(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイブリッド車両において、エンジン要求パワーの変化に起因するエンジンの回転数の変動を抑制する。【解決手段】車両制御装置３１は、エンジン１０と電動機ＭＧ２，ＭＧ２とを駆動源として備えるハイブリッド車両１に搭載され、エンジンに要求されるパワーであるエンジン要求パワーに応じてエンジンの動作点を設定する。当該車両制御装置は特に、エンジン要求パワーの変化に対するエンジンの回転数の変化が大きい領域では、電動機の出力が増大するように電動機を制御する制御手段３３を備える。【選択図】図１
2015123832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと電動機とを駆動源として備えるハイブリッド車両に搭載され、前記エンジンに要求されるパワーであるエンジン要求パワーに応じて前記エンジンの動作点を設定する車両制御装置であって、
前記エンジン要求パワーの変化に対する前記エンジンの回転数の変化が大きい領域では、前記電動機の出力が増大するように前記電動機を制御する制御手段を備える
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記電動機の出力が制限される場合、前記制御手段は、前記エンジンの回転数変化が、前記電動機の出力が制限されない場合に近づくように、前記エンジンの動作点を前記エンジンに係る燃費最適点から変更することを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとモータとを駆動源として備えるハイブリッド車両を制御する車両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、例えば、エンジンとモータとの両方からの動力によりハイブリッド車両を走行させる際に、車両要求パワーに基づいてエンジン要求パワーが設定されると共に、所定のマップを用いてエンジンが効率よく運転されるようにエンジンの目標トルクと目標回転数とが設定され、更に不足する動力をモータに出力させる装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
尚、電動過給機を有するエンジンと、エンジン駆動用モータとを備える車両において、アクセル開度の増加に伴い運転領域が電動過給機の作動領域に移行する際に、エンジントルク立ち上がり特性が、ほぼ同じエンジン出力状態でアクセル開度の増加により電動過給機の非作動領域でエンジントルクが立ち上がるときのエンジントルク立ち上がり特性に近づくように、エンジン駆動用モータにアシストトルクを発生させる装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６２４９０号公報
【特許文献２】特開２００５−１９８４１２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に記載された技術では、エンジン要求パワーの変化に対してエンジンの回転数の変化が比較的大きくなる場合があり、運転者に違和感を与える可能性があるという技術的問題点がある。尚、特許文献２に記載の技術では、該問題点を解決することはできない。
【０００６】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド車両がエンジン及びモータの両方からの動力により走行している際に、エンジン要求パワーの変化に起因するエンジンの回転数の変動を抑制することができる車両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】
【０００７】
本発明の車両制御装置は、上記課題を解決するために、エンジンと電動機とを駆動源として備えるハイブリッド車両に搭載され、前記エンジンに要求されるパワーであるエンジン要求パワーに応じて前記エンジンの動作点を設定する車両制御装置であって、前記エンジン要求パワーの変化に対する前記エンジンの回転数の変化が大きい領域では、前記電動機の出力が増大するように前記電動機を制御する制御手段を備える。
【０００８】
本発明の車両制御装置によれば、当該車両制御装置は、エンジンと電動機とを駆動源として備えるハイブリッド車両に搭載されている。車両制御装置は、エンジン要求パワーに応じて、例えばエンジン回転数及びエンジントルクにより規定されるエンジンの動作点を設定する。
【０００９】
尚、エンジン要求パワーは、例えば、アクセル開度等に応じて決定されるハイブリッド車両に要求されるパワーである車両要求パワーと、電動機の出力可能パワーと、に基づいて設定される。
【００１０】
本発明では特に、車両制御装置の制御手段により、エンジン要求パワーの変化に対するエンジンの回転数の変化が大きい領域では、電動機の出力が増大するように電動機が制御される。
【００１１】
ここで、「エンジン要求パワーの変化に対する、エンジンの回転数の変化が大きい領域」とは、エンジン要求パワーの変化をΔＰｅ、エンジンの回転数の変化をΔＮｅとして、エンジンに係る、例えば燃費最適線等の動作線上における、ΔＮｅ／ΔＰｅが所定値以上である領域を意味する。所定値は、例えば、運転者に違和感を与えるようなΔＮｅ／ΔＰｅよりも小さい値、即ち、エンジンの回転数変化が大きくとも、運転者に違和感を与えないような値、として設定すればよい。
【００１２】
本発明の構成によれば、エンジン要求パワーの変化に対するエンジンの回転数の変化が大きい領域において、電動機の出力（例えば、アシストトルク）が増大されるので、車両要求パワーの増加量に対するエンジン要求パワーの増加量を抑制することができる。この結果、エンジン要求パワーの変化に起因するエンジンの回転数の変動を抑制することができ、もって、運転者に違和感を与えることを抑制することができる。
【００１３】
本発明の車両制御装置の一態様では、前記電動機の出力が制限される場合、前記制御手段は、前記エンジンの回転数変化が、前記電動機の出力が制限されない場合に近づくように、前記エンジンの動作点を前記エンジンに係る燃費最適点から変更する。
【００１４】
この態様によれば、例えば、電動機に電力を供給するバッテリの充電量が比較的少ない場合等である、電動機の出力が制限される場合であっても、エンジン要求パワーの変化に起因するエンジンの回転数の変動を抑制することができる。
【００１５】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るハイブリッド車両の構成を示す概念図である。
【図２】（ａ）横軸をエンジン回転数、縦軸をエンジントルクとした場合のエンジンの動作線の一例を示す図である。（ｂ）エンジン回転数に対するトルクアシスト量の一例である。
【図３】実施形態に係る車両制御処理実施時におけるトルクアシスト量等の時間変動の一例である。
【図４】実施形態に係る車両制御処理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】
【００１７】
本発明の車両制御装置に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
（ハイブリッド車両の構成）
先ず、実施形態に係るハイブリッド車両の構成を、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係るハイブリッド車両の構成を示す概念図である。
【００１９】
図１において、ハイブリッド車両１は、エンジン１０と、該エンジン１０に動力分配機構１４を介して夫々接続されているモータ・ジェネレータＭＧ１及びＭＧ２とを備えている。モータ・ジェネレータＭＧ１は、主に、エンジン１０の制御及び発電に用いられる。他方、モータ・ジェネレータＭＧ２は、主に、ハイブリッド車両１の駆動及び回生ブレーキに用いられる。
【００２０】
動力分配機構１４は、遊星歯車機構を含んで構成されている。エンジン１０のクランク軸は、遊星歯車機構のキャリアに接続されている。モータ・ジェネレータＭＧ１の回転軸は、遊星歯車機構のサンギアに接続されている。モータ・ジェネレータＭＧ２の回転軸は、遊星歯車機構のリングギアの回転動力が出力される出力軸に接続されている。
【００２１】
エンジン１０には、吸気通路１１及び排気通路１２が接続されている。吸気通路１１には、エアフローメータ２１、吸気絞り弁２２、ターボチャージャ２３のコンプレッサ２３ｃ及びインタークーラ２４が設けられている。排気通路１２には、ターボチャージャ２３のタービン２３ｔ、スタートコンバータ２５及び後処理装置２６が設けられている。
【００２２】
エンジン１０には、更に、排気通路１２内を流れる排気の一部を低圧で吸気通路１１へ再循環させる低圧ＥＧＲ装置が設けられている。該低圧ＥＧＲ装置は、排気通路１２におけるスタートコンバータ２５の下流側且つ後処理装置２６の上流側と、吸気通路１１における吸気絞り弁２２の下流側且つコンプレッサ２３ｃの上流側と、を連通する低圧ＥＧＲ通路１３を備えている。該低圧ＥＧＲ通路１３には、ＥＧＲクーラ１７及びＥＧＲ弁２８が設けられている。
【００２３】
ハイブリッド車両１は、更に、エンジン１０を制御するエンジンＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）３２と、モータ・ジェネレータＭＧ１及びＭＧ２を夫々制御するＭＧＥＣＵ３３と、ハイブリッド車両１に設けられた各種センサの出力等に基づいて、エンジンＥＣＵ３２及びＭＧＥＣＵ３３を統括制御するＨＶＥＣＵ３１と、を備えている。
【００２４】
（エンジンの運転）
次に、エンジン１０の運転について、図２（ａ）を参照して説明する。図２（ａ）は、横軸をエンジン回転数、縦軸をエンジントルクとした場合のエンジンの動作線の一例を示す図である。
【００２５】
実施形態に係るエンジン１０は、図２（ａ）に示すように、該エンジン１０に要求されるパワー（例えば、エンジントルク指令値等）（以降、適宜“エンジン要求パワー”と称する）に応じて、様々な燃焼モードを採る。そして、エンジンＥＣＵ３２は、基本的には、エンジン要求パワーに応じて、エンジン１０の運転点が、例えば燃費最適線である動作線ａ（実線ａ参照）に沿って遷移するようにエンジン１０を制御する。このように構成すれば、燃費の向上を図ることができ、実用上非常に有利である。
【００２６】
ここで、エンジン１０の燃焼モードの切り替え方法には、公知の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は割愛する。
【００２７】
尚、図２（ａ）において、「ＮＡストイキ」、「ＮＡリーン」、「過給リーン」及び「過給ストイキ」は、夫々、「無過給ストイキ燃焼モード」、「無過給リーン燃焼モード」、「過給リーン燃焼モード」及び「過給ストイキ燃焼モード」を意味する。また、図２（ａ）における破線は、等パワー曲線を示している。
【００２８】
（車両制御処理）
次に、実施形態に係る車両制御処理について、図２乃至図４を参照して説明する。図２（ｂ）は、エンジンの運転点が図２（ａ）における動作線ａに沿って遷移する場合の、エンジン回転数に対するトルクアシスト量の一例である。図３は、実施形態に係る車両制御処理実施時におけるトルクアシスト量等の時間変動の一例である。
【００２９】
ＨＶＥＣＵ３１は、例えば車速、アクセル開度、エンジン回転数、モータ・ジェネレータＭＧ１及びＭＧ２各々の回転数、バッテリ（図示せず）の充電状態等に応じて、ハイブリッド車両１に要求されるパワー（以降、適宜“車両要求パワー”と称する）を設定する。
【００３０】
ＨＶＥＣＵ３１は、更に、設定された車両要求パワーに基づいて、走行モード（例えば、所謂ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）走行モード、所謂ＨＶ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）走行モード等）を決定すると共に、例えば、エンジン要求パワー、モータ・ジェネレータＭＧ１及びＭＧ２各々の要求パワー、シフトチェンジの有無等を決定する。
【００３１】
エンジンＥＣＵ３２は、上述の如く、決定されたエンジン要求パワーに応じて、エンジン１０の運転点が所定の動作線に沿って遷移するようにエンジン１０を制御する。ＭＧＥＣＵ３３は、決定された要求パワー（例えば、モータトルク指令値等）に応じて、モータ・ジェネレータＭＧ１及びＭＧ２を夫々制御する。
【００３２】
本実施形態では特に、エンジン１０の運転点がエンジン１０のパワー変化に対するエンジン１０の回転数変化が大きい領域に該当する場合に、車両要求パワーが増加した際、ＨＶＥＣＵ３１は、エンジン要求パワーの増加量を抑制しつつ、モータ・ジェネレータＭＧ２から出力されるトルクアシスト量が増大するように、ＭＧＥＣＵ３３を介して、該モータ・ジェネレータＭＧ２を制御する。
【００３３】
具体的には例えば、図２（ａ）の運転点Ａにおいてエンジン１０が運転されている場合に、車両要求パワーが増加したとする。ここで、何らの対策も採らずに車両要求パワーの増加量に応じてエンジン要求パワーを増加させると、エンジン１０の運転点が、運転点Ａから、図２（ａ）の運転点Ｂに遷移するものとする。
【００３４】
本実施形態に係るＨＶＥＣＵ３１は、車両要求パワーの増加量に対するエンジン要求パワーの増加量を抑制して、エンジン１０の運転点を、運転点Ａから、図２（ａ）の運転点Ｃに遷移させる。ＨＶＥＣＵ３１は、更に、エンジン要求パワーを抑制したことに伴い不足するパワーを補うために、ＭＧＥＣＵ３３を介して、モータ・ジェネレータＭＧ２から出力されるトルクアシスト量を増加する（図２（ｂ）参照）。
【００３５】
このように構成すれば、エンジン１０の運転点が、エンジンパワー変化に対するエンジン回転数変化が大きい領域に該当する場合に、車両要求パワーの増加に伴う、エンジン回転数の変動を抑制することができる。この結果、エンジン回転数の変動に起因して、ハイブリッド車両１の運転者が違和感を覚えることを抑制することができる。
【００３６】
尚、「エンジンパワー変化に対するエンジン回転数変化が大きい領域」は、エンジンパワーの変化をΔＰｅ、エンジン回転数の変化をΔＮｅとして、エンジン１０に係る動作線上における、ΔＮｅ／ΔＰｅが所定値以上である領域を意味する。本実施形態では、例えば図２（ａ）の動作線ａ上におけるエンジン回転数ｒ１からｒ２までの領域（つまり、図２（ａ）における過給リーン燃焼モードと無過給ストイキ燃焼モードとの境界近傍の領域）に該当する。
【００３７】
次に、実施形態に係る車両制御処理の推移の一例について、図３を参照して説明する。
【００３８】
ハイブリッド車両１の運転者がアクセルを踏み込むことにより（即ち、アクセル開度が増加することにより）、車両要求パワーが増加し続けている場合に（図３最下段の“車両要求パワー”参照）、図３の時刻ｔ１において、エンジン１０の運転点が、図２（ａ）における運転点Ａに到達するものとする。
【００３９】
この際、ＨＶＥＣＵ３１は、車両要求パワーの増加量に比べてエンジン要求パワーの増加量が小さくなるように、該エンジン要求パワーを設定すると共に、モータ・ジェネレータＭＧ２から出力されるアシストトルク量を増加する（図３の時刻ｔ１〜ｔ２参照）。この際、エンジン１０の運転点が、図２（ａ）における運転点Ａから運転点Ｃに遷移するものとする。
【００４０】
ここで特に、図３の上から２段目「エンジン回転数」と下から２段目「エンジンパワー」とに着目すると、エンジン要求パワーが抑制されているために、エンジンパワー変化に対するエンジン回転数変化が大きい領域（例えば、図２（ａ）における動作線ａ上の運転点Ａ〜運転点Ｃに対応する領域）にもかかわらず、エンジン回転数の変化が緩やかであることがわかる。従って、エンジン回転数の変動に起因して、ハイブリッド車両１の運転者が違和感を覚えることを抑制することができる。
【００４１】
次に、図３の時刻ｔ２において、車両要求パワーの増加が止まったとする（図３最下段の“車両要求パワー”参照）。
【００４２】
この際、ＨＶＥＣＵ３１は、モータ・ジェネレータＭＧ２から出力されるパワーと、エンジン１０から出力されるパワーと、のすり替え（即ち、エンジン１０のパワーを増加させながら、モータ・ジェネレータＭＧ２のパワーを減少させる）を実施するように構成されてよい（図３の時刻ｔ２以降における実線参照）。
【００４３】
このように構成すれば、エンジン１０のパワー増加に伴うエンジン１０の回転数の上昇を抑制しつつ、モータ・ジェネレータＭＧ２のパワーを低減することができ実用上非常に有利である。
【００４４】
尚、図３の時刻ｔ２以降における破線は、モータ・ジェネレータＭＧ２から出力されるパワーと、エンジン１０から出力されるパワーと、のすり替えを実施しなかった場合の各物理量の推移を示している。モータ・ジェネレータＭＧ２から出力されるパワーと、エンジン１０から出力されるパワーと、のすり替えは、車両要求パワーの増加が止まった時に限らず、車両要求パワーの低下時に実施されてもよい。
【００４５】
再び図２に戻り、エンジン１０の運転点が、エンジンパワー変化に対するエンジン回転数変化が小さい領域（例えば、図２（ａ）におけるエンジン回転数ｒ２からｒ３までの領域）に該当する場合には、ＨＶＥＣＵ３１は、モータ・ジェネレータＭＧ２を回生させ、車両要求パワーの増加量よりもエンジン要求パワーの増加量が大きくなるように（即ち、見かけのエンジン要求パワーが比較的大きくなるように）、該エンジン要求パワーを設定し、エンジン１０の回転数を上昇させる（このため、図２（ｂ）のエンジン回転数ｒ２〜ｒ３において、トルクアシスト量が負の値となっている）。
【００４６】
また、モータ・ジェネレータＭＧ２に電力を供給するバッテリ（図示せず）の充電量が比較的少なく、該モータ・ジェネレータＭＧ２の出力が制限される場合（図２（ｂ）の一点鎖線参照）、ＨＶＥＣＵ３１は、モータ・ジェネレータＭＧ２から出力されるトルクアシスト量、例えば上限値まで増大させつつ、エンジン１０の運転点が、図２（ａ）における動作線ｂ（一点鎖線ｂ参照）に沿って遷移するように、エンジンＥＣＵ３２を介して、エンジン１０を制御する。
【００４７】
このように構成すれば、エンジン１０に係る燃費は多少悪化するものの、モータ・ジェネレータＭＧ２の出力が制限されている場合であっても、エンジン要求パワーの増加に起因するエンジン１０の回転数の変動を抑制することができる。
【００４８】
尚、実施形態に係る車両制御処理では、目標とするエンジン１０の運転点を実現するために、モータ・ジェネレータＭＧ２に加えて、モータ・ジェネレータＭＧ１も制御されてよい。
【００４９】
次に、ハイブリッド車両１の走行中に、主にＨＶＥＣＵ３１により実施される車両制御処理について、図４のフローチャートを参照して説明する。
【００５０】
図４において、先ず、ＨＶＥＣＵ３１は、アクセル開度の変化率が所定値Ａより大きいか否かを判定する（ステップＳ１０１）。アクセル開度の変化率が所定値Ａ以下であると判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ＨＶＥＣＵ３１は、エンジン要求パワーの変化率が小さいとして、アクセル開度の変化率に基づく車両要求パワーの変化量に応じてエンジン要求パワーを変更すると共に、該変更されたエンジン要求パワーに応じて、エンジンＥＣＵ３２を介して、エンジン１０を制御する（ステップＳ１０７）。
【００５１】
アクセル開度の変化率が所定値Ａより大きいと判定された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ３１は、アクセル開度の変化に起因して非等パワー変速が発生するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。非等パワー変速が発生すると判定された場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、非等パワー変速に伴いエンジン１０の回転数が変化する（例えばシフトアップであれば、回転数が低下する）ので、ＨＶＥＣＵ３１は、非等パワー変速を実施すると共に、アクセル開度の変化率に基づく車両要求パワーの変化量に応じてエンジン要求パワーを変更し、エンジンＥＣＵ３２を介して、エンジン１０を制御する（ステップＳ１０７）。
【００５２】
非等パワー変速が発生しないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ＨＶＥＣＵ３１は、例えばバッテリの充電量、車両要求パワーの変化量等に基づいて、モータ・ジェネレータＭＧ２から出力可能なアシストトルク量の上限値（図４における“トルクアシスト可能量”）、及び該モータ・ジェネレータＭＧ２から出力すべきアシストトルク量（図４における“トルクアシスト必要量”）を算出する（ステップＳ１０３）。
【００５３】
次に、ＨＶＥＣＵ３１は、算出されたアシストトルク量の上限値が、算出された出力すべきアシストトルク量より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。算出されたアシストトルク量の上限値が、算出された出力すべきアシストトルク量より大きいと判定された場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ＨＶＥＣＵ３１は、エンジン１０の回転数の変動を抑制するために、モータ・ジェネレータＭＧ２から出力されるアシストトルク量を増大させつつ、エンジン１０の運転点が動作線ａに沿って遷移するように、エンジンＥＣＵ３２を介して、エンジン１０を制御する（必要があれば、目標とするエンジン１０の運転点を実現するために、モータ・ジェネレータＭＧ１も制御する）（ステップＳ１０６）。
【００５４】
算出されたアシストトルク量の上限値が、算出された出力すべきアシストトルク量より小さい（即ち、モータ・ジェネレータＭＧ２の出力が制限される）と判定された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ＨＶＥＣＵ３１は、エンジン１０の回転数の変動を抑制するために、エンジン１０の運転点が、例えば図２（ａ）における動作線ｂに沿って遷移するように、エンジンＥＣＵ３２を介して、エンジン１０を制御しつつ（ステップＳ１０５）、モータ・ジェネレータＭＧ２から出力されるアシストトルク量を、例えば上限値まで増大させる（必要があれば、目標とするエンジン１０の運転点を実現するために、モータ・ジェネレータＭＧ１も制御する）（ステップＳ１０６）。
【００５５】
実施形態に係る「ＨＶＥＣＵ３１」、「エンジンＥＣＵ３２」及び「ＭＧＥＣＵ３３」は、本発明に係る「車両制御装置」及び「制御手段」の一例である。実施形態に係る「モータ・ジェネレータＭＧ２」は、本発明に係る「電動機」の一例である。
【００５６】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許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車両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】
【００５７】
１…ハイブリッド車両、１０…エンジン、３１…ＨＶＥＣＵ、３２…エンジンＥＣＵ、３３…ＭＧＥＣＵ、ＭＧ１、ＭＧ２…モータ・ジェネレータ
【図１】
2015123832.tif 000003
【図２】
2015123832.tif 000004
【図３】
2015123832.tif 000005
【図４】
2015123832.tif 000006