JP2013159326A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクコンバータの入力側回転部材に連結された第１電動機、およびトルクコンバータの出力側回転部材に連結された第２電動機を備える車両用駆動装置において、加速性能を確保できる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】トルクコンバータを介して伝達される第１電動機ＭＧ１によるトルクアシスト量Ta1と、トルクコンバータを介さない第２電動機ＭＧ２によるトルクアシスト量Ｔa2とを、トルクコンバータの速度比ｅを考慮して決定することで、十分な加速性能を確保することができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、車両の制御装置に係り、特に、トルクコンバータの入力側回転部材に連結された第１電動機、およびトルクコンバータの出力側回転部材に連結された第２電動機を備える車両の制御装置に関する。

トルクコンバータの入力側回転部材に連結された第１電動機、およびトルクコンバータの出力側回転部材に連結された第２電動機を備える車両用駆動装置が知られている。特許文献１に記載の車両用駆動装置がその一例である。特許文献１では、トルクコンバータ１４のポンプ翼車に第１モータジェネレータＭＧ１が連結され、トルクコンバータ１４のタービン翼車に自動変速機１６を介して第２モータジェネレータＭＧ２が連結されている。そして、例えばアクセル踏み込みによる車両発進時において、第１モータジェネレータＭＧ１または第２モータジェネレータＭＧ２によってトルクアシストを行うことが記載されている。

特開２００７−３１４１４６号公報

ところで、特許文献１の車両用駆動装置において、第１電動機によってトルクアシストする場合と、第２電動機によってトルクアシストする場合とでは、トルクの伝達経路が異なるので、駆動輪に伝達されるトルクアシスト量が異なる。具体的には、第１モータジェネレータＭＧ１から出力されるトルクはトルクコンバータを経由して駆動輪に伝達される。一方、第２モータジェネレータＭＧ２から出力されるトルクは、トルクコンバータを介すことなく駆動輪に伝達される。このようにトルクの伝達経路が異なるので、同じトルクであっても駆動輪に伝達されるトルクアシスト量が異なる。従って、加速性能を確保できる最適な制御が必要とされるが、このような制御について特許文献１にも何等提案されていない。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、トルクコンバータの入力側回転部材に連結された第１電動機、およびトルクコンバータの出力側回転部材に連結された第２電動機を備える車両用駆動装置において、運転者の要求に応じた加速性能を確保できる車両の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)エンジンからの動力が入力される入力側回転部材と駆動輪への動力を出力する出力側回転部材とを有するトルクコンバータと、前記入力側回転部材に直接または間接的に連結された第１電動機と、前記出力側回転部材に直接または間接的に連結された第２電動機とを、備えた車両の制御装置であって、(b)少なくとも前記エンジンによって走行している間に運転者による加速要求があった場合には、前記第１電動機によるトルクアシスト量と前記第２電動機によるトルクアシスト量との割合を、前記トルクコンバータの速度比に基づいて決定することを特徴とする。

このようにすれば、トルクコンバータを介して伝達される第１電動機によるトルクアシスト量と、トルクコンバータを介さない第２電動機によるトルクアシスト量との割合を、トルクコンバータの速度比を考慮して決定することで、最適な加速性能を確保することができる。

また、好適には、第２発明の要旨とするところは、第１発明の車両の制御装置において、(a)前記第１電動機によって前記トルクコンバータを介して前記駆動輪に出力されるトルクアシスト量と、前記第２電動機によって前記駆動輪に出力されるトルクアシスト量とを、比較し、(b)前記駆動輪に出力される前記トルクアシスト量が大きくなる側の電動機によってトルクアシストを実行する。このようにすれば、駆動輪に出力されるトルクアシスト量の大きい側の電動機を用いることで十分な加速性能を確保することができる。

また、好適には、第３発明の要旨とするところは、第２発明の車両の制御装置において、前記速度比が小さい領域では、前記第１電動機によって出力される場合のトルクアシスト量は、前記第２電動機によって出力される場合のトルクアシスト量よりも大きく、前記第１電動機によって出力される場合のトルクアシスト量は、前記速度比が増加するに従って小さくなり、その速度比が所定値を超えると、前記第２電動機によって出力される場合のトルクアシスト量が、前記第１電動機によって出力される場合のトルクアシスト量よりも大きくなる。このようにすれば、速度比に応じてトルクアシスト量の大きい側の電動機を判断することができる。

また、好適には、第４発明の要旨とするところは、第１発明乃至第３発明のいずれか１の車両の制御装置において、前記エンジンのパワーを前記駆動輪に伝達する経路として、前記トルクコンバータを介して伝達する機械パスと、前記第１電動機によって回生された電力を用いて前記第２電動機によって伝達する電気パスとが設けられ、運転者による加速要求が急加速要求である場合には、前記電気パスによる動力伝達を止めて、前記機械パスを用いて動力が伝達される。このようにすれば電動機の出力を全てトルクアシストに使用することができるため、加速性能の確保が可能となる。

また、好適には、第５発明の要旨とするところは、第４発明の車両の制御装置において、前記運転者による加速要求が緩加速要求である場合には、前記電気パスが維持され、前記第１電動機および前記第２電動機を制御して前記エンジンの動作点を予め設定されている燃費最適点に変更し、前記第２電動機によるトルクアシストを実行する。このようにすれば、燃費を悪化させることなく、第２電動機によって出力可能な範囲でトルクアシストを実行することができる。

本発明の一実施例である車両に備えられる車両用駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図１に示す自動変速機において各変速段を成立させる為の各油圧式摩擦係合装置の作動表である。 図１の車両用動力伝達装置において、自動変速機の変速判断の基となる予め記憶された変速線図の一例と、エンジン走行とモータ走行とを切り換える為の予め記憶された駆動力源切換線図の一例とを示す図であって、それぞれの関係を示す図でもある。 図１の車両用駆動装置を制御するための制御装置である電子制御装置の概略構成と、その電子制御装置に対する入出力信号とを説明するための図である。 図４の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 ある一定のタービン回転速度の下で、エンジン最少燃料消費率線上の動作点を目標エンジン動作点としたときの第１電動機トルク及びポンプトルクを表した図である。 第２電動機の出力特性を示す図である。 トルクコンバータの速度比とトルク比との関係を示す特性図である。 トルクコンバータの速度比とアシストトルク量との関係を示す特性図である。 電気パスを維持した状態において第２電動機によって出力可能なトルクアシスト余力を示す図である。 図４の電子制御装置の制御作動の要部すなわちエンジン走行中に運転者が加速要求を出力した際に好適な加速を実現する制御作動を説明するためのフローチャートである。

ここで、好適には、運転者のアクセルペダルの踏み込み量であるアクセル開度の増加率が予め設定されている所定値以上である場合には急加速と判断され、所定値未満の場合には緩加速と判断される。

また、好適には、前記第１電動機及び前記第２電動機の各々と電力授受可能に接続された蓄電装置を備えており、例えばその第１電動機が発電した電力からその蓄電装置に充電される電力を差し引いた残部をその第２電動機に供給してその第２電動機を駆動する。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明の一実施例である車両８に備えられる車両用駆動装置１０の構成を説明する骨子図である。図１において、車両用駆動装置１０は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式の車両に好適に採用されるものであり、内燃機関であるエンジン１２と、そのエンジン１２のクランク軸１４に連結されたトルクコンバータ（流体伝動装置）１６と、そのトルクコンバータ１６と駆動輪２６との間に配設されてトルクコンバータ１６の出力側に連結された自動変速機１８と、エンジン１２とトルクコンバータ１６との間に配設されてクランク軸１４に連結された第１電動機ＭＧ１と、トルクコンバータ１６と自動変速機１８との間に配設されて自動変速機１８の入力軸２０に連結された第２電動機ＭＧ２とを備えている。

トルクコンバータ１６は、エンジン１２からの動力が入力される入力側回転部材であるポンプ翼車１６ｐと、駆動輪２６へ動力を出力する出力側回転部材であるタービン翼車１６ｔと、ステータ翼車１６ｓと、一方向クラッチＦ１とを備えた流体伝動装置である。そのポンプ翼車１６ｐすなわちポンプインペラは、エンジン１２のクランク軸１４と第１電動機ＭＧ１とに連結されており、そのエンジン１２により回転駆動されることによってトルクコンバータ１６内の作動油の流動による流体流を発生させる。タービン翼車１６ｔすなわちタービンランナは、自動変速機１８の入力軸２０に連結されており、上記ポンプ翼車１６ｐからの流体流を受けて回転させられる。ステータ翼車１６ｓは、上記ポンプ翼車１６ｐからタービン翼車１６ｔへの流体流中に配設され、一方向クラッチＦ１によってクランク軸１４の正回転方向（エンジン１２作動時のクランク軸１４の回転方向）に回転可能且つ負回転方向に回転不能に支持されている。上記自動変速機１８の入力軸２０は、トルクコンバータ１６の出力軸すなわちタービン軸としても機能するものである。図１から判るように本実施例では、エンジン１２と第１電動機ＭＧ１とポンプ翼車１６ｐとは直列に連結されているので、ポンプ翼車１６ｐの回転速度Ｎp（以下、ポンプ回転速度Ｎpという）は第１電動機ＭＧ１の回転速度Ｎmg1（以下、第１電動機回転速度Ｎmg1という）及びエンジン１２の回転速度Ｎe（以下、エンジン回転速度Ｎeという）と同じである。また、タービン翼車１６ｔと第２電動機ＭＧ２と自動変速機１８の入力軸２０とは直列に連結されているので、タービン翼車１６ｔの回転速度Ｎt（以下、タービン回転速度Ｎtという）は第２電動機ＭＧ２の回転速度Ｎmg2（以下、第２電動機回転速度Ｎmg2という）及び入力軸２０の回転速度Ｎatin（以下、変速機入力回転速度Ｎatinという）と同じである。

また、トルクコンバータ１６は、上記ポンプ翼車１６ｐとタービン翼車１６ｔとの間を選択的に連結するロックアップクラッチＬＣを備えている。このロックアップクラッチＬＣは、油圧制御回路９０（図５参照）からの作動油で作動し、係合状態、スリップ状態、及び解放状態の何れか１の状態に制御される。ロックアップクラッチＬＣが解放状態とされた場合には、上記のようにクランク軸１４と入力軸２０との間のトルク伝達がトルクコンバータ１６内の作動油を介して行われる。そして、ロックアップクラッチＬＣが係合状態とされた場合には、ロックアップクラッチＬＣがポンプ翼車１６ｐとタービン翼車１６ｔとを機械的に直結するので、エンジン１２のクランク軸１４と自動変速機１８の入力軸２０とが相互に一体的に連結されて、それらクランク軸１４と入力軸２０との間のトルク伝達がトルクコンバータ１６内の作動油を介さずに直接的に行われる。

第１電動機ＭＧ１は、エンジン１２のクランク軸１４に例えば脈動を吸収するダンパ等を介して直列に連結されており、トルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ｐに直接連結されている。要するに、第１電動機ＭＧ１はエンジン１２とトルクコンバータ１６との間の動力伝達経路に連結されている。また、第２電動機ＭＧ２は、トルクコンバータ１６と駆動輪２６との間の動力伝達経路に連結されており、詳細には、自動変速機１８等を介して間接的に駆動輪２６に連結されている。第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２は、駆動トルクを発生させる電動モータとしての機能と回生トルクを発生させる発電機としての機能とが選択的に得られるように構成された回転機であって、例えば交流同期型のモータジェネレータにより構成される。また、バッテリである特電装置３６と電動機ＭＧ１，ＭＧ２を制御する為のインバータ３８とが車両用駆動装置１０に設けられており、その特電装置３６と第１電動機ＭＧ１と第２電動機ＭＧ２とは相互に電力授受可能に接続されている。上記第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２はそれぞれ、その駆動によってクランク軸１４及び入力軸２０に正回転方向の駆動トルクを付与することができる。また、第１電動機ＭＧ１及び第２電動機ＭＧ２はそれぞれ、その発電（回生）によってクランク軸１４及び入力軸２０に負回転方向の負荷トルクすなわち制動トルクを付与すると共に、車両に設けられた特電装置３６をインバータ３８を介して充電することができる。尚、上記クランク軸１４及び入力軸２０の正回転方向とは、エンジン１２の駆動時におけるクランク軸１４の回転方向であり、上記負回転方向とはその正回転方向とは逆向きの回転方向である。

自動変速機１８は、トルクコンバータ１６と駆動輪２６との間に介装されており、第２電動機ＭＧ２と駆動輪２６との間の動力伝達経路の一部を構成する機械式変速機である。具体的に、自動変速機１８は、非回転部材であるトランスミッションケース２４内に、第１遊星歯車装置３０、第２遊星歯車装置３２、第３遊星歯車装置３４、及び複数の油圧式摩擦係合装置Ｃ１，Ｃ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を備えた公知の遊星歯車式多段変速機である。自動変速機１８は、入力回転部材である入力軸２０に入力されたエンジン１２の動力を、出力回転部材である出力歯車２２から駆動輪２６に向けて出力する。そして、この自動変速機１８においては、公知の各油圧式摩擦係合装置（クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３）が図２に示す所定の作動表に従って油圧制御回路９０からの作動油でそれぞれ係合又は解放されることにより、自動変速機１８の変速比γat（＝変速機入力回転速度Ｎatin／出力歯車２２の回転速度Ｎout）がそれぞれ異なる複数の変速段（ギヤ段）が択一的に成立させられる。図２において、「○」は係合状態を、空欄は解放状態をそれぞれ示している。また、この自動変速機１８の自動変速制御は、例えば図３に示すような予め定められて記憶されたアップシフト線及びダウンシフト線を有する公知の関係（変速線図、変速マップ）に従って実行される。

以上のように構成された車両用駆動装置１０においては、車両の走行状態に応じて、エンジン１２の動力により車両を走行させるエンジン走行と第２電動機ＭＧ２の動力により車両を走行させるモータ走行とが切り換えられて作動させられるようになっている。上記エンジン走行とモータ走行との切り換えは、例えば図３に示すような前記変速線図と同様の二次元座標内において予め定められて記憶されたエンジン走行領域及びモータ走行領域を有する公知の関係（駆動力源切換線図、駆動力源切換マップ）に従って実行される。このように、本実施例の車両はエンジン走行とモータ走行とが切り換えられるハイブリッド車両である。

なお、車両用駆動装置１０では、例えば、車両の走行状態がモータ走行領域に属していても蓄電装置３６の充電状態（充電容量、充電残量）ＳＯＣ（state of charge）が所定値以下である場合にはエンジン走行が行われる。また、車両の急発進時や急加速時などにはエンジン１２および第１電動機ＭＧ１或いは第２電動機ＭＧ２の出力が用いられて車両が走行させられるトルクアシスト等の制御が適宜行われる。また、一般的に、エンジン１２は比較的低回転高負荷領域で運転させた方が効率が良く、第２電動機ＭＧ２は比較的高回転低負荷領域で運転させた方が効率が良い。その為、図３に示されるように、モータ走行領域においてモータ走行する際にはエンジン走行するときと比較して同じ走行状態でもより低車速側のギヤ段が用いられるように、モータ走行時とエンジン走行時とでは異なる変速線が設定されている。

図４は、車両用駆動装置１０を制御するための制御装置である電子制御装置４０の概略構成と、その電子制御装置４０に対する入出力信号とを説明するための図である。図４において、電子制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵが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信号処理を行うことにより、エンジン１２の出力制御、自動変速機１８の変速制御、および電動機ＭＧ１、ＭＧ２の出力制御、およびロックアップクラッチＬＣのトルク容量制御などを実行する。具体的に、電子制御装置４０は、相互に連携した複数のＥＣＵ、すなわち、車両用駆動装置１０の走行全体を制御するＨＶＥＣＵと、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の駆動制御を行うＭＧＥＣＵと、エンジン１２の駆動制御を行うエンジンＥＣＵと、自動変速機１８の変速制御を行う変速機ＥＣＵとを含んで構成されている。なお、これらは必ずしも別個に構成される必要はなく、１つのＥＣＵで構成されていても構わない。

また、図４に示すように、電子制御装置４０には、エンジン回転速度センサ４２からエンジン回転速度Ｎeを表す信号、第１電動機回転速度センサ４４から第１電動機回転速度Ｎmg1を表す信号、タービン回転速度センサ４６からタービン回転速度Ｎtを表す信号、第２電動機回転速度センサ４８から第２電動機回転速度Ｎmg2を表す信号、車速センサ５０から車速Ｖに対応する出力軸２２の回転速度である変速機出力回転速度Ｎoutを表す信号、ステータ回転速度センサ５１からステータ回転速度Ｎsを表す信号、アクセル開度センサ５２からアクセル開度Ａccを表す信号、油温センサ５６からトルクコンバータ１６および自動変速機１８などを作動させる為の作動油の温度である作動油温ＴＨoilを表す信号、バッテリセンサ５８から蓄電装置３６のバッテリ温度ＴＨbatやバッテリ充放電電流Ｉbatやバッテリ電圧Ｖbatを表す信号、ブレーキペダルセンサ５９からペダル踏力Ｂfや踏込量Ｂl（ストローク量Ｂl）を表す信号などがそれぞれ供給される。また、電子制御装置４０からは、第１電動機MG1の駆動電流、第２電動機MG2の駆動電流、エンジン１２の電子スロットル弁の開度θth（以下、スロットル弁開度θthという）、自動変速機１８が有するクラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３を係合させる各クラッチ油圧、自動変速機１８が有するブレーキＢ１、Ｂ２を係合させる各ブレーキ油圧などを表す各種出力信号（例えばエンジン出力制御信号、電動機出力制御信号、油圧制御信号など）が各装置（例えばエンジン１２、インバータ３８、油圧制御回路９０など）にそれぞれ供給される。なお、電子制御装置４０は、例えば上記バッテリ温度ＴＨbat、バッテリ充放電電流Ｉbat、およびバッテリ電圧Ｖbatなどに基づいて蓄電装置３６の充電容量ＳＯＣを逐次算出する。

図５は、電子制御装置４０の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図５において、エンジン動作点制御部６８は、エンジン走行時において、第１電動機ＭＧ１を制御することによりエンジン１２の動作点を、エンジン１２の燃料消費率が最小となる動作点に移動することで、燃費悪化を抑制する。なお、このときロックアップクラッチＬＣは解放されている。

図６は、第１電動機ＭＧ１を制御することによりエンジン動作点を燃料消費率が最小となる動作点P03に変更した状態を示している。図６において、破線L01は、トルクコンバータ１６の速度比ｅ（＝Ｎt／Ｎp）に応じてポンプ翼車１６ｐに生じる入力側負荷トルクであるポンプトルクＴpを示している。ポンプトルクＴpは、ある一定のタービン回転速度Ｎtの下では、破線L01で示すようにエンジン回転速度Ｎeとの関係になる。その破線L01で示すポンプトルクＴpとエンジン回転速度Ｎe（＝Ｎp）との関係は、上記速度比ｅの関数であるトルクコンバータ１６の容量係数τを用いて表せば、「Ｔp＝τ×Ｎe^２」という式が成立する関係である。従って、図６に示すように、ポンプトルクＴpはエンジン回転速度Ｎeが高いほど大きくなる。

また、図６の実線L02は、必要エンジンパワーＰe*すなわちエンジン出力Ｐe（単位は例えばkW）の目標値である目標エンジン出力Ｐe*をある一定値としエンジン出力Ｐeがその目標エンジン出力Ｐe*に収束するように制御されたときのエンジン回転速度ＮeとエンジントルクＴeとの関係を示す等パワー曲線である。図６にはエンジン動作点がその等パワー曲線（実線L02）上で任意に設定される例が示されている。図６において、ポンプトルクＴpとエンジン回転速度Ｎeとの関係が破線L01で示され且つエンジン出力Ｐeが実線L02で示す目標エンジン出力Ｐe*にされる場合には、第１電動機ＭＧ１の出力トルクＴmg1（以下、第１電動機トルクＴmg1という）が発生させられないとすればエンジン動作点は点P01になる。

一方、第１電動機ＭＧ１を発電動作させ第１電動機トルクＴmg1を負回転方向に発生させればエンジン動作点を変更することができる。例えば図６に示すように、第１電動機トルクＴmg1をＴ01だけ発生させた場合には、エンジン動作点を点P02に変更することができる。要するに、本実施例の車両用駆動装置１０では、エンジントルクＴeと第１電動機トルクＴmg1との和がポンプトルクＴpと釣り合うように、すなわち「Ｔp＝Ｔe＋Ｔmg1（図６のＴmg1は負の値）」という関係が成立するように、第１電動機トルクＴmg1が調節されることで、エンジン動作点をタービン回転速度Ｎtに拘束されることなく任意に変化させることが可能である。このように第１電動機ＭＧ１を発電動作させる場合には、その第１電動機ＭＧ１によって発電された電力は蓄電装置３６に充電されてもよいが、基本的には第２電動機ＭＧ２に供給されて第２電動機ＭＧ２が駆動される。すなわち、車両用駆動装置１０は、エンジン１２と駆動輪２６との間において、第１電動機ＭＧ１によって回生された電力を第２電動機ＭＧ２に供給して電気的に動力（単位は例えばkW）が伝達される電気パスと、トルクコンバータ１６を介して機械的に動力が伝達される機械パスという互いに並列である２つの動力伝達経路を備えている。

また、図６において、エンジン最少燃料消費率線Ｌ_ＦＬは、エンジン１２の燃料消費率が最小となるように予め実験的に定められたエンジン回転速度ＮeとエンジントルクＴeとの関係を表すエンジン１２の動作曲線であり、言い換えれば、エンジン１２の燃費向上に最適な動作点である燃費最適点の連なりである。従って、このエンジン最少燃料消費率線Ｌ_ＦＬ上でエンジン１２を作動させることで燃費が向上することとなる。エンジン動作点制御部６８は、図６に示すような予め定められたエンジン最少燃料消費率線Ｌ_ＦＬ上で目標エンジン出力Ｐe*が達成されるエンジン動作点P03を目標エンジン動作点として逐次決定する。なお、目標エンジン出力（必要エンジンパワー）Ｐe*は、運転者が車両に対して要求する出力であり、運転者の出力要求に対応できるように予め実験的に定められた関係からアクセル開度Ａccと車速Ｖとに基づいて逐次決定されるものであり、例えばその目標エンジン出力Ｐe*はアクセル開度Ａccが大きいほど大きく決定される。そして、エンジン動作点制御部６８は、第１電動機ＭＧ１を制御することにより、エンジン動作点を決定された燃費最適点P03に変更する。

ところで、車両用駆動装置１０において、エンジン走行中に運転者からの加速要求が出力されると、エンジン１２からの駆動力に加えて、第１電動機ＭＧ１或いは第２電動機ＭＧ２によるトルクアシストが実行される。ここで、第１電動機ＭＧ１や第２電動機ＭＧ２のトルクアシストを実行する際には、運転者の加速要求に応じた加速性能を確保する必要がある。本実施例では、以下に説明する制御を実行することで十分な加速性能を確保する。なお、トルクアシスト時は、エンジン走行時であって、ロックアップクラッチＬＣは解放される。

図５に戻り、加速要求判断部７０は、運転者による加速要求が出力されたか否かを判断する。加速要求判断部７０は、例えばアクセルペダルの踏み込み量に相当するアクセル開度Ａccを検出し、そのアクセル開度Ａccが増加したか否かに基づいて運転者による加速要求が出力されたか否かを判断する。

加速要求判断部７０は、運転者による加速要求があったことを判断すると、その加速要求が急加速要求であるか否かを判断する。加速要求判断部７０は、その急加速要求の判断を、例えばアクセル開度Ａccの増加率に基づいて判断する。具体的には、アクセル開度Ａccの単位時間当たりの増加量ΔＡcc（すなわち増加率）を逐次算出し、その増加率ΔＡccが予め設定されている所定値α以上となったか否かを判断する。そして、増加率ΔＡccが所定値α以上となった場合には急加速要求が出力されたものと判断し、増加率ΔＡccが所定値α未満の場合には緩加速要求であることを判断する。この所定値αは、予め実験などに基づいて求められ、一般に運転者が急加速を要求しているものと判断される適合値に設定される。

バッテリ出力制限制御部７２は、蓄電装置３６の充電容量ＳＯＣを検出し、その充電容量ＳＯＣが予め設定されている下限値β以下であるか否かを判断する。この下限値βは、予め設定された値であり、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２に供給される電力量の上限が制限される（厳しくなる）値の閾値に設定されている。バッテリ出力制限制御部７２は、充電容量ＳＯＣが下限値β以下であることを判断すると、その充電容量ＳＯＣに基づいて、トルクアシスト時に出力される電力量の上限値を変更する。なお、上記電力量の上限値は、予め設定されて記憶される値であり、充電量容量ＳＯＣが少なくなるに従って小さな値に設定される。すなわち、充電容量ＳＯＣが少なくなるに従って、電力量の使用制限が大きくなる（厳しくなる）。

トルクアシスト量制御部７４は、運転者による加速要求が急加速要求であると判断した場合には、トルクアシスト時において、第１電動機ＭＧ１によるトルクアシストおよび第２電動機ＭＧ２によるトルクアシストうち、いずれのトルクアシストの方が自動変速機１８の入力軸２０（トルクコンバータ１６の出力側）に伝達されるトルク、言い換えれば自動変速機１８等を介して駆動輪２６に出力（伝達）されるトルクが大きくなるかを判断する。トルクアシスト量制御部７４は、第１電動機ＭＧ１によるトルクアシスト量Ｔa1、および第２電動機ＭＧ２によるトルクアシスト量Ｔa2をそれぞれ算出し、算出されたトルクアシスト量Ｔa1,Ｔa2のうち何れのトルクアシスト量が大きいかを判断する。なお、第１電動機ＭＧ１によるトルクアシスト量Ｔa1および第２電動機ＭＧ２によるトルクアシスト量Ｔa2は、いずれもトルクコンバータ１６の出力側である自動変速機１８の入力軸２０に出力されるトルク、すなわち自動変速機１８等を介して駆動輪２６に出力（伝達）されるトルク量である。

前記第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２のトルクアシスト量Ｔa1,Ｔa2は、トルクアシスト量算出部７６によって算出される。

先ず、第２電動機ＭＧ２を使用した場合のトルクアシスト量Ｔa2の算出方法について説明する。トルクアシスト量算出部７６は、予め定格的に定められている図７に示すような第２電動機ＭＧ２のモータ性能曲線（出力特性）に基づいて第２電動機ＭＧ２の出力可能なトルクＴmg2を算出する。図７において、横軸は第２電動機ＭＧ２の第２電動機回転速度Ｎmg2を示し、縦軸が第２電動機ＭＧ２の出力トルクＴmg2を示している。図７からもわかるように、第２電動機回転速度Ｎmg2が増加するに従って、第２電動機ＭＧ２の出力可能なトルクＴmg2が低下する性質を有している。

また、実線が、蓄電装置３６の充電容量ＳＯＣが下限値βよりも大きい状態の第２電動機ＭＧ２の性能曲線を示しており、破線が、充電容量ＳＯＣが下限値βよりも小さくなり、電力量の上限値が制限された場合の性能曲線の一例を示している。電力量の使用可能な上限値が制限されている場合には、それに応じて変更される性能曲線に基づいて第２電動機ＭＧ２の出力トルクＴmg2が算出される。トルクアシスト量算出部７６は、図７のモータ性能曲線より現在の第２電動機回転速度Ｎmg2を参照することで、出力可能なトルクＴmg2を算出する。ここで、図１にも示したように、第２電動機ＭＧ２は自動変速機１８の入力軸２０に直接接続されており、入力軸２０がトルクコンバータ１６の出力側となるので、トルクアシスト量算出部７６は、この算出されたトルクＴmg2を第２電動機ＭＧ２のトルクアシスト量Ｔa2(＝Ｔmg2)に設定する。

次に、第１電動機ＭＧ１を使用した場合のトルクアシスト量Ｔa1の算出方法について説明する。トルクアシスト量算出部７６は、第２電動機ＭＧ２と同様に、予め定格的に定められて記憶されている第１電動機ＭＧ１のモータ性能曲線より、現在の第１電動機回転速度Ｎmg1を参照することにより、第１電動機ＭＧ１の出力可能なトルクＴmg1を算出する。なお、第１電動機ＭＧ１のモータ性能曲線は図示されていないが、図７に示す第２電動機ＭＧ２と同様の傾向を示す。

トルクアシスト量算出部７６は、出力可能なトルクＴmg1を算出すると、予め求められている図８に示すトルクコンバータ１６の特性曲線に基づいてトルク比ｔを算出する。なお、図８において、横軸は速度比ｅ（＝タービン回転速度Ｎt／ポンプ回転速度Ｎp）を示し、縦軸がトルクｔを示している。トルクアシスト量算出部７６は、ポンプ回転速度Ｎpおよびタービン回転速度Ｎtを検出して、速度比ｅを逐次算出し、図８のトルクコンバータ１６の特性曲線から算出された速度比ｅを参照することによりトルク比ｔを逐次算出する。そして、トルクアシスト量算出部７６は、算出されたトルク比ｔと第１電動機ＭＧ１の出力可能なトルクＴmg1との積によって、トルクコンバータ１６の出力側である自動変速機１８の入力軸２０に伝達される第１電動機ＭＧ１のトルクアシスト量Ｔa1（＝ｔ×Ｔmg1）を算出する。なお、ポンプ翼車１６ｐは、エンジン１２および第１電動機ＭＧ１に連結されているので、エンジン回転速度Ｎeまたは第１電動機回転速度Ｎmg１を検出することで求められる。また、タービン回転速度Ｎtは、タービン回転速度センサ４６から直接的に求めてもいいし、車速センサ５０から自動変速機１８のギヤ比を考慮して求めることもできる。

トルクアシスト量制御部７４は、トルクアシスト量算出部７４によって算出された第１電動機ＭＧ１によるトルクアシスト量Ｔa1および第２電動機ＭＧ２によるトルクアシスト量Ｔa2を比較し、どちらのトルクアシスト量が大きいかを判断する。そして、トルクアシスト量制御部７４は、トルクアシスト量の大きい側の電動機を用いてトルクアシストを実行する指令をインバータ３８に出力する。なお、第１電動機ＭＧ１によるトルクアシスト量Ｔa1は、速度比ｅに応じて変化することを考慮すると、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の何れを用いるか、すなわち第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２のトルクアシスト量の割合は、速度比ｅによって決定されるということもできる。このとき、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の何れでトルクアシストを実行する場合であっても、前記第１電動機ＭＧ１によってエンジン動作点を燃費最適点とする制御は行われない。すなわち、第１電動機ＭＧ１と第２電動機ＭＧ２との間での電力授受により電気的に動力（単位は例えばkW）が伝達される前記電気パスを止めて、トルクコンバータ１６を介して機械的に動力が伝達される前記機械パスを用いて動力が伝達される。トルクアシスト時は、電動機の動力を全てトルクアシストに使用するためである。

図９に、第１電動機ＭＧ１を使用した場合のトルクアシスト量Ｔa1と、第２電動機ＭＧ２を使用した場合のトルクアシスト量Ｔa2との大小関係を示す。なお、図９においては、使用される電力量は等しいものとする。第２電動機ＭＧ２のトルクアシスト量Ｔa2は、速度比ｅに拘わらず一定の値となっている。また、第２電動機ＭＧ２のトルクアシスト量Ｔa2は、速度比ｅに依存しない。一方、第１電動機ＭＧ１のトルクアシスト量Ｔa1は、トルクコンバータ１６のトルク比ｔと同様に、速度比ｅが増加するに従って小さくなり、速度比ｅ１（カップリングポイント）を超えると一定の値となる。すなわち、第１電動機ＭＧ１のトルクアシスト量Ｔa1は、速度比ｅに応じて変化する。これは、第１電動機ＭＧ１がトルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ｐに連結されているので、第１電動機ＭＧ１のトルクＴmg1がトルクコンバータ１６を介して自動変速機１８の入力軸２０に伝達されるためである。なお、前記速度比ｅ１以下の速度比域がコンバータレンジとなり、所定の速度比ｅ１以上の領域がカップリングレンジとなる。図９に示すように、速度比ｅが小さい領域では第１電動機ＭＧ１を使用した場合のトルクアシスト量Ｔa1が、第２電動機を使用した場合のトルクアシスト量Ｔa2よりも大きくなる。また、速度比ｅが増加するに従って第１電動機ＭＧ１を使用した場合のトルクアシスト量Ｔa1が小さくなり、第１電動機ＭＧ１を使用した場合のトルクアシストＴa1量と第２電動機ＭＧ２を使用した場合のトルクアシスト量Ｔa2との差は徐々に小さくなる。そして、速度比ｅが所定の速度比ｅ２を超えると、第２電動機ＭＧ２を使用した場合のトルクアシスト量Ｔa2が、第１電動機ＭＧ１を使用した場合のトルクアシスト量Ｔa1よりも大きくなる。

次に、運転者による加速要求が緩加速要求であると判断された場合について説明する。また、トルクアシスト量制御部７４は、運転者による加速要求が緩加速要求であった場合には燃費が重視され、エンジン動作点を燃費最適点に維持した状態すなわち前記電気パスを維持した状態で、第２電動機ＭＧ２によるトルクアシストを実行する。具体的には、エンジン動作点制御部７４は、第１電動機ＭＧ１を制御してエンジン動作点を燃費最適点に維持し、その第１電動機ＭＧ１によって発電された電力を第２電動機に供給する。図１０に、前記電気パスが維持された状態での第２電動機の出力特性を示す。電気パスが維持された状態では、例えば第２電動機ＭＧ２が回転速度Ｎmg2aで回転している場合、第２電動機ＭＧ２からはその電気パス量（第１電動機ＭＧ１による発電量）に基づく駆動力（電気パス量）が出力される。そして、図１０に示すように、第２電動機ＭＧ２の出力可能なトルクから電気パス量によるトルクを差し引いた分だけ、トルクアシスト余力として出力可能となる。トルクアシスト量制御手段７４は、そのトルクアシスト余力分だけのトルクアシストを実行する。これより、燃費悪化を抑制しつつ緩加速を実現することができる。

図１１は、電子制御装置４０の制御作動の要部すなわちエンジン走行中に運転者が加速要求を出力した際に好適な加速を実現する制御作動を説明するためのフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行されるものである。

先ず、加速要求判断部７０に対応するステップＳＡ１（以下、ステップを省略する）において、運転者による加速要求が出力されたか否かが判断される。ＳＡ１が否定される場合、ＳＡ８において電動機によるトルクアシストは実施されず、本ルーチンは終了させられる。ＳＡ１が肯定される場合、加速要求判断部７０に対応するＳＡ２において、その加速要求が急加速要求であるか否かが判断される。なお、急加速の判断は、例えばアクセル開度Ａccの増加率ΔＡccに基づいて判断される。ＳＡ２が否定される場合、運転者による加速要求が緩加速要求であると判断され、トルクアシスト量制御部７４およびエンジン動作点制御部６８に対応するＳＡ７において、電動機ＭＧ２によるトルクアシストが実行される。このとき、第１電動機ＭＧ１によってエンジン動作点が燃費最適点上にくるように制御され、第１電動機ＭＧ１によって発電（回生）された電力で第２電動機ＭＧ２から動力が出力される電気パスが維持される。さらに、第２電動機ＭＧ２の出力特性に基づくトルクアシスト可能な余力分を利用してトルクアシストが実行される。

ＳＡ２が肯定される場合、バッテリ出力制限制御部７２に対応するＳＡ３において、バッテリ出力制限が為されるか否かが判断される。具体的には、蓄電装置３６の充電容量ＳＯＣを検出し、その充電容量ＳＯＣが予め設定されている下限値β以下か否かが判断される。充電容量ＳＯＣが下限値β以上であれば、バッテリ出力制限は為されないものと判断されＳＡ３が否定される。一方、下限値β以下であれば、バッテリ出力制限が為されるものと判断されＳＡ３が肯定される。

ＳＡ３が肯定される場合、バッテリ出力制限制御部７２に対応するＳＡ６において、使用可能な電力量の上限値が変更される。この上限値は、充電容量ＳＯＣに応じて変更される。ＳＡ３が否定される場合、或いはＳＡ６に基づいて使用可能な電力量の上限値が変更されると、トルクアシスト量算出部７６およびトルクアシスト量制御部７４に対応するＳＡ４において、第１電動機ＭＧ１によるトルクアシスト量Ｔa1および第２電動機ＭＧ２によるトルクアシスト量Ｔa2がそれぞれ算出される。さらに、算出された第１電動機ＭＧ１によるトルクアシスト量Ｔa1と第２電動機ＭＧ２によるトルクアシスト量Ｔa2とを比較し、トルクアシスト量の大きい側の電動機を選択する。さらに、トルクアシスト量制御部７４に対応するＳＡ５において、ＳＡ４で選択された電動機を用いてトルクアシストを実行する指令がインバータ３８に出力され、その選択された電動機によるトルクアシストが実行される。

上述のように、本実施例によれば、トルクコンバータ１６を介して伝達される第１電動機ＭＧ１によるトルクアシスト量Ｔmg1と、トルクコンバータ１６を介さない第２電動機ＭＧ２によるトルクアシスト量Ｔa2とを、トルクコンバータ１６の速度比ｅを考慮して決定することで、十分な加速性能を確保することができる。

また、本実施例によれば、トルクコンバータ１６の速度比ｅに基づくトルクアシスト量を、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２毎に予め記憶しており、その速度比ｅに基づいてトルクコンバータ１６を介して出力される第１電動機のトＭＧ１ルクアシスト量Ｔa1と、第２電動機ＭＧ２のトルクアシスト量Ｔa2とを比較し、トルクアシスト量の大きい側の電動機によってトルクアシストを実行する。このようにすれば、トルクアシスト量の大きい側の電動機を用いることで十分な加速性能を確保することができる。

また、本実施例によれば、第１電動機ＭＧ１によるトルクアシスト量Ｔa1は、速度比ｅが小さい領域では第２電動機ＭＧ２によるトルクアシスト量Ｔa2よりも大きく、速度比ｅが増加するに従って、第１電動機ＭＧ１によるトルクアシスト量Ｔa1が小さくなり、その速度比ｅが所定値ｅ２を超えると、第２電動機ＭＧ２によるトルクアシスト量Ｔa2が第１電動機ＭＧ１によるトルクアシスト量Ｔa1よりも大きくなる。このようにすれば、速度比ｅに応じてトルクアシスト量の大きい側の電動機を判断することができる。

また、本実施例によれば、エンジン１２の駆動力を駆動輪２６に伝達する経路として、トルクコンバータ１６を介して伝達する機械パスと、第１電動機ＭＧ１によって回生された電力を用いて第２電動機ＭＧ２によって伝達する電気パスとが設けられ、運転者による加速要求が急加速要求である場合には、電気パスによる動力伝達を止めて、機械パスを用いて動力が伝達される。このようにすれば、エンジン１２の動作点が燃費最適点からずれるものの、電動機の出力を全てトルクアシストに使用することができるため、加速性能の確保が可能となる。

また、本実施例によれば、運転者による加速要求が緩加速要求である場合には、電気パスが維持され、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２を制御してエンジン１２の動作点を予め設定されている燃費最適点に変更し、第２電動機ＭＧ２によるトルクアシストを実行する。このようにすれば、燃費を悪化させることなく、第２電動機ＭＧ２によって出力可能な範囲でトルクアシストを実行することができる。

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、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例において、自動変速機１８は有段式の自動変速機であったが、無段式の自動変速機など自由に変更することができる。或いは、自動変速機を無くした構造であっても本発明を適用することができる。

また、前述の実施例では、第１電動機ＭＧ１がトルクコンバータ１６のポンプ翼車１６ｐに直結され、第２電動機ＭＧ２がトルクコンバータ１６のタービン翼車１６ｔに直結されていたが、必ずも直結される必要はなく、例えば歯車等を介して間接的に連結されていても構わない。

また、前述の実施例では、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２のうち、算出されたトルクアシスト量の大きい側の電動機によってトルクアシストを実行する、すなわち第１電動機ＭＧ１によるトルクアシスト量Ｔa1および第２電動機ＭＧ２によるトルクアシスト量Ｔa2の割合を、速度比ｅに応じて一方を１００％、他方を０％とするものであったが、必ずしも何れか一方を１００％、他方を０％とする必要はない。例えばトルクアシスト時において第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２の両方を使用し、第１電動機ＭＧ１および第２電動機ＭＧ２のトルクアシスト量の割合を速度比ｅに基づいて決定するものであっても構わない。例えば、第１電動機ＭＧ１によるトルクアシスト量Ｔa1を８０％、第２電動機ＭＧ２によるトルクアシスト量Ｔa2を２０％とするなど、速度比ｅから判断される、トルクアシストに有利な側の電動機によるトルクアシスト量の割合を高くするような構成であっても構わない。

また、前述の実施例では、緩加速時には電気パスを維持してエンジンを燃費最適点で作動させていたが、運転者の加速要求が出力されると、一律に電気パスを止めてトルクアシスト量の大きい側の電動機を用いてトルクアシストを行うものであっても構わない。

また、前述の実施例では、電力量の出力制限は、充電容量ＳＯＣに基づいて設定されるとしたが、それに加えて電動機温度など他のパラメータも考慮する構成であっても構わない。

なお、上述したの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。

８：車両
１２：エンジン
１６：トルクコンバータ
１６ｐ：ポンプ翼車（入力側回転部材）
１６ｔ：タービン翼車（出力側回転部材）
２６：駆動輪
４０：電子制御装置（制御装置）
ＭＧ１：第１電動機
ＭＧ２：第２電動機

Claims (5)

1. エンジンからの動力が入力される入力側回転部材と駆動輪への動力を出力する出力側回転部材とを有するトルクコンバータと、前記入力側回転部材に直接または間接的に連結された第１電動機と、前記出力側回転部材に直接または間接的に連結された第２電動機とを、備えた車両の制御装置であって、
   少なくとも前記エンジンによって走行している間に運転者による加速要求があった場合には、前記第１電動機によるトルクアシスト量と前記第２電動機によるトルクアシスト量との割合を、前記トルクコンバータの速度比に基づいて決定することを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記第１電動機によって前記トルクコンバータを介して前記駆動輪に出力されるトルクアシスト量と、前記第２電動機によって前記駆動輪に出力されるトルクアシスト量とを、比較し、
   前記駆動輪に出力される前記トルクアシスト量が大きくなる側の電動機によってトルクアシストを実行することを特徴とする請求項１の車両の制御装置。
3. 前記速度比が小さい領域では、前記第１電動機によって出力される場合のトルクアシスト量は、前記第２電動機によって出力される場合のトルクアシスト量よりも大きく、
   前記第１電動機によって出力される場合のトルクアシスト量は、前記速度比が増加するに従って小さくなり、
   該速度比が所定値を超えると、前記第２電動機によって出力される場合のトルクアシスト量が、前記第１電動機によって出力される場合のトルクアシスト量よりも大きくなることを特徴とする請求項２の車両の制御装置。
4. 前記エンジンのパワーを前記駆動輪に伝達する経路として、前記トルクコンバータを介して伝達する機械パスと、前記第１電動機によって回生された電力を用いて前記第２電動機によって伝達する電気パスとが設けられ、
   運転者による加速要求が急加速要求である場合には、前記電気パスによる動力伝達を止めて、前記機械パスを用いて動力が伝達されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１の車両の制御装置。
5. 前記運転者による加速要求が緩加速要求である場合には、前記電気パスが維持され、前記第１電動機および前記第２電動機を制御して前記エンジンの動作点を予め設定されている燃費最適点に変更し、
   前記第２電動機によるトルクアシストを実行することを特徴とする請求項４の車両の制御装置。

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