(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとモータと無段変速機とを有するハイブリッド車において、前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段と、前記ハイブリッド車の運転状態に基づいて目標モータ出力及び目標エンジン出力を設定する目標出力設定手段と、前記目標エンジン出力を最良燃費で得られる回転数となるように前記無段変速機の変速比を制御する変速比制御手段と、前記エンジン回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度に基づいて前記エンジンが最良燃費となる最良燃費出力を設定して前記エンジンの出力を制御するエンジン出力制御手段と、前記最良燃費出力と前記目標エンジン出力の偏差に基づいて前記目標モータ出力を補正する目標モータ出力補正手段とを具えたことを特徴とするハイブリッド車の出力制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のハイブリッド車の出力制御装置において、前記目標モータ出力補正手段により補正された補正目標モータ出力を所定値と比較する比較手段と、該比較手段により該補正目標モータ出力が該所定値よりも大きいときに両者の偏差に応じて前記エンジン出力制御手段により設定された最良燃費出力を補正するエンジン出力補正手段とを設けたことを特徴とするハイブリッド車の出力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータと無段変速機とを有するハイブリッド車の出力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境の問題から排気ガスの発生を抑制するような、内燃機関とモータとを駆動源とするハイブリッド車が実用化されている。このようなハイブリッド車では、運転状態に応じてモータの駆動のみにより駆動輪を駆動したり、モータと内燃機関の両者の駆動により駆動輪を駆動したりできるようになっており、最近では、この内燃機関及びモータにＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ）などの無段変速機を組み合わせたものが提案されている。
【０００３】
このようなハイブリッド車は、エンジンとモータとがクラッチを介して接続され、このモータに接続されたＣＶＴがクラッチを介して駆動軸（駆動輪）に接続されて構成されている。図４にこのようなハイブリッド車における従来の出力制御装置の制御ブロックを示す。
【０００４】
従来のハイブリッド車の出力制御装置において、図４に示すように、ドライバが操作するアクセル開度ＡＰＳと車両の速度（車速）とに基づいて車両が必要とする要求出力ＲＰＳが設定される。そして、モータ側では、この要求出力ＲＰＳとバッテリの充電量ＳＯＣとに基づいて目標モータ出力ＭＰＳが設定され、この目標モータ出力ＭＰＳをモータ回転数Ｎｍで除算してクリップ処理、つまり、モータ回転数とバッテリ充電量ＳＯＣとから設定されるモータ最大トルクより低くなるように制限することで、目標モータトルクＭＴＱが設定される。
【０００５】
一方、エンジン側では、要求出力ＲＰＳから目標モータ出力ＭＰＳを減算して目標エンジン出力ＥＰＳが設定され、この目標エンジン出力ＥＰＳをエンジン回転数Ｎｅで除算することで、目標エンジントルクＥＴＱが設定される。また、目標エンジン出力ＥＰＳとエンジン回転数Ｎｅとからエンジンが最良燃費となる回転数が設定され、ＣＶＴの目標プライマリ回転数Ｎｐとして出力される。
【０００６】
そして、コントローラは設定された目標モータトルクＭＴＱと目標エンジントルクＥＴＱと目標プライマリ回転数Ｎｐとに基づいてエンジンとモータとＣＶＴを制御することで、ハイブリッド車はドライバの要求通りに走行する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来のハイブリッド車の出力制御装置にあって、目標エンジントルクＥＴＱは、目標エンジン出力ＥＰＳを実際（現在）のエンジン回転数Ｎｅで除算して求めている。一方、ＣＶＴでは、油圧の給排による変速遅れが生じることから実際のエンジン回転数Ｎｅは目標値からやや低いものとなり、求められた目標エンジントルクＥＴＱはやや高く設定されてしまう。そのため、このＣＶＴで変速遅れが生じる期間では、エンジンが最良燃費となる回転数とはならずに燃費の悪化を招いてしまう。
【０００８】
図５に従来のハイブリッド車の出力制御装置におけるＣＶＴの変速遅れ発生時のモータ及びエンジンの運転状態の変化を表すグラフを示す。図５のグラフからもわかるように、ハイブリッド車の走行中にドライバがアクセルペダルを踏み込むと、エンジン要求出力が上昇して目標プライマリ回転数が上昇するが、実際のプライマリ回転数の上昇に遅れが発生している。そして、このとき、目標エンジントルクが一時的に高くなり、ＣＶＴに変速遅れがない場合に比べて不安定なものとなっている。
【０００９】
本発明はこのような問題を解決するものであって、無段変速機の変速遅れによるエンジンの燃費の悪化を防止してドライバビリティの向上を図ったハイブリッド車の出力制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために請求項１の発明のハイブリッド車の出力制御装置では、目標出力設定手段はハイブリッド車の運転状態に基づいて目標モータ出力及び目標エンジン出力を設定し、変速比制御手段が目標エンジン出力を最良燃費で得られる回転数となるように無段変速機の変速比を制御すると共に、エンジン出力制御手段がエンジン回転速度に基づいてエンジンが最良燃費となる最良燃費出力を設定してエンジンの出力を制御し、一方、目標モータ出力補正手段が最良燃費出力と目標エンジン出力の偏差に基づいて目標モータ出力を補正するようにしている。
【００１１】
従って、実際のエンジン回転速度に基づいて設定されたエンジンが最良燃費となる最良燃費出力によりエンジンの出力を制御する一方、この最良燃費出力と目標エンジン出力の偏差、つまり、目標エンジン出力の不足分をモータ側で補うように目標モータ出力を補正してモータの出力を制御しており、無段変速機の変速遅れが発生する期間であっても、エンジンは最良燃費となるように制御されることで、エンジンの燃費の悪化を防止できる。
【００１２】
また、請求項２の発明のハイブリッド車の出力制御装置では、比較手段が目標モータ出力補正手段により補正された補正目標モータ出力を所定値と比較し、エンジン出力補正手段は補正目標モータ出力が所定値よりも大きいときには両者の偏差に応じてエンジン出力制御手段により設定された最良燃費出力を補正するようにしている。従って、補正目標モータ出力が所定値、例えば、モータの出力上限値よりも大きいときには両者の偏差、つまり、不足分を再びエンジン側に戻して最良燃費出力を補正しており、ドライバがハイブリッド車に対して要求した出力は確実に確保され、ドライバビリティを向上できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１に本発明の一実施形態に係るハイブリッド車の出力制御装置の制御ブロック、図２に本実施形態のハイブリッド車の出力制御装置による制御のフローチャート、図３に本実施形態のハイブリッド車の概略構成を示す。
【００１５】
本実施形態のハイブリッド車において、図３に示すように、搭載されるエンジン１１は、例えば、筒内噴射型の火花点火式ガソリンエンジンであって、シリンダヘッドに気筒ごとに点火プラグ１２及びインジェクタ１３が取付けられ、ピストン１４の上方に形成される燃焼室１５内にこのインジェクタ１３の噴射口が開口し、燃料が燃焼室１５内に直接噴射されるようになっている。また、シリンダヘッドには燃焼室１５を臨む吸気ポート１６及び排気ポート１７が形成され、吸気ポート１６は吸気弁１８により開閉され、排気ポート１７は排気弁１９により開閉される。そして、このエンジン１１には各気筒の所定のクランク位置でクランク角信号を出力するクランク角センサ２０が設けられ、クランク角センサ２０はエンジン回転速度を検出可能となっている。更に、吸気ポート１６には吸気管２１が接続され、空気取入口にはエアクリーナ２２が取付けられており、この吸気管２１には電子制御スロットル弁２３及びスロットルポジションセンサ２４が取付けられ、このスロットル弁２３上流側にはエアフローセンサ２５が取付けられている。排気ポート１７には排気管２６が接続されている。
【００１６】
このように構成されたエンジン１１のクランク軸２７は伝達クラッチ２８を介して電気モータ２９の出力軸３０と断接可能となっており、この伝達クラッチ２８は図示しない油圧駆動装置で作動するアクチュエータ３１により駆動可能となっている。そして、この電気モータ２９はバッテリ３２から電力の供給を受けて駆動可能であると共に、エンジン１１からの駆動力を受けて発電して電力をバッテリ３２に充電可能となっている。
【００１７】
この電気モータ２９の出力軸３０は無段変速機としてのＣＶＴ３３に接続されている。このＣＶＴ３３は、図示しない一対の可変Ｖ形プーリの間に無端のスチールベルトを掛け回し、一方の可変Ｖ形プーリの回転軸を入力側となる出力軸３０に連結し、他方の可変Ｖ形プーリの回転軸を出力側となる出力軸３４に連結して構成されており、油圧の給排により各可変Ｖ形プーリの幅を変更してプーリ比を変えることで、エンジン１１や電気モータ２９から伝達される回転力を一対の可変Ｖ形プーリ及びスチールベルトを介して無段階に調節して出力軸３４に伝達することができる。そして、ＣＶＴ３３の出力軸３４は発進クラッチ３５を介してデファレンシャルギヤ３６に接続されており、この発進クラッチ３５は図示しない油圧駆動装置で作動するアクチュエータ３６により駆動可能となっており、出力軸３４から左右の駆動輪３８へのトルク伝達量を調整することができる。
【００１８】
また、車両にはエンジン１１、電気モータ２９、ＣＶＴ３３などを制御するエンジンの電子制御ユニット（ＥＣＵ）３９が設けられ、このＥＣＵ３９には、入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が具備されており、このＥＣＵ３９により筒内噴射エンジン１１の総合的な制御が実施される。即ち、前述したクランク角センサ２０、スロットルポジションセンサ２４、エアフローセンサ２５に加えてドライバが踏み込むアクセルペダルのポジションセンサ４０などの各種センサ類の検出情報、イグニッションキースイッチ４２の信号がＥＣＵ３９に入力され、ＥＣＵ３９が各種センサ類の検出情報に基づいて、燃料噴射モードや燃料噴射量、点火時期等を決定し、点火プラグ１２、インジェクタ１８のドライバ、スロットル弁２３の駆動モータ等を駆動制御する。
【００１９】
また、ＥＣＵ３９には図示しないバッテリ容量センサが検出するバッテリ３２の充電容量が入力されており、このバッテリ充電容量に応じて電気モータ２９を制御している。更に、ＣＶＴ３３は、前述したように、一対の可変Ｖ形プーリの幅を変更するための油圧駆動回路を有しており、ＥＣＵ３９はこの油圧駆動回路を制御することでプーリ比を変えて変速比を設定変更するようにしている。なお、伝達クラッチ２８及び発進クラッチ３５の各アクチュエータ３１，３７の制御もＥＣＵ３９が行うようにしている。
【００２０】
ところで、本実施形態のハイブリッド車の出力制御装置にあって、ＥＣＵ３９は、ハイブリッド車の運転状態に基づいてエンジン１１における目標エンジン出力と電気モータ２９における目標モータ出力とを設定（目標出力設定手段）し、エンジン１１がこの目標エンジン出力を最良燃費で得られる回転数となるようにＣＶＴ３３の変速比を制御（変速比制御手段）すると共に、クランク角センサ２０が検出したエンジン回転速度に基づいてエンジン１１が最良燃費となる最良燃費出力を設定してその出力を制御（エンジン出力制御手段）する一方、この最良燃費出力と目標エンジン出力の偏差に基づいて目標モータ出力を補正（目標モータ出力補正手段）している。更に、この補正目標モータ出力を所定値と比較（比較手段）し、補正目標モータ出力が所定値よりも大きいときに両者の偏差に応じて最良燃費出力を補正（エンジン出力補正手段）している。
【００２１】
ここで、上述した本実施形態のハイブリッド車の出力制御装置におけるＥＣＵ３９の制御を図１の制御ブロック及び図２のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、まず、ステップＳ１にて、ハイブリッド車がエンジン１１と電気モータ２９により走行しているかどうかを判定し、バッテリ３２の充電量が十分でないなどの理由でエンジン１１のみで走行していたり、バッテリ３２の充電量が十分であって低負荷走行状態であるために電気モータ２９のみで走行しているときには、ステップＳ２以降の処理を実行せずにこのルーチンを抜け出る。この場合、図３に示すように、ドライバのアクセルペダルの踏み込み量に応じたエンジン１１の駆動力が伝達クラッチ２８及び出力軸３０を介してＣＶＴ３３に伝達され、あるいは、電気モータ２９の駆動力が出力軸３０を介してＣＶＴ３３に伝達され、このＣＶＴ３３にて変速比が設定されて左右の駆動輪３８へ所定のトルクが伝達され、ハイブリッド車が走行することができる。
【００２３】
一方、図１及び図２に戻り、ステップＳ１にて、ハイブリッド車がエンジン１１と電気モータ２９により走行していれば、ステップＳ２に移行してエンジン１１、電気モータ２９、ＣＶＴ３３等の出力制御を行う。即ち、このステップＳ２では、アクセルポジションセンサ４０が検出したアクセル開度ＡＰＳとクランク角センサ２０が検出した車速Ｖとに基づいてＡＰＳ−Ｖの３次元マップから、ハイブリッド車が必要とする要求出力ＲＰＳが設定される。そして、ステップＳ３では、電気モータ側にて、この要求出力ＲＰＳとバッテリ３２の充電量ＳＯＣとに基づいてＲＰＳ−ＳＯＣの３次元マップから、目標モータ出力ＭＰＳが設定され、ステップＳ４にて、この目標モータ出力ＭＰＳを現在のモータ回転数Ｎｍで除算して目標モータトルクＭＴＱ１  が求められる。
【００２４】
一方、ステップＳ５では、エンジン側にて、要求出力ＲＰＳから目標モータ出力ＭＰＳを減算することで目標エンジン出力ＥＰＳが設定され、ステップＳ６で、この目標エンジン出力ＥＰＳを現在のエンジン回転数Ｎｅで除算することで、目標エンジントルクＥＴＱ１  が設定される。また、ステップＳ７では、エンジン回転数Ｎｅに基づいてエンジン１１が最良燃費となる最良燃費出力ＥＰＳ２  が設定され、ステップＳ８で、この最良燃費出力ＥＰＳ２  を現在のエンジン回転数Ｎｅで除算することで、目標エンジントルクＥＴＱ２  が設定される。そして、ステップＳ９にて、目標エンジン出力ＥＰＳに基づいて求めた目標エンジントルクＥＴＱ１  から、エンジン回転数Ｎｅに基づいて最良燃費となるように求めた目標エンジントルクＥＴＱ２  を減算することで両者の偏差、つまり、目標エンジン出力の不足分ＥＴＱ０  を求めて電気モータ２９側に出力する。
【００２５】
すると、ステップＳ１０では、目標モータトルクＭＴＱ１  に目標エンジン出力の不足分ＥＴＱ０  を加算して目標モータトルクＭＴＱ２  を求め、クリップ処理する。即ち、ステップＳ１１で現在のモータ回転数Ｎｍとバッテリ充電量ＳＯＣとに基づいてＮｍ−ＳＯＣの３次元マップから最大モータトルクＭＴＱＭＡＸ  を求め、ステップＳ１２で目標モータトルクＭＴＱ２  と最大モータトルクＭＴＱＭＡＸ  とを比較、具体的には、目標モータトルクＭＴＱ２  から最大モータトルクＭＴＱＭＡＸ  を減算した偏差値ＭＴＱ０  が０より大きいかどうかを判定する。ここで偏差値ＭＴＱ０  が０より大きくなければ、つまり、目標モータトルクＭＴＱ２  が最大モータトルクＭＴＱＭＡＸ  以下であれば、ステップＳ１３に移行してこの目標モータトルクＭＴＱ２  を電気モータ２９の目標モータトルクＭＴＱとして出力する。
【００２６】
一方、ステップＳ１２で偏差値ＭＴＱ０  が０より大きければ、つまり、目標モータトルクＭＴＱ２  が最大モータトルクＭＴＱＭＡＸ  より大きければ、ステップＳ１４に移行して最大モータトルクＭＴＱＭＡＸ  を電気モータ２９の目標モータトルクＭＴＱとして出力する。そして、ステップＳ１５にて、要求トルクの不足分となる偏差値ＭＴＱ０  をエンジン１１側に出力し、目標エンジントルクＥＴＱ２  に偏差値ＭＴＱ０  を加算したものを目標エンジントルクＥＴＱとして出力する。
【００２７】
また、ステップＳ５にて、目標エンジン出力ＥＰＳが設定されると、ステップＳ１６では、このこの目標エンジン出力ＥＰＳと現在のエンジン回転数Ｎｅとに基づいてＥＰＳ−Ｎｅの３次元マップからエンジン１１が最良燃費となるエンジン回転数が設定され、このエンジン回転数をＣＶＴ３３の目標プライマリ回転数Ｎｐとして出力する。
【００２８】
そして、このようにして目標モータトルクＭＴＱ、目標エンジントルクＥＴＱ、目標プライマリ回転数Ｎｐが設定されると、ＥＣＴ３９は各設定値に基づいて、エンジン１１と電気モータ２９とＣＶＴ３３を制御し、前述したように、ハイブリッド車を走行させる。
【００２９】
このように本実施形態では、実際のエンジン回転数Ｎｅに基づいて設定されたエンジン１１が最良燃費となる最良燃費出力ＥＰＳ２  を設定してエンジンの出力を制御する一方、この最良燃費トルク出力ＥＴＱ２  と目標エンジントルクＥＴＱ１  の偏差、つまり、目標エンジントルクの不足分ＥＴＱ０  をモータ２９側で補うように目標モータトルクＭＴＱ１  に不足分ＥＴＱ０  を加算してＭＴＱ２  を設定し、モータ２９の出力を制御している。従って、ＣＶＴ３３の変速遅れが発生する期間であっても、エンジン１１は最良燃費となるように制御されることで、エンジンの燃費の悪化を防止できる。また、目標モータトルクＭＴＱ２  が最大目標モータトルクＭＴＱＭＡＸ  より大きいときにはその不足分ＭＴＱ０  を再びエンジン１１側で補うように目標エンジントルクＥＴＱ２  に不足分ＭＴＱ０  を加算して補正しており、ドライバがハイブリッド車に対して要求した出力は確実に確保され、ドライバビリティを向上できる。
【００３０】
なお、上述の実施形態では、ＥＣＵ３９がアクセル開度ＡＰＳと車速Ｖとに基づいて要求出力ＲＰＳを設定し、この要求出力ＲＰＳから目標モータ出力ＭＰＳ及び目標エンジン出力ＥＰＳを求め、目標モータトルクＭＴＱ及び目標エンジントルクＥＴＱに変換したが、アクセル開度ＡＰＳと車速Ｖとに基づいて要求トルクＲＴＱを設定し、この要求トルクＲＴＱから目標モータトルクＭＴＱ及び目標エンジントルクＥＴＱを求めるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明のハイブリッド車の出力制御装置によれば、実際のエンジン回転速度に基づいてエンジンが最良燃費となる最良燃費出力を設定してエンジンの出力を制御する一方、この最良燃費出力と目標エンジン出力の偏差に基づいて目標モータ出力を補正したので、無段変速機の変速遅れが発生する期間であっても、エンジンは最良燃費となるように制御されることで、エンジンの燃費の悪化を防止することができる。
【００３２】
また、請求項２の発明のハイブリッド車の出力制御装置によれば、補正目標モータ出力が所定値よりも大きいときには両者の偏差に基づいて最良燃費出力を補正したので、ドライバがハイブリッド車に対して要求した出力は確実に確保され、ドライバビリティを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド車の出力制御装置の制御ブロック図である。
【図２】本実施形態のハイブリッド車の出力制御装置による制御のフローチャートである。
【図３】本実施形態のハイブリッド車の概略構成図である。
【図４】従来のハイブリッド車の出力制御装置の制御ブロック図である。
【図５】従来のハイブリッド車の出力制御装置におけるＣＶＴの変速遅れ発生時のモータ及びエンジンの運転状態の変化を表すグラフである。
【符号の説明】
１１  エンジン
２０  クランク角センサ（回転速度検出手段）
２７  クランク軸
２９  電気モータ
３２  バッテリ
３３  ＣＶＴ（無段変速機）
３９  エンジンの電子制御ユニット、ＥＣＵ（目標出力設定手段、変速比制御手段、エンジン出力制御手段、目標モータ出力補正手段）
４０  アクセルポジションセンサ
【図１】
0003562412.tif 000002
【図２】
0003562412.tif 000003
【図３】
0003562412.tif 000004
【図４】
0003562412.tif 000005
【図５】
0003562412.tif 000006