(57)【要約】【課題】ＮＶ性能を悪化させることなくバッテリの劣化を抑制する。【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置は、駆動トルクが要求値を超えないように且つ蓄電手段の充放電電力が充放電制限値を超えないように回転系の慣性トルクに基づいて発電機の暫定トルクの上下限値を設定する第２設定手段と、発電機の暫定トルクの上下限値に対応する内燃機関の回転速度の上下限値により内燃機関の暫定回転速度を制限し且つその制限に応じて内燃機関の要求出力を満たすべく内燃機関の暫定トルクを補正することで、内燃機関の目標回転速度及び目標トルクを設定する第３設定手段と、充放電制限値を超えないように且つ内燃機関の要求トルクが満たされるように電動機の目標回転速度及び目標トルクを設定する第５設定手段と、内燃機関の目標トルクがＮＶ許容領域内に収まるように内燃機関の目標トルクを補正する第１補正手段とを具備する。【選択図】図３
2010228498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、発電機と、前記内燃機関の機関出力軸、前記発電機の出力軸及び車軸に連結された駆動軸に夫々連結されてなる回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備え、前記内燃機関のトルクの一部を駆動トルクの少なくとも一部として出力可能な動力分割機構と、前記駆動軸に連結され且つ前記駆動軸との間でトルクの入出力が可能な電動機と、前記発電機及び前記電動機に対する電力供給源として機能し且つ蓄電可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、
前記駆動トルクの要求値を特定する第１特定手段と、
前記特定された要求値に対応する前記内燃機関の要求出力を特定する第２特定手段と、
前記特定された要求出力に応じて前記内燃機関の暫定目標回転速度及び暫定目標トルクを設定する第１設定手段と、
前記駆動トルクが前記特定された要求値を超えないように且つ前記蓄電手段の充放電電力が予め設定された充放電制限値を超えないように、前記発電機の出力軸及び前記内燃機関の機関出力軸を含む回転系の慣性トルク並びに前記電動機の暫定トルクに基づいて前記発電機の暫定トルクの上下限値を設定する第２設定手段と、
前記設定された発電機の暫定トルクの上下限値に対応する前記内燃機関の回転速度の上下限値により前記設定された暫定回転速度を制限し、且つ前記設定された暫定回転速度が制限されるのに応じて前記特定された要求出力を満たすべく前記内燃機関の暫定トルクを補正することにより、前記内燃機関の目標回転速度及び目標トルクを設定する第３設定手段と、
前記設定された目標回転速度及び目標トルクに基づいて前記発電機の目標回転速度及び目標トルクを設定する第４設定手段と、
前記充放電制限値を超えないように且つ前記特定された要求トルクが満たされるように前記電動機の目標回転速度及び目標トルクを設定する第５設定手段と、
前記内燃機関、前記発電機及び前記電動機の各々について設定された前記目標回転速度及び前記目標トルクに従って、前記内燃機関、前記発電機及び前記電動機を夫々制御する制御手段と、
前記設定された内燃機関の目標トルクが予め前記ハイブリッド車両において振動及び騒音の許容範囲を規定すべく設定されたＮＶ許容領域外にある場合に、該ＮＶ許容領域内に収まるように前記設定された内燃機関の目標トルクを補正する第１補正手段と
を具備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２】
前記設定された内燃機関の目標トルクが補正された場合に、前記設定された内燃機関の目標トルクの補正量に応じて、前記慣性トルクが減少するように前記慣性トルクを規定する前記回転系の回転速度の変化率を補正する第２補正手段を更に具備する
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源として内燃機関及び電動機を備えるハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、バッテリの劣化を抑制するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された動力出力装置によれば、回転系の回転数変化に基づくトルクを考慮してエンジンの上下限回転数を設定し、設定された上下限回転数によりエンジンの目標回転数を制限した上で、要求駆動力に基づく駆動力が駆動軸に出力されるようにエンジン、モータＭＧ１及びＭＧ２が制御される。
【０００３】
このため、回転系の回転数変化に基づくトルクを考慮しない場合と較べ、エンジン、モータＭＧ１及びＭＧ２が適正な範囲内で運転され、バッテリにおける過大な電力の入出力を抑制することが可能となって、バッテリの劣化が抑制できるとされている。
【０００４】
一方、ハイブリッド車両のＮＶ性能を向上させる旨の技術分野においては、駆動要求パワーがこもり音領域内のパワーとなる場合に、エンジンの目標パワーを、こもり音領域内のパワーの下限値又は上限値に設定するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、同様にＮＶ性能の向上を目指したものとしては、内燃機関の運転可能領域において、騒音排除用動作ライン及び効率用動作ラインを規定するものがある（例えば、特許文献３参照）。特許文献３に開示された車両によれば、車速が閾値未満である場合に、騒音排除用動作ラインに基づく内燃機関の運転ポイントを設定し、設定された運転ポイントがこもり音領域を避けるように内燃機関が運転される。
【０００６】
また、これも同様にＮＶ性能の向上を目指したものとしては、内燃機関の運転可能領域において、通常時用動作ライン及びＥＣＯモード時用動作ラインを規定するものがある（例えば、特許文献４参照）。特許文献４に開示された車両によれば、ＥＣＯモード時用動作ラインに基づく運転ポイントで内燃機関が運転される場合に、通常時用動作ラインの場合に比べて、ＮＶが若干増加するものの、低回転領域においても内燃機関が効率よく運転できるとされている。
【０００７】
尚、ハイブリッド車両とは異なる分野においては、車両に固定されている加振機を、乗員の乗車位置、及びエンジンマウントの温度に基づいて最適に制御するものが提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２２２４０号公報
【特許文献２】特開２００５−１２７１８５号公報
【特許文献３】特開２００８−１５５６８４号公報
【特許文献４】特開２００８−１７２８６５号公報
【特許文献５】特開平４−９５６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示された装置では、目標回転数が制限された場合に、回転数が制限されたことにより不足する出力を補償するように目標トルクが増量される。ところが、この装置では、元より車両のＮＶ特性について何ら考慮されていないから、この種の目標トルクの増量が、場合によってＮＶ特性の低下を招き得る。
【００１０】
一方、上記他の特許文献に開示された各種の装置では、逆にバッテリの劣化について考慮されておらず、ＮＶ性能の低下は防止できるにしたところで、バッテリの劣化を抑制することが実践上極めて困難である。
【００１１】
即ち、上記各種特許文献を含む旧来の技術思想には、ＮＶの悪化を招くことなくバッテリの劣化を抑制することが困難である旨の技術的な問題点がある。
【００１２】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、ＮＶ性能を悪化させることなくバッテリの劣化を抑制可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、内燃機関と、発電機と、前記内燃機関の機関出力軸、前記発電機の出力軸及び車軸に連結された駆動軸に夫々連結されてなる回転要素を含む相互に差動回転可能な複数の回転要素を備え、前記内燃機関のトルクの一部を駆動トルクの少なくとも一部として出力可能な動力分割機構と、前記駆動軸に連結され且つ前記駆動軸との間でトルクの入出力が可能な電動機と、前記発電機及び前記電動機に対する電力供給源として機能し且つ蓄電可能な蓄電手段とを備えるハイブリッド車両を制御するハイブリッド車両の制御装置であって、前記駆動トルクの要求値を特定する第１特定手段と、前記特定された要求値に対応する前記内燃機関の要求出力を特定する第２特定手段と、前記特定された要求出力に応じて前記内燃機関の暫定目標回転速度及び暫定目標トルクを設定する第１設定手段と、前記駆動トルクが前記特定された要求値を超えないように且つ前記蓄電手段の充放電電力が予め設定された充放電制限値を超えないように、前記発電機の出力軸及び前記内燃機関の機関出力軸を含む回転系の慣性トルク並びに前記電動機の暫定トルクに基づいて前記発電機の暫定トルクの上下限値を設定する第２設定手段と、前記設定された発電機の暫定トルクの上下限値に対応する前記内燃機関の回転速度の上下限値により前記設定された暫定回転速度を制限し、且つ前記設定された暫定回転速度が制限されるのに応じて前記特定された要求出力を満たすべく前記内燃機関の暫定トルクを補正することにより、前記内燃機関の目標回転速度及び目標トルクを設定する第３設定手段と、前記設定された目標回転速度及び目標トルクに基づいて前記発電機の目標回転速度及び目標トルクを設定する第４設定手段と、前記充放電制限値を超えないように且つ前記特定された要求トルクが満たされるように前記電動機の目標回転速度及び目標トルクを設定する第５設定手段と、前記内燃機関、前記発電機及び前記電動機の各々について設定された前記目標回転速度及び前記目標トルクに従って、前記内燃機関、前記発電機及び前記電動機を夫々制御する制御手段と、前記設定された内燃機関の目標トルクが予め前記ハイブリッド車両において振動及び騒音の許容範囲を規定すべく設定されたＮＶ許容領域外にある場合に、該ＮＶ許容領域内に収まるように前記設定された内燃機関の目標トルクを補正する第１補正手段とを具備する。
【００１４】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、駆動トルクが要求値を超えないように、且つ蓄電手段の充放電制限値を超えないように、回転系の慣性トルク及び電動機の暫定トルクに基づいて、発電機の暫定トルクの上下限値が設定され、係る上下限値から、内燃機関の目標回転速度及び目標トルクが設定される。
【００１５】
また、この内燃機関の目標回転速度及び目標トルクの設定を反映して、発電機及び電動機各々の目標回転速度及び目標トルクが設定される。このため、回転系の慣性トルクを考慮しない場合に比べて、内燃機関を適正な運転領域で駆動させることが可能となり、蓄電手段に過大な電力が入出力されることが防止される。即ち、蓄電手段の劣化を抑制することが可能となる。
【００１６】
一方、このようなバッテリ劣化抑制を考慮して定められた内燃機関の目標トルクがＮＶ許容範囲外にある場合には、当該ＮＶ許容領域内に収まるように目標トルクが更に補正される。このように、本発明によれば、バッテリの劣化が抑制される上、内燃機関をＮＶの悪化が顕在化しない領域で稼動させることが可能となる。即ち、ＮＶ性能を劣化させることなくバッテリの劣化を抑制することが可能となるのである。
【００１７】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一態様では、前記設定された内燃機関の目標トルクが補正された場合に、前記設定された内燃機関の目標トルクの補正量に応じて、前記慣性トルクが減少するように前記慣性トルクを規定する前記回転系の回転速度の変化率を補正する第２補正手段を更に具備する。
【００１８】
この態様によれば、ＮＶ性能を担保すべく内燃機関の目標トルクが減少側に補正されることに伴う、駆動軸のトルクの要求値に対する不足が、発電機の回転慣性の影響を軽減することによって補償される。このため、駆動軸のトルクを要求値に少なくとも近付けることが可能となり、動力性能の低下が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車両におけるハイブリッド駆動装置の模式図である。
【図３】図１のハイブリッド車両においてＥＣＵにより実行される第１ＮＶ抑制処理を伴う第１駆動制御処理のフローチャートである。
【図４】図３におけるステップＳ１４０のハイブリッド車両の動作共線図である。
【図５】図１のハイブリッド車両に係るＮＶ許容領域、及び該ＮＶ許容領域に応じた図２のエンジンの動作点を表す動作マップである。
【図６】図１のハイブリッド車両においてＥＣＵにより実行される第２ＮＶ抑制処理を伴う第２駆動制御処理のフローチャートである。
【図７】本発明に係るＮＶ許容領域の一例を示す動作マップである。
【図８】本発明に係るＮＶ許容領域の一例を示す動作マップである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【００２１】
＜実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
＜実施形態の構成＞
始めに、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係るハイブリッド車両１０の構成について説明する。ここに、図１は、ハイブリッド車両１０の構成を概念的に表してなる概略構成図である。
【００２３】
図１において、ハイブリッド車両１０は、ＥＣＵ１００、ＰＣＵ（Power Control Unit）１１、バッテリ１２、車速センサ１３及びアクセル開度センサ１４並びにハイブリッド駆動装置１０００を備えた、本発明に係る「ハイブリッド車両」の一例である。
【００２４】
ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、ハイブリッド車両１０の各部の動作を制御可能に構成された電子制御ユニットであり、本発明に係る「ハイブリッド車両の制御装置」の一例である。ＥＣＵ１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する第１駆動制御処理及び第２駆動制御処理を実行可能に構成されている。尚、ＥＣＵ１００は、本発明に係る「第１特定手段」及び「第２特定手段」、「第１設定手段」乃至「第５設定手段」、「制御手段」並びに「第１補正手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全てＥＣＵ１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていてもよい。
【００２５】
ＰＣＵ（Power Control Unit）１１は、バッテリ１２から取り出した直流電力を交流電力に変換して後述するモータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２に供給すると共に、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリ１２に供給可能に構成された不図示のインバータを含み、バッテリ１２と各モータジェネレータとの間の電力の入出力を、或いは各モータジェネレータ相互間の電力の入出力（即ち、この場合、バッテリ１２を介さずに各モータジェネレータ相互間で電力の授受が行われる）を制御可能に構成された制御ユニットである。ＰＣＵ１１は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその動作が制御される構成となっている。
【００２６】
バッテリ１２は、モータジェネレータＭＧ１及びモータジェネレータＭＧ２を力行するための電力に係る電力供給源として機能し得るように構成された充電可能な、本発明に係る「蓄電手段」の一例である。
【００２７】
車速センサ１３は、ハイブリッド車両１０の車速Ｖを検出することが可能に構成されたセンサである。車速センサ１３は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出された車速Ｖは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００２８】
アクセル開度センサ１４は、ハイブリッド車両１０の図示せぬアクセルペダルの操作量たるアクセル開度Ａｃｃを検出可能に構成されたセンサである。アクセル開度センサ１４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたアクセル開度Ａｃｃは、ＥＣＵ１００によって一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
【００２９】
ハイブリッド駆動装置１０００は、ハイブリッド車両１０のパワートレインとして機能する動力ユニットである。ここで、図２を参照し、ハイブリッド駆動装置１０００の詳細な構成について説明する。ここに、図２は、ハイブリッド駆動装置１０００の構成を概念的に表してなる概略構成図である。尚、同図において、図１と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００３０】
図２において、ハイブリッド駆動装置１０００は、エンジン２００、動力分割機構３００、モータジェネレータＭＧ１（以下、適宜「ＭＧ１」と略称する）、モータジェネレータＭＧ２（以下、適宜「ＭＧ２」と略称する）及び減速機構４００を備える。
【００３１】
エンジン２００は、本発明に係る「内燃機関」の一例たる直列４気筒ガソリンエンジンであり、ハイブリッド車両１０の主たる動力源として機能するように構成されている。尚、本発明における「内燃機関」とは、例えば２サイクル又は４サイクルレシプロエンジン等を含み、少なくとも一の気筒を有し、当該気筒内部の燃焼室において、例えばガソリン、軽油或いはアルコール等の各種燃料を含む混合気が燃焼した際に発生する力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等の物理的又は機械的な伝達手段を適宜介して駆動力として取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。係る概念を満たす限りにおいて、本発明に係る内燃機関の構成は、各種の態様を有してよい。
【００３２】
モータジェネレータＭＧ１は、本発明に係る「発電機」の一例たる電動発電機であり、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。モータジェネレータＭＧ２は、本発明に係る「電動機」の一例たる電動発電機であり、モータジェネレータＭＧ１と同様に、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを備えた構成となっている。尚、モータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２は、例えば同期電動発電機として構成され、例えば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三相コイルが巻回されたステータとを備える構成を有していてもよいし、他の構成を有していてもよい。
【００３３】
動力分割機構３００は、中心部に設けられた、本発明に係る「回転要素」の一例たるサンギア３０３と、サンギア３０３の外周に同心円状に設けられた、本発明に係る「回転要素」の他の一例たるリングギア３０１と、サンギア３０３とリングギア３０１との間に配置されてサンギア３０３の外周を自転しつつ公転する複数のピニオンギア３０５と、これら各ピニオンギアの回転軸を軸支する、本発明に係る「回転要素」の更に他の一例たるプラネタリキャリア３０６とを備えた遊星歯車機構である。
【００３４】
ここで、サンギア３０３は、サンギア軸３０４を介してＭＧ１のロータ（符合は省略）に結合されており、その回転速度はＭＧ１の回転速度（言い換えれば、回転数）Ｎｍ１と等価である。また、リングギア３０１は、駆動軸３０２及び減速機構４００を介してＭＧ２の不図示のロータに結合されており、その回転速度はＭＧ２の回転速度（言い換えれば、回転数）Ｎｍ２と等価である。更に、プラネタリキャリア３０６は、エンジン２００のクランクシャフトに結合されており、その回転速度はエンジン２００の機関回転速度Ｎｅと等価である。
【００３５】
一方、駆動軸３０２は、ハイブリッド車両１０の駆動輪たる右前輪ＦＲ及び左前輪ＦＬを夫々駆動するドライブシャフトＳＦＲ及びＳＦＬと、デファレンシャル等各種減速ギアを含む減速装置としての減速機構４００を介して連結されている。従って、モータジェネレータＭＧ２から駆動軸３０２に出力されるモータトルクは、減速機構４００を介して各ドライブシャフトへと伝達され、同様に各ドライブシャフトを介して伝達される各駆動輪からの駆動力は、減速機構４００及び駆動軸３０２を介してモータジェネレータＭＧ２に入力される。即ち、モータジェネレータＭＧ２の回転速度Ｎｍ２は、ハイブリッド車両１０の車速Ｖと一義的な関係にある。
【００３６】
動力分割機構３００は、係る構成の下で、エンジン２００が発する動力を、プラネタリキャリア３０６とピニオンギア３０５とによってサンギア３０３及びリングギア３０１に所定の比率（サンギア３０３とリングギア３０１との歯数の比）で分配し、エンジン２００の動力を２系統に分割することが可能となっている。
【００３７】
尚、本発明に係る「動力分割機構」に係る実施形態上の構成は、動力分割機構３００のものに限定されない。例えば、本発明に係る動力分割機構は、複数の遊星歯車機構を備え、一の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素が、他の遊星歯車機構に備わる複数の回転要素の各々と適宜連結され、一体の差動機構を構成していてもよい。また、本実施形態に係る減速機構４００は、予め設定された減速比に従って駆動軸３０２の回転速度を減速するに過ぎないが、ハイブリッド車両１０は、この種の減速装置とは別に、例えば、複数のクラッチ機構やブレーキ機構を構成要素とする複数の変速段を備えた有段変速装置を備えていてもよい。
【００３８】
＜実施形態の動作＞
本実施形態に係るハイブリッド車両１０によれば、駆動軸３０２に要求される要求パワーＰｅ＊と、バッテリ１２における電力の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと、駆動軸３０２の回転速度変化ｄＮｍ１／ｄｔとに基づいて、エンジン２００、ＭＧ１及びＭＧ２の駆動状態を制御するための第１駆動制御が実行される。
【００３９】
ここで、図３を参照し、第１駆動制御処理の詳細について説明する。ここに、図３は、第１駆動制御処理のフローチャートである。
【００４０】
図３において、ＥＣＵ１００は、先ず、車速センサ１３により検出される車速Ｖと、アクセル開度センサ１４により検出されるアクセル開度Ａｃｃと、ＭＧ１及びＭＧ２の回転速度Ｎｍ１，Ｎｍ２とを検出すると共に、予め設定された充放電制限マップから、バッテリ１２の充電制限値Ｗｉｎ及び放電制限値Ｗｏｕｔとを取得する（ステップＳ１００）。
【００４１】
続いて、検出された車速Ｖとアクセル開度Ａｃｃとに基づいて、駆動軸３０２に要求される要求トルク（即ち、本発明に係る「駆動トルクの要求値」の一例）Ｔｒ＊と、この要求トルクＴｒ＊に対応する、エンジン２００に要求される要求パワー（即ち、本発明に係る「要求出力」の一例）Ｐｅ＊とを設定する（ステップＳ１１０）。尚、要求パワーＰｅ＊は、要求トルクＴｒ＊に駆動軸３０２の回転速度Ｎｒを乗じたものと、バッテリ１２に要求される充放電要求パワーＰｂ＊と、ロスＬｏｓｓとの和である。また、回転速度Ｎｒは、ＭＧ２の回転速度Ｎｍ２を減速機構４００のギア比Ｇｒで除した値である。
【００４２】
続いて、要求パワーＰｅ＊に基づいて、エンジン２００の仮目標回転速度（即ち、本発明に係る「暫定目標回転速度」の一例）Ｎｅｔｍｐと仮目標トルク（即ち、本発明に係る「暫定目標トルク」の一例）Ｔｅｔｍｐとを設定する（ステップＳ１２０）。即ち、エンジン２００の仮動作点を設定する。
【００４３】
続いて、式（１）により、ＭＧ１における最新の回転速度Ｎｍ１と、前回の回転速度（前回Ｎｍ１）と、当該駆動制御処理の実行間隔Δｔとに基づいて、ＭＧ１の回転速度Ｎｍ１の時間変化率（ｄＮｍ１／ｄｔ）を算出する（ステップＳ１３０）。
【００４４】
（１）  ｄＮｍ１／ｄｔ＝（Ｎｍ１−前回Ｎｍ１）／Δｔ
【００４５】
続いて、式（２），（３）を両立するＭＧ１の仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐの上下限値Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎを設定する（ステップＳ１４０）。これら上下限値Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎは、エンジン２００及びＭＧ１からなる回転系の慣性モーメントＩと、回転速度Ｎｍ１の時間変化率（ｄＮｍ１／ｄｔ）と、ＭＧ１の仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐと、ＭＧ２の仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐと、動力分配機構３００のギア比ρと、減速機構４００のギア比Ｇｒと、要求トルクＴｒ＊と、バッテリ１２の充放電制限値Ｗｉｎ,Ｗｏｕｔとに基づいて設定される。
【００４６】
（２）  ０≦−（Ｔｍ１ｔｍｐ−Ｉ・ｄＮｍ１／ｄｔ）／ρ＋Ｔｍ２ｔｍｐ・Ｇｒ≦Ｔｒ＊
（３）  Ｗｉｎ≦（Ｔｍ１ｔｍｐ−Ｉ・ｄＮｍ１／ｄｔ）・Ｎｍ１＋Ｔｍ２ｔｍｐ・Ｎｍ２≦Ｗｏｕｔ
【００４７】
ここで、図４を参照し、動力分割機構３００において各回転要素相互間に作用する回転速度及びトルクの力学的関係について説明する。ここに、図４は、動力分割機構３００の動作共線図である。
【００４８】
図４において、縦軸に回転速度が示され、横軸に、左から順に、サンギア３０３（図示Ｓ）、プラネタリキャリア３０６（図示Ｃ）及びリングギア３０１（図示Ｒ）が示されている。Ｓ軸の矢印は、ＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊から、回転系の回転速度変化に伴うトルク（Ｉ・ｄＮｍ１／ｄｔ）（即ち、本発明に係る「回転系の慣性トルク」の一例）を減じたトルクを示す。Ｒ軸において、回転速度Ｎｒは、ＭＧ２の回転速度Ｎｍ２を減速機構４００のギア比Ｇｒで除したリングギア３０１の回転速度を示しており、２つの矢印は、回転系の回転速度変化に伴うトルク（Ｉ・ｄＮｍ１／ｄｔ）を含んでおりサンギア３０３を介してリングギア３０１に出力されるトルクと、ＭＧ２から出力されるトルクＴｍ２＊（即ち、ＭＧ２のトルク指令値）が減速機構４００を介してリングギア３０１に作用するトルクとを示す。即ち、式（２）は、これら２つの矢印で示される２つのトルクの合計（即ち、本発明に係る「駆動トルク」の一例）が要求トルクＴｒ＊を超えないことを示しており、式（３）は、ＭＧ１の消費電力（発電電力）（即ち、（Ｔｍ１＊−Ｉ・ｄＮｍ１／ｄｔ）・Ｎｍ１）と、ＭＧ２の消費電力（即ち、Ｔｍ２＊・Ｎｍ２）との合計（即ち、本発明に係る「充放電電力」の一例）がバッテリ１２の充放電制限値（即ち、本発明に係る「充放電制限値」の一例）Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを超えないことを示す。このような式（２）及び式（３）中のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐ，Ｔｍ２ｔｍｐを置き換えることにより、ＭＧ１の仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐの上下限値Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎが容易に導かれる。
【００４９】
図３に戻り、ＥＣＵ１００は、式（４），（５）により、ＭＧ１に許容される上下限回転速度Ｎｍ１ｍａｘ，Ｎｍ１ｍｉｎを算出する（ステップＳ１５０）。これら上下限回転速度Ｎｍ１ｍａｘ，Ｎｍ１ｍｉｎは、仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐの上下限値Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎと、ＭＧ１の回転速度Ｎｍ１とに基づいて算出される。尚、式（４），（５）中、右辺第２項における「ｋ１」は、ＰＩＤ制御に係る比例項のゲインを示す。
【００５０】
（４）  Ｔｍ１ｍａｘ＝前回Ｔｍ１＊＋ｋ１（Ｎｍ１ｍａｘ−Ｎｍ１）
（５）  Ｔｍ１ｍｉｎ＝前回Ｔｍ１＊＋ｋ１（Ｎｍ１ｍｉｎ−Ｎｍ１）
【００５１】
続いて、エンジン２００に許容される上下限回転速度Ｎｅｍａｘ，Ｎｅｍｉｎを式（６），（７）により算出する（ステップＳ１６０）。これら上下限回転速度Ｎｅｍａｘ，Ｎｅｍｉｎは、ＭＧ１の上下限回転速度Ｎｍ１ｍａｘ，Ｎｍ１ｍｉｎと、駆動軸３０２の回転速度Ｎｒ（即ち、Ｎｍ２／Ｇｒ）と、動力分割機構３００のギア比ρとに基づいて算出される。
【００５２】
（６）  Ｎｅｍａｘ＝（ρ・Ｎｍ１ｍａｘ＋Ｎｍ２／Ｇｒ）／（１＋ρ）
（７）  Ｎｅｍｉｎ＝（ρ・Ｎｍ１ｍｉｎ＋Ｎｍ２／Ｇｒ）／（１＋ρ）
【００５３】
続いて、設定した上下限回転速度Ｎｅｍａｘ，Ｎｅｍｉｎで、ステップＳ１２０にて設定した仮目標回転速度Ｎｅｔｍｐを制限し、エンジン２００の目標回転速度Ｎｅ＊を設定する（ステップＳ１７０）。これに併せて、設定した目標回転速度Ｎｅ＊で要求パワーＰｅ＊を除することにより、エンジン２００の目標トルクＴｅ＊を設定する（ステップＳ１８０）。これは、仮目標回転速度Ｎｅｔｍｐが制限されるのに応じて、ステップＳ１１０にて設定された要求パワーＰｅ＊を満たすように仮目標トルクＴｅｔｍｐが補正されることを意味する。尚、これ以降、この目標回転速度Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによって規定されるエンジン２００の一動作条件を適宜「目標動作点」と称することとする。
【００５４】
ここで、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１７０及びステップＳ１８０において設定された目標動作点が、ＮＶ許容領域内にあるか否かを判別する（ステップＳ１８１）。尚、ＮＶ許容領域については後述することとし、ここでは目標動作点がＮＶ許容領域内にあるものとして説明を継続することとする。
【００５５】
ＥＣＵ１００は、ステップＳ１８１に続いて、ＭＧ１の目標回転速度Ｎｍ１＊を、式（８）により、設定した目標回転速度Ｎｅ＊と駆動軸３０２の回転速度Ｎｒ（即ち、Ｎｍ２／Ｇｒ）と動力分割機構３００のギア比ρとに基づいて計算すると共に、トルク指令Ｔｍ１＊を、式（９）により、計算した目標回転速度Ｎｍ１＊と現在の回転速度Ｎｍ１とに基づいて計算する（ステップＳ１９０）。尚、式（９）中、右辺第３項における「ｋ２」は積分項のゲインを表す。
【００５６】
（８）  Ｎｍ１＊＝Ｎｅ＊・（１＋ρ）／ρ−Ｎｍ２／（Ｇｒ・ρ）
（９）  Ｔｍ１＊＝前回Ｔｍ１＊＋ｋ１（Ｎｍ１＊−Ｎｍ１）＋ｋ２（Ｎｍ１＊−Ｎｍ１）ｄｔ
【００５７】
ＥＣＵ１００は更に、式（１０），（１１）により、ＭＧ２から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘを算出する（ステップＳ２００）。即ち、トルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘは、バッテリ１２の充放電制限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔと、ステップＳ１９０にて算出したＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に現在のＭＧ１の回転速度Ｎｍ１を乗じて得られるＭＧ１の消費電力との偏差を、ＭＧ２の回転速度Ｎｍ２で割った値である。
【００５８】
（１０）  Ｔｍ２ｍｉｎ＝（Ｗｉｎ−Ｔｍ１＊・Ｎｍ１）／Ｎｍ２
（１１）  Ｔｍ２ｍａｘ＝（Ｗｏｕｔ−Ｔｍ１＊・Ｎｍ１）／Ｎｍ２
【００５９】
続いて、ＥＣＵ１００は、ＭＧ２から出力すべき仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐを、式（１２）により、要求トルクＴｒ＊と、トルク指令値Ｔｍ１＊と、回転系の回転速度変化に伴うトルク（Ｉ・ｄＮｍ１／ｄｔ）と、動力分割機構３００のギア比ρと、減速機構４００のギア比Ｇｒとに基づいて計算し（ステップＳ２１０）、ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（ステップＳ２２０）。即ち、トルク指令Ｔｍ２＊は、計算した仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐをトルク制限Ｔｍ２ｍｉｎ，Ｔｍ２ｍａｘで制限した値である。
【００６０】
（１２）  Ｔｍ２ｔｍｐ＝（Ｔｒ＊＋（Ｔｍ１＊−Ｉ・ｄＮｍ１／ｄｔ）／ρ）／Ｇｒ
【００６１】
このようにしてエンジン２００の目標回転速度Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊、モータジェネレータＭＧ１の目標回転速度Ｎｍ１＊及びトルク指令値Ｔｍ１＊、並びにモータジェネレータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊が求まると、ＥＣＵ１００は、これらを動作目標値としてエンジン２００、ＭＧ１及びＭＧ２を夫々制御する（ステップＳ２３０）。第１駆動制御処理は以上のようにして実行される。
【００６２】
このように、本実施形態に係る第１駆動制御処理によれば（ステップＳ１８１に係る作用効果は除く）、式（２）により、駆動トルクが要求トルクＴｒ＊を超えないように、且つ式（３）により、バッテリ１２の充放電電力が充放電制限値Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを超えないように、慣性トルク（Ｉ・ｄＮｍ１／ｄｔ）及びＭＧ２の仮モータトルクＴｍ２ｔｍｐに基づいて、ＭＧ１の仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐの上下限値Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎが設定され、これに基づいてエンジン２００の目標回転速度Ｎｅ＊及び目標トルクＴｅ＊が設定される。このため、慣性トルク（Ｉ・ｄＮｍ１／ｄｔ）を何ら勘案しない場合に比べて、エンジン２００を、適正な運転領域で駆動させることが可能となり、バッテリ１２に対する過大な電力の入出力が防止され、バッテリ１２の劣化を抑制することが可能となる。
【００６３】
ここで、図５を参照し、ステップＳ１８１の詳細について説明する。ここに、図５は、エンジン２００の動作点を規定する動作点マップを概念的に表してなる模式図である。
【００６４】
図５において、縦軸にはエンジントルクが、また横軸にはエンジン回転速度が表されており、縦軸及び横軸によって規定される二次元座標平面の一座標点が、エンジン２００の一動作点に対応している。この座標平面内には、エンジン効率最適動作線（実線参照）及びＮＶラインの他、目標エンジンパワー及びエンジン回転速度の上限値を夫々示す２つのラインが表されている。
【００６５】
エンジン効率最適動作線は、エンジン要求出力の各々について、エンジン２００を最も効率良く動作させ得る動作点を繋げて得られる特性線である。
【００６６】
ＮＶラインは、騒音（Noise及び振動（Vibration）の許容値を規定する特性線であり、ＮＶラインよりも高トルク側（上側）或いは低回転側（左側）の領域では、ハイブリッド車両１０に生じる騒音又は振動の度合いが許容値を超えてしまう。即ち、先に述べたステップＳ１８１に係るＮＶ許容領域とは、図５においてＮＶラインよりも低トルク側（下側）又は高回転側（右側）の領域を意味する。
【００６７】
目標エンジンパワーを示すラインは、図５の平面内で、エンジン出力が等しくなる動作点を繋げて得られる特性線である。
【００６８】
エンジン回転速度上限を示すラインは、上述した第１駆動制御処理におけるステップＳ１６０にて設定された、ＭＧ１に許容される上限回転速度Ｎｍ１ｍａｘに対応するエンジン回転速度を示す。
【００６９】
ここで、図３に例示した第１駆動制御処理が実行される過程で、エンジン２００の初期の動作点が図示動作点Ｐ１であるとする。この状態で、ステップＳ１２０にて仮目標回転速度Ｎｅｔｍｐ及び仮目標トルクＴｅｔｍｐを設定する処理が実行された段階では、エンジン２００の目標動作点は、図示動作点Ｐ１から図示動作点Ｐ２に移動する。
【００７０】
一方、ステップＳ１７０において、エンジン２００の目標回転速度Ｎｅ＊が図示Ｎｅｍａｘに制限されたとすると、ステップＳ１８０に係る目標トルクＴｅ＊の補正が実行されることによって、エンジン２００目標動作点は、目標エンジンパワーを維持すべく、図示動作点Ｐ３に移動する。ステップＳ１８１においては、例えば、この動作点Ｐ３がＮＶ許容領域内であるか否かが判別されるのである。尚、この例では、動作点Ｐ３は、ＮＶラインの上側にあり、ＮＶ許容領域外の動作点である。従って、図３のステップＳ１８１に係る判断分岐は「ＮＯ」となる。
【００７１】
図３に戻って説明すると、ステップＳ１８１の判定の結果、エンジン２００の動作点がＮＶ許容領域外にあると判定される場合（ステップＳ１８１：ＮＯ）、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数を維持したまま、ＮＶ許容領域内に収まるまで目標トルクＴｅ＊を減少側に補正する（ステップＳ１８２）。ステップＳ１８２が実行されると、処理はステップＳ１９０に移行される。
【００７２】
ここで、再び図５を参照すると、ステップＳ１８１が実行された結果、エンジン２００の動作点はＰ３からＰ４に移動することになる。その結果、エンジン２００の最終的な目標動作点は、ＮＶ許容領域内となり、ハイブリッド車両１０に係るＮＶ性能が担保される。即ち、バッテリの劣化抑制とＮＶ性能の低下抑制とが両立されるのである。
【００７３】
＜第２実施形態＞
ここで、上述した第１駆動制御処理によりエンジン２００の目標動作点がＮＶ許容領域内に収束するように変更されると、係る動作点の変更に際して減少側へ補正されたトルクの分だけ、駆動軸３０２の軸トルクは不足する。一方で、モータジェネレータＭＧ２は、駆動軸３０２に要求される要求トルクＴｒ＊を満たすべく、例えば図３におけるステップＳ２００乃至２２０において、その出力トルクが決定され得るから、一見すれば、駆動トルクの不足は生じない。
【００７４】
ところが、ＭＧ２からの出力は、あくまでバッテリのＳＯＣに影響されるため、その時点でバッテリ１２が十分な蓄電状態にない場合、駆動軸３０２に現れる駆動トルクは要求値に対して減少したままとならざるを得ない。これでは、バッテリ１２の劣化抑制及び車両のＮＶ性能低下抑制に係る利益が、動力性能の低下により減じられてしまう。そこで、図６を参照し、本発明の第２実施形態として、このような問題を解決すべくＥＣＵ１００により実行される第２駆動制御処理の詳細について説明する。ここに、図６は、本発明の第２駆動制御処理のフローチャートである。尚、同図において、図３と重複する箇所には同一の符号を付してその説明を適宜省略することとする。
【００７５】
図６において、ステップＳ１８１にてエンジン２００の動作点がＮＶ許容領域外にあると判定され、ステップＳ１８２にてエンジン２００の目標トルクＴｅ＊が補正されると、ＥＣＵ１００は、目標トルクＴｅ＊の補正量に応じて、回転系の慣性トルク（Ｉ・ｄＮｍ１／ｄｔ）が減少するようにＭＧ１の回転速度Ｎｍ１の時間変化率（ｄＮｍ１／ｄｔ）を補正する（ステップＳ１８３）。即ち、ＭＧ１の回転速度Ｎｍ１の上昇率（即ち、時間変化率）を、目標トルクＴｅ＊の減少量分に対応付けて小さくすることにより、リングギア３０１に出力されるトルク（Ｔｍ１＊−Ｉ・ｄＮｍ１／ｄｔ）を増大させ、目標トルクＴｅ＊の減少量を補うのである。その後は、ステップＳ１４０以降の処理が再度実行される。
【００７６】
ステップＳ１４０にてＭＧ１の仮モータトルクＴｍ１ｔｍｐの上下限値Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎが設定される際には、ＥＣＵ１００は、減少補正された時間変化率（ｄＮｍ１／ｄｔ）に基づいて、前回の上下限値より上下に広がった上下限値Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎを再設定する。続いて、ステップＳ１５０からＳ２２０にて、再設定した上下限値Ｔｍ１ｍａｘ，Ｔｍ１ｍｉｎに基づいて、エンジン２００の目標トルクＴｅ＊と、ＭＧ１及びＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊とを再設定する。この再設定によって、駆動トルクの不足は少なからず相殺される。尚、この際、リングギア３０１に出力及び作用されるトルクが駆動軸３０２に要求される要求トルクＴｒ＊を満たすまで、ステップＳ１８３と、それに引き続くステップＳ１４０からＳ２２０の処理が繰り返し実行されてもよい。
【００７７】
尚、変化率ｄＮｍ／ｄｔの減少補正量（ΔｄＮｍ／ｄｔ）は、式（１３）により、動力分配機構３００のギア比ρと、回転系の慣性モーメントＩとに基づいて算出される。
【００７８】
（１３）  ΔｄＮｍ／ｄｔ＝Δｔｅ＊ρ／（１＋ρ）／Ｉ
【００７９】
以上説明したように、本発明の第２実施形態に係る第２駆動制御処理によれば、目標トルクＴｅ＊の補正量に応じてＭＧ１の回転速度Ｎｍ１の変化率（ｄＮｍ１／ｄｔ）を補正することにより、モータジェネレータＭＧ１及びエンジン２００を含む回転慣性系のイナーシャトルクを抑制し、駆動軸３０２に現れるトルクを実質的に増大させることが可能となる。このため、第１実施形態に係る第１駆動制御処理が適用されるにあたって場合により生じ得る動力性能の低下が好適に抑制され、バッテリ１２の劣化抑制及び車両のＮＶ性能の低下抑制に係る実践上の利益を好適に享受することが可能となるのである。
【００８０】
尚、本実施形態によれば、ハイブリッド車両１０において、ＮＶ許容領域或いはその限界を示すＮＶラインが予め設定されているが、ドライバ或いは搭乗者による人為的な入力操作等により、ドライバ或いは搭乗者の感性を反映する形でＮＶ許容領域が設定されてもよい。ここで、図７及び図８を参照し、第１及び第２実施形態の場合と異なる、ＮＶ許容領域の他の形態について説明する。ここに、図７及び図８は、本発明に係るＮＶ許容領域の一例を示す動作マップである。
【００８１】
図７において、動作マップには、運転席／助手席ＮＶライン及び後部席ＮＶラインの２つのＮＶラインが表されている。ＥＣＵ１００は、センサ又は人手による入力情報に基づいて、例えば運転席、助手席及び後部席等の乗車位置を特定し、特定した乗車位置に対応するＮＶラインを一又は複数選択する。ＥＣＵ１００は、複数のＮＶラインを選択した場合に、複数のＮＶラインのうち、最もＮＶが悪化する乗車位置に対応する一のＮＶラインを、上述したステップＳ１８１の処理（即ち、動作点がＮＶ許容領域内か否かの判定）に用いる。このように、乗車位置に対応するＮＶラインを設定可能とすることにより、乗員全員に係るＮＶを回避しつつ、ＮＶ抑制処理に伴う燃費の悪化を最小限に抑えることも可能である。
【００８２】
図８において、動作マップには、縦方向に等間隔にずらして設定された略同型の第１から第５のＮＶラインが表されている。ＥＣＵ１００は、乗員が許容するＮＶのレベルを入力するための入力手段を備えており、これを介して入力されるＮＶ許容レベルに応じて、複数のＮＶラインを切り替える。ＥＣＵ１００は、ＮＶ許容レベルが入力されると、入力されたＮＶ許容レベルに対応する一のＮＶラインが上述したステップＳ１８１の処理に用いられるように、ＮＶラインの切り替えを行う。このように、乗員の所望のＮＶ許容レベルに対応するＮＶラインに切り替え可能とすることにより、乗員のＮＶ許容レベルを満たしつつ、ＮＶ抑制処理に伴う燃費の悪化を最小限に抑えることも可能である。
【００８３】
尚、上述した各種ＮＶライン（言い換えれば、ＮＶラインに規定されるＮＶ許容領域）は、第１又は第２駆動制御処理と適宜組み合わされて使用されてもよい。
【００８４】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うハイブリッド車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８５】
１０…ハイブリッド車両、１１…ＰＣＵ、１２…バッテリ、１３…車速センサ、１４…アクセル開度センサ、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、３００…動力分割機構、１０００…ハイブリッド駆動機構。
【図１】
2010228498.tif 000003
【図２】
2010228498.tif 000004
【図３】
2010228498.tif 000005
【図４】
2010228498.tif 000006
【図５】
2010228498.tif 000007
【図６】
2010228498.tif 000008
【図７】
2010228498.tif 000009
【図８】
2010228498.tif 000010