JP4964330B2

JP4964330B2 - 車両の駆動制御装置

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Publication number: JP4964330B2
Application number: JP2010116060A
Authority: JP
Inventors: 保義堀
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2030-05-20
Also published as: JP2011240858A

Description

この発明は、駆動源として内燃機関と電動機を備える車両、特に電動機のみでの走行が可能な車両の駆動制御装置に関するものである。

従来の車両の駆動制御装置のうち、特に電動機のみでの走行が可能な車両の駆動制御装置については、特許文献１に示されるように、内燃機関と電動機の出力を利用する車両において、減速中の燃料停止状態での発電、いわゆる回生発電中に休筒制御を実施して内燃機関のポンプロスをなくし、発電電力量を増加させることが提案されている。

この従来の装置によれば、休筒制御により減速エネルギーの増加分を加味した回生発電を行うことができ、気筒休止運転から全気筒運転に復帰して内燃機関への燃料供給を再開する際には、実吸気負圧と予測吸気負圧とを比較して、両者が一致するまでは燃料供給を禁止し、両者が一致した場合に燃料供給を行うことで、気筒休止から全気筒運転への移行をスムーズに行うことができる。また、燃料供給を禁止している間においては電動機による加速を行うので、燃料が供給されない間における加速性能を確保することができる。

特開２００３−４１９５９号公報

しかしながら、前述の従来の装置の場合、休筒制御中は吸気管内圧が大気圧相当となるため、全気筒運転に復帰する際の予測吸気負圧が比較的低負荷である場合には実吸気負圧と予測吸気負圧とが一致するまでにある程度の期間が必要となり、その間は燃料供給を停止しているので加速要求に合った出力が得られないことになる。この場合、燃料供給を早め、記載されている燃料量、点火時期の制御によりショックを抑制することも考えられるが、実吸気負圧と予測吸気負圧との差が大きい場合には、内燃機関の出力を完全には抑制できずショックが残ることになる。

また、燃料供給の停止を継続して、電動機による加速を行うとしても、電動機の出力が加速要求を満たす出力に足りない場合には、走行性が悪化し、一方、電動機の出力を増加させると、重量、コスト等の増加を招くこととなる。

例えば、図８に示すような加速要求があった場合を考えると、燃料供給を早めるためには、実吸気負圧と予測吸気負圧とが一致するまで、これらの差ΔＰに相当する出力を燃料量、点火時期の制御により抑制する必要がある。しかし、燃料量、点火時期で抑制できる出力には制限があり、抑制できないと出力が過大となりショックが発生することになる。

一方、燃料供給の停止を継続して電動機による加速を行う場合では、電動機の最大出力を超える加速要求となる期間Δｔは、出力不足となり走行性が悪化することになる。

本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、回生発電中のポンプロスを低減しつつ、加速要求により出力を発生させる際のショックを防止することができる車両の駆動制御装置を得ることを目的とする。

本発明に係る車両の駆動制御装置は、車両の駆動力を発生する内燃機関と、前記内燃機関のクランク軸と切り離しができない状態で接続された電動機と、前記内燃機関に接続された状態でのみ発電が可能となる発電機と、アクセル操作量を検出するアクセルセンサと、前記内燃機関への吸気量を検出する吸気量センサと、前記内燃機関の温度を検出する温度センサと、前記内燃機関への吸気量を調節する電動スロットルと、走行モードに応じて前記内燃機関の燃焼を制御する駆動制御手段とを備え、前記駆動制御手段は、前記アクセルセンサにより検出されたアクセル操作量に基づいて運転状態に応じて要求トルクを算出し、前記内燃機関の発生トルクと吸気量の関係に基づいて前記要求トルクに対する要求吸気量を算出し、前記電動機の回転速度、供給電圧、及び温度に基づいて前記電動機の最大トルクを算出するとともに、前記吸気量センサにより検出された前記内燃機関の吸気量に基づいて推定したポンプロスと、前記温度センサにより検出された前記内燃機関の温度に基づいて推定した機械抵抗とを加算して内燃機関抵抗を算出して、前記電動機の最大トルクから前記内燃機関抵抗を減算してモード判定トルクを算出し、燃料供給が停止中で、かつ前記要求トルクが０以下の場合、走行モードを回生発電モードに設定し、前記モード判定トルクに相当する要求吸気量であるモード判定トルク相当吸気量から前記要求吸気量を減算して吸気量増加分を算出するとともに、前記要求吸気量及び前記吸気量増加分を加算して目標吸気量を算出し、前記内燃機関の実際の吸気量が前記目標吸気量となるように前記電動スロットルを制御し、回生発電モード後に、前記要求トルクが前記モード判定トルク以下のとき、走行モードを電動機走行モードに設定し、前記モード判定トルクに相当する要求吸気量であるモード判定トルク相当吸気量から前記要求吸気量を減算して吸気量増加分を算出するとともに、前記要求吸気量及び前記吸気量増加分を加算して目標吸気量を算出し、前記内燃機関の実際の吸気量が前記目標吸気量となるように前記電動スロットルを制御するとともに、前記電動機の出力トルクを前記要求トルク及び前記内燃機関抵抗を加算した値に設定し、この設定した出力トルクとなるように前記電動機を駆動制御し、前記要求トルクが前記モード判定トルクを超えたとき、走行モードを燃焼走行モードに設定し、前記要求吸気量を目標吸気量に設定し、前記内燃機関の実際の吸気量が前記目標吸気量となるように前記電動スロットルを制御するとともに、前記内燃機関への燃料供給を再開して前記内燃機関の燃焼を制御し、前記電動機の出力トルクを０に設定するものである。

本発明に係る車両の駆動制御装置によれば、回生発電期間中は、内燃機関の吸気量を要求吸気量よりもモード判定トルク相当吸気量から要求吸気量を引いた値となる分増加させるとともに、回生発電期間中にクランク軸のトルクが必要となった時は、要求トルクがモード判定トルクより高い場合には、内燃機関の燃料供給を再開して内燃機関の燃焼によりトルクを発生させ、要求トルクがモード判定トルクより低い場合には、内燃機関の燃料供給の停止を継続した状態で電動機のみでトルクを発生させるので、回生発電中のポンプロスを低減できるとともに、出力が必要となった場合に出力が過大とならないのでショックを防止することができる。

この発明の実施の形態１に係る車両の駆動制御装置を含む駆動系システムの構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係る車両の駆動制御装置における要求トルクに対する各走行モードとその時の各吸気量の関係を示す図である。この発明の実施の形態１に係る車両の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１に係る車両の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１に係る車両の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１に係る車両の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２に係る車両の駆動制御装置における要求トルクに対する各走行モードとその時の各吸気量の関係を示す図である。従来の装置における加速要求時の挙動を説明するための図である。

以下、本発明の車両の駆動制御装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る車両の駆動制御装置について図１から図６までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る車両の駆動制御装置を含む駆動系システムの構成を示す図である。

図１において、コントロールユニット（駆動制御手段）１０と、内燃機関２０と、発電電動機３０と、変速機４０と、駆動輪５０とが描かれている。

コントロールユニット１０は、内燃機関２０、発電電動機３０、変速機４０などを制御するための様々な処理を行うマイクロコンピュータ（図示せず。以下、マイコンという。）と、運転状態などを検出する様々なセンサからの信号を入力して波形処理する入力回路（図示せず。）と、マイコンからの制御信号に応じて、様々なアクチュエータなどを駆動する出力回路（図示せず。）等が設けられている。

マイコンは、プログラムを実行するＣＰＵ（図示せず。）と、このＣＰＵによって実行されるプログラムを記憶するＲＯＭ（図示せず。）と、ＣＰＵによる演算結果等を一時的に記憶するためのＲＡＭ（図示せず。）と、入力回路、出力回路の間で信号やデータをやり取りするための入出力インターフェース回路（図示せず。）と、各種レジスタ（図示せず。）等とが設けられている。

ここで、ＲＯＭには、車両を駆動制御するための駆動制御プログラム等が記憶されている。

また、コントロールユニット１０は、発電電動機３０が接続されるとともに、アクセルセンサ１１、内燃機関２０への吸気量を計量する吸気量センサ１２、内燃機関２０への吸気量を調節する電動スロットル１３、点火プラグに高電圧を供給する点火コイル１４、バッテリ１５などが接続されている。

内燃機関２０の周辺には、内燃機関２０への吸入空気を浄化するエアクリーナ２１、吸入空気を内燃機関２０へ導入する吸気管２２、排気ガスを排出する排気管２３などが設けられている。

発電電動機３０は、軸に固定されているプーリ３１と内燃機関２０のクランク軸２４に取り付けられたプーリ２５とをベルト３２で接続することで、内燃機関２０との間で動力の授受ができる構成となっている。

つぎに、この実施の形態１に係る車両の駆動制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。

発電電動機３０を電動機として動作させる場合は、バッテリ１５の電力を使用して発電電動機３０から内燃機関２０へ動力を供給し、内燃機関２０を介して変速機４０、駆動輪５０へ動力を供給することになる。

一方、発電電動機３０を発電機として動作させる場合には、内燃機関２０からの動力を受けて発電電動機３０を回転させて発電を行い、バッテリ１５の充電を行うことになる。

図２は、この発明の実施の形態１に係る車両の駆動制御装置における要求トルクに対する各走行モードとその時の各吸気量の関係を示す図である。

この図２は、内燃機関２０がある回転速度のときの回生発電時の目標吸気量と、回生発電時に要求トルクが正となった場合の要求トルクに対する各走行モードとその時に対応する目標吸気量の関係を表したものである。実際には、内燃機関２０は、停止状態から最高回転（例えば、６０００［ｒ／ｍｉｎ］）まで幅広い回転速度で運転されるので、一定回転（例えば、５００［ｒ／ｍｉｎ］）毎に図２に示した関係を定めておくことになる。

図２において、要求トルクは、後述する要求トルク算出処理において、運転者のアクセル操作を表すアクセルセンサ１１からの信号を基に運転状態に応じて算出されるもので、内燃機関２０のクランク軸２４に発生すべきトルクであり、内燃機関２０及び発電電動機３０の出力に対する要求のもととなる。また、回生発電からの走行モード判定にも使用する。

要求吸気量は、前述の要求トルクを内燃機関２０で出力するのに必要となる吸気量であり、後述する要求吸気量算出処理において、算出されるものである。算出方法としては、内燃機関２０の発生トルクとその時の吸気量の関係を運転状態に応じて予め取得しておき、要求トルクに対応した吸気量を要求吸気量とすればよい。これにより、内燃機関２０の燃焼を停止している状態でも要求吸気量を算出することができる。

吸気量増加分は、回生発電モード中の内燃機関のポンプロスを低減するために要求吸気量に対して増加させる吸気量であり、後述する吸気量増加分算出処理において、算出されるものである。算出方法は、回生発電モード後の走行モード判定と関連しているため、走行モード判定も含めて以下のようになる。

回生発電モード中は、内燃機関２０の燃料供給を停止しているため要求トルクに応じた要求吸気量にする必要は無く、吸気量は自由に設定することが可能である。しかし、要求トルクが正となり燃料供給を再開させる時に吸気量が過大であると前述のように出力過大によるショック発生の問題が生じるので、何らかの制限が必要となる。この点、燃料供給停止中も吸気量を増加せずに要求吸気量となるよう吸気量を制御しておけば、出力過大は防止できるが、ポンプロスは大きくなる点で問題となる。

そこで、回生発電モード中の吸気量を増加させるとともに、要求トルクが正となった時に電動機走行モードとして燃料供給を再開せずに停止を継続し発電電動機３０のみでトルクを発生させることが考えられる。この場合、発電電動機３０の最大出力を考慮して、電動機走行モードを発電電動機３０で要求トルクを発生できる低出力領域でのみ実行すれば、発生トルクが要求トルクに対して不足することもなく、走行性の悪化も防止できる。

よって、要求トルクを発電電動機３０のみで発生できる領域を電動機走行モードとし、要求トルクがそれより高い場合には、発電電動機３０のみでは要求トルクを発生できないので、燃焼走行モードとして内燃機関２０の燃料供給を再開すればよい。

このように考えると、回生発電モードからの加速要求時の走行モードを決定するモード判定トルクは、内燃機関２０の抵抗を考慮し、その分を発電電動機３０の最大トルクから減算した値とすればよいことになる。このようにしておけば、要求トルクがモード判定トルクより低い場合は発電電動機３０のみで要求トルクを出力することができるので、内燃機関２０の燃料供給を再開させる必要はなく、実吸気量が要求吸気量よりも多い状態での燃料供給再開によるショックを防止することができる。

発電電動機３０の最大トルクは、回転速度毎に決まる発電電動機３０の発生可能な最大のトルクであり、発電電動機３０の回転速度、供給電圧、温度等に依存する。モード判定トルクに用いる場合、内燃機関２０の回転速度に対応して求める必要があるが、発電電動機３０の回転速度は、内燃機関２０の回転速度が得られればプーリ２５とプーリ３１の比で求まるので、内燃機関２０の回転速度に対応した発電電動機３０の最大トルクを適宜求めることができる。

以上のように、モード判定トルクを設定すると、燃料供給を再開する必要があるのは、要求トルクがモード判定トルクを超えたときとなるので、回生発電モード中の吸気量をこの値に相当する吸気量まで増加させることが可能となる。よって、回生発電モード中における目標吸気量はモード判定トルクに相当する要求吸気量になるよう制御すればよく、吸気量増加分としては、モード判定トルク相当吸気量から要求吸気量を引いた値となるように設定すればよい。

このようにすることで、燃料供給再開時の内燃機関２０の吸気量が要求トルクに応じた要求吸気量以下となるので、出力が過大とならずに燃料供給を再開できるとともに、回生発電中におけるポンプロスを低減することが可能となる。

目標吸気量は、内燃機関２０の燃焼中は要求吸気量であり、回生発電モード中及び電動機走行モード中は要求吸気量に吸気量増加分を加算した吸気量として算出され、内燃機関２０の実際の吸気量が目標吸気量となるように電動スロットル１３を制御する。電動スロットル１３の制御方法としては、目標吸気量とスロットル開度の関係を運転状態に応じて予め取得しておき、それに応じて電動スロットル１３を駆動させるオープンループ制御や、吸気量センサ１２で得られた実際の吸気量と目標吸気量を比較して電動スロットル１３を駆動させるフィードバック制御があり、いずれも公知の技術で適切な制御を使用すればよい。

最後に、各走行モードにおける内燃機関２０と発電電動機３０に対する出力制御について説明する。いずれの走行モードにおいても、要求トルクが出力されるよう内燃機関２０ないし発電電動機３０の制御を行うことになる。

燃焼走行モードでは、内燃機関２０の出力で走行するため、内燃機関２０の出力トルクが要求トルクになるようにすればよく、これは、前述の要求吸気量となるよう電動スロットル１３で吸気量を制御すればよい。その他の内燃機関２０の燃焼制御は公知の技術で実施する。一方、発電電動機３０の出力は０としておく。

電動機走行モードでは、発電電動機３０の出力のみでの走行となり、内燃機関２０は燃料供給停止を継続しており出力トルクを発生しない。発電電動機３０の出力は内燃機関２０を介してクランク軸２４に伝達されるため、内燃機関２０を回転させる必要があり、内燃機関２０は逆に抵抗となる。そのため、要求トルクを得るには、発電電動機３０の出力トルクを、内燃機関２０の抵抗を考慮し、要求トルクに内燃機関２０の抵抗分を加算した値とすることとなり、要求トルクとなるよう発電電動機３０の駆動制御を公知の技術で実施する。

続いて、コントロールユニット１０のマイコンで実行される処理の内容について、図３、図４、図５及び図６のフローチャートを用いて説明する。図３−図６は、この発明の実施の形態１に係る車両の駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。

図３−図６は、マイコンで実行される処理を表すフローチャートであり、ステップ（図面上では、単に「Ｓ」と記す）１０１−１１７、ステップ２０１−２０３、ステップ３０１−３０２及びステップ４０１−４０３の処理は、ＲＯＭ内の駆動制御プログラムによって実行される。

図３は、例えば、０．０１秒の一定周期で実行される車両の駆動制御のメイン処理、図４は燃焼走行モード処理、図５は回生発電モード処理、図６は電動機走行モード処理をそれぞれ表す。

コントロールユニット１０は、車両のイグニッションスイッチがオンされると、動作電源が供給されて動作を開始する。コントロールユニット１０において、マイコンのＣＰＵが、ＲＯＭ内の駆動制御プログラムを実行する。

まず、図３のステップ１０１において、コントロールユニット１０のマイコン（以下、単に「コントロールユニット１０」と記す）は、要求トルク算出処理を実行して、運転者のアクセル操作を表すアクセルセンサ１１からの信号に基づいて運転状態に応じて要求トルクを算出する。

次に、ステップ１０２において、コントロールユニット１０は、要求吸気量算出処理を実行して、ステップ１０１で得た要求トルクに対する要求吸気量を算出する。算出方法としては、運転状態に応じた内燃機関２０の発生トルクとその時の吸気量の関係から求める。

次に、ステップ１０３において、コントロールユニット１０は、発電電動機最大トルク算出処理を実行して、後述するモード判定トルク算出処理で使用する発電電動機３０の最大トルクを、発電電動機３０の回転速度、発電電動機３０への供給電圧、発電電動機３０の温度に基づき算出する。

次に、ステップ１０４において、コントロールユニット１０は、内燃機関抵抗算出処理を実行して、内燃機関２０を回転させる抵抗を算出する。この抵抗は、ポンプロスの他、機械抵抗等があり、内燃機関２０の温度にも依存するので、吸気量センサ１２で得られた内燃機関２０の吸気量から推定したポンプロスと、温度センサ（図示せず）から得られた内燃機関２０の温度に基づいて推定した機械抵抗とを加算した値を内燃機関抵抗として算出する。

次に、ステップ１０５において、コントロールユニット１０は、モード判定トルク算出処理を実行して、ステップ１０３で得た発電電動機３０の最大トルクから、ステップ１０４で得た内燃機関抵抗を減算してモード判定トルクを算出する。

次に、ステップ１０６において、コントロールユニット１０は、内燃機関２０の燃料供給が停止しているか否かを判定する。燃料供給が停止していなければ（ＮＯ）、通常の運転状態であるため、ステップ１１５まで処理を進める。一方、燃料供給が停止中（ＹＥＳ）であれば、次のステップ１０７へ進む。

次に、ステップ１０７において、コントロールユニット１０は、要求トルクが「０」を超えているか否かを判定する。要求トルクが「０」以下であれば（ＮＯ）、駆動力は不要と判断して回生発電モードを実施すればよいので、ステップ１１３へ進む。一方、要求トルクが「０」を超えた場合（ＹＥＳ）には、駆動力が必要と判断でき、次のステップ１０８へ進む。

次に、ステップ１０８において、コントロールユニット１０は、回生発電モード後の走行モードの判定を行い、要求トルクがモード判定トルクを超えたか否かを判定する。要求トルクがモード判定トルクを超えた場合（ＹＥＳ）、次のステップ１０９へ進む。一方、要求トルクがモード判定トルク以下の場合（ＮＯ）、ステップ１１１へ進む。

次に、ステップ１０９において、コントロールユニット１０は、走行モードを燃焼走行モードに設定する。

次に、ステップ１１０において、コントロールユニット１０は、燃焼走行モード処理（図４）を実行して、ステップ１１５へ進む。

次に、ステップ１１１において、コントロールユニット１０は、走行モードを電動機走行モードに設定する。

次に、ステップ１１２において、コントロールユニット１０は、電動機走行モード処理（図６）を実行して、ステップ１１５へ進む。

次に、ステップ１１３において、コントロールユニット１０は、走行モードを回生発電モードに設定する。

次に、ステップ１１４において、コントロールユニット１０は、回生発電モード処理（図５）を実行する。

次に、ステップ１１５において、コントロールユニット１０は、目標吸気量制御処理を実行して、内燃機関２０の実際の吸気量が各走行モード処理で算出した目標吸気量となるように制御を行う。通常は、運転状態に応じた目標吸気量とスロットル開度の関係に基づき電動スロットル１３を駆動するとともに、要求吸気量の変化が少ないときには、吸気量センサ１２で得られた実際の吸気量と目標吸気量を比較して電動スロットル１３をフィードバック制御により駆動する。なお、このステップ１１５以下は各走行モードにかかわらず共通の処理となる。

次に、ステップ１１６において、コントロールユニット１０は、内燃機関燃焼制御処理を実行して、各走行モード処理に応じて、公知の技術で内燃機関２０の燃焼制御を実施する。燃料供給の決定もここで行う。

そして、ステップ１１７において、コントロールユニット１０は、発電電動機制御処理を実行して、各走行モード処理に応じて発電電動機３０の発電駆動制御を公知の技術で実施して、本処理を終了する。回生発電モード中は発電電動機３０を発電機として制御し、電動機走行モード中は設定された出力トルクとなるように発電電動機３０を駆動する。また、燃焼走行モードでは、出力トルクは「０」とし、発電については電源系の状態等に応じて適宜公知の技術を実施する。

図４（燃焼走行モード処理）のステップ２０１において、コントロールユニット１０は、内燃機関２０の燃料供給を再開すべく指示を出しておく。

次に、ステップ２０２において、コントロールユニット１０は、前述のステップ１０２で得た要求吸気量を目標吸気量に設定する。

最後に、ステップ２０３において、コントロールユニット１０は、発電電動機３０の出力トルクを０に設定して本処理を終了する。

図５（回生発電モード処理）のステップ３０１において、コントロールユニット１０は、吸気量増加分算出処理を実行して、前述のステップ１０５で得たモード判定トルクと、前述のステップ１０２で得た要求吸気量に基づいて吸気量増加分を算出する。すなわち、この吸気量増加分は、図２に示すように、モード判定トルクに相当する要求吸気量であるモード判定トルク相当吸気量から要求吸気量を減算して算出する。

そして、ステップ３０２において、コントロールユニット１０は、要求吸気量と吸気量増加分とを加算した値を目標吸気量として算出して本処理を終了する。

モード判定トルクを内燃機関２０で発生させるのに必要となる吸気量であるモード判定トルク相当吸気量は、ステップ１０２の要求吸気量算出処理と同様の方法で算出することができる。吸気量増加分は、求めたモード判定トルク相当吸気量からその時の要求吸気量を減算した値とし、図２の網掛部に示す値となる。その結果、ステップ３０２で算出される回生発電モード中の目標吸気量は、図２に示すように、前述のモード判定トルク相当吸気量の値となる。

図６（電動機走行モード処理）のステップ４０１において、コントロールユニット１０は、前述のステップ１０１で得た要求トルクと、前述のステップ１０４で得た内燃機関抵抗を加算した値を、発電電動機３０の出力トルクとして設定する。

次に、ステップ４０２において、コントロールユニット１０は、吸気量増加分算出処理を実行して、前述のステップ１０５で得たモード判定トルクと、前述のステップ１０２で得た要求吸気量に基づいて吸気量増加分を算出する。

最後に、ステップ４０３において、コントロールユニット１０は、要求吸気量と吸気量増加分とを加算した値を目標吸気量として算出して本処理を終了する。ステップ４０２と４０３は、回生発電モード中と同じ吸気量としておけばよいので、前述のステップ３０１と３０２と同様の処理である。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る車両の駆動制御装置について図７を参照しながら説明する。図７は、この発明の実施の形態２に係る車両の駆動制御装置における要求トルクに対する各走行モードとその時の各吸気量の関係を示す図である。

上記の実施の形態１では、図２に示すように、回生発電モード中の目標吸気量をモード判定トルク相当吸気量に設定しているが、内燃機関２０の燃焼によりクランク軸２４に発生するトルクを低下できれば、燃料供給の再開時の吸気量が先のモード判定トルク相当吸気量より多くなっていても出力過大とならずショックを防止することができるので、更に吸気量を増加することが可能となる。

そこで、この実施の形態２では、コントロールユニット１０により、クランク軸２４に発生するトルクを低下させる制御を行い、電動機走行モード中の吸気量増加分として、モード判定トルク相当吸気量に、低下可能なトルクに相当する吸気量である低下可能トルク相当吸気量を加算する。これにより、回生発電モード中の内燃機関２０のポンピングロス（抵抗）をさらに低減でき、発電電力量を増加することができる。

内燃機関２０のトルクを低下させる制御は、公知の技術でよく、点火時期を遅角することでクランク軸２４に発生するトルクを低下させるものと、発電電動機３０を発電機として作動させることによりクランク軸２４に発生するトルクを低下させるものがある。これらのうち、内燃機関２０の燃料供給の再開時の運転状態と必要なトルク低下量に応じて、一方もしくは双方を作動させる。トルク低下量に相当する吸気量は、内燃機関２０の実際の吸気量と要求吸気量の差から求める。

この実施の形態２の構成及び動作は、上記の実施の形態１と同様（図１、図３−図６）であるが、ステップ３０１及びステップ４０２の吸気量増加分算出処理の内容が上記の実施の形態１と異なる。また、ステップ１１６の内燃機関燃焼制御処理では、点火時期によるトルク低下制御を行い、ステップ１１７の発電電動機制御処理では、発電制御によるトルク低下制御を行う。

ステップ３０１とステップ４０２では、上記の実施の形態１同様、コントロールユニット１０は、ステップ１０５で得たモード判定トルクと、ステップＳ１０２で得た要求吸気量と、さらに、低下可能トルク相当吸気量に基づいてポンプロスを低減するための吸気量増加分を算出する。

低下可能なトルクは、運転状態毎の低下可能トルク量を予め取得しておき、モード判定トルク相当における運転状態での低下可能トルク量を設定して、低下可能なトルクに相当する吸気量となる低下可能トルク相当吸気量は、次の方法で算出する。

上記の実施の形態１のステップ３０１及び４０２と同様、モード判定トルク相当吸気量を算出するとともに、モード判定トルクと低下可能なトルクを加算したトルクを内燃機関２０で発生させるのに必要となる吸気量も、ステップ１０２の要求吸気量算出処理と同様の方法で求める。得られた吸気量からモード判定トルク相当吸気量を減算した値が低下可能トルク相当吸気量となる。

吸気量増加分は、モード判定トルク相当吸気量と低下可能トルク相当吸気量を加算した値からその時の要求吸気量を減算した値とし、図７の網掛部に示す値となる。その結果、ステップ３０２及び４０３で算出される目標吸気量は、図７に示すように、モード判定トルク相当吸気量と低下可能トルク相当吸気量とを加算した値となる。

コントロールユニット１０のトルク低下制御により、内燃機関２０の燃焼によりクランク軸２４に発生するトルクのうち、吸気量増加分の影響により要求トルクを超える分のトルクを低下させることができるので、発電期間中の吸気量をさらに増加することができ、回生発電中の抵抗をより低減することができる。

内燃機関２０の回転速度が低下したことにより燃料供給を再開する場合、運転者からの要求は無いとしても、内燃機関２０の回転速度を維持することはクランク軸２４にトルクを発生させることと同視できるので、本発明の適用が可能である。この場合、通常要求トルクは低いと考えられるので、電動機走行モードとすることになる。

回生発電モードから電動機走行モードとなった後に、速やかに吸気量を要求トルク相当に低下させて燃料供給を再開させても良い。吸気量が要求トルク相当に一致するまでに時間が掛かるとしても、電動機走行モードは発電電動機３０のみで要求トルクを発生できる領域としているため問題はない。また、その間に要求トルクが高くなりモード判定トルクを超えた場合には、要求トルクに相当する吸気量も実吸気量を超えることになり、即座に燃料供給を再開しても出力が過大となることは無い。

さらに、コントロールユニット１０において、発電電動機３０を発電機として作動させる代わりに、ロータを励磁した状態でステータ回路を短絡させて発電電動機３０の抵抗を生成してもよく、バッテリ１５が満充電状態で発電が行えない場合に有効である。

なお、上記の各実施の形態では、発電電動機３０を備えているが、発電機と電動機との別体としても良い。

また、発電電動機３０はベルト３２でトルクを伝達するものとしたが、内燃機関２０と変速機４０の間に発電電動機を備える形態でも良い。この場合、内燃機関２０と発電電動機とをクラッチ等を介さず直結することができるので簡素な構成にすることができる。

１０コントロールユニット、１１アクセルセンサ、１２吸気量センサ、１３電動スロットル、１４点火コイル、１５バッテリ、２０内燃機関、２１エアクリーナ、２２吸気管、２３排気管、２４クランク軸、２５プーリ、３０発電電動機、３１プーリ、３２ベルト、４０変速機、５０駆動輪。

Claims

車両の駆動力を発生する内燃機関と、
前記内燃機関のクランク軸と切り離しができない状態で接続された電動機と、
前記内燃機関に接続された状態でのみ発電が可能となる発電機と、
アクセル操作量を検出するアクセルセンサと、
前記内燃機関への吸気量を検出する吸気量センサと、
前記内燃機関の温度を検出する温度センサと、
前記内燃機関への吸気量を調節する電動スロットルと、
走行モードに応じて前記内燃機関の燃焼を制御する駆動制御手段とを備え、
前記駆動制御手段は、
前記アクセルセンサにより検出されたアクセル操作量に基づいて運転状態に応じて要求トルクを算出し、
前記内燃機関の発生トルクと吸気量の関係に基づいて前記要求トルクに対する要求吸気量を算出し、
前記電動機の回転速度、供給電圧、及び温度に基づいて前記電動機の最大トルクを算出するとともに、前記吸気量センサにより検出された前記内燃機関の吸気量に基づいて推定したポンプロスと、前記温度センサにより検出された前記内燃機関の温度に基づいて推定した機械抵抗とを加算して内燃機関抵抗を算出して、前記電動機の最大トルクから前記内燃機関抵抗を減算してモード判定トルクを算出し、
燃料供給が停止中で、かつ前記要求トルクが０以下の場合、走行モードを回生発電モードに設定し、前記モード判定トルクに相当する要求吸気量であるモード判定トルク相当吸気量から前記要求吸気量を減算して吸気量増加分を算出するとともに、前記要求吸気量及び前記吸気量増加分を加算して目標吸気量を算出し、前記内燃機関の実際の吸気量が前記目標吸気量となるように前記電動スロットルを制御し、
回生発電モード後に、前記要求トルクが前記モード判定トルク以下のとき、走行モードを電動機走行モードに設定し、前記モード判定トルクに相当する要求吸気量であるモード判定トルク相当吸気量から前記要求吸気量を減算して吸気量増加分を算出するとともに、前記要求吸気量及び前記吸気量増加分を加算して目標吸気量を算出し、前記内燃機関の実際の吸気量が前記目標吸気量となるように前記電動スロットルを制御するとともに、前記電動機の出力トルクを前記要求トルク及び前記内燃機関抵抗を加算した値に設定し、この設定した出力トルクとなるように前記電動機を駆動制御し、
前記要求トルクが前記モード判定トルクを超えたとき、走行モードを燃焼走行モードに設定し、前記要求吸気量を目標吸気量に設定し、前記内燃機関の実際の吸気量が前記目標吸気量となるように前記電動スロットルを制御するとともに、前記内燃機関への燃料供給を再開して前記内燃機関の燃焼を制御し、前記電動機の出力トルクを０に設定する
ことを特徴とする車両の駆動制御装置。
前記駆動制御手段は、
前記回生発電モード及び前記電動機走行モードにおいて、前記モード判定トルクに相当する要求吸気量であるモード判定トルク相当吸気量から前記要求吸気量を減算した値に、前記内燃機関が前記モード判定トルクを発生する運転状態において所定の制御により低下可能なトルクに相当する吸気量である低下可能トルク相当吸気量を加算して吸気量増加分を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の車両の駆動制御装置。
前記駆動制御手段による所定の制御は、
前記内燃機関の点火時期を遅角することにより前記クランク軸に発生するトルクを低下させる
ことを特徴とする請求項２記載の車両の駆動制御装置。
前記駆動制御手段による所定の制御は、
前記発電機の発電を継続させることにより前記クランク軸に発生するトルクを低下させる
ことを特徴とする請求項２記載の車両の駆動制御装置。