JP7472825B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

特許文献１には、内燃機関と回転電機とを備えた車両の制御装置がトルクダウン制御を行う際、内燃機関の点火時期を遅角させる点火遅角制御と回転電機で回生を行う回生制御とを実行し、点火遅角制御と回生制御とのトルク配分を制御することが開示されている。特許文献１に記載の構成では、トルクダウン制御時、内燃機関に優先してトルクダウン量を割り当て、残りの分を回転電機に割り当てる。

特開２００６－１５９９２９号公報

トルクダウン制御には、例えばアクセルＯＦＦからアクセルＯＮに切り替わるときの制振制御を目的とした高応答のトルクダウン制御が含まれる。高応答のトルクダウン制御では、内燃機関を制御対象とし、内燃機関の点火時期を遅角させることによりトルクダウンを行う。点火時期の制御は、応答性が高いため、高応答で制御が可能である。しかしながら、点火遅角によるトルクダウン制御は、内燃機関の熱効率を悪化させてトルクダウンを実現するものであった。そこで、燃費を向上させるために、高応答のトルクダウン制御において、回転電機を用いることが考えられる。

ところが、回転電機では、トルクの出力要求から実際にトルクが出力されるまでに応答遅れが発生する。そのため、高応答のトルクダウン制御において回転電機で回生を行う場合は、内燃機関との協調が取れなくなることにより、要求したトルクダウン量の通りに制御できず、ショックの発生に繋がる虞がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、トルクダウンを行う際にショックの発生を抑制しつつ燃費を向上させることができる車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、内燃機関と、前記内燃機関と動力伝達可能に接続された回転電機と、を備え、車両状態に応じたトルクダウン要求がある場合に、前記内燃機関の点火時期を遅角させる点火遅角制御と前記回転電機による回生を行う回生制御とによってトルクダウンを行うことが可能な車両の制御装置であって、前記トルクダウン要求に対して、前記回生制御による前記回転電機の実トルクが不足する場合は、前記内燃機関の点火時期を遅角させることにより不足分のトルクダウンを行うことを特徴とする。

この構成によれば、トルクダウン時に回転電機の実トルクに基づいて点火時期を制御するため、回転電機の応答遅れが考慮されている。これにより、トルクダウンを行う際にショックの発生を抑制しつつ燃費を向上させることができる。

また、前記回生制御により前記回転電機から出力される回生トルクには、前記回生トルクを徐変させるためのガード値が設定され、前記ガード値は、車速に応じて変化する値であって、前記車速が高いほど単位時間当たりの回生トルク変化量が大きくなるように設定されてもよい。

この構成によれば、回転電機の回生トルクに、車速に応じた徐変ガード値を設けることにより、トルクダウンを行う際に回転電機の応答遅れによるショックの発生を防止することができる。

また、前記車両は、前記回転電機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた係合装置をさらに備え、前記ガード値は、前記係合装置の係合状態に応じて変化する値であって、前記係合装置が係合状態でない場合に単位時間当たりの回生トルク変化量が大きく設定されてもよい。

この構成によれば、回転電機の回生トルクに、係合装置の係合状態に応じた徐変ガード値を設けることにより、トルクダウンを行う際に回転電機の応答遅れによるショックの発生を防止することができる。

また、前記車両は、前記内燃機関と自動変速機との間に設けられたトルクコンバータをさらに備え、前記係合装置は、前記トルクコンバータに設けられたロックアップクラッチであり、前記ガード値は、前記ロックアップクラッチが直結状態でない場合に単位時間当たりの回生トルク変化量が大きく設定されてもよい。

この構成によれば、回転電機の回生トルクに、ロックアップクラッチの係合状態に応じた徐変ガード値を設けることにより、トルクダウンを行う際に回転電機の応答遅れによるショックの発生を防止することができる。

本発明では、トルクダウン時に回転電機の実トルクに基づいて点火時期を制御するため、回転電機の応答遅れが考慮されている。これにより、トルクダウンを行う際にショックの発生を抑制しつつ燃費を向上させることができる。

図１は、実施形態における車両の概略構成を示す説明図である。 図２は、トルクダウン制御フローを示すフローチャートである。 図３は、徐変ガード値と車速との関係を示す図である。 図４は、実施例１におけるトルクダウン制御を実行した際の車両状態の変化を説明するためのタイムチャートである。 図５は、比較例１におけるトルクダウン制御を実行した際の車両状態の変化を説明するためのタイムチャートである。 図６は、実施例２におけるトルクダウン制御を実行した際の車両状態の変化を説明するためのタイムチャートである。 図７は、比較例２におけるトルクダウン制御を実行した際の車両状態の変化を説明するためのタイムチャートである。 図８は、実施例３におけるトルクダウン制御を実行した際の車両状態の変化を説明するためのタイムチャートである。 図９は、比較例３におけるトルクダウン制御を実行した際の車両状態の変化を説明するためのタイムチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における車両の制御装置について具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

図１は、実施形態における車両の概略構成を示す説明図である。車両１は、エンジン２と、駆動輪３と、エンジン２と駆動輪３との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達装置１０とを備える。動力伝達装置１０は、トルクコンバータ１１と、自動変速機１２と、デファレンシャルギヤ１３と、ドライブシャフト１４とを備える。エンジン２から出力された動力は、トルクコンバータ１１、自動変速機１２、デファレンシャルギヤ１３、ドライブシャフト１４の順に伝達して駆動輪３へ伝達される。

エンジン２は、走行用の動力源であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの公知の内燃機関である。このエンジン２は電子制御装置２０によって燃料噴射や点火時期などの運転状態が制御される。なお、電子制御装置２０の詳細構成については後述する。

トルクコンバータ１１は、エンジン２と自動変速機１２との間の動力伝達経路に配置された流体伝動装置である。このトルクコンバータ１１は、入力側回転部材であるポンプインペラ１１ａと、出力側回転部材であるタービンランナ１１ｂと、ポンプインペラ１１ａとタービンランナ１１ｂとを選択的に連結する直結クラッチとしてのロックアップクラッチＬＣとを備える。ポンプインペラ１１ａはエンジン２のクランクシャフト２ａに連結されている。タービンランナ１１ｂは自動変速機１２の入力軸に連結されている。ロックアップクラッチＬＣは、摩擦係合装置であり、係合状態、半係合状態、解放状態となることが可能である。ロックアップクラッチＬＣが係合状態となる場合、摩擦係合要素同士が完全に係合し、エンジン２側の入力部材であるフロントカバーと自動変速機１２側の出力部材であるタービン軸とが直結した直結状態となる。直結状態では、ポンプインペラ１１ａとタービンランナ１１ｂとが一体回転する。

動力伝達装置１０は、トルクコンバータ１１のポンプインペラ１１ａに連結された機械式オイルポンプを備える。この機械式オイルポンプはエンジン２によって駆動され、オイルパンから吸入した作動油を吐出する。機械式オイルポンプから吐出された作動油は、自動変速機１２の変速制御やロックアップクラッチＬＣの作動状態を切り替える制御を実行する際に用いられる。

自動変速機１２は、エンジン２と駆動輪３との間の動力伝達経路の一部を構成する有段式の自動変速機である。例えば自動変速機１２は、複数の遊星歯車装置が同一軸線上に配置された遊星歯車式の多段変速機である。また、自動変速機１２の出力部材である出力ギヤはカウンタギヤ機構を介してデファレンシャルギヤ１３と連結されている。車両１では、車体に取り付けられたトランスアクスルケース内に自動変速機１２とカウンタギヤ機構とデファレンシャルギヤ１３とが収容されている。

この自動変速機１２は、クラッチとブレーキとを含む複数の係合装置を備えている。この係合装置は、油圧式の摩擦係合装置であり、油圧制御回路に含まれる複数のソレノイドバルブなどから各々出力される係合圧としての油圧に応じてトルク容量がそれぞれに変化させられることで、それぞれの作動状態が切り替えられる。自動変速機１２では、複数の遊星歯車装置における回転要素同士がこの係合装置によって接続または解放され、あるいは選択的に固定される。そして、自動変速機１２は、電子制御装置２０により運転者によるアクセル操作や車速などに応じて係合装置のうちのいずれかが選択的に係合することで、変速比が異なる複数の変速段を選択的に形成することができる。例えば自動変速機１２では、第１速ギヤ段から第８速ギヤ段の８つの前進ギヤ段、および後進ギヤ段の各ギヤ段（各変速段）が選択的に形成される。

また、車両１は、エンジン２とは別の動力源として、モータ３０を備えている。モータ３０は、電動機および発電機として機能することが可能なモータ・ジェネレータ（ＭＧ）である。このモータ３０は公知の回転電機である。そして、モータ３０はインバータを介してバッテリと電気的に接続されている。このバッテリはリチウムイオン電池などの二次電池である。モータ３０で発電された電力をバッテリに蓄えることができる。また、バッテリに蓄えられた電力をモータ３０に供給することにより、モータ３０を駆動することができる。

さらに、モータ３０は、伝達ベルト４０を介してエンジン２と動力伝達可能に接続されている。エンジン２のクランクシャフト２ａに設けられた第１プーリと、モータ３０の出力軸３１に設けられた第２プーリとからなる一対のプーリに伝達ベルト４０が掛け回されている。モータ３０が電動機として機能する場合、モータ３０の出力トルク（モータトルク）が伝達ベルト４０を介してエンジン２のクランクシャフト２ａに入力される。これにより、モータ３０は、エンジン２の始動時にスタータとして機能し、車両１の走行中にはエンジン２をアシストするハイブリッドモータとして機能することが可能である。一方、モータ３０が発電機として機能する場合、例えばエンジン２の出力トルク（エンジントルク）が伝達ベルト４０を介してモータ３０の出力軸３１に入力される。これにより、出力軸３１の回転に応じてモータ３０で発電（回生）を行う。つまり、モータ３０はオルタネータとして機能する。このモータ３０はエンジン２からの動力に限らず、車両１の走行中に減速回生を行う場合などには、駆動輪３からの外力によって出力軸３１が回転させられている状態で回生を行うことが可能である。

また、車両１は、車両１を制御するコントローラとしての電子制御装置２０を備える。電子制御装置２０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースなどを備えたマイクロコンピュータを含んで構成されたＥＣＵである。この電子制御装置２０は、車両１の制御装置である。

電子制御装置２０には、車両１に搭載された各種センサからの信号が入力される。各種センサとして、車速を検出する車速センサ、エンジン２の回転数であるエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ、自動変速機１２の入力軸の回転数を検出する入力回転数センサ、自動変速機１２の出力ギヤの回転数を検出する出力回転数センサ、アクセルペダルの操作量であるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ、電子スロットル弁の開度であるスロットル開度を検出するスロットル開度センサ、エンジン２の気筒内に供給される吸入空気量を検出するエアフローセンサ、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキストロークセンサ、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ、などが挙げられる。

この電子制御装置２０は各種センサからの入力信号に基づいて、エンジン２の駆動制御や、自動変速機１２の変速制御や、モータ３０の駆動制御などを実行して車両１を制御する。この電子制御装置２０からは車両１に搭載された制御対象の各装置に指令信号が出力される。例えばエンジン始動時、電子制御装置２０はモータ３０に指令信号を出力し、モータ３０によりエンジン２をクランキングすることでエンジン２を始動する。

また、エンジン２の駆動制御を実行する際、電子制御装置２０からエンジン２に、エンジン２の点火時期を制御するための指令信号が出力される。エンジン２はスロットル開度、燃料噴射量、点火時期などが電子制御装置２０によって電気的に制御される。電子制御装置２０は、アクセル開度と車速とに基づいて要求駆動力（要求トルク）を算出し、この要求駆動力が得られるエンジン目標トルクを設定する。そして、電子制御装置２０は、そのエンジン目標トルクが得られるようにスロットルアクチュエータにより電子スロットル弁を開閉制御し、かつ燃料噴射装置により燃料噴射量を制御するとともに、点火装置により点火時期を制御する。

また、モータ３０の回生制御を実行する際、電子制御装置２０からモータ３０に、回生トルクを制御するための指令信号が出力される。モータ３０は、出力軸３１が正方向に回転している状態で負トルク（負方向に作用するトルク）を出力することより、回生を行うことができる。例えば、車両１が走行中にアクセルペダルの踏み込みが解除された場合、車両１を減速させる減速回生制御を実行し、モータ３０で回生を行う。あるいは、エンジン２が駆動した状態においてエンジン２からモータ３０に伝達されるトルクによってモータ３０で回生を行うことも可能である。

また、電子制御装置２０は、アクセル開度に応じて要求されるトルクよりもトルクを低下させるトルクダウン制御を実行する。この場合、電子制御装置２０は、アクセル開度に応じた要求トルクに対してトルクを低下させる要求（トルクダウン要求）があるか否かを判定する。そして、トルクダウン要求がある場合に、電子制御装置２０はトルクダウン制御を実行する。トルクダウン制御が実行されると、自動変速機１２の入力トルクがアクセル開度要求よりも低下される。

トルクダウン制御は、エンジン２の点火時期を遅角させる点火遅角制御と、モータ３０による回生を行う回生制御とを含む。つまり、電子制御装置２０はトルクダウン制御として、点火遅角制御と回生制御とを実行する。そのため、電子制御装置２０はトルクダウン制御を実行する際、点火時期を制御するための指令信号をエンジン２に出力し、モータトルク（回生トルク）を制御するための指令信号をモータ３０に出力する。

また、トルクダウン要求がある場合に、電子制御装置２０は、トルクダウン要求分をモータ３０の回生に要求する。その際、電子制御装置２０は、モータ３０の応答遅れを考慮した実トルクを算出する。この電子制御装置２０は、回生制御時のモータ３０の実トルクとトルクダウン要求分とを比較し、実トルクが要求を満たすか否かを判定する。そして、モータ３０の実トルクが要求に満たない場合、すなわちトルクダウン要求分に対してモータ３０の実トルクが不足する場合には、電子制御装置２０はエンジン２の点火時期を遅角させることにより不足分のトルクダウンを行う。つまり、不足分を点火遅角制御により実現する。このように、モータ３０の実トルクは応答遅れを含むため、電子制御装置２０がモータ３０の実トルクを監視しながらエンジン２の点火時期を制御することにより、トルクダウン時にエンジン２とモータ３０との協調を図ることが可能である。

図２は、トルクダウン制御フローを示すフローチャートである。図２に示す制御は電子制御装置２０によって実行される。

電子制御装置２０は、アクセル開度に応じた要求トルクＡを算出する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１では、アクセル開度と車速とに基づいて要求トルクＡが算出される。なお、この説明では「アクセル開度に応じた要求トルク」を「アクセル開度要求トルク」や「アクセル開度要求」や単に「要求トルク」と記載する場合がある。

電子制御装置２０は、エンジン２の気筒に供給される空気量と燃料量との比を制御する指示を出力する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２では、エンジントルクが指示トルクとなるように、空気量と燃料量との比すなわち混合気の空燃比が制御される。また、ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で算出された要求トルクＡが指示トルクに設定される。そして、電子制御装置２０は、エンジントルクが指示トルク（＝要求トルクＡ）となるように、吸入空気量を制御するための指令信号と燃料噴射量を制御するための指令信号とをエンジン２に出力し、吸入空気量と燃料噴射量とを制御する。

また、電子制御装置２０は、ベース点火時期ａを算出する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３では、エンジン回転数とエンジン負荷率とに基づいてベース点火時期ａが算出される。電子制御装置２０は、例えばメモリに記憶されている点火時期マップを用いて、エンジン回転数とエンジン負荷率とによりベース点火時期ａを設定する。

そして、電子制御装置２０は、トルクダウン要求があるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４では、ステップＳ１０１で算出された要求トルクＡに対して、トルクダウン要求があるか否かが判定される。要求トルクＡは、運転者によるアクセル操作に基づいた要求である。これに対して、トルクダウン要求は、車両状態に応じた要求である。電子制御装置２０には車両１の状態に応じて様々な要求が入力される。

例えば、ステップＳ１０４において電子制御装置２０は、いわゆるチップイン時（エンジン２やモータ３０のトルクを急峻に立ち上げた場合）に、トルクダウン要求があると判定する。チップインは、運転者によるアクセル操作によって動力源のトルクを急峻に立ち上げた場合であって、アクセルＯＦＦからアクセルＯＮに切り替わった場合を含む。そのため、電子制御装置２０は、アクセルＯＦＦの状態からアクセル操作速度が所定速度を超える場合に、トルクダウン要求があると判定することができる。そして、チップイン時には動力伝達装置１０における歯車の歯打ちが発生するため、この歯打ちによる音や振動を低減するための制振制御として、トルクダウン制御が実行される。

トルクダウン要求がない場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、電子制御装置２０は、要求トルクＡをトルクダウン込み要求トルクＢとみなし（ステップＳ１０５）、モータ３０の要求トルク（ＭＧ要求トルク）Ｃをゼロに設定し（ステップＳ１０６）、エンジン２の要求トルク（エンジン要求トルク）を要求トルクＡに設定する（ステップＳ１０７）。トルクダウン要求がない場合にはモータ３０で回生が行われないため、ステップＳ１０６においてＭＧ要求トルクＣがゼロに設定される。そして、要求トルクＡをエンジン２で満たすために、電子制御装置２０は、要求トルクＡをエンジン要求トルクに設定する。ステップＳ１０７の処理を実施すると、この制御ルーチンはステップＳ１１４へ進む。

トルクダウン要求がある場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、電子制御装置２０は、トルクダウン込み要求トルクＢを算出する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８では、トルクダウン込み要求トルクＢが要求トルクＡよりも小さい値に設定される。

また、電子制御装置２０は、モータ３０の目標トルク（ＭＧ目標トルク）を算出する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９では、トルクダウン込み要求トルクＢから要求トルクＡを減じることによりＭＧ目標トルク（＝Ｂ－Ａ）が求められる。ＭＧ目標トルクは、トルクダウン要求に応じてモータ３０で回生を行う際の回生トルクの目標値である。そして、要求トルクＡはトルクダウン込み要求トルクＢよりも大きいため、「Ｂ－Ａ」により求まるＭＧ目標トルクは負の値（負トルク）となる。

そして、電子制御装置２０は、前回ＭＧ要求トルクから徐変ガード値を減じた値がＭＧ目標トルクよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１１０）。前回ＭＧ要求トルクは、前回の制御ルーチンにおいて設定されたＭＧ要求トルクである。この前回ＭＧ要求トルクはメモリに記憶されている。徐変ガード値は、モータ３０から出力されるトルクを徐変させるために定められたガード値であって、正数である。この徐変ガード値は、例えば図３に示すように、車速に応じて変化する値であって、車速が高いほど単位時間当たりの回生トルク変化量が大きくなるように設定されている。そして、ステップＳ１１０において、電子制御装置２０は車速に基づいて徐変ガード値を決定し、この決定された徐変ガード値を用いて前回ＭＧ要求トルクとの減算を行う。

前回ＭＧ要求トルクから徐変ガード値を減じた値がＭＧ目標トルクよりも小さい場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、電子制御装置２０は、ＭＧ目標トルクをＭＧ要求トルクＣに設定する（ステップＳ１１１）。このＭＧ目標トルクはステップＳ１０９で算出された値である。

前回ＭＧ要求トルクから徐変ガード値を減じた値がＭＧ目標トルクよりも小さくない場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、電子制御装置２０は、前回ＭＧ要求トルクから徐変ガード値を減じた値をＭＧ要求トルクＣに設定する（ステップＳ１１２）。

そして、ＭＧ要求トルクＣが設定されると、電子制御装置２０は、エンジン２に対して要求するトルクであるエンジン要求トルクを算出する（ステップＳ１１３）。ステップＳ１１３では、トルクダウン込み要求トルクＢからＭＧ要求トルクＣを減じることによりエンジン要求トルク（＝Ｂ－Ｃ）が求められる。電子制御装置２０は、トルクダウン込み要求トルクＢからＭＧ要求トルクＣを減じた値をエンジン要求トルクに設定する。

さらに、エンジン要求トルクが設定されると、電子制御装置２０は、エンジン２の点火時期を遅角させる点火遅角量ｂを算出する（ステップＳ１１４）。ステップＳ１１４では、トルクダウン要求トルクに基づいて点火遅角量ｂが算出される。トルクダウン要求トルクは、「Ａ－（Ｂ－Ｃ）」の関係式により求められる。

例えば、ステップＳ１０７の後にステップＳ１１４を実施する場合、ステップＳ１０５によりトルクダウン込み要求トルクＢが「Ａ」、ステップＳ１０６によりＭＧ要求トルクＣが「０」に設定されているので、これらを関係式「Ａ－（Ｂ－Ｃ）」に代入すると、「Ａ－（Ａ－０）」となり、トルクダウン要求トルクはゼロになる。この場合、エンジン２でのトルクダウンが必要ないので、点火遅角量ｂはゼロに設定される。

そして、電子制御装置２０は、実際にモータ３０から出力されるトルク（実出力トルク）Ｄを算出する（ステップＳ１１５）。ステップＳ１１５では、モータ３０の応答遅れを含む実出力トルクＤ（＜０）が算出される。この応答遅れは、電子制御装置２０からモータ３０に指令信号を出力して、実際にモータ３０でトルクが出力されるまでの遅れである。なお、この説明では「実出力トルク」を「ＭＧ実出力トルク」や「実トルク」と記載する場合がある。

電子制御装置２０は、ＭＧ要求トルクＣがＭＧ実出力トルクＤと等しくないか否かを判定する（ステップＳ１１６）。

ＭＧ要求トルクＣがＭＧ実出力トルクＤと等しくない場合（ステップＳ１１６：Ｙｅｓ）、電子制御装置２０は、ＭＧ要求トルクＣからＭＧ実出力トルクＤを減じた値をＭＧトルク補正量に設定する（ステップＳ１１７）。ステップＳ１１７では、ＭＧトルクの補正を行い、その補正量が「Ｃ－Ｄ」に設定される。

ＭＧ要求トルクＣがＭＧ実出力トルクＤと等しい場合（ステップＳ１１６：Ｎｏ）、電子制御装置２０は、ＭＧトルク補正量をゼロに設定する（ステップＳ１１８）。ステップＳ１１８では、ＭＧトルクの補正が行われないため、補正量は「０」に設定される。

そして、ＭＧトルク補正量が設定されると、電子制御装置２０は、ＭＧトルク補正量に基づいて点火遅角補正量ｃを算出する（ステップＳ１１９）。ステップＳ１１９では、ＭＧトルク補正の有無に応じて点火遅角の補正量が決定される。例えばステップＳ１１７の後のステップＳ１１９では、ＭＧトルク補正量が「Ｃ－Ｄ」であるため、この補正量を満たせるように点火遅角補正量ｃが設定される。一方、ステップＳ１１８の後のステップＳ１１９では、ＭＧトルク補正量が「０」であるため、点火遅角補正量ｃはゼロに設定される。

電子制御装置２０は、ベース点火時期ａと点火遅角量ｂと点火遅角補正量ｃとに基づいて、エンジン２の点火時期を決定する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０において、電子制御装置２０はベース点火時期ａから点火遅角量ｂと点火遅角補正量ｃとを減じることにより点火時期を求める。そして、電子制御装置２０は、求めた点火時期となるように、点火時期を制御するための指令信号をエンジン２に出力し、点火時期を制御する。

さらに、電子制御装置２０は、モータ３０の駆動指示を行う（ステップＳ１２１）。ステップＳ１２１では、ＭＧ要求トルクＣがモータ３０の指示トルクに設定される。電子制御装置２０は、ＭＧ要求トルクＣとなるように、回生トルクを制御するための指令信号をモータ３０に出力し、回生トルクを制御する。ステップＳ１２１の処理を実施すると、この制御ルーチンは終了する。

ここで、図４～図９を参照にして、トルクダウン制御を実行する際の車両状態について説明する。

まず、実施例１について説明する。図４は、実施例１におけるトルクダウン制御を実行した際の車両状態の変化を説明するためのタイムチャートである。図５は、比較例１におけるトルクダウン制御を実行した際の車両状態の変化を説明するためのタイムチャートである。なお、実施例を説明する際に比較例を用いて説明する。

実施例１は、アクセルＯＦＦからアクセルＯＮに切り替わった際の制振制御（チップイン制振制御）として、トルクダウン制御を実行し、モータ３０の回生制御を実行するものである。比較例１は、トルクダウン制御時に回生制御が行われず、点火遅角のみによりトルクダウンを行うものである。比較例１ではモータでの回生が行われないので、図５に示すように、アクセル開度要求とトルクダウン要求トルクとの差分だけトルクを失っていることになる。これに対して、実施例１ではモータ３０で回生を行うので、図４に示すように、トルクダウンしたい分をモータ３０で回生することが可能である。

図４に示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除された状態から、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作によってアクセル開度が急峻に立ち上がる（時刻ｔ１１）。時刻ｔ１１において、電子制御装置２０はトルクダウン要求があると判定し、トルクダウン制御を開始する。時刻ｔ１１以降、要求トルクはトルクダウン要求トルクとなるように制御される。また、トルクダウン制御が開始されると、モータ３０の回生制御が開始される。

トルクダウン制御の開始直後（時刻ｔ１１直後）、モータ３０から出力されるトルクは徐変制御により徐変される。理想的には図４に一点鎖線で示す理想のＭＧトルクのようにトルクを急激に変化させて、トルクダウンしたい分をモータ３０で全て回生したいが、現実的にはモータ３０の応答性やエンジン２との協調を考慮し、図５に実線で示す現実のＭＧトルクにようにモータトルクを徐変させる必要がある。そのため、電子制御装置２０は時刻ｔ１１直後に回生トルクの徐変制御を行う。また、徐変制御中は、理想のＭＧトルクに対して現実のＭＧトルクが不足し、トルクダウン要求に対してモータ３０の実トルクが不足することになる。この不足分のトルクダウンを行うために電子制御装置２０は、時刻ｔ１１直後に、点火時期を遅角させる点火遅角制御を開始する。トルクダウン初期において応答性が高い点火時期を制御することにより、モータ３０で下げきれない分のトルクダウンを点火遅角制御により実現する。そのため、時刻ｔ１１直後、アクセル開度要求に応じた点火時期は、図４に一点鎖線で示す理想の点火時期のようになるが、トルクダウン要求に応じた点火時期は図４に実線で示す現実の点火時期のように、理想の点火時期に対して遅角側に制御される。

そして、現実のＭＧトルクが理想のＭＧトルクと一致する（時刻ｔ１２）。時刻ｔ１２において、電子制御装置２０は回生トルクの徐変制御を終了する。この場合、モータ３０の実トルクが理想のＭＧトルク（ＭＧ要求トルク）と一致する状態で回生制御が継続される。つまり、時刻ｔ１２以降、トルクダウン要求分をモータ３０の回生分のみで満たすことが可能になる。そのため、時刻ｔ１２において、電子制御装置２０は点火遅角制御を終了する。時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの間、点火時期は、アクセル開度要求に応じた点火時期となるように徐変される。

その後、トルクダウン要求トルクがアクセル開度要求と一致する（時刻ｔ１３）。時刻ｔ１３において、電子制御装置２０はトルクダウン制御を終了する。

このように、実施例１では、時刻ｔ１１から時刻ｔ１３まで回生制御が実行され、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２まで点火遅角制御が実行される。一方、比較例１では、回生制御は行われずに、時刻ｔ１１から時刻ｔ１３まで点火遅角制御が実行される。実施例１によれば、回生制御によりモータ３０でエネルギを回生することが可能であるとともに、点火遅角制御を実行する期間が比較例１よりも短いため、点火遅角による燃費悪化を抑制することができる。これにより、追加の燃料噴射なしに、回生エネルギを増加させることができる。

次に、実施例２について説明する。図６は、実施例２におけるトルクダウン制御を実行した際の車両状態の変化を説明するためのタイムチャートである。図７は、比較例２におけるトルクダウン制御を実行した際の車両状態の変化を説明するためのタイムチャートである。

実施例２は、走行中に減速回生を行っている状態において、アクセルＯＦＦからアクセルＯＮに切り替わった際の制振制御として、トルクダウン制御を実行するものである。比較例２は、走行中に減速回生を行うものの、トルクダウン制御時にはトルクダウンのための回生制御が行われず、点火遅角制御のみによりトルクダウンを行うものである。比較例２では、図７に示すように、減速回生状態からアクセルＯＮに切り替わると（時刻ｔ２１）、回生を終了するために減速回生トルクがゼロに向けて徐変される（時刻ｔ２１以降）。仮に回生を急に止めるとショックが発生するので、このショックを抑制するために、減速回生トルクの徐変制御が実行される。このように比較例２では、アクセルＯＦＦ時に減速回生を行うものの、トルクダウン時にはトルクダウンのための回生が行われない。これに対して、実施例２ではトルクダウンのための回生が行われるので、図６に示すように、トルクダウンしたい分をモータ３０で回生することが可能である。

図６に示すように、時刻ｔ２１前は、車両１が走行中にアクセルペダルの踏み込みが解除されていることにより、モータ３０による減速回生が行われている。その後、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作によってアクセル開度が急峻に立ち上がると、電子制御装置２０はトルクダウン要求があると判定し、トルクダウン制御を開始する（時刻ｔ２１）。減速回生中にトルクダウン要求がある場合、電子制御装置２０は減速回生トルクとトルクダウン制御トルクとを調停する。つまり、電子制御装置２０はモータ３０の実トルクが調停後トルクとなるように制御する。この調停後トルクは、減速回生トルクとトルクダウン制御トルクとのうち、相対的に小さいほうを選択したものである。

図６に示す例では、時刻ｔ２１において、トルクダウン要求に応じたトルクダウン制御トルクと、減速回生要求に応じた減速回生トルクとが一致していない。時刻ｔ２１直後、調停後トルクが減速回生トルクに沿って変化するように制御される。すなわち、トルクダウン制御の開始直後、電子制御装置２０はモータ３０の実トルクが減速回生トルクに沿って変化するように徐変制御を実行する。さらに、電子制御装置２０は点火遅角制御を実行して調停後点火時期を遅角させる。

そして、調停後トルクがトルクダウン制御トルクと一致する（時刻ｔ２２）。時刻ｔ２２において、電子制御装置２０は減速回生トルクの徐変制御を終了する。この場合、モータ３０の実トルクがトルクダウン制御トルクと一致する状態で回生トルクの徐変制御が行われる。

その後、調停後トルクが理想のＭＧトルクと一致する（時刻ｔ２３）。時刻ｔ２３において、電子制御装置２０は回生トルクの徐変制御を終了する。この場合、モータ３０の実トルクが理想のＭＧトルクと一致する状態で回生制御が継続される。つまり、時刻ｔ２３以降、トルクダウン要求分をモータ３０の回生分のみで満たすことが可能になる。そのため、時刻ｔ２３において、電子制御装置２０は点火遅角制御を終了する。時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの間、調停後点火時期は比較例２と同様に変化し、時刻ｔ２２から時刻ｔ２３までの間、調停後点火時期はアクセル開度要求に応じた点火時期となるように徐変される。その際、調停後点火時期は、その変化量がより大きくなった状態で進角側へと変化する。

そして、トルクダウン要求トルクがアクセル開度要求と一致する（時刻ｔ２４）。時刻ｔ２４において、電子制御装置２０はトルクダウン制御を終了する。

このように、実施例２では、時刻ｔ２２から時刻ｔ２４までトルクダウンのための回生制御が実行され、時刻ｔ２１から時刻ｔ２３まで点火遅角制御が実行される。一方、比較例２では、トルクダウンのための回生制御は行われずに、時刻ｔ２１から時刻ｔ２４まで点火遅角制御が実行される。実施例２によれば、トルクダウンのための回生制御によりモータ３０でエネルギ回生が可能であるとともに、点火遅角制御を実行する期間が比較例２よりも短いため、点火遅角による燃費悪化を抑制することができる。

また、実施例３について説明する。図８は、実施例３におけるトルクダウン制御を実行した際の車両状態の変化を説明するためのタイムチャートである。図９は、比較例３におけるトルクダウン制御を実行した際の車両状態の変化を説明するためのタイムチャートである。

実施例３は、車両１がアイドル状態に移行する際のトルクダウン制御時に、モータ３０による回生制御を実行するものである。比較例３は、アイドル状態となる際に回生制御は行われず、点火遅角制御のみによりトルクダウンを行うものである。この比較例３では、図９に示すように、アクセルＯＮからアクセルＯＦＦに切り替わると、エンジン回転数をアイドル目標回転数に下げるためにトルクダウン制御が開始される（時刻ｔ３１）。この場合、要求トルクは、アクセル開度要求（ＭＢＴトルク）よりも小さいトルクダウン要求トルク（ＩＳＣトルク）に制御される。ＭＢＴトルクは、点火時期がＭＢＴとなる場合のトルクである。ＩＳＣトルクは、アイドル回転数を維持するために出力されるトルクである。このように比較例３では、エンジン回転数をアイドル目標回転数に低下させるために要求トルクを減少させ、その際に、点火時期を遅角させる点火遅角制御を実行するものの、モータによる回生が行われない。これに対して、実施例３では、アイドル状態に移行する際に回生制御を行うので、図８に示すように、トルクダウンしたい分をモータ３０で回生することが可能である。

図８に示すように、アクセルペダルが踏み込まれた状態からアクセルペダルの踏み込みが解除されると、電子制御装置２０はトルクダウン要求があると判定し、アイドル状態へ移行するためのトルクダウン制御を開始する（時刻ｔ３１）。時刻ｔ３１直後からモータ３０の回生制御が開始され、徐変制御により回生トルクが徐変される。この徐変制御中、電子制御装置２０は不足分のトルクダウンを行うために点火時期を遅角させる点火遅角制御を実行する。

そして、現実のＭＧトルクが理想のＭＧトルクと一致すると、ＭＧトルクの徐変制御および点火遅角制御が終了される（時刻ｔ３２）。時刻ｔ３１から時刻ｔ３２までの間、点火時期は比較例３よりも進角側で、トルクダウン要求トルクに応じた点火時期となるように徐変される。

その後、エンジン回転数がアイドル目標回転数に一致する（時刻ｔ３３）。時刻ｔ３３において、電子制御装置２０はトルクダウン制御を終了する。

このように、実施例３では、時刻ｔ３１から時刻ｔ３３まで回生制御が実行され、時刻ｔ３１から時刻ｔ３２まで点火遅角制御が実行される。一方、比較例３では、回生制御は行われずに、時刻ｔ３１から時刻ｔ３３まで点火遅角制御が実行される。実施例３によれば、トルクダウンのための回生制御によりモータ３０でエネルギ回生が可能であるとともに、点火遅角制御を実行する期間が比較例２よりも短いため、点火遅角による燃費悪化を抑制することができる。

以上説明した通り、実施形態によれば、トルクダウン時にモータ３０の実トルクに基づいて点火時期を制御するため、モータ３０の応答遅れが考慮されている。これにより、トルクダウンを行う際にショックの発生を抑制しつつ燃費を向上させることができる。

また、トルクダウン時にエンジン２での追加の燃料噴射なしに、モータ３０でのエネルギ回生量を増加させることが可能である。これにより、ドライバビリティの向上と燃費向上とを両立させることが可能になる。さらに、高応答のトルクダウン制御であっても、要求通りのトルクダウンを実現することが可能になる。

上述した実施形態の変形例として、徐変ガード値は、車速に応じて変化する値に限定されない。例えば、徐変ガード値は、ロックアップクラッチＬＣの係合状態に応じて変化する値であって、ロックアップクラッチＬＣが直結状態でない場合に単位時間当たりの回生トルク変化量が大きな値となるように設定される。ロッククラッチＬＣが直結状態でない場合（解放状態、半係合状態）、トルクコンバータ１１では作動油を介してトルク伝達が行われる。

また、モータ３０の配置は、エンジン２のクランクシャフト２ａと動力伝達可能に接続される設置場所であれば、その設置場所は特に限定されない。要するに、モータ３０はオルタネータとして機能することが可能であれば、その設置場所やエンジン２との接続箇所は特に限定されない。さらに、自動変速機１２の構造は、上述した構造に限定されない。

１ 車両
２ エンジン（内燃機関）
３ 駆動輪
１０ 動力伝達装置
１１ トルクコンバータ
１２ 自動変速機
１３ デファレンシャルギヤ
１４ ドライブシャフト
２０ 電子制御装置
ＬＣ ロックアップクラッチ

Claims (1)

1. 内燃機関と、前記内燃機関と動力伝達可能に接続された回転電機と、前記内燃機関と自動変速機との間に設けられたトルクコンバータと、を備え、
   車両状態に応じたトルクダウン要求がある場合に、前記内燃機関の点火時期を遅角させる点火遅角制御と前記回転電機による回生を行う回生制御とによってトルクダウンを行うことが可能な車両の制御装置であって、
   前記トルクコンバータは、前記回転電機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられたロックアップクラッチを備え、
   前記トルクダウン要求に対して、前記回生制御による前記回転電機の実トルクが不足する場合は、前記内燃機関の点火時期を遅角させることにより不足分のトルクダウンを行い、
   前記回生制御により前記回転電機から出力される回生トルクには、前記回生トルクを徐変させるためのガード値が設定され、
   前記ガード値は、車速に応じて変化する値であって、前記車速が高いほど単位時間当たりの回生トルク変化量が大きくなるように設定されるとともに、前記ロックアップクラッチの作動状態に応じて変化する値であって、前記ロックアップクラッチが直結状態でない場合に単位時間当たりの回生トルク変化量が大きく設定される
   ことを特徴とする車両の制御装置。

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