(57)【要約】【課題】回生制動運転中に、エンジン燃料カット状態から燃料噴射を開始する際、発電モータ２の消費電力が一時的に大きく上昇し、電力の損失や蓄電装置６へ悪影響を与えるおそれがある。【解決手段】回生制動運転では、駆動輪５を駆動源として駆動モータ３で発電し、この発電電力を過不足なく消費するように、発電モータ２によりエンジン１をモータリングする。このような回生制動運転中に、燃料カット状態から燃料噴射を開始すると、発電モータ２の運転モードを、目標回転数へ向けた回転数制御モードから目標トルクへ向けたトルク制御へ切り換える。【選択図】  図１
2004242450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主としてエンジンを駆動源として発電を行う発電モータと、
主として駆動輪を駆動する駆動モータと、
発電モータ及び駆動モータの双方に電気的に接続され、電力を一時的に蓄える蓄電装置と、
運転者の要求に応じて目標駆動力を演算する目標駆動力演算手段と、
この目標駆動力に応じて駆動モータを制御する駆動モータ制御手段と、
上記目標駆動力に応じて発電モータの目標発電量を演算する目標発電量演算手段と、
上記エンジン又は発電モータの実回転数を検出する実回転数検出手段と、
上記目標発電量及び上記実回転数に応じて発電モータの目標発電トルクを演算する目標発電トルク演算手段と、
上記目標発電量に応じてエンジン又は発電モータの目標回転数を演算する目標回転数演算手段と、
上記目標回転数へ向けて発電モータを回転数制御する回転数制御手段と、
上記目標発電トルクへ向けて発電モータをトルク制御するトルク制御手段と、
エンジンの燃料カットを伴う運転状態から燃料の噴射を開始するときに、上記回転数制御手段による回転数制御から上記トルク制御手段によるトルク制御へ切り換える切換手段と、
を有するハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
上記蓄電装置の蓄電状態を検出する蓄電状態検出手段を有し、
上記目標発電量演算手段は、上記目標駆動力と蓄電状態とに基づいて、目標発電量を演算する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
上記切換手段は、上記目標駆動力が負で、かつエンジンの燃料カット状態から燃料の噴射を開始するときに、上記回転数制御手段による回転数制御から上記トルク制御手段によるトルク制御へ切り換える請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
エンジンと動力伝達可能に接続された第１電動発電機と、
この第１電動発電機と電力伝達可能に接続されるとともに、駆動輪と動力伝達可能に接続された第２電動発電機と、
上記駆動輪により第２電動発電機を発電するとともに、この第２電動発電機の発電電力を消費するように第１電動発電機によりエンジンを駆動する回生制動運転状態で、エンジンの燃料カット状態から燃料の噴射を開始するときに、上記第１電動発電機を目標回転数へ向けて回転数制御する回転数制御モードから第１電動発電機を目標トルクへ向けてトルク制御するトルク制御モードへ切り換える切換手段と、
を有するハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、車両減速・制動時の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃費の改善・排出ガスの低減化を実現するハイブリッド車両が注目されている。例えば特許文献１には、通常の駆動走行中には、エンジンで発電モータを発電してバッテリ（蓄電装置）に蓄電し、かつ、発電モータやバッテリからの電力を消費して駆動モータを力行運転して車軸を駆動する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両が開示されている。エンジンの燃料カットを伴う車両減速・制動時には、車両制動力が得られるように駆動輪からの動力により駆動モータを発電し、かつ、例えばバッテリが満充電の場合には、得られた発電電力を過不足なく消費するように、発電モータによりエンジンを駆動・モータリングし、更に、モータリングで電力を消費しきれない場合には、摩擦力を利用して車輪を機械的に制動する補助ブレーキを作動させる、と記載されている。このようなシリーズ型のハイブリッド車両では、一般的に、エンジンを目標トルクへ向けてトルク制御し、このエンジンに比して応答性・精度の高い発電モータを目標回転数へ向けて回転数制御する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２３８３０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなエンジンの燃料カットを伴う減速運転中に、燃料噴射を開始（再開）すると、燃料の着火・燃焼により発生するエンジントルクに起因して、発電モータの目標回転数が急激に上昇し、この目標回転数の急激な上昇に追従するように、発電モータのトルク（力行トルク）が一時的に大きく上昇するおそれがある。この場合、発電モータによる消費電力が駆動モータで得られる発電電力を一時的に大きく上回り、バッテリの電力が一時的に大きく消費され、電力の損失を招くとともに、バッテリの過放電を招いたり、バッテリの耐久性に悪影響を与えるおそれがある。本発明は、このような課題に鑑みてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
主としてエンジンを駆動源として発電を行う発電モータと、主として駆動輪を駆動する駆動モータと、発電モータ及び駆動モータの双方に電気的に接続され、電力を一時的に蓄える蓄電装置と、を備える。運転者の要求に応じて目標駆動力を演算し、この目標駆動力に応じて駆動モータを制御する。上記目標駆動力に応じて発電モータの目標発電量を演算するとともに、上記エンジン又は発電モータの実回転数を検出し、これら目標発電量及び上記実回転数に応じて発電モータの目標発電トルクを演算する。また、上記目標発電量に応じてエンジン又は発電モータの目標回転数を演算する。発電モータは、上記目標回転数へ向けた回転数制御モードと、上記目標発電トルクへ向けたトルク制御モードと、を切り換えて制御することができる。エンジンの燃料カットを伴う運転状態から燃料の噴射を開始するときには、発電モータを回転数制御からトルク制御へ切り換える。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、エンジンの燃料カットを伴う運転状態から燃料の噴射を開始する際に、発電モータを回転数制御からトルク制御へ切り換えているため、燃料噴射の開始直後の発電モータの消費電力が駆動モータの回生電力に応じて適正化され、発電モータの消費電力が駆動モータの回生電力を一時的に大きく上回るようなことはない。従って、不用意な電力の損失を解消でき、かつ、蓄電装置への負担を軽減することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る制御装置が適用されるシリーズ方式のハイブリッド車両の一実施例を簡略的に示している。この車両のパワートレインは、エンジン１と、このエンジン１と機械的・動力伝達可能に直結され、主としてエンジン１により駆動されて発電を行う発電モータ（第１電動発電機）２と、この発電モータ２と電気的・電力伝達可能に接続されるとともに、駆動輪５と機械的・動力伝達可能に接続され、主として電力を消費して駆動輪５の車軸を回転駆動する駆動モータ（第２電動発電機）３と、により大略構成される。エンジン１は、周知のガソリンエンジンやディーゼルエンジン等であり、燃料を燃焼することによりエンジントルクを発生する。
【０００８】
発電モータ２及び駆動モータ３は、インバータを用いて力行運転及び回生運転の双方を行うことができる三相交流型の電動発電機（モータジェネレータ）である。車両駆動走行中には、発電モータ２がエンジン１を駆動源として発電を行い、駆動モータ３が電力を消費して駆動輪５を駆動する。一方、燃料カットを伴う車両減速時や制動時には、上記の駆動走行時とは逆に、駆動モータ３が駆動輪５を駆動源として発電を行うとともに、発電モータ２が電力を消費して力行運転を行い、エンジンフリクションに抗してエンジン１を回転駆動・モータリングする。
【０００９】
発電モータ２及び駆動モータ３は、電力を蓄えるバッテリ・キャパシタ等の蓄電装置６に電気的に接続されている。この蓄電装置６は、発電モータ２や駆動モータ３で発電された電力を蓄電し、また発電モータ２や駆動モータ３へ力行運転のための電力を供給する。なお、この蓄電装置６の他に、後述するコントローラ，各種センサ，補記類等へ電力を供給する弱電系の補助蓄電装置を備えるようにしても良く、あるいは蓄電装置６がコントローラや補記類等に電力を供給する機能を兼用しても良い。駆動モータ３と駆動輪５との動力伝達経路には終減速装置としてのファイナルギヤ４が設けられている。なお、パワートレインに周知のトルクコンバータや変速機を設ける構成としても良い。
【００１０】
この車両の制御系は、デジタルコンピュータとしての複数のコントローラ、すなわち、エンジン１を制御するエンジンコントローラ７，発電モータ２を制御する発電モータコントローラ８，駆動モータ３を制御する駆動モータコントローラ１１，蓄電装置６をモニタする蓄電装置コントローラ１０，及びこれらのコントローラに双方向通信可能に接続された統合コントローラ９を備えている。
【００１１】
統合コントローラ９には、アクセルペダル１２の踏み込み位置・開度（ＡＰＳ）を検出するアクセル開度センサ１４や、車速を検出する車速センサ１３等の車両運転状態を検出する各種センサ類が接続されている。統合コントローラ９は、これらのセンサ類や蓄電装置コントローラ１０からの蓄電状態を表す信号等に基づいて、上記のコントローラ７，８，１１や各種アクチュエータへ制御信号を出力し、車両の動作を統括的に制御する。
【００１２】
エンジンコントローラ７は、エンジン１を目標トルクへ向けて制御する。具体的には、統合コントローラ９から出力される目標トルクとしてのエンジントルク指令値および燃料カット信号に基づいて、エンジン１のスロットル開度・燃料噴射量・燃料噴射時期・点火時期等を制御する。駆動モータコントローラ１１は、統合コントローラ９から送信されるモータトルク指令値に基づいて、駆動モータ３をベクトル制御する。蓄電装置コントローラ１０は、電圧センサ・電流センサ（図示省略）により検出される蓄電装置６の電圧・電流に基づいて、この蓄電装置６の蓄電値ＳＯＣ（ステート・オブ・チャージ）及び入出力可能電力を演算して統合コントローラ９へ送信する。
【００１３】
発電モータコントローラ８は、発電モータ２を２つの制御モード、つまり回転数（回転速度）制御モードとトルク制御モードとに切り換えて運転・制御することができる。
【００１４】
回転数制御モードでは、発電モータ２が目標回転速度である回転速度指令値へ向けて制御される（回転数制御手段）。つまり、エンジン１及び発電モータ２の実回転速度（実回転数）を、統合コントローラ９から発電モータコントローラ８へ送信される回転速度指令値へ向けてフィードバック制御する。具体的には、エンジン１及び発電モータ２の実回転速度が回転速度指令値と等しくなるように、回転速度指令値と実回転速度との偏差に応じて発電モータ２のベクトル制御を行う。実回転速度は、周知のクランク角センサにより検出しても良く、あるいは発電モータ２のモータ回転数の検出値を用いても良い（実回転数検出手段）。
【００１５】
トルク制御モードでは、発電モータ２の目標トルクであるトルク指令値へ向けて発電モータ２が制御される（トルク制御手段）。具体的には、統合コントローラ９から発電モータコントローラ８へ出力されるトルク指令値に基づいて発電モータ２のベクトル制御を行う。
【００１６】
図５及び図６は、エンジン１の燃料カットを伴う車両減速状態から燃料の噴射を開始する状況を示すタイムチャートである。同図において、最上段（ａ）の縦軸は、駆動輪５の目標駆動力であり、運転者の要求に応じたアクセル開度センサ１４からのアクセル開度及び車速センサ１３からの車速に応じて求められる。減速・回生運転時には、この目標駆動力が負の値となり、この目標駆動力に応じて駆動モータコントローラ１１の発電が行われ、回生電力が得られる。上から２段目（ｂ）の縦軸はエンジン回転数である。この実施例ではエンジン１と発電モータ２とが直結しているため、エンジン回転数と発電モータ２の回転数とは等しい。上から３段目（ｃ）の縦軸は発電モータ２のトルクであり、ここでは力行側を正の値としている。言い換えると、（ｃ）の縦軸を発電側を正とする発電トルクとして見た場合、縦軸の上側が負の値（力行側）となり、下側が正の値（回生側）となる。最下段（ｄ）の縦軸は、発電モータ２の消費電力であり、発電モータ２が力行運転する場合に正の値、発電モータ２が回生運転する場合に負の値となる。
【００１７】
これら図５及び図６は、目標駆動力がマイナスの値（回生側の値）からプラスの値（力行側の値）に徐々に変化する状況であり、例えば車両走行中に運転者がアクセルペダル及びブレーキペダルのいずれも踏み込んでおらず、車両が徐々に減速していく状況に対応している。また、蓄電装置６や車輪を機械的に制動するブレーキ装置の負担を軽減するように、駆動モータでの回生電力をすべてエンジンと発電モータで消費する場合、つまり、バッテリの入出力がなく、かつ、ブレーキ装置による制動力を付与していない場合を想定している。図５は、本実施例に係る特性、すなわち、燃料カットを伴う回生制動運転状態から燃料の噴射を開始する際に、発電モータ２を回転数制御モードからトルク制御モードへ切り換える場合の特性を示している。一方、図６は、比較例に係る特性、すなわち、燃料の噴射の有無にかかわらず回転数制御モードで発電モータ２を運転し続ける場合の特性を示している。
【００１８】
先ず、図６〜８を参照して、比較例での技術的課題について説明する。燃料カットを伴う車両回生制動時であって、かつ、バッテリの蓄電量が十分にあり、このバッテリで回生電力を受け入れられない（あるいは受け入れる必要のない）場合には、燃料カット中のエンジンを発電モータでモータリングし、エンジンフリクションを負荷として力行運転することにより、駆動モータで回生した電力を発電モータで過不足なく消費し、バッテリへの入出力及び機械的なブレーキ装置の使用を回避・抑制しつつ、所望の制動力を得ることができる。消費電力を変えたい時には目標エンジン回転数を変化させればよい。消費電力が増加するとエンジン回転数が増加する関係にあるため、消費電力を増加する場合には目標エンジン回転速度を増加し、消費電力を低減する場合には目標エンジン回転速度を低下すればよい。
【００１９】
駆動モータによる回生電力は、運転者の要求に応じた値であるため、０ｋＷから連続的な値とされる。一方、発電モータによる消費電力は、０ｋＷからの連続的な値とすることが非常に困難である。具体的には、図７に示すように、エンジン回転数が所定の下限回転数Ｎｍｉｎよりも低い状況では、エンジン１を発電モータ２で安定してモータリングすることが非常に困難である。従って、下限回転数Ｎｍｉｎを下回るような極小さな電力を消費する場合、エンジンに最小限の燃料を噴射し、発生するエンジントルクによりエンジン回転数を意図的に上昇させる。従って、回生電力が下限回転数Ｎｍｉｎで消費できる電力の前後で変化した場合、エンジンは燃料噴射と燃料カットを繰り返し、これに応じて目標エンジン回転数が大きく変化することとなる。
【００２０】
図８の実線Ｌ１は、燃料カット状態から燃料を噴射して、発電モータの消費電力を徐々に低下させていく場合の発電モータの動作点の推移を示している。回生電力が下限回転数Ｎｍｉｎでの下限消費電力より高ければ、エンジン燃料カット状態で、駆動モータの回生電力の低下に応じて目標回転数を低下していく。回生電力が下限消費電力より低くなると、燃料カットの状態ではこれ以上回転数を下げることはできないから、エンジンの燃料噴射を開始し、エンジントルクによりエンジン回転数を下限回転数よりも高くして、極小さな消費電力の設定を可能とする。さらに回生電力が減少していくと、燃料噴射時最低トルクのラインに沿って目標エンジン回転数を下げていく。
【００２１】
エンジンに直結された発電モータは、一般的には、回転数制御モードにより運転される。つまり、エンジンでトルクを制御し、発電モータで回転数を制御するのが一般的である。この理由は、エンジンとモータとでトルク制御精度が大きく異なるためで、高応答・高精度のモータで回転数の制御を行うことで、燃費に関する動作点の制御精度を向上させ、また動作点変動による運転性への悪影響を最低限に抑えることができる。具体的には、図６に示す比較例のように、発電モータは、燃料カットの有無にかかわらず回転数制御モードで運転され、目標回転数へ向けて制御される。
【００２２】
しかしながら、このように燃料カットの有無にかかわらず発電モータを目標回転数へ向けて運転し続ける場合、燃料カット状態から燃料噴射を開始するときに、目標回転数が急激に大きく変化する。つまり、燃料噴射後の目標回転数には、エンジントルクによる回転数上昇分も加味されているため、燃料噴射の開始時に目標回転数が急激に上昇する。この急激な目標回転数の変化に、応答性の良い発電モータが可能な限りの速さで追従しようとする。つまり、発電モータは急激に上昇した目標回転数通りに実回転数を上げようとして、最大トルクを出力する。このため、発電モータのトルク（力行側）が一時的に大きく上昇し、これに応じて、図６の矢印Ｙ１に示すように発電モータ２の消費電力が急激に上昇して、駆動モータの回生電力を大幅に上回ってしまう。つまり、エンジンと発電モータとで消費する電力として、回生電力分の他に実回転数を上げるためのイナーシャ分が加味されることとなり、その分、回生電力を越える電力を消費してしまうことになる。この余分に消費する電力の分、蓄電装置６から電力が消費され、電力の損失を招くとともに、蓄電装置の過放電や耐久性の低下等を招くおそれがある。
【００２３】
これに対して本実施例では、図５に示すように、燃料カット及び駆動モータ３の発電を行う回生制動運転期間Ｔ１では、上記の比較例と同様、応答性・制御性の良い回転数制御モードにより発電モータ２を運転・制御する一方、この回生制動運転期間Ｔ１から燃料噴射を開始する場合、この燃料噴射の開始から所定の燃料噴射開始期間Ｔ２、上記の目標トルクへ向けたトルク制御モードにより発電モータ２を運転・制御している。従って、発電モータ２の力行側のトルクの急激な上昇がなく、駆動モータ３の回生電力が安定して過不足なく発電モータ２により消費される。この結果、蓄電装置６の一時的に大きな放電を回避でき、エネルギー効率が向上し、かつ、蓄電装置６の過放電や耐久性の低下を招くおそれがない。
【００２４】
但し、本実施例のように燃料噴射開始期間Ｔ２にトルク制御モードへ切り換えると、比較例に比して、目標回転数に対する実回転数の追従性が低下し、実回転数の立ち上がりが遅くなる。しかしながら、目標駆動力が回生・発電側の負の値である状況（運転者がアクセルペダルを踏み込んでいない状況）では、特にエンジン回転数を急いで上げる必要はないので、運転者に違和感を与えたり運転性に悪影響を与えることはない。
【００２５】
以下、本実施例の具体的な構成及び作用効果について詳述する。図２は、図１の統合コントローラ９により記憶・実行される制御処理の内容を示す制御ブロック図である。なお、本制御ブロック図に示される処理は一定期間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に繰り返し演算・実行される。
【００２６】
目標車軸駆動トルク演算部１５では、アクセル開度センサ１４により検出されるアクセルペダル１２の開度（ＡＰＳ）信号と、車速センサ１３により検出される車速とに基づいて、あらかじめ設定される車軸駆動力トルクマップを参照して、目標車軸駆動トルクＴｓｄを求める。
【００２７】
目標駆動モータトルク演算部１６では、目標車軸駆動トルクＴｓｄをファイナルギヤ４の減速比Ｇｆで除算して、駆動モータ３の目標トルクである駆動モータトルク指令値Ｔｓｍを求める。この駆動モータトルク指令値Ｔｓｍは駆動モータコントローラ１１に送られ、駆動モータコントローラ１１は、この値Ｔｓｍに基づいて駆動モータ３のベクトル制御を行う。
【００２８】
目標駆動力演算部（目標駆動力演算手段）１７では、目標車軸駆動トルクＴｓｄに、車速センサ１３の車速から求まる車軸回転速度を乗じて、駆動モータ３の目標駆動力（パワー）Ｐｓｄを求める。
【００２９】
目標発電電力演算部（目標発電量演算手段）１８では、駆動モータ３にて生じる損失を推定し、この損失分を目標駆動力Ｐｓｄに加算（効率補正）して、駆動モータ３の消費電力を求める。蓄電装置６への入出力を軽減するように、基本的には駆動モータ３で消費する電力を過不足なく発電モータ２で発電するように制御されるため、発電モータ２の目標発電電力（目標発電量）Ｐｇｅｎは、この目標発電電力演算部１８で算出した駆動モータの消費電力と等しい大きさとなる。蓄電装置６への入出力を行う場合には、この入出力分を駆動モータ３の消費電力に加味して、発電モータ２の目標発電電力Ｐｇｅｎが求められる。駆動モータ３で回生を行う場合（すなわち、目標車軸駆動トルクＴｓｄが負値の場合）、目標発電電力Ｐｇｅｎが負値となり、発電モータ２は力行運転を行うことになる。駆動モータの損失を推定する方法は、予め駆動モータ３のトルク・回転速度に応じた損失を測定して駆動モータ損失マップを作成しておき、上記の駆動モータトルク指令値Ｔｓｍと駆動モータの実回転速度とに基づいて上記の駆動モータ損失マップを参照して求める方法などが考えられる。
【００３０】
判定部１９は、燃料カットの有無を示す燃料カット信号ｆｃｕｔと、発電モータ２の運転モード、すなわち回転数制御モードとトルク制御モードとの切換を示す制御切換信号ｆｃｈｇと、を生成する。燃料カット信号ｆｃｕｔは後述するエンジントルク指令値Ｔｓとともにエンジンコントローラ７に送られ、両者に基づいてエンジン１のスロットル開度や燃料噴射量等が制御される。燃料カット信号ｆｃｕｔが「１」の場合、燃料カットが実行され、「０」の場合、燃料カットは実行されず、燃料が噴射・供給される。制御切替信号ｆｃｈｇは、後述する発電モータ回転速度指令値Ｎｓ及び発電モータトルク指令値Ｔｇとともに発電モータコントローラ８に送られる。制御切替信号ｆｃｈｇが「０」の場合、発電モータ２が回転数制御される。具体的には、発電モータやエンジンの実回転速度が発電モータ回転速度指令値Ｎｓとなるように、発電モータ２のベクトル制御を行う。一方、制御切替信号ｆｃｈｇが１の場合には、発電モータ２がトルク制御される。具体的には、後述する発電モータトルク指令値演算手段２５において、目標発電電力Ｐｇｅｎ（あるいは駆動モータのトルク指令値Ｔｓｍ）とエンジン１及び発電モータ２の実回転速度とに基づいて発電モータトルク指令値Ｔｇを演算し、このトルク指令値に応じて発電モータ２のベクトル制御が行われる。
【００３１】
図３は、この判定部１９における燃料カット信号ｆｃｕｔの設定処理の流れを示している。Ｓ（ステップ）１では、目標車軸駆動トルクＴｓｄが負の値、すなわち発電・回生側の値であるかを判定する。Ｓ２では、駆動モータの回生電力が、燃料カット中に発電モータが安定して消費し得る最小限の消費電力である下限消費電力（燃料カット状態でエンジン回転数が下限回転数Ｎｍｉｎ（図５〜８参照）のときの消費電力）よりも大きいかを判定する。Ｓ１及びＳ２の双方が肯定される場合には、Ｓ３へ進み、燃料カット信号ｆｃｕｔを「１」（燃料カット）とする。Ｓ１，Ｓ２のいずれかが否定されれば、Ｓ４へ進み、燃料カット信号ｆｃｕｔを「０」（燃料噴射）に設定する。従って、減速時に駆動モータ３が回生運転を行っており、かつ、この駆動モータ３の回生電力が発電モータ２の下限消費電力を上回る場合には、Ｓ１及びＳ２の双方が肯定されて燃料カットが実行される。駆動モータ３が力行運転を行っている場合には、Ｓ１が否定されて燃料が噴射される。駆動モータ３が回生運転を行っていても、駆動モータ３の回生電力が発電モータ２の下限消費電力より低い場合には、Ｓ１が肯定、Ｓ２が否定されて、燃料カットを行わず、最小限の燃料が噴射される。
【００３２】
図４は、判定部１９における制御切換信号ｆｃｈｇの設定処理の流れを示している。Ｓ１１では、目標車軸駆動トルクＴｓｄが負の値、すなわち発電・回生側の値であるかを判定する。Ｓ１２では、燃料カット信号ｆｃｕｔが「０」（燃料噴射）であるかを判定する。Ｓ１３では、燃料噴射開始期間Ｔ２（図５参照）であるかを判定する。Ｓ１１〜Ｓ１３の全てが肯定されれば、Ｓ１４へ進み、制御切換信号ｆｃｈｇを「１」（トルク制御）に設定し、Ｓ１１〜Ｓ１３のいずれかが否定されれば「０」（回転数制御）に設定する。
【００３３】
例えば、燃料カットを行っており、かつ、駆動モータが回生運転，発電モータが力行運転を行っている回生制動運転期間Ｔ１（図５）では、Ｓ１１が肯定、Ｓ１２が否定されてＳ１４へ進み、回転数制御モードにより運転が行われる。この回生制動運転中に、燃料噴射が開始されると、Ｓ１２が肯定となり、発電モータ２の運転モードが回転数制御モードからトルク制御モードへ切り換えられる。但し、燃料噴射の開始から燃料噴射開始期間Ｔ２を経過すると、Ｓ１３が否定されて、発電モータ２の運転モードが再びトルク制御モードから回転数制御モードへ切り換えられる。この燃料噴射開始期間Ｔ２は、例えば、発電モータ２の実回転速度が後述する発電モータ回転速度指令値Ｎｓとほぼ一致したときに終了するようにしても良く、あるいは、制御の簡素化を図るために、ｆｃｈｇの０（回転速度制御）から１（トルク制御）への切換（燃料噴射の開始）から一定の期間としても良い。
【００３４】
また、目標車軸駆動トルクＴｓｄが負の状態で燃料カット信号ｆｃｕｔが１から０へ切り替わると、制御切替信号ｆｃｈｇが０（回転数制御モード）から１（トルク制御モード）へ切り替わる。これに対し、目標車軸駆動トルクＴｓｄが負の値から正の値へ移行することによって、燃料カット信号ｆｃｕｔが１から０へ切り替わるような場合には、Ｓ１が否定されるため、回転速度制御が維持される。すなわち、車両運転者がアクセルを踏み込む（目標車軸駆動トルクＴｓｄが正の値となる）ことで燃料噴射が開始された場合には、回転速度制御が維持され、エンジン回転速度が速やかに上昇する。仮に、車両運転者がアクセルを踏み込むことで燃料噴射が開始された場合にも、制御切替信号ｆｃｈｇを０（回転数制御）から１（トルク制御）へ切り換えた場合、運転者の要求に応じた目標回転数への追従性が低下し、かつ、発電モータのトルクが負（力行）から正（発電）へ急変するので、エンジンの再始動が困難なものとなる。
【００３５】
再び図２を参照して、目標エンジン出力演算部２０では、発電モータ２で発電を行う場合に生じる損失を推定し、この損失分を目標発電電力Ｐｇｅｎに加算（効率補正）して、目標エンジン出力Ｐｓｅを求める。発電モータの損失を推定する方法は、目標発電電力演算部１８で演算した目標発電電力Ｐｇｅｎをエンジン１と発電モータ２で発電する際の最も燃費のよい動作点における発電モータ２の損失をあらかじめ目標発電電力Ｐｇｅｎのテーブルにしておき、このテーブルを参照して求める方法や、あらかじめ発電電力・回転速度毎の損失を測定して発電モータ損失マップを作成しておき、このマップを参照して求める方法などが考えられる。
【００３６】
目標エンジントルク演算部２１では、目標エンジン出力Ｐｓｅを実エンジン回転速度で除算し、エンジントルク指令値Ｔｓを求める。なお実エンジン回転速度の代わりに、後述するＳ２４で算出する発電モータ回転速度指令値Ｎｓを用いてもよい。エンジントルク指令値Ｔｓは判定部１９で生成した燃料カット信号ｆｃｕｔとともにエンジンコントローラ７に送られ、その値に基づきエンジン１のスロットル開度および燃料噴射量を制御してエンジントルクを制御する。燃料カット信号ｆｃｕｔが１（燃料カット）である場合、スロットルは全閉、燃料噴射量は０に制御される。燃料カット信号ｆｃｕｔが０（燃料噴射）である場合、実エンジン回転速度とエンジントルク指令値Ｔｓとで定まる開度にスロットルを制御する。エンジントルク指令値Ｔｓが実現可能なトルク範囲を上回っているときには全開に制御され、下回っているときには全閉に制御される。燃料噴射量は、空燃比が所望の空燃比となるように制御される。なお、判定部１９、目標エンジン出力演算部２０、目標エンジントルク演算部２１、およびエンジンコントローラ７等がエンジントルクを制御する手段に相当する。
【００３７】
ブロック２２〜２４では、目標発電電力Ｐｇｅｎと燃料カット信号ｆｃｕｔとに応じて発電モータ回転速度指令値Ｎｓの演算・設定が行われる。
【００３８】
第１目標エンジン回転速度演算部２２では、目標発電電力Ｐｇｅｎを最も少ない燃料消費率で実現するように目標エンジン回転速度が算出される。目標発電電力Ｐｇｅｎが正の場合、第１切換部２４において、この第１目標エンジン回転速度演算部２２で算出した目標エンジン回転速度が発電モータ回転速度指令値Ｎｓとして選択される。
【００３９】
第２目標エンジン回転速度演算部２３では、発電モータの目標消費電力（＝−１×目標発電電力Ｐｇｅｎ）をスロットル全閉かつ燃料噴射で実現するエンジン回転速度が算出される。目標発電電力Ｐｇｅｎが負であり、かつ燃料カット信号ｆｃｕｔが０（燃料噴射）である場合、第１切換部２４及び第２切換部２３２において、この第２目標エンジン回転速度演算部２３で算出したエンジン回転速度が発電モータ回転速度指令値Ｎｓとして選択される。
【００４０】
第３目標エンジン回転速度演算部２３１では、発電モータの目標消費電力をスロットル全閉かつ燃料カットで実現するエンジン回転速度が算出される。目標発電電力Ｐｇｅｎが負であり、かつ燃料カット信号ｆｃｕｔが１（燃料カット）である場合、第１切換部２４及び第２切換部２３２において、この第３目標エンジン回転速度演算部２３１で算出したエンジン回転速度が発電モータ回転速度指令値Ｎｓとして選択される。
【００４１】
発電モータトルク指令値演算手段２５では、目標発電電力Ｐｇｅｎを実発電モータ回転速度で除算して、発電モータトルク指令値Ｔｇを求める。発電モータトルク指令値Ｔｇは、値が正であるとき発電トルクに対応し、負であるとき力行トルクに対応する。本実施例においては発電モータの回転速度とエンジンの回転速度は同じであるから、この発電モータトルク指令値演算手段２５では実発電モータ回転速度の代わりに実エンジン回転速度を用いてもよい。
【００４２】
以上のように本実施例では、駆動モータによる回生運転及び発電モータによる力行運転を行っている回生制動運転状態で、燃料カット状態から燃料噴射を開始するときには、発電モータの運転モードを回転数制御モードからトルク制御モードへ切り替えているため、燃料噴射の開始直後にも、発電モータの消費電力が過度に上昇することがなく、無駄な電力の消費を回避することができ、かつ、蓄電装置６の入出力も軽減・解消されるため、蓄電装置６の過放電や耐久性の低下を抑制することができる。特に、燃料噴射の開始直後はエンジントルクの制御性が安定しておらず、その電力の制御は非常に困難なものになるが、本実施例ではこのような状況での運転性を有効に改善することができる。
【００４３】
上記の目標発電電力演算部１８では、蓄電装置６のＳＯＣと入出力可能電力に基づいて目標発電電力Ｐｇｅｎを算出してもよい。すなわちＳＯＣが低く蓄電装置を充電する必要があれば、入力可能電力の範囲で充電電力を目標発電電力Ｐｇｅｎに加えればよいし、ＳＯＣが高く蓄電装置の電力を自由に使える時は、入出力可能電力の範囲で充電電力を消費して目標駆動力通りのトルクを駆動モータ３から出力できるように、目標発電電力Ｐｇｅｎを設定すればよい。このように、蓄電装置６の入出力可能電力に基づいて、目標発電電力Ｐｇｅｎを補正・演算することにより、蓄電装置６が過充電・過放電とならない範囲で駆動モータ３と発電モータ２とで授受される電力の差を積極的に吸収することができ、運転性の大幅な向上を図ることができる。
【００４４】
目標駆動力Ｐｓｄが負（回生制動側）の値のときには、燃料カット状態から燃料噴射を開始する際に、発電モータ２の運転モードを回転数制御モードからトルク制御モードへ切り換えており、燃料カット状態からアクセルペダルを踏み込んでエンジンが燃料噴射を始める場合のように、目標駆動力Ｐｓｄが正（力行・駆動側）の値のときには、トルク制御モードへの切換を行わず、回転数制御モードを維持するようにしているので、運転者の要求に応じてエンジン回転数が応答性良く制御され、エンジンが不用意に吹き上がることを防止でき、かつ、エンジンに始動不良を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例が適用されるハイブリッド車両を簡略的に示す構成図。
【図２】図１の統合コントローラにおける制御ブロック図。
【図３】燃料カット信号の設定処理の流れを示すフローチャート。
【図４】制御切換信号の設定処理の流れを示すフローチャート。
【図５】本実施例に係る動作を示すタイムチャート。
【図６】比較例に係る動作を示すタイムチャート。
【図７】燃料カット状態でのエンジンの回転数−トルク特性図。
【図８】エンジンモータリング時の発電トルクの回転数−トルク特性図。
【符号の説明】
１…エンジン
２…発電モータ（第１電動発電機）
３…駆動モータ（第２電動発電機）
５…駆動輪
６…蓄電装置
７…エンジンコントローラ
８…発電モータコントローラ
９…統合コントローラ
１０…蓄電装置コントローラ
１１…駆動モータコントローラ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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