JP6459932B2

JP6459932B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP6459932B2
Application number: JP2015232337A
Authority: JP
Inventors: 達也今村; 田端　淳; 淳田端; 晋黒崎
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: JP2017095070A

Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、最大出力が異なる２種類の蓄電装置を備えている場合に車両の加速時等に用いられる高出力側の蓄電装置の蓄電残量が不足している場合の制御に関するものである。

内燃機関から成るエンジンおよび電動機を走行用駆動力源として備えているとともに、その電動機に対して電力供給する蓄電装置として、第１蓄電装置およびその第１蓄電装置よりも供給電力の最大出力が大きい第２蓄電装置を有するハイブリッド車両が知られている。特許文献１に記載の車両はその一例で、第１蓄電装置として二次電池を備えているとともに、第２蓄電装置としてキャパシタを備えており、第２蓄電装置の蓄電残量が不足している場合には、第１蓄電装置から第２蓄電装置に電力供給して充電するようになっている。また、加速時等に第２蓄電装置から電動機に電力供給するとともに、第２蓄電装置の蓄電残量が不足している場合には、第２蓄電装置に加えて第１蓄電装置からも電動機に対して電力供給するようになっている。

特開２００７−１９１０８８号公報

しかしながら、このように第２蓄電装置の蓄電残量が不足している場合に第１蓄電装置から電動機に対して電力供給しても、第１蓄電装置の最大出力は小さいため、電動機によるアシストトルクが適切に得られず、駆動力応答性能を十分に確保することができない可能性があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、高出力が可能な第２蓄電装置の蓄電残量が不足している場合でも所定の駆動力応答性能を確保できるようにすることにある。

本発明は、(a) 内燃機関から成るエンジンおよび電動機を走行用駆動力源として備えているとともに、その電動機に対して電力供給する蓄電装置として、第１蓄電装置およびその第１蓄電装置よりも供給電力の最大出力が大きい第２蓄電装置を有するハイブリッド車両に関し、(b) 少なくとも前記第１蓄電装置から前記第２蓄電装置に電力供給して充電することが可能な制御装置において、(c) 前記エンジンを用いた走行時であって、前記第１蓄電装置による前記第２蓄電装置の充電中の時には、前記エンジンの吸入空気量を通常よりも増大するとともに、そのエンジンの点火時期を通常よりも遅角側へずらすことを特徴とする。

このようなハイブリッド車両の制御装置においては、第１蓄電装置による第２蓄電装置の充電中すなわち第２蓄電装置の蓄電残量が不足している場合に、エンジンの吸入空気量が増大させられるとともに点火時期が遅角側へずらされるため、その後の加速時等のエンジントルクの応答性が向上させられ、第２蓄電装置の蓄電残量不足で電動機によるアシストトルクが十分に得られない場合でも、所定の駆動力応答性能を確保することができる。すなわち、エンジントルクの応答遅れは吸入空気量の変化遅れに起因するため、予め吸入空気量を増大しておくことにより、点火時期の進角制御によってエンジントルクを速やかに上昇させることができるのである。

一方、エンジンの吸入空気量を増大するとともに点火時期を遅角側へずらすと、排気ガス性能や燃費などの環境性能が悪化する可能性があるが、第１蓄電装置による第２蓄電装置の充電中に行なわれるため、第２蓄電装置の充電が完了すれば吸入空気量の増大制御も終了するなど、第２蓄電装置の蓄電残量が不足している必要最小限の期間だけ吸入空気量が増大させられるようになり、環境性能の悪化が抑制される。例えば供給電力の最大出力が大きいキャパシタの場合、蓄電残量の低下に伴って最大出力が低下するため、充電の有無に拘らず蓄電残量の低下に応じてエンジンの吸入空気量を増大させることが考えられるが、排気ガス性能や燃費等の環境性能が悪化することから、蓄電残量が特に低下した充電中だけ吸入空気量を増大させることで、環境性能の悪化を必要最小限に抑制しつつ駆動力応答性能を向上させて、両者の調和を図ることができる。

本発明が適用されたハイブリッド車両の駆動系統の骨子図で、制御系統の要部を併せて示した図である。図１の車両制御用ＥＣＵが備えている機能を説明する図で、入出力信号を併せて示した図である。図２のエンジン応答性制御部による信号処理を具体的に説明するフローチャートである。図３のステップＳ４で蓄電残量ＳＯＣ２に基づいて応答性重視の吸入空気量を設定するマップの一例を説明する図である。図３のステップＳ６で吸入空気量に応じて燃料供給量を算出するマップの一例を説明する図である。図３のステップＳ７で吸入空気量に応じて点火時期を算出するマップの一例を説明する図である。図１の第２モータジェネレータＭＧ２のトルク特性を示す図で、加速時のトルクアシストの際のＭＧ２トルクの変化を変速部のギヤ段毎に比較して説明する図である。図３のフローチャートに従ってエンジン応答性制御が行なわれた場合の各部の変化を示すタイムチャートの一例で、実線は図３のステップＳ４で応答性重視の吸入空気量が設定された場合、破線はステップＳ５で燃費重視の吸入空気量が設定された場合である。

本発明は、走行用駆動力源としてエンジンおよび電動機を備えている種々のハイブリッド車両に適用することが可能で、例えばエンジンおよび電動機が異なる車輪を駆動する場合にも適用され得る。電動機としては、駆動力を発生する力行制御および被駆動回転で発電する回生制御が可能なモータジェネレータが適当であるが、少なくとも駆動力を発生する力行制御が可能であれば良い。

第１蓄電装置および第２蓄電装置は、例えば蓄電装置切換制御部により、加速時など高出力が要求される場合には少なくとも第２蓄電装置から電動機に対して電力供給するように用いられる。蓄電装置切換制御部はまた、少なくとも第２蓄電装置の蓄電残量が不足した場合に第１蓄電装置から第２蓄電装置に対して電力供給して充電できるように構成されるが、第１蓄電装置の蓄電残量が不足した場合には、第２蓄電装置から第１蓄電装置に対して電力供給して充電できるようにしても良い。

第２蓄電装置が充電中か否かは、充電中か否かを直接検出して判断しても良いが、第２蓄電装置の蓄電残量から判断することも可能である。少なくとも充電中であれば良く、充電開始条件である充電判定値よりも少ない蓄電残量で判断しても良い。充電中の吸入空気量の増大に応じて、例えば理論空燃比が維持されるように燃料供給量を増大させる一方、点火時期を遅角側へ変化させてエンジントルクの増加を抑制する。これにより、加速時等にその点火時期を進角側へ変化させるなど、エンジン制御を通常の状態へ戻すことによりエンジントルクを速やかに上昇させることが可能で、所定の駆動力応答性能を確保できる。

エンジンと駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた出力軸に変速部を介して前記電動機が連結されている場合など、電動機のトルクが変速部を介して駆動輪に伝達される場合には、第２蓄電装置の充電の有無とは無関係に、その変速部の変速比が小さい高速変速比の時には、変速比が大きい低速変速比の時に比較して前記エンジンの吸入空気量が多くなり、加速時等のエンジントルクの応答性が高くなるようにように、その変速比に応じて吸入空気量を設定しても良い。すなわち、高速変速比の場合は、低速変速比に比較して電動機が低回転になるため、等パワー線のトルクの間隔が広くなり、加速時等の高出力要求時のトルクアシスト時の電動機トルクが高トルクになることから、発熱等による損失や負荷が大きくなる。このため、エンジン側で加速時等の駆動力応答性能を確保することにより、電動機によるアシストトルクを低減乃至は不要とし、電動機の発熱等による損失や負荷を低減できる。電動機の温度が高い場合も、効率が悪くなって損失が大きくなるため、電動機の温度に応じて吸入空気量を増大し、エンジン側で加速時等の駆動力応答性能を確保することにより、電動機によるアシストトルクを低減乃至は不要とすることが望ましい。

エンジンの吸入空気量の増大は、排気ガス性能や燃費などの環境性能の悪化を伴うため、必要最小限に止めることが望ましい。例えば動力性能重視のスポーツモードや運転者が手動で変速操作できるマニュアル変速モードが選択された場合、或いはアクセル操作やブレーキ操作、車両加速度等から判断できる動力性能重視の運転嗜好など、加速時等の駆動力応答性能が要求される場合だけ、本発明の吸入空気量増大制御を実施することが望ましい。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両１０の駆動系統を説明する骨子図で、エンジン１２と、そのエンジン１２に入力軸１４を介して連結された電気式差動機構１６と、電気式差動機構１６の伝達部材１８に連結された出力軸２０と、出力軸２０から差動歯車装置（終減速装置）２２を介して駆動力が伝達される一対の駆動輪２４とを備えている。また、出力軸２０には、変速部２６を介して第２モータジェネレータＭＧ２が接続されている。エンジン１２は走行用の主駆動力源で、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の燃料の燃焼で動力を発生する内燃機関であり、図２に示されるように吸入空気量を調節する電子スロットル弁３０、燃料噴射装置等の燃料の供給量を調節する燃料供給装置３２、および点火時期を進遅角制御できる点火装置３４等を備えている。それ等の電子スロットル弁３０、燃料供給装置３２、および点火装置３４が車両制御用ＥＣＵ（Electronic Control Unit ）６０によってそれぞれ制御されることにより、エンジン１２が基本的には例えば最適燃費線上で作動させられる。

電気式差動機構１６は、シングルピニオン型の遊星歯車装置を主体として構成されており、サンギヤＳ０、キャリアＣＡ０、およびリングギヤＲ０を備えている。キャリアＣＡ０は入力軸１４を介してエンジン１２に連結されている第１回転要素で、サンギヤＳ０は第１モータジェネレータＭＧ１に連結されている第２回転要素で、リングギヤＲ０は伝達部材１８に連結されている第３回転要素である。これ等のサンギヤＳ０、キャリアＣＡ０、およびリングギヤＲ０は互いに相対回転可能で、エンジン１２の出力が第１モータジェネレータＭＧ１と伝達部材１８に分配され、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度（ＭＧ１回転速度）ＮＭＧ１すなわちサンギヤＳ０の回転速度を制御することにより、電気式差動機構１６の差動状態を適宜変更することが可能で、入力軸１４の回転速度すなわちエンジン回転速度ＮＥと伝達部材１８の回転速度（出力回転速度）Ｎout との変速比γ０が連続的に変化させられる。第１モータジェネレータＭＧ１は、駆動力を発生する力行制御および被駆動回転で発電する回生制御が可能で、車両制御用ＥＣＵ６０によってＭＧ１インバータ４０が制御されることにより、電動機または発電機として選択的に用いられて力行トルクや回生トルクが制御される。この第１モータジェネレータＭＧ１、電気式差動機構１６、および前記第２モータジェネレータＭＧ２、変速部２６は、何れも軸心に対して略対称的に構成されているため、図１では軸心の上半分だけが示されている。

前記第２モータジェネレータＭＧ２は、アシスト用の走行用駆動力源で、駆動力を発生する力行制御および被駆動回転で発電する回生制御が可能であり、車両制御用ＥＣＵ６０によってＭＧ２インバータ４２が制御されることにより、電動機または発電機として選択的に用いられて力行トルクや回生トルクが制御される。この第２モータジェネレータＭＧ２が本発明の電動機である。変速部２６は、遊星歯車式の有段の変速機で、油圧式摩擦係合装置である一対のブレーキＢ１およびＢ２を備えており、変速用ソレノイド３６（図２参照）によって油圧回路が切り換えられ、ブレーキＢ１が係合させられるとともにブレーキＢ２が解放されることにより、変速比γｓが１．０よりも大きい高速ギヤ段Ｈｉが成立させられる。また、ブレーキＢ２が係合させられるとともにブレーキＢ１が解放されることにより、変速比γｓが高速ギヤ段Ｈｉよりも更に大きい低速ギヤ段Ｌｏが成立させられる。変速比が何れも１．０より大きく、第２モータジェネレータＭＧ２のトルクが増幅されて出力軸２０に伝達されるため、低容量で小型の第２モータジェネレータＭＧ２を採用できる。ブレーキＢ１およびＢ２を共に解放することにより、第２モータジェネレータＭＧ２を動力伝達経路から切り離すことができる。

上記変速部２６として、変速比γｓが１．０より小さいギヤ段を有する有段変速機を用いることもできるし、無段変速機を採用することも可能である。また、変速部２６を省略し、第２モータジェネレータＭＧ２を出力軸２０に直接或いはクラッチ等の断接装置を介して接続しても良い。

上記第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、ＭＧ１インバータ４０、ＭＧ２インバータ４２を介してＤＣ／ＤＣコンバータ４４に接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４はスイッチング部４６を介して第１蓄電装置４８および第２蓄電装置５０に接続されている。第１蓄電装置４８は、蓄電容量が大きい容量型の蓄電装置で、例えば鉛電池やリチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池（バッテリ）が用いられている。第２蓄電装置５０は、第１蓄電装置４８よりも供給電力の最大出力が大きい出力型の蓄電装置で、本実施例では電気二重層型のキャパシタが用いられている。スイッチング部４６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４と第１蓄電装置４８、第２蓄電装置５０との接続状態を車両制御用ＥＣＵ６０から供給される切換制御信号に従って切り換えるもので、電界効果トランジスタなどから成り、第１蓄電装置４８および第２蓄電装置５０の何れか一方のみをＤＣ／ＤＣコンバータ４４に接続したり、第１蓄電装置４８および第２蓄電装置５０の両方をＤＣ／ＤＣコンバータ４４に接続したりすることができる。

車両制御用ＥＣＵ６０は、エンジン１２の出力制御を行なったり、第１モータジェネレータＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２の力行、回生制御を行なったり、スイッチング部４６の切換制御を行なったり、変速部２６の変速制御を行なったりするコントローラで、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースなどを有する所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って所定の信号処理を行う。エンジン制御用、モータ制御用、蓄電装置切換制御用、変速制御用等の複数のＥＣＵに分けて構成することも可能である。この車両制御用ＥＣＵ６０には、図２に示されるようにアクセル操作量センサ６２、車速センサ６４、エンジン回転速度センサ６６、ＭＧ１回転速度センサ６８、ＭＧ２回転速度センサ７０、ＳＯＣ１センサ７２、ＳＯＣ２センサ７４、スポーツモードスイッチ７６等が接続され、アクセルペダルの操作量（アクセル操作量）Ａcc、車速Ｖ、エンジン回転速度ＮＥ、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度（ＭＧ１回転速度）ＮＭＧ１、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度（ＭＧ２回転速度）ＮＭＧ２、第１蓄電装置４８の蓄電残量ＳＯＣ１、第２蓄電装置５０の蓄電残量ＳＯＣ２、スポーツモード選択情報Ｓmodeなど、制御に必要な各種の情報が供給されるようになっている。車速Ｖは、前記出力回転速度Ｎout に対応する。蓄電残量ＳＯＣ１、ＳＯＣ２は、充放電量を逐次積算して計算で求めることもできる。スポーツモードスイッチ７６は、ステアリングホイールやインパネ等の運転席近傍に設けられ、動力性能を重視した走行を希望する場合に運転者によって操作されるものである。

車両制御用ＥＣＵ６０は、機能的にハイブリッド制御部８０および変速制御部８２を備えている。ハイブリッド制御部８０は、例えばエンジン１２を燃費効率の良い作動域で作動させる一方で、エンジン１２と第２モータジェネレータＭＧ２との駆動力の配分や第１モータジェネレータＭＧ１の発電による反力を制御して電気式差動機構１６の変速比γ０を無段階に変化させる。例えば、その時の走行車速Ｖにおいて、運転者の出力要求量としてのアクセル操作量Ａｃｃや車速Ｖから車両の目標（要求）出力を算出するとともに、その車両の目標出力と充電要求値とから必要なトータル目標出力を算出し、そのトータル目標出力が得られるように伝達損失、補機負荷、第２モータジェネレータＭＧ２のアシストトルク等を考慮して目標エンジン出力（要求エンジン出力）を算出する。そして、その目標エンジン出力が得られるエンジン回転速度ＮＥおよびエンジントルクＴＥとなるように、エンジン１２を制御するとともに第１モータジェネレータＭＧ１の発電量（回生トルク）を制御する。加速時など高出力が要求される場合には、エンジン１２に加えて第２モータジェネレータＭＧ２が走行用駆動力源として用いられ、アシストトルクを発生することにより所定の駆動力応答性能が得られるようになっている。変速制御部８２は、例えば第２モータジェネレータＭＧ２の運転効率を良好な状態に維持するため、車速Ｖが所定車速以上になったら、変速比γs が小さい高速ギヤ段Ｈｉに切り換えてＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を低下させ、車速Ｖが所定車速以下になったら、変速比γs が大きい低速ギヤ段Ｌｏに切り換えてＭＧ２回転速度ＮＭＧ２を上昇させる。

車両制御用ＥＣＵ６０はまた、蓄電装置切換制御部８４およびエンジン応答性制御部８６を備えている。蓄電装置切換制御部８４は、例えば第１蓄電装置４８および第２蓄電装置５０の何れか一方または両方を用いて、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の何れか一方または両方に対して電力供給するように、スイッチング部４６を切換制御する。具体的には、加速時など高出力が要求される場合、すなわち第２モータジェネレータＭＧ２が走行用駆動力源として用いられてトルクアシストを行なう場合には、少なくとも第２蓄電装置５０から第２モータジェネレータＭＧ２に対して電力供給が行なわれるように、スイッチング部４６を切換制御する。また、第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２の何れか一方または両方からの電力供給によって、第１蓄電装置４８および第２蓄電装置５０の何れか一方または両方が充電されるように、スイッチング部４６を切換制御する。また、第１蓄電装置４８および第２蓄電装置５０の何れか一方の蓄電残量ＳＯＣ１またはＳＯＣ２が所定の充電判定値以下まで低下した場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４を介して両者を接続することにより、相互間で電力供給を行なって充電できるようにスイッチング部４６を切換制御する。

エンジン応答性制御部８６は、運転者が動力性能重視と判断できる場合に、高出力が可能な第２蓄電装置５０が充電中の時、或いは変速部２６が高速ギヤ段Ｈｉの時には、エンジン１２の吸入空気量を増大補正してエンジントルクの応答性を向上させるもので、図３の各ステップＳ１〜Ｓ７（以下、単にＳ１〜Ｓ７という）に従って信号処理を行なう。Ｓ１では、動力性能重視か否かを、例えばスポーツモードスイッチ７６が操作されてスポーツモード選択情報Ｓmodeが供給されているか否かによって判断する。アクセル操作やブレーキ操作、車両加速度等から動力性能重視の運転嗜好と判断できる場合でも良い。そして、動力性能重視と判断できない場合は、Ｓ５で燃費重視の通常の吸入空気量マップ等によりアクセル操作量Ａcc等に応じて吸入空気量を設定し、その吸入空気量に応じて電子スロットル弁３０のスロットル弁開度を制御する。また、Ｓ６では、上記吸入空気量に応じて例えば理論空燃比となる燃料供給量を図５に示すマップや演算式などから算出し、その燃料供給量に応じて燃料供給装置３２を制御する。Ｓ７では、上記吸入空気量および燃料供給量等に基づいて予め定められたマップなどから燃費重視の点火時期を算出し、その点火時期に応じて点火装置３４を制御する。燃費重視の点火時期は、例えば図６に示す通常時の値のように、ＴＤＣ（上死点）よりも上流側である進角側の点火時期が定められる。

一方、Ｓ１の判断がＹＥＳ（肯定）の場合、すなわち動力性能重視と判断できる場合には、Ｓ２以下を実行する。Ｓ２では、第１蓄電装置４８から第２蓄電装置５０に電力供給して充電する第２蓄電装置５０の充電中か否かを、例えば第２蓄電装置５０の蓄電残量ＳＯＣ２が予め定められた応答性切換判定値αよりも少ないか否かによって判断する。そして、ＳＯＣ２＜αの場合にはＳ４を実行し、通常よりも多い応答性重視の吸入空気量を設定するとともに、その吸入空気量に応じて電子スロットル弁３０のスロットル弁開度を制御する。第２蓄電装置５０の蓄電残量ＳＯＣ２が不足していると、アクセルペダルが踏み増しされた加速時等に第２モータジェネレータＭＧ２により十分なアシストトルクを確保することができないため、これを補償するためにエンジン１２の応答性を高くするのである。応答性切換判定値αは、蓄電装置切換制御部８４により第１蓄電装置４８から第２蓄電装置５０に電力供給して充電するようにスイッチング部４６が切り換えられる第２蓄電装置５０の蓄電残量ＳＯＣ２の充電判定値と同じか、それよりも小さい値で、ＳＯＣ２＜αであれば実質的に第２蓄電装置５０が充電中であることを意味する。Ｓ２で蓄電残量ＳＯＣ２が応答性切換判定値αよりも少ないか否かを判断する代わりに、或いはその蓄電残量ＳＯＣ２の判断に加えて、第１蓄電装置４８により第２蓄電装置５０が充電中であることを要件として、Ｓ４が実行されるようにしても良い。Ｓ４の応答性重視の吸入空気量は、例えば図４に実線で示されるように、前記Ｓ５で設定される燃費重視の通常の吸入空気量に対して段階的に増大させられるが、一点鎖線で示すように蓄電残量ＳＯＣ２に応じて徐々に（連続的に）増大させても良い。

そして、次のＳ６では、Ｓ４で設定された通常よりも多い吸入空気量に応じて、前記図５に示すマップや演算式などから燃料供給量を算出し、その燃料供給量に応じて燃料供給装置３２を制御する。また、Ｓ７では、吸入空気量の増大や燃料供給量の増大に拘らず、エンジントルクが通常時（燃費重視）と同程度に維持されるように、例えば図６に示すマップや演算式などから点火時期を算出し、その点火時期に応じて点火装置３４を制御する。すなわち、点火時期が通常時と同じであれば吸入空気量や燃料供給量の増大に伴ってエンジントルクも上昇するため、その吸入空気量の増大量に応じて点火時期を通常時よりも遅角側へずらすことにより、エンジントルクが通常時と同程度に維持されるようにする。これにより、アクセルペダルが踏み増しされた加速時等に点火時期を通常時（進角側）に戻せば、エンジントルクを速やかに上昇させることが可能で、第２蓄電装置５０の蓄電残量不足によって第２モータジェネレータＭＧ２によるアシストトルクが十分に得られない場合でも、所定の駆動力応答性能を確保することができる。すなわち、エンジントルクの応答遅れは吸入空気量の変化遅れに起因するため、予め吸入空気量を増大しておくことにより、点火時期の進角制御によってエンジントルクを速やかに上昇させることができるのである。

図８の実線で示すグラフは、図３のフローチャートに従ってエンジン１２の出力応答性の切換制御が行なわれた場合の各部の変化を示すタイムチャートの一例で、時間ｔ４付近よりも前では第２蓄電装置５０の蓄電残量ＳＯＣ２が応答性切換判定値αよりも少なく、第１蓄電装置４８からの電力供給によって充電中である。その場合に、時間ｔ１でスポーツモードスイッチ７６が操作されてスポーツモードが選択されると、Ｓ１の判断がＹＥＳになり、Ｓ２に続いてＳ４以下が実行されるようになる。これにより、吸入空気量および燃料供給量が増大させられるが、点火時期の遅角制御によってエンジントルクの変化が防止される。その後、時間ｔ２でアクセルペダルが踏み増しされると、それに伴って吸入空気量および燃料供給量が増大させられるが、点火時期が通常時まで進角させられることにより、エンジントルクが速やかに上昇させられ、第２モータジェネレータＭＧ２のアシストトルクが得られない場合でも、出力軸トルクが速やかに増大させられて優れた駆動力応答性能が得られる。時間ｔ３は、アクセルペダルの踏み増し後のアクセル操作量Ａccに対応する出力軸トルクが得られるようになった時間であり、破線で示すように燃費重視のエンジン制御が維持されるとともに第２モータジェネレータＭＧ２によるアシストトルクが得られる場合と同程度の応答性で出力軸トルクが上昇させられる。時間ｔ４は、第２モータジェネレータＭＧ２によるトルクアシストが行なわれた場合に、そのアシスト制御が終了した時間である。この時間ｔ４は、吸入空気量の増大制御を行なうことなく燃費重視のエンジン制御が行なわれた場合に、アクセルペダルの踏み増し後のアクセル操作量Ａccに対応するエンジントルクが得られるようになる時間と略一致する。また、この時間ｔ４付近で第２蓄電装置５０の蓄電残量ＳＯＣ２が応答性切換判定値α以上になり、以後は燃費重視の通常のエンジン制御が行なわれる。

図３に戻って、前記Ｓ２の判断がＮＯ（否定）の場合、すなわち第２蓄電装置５０の蓄電残量ＳＯＣ２が応答性切換判定値α以上の場合にはＳ３を実行し、変速部２６が高速ギヤ段Ｈｉか否かを判断する。高速ギヤ段Ｈｉか否かは、例えばＭＧ２回転速度ＮＭＧ２および出力回転速度Ｎout （車速Ｖ）の比から判断できるが、ブレーキＢ１、Ｂ２の油圧を検出して判断することもできる。そして、高速ギヤ段Ｈｉでない場合すなわち低速ギヤ段Ｌｏの場合には、Ｓ５以下の燃費重視の通常のエンジン制御を実行し、高速ギヤ段Ｈｉの場合には、Ｓ４以下の応答性重視のエンジン制御を実行する。すなわち、加速時等にトルクアシストを行なう第２モータジェネレータＭＧ２のトルクが変速部２６を介して駆動輪２４に伝達される場合、図７のモータトルク特性から明らかなように、変速比γｓが小さい高速ギヤ段Ｈｉの時には、変速比γｓが大きい低速ギヤ段Ｌｏに比較してＭＧ２回転速度ＮＭＧ２が低回転になるため、等パワー線のトルクの間隔が広くなって、加速時等の高出力要求時におけるトルクアシストの際のＭＧ２トルクが高くなり、発熱等による損失や負荷が大きくなる。このため、変速部２６が高速ギヤ段Ｈｉの時には、加速時等のトルクアシストの際の第２モータジェネレータＭＧ２の発熱等による損失を抑制するため、第２蓄電装置５０が充電中か否かに拘らず、Ｓ４以下の実行でエンジントルクの応答性を高めて駆動力応答性能を確保することにより、第２モータジェネレータＭＧ２によるアシストトルクを低減乃至は不要とする。図７の一点鎖線は、通常走行時のＭＧ２トルクが得られる等パワー線で、破線は、加速時等のトルクアシスト時のＭＧ２トルクが得られる等パワー線である。

第２モータジェネレータＭＧ２の温度が高い場合も、効率が悪くなって損失が大きくなるため、温度が所定値以上の時には、上記高速ギヤ段Ｈｉの場合と同様に吸入空気量を増大し、エンジン１２側で加速時等の駆動力応答性能を確保することにより、第２モータジェネレータＭＧ２によるアシストトルクを低減乃至は不要とすることができる。すなわち、Ｓ３で高速ギヤ段Ｈｉか否かを判断する代わりに、第２モータジェネレータＭＧ２の温度が所定値以上か否かを判断し、所定値以上の場合はＳ４以下を実行するようにしても良い。

このように、本実施例のハイブリッド車両１０においては、第２蓄電装置５０の蓄電残量ＳＯＣ２が応答性切換判定値αよりも少なく、第１蓄電装置４８によって第２蓄電装置５０が充電されている時には、エンジン１２の吸入空気量が増大させられるため、その後の加速時等のエンジントルクの応答性が向上させられ、第２蓄電装置５０の蓄電残量不足で第２モータジェネレータＭＧ２によるトルクアシストが十分に得られない場合でも、所定の駆動力応答性能を確保することができる。

一方、エンジン１２の吸入空気量を増大するとともに、エンジントルク変化を抑制するために点火時期を遅角側へ制御すると、排気ガス性能や燃費などの環境性能が悪化する可能性があるが、第１蓄電装置４８による第２蓄電装置５０の充電中に行なわれるため、第２蓄電装置５０の充電が完了すれば吸入空気量の増大制御も終了するなど、第２蓄電装置５０の蓄電残量ＳＯＣ２が不足している必要最小限の期間だけ吸入空気量が増大させられるようになり、環境性能の悪化が抑制される。すなわち、第２蓄電装置５０がキャパシタの場合、蓄電残量ＳＯＣ２の低下に伴って最大出力が低下するため、充電の有無に拘らず蓄電残量ＳＯＣ２の低下に応じてエンジン１２の吸入空気量を増大させることが考えられるが、排気ガス性能や燃費等の環境性能が悪化することから、蓄電残量ＳＯＣ２が特に低下した充電中だけ吸入空気量を増大させることで、環境性能の悪化を必要最小限に抑制しつつ駆動力応答性能を向上させて、両者の調和を図ることができる。

また、スポーツモードが選択されている場合など動力性能重視と判断できる場合にＳ２以下を実行し、必要に応じて吸入空気量を増大してエンジン１２の応答性を高めるようになっているため、吸入空気量の増大による環境性能の悪化を一層適切に抑制しつつ、運転者の動力性能に対する要求を満たすように駆動力応答性能を確保することができる。

なお、上記実施例ではＳ１で動力性能重視か否かを判断し、動力性能重視の場合のみＳ２以下を実行してエンジン１２の応答性が切り換えられるが、Ｓ１を省略し、常にＳ２以下を実行するようにしても良い。また、Ｓ３で変速部２６が高速ギヤ段Ｈｉが否かを判断し、高速ギヤ段Ｈｉの場合にはＳ４以下を実行して吸入空気量を増大するが、本発明の実施に際してはこのＳ３を省略することも可能である。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：ハイブリッド車両１２：エンジン４８：第１蓄電装置５０：第２蓄電装置６０：車両制御用ＥＣＵ８４：蓄電装置切換制御部８６：エンジン応答性制御部ＭＧ２：第２モータジェネレータ（電動機）

Claims

内燃機関から成るエンジンおよび電動機を走行用駆動力源として備えているとともに、該電動機に対して電力供給する蓄電装置として、第１蓄電装置および該第１蓄電装置よりも供給電力の最大出力が大きい第２蓄電装置を有するハイブリッド車両に関し、
少なくとも前記第１蓄電装置から前記第２蓄電装置に電力供給して充電することが可能な制御装置において、
前記エンジンを用いた走行時であって、前記第１蓄電装置による前記第２蓄電装置の充電中の時には、前記エンジンの吸入空気量を通常よりも増大するとともに、該エンジンの点火時期を通常よりも遅角側へずらす
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。