(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）に応じて変化する目標発電パワーに、時間当たりの目標発電パワーが増加／減少する量（変化量）を制限して、ドライバビリティを向上することにある。【解決手段】制御手段（１２）は、バッテリ（１３）の充電状態（ＳＯＣ）に応じて目標発電パワーを算出する目標発電パワー算出手段（３０）を備え、今回算出された目標発電パワーと前回算出された目標発電パワーとの差が予め設定された制限値未満の場合に今回算出された目標発電パワーが出力できるように制御し、今回算出された目標発電パワーと前回算出された目標発電パワーとの差が予め設定された制限値を超えた場合には前回算出された目標発電パワーに予め設定された制限値を加えた値を今回の目標発電パワーとして出力できるように制御する制限制御出力手段（３１）を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を駆動軸に動力伝達機構を介して出力するハイブリッド車両において、運転者の要求に応じて要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を備えてこの要求駆動力設定手段により設定された要求駆動力になるように前記エンジンが目標エンジンパワーを出力するよう制御し且つ前記モータジェネレータが目標発電パワーを出力できるように制御する制御手段を設け、この制御手段は、バッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段を備え、この充電状態検出手段により検出されたバッテリの充電状態に応じて目標発電パワーを算出する目標発電パワー算出手段を備え、今回算出された目標発電パワーと前回算出された目標発電パワーとの差が予め設定された制限値未満の場合に今回算出された目標発電パワーが出力できるように制御し、今回算出された目標発電パワーと前回算出された目標発電パワーとの差が予め設定された制限値を超えた場合には前回算出された目標発電パワーに予め設定された制限値を加えた値を今回の目標発電パワーとして出力できるように制御する制限制御出力手段を備えていることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制限制御出力手段は、今回算出された目標発電パワーと前回算出された目標発電パワーとの差が正の値であるか負の値であるかにより前記制限値の値を異ならせ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。
【請求項３】
前記制限制御出力手段は、シフトポジションの変化に応じて実行されていることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ハイブリッド車両に係り、特にエンジンとモータジェネレータとを動力源した車両においてエンジン動作点を制御するハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、駆動源として、エンジンとこのエンジン以外にモータジェネレータ（電動機）を備え、燃費を向上するための、いわゆるハイブリッド車両がある。
このハイブリッド車両では、エンジンの目標エンジンパワーを、車両が要求するエンジンの出力すべきパワー（以下「車両要求パワー」という）と要求発電パワーとを加算して算出し、目標エンジンパワーを出力できる動作点のうち、燃料消費率が最小となる動作点を目標動作点として設定し、エンジンの動作点が目標動作点となるように、エンジントルクやモータジェネレータトルクを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１９１０７９号公報
【０００４】
特許文献１に係るハイブリッド車両の制御装置は、車両の加速時でバッテリの充電状態（ＳＯＣ）に余裕がある場合に、エンジン回転数とモータにおける回転数とが同一になるように、車両要求パワーに応じて、エンジン動作点検索マップ（図５参照）によって目標エンジン回転数と目標エンジントルクとを算出し、この算出された目標エンジン回転数と目標エンジントルクによって制御行うものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来、ハイブリッド車両の制御において、車両要求パワーは、運転者の意思を表した値であり、車両要求パワーの増大により目標エンジンパワーが増加しても違和感は無く問題とはならないが、要求発電パワーは主に電池の充電状態によって定まり、運転者の意思とは関係なく定まることから、「Ｐ」レンジから「Ｒ」レンジヘシフトした場合に、「Ｐ」レンジでの目標発電パワーを「Ｒ」レンジより低く設定しているため、急激にエンジン回転数が上昇したり、また、「Ｎ」レンジでは、発電を行わないようにしているため、「Ｎ」レンジから「Ｄ」レンジにシフトした場合でも、エンジン回転数が急激に上昇してしまい、ドライバビリティが悪化するという不都合があった。
【０００６】
そこで、この発明は、バッテリの充電状態（ＳＯＣ）に応じて変化する目標発電パワーに、時間当たりの目標発電パワーが増加／減少する量（変化量）を制限することを目的とするハイブリッド車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を駆動軸に動力伝達機構を介して出力するハイブリッド車両において、運転者の要求に応じて要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を備えてこの要求駆動力設定手段により設定された要求駆動力になるように前記エンジンが目標エンジンパワーを出力するよう制御し且つ前記モータジェネレータが目標発電パワーを出力できるように制御する制御手段を設け、この制御手段は、バッテリの充電状態を検出する充電状態検出手段を備え、この充電状態検出手段により検出されたバッテリの充電状態に応じて目標発電パワーを算出する目標発電パワー算出手段を備え、今回算出された目標発電パワーと前回算出された目標発電パワーとの差が予め設定された制限値未満の場合に今回算出された目標発電パワーが出力できるように制御し、今回算出された目標発電パワーと前回算出された目標発電パワーとの差が予め設定された制限値を超えた場合には前回算出された目標発電パワーに予め設定された制限値を加えた値を今回の目標発電パワーとして出力できるように制御する制限制御出力手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のハイブリッド車両は、目標発電パワーの値が急激に変化しないように制限制御して、目標エンジンパワーの値を急激に変化させる必要をなくし、これにより、ドライバビリティの向上に貢献することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は制御手段おける制御のフローチャートである。（実施例）
【図２】図２は制御手段おける制御のタイムチャートである。（実施例）
【図３】図３はハイブリッド車両の制御装置のシステム構成図である。（実施例）
【図４】図４は制御手段のブロック図である。（実施例）
【図５】図５はエンジン動作点検索マップの図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、目標エンジンパワーの値を急激に変化させる必要をなくしてドライバビリティを向上する目的を、目標発電パワーの値が急激に変化しないように制限制御して実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
【実施例】
【００１１】
図１〜図５は、この発明の実施例を示すものである。
図３において、１は車両としてのハイブリッド車両に搭載されるエンジン、２はハイブリッド車両の制御装置である。
この制御装置２は、トルクを出力する駆動源であるエンジン１の出力軸３と、モータジェネレータとしての第１のモータジェネレータ４及び第２のモータジェネレータ５と、駆動輪６に伝達ギア機構７を介して接続される駆動軸８と、出力軸３と第１のモータジェネレータ４と第２のモータジェネレータ５と駆動軸８とに夫々連結された動力伝達機構（差動歯車機構）９とを備えている。
また、制御装置２は、第１のモータジェネレータ４を作動制御する第１のインバータ１０と、第２のモータジェネレータ５を作動制御する第２のインバータ１１と、第１のインバータ１０と第２のインバータ１１とに連絡した制御手段１２とを備えている。第１のインバータ１０と第２のインバータ１１の各電源端子は、蓄電装置としてのバッテリ１３に接続している。
【００１２】
動力伝達機構９は、いわゆる４軸式の動力入出力装置であり、エンジン１の出力軸３と駆動軸８とを配置し、また、エンジン１側の第１のモータジェネレータ４と駆動軸８側の第２のモータジェネレータ５とを配置し、エンジン１の動力と第１のモータジェネレータ４の動力と第２のモータジェネレータ５の動力とを合成して駆動軸８に出力し、エンジン１と第１のモータジェネレータ４と第２のモータジェネレータ５と駆動軸８との間で動力の授受を行う。
【００１３】
動力伝達機構９は、互いの２つの回転要素が連結された第１の遊星歯車機構１４と第２の遊星歯車機構１５とを並設して構成される。
第１の遊星歯車機構１４は、第１のサンギア１６と、この第１のサンギア１６に噛み合った第１のピニオンギア１７と、この第１のピニオンギア１７に噛み合った第１のリングギア１８と、第１のピニオンギア１７に連結した第１のキャリア１９とを備えている。
第２の遊星歯車機構１５は、第２のサンギア２０と、この第２のサンギア２０に噛み合った第２のピニオンギア２１と、この第２のピニオンギア２１に噛み合った第２のリングギア２２と、第２のピニオンギア２１２に連結した第２のキャリア２３とを備えている。
【００１４】
また、動力伝達機構９において、第１の遊星歯車機構１４の第１のキャリア１９は、エンジン１の出力軸３に連結し、また、第２の遊星歯車機構１５の第２のキャリア２３は、第１の遊星歯車機構１４の第１のリングギア１８に連結している。
第１のサンギア１６には、第１のモータ出力軸２４を介して第１のモータジェネレータ４が接続する。第１のキャリア１９・第２のサンギア２０には、エンジン１の出力軸３が接続する。第１のリングギア１８・第２のキャリア２３には、伝達ギア機構７を介して駆動軸８が接続する。第２のリングギア２２には、第２のモータ出力軸２５を介して第２のモータジェネレータ５が接続する。
第２のモータジェネレータ５は、第２のモータ出力軸２５と第２のリングギア２２と第２のキャリア２３と第１のリングギア１８と伝達ギア機構７と駆動軸８とを介して駆動輪６に直接連結可能となり、単独出力のみで車両を走行させることができる性能を備えている。
つまり、動力伝達機構９においては、第１の遊星歯車機構１４の第１のキャリア１９と第２の遊星歯車機構１５の第２のサンギア２０とを結合してエンジン１の出力軸３に接続し、第１の遊星歯車機構１４の第１のリングギア１８と第２の遊星歯車機構１５の第２のキャリア２３とを結合して駆動軸８に接続し、第１の遊星歯車機構１４の第１のサンギア１６に第１のモータージェネレータ４を接続し、第２の遊星歯車機構１５の第２のリングギア２２に第２のモータージェネレータ５を接続し、エンジン１、第１のモータージェネレータ４、第２のモータージェネレータ５、及び駆動軸８との間で動力の授受を行っている。
【００１５】
図４に示すように、制御手段１２は、エンジン回転数を検知するエンジン回転数センサ２６とアクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検知するアクセルセンサ２７とに連絡して運転者の要求に応じて要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段２８を備えて、この要求駆動力設定手段２８により設定された要求駆動力になるようにエンジン１が目標エンジンパワーを出力するよう制御し且つ第１のモータジェネレータ４及び第２のモータジェネレータ５が目標発電パワーを出力できるように制御する。
この制御手段１２は、第１のモータジェネレータ４及び第２のモータジェネレータ５を作動する所定の制御値を出力して、第１のインバータ１０及び第２のインバータ１１を作動制御するとともに、エンジン１を作動制御する。
また、バッテリ１３は、第１のモータジェネレータ４及び第２のモータジェネレータ５の回生時には、蓄電を行う機能を備えている。
【００１６】
また、制御手段１２は、図４に示すように、バッテリ１３に連絡してこのバッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）を検出する充電状態検出手段２９を備え、この充電状態検出手段２９により検出されたバッテリ１３の充電状態に応じて目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ）を算出する目標発電パワー算出手段３０を備え、また、今回算出された目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ）と前回算出された目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ＿ｐｒｅｖ）との差（変化量：（Ｐ＿ｄｉｆ））が予め設定された制限値（ｕｐｌ）未満の場合に今回算出された目標発電パワーが出力できるように制御し、今回算出された目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ）と前回算出された目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ＿ｐｒｅｖ）との差（変化量：（Ｐ＿ｄｉｆ））が予め設定された制限値（ｕｐｌ）を超えた場合には前回算出された目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ＿ｐｒｅｖ）に予め設定された制限値（ｕｐｌ）を加えた値を今回の目標発電パワーとして出力できるように制御する制限制御出力手段３１を備え、更に、エンジン１や第１のジェネレータ４や、第２のジェネレータ５に制御値を出力する制御値出力手段３２を備えている。
前記目標発電パワー算出手段３０は、シフトポジション（シフト位置）を検知するシフトポジション検知センサ３３に連絡するとともに、バッテリ１３の充電状態（ＳＯＣ）に応じて目標発電パワーを検索するための目標発電パワー検索マップ３４を備えている。よって、目標発電パワーは、シフトポジションに応じても算出される。
また、前記制限制御出力手段３１は、シフトポジション検知センサ３３に連絡するとともに、算出された各種値を記憶する記憶手段（メモリ）３５を備えている。
前記制限制御出力手段３１は、今回算出された目標発電パワーと前回算出された目標発電パワーとの差が正の値であるか負の値であるかにより前記制限値の値を異ならせる。
また、前記制限制御出力手段３１は、シフトポジションに変化に応じて実行されている。
【００１７】
また、制御手段１２には、図５に示すように、エンジン動作点検索マップが組み込まれている。この図５のエンジン動作点検索マップでは、車両が要求するエンジン１の出力すべきパワー（以下「車両要求パワー」という）に応じて目標エンジン回転数や目標エンジントルクを算出させ、この算出した値をエンジン１やモータジェネレータ４・モータジェネレータ５の制御に用いる。
【００１８】
次に、この実施例の制御を、図１のフローチャートに基づいて説明する。
この図１におけるルーチンは、周期的に（例えば２０ｍｓ毎に）実行され、また、定期的に算出目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ）が更新されている。
図１に示すように、制御手段１２のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、充電状態（ＳＯＣ）によって目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ）を目標発電パワー検索マップ３４で検索し（ステップＡ０２）、この検索された目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ）と、このルーチンの計算結果として算出された算出目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ）の１周期前の値（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ＿ｐｒｅｖ）とから、要求発電パワー変化量（Ｐ＿ｄｉｆ）を算出する（ステップＡ０３）。
この要求発電パワー変化量（Ｐ＿ｄｉｆ）は、
Ｐ＿ｄｉｆ＝Ｐ＿ｒｅｑ−Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ＿ｐｒｅｖ
で算出される。
そして、要求発電パワー変化量（Ｐ＿ｄｉｆ）が正（Ｐ＿ｒｅｑは１周期前の算出目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ）よりも大きい）か否かを判断する（ステップＡ０４）。
このステップＡ０４がＹＥＳの場合には、要求発電パワー変化量（Ｐ＿ｄｉｆ）が目標発電パワー増加量制限値（ｕｐｌ）よりも大きいか否かを判断する（ステップＡ０５）。
このステップＡ０５がＹＥＳの場合には、算出目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ）の１周期前の値（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ＿ｐｒｅｖ）を基準として、その増加量を目標発電パワー増加量制限値（ｕｐｌ）で制限する（ステップＡ０６）。
Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ＝Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ＿ｐｒｅｖ＋ｕｐｌ
このステップＡ０５がＮＯの場合には、そのような制限をかけない（ステップＡ０７）。
Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ＝Ｐ＿ｒｅｑ
一方、前記ステップＡ０４がＮＯの場合には、要求発電パワー変化量（Ｐ＿ｄｉｆ）が目標発電パワー減少量制限値（ｄｌ）よりも大きいか否かを判断する（ステップＡ０８）。
このステップＡ０８がＮＯの場合には、算出目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ）の１周期前の値（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ＿ｐｒｅｖ）を基準として、その減少量を目標発電パワー減少量制限値（ｄｌ）で制限する（ステップＡ０９）。
Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ＝Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ＿ｐｒｅｖ＋ｄｌ
このステップＡ０８がＹＥＳの場合には、そのような制限をかけない（ステップＡ０７）。
Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ＝Ｐ＿ｒｅｑ
そして、前記ステップＡ０６の処理後、前記ステップＡ０７の処理後、又は、前記ステップＡ０９の処理後は、算出目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ）を算出し（ステップＡ１０）、この算出された算出目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ）と目標駆動パワーとを考慮して車両要求パワーを算出し、図５に示すようなエンジン動作点検索マップによって目標エンジン回転数（Ｎｅ）と目標エンジントルク（Ｔｅ）とを算出し、車両の制御に用い、また、この算出された算出目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ）を、一時的に記憶手段３５に記憶し、次に、このフローチャートが実行されるときに、算出目標発電パワー（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ）の１周期前の値（Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔ＿ｐｒｅｖ）として計算に用いる。
そして、プログラムをリターンする（ステップＡ１１）。
【００１９】
図２には、この実施例の制御のタイムチャートを示す。
この図２のタイムチャートにおいては、比較のために、本制御が無い場合のＰ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔは、目標発電パワーＰ＿ｒｅｑとし、本制御がある場合では、Ｐ＿ｒｅｑ＿ｏｕｔは上述の処理をしたものとする。なお、本制御が無い場合を「従来例」、本制御がある場合を「本実施例」としてグラフを分けている。
この図２におけるタイムチャートでは、時間０〜Ｔ１までが「Ｐ」レンジ、時間Ｔ１〜Ｔ２までが「Ｒ」レンジ、時間Ｔ２〜Ｔ３までが「Ｎ」レンジ、時間Ｔ３以降を「Ｄ」レンジにシフトチェンジしていると考える。それぞれのレンジでは、目標発電パワーが変化する。また、目標エンジン回転数軸上にある「Ｎｅ＿ｉｄ」とは、アイドリングエンジン回転数のことである。「Ｎ」レンジにシフトチェンジされた場合、目標発電パワーは零（０）、エンジン回転数は「Ｎｅ＿ｉｄ」、エンジントルクは零（０）に強制的に設定される。
従来例では、「Ｐ」レンジから「Ｒ」レンジにする場合（時間Ｔ１）に、算出目標発電パワーがＰｒｅｑＡからＰｒｅｑＢに変化する。その結果、図５のエンジン動作点検索マップに従い、目標エンジン回転数は、Ｎｅ＿ＡからＮｅ＿Ｂに急激に変化する。また、「Ｎ」レンジから「Ｄ」レンジにする場合（時間Ｔ３）でも同じように、目標エンジン回転数は、Ｎｅ＿ｉｄからＮｅ＿Ｂに急激に変化する。
一方、本実施例では、「Ｐ」レンジから「Ｒ」レンジにする場合（時間Ｔ１）に、算出目標発電パワーは、ＰｒｅｑＡからＰｒｅｑＢに変化しようとするが、その変化量が増加量制限値を上回るために、増加量制限がかかっており、このため、緩やかな変化となっている。また、「Ｎ」レンジから「Ｄ」レンジにする場合（時間Ｔ３）でも同じように、目標エンジン回転数は、Ｎｅ＿ｉｄから少し増加した後、緩やかな変化となっている。
【００２０】
この結果、この実施例においては、制御手段１２は、今回算出された目標発電パワーと前回算出された目標発電パワーとの差が予め設定された制限値未満の場合に今回算出された目標発電パワーが出力できるように制御し、今回算出された目標発電パワーと前回算出された目標発電パワーとの差が予め設定された制限値を超えた場合には前回算出された目標発電パワーに予め設定された制限値を加えた値を今回の目標発電パワーとして出力できるように制御する制限制御出力手段３１を備える。つまり、算出された目標発電パワーが急激に変化しないように変化量の制限をかけた結果を、最終的な目標発電パワーとして、エンジン動作点の検索に用いる。
これにより、目標発電パワーの値が急激に変化しないように、制限制御しているので、エンジン動作点を検索する要因の１つになっている目標発電パワーが急変しても、これに対応して目標エンジンパワーの値を急激に変化させる必要がない。よって、目標エンジン回転数や目標エンジントルクが急激に変化することを防止できる。これにより、ドライバビリティの向上に貢献することが可能である。
また、制限制御出力手段３１は、今回算出された目標発電パワーと前回算出された目標発電パワーとの差が正の値であるか負の値であるかにより前記制限値の値を異ならせる。つまり、目標発電パワーが増加する場合と目標発電パワーが減少する場合とで、異なる変化量の制限を用いる。
これにより、運転者にとって違和感の大きい正の変化量（発電パワーが増加する場合）が大きい場合において、より小さな制限値を用いているので、適合の自由度を広げることができ、ドライバビリティの向上に貢献できる。
更に、制限制御出力手段３１は、シフトポジションの変化に応じて実行されている。
これにより、ニュートラル（Ｎ）レンジや、パーキング（Ｐ）レンジから走行（Ｄ）レンジヘとシフトした場合においても、エンジン回転数が急変することのない滑らかな制御を実現することが可能である。
更にまた、制御手段１２において、目標発電パワーが増加する場合の変化量の制限の方を、目標発電パワーが減少する場合の変化量の制限の方よりも小さく設定することにより、違和感の大きい、エンジン回転数が上昇する場合の変化を小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
この発明に係るハイブリッド車両の制御装置を、各種車両にも適用可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１  エンジン
２  ハイブリッド車両の制御装置
３  エンジンの出力軸
４  第１のモータジェネレータ
５  第２のモータジェネレータ
８  駆動軸
９  動力伝達機構
１０  第１のインバータ
１１  第２のインバータ
１２  制御手段
１３  バッテリ
１４  第１の遊星歯車機構
１５  第２の遊星歯車機構
２７  アクセルセンサ
２８  要求駆動力設定手段
２９  充電状態検出手段
３０  目標発電パワー算出手段
３１  制限制御出力手段
３２  制御値出力手段
３３  シフトポジション検知センサ
【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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