WO2019146401A1 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】エンジン出力を増大させる際のエンジン回転数の目標値への到達遅れを抑制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。 【解決手段】エンジンと、エンジンに連結されかつエンジンが出力するトルクとは反対方向のトルクを出力するモータとを備え、加速要求の際にアクセル開度および車速に基づいて要求駆動力(Te_base_req)を求め、要求駆動力(Te_base_req)に基づいて目標エンジン回転数(Ne_req)を設定し、実際のエンジン回転数(Ne)が目標エンジン回転数(Ne_req)に追従して変化するようにモータのトルクを制御する。コントローラは、加速要求の際に、目標エンジン回転数(Ne_req)と実際のエンジン回転数(Ne)との偏差(Ne_err)に応じて要求駆動力(Te_base_req)の付加分(Te_iner_fb)を決めて、付加分(Te_iner_fb)に対応する付加トルク(Te_iner)を定める。付加トルク(Te_iner)は、偏差(Ne_err)が小さいほど小さくなる。

Description

ハイブリッド車両の制御装置
　この発明は、駆動力源としてエンジンと発電機能のあるモータとを備えたハイブリッド車両の制御装置に関し、特にエンジン出力を増大させる際の回転数を制御する制御装置に関するものである。
　車両の駆動力源としてエンジンが広く用いられており、最近ではエンジンとモータとが駆動力源として併用されるようになってきている。これらいずれの形式の車両であっても、エンジンの出力は、駆動要求を満たし、また燃費が良好になるように制御される。一方、エンジンの回転数は、その出力側に連結されている変速機の変速比によって制御することができる。最近では、変速比を無段階に変化させることのできる無段変速機を使用して、エンジン回転数を燃費が良好になる回転数に制御することが行われている。また、モータあるいはモータ・ジェネレータによってエンジンの回転数を連続的に変化させることのできるハイブリッド車においても、エンジン回転数を燃費が良好になる回転数に制御することが行われている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置は、過給機付きエンジンとモータとを備えた車両を対象とした制御装置であって、アクセルペダルが大きく踏み込まれるなどのことによる高負荷運転時に過給する場合、エンジンの回転数の上昇速度をモータによって制限するように構成されている。また、特許文献１に記載された装置においては、制限された前記上昇速度は、内燃機関の実回転速度が目標回転速度に近づいた場合に小さい速度に制限される。
特開２０１５－１０７６８５号公報
　上記の特許文献１に記載された装置では、過給によってエンジン回転数が急激に増大することを抑制するために、過給を行う場合にエンジン回転数の上昇速度を制限している。したがって、過給を開始することに伴ってエンジン回転数やトルクが急減に変化（増大）したり、それに伴って違和感が生じたりすることを抑制できる。しかしながら、エンジン回転数の上昇速度を制限するのであるから、目標とするエンジン出力（エンジンパワー）に到達するまでの時間遅れが生じてしまう。ターボ過給を行うとすれば、ターボラグが加わるから、遅れ時間が更に顕著になってしまう。また一方、過給を行わないとすれば、エンジン回転数あるいはパワーほ目標値に向けて制御する際の回転数もしくはパワーの増大速度が速くなり、その結果、目標値への収束性が悪化する可能性がある。また反対に、回転数やパワーの目標値への収束性を重視して、回転数やパワーの増大速度を設定すると、目標とするエンジン出力（エンジンパワー）に到達するまでの時間遅れが大きくなってしまう可能性がある。
　この発明は上記の技術的課題に着目して創作されたものであり、エンジン出力を増大させる際のエンジン回転数の目標値への到達遅れを抑制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ものである。
　上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンと、前記エンジンの回転数を制御するモータとを備え、加速要求に基づいて前記エンジンの目標回転数を設定し、前記エンジンの回転数が前記目標回転数となるように前記モータによって前記エンジンの回転数を制御するハイブリッド車両の制御装置において、前記エンジンと前記モータとを制御するコントローラを備え、前記コントローラは、前記加速要求に基づいて前記エンジンの回転数を増大させる際に、前記エンジンの目標回転数と前記エンジンの実際の回転数との偏差を求め、前記偏差に応じた回転数上昇率目標値を求め、前記回転数上昇率目標値と予め定めた慣性モーメントとに基づいて付加トルクを求め、前記エンジンの回転数を前記目標回転数に増大させるのに要する目標トルクを、前記付加トルクを含むトルクとして求めることを特徴とするものである。
　この発明においては、前記コントローラは、更に、前記加速要求を表しているアクセル開度と、車速とに基づいて前記エンジンの要求パワーを求め、前記要求パワーと前記目標回転数とに基づいて基準目標トルクを求め、前記基準目標トルクと前記付加トルクとにより前記目標トルクを求めてもよい。
　この発明においては、前記回転数上昇率目標値は、前記偏差が大きいほど大きい値に定められていてよい。
　この発明においては、前記コントローラは、前記偏差が予め定めた値以上の場合には、前記回転数上昇率目標値を、予め定めた最大値に設定してよい。
　この発明においては、前記コントローラは、更に、前記エンジンの回転数の実上昇率を求め、前記回転数上昇率目標値と前記実上昇率との上昇率差を求め、前記上昇率差に基づいて補正トルクを求め、前記補正トルクによって前記目標トルクを補正してよい。
　この発明においては、前記回転数上昇率目標値は、ステップ的に変化するように設定されており、前記コントローラは、更に、前記回転数上昇率目標値がステップ的に変化した際に、前記回転数上昇率目標値がステップ的に変化する直前における前記回転数上昇率目標値と前記エンジンの回転数の上昇率との差を求め、前記回転数上昇率目標値がステップ的に変化する直前における前記差に基づいて補正係数を求め、前記補正係数によって前記付加トルクを補正してよい。
　この発明によれば、加速要求に基づいてエンジン回転数を上昇させる場合、エンジン回転数が上昇することに伴う慣性トルクを含んだ目標トルクを設定し、その目標トルクによってエンジン回転数を制御する。しかも、目標トルクに含まれる慣性トルクは、目標エンジン回転数と実際のエンジン回転数との偏差に応じたトルクであって、その偏差が大きいほど大きく、言い換えれば、偏差が小さいほど小さく設定する。そのため、エンジン回転数が迅速に上昇するとともに目標回転数に近付くと上昇率（上昇速度）が小さくなるので、実際のエンジン回転数が、目標回転数から大きくオーバーシュートすることなく、目標回転数に迅速に収束する。結局、加速要求に応じた目標パワーを迅速に出力することが可能になる。
この発明で対象とすることのできるハイブリッド車両におけるパワートレーンの一例を模式的に示す図である。 エンジンの出力トルクが増大要求された際に、イナーシャトルクに相当する分、駆動トルクを増大させるＥＣＵの制御の一例を示すフローチャートである。 図２の制御例を実行した際の動作例を示すタイムチャートである。 図２の制御例とは異なる他の制御例を示すフローチャートである。 図４の制御例を実行した際の動作例を示すタイムチャートである。
　つぎに、この発明の実施形態を図を参照しつつ説明する。先ず、この発明に係る実施形態の制御装置で対象とするハイブリッド車両について説明する。図１は、ハイブリッド車両Ｖｅ（車両Ｖｅ）のパワートレーンの一例を示すスケルトン図である。図１に示すパワートレーンは、エンジン（ＥＮＧ）１、および、第１モータ（ＭＧ１）２ならびに第２モータ（ＭＧ２）３を駆動力源として備えている。車両Ｖｅは、エンジン１が出力するトルクを、動力分割機構４によって第１モータ２側と駆動軸５側とに分割して伝達するように構成されている。また、第１モータ２で発生した電力を第２モータ３に供給し、第２モータ３が出力する駆動力を駆動軸５および駆動輪６に付加することができるように構成されている。
　第１モータ２および第２モータ３は、いずれも、電力が供給されることによりトルクを出力するモータとしての機能と、トルクが与えられることにより電力を発生する発電機としての機能（発電機能）との両方を兼ね備えた電動機（モータ・ジェネレータ）である。それら第１モータ２および第２モータ３としては、例えば、永久磁石式同期モータあるいは誘導モータなどの交流モータが用いられる。なお、上記の第１モータ２および第２モータ３は、図示しないインバータなどを介してバッテリやキャパシタなどの蓄電装置に電気的に接続されており、その蓄電装置から電力が給電され、または発電した電力を蓄電装置に充電することもできるように構成されている。
　動力分割機構４は、エンジン１および第１モータ２と駆動輪６との間でトルクを伝達する伝動機構であり、サンギヤ７、リングギヤ８、および、キャリア９を有する遊星歯車機構によって構成されている。図１に示す例では、シングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。サンギヤ７に対して同心円上に、内歯歯車のリングギヤ８が配置され、これらサンギヤ７とリングギヤ８とに噛み合っているピニオンギヤ１０がキャリア９によって自転および公転が可能なように保持されている。
　動力分割機構４は、エンジン１および第１モータ２と同一の軸線上に配置されている。動力分割機構４におけるキャリア９に、エンジン１の出力軸１ａが連結されている。したがって、キャリヤ９が動力分割機構４（遊星歯車機構）における入力要素となっている。また、出力軸１ａは、キャリア９に連結されていることに加えて、オイルポンプ１１の回転軸１１ａに連結されている。このオイルポンプ１１は、動力分割機構４の潤滑および冷却のため、あるいは第１モータ２や第２モータ３を冷却するために設けられている。そのオイルポンプ１１は、オイルの供給用のポンプとして、従来、車両のエンジンや変速機に用いられている一般的な構成のオイルポンプであって、例えばエンジン１によってオイルポンプ１１を駆動し、油圧を発生させるように構成されている。
　遊星歯車機構のサンギヤ７には、第１モータ２が連結されている。したがって、サンギヤ７が動力分割機構４（遊星歯車機構）における反力要素となっている。第１モータ２は、動力分割機構４に隣接してエンジン１とは反対側（図１の左側）に配置されている。その第１モータ２のロータ２ａに一体となって回転するロータ軸２ｂが、サンギヤ７に連結されている。なお、ロータ軸２ｂおよびサンギヤ７の回転軸は中空軸になっている。それらロータ軸２ｂおよびサンギヤ７の回転軸の中空部に、上記のオイルポンプ１１の回転軸１１ａが配置されている。すなわち、その回転軸１１ａは、上記の中空部を通ってエンジン１の出力軸１ａに連結されている。
　遊星歯車機構のリングギヤ８の外周部分に、外歯歯車の第１ドライブギヤ１２がリングギヤ８と一体に形成されている。したがって、サンギヤ７が動力分割機構４（遊星歯車機構）における出力要素となっている。また、動力分割機構４および第１モータ２の回転軸線と平行に、カウンタシャフト１３が配置されている。このカウンタシャフト１３の一方（図１での右側）の端部に、上記の第１ドライブギヤ１２と噛み合うカウンタドリブンギヤ１４が一体となって回転するように取り付けられている。このカウンタドリブンギヤ１４は、第１ドライブギヤ１２よりも大径に形成されており、第１ドライブギヤ１２から伝達されたトルクを増幅させるように構成されている。一方、カウンタシャフト１３の他方（図１での左側）の端部には、カウンタドライブギヤ（ファイナルドライブギヤ）１５がカウンタシャフト１３に一体となって回転するように取り付けられている。カウンタドライブギヤ１５は、終減速機であるデファレンシャルギヤ１６のデフリングギヤ（ファイナルドリブンギヤ）１７と噛み合っている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ８は、上記の第１ドライブギヤ１２、カウンタシャフト１３、カウンタドリブンギヤ１４、カウンタドライブギヤ１５、および、デフリングギヤ１７からなる出力ギヤ列１８を介して、駆動軸５および駆動輪６に動力伝達可能に連結されている。
　この車両Ｖｅのパワートレーンは、上記の動力分割機構４から駆動軸５および駆動輪６に伝達されるトルクに、第２モータ３が出力するトルクを付加することができるように構成されている。具体的には、第２モータ３のロータ３ａに一体となって回転するロータ軸３ｂが、上記のカウンタシャフト１３と平行に配置されている。そのロータ軸３ｂの先端（図１での右端）に、上記のカウンタドリブンギヤ１４と噛み合う第２ドライブギヤ１９が一体となって回転するように取り付けられている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ８には、上記のようなデフリングギヤ１７および第２ドライブギヤ１９を介して、第２モータ３が動力伝達可能に連結されている。すなわち、リングギヤ８は、第２モータ３と共に、デフリングギヤ１７を介して、駆動軸５および駆動輪６に動力伝達可能に連結されている。
　車両Ｖｅは、エンジン１を動力源としたハイブリッド走行（ＨＶ走行）や第１モータ２、第２モータ３を蓄電装置の電力で駆動して走行する電気走行モード（ＥＶ走行）などの走行形態が可能である。このような各モードの設定や切り替えは、電子制御装置（ＥＣＵ）２０により実行される。このＥＣＵ２０は、この発明における「コントローラ」に相当し、例えば、制御指令信号を伝送するように上記のエンジン１、第１モータ２および第２モータ３に電気的に接続されている。また、このＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータならびにプログラムを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。その入力されるデータは、実際のエンジン１の回転数、車速、車輪速、アクセル開度、蓄電装置の充電残量（ＳＯＣ）などであり、また予め記憶しているデータは、各走行モードを決めてあるマップ、エンジン１の最適燃費運転点を決めてあるマップ、駆動要求量（加速要求量）と車速とに応じて要求駆動力を定めた駆動力マップ、エンジン１の実際の回転数と目標回転数との偏差に応じて回転数上昇率目標値を定めてあるマップ、エンジン１の回転数に変化に伴って回転数が変化する動力伝達系での慣性モーメントなどである。そして、ＥＣＵ２０は、制御指令信号として、エンジン１の始動や停止の指令信号、第１モータ２のトルク指令信号、第２モータ３のトルク指令信号、エンジン１のトルク指令信号などを出力する。なお、図１では１つのＥＣＵ２０が設けられた例を示しているが、ＥＣＵは、例えばエンジン１や各モータ２，３など制御する装置ごと、あるいは制御内容ごとに複数設けられていてもよい。
　ＨＶ走行は、上述したように主にエンジン１を動力源として車両Ｖｅを走行させる走行モードである。具体的には、エンジン１と動力分割機構４とを連結することにより、エンジン１から出力されたトルクを駆動輪６に伝達することができる。このようにエンジン１から出力された動力を駆動輪６に伝達する際に、第１モータ２から反力を動力分割機構４に作用させる。そのため、エンジン１から出力されたトルクを駆動輪６に伝達することができるように、動力分割機構４におけるサンギヤ７を反力要素として機能させる。すなわち、第１モータ２は、加速要求に基づく要求エンジントルクＴe_reqに応じたトルクを駆動輪６に作用させるべく要求エンジントルクＴe_reqに対する反力トルクを出力する。
　また、上述した第１モータ２は、通電される電流値やその周波数に応じて回転数を任意に制御することができる。そのため、第１モータ２の回転数を制御して、エンジン回転数Ｎｅを任意に制御することができる。具体的には、アクセルペダルの操作量に応じたアクセル開度と車速とからエンジン１の要求パワーＰe_reqが求められる。次に燃費マップにおける所定の燃費最適線を用いて、要求パワーＰe_reqに基づいて、例えば最適な燃費で出力可能な目標エンジン回転数Ｎe_reqを求める。第１モータ２の回転数は、実際のエンジン回転数Ｎｅが目標エンジン回転数Ｎe_reqに収束するように制御される。要求エンジントルクＴe_reqは、要求パワーＰe_reqを目標エンジン回転数Ｎｅで割った値、つまり、最適な燃費で運転可能なエンジン回転数Ｎｅを出力する際のトルクである。なお、目標エンジン回転数Ｎe_reqは、基本的もしくは定常的には、燃費が最適になるように制御されるが、加速時などの過渡的な状態では、最適燃費運転点から外れた回転数に制御されることがある。
　上述したように、エンジン回転数Ｎｅは第１モータ２の回転数により制御され、ならびに、要求エンジントルクＴe_reqに応じて第１モータ２の出力トルクＴｇが制御される。その場合、第１モータ２は上述したように反力要素として機能する。さらに、上記のエンジン回転数Ｎｅの制御には、例えば加速要求などにより、エンジン回転数Ｎｅを増大させることに伴って回転数が変化する動力伝達系の慣性モーメントもしくは慣性トルクを考慮した制御が含まれる。この場合、そのイナーシャトルクＴg_inerは正の値（Ｔg_iner＞０）である。具体的には、現在の実際のエンジン回転数Ｎｅが目標エンジン回転数Ｎe_reqよりも低い状態で（Ｎe_req＞Ｎｅ）、エンジン回転数Ｎｅを増大させる。そして、そのイナーシャトルクＴg_inerは、エンジン１ならびに各モータ２，３のいずれかの駆動力源によって受け持つことになる。
　例えば定常走行の場合は、上述したように第１モータ２によってエンジン回転数Ｎｅを制御する。つまり、エンジン回転数Ｎｅを維持もしくは滑らかに増大させるためのイナーシャトルクＴg_inerを第１モータ２によって出力する。したがって、第１モータ２が出力するトルクＴｇは以下の式（１）に示すことができる。
　　　Ｔｇ＝－ρ／（１＋ρ）・Ｔe_req＋Ｔg_iner　　…（１）
　なお、上記の式（１）の「－ρ／（１＋ρ）・Ｔe_req」は、上述した反力トルクを示す。また、前述した動力分割機構４を構成している遊星歯車機構における各回転要素のトルクの関係は、そのギヤ比ρ（サンギヤ７の歯数とリングギヤ８の歯数との比）に基づいて決まるから、上記の式（１）を利用して第１モータ２によって出力するトルクＴｇを求めることができる。
　加速要求がある場合、要求エンジントルクＴe_reqに加えてエンジン回転数Ｎｅを増大させるためのイナーシャトルクＴe_inerをエンジン１により出力する。なお、イナーシャトルクＴe_inerは、エンジン回転数のイナーシャトルクに限らず、他の回転部材の回転数を引き上げるためのイナーシャトルクを含む。エンジン１のイナーシャトルクは、動力分割機構４を構成する遊星歯車機構のギヤ比ρと第１モータ２によって出力するイナーシャトルクＴg_inerとの関係を表す式（２）を使用して変換することができる。
　　　Ｔe_iner＝（１＋ρ）／ρ・Ｔg_iner…（２）
　ここで、以下の説明では、イナーシャトルクを、エンジン１によって出力する場合には、「イナーシャトルクＴe_iner」と、また第１モータ２によって出力する場合には、「イナーシャトルクＴg_iner」と示す。
　また、図１に示すパワートレーンにおける、エンジン１の出力可能な最大トルクＴe_maxと第１モータ２の出力可能な最大トルクＴg_maxとの関係は、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、エンジン１の出力可能な最大トルクＴe_maxを出力した場合におけるキャリア９に作用するトルクの方が、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、第１モータ２の出力可能な最大トルクＴg_maxを出力した場合におけるキャリア９に作用するトルクよりも大きく構成されている。つまり、この発明の実施形態では、上述したように急加速など加速要求が大きい場合には、エンジン１によって要求エンジントルクＴe_reqとイナーシャトルクＴe_inerとを出力するため、エンジン１の最大トルクＴe_maxは、少なくとも、第１モータ２で出力可能な最大トルクＴg_maxにイナーシャトルクＴe_iner分を考慮したトルクを出力できるように構成されている。このエンジン１の最大トルクＴe_maxと第１モータ２の最大トルクＴg_maxとの関係をギヤ比を考慮して数式で表すと以下の式（３）に示すことができる。
　　　　Ｔe_max＞｜（１＋ρ／ρ）・Ｔg_max｜　　…（３）
　また、上記のエンジン１および第１モータ２の各最大トルクは、その各最大トルクのなかで許容されるトルクに適宜設定されてもよい。つまり、その許容されるトルクの大きさはエンジン１が搭載される車両Ｖｅに応じて定められ、例えば予め定めた設計値を用いる。なお、上記のようなエンジン１の出力トルクを増大させるためのトルクアップは、例えば過給機２１によって増大され、その過給機２１はエンジン１の出力軸１ａの動力により駆動される機械式過給機（スーパーチャージャ）、または排気ガスの運動エネルギにより駆動される排気式過給機（ターボチャージャ）である。
　上述のような実施形態では、エンジン１の出力可能な最大トルクＴe_maxと第１モータ２の出力可能な最大トルクＴg_maxとの関係は、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、エンジン１の最大トルクＴe_maxを出力した場合におけるキャリア９に作用するトルクの方が、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、第１モータ２の最大トルクＴg_maxを出力した場合におけるキャリア９に作用するトルクよりも大きくなるように構成されている。
　なお、エンジン１に実際に指令するトルクＴe_cmdは、要求エンジントルクＴe_reqと、イナーシャトルクＴe_inerとに応じて求まる。すなわち要求エンジントルクＴe_reqとイナーシャトルクＴe_inerとは変数である。トルクＴe_cmdは、エンジンの出力トルクに相当する。
　図２は、エンジンの出力トルクが増大要求された際に、イナーシャトルクに相当する分、駆動トルクを増大させるＥＣＵの制御の一例を示すフローチャートである。なお、図２に示す制御は、例えば所定時間ごとに繰り返し実行される。この実施形態では、図２に示す制御例の１ルーチンを１回（１サイクル）実行するのに要する時間が「所定時間」に相当する。
　図２に示すようにステップＳ１では、実際のエンジン回転数Ｎｅと目標エンジン回転数Ｎe_reqとの回転数偏差Ｎe_errを算出する。その後、ステップＳ２に移行する。ステップＳ２では、ステップＳ１で求められた回転数偏差Ｎe_errが予め決められた所定値より大きいか否かを判断する。所定値は、詳しくは後述するエンジン回転数の上昇率Ｎerateを小さい上昇率に切り替えるための値である。つまり、駆動トルクを増大させる制御を段階的（ステップ的）に行う方が制御が容易になるのでその制御範囲を区分けするためのものである。よって、制御範囲は二段階に限らず、三段階以上に区切るようにしてもよい。つまり、制御範囲を複数の閾値により複数の範囲に区分けして、複数の範囲ごとに偏差を監視し、偏差が次の範囲の閾値に到達した時点で制御を変えてやればよい。また、ステップＳ２の処理を省略してもよい。この場合には、エンジン回転数の上昇率Ｎerateを回転数偏差Ｎe_errに応じて連続的に変化するようにしてもよい。
　ステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわち回転数偏差Ｎe_errが所定値を超える場合にはステップＳ３に移行する。ステップＳ２で否定的に判断された場合、すなわち、回転数偏差Ｎe_errが所定値未満の場合にはステップＳ４に移行する。
　ステップＳ３では、回転数偏差Ｎe_errが所定値を超える場合であるため、目標とするエンジン回転数の上昇率（回転数上昇率目標値：目標上昇率）Ｎerate_reqを、エンジン最大出力可能上昇率に設定する。ここで、エンジン最大出力可能上昇率は、エンジン１の最大出力やエンジン１から駆動輪６までの動力伝達系の構成などに応じて予め定めた最大値である。ステップＳ３の処理後にはステップＳ５に移行する。
　なお、ステップＳ３にて、回転数偏差Ｎe_errに基づいて目標上昇率Ｎerate_reqを設定するのに限らず、例えば車両Ｖｅが走行される環境条件や使用条件下における運転者のアクセル操作などのドライバビリティ要件に応じて目標上昇率Ｎerate_reqを設定してもよい。
　ステップＳ４では、エンジン回転数Ｎｅを目標エンジン回転数Ｎe_reqに収束させる上昇率、つまり、エンジン最大出力可能上昇率よりも小さい上昇率に目標上昇率Ｎerate_reqを設定する。なお、前記小さい上昇率は、上記の回転数偏差Ｎe_errが小さくなったことにより、その回転数偏差Ｎe_errに対応して定められている上昇率である。その値は、例えば予め実験やシミュレーションによって適合された値で決めてもよいし、車速上昇率の履歴からエンジン回転数の上昇率に換算した値を使用してもよい。ステップＳ４の処理後にはステップＳ５に移行する。
　ステップＳ５では、実際のエンジン回転数Ｎｅと目標エンジン回転数Ｎe_reqとの回転数偏差Ｎe_errに応じて目標イナーシャトルクＴe_iner_reqを求める。目標イナーシャトルクＴe_iner_reqは、要求エンジントルクＴe_reqに加算または減算されて目標値を決める量であり、具体的には目標上昇率Ｎerate_reqとイナーシャモーメントinerとを乗算することで求められる。つまり、目標イナーシャトルクＴe_iner_reqは、回転数偏差Ｎe_errが小さいほど小さくなる。目標イナーシャトルクＴe_iner_reqは、この発明の実施形態における付加トルクの一例である。その後、ステップＳ６に移行する。なお、ここでのエンジン回転数Ｎｅを増大させるためのイナーシャトルクＴe_inerは、エンジン１以外の回転系のイナーシャトルクを含む。イナーシャトルクＴe_inerは、角加速度とイナーシャモーメントinerとを乗じた値である。
　ステップＳ６にて、要求エンジントルク（目標トルク）Ｔe_reqを求める。要求エンジントルクＴe_reqの演算は、ステップＳ５にて求められた目標イナーシャトルクＴe_iner_reqと、要求エンジントルクのベース値Ｔe_base_reqとの和として求めることができ、またこれにフィードバック値（補正トルク）Ｔe_iner_fbを加算することで求まる。
　要求エンジントルクのベース値Ｔe_base_reqは、例えばアクセル開度および車速に基づいて決められるものであり、この発明の実施形態における要求駆動力あるいは基準目標トルクの一例である。この実施形態では、例えば前記回転数偏差Ｎe_errが小さくなることに伴って上昇率Ｎerateが小さくなる場合には、実際のエンジン回転数Ｎｅの目標回転数Ｎe_reqへの収束が遅れることを抑制または防止するために、フィードバック値Ｔe_iner_fbを要求エンジントルクのベース値Ｔe_base_reqに加算している。なお、上昇率Ｎerateが小さくなる場合は、エンジントルクＴｅが要求エンジントルクＴe_req通りに出ない場合である。この原因は、環境（気圧、気温など）によるエンジントルクの出力誤差によるものである。よって、実際には、エンジントルクＴｅが要求エンジントルクＴe_reqを超えることもある。
　フィードバック値Ｔe_iner_fbは、現在時点の実際のエンジン回転数の上昇率（実上昇率）Ｎerateと、現在時点の目標上昇率Ｎerate_reqとの偏差（上昇率偏差）に対応させて予め定めた値である。
　フィードバック値Ｔe_iner_fbに対応する目標イナーシャトルクＴe_iner_reqを定める。つまり、目標イナーシャトルクＴe_iner_reqは、フィードバック値Ｔe_iner_fbの加算により定められる。定められた目標イナーシャトルクＴe_iner_reqを要求エンジントルクのベース値Ｔe_base_reqに加算することで要求エンジントルクＴe_reqが求められる。なお、ステップＳ６にて実施する制御の対象は、エンジン回転数の上昇率Ｎerateではなく、エンジン回転数Ｎｅであってもよい。
　ステップＳ６での処理後にはリターンされる。つまり、上述した制御例は、例えば所定時間ごとに繰り返し実行される。なお、上述した制御例で使用したエンジン回転数Ｎｅの代わりに、第１モータ２の回転数Ｎｇを使用してもよい。
　図３は、図２の制御例を実行した際の動作例を示すタイムチャートである。図３には、エンジン回転数Ｎｅ、回転数偏差Ｎe_err、エンジン回転数の上昇率Ｎerate、エンジントルクＴｅをそれぞれ示してある。図３では、実線３Ａが実際のエンジン回転数Ｎｅを、また一点鎖線３Ｂが目標エンジン回転数Ｎe_reqを表す。
　時刻ｔ０にて急加速など比較的大きな加速要求がされる。時刻ｔ１は図２にてステップＳ３に示した回転数偏差Ｎe_errが所定値未満と判断された時点である。時刻ｔ２は、実線３Ａで示す実際のエンジン回転数Ｎｅが一点鎖線３Ｂで示す目標エンジン回転数Ｎe_reqに収束した時点である。
　エンジン回転数の上昇率Ｎerateは、回転数偏差Ｎe_errが所定値を超える期間（同図に示す実線３Ｃ）の際、つまり時刻ｔ０から時刻ｔ１までの第１期間において、目標上昇率Ｎerate_reqがエンジン最大出力可能上昇率（同図に示す実線３Ｄ）に設定される。また、回転数偏差Ｎe_errが所定値未満の期間（同図に示す実線３Ｅ）の状態、つまり時刻ｔ１から時刻ｔ２までの第２期間においては、目標上昇率Ｎerate_reqがエンジン最大出力可能上昇率よりも小さい上昇率（同図に示す実線３Ｆ）に設定される。そして、図２のステップＳ６に示した制御により実際のエンジン回転数の上昇率Ｎerate（同図に示す一点鎖線３Ｇ）と目標上昇率Ｎerate_req（同図に示す符号３Ｄ，３Ｆ）との偏差（同図に示すハッチング領域）３Ｈ，３Ｉが求められる。求められた偏差３Ｈ，３Ｉに基づいてフィードバッグ値Ｔe_iner_FB（同図に示す符号３Ｐ）を求めてこれを付加する。
　フィードバッグ値Ｔe_iner_fb（同図に示す符号３Ｐ）は、要求エンジントルクのベース値Ｔe_base_req（同図に示す符号３Ｑ）と目標イナーシャトルクＴe_iner_req（同図に示す符号３Ｒ）とに加えられる。つまり、少なくとも第２期間にて、上昇率Ｎerateの偏差３Ｉに基づいて要求エンジントルクＴe_req（同図に示す実線３Ｎ）が、補正をしない例の場合（同図に示す符号３Ｊ）よりも引き上げられる。なお、実際のエンジントルクＴｅが出過ぎている場合は、要求エンジントルクＴe_reqが引き下げられることもある。
　ところで、加速要求の際に、例えば実際のエンジントルクＴｅが要求エンジントルクＴe_req通りに出ていない場合に、第１モータ２の制御によりエンジン回転数Ｎｅを抑える制御が実施されると、実際のエンジン回転数Ｎｅが目標回転数Ｎe_req通りに出力されないことがある（同図に示す点線３Ｓ）。
　この場合には、例えば実際のエンジントルクＴｅが要求エンジントルクＴe_reqよりも少ない場合に、かつ、上昇率偏差に基づく制御を実施しない場合に、実際の上昇率Ｎerate（図３に示す点線３Ｋ）が上昇率偏差に基づく制御を実施した場合の第２期間における実際の上昇率Ｎerate（図３に示す実線３Ｆ）に対して小さくなる。つまり、図２のステップＳ５およびステップＳ６で説明したように、目標イナーシャトルクＴe_iner_reqが決まることで、目標上昇率Ｎerate_reqが求まる。そして、目標上昇率Ｎerate_reqを求めることで要求エンジントルクＴe_reqが求まる。例えば実際のエンジントルクＴｅが要求エンジントルクＴe_reqよりも少なくなる場合には、実際の上昇率Ｎerateが小さくなる。そこで、上昇率偏差に基づく制御を実施して、実際のエンジントルクＴｅが要求エンジントルクＴe_reqに合うようにエンジントルクＴｅを補う。つまり余分にエンジントルクを要求する。また、上昇率Ｎerateの切り替えタイミングが時刻ｔ１から時刻ｔ１’に遅れる。よって、上昇率偏差に基づく制御を実施しない例では、時刻ｔ２よりも遅い時刻ｔ２’の時点で実際のエンジン回転数Ｎｅ（図３に示す点線３Ｓ）が目標回転数Ｎe_reqに収束することになる。
　つまり、上昇率偏差に基づく制御を実施することにより、上昇率偏差に基づく制御を実施しない例（図３に示す点線３Ｓ）に比べて、実際のエンジン回転数Ｎｅ（図３に示す実線３Ａ）を迅速に目標回転数Ｎe_reqに収束させることができる。そして、回転数偏差Ｎe_errに基づいて目標上昇率Ｎerate_reqをエンジン最大出力可能上昇率よりも小さい上昇率に変更するようにしたから、エンジン回転数Ｎｅの過回転を防止または抑制することができる。
　図４は、図２の制御例とは異なる他の制御例を示すフローチャートである。図４に示す制御例は、目標上昇率Ｎerate_reqの前回値と上昇率Ｎerateの前回値との比に基づいて補正ゲイン（補正係数）を求め、求められた補正ゲインに対応する付加トルクを定める。付加トルクは、補正ゲインおよび目標イナーシャトルクＴe_iner_reqを加算して定める。なお、図４では、図２に示したと同じ処理については同符号を付してここでの詳しい説明を省略する。また、図４に示す制御は、例えば所定時間ごとに繰り返し実行される。この実施形態では、図４に示す制御例の１ルーチンを１回（１サイクル）実行するのに要する時間が「所定時間」に相当する。
　具体的には、図４に示すステップＳ７にて、目標上昇率Ｎerate_reqの切り替えが初回か否かを判断する。つまり、ステップＳ７では、第１期間から第２期間に切り替わったか否かを判断する。ステップＳ７にて肯定的に判断する場合、つまり第２期間に切り替わる場合にはステップＳ８に移行し、そうでない場合にはステップＳ９に移行する。
　ステップＳ８では、第２期間に切り替わった際に補正ゲインを求める。補正ゲインは、目標上昇率Ｎerate_reqの前回値を実際の上昇率Ｎerateの前回値で除算することで求められる。
　一方、ステップＳ９では、補正ゲインを前回値に保持する。ステップＳ９に移行する場合には、第１期間を含む。第１期間の場合には、補正ゲインが予め決められた初期値、例えばゼロが設定されている。このため、第１期間では、要求エンジントルクＴe_reqは補正されない。これに対し、第２期間では補正ゲインの値が初期値からステップＳ８で求められた値に切り替えられる。このため、第２期間では、補正ゲインがステップＳ８で求めた値に保持される。
　ステップＳ１０にて、付加分に対応する付加トルクを定める。つまり補正ゲインを乗算することにより目標イナーシャトルクＴe_iner_reqを定める。要求エンジントルクＴe_reqは、定められた目標イナーシャトルクＴe_iner_reqに要求エンジントルクのベース値Ｔe_base_reqを加算することで求められる。
　図５は、図４の制御例を実行した際の動作例を示すタイムチャートである。図５には、エンジン回転数Ｎｅ、回転数偏差Ｎe_err、エンジン回転数の上昇率Ｎerate、要求エンジントルクＴe_reqをそれぞれ示してある。図５に示す実線５Ａはエンジン回転数Ｎｅを、一点鎖線５Ｂは目標エンジン回転数Ｎe_reqを、符号５Ｃは回転数偏差Ｎe_errをそれぞれ示す。また、符号５Ｄはエンジン回転数の目標上昇率Ｎerate_reqを、符号５Ｅは実際のエンジン回転数の上昇率Ｎerateを、符号５Ｆは要求エンジントルクのベース値Ｔe_base_reqを、符号５Ｇは目標イナーシャトルクＴe_iner_reqを、符号５Ｈは要求エンジントルクＴe_reqをそれぞれ示す。時刻ｔ１は、図４のステップＳ８に示したように回転数偏差Ｎe_errが所定値未満と判断された時点である。また、時刻ｔ１は、図４のステップＳ１２に示したように目標上昇率Ｎerateの切り替えが初回であると判断されて補正ゲインが設定された時刻である。なお、図５に示す時刻（ｔ０，ｔ２，ｔ２'）は、図３で説明したと同じ時刻であるのでここでの詳しい説明は省略する。
　補正ゲインは、第１期間において初期値、例えばゼロが設定されている。このため、図５に示すように、要求エンジントルクＴe_reqは補正されない。時刻ｔ１にて、図５に示すように、目標上昇率Ｎerate_req（図５に示す符号５Ｄ）が、エンジン最大出力可能上昇率（図５に示す符号５Ｄ－１）よりも小さい上昇率（図５に示す符号５Ｄ－２）に設定される。また、時刻ｔ１にて、目標上昇率Ｎerate_reqの前回値（符号５Ｄ－３）と実際の上昇率Ｎerateの前回値（符号５Ｅ－１）と比に基づいて補正ゲインが設定される。このため、第２期間では、要求エンジントルクＴe_req（図５に示す符号５Ｇ－１）が補正ゲインで増加された分（図５に示す符号５Ｊ）によって増加されている。
　実際のエンジントルクＴｅが要求エンジントルクＴe_ereq通りに出力されない場合には、例えば図５に破線５Ｋで示すように時刻ｔ２’で収束する。例えば実際のエンジントルクＴｅが要求エンジントルクＴe_reqよりも小さい場合に、かつ、上昇率の偏差に基づく制御を実施しない場合には、実際の上昇率Ｎerate（図５に示す点線５Ｌ）が上昇率の偏差に基づく制御を実施した場合の第２期間における実際の上昇率Ｎerate（図５に示す符号５Ｄ－２）に対して小さくなる。つまり、図３で説明したように目標イナーシャトルクＴe_iner_reqが決まることで目標上昇率Ｎerate_reqが決まる。次に、目標上昇率Ｎerate_reqが決まることで要求エンジントルクＴe_reqが決まる。そして、実際のエンジントルクＴｅが要求エンジントルクＴe_reqよりも少なくなる場合には、実際の上昇率Ｎerateが小さくなる。そこで、上昇率の偏差に基づく制御を実施して、要求エンジントルクＴe_reqに合うようにエンジントルクＴｅを補う。つまり余分にエンジントルクを要求する。よって、時刻ｔ２よりも遅い時刻ｔ２’の時点で実際のエンジン回転数Ｎｅが目標回転数Ｎe_reqに収束する。つまり、要求エンジントルクＴe_reqを補正することにより、補正を実施しない例（図５に示す点線５Ｋ）に比べて、実際のエンジン回転数Ｎｅを目標回転数Ｎe_reqに収束させる時間を時刻ｔ２’から時刻ｔ２に早めることができる。
　以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上述した例に限定されないのであって、この発明の目的を達成する範囲で適宜変更してもよい。例えば、上述した実施形態では、過給機付きのエンジン１として説明しているが、過給機の付いていないエンジン１を使用してもよい。また、上記各実施形態では、動力分割機構４を使用した駆動装置として説明しているが、これに限らず、エンジンと、トルクを出力しかつエンジンに連結されたモータとを備えたものでよい。
　１…エンジン（ＥＮＧ）、　２…第１モータ（ＭＧ１）、　３…第２モータ（ＭＧ２）、　４…動力分割機構、　５…駆動軸、　６…駆動輪、　７…サンギヤ、　８…リングギヤ、　９…キャリア、　１２…第１ドライブギヤ、　２０…電子制御装置（ＥＣＵ）、　２１…過給機、　Ｖｅ…車両。

Claims (6)

  1. 　エンジンと、前記エンジンの回転数を制御するモータとを備え、加速要求に基づいて前記エンジンの目標回転数を設定し、前記エンジンの回転数が前記目標回転数となるように前記モータによって前記エンジンの回転数を制御するハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記エンジンと前記モータとを制御するコントローラを備え、
    　前記コントローラは、
    　前記加速要求に基づいて前記エンジンの回転数を増大させる際に、前記エンジンの目標回転数と前記エンジンの実際の回転数との偏差を求め、
    　前記偏差に応じた回転数上昇率目標値を求め、
    　前記回転数上昇率目標値と予め定めた慣性モーメントとに基づいて付加トルクを求め、
    　前記エンジンの回転数を前記目標回転数に増大させるのに要する目標トルクを、前記付加トルクを含むトルクとして求める
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. 　請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記コントローラは、更に、
    　前記加速要求を表しているアクセル開度と、車速とに基づいて前記エンジンの要求パワーを求め、
    　前記要求パワーと前記目標回転数とに基づいて基準目標トルクを求め、
    　前記基準目標トルクと前記付加トルクとにより前記目標トルクを求める
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  3. 　請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記回転数上昇率目標値は、前記偏差が大きいほど大きい値であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  4. 　請求項１ないし３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記コントローラは、前記偏差が予め定めた値以上の場合には、前記回転数上昇率目標値を、予め定めた最大値に設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  5. 　請求項１ないし４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記コントローラは、更に、
    　前記エンジンの回転数の実上昇率を求め、
    　前記回転数上昇率目標値と前記実上昇率との上昇率偏差を求め、
    　前記上昇率偏差に基づいて補正トルクを求め、
    　前記補正トルクによって前記目標トルクを補正する
    ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  6. 　請求項１ないし４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    　前記回転数上昇率目標値は、ステップ的に変化するように設定されており、
    　前記コントローラは、更に、
    　前記回転数上昇率目標値がステップ的に変化した際に、前記回転数上昇率目標値がステップ的に変化する直前における前記回転数上昇率目標値と前記エンジンの回転数の上昇率との上昇率偏差を求め、
    　前記回転数上昇率目標値がステップ的に変化する直前における前記上昇率偏差に基づいて補正係数を求め、
    　前記補正係数によって前記付加トルクを補正する
    ことを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
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