのマップ入力側で、１つの入力アクセル開度を補正する。
入力アクセル開度補正演算部に、変速機の変速比若しくは変速段と変速機入力回転数とをパラメータとする回転補正係数マップを用いて、エンジントルクマップとモータジェネレータトルクマップへの入力アクセル開度に対する回転補正係数を算出する回転補正係数算出部を設けた。

よって、車両の目標駆動トルクを補正する際、入力アクセル開度補正演算部において、エンジントルクマップとモータジェネレータトルクマップに対して入力する入力アクセル開度が補正される。
すなわち、エンジントルクマップの入力側で入力アクセル開度が補正されることで、補正後アクセル開度とエンジントルクマップにより算出されたエンジントルクは、マップ設定範囲内のトルク値となり、最大トルクを超えてしまうことがない。そして、エンジントルクマップとモータジェネレータトルクマップとの２つのマップ入力側で、１つの入力アクセル開度が補正されることで、エンジントルクマップとモータジェネレータトルクマップの回転数とアクセル開度毎の適正比率が確保される。
この結果、エンジンへのトルク配分が最大トルクを超えてしまうことなく、エンジントルクマップとモータジェネレータトルクマップの回転数とアクセル開度毎の適正比率を確保しながら、狙いの車両トータルトルクに補正することができる。

実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両のパワートレイン系を示すパワートレイン系構成図である。実施例１の制御装置が適用されたハイブリッド車両の制御システムを示す制御システム構成図である。実施例１の統合コントローラで実行される演算処理内容全体を示す演算ブロック図である。実施例１の統合コントローラにおけるモード選択部での運転モードの選択に用いられるエンジン始動停止線マップを示す図である。実施例１の統合コントローラにおける目標駆動トルク演算部を示す演算ブロック図である。実施例１の目標駆動トルク演算部における入力アクセル開度補正演算部を示す演算ブロックである。実施例１の入力アクセル開度補正演算部で用いられるAT入力回転数と変速段に対する回転補正係数マップを示す図である。実施例１の入力アクセル開度補正演算部で用いられる入力アクセル開度に対する開度補正係数マップを示す図である。実施例１の入力アクセル開度補正演算部で用いられる車速とアクセル開度(50%)に対する車速補正係数マップを示す図である。比較例で車両トータルトルクを補正するときのアクセル開度・回転補正係数・エンジントルク指令・モータトルク指令・トータルトルク指令の各特性を示すタイムチャートである。比較例で車両トータルトルクを補正したときの補正前のエンジン駆動分と最適発電トルクに対する補正後のエンジン駆動分と最適発電トルクの関係を対比する棒グラフ図である。車両トータルトルクを補正するときの入力アクセル開度に対する車両トータルトルクの実施例１によるトルク特性と比較例によるトルク特性の対比を示す対比特性図である。

以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、構成を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車両の制御装置の構成を、「パワートレイン系構成」、「制御システム構成」、「統合コントローラの構成」、「目標駆動トルク演算部の詳細構成」、「入力アクセル開度補正演算部の詳細構成」に分けて説明する。

［パワートレイン系構成］
図１はハイブリッド車両のパワートレイン系を示す。以下、図１に基づき、パワートレイン系構成を説明する。

前記ハイブリッド車両のパワートレイン系は、図１に示すように、エンジン１と、モータジェネレータ２と、自動変速機３（変速機）と、第１クラッチ４と、第２クラッチ５と、ディファレンシャルギア６と、タイヤ７，７（駆動輪）と、を備えている。このパワートレイン系は、エンジン１の下流位置に、モータジェネレータ２と第１クラッチ４と第２クラッチ５を備えた、所謂、１モータ・２クラッチの構成である。

前記エンジン１は、その出力軸とモータジェネレータ２（略称「MG」）の入力軸とが、トルク容量可変の第１クラッチ４（略称「CL1」）を介して連結される。

前記モータジェネレータ２は、その出力軸と自動変速機３（略称「AT」）の入力軸とが連結される。

前記自動変速機３は、複数段の変速段を有する有段変速機であり、その出力軸にディファレンシャルギア６を介してタイヤ７、７が連結される。この自動変速機３は、車速VSPとアクセル開度APOに応じて変速段を自動選択する自動変速、又は、ドライバー選択により変速段を選択するマニュアル変速を行う。

前記第２クラッチ４（略称「CL2」）は、自動変速機３のシフト状態に応じて異なる変速機内の動力伝達を担っているトルク容量可変のクラッチ・ブレーキによる締結要素のうち、１つを用いている。これにより自動変速機３は、第１クラッチ４を介して入力されるエンジン１の動力と、モータジェネレータ２から入力される動力を合成してタイヤ７、７へ出力する。

前記第１クラッチ４と前記第２クラッチ５には、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチ等を用いればよい。このパワートレイン系には、第１クラッチ４(CL1)の接続状態に応じて２つの運転モードがある。第１クラッチ４の切断状態では、モータジェネレータ２の動力のみで走行する「EVモード」であり、第１クラッチ４(CL1)の接続状態では、エンジン１とモータジェネレータ２の動力で走行する「HEVモード」である。

前記パワートレイン系には、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数センサ１０と、モータジェネレータ２の回転数を検出するMG回転数センサ１１と、自動変速機３の入力回転数を検出するAT入力回転数センサ１２と、自動変速機３の出力軸回転数を検出するAT出力回転数センサ１３と、が設けられる。

［制御システム構成］
図２はハイブリッド車両の制御システムを示す。以下、図２に基づいて、制御システム構成を説明する。

実施例１の制御システムは、図２に示すように、統合コントローラ２０と、エンジンコントローラ２１と、モータコントローラ２２と、インバータ８と、バッテリ９と、ソレノイドバルブ１４と、ソレノイドバルブ１５と、アクセル開度センサ１７と、CL1ストロークセンサ２３と、SOCセンサ１６と、変速モード選択スイッチ２４と、を備えている。

前記統合コントローラ２０は、パワートレイン系構成要素の動作点を統合制御する。この統合コントローラ２０では、アクセル開度APOとバッテリ充電状態SOCと、車速VSP（自動変速機出力軸回転数に比例）と、に応じて、運転者が望む駆動トルクを実現できる運転モードを選択する。そして、モータコントローラ２２に目標MGトルクもしくは目標MG回転数を指令し、エンジンコントローラ２１に目標エンジントルクを指令し、ソレノイドバルブ１４、１５に駆動信号を指令する。

前記エンジンコントローラ２１は、エンジン１を制御し、モータコントローラ２２は、モータジェネレータ２を制御し、インバータ８は、モータジェネレータ２を駆動し、バッテリ９は、電気エネルギーを蓄える。ソレノイドバルブ１４は、第１クラッチ４の油圧を制御し、ソレノイドバルブ１５は、第２クラッチ５の油圧を制御する。アクセル開度センサ１７は、アクセル開度(APO)を検出し、CL1ストロークセンサ２３は、第１クラッチ４(CL1)のクラッチピストンのストロークを検出し、SOCセンサ１６は、バッテリ９の充電状態を検出する。変速モード選択スイッチ２４は、車速VSPとアクセル開度APOに応じて変速段を自動選択する自動変速モードと、ドライバーが変速段を選択するマニュアル変速モードと、を切り替える。

［統合コントローラの構成］
図３は統合コントローラ２０を示す。以下、図３及び図４に基づいて、統合コントローラ２０の構成を説明する。

前記統合コントローラ２０は、図３に示すように、目標駆動トルク演算部100（目標駆動トルク演算手段）と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500と、を備えている。

前記目標駆動トルク演算部100では、入力アクセル開度APOとAT入力回転数Nin等を入力し、目標定常トルクマップ（エンジントルクマップの一例）とアシストトルクマップ（モータジェネレータトルクマップの一例）とから、目標駆動トルクtTd（目標車両トータルトルク）を算出する（図５参照）。なお、目標駆動トルク演算部100の詳しい構成は後述する。

前記モード選択部200では、図４に示すエンジン始動停止線マップを用いて、目標とする運転モード（HEVモード、EVモード）を演算する。ここで、エンジン始動線とエンジン停止線は、エンジン始動線（SOC高、SOC低）とエンジン停止線（SOC高、SOC低）の特性に代表されるように、バッテリ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する特性として設定されている。

前記目標充放電演算部300では、バッテリSOCが低いときは発電量を増加させ、バッテリSOCが高いときは発電量を絞り、モータアシストを増やすように目標充放電電力tPを演算する。

前記動作点指令部400では、アクセル開度APOと目標駆動トルクtTdと運転モードと車速VSPと目標充放電電力tPとから、これらを動作点到達目標として、目標エンジントルクと目標MGトルクと目標CL2トルク容量と目標変速比とCL1ソレノイド電流指令を演算する。

前記変速制御部500では、目標CL2トルク容量と目標変速比とから、これらを達成するように自動変速機３内のソレノイドバルブを駆動制御する。

［目標駆動トルク演算部の詳細構成］
図５は目標駆動トルク演算部100を示す。以下、図５に基づき、目標駆動トルク演算部100の詳細構成を説明する。

前記目標駆動トルク演算部100は、図５に示すように、入力アクセル開度補正演算部110と、目標定常トルク演算部120と、アシストトルク演算部130と、アシスト時間演算部140と、乗算部150と、加算部160と、を備えている。この目標駆動トルク演算部100は、アクセル開度APOとAT入力回転数Nin毎に設定されたエンジン１用の目標定常トルクマップ（目標定常トルク演算部120を参照）とモータジェネレータ２用のアシストトルクマップ（アシストトルク演算部130を参照）とを備える。そして、これら２つのトルクマップによる目標定常トルクとアシストトルクの合計を車両の目標駆動トルクとする演算を行う。

前記入力アクセル開度補正演算部110では、現ギヤ段Gpと車速VSPと入力アクセル開度APOとAT入力回転数Ninを入力し、補正後アクセル開度APO’を演算する。ここで、入力アクセル開度APOは、アクセル開度センサ１７により検出されたアクセル開度であり、補正後アクセル開度APO’の演算処理の詳細は後述する。

前記目標定常トルク演算部120では、補正後アクセル開度APO’とAT入力回転数Ninを入力し、予め設定されているエンジン１用の目標定常トルクマップを用いて目標定常トルクTe^*を演算する。ここで、AT入力回転数Ninは、AT入力回転数センサ１２により検出されたAT入力回転数である。

前記アシストトルク演算部130では、補正後アクセル開度APO’とAT入力回転数Ninを入力し、予め設定されているモータジェネレータ２用のアシストトルクマップを用いてアシストトルクTaを演算する。

前記アシスト時間演算部140では、補正後アクセル開度APO’を入力し、アシスト許可時間とアシスト制限時間を演算する。そして、アシスト許可時間とアシスト制限時間に基づいてアシスト係数（０〜１）を求める。

前記乗算部150では、アシストトルク演算部130からのアシストトルクTaと、アシスト時間演算部140からのアシスト係数を掛け合わせることで、目標アシストトルクTa^*を演算する。

前記加算部160では、目標定常トルク演算部120からの目標定常トルクTe^*と、乗算部150からの目標アシストトルクTa^*と、を加算することで、目標駆動トルクtTd（＝目標車両トータルトルク）を演算する。

［入力アクセル開度補正演算部の詳細構成］
図６は目標駆動トルク演算部100における入力アクセル開度補正演算部110を示す。以下、図６〜図９に基づき、入力アクセル開度補正演算部110の詳細構成を説明する。

前記入力アクセル開度補正演算部110は、図６に示すように、回転数補正ブロック111と、車速補正ブロック112と、第１乗算ブロック113と、変化率制限ブロック114と、切り替えブロック115と、第１上下限処理ブロック116と、第２乗算ブロック117と、第２上下限処理ブロック118と、を備える。

前記回転数補正ブロック111では、回転補正係数から１を差し引いた値に入力アクセル開度毎に設定した開度補正係数を掛け合わせ、掛け合わせた値に１を加えたものを最終の回転数補正係数として算出する。そして、この最終の回転数補正係数を使って入力アクセル開度APOを補正するブロックであり、回転補正係数算出ブロック部111aと、減算ブロック部111bと、開度補正係数算出ブロック部111cと、乗算ブロック部111dと、加算ブロック部111eと、を有する。

前記回転補正係数算出ブロック部111aでは、AT入力回転数Ninと現ギヤ段Gpを入力し、図７に示す回転補正係数マップを用いて、目標定常トルクマップとアシストトルクマップの入力アクセル開度APOに対する回転補正係数を算出する。回転補正係数は、図７に示すように、現ギヤ段Gpが低速段（１速、２速）のとき、回転補正係数＝１と算出される。現ギヤ段Gpが３速、４速、５速のとき、AT入力回転数Ninが低回転数域（＜Nin1）と高回転数域（＞Nin2）では回転補正係数＝１と算出されるが、AT入力回転数Ninが中間回転数域（Nin1〜Nin2）では回転補正係数＞１とする特性としている。具体的には、AT入力回転数NinがNin1から上昇すると回転補正係数の値が１から徐々に高められ、Nin1とNin2の中間回転数程度のとき最大値（1.2〜1.5程度）が算出される。そして、AT入力回転数Ninが最大値の回転数を超え、Nin2に向かって上昇すると最大値から徐々に１まで低下する値にて算出される。

前記減算ブロック部111bは、回転補正係数算出ブロック部111aにて算出された回転補正係数から1.0を差し引いた値を算出する。

前記開度補正係数算出ブロック部111cでは、入力アクセル開度APOを入力し、図８に示す開度補正係数マップを用いて、目標定常トルクマップとアシストトルクマップの入力アクセル開度APOに対する開度補正係数を算出する。開度補正係数は、入力アクセル開度APOが小さいほど小さくなる特性としている。具体的には、入力アクセル開度APOが０からAPO1までは開度補正係数＝０とし、APO1〜APO2までは緩やかな勾配にて開度補正係数が上昇し、APO2〜APO3までは急な勾配にて開度補正係数が上昇する値を算出する。そして、入力アクセル開度APOがAPO3以上になると開度補正係数＝１の固定値を算出する。

前記乗算ブロック部111dでは、減算ブロック部111bからの値と、開度補正係数算出ブロック部111cからの開度補正係数と、を掛け合わせた値を算出する。つまり、開度補正係数＝０のときは０の値が算出され、開度補正係数＝１のときは減算ブロック部111bからの値が算出される。

前記加算ブロック部111eでは、乗算ブロック部111dで掛け合わせた値に1.0を加えた値を最終の回転数補正係数として算出する。

前記車速補正ブロック112では、車速VSPと入力アクセル開度APOを入力し、図９に示す車速補正係数マップを用いて、目標定常トルクマップとアシストトルクマップの入力アクセル開度APOに対する車速補正係数を算出する。そして、この車速補正係数を使って入力アクセル開度APOを補正するブロックであり、車速補正係数算出ブロック部112aを有する。

前記車速補正係数算出ブロック部112aでは、図９に示す特性にしたがって、入力アクセル開度APOに応じた車速補正係数が算出される。具体的には（入力アクセル開度APOが50%）、車速VSPがVSP1以下のとき、車速補正係数が１未満の一定値に算出され、車速VSPがVSP1〜VSP2のとき、車速VSPの上昇にしたがって車速補正係数が１未満の値から１を超える最大値に向かって徐々に上昇する値に算出される。車速VSPがVSP2〜VSP3のとき、車速VSPの上昇にしたがって車速補正係数が最大値から１に向かって徐々に減少する値に算出され、車速VSPがVSP3以上の時、車速補正係数が１の固定値に算出される。

前記第１乗算ブロック113では、加算ブロック部111eからの最終の回転補正係数と、車速補正係数算出ブロック部112aからの車速補正係数と、が掛け合わされ、入力アクセル開度APOに対するトータル補正係数が算出される。

前記変化率制限ブロック114では、ギヤ段の切り替わり時、補正係数の段差を滑らかにつなぐため、第１上下限処理ブロック116から前回値を入力し、第１乗算ブロック113からのトータル補正係数の単位時間当たりの変化率に制限がかけられる。

前記切り替えブロック115では、シフトレンジ（補正後）が自動変速モードでのＤレンジ、或いは、Ｍレンジ（マニュアル変速モード）のとき、変化率制限ブロック114を選択する側に切り替え、シフトレンジがそれ以外のとき、補正係数＝１（補正無し）を選択する側に切り替える。

前記第１上下限処理ブロック116では、切り替えブロック115から入力される補正係数に対し、上限値と下限値にて制限する上下限処理を行い、この値を最終回転補正係数とする。

前記第２乗算ブロック117では、入力アクセル開度APOと、第１上下限処理ブロック116から上下限処理後の最終回転補正係数と、を掛け合わせることで、上下限処理前の補正後アクセル開度を算出する。

前記第２上下限処理ブロック118では、第２乗算ブロック117からの補正後アクセル開度に対し、上限値と下限値にて制限する上下限処理[0〜80deg]を行い、この値を補正後アクセル開度APO’とする。

次に、作用を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の制御装置における作用を、「比較例の課題」、「補正後入力アクセル開度による目標駆動トルク演算作用」、「入力アクセル開度の回転数補正作用」、「入力アクセル開度の車速補正作用とアクセル開度補正作用」に分けて説明する。

［比較例の課題］
アクセル開度とエンジン回転数とからエンジントルクマップを参照して、基本目標エンジントルクを設定する。変速機の変速比を算出し、変速比とエンジン回転数とを格子軸とする面補間付きのマップを用いて、目標エンジントルクに対する補正率を算出する。基本目標エンジントルクにトルク補正率を乗じて、補正後目標エンジントルクを算出する制御が、特開2002-195087号公報に開示されている。

また、エンジンによる駆動トルクとモータアシストによる駆動トルクを持ち、それらを足し合わせたトルクを車両トータルトルクとする制御が、特開2007-313959号公報に開示されている。

さらに、特開2012-91549号公報では、アクセル開度と自動変速機の入力回転数毎に設定されたエンジン用の目標定常トルクマップとモータジェネレータ用のアシストトルクマップとを備え、これら２つのトルクマップの合計を車両の目標駆動トルクとする演算を行う統合コントローラを備える。このハイブリッド車両の制御装置であって、統合コントローラは、エンジン効率とモータ効率を合わせたシステム効率が最適となるトルクを基準として設定した最適発電トルクマップとアシストトルクマップとを１つのマップとしたアシスト・発電統合トルクマップを備えたHEVシステムが開示されている。

しかし、エンジンによる駆動トルクとモータアシストによる駆動トルクを持ち、それらを足し合わせたトルクを車両トータルトルクとするHEVシステムにおいて、上記公報に開示されているように、トルクマップの出力側で補正係数を掛け合わせる方法にてトルク補正を行うと、以下の問題が発生する。

補正後のエンジントルクとモータアシストのトルク配分がどちらかに偏ってしまう。例えば、図１０に示すように、アシスト分が少なくエンジン分が多い場合に補正係数を掛けると、エンジンへの配分が増加し、最大トルクを超えてしまうことがあり、狙いの補正後トルクにすることができなくなる。

すなわち、補正前のエンジントルク指令（図１０のエンジントルク指令の点線特性）に対し、回転補正係数（図１０の回転補正係数特性）にて補正を行うと、補正後のエンジントルク指令（図１０のエンジントルク指令の実線特性）になる。よって、補正後のエンジントルク指令は、時間t1以降において、エンジンの最大トルクを超えた分は最大トルクを上限として制限される。一方、補正後のモータトルク指令は、トルク制限を受けない。このため、補正後のエンジントルク指令と補正後のモータトルク指令を加えたトータルトルク指令は、補正によりエンジントルク指令がトルク制限を受けるため、時間t1以降において、狙いとする補正後の実トルクより低いトルクとなってしまう。

最適発電トルクマップとアシストトルクマップとを１つのマップとしたHEVシステムにおいては、トルクマップの出力側で補正係数を掛けると、最適発電トルクとエンジンの駆動分のトルクがずれてしまうので、エンジンの動作点が最適効率点で動作できなくなる。つまり、図１１に示すように、最適発電トルクは補正前と補正後で変わらず、エンジン駆動分のトルクだけが、補正後、回転補正係数により回転補正した分だけ追加することになる。このため、補正後、エンジンの最良燃費点を狙ったつもりが、最良燃費点以上のトルクを要求することになり、燃費が悪化する。

［補正後入力アクセル開度による目標駆動トルク演算作用］
以下、図５に基づき、車両の目標駆動トルクを補正する際、狙いの車両トータルトルクに補正するために採用した補正後入力アクセル開度による目標駆動トルク演算作用を説明する。

まず、入力アクセル開度補正演算部110において、現ギヤ段Gpと車速VSPと入力アクセル開度APOとAT入力回転数Ninを入力し、補正後アクセル開度APO’が演算される。

次の目標定常トルク演算部120において、補正後アクセル開度APO’とAT入力回転数Ninを入力し、予め設定されているエンジン１用の目標定常トルクマップを用いて目標定常トルクTe^*が演算される。同様に、アシストトルク演算部130において、補正後アクセル開度APO’とAT入力回転数Ninを入力し、予め設定されているモータジェネレータ２用のアシストトルクマップを用いてアシストトルクTaが演算される。さらに、アシスト時間演算部140において、補正後アクセル開度APO’を入力し、アシスト許可時間とアシスト制限時間に基づいてアシスト係数（０〜１）が求められる。そして、乗算部150において、アシストトルク演算部130からのアシストトルクTaと、アシスト時間演算部140からのアシスト係数を掛け合わせることで、目標アシストトルクTa^*が演算される。

次の加算部160において、目標定常トルク演算部120からの目標定常トルクTe^*と、乗算部150からの目標アシストトルクTa^*と、を加算することで、目標駆動トルクtTd（＝目標車両トータルトルク）が演算される。

このように、目標駆動トルク演算部100は、アクセル開度APOとAT入力回転数Nin毎に設定されたエンジン１用の目標定常トルクマップとモータジェネレータ２用のアシストトルクマップとを備える。そして、これら２つのトルクマップによる目標定常トルクとアシストトルクの合計を車両の目標駆動トルクとする演算が行われる。このとき、入力アクセル開度補正演算部110において、目標定常トルクマップとアシストトルクマップに対して入力する入力アクセル開度APOを補正し、補正後アクセル開度APO’を演算する構成を採用した。

すなわち、目標定常トルクマップの入力側で入力アクセル開度が補正されることで、補正後アクセル開度APO’と目標定常トルクマップにより算出されたエンジン１の目標定常トルクは、マップ設定範囲内のトルク値となり、最大トルクを超えてしまうことがない。同様に、補正後アクセル開度APO’とアシストトルクマップにより算出されたモータジェネレータ２のアシストトルクは、マップ設定範囲内のトルク値となり、最大トルクを超えてしまうことがない。

そして、目標定常トルクマップとアシストトルクマップとの２つのマップ入力側で、１つの入力アクセル開度が補正されることで、目標定常トルクマップとアシストトルクマップのAT入力回転数とアクセル開度毎の適正比率が確保される。つまり、目標定常トルクマップとアシストトルクマップは、予めAT入力回転数とアクセル開度毎の適正比率が確保されるように設定されている。例えば、適正比率は、アシストトルクを適切に設定することでエネルギーマネージメント（バッテリSOC収支又はバッテリSOC分布）が狙いになるように設定したものである。また、目標定常トルクマップとアシストトルクマップの関係を崩さずに所望の補正トルクにすることが可能となる。

この結果、エンジン１へのトルク配分が最大トルクを超えてしまうことなく、目標定常トルクマップとアシストトルクマップのAT入力回転数とアクセル開度毎の適正比率を確保しながら、狙いの車両トータルトルクに補正することができる。

［入力アクセル開度の回転数補正作用］
入力アクセル開度APOを補正する際、入力アクセル開度APOが中間開度であるとき補正係数に対する感度が高くなる。以下、この点に着目し、回転補正係数と開度補正係数による回転数補正係数を用いて入力アクセル開度APOを補正する入力アクセル開度APOの回転数補正作用を、図６及び図１２に基づき説明する。

まず、回転数補正ブロック111の回転補正係数算出ブロック部111aにおいて、AT入力回転数Ninと現ギヤ段Gpを入力し、図７に示す回転補正係数マップを用いて、目標定常トルクマップとアシストトルクマップの入力アクセル開度APOに対する回転補正係数が算出される。つまり、現ギヤ段Gpが３速、４速、５速のとき、AT入力回転数Ninが中間回転数域（Nin1〜Nin2）では回転補正係数＞１とされる。

次に、減算ブロック部111bにおいて、回転補正係数算出ブロック部111aにて算出された回転補正係数から1.0を差し引いた値が算出される。そして、開度補正係数算出ブロック部111cにおいて、入力アクセル開度APOを入力し、図８に示す開度補正係数マップを用いて、目標定常トルクマップとアシストトルクマップの入力アクセル開度APOに対する開度補正係数が算出される。つまり、開度補正係数は、入力アクセル開度APOが小さいほど小さくなる値とされる。

次に、乗算ブロック部111dにおいて、減算ブロック部111bからの値と、開度補正係数算出ブロック部111cからの開度補正係数と、を掛け合わせた値が算出される。そして、加算ブロック部111eにおいて、乗算ブロック部111dで掛け合わせた値に1.0を加えた値が最終の回転補正係数として算出される。

上記のように、回転数補正ブロック111において、回転補正係数から１を差し引いた値に入力アクセル開度毎に設定した開度補正係数を掛け合わせ、掛け合わせた値に１を加えたものを最終の回転数補正係数として算出する。そして、この最終の回転数補正係数を使って入力アクセル開度APOを補正する構成を採用している。

すなわち、目標定常トルクマップ及び目標定常トルクマップとアシストトルクマップを足し合わせた車両トータルトルクをみると、図１２のベース特性に示すように、入力アクセル開度に対する特性は、中間開度領域のとき一番傾きが立っている。このことは、入力アクセル開度が中間開度領域のとき、補正係数に対する感度が高くなることを意味する。

また、1モータタイプのハイブリッド車両においては、EV走行時のモータ最大トルクを設定して、残りをエンジン始動分に回すことをしている。このため、EV領域までトルク補正を行うとEV走行時のアクセル開度が小さくなり（低開度）、EV走行でのコントロール性が低下する。また、入力アクセル開度が中間開度領域のとき、トルクが増大することでモータアシストする開度が低くなり、結果として、バッテリからの電気の持ち出しが増えて、エネルギーマネージメントが低SOC側に寄ってしまうという問題も発生する。

したがって、入力アクセル開度が低開度領域においては、図１２の点線特性に示すように、補正しない、若しくは、補正量を減らすことで、EV走行時の最大アクセル開度を維持でき、また、エネルギーマネージメントへの影響を最小限に抑えることが可能となる。ちなみに、比較例のように、一律に補正係数をかけた場合には、図１２の１点鎖線特性に示すように、EV領域まで車両トータルトルクを増大する補正を行うことになる。

［入力アクセル開度の車速補正作用とアクセル開度補正作用］
以下、図６、図８及び図９に基づき、入力アクセル開度の車速補正作用とアクセル開度補正作用を説明する。

回転数補正ブロック111の開度補正係数算出ブロック部111cでは、入力アクセル開度APOを入力し、図８に示すように、入力アクセル開度APOを格子軸とする面補間付きの開度補正係数マップを用いて開度補正係数が算出される。この開度補正係数は、APO≦APO1のとき０、APO1＜APO＜APO3のとき０〜１、APO≧PO3のとき１の値とされる。

車速補正ブロック112の車速補正係数算出ブロック部112aでは、車速VSPと入力アクセル開度APOを入力し、図９に示すように、車速VSPを格子軸とする面補間付きの車速補正係数マップを用いて車速補正係数が算出される。この車速補正係数は、VSP≦VSP1のとき１未満の値、VSP1＜VSP＜VSP2のとき１を超える最大値に上昇する値、VSP2≦VSP＜VSP3のとき、最大値から１に減少する値、VSP≧VSP3のとき１の値とされる。

このように、入力アクセル開度APOと車速VSPとで補正する理由は、回転補正係数による補正では、比較的広範囲に補正が効いてしまう。しかし、車両評価の結果、任意の車速とアクセル開度付近以外については、性能上の問題はなく、この範囲だけトルクを補正したいという要望がある。よって、入力アクセル開度APOと車速VSPによる開度補正係数と車速補正係数を算出することで、ピンポイントのトルク補正が可能となる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) アクセル開度と回転数（AT入力回転数）毎に設定されたエンジントルクマップ（エンジン１用の目標定常トルクマップ）とモータジェネレータトルクマップ（モータジェネレータ２用のアシストトルクマップ）を有し、これら２つのトルクマップを用いて算出されたエンジントルク（目標定常トルク）とモータジェネレータトルク（目標アシストトルク）の合計を車両の目標駆動トルクとして演算する目標駆動トルク演算手段（目標駆動トルク演算部100）を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記目標駆動トルク演算手段（目標駆動トルク演算部100）は、車両の目標駆動トルクを補正する際、前記エンジントルクマップと前記モータジェネレータトルクマップに対して入力する入力アクセル開度APOを補正する入力アクセル開度補正演算部110を有する（図５）。
このため、エンジン１へのトルク配分が最大トルクを超えてしまうことなく、エンジントルクマップ（目標定常トルクマップ）とモータジェネレータトルクマップ（アシストトルクマップ）の回転数（AT入力回転数）とアクセル開度毎の適正比率を確保しながら、狙いの車両トータルトルクに補正することができる。

(2) 駆動系に変速機（自動変速機３）を備え、
前記入力アクセル開度補正演算部110に、前記変速機（自動変速機３）の変速比若しくは変速段（現ギヤ段）と変速機入力回転数（AT入力回転数）とをパラメータとする回転補正係数マップ（図７）を用いて、前記エンジントルクマップ（目標定常トルクマップ）と前記モータジェネレータトルクマップ（アシストトルクマップ）への入力アクセル開度APOに対する回転補正係数を算出する回転補正係数算出部（回転補正係数算出ブロック部111a）を設けた（図６）。
このため、(1)の効果に加え、変速機（自動変速機３）の変速比若しくは変速段（現ギヤ段）と変速機入力回転数（AT入力回転数）に応じ、エンジントルクマップ（目標定常トルクマップ）とモータジェネレータトルクマップ（アシストトルクマップ）の関係を崩さず、狙いのエネルギーマネージメントとなるトルク補正を行うことができる。

(3) 前記入力アクセル開度補正演算部110に、前記回転補正係数から１を差し引いた値に入力アクセル開度毎に設定した開度補正係数を掛け合わせ、掛け合わせた値に１を加えたものを最終の回転数補正係数として算出する回転数補正部（回転数補正ブロック111）を設けた（図６）。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、低開度では補正しない、若しくは、補正量を減らすことで、EV走行時の最大アクセル開度を維持しながら、エネルギーマネージメントへの影響を最小限に抑えるトルク補正を行うことができる。

(4) 前記入力アクセル開度補正演算部110に、前記入力アクセル開度APOをパラメータとする開度補正係数マップ（図８）を用いて、前記エンジントルクマップ（目標定常トルクマップ）と前記モータジェネレータトルクマップ（アシストトルクマップ）への入力アクセル開度APOに対する開度補正係数を算出する開度補正係数算出部（開度補正係数算出ブロック部111c）を設けた（図６）。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、任意のアクセル開度範囲だけトルクを補正したいという要望に応え、ピンポイントのトルク補正を行うことができる。

(5) 前記入力アクセル開度補正演算部110に、車速VSPをパラメータとする車速補正係数マップ（図９）を用いて、前記エンジントルクマップ（目標定常トルクマップ）と前記モータジェネレータトルクマップ（アシストトルクマップ）への入力アクセル開度APOに対する車速補正係数を算出する車速補正係数算出部（車速補正係数算出ブロック部112a）を設けた（図６）。
このため、(1)〜(3)の効果に加え、任意の車速範囲だけトルクを補正したいという要望に応え、ピンポイントのトルク補正を行うことができる。

以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、入力アクセル開度補正演算部110として、回転補正係数と開度補正係数と車速補正係数を算出する例を示した。しかし、入力アクセル開度補正演算部としては、例えば、回転補正係数と開度補正係数と車速補正係数のうち、何れか一つの補正係数や、何れか二つの組み合わせによる補正係数を算出する例としても良い。また、これらの補正係数に加え、回転補正係数と開度補正係数と車速補正係数以外の駆動トルク補正要素により補正係数を算出する例としても良い。

実施例１では、モータジェネレータトルクマップとして、アシストトルクマップを用いる例を示した。しかし、モータジェネレータトルクマップとしては、発電トルクマップを用いても良いし、さらに、特許文献１に記載されているように、最適発電トルクマップとアシストトルクマップとを１つのマップとしたものであっても良い。

実施例１では、エンジントルクマップとモータジェネレータトルクマップとして、アクセル開度とAT入力回転数毎に設定されたマップの例を示した。しかし、エンジントルクマップとモータジェネレータトルクマップとしては、アクセル開度とモータ回転数毎に設定されたマップとしても良いし、アクセル開度とエンジン回転数毎に設定されたマップとしても良い。

実施例１では、第２クラッチ５として、自動変速機３に変速締結要素として設けられ、各変速段で締結されるクラッチを流用する例を示した。しかし、第２クラッチとしては、モータと自動変速機の間に独立に設けた専用クラッチやトルクコンバータを用いる例としても良いし、また、自動変速機と駆動輪の間に独立に設けた専用クラッチやトルクコンバータを用いる例としても良い。

実施例１では、自動変速機３として、有段変速機の例を示した。しかし、自動変速機としては、有段変速機の代わりに、ベルト式無段変速機等の無段階に変速比を制御する無段変速機を用いても良い。

実施例１では、エンジンとモータジェネレータとの間に第１クラッチが介装された１モータ・２クラッチのパワートレイン系を持つ後輪駆動のハイブリッド車両に対し適用した例を示した。しかし、１モータ・２クラッチのパワートレイン系を持つ前輪駆動のハイブリッド車両に対して勿論適用することができる。さらに、エンジンとモータジェネレータを直結した駆動系を備えたハイブリッド車両にも適用することができるし、エンジンとモータジェネレータを、動力分割機構を介して連結した駆動系を備えたハイブリッド車両にも適用することができる。

Claims

駆動系に変速機を備え、
アクセル開度と回転数毎に設定されたエンジントルクマップとモータジェネレータトルクマップを有し、これら２つのトルクマップを用いて算出されたエンジントルクとモータジェネレータトルクの合計を車両の目標駆動トルクとして演算する目標駆動トルク演算手段を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記目標駆動トルク演算手段は、車両の目標駆動トルクを補正する際、前記エンジントルクマップと前記モータジェネレータトルクマップに対して入力する入力アクセル開度を補正する入力アクセル開度補正演算部を有し、
前記入力アクセル開度補正演算部は、前記エンジントルクマップと前記モータジェネレータトルクマップとの２つのマップ入力側で、１つの入力アクセル開度を補正し、
前記入力アクセル開度補正演算部に、前記変速機の変速比若しくは変速段と変速機入力回転数とをパラメータとする回転補正係数マップを用いて、前記エンジントルクマップと前記モータジェネレータトルクマップへの入力アクセル開度に対する回転補正係数を算出する回転補正係数算出部を設けた
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記入力アクセル開度補正演算部に、前記回転補正係数から１を差し引いた値に入力アクセル開度毎に設定した開度補正係数を掛け合わせ、掛け合わせた値に１を加えたものを最終の回転数補正係数として算出する回転数補正部を設けた
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項１又は請求項２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記入力アクセル開度補正演算部に、前記入力アクセル開度をパラメータとする開度補正係数マップを用いて、前記エンジントルクマップと前記モータジェネレータトルクマップへの入力アクセル開度に対する開度補正係数を算出する開度補正係数算出部を設けた
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項１から請求項３までの何れか一項に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
前記入力アクセル開度補正演算部に、車速をパラメータとする車速補正係数マップを用いて、前記エンジントルクマップと前記モータジェネレータトルクマップへの入力アクセル開度に対する車速補正係数を算出する車速補正係数算出部を設けた
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
アクセル開度と回転数毎に設定されたエンジントルクマップとモータジェネレータトルクマップを有し、これら２つのトルクマップを用いて算出されたエンジントルクとモータジェネレータトルクの合計を車両の目標駆動トルクとして演算する目標駆動トルク演算手段を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記目標駆動トルク演算手段は、車両の目標駆動トルクを補正する際、前記エンジントルクマップと前記モータジェネレータトルクマップに対して入力する入力アクセル開度を補正する入力アクセル開度補正演算部を有し、
前記入力アクセル開度補正演算部は、前記エンジントルクマップと前記モータジェネレータトルクマップとの２つのマップ入力側で、１つの入力アクセル開度を補正し、
前記入力アクセル開度補正演算部に、車速をパラメータとする車速補正係数マップを用いて、前記エンジントルクマップと前記モータジェネレータトルクマップへの入力アクセル開度に対する車速補正係数を算出する車速補正係数算出部を設けた
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。