(57)【要約】【課題】演算負荷を軽減することができる車両制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１０と、第１モータ１１と、第２モータ１２のそれぞれに対する出力トルク指示値として、前回算出されたエンジン１０と、第１モータ１１と、第２モータ１２のそれぞれへの出力トルク指示値を基に、エンジン１０と、第１モータ１１と、第２モータ１２の全てで消費されるエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求め、エンジン１０と、第１モータ１１と、第２モータ１２のそれぞれの動作の目標値として設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動発生装置を複数備え、それらの出力分担割合を運転状態に応じて変更する車両を制御する車両制御装置であって、
上記駆動発生装置のそれぞれに対して出力の指示をすると共に、上記駆動発生装置のそれぞれに対する出力指示値として、前回算出された上記駆動発生装置のそれぞれへの出力指示値を基に、上記駆動発生装置の全てで消費されるエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求め、上記駆動発生装置のそれぞれの動作の目標値として設定することを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
駆動発生装置として２つ以上のモータを備え、それらの出力分担割合を運転状態に応じて変更する電気自動車を制御する車両制御装置であって、
上記モータのそれぞれに対して出力の指示をすると共に、上記モータの少なくとも１つに対する出力指示値として、前回算出された出力指示値を基に、上記モータの全てで消費されるエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求め、上記モータのそれぞれの動作の目標値として設定することを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
駆動発生装置として１つ以上のエンジンと１つ以上のモータを備え、それらの出力分担割合を運転状態に応じて変更するハイブリッド自動車を制御する車両制御装置であって、
上記エンジンと上記モータに対して出力の指示をすると共に、上記エンジンと上記モータの少なくとも一方の出力トルク指示値として、前回算出された出力指示値を基に、上記エンジンと上記モータの全てで消費されるエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求め、上記エンジンと上記モータのそれぞれの動作の目標値として設定することを特徴とする車両制御装置。
【請求項４】
駆動発生装置を複数備えてそれらの出力分担割合を運転状態に応じて変更すると共に、上記駆動発生装置から車輪軸までの間の回転速度比を変化させる変速機構を備えた車両を制御する車両制御装置であって、
上記駆動発生装置のそれぞれに対して出力の指示をすると共に、上記駆動発生装置のそれぞれに対する出力指示値として、前回算出された上記駆動発生装置のそれぞれへの出力指示値を基に、上記駆動発生装置の全てで消費されるエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求め、上記駆動発生装置のそれぞれの動作の目標値として設定し、
上記変速機構の変速比の指示値として、前回算出された指示値を基に、今回指示する値を１点のみ求め、上記変速機構の変速比の目標値として設定することを特徴とする車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、車両制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エネルギーの消費量改善に関するエンジンあるいはモータの制御には各種の提案がなされている。例えば特許文献１では、ハイブリッド自動車において、エンジンとモータの運転を制御してエネルギー消費量を改善することが開示されている。即ち、エンジンの燃料消費によるエネルギー消費量と、電池からの電力消費によるエネルギー消費量とを、共通の指標に変換し、これらを合算したものを評価指標とし、エンジンとモータから車両要求出力を出力する場合に、最適燃費条件でない動作点を含む複数の動作点を設定し、設定された複数の動作点での評価指標を算出し、算出された評価指標を最適化するエンジンとモータの動作条件を求め、求められた動作条件を各駆動発生装置の動作の目標値に設定している。
【０００３】
なお、特許文献２には、現在の車両状態から目的地までの到達コストの最小値に基づいて、１つまたは複数の電気機器および１つまたは複数の内燃機関について、車両を推進させるための動力源のうちの１つまたは複数を選択する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許２０１６−１９３６８６号公報
【特許文献２】特開２０１７−１６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１における駆動発生装置による単位時間当たりのエネルギー消費量（以下、エネルギー消費率と記す。）の最適動作点の探索方法では、最終的に適用されない動作点を含めた複数の候補点でのエネルギー消費率を算出するため、制御装置の演算負荷が高くなってしまう課題がある。一方、制御装置の演算負荷を軽減するために候補点の数を減らすと、最適動作点を粗く探索することとなるため、真の最適動作点と探索で得られる最適動作点との乖離が大きくなる課題が生じる。
【０００６】
また、各駆動発生装置の現在の動作点にかかわらずに最適動作点を選定するので、現在の動作点から著しく離れた点を最適動作点として選定する場合がある。各駆動発生装置の現在の動作点から著しく離れた点を次回の各駆動発生装置への目標値として指令すると、動作点間の不連続性に起因して、例えばエンジンあるいはモータのトルクを急変させることになり、強いては運転者のフィーリングに合致するドライバビリティが実現できなくなることがある。
【０００７】
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、演算負荷を軽減することができる車両制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願に係る車両制御装置は、駆動発生装置を複数備え、それらの出力分担割合を運転状態に応じて変更する車両を制御する車両制御装置であって、
上記駆動発生装置のそれぞれに対して出力の指示をすると共に、上記駆動発生装置のそれぞれに対する出力指示値として、前回算出された上記駆動発生装置のそれぞれへの出力指示値を基に、上記駆動発生装置の全てで消費されるエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求め、上記駆動発生装置のそれぞれの動作の目標値として設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本願に開示される車両制御装置によれば、演算負荷を軽減することができる車両制御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る車両制御装置を搭載したプラグインハイブリッド型自動車の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１に係る車両制御装置における各駆動発生装置に対する出力指示値の算出過程を示す制御ブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る車両制御装置により制御される第１モータの効率特性を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る車両制御装置により制御される第２モータの効率特性を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る車両制御装置により制御される第１モータへの出力トルク指示値と各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和の関係を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る車両制御装置における出力分担割合算出ブロックでの処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１に係る車両制御装置により制御されるエンジンの効率特性を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る車両制御装置により制御されるエンジンへの出力トルク指示値と第１モータへの出力トルク指示値と各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和の関係を示す図である。
【図９】実施の形態１に係る車両制御装置における出力分担割合算出ブロックでの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態１に係る車両制御装置を搭載した前輪駆動型のハイブリッド型自動車の構成を示す図である。
【図１１】実施の形態１に係る車両制御装置における各駆動発生装置に対する出力指示値の算出過程を示す制御ブロック図である。
【図１２】実施の形態１に係る車両制御装置により制御されるエンジンの効率特性を示す図である。
【図１３】実施の形態１に係る車両制御装置により制御される第３モータの効率特性を示す図である。
【図１４】実施の形態１に係る車両制御装置により制御されるエンジンへの出力トルクの指示値と変速機構の変速比の指示値と各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和の関係を示す図である。
【図１５】実施の形態１に係る車両制御装置における出力分担割合算出ブロックでの処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本願に係る車両制御装置の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図において同一符号は、同一もしくは相当する部分を示している。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る車両制御装置を搭載したプラグインハイブリッド型自動車の構成を示す図である。
図１において、プラグインハイブリッド型自動車１００は、車両の駆動に利用できるエンジン１０が１つと、同じく車両の駆動に利用できる第１モータ１１と第２モータ１２の２つのモータ有している。即ち、駆動発生装置としてエンジン１０、第１モータ１１、及び第２モータ１２を備えている。なお、図１中における実線矢印はエネルギーの流れを示している。
【００１３】
エンジン１０は、燃料を燃焼させることにより力学的な動力を得る装置である。第１モータ１１は、車両の前輪１３へ駆動力を伝達するために、交流電力を利用して力学的な動力を得る装置である。第２モータ１２は、車両の後輪１４へ駆動力を伝達するために、交流電力を利用して力学的な動力を得る装置である。発電機１５は、エンジン１０に接続され、エンジン１０の動力を交流電力に変換する装置である。第１インバータ１６、第２インバータ１７は、それぞれ第１モータ１１、第２モータ１２への要求駆動力に応じた電力量となるように直流電力から交流電力に変換して供給する。第３インバータ１８は、発電機１５から得られた交流電力を直流電力に変換して電池１９に供給（充電）する。電池１９は、例えばリチウムイオン二次電池のように、充電時あるいは放電時に大きな電力の入出力を扱うことができる電池で構成されており、満充電時には比較的長距離の走行が可能な大容量の車両駆動用電池である。
【００１４】
車載用充電器２０は、外部の電源（例えば家庭用の１００Ｖ／２００Ｖ電源）から電池１９を充電するために充電電力を調整する装置である。クラッチ２１は、エンジン１０の動力を前輪１３に伝達するために、エンジン１０とフロントトランスアクスル２２との間の動力を伝達／切断するものである。フロントトランスアクスル２２は、エンジン１０と第１モータ１１から入力される回転動力を、それぞれの回転速度比で前輪車軸２３へ伝達する。ここで、エンジン１０と前輪車軸２３の回転速度比と、第１モータ１１と前輪車軸２３の回転速度比は、それぞれ所定の値で固定されているものとする。リアトランスアクスル２４は、第２モータ１２から入力される回転動力を、所定の固定された回転速度比で後輪車軸２５へ伝達する。前輪１３および後輪１４は、それぞれ前輪車軸２３、後輪車軸２５に接続され、動力を路面に伝達することにより車両を推進させる。
【００１５】
車両制御装置２６は、ＣＰＵあるいはメモリ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ等を備えるマイクロコンピュータで構成され、各種検出信号を入力してエンジン１０と第１モータ１１、第２モータ１２へ出力の指示を行い、クラッチ２１に動力の伝達／切断を指示する装置である。図１において、破線矢印は車両制御装置２６からの主な指令の流れを示している。
【００１６】
なお、図１に示されるプラグインハイブリッド型自動車１００は、電池１９の充電量が十分であり、かつ、運転者が大きな加速力を必要としない場合には、クラッチ２１を開放してエンジン１０を停止状態とするために、後述するように第１モータ１１と第２モータ１２の２つのモータを有する純粋な電気自動車（ＥＶ）として扱うことができる。一方、例えば運転者が大きな加速力を必要とする場合には、クラッチ２１を締結してエンジン１０の動力を第１モータ１１と接続して利用できるので、後述するように１つ以上のエンジンと１つ以上のモータを有するハイブリッド自動車として扱うことができる。
以下では、クラッチ２１を開放してエンジン１０を停止状態とした２つのモータを有する純粋な電気自動車（ＥＶ）について説明する。
【００１７】
図２は、車両制御装置２６における各駆動発生装置に対する出力指示値の算出過程を示す制御ブロック図である。
車両要求出力算出ブロック２０１では、アクセル開度信号と車速信号から車両が要求する出力である車軸トルクＴｖｔを算出する。もちろんアクセル開度信号、車速信号以外の信号を入力して車軸トルクＴｖｔを算出してもよい。ここで、車両が要求する出力とは、車両のフロントトランスアクスル２２とリアトランスアクスル２４の出力軸（車軸）への要求トルクの合算した値を指す。
次に、出力分担割合算出ブロック２０２へ車両要求出力算出ブロック２０１で算出された車軸トルクＴｖｔと、前回算出された各駆動発生装置に対する出力指示値を入力し、各駆動発生装置に対する出力指示値を算出する。
【００１８】
出力分担割合算出ブロック２０２の目的は、全ての駆動発生装置のエネルギー消費率の総和を最小とすることである。即ち、フロントトランスアクスル２２とリアトランスアクスル２４を介して前輪車軸２３、後輪車軸２５へ伝達されるトルクの総和が車両要求出力算出ブロック２０１で算出された車軸トルクＴｖｔとなるようにしつつ、各駆動発生装置で消費されるエネルギー消費率の総和が最小となるように、各駆動発生装置へ車軸トルクＴｖｔを指示することが出力分担割合算出ブロック２０２の機能である。
【００１９】
次に、出力分担割合算出ブロック２０２における各駆動発生装置への出力指示値の算出方法について説明する。
前輪１３と後輪１４の半径を同じとすると、前輪車軸２３と後輪車軸２５の回転速度は同じｎｖ［ｒ／ｍｉｎ］である。また、第１モータ１１、第２モータ１２の回転速度をそれぞれｎａ［ｒ／ｍｉｎ］、ｎｂ［ｒ／ｍｉｎ］とし、前輪車軸２３と第１モータ１１、後輪車軸２５と第２モータ１２の回転速度比をそれぞれｎｖ：ｎａ、ｎｖ：ｎｂとすると、第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａ［Ｎｍ］と第２モータ１２への出力トルク指示値ｔｍｂ［Ｎｍ］は、次式（１）を満たすように設定することになる。
Ｔｖｔ＝ｎａ÷ｎｖ×ｔｍａ＋ｎｂ÷ｎｖ×ｔｍｂ・・・（１）
なお、第１モータ１１と前輪車軸２３、あるいは第２モータ１２と後輪車軸２５の回転速度比は所定の値で固定されているので、ｎａ÷ｎｖおよびｎｂ÷ｎｖは一定の値となる。また、車軸トルクＴｖｔは車両要求出力算出ブロック２０１より与えられるため、式（１）において、第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａが決まれば、第２モータ１２への出力トルク指示値ｔｍｂは一意に決定されることになる。
【００２０】
モータの効率ηｍは、モータの回転速度と出力トルクで決定される。図３、図４は、それぞれ第１モータ１１の効率特性ηｍａ（ｎａ，ｔｍａ）、第２モータ１２の効率特性ηｍｂ（ｎｂ，ｔｍｂ）を示している。図３および図４の特性では、モータの動作範囲（各回転速度において最大トルク以下の範囲）の中心付近に効率が高くなる領域が示されている。従って、各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和を最小とするためには、出来る限り、これらの効率が高くなる領域付近において各駆動発生装置を動作させるように指示することが必要となる。
【００２１】
前輪１３の車軸２３および後輪１４の車軸２５のそれぞれの回転速度がＮｖ［ｒ／ｍｉｎ］であるとき、第１モータ１１、第２モータ１２の回転速度はそれぞれＮａ［ｒ／ｍｉｎ］、Ｎｂ［ｒ／ｍｉｎ］である。ここで、Ｎｖ：Ｎａ＝ｎｖ：ｎａ、Ｎｖ：Ｎｂ＝ｎｖ：ｎｂである。現在の時刻をｎとし、時刻ｎにおける第１モータ１１、第２モータ１２の出力トルク指示値をそれぞれｔｍａ（ｎ）＝Ｔｍａ１［Ｎｍ］、ｔｍｂ（ｎ）＝Ｔｍｂ１［Ｎｍ］とする。これらの出力トルク指示値は図３、図４の黒丸点で示されており、時刻ｎ以前に、車速あるいは車両が要求する出力に対する最適点として設定された動作点の近傍に滞留している。
【００２２】
第１モータ１１のエネルギー消費率Ｅｍａと、第２モータ１２のエネルギー消費率Ｅｍｂは、それぞれ次式（２）、（３）で示される。
Ｅｍａ＝２π×ｔｍａ×（ｎａ÷６０）÷ηｍａ（ｎａ，ｔｍａ）・・・（２）
Ｅｍｂ＝２π×ｔｍｂ×（ｎｂ÷６０）÷ηｍｂ（ｎｂ，ｔｍｂ）・・・（３）
また、各駆動発生装置で消費されるエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌは、次式（４）で示される。
Ｅａｌｌ＝Ｅｍａ＋Ｅｍｂ・・・（４）
ここで、式（１）を変形して第２モータ１２への出力トルク指示値ｔｍｂについて整理すると次式（１ａ）となる。
ｔｍｂ＝ｎｖ÷ｎｂ×Ｔｖｔ−ｎａ÷ｎｂ×ｔｍａ・・・（１ａ）
車速は与えられていることから式（１ａ）中のｎｖ、ｎａ、ｎｂは定数として（例えば、それぞれ定数Ｎｖ、Ｎａ、Ｎｂとして）扱うことができる。また、車軸トルクＴｖｔも車両要求出力算出ブロック２０１にて算出されていることからＴｖｔを定数として扱うことができる。式（１ａ）を式（３）のｔｍｂに代入すると、式（３）は第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａの関数として扱うことができる。従って、式（４）で示されるエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌは、第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａを唯一の変数とする関数として扱うことができる。
【００２３】
次に、第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａを調整して、各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌを最小化する方法について説明する。
エネルギー消費率の総和Ｅａｌｌは、第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａの関数として扱えるため、現在の時刻ｎにおける消費エネルギーの総和Ｅａｌｌ（ｎ）を減少させるように次回の第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａ（ｎ＋１）を決定する。図３に示す第１モータ１１の効率特性と、図４に示す第２モータ１２の効率特性より、全ての駆動発生装置のエネルギー消費率の総和、即ち、第１モータ１１と第２モータ１２のエネルギー消費率の和を算出することができる。第１モータ１１の回転速度をＮａ［ｒ／ｍｉｎ］とすると、第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａと各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌの関係を図５に示すことができる。
【００２４】
図５において、横軸は第１モータ１１の出力トルク指示値（ｔｍａ）を示し、縦軸は第１モータ１１の回転速度がＮａ（ｒ／ｍｉｎ）の場合のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ（Ｗ）を示している。図５の特性は下に凸の関数であり、ｔｍａ＝Ｔｍａ＿Ｅｍｉｎ付近で、エネルギー消費率の総和Ｅａｌｌは最小値Ｅａｌｌ＿ｍｉｎとなる。出力分担割合算出ブロック２０２の機能は、第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａの値を、このＴｍａ＿Ｅｍｉｎ付近に設定することである。
【００２５】
まず、時刻ｎにおける第１モータ１１、第２モータ１２への出力トルク指示値をそれぞれｔｍａ（ｎ）＝Ｔｍａ１［Ｎｍ］、ｔｍｂ（ｎ）＝Ｔｍｂ１［Ｎｍ］とする。これらは図３、図４の黒丸点で示されており、時刻ｎ以前に、車速あるいは車両が要求する出力に対する最適点として設定された動作点の近傍に滞留している。
次に、図５の符号Ａで示すｔｍａ（ｎ）における関数Ｅａｌｌの傾きＥａｌｌ’（ｔｍａ（ｎ））を算出し、次の時刻ｎ＋１における第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａ（ｎ＋１）を次式（５）で更新する。
ｔｍａ（ｎ＋１）← ｔｍａ（ｎ）−α × Ｅａｌｌ’（ｔｍａ（ｎ））・・・（５）
ここで、αは予め設定された正の定数である。
【００２６】
時刻ｎ＋１以降にも式（５）を繰り返し適用することにより、第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａは次第にｔｍａ＿Ｅｍｉｎへ近づく。図５の場合では、符号Ｂで示すｔｍａ（ｎ＋１）における関数Ｅａｌｌの傾きＥａｌｌ’（ｔｍａ（ｎ＋１））は、符号Ａで示すＥａｌｌ’（ｔｍａ（ｎ））より、傾きが小さくなっている。時刻ｎ＋１以降も、式（５）を繰り返し適用すると、関数Ｅａｌｌの傾きはさらに小さくなり、第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａがＴｍａ＿Ｅｍｉｎ近傍に達すると、その傾きはほぼ０となり、第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａの値はほとんど変化しなくなる。即ち、第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａは関数Ｅａｌｌが最小となる値に収束する。また、式（１）に示されるように、第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａが決まれば、第２モータ１２への出力トルク指示値ｔｍｂも式（１）と同様に一意に決定される。
【００２７】
従って、上記で第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａの算出を例として挙げたとおり、駆動発生装置に対する出力トルク指示値を、前回算出された駆動発生装置への出力トルク指示値を基に、全ての駆動発生装置のエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求めて、駆動発生装置の動作の目標値に設定し、この操作を繰り返し行うことで、全ての駆動発生装置のエネルギー消費率の総和を最小とすることができる。
【００２８】
次に、車両制御装置２６における出力分担割合算出ブロック２０２での処理の流れを図６のフローチャート用いて説明する。
まず、ステップＳ６０１で車両が要求する車軸トルクＴｖｔを読み込む。車軸トルクＴｖｔは、アクセル開度信号と車速信号を基に車両要求出力算出ブロック２０１で算出された値である。
次にステップＳ６０２で、車軸の回転速度ｎｖ、第１モータ１１の回転速度ｎａ、第２モータ１２の回転速度ｎｂを読み込む。
次にステップＳ６０３で、現在の時刻ｎにおける第１モータ１１の出力トルク指示値ｔｍａ（ｎ）を読み込む。
次にステップＳ６０４で、各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌをｔｍａで微分し、変数ｔｍａにｔｍａ（ｎ）を代入した値（ｔｍａ（ｎ）におけるＥａｌｌの傾き）ｄｅｌｔａ＿ｍａを算出する。
次にステップＳ６０５で、次の時刻ｎ＋１の第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａ（ｎ＋１）をｔｍａ（ｎ）−α×ｄｅｌｔａ＿ｍａの式で算出する。ここで、αは予め設定された正の定数である。
次にステップＳ６０６で、第２モータ１２への出力トルク指示値ｔｍｂ（ｎ＋１）をｔｖ÷ｔｂ×Ｔｖｔ−ｔａ÷ｔｂ×ｔｍａ（ｎ＋１）の式で算出して、処理を終了する。
なお、ステップＳ６０４で算出したｄｅｌｔａ＿ｍａの絶対値が、所定の微小値以下となる場合は、ステップＳ６０５、ステップＳ６０６を実行せずに処理を終了する様にしても構わない。このように処理を変更することにより、｜ｄｅｌｔａ＿ｍａ｜が十分小さい場合、即ち、各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌが最小値に十分近づいた場合には、以降の処理を省略することで車両制御装置２６の処理負荷を軽減することができる。
【００２９】
次に、１つ以上のエンジンと１つ以上のモータを有するハイブリッド自動車の形態について説明する。即ち、運転者が大きな加速力を必要とする場合の例であり、図１に示すクラッチ２１を締結して、エンジン１０の動力をフロントトランスアクスル２２を介して前輪車軸２３に接続する。このようにすることで前輪車軸２３にはエンジン１０および第１モータ１１の動力が伝達でき、後輪車軸２５には第２モータ１２の動力が伝達できる状態となる。
【００３０】
エンジン１０の回転速度をｎｅとして、前輪車軸２３とエンジン１０、前輪車軸２３と第１モータ１１、後輪車軸２５と第２モータ１２の回転速度比を、それぞれｎｖ：ｎｅ、ｎｖ：ｎａ、ｎｖ：ｎｂとすると、エンジン１０、第１モータ１１、第２モータ１２への出力トルク指示値は次式（６）を満たすように、それぞれｔｍｅ［Ｎｍ］、ｔｍａ［Ｎｍ］、ｔｍｂ［Ｎｍ］を設定することになる。
Ｔｖｔ＝ｎｅ÷ｎｖ×ｔｍｅ＋ｎａ÷ｎｖ×ｔｍａ＋ｎｂ÷ｎｖ×ｔｍｂ・・・（６）
なお、ここではエンジン１０と前輪車軸２３、第１モータ１１と前輪車軸２３、第２モータ１２と後輪車軸２５の回転速度比は、それぞれ所定の値で固定されており、ｎｅ÷ｎｖ、ｎａ÷ｎｖ、ｎｂ÷ｎｖは一定の値となる。また、車軸トルクＴｖｔは車両要求出力算出ブロック２０１より与えられるため、式（６）において、ｔｍｅとｔｍａが決まればｔｍｂは一意に決定されることになる。
【００３１】
エンジンの効率ηｅは、エンジンの回転速度と出力トルクで決定される。図７は、エンジン１０の効率特性ηｅ（ｎｅ，ｔｍｅ）を示し、横軸に回転速度（ｎｅ）、縦軸にトルク（ｔｍｅ）を示している。図７の特性では、エンジン１０の動作範囲（各回転速度において最大トルク以下の範囲）の中心付近に効率が高くなる領域が示されている。従って、エンジン１０と第１モータ１１、第２モータ１２のエネルギー消費率の総和を最小とするためには、図７、図３、図４に示されたエンジン１０、および第１モータ１１、第２モータ１２の効率が高い領域でこれらの各駆動発生装置を動作させるように指示する必要がある。
【００３２】
車軸の回転速度がＮｖ［ｒ／ｍｉｎ］であるとき、クラッチ２１を締結状態とすると、エンジン１０、第１モータ１１、第２モータ１２の回転速度はそれぞれＮｅ［ｒ／ｍｉｎ］、Ｎａ［ｒ／ｍｉｎ］、Ｎｂ［ｒ／ｍｉｎ］であるとする。ここで、Ｎｖ：Ｎｅ＝ｎｖ：ｎｅ、Ｎｖ：Ｎａ＝ｎｖ：ｎａ、Ｎｖ：Ｎｂ＝ｎｖ：ｎｂである。現在の時刻をｎとし、時刻ｎにおけるエンジン１０、第１モータ１１、第２モータ１２の出力トルク指示値をそれぞれｔｍｅ（ｎ）＝Ｔｍｅ１［Ｎｍ］、ｔｍａ（ｎ）＝Ｔｍａ１［Ｎｍ］、ｔｍｂ（ｎ）＝Ｔｍｂ１［Ｎｍ］とする。これらは、図７、図３、図４の黒丸点で示されている。エンジン１０のエネルギー消費率Ｅｍｅは次式（７）で示される。
Ｅｍｅ＝２π×ｔｍｅ×（ｎｅ÷６０）÷ηｅ（ｎｅ，ｔｍｅ）・・・（７）
なお、第１モータ１１のエネルギー消費率Ｅｍａと第２モータ１２のエネルギー消費率Ｅｍｂは、それぞれ式（２）、式（３）で示される。各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ２は次式（８）で示される。
Ｅａｌｌ２＝Ｅｍｅ＋Ｅｍａ＋Ｅｍｂ・・・（８）
ここで、式（６）を変形してｔｍｂについて整理すると次式（６ａ）となる。
ｔｍｂ＝ｎｖ÷ｎｂ×Ｔｖｔ−ｎｅ÷ｎｂ×ｔｍｅ−ｎａ÷ｎｂ×ｔｍａ・・・（６ａ）
車速は与えられていることから、式（６ａ）中のｎｖ、ｎｅ、ｎａ、ｎｂは定数として（例えば、それぞれ定数Ｎｖ、Ｎｅ、Ｎａ、Ｎｂとして）扱うことができる。また、車軸トルクＴｖｔも車両要求出力算出ブロック２０１にて算出されていることから、Ｔｖｔを定数として扱うことができる。式（８）において変数としてｔｍｂを扱うのは、式（３）で示されるＥｍｂの項のみであり、式（６ａ）を式（３）のｔｍｂに代入すると、式（３）はｔｍａの関数として扱うことができる。従って、式（８）で示されるＥａｌｌ２は、ｔｍｅとｔｍａを変数とする関数として扱うことができる。
【００３３】
次に、エンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅと第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａを調整して、各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ２を最小化する方法について説明する。
エネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ２は、エンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅと第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａの関数として扱えるため、現在の時刻ｎにおけるエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ２（ｎ）を減少させるように次回のエンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅ（ｎ＋１）と第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａ（ｎ＋１）を決定する。
【００３４】
図７に示すエンジン１０の効率特性と、図３に示す第１モータ１１の効率特性と、図４に示す第２モータ１２の効率特性より、全ての駆動発生装置のエネルギー消費率の総和、即ち、エンジン１０と第１モータ１１と第２モータ１２のエネルギー消費率の和を算出することができる。エンジン１０の回転速度をＮｅ［ｒ／ｍｉｎ］、第１モータ１１の回転速度をＮａ［ｒ／ｍｉｎ］、第２モータ１２の回転速度をＮｂ［ｒ／ｍｉｎ］とすると、エンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅと第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａと各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ２の関係を図８のように示すことができる。
【００３５】
図８において、Ｘ軸はエンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅを示し、Ｙ軸は第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａを示し、Ｚ軸はエンジン１０の回転速度がＮｅ［ｒ／ｍｉｎ］、第１モータ１１の回転速度がＮａ［ｒ／ｍｉｎ］の場合のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ２［Ｗ］を示している。
図８の特性は極小値を持つ３次元の関数であり、座標（ｔｍｅ，ｔｍａ）＝（Ｔｍｅ＿Ｅ２ｍｉｎ，Ｔｍａ＿Ｅ２ｍｉｎ）付近で、エネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ２は最小値Ｅａｌｌ２＿ｍｉｎとなる。出力分担割合算出ブロック２０２の機能は、エンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅと第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａの値を、それぞれ、これらＴｍｅ＿Ｅ２ｍｉｎ、Ｔｍａ＿Ｅ２ｍｉｎ付近に設定することである。
【００３６】
まず、時刻ｎにおけるエンジン１０、第１モータ１１、第２モータ１２の出力トルク指示値をそれぞれｔｍｅ（ｎ）＝Ｔｍｅ１［Ｎｍ］、ｔｍａ（ｎ）＝Ｔｍａ１［Ｎｍ］、ｔｍｂ（ｎ）＝Ｔｍｂ１［Ｎｍ］とする。これらは図３、図４、図７の黒丸点で示されており、時刻ｎ以前に、車速あるいは車両が要求する出力に対する最適点として設定された動作点の近傍に滞留している。次に、ｔｍｅ（ｎ）、ｔｍａ（ｎ）における関数Ｅａｌｌ２の傾きＥａｌｌ２’（ｔｍｅ（ｎ））、Ｅａｌｌ２’（ｔｍａ（ｎ））を算出する。なお、Ｅａｌｌ２は、ｔｍｅ、ｔｍａを変数とする３次元の関数として扱えるため、傾きＥａｌｌ２’（ｔｍｅ（ｎ））は、ｔｍｅ以外の変数の値を定数とみなし、Ｅａｌｌ２を変数ｔｍｅで偏微分した関数にｔｍｅ（ｎ）を代入して得られる値である。同様に、傾きＥａｌｌ２’（ｔｍａ（ｎ））は、ｔｍａ以外の変数の値を定数とみなし、Ｅａｌｌ２を変数ｔｍａで偏微分した関数にｔｍａ（ｎ）を代入して得られる値である。
【００３７】
次の時刻ｎ＋１におけるエンジン１０、第１モータ１１の出力トルク指示値ｔｍｅ（ｎ＋１）、ｔｍａ（ｎ＋１）をそれぞれ次式（９）、（１０）で更新する。
ｔｍｅ（ｎ＋１）← ｔｍｅ（ｎ）−β × Ｅａｌｌ２’（ｔｍｅ（ｎ））・・・（９）
ｔｍａ（ｎ＋１）← ｔｍａ（ｎ）−γ × Ｅａｌｌ２’（ｔｍａ（ｎ））・・・（１０）
ここで、β、γは予め設定された正の定数である。
【００３８】
時刻ｎ＋１以降にも式（９）、式（１０）を繰り返し適用することにより、（ｔｍｅ，ｔｍａ）は次第にそれぞれ（Ｔｍｅ＿Ｅ２ｍｉｎ，Ｔｍａ＿Ｅ２ｍｉｎ）へ収束する。
【００３９】
従って、上記でエンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅと第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａの算出を例として挙げたとおり、駆動発生装置に対する出力の指示値ｔｍｅ、ｔｍａは、前回算出された駆動発生装置への出力の指示値を基に、全ての駆動発生装置のエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求めて、駆動発生装置の動作の目標値に設定し、この操作を繰り返し行うことで、全ての駆動発生装置のエネルギー消費率の総和を最小とすることができる。
【００４０】
次に、車両制御装置２６における出力分担割合算出ブロック２０２での処理の流れを図９のフローチャート用いて説明する。
まず、ステップＳ９０１で車両が要求する車軸トルクＴｖｔを読み込む。車軸トルクＴｖｔは、アクセル開度信号と車速信号を基に車両要求出力算出ブロック２０１で算出された値である。
次にステップＳ９０２で、前輪車軸２３および後輪車軸２５の回転速度ｎｖ、エンジン１０の回転速度ｎｅ、第１モータ１１の回転速度ｎａ、第２モータ１２の回転速度ｎｂを読み込む。
次にステップＳ９０３で、現在の時刻ｎにおけるエンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅ（ｎ）と第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａ（ｎ）を読み込む。
次にステップＳ９０４で、各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ２をｔｍｅで偏微分して変数ｔｍｅにｔｍｅ（ｎ）を代入した値（ｔｍｅ（ｎ）におけるＥａｌｌ2の傾き）ｄｅｌｔａ＿ｍｅ２を算出する。また、各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ２をｔｍａで偏微分して変数ｔｍａにｔｍａ（ｎ）を代入した値（ｔｍａ（ｎ）におけるＥａｌｌ２の傾き）ｄｅｌｔａ＿ｍａ２を算出する。
次にステップＳ９０５で、次の時刻ｎ＋１のエンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅ（ｎ＋１）と第１モータ１１への出力トルク指示値ｔｍａ（ｎ＋１）を、それぞれｔｍｅ（ｎ）−β×ｄｅｌｔａ＿ｍｅ２、ｔｍａ（ｎ）−γ×ｄｅｌｔａ＿ｍａ２の式で算出する。ここで、β、γは予め設定された正の定数である。
次に、ステップＳ９０６で第２モータ１２への出力トルク指示値ｔｍｂ（ｎ＋１）をｎｖ÷ｎｂ×Ｔｖｔ−ｎｅ÷ｎｂ×ｔｍｅ（ｎ＋１）−ｎａ÷ｎｂ×ｔｍａ（ｎ＋１）の式で算出して処理を終了する。
【００４１】
次に、エンジンあるいはモータ等の駆動発生装置を２つ以上備え、加えてエンジンあるいはモータから車輪軸までの間の回転速度比を変化させる変速機構を有するハイブリッド自動車の形態について説明する。
【００４２】
図１０は、実施の形態１に係る車両制御装置を搭載した前輪駆動型のハイブリッド型自動車の構成を示す図である。
図１０において、ハイブリッド型自動車２００は、第３モータ３０と、第４インバータ３１と、無段変速機構３２を内蔵するフロントトランスアクスル３３を搭載している。第３モータ３０は、車両の駆動に加え、発電にも利用できる。また、第３モータ３０は、エンジン１０と直結しており、同じ速度で回転するものである。第４インバータ３１は、第３モータ３０が駆動する際には、要求駆動力に応じた電力量となるように直流電力から交流電力に変換し、第３モータ３０が発電する際には、第３モータ３０から得られた交流電力を直流電力に変換して電池１９に供給（充電）する。更に、ハイブリッド型自動車２００には、前輪１３、後輪１４、前輪車軸２３、後輪車軸２５、車両制御装置２６を有しており、これらは図１で説明したものと同様である。また、図１０において、実線矢印はエネルギーの流れを示しており、破線矢印は車両制御装置２６からの主な指令の流れを示している。
【００４３】
図１１は、車両制御装置２６における各駆動発生装置に対する出力指示値の算出過程を示す制御ブロック図である。
車両要求出力算出ブロック１１０１では、アクセル開度信号と車速信号から車両が要求する出力である車軸トルクＴｖｔを算出する。ここで、車両が要求する出力とは、車両のフロントトランスアクスル３３の出力軸（車軸）への要求トルク値を指す。
次に、出力分担割合算出ブロック１１０２へ車両要求出力算出ブロック１１０１で算出された要求トルクと、前回算出された各駆動発生装置に対する出力指示値と、前回算出されたフロントトランスアクスル３３に内蔵された無段変速機構３２に対する変速比指示値を入力し、各駆動発生装置に対する出力指示値と無段変速機構３２に対する変速比指示値を算出する。
【００４４】
出力分担割合算出ブロック１１０２の目的は、全ての駆動発生装置で消費されるエネルギーの総和を最小とすることである。即ち、フロントトランスアクスル３３を介して前輪車軸２３へ伝達されるトルクが、車両要求出力算出ブロック１１０１で算出された車軸トルクＴｖｔとなるようにしつつ、各駆動発生装置で消費されるエネルギーの総和が最小となるように、各駆動発生装置へ出力トルクと、無段変速機構３２に対する変速比を指示することが出力分担割合算出ブロック１１０２の目的である。
【００４５】
次に、出力分担割合算出ブロック１１０２における各駆動発生装置への出力指示値と無段変速機構３２に対する変速比の算出方法について説明する。
エンジン１０と第３モータ３０は直結しているため、前輪車軸２３とエンジン１０の回転速度比をｎｖ：ｎｅとすると、前輪車軸２３と第３モータ３０の回転速度比もｎｖ：ｎｅとなる。ここで、無段変速機構３２の変速比ｒｅは、ｒｅ＝ｎｅ÷ｎｖで示される。前輪車軸２３の回転速度がＮｖで、前輪車軸２３へ要求される車軸トルクをＴｖｔとすると、エンジン１０への出力指示値ｔｍｅ［Ｎｍ］と第３モータ３０への出力トルク指示値ｔｍｄ［Ｎｍ］と無段変速機構３２への変速比ｒｅは、次式（１１）、（１２）を満たすように設定することになる。
Ｔｖｔ＝ｒｅ×（ｔｍｅ＋ｔｍｄ）・・・（１１）
Ｎｖ＝ｎｅ÷ｒｅ  ・・・（１２）
車軸トルクＴｖｔは車両要求出力算出ブロック１１０１より与えられるので、式（１１）において、ｔｍｅとｒｅが決まればｔｍｄが一意に決定されることになる。
【００４６】
モータの効率ηｍはモータの回転速度と出力トルクで決定される。ここでは、第３モータ３０の効率特性を第１モータ１１の特性ηｍａと同じとする。図１２、図１３には、それぞれエンジン１０と第３モータ３０の効率特性を示している。これらは、それぞれ図３、図７で示した内容と同じであり、第３モータ３０の動作範囲（各回転速度において最大トルク以下の範囲）およびエンジン１０の動作範囲の中心付近に効率が高くなる領域が示されている。エンジン１０と第３モータ３０は直結しているため、これらの回転速度は一致する。
【００４７】
しかし、エンジン１０と第３モータ３０の効率が最高となる回転速度は、それらの効率特性の違いから一致しない場合がある。そこで、与えられた前輪車軸２３の速度に対して、無段変速機構３２に対する変速比指示値ｒｅを調整することにより、エンジン１０と第３モータ３０の回転速度を変更しつつ、エンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅを調整することにより、エンジン１０と第３モータ３０のエネルギー消費率の総和を最小とする。図１２、図１３では、それぞれエンジン１０と第３モータ３０の回転速度を、初期状態であるＮｅ１［ｒ／ｍｉｎ］から低下させることにより、エネルギー消費率の総和が減少する様子を示している。従って、各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和が最小となるようにするためには、出来る限りこの効率が高くなる領域付近で各駆動発生装置を動作させるように指示することである。
【００４８】
前輪車軸２３の回転速度がＮｖ［ｒ／ｍｉｎ］であるとき、無段変速機構３２の変速比をＲｅとすると、エンジン１０、第３モータ３０は直結していることから、これらの回転速度Ｎａ［ｒ／ｍｉｎ］は、Ｎｅ１＝Ｎｖ×Ｒｅで示される。現在の時刻をｎとし、時刻ｎにおけるエンジン１０、第３モータ３０の出力トルク指示値をそれぞれｔｍｅ（ｎ）＝Ｔｍｅ１［Ｎｍ］、ｔｍｄ（ｎ）＝Ｔｍｄ１［Ｎｍ］とする。これらは、図１２、図１３の黒丸点で示されている。エンジン１０のエネルギー消費率Ｅｍｅは次式（１３）で示される。
Ｅｍｅ＝２π×ｔｍｅ×（（ｎｖ×ｒｅ）÷６０）÷ηｅ（（ｎｖ×ｒｅ），ｔｍｅ）・・・（１３）
また、第３モータ３０のエネルギー消費率Ｅｍｄは次式（１４）で示される。
Ｅｍｄ＝２π×ｔｍｄ×（（ｎｖ×ｒｅ）÷６０）÷ηｍｄ（（ｎｖ×ｒｅ），ｔｍｄ）・・・（１４）
各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ３は次式（１５）で示される。
Ｅａｌｌ３＝Ｅｍｅ＋Ｅｍｄ・・・（１５）
ここで、式（１１）を変形してｔｍｄについて整理すると次式（１１ａ）となる。
ｔｍｄ＝１÷ｒｅ×Ｔｖｔ−ｔｍｅ・・・（１１ａ）
式（１４）に関して、車速は与えられていることから式（１４）中のｎｖは定数として扱うことができる。また、車軸トルクＴｖｔは車両要求出力算出ブロック１１０１にて算出されていることから、Ｔｖｔを定数として扱うことができる。従って、式（１１ａ）を式（１４）に代入すると、式（１１）はｔｍｅとｒｅを変数とする関数として扱うことができる。
【００４９】
次に、エンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅと無段変速機構３２に対する変速比指示値ｒｅを調整して、各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ３を最小化する方法について説明する。
各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ３は、エンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅと無段変速機構３２に対する変速比指示値ｒｅの関数として扱えるため、現在の時刻ｎにおけるエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ３（ｎ）を減少させるように、ｔｍｅ（ｎ＋１）とｒｅ（ｎ＋１）を決定する。
【００５０】
図１２のエンジン１０の効率特性と図１３の第３モータ３０の効率特性より、エンジン１０および第３モータ３０の回転速度ｎｅおよびｎｄが決まれば、全ての駆動発生装置のエネルギー消費率の総和、即ち、エンジン１０と第３モータ３０のエネルギー消費率の和を算出することができる。なお、前述の通り、エンジン１０と第３モータ３０は直結しているので、回転速度ｎｅおよびｎｄは同じ値となり、前輪車軸２３の回転速度ｎｖと無段変速機構３２に対する変速比指示値ｒｅが決まれば、ｎｅ＝ｎｄ＝ｎｖ×ｒｅの関係より、ｎｅおよびｎｄは決定される。
【００５１】
エンジン１０の回転速度をＮｅ１［ｒ／ｍｉｎ］、無段変速機構３２に対する変速比指示値ｒｅをＲｅ1とすると、エンジン１０と第３モータ３０のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ３との関係を図１４に示すことができる。図１４において、Ｘ軸はエンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅを示し、Ｙ軸は無段変速機構３２に対する変速比指示値ｒｅを示し、Ｚ軸はエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ３［Ｗ］を示している。
図１４の特性は極小値を持つ３次元の関数であり、座標（ｔｍｅ，ｒｅ）＝（Ｔｍｅ＿Ｅ３ｍｉｎ，Ｒｅ＿Ｅ３ｍｉｎ）付近で、エネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ３は最小値Ｅａｌｌ３＿ｍｉｎとなる。出力分担割合算出ブロック１１０２の機能は、エンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅと無段変速機構３２に対する変速比指示値ｒｅの値を、それぞれ、これらＴｍｅ＿Ｅ３ｍｉｎ、Ｒｅ＿Ｅ３ｍｉｎ付近に設定することである。
【００５２】
まず、時刻ｎにおけるエンジン１０、第３モータ３０への出力トルク指示値を、それぞれｔｍｅ（ｎ）＝Ｔｍｅ１［Ｎｍ］、ｔｍｄ（ｎ）＝Ｔｍｄ１［Ｎｍ］とする。これらは図１２、図１３の黒丸点で示されており、時刻ｎ以前に、車速あるいは車両が要求する出力に対する最適点として設定された動作点の近傍に滞留している。また、無段変速機構３２に対する変速比指示値をｒｅ（ｎ）＝Ｒｅ１とする。この変速比指示値ｒｅも同様に、時刻ｎ以前に、車速あるいは車両が要求する出力に対する最適点として設定された動作点の近傍に滞留している。
【００５３】
次に、指示値ｔｍｅ（ｎ）、ｒｅ（ｎ）における関数Ｅａｌｌ３の傾きＥａｌｌ３’（ｔｍｅ（ｎ））、Ｅａｌｌ３’（ｒｅ（ｎ））を算出する。なお、関数Ｅａｌｌ３は、ｔｍｅ、ｒｅを変数とする３次元の関数として扱えるため、Ｅａｌｌ３’（ｔｍｅ（ｎ））は、ｔｍｅ以外の変数の値を定数とみなし、Ｅａｌｌ３を変数ｔｍｅで偏微分した関数にｔｍｅ（ｎ）を代入して得られる値である。
【００５４】
同様に、Ｅａｌｌ３’（ｒｅ（ｎ））は、ｒｅ以外の変数の値を定数とみなし、Ｅａｌｌ３を変数ｒｅで偏微分した関数にｒｅ（ｎ）を代入して得られる値である。次の時刻ｎ＋１におけるエンジン１０への出力指示値ｔｍｅ（ｎ＋１）、無段変速機構３２に対する変速比指示値ｒｅ（ｎ＋１）をそれぞれ次式（１６）、（１７）で更新する。
ｔｍｅ（ｎ＋１）← ｔｍｅ（ｎ）−λ × Ｅａｌｌ３’（ｔｍｅ（ｎ））・・・（１６）
ｒｅ（ｎ＋１）← ｒｅ（ｎ）−μ × Ｅａｌｌ３‘（ｒｅ（ｎ））・・・（１７）
ここで、λ、μは予め設定された正の定数である。
【００５５】
時刻ｎ＋１以降にも式（１６）、式（１７）を繰り返し適用することにより、指示値（ｔｍｅ、ｒｅ）は次第にそれぞれ（Ｔｍｅ＿Ｅ３ｍｉｎ，Ｒｅ＿Ｅ３ｍｉｎ）へ収束する。
【００５６】
従って、上記でエンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅと無段変速機構３２に対する変速比指示値ｒｅの算出を例として挙げたとおり、駆動発生装置に対する出力指示値ｔｍｅを、前回算出された駆動発生装置への出力指示値を基に、全ての駆動発生装置のエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求めて駆動発生装置の動作の目標値に設定し、さらに無段変速機構３２に対する変速比指示値ｒｅも、前回算出された指示値を基に全ての駆動発生装置のエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求めて無段変速機構３２の動作の目標値に設定する。この操作を繰り返し行うことで、全ての駆動発生装置のエネルギー消費率の総和を最小とすることができる。
【００５７】
次に、車両制御装置２６における出力分担割合算出ブロック１１０２での処理の流れを図１５のフローチャート用いて説明する。
まず、ステップＳ１５０１で車両が要求する車軸トルクＴｖｔを読み込む。車軸トルクＴｖｔは、アクセル開度信号と車速信号を基に車両要求出力算出ブロック１１０１で算出された値である。
次にステップＳ１５０２で、前輪車軸２３の回転速度ｎｖ、エンジン１０の回転速度ｎｅ、第３モータ３０の回転速度ｎｄ、無段変速機構３２の変速比ｒｅを読み込む。
次にステップＳ１５０３で、現在の時刻ｎにおけるエンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅ（ｎ）と第３モータ３０への出力トルク指示値ｔｍｄ（ｎ）を読み込む。
次にステップＳ１５０４で、各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ３をｔｍｅで偏微分して変数ｔｍｅにｔｍｅ（ｎ）を代入した値（ｔｍｅ（ｎ）におけるＥａｌｌ３の傾き）ｄｅｌｔａ＿ｍｅ３を算出する。また、各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和Ｅａｌｌ３をｒｅで偏微分して変数ｒｅにｒｅ（ｎ）を代入した値（ｒｅ（ｎ）におけるＥａｌｌ３の傾き）ｄｅｌｔａ＿ｒｅ３を算出する。
次にステップＳ１５０５で、次の時刻ｎ＋１のエンジン１０への出力トルク指示値ｔｍｅ（ｎ＋１）と無段変速機構３２に対する変速比指示値ｒｅ（ｎ＋１）を、それぞれｔｍｅ（ｎ）−λ×ｄｅｌｔａ＿ｍｅ３、ｒｅ（ｎ）−μ×ｄｅｌｔａ＿ｒｅ３の式で算出する。ここで、λ、μは予め設定された正の定数である。
次に、ステップＳ１５０６で第３モータ３０の出力トルク指示値ｔｍｄ（ｎ＋１）を１÷ｒｅ（ｎ＋１）×Ｔｖｔ−ｔｍｅ（ｎ＋１）の式で算出して処理を終了する。
【００５８】
本実施形態においては、高効率となる回転速度がそれぞれ異なる複数の駆動発生装置に対しても、変速機構の変速比を調整することにより、各駆動発生装置のエネルギー消費率の総和を最小にすることができる。
【００５９】
以上、本願の実施の形態について詳述したが、本願によれば、車両のエネルギーの消費率を最小化するために車両の各駆動発生装置の最適な動作点を探索する方法として、前回算出された各駆動発生装置への出力指示値を基に今回指示する値を１点のみを求めるようにしているため、車両制御装置の演算負荷を軽減することができる。
【００６０】
また、各駆動発生装置の出力を指示する値は、前回指示した値から車両のエネルギー消費率を減少させる方向に設定するため、この方法で得られる車両のエネルギー消費率は、真のエネルギー消費率の最小値、ひいては走行全体で消費されるエネルギー量を最小値に限りなく近づけることができる。
【００６１】
更に、各駆動発生装置の出力を指示する値は、前回指示した値を基に設定するため、現在の動作点から著しく離れた点を選定することを防ぐことができる。即ち、現在の動作点と次回の動作点の間の不連続性を回避するので、運転者のフィーリングに合致するドライバビリティを実現することができる。
【００６２】
本願は、例示的な実施の形態が記載されているが、実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００６３】
１０  エンジン、１１  第１モータ、１２  第２モータ、１３  前輪、１４  後輪、１５  発電機、１６  第１インバータ、１７  第２インバータ、１８  第３インバータ、１９  電池、２０  車載用充電器、２１  クラッチ、２２、３３  フロントトランスアクスル、２３  前輪車軸、２４  リアトランスアクスル、２５  後輪車軸、２６  車両制御装置、３０  第３モータ、３１  第４インバータ、３２  無段変速機構、１００  プラグインハイブリッド型自動車、２００  ハイブリッド型自動車。
【図１】
2020168960.tif 000003
【図２】
2020168960.tif 000004
【図３】
2020168960.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020168960.tif 000009
【図８】
2020168960.tif 000010
【図９】
2020168960.tif 000011
【図１０】
2020168960.tif 000012
【図１１】
2020168960.tif 000013
【図１２】
2020168960.tif 000014
【図１３】
2020168960.tif 000015
【図１４】
2020168960.tif 000016
【図１５】
2020168960.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月20日(2020.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動発生装置を複数備え、上記複数の駆動発生装置の出力分担割合を運転状態に応じて変更する車両を制御する車両制御装置であって、
上記駆動発生装置のそれぞれに対して出力の指示をすると共に、上記駆動発生装置のそれぞれに対する出力指示値として、エネルギー消費率の総和を、各駆動発生装置への指示値の関数として求めるように定式化し、算出する駆動発生装置への出力は、上記関数を、算出する上記駆動発生装置への指示値で微分した関数に前回算出された出力指示値を代入することにより得られる値を基に、上記駆動発生装置の全てで消費されるエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求め、上記駆動発生装置のそれぞれの動作の目標値として設定することを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
駆動発生装置として複数のモータを備え、上記複数のモータの出力分担割合を運転状態に応じて変更する電気自動車を制御する車両制御装置であって、
上記モータのそれぞれに対して出力の指示をすると共に、上記モータの少なくとも１つに対する出力指示値として、エネルギー消費率の総和を、上記モータへの指示値の関数として求めるように定式化し、算出する上記モータへの出力は、上記関数を、算出する上記モータへの指示値で微分した関数に前回算出された出力指示値を代入することにより得られる値を基に、上記モータの全てで消費されるエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求め、上記モータのそれぞれの動作の目標値として設定することを特徴とする車両制御装置。
【請求項３】
駆動発生装置としてエンジンとモータを備え、上記エンジンと上記モータの出力分担割合を運転状態に応じて変更するハイブリッド自動車を制御する車両制御装置であって、
上記エンジンと上記モータに対して出力の指示をすると共に、上記エンジンと上記モータの少なくとも一方の出力トルク指示値として、エネルギー消費率の総和を、上記エンジンと上記モータへの指示値の関数として求めるように定式化し、算出する上記エンジンあるいは上記モータへの出力は、上記関数を、算出する上記エンジンあるいは上記モータへの指示値で微分した関数に前回算出された出力トルク指示値を代入することにより得られる値を基に、上記エンジンと上記モータの全てで消費されるエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求め、上記エンジンと上記モータのそれぞれの動作の目標値として設定することを特徴とする車両制御装置。
【請求項４】
駆動発生装置を複数備えて上記複数の駆動発生装置の出力分担割合を運転状態に応じて変更すると共に、上記駆動発生装置から車輪軸までの間の回転速度比を変化させる変速機構を備えた車両を制御する車両制御装置であって、
上記駆動発生装置のそれぞれに対して出力の指示をすると共に、上記駆動発生装置のそれぞれに対する出力指示値として、エネルギー消費率の総和を、各駆動発生装置と変速機構への指示値の関数として求めるように定式化し、算出する駆動発生装置への出力は、上記関数を、算出する上記駆動発生装置への指示値で微分した関数に前回算出された出力指示値を代入することにより得られる値を基に、上記駆動発生装置の全てで消費されるエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求め、上記駆動発生装置のそれぞれの動作の目標値として設定し、
上記変速機構の変速比の指示値として、エネルギー消費率の総和を、各駆動発生装置と変速機構への指示値の関数として求めるように定式化し、算出する変速機構への出力は、上記関数を、算出する上記変速機構への指示値で微分した関数に前回算出された出力指示値を代入することにより得られる値を基に、今回指示する値を１点のみ求め、上記変速機構の変速比の目標値として設定することを特徴とする車両制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本願に係る車両制御装置は、駆動発生装置を複数備え、上記複数の駆動発生装置の出力分担割合を運転状態に応じて変更する車両を制御する車両制御装置であって、
上記駆動発生装置のそれぞれに対して出力の指示をすると共に、上記駆動発生装置のそれぞれに対する出力指示値として、エネルギー消費率の総和を、各駆動発生装置への指示値の関数として求めるように定式化し、算出する駆動発生装置への出力は、上記関数を、算出する上記駆動発生装置への指示値で微分した関数に前回算出された出力指示値を代入することにより得られる値を基に、上記駆動発生装置の全てで消費されるエネルギー消費率の総和が減少する方向に今回指示する値を１点のみ求め、上記駆動発生装置のそれぞれの動作の目標値として設定することを特徴とする。