(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において、目標トルクと実トルクとの差を求め、この差がある場合に、車両の運転状態に応じてエンジントルクの配分を補正する。【解決手段】エンジン２と、このエンジンにより駆動され発電する機能を有するモータジェネレータ５とを備えたハイブリッド車両において、車両の目標駆動力と目標発電トルクとに基づき目標エンジントルクを演算する目標エンジントルク演算手段１３と、エンジントルクを目標駆動力と目標発電トルクとに配分するトルク配分手段１３と、演算された目標エンジントルクとエンジンの実トルクとの差を算出するトルク差演算手段１３と、車両の運転状態において優先すべき運転状態を判定する優先運転状態判定手段１３とを備え、前記トルク配分手段１３は、目標エンジントルクとエンジンの実トルクとの差が存在する場合に優先運転状態に応じてエンジントルクの配分を補正する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動するエンジンと、
このエンジンにより駆動され発電する機能と、車両を駆動する機能を有するモータジェネレータとを備えたハイブリッド車両において、
車両の目標駆動力と目標発電トルクとに基づき目標エンジントルクを演算する目標エンジントルク演算手段と、
エンジントルクを目標駆動力と目標発電トルクとに配分するトルク配分手段と、
演算された目標エンジントルクとエンジンの実トルクとの差を算出するトルク差演算手段と、
車両の運転状態において優先すべき運転状態を判定する優先運転状態判定手段とを備え、
前記トルク配分手段は、目標エンジントルクとエンジンの実トルクとの差が存在する場合に優先運転状態に応じてエンジントルクの配分を補正することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記優先状態判定手段は、車両の駆動力優先状態と、発電トルク優先状態と、これら以外の第３優先状態とから判定す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】
前記第３優先状態では、目標駆動力と目標発電トルクに応じてエンジントルクの配分が設定され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。
【請求項４】
前記エンジントルクの配分は、優先状態の判定ごとに段階的に変更されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記優先状態判定手段は、アクセルペダルの踏み込み量または踏み込み速度が所定値以上のとき前記駆動力優先状態を判定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記駆動力優先状態が判定された場合には、判定後の所定時間は駆動力優先状態を維持することを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両。
【請求項７】
前記優先状態判定手段は、バッテリの残容量が所定値以下のとき前記発電トルク優先状態を判定することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のハイブリッド車両。
【請求項８】
車両を駆動するエンジンと、
このエンジンにより駆動され発電する機能と、車両を駆動する機能を有するモータジェネレータとを備えたハイブリッド車両において、
車両の目標駆動力と目標発電トルクとに基づき目標エンジントルクを演算する目標エンジントルク演算手段と、
エンジントルクを目標駆動力と目標発電トルクとに配分するトルク配分手段と、
演算された目標エンジントルクとエンジンの実トルクとの差を算出するトルク差演算手段と、
車両の運転状態において優先すべき運転状態を判定する優先運転状態判定手段とを備え、
前記トルク配分手段は、目標エンジントルクとエンジンの実トルクとの差が存在する場合に優先運転状態に応じてエンジントルクの配分を補正することを特徴と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とその制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のハイブリッド車両に関する技術として特開２０００−１１５９０８号公報に記載のものがある。この技術は、バッテリの充電率が低い時にはエンジンを車両の駆動源として運転するとともに、エンジンによってモータ／ジェネレータ（以下、Ｍ／Ｇと示す。）を発電し、バッテリの充電率を高めるエンジン走行発電モードと、バッテリの充電率が高く、かつ、アクセル変化量（または変化率）が大きい場合にエンジンとＭ／Ｇとを駆動源として車両を加速する加速走行モードと、バッテリの充電率が高く、かつ、アクセル変化量が小さい場合にエンジンのみを駆動源として車両を走行させるエンジン走行モードを備えたハイブリッド車両を開示する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては、応答遅れや外部環境の影響によりエンジン出力トルク（車両の目標駆動トルク＋発電トルク）が目標トルクに達していない場合が生じ、その状況下ではバッテリへの充電が十分に行われない場合がある。
【０００４】
そこで本発明は、目標トルクと実トルクとの差分を求め、この差分がある場合に、車両の運転状態に応じてエンジントルクの配分を補正するハイブリッド車両を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両を駆動するエンジンと、このエンジンにより駆動され発電する機能と、車両を駆動する機能を有するモータジェネレータとを備えたハイブリッド車両において、車両の目標駆動力と目標発電トルクとに基づき目標エンジントルクを演算する目標エンジントルク演算手段と、エンジントルクを目標駆動力と目標発電トルクとに配分するトルク配分手段と、演算された目標エンジントルクとエンジンの実トルクとの差を算出するトルク差演算手段と、車両の運転状態において優先すべき運転状態を判定する優先運転状態判定手段とを備え、前記トルク配分手段は、目標エンジントルクとエンジンの実トルクとの差が存在する場合に優先運転状態に応じてエンジントルクの配分を補正する。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、目標駆動力と目標発電トルクとに配分されるエンジントルク配分を、目標トルクと実エンジントルクとの差分がある場合に優先運転状態に応じて補正するため、優先運転状態の目標とする性能に近づけ、あるいは達成することができる。具体的には、例えば、発電トルク優先状態時に駆動力が要求され、駆動力にのみトルクを配分することになるとバッテリのＳＯＣが低下することになり、アイドルストップの状態が減少し、燃費の向上代が減少するが、本発明では発電トルクの配分を大きくすることでＳＯＣの低下を防止することができる。また、駆動力が優先される駆動力優先状態では、駆動力へのトルク配分を大きくすることにより、駆動力を大きくし、目標の加速性能を達成することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明が適用されるハイブリッド車両の概要を図１を用いて説明する。
【０００８】
ハイブリッド車両は、後輪１を駆動する駆動源としてのエンジン２と、エンジン２の駆動力を後輪１に伝達するための変速機３とデファレンシャルギア４等を備える。さらにエンジン２と変速機３との間に第１Ｍ／Ｇ５が設置され、第１Ｍ／Ｇ５はモータとしては始動時及びクリープ走行時にのみ機能し、または、ジェネレータとして、インバータ６を介して接続するバッテリ７の充電量が少ない場合にバッテリの充電量を増加させるために機能する。
【０００９】
また、バッテリ７からの電力供給により作動する第２Ｍ／Ｇ８が、前輪を駆動する駆動源として設置され、後輪のみの駆動時には第２Ｍ／Ｇ８はジェネレータとして機能し、発電した電力はバッテリ８に充電することが可能である。通常走行時においての前後輪への駆動力配分は、路面状況や走行状況等に応じて最適な駆動力配分となるように設定される。
【００１０】
エンジン２、第１、第２Ｍ／Ｇ５、８及び変速機３は、それぞれのコントローラ９から１２から送信される信号により制御される。これらコントローラ９から１２には、制御モジュール（以下、ＨＣＭと示す。）１３からの制御情報が送られ、この情報に基づいて各コントローラが構成要素を制御する。
【００１１】
制御情報を演算するためにＨＣＭ１３には、図示しない車速センサ、変速機３の入出力回転速度を検出する回転速度センサ、エンジンの実回転速度を検出する回転速度センサ、ブレーキマスタシリンダ圧力を検出するセンサ、アクセル開度を検出するセンサ等からの出力信号が入力される。ＨＣＭ１３は、これら入力信号に基づいてエンジン２の目標駆動力に相当するトルク（以下、単に目標駆動力という。）と目標発電トルクを演算、設定する。
【００１２】
次に図２を用いて、本発明の特徴であるＨＣＭ１３で実施されるＭ／Ｇ用発電トルク値の演算の方法を説明する。
【００１３】
本フローチャートの制御内容の概要を説明すると、エンジンの実トルクが目標駆動力と目標発電トルクの和である目標エンジントルクとなっているかを判定し、実トルクが目標エンジントルクに達していない場合には、不足分を演算する。ここで、車両の運転状態は条件分けがなされ、例えば、加速等の駆動力を優先する駆動力優先状態や、発電を優先する発電トルク優先状態等に分別される。そして、この運転状態に応じて目標駆動力と目標発電トルクとの比を補正する。一例として運転状態が発電トルク優先状態の場合には、実エンジントルクのうち、目標発電トルク分の配分を大きくし（最大で目標発電トルク分）、残りのトルクを駆動力に割り振るように制御する。したがって、発電電力が優先的に確保され、発電電力は最大で目標発電トルクの発電量を維持することになり、バッテリ７のＳＯＣを速やかに高めることができる。
【００１４】
以下、発電トルクの算出について説明する。
【００１５】
まずステップ１で、車両の目標駆動力ＴＴＥＴＤと目標発電トルクＴＴＥＮＳを加算して目標エンジントルク値ＴＴＥＮを求めるとともに、目標エンジントルク値ＴＴＥＮの前回値から実エンジントルクＳＴＥＮを減算し、その差分ＤＴＴＥＮを演算する。
【００１６】
ステップ２で、目標エンジントルク値ＴＴＥＮをエンジントルク最大値ＭＡＸＴＲＱと比較し、目標エンジントルク値ＴＴＥＮが大きい場合にはステップ３に進み、それ以外ではステップ４に進む。
【００１７】
ステップ３では、目標エンジントルク値ＴＴＥＮをエンジントルク最大値ＭＡＸＴＲＱとして設定する。
【００１８】
ステップ４で後述する駆動力優先判定により設定される車両の加速判定のフラグｆＤＹＮＡＭＩＣを判定し、フラグ＝１であれば、加速状態にあるとして、ステップ６に進み、フラグ＝０では、ステップ５に進み、アクセル開度ＡＰＯの判定を行う。アクセル開度センサの出力に基づき設定されるアクセル開度フラグｆＦＬＳＷＰＴが全開を示す１の場合には、ステップ６に進み、それ以外では、ステップ７に進む。したがって、加速状態を示すフラグｆＤＹＮＡＭＩＣ＝１が立っていなくとも、運転者が加速を要求することをアクセル開度にて判断し、加速状態として制御することが可能となる。
【００１９】
ステップ６では、車両の運転状態が駆動力を優先すべき状態として駆動力優先条件フラグｆＤＲＶＰＲＩＯを１に設定する。一方、ステップ７では、車両が駆動力を優先すべき状態にないとして駆動力優先条件フラグｆＤＲＶＰＲＩＯを０に設定する。
【００２０】
ステップ８では、駆動力優先条件フラグｆＤＲＶＰＲＩＯが０で、かつ、発電要求フラグｆＧＥＮＵＰＲＱ０が１かどうかを判定する。発電要求フラグｆＧＥＮＵＰＲＱ０が１となる場合は、例えばバッテリ４のＳＯＣが所定残容量を下回った場合である。条件が成立する場合にはステップ９に進み、不成立の場合にはステップ１０に進む。バッテリ４のＳＯＣに基づいて発電要求状態を判定することで、ＳＯＣが著しく所定残容量以下になることを予防する。
【００２１】
ステップ９では、車両の運転状態が発電トルクを優先すべき状態として発電優先条件フラグｆＧＥＮＰＲＩＯを１に設定し、ステップ１０では、発電優先条件フラグｆＧＥＮＰＲＩＯを０に設定する。
【００２２】
続くステップ１１では、駆動力優先条件フラグｆＤＲＶＰＲＩＯが１かどうかを判定し、フラグ＝１の場合にはステップ１２に進み、フラグ＝０の場合にはステップ１３に進む。
【００２３】
フラグ＝１の場合のステップ１２では、駆動力優先状態として発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮを算出する。発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮは発電トルク演算係数の前回値ＫＤＴＴＥＮｚと発電トルク演算係数の移行率ＤＫＤＴＴＥＮ１とを加算した値と定数１との小さい方の値とする。つまり、発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮは最大で１となる。ここで移行率ＤＫＤＴＴＥＮは、発電トルク演算係数、つまり発電トルクが急激に変化し、運転性が不安定とならないように段階的に発電トルク優先状態側に変化させるために用いる定数で、０から１の値とする。所定の移行率を設定することで、各演算サイクル毎に発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮは段階的に変化して、例えば、駆動力が急激に変化し、運転者にショックを与えることを防止する。
【００２４】
発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮを算出した後、ステップ１４に進み、Ｍ／Ｇの発電用モータトルク値ＴＴＭＧ１の演算を行う。発電用モータトルク値ＴＴＭＧ１は目標発電トルクＴＴＥＮＳから発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮにステップ１で算出した差分ＤＴＴＥＮを乗じた値を減じて演算される。
【００２５】
つまり、運転状態が駆動力優先状態の場合には、目標発電トルクから最大で差分ＤＴＴＥＮが減じられ、発電用モータトルク値ＴＴＭＧ１は（目標発電トルクＴＴＥＮＳ−差分ＤＴＴＥＮ）となる。一方で、目標駆動力は目標エンジントルクと実エンジントルクとの差分を発電トルクの減少によってキャンセルするため、最大で目標駆動力を減少させることがなく、所望の車両加速性能を確保することができる。
【００２６】
一方、ステップ１１において駆動力優先条件フラグｆＤＲＶＰＲＩＯが０の場合には、ステップ１３に進み、発電優先条件フラグｆＧＥＮＰＲＩＯが１かどうかを判定する。フラグ＝１の場合にはステップ１５に進んで、発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮを算出する。ここでの発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮは発電トルク演算係数の前回値ＫＤＴＴＥＮｚから発電トルク演算係数の移行率ＤＫＤＴＴＥＮ２を減算した値と０との大きい方の値とする。発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮの演算が終えたら、ステップ１４に進み、Ｍ／Ｇの発電用モータトルク値ＴＴＭＧ１の演算を行う。
【００２７】
つまり、運転状態が発電トルク優先状態の場合には、目標発電トルクから最大で差分ＤＴＴＥＮが減算されることなく、目標発電トルクは目標発電トルクＴＴＥＮＳを維持することが可能となる。したがって、要求通りの発電を行い、バッテリ７のＳＯＣを速やかに所定レベルまで増加させることができる。
【００２８】
発電優先条件フラグｆＧＥＮＰＲＩＯが０の場合、つまり駆動力優先状態でもなく、かつ発電トルク優先状態でもない場合には、ステップ１６に進み、発電トルク演算係数の前回値ＫＤＴＴＥＮｚが差分ＤＴＴＥＮをステップ１で算出した目標エンジントルク値ＴＴＥＮで除した値以上かどうかを判定する。条件が成立する場合にはステップ１７に進み、不成立の場合ではステップ１８に進む。
【００２９】
ステップ１７では、発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮを演算する。発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮは、発電トルク演算係数の前回値ＫＤＴＴＥＮｚから発電トルク演算係数の移行率ＤＫＤＴＴＥＮ３を減算した値と、差分ＤＴＴＥＮを目標エンジントルク値ＴＴＥＮで除した値とを比較し、大きい方の値を発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮとして設定する。
【００３０】
一方、ステップ１８では、次のように発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮを演算する。発電トルク演算係数の前回値ＫＤＴＴＥＮｚと発電トルク演算係数の移行率ＤＫＤＴＴＥＮ４を加算した値と、差分ＤＴＴＥＮを目標エンジントルク値ＴＴＥＮで除した値とを比較し、小さい方の値を発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮとして設定する。
【００３１】
したがって、運転状態が駆動力優先状態でも発電トルク優先状態でもない場合には、発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮは差分ＤＴＴＥＮを目標エンジントルク、すなわち目標駆動力と目標発電トルクで除して算出された値に基づき設定されるため、目標エンジントルクに対する実エンジントルクの差が小さい場合に駆動力側へトルクを優先させることによる過度の発電トルク不足を防止する等、適切なエンジントルクの配分を成し遂げることができる。
【００３２】
ステップ１７、１８で発電トルク演算係数ＫＤＴＴＥＮの設定を終えたらステップ１４に進み、Ｍ／Ｇの発電用モータトルク値ＴＴＭＧ１の演算を行い、制御を終了する。
【００３３】
次に、図３を用いて加速判定のフラグｆＤＹＮＡＭＩＣを設定する駆動力優先判定について説明する。図３と後述する図４のフローチャートは図２のフローチャートと平行してＨＣＭ１３で演算されるものである。
【００３４】
ステップ２０で、アクセル操作量ＡＰＯの変化率を今回の制御時の操作量と前回の操作量との差分から算出し、この変化率を加速判定のための基準変化率ｍＤＡＰＯＬＭＴと比較する。比較結果が基準変化率ｍＤＡＰＯＬＭＴ以上であれば、ステップ２１に進み、それ以外ではステップ２２に進む。ここで、判定条件としてアクセル操作量ＡＰＯの変化率を用いたが、アクセル操作量ＡＰＯの大きさを用いて判定するようにしてもよい。このようにアクセル操作量ＡＰＯの大きさまたはその変化率を用いて加速判定を行うことで、運転者の加速意図を速やかに判断することができる。
【００３５】
ステップ２１では、図４に示すような車速−走行抵抗相当駆動力テーブルを用いて走行抵抗分の駆動力ｔｍｐを算出する。続くステップ２３で目標駆動力ＴＦＤＤから走行抵抗分駆動力ｔｍｐを減算した値が加速駆動力判定値ｍＴＲＬＤＦＤＨＹＳ以上かどうかを判定し、条件が成立する場合にはステップ２４に進み、不成立の場合にはステップ２２に進む。
【００３６】
ステップ２２では、加速条件を満足しないとして加速条件フラグｆＤＹＮＡＭＩＣ１に０を設定し、ステップ２４では、加速条件を満足するとして加速条件フラグｆＤＹＮＡＭＩＣ１に１を設定し、設定後、ステップ２５に進む。
【００３７】
ステップ２５では、前回の加速条件フラグｆＤＹＮＡＭＩＣ１ｚが０で、今回の加速条件フラグｆＤＹＮＡＭＩＣ１が１であるかどうかを判定する。この条件が成立する場合にステップ２６に進み、加速判定タイマｔＴＩＭＥＲ１に加速判定タイマ設定値ｍＴＩＭＥＲ１を設定し、ステップ２７に進む。不成立の場合にはステップ２７に進む。ここでは前回の演算サイクル時と加速判定が異なった場合に、加速判定タイマｔＴＩＭＥＲ１が所定値の加速判定タイマ設定値ｍＴＩＭＥＲ１に設定され、図５に示すタイマー制御を実施する。
【００３８】
ステップ２７では、図５に説明する加速判定タイマｔＴＩＭＥＲ１が０かどうかを判定する。０の場合にはステップ２８に進み、加速判定フラグｆＤＹＮＡＭＩＣを０に設定し、制御を終了する。加速判定タイマｔＴＩＭＥＲ１が０以外の場合には、ステップ２９に進み、加速判定フラグｆＤＹＮＡＭＩＣを１に設定し、制御を終了する。
【００３９】
図５に示す加速判定タイマｔＴＩＭＥＲ１の設定について説明する。
【００４０】
まずステップ３０で、加速判定タイマｔＴＩＭＥＲ１のカウントダウンを開始する。カウントダウンの開始は、ステップ２３の条件が成立した時に開始される。
【００４１】
次にステップ３１で加速判定タイマｔＴＩＭＥＲ１が０より小さいかを判定し、小さい場合にはステップ３２に進み、加速判定タイマｔＴＩＭＥＲ１として０を設定する。０以上の場合には、そのまま制御を繰り返す。
【００４２】
つまり、図３に示すステップ２６で加速判定タイマｔＴＩＭＥＲ１に加速判定タイマ設定値ｍＴＩＭＥＲ１を設定してからステップ２７で加速判定タイマｔＴＩＭＥＲ１が０になるまで加速状態（駆動力優先状態）が優先される。
【００４３】
したがって、ハイブリッド車両において、バッテリへの充電が必要な場合や、モータによってのみ駆動される駆動輪を使用する場合に発電トルクの要求が生じ、発電トルク優先状態となる。この場合に駆動力が要求され、駆動力にのみトルクを配分することになるとバッテリのＳＯＣが低下することになり、アイドルストップの状態が減少し、燃費の向上代が減少することになるが、本発明においては、目標エンジントルクと実エンジントルクとの差を求め、トルク差分と優先運転条件に応じて駆動力と発電トルクの配分を適切に補正する（たとえば、発電トルク優先状態では、発電トルクの配分を大きくする）ことにより発電トルクが著しく減少することがなく、ＳＯＣの低下を抑制することができる。
【００４４】
一方、駆動力が要求される駆動力優先状態では、駆動力へのトルク配分を大きくすることにより、駆動力を大きくし、目標の加速性能を達成することができる。
【００４５】
また、駆動力を優先するか、発電トルクを優先するか選択できない場合（第３優先状態）では、目標駆動力と目標発電トルクとに基づいて駆動力と発電トルクの配分を設定するので、発電トルクの不足を防止し、適切なエンジントルクの配分を行うことができる。
【００４６】
各優先状態でのトルク配分は、演算サイクルごとに所定の移行率で段階的に他の優先状態側に変化するため、駆動トルクの急激な変化を抑制し、駆動力の変化に伴うショックを防止する。
【００４７】
駆動力優先判定において、アクセル開度ＡＰＯに基づき運転者の加速意図を把握して駆動力優先状態を判定し、駆動力優先状態と判定した場合には駆動力分の配分を増加し、発電トルク分を減少させる。この駆動力優先状態をスロットル開度変化時から実際のエンジントルクの増加時までの所定時間、言い換えると無駄時間及び一次遅れの影響の大きい時間で維持する。したがって、無駄時間及び一次遅れの影響の大きい時間では、モータの発電要求に対するトルク反応のほうが駆動力要求に対するトルク反応より速いため、発電トルクを要求通りに確保することにより、駆動力が著しく低下したり、エンジンの吹け上がりに必要なトルクが不足することを防止できる。その結果、目標駆動力の減少を抑制し、運転者の加速要求を満たすトルクを確保することができる。
【００４８】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するハイブリッド車両のシステム概要図である。
【図２】モータ用発電トルク値演算のフローチャートである。
【図３】駆動力優先判定のフローチャートである。
【図４】走行抵抗を算出するマップの一例である。
【図５】タイマー制御のフローチャートである。
【符号の説明】
２　エンジン
３　無段変速機
４　モータジェネレータ
７　バッテリ
１３　ＨＣＭ
【図１】
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【図２】
2004011486.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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