JP3216082B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車両の制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、原動機としてエン
ジンおよびモータを備えたハイブリッド車両の制御装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】原動機としてエンジンおよびモータを備
えたハイブリッド車両は従来より知られており、そのよ
うなハイブリッド車両の原動機の制御装置として、たと
えば特開平５−２２９３５１号公報に記載されたものが
知られている。
【０００３】この装置では、車両の走行条件に応じてエ
ンジンの効率が最大となる最適トルクを決定するととも
にエンジンの実際の駆動トルク（実トルク）を検出し、
最適トルクおよび実トルクに基づいて要求トルクを決定
する。そして、要求トルクに対応して、適時（たとえば
加速時に）モータによる駆動補助が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の装置では、モータによる駆動補助の際には、運転者の
アクセル開度操作に応じて一義的に決定されるスロット
ル開度により発生するエンジン出力に、その時点の蓄電
装置の残容量に応じたモータ出力を単純に上乗せするの
みであるため、次のような問題が生じた。
【０００５】すなわち、蓄電装置の残容量が減少してモ
ータ出力が低下したときには、全駆動力、すなわちエン
ジン出力とモータ出力の合計出力も低下して、ドライバ
ビリティの悪化を招いてしまう。
【０００６】ここで、たとえばスロットル弁１０３とし
て、いわゆるドライブバイワイヤ型（ＤＢＷ）のものを
使用し、ＤＢＷ制御（アクチュエータを介したスロット
ル弁開度制御）を行い、モータの出力が低下したとき
に、その低下分相当の出力をエンジン側で発生させ、こ
れによりドライバビリティの悪化に対応することも考え
られる。
【０００７】しかし、この手法ではドライバビリティは
向上するものの、次の問題が残ってしまう。
【０００８】モータによる駆動力補助の１つの利点は、
燃費を向上させることにある。すなわち、要求駆動力に
対して、エンジンのみを原動機とする車両では、そのす
べての駆動力をエンジンのみで賄うのに対し、エンジン
およびモータを備えたハイブリッド車両では、要求駆動
力のうちの一部をモータ出力で賄い、残りの部分をエン
ジン出力で賄う。そして、要求駆動力中、モータ側で賄
うことができる部分が多いほど、エンジン側で賄うべき
部分が少なくなり、すなわちエンジン側の仕事量を低減
させることができ、燃費は向上する。上記手法では、モ
ータ出力の低下分をエンジン出力で補うため、エンジン
側での仕事量が増加して燃費が悪化する。したがって、
燃費を向上させるというハイブリッド車両の利点を犠牲
にすることになる。
【０００９】さらに、上記従来の装置、すなわちエンジ
ン出力にモータ出力を単純に上乗せする装置では、運転
者のアクセル操作により、エンジン側の仕事量をある程
度低減させることはできるものの、完全に削減すること
はできない。すなわち、上記従来の装置では、上述した
ように、先ずスロットル開度に応じてエンジン出力を決
定するため、スロットル開度が全閉でないときには、い
くらかのエンジン出力が発生する。この状況は、蓄電装
置に、要求駆動力をモータ出力ですべて賄うことができ
るだけの電気容量が残っているときであっても変わらな
いので、このような場合であっても、上記従来の装置で
は、要求駆動力のすべてをモータ出力で賄うことはでき
ない。したがって、エンジン側の仕事量を完全に削減す
ることはできない。
【００１０】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、ドライバビリティを向上させながら、さらに燃費
を向上させ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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、車両の駆動軸を駆動するエンジンと、電
気エネルギにより前記駆動軸の駆動補助を行うモータ
と、該モータへ電力を供給する蓄電手段とを備えるハイ
ブリッド車両の制御装置において、前記車両の運転状態
に応じて当該車両の目標駆動力を算出する目標駆動力算
出手段と、前記蓄電手段の残容量を検出する残容量検出
手段と、該検出された残容量に基づいて前記モータの目
標出力を算出する目標出力算出手段と、前記算出された
モータの目標出力と前記エンジンの要求出力との総和が
前記算出された車両の目標駆動力に一致するように、当
該エンジンの要求出力を算出するエンジン要求出力算出
手段と、前記算出された目標出力に基づいて前記モータ
の出力を制御し、前記算出されたエンジンの要求出力に
基づいて前記エンジンの出力を制御する制御手段とを備
えるようにしたものである。
【００１２】また、前記車両の走行負荷を検出する走行
負荷検出手段を備え、前記目標出力算出手段は、前記検
出された走行負荷をも考慮してその目標出力を算出する
ことが望ましい。
【００１３】さらに、前記制御手段は、前記算出された
目標駆動力が前記算出されたモータの目標出力以下のと
きには、該目標駆動力を前記モータの出力のみによって
発生させるように制御することが望ましい。
【００１４】また、前記エンジンに供給する吸入空気量
を制御する吸入空気量制御手段を備え、該吸入空気量制
御手段は、前記蓄電手段の残容量が減少することにより
前記モータの出力が減少したときには、その吸入空気量
を増加するように制御することが望ましい。
【００１５】また、さらに、前記車両の駆動軸と前記エ
ンジンおよびモータとの間に設けられた変速機と、該変
速機の変速比を制御する変速比制御手段とを備え、前記
変速比制御手段は、前記蓄電手段の残容量が減少するこ
とにより前記モータの出力が減少したときには、前記変
速機の変速比を低変速比側に変更制御することが望まし
い。
【００１６】請求項１の制御装置によれば、車両の運転
状態に応じてその目標駆動力が算出され、蓄電手段の残
容量が検出され、この残容量に応じて蓄電手段の充放電
効率が最もよくなるモータ側の目標出力が算出され、こ
のモータ側の出力とエンジン側の要求出力との総和が前
記目標駆動力に一致するように、その要求出力が算出さ
れ、前記算出された目標出力に基づいてモータの出力が
制御され、前記算出された要求出力に基づいてエンジン
の出力が制御される。
【００１７】請求項２の制御装置によれば、走行負荷検
出手段により検出された走行負荷も考慮して、前記モー
タ側の目標出力が算出される。
【００１８】請求項３の制御装置によれば、前記算出さ
れた目標駆動力が前記算出されたモータ側の目標出力以
下のときには、前記目標駆動力が前記モータの出力のみ
によって発生される。
【００１９】請求項４の制御装置によれば、前記蓄電手
段の残容量が減少することにより前記モータの出力が減
少したときには、前記エンジンに供給する吸入空気量を
増加するように制御される。
【００２０】請求項５の制御装置によれば、前記蓄電手
段の残容量が減少することにより前記モータの出力が減
少したときには、変速機の変速比が低変速比側に変更制
御される。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。
【００２２】図１は本発明の実施の一形態にかかるハイ
ブリッド車両の駆動系およびその制御装置の構成を模式
的に示す（センサ、アクチュエータ等の構成要素は省略
してある）図であり、内燃エンジン（以下「エンジン」
という）１によって駆動される駆動軸２は、変速機構４
を介して駆動輪５を駆動できるように構成されている。
モータ３は、駆動軸２を直接回転駆動できるように配設
されており、また駆動軸２の回転による運動エネルギを
電気エネルギに変換して出力する回生機能を有する。モ
ータ３は、パワードライブユニット（以下「ＰＤＵ」と
いう）１３を介してスーパーキャパシタ（静電容量の大
きなコンデンサ）１４と接続されており、ＰＤＵ１３を
介して駆動、回生の制御が行われる。
【００２３】エンジン１を制御するエンジン電子コント
ロールユニット（以下「ＥＮＧＥＣＵ」という）１１、
モータ３を制御するモータ電子コントロールユニット
（以下「ＭＯＴＥＣＵ」という）１２、スーパーキャパ
シタ１４の状態の判別に基づくエネルギマネジメントを
行うマネジメント電子コントロールユニット（以下「Ｍ
ＧＥＣＵ」という）１５および変速機構４を制御する変
速機構電子コントロールユニット（「Ｔ／ＭＥＣＵ」と
いう）１６が設けられており、これらのＥＣＵはデータ
バス２１を介して相互に接続されている。各ＥＣＵは、
データバス２１を介して、検出データやフラグの情報等
を相互に伝送する。
【００２４】図２は、エンジン１、ＥＮＧＥＣＵ１１お
よびその周辺装置の構成を示す図である。エンジン１の
吸気管１０２の途中にはスロットル弁１０３が配されて
いる。スロットル弁１０３にはスロットル弁開度(θＴ
Ｈ)センサ１０４が連結されており、当該スロットル弁
１０３の開度に応じた電気信号を出力してＥＮＧＥＣＵ
１１に供給する。また、スロットル弁１０３はいわゆる
ドライブバイワイヤ型（ＤＢＷ）のものであり、その弁
開度を電気的に制御するためのスロットルアクチュエー
タ１０５が連結されている。スロットルアクチュエータ
１０５は、ＥＮＧＥＣＵ１１によりその作動が制御され
る。
【００２５】燃料噴射弁１０６はエンジン１とスロット
ル弁１０３との間で且つ吸気管１０２の図示しない吸気
弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各燃料噴
射弁１０６はプレッシャーレギュレータ（図示せず）を
介して燃料タンク（図示せず）に接続されていると共に
ＥＮＧＥＣＵ１１に電気的に接続されて当該ＥＮＧＥＣ
Ｕ１１からの信号により燃料噴射弁１０６の開弁時間お
よび開弁時期が制御される。
【００２６】スロットル弁１０３の直ぐ下流には管１０
７を介して吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ１０８が設
けられており、この絶対圧センサ１０８により電気信号
に変換された絶対圧信号はＥＮＧＥＣＵ１１に供給され
る。
【００２７】また、絶対圧センサ１０８の下流には吸気
温（ＴＡ）センサ１０９が取付けられており、吸気温Ｔ
Ａを検出して対応する電気信号を出力してＥＮＧＥＣＵ
１１に供給する。エンジン１の本体に装着されたエンジ
ン水温（ＴＷ）センサ１１０はサーミスタ等から成り、
エンジン水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度
信号を出力してＥＮＧＥＣＵ１１に供給する。
【００２８】エンジン回転数（ＮＥ）センサ１１１はエ
ンジン１の図示しないカム軸周囲またはクランク軸周囲
に取り付けられ、エンジン１のクランク軸の180度回転
毎に所定のクランク角度位置で信号パルス（以下「ＴＤ
Ｃ信号パルス」という）を出力し、このＴＤＣ信号パル
スはＥＮＧＥＣＵ１１に供給される。
【００２９】エンジン１の各気筒の点火プラグ１１３
は、ＥＮＧＥＣＵ１１に接続されており、ＥＮＧＥＣＵ
１１により点火時期が制御される。
【００３０】エンジン１の排気管１１４の途中には、排
気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の浄化を行う三元触媒
１１５が装着されており、またその上流側には空燃比
（ＬＡＦ）センサ１１７が装着されている。ＬＡＦセン
サ１１７は排気ガス中の酸素濃度（および酸素の不足度
合い）にほぼ比例する電気信号を出力しＥＮＧＥＣＵ１
１に供給する。ＬＡＦセンサ１１７により、エンジン１
に供給される混合気の空燃比を、理論空燃比よりリーン
側からリッチ側までの広範囲に亘って検出することがで
きる。
【００３１】三元触媒１１５には、その温度を検出する
触媒温度（ＴＣＡＴ）センサ１１８が設けられており、
その検出信号がＥＮＧＥＣＵ１１に供給される。また、
当該車両の車速ＶＣＡＲを検出する車速センサ１１９お
よびアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開
度」という）θＡＰを検出するアクセル開度センサ１２
０が、ＥＮＧＥＣＵ１１に接続されており、これらのセ
ンサの検出信号がＥＮＧＥＣＵ１１に供給される。
【００３２】ＥＮＧＥＣＵ１１は各種センサからの入力
信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、
アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を
有する入力回路、中央演算処理回路（以下「ＣＰＵ」と
いう）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラムおよび
演算結果等を記憶する記憶手段、燃料噴射弁１０６、点
火プラグ１１３に駆動信号を供給する出力回路等から構
成される。他のＥＣＵの基本的な構成は、ＥＮＧＥＣＵ
１１と同様である。
【００３３】図３は、モータ３、ＰＤＵ１３、スーパー
キャパシタ１４、ＭＯＴＥＣＵ１２およびＭＧＥＣＵ１
５の接続状態を詳細に示す図である。
【００３４】モータ３には、その回転数を検出するため
のモータ回転数センサ２０２が設けられており、その検
出信号がＭＯＴＥＣＵ１２に供給される。ＰＤＵ１３と
モータ３とを接続する接続線には、モータ３に供給す
る、またはモータ３から出力される電圧および電流を検
出する電流電圧センサ２０１が設けられており、またＰ
ＤＵ１３にはその温度、より具体的にはモータ３の駆動
回路の保護抵抗の温度ＴＤを検出する温度センサ２０３
が設けられている。これらのセンサ２０１、２０３の検
出信号がＭＯＴＥＣＵ１２に供給される。
【００３５】スーパーキャパシタ１４とＰＤＵ１３とを
接続する接続線には、スーパーキャパシタ１４の出力端
子間の電圧、およびスーパーキャパシタ１４から出力さ
れるまたはスーパーキャパシタ１４へ供給される電流を
検出する電圧電流センサ２０４が設けられており、その
検出信号がＭＧＥＣＵ１５に供給される。
【００３６】図４は、変速機構４とＴ／ＭＥＣＵ１６と
の接続状態を示す図である。変速機構４には、ギヤ位置
ＧＰを検出するギヤ位置センサ３０１が設けられてお
り、その検出信号がＴ／ＭＥＣＵ１６に供給される。本
実施の形態では、変速機構４は自動変速機であるため、
変速アクチュエータ３０２が設けられ、Ｔ／ＭＥＣＵ１
６によりその作動が制御される。
【００３７】図５および６は、全要求駆動力、すなわち
運転者が車両に要求する駆動力をモータ３とエンジン１
にどれだけ配分するかを決定する駆動力配分処理の手順
を示すフローチャートであり、本処理は、ＭＧＥＣＵ１
５で所定時間毎に実行される。
【００３８】図５において、まずステップＳ１では、ス
ーパーキャパシタ１４の残容量を、たとえば次の方法に
より検出する。
【００３９】すなわち、前記電流電圧センサ２０４によ
り検出されたキャパシタ出力電流および入力電流（充電
電流）を所定時間毎に積算して、放電量積算値ＣＡＰＡ
ＤＩＳＣＨ（正の値）および充電量積算値ＣＡＰＡＣＨ
Ｇ（負の値）を算出し、キャパシタ残容量ＣＡＰＡＲＥ
Ｍを次式（１）により算出する。
【００４０】 ＣＡＰＡＲＥＭ＝ＣＡＰＡＦＵＬＬ−（ＣＡＰＡＤＩＳＣＨ＋ＣＡＰＡＣＨＧ ） ‥‥（１） ただし、ＣＡＰＡＦＵＬＬは、スーパーキャパシタ１４
がフルチャージ（満充電）状態のときの放電可能量であ
る。
【００４１】そして、この算出されたキャパシタ残容量
ＣＡＰＡＲＥＭに、温度等によって変化するスーパーキ
ャパシタ１４の内部抵抗により補正を施して、最終的な
スーパーキャパシタ１４の残容量を検出する。
【００４２】なお、本実施の形態では、スーパーキャパ
シタ１４の残容量を検出するようにしたが、これに代え
て、スーパーキャパシタ１４の開放端電圧を検出するよ
うにしてもよい。
【００４３】次にステップＳ２では、この検出された残
容量に応じて、モータ３側の配分量、すなわち全要求駆
動力（目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭ）中モータ３が出力
すべき駆動量（この量は、目標駆動力に対する比率で表
現するため、以下「配分率」という）ＰＲＡＴＩＯを、
出力配分率設定テーブルを検索して決定する。
【００４４】図７は、出力配分率設定テーブルの一例を
示す図であり、横軸がスーパーキャパシタ１４の残容量
を示し、縦軸が配分率ＰＲＡＴＩＯを示している。この
出力配分率設定テーブルには、このスーパーキャパシタ
１４において充放電効率が最もよくなる、残容量に対す
る配分率が予め設定されている。
【００４５】続くステップＳ３では、前記アクセル開度
センサ１２０によって検出されたアクセル開度θＡＰに
応じて、図８に示すアクセル−スロットル特性の設定テ
ーブルを検索し、スロットルアクチュエータ１０５に対
する指令値（以下、「スロットル弁開度指令値」とい
う）θＴＨＣＯＭを決定する。
【００４６】アクセル−スロットル特性の設定テーブル
は、本実施の形態では、図８に示すように、アクセル開
度θＡＰをそのまま指令値θＴＨＣＯＭにしているが、
これに限る必要はないことはいうまでもない。
【００４７】そして、ステップＳ４では、この決定され
たスロットル弁開度指令値θＴＨＣＯＭに応じて、図９
に示すスロットル弁開度に応じたモータ出力配分の設定
テーブルを検索し、配分率ＰＲＡＴＩＯＴＨを決定す
る。
【００４８】スロットル弁開度に応じたモータ出力配分
の設定テーブルは、図９に示すように、スロットル弁開
度指令値θＴＨＣＯＭが全開近傍（たとえば５０度以
上）のときに、モータの出力を増量するように設定され
ている。
【００４９】なお、本実施の形態では、スロットル弁開
度指令値θＴＨＣＯＭに応じて配分率ＰＲＡＴＩＯＴＨ
を決定するようにしたが、これに限らず、車速やエンジ
ン回転数等のうちいずれか一つ、または複数個をパラメ
ータとしてこの配分率を決定するようにしてもよい。
【００５０】続くステップＳ５では、スロットル弁開度
指令値θＴＨＣＯＭおよびエンジン回転数ＮＥに応じ
て、図１０に示す目標出力マップを検索し、目標駆動力
ＰＯＷＥＲＣＯＭを決定する。
【００５１】ここで、目標出力マップとは、運転者が要
求する目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭを決定するためのマ
ップをいい、スロットル弁開度指令値θＴＨＣＯＭ（こ
のスロットル弁開度指令値はアクセル開度θＡＰと１対
１に対応するため、アクセル開度θＡＰであってもよ
い）およびエンジン回転数ＮＥに応じて目標駆動力ＰＯ
ＷＥＲＣＯＭが設定されている。
【００５２】さらに、ステップＳ６では、この目標駆動
力ＰＯＷＥＲＣＯＭを発生するためのスロットル弁開度
の補正項θＴＨＡＤＤ（すなわち、目標駆動力ＰＯＷＥ
ＲＣＯＭは、スロットル弁開度をθＴＨＣＯＭ＋θＴＨ
ＡＤＤにしたときに発生する）を算出し、ステップＳ７
では、前記車速センサ１１９により検出された車速ＶＣ
ＡＲ、およびエンジンの余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲに応じ
て、図１１に示す車両状態判別マップを検索して、車両
の走行状態ＶＳＴＡＴＵＳを決定する。
【００５３】ここで、エンジンの余裕出力ＥＸＰＯＷＥ
Ｒは、次式（２）により算出される。
【００５４】 ＥＸＰＯＷＥＲ＝ＰＯＷＥＲＣＯＭ−ＲＵＮＲＳＴ ‥‥（２） ただし、ＲＵＮＲＳＴとは、当該車両の走行抵抗をい
い、車速ＶＣＡＲに応じて設定されたＲＵＮＲＳＴテー
ブル（図示せず）を検索して決定される。目標駆動力Ｐ
ＯＷＥＲＣＯＭおよび走行抵抗ＲＵＮＲＳＴは、たとえ
ばＷ（ワット）を単位としてそれぞれ設定されている。
【００５５】このように車速ＶＣＡＲおよび余裕出力Ｅ
ＸＰＯＷＥＲによって決定される走行状態ＶＳＴＡＴＵ
Ｓとは、余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲに対するモータ３のア
シスト配分比率をいい、たとえば０から２００までの整
数値（単位は％）に設定される。そして、走行状態ＶＳ
ＴＡＴＵＳが「０」のときはアシストすべきでない状態
（減速状態またはクルーズ状態）であり、走行状態ＶＳ
ＴＡＴＵＳが「０」より大きいときはアシストすべき状
態（アシスト状態）である。
【００５６】続くステップＳ８では、走行状態ＶＳＴＡ
ＴＵＳが「０」より大きいか否かを判別し、ＶＳＴＡＴ
ＵＳ＞０のとき、すなわちアシスト状態のときにはアシ
ストモードとして、図６のステップＳ９に進む一方、Ｖ
ＳＴＡＴＵＳ≦０のとき、すなわち減速状態またはクル
ーズ状態のときには回生モード（減速回生モードまたは
クルーズ充電モード）として、図６のステップＳ１２に
進む。
【００５７】ステップＳ９では、次式（３）により、モ
ータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲを算出する。
【００５８】 ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲ＝ＰＯＷＥＲＣＯＭ×ＰＲＡＴＩＯ×ＰＲＡＴＩＯＴＨ ×ＶＳＴＡＴＵＳ ‥‥（３） 続くステップＳ１０では、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰ
ＯＷＥＲを目標に時定数をもってモータトルク指令値Ｔ
ＲＱＣＯＭに変換する。
【００５９】図１２は、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯ
ＷＥＲと変換されたモータトルク指令値ＴＲＱＣＯＭと
の関係を示す図であり、図中、実線がモータ要求出力Ｍ
ＯＴＯＲＰＯＷＥＲの時間推移の一例を示し、鎖線がそ
のモータトルク指令値ＴＲＱＣＯＭの時間推移を示して
いる。
【００６０】同図から分かるように、モータトルク指令
値ＴＲＱＣＯＭは、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥ
Ｒを目標に時定数をもって、すなわち時間遅れをもって
徐々に近づくように制御されている。これは、モータト
ルク指令値ＴＲＱＣＯＭを、モータ３がモータ要求出力
ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲを直ちに出力するように設定する
と、エンジン出力の立ち上がりの遅れによりこの出力を
受け入れる準備ができず、ドライバビリティの悪化を招
く。したがって、この準備ができるまで待ってから、モ
ータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲを出力するようにモ
ータ３を制御する必要があるからである。
【００６１】続くステップＳ１１では、このモータトル
ク指令値ＴＲＱＣＯＭに応じて、スロットル弁開度の目
標値θＴＨＯを閉方向に制御するための補正項（減量
値）θＴＨＡＳＳＩＳＴを算出した後に、ステップＳ１
８に進む。
【００６２】この補正項θＴＨＡＳＳＩＳＴは、モータ
トルク指令値ＴＲＱＣＯＭでモータ３側の出力が増えた
分だけエンジン１側の出力を抑えるためのものであり、
この補正項θＴＨＡＳＳＩＳＴを算出するのは、次の理
由による。
【００６３】すなわち、ステップＳ３で決定されたスロ
ットル弁開度指令値θＴＨＣＯＭおよび前記ステップＳ
６で算出されたその補正項θＴＨＡＤＤの和によってス
ロットル弁開度の目標値θＴＨＯを決定し、この目標値
θＴＨＯによって前記スロットルアクチュエータ１０５
を制御した場合には、エンジン１側の出力のみによって
目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭが発生する。したがって、
目標値θＴＨＯを補正せずに、前記ステップＳ１０で変
換されたモータトルク指令値ＴＲＱＣＯＭによりモータ
３を制御したときには、エンジン１側の出力とモータ３
側の出力との総和が目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭを超え
ることになり、運転者が要求した駆動力以上の駆動力が
発生してしまう。このため、モータ３の出力分に相当す
るエンジン１側の出力を抑制し、これによりモータ３側
の出力とエンジン１側の出力との総和が目標駆動力ＰＯ
ＷＥＲＣＯＭになるように、補正項θＴＨＡＳＳＩＳＴ
を算出している。
【００６４】ステップＳ１２では、現在の回生モードが
減速回生モードであるか否かを判別する。この判別は、
たとえばアクセル開度θＡＰの変化量ＤＡＰ（＝θＡＰ
（今回値）−θＡＰ（前回値））が負の所定量ＤＡＰＤ
より小さいか否かを判別することにより行う。なお、こ
の判別は余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲに基づいて行うことも
できる。
【００６５】ステップＳ１２で、ＤＡＰ＜ＤＡＰＤのと
きには、減速回生モードと判別して、モータ要求出力Ｍ
ＯＴＯＲＰＯＷＥＲを減速回生出力ＲＥＧＰＯＷＥＲに
設定する（ステップＳ１３）。ここで、減速回生出力Ｒ
ＥＧＰＯＷＥＲは、図示しない減速回生処理ルーチンで
算出されたものを使用する。
【００６６】続くステップＳ１４では、減速回生モード
における最適なスロットル弁開度の目標値θＴＨＯ、す
なわち上記減速回生処理ルーチンで算出されたスロット
ル弁開度の目標値θＴＨＯを読込んで設定した後に、ス
テップＳ１９に進む。
【００６７】一方、ステップＳ１２で、ＤＡＰ≧ＤＡＰ
Ｄのときには、クルーズ充電モードと判別して、モータ
要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲをクルーズ充電出力ＣＲ
ＵＩＳＥＰＯＷＥＲに設定する（ステップＳ１５）。こ
こで、クルーズ充電出力ＣＲＵＩＳＥＰＯＷＥＲは、図
示しないクルーズ充電処理ルーチンで算出されたものを
使用する。
【００６８】続くステップＳ１６では、前記ステップＳ
１０と同様に、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲを
目標に時定数をもってモータトルク指令値ＴＲＱＣＯＭ
に変換し、ステップＳ１７では、このモータトルク指令
値ＴＲＱＣＯＭに応じて、スロットル弁開度の目標値θ
ＴＨＯを開方向に制御するための補正項（増量値）θＴ
ＨＳＵＢを算出した後に、ステップＳ１８に進む。
【００６９】ここで、補正項θＴＨＳＵＢを算出するの
は、前記補正項θＴＨＡＳＳＩＳＴを算出した理由とち
ょうど逆の理由による。
【００７０】すなわち、クルーズ充電モードのときに
は、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲとしては、ア
シストモードのときのモータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷ
ＥＲと逆符号の値が設定される。すなわち、クルーズ充
電モードのときのモータトルク指令値ＴＲＱＣＯＭによ
り、モータ３は、目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭを減少さ
せる方向に制御される。このため、クルーズ充電モード
のときに、目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭを維持するため
には、モータトルク指令値ＴＲＱＣＯＭにより減少した
出力分を、エンジン１側の出力によって賄わなければな
らないからである。
【００７１】ステップＳ１８では、次式（４）によりス
ロットル弁開度の目標値θＴＨＯを算出する。
【００７２】 θＴＨＯ＝θＴＨＣＯＭ＋θＴＨＡＤＤ＋θＴＨＳＵＢ−θＴＨＡＳＳＩＳＴ ‥‥（４） 続くステップＳ１９では、スロットル弁開度の目標値θ
ＴＨＯが所定値θＴＨＲＥＦ以上であるか否かを判別
し、θＴＨＯ＜θＴＨＲＥＦのときには、吸気管内絶対
圧ＰＢＡが所定値ＰＢＡＲＥＦ以下であるか否かを判別
する（ステップＳ２０）。
【００７３】ステップＳ２０で、ＰＢＡ＞ＰＢＡＲＥＦ
のときには、本駆動力配分処理を終了する一方、ステッ
プＳ１９で、θＴＨＯ≧θＴＨＲＥＦのとき、またはス
テップＳ２０で、ＰＢＡ≦ＰＢＡＲＥＦのときには、変
速機構４の変速比を低速比（Ｌｏｗ）側に変更した（ス
テップＳ２１）後に、本駆動力配分処理を終了する。
【００７４】ステップＳ２１に処理が移行する状態は、
スーパーキャパシタ１４の残容量が減少してモータ要求
出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲが減少し、この減少分をエン
ジン１側で賄う必要があるが、エンジン１側ではこれ以
上出力を上げらない状態である。このときには、変速機
構４の変速比を低速比側に変更して、前記駆動軸２に発
生するトルクを一定（ステップＳ２１に移行する前と同
じトルク）に維持し、ドライバビリティを維持してい
る。
【００７５】次にＥＮＧＥＣＵ１１が実行するエンジン
制御について説明する。
【００７６】図１３は、エンジン制御処理の全体構成を
示すフローチャートであり、本処理は、前記ＥＮＧＥＣ
Ｕ１１により、たとえば所定時間毎に実行される。
【００７７】先ずエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧
ＰＢＡ等の各種エンジン運転パラメータの検出を行い
（ステップＳ１３１）、次いで運転状態判別処理（ステ
ップＳ１３２）、燃料制御処理（ステップＳ１３３）お
よび点火時期制御処理（ステップＳ１３４）を順次実行
する。
【００７８】すなわち、燃料制御処理により、前記読み
込んだ、または算出したスロットル弁開度の目標値θＴ
ＨＯに応じてエンジン１に供給する燃料量を算出する。
【００７９】このように、本実施の形態では、スーパー
キャパシタ１４の残容量に応じて目標駆動力ＰＯＷＥＲ
ＣＯＭ中モータ３側の出力配分を決定したので、スーパ
ーキャパシタ１４の充放電効率のよい電圧領域・容量領
域を集中的に使用することができる。
【００８０】また、車両の走行負荷である走行状態ＶＳ
ＴＡＴＵＳを決定し、これに基づいてモータ３側の出力
配分を決定するようにしたので、走行負荷が高負荷であ
るときにアシスト量を増加し、走行負荷が低負荷である
ときにアシスト量を削減して、走行性能を向上させるこ
とができるとともに、燃費を削減することができる。
【００８１】さらに、目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭがモ
ータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲ以下になったときに
は、スロットル弁開度の目標値θＴＨＯが「０」になる
（前記式（４）において、θＴＨＣＯＭ＋θＴＨＡＤＤ
≦θＴＨＡＳＳＩＳＴになる）ので、この目標駆動力Ｐ
ＯＷＥＲＣＯＭはモータ３側ですべて発生される。この
ため、燃費を大幅に向上させることができる。
【００８２】また、スーパーキャパシタ１４の残容量が
減少し、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲが減少し
たときには、そのモータ３側の減少分をエンジン１側の
出力を増加させることにより補って、目標駆動力ＰＯＷ
ＥＲＣＯＭを得るようにしたので、運転者がアクセル操
作をしなくても目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭを発生する
ことができ、ドライバビリティを向上させることができ
る。
【００８３】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されるものではなく、種々の形態で実施することができ
る。たとえば、蓄電手段としては、スーパーキャパシタ
だけでなく、バッテリを用いていてもよい。
【００８４】また、いわゆるＤＢＷ型のスロットル弁に
代えて、通常のアクセルペダルと機械的にリンクしたス
ロットル弁を備えたエンジンでもよい。その場合、モー
タ出力に応じた吸入空気量の制御は、スロットル弁をバ
イパスする通路と、その通路の途中に設けた制御弁によ
り行うようにすればよい。さらに、吸入空気量の制御
は、電磁駆動型の吸気弁（カム機構ではなく、電磁的に
駆動される吸気弁）を備えたエンジンでは、吸気弁の開
弁期間を変更することにより行うようにしてもよい。
【００８５】また、変速機構４は、変速比を無段階に変
更可能な無段変速機構としてもよく、その場合にはギヤ
位置ＧＰを検出することに代えて、駆動軸と従動軸の回
転数比から変速比を求めるようにする。そして、図１０
に示すＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲマップおよび図示しないＬ
ＣＲＵＲＥＧマップおよびＨＣＲＵＲＥＧマップを所定
の変速比範囲毎に設けるか、若しくは該マップに対して
変速比に応じた係数を乗算するようにすることが望まし
い。
【００８６】
【発明の効果】以上詳述したように請求項１の制御装置
によれば、車両の運転状態に応じてその目標駆動力が算
出され、蓄電手段の残容量が検出され、この残容量に応
じて蓄電手段の充放電効率が最もよくなるモータ側の目
標出力が算出され、このモータ側の出力とエンジン側の
要求出力との総和が前記目標駆動力に一致するように、
その要求出力が算出され、前記算出された目標出力に基
づいてモータの出力が制御され、前記算出された要求出
力に基づいてエンジンの出力が制御されるので、蓄電手
段の充放電効率が最もよくなる電圧領域・容量領域を集
中的に使用することができる。
【００８７】請求項２の制御装置によれば、走行負荷検
出手段により検出された走行負荷も考慮して、前記モー
タ側の目標出力が算出されるので、たとえば、走行負荷
が高負荷であるときにアシスト量を増加し、走行負荷が
低負荷であるときにアシスト量を削減することができ、
これにより、走行性能を向上させることができるととも
に、燃費を削減することができる。
【００８８】請求項３の制御装置によれば、前記算出さ
れた目標駆動力が前記算出されたモータ側の目標出力以
下のときには、前記目標駆動力が前記モータの出力のみ
によって発生されるので、燃費を大幅に向上させること
ができる。
【００８９】請求項４の制御装置によれば、前記蓄電手
段の残容量が減少することにより前記モータの出力が減
少したときには、前記エンジンに供給する吸入空気量を
増加するように制御されるので、運転者がアクセル操作
をしなくても目標駆動力を発生することができ、これに
より、ドライバビリティを向上させることができる。
【００９０】請求項５の制御装置によれば、前記蓄電手
段の残容量が減少することにより前記モータの出力が減
少したときには、変速機の変速比が低変速比側に変更制
御されるので、運転者がアクセル操作をしなくても目標
駆動力を確保することができ、これにより、ドライバビ
リティを維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態にかかるハイブリッド車
両の駆動装置およびその制御装置の概略構成を説明する
ための図である。
【図２】エンジン制御系の構成を示す図である。
【図３】モータ制御系の構成を示す図である。
【図４】変速機構の制御系を示す図である。
【図５】全要求駆動力をモータとエンジンにどれだけ配
分するかを決定する駆動力配分処理の手順を示すフロー
チャートである。
【図６】全要求駆動力をモータとエンジンにどれだけ配
分するかを決定する駆動力配分処理の手順を示すフロー
チャートである。
【図７】出力配分率設定テーブルの一例を示す図であ
る。
【図８】アクセル−スロットル特性の設定テーブルの一
例を示す図である。
【図９】スロットル弁開度に応じたモータ出力配分の設
定テーブルを示す図である。
【図１０】目標出力マップの一例を示す図である。
【図１１】車両状態判別マップの一例を示す図である。
【図１２】モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲと変換
されたモータトルク指令値ＴＲＱＣＯＭとの関係を示す
図である。
【図１３】エンジン制御処理の全体構成を示すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
１ 内燃エンジン ２ 駆動軸 ３ モータ ４ 変速機構 ５ 駆動輪 １１ エンジン制御電子コントロールユニット １２ モータ制御電子コントロールユニット １３ パワードライビングユニット １４ スーパーキャパシタ １５ マネジメント電子コントロールユニット １６ 変速機構制御電子コントロールユニット ２１ データバス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 元士 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 平９−193675（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−265909（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−250404（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−9414（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−163506（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−207601（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02D 29/02 B60K 6/02 B60L 11/14 F02D 41/04 H02P 9/04

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両の駆動軸を駆動するエンジンと、電
    気エネルギにより前記駆動軸の駆動補助を行うモータ
    と、該モータへ電力を供給する蓄電手段とを備えるハイ
    ブリッド車両の制御装置において、 前記車両の運転状態に応じて当該車両の目標駆動力を算
    出する目標駆動力算出手段と、 前記蓄電手段の残容量を検出する残容量検出手段と、 該検出された残容量に基づいて前記蓄電手段の充放電効
    率が最もよくなるモータの目標出力を算出する目標出力
    算出手段と、 前記算出されたモータの目標出力と前記エンジンの要求
    出力との総和が前記算出された車両の目標駆動力に一致
    するように、当該エンジンの要求出力を算出するエンジ
    ン要求出力算出手段と、 前記算出されたモータの目標出力に基づいて前記モータ
    の出力を制御し、前記算出されたエンジンの要求出力に
    基づいて前記エンジンの出力を制御する制御手段とを備
    え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２】 前記車両の車速に応じた走行負荷を検出
    する走行負荷検出手段を備え、 前記目標出力算出手段は、前記検出された走行負荷をも
    考慮してその目標出力を算出することを特徴とする請求
    項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
  3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記算出された目標駆
    動力が前記算出されたモータの目標出力以下のときに
    は、該目標駆動力を前記モータの出力のみによって発生
    させるように制御することを特徴とする請求項１または
    ２のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
  4. 【請求項４】 前記エンジンに供給する吸入空気量を制
    御する吸入空気量制御手段を備え、 該吸入空気量制御手段は、前記蓄電手段の残容量が減少
    することにより前記モータの出力が減少したときには、
    その吸入空気量を増加するように制御することを特徴と
    する請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド車両
    の制御装置。
  5. 【請求項５】 前記車両の駆動軸と前記エンジンおよび
    モータとの間に設けられた変速機と、該変速機の変速比
    を制御する変速比制御手段とを備え、 前記変速比制御手段は、前記蓄電手段の残容量が減少す
    ることにより前記モータの出力が減少したときには、前
    記変速機の変速比を低変速比側に変更制御することを特
    徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のハイブリッド
    車両の制御装置。
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