JPH1023609A - ハイブリッド自動車の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド自動車の制御装置

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JPH1023609A
JPH1023609A JP19404696A JP19404696A JPH1023609A JP H1023609 A JPH1023609 A JP H1023609A JP 19404696 A JP19404696 A JP 19404696A JP 19404696 A JP19404696 A JP 19404696A JP H1023609 A JPH1023609 A JP H1023609A
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JP19404696A
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Yasuhiko Kitajima
康彦 北島
Kazuma Okura
一真 大蔵
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Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原動機の総トルクを変更することなくノッキ
ング等を防止する。 【解決手段】 車両の原動機としてエンジンとモータと
を備えるパラレルハイブリッド自動車の制御装置であ
り、トルク指令分配手段１０にて、アクセル開度信号か
らエンジンＥとモータＭとの両者で出力すべき全トルク
の指令値を演算するとともに、当該全トルクのうちエン
ジンで出力すべきエンジントルクの指令値を演算する。
トルク分配補正手段２０にて、ノッキングなどの車両状
態に基づいて、エンジントルクの指令値を補正して新た
なエンジントルクの指令値を演算するとともに、当該エ
ンジントルクの指令値と全トルクの指令値とに基づいて
モータで出力すべきモータトルクの指令値を演算する。
ノッキング防止のために減少したエンジントルク分はモ
ータトルクで補償する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の原動機とし
てエンジンとモータとを備えるハイブリッド自動車の制
御装置に関し、特にエンジンとモータの何れの出力をも
車両の推進力として用いるパラレルハイブリッド自動車
の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的なガソリンエンジンにおいて、点
火時期に対するエンジントルクは図１１に示すような関
係があり、最大トルクを発生する点火時期（以下、ＭＢ
Ｔともいう）が存在する。このため、エンジンはＭＢＴ
にて点火するように制御するのが一般的である。このＭ
ＢＴは、エンジン回転数やエンジン負荷などのエンジン
の運転状態により変動するので、実際には、図１０に示
すように、これらのエンジン回転数やエンジン負荷に応
じて、ＭＢＴも適切な値に制御されている。
【０００３】一方、エンジンにはノッキングと称される
異常燃焼現象が生じることがあり、このノッキングが生
じ始める点火時期（以下、ノック限界ともいう）とＭＢ
Ｔとは、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、エンジ
ンの運転状態によってその位相関係が前後することがあ
る。同図（Ａ）に示すように、ＭＢＴがノック限界より
遅角側に存在する場合には、点火時期をＭＢＴとなるよ
うに制御すればノッキングが生じることなく最大トルク
を発生させることができるが、同図（Ｂ）に示すよう
に、ＭＢＴがノック限界より進角側に存在する場合に
は、ノッキングが生じるので点火時期をＭＢＴまで進角
させることができない。このため、ＭＢＴがノック限界
より進角側に存在する運転状態には、ノック限界より遅
角側で点火するように制御される。
【０００４】しかしながら、ノック限界は、湿度や燃料
性状などの諸条件により大きく変動するので、点火時期
を常にノック限界の遅角側の近傍で制御することは困難
である。そこで、実際には、予め運転領域に応じて定め
られた点火時期で点火し、ノッキングが検出された場合
には点火時期を遅角するように制御されている。ただ
し、図１１（Ｂ）に示すように、点火時期をＭＢＴより
遅角側とすると、当然のことながらエンジントルクが低
下し、またエネルギ効率も低下するという問題は残され
ている。
【０００５】ところで、近年、低エミッション及び低燃
費の観点から、エンジンとモータとを原動機としたハイ
ブリッド自動車が注目されている。この種のハイブリッ
ド自動車としては、エンジンにより発電機を駆動し、こ
の発電機の出力によりモータを駆動して、このモータを
車両の推進力とするシリーズハイブリッド自動車や、エ
ンジンとモータの何れの出力も車両の推進力として用い
るパラレルハイブリッド自動車などが知られている。
【０００６】パラレルハイブリッド自動車では、エンジ
ントルクとモータトルクとの和が、車両の原動機の総出
力トルクとなる（ただし、エンジンとモータの回転比が
１：１で結合されている場合。）ので、上述したよう
に、ノッキングが生じた場合に点火時期を遅角すると、
エンジントルクが低下し、ガソリン自動車と同様に原動
機の総出力トルクも低下することになる。また、このよ
うに点火時期を遅角すると、燃費も低下し、ハイブリッ
ド自動車が有する低エミッション性及び低燃費性の特徴
を阻害するという問題もある。
【０００７】ハイブリッド自動車におけるノッキングを
防止する方法として、例えば特開平７−２５３，０３４
号公報に開示されたものが知られており、これはノッキ
ングが発生した場合に、点火時期の遅角は行わず、エン
ジンの回転数を増大させるものである。すなわち、ＭＢ
Ｔは、低回転領域ではノック限界より進角側に存在する
が、回転数の増加にともないＭＢＴとノック限界は近接
し、高回転領域ではノック限界より遅角側に存在する。
この特性を利用し、エンジン回転数を増大させることで
ノック限界をＭＢＴより進角側にし、これによりノッキ
ングを防止するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記技術は
エンジン回転数を増加させるものであることから、シリ
ーズハイブリッド自動車には適用できても、エンジン回
転数が増加すると車両速度もそのまま増加するパラレル
ハイブリッド自動車には適用することはできなかった。
【０００９】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、パラレルハイブリッド自動
車においてエンジンとモータとから構成される原動機の
総トルクを変更することなくノッキング等を防止できる
ハイブリッド自動車の制御装置を提供することを目的と
する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の本発明のハイブリッド自動車の制御
装置は、車両の原動機としてエンジンとモータとを備え
るハイブリッド自動車の制御装置において、少なくとも
アクセル開度信号が入力され、前記エンジンと前記モー
タとの両者で出力すべき全トルクの指令値を演算すると
ともに、当該全トルクのうち前記エンジンで出力すべき
エンジントルクの指令値を演算するトルク指令分配手段
と、前記車両の状態を検出する車両状態検出手段と、前
記全トルクの指令値と前記エンジントルクの指令値とが
入力され、前記車両状態検出手段からの信号に基づい
て、前記エンジントルクの指令値を補正して新たなエン
ジントルクの指令値を演算するとともに、当該エンジン
トルクの指令値と前記全トルクの指令値とに基づいて前
記モータで出力すべきモータトルクの指令値を演算する
トルク分配補正手段と、前記エンジントルクの指令値に
基づいて前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、
前記モータトルクの指令値に基づいて前記モータを制御
するモータ制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】この請求項１記載のハイブリッド自動車の
制御装置では、トルク指令分配手段にて、アクセル開度
信号に応じた全トルクの指令値が演算されるとともに、
当該全トルクのうちエンジンで出力すべきエンジントル
クの指令値が演算され、トルク分配補正手段にて、車両
状態に基づいて、エンジントルクの指令値が補正される
とともに、全トルクの指令値から当該エンジントルクの
指令値を減じることにより、モータトルクの指令値が演
算される。すなわち、ノッキングの発生などが生じた場
合には、エンジントルクの指令値を減少させるととも
に、当該エンジントルクの減少分と同じ大きさのモータ
トルクを増大させ、これにより、原動機の合計出力トル
クを変化させることなくノッキングを防止する。
【００１２】また、上記目的を達成するために、請求項
２記載のハイブリッド自動車の制御装置は、前記トルク
分配補正手段は、前記車両状態検出手段からの信号に基
づいて、前記エンジントルクの指令値を補正して新たな
エンジントルクの指令値を演算するエンジントルク指令
補正部と、前記エンジンの応答遅れに相当する応答特性
を有し、前記新たなエンジントルクの指令値に基づいて
前記エンジンが出力するトルクの推定値を演算するロー
パスフィルタと、前記全トルク指令値から前記ローパス
フィルタの出力を減算してモータトルクの指令値を演算
する減算器と、を有することを特徴とする。
【００１３】この請求項２記載のハイブリッド自動車の
制御装置では、エンジントルクとモータトルクとの分配
を変更する際に、エンジントルクの応答遅れをモータト
ルクによって補償する。すなわち、エンジントルク指令
補正部で補正された新たなエンジントルク指令値がロー
パスフィルタに入力されると、エンジンの出力トルクの
推定値が演算され減算器に送出される。減算器では、全
トルク指令値からローパスフィルタの出力を減算するこ
とによりモータトルクの指令値が演算される。これによ
り、エンジントルク指令値を変更した場合においても、
全トルクが過渡的に変動するのを防止できる。
【００１４】上記目的を達成するために、請求項３記載
のハイブリッド自動車の制御装置は、前記エンジントル
クの指令値とエンジン回転数とに基づいてエンジンの応
答遅れの時定数を推定するエンジン応答遅れ推定手段を
さらに有し、前記ローパスフィルタの時定数が、前記エ
ンジン応答遅れ推定手段からの出力値に連動して変更さ
れることを特徴とする。
【００１５】この請求項３記載のハイブリッド自動車の
制御装置では、エンジンの動作状況により変動するトル
ク応答性に応じたエンジントルク推定値が演算され、こ
れにより過渡段階での全トルクの変動を抑制することが
できる。すなわち、エンジンの応答遅れは、エンジンの
トルク指令値とエンジン回転数とによって変動するが、
請求項３記載のハイブリッド自動車の制御装置では、エ
ンジン応答遅れ推定手段にて、エンジントルクの指令値
とエンジン回転数とに基づいてエンジンの応答遅れの時
定数を推定し、ローパスフィルタの時定数が、エンジン
応答遅れ推定手段からの出力値に連動して変更されるの
で、あらゆるエンジン動作領域で、過渡的な全トルクの
変動が防止できる。
【００１６】上記目的を達成するために、請求項４記載
のハイブリッド自動車の制御装置は、前記車両状態検出
手段が、前記エンジンのノッキング状態を検出するノッ
キング検出手段であり、前記トルク分配補正手段は、ノ
ッキングが発生したときに前記エンジントルクを小さく
する指令を生成し、当該小さくした分だけ前記モータト
ルクを大きくする指令を生成することを特徴とする。
【００１７】この請求項４記載のハイブリッド自動車の
制御装置では、ノッキング検出手段によりエンジンのノ
ッキングの有無を検出し、エンジンにノッキングが発生
すると、このノッキングを抑えるために、トルク分配補
正手段にて、エンジンのトルク指令値を小さく補正す
る。これによりノッキングは抑制される。またこのと
き、全トルクは減少するので、この分だけモータのトル
ク指令値を大きくし、これをモータ制御手段に送出す
る。これにより、全トルクを一定に保ちながら、すなわ
ちアクセル開度に応じたまま、ノッキングを防止するこ
とができる。
【００１８】上記目的を達成するために、請求項５記載
のハイブリッド自動車の制御装置は、前記モータのエネ
ルギ源であるバッテリ状態を検出するバッテリ状態検出
手段をさらに有し、前記バッテリ状態検出手段の出力値
から前記バッテリのエネルギの入出力量を現状以上にで
きないと判断したときは、前記エンジン制御手段は点火
時期を遅らせ、前記トルク分配補正手段は、前記点火時
期の遅角によるエンジントルクの低下分を補うように、
エンジントルクを大きくする指令値を生成することを特
徴とする。
【００１９】この請求項５記載のハイブリッド自動車の
制御装置では、バッテリ状態検出手段によってバッテリ
からの入出力量を大きくできるかどうかを検出し、それ
が可能な場合には、エンジンのトルク減少分をモータの
トルクで補う。これにより、全トルクを一定に保ちなが
ら、すなわちアクセル開度に応じたまま、ノッキングを
防止することができる。
【００２０】一方、バッテリからの入出力量が現在以上
に実行できない場合には、エンジンのトルク減少分をモ
ータによって補償する制御は行わず、その代わりに、エ
ンジン制御手段にて点火時期を遅らせ、これによりエン
ジンのノッキングを防止するとともに、当該点火時期を
遅らせることにより生じるエンジントルクの減少を補正
するために、トルク分配補正手段にてエンジントルク指
令値自体を大きくする。これにより、全トルクを全トル
ク指令値に追従させたままノッキングが防止できるとと
もに、モータトルク指令値は変更されないので、モータ
の適正な状態での使用が確保される。
【００２１】上記目的を達成するために、請求項６記載
のハイブリッド自動車の制御装置は、前記車両状態検出
手段が、前記エンジンの排気酸素濃度を検出する手段及
び燃料噴射量の増減を検出する手段であり、前記トルク
分配補正手段は、前記排気酸素濃度及び燃料噴射量の増
減から求められる空燃比に基づいて、前記エンジントル
クを補正することを特徴とする。
【００２２】この請求項６記載のハイブリッド自動車の
制御装置では、トルク分配補正手段にて、空燃比がリー
ンであるときは、空燃比の変化に応じて変動するエンジ
ントルク分を上乗せし、新たなエンジントルク指令値を
演算する。このとき、モータトルク指令値は、全トルク
指令値から新たなエンジントルク指令値を減じることに
より求める。こうすることにより、空燃比フィードバッ
ク制御によって生じるエンジントルクの変動を補正でき
るので、全トルク指令値を実際に出力される全トルクに
一致させることができる。
【００２３】
【発明の効果】請求項１記載のハイブリッド自動車の制
御装置によれば、トルク分配手段で予め定められたエン
ジントルクとモータトルクの分配率を、車両状態に応じ
て適宜補正できるので、アクセル開度に応じた全トルク
を変更することなく、より円滑な運転が実現できる。
【００２４】請求項２記載のハイブリッド自動車の制御
装置によれば、エンジントルクとモータトルクとの分配
を変更する際に、エンジントルクの応答遅れをモータト
ルクによって補償するので、エンジントルク指令値を変
更した場合においても、全トルクが過渡的に変動するの
を防止できる。
【００２５】請求項３記載のハイブリッド自動車の制御
装置によれば、エンジントルクの指令値とエンジン回転
数とに基づいてエンジンの応答遅れの時定数を推定し、
ローパスフィルタの時定数が、エンジン応答遅れ推定手
段からの出力値に連動して変更されるので、あらゆるエ
ンジン動作領域で、過渡的な全トルクの変動が防止でき
る。
【００２６】請求項４記載のハイブリッド自動車の制御
装置によれば、全トルクを一定に保ちながら、すなわち
アクセル開度に応じたまま、ノッキングを防止すること
ができる。
【００２７】請求項５記載のハイブリッド自動車の制御
装置によれば、全トルクを全トルク指令値に追従させた
ままノッキングが防止できるとともに、バッテリが保護
されてモータの適正な状態での使用が確保される。
【００２８】請求項６記載のハイブリッド自動車の制御
装置によれば、空燃比フィードバック制御によって生じ
るエンジントルクの変動を補正できるので、全トルク指
令値を実際に出力される全トルクに一致させることがで
きる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。第１実施形態 図１は、本発明のハイブリッド自動車の制御装置の第１
実施形態を示すブロック図、図２は、同実施形態のモー
タ制御手段の具体的構成を示すブロック図である。
【００３０】このハイブリッド自動車Ｖは、エンジンＥ
のクランクシャフトとモータＭの回転子とが出力軸Ｓで
一体となって回転するよう接続された、いわゆるパラレ
ルハイブリッド自動車である。この出力軸Ｓは、図外の
クラッチを介してトランスミッションＴに接続されてお
り、これにより駆動輪Ｈが回転する。
【００３１】エンジンＥは、エンジン制御手段３０から
の信号によって制御され、このために当該エンジン制御
手段３０では、後述するトルク分配補正手段２０からの
エンジントルク指令に応じた出力トルクとなるように、
空気量、点火時期及び燃料噴射量などの諸条件が演算さ
れ、これらの各信号がエンジンに送出される。また、こ
のエンジン制御手段３０では、ノック限界がＭＢＴより
も進角側に存在する場合には点火時期をＭＢＴとし、ノ
ック限界がＭＢＴよりも遅角側に存在する場合には点火
時期をノック限界近傍の遅角側で制御するようになって
いる。
【００３２】モータＭは、バッテリＢをエネルギ源と
し、モータ制御手段４０からの信号によって制御され
る。このモータ制御手段４０は、例えば図２に示すベク
トル制御による方式が採用されている。すなわち、モー
タトルク指令に基づいて、モータの励磁電流成分指令、
トルク電流成分指令及びすべり周波数をベクトル制御則
にしたがって演算し、これらの値に追従するように電流
制御することで、モータの出力トルクを指令値に一致さ
せるものである。
【００３３】本実施形態のハイブリッド自動車の制御装
置は、主としてトルク指令分配手段１０、トルク分配補
正手段２０及び車両状態検出手段５０から構成されてい
る。
【００３４】トルク指令分配手段１０は、例えばマイク
ロコンピュータから構成され、このトルク指令分配手段
１０には、少なくともアクセル開度信号が入力される。
そして、エンジンＥとモータＭとの両者で出力すべき全
トルクの指令値が演算されるとともに、この全トルクの
うち、エンジンＥで出力すべきエンジントルクの指令値
が演算される。このトルク指令分配手段１０で演算され
た全トルク指令値とエンジントルク指令値はトルク分配
補正手段２０に送出される。
【００３５】このトルク指令分配手段１０におけるエン
ジンＥとモータＭとのトルク分配は、外部からの入力に
より、或いは予め定められた手順によって決定される
が、特に限定はされない。例えば、走行場所が住宅地や
市街地の場合にはエミッション性を高めるためにモータ
トルクの分配を大きくする一方で、郊外を走行する場合
には燃費性を考慮してエンジントルクの分配を大きくす
るといったことが例示できる。
【００３６】車両状態検出手段５０は、車両の状態を検
出するもので、具体的内容は特に限定されない。例え
ば、エンジンの状態やモータの状態、或いはその他の車
両状態であっても良い。本実施形態では、車両状態検出
手段５０の一例として、エンジン冷却水の温度を挙げ、
エンジン冷却水の温度が適正範囲から外れて、例えば高
温となった場合には、トルク指令分配手段１０からのト
ルク分配をモータトルクが大きくなるように変更するも
のとする。
【００３７】トルク分配補正手段２０は、例えばマイク
ロコンピュータから構成され、上述したトルク指令分配
手段１０から全トルクの指令値とエンジントルクの指令
値とが入力される。そして、車両状態検出手段５０から
の信号に基づいて、エンジントルクの指令値を補正して
新たなエンジントルクの指令値を演算するとともに、当
該エンジントルクの指令値と全トルクの指令値とに基づ
いてモータＭで出力すべきモータトルクの指令値を演算
する。
【００３８】次に作用を説明する。トルク指令分配手段
１０にアクセル開度に関する信号が入力されると、当該
トルク指令分配手段１０では、アクセル開度に比例した
全トルク指令を出力する。また、パラレルハイブリッド
自動車においては、エンジントルクの指令値とモータト
ルクの指令値の和が全トルクの指令値となることから、
走行場所などの諸条件によって予め定められた分配率に
したがい、エンジントルクの指令値を演算する。これに
より、モータトルクの指令値も定まることになる。
【００３９】このようにして演算された全トルク指令値
とエンジントルク指令値は、トルク分配補正手段２０に
送出され、ここで車両状態検出手段５０からの入力信号
に基づいて、これらの指令値を必要に応じて補正する。
例えば、エンジン冷却水の温度が上昇している場合に
は、エンジントルク指令値を小さくし、その分だけモー
タトルク指令値を大きくする。
【００４０】このトルク分配補正手段２０で補正された
新たなエンジントルク指令値とモータトルク指令値は、
それぞれエンジン制御手段３０とモータ制御手段４０に
送出され、それぞれのトルク指令値に応じた制御が実行
される。
【００４１】本実施形態では、トルク分配手段１０で予
め定められたエンジントルクとモータトルクの分配率
を、車両状態に応じて適宜補正できるので、全トルクを
変更することなく、より円滑な運転が実現できる。
【００４２】第２実施形態 図３は、本発明のハイブリッド自動車の制御装置の第２
実施形態を示すブロック図、図４は、同実施形態の作用
を説明するためのグラフであり、上述した第１実施形態
と同一の部材には同一の符号が付されている。
【００４３】本実施形態のハイブリッド自動車の制御装
置は、車両状態検出手段５０としてノッキング検出セン
サ５２が設けられ、このノッキング検出センサ５２で検
出されるノッキングの有無により、トルク分配補正手段
２０における制御内容を決定する点が上記第１実施形態
と相違している。すなわち、トルク分配補正手段２０で
は、ノッキングが発生したときには、エンジントルクを
小さくする指令を生成し、当該小さくした分だけモータ
トルクを大きくする指令を生成し、これらエンジントル
ク指令値とモータトルク指令値とをそれぞれエンジン制
御手段３０とモータ制御手段４０に送出する。
【００４４】このように構成された本実施形態のハイブ
リッド自動車の制御装置では、図４に示すように、アク
セル開度に応じた全トルク指令値が与えられると、トル
ク指令分配手段１０にて、予め定められた分配率にした
がって、全トルク指令値とエンジントルク指令値とが演
算される。この全トルク指令値とエンジントルク指令値
は、トルク分配補正手段２０に送出され、ここでノッキ
ングの有無によって補正が実行される。
【００４５】例えば、図４に示すように、ノッキングが
生じていない時刻ｔ０〜ｔ１の間は、トルク指令分配手
段１０からの指令値通りにエンジントルクとモータトル
クとを制御する。この場合は、モータトルクを一定に
し、全トルクの増加分をエンジントルクで補っている。
【００４６】時刻ｔ１においてエンジンＥにノッキング
が発生すると、このノッキングを抑えるために、トルク
分配補正手段２０にて、エンジンＥのトルク指令値を小
さく補正し、これをエンジン制御手段３０に送出する。
これによりノッキングは抑制されるが、全トルクは減少
するので、この分だけモータＭのトルク指令値を大きく
し、これをモータ制御手段４０に送出する。これによ
り、全トルクを一定に保ちながら、すなわちアクセル開
度に応じたまま、ノッキングを防止することができる。
【００４７】時刻ｔ１で生じたノッキングが、上記補正
によって抑制されると、時刻ｔ１〜ｔ２に示されるよう
に、再び当初の制御に戻す。この場合は、全トルク指令
値が大きくほぼエンジンＥのみによって走行する場合で
ある。モータトルクを必要としない場合には、図４に示
すようにモータＭのトルク指令値を負の値として、モー
タＭの回生を行うこともできる。
【００４８】なお、時刻ｔ２において、すなわちモータ
Ｍの回生を行っている間に、エンジンＥのノッキングが
生じても、上記と同様に、トルク分配補正手段２０に
て、エンジンＥのトルク指令値を小さく補正するととも
に、このトルク減少分だけモータＭのトルク指令値を大
きくする。これにより、全トルクを一定に保ちながら、
すなわちアクセル開度に応じたまま、ノッキングを防止
することができる。
【００４９】第３実施形態 図５は、本発明のハイブリッド自動車の制御装置の第３
実施形態を示すブロック図であり、上述した第１実施形
態及び第２実施形態と同一の部材には同一の符号が付さ
れている。
【００５０】本実施形態のハイブリッド自動車の制御装
置は、車両状態検出手段５０としてノッキング検出セン
サ５２が設けられ、このノッキング検出センサ５２で検
出されるノッキングの有無により、トルク分配補正手段
２０における制御内容を決定する点、及びモータＭのエ
ネルギ源であるバッテリＢの状態を検出するバッテリ状
態検出手段７０が設けられている点が、上記第１実施形
態と相違している。
【００５１】ここでいうバッテリ状態とは、バッテリＢ
が、現在の状態以上にバッテリＢからのエネルギの移動
が実行できる状態にあるかどうかをいい、具体的にはバ
ッテリ残存容量（バッテリ電圧等）やバッテリ温度によ
り上記判断が行われる。つまり、バッテリ残存容量が少
ない場合には、バッテリＢからの出力をさらに大きくす
ることは困難であるし、またバッテリ温度が適正範囲よ
りも上昇している場合にもバッテリＢからの出力を大き
くすることは困難である。このため、本実施形態では、
バッテリ状態検出手段７０によってバッテリＢからの出
力を大きくできるかどうかを検出し、それが可能な場合
には、エンジンＥのトルク減少分をモータＭのトルクで
補うこととしている。つまり、図４に示すように、時刻
ｔ１においてエンジンＥにノッキングが発生すると、こ
のノッキングを抑えるために、トルク分配補正手段２０
にて、エンジンＥのトルク指令値を小さく補正し、これ
をエンジン制御手段３０に送出する。これによりノッキ
ングは抑制されるが、全トルクは減少するので、この分
だけモータＭのトルク指令値を大きくし、これをモータ
制御手段４０に送出する。これにより、全トルクを一定
に保ちながら、すなわちアクセル開度に応じたまま、ノ
ッキングを防止することができる。
【００５２】一方、バッテリＢからの出力が現在以上に
実行できない場合には、エンジンＥのトルク減少分をモ
ータＭによって補償する制御は行わない。その代わり
に、エンジン制御手段３０にて点火時期を遅らせ、これ
によりエンジンＥのノッキングを防止するとともに、当
該点火時期を遅らせることにより生じるエンジントルク
の減少を補正するために、トルク分配補正手段２０にて
エンジントルク指令値自体を大きくする。これにより、
全トルクを全トルク指令値に追従させたままノッキング
が防止できるとともに、モータトルク指令値は変更され
ないので、モータＭの適正な状態での使用が確保され
る。
【００５３】第４実施形態 図６は、本発明のハイブリッド自動車の制御装置の第４
実施形態を示すブロック図であり、上述した第１〜３実
施形態に係るトルク指令分配手段１０とトルク分配補正
手段２０に関する他の実施形態である。
【００５４】本実施形態では、トルク指令分配手段１０
は、アクセル開度に関する信号が入力され、エンジンＥ
とモータＭとの両者で出力すべき全トルクの指令値が演
算される全トルク指令演算部１２と、この全トルクのう
ち、エンジンＥで出力すべきエンジントルクの指令値が
演算されるエンジントルク指令演算部１４とから構成さ
れている。全トルク指令演算部１２で演算された全トル
ク指令値は、トルク分配補正手段２０の減算器２６の加
算側端子に送出され、エンジントルク指令演算部１４で
演算されたエンジントルク指令値は、トルク分配補正手
段２０のエンジントルク指令補正部２２に送出される。
【００５５】トルク分配補正手段２０は、ノッキング検
出センサ５２からのノッキング検出信号や、バッテリ状
態検出手段７０からのバッテリ電圧などの車両状態に関
する信号が入力され、エンジントルク指令値を補正する
エンジントルク指令補正部２２と、エンジンＥの出力ト
ルクの応答を推定するためのローパスフィルタ２４と、
全トルク指令値からエンジンＥの出力トルクの応答推定
値を減じるための減算器２６とから構成されている。
【００５６】ローパスフィルタ２４は、その応答特性が
エンジンＥの応答遅れに相当するように設計されてお
り、エンジントルク指令補正部２２で補正されたエンジ
ントルク指令値（図７に一点鎖線で示す。）に対して、
エンジンＥの出力トルクの応答遅れ（図７に点線で示
す。）に相当する推定値が演算され、この推定値が減算
器２６に送出される。図７は、エンジントルクの指令値
を変更した場合におけるエンジンＥの出力トルクの変化
を示すグラフであり、主としてエンジンＥの出力を支配
する空気量の追従性が原因で、指令値に対して実際の出
力トルクの応答は遅れる。このため、本実施形態では、
エンジントルク指令値を変更した場合であっても、全ト
ルクを変動させないために、エンジンの出力の応答遅れ
を当該ローパスフィルタ２４で補正する。また、このエ
ンジンＥの出力トルクの遅れは、エンジンＥの出力トル
クと、エンジン回転数によって変動するので、エンジン
トルク指令値とエンジン回転数とによってローパスフィ
ルタ２４の特性を変化させ、エンジンＥのトルク応答に
より近い応答特性が得られるようになっている。
【００５７】減算器２６は、トルク指令分配手段１０の
全トルク指令演算部１２から入力される全トルク指令値
から、ローパスフィルタ２４から入力されるエンジン出
力トルクの推定値を減じる演算を実行し、これをモータ
トルク指令値としてモータ制御手段４０に送出する。
【００５８】このように構成された本実施形態のハイブ
リッド自動車の制御装置では、ローパスフィルタ２４に
てエンジンＥの出力トルクの応答遅れが補正されるの
で、エンジントルク指令補正部２２でエンジントルク指
令値が変更されたとしても、図８に示すように、エンジ
ン出力トルクの推定値は、実際のエンジン出力トルクに
一致し、これにより全出力トルクの指令値は実際の全出
力トルクに一致する。このように、本実施形態によれ
ば、エンジントルク指令値が補正等によって過渡的に変
更されても、全トルク指令値と全出力トルクが一致する
こととなる。なお、本実施形態によれば、補正によって
エンジントルク指令値が変更される場合以外にも、例え
ばアクセル開度が変更されたことでエンジントルク指令
が変更される場合にも同様に有効となる。
【００５９】第５実施形態 図９は、本発明のハイブリッド自動車の制御装置の第５
実施形態を示すブロック図であり、空燃比フィードバッ
ク制御に関する実施形態である。すなわち、上述した第
１実施形態における車両状態が、エンジンＥの空燃比の
リーン／リッチ信号と燃料噴射量の増減信号である実施
形態であり、空燃比フィードバック制御は、エンジン排
気の酸素濃度を検出し空燃比を増減する制御である。
【００６０】本実施形態では、エンジンＥの排気管に
は、当該排気管の酸素濃度を検出するためのＯ2 センサ
５４が設けられており、酸素濃度がトルク分配補正手段
２０に送出される。また、エンジン制御手段３０から
は、燃料噴射量の増減信号がトルク分配補正手段２０に
送出される。
【００６１】空燃比がリーンである場合には、リッチ側
に近づくにしたがってエンジン出力はアップする一方
で、空燃比がリッチである場合には空燃比によるエンジ
ン出力の変化は小さい。そこで、トルク分配補正手段２
０では、空燃比がリーンであるときは、空燃比の変化に
応じて変動するエンジントルク分を上乗せし、新たなエ
ンジントルク指令値を演算する。このとき、モータトル
ク指令値は、全トルク指令値から新たなエンジントルク
指令値を減じることにより求める。
【００６２】このように構成された本実施形態のハイブ
リッド自動車の制御装置によれば、空燃比フィードバッ
ク制御によって生じるエンジントルクの変動を補正する
ので、全トルク指令値を実際に出力される全トルクに一
致させることができる。
【００６３】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。
【００６４】例えば、第１実施形態でいう車両状態とし
ては、エンジン制御においてトルクが変動する各種要因
が含まれ、上述した以外にも、吸気ポートの長さを切り
替えるための可変吸気バルブの開閉信号、キャニスタの
パージコントロールバルブの開閉信号、或いはＥＧＲ
（排気環流）コントロールバルブの開閉信号などを例示
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハイブリッド自動車の制御装置の第１
実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明に係るモータ制御手段の実施形態を示す
ブロック図である。
【図３】本発明のハイブリッド自動車の制御装置の第２
実施形態を示すブロック図である。
【図４】第２実施形態の作用を説明するためのグラフで
ある。
【図５】本発明のハイブリッド自動車の制御装置の第３
実施形態を示すブロック図である。
【図６】本発明のハイブリッド自動車の制御装置の第４
実施形態の要部を示すブロック図である。
【図７】第４実施形態の作用を説明するためのグラフで
ある。
【図８】第４実施形態の作用を説明するためのグラフで
ある。
【図９】本発明のハイブリッド自動車の制御装置の第５
実施形態の要部を示すブロック図である。
【図１０】点火時期の制御を示すグラフである。
【図１１】点火時期とエンジン出力トルクとの関係を示
すグラフである。
【符号の説明】
Ｖ…自動車 Ｅ…エンジン Ｍ…モータ Ｂ…バッテリ １０…トルク指令分配手段 １２…全トルク指令演算部 １４…エンジントルク指令演算部 ２０…トルク配分補正手段 ２２…エンジントルク指令補正部 ２４…ローパスフィルタ ２６…減算器 ３０…エンジン制御手段 ４０…モータ制御手段 ５０…車両状態検出手段 ５２…ノッキング検出手段 ５４…Ｏ2 センサ ７０…バッテリ状態検出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８Ａ 45/00 ３５８ Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｚ ３６８

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両の原動機としてエンジンとモータと
    を備えるハイブリッド自動車の制御装置において、 少なくともアクセル開度信号が入力され、前記エンジン
    と前記モータとの両者で出力すべき全トルクの指令値を
    演算するとともに、当該全トルクのうち前記エンジンで
    出力すべきエンジントルクの指令値を演算するトルク指
    令分配手段と、 前記車両の状態を検出する車両状態検出手段と、 前記全トルクの指令値と前記エンジントルクの指令値と
    が入力され、前記車両状態検出手段からの信号に基づい
    て、前記エンジントルクの指令値を補正して新たなエン
    ジントルクの指令値を演算するとともに、当該エンジン
    トルクの指令値と前記全トルクの指令値とに基づいて前
    記モータで出力すべきモータトルクの指令値を演算する
    トルク分配補正手段と、 前記エンジントルクの指令値に基づいて前記エンジンを
    制御するエンジン制御手段と、 前記モータトルクの指令値に基づいて前記モータを制御
    するモータ制御手段とを備えたことを特徴とするハイブ
    リッド自動車の制御装置。
  2. 【請求項２】 前記トルク分配補正手段は、 前記車両状態検出手段からの信号に基づいて、前記エン
    ジントルクの指令値を補正して新たなエンジントルクの
    指令値を演算するエンジントルク指令補正部と、 前記エンジンの応答遅れに相当する応答特性を有し、前
    記新たなエンジントルクの指令値に基づいて前記エンジ
    ンが出力するトルクの推定値を演算するローパスフィル
    タと、 前記全トルク指令値から前記ローパスフィルタの出力を
    減算してモータトルクの指令値を演算する減算器と、を
    有することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド自
    動車の制御装置。
  3. 【請求項３】 前記エンジントルクの指令値とエンジン
    回転数とに基づいてエンジンの応答遅れの時定数を推定
    するエンジン応答遅れ推定手段をさらに有し、 前記ローパスフィルタの時定数が、前記エンジン応答遅
    れ推定手段からの出力値に連動して変更されることを特
    徴とする請求項２記載のハイブリッド自動車の制御装
    置。
  4. 【請求項４】 前記車両状態検出手段が、前記エンジン
    のノッキング状態を検出するノッキング検出手段であ
    り、 前記トルク分配補正手段は、ノッキングが発生したとき
    に前記エンジントルクを小さくする指令を生成し、当該
    小さくした分だけ前記モータトルクを大きくする指令を
    生成することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載
    のハイブリッド自動車の制御装置。
  5. 【請求項５】 前記モータのエネルギ源であるバッテリ
    状態を検出するバッテリ状態検出手段をさらに有し、 前記バッテリ状態検出手段の出力値から前記バッテリの
    エネルギの入出力量を現状以上にできないと判断したと
    きは、前記エンジン制御手段は点火時期を遅らせ、 前記トルク分配補正手段は、前記点火時期の遅角による
    エンジントルクの低下分を補うように、エンジントルク
    を大きくする指令値を生成することを特徴とする請求項
    ４記載のハイブリッド自動車の制御装置。
  6. 【請求項６】 前記車両状態検出手段が、前記エンジン
    の排気酸素濃度を検出する手段及び燃料噴射量の増減を
    検出する手段であり、 前記トルク分配補正手段は、前記排気酸素濃度及び燃料
    噴射量の増減から求められる空燃比に基づいて、前記エ
    ンジントルクを補正することを特徴とする請求項１〜５
    の何れかに記載のハイブリッド自動車の制御装置。
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