JP4324171B2 - ハイブリッド車両の制御装置および制御方法ならびにその制御装置を備えたハイブリッド車両 - Google Patents

Description

この発明は、ハイブリッド車両の制御装置および制御方法ならびにその制御装置を備えたハイブリッド車両に関し、特に、動力源として内燃機関と電動機とを搭載するハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関する。

近年、環境に配慮した自動車として、ハイブリッド車両（Hybrid Vehicle）が大きく注目されている。ハイブリッド車両は、従来のエンジンに加え、蓄電装置とインバータとインバータによって駆動される電動機とを動力源とする自動車である。

特開２００４−２５４４３４号公報（特許文献１）は、このようなハイブリッド車両に搭載される電動機の制御装置を開示する。この制御装置は、車輪に連結された動力伝達部材にエンジンおよび電動機が並列に連結されるとともに動力伝達部材に噛合い機構が連結された電動機の制御装置であって、電動機のトルクが実質的に零に制御される場合であっても、エンジントルクの変動により噛合い機構で衝撃（がた打ち）が発生する場合には、電動機のトルクを実質的に零以外のトルクに制御する。

この電動機の制御装置によれば、電動機のトルクが実質的に零に制御されているときにエンジントルクの変動により噛合い機構で衝撃が発生する場合、電動機のトルクが実質的に零以外のトルクに制御され、その結果噛合い機構を構成する部材同士の押付力が増すので、噛合い機構における衝撃が抑制される（特許文献１参照）。
特開２００４−２５４４３４号公報 特開平１１−９３７２５号公報

しかしながら、特開２００４−２５４４３４号公報に開示される電動機の制御装置では、以下の理由により、エンジン回転数のハンチングが発生し得る。上記の制御装置では、電動機のトルクが零近傍のとき、電動機のトルクを増大させる（以下、この電動機のトルクを増大させる制御を「トルク零回避制御」とも称する。）。ここで、動力伝達部材の出力状態を維持しつつ電動機のトルクを増大させるには、エンジン回転数を上昇させてエンジンのトルクを減少させる必要がある（エンジンの出力は一定とする。）。言い換えると、電動機のトルクが零近傍のとき、エンジン回転数を上昇させることにより電動機のトルクを増大させる。

一方、エンジン回転数は、通常、最大効率の観点から要求パワーに応じて適切な回転数に決定されるので、エンジン回転数の上昇により電動機のトルクが増大し、その結果上記のトルク零回避制御が機能停止すると、エンジン回転数は、最大効率の観点から決定された元の回転数に戻る（低下する）。そうすると、電動機のトルクは再び零近傍になり、トルク零回避制御が再び動作してエンジン回転数が上昇する。

このように、トルク零回避制御の動作に伴なってエンジン回転数が増減を繰返し、エンジン回転数のハンチングが発生し得る。

そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、動力源として内燃機関と電動機とを搭載するハイブリッド車両において、ギヤ機構（噛合い機構）における「がた打ち」を防止しつつ、内燃機関の回転数のハンチングを防止可能な制御装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、動力源として内燃機関と電動機とを搭載するハイブリッド車両において、ギヤ機構における「がた打ち」を防止しつつ、内燃機関の回転数のハンチングを防止可能な制御方法を提供することである。

また、この発明の別の目的は、動力源として内燃機関と電動機とを搭載し、ギヤ機構における「がた打ち」を防止しつつ、内燃機関の回転数のハンチングを防止したハイブリッド車両を提供することである。

この発明によれば、ハイブリッド車両の制御装置は、動力源として内燃機関と電動機とを搭載する。そして、この制御装置は、内燃機関の出力軸、電動機の回転軸およびハイブリッド車両の駆動軸が結合されるギヤ機構と、電動機のトルクに基づいて内燃機関の動作点を変更する変更手段と、変更手段により動作点を変更する際の動作点の変化レートを制限する制限手段とを備える。

好ましくは、変更手段は、電動機のトルクの絶対値が所定値よりも小さくなると、内燃機関の回転数が増大するように内燃機関の目標回転数を変更する。

好ましくは、制限手段は、変更手段により目標回転数を変更する際の目標回転数の変化レートを制限する。

また、この発明によれば、ハイブリッド車両の制御方法は、動力源として内燃機関と電動機とを搭載するハイブリッド車両の制御方法であって、ハイブリッド車両は、内燃機関の出力軸、電動機の回転軸およびハイブリッド車両の駆動軸が結合されるギヤ機構を備える。そして、この制御方法は、電動機のトルクに基づいて、内燃機関の動作点を変更するための指令値を生成する第１のステップと、指令値の変化レートを制限する第２のステップと、変化レートが制限された指令値に基づいて内燃機関の動作点を変更する第３のステップとを含む。

好ましくは、指令値は、内燃機関の目標回転数である。第１のステップは、電動機のトルクの絶対値が所定値よりも小さくなると、内燃機関の回転数が増大するように目標回転数を生成する。

また、この発明によれば、ハイブリッド車両は、動力源としての内燃機関および電動機と、上述したいずれかの制御装置とを備える。

この発明においては、変更手段は、電動機のトルクに基づいて内燃機関の動作点を変更するので、電動機のトルクが小さい場合に内燃機関の動作点を変更することにより、電動機のトルクを増大させてギヤ機構における「がた打ち」を防止し得る。ここで、制限手段は、変更手段により内燃機関の動作点を変更する際の動作点の変化レートを制限するので、内燃機関の動作点を変更する際の内燃機関の回転数の変化レートが制限される。

したがって、この発明によれば、ギヤ機構における「がた打ち」を防止しつつ、内燃機関の回転数のハンチングの発生を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。図１を参照して、ハイブリッド車両１０は、動力伝達ギヤ１２と、ディファレンシャルギヤ１４と、駆動輪１６Ｒ，１６Ｌと、プラネタリギヤ１８と、動力取出ギヤ２０と、チェーンベルト２２と、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２と、エンジン２４と、レゾルバ２６〜２８と、ダンパ３０と、蓄電装置３２と、インバータ３４，３６と、ＭＧ−ＥＣＵ（Electronic Control Unit）３８と、エンジンＥＣＵ４０と、ＨＶ−ＥＣＵ４２とを備える。

エンジン２４のクランクシャフト２５は、ダンパ３０を介してプラネタリギヤ１８およびモータジェネレータＭＧ１に接続される。ダンパ３０は、クランクシャフト２５のねじり振動の振幅を抑制する。

動力取出ギヤ２０は、チェーンベルト２２を介して動力伝達ギヤ１２に接続される。また、動力取出ギヤ２０は、プラネタリギヤ１８のリングギヤ５４と結合され、リングギヤ５４から受ける動力をチェーンベルト２２を介して動力伝達ギヤ１２に伝達する。動力伝達ギヤ１２は、ディファレンシャルギヤ１４を介して駆動輪１６Ｒ，１６Ｌに動力を伝達する。

プラネタリギヤ１８は、クランクシャフト２５と同軸のキャリア軸６４に軸中心を貫通された中空のサンギヤ軸６０に結合されたサンギヤ５２と、キャリア軸６４と同軸のリングギヤ軸６２に結合されたリングギヤ５４と、サンギヤ５２とリングギヤ５４との間に配置され、サンギヤ５２の外周を自転しながら公転する複数のプラネタリピニオンギヤ５６と、キャリア軸６４の端部に結合され、各プラネタリピニオンギヤ５６の回転軸を軸支するプラネタリキャリア５８とから構成される。

このプラネタリギヤ１８では、サンギヤ５２、リングギヤ５４およびプラネタリキャリア５８にそれぞれ結合されたサンギヤ軸６０、リングギヤ軸６２およびキャリア軸６４の３軸が動力の入出力軸とされ、３軸のいずれか２軸へ入出力される動力が決定されると、残りの１軸に入出力される動力は、決定された２軸へ入出力される動力に基づいて定まる。

エンジン２４は、エンジンＥＣＵ４０からの制御信号に基づいて、吸気管に設けられるスロットルバルブや、点火装置、噴射装置など（いずれも図示せず）を動作させてトルクを発生し、その発生したトルクをクランクシャフト２５へ出力する。

モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、３相交流電動機から成る。モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の各々は、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回転磁界を形成する３相コイルが巻回されたステータとを含む。モータジェネレータＭＧ１のロータは、サンギヤ軸６０に結合され、モータジェネレータＭＧ２のロータは、リングギヤ軸６２に結合される。この各モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２は、永久磁石による磁界と３相コイルによって形成される磁界との相互作用によりロータを回転駆動する電動機として動作するとともに、永久磁石による磁界とロータの回転との相互作用により３相コイルの両端に起電力を生じさせる発電機として動作する。

そして、モータジェネレータＭＧ１は、エンジン２４によって駆動される発電機として動作し、かつ、エンジン２４の始動を行ない得る電動機として動作するものとしてハイブリッド車両１０に組込まれ、モータジェネレータＭＧ２は、駆動輪１６Ｒ，１６Ｌを駆動する電動機としてハイブリッド車両１０に組込まれる。

蓄電装置３２は、充放電可能な直流電源であり、たとえば、ニッケル水素やリチウムイオン等の二次電池からなる。蓄電装置３２は、インバータ３４，３６へ直流電力を供給する。また、蓄電装置３２は、エンジン２４の出力を用いてモータジェネレータＭＧ１により発電された電力および回生制動時にモータジェネレータＭＧ２により発電された電力によって充電される。なお、蓄電装置３２として大容量のキャパシタを用いてもよい。

インバータ３４，３６は、蓄電装置３２から直流電圧を受け、その受けた直流電圧を交流電圧に変換してそれぞれモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２へ出力する。また、インバータ３４，３６は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２によって発電された交流電圧を直流電圧に変換して蓄電装置３２を充電する。

ＭＧ−ＥＣＵ３８は、ＨＶ−ＥＣＵ４２からモータジェネレータＭＧ１のトルク指令ＴＧおよびモータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭを受ける。また、ＭＧ−ＥＣＵ３８は、図示されない電流センサからモータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のモータ電流Ｉ１，Ｉ２の検出値を受け、図示されない電圧センサから蓄電装置３２の電圧ＶＢの検出値を受ける。

そして、ＭＧ−ＥＣＵ３８は、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令ＴＧ，ＴＭおよび上記各検出値に基づいて、インバータ３４を駆動するための制御信号ＰＷＭ１およびインバータ３６を駆動するための制御信号ＰＷＭ２を生成し、その生成した制御信号ＰＷＭ１，ＰＷＭ２をそれぞれインバータ３４，３６へ出力する。

エンジンＥＣＵ４０は、ＨＶ−ＥＣＵ４２からエンジンパワー指令ＰＥおよびエンジン回転数指令ＮＥＲを受ける。そして、エンジンＥＣＵ４０は、エンジンパワー指令ＰＥおよびエンジン回転数指令ＮＥＲに基づいて、エンジン２４を駆動するための制御信号を生成し、その生成した制御信号をエンジン２４へ出力する。また、エンジンＥＣＵ４０は、エンジン２４のエンジン回転数ＮＥを検出し、その検出したエンジン回転数ＮＥをＨＶ−ＥＣＵ４２へ出力する。

ＨＶ−ＥＣＵ４２は、アクセル開度を示す信号ＡＰ、ブレーキ踏込量を示す信号ＢＰ、車両速度ＳＶ、および図示されない電池ＥＣＵによって算出された蓄電装置３２の充電状態（State of Charge；ＳＯＣ）を示す信号ＳＯＣを受ける。また、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、レゾルバ２６〜２８からそれぞれキャリア軸６４、サンギヤ軸６０およびリングギヤ軸６２の回転角度の検出値を受け、エンジンＥＣＵ４０からエンジン回転数ＮＥを受ける。

そして、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、上記各信号および各検出値に基づいて、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令ＴＧおよびモータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭ、ならびにエンジン２４のエンジンパワー指令ＰＥおよびエンジン回転数指令ＮＥＲを生成し、その生成したトルク指令ＴＧ，ＴＭをＭＧ−ＥＣＵ３８へ出力し、エンジンパワー指令ＰＥおよびエンジン回転数指令ＮＥＲをエンジンＥＣＵ４０へ出力する。

ここで、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭの大きさ（絶対値）が予め設定されたしきい値よりも小さくなると、プラネタリギヤ１８における「がた打ち」を防止するために、モータジェネレータＭＧ２のトルクが増大するようにエンジン２４の動作点を変更する。

詳しく説明すると、このハイブリッド車両１０における動力出力機構は、流体継手であるトルクコンバータなどを備えておらず、動力源としてのモータジェネレータＭＧ２およびエンジン２４がプラネタリギヤ１８の歯車を介して動力取出ギヤ２０に機械的に直接接続されている。このため、歯車を介して伝達されるトルクが小さいとき（トルク反転時含む）、歯車間の押付力が小さいために歯車の「がた打ち」およびそれに伴なう衝撃音が発生し得る。

そこで、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、エンジン２４の出力を用いた走行中にモータジェネレータＭＧ２のトルクが小さい場合、エンジン回転数指令ＮＥＲを上昇させる。そうすると、エンジンパワー指令ＰＥが一定のもとでエンジン２４の直達トルクが減少するので、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、所望の走行トルクを確保するためにモータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭを増大させる。その結果、歯車間に作用する押付力が増大し、がた打ちの発生が防止される。

なお、上記において、エンジン回転数指令ＮＥＲを上昇させてエンジン２４の直達トルクを減少させることは、モータジェネレータＭＧ２のトルクが増大するようにエンジン２４の動作点を変更することに対応する。

ここで、さらに、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、がた打ち防止のためにエンジン２４の動作点を変更する際、エンジン２４の回転数のハンチングが発生しないように動作点の変化レートを制限する。すなわち、上述のように、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、モータジェネレータＭＧ２のトルクが小さくなると、がた打ち防止のためにエンジン回転数指令ＮＥＲを上昇させる。ところが、エンジン２４の動作点は、エンジン２４が最大効率で動作するように定められているので、エンジン回転数指令ＮＥＲの上昇に起因してモータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭが増大すると、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、エンジン回転数指令ＮＥＲをもとの設定回転数に戻す。

そして、エンジン回転数指令ＮＥＲがもとの設定回転数に戻されると、エンジン２４の直達トルクが増大し、その結果、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭが減少する。そうすると、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、がた打ち防止のためにエンジン回転数指令ＮＥＲを再び上昇させる。

このように、がた打ち防止のための制御に伴なってエンジン回転数が増減を繰返し、エンジン回転数のハンチングが発生し得るところ、この実施の形態においては、エンジン回転数指令ＮＥＲの変化レートに制限を設け、エンジン回転数のハンチングの発生を防止するようにしたものである。

図２は、図１に示したエンジン２４の回転数とトルクとの関係を示した図である。図２を参照して、横軸はエンジン２４の回転数を示し、縦軸はエンジン２４のトルクを示す。曲線ｋは、エンジン２４の出力が同一であることを示す。すなわち、エンジン２４の出力が同一となるエンジン２４の動作点は種々存在する。

ＨＶ−ＥＣＵ４２は、ハイブリッド車両１０の運転状況に応じてエンジン２４のパワー指令を生成し、通常、エンジン２４を最大効率で運転可能な動作点Ｐ１にエンジン２４の動作点を設定する。

そして、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、モータジェネレータＭＧ２のトルクが小さくなると、エンジン２４の動作点をＰ１からＰ２へ変更する。具体的には、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、エンジンパワー指令ＰＥを一定に維持しつつ、エンジン回転数指令ＮＥＲをＮ１からＮ２に上昇させる。そうすると、エンジン２４の直達トルクはＴ１からＴ２に減少し、その結果、上述のようにモータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭが増大する。

図３は、図１に示したＨＶ−ＥＣＵ４２の機能ブロック図である。図３を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、乗算部７２と、加算部７４と、エンジン目標回転数算出部７６と、最大値演算部７８と、減算部８０，８６と、ＴＧ算出部８２と、トルク換算部８４とを含む。また、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、絶対値演算部８８と、ＴＭ零回避制御部９０と、変化レート制限処理部９２とをさらに含む。

乗算部７２は、車両要求トルクＴＰに車両速度ＶＳを乗算することによってドライバ要求パワーを算出し、その算出したドライバ要求パワーを加算部７４へ出力する。なお、車両要求トルクＴＰは、アクセル開度を示す信号ＡＰおよびブレーキ踏込量を示す信号ＢＰに基づいて算出される。

加算部７４は、乗算部７２からのドライバ要求パワーに蓄電要求パワーＢＲおよび損失分ＬＯＳＳを加算することによってエンジンパワー指令ＰＥを算出し、その算出したエンジンパワー指令ＰＥをエンジン目標回転数算出部７６へ出力する。なお、蓄電要求パワーＢＲは、モータジェネレータＭＧ１を用いて蓄電装置３２を充電するのに必要なエンジン２４のパワーであり、蓄電装置３２のＳＯＣに基づいて算出される。また、損失分ＬＯＳＳは、フリクションによる損失や、モータジェネレータＭＧ１，ＭＧ２の損失などを考慮したものである。

エンジン目標回転数算出部７６は、エンジン２４のパワーとエンジン２４を最大効率で運転可能なエンジン回転数との関係を示す予め設定されたマップを用いて、加算部７４からのエンジンパワー指令ＰＥに基づいてベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳを算出し、その算出したベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳを最大値演算部７８へ出力する。すなわち、このエンジン目標回転数算出部７６によって算出されるベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳは、エンジン２４を最大効率で運転可能なエンジン目標回転数である。

最大値演算部７８は、エンジン目標回転数算出部７６からのベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳと後述する変化レート制限処理部９２からの補正エンジン目標回転数ＮＥＬＧとのうち大きい方を選択し、その選択した目標回転数をエンジン回転数指令ＮＥＲとして設定する。

減算部８０は、エンジンＥＣＵ４０からのエンジン回転数ＮＥからエンジン回転数指令ＮＥＲを減算し、その演算結果をＴＧ算出部８２へ出力する。

ＴＧ算出部８２は、減算部８０によって演算されたエンジン２４の回転数偏差に基づいてモータジェネレータＭＧ１のトルク指令ＴＧを算出し、その算出したトルク指令ＴＧをトルク換算部８４へ出力する。より具体的には、ＴＧ算出部８２は、減算部８０からのエンジン２４の回転数偏差を入力信号として比例積分演算を行ない、その演算結果をモータジェネレータＭＧ１のトルク指令ＴＧとして出力する。

トルク換算部８４は、ＴＧ算出部８２により算出されたモータジェネレータＭＧ１のトルク指令ＴＧを車両要求トルク軸すなわち動力取出ギヤ２０に連結されるリングギヤ軸６２上のトルクに換算する。なお、換算係数は、モータジェネレータＭＧ１に結合されるサンギヤ５２の歯数とリングギヤ軸６２に結合されるリングギヤ５４の歯数とに基づいて決定される。

減算部８６は、車両要求トルクＴＰからトルク換算部８４によって軸換算されたモータジェネレータＭＧ１のトルク指令を減算することによって、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭを算出する。

絶対値演算部８８は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭの絶対値を算出し、その算出した値をＴＭ零回避制御部９０へ出力する。

ＴＭ零回避制御部９０は、予め設定されたマップを用いて、絶対値演算部８８からのトルク指令ＴＭの絶対値に基づいて、「がた打ち」の発生を防止可能なエンジン目標回転数ＮＥ０を算出する。

図４は、図３に示したＴＭ零回避制御部９０により算出されるエンジン目標回転数ＮＥ０を示した図である。図４を参照して、横軸はモータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭの絶対値を示し、縦軸はエンジン目標回転数ＮＥ０を示す。図に示されるように、トルク指令ＴＭの絶対値がしきい値Ｔｔｈ１以上のときは、エンジン目標回転数ＮＥ０は所定値Ｎ０に設定される。なお、この所定値Ｎ０は、図３に示されるエンジン目標回転数算出部７６により算出されるベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳよりも常時低い値に設定される。

トルク指令ＴＭの絶対値がしきい値Ｔｔｈ１を下回ると、エンジン目標回転数ＮＥ０は上昇し、トルク指令ＴＭの絶対値がしきい値Ｔｔｈ２（＜Ｔｔｈ１）をさらに下回ると、エンジン目標回転数ＮＥ０は、図２に示した動作点Ｐ２に対応する回転数Ｎ２に設定される。

再び図３を参照して、変化レート制限処理部９２は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭに応じて変化するエンジン目標回転数ＮＥ０の変化レートを制限する。具体的には、変化レート制限処理部９２は、ＴＭ零回避制御部９０から受けるエンジン目標回転数ＮＥ０の変化レートが所定値を超えないようにエンジン目標回転数ＮＥ０の変化レートを制限する。なお、上記所定値は、エンジン回転数のハンチングが発生しない適切な値に設定される。

そして、変化レート制限処理部９２は、変化レートが制限されたエンジン目標回転数を補正エンジン目標回転数ＮＥＬＧとして最大値演算部７８へ出力する。すなわち、この補正エンジン目標回転数ＮＥＬＧは、「がた打ち」の発生を防止し、かつ、エンジン回転数のハンチングの発生も防止可能なエンジン目標回転数である。

このＨＶ−ＥＣＵ４２においては、車両要求トルクＴＰ、車両速度ＶＳ、蓄電要求パワーＢＲおよび損失分ＬＯＳＳに基づいてエンジンパワー指令ＰＥが算出され、その算出されたエンジンパワー指令ＰＥに基づいてエンジン目標回転数算出部７６によりベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳが算出される。また、エンジン２４の回転数実績を示すエンジン回転数ＮＥおよびエンジン回転数指令ＮＥＲを用いてＴＧ算出部８２によりモータジェネレータＭＧ１のトルク指令ＴＧが算出され、車両要求トルクＴＰおよびモータジェネレータＭＧ１のトルク指令ＴＧに基づいてモータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭが算出される。

一方、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭが小さいときに発生し得る「がた打ち」を防止するため、エンジン２４の回転数を上昇させるためのエンジン目標回転数ＮＥ０がＴＭ零回避制御部９０により算出される。そして、エンジン目標回転数ＮＥ０に基づいて変化レート制限処理部９２により算出される補正エンジン目標回転数ＮＥＬＧがベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳよりも高いとき、補正エンジン目標回転数ＮＥＬＧがエンジン回転数指令ＮＥＲとして設定される。

ここで、ベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳよりも高い補正エンジン目標回転数ＮＥＬＧがエンジン回転数指令ＮＥＲとして設定されると、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭは上昇する。そうすると、ＴＭ零回避制御部９０から出力されるエンジン目標回転数ＮＥ０が低下するので、補正エンジン目標回転数ＮＥＬＧがベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳを下回り、ベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳがエンジン回転数指令ＮＥＲとして設定される。

そして、ベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳがエンジン回転数指令ＮＥＲとして設定されると、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭが低下するので、上述したように、補正エンジン目標回転数ＮＥＬＧがエンジン回転数指令ＮＥＲとして再び設定される。

このように、エンジン回転数指令ＮＥＲがベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳと補正エンジン目標回転数ＮＥＬＧとで切替わることによりエンジン２４の回転数のハンチングが発生し得るところ、このＨＶ−ＥＣＵ４２においては、変化レート制限処理部９２により補正エンジン目標回転数ＮＥＬＧの変化レートが制限されるので、エンジン回転数指令ＮＥＲが切替わる頻度が抑制される。その結果、エンジン回転数のハンチングの発生が防止される。

なお、エンジンパワー指令ＰＥによっては、エンジン目標回転数算出部７６により算出されるベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳが補正エンジン目標回転数ＮＥＬＧよりも常時高くなり得る（ベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳ＞Ｎ２となる。）。しかしながら、この場合は、エンジン回転数が高いのでエンジン２４のトルク変動は小さく、問題となるような「がた打ち」は発生しない。

なお、エンジンパワー指令ＰＥおよびエンジン回転数指令ＮＥＲは、エンジンＥＣＵ４０へ出力される。また、モータジェネレータＭＧ１のトルク指令ＴＧおよびモータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭは、ＭＧ−ＥＣＵ３８へ出力される。

図５は、図３に示したＨＶ−ＥＣＵ４２の制御構造を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、一定時間毎または所定の条件が成立するごとにメインルーチンから呼び出されて実行される。

図５を参照して、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、車両要求トルクＴＰ、車両速度ＶＳ、蓄電要求パワーＢＲおよび損失分ＬＯＳＳに基づいてエンジンパワー指令ＰＥを算出する（ステップＳ１０）。次いで、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、エンジン２４のパワーとエンジン２４を最大効率で運転可能なエンジン回転数との関係を示す予め設定されたマップを用いて、エンジンパワー指令ＰＥに基づいてベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳを算出する（ステップＳ２０）。

次いで、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、予め設定されたマップを用いて、前回の処理実行時に算出されたモータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭに基づいて目標エンジン目標回転数ＮＥＬＧを算出する（ステップＳ３０）。そして、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、モータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭに応じて変化する目標エンジン目標回転数ＮＥＬＧの変化レートを制限する変化レート制限処理を実行する（ステップＳ４０）。

目標エンジン目標回転数ＮＥＬＧが算出されると、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、目標エンジン目標回転数ＮＥＬＧがベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５０）。ＨＶ−ＥＣＵ４２は、目標エンジン目標回転数ＮＥＬＧがベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳよりも大きいと判定すると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、目標エンジン目標回転数ＮＥＬＧをエンジン回転数指令ＮＥＲとして設定する（ステップＳ６０）。一方、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、目標エンジン目標回転数ＮＥＬＧがベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳ以下であると判定すると（ステップＳ５０においてＮＯ）、ベースエンジン目標回転数ＮＥＢＳをエンジン回転数指令ＮＥＲとして設定する（ステップＳ７０）。

そして、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、ステップＳ６０またはＳ７０において設定されたエンジン回転数指令ＮＥＲおよびエンジンＥＣＵ４０からのエンジン回転数ＮＥに基づいてモータジェネレータＭＧ１のトルク指令ＴＧを算出する（ステップＳ８０）。次いで、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、車両要求トルクＴＰおよびモータジェネレータＭＧ１のトルク指令ＴＧに基づいてモータジェネレータＭＧ２のトルク指令ＴＭを算出し（ステップＳ９０）、一連の処理を終了する。

以上のように、この実施の形態によれば、変化レート制限処理部９２により、トルク零回避制御に伴ない変更されるエンジン目標回転数の変化レートを制限するようにしたので、プラネタリギヤ１８における「がた打ち」を防止しつつ、エンジン回転数のハンチングの発生を防止することができる。

なお、上記の実施の形態においては、直流電源として蓄電装置３２がハイブリッド車両に搭載される場合について説明したが、蓄電装置３２に代えて燃料電池（Fuel Cell）を搭載してもよい。

なお、上記において、エンジン２４は、この発明における「内燃機関」に対応し、モータジェネレータＭＧ２は、この発明における「電動機」に対応する。また、プラネタリギヤ１８は、この発明における「ギヤ機構」に対応し、絶対値演算部８８、ＴＭ零回避制御部９０および最大値演算部７８は、この発明における「変更手段」を形成する。さらに、変化レート制限処理部９２は、この発明における「制限手段」に対応し、ＨＶ−ＥＣＵ４２は、この発明における「ハイブリッド車両の制御装置」に対応する。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態によるハイブリッド車両の全体ブロック図である。 図１に示すエンジンの回転数とトルクとの関係を示した図である。 図１に示すＨＶ−ＥＣＵの機能ブロック図である。 図３に示すＴＭ零回避制御部により算出されるエンジン目標回転数を示した図である。 図３に示すＨＶ−ＥＣＵの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ ハイブリッド車両、１２ 動力伝達ギヤ、１４ ディファレンシャルギヤ、１６Ｒ，１６Ｌ 駆動輪、１８ プラネタリギヤ、２０ 動力取出ギヤ、２２ チェーンベルト、２４ エンジン、２５ クランクシャフト、２６〜２８ レゾルバ、３０ ダンパ、３２ 蓄電装置、３４，３６ インバータ、３８ ＭＧ−ＥＣＵ、４０ エンジンＥＣＵ、４２ ＨＶ−ＥＣＵ、５２ サンギヤ、５４ リングギヤ、５６ プラネタリピニオンギヤ、５８ プラネタリキャリア、６０ サンギヤ軸、６２ リングギヤ軸、６４ キャリア軸、７２ 乗算部、７４ 加算部、７６ エンジン目標回転数算出部、７８ 最大値演算部、８０，８６ 減算部、８２ ＴＧ算出部、８４ トルク換算部、８８ 絶対値演算部、９０ ＴＭ零回避制御部、９２ 変化レート制限処理部、ＭＧ１，ＭＧ２ モータジェネレータ。

Claims (4)

1. 動力源として内燃機関と電動機とを搭載するハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記内燃機関の出力軸、前記電動機の回転軸および前記ハイブリッド車両の駆動軸が結合されるギヤ機構と、
   前記電動機のトルクに基づいて前記内燃機関の動作点を変更する変更手段と、
   前記変更手段により前記動作点を変更する際の前記動作点の変化レートを制限する制限手段とを備え、
   前記変更手段は、前記電動機のトルクの絶対値が所定値よりも小さくなると、前記内燃機関の回転数が増大するように前記内燃機関の目標回転数を変更する、ハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記制限手段は、前記変更手段により前記目標回転数を変更する際の前記目標回転数の変化レートを制限する、請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 動力源として内燃機関と電動機とを搭載するハイブリッド車両の制御方法であって、
   前記ハイブリッド車両は、前記内燃機関の出力軸、前記電動機の回転軸および前記ハイブリッド車両の駆動軸が結合されるギヤ機構を備え、
   前記制御方法は、
   前記電動機のトルクに基づいて、前記内燃機関の動作点を変更するための指令値を電子制御装置が生成する第１のステップと、
   前記指令値の変化レートを電子制御装置が制限する第２のステップと、
   前記変化レートが制限された指令値に基づいて前記内燃機関の動作点を電子制御装置が変更する第３のステップとを含み、
   前記指令値は、前記内燃機関の目標回転数であり、
   前記第１のステップにおいて、前記電動機のトルクの絶対値が所定値よりも小さくなると、前記内燃機関の回転数が増大するように前記目標回転数が電子制御装置によって生成される、ハイブリッド車両の制御方法。
4. 動力源としての内燃機関および電動機と、
   請求項１または請求項２に記載の制御装置とを備えるハイブリッド車両。

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