(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両における二酸化炭素排出量を可能な限り最小できる最適トルク及びギヤ比を、比較的短時間で決定可能とする。【解決手段】  トルクとギア比をパラメータとして所定の演算式によりハイブリット車両の二酸化炭素排出量を求め、その算出値が最小となるトルクとギア比を最適トルク及びギヤ比とする。  所定の演算式は、ハイブリット車両を構成するエンジンを主としたエンジン動力系から排出される二酸化炭素量と、モータを主とした電気動力系から排出される二酸化炭素量との和として求められ、それぞれは、ハイブリット車両の動力系をモデル化したものを基に導出された多項式演算となっている。【選択図】図２
2010208422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとモータを車両走行の駆動源として備えると共に、前記エンジンとモータの動作を制御する制御手段を備えてなるハイブリット車両における最適トルク及びギヤ比の決定方法であって、
トルクとギア比をパラメータとして所定の演算式により算出される前記ハイブリット車両の二酸化炭素排出量が最小となる際のトルクとギア比を、最適トルク及びギヤ比と決定し、
前記所定の演算式は、前記ハイブリット車両の動力系を前記エンジンを主としたエンジン動力系と、前記モータを主とした電気動力系とに大別してモデル化し動力系モデルを基に導出されたものであって、前記エンジン動力系から排出される二酸化炭素の量を算出するエンジン系算出項と、前記電気動力系から排出される二酸化炭素の量を算出する電気系算出項との和として表され、
前記エンジン系算出項は、各項が前記ハイブリット車両の動作状態に応じて定められる定数とギヤ比とトルクに関する積で表される多項式からなり、
前記電気系算出項は、各項が前記ハイブリット車両の動作状態に応じて定められる定数とトルクに関する積で表される多項式からなることを特徴とするハイブリット車両における最適トルク及びギヤ比の決定方法。
【請求項２】
二酸化炭素排出量が最小となる際のトルク及びギア比が、予め定めたそれぞれの制限範囲を超える場合には、それぞれの制限範囲の最大値を最適トルク及びギヤ比とすることを特徴とする請求項１記載のハイブリット車両における最適トルク及びギヤ比の決定方法。
【請求項３】
エンジンとモータを車両走行の駆動源としてなるハイブリット車両において、前記エンジンとモータの動作を制御する制御ユニットを有してなるハイブリット車両制御装置であって、
前記制御ユニットは、
トルクとギヤ比をパラメータとして所定の演算式により前記ハイブリット車両の二酸化炭素排出量を算出すると共に、当該算出値の最小点を求め、当該最小点におけるトルク及びギヤ比を前記エンジン及びモータの最適トルク及びギヤ比と決定するよう構成されてなり、
前記所定の演算式は、前記ハイブリット車両の動力系を前記エンジンを主としたエンジン動力系と、前記モータを主とした電気動力系とに大別してモデル化し動力系モデルを基に導出されたものであって、前記エンジン動力系から排出される二酸化炭素の量を算出するエンジン系算出項と、前記電気動力系から排出される二酸化炭素の量を算出する電気系算出項との和として表され、
前記エンジン系算出項は、各項が前記ハイブリット車両の動作状態に応じて定められる定数とギヤ比とトルクに関する積で表される多項式からなり、
前記電気系算出項は、各項が前記ハイブリット車両の動作状態に応じて定められる定数とトルクに関する積で表される多項式からなることを特徴とするハイブリット車両制御装置。
【請求項４】
制御ユニットは、二酸化炭素排出量の最小点におけるトルク及びギア比が、予め定めたそれぞれの制限範囲を超える場合には、それぞれの制限範囲の最大値を最適トルク及びギヤ比とするよう構成されてなることを特徴とする請求項３記載のハイブリット車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関とモータとを車両の駆動源とするハイブリット車両における駆動制御に係り、特に、エンジントルク及びモータトルク並びに変速ギヤ比の決定処理に要する演算処理の簡素化、処理時間の短縮等を図ったものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両における低燃費、低エミッション等の要請が増大しつつあり、これに応えるべく、内燃機関とモータとを車両の駆動源とするハイブリット車両が実用に供されると共に、さらなる性能の向上を図るべく、種々の観点から改良がなされ、種々の構成が提案されている。
かかるハイブリッド車においては、内燃機関とモータとを協調させて作動させる必要がある。例えば、トルクを内燃機関とモータとで如何に分担するかは重要な問題であり、かかるトルク分担に関する制御方法などが特許文献１や特許文献２等において種々提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７０７６３５６号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／９３９５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような従来の制御方法には、次述するような問題がある。
すなわち、まず、従来の制御方法は、内燃機関とモータへの最適なトルク配分を、車両の動作状態に対応した種々のパラメータを用いて、いわゆる回帰演算によって算出する手法に基づくものであるため、最適値が定まるまで時間を要し、そのため、そ必ずしも車両の動作状態の変化に適切に対応したトルク配分が求められるものではないという問題があった。さらに、回帰演算は膨大な演算量となるたため、演算処理に用いられるマイクロコンピュータに代表される演算用集積回路素子にとっては大きな負荷となるため、処理能力の高い素子が必要となり、装置の高価格化を招くという問題がある。
さらには、車両の動作状態に迅速に対応できる動作制御という観点からは、最適トルク配分とギヤ比がほぼ同時に求められることが望ましいが、従来、これらの最適値の算出は、上述のように回帰演算を用いたものであるため、それぞれ別個に時系列的に算出されるのが通常であり、双方を同時に求めることは困難であった。
【０００５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、ハイブリッド車両における二酸化炭素及び窒素酸化物の排出量を可能な限り最小としつつ、最適トルク及びギヤ比を、比較的短時間でほぼ同時に求めることができるハイブリッド車両における最適トルク及びギヤ比の決定方法及びハイブリット車両制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るハイブリット車両における最適トルク及びギヤ比の決定方法は、
エンジンとモータを車両走行の駆動源として備えると共に、前記エンジンとモータの動作を制御する制御手段を備えてなるハイブリット車両における最適トルク及びギヤ比の決定方法であって、
トルクとギア比をパラメータとして所定の演算式により算出される前記ハイブリット車両の二酸化炭素排出量が最小となる際のトルクとギア比を、最適トルク及びギヤ比と決定し、
前記所定の演算式は、前記ハイブリット車両の動力系を前記エンジンを主としたエンジン動力系と、前記モータを主とした電気動力系とに大別してモデル化し動力系モデルを基に導出されたものであって、前記エンジン動力系から排出される二酸化炭素の量を算出するエンジン系算出項と、前記電気動力系から排出される二酸化炭素の量を算出する電気系算出項との和として表され、
前記エンジン系算出項は、各項が前記ハイブリット車両の動作状態に応じて定められる定数とギヤ比とトルクに関する積で表される多項式からなり、
前記電気系算出項は、各項が前記ハイブリット車両の動作状態に応じて定められる定数とトルクに関する積で表される多項式からなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るハイブリット車両制御装置は、
エンジンとモータを車両走行の駆動源としてなるハイブリット車両において、前記エンジンとモータの動作を制御する制御ユニットを有してなるハイブリット車両制御装置であって、
前記制御ユニットは、
トルクとギヤ比をパラメータとして所定の演算式により前記ハイブリット車両の二酸化炭素排出量を算出すると共に、当該算出値の最小点を求め、当該最小点におけるトルク及びギヤ比を前記エンジン及びモータの最適トルク及びギヤ比と決定するよう構成されてなり、
前記所定の演算式は、前記ハイブリット車両の動力系を前記エンジンを主としたエンジン動力系と、前記モータを主とした電気動力系とに大別してモデル化し動力系モデルを基に導出されたものであって、前記エンジン動力系から排出される二酸化炭素の量を算出するエンジン系算出項と、前記電気動力系から排出される二酸化炭素の量を算出する電気系算出項との和として表され、
前記エンジン系算出項は、各項が前記ハイブリット車両の動作状態に応じて定められる定数とギヤ比とトルクに関する積で表される多項式からなり、
前記電気系算出項は、各項が前記ハイブリット車両の動作状態に応じて定められる定数とトルクに関する積で表される多項式からなるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来と異なり、回帰的に複数回の演算を繰り返すことなく、しかも、ハイブリッド車両における二酸化炭素排出量を可能な限り最小できるトルクとギヤ比の最適値を求めることができるので、制御ユニットにおける処理時間の短縮と、負荷の軽減を図ることができ、制御動作の効率化が図れるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態における最適トルク及びギヤ比の決定方法が適用されるハイブリット車両制御装置の構成例を示す構成図である。
【図２】図１に示されたハイブリット車両制御装置を構成するハイブリット制御ユニットにおける最適トルク及びギヤ比の決定処理の実行に関する機能を説明する機能ブロック図である。
【図３】ハイブリット車両における二酸化炭素の排出に関連する動力系の構成をモデル化して模式的に表したモデル構成図である。
【図４】図３に示されたモデル構成図に含まれるハイブリット車両の構成例を示す構成図であって、図４（Ａ）はパラレル式ハイブリット車両の構成例を示す構成図、図４（Ｂ）はスプリット式ハイブリット車両の構成例を示す構成図である。
【図５】二酸化炭素の排出量と駆動トルクとの関係を表す特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図１乃至図５を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における最適トルク及びギヤ比の決定方法が適用されるハイブリット車両制御装置の構成例について、図１を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態におけるハイブリット車両における最適トルク及びギヤ比の決定方法は、特に、スプリット方式を含むいわゆるパラレル方式のハイブリット車両を前提としたものであるが、図１には、パラレル方式のハイブリット車両の概略のレイアウトと共にハイブリット車両制御装置の構成例が示されている。
【００１０】
まず、ハイブリット車両１００は、内燃機関としてのエンジン１と、モータ２とを有し、これらから得られる駆動力は、クラッチ３ａ，３ｂを介してギヤ装置４に伝達され、ギヤ装置４における適宜なギヤシフトを受けて駆動輪５ａ，５ｂが駆動されるようになっている。ここで、本発明の実施の形態において、ギヤ装置４は、無段変速ギア装置を前提としている。
【００１１】
このようなハイブリット車両１００において、その動作を制御するハイブリット車両制御装置２００は、ハイブリット制御ユニット（図１においては「ＨＥＶ−ＣＯＮＴ」と表記）５１と、エンジン制御ユニット（図１においては「Ｅ−ＥＣＵ」と表記）５２と、モータ制御ユニット（図１においては「Ｍ−ＥＣＵ」と表記）５３と、変速制御ユニット（図１においては「Ｇ−ＥＣＵ」と表記）５４とを具備して構成されたものとなっている。
ハイブリット制御ユニット５１は、詳細は後述するようにハイブリッド車両における最適トルク及びギヤ比の決定方法を実行して最適トルクとギヤ比を決定し、エンジン制御ユニット５２、モータ制御ユニット５３、及び、変速制御ユニット５４に対して、決定された最適トルク及びギヤ比でのエンジン１、モータ２、及び、ギヤ装置４の駆動制御を指令するよう構成されたものである。
【００１２】
エンジン制御ユニット５２は、エンジン１の動作制御を、モータ制御ユニット５３は、モータ２の動作制御を、ハイブリット制御ユニット５１によって決定された最適トルク及びギヤ比に基づいて、それぞれ実行するよう構成されてなるものである。
変速制御ユニット５４は、ハイブリット制御ユニット５１によって決定されたギヤ比に基づいてギヤ装置４の変速動作を制御するよう構成されてなるものである。
これらハイブリット制御ユニット５１、エンジン制御ユニット５２、モータ制御ユニット５３、及び、変速制御ユニット５４は、いずれも、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ（図示せず）を中心に、ＲＡＭやＲＯＭ等の記憶素子（図示せず）を有すると共に、必用に応じて外部とのインターフェイス回路（図示せず）や各種のドライバ回路（図示せず）を主たる構成要素として構成されたものとなっている。
【００１３】
次に、本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両における最適トルク及びギヤ比の決定方法について、詳細な説明を行う前に、その概略を説明することとする。
本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両における最適トルク及びギヤ比の決定方法は、概括すれば、トルクτとギヤ比ρをパラメータとして二酸化炭素の排出量を求める下記の式１を用いて、二酸化炭素の排出量が最小となる際のエンジントルク、モータトルク及びギヤ比を、最適トルク及びギヤ比として、エンジン１、モータ２、及び、ギヤ装置４の動作制御に供するようにしたものである。
【００１４】
なお、ハイブリット車両におけエンジントルク及びモータトルクの最適値は、一般に、車両の動作状態が定常状態に等価である状態であると捉えた場合、換言すれば、車両が静的状態にあるとした場合におけるエンジントルク及びモータトルクと、極短時間の間のトルク変動要求が生じた場合、例えば、アクセルが急に踏まれた場合などにおけるダイナミックトルクと称されるトルク（エンジントルク及びモータトルクの双方を含む）とに大別され、それぞれに別個の演算処理によって決定されるのが原則である。かかる原則は、本発明の実施の形態についても基本的に同様であり、式１を基に求められる最適トルクは、特に、上述の静的状態におけるものである。
【００１５】
【数１】
2010208422.tif 000003
【００１６】
式１において、第１項は、ハイブリット車両のモータ２を主とする電気系統において排出される二酸化炭素の量を、第２項は、エンジン１を主とする機械系統において排出される二酸化炭素の量を、それぞれ表している。
また、第１項において、詳細は後述するが、”ｃｂ”は、「コストファクタ」と称する定数である。
【００１７】
かかる最適トルク及びギヤ比の決定処理は、ハイブリット制御ユニット５１において実行されるようになっており、図２には、その最適トルク及びギヤ比の決定処理の実行に関わるハイブリット制御ユニット５１内部の機能を表した機能ブロックが示されており、以下、同図を参照しつつ、最適トルク及びギヤ比の決定処理の手順について説明する。
まず、最適トルク及びギヤ比の決定処理には、車両の動作状態を表す種々の車両動作情報が用いられる。これら車両動作情報は、外部からセンサ等の出力信号としてハイブリット制御ユニット５１に入力されるものや、ハイブリット制御ユニット５１内部で生成されるものなどである。例えば、具体的には、外部からの車両動作情報としては、図示されないバッテリのＳＯＣ(State of Charging：電池容量)や、エンジン回転数ωなどがある。
【００１８】
そして、ハイブリット制御ユニット５１においては、これらの車両動作情報や定数などを用いて、先の式１の第１項における「Ｐ」の部分の演算（図２においては「Ｐ演算」と表記）や、式１の第２項の「ＣＯ２」の演算（図２においては「ＣＯ２演算」と表記）が行われる。
また、コストファクタｃｂの演算（図２においては「ｃｂ演算」と表記）が上述の車両動作情報に基づいて回帰的に実行されて、その演算結果は、“Ｐ演算”の演算結果と乗算されて、式１の第１項が算出されるようになっている。そして、式１の第１項の算出結果に、“ＣＯ２演算”の演算結果が加算され、二酸化炭素排出量が算出されることとなる。この二酸化炭素排出量は、エンジントルクとモータトルク並びにギヤ比の可能な種々の組み合わせについて求められるものとなっている。
そして、上述のようにして算出された複数の二酸化炭素排出量の内の最小値が“最適値演算”により求められ、その最小値におけるエンジントルク及びモータトルク並びにギヤ比が、それぞれ最適値とされる。
なお、このようにして求められたエンジントルク、モータトルク及びギヤ比の最適値に対しては、車両の運転条件等に基づいて、実際に車両動作制御に用いることのできる範囲（以下「制限範囲」と称する）がそれぞれ定められており、求められた最適値が、対応する制限範囲の最大値を超える場合には、その最大値を最適値として選択されるようになっている。
【００１９】
そして、この求められた最適トルクに基づいてエンジントルクがエンジン制御ユニット５２へ、モータトルクがモータ制御ユニット５３へ、それぞれ指令されると共に、求められたギヤ比に対応して変速ギヤ比制御信号が変速制御ユニット５４へ出力されるようになっている。さらに、求められた最適トルクとギヤ比に基づいて、エンジン１とモータ２の運転を切り換えを指令するための運転モード切換信号が、エンジン制御ユニット５２及びモータ制御ユニット５３へ出力されるようになっている。
【００２０】
次に、先の式１について詳述する。
かかる式１は、次述するような観点に基づいて、本願発明者の鋭意研究の結果として導出されたものである。
まず、先に背景技術で説明したように、本願発明者は、従来の一般的な手法である回帰演算処理における膨大な処理時間やマイクロコンピュータなどを用いた処理ユニットの負荷の大きさなどを解消し、しかも、近年、特に求められている環境への配慮を考慮しつつ、最適トルクとギヤ比を求める方法の実現という観点で鋭意試験、研究を行った。
【００２１】
具体的には、本願発明者は、車両からの二酸化炭素の排出量を極力最小にでき、しかも、処理時間が短縮化が図れる最適トルクとギヤ比の決定方法を模索し、その結果、ハイブリット車両における二酸化炭素の排出量を、式１に示されたように、エンジンを中心としたいわゆる機械系から排出される二酸化炭素量と、モータを中心としたいわゆる電気系から排出される二酸化炭素量の和として表し得ることを見出すに至ったものである。
【００２２】
この式１は、ハイブリット車両における二酸化炭素の排出に関連する動力系を、図３示されたようにモデル化したものに基づいて導出されたものである。
ここで、図３を参照しつつ、その内容について説明する。
図３に示されたハイブリット車両の動力系モデルにおいて、動力系は、エンジン動力系１１と、電気動力系１２の２つに大別され、それぞれから得られた動力は、共にギヤボックス（変速装置）１３ａ〜１３ｃを介して図示されない車輪を駆動するに必要なトルクτaxle及び車輪（図示せず）の駆動軸の回転スピードωの出力が得られるものとなっている。
【００２３】
エンジン動力系１１は、エンジン１と、エンジン１の機械的負荷１４と、エンジン動力系のギヤボックス１３ａとが直列的に結合されたものとしてモデル化されたものとなっている。
ここで、ギヤボックス１３ａは、エンジン１の動力伝達経路において作用するギヤとクラッチを概念的に包含するものであり、機械的負荷１４は、エンジン１とギヤボックス１３ａとの間に介在し、エンジン１の機械的動力出力に対して負荷となる各種の機械装置、部品を概念的に包含するものである。
なお、図３のエンジン動力系１１において、”τfc”は、エンジン１の入力側において要求される入力トルクを、”ωfc”は、エンジン１の駆動軸における回転数を、それぞれ表している。また、”α（ｍｅｃｈ）”は、機械的負荷１４において必要とされる動力の大きさを、”ρ1”は、ギヤボックス１３ａにおけるギヤ比を、それぞれ表している。
【００２４】
一方、電気動力系１２においては、バッテリ１５と、電気系負荷１６と、モータ２と、ギヤボックス１３ｂとが直列的に結合されたものとしてモデル化されたものとなっている。
ここで、ギヤボックス１３ｂは、モータ２の動力伝達経路において作用するギヤとクラッチを概念的に包含するものであり、電気系負荷１６は、バッテリ１５とモータ２との間に介在し、バッテリ１５によるモータ２への電源供給において電気的な負荷（損失）となるものを包括的に概念したものである。
なお、図３の電気動力系１２において、”σ”は、ＳＯＣ(State of Charging）、すなわち、バッテリ１５の充電容量を、”α（ｅｌｅｃ）”は、電気系負荷１６において必要とされる電力の大きさを、それぞれ表している。また、”ρ2”は、ギヤボックス１３ｂにおけるギヤ比を表している。
【００２５】
そして、ギヤボックス１３ａを介して得られたエンジン動力系１１の動力と、ギヤボックス１３ｂを介して得られた電気動力系１２の動力は、ギヤボックス１３ｃを介して車輪（図示せず）の駆動に供されるようになっている。なお、図３において、”ρ3”は、ギヤボックス１３ｂにおけるギヤ比を、”ω”は、車輪の回転数を、それぞれ表している。
【００２６】
この図３に示された動力系モデルは、より具体的には、例えば、図４（Ａ）に示された構成のパラレル式ハイブリッド車のみならず、図４（Ｂ）に示されたスプリット式ハイブリット車をも含み得るものである。なお、図４においては、図１に示された構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略し、以下、異なる点について説明することとする。
図４（Ａ）は、パラレル式ハイブリット車の概略構成例を示したもので、図３におけるバッテリ１５は省略されたものとなっている。
また、図４（Ｂ）は、スプリット式の構成例を示すものであり、この例は、一方の一組の車輪５ａ，５ｂがモータ２の駆動を受けるようになっている一方、他方の一組の車輪５ｃ，５ｄは、エンジン１の駆動を受けるようになっていると共に、一方の一組の車輪５ａ，５ｂと他方の一組の車輪５ｃ，５ｄとは、tire-road-tire結合されたものとなっている。なお、図４（Ｂ）において、＋符号をひし形で囲んだ記号は、tire-road-tire結合を意味している。
【００２７】
本願発明者は、上述の動力系モデルに基づいて、式１における第１項、第２項共に、それぞれトルクとギヤ比をパラメータとした多項式として表し得る結論を導くに至った。
すなわち、式１の第１項は、モータ２を中心とした電気系から排出される二酸化炭素の量を表し、ここで、Ｃbは、定数で、バッテリ１５に１ＫＷの電力を蓄積する際にハイブリット車両から排出される二酸化炭素量の平均値として算定されたものである。
また、Ｐ（ｅｌ）(τ，ρ１)は、下記する式２の如く、多項式演算により求めることができるものである。
すなわち、式２に示された多項式は、その各項が、トルクτと車両の動作状態に応じて定まる定数との積で表されたものとなっている。
【００２８】
【数２】
2010208422.tif 000004
【００２９】
ここで、式２における大文字Ｖは、車両の動作状態、換言すれば、走行状態を表す情報、例えば、ＳＯＣや車両速度などに基づいて下記する式３によって求めらるものである。
【００３０】
【数３】
2010208422.tif 000005
【００３１】
ここで、小文字ｖは、車両の動作状態、換言すれば、走行状態を表す情報、例えば、ＳＯＣや車両速度、ギヤ比などを用いた多項式関数によって求められるもので、その多項式関数は、試験やシミュレーション等に基づいて設定されるものである。
また、式３におけるＡは、定数であり、下記の式４で示されるマトリックス式により算定されるものである。
【００３２】
【数４】
2010208422.tif 000006
【００３３】
この式４におけるマトリックス要素ｋ１、ｋ２、ｋ３、及びｋ４は、定数であり、車両の規模等によって個々に異なるもので、試験やシミュレーション等に基づいて算定されるものである。
【００３４】
一方、式１の第２項は、エンジン１を中心とした機械系から排出される二酸化炭素の量を表し、ＣＯ２（ｍｅｃｈ）(τ，ρ)は、下記する式５の如く、多項式演算により求めることができるものとなっている。
すなわち、式５に示された多項式は、その各項が、ギヤ比ρとトルクτと車両の動作状態に応じて定まる定数との積で表されたものとなっている。
【００３５】
【数５】
2010208422.tif 000007
【００３６】
ここで、式５における大文字Ｗは、下記する式６によって求められるものである。
【００３７】
【数６】
2010208422.tif 000008
【００３８】
この式６において、小文字ｗは、車両の動作状態、換言すれば、走行状態を表す情報、例えば、ＳＯＣや車両速度、ギヤ比などを用いた多項式関数によって求められるもので、その多項式関数は、試験やシミュレーション等に基づいて設定されるものである。
本発明の実施の形態においては、ｗは、下記する式７に示されるマトリックス式で表されるものとなっている。
【００３９】
【数７】
2010208422.tif 000009
【００４０】
式７においてωｆｃは、エンジン回転数である。
また、式６において、Ｂは、定数であり、下記する式８で示されるマトリックス式により算定されるものである。
【００４１】
【数８】
2010208422.tif 000010
【００４２】
この式８におけるマトリックス要素ａ、ｂ、ｃ、及びｄは、定数であり、車両の規模等によって個々に異なるもので、試験やシミュレーション等に基づいて選定されるものである。
図５には、式１で求められる二酸化炭素の排出量と駆動トルクとの関係を表す特性線例が示されており、以下、同図について説明する。
まず、図５において、縦軸は二酸化炭素の排出量を、横軸は、エンジントルクτfcとモータトルクを、それぞれ表している。ここで、エンジントルクτfcは、最適値として求められたエンジントルクτをエンジン１の入力側の値に換算したものである。
同図において、一点鎖線で表された特性線は、先の式１における第１項により求められるモータ２を中心とした電気系から排出される二酸化炭素の量とモータトルクとの相関関係を表したものである。
【００４３】
本発明の実施の形態においては、モータ２が発電状態になる場合、二酸化炭素の排出が負の領域（図５において「charging」と表記された領域参照）であるとの概念を導入し、式１の第１項がモータ２が動力を発生する場合、すなわち、二酸化炭素を通常に排出する状態（図５において「discharging」と表記された領域参照）ばかりのみならず、モータ２が発電機として発電動作にある場合においても、第１項を適用することを可能としている。
【００４４】
また、図５において、実線で表された特性線は、先の式１における第２項により求められるエンジン１を中心とした機械系から排出される二酸化炭素の量とエンジントルクとの相関関係を表したものである。
そして、図５において、二点鎖線で表された特性線は、式１により求められる二酸化炭素の排出量とトルクとの関係を表したもので、特に、最適値と付記された丸印の点は、二酸化炭素の排出量が最小の点である。
本発明の実施の形態におけるハイブリット制御ユニット５１においては、上述の図５の最適値と付記された丸印の点が最適値演算により求められ（図２参照）、その点におけるエンジントルク及びモータトルク並びにギヤ比が、最適トルク及びギヤ比とされて、車両制御に供されるようになっている。なお、このようにして求められるギヤ比は、先の図３に示されたモデル構成図におけるメインのギヤボックスであるギヤボックス１３ａにおける値である。
【００４５】
このように、本発明の実施の形態における最適トルク及びギヤ比の演算算出は、多項式表現された関数を用いるようにしたので、複数回の演算処理を繰り返しつつ最適値に漸近してゆくような従来の処理とは異なり、一度の演算処理で、最適トルクとギヤ比の双方を求めることができ、演算時間の短縮が図られると共に、演算処理を実行する際のハイブリット制御ユニット５１の負担が従来に比して軽減されることとなる。
【００４６】
なお、本発明の実施の形態における式１は、図４に示された構成のハイブリット車両を基にモデル化したもの（図３参照）に基づくものであるが、モデル化の対象となるハイブリット車両の構成は、図４に示された構成に限定されるものではなく、同様な手法を適用して他の構成の車両に拡張して式１に準じた演算式を得、本発明の実施の形態同様に最適トルク及びギヤ比を決定することができるものである。
また、本発明の実施の形態においては、マトリックス式Ａ、Ｂ及びＷの行あるいは列が、１又は２のものとして説明したが、これに限定されるものではなく、上述のように式１をさらに多くのパラメータを用いた多項式とすることに対応して、より多くの行、列を有するマトリックス式となることは勿論である。
【符号の説明】
【００４７】
１…エンジン
２…モータ
４…ギヤ装置
５１…ハイブリット制御ユニット
５２…エンジン制御ユニット
５３…変速制御ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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