WO2015052771A1

WO2015052771A1 - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: WO2015052771A1
Application number: PCT/JP2013/077336
Authority: WO
Inventors: 伴弘有吉; 崇一折田; 祐也小暮
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2013-10-08
Filing date: 2013-10-08
Publication date: 2015-04-16
Also published as: JP6202099B2; JPWO2015052771A1

Abstract

加速性能の確保と、他の制御性能の確保と、の両立を図ることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。モータ出力トルクに加算可能なトルクとして、予めモータマージントルクを設定するモータマージントルク設定部としてのモータマージントルク演算部（１０３）と、加速度不足判定部（１０１）が加速度不足と判定した際に、モータマージントルクを削減するモータマージントルク削減許可判定部（１０２）と、を設け、モータマージントルク演算部（１０３）は、モータマージントルク削減と判定しない場合に、モータマージントルクとして第１モータマージントルクを選択し、モータマージントルク削減と判定した場合に、モータマージントルクとして第１モータマージントルクを削減した第２モータマージントルクを選択するようにしたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置とした。

Description

ハイブリッド車両の制御装置

　本発明は、駆動源としてモータおよびエンジンを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。

　従来、ハイブリッド車両において、加速性を優先するパワーモードでは、制振制御などの駆動以外の制御の実行をキャンセルし、その分、加速時におけるモータの出力可能トルクを高める技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２－２３２６９０号公報

　しかしながら、上記の従来技術では、パワーモードの選択かつアクセルＯＮ時には、常に、制振制御などの他の制御がキャンセルされるため、逆に、十分な加速性能が得られる状況でも制振制御などの必要な制御が実行されない不具合が生じる。

　本発明は、上記問題に着目してなされたもので、加速性能の確保と、他の制御性能の確保と、の両立を図ることが可能な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。

　上記目的を達成するため、本発明は、
車両の駆動源に含まれるエンジンおよびモータと、前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段の検出に基づいて前記モータの駆動制御を行なうモータ出力トルク制御手段と、
を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記走行状態検出手段の検出に基づいて要求加速度を求め、実際の車両加速度が要求加速度に達していない場合に加速度不足と判定する加速度不足判定手段を設け、
前記モータ出力トルクに加算可能なトルクとして、予めモータマージントルクを設定するモータマージントルク設定部を設け、
前記加速度不足判定手段が加速度不足と判定した際に、前記モータマージントルクを削減するモータマージントルク削減許可判定部を設けたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置とした。

　本発明のハイブリッド車両の制御装置では、要求加速度に対して加速度不足と判定した際に、モータマージントルク削減許可判定部は、モータマージントルクを削減する。
したがって、モータマージントルクの減少分を車両の駆動トルクとして使用し、加速性能を向上させることができる。また、他の制御をキャンセルすることは無く、モータマージントルクを削減するだけであるため、加速性能を確保しつつ、他の制御性能を確保することが可能である。

実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置の全体システム図である。実施の形態１のハイブリッド車両においてハイブリッドコントロールモジュールにて実行されるモータマージントルク制御処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すモータマージントルク制御処理を実行する構成を示すブロック図である。実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置における加速度不足判定部の構成を示すブロック図である。実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置におけるモータマージントルク許可判定部の構成を示すブロック図である。実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置におけるモータマージントルク演算部の構成を示すブロック図である。実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置におけるモータマージントルクホールド要求を判定する構成を示すブロック図である。実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置の一動作例を示すタイムチャートである。

　以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
　まず、構成を説明する。
実施の形態１の制御装置が適用されたＦＦハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）の構成を、「全体システム構成」「制御の詳細構成」に分けて説明する。

　［全体システム構成］
　図１はＦＦハイブリッド車両の全体システムを示す。以下、図１に基づいて、ＦＦハイブリッド車両の全体システム構成を説明する。

　ＦＦハイブリッド車両の駆動系としては、図１に示すように、スタータモータ１と、横置きのエンジン２と、第１クラッチ３と、モータ／ジェネレータ（以下、モータとする）４と、第２クラッチ５と、ベルト式無段変速機６（略称「CVT」）と、を備えている。
そして、ベルト式無段変速機６の出力軸は、終減速ギヤトレイン７と差動ギヤ８と左右のドライブシャフト９Ｒ，９Ｌを介し、左右の前輪１０Ｒ，１０Ｌに駆動連結されている。なお、左右の後輪１１Ｒ，１１Ｌは、従動輪としている。

　スタータモータ１は、エンジン２のクランク軸に設けられたエンジン始動用ギヤに噛み合うギヤを持ち、エンジン始動時にクランク軸を回転駆動するクランキングモータである。
エンジン２は、クランク軸方向を車幅方向としてフロントルームに配置したエンジンであり、電動ウォータポンプ１２と、エンジン２の逆転を検知するクランク軸回転センサ１３と、を有する。

　第１クラッチ３は、エンジン２とモータ４との間に介装された油圧作動によるノーマルオープンの乾式多板摩擦クラッチであり、第１クラッチ油圧により完全締結／スリップ締結／開放が制御される。

　モータ４は、第１クラッチ３を介してエンジン２に連結された三相交流の永久磁石型同期モータである。このモータ４は、後述する強電バッテリ２１を電源とし、ステータコイルには、力行時に直流を三相交流に変換し、回生時に三相交流を直流に変換するインバータ２６が、ＡＣハーネス２７を介して接続されている。

　第２クラッチ５は、モータ４と駆動輪である左右の前輪１０Ｒ，１０Ｌとの間に介装された油圧作動による湿式の多板摩擦クラッチであり、第２クラッチ油圧により完全締結／スリップ締結／開放が制御される。実施の形態１の第２クラッチ５は、遊星ギヤによるベルト式無段変速機６の前後進切替機構に設けられた前進クラッチ５ａと後退ブレーキ５ｂを流用している。つまり、前進走行時には、前進クラッチ５ａが第２クラッチ５として機能し、後退走行時には、後退ブレーキ５ｂが第２クラッチ５として機能する。

　ベルト式無段変速機６は、プライマリ油室とセカンダリ油室への変速油圧によりベルトの巻き付き径を変えることで無段階の変速比を得る変速機である。
  このベルト式無段変速機６は、油圧系として、メインオイルポンプ１４、サブオイルポンプ１５、図示を省略したコントロールバルブユニットを有する。
  メインオイルポンプ１４は、モータ４のモータ軸（＝変速機入力軸）により機械的に駆動されるポンプである。
  サブオイルポンプ１５は、図示を省略したモータにより駆動されて、主に潤滑冷却用油圧を作り出す補助ポンプとして用いられるポンプである。
  コントロールバルブユニットは、メインオイルポンプ１４からのポンプ吐出圧を調圧することで生成したライン圧ＰＬを元圧として第１，第２クラッチ油圧及び変速油圧を形成する。

　第１クラッチ３とモータ４と第２クラッチ５により１モータ・２クラッチの駆動システムが構成され、この駆動システムによる主な駆動態様として、「EVモード」と「HEVモード」と「WSCモード」とを有する。「EVモード」は、第１クラッチ３を開放し、第２クラッチ５を締結してモータ４のみを駆動源に有する電気自動車モードであり、「EVモード」による走行を「EV走行」という。「HEVモード」は、両クラッチ３，５を締結してエンジン２とモータ４を駆動源に有するハイブリッド車モードであり、「HEVモード」による走行を「HEV走行」という。「WSCモード」は、エンジン２の始動時などに第１クラッチ３を締結し、第２クラッチ５を要求駆動力に応じた伝達トルク容量でスリップ締結させる走行モードである。

　前述したモータ４は、原則的にブレーキ操作時においてジェネレータとして駆動して回生動作を行う。そこで、ブレーキ操作時に、回生制動トルクと液圧制動トルクとのトータル制動トルクをコントロールする回生協調ブレーキユニット１６が設けられている。この回生協調ブレーキユニット１６は、ブレーキペダルと電動ブースタとマスタシリンダを備え、電動ブースタは、ブレーキ操作時、ペダル操作量にあらわれる要求制動力から回生制動力を差し引いた分を液圧制動力で分担するというように、回生分／液圧分の協調制御を行う。

　ＦＦハイブリッド車両の電源システムとしては、モータ／ジェネレータ電源としての強電バッテリ２１と、１２Ｖ系負荷電源としての１２Ｖバッテリ２２と、を備えている。

　強電バッテリ２１は、モータ４の電源として搭載された二次電池であり、例えば、多数のセルにより構成したセルモジュールを、バッテリパックケース内に設定したリチウムイオンバッテリが用いられている。
また、この強電バッテリ２１には、強電の供給／遮断／分配を行うリレー回路を集約させた図示を省略したジャンクションボックスが内蔵されている。さらに、強電バッテリ２１には、バッテリ冷却機能を持つ冷却ファンユニット２４と、バッテリ充電容量（バッテリSOC）やバッテリ温度を監視するリチウムバッテリコントローラ８６と、が付設されている。

　強電バッテリ２１とモータ４とは、ＤＣハーネス２５とインバータ２６とＡＣハーネス２７とを介して接続されている。また、インバータ２６には、力行／回生制御を行うモータコントローラ８３が付設されている。つまり、インバータ２６は、強電バッテリ２１の放電によりモータ４を駆動する力行時、ＤＣハーネス２５からの直流をＡＣハーネス２７への三相交流に変換する。さらに、インバータ２６は、モータ４での発電により強電バッテリ２１を充電する回生時、ＡＣハーネス２７からの三相交流をＤＣハーネス２５への直流に変換する。

　１２Ｖバッテリ２２は、補機類である１２Ｖ系負荷の電源として搭載された二次電池であり、例えば、エンジン車等で搭載されている鉛バッテリが用いられている。強電バッテリ２１と１２Ｖバッテリ２２とは、ＤＣ分岐ハーネス２５ａとDC／DCコンバータ３７とバッテリハーネス３８を介して接続されている。DC／DCコンバータ３７は、強電バッテリ２１からの数百ボルト電圧を１２Ｖに変換するものであり、このDC／DCコンバータ３７を、ハイブリッドコントロールモジュール８１により制御することで、１２Ｖバッテリ２２の充電量を管理する構成としている。

　ＦＦハイブリッド車両の制御システムとしては、車両全体の消費エネルギーを適切に管理する機能を担う統合制御手段として、ハイブリッドコントロールモジュール８１を備えている。
さらに、ハイブリッドコントロールモジュール８１に接続される制御手段として、エンジンコントロールモジュール８２と、モータコントローラ８３と、CVTコントロールユニット８４と、リチウムバッテリコントローラ８６と、を有する。
ハイブリッドコントロールモジュール８１を含むこれらの制御手段は、CAN通信線８７（CANは「Controller Area Network」の略称）により双方向情報交換可能に接続されている。

　ハイブリッドコントロールモジュール８１は、各コントローラ８２，８３，８４，８６およびセンサ群制御手段、からの入力情報に基づき、様々な制御を行う。
  エンジンコントロールモジュール８２は、エンジン２の燃料噴射制御や点火制御や燃料カット制御等を行う。
  モータコントローラ８３は、インバータ２６によるモータ４の力行制御や回生制御等を行う。
  CVTコントロールユニット８４は、第１クラッチ３の締結油圧制御、第２クラッチ５の締結油圧制御、ベルト式無段変速機６の変速油圧制御等を行う。
  リチウムバッテリコントローラ８６は、強電バッテリ２１のバッテリSOCやバッテリ温度等を管理する。

　センサ群９０は、車両の走行状態を検出する走行状態検出手段として設けられている。このセンサ群９０には、イグニッションスイッチ９１、アクセル開度センサ９２、車速センサ９３、モータ回転数センサ９４、加速度センサ９５、ブレーキストロークセンサ９６、操舵角センサ９７が含まれる。なお、加速度センサ９５としては、少なくとも車両前後方向加速度を検出するものが含まれるが、従動輪の車輪速から演算してもよい。また、横加速度センサが含まれているのが好ましい。
　ハイブリッドコントロールモジュール８１は、走行時には、周知のように、走行状態検出手段としてのセンサ群９０からの入力に基づいてドライバの要求駆動力を演算し、エンジン２およびモータ４の駆動力を制御する。
また、前述のEVモードおよびWSCモードでは、その駆動力をモータ４の駆動トルク(モータトルク)により得る。

　さらに、発進時などのWSCモードでは、ハイブリッドコントロールモジュール８１は、第２クラッチ５をスリップさせつつ、モータ回転数制御手段に相当する部分で、モータ４の回転数が目標モータ回転数となるように回転数制御を行なう。

　そして、上述のようにモータ４の駆動制御を行なうのにあたり、本実施の形態１では、モータ４の出力可能な最大出力可能モータトルクから、余裕代として設定されたモータマージントルクを差し引いた範囲で、モータ出力トルクを制御する。
また、このモータマージントルクは、本実施の形態１では、駆動制御とは異なる制御としての回転数引上制御を実行する際に用いる。
この回転数引上制御は、上述の回転数制御時に、目標モータ回転数に対して実モータ回転数が不足した際に、実モータ回転数を目標モータ回転数に向けて引き上げるようモータ４を駆動させる制御である。この回転数引上制御を実行する際に、モータマージントルクを確保することで、駆動制御に用いるのに制限されていたモータトルクが、モータマージントルクの領域まで使用可能となって、実モータ回転数が目標モータ回転数に達する時間が短縮される。

　[モータマージントルク設定処理]
本実施の形態１では、ハイブリッドコントロールモジュール８１は、上述したモータマージントルクを可変制御するモータマージントルク設定処理を実行するもので、以下に、このモータマージントルク設定処理について説明する。

　図２は、ハイブリッドコントロールモジュール８１にて実行されるモータマージントルク設定処理の流れを示すフローチャートである。
  以下、このモータマージントルク設定処理の流れについて説明する。
  最初のステップＳ１０１では、センサ群９０にて検出される必要なデータの読み込みを行なった後、ステップＳ１０２に進む。
  ここで、必要なデータとしては、アクセル開度、加速度、目標モータ回転数、実モータ回転数、最大モータトルク、実モータトルクが含まれる。

　次のステップＳ１０２では、運転者の加速操作に対して加速度不足判定がなされているか否かを判定し、加速度不足判定がなされている場合はステップＳ１０３に進み、加速度不足判定がなされていない場合はステップＳ１０５に進む。なお、加速度不足判定は、後述する加速度不足判定部１０１（図３参照）によりなされる。

　加速度不足判定時に進むステップＳ１０３では、モータマージントルク削減許可がなされているか否かを判定し、削減許可判定時にはステップＳ１０４に進み、非削減許可判定時にはステップＳ１０５に進む。なお、モータマージントルク削減許可の判定は、後述するモータマージントルク削減許可判定部１０２（図３参照）にて行なわれる。

　ステップＳ１０４およびステップＳ１０５では、それぞれ、モータマージントルクの設定を行なう。すなわち、ステップＳ１０４では、モータマージントルクを第２モータマージントルクに設定し、ステップＳ１０５では、モータマージントルクを基本となる第１モータマージントルクに設定する。

　次に、モータマージントルクについて説明する。
モータ４の駆動トルクを制御する場合、バッテリ充電量や発電量などに応じて、その時点で最大出力可能な最大モータトルクを設定する。さらに、前述のモータ回転数引上制御などの駆動輪側への駆動トルクとして出力する駆動制御以外の制御に使用する分のトルクを、余裕代としてのモータマージントルクとして確保する。
したがって、ドライバの要求駆動トルクに応じた駆動制御には、最大モータトルクからモータマージントルクを差し引いた範囲のトルクが用いられる。

　そして、モータマージントルクは、ステップＳ１０４、Ｓ１０５に示したように、第１モータマージントルクと第２モータマージントルクとに設定される。
第１モータマージントルクは、予め上述の回転数引上制御に必要なトルクとして基本的に設定されたトルクである。それに対して、第２モータマージントルクは、第１モータマージントルクを削減した値である。

　次に、ステップＳ１０２の加速度不足判定、ステップＳ１０３のモータマージントルク削減許可判定、ステップＳ１０４の第２モータマージントルクの設定を行なう構成について、図３～図７に基づいて説明する。

　ハイブリッドコントロールモジュール８１は、モータマージントルク制御処理を実行する構成として、図３に示す加速度不足判定部１０１、モータマージントルク削減許可判定部１０２、モータマージントルク演算部１０３を備えている。

　加速度不足判定部１０１は、アクセル開度センサ９２から読み込むアクセル開度と、加速度センサ９５から読み込む車両加速度あるいは車速センサ９３が検出する車速から得られた車両加速度とに基づいて、加速度不足か否かを判定する。
すなわち、加速度不足判定部１０１は、図４に示す加速度不足ＯＮ判定部１０１ａと、加速度不足ＯＦＦ判定部１０１ｂと判定結果出力部１０１ｃとを備えている。
加速度不足ＯＮ判定部１０１ａは、アクセル開度が設定値θｌｉｍ以上であり、かつ、車両加速度が設定値Ｇｌｉｍ以下である状態が、予め設定された加速度不足判定時間閾値Ｔｌｉｍ１を越えて継続された場合に、加速度不足（ｓｅｔ）と判定する。なお、両設定値θｌｉｍ、Ｇｌｉｍは、それぞれ、ハンチング抑制用のヒステリシスが設定され、幅を有している。

　加速度不足ＯＦＦ判定部１０１ｂは、アクセル開度が設定値θｌｉｍ以下、または、加速度が設定値Ｇｌｉｍ以下である場合、非加速度不足（ｃｌｅａｒ）と判定する。
判定結果出力部１０１ｃでは、加速度不足ＯＮ判定部１０１ａが加速度不足判定（ｓｅｔ）を行なった場合に、加速度不足判定をセット（ＯＮ）し、非加速度不足判定時（ｃｌｅａｒ）の場合に、加速度不足判定をリセット（ＯＦＦ）する。

　図３に戻り、モータマージントルク削減許可判定部１０２は、加速度不足判定部１０１の加速度不足判定結果（ＯＮｏｒＯＦＦ）と目標モータ回転数と実モータ回転数とに基づいて、モータマージントルクを第１モータマージントルクから削減するか否かを判定する。
なお、モータマージントルクの削減は、エンジン２およびモータ４の回転数停滞や回転数落ちによる違和感を発生することの無いようにモータマージントルクを削減して駆動力に回すために実行する。

　モータマージントルク削減許可判定部１０２は、図５に示す、モータマージントルクの削減の許可判定を行なう削減許可ＯＮ判定部１０２ａと、モータマージントルクの削減許可をキャンセルする判定を行なう削減許可ＯＦＦ判定部１０２ｂと、を備えている。

　削減許可ＯＮ判定部１０２ａは、目標モータ回転数が予め設定された制御要求判定回転数以上であり、かつ目標モータ回転数と実モータ回転数の差が削減許可回転数差閾値以下となった場合に、モータマージントルクの削減許可判定ＯＮとする。
すなわち、モータ回転数の上昇時に、低回転数域では、フリクションなどの影響により上昇が緩慢になるおそれがあり、回転数引上制御の要求度が高い。それに対して、モータ回転数がある程度高くなると、フリクションなどの影響が少なくなり、回転数引上制御の要求度が低くなる。そこで、目標回転数閾値は、回転数引上制御の要求度がある程度低い領域であることを示す値に設定されている。
同様に、目標モータ回転数と実モータ回転数との差が小さい場合は、回転数引上制御の要求度が低いのに対し、その差が大きい場合は、回転数引上制御の要求度が高い。そこで、削減許可回転数差閾値は、回転数引上制御の要求度がある程度低い領域であることを示す値に設定されている。

　削減許可ＯＦＦ判定部１０２ｂは、実モータ回転数と加速度不足判定とに基づいて、削減許可判定を取り消す判定、すなわち、削減許可ＯＦＦ判定を行なう。具体的には、実モータ回転数が、予め設定された削減許可ＯＦＦ判定閾値以下、または非加速度不足判定（加速度不足ＯＦＦ）の場合に、削減許可ＯＦＦ（削減許可キャンセル）と判定する。

　また、上述の削減許可ＯＮ判定と削減許可ＯＦＦ判定とに基づいて、判定結果出力部１０２ｃは、モータマージントルク削減許可判定の判定結果を出力する。具体的には、判定結果出力部１０２ｃは、削減結果判定フラグを、削減許可ＯＮ判定部１０２ａから削減許可ＯＮの信号が入力された場合にセットし、削減許可ＯＦＦ判定部１０２ｂから削減許可ＯＦＦの信号が入力された場合にリセット（クリア）する。

　図３に示す、モータマージントルク演算部１０３は、モータマージントルク削減許可判定部１０２の判定結果と、最大モータトルクおよび実モータトルクと、に基づいて、モータマージントルクを演算する。すなわち、モータマージントルクの削減許可ＯＦＦの場合は、モータマージントルクを、第１モータマージントルクとする。一方、モータマージントルクの削減許可ＯＮの場合は、モータマージントルクを第１モータマージントルクよりも小さな第２モータマージントルクに設定する。さらに、モータマージントルク演算部１０３は、第２モータマージントルクに設定するのにあたり、実モータ回転数が高くなるほど、第２モータマージントルクを、その最小値である最小第２モータマージントルク（≒０）に向けて削減する。

　モータマージントルク演算部１０３は、図６に示す、第１モータマージントルク設定部１０３ａ、第２モータマージントルク減少演算部１０３ｂ、第２モータマージントルク増加演算部１０３ｃ、第２モータマージントルク設定部１０３ｄを備えている。

　第１モータマージントルク設定部１０３ａは、第１モータマージントルクの設定を行なう。この第１モータマージントルク設定部１０３ａには、予め第１モータマージントルクが設定されている。また、第２モータマージントルクから第１モータマージントルクへ復帰させる際に、制御１周期（例えば、３０ｍｓｅｃ）あたりで増加させる復帰時加算値が設定されている。

　そして、第１モータマージントルク設定部１０３ａは、比較部１０３ｆにおいてモータマージントルク（第２モータマージントルク）の前回値に復帰時加算値を加算した値と、第１モータマージントルクとの小さい方の値を出力する。
すなわち、第１モータマージントルク設定部１０３ａでは、基本的には、予め設定された第１モータマージントルクを設定する。しかし、第２モータマージントルクから第１モータマージントルクに復帰させる際には、直ちに第１モータマージントルクに設定するのではなく、制御１周期ごとに第２モータマージントルクに復帰時加算値を加算し、第１モータマージントルクに復帰させる。これにより、急激な駆動トルク減少によるショック発生を回避する。

　第２モータマージントルク設定部１０３ｄは、第２モータマージントルク減少演算部１０３ｂと第２モータマージントルク増加演算部１０３ｃとのいずれかの演算値と、モータマージントルクの前回値と、のいずれかを第２モータマージントルクとして設定する。
まず、第２モータマージントルク減少演算部１０３ｂは、第２モータマージントルクを、最小第２モータマージントルクに向けて減少させる演算を行なう。そして、この減算にあたり、制御１周期あたりの減少量を減少時制限値に制限する。これにより、モータマージントルクが減少することによる駆動トルク増加に伴うショックの発生を抑制する。
そこで、減算部１０３ｇでは、モータマージントルクの前回値から減少時制限値を減算する。そして、比較部１０３ｈでは、減算部１０３ｇの算出値と、最小第２モータマージントルク（≒０）と、の大きい方の値を選択する。

　一方、第２モータマージントルク増加演算部１０３ｃでは、第２モータマージントルクを、第１モータマージントルクに向けて増加させる演算を行なう。そして、この加算にあたり、制御１周期あたりの増加量を増加時制限値に制限する。これにより、モータマージントルクが増加することによる駆動トルク減少に伴うショックの発生を抑制する。
そこで、加算部１０３ｊでは、モータマージントルク前回値と増加時制限値とを加算する。比較部１０３ｋでは、加算部１０３ｊの算出値と第１モータマージントルクとの小さい方の値を選択する。したがって、第２モータマージントルク増加演算部１０３ｃで算出される第２モータマージントルクは、第１モータマージントルクに達するまで、制御１周期あたり増加時制限値だけ増加する。

　選択部１０３ｍでは、モータマージントルク削減許可判定結果に応じ、削減許可判定がＯＮの場合は、第２モータマージントルク減少演算部１０３ｂの演算結果を選択し、削減許可判定がＯＦＦの場合は、第２モータマージントルク増加演算部１０３ｃの演算結果を選択する。
すなわち、削減許可判定がＯＮの場合、第２モータマージントルクは、最小第２モータマージントルクに向けて、徐々に低下する。
一方、削減許可判定がＯＦＦの場合、第２モータマージントルクは、第１モータマージントルクに向けて、徐々に増加する。

　さらに、第２モータマージントルクは、第２モータマージントルク設定部１０３ｄにて、モータマージントルクホールド要求の有無に応じ、選択部１０３ｍにより選択された第２モータマージントルクと、モータマージントルク前回値と、のいずれかが選択される。

　そこで、まず、モータマージントルクホールド要求判定部１０３ｅについて説明する。
  図７に示すモータマージントルクホールド要求判定部１０３ｅは、現在の実モータトルクが最大モータトルク近傍である場合、現在の第２モータマージントルクに保持するホールド要求を出力する。なお、この第２モータマージントルクの保持は、実質的に第２モータマージントルクが、最小第２モータマージントルク（≒０）の場合に行われる。
  すなわち、モータマージントルクホールド要求判定部１０３ｅは、最大モータトルクと実モータトルクとの差が、予め設定されたホールド判定閾値以下となるとホールドＯＮ信号を出力する差判定部１０３ｎを備えている。
  そして、ＡＮＤ条件判定部１０３ｐは、ホールドＯＮ信号、モータマージントルク削減許可判定のＯＮ信号、加速度不足判定のＯＮ信号の全てが入力されてＡＮＤ条件が成立した場合に、モータマージントルクホールド要求（ＯＮ）を出力する。

　したがって、図６に示す、第２モータマージントルク設定部１０３ｄでは、モータマージントルクホールド要求ＯＮであればモータマージントルク前回値を第２モータマージントルクとして選択する。また、モータマージントルクホールド要求ＯＦＦであれば、選択部１０３ｍにて選択された値を第２モータマージントルクとして選択する。

　モータマージントルク演算部１０３の最終設定部１０３ｑでは、加速度不足判定がＯＦＦの場合、モータマージントルクを駆動トルクに回す必要が無いため、モータマージントルクとして第１モータマージントルク設定部１０３ａにて設定された値を用いる。すなわち、予め設定された基本的な第１モータマージントルクか、あるいは、この第１モータマージントルクに向けて復帰させている値をモータマージントルクとする。このモータマージントルクは、回転数引上制御を実行するのに必要なモータトルクである。
また、この第１モータマージントルクへの復帰の際は、制御１周期あたりのモータマージントルクの増加量を復帰時加算値にて制限する。これにより、モータマージントルクの増加に伴う駆動トルクの減少によるショックの発生を回避する。

　一方、加速度不足判定がＯＮであるときには、最終設定部１０３ｑは、モータマージントルクを、第１モータマージントルクを削減した値である、第２モータマージントルク設定部１０３ｄにて設定された第２モータマージントルクに設定する。
このとき、モータマージントルク削減許可判定がＯＮの場合、モータマージントルクの必要性は低いため、モータマージントルクを、最小第２モータマージントルクに向けて減少させる。なお、このモータマージントルクの減少時には、このモータマージントルクの減少に伴う駆動トルクの増加によりショックが発生するのを抑制するために、制御１周期あたりの減少量を、減少時制限値に制限する。

　また、加速度不足判定がＯＮであるが、モータマージントルク削減許可判定がＯＦＦの場合には、第２モータマージントルク設定部１０３ｄは、モータマージントルクを第１モータマージントルクに向けて復帰させる。この場合も、急激な駆動トルク減少によるショック発生を回避するため、制御１周期あたりのモータマージントルクの増加量を、増加時制限値に制限する。

　さらに、第２モータマージントルク設定部１０３ｄでは、現在の実モータトルクが最大モータトルク近傍であり、両者の差が、ホールド判定閾値未満の場合、第２モータマージントルクを、前回値に保持する。なお、このように現在の実モータトルクが最大モータトルク近傍である場合、第２モータマージントルクは、最小第２モータマージントルク（≒０）となっている。

　次に、作用を説明する。
実施の形態１のＦＦハイブリッド車両の制御装置における作用を、図８のタイムチャートに基づいて説明する。
この図８のタイムチャートは、例えば、坂道発進時のように、停車状態で、WSCモードとしてモータ４の回転数制御を行なっている状態から、ｔ１の時点で、ドライバが発進操作を行なった場合の動作を示している。

　そして、この動作例では、ドライバの加速操作に応じて設定された目標モータ回転数に対して、実モータ回転数の上昇が遅れている。
このとき、停車状態および発進直後は、加速度不足判定がＯＦＦであり、モータマージントルクは、第１モータマージントルクに設定されている。

　その後、前述した目標モータ回転数に対する実モータ回転数の遅れにより、ｔ２の時点で車速上昇が停滞し、ｔ３の時点で、加速度不足判定がＯＮとなっている。
しかし、ｔ３の時点からｔ４の時点までの間は、目標モータ回転数と実モータ回転数との差が大きく、回転数引上制御の要求度が高いことから、モータマージントルク削減許可判定は、ＯＦＦに維持されている。

　その後、目標モータ回転数が制御要求判定回転数以上に上昇するとともに、目標モータ回転数と実モータ回転数との差が、制御要求判定差以下となったｔ４の時点で、モータマージントルク削減許可判定がＯＮとなる。

　したがって、モータマージントルクとして第２モータマージントルクが選択されるとともに、第２モータマージントルクは、制御１周期あたりの減少量が減少時制限値に制限された勾配で減少する。
このモータマージントルクの減少分だけ、モータ４の回転数制御に用いる駆動トルクが増加し、実モータトルクが目標モータトルクに近付き、加速感が向上する。

　その後、第２モータマージントルクが、最小第２モータマージントルク（≒０）に達し、実モータトルクが最大モータトルクに達すると、モータマージントルクホールド要求に基づいて、第２モータマージントルクが保持される。
したがって、十分な駆動トルクが得られる状態が維持される。

　その後、本実施の形態１では、ｔ５の時点で、加速度不足判定とモータマージントルク削減許可判定のいずれか或いは両方が、一点鎖線により示すように、ＯＦＦとなると、モータマージントルクは、第１モータマージントルクに設定される。
  なお、この加速度不足判定のＯＦＦは、加速度不足判定時間閾値Ｔｌｉｍ１の経過、あるいはアクセル開度や加速度に基づく加速度不足判定条件が不成立となった場合になされる。
  また、モータマージントルク削減許可判定のＯＦＦは、図示のように、目標モータ回転数と実モータ回転数との差が、制御要求判定差以上となった場合になされる。
  このように、モータマージントルクが第１モータマージントルクに向けて制御されることにより、回転数引上制御の実行可能なモータマージントルクが確保される。
  以下に、実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置の効果を作用と共に列挙する。
  １）実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置は、
車両の駆動源に含まれるエンジン２およびモータ４と、
前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段としてのセンサ群９０と、
この走行状態検出手段の検出に基づいてモータ４の駆動制御を行なうモータ出力トルク制御手段としてのハイブリッドコントロールモジュール８１と、
を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記走行状態検出手段の検出に基づいて要求加速度を求め、実際の車両加速度が要求加速度に達していない場合に加速度不足と判定する加速度不足判定部１０１を設け、
　前記モータ出力トルクに加算可能なトルクとして、予めモータマージントルクを設定するモータマージントルク設定部としてのモータマージントルク演算部１０３を設け、
モータマージントルク演算部１０３に、加速度不足判定部１０１が加速度不足と判定した際に、前記モータマージントルクを削減するモータマージントルク削減許可判定部１０２を設けたことを特徴とする。
  したがって、モータマージントルク演算部１０３は、要求加速度に対して加速度不足と判定した際に、モータマージントルク削減許可判定部１０２の削減判定によりモータマージントルクを削減する。
  よって、モータマージントルクの減少分を車両の駆動トルクとして使用し、加速性能を向上させることができる。また、他の制御をキャンセルすることは無く、モータマージントルクを削減するだけであるため、加速性能を確保しつつ、他の制御性能を確保することが可能である。

　２）実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置は、
前記モータマージントルク削減許可判定部１０２は、前記駆動制御とは異なる前記モータマージントルクを使用する制御の要求判定を行ない、前記加速度不足判定に加え、前記制御要求が低い場合に、前記モータマージントルクの削減を行なうようにしたことを特徴とする。
  したがって、モータマージントルクを使用する制御の要求が低く、加速度不足である場合には、モータマージントルクを削減する。これにより、削減したトルクの分だけ、駆動トルクとして使用して、加速度不足を補うことができる。加えて、これによりエンジン２の駆動頻度を抑えて燃費向上を図ることができる。
  また、駆動制御とは異なるモータマージントルクを使用する制御の制御要求が高い場合や加速度不足と判定しない場合には、モータマージントルクを削減しないため、駆動制御とは異なる制御をキャンセルすることなく確実に実行できる。
  このように、加速性能の確保と、他の制御性能の確保と、の両立をより確実に図ることが可能となる。

　３）実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置は、
前記走行状態検出手段としてのセンサ群９０の検出に基づいて目標モータ回転数を設定し、実モータ回転数が前記目標モータ回転数となるようにモータ４の駆動を制御するモータ回転数制御手段としてのハイブリッドコントロールモジュール８１を備え、
ハイブリッドコントロールモジュール８１の前記モータ出力トルク制御手段としての部分は、前記駆動制御とは異なる制御として、前記目標モータ回転数に対して前記実モータ回転数が不足した際に、前記モータマージントルクにより確保したトルクを使って前記実モータ回転数を引き上げる回転数引上制御を含み、
前記モータマージントルク削減許可判定部１０２は、前記実モータ回転数と前記目標モータ回転数との差が、予め設定された制御要求判定差未満である場合、かつ、目標モータ回転数あるいは実モータ回転数が、制御要求判定回転数よりも高い場合に、制御要求が低いと判定してモータマージントルクの削減を許可することを特徴とする。
回転数引上制御が必要な回転数停滞や回転数落ちが発生しない状況を検出して、モータマージントルクを削減するため、より的確に駆動トルクを補って、加速度不足を解消できる。

　４）実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置は、
前記モータマージントルク設定部としてのモータマージントルク演算部１０３は、前記モータマージントルクとして、運転状態に基づいて設定される基本となる第１モータマージントルクと、この第１モータマージントルクの少なくとも一部を削減した第２モータマージントルクと、を演算し、かつ、前記モータマージントルク削減許可判定部１０２が前記削減を行なわないとの判定時に、前記モータマージントルクとして前記第１モータマージントルクを選択し、前記モータマージントルク削減許可判定部１０２が前記削減を行なうとの判定時に、前記モータマージントルクとして前記第２モータマージントルクを選択するようにしたことを特徴とする。
モータマージントルク演算部１０３は、基本的な第１モータマージントルクと、その少なくとも一部を削減した第２モータマージントルクを演算し、モータマージントルク削減許可判定に応じモータマージントルクとしていずれか一方を選択する。
したがって、削減許可判定後に、マージントルクを演算するものと比較して、高い制御応答性を得ることができる。

　５）実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置は、
前記モータマージントルク演算部１０３は、前記第２モータマージントルクを、時間経過に伴い、予め設定された最小第２モータマージントルクに向けて徐々に低くすることを特徴とする。
  加速時に、徐々に第２モータマージントルクを減少することにより、モータ回転数が上昇して、回転数引上制御の制御要求性が低くなるに連れて、第２モータマージントルクが低くなることになる。
  このように、制御要求度に応じて、第２モータマージントルクを減らすことにより、第２モータマージントルクが一定のものと比較して、回転数引上制御性能の確保と、加速性の確保との両立を、より高い精度で図ることが可能となる。
  また、瞬時に第２モータマージントルクを最小第２モータマージントルクまで削減するものと比較して、駆動トルクの急増加によるショックの発生を抑制できる。
  さらに、本実施の形態１では、最小第２モータマージントルクを、０近傍に設定したため、回転数引上制御の必要性が低い場合には、モータトルクを、最大モータトルクの近傍まで駆動トルクとして使用でき、いっそう高い加速性能を得ることができる。

　６）実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置は、
前記モータマージントルク演算部１０３は、前記第２モータマージントルクを減少させる際には、制御１周期あたりの減少量を、予め設定された減少時制限値に制限することを特徴とする。
したがって、上記５）にて述べた、第２モータマージントルクの急減少に伴う、駆動トルクの急増加によるショックの発生抑制を、より高い精度で達成できる。

　７）実施の形態１のハイブリッド車両の制御装置は、
前記モータマージントルク演算部１０３は、前記第２モータマージントルクを増加させる際には、制御１周期あたりの増加量を、予め設定された増加時制限値に制限することを特徴とする。
したがって、制御１周期あたりの増加量を制限せずに、瞬時に第２モータマージントルクを増加するものと比較して、第２モータマージントルクの増加に伴って、駆動トルクが減少する際のショックを抑制することができる。

　以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

　実施の形態では、ハイブリッド車両として、前輪駆動のＦＦ車を例示したが、これに限定されず、後輪駆動車や全輪駆動車にも適用できる。
また、ハイブリッド車両として、エンジンとモータとの間に第１クラッチが設けられたものを示したが、これに限定されず、エンジンとモータとを直結して第１クラッチを設けない構造のものにも適用できる。

　また、実施の形態では、駆動制御とは異なる制御として、回転数引上制御を例示したが、これに限定されない。例えば、駆動制御とは異なる制御として、車両に振動が発生したときにこの振動とは逆位相のトルクを発生させる車両振動抑制制御を適用することができる。この場合も、第１モータマージントルクとしては、通常この車両振動抑制制御に必要なモータトルクを第１モータマージントルクとする。
そして、駆動制御とは異なる制御として、実施の形態で示した回転数引上制御と車両振動抑制制御とを実行することもできる。この場合、回転数引上制御用の第１モータマージントルクと、車両振動抑制制御用の第１モータマージントルクとを設定し、それぞれ、制御を実行する可能性が低い状況となると、各第１モータマージントルクを、独立して削減するようにすればよい。

　ここで、車両振動抑制制御について簡単に説明する。この車両振動抑制制御は、車両における荷重移動を抑制させて車両の走行安定性を図ったり、操舵時に操舵応答性の向上を図ることによりロールを抑制したりする制御である。
  例えば、車両のノーズアップ挙動の発生時に、逆位相の挙動（ノーズダウン）を発生させるトルク制御（トルクダウン＝減速）を行なって、車両の荷重変動を抑制する。逆に、車両にノーズダウン挙動が発生する場合には、逆位相の挙動（ノーズアップ）を発生させるトルク制御（トルクアップ＝加速）を行なって、車両の荷重変動を抑制する。
  あるいは、直線路の巡航時に、トルク変動と路面外乱によるピッチ挙動を推定し、推定したピッチ挙動と逆位相の駆動トルクをモータにより出力することにより、車両の荷重変動を抑制し、車両の安定走行を確保する。
  また、操舵応答性の向上は、操舵時に、トルクダウン＝減速を行うことにより、操舵輪である前輪の輪荷重を増加させることにより図る。
  そして、この操舵応答性の向上と、上述の荷重変動の抑制により、ヨーレイトのリアリティが向上する。したがって、ヨーレイトに比例して穏やかな横Ｇ変化となり、ロールレイトのピーク値が抑えられ、ロール速度が抑えられる。
  以上のように、車両の振動抑制制御は、車両に姿勢変化が生じたり姿勢変化が予測されたりする場合に、モータトルクを制御するものであり、この制御に使用する基本トルクを第１モータマージントルクとして設定する。
  そして、この車両振動抑制制御の制御要求の判断は、この制御開始判断要素の実行開始条件よりも低い閾値を設定し、この閾値を越えると、制御要求が高いとして第１モータマージントルクに設定する。一方、制御開始判断要素が、各閾値を越えない範囲では、制御要求が低いとして、第１モータマージントルクを削減した第１モータマージントルクに設定する。

　また、実施の形態では、モータマージントルク削減許可判定部がモータマージントルクの削減を許可するのにあたり、実モータ回転数と目標モータ回転数との差が、予め設定された制御要求判定差未満である場合であり、かつ、目標モータ回転数が制御要求判定回転数よりも高い場合としたが、これに限定されない。すなわち、上記両場合のいずれか一方の場合に、削減許可を行なうようにしてもよい。あるいは、制御要求判定回転数との比較の対象を、実モータ回転数としてもよい。

　また、実施の形態では、モータマージントルク演算部は、第２モータマージントルクの演算時に、制御１周期あたりの減少量を減少時制限値に制限した例を示したが、これに限定されない。例えば、実モータ回転数を検出し、実モータ回転数の上昇に応じ、実モータ回転数が高くなるほど、第２モータマージントルクを低く演算するようにしてもよい。あるいは、目標モータ回転数と実モータ回転数との差を演算し、この差が、小さくなるほど、第２モータマージントルクを低く演算するようにしてもよい。
  したがって、このように構成した場合には、上記５）にて説明したように、加速時に、モータ回転数が上昇して、回転数引上制御の制御要求性が低くなるに連れて、第２モータマージントルクが低くなることになる。
  このように、制御要求度に応じて、第２モータマージントルクを減らすことにより、第２モータマージントルクが一定のものと比較して、回転数引上制御性能の確保と、加速性の確保との両立を、より高い精度で図ることが可能となる。
  また、瞬時に第２モータマージントルクを最小第２モータマージントルクまで削減するものと比較して、駆動トルクの急増加によるショックの発生を抑制できる。

Claims

　車両の駆動源に含まれるエンジンおよびモータと、
　前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段と、
　この走行状態検出手段の検出に基づいて前記モータの駆動制御を行なうモータ出力トルク制御手段と、
を備えたハイブリッド車両の制御装置において、
　前記走行状態検出手段の検出に基づいて要求加速度を求め、実際の車両加速度が要求加速度に達していない場合に加速度不足と判定する加速度不足判定手段を設け、
　前記モータ出力トルクに加算可能なトルクとして、予めモータマージントルクを設定するモータマージントルク設定部を設け、
　前記加速度不足判定手段が加速度不足と判定した際に、前記モータマージントルクを削減するモータマージントルク削減許可判定部を設けたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
　請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
　前記モータマージントルク削減許可判定部は、前記駆動制御とは異なる前記モータマージントルクを使用する制御の要求判定を行ない、前記加速度不足判定に加え、前記制御要求が低い場合に、前記モータマージントルクの削減を行なうようにしたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
　請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
　前記走行状態検出手段の検出に基づいて目標モータ回転数を設定し、実モータ回転数が前記目標モータ回転数となるように前記モータの駆動を制御するモータ回転数制御手段を備え、
　前記モータ出力トルク制御手段は、前記駆動制御とは異なる制御として、前記目標モータ回転数に対して前記実モータ回転数が不足した際に、前記モータマージントルクにより確保したトルクを使って前記実モータ回転数を引き上げる回転数引上制御を含み、
　前記モータマージントルク削減許可判定部は、前記削減の実行判定は、前記加速不足判定に加え、前記実モータ回転数と前記目標モータ回転数との差が、予め設定された制御要求判定差未満である場合と、前記目標モータ回転数あるいは実モータ回転数が、制御要求判定回転数よりも高い場合の、少なくとも一方である場合に行なうようにしたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
　請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
　前記モータマージントルク設定部は、前記モータマージントルクとして、運転状態に基づいて設定される基本となる第１モータマージントルクと、この第１モータマージントルクの少なくとも一部を削減した第２モータマージントルクと、を演算し、かつ、前記モータマージントルク削減許可判定部が前記削減を行なわないとの判定時に、前記モータマージントルクとして前記第１モータマージントルクを選択し、前記モータマージントルク削減許可判定部が前記削減を行なうとの判定時に、前記モータマージントルクとして前記第２モータマージントルクを選択するようにしたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
　請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
　前記モータマージントルク演算部は、前記実モータ回転数が高いほど、前記第２モータマージントルクを低く演算することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
　請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
　前記モータマージントルク演算部は、前記第２モータマージントルクを、時間経過に伴い、予め設定された最小第２モータマージントルクに向けて徐々に低く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。
　請求項５または請求項６に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
　前記モータマージントルク演算部は、前記第２モータマージントルクを減少させる際には、制御１周期あたりの減少量を、予め設定された減少時制限値に制限することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
　請求項５～請求項７のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
　前記モータマージントルク演算部は、前記第２モータマージントルクを増加させる際には、制御１周期あたりの増加量を、予め設定された増加時制限値に制限することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。