JP3575763B2

JP3575763B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP3575763B2
Application number: JP2002292705A
Authority: JP
Inventors: 義和大嶋; 栄治橘高; 裕玉川; 元士石川; 滋青木; 茂茨木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-10-04
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: JP2003204607A

Description

【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、たとえば特許文献１に記載されたものが、エンジンとモータの出力配分を考慮した技術として知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−８２２３２号公報
この装置では、アクセルペダルが踏み込まれ、車両運転者が要求する出力トルクが急激に増加したときは、エンジンの出力トルクを徐々に増加させる（具体的には、エンジンの吸入空気量を徐々に増加させる）一方、モータの出力トルクを急速に増加させて、エンジン出力トルクの不足分を補うようなトルク配分制御が行われる。これは、エンジンの吸入供給量を急激に増加させると、空燃比が変化し、排気ガス特性が悪化する点に着目し、これを防止するためである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般にエンジンの吸入空気量は、スロットル弁を開弁しても直ちに増加するわけではないため、エンジン出力はスロットル弁の開弁時点から遅れて立ち上がる特性を有している。上記従来の装置では、エンジンの動的遅れに応じたモータ及びエンジンの出力配分に関しては考慮されておらず、急加速時にトルクショックの発生を伴う場合があった。
【０００５】
また、図１５（ａ）に示すようにスロットル弁を急激に開弁した場合に、エンジン出力の徐々に増加させる制御を行わずに、スロットル弁の開弁に対応してモータ出力を同図（ｃ）に示すように増加させる手法も知られている。しかしながらこの手法では、エンジンとモータの合成駆動力は、同図（ｄ）に示すように変化し、モータ出力の増加がエンジン出力の増加に先行するためトルクショックが発生するという問題があった。
【０００６】
本発明は上述した点に鑑みなされたものであり、良好な運転性を保持しつつトルクショックの発生も防止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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、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、前記電気エネルギを蓄電し且つ前記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、前記蓄電された電気エネルギの残容量を算出する残容量算出手段と、該算出された残容量に応じて、前記目標駆動力における前記モータが出力すべき駆動量の比率である配分率を設定する出力配分設定手段と、前記目標駆動力及び前記配分率に応じて前記モータの要求出力を算出する要求出力算出手段と、前記算出された要求出力が得られるように前記モータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記要求出力の変化量が所定の基準値を超えたときは、前記モータ出力の変化量を前記所定の基準値とし、前記所定の基準値は、前記要求出力の変化量が増加するほど増加することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、車両の目標駆動力に応じてモータの要求出力が算出され、該算出された要求出力が得られるように前記モータが制御され、モータの要求出力の変化量が所定の基準値を超えたときは、モータ出力の変化量を所定の基準値とするので、モータ出力は、要求出力に対応した値となるまで徐々に変化する。その結果、目標駆動力の変化に対して遅れを伴うエンジン出力の変化とほぼ同期して、モータ出力が変化するので、モータ出力とエンジン出力の合成駆動力は滑らかに変化し、トルクショックを防止することができる。また、目標駆動力の変化から合成駆動力の立ち上りまでの時間遅れは、トルクショックを発生しない範囲で最小限に（すなわち、モータによる駆動補助がない車両と同等以下に）抑制され、良好な運転性を維持することができる。さらに、この構成によれば、所定の基準値は、モータの要求出力の変化量が増加するほど増加するので、モータの要求出力の変化量に対応した適切な変化率で、モータ出力を増減することができ、車両のより滑らかの駆動が可能となる。
【００１１】
上記目的を達成するため請求項２に記載の発明は、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、前記電気エネルギを蓄電し且つ前記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、前記蓄電された電気エネルギの残容量を算出する残容量算出手段と、該算出された残容量に応じて、前記目標駆動力における前記モータが出力すべき駆動量の比率である配分率を設定する出力配分設定手段と、前記目標駆動力及び前記配分率に応じて前記モータの要求出力を算出する要求出力算出手段と、前記算出された要求出力が得られるように前記モータを制御する制御手段と、前記車両の駆動軸と前記エンジン及びモータとの間に設けられた変速機構と、該変速機構の変速比を検出する変速比検出手段とを備え、前記制御手段は、前記要求出力の変化量が所定の基準値を超えたときは、前記モータ出力の変化量を前記所定の基準値とし、さらに、前記要求出力の変化量に関連するパラメータ及び前記検出した変速比の少なくとも一方に応じて前記モータ出力の変化率を設定することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、モータ出力の変化率は、要求出力の変化量に関連するパラメータ及び／または変速機の変速比に応じて設定されるので、モータ要求出力の変化量または変速比に対応した適切な変化率でモータ出力を増減することができ、車両のより滑らかの駆動が可能となる。
【００１３】
【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。
【００１４】
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（静電容量の大きな電気二重層コンデンサ）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。
【００１５】
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「ＭＧＥＣＵ」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。
【００１６】
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（θＴＨ）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ＥＮＧＥＣＵ１１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。
【００１７】
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ＥＮＧＥＣＵ１１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。
【００１８】
スロットル弁１０３の直ぐ下流には管１０７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。
【００１９】
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ＴＡを検出して対応する電気信号を出力してＥＮＧＥＣＵ１１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。
【００２０】
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「ＴＤＣ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。
【００２１】
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、ＥＮＧＥＣＵ１１により点火時期が制御される。
【００２２】
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にほぼ比例する電気信号を出力しＥＮＧＥＣＵ１１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。
【００２３】
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１２０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。
【００２４】
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、ＥＮＧＥＣＵ１１と同様である。
【００２５】
図３は、モータ３、ＰＤＵ１３、スーパーキャパシタ１４、ＭＯＴＥＣＵ１２およびＭＧＥＣＵ１５の接続状態を詳細に示す図である。
【００２６】
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ＰＤＵ１３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若しくはＩＧＢＴモジュール（スイッチング回路）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。
【００２７】
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。
【００２８】
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／ＭＥＣＵ１６によりその作動が制御される。
【００２９】
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、ＭＯＴＥＣＵ１２で所定時間（例えば１ｍｓｅｃ）毎に実行される。なお、本処理をＭＧＥＣＵ１５で実行するように構成してもよい。
【００３０】
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。
【００３１】
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ＣＡＰＡＤＩＳＣＨ（正の値）および充電量積算値ＣＡＰＡＣＨＧ（負の値）を算出し、キャパシタ残容量ＣＡＰＡＲＥＭを次式（１）により算出する。
【００３２】
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。
【００３３】
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。以下の説明では、補正後の残容量の、フルチャージ放電可能量ＣＡＰＡＦＵＬＬに対する割合（％）を残容量ＣＡＰＡＲＥＭＣという。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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ＣＡＰＡＲＥＭＣ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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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ＰＯＷＥＲＣＯＭが設定されている。
【００４４】
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ＰＯＷＥＲＣＯＭは、スロットル弁開度をθＴＨＣＯＭ＋θＴＨＡＤＤ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ＶＣＡＲ、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。
【００４５】
ここで、エンジンの余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲは、次式（２）により算出される。
【００４６】
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ＰＯＷＥＲＣＯＭ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。
【００４７】
このように車速ＶＣＡＲおよび余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲによって決定される走行状態ＶＳＴＡＴＵＳ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ＶＳＴＡＴＵＳ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ＶＳＴＡＴＵＳ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。
【００４８】
続くステップＳ８では、走行状態ＶＳＴＡＴＵＳが「０」より大きいか否かを判別し、ＶＳＴＡＴＵＳ＞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、ＶＳＴＡＴＵＳ≦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。
【００４９】
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。
【００５０】
ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲ＝ＰＯＷＥＲＣＯＭ×ＰＲＡＴＩＯ×ＰＲＡＴＩＯＴＨ×ＶＳＴＡＴＵＳ …（３）
次に要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲに応じてモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭを算出するＭＯＴＯＲＣＯＭ算出処理（図１２）を実行する（ステップＳ１０）。
【００５１】
図１２のステップＳ４１では、下記式（４）により、ステップＳ９で算出した今回の要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲと、前回のモータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲ（ｎ−１）との偏差である要求出力変化量ＤＭＰＯＷＥＲを算出する。（ｎ−１）は、前回値であることを示すために付されている。
【００５２】
ＤＭＰＯＷＥＲ＝ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲ−ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲ（ｎ−１）…（４）
そして、要求出力変化量ＤＭＰＯＷＥＲ及びギヤ位置ＧＰに応じてＲＭＰＯＷＥＲマップを検索し、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲの単位時間当たりの変化量（変化率）の上限値に対応する基準出力変化量ＲＭＰＯＷＥＲを算出する（ステップＳ４２）。ＲＭＰＯＷＥＲマップは、要求出力変化量ＤＭＰＯＷＥＲが増加するほど、またギヤ位置ＧＰに対応した変速比（従動側回転数／駆動側回転数）が増加するほど、基準出力変化量ＲＭＰＯＷＥＲが増加するように設定されている。また、要求出力変化量ＤＭＰＯＷＥＲが負の値である場合の基準出力変化量ＲＭＰＯＷＥＲは、負の値に設定されている。
【００５３】
ステップＳ４３では、要求出力変化量ＤＭＰＯＷＥＲの絶対値が、基準出力変化量ＲＭＰＯＷＥＲの絶対値より大きいか否かを判別し、｜ＤＭＰＯＷＥＲ｜≦｜ＲＭＰＯＷＥＲ｜であるときは、モータの出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭをステップＳ９で算出した要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲに設定する（ステップＳ４５）。一方、｜ＤＭＰＯＷＥＲ｜＞｜ＲＭＰＯＷＥＲ｜であるときは、モータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭを、下記式（５）により算出する（ステップＳ４４）。
【００５４】
ＭＯＴＯＲＣＯＭ＝ＭＯＴＥＲＰＯＷＥＲ（ｎ−１）＋ＲＭＰＯＷＥＲ…（５）
ステップＳ４３〜Ｓ４５により、モータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭの変化量（今回値−前回値）は、基準出力変化量ＲＭＰＯＷＥＲ以下に抑えられる。その結果、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲが図１３に実線で示すように変化したとき、モータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭは、同図に破線で示すように徐々に変化する。また、例えば図１５（ａ）に示すように当該車両の運転者がアクセルペダルを踏み込み、スロットル弁が開弁されたときは、モータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭ、すなわちモータ出力は、同図（ｅ）に示すように徐々に変化し、エンジン出力の変化にほぼ同期してモータ出力が増加するので、モータ出力とエンジン出力の合成駆動力は同図（ｆ）に示すように滑らかに増加し、トルクショックを防止することができる。
【００５５】
また、基準出力変化量ＲＭＰＯＷＥＲは、前述したように変速比が増加するほど増加するように設定されるので、変速比が高いときは速やかにモータ出力が変化し、早期に所望の駆動力を得ることができるとともに、変速比が低いときは、低い変化率でモータ出力が変化し、トルクショックを回避することができる。
【００５６】
図６に戻り、ステップＳ１１では、ステップＳ１０で算出したモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭ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、ステップＳ１８に進む。
【００５７】
この補正項θＴＨＡＳＳＩＳＴは、モータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭ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。
【００５８】
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Ｓ６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出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭ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ＰＯＷＥＲＣＯＭになるように、補正項θＴＨＡＳＳＩＳＴを算出している。
【００５９】
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、余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲに基づいて行い、ＥＸＰＯＷＥＲ＜０であるか否か（または０近傍の負の所定値より小さいか否か）を判別することにより行う。なお、この判別はアクセル開度θＡＰの変化量ＤＡＰ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ようにしてもよい（その場合には、ＤＡＰ＜ＤＡＰＤのとき減速回生モードと判別し、ＤＡＰ≧ＤＡＰＤであるときクルーズ回生モードと判別する）。
【００６０】
ステップＳ１２で、余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲが０より小さいとき（０近傍の負の所定値より小さいとき）には、減速回生モードと判別して、モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲ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ＲＥＧＰＯＷＥＲ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。
【００６１】
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。
【００６２】
一方、ステップＳ１２で、余裕出力ＥＸＰＯＷＥＲが０近傍の値であるとき（ステップＳ８の答が否定（ＮＯ）であるので走行状態ＶＳＴＡＴＵＳは、０である）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ＣＲＵＩＳＥＰＯＷＥＲ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。
【００６３】
続くステップＳ１６では、前述した図１２の処理を実行してモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭを算出し、ステップＳ１７では、このモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭに応じて、スロットル弁開度の目標値θＴＨＯを開方向に制御するための補正項（増量値）θＴＨＳＵＢを算出した後に、ステップＳ１８に進む。
【００６４】
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。
【００６５】
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ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲ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出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭ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、モータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭ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。
【００６６】
ステップＳ１８では、次式（６）によりスロットル弁開度の目標値θＴＨＯを算出する。
【００６７】
θＴＨＯ＝θＴＨＣＯＭ＋θＴＨＡＤＤ＋θＴＨＳＵＢ−θＴＨＡＳＳＩＳＴ‥‥（６）
続くステップＳ１９では、スロットル弁開度の目標値θＴＨＯ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）。
【００６８】
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。
【００６９】
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。なお、この変速比の変更処理は、実際には、Ｔ／ＭＥＣＵ１６が、ＭＯＴＥＣＵ１２からの指示にしたがって実行する。
【００７０】
次にＥＮＧＥＣＵ１１が実行するエンジン制御について説明する。
【００７１】
図１４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ＥＮＧＥＣＵ１１により、たとえば所定時間毎に実行される。
【００７２】
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）、点火時期制御処理（ステップＳ１３４）及びＤＢＷ制御処理（ステップＳ１３５）を順次実行する。
【００７３】
すなわち、エンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ等に応じた燃料噴射量の制御、及び点火時期の制御を行うとともに、実際のスロットル弁開度θＴＨが、図６のステップＳ１８で算出したスロットル弁開度の目標値θＴＨＯとなるように、スロットルアクチュエータ１０５の駆動制御を行う（ステップＳ１３５）。
【００７４】
上述した実施形態では、図５のステップＳ５が目標駆動力算出手段に相当し、図６のステップＳ９が要求出力算出手段に相当し、図６のステップＳ１０及び図１２の処理が制御手段に相当する。
【００７５】
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。
【００７６】
また、上述した実施形態では、図１２の処理において要求出力変化量ＤＭＰＯＷＥＲ及びギヤ位置ＧＰに応じて、基準出力変化量ＲＭＰＯＷＥＲを算出するようにしたが、これに限るものではなく、目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭの変化量、吸気管内絶対圧ＰＢＡ、吸気管内絶対圧ＰＢＡの単位時間当たりの変化量、スロットル弁開度θＴＨの単位時間当たりの変化量の移動平均値、上記要求出力変化量ＤＭＰＯＷＥＲ及びギヤ位置ＧＰ（変速比）の少なくとも１つに応じて、基準出力変化量ＲＭＰＯＷＥＲを算出するようにしてもよい。目標駆動力ＰＯＷＥＲＣＯＭの変化量、吸気管内絶対圧ＰＢＡ、吸気管内絶対圧ＰＢＡの単位時間当たりの変化量、スロットル弁開度θＴＨの単位時間当たりの変化量の移動平均値、要求出力変化量ＤＭＰＯＷＥＲは、特許請求の範囲に記載した「要求出力の変化量に関連するパラメータ」に相当する。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、車両の目標駆動力に応じてモータの要求出力が算出され、該算出された要求出力が得られるように前記モータが制御され、モータの要求出力の変化量が所定の基準値を超えたときは、モータ出力の変化量を所定の基準値とするので、モータ出力は、要求出力に対応した値となるまで徐々に変化する。その結果、目標駆動力の変化に対して遅れを伴うエンジン出力の変化とほぼ同期して、モータ出力が変化するので、モータ出力とエンジン出力の合成駆動力は滑らかに変化し、トルクショックを防止することができる。また、目標駆動力の変化から合成駆動力の立ち上りまでの時間遅れは、トルクショックを発生しない範囲で最小限に（すなわち、モータによる駆動補助がない車両と同等以下に）抑制され、良好な運転性を維持することができる。さらに、この構成によれば、所定の基準値は、モータの要求出力の変化量が増加するほど増加するので、モータの要求出力の変化量に対応した適切な変化率で、モータ出力を増減することができ、車両のより滑らかの駆動が可能となる。
【００８０】
また、本発明によれば、モータ出力の変化率は、要求出力の変化量に関連するパラメータ及び／または変速機の変速比に応じて設定されるので、モータ要求出力の変化量または変速比に対応した適切な変化率でモータ出力を増減することができ、車両のより滑らかの駆動が可能となる。
【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】図６のＭＯＴＯＲＣＯＭ算出処理のフローチャートである。
【図１３】モータ要求出力ＭＯＴＯＲＰＯＷＥＲと変換されたモータ出力指令値ＭＯＴＯＲＣＯＭとの関係を示す図である。
【図１４】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。
【図１５】スロットル弁開度の変化に対応した車両駆動力の推移を示すタイムチャートである。
【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（目標駆動力算出手段、要求出力算出手段、制御手段）
１３パワードライビングユニット
１４スーパーキャパシタ（蓄電手段）
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

Claims

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、前記電気エネルギを蓄電し且つ前記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、
前記蓄電された電気エネルギの残容量を算出する残容量算出手段と、
該算出された残容量に応じて、前記目標駆動力における前記モータが出力すべき駆動量の比率である配分率を設定する出力配分設定手段と、
前記目標駆動力及び前記配分率に応じて前記モータの要求出力を算出する要求出力算出手段と、
前記算出された要求出力が得られるように前記モータを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記要求出力の変化量が所定の基準値を超えたときは、前記モータ出力の変化量を前記所定の基準値とし、
前記所定の基準値は、前記要求出力の変化量が増加するほど増加することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
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、前記電気エネルギを蓄電し且つ前記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、
前記蓄電された電気エネルギの残容量を算出する残容量算出手段と、
該算出された残容量に応じて、前記目標駆動力における前記モータが出力すべき駆動量の比率である配分率を設定する出力配分設定手段と、
前記目標駆動力及び前記配分率に応じて前記モータの要求出力を算出する要求出力算出手段と、
前記算出された要求出力が得られるように前記モータを制御する制御手段と、
前記車両の駆動軸と前記エンジン及びモータとの間に設けられた変速機構と、
該変速機構の変速比を検出する変速比検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記要求出力の変化量が所定の基準値を超えたときは、前記モータ出力の変化量を前記所定の基準値とし、さらに、前記要求出力の変化量に関連するパラメータ及び前記検出した変速比の少なくとも一方に応じて前記モータ出力の変化率を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。