(57)【要約】【課題】本発明は、ハイブリッド自動車の制御装置に関し、エンジンの応答遅れを考慮してエンジンとモータとの協調制御を実行し、ドライバビリティの向上を図るようにする。【解決手段】車両の運転状態に応じてエンジン２に要求される出力トルクＴを設定するエンジン要求トルク設定手段１３２と、走行トルクＴとエンジン要求トルクＴｅとに基づいてモータ４に要求される出力トルクを設定するモータ要求トルク設定手段１３３と、モータ要求トルク１３３を所定時間遅延させて出力する遅延手段１３４とを備えるように構成する。【選択図】        図１
2004304934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行用の動力源としてのエンジン及びモータと、該エンジン及び該モータの作動を制御する制御手段とをそなえたハイブリット車両の制御装置において、
該制御手段は、
該車両の運転状態に応じて設定される走行トルクに基づいて該エンジンに要求される出力トルクを設定するエンジン要求トルク設定手段と、
該走行トルクとエンジン要求トルク設定手段で設定されたエンジン要求トルクとに基づいて該モータに要求される出力トルクを設定するモータ要求トルク設定手段と、
該モータ要求トルク設定手段で設定された該モータ要求トルクを所定時間遅延させて出力する遅延手段とを備えている
ことを特徴とする、ハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項２】
該制御手段は、
該モータ要求トルクに一次遅れ処理を施す一次遅れ処理手段をそなえている
ことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項３】
該一次遅れ処理手段は、該遅延手段によって遅延処理されたモータ要求トルクを一次遅れ処理する
ことを特徴とする、請求項２記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項４】
該エンジンは、所定の走行条件を満たすと燃料カットが実行されるように構成されるとともに、
該制御手段は、
該エンジンの燃料カット状態を判定する燃料カット状態判定手段を備え、該燃料カット状態判定手段による判定結果に基づいて上記所定時間を変更する
ことを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項５】
該制御手段は、
該燃料カット状態判定手段により該エンジンが燃料カット制御中であると判定されると、該所定時間を０に設定する
ことを特徴とする、請求項４記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【請求項６】
該制御手段は、
該燃料カット状態判定手段により該燃料カット制御の開始時又は解除時であると判定されると、該所定時間を減少させる
ことを特徴とする、請求項４記載のハイブリッド自動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータとの駆動力を用いて走行可能な、ハイブリッド自動車の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０はいわゆるＩＳＡ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ａｌｔｅｒｎａｔｏｒ）システムを採用したハイブリッド自動車の要部を模式的に示す図であって、エンジン２とトランスミッション６との間に電動機（モータ／ジェネレータ、以下、単にモータという）４が直列に配設されている。また、エンジン２にはスタータ１０が付設されている。
【０００３】
また、モータ４の出力軸とエンジン２の出力軸とは機械的に接続されており、モータ４が電力供給を受けて力行することにより、モータ４の駆動力を駆動輪側へ伝達したり、エンジン２に駆動力をアシストしたりするようになっている。また、モータ４を発電機として機能させることで、エンジン２の駆動力を吸収したりエンジンブレーキ相当の回生ブレーキを作用させたりすることができ、このときに電力が回生されるようになっている。
【０００４】
ところで、このようなハイブリット自動車では、エンジン２とモータ４とを協調させて作動させる必要がある。そこで、従来は以下のようにしてエンジン２とモータ４との出力トルクを設定していた。
すなわち、図１１に示すように、まずアクセル開度ＡＰＳとエンジン回転数Ｎｅとからドライバが要求する走行トルクを求める。次に、バッテリのＳＯＣ（残存溶量）と上記走行トルクとから図示しないマップに基づいてエンジンの出力トルク（エンジン要求トルク）を設定し、最後に走行トルクから上記エンジン要求トルクを減算したものをモータの出力トルク（モータ要求トルク）として設定する。
【０００５】
しかし、エンジンは要求トルク指示から実際のトルク発生までの遅れが大きくモータよりも応答性が低い。なお、この応答遅れは、いわゆる所定時間遅れ（要求トルク演算遅れ，通信時間分の遅れ，スロットルバルブの作動遅れ等）と、エンジン回転に起因する遅れ（空気量変化の検出遅れ，燃料噴射までの遅れ，点火までの遅れ）とに起因するものである。
【０００６】
このため、エンジン２とモータ４との間で各要求トルクに応じたトルクが実際に出力されるタイミングに時間差が生じてしまい、モータ４からモータ要求トルクに応じたトルクが出力された後、エンジン２からエンジン要求トルクに応じたトルクが出力されることとなる。そして、このようにトルクの出力タイミングが不整合状態となると、トルク変動が生じるとともにドライバビリティの低下を招くことになる。
【０００７】
これに対して、例えば特許文献１には、ハイブリッド自動車において、発電指令（目標発電トルク）に一次遅れ処理を施すことで、エンジンとモータとの応答性の違いに起因するトルク変動を抑制するようにした技術が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２６８７１０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示された技術では、単に一次遅れ処理を行なうのみであり、エンジンとモータとを協調させて作動させることはできない。つまり、一次遅れ処理とは、いわゆるなまし処理であって、信号の立ち上がりが緩やかに変更されるのみであり、トルクの出力タイミング自体は何ら変更されない。
【００１０】
したがって、エンジンとモータとのトルク協調を正確に行なうことができず、ドライバビリティを向上させることはできない。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、エンジンの応答遅れを考慮してエンジンとモータとの協調制御を実行し、ドライバビリティの向上を図るようにした、ハイブリッド自動車の制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の本発明のハイブリッド自動車の制御装置は、車両走行用の動力源としてのエンジン及びモータと、該エンジン及び該モータの作動を制御する制御手段とをそなえたハイブリット車両の制御装置において、該制御手段は、該車両の運転状態に応じて設定される走行トルクに基づいて該エンジンに要求される出力トルクを設定するエンジン要求トルク設定手段と、該走行トルクに基づいて該モータに要求される出力トルクを設定するモータ要求トルク設定手段と、該モータ要求トルク設定手段で設定された該モータ要求トルクを所定時間遅延させて出力する遅延手段とを備えていることを特徴としている。
【００１２】
したがって、モータ要求トルクが所定時間だけ遅延して出力されることになるので、エンジンの応答遅れを考慮してエンジンとモータとの協調制御を実行することができ、ドライバビリティが向上する。
また、好ましくは、制御手段はモータ要求トルクに一次遅れ処理を施す一次遅れ処理手段をそなえ、遅延手段による遅延処理と一次遅れ処理手段による一次遅れ処理とが施されて出力されるモータ要求トルクに基づいてモータの作動が制御されるように構成する。
【００１３】
また、一次遅れ処理手段は、遅延手段によって遅延処理されたモータ要求トルクを一次遅れ処理するように構成する。
また、好ましくは、エンジンは、所定の走行条件を満たすと燃料カットが実行されるように構成されるとともに、制御手段は、エンジンの燃料カット状態を判定する燃料カット状態判定手段を備え、燃料カット状態判定手段による判定結果に基づいて上記所定時間を変更するように構成する。
【００１４】
また、好ましくは、制御手段は、燃料カット状態判定手段によりエンジンが燃料カット制御中であると判定されると、所定時間を０に設定するように構成する。
また、制御手段は、燃料カット状態判定手段により燃料カット制御の開始時又は解除時であると判定されると、所定時間を減少させるように構成してもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施形態にかかるハイブリッド自動車の制御装置について説明すると、図１はその要部構成を示す模式的なブロック図である。
図１において、１２はハイブリッド自動車のエンジン２及び電動機４の作動を制御する制御手段であって、この制御手段１２は、エンジン２の要求トルクを算出したりモータ４の要求トルクを算出して、ハイブリッドシステムを統括的に管理，制御するシステム管理手段（システムマネジメントユニット：ＳＭＵ）１３と、エンジン２に付設された電子制御スロットルバルブ（ＥＴＶ）１８の作動を制御する吸入空気量制御手段（スロットルバルブ制御手段又はＥＴＶコントローラ）１６と、上記ＥＴＶコントローラ１６に対する制御信号を設定するとともにエンジン２の作動を制御するエンジン制御手段（エンジンコントロールユニット：ＥＣＵ）１４と、モータ（モータ／ジェネレータ又はＭ／Ｇ）４の作動状態を制御する電動機制御手段（モータコントローラユニット：ＭＣＵ）２０とから構成されている。
【００１６】
また、本実施形態においては、ハイブリッド自動車は、従来技術の欄で図１０を用いて説明したようなＩＳＡ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ａｌｔｅｒｎａｔｏｒ）システムが適用されている。すなわち、モータ４の出力軸とエンジン２の出力軸とが機械的に接続可能に構成され、ＭＣＵ２０によりモータ４の作動状態を制御することによりエンジン２にトルクを付与したり、エンジン２の発生トルクを吸収（回生）することができるようになっている。
【００１７】
また、ＳＭＵ１３には、エンジン２のエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２１や、ドライバのアクセル踏み込み量（アクセル開度；ＡＰＳ）を検出するアクセル開度センサ４０が接続されている。
また、図示するように、ＳＭＵ１３内には、車両の走行トルクを決定する走行トルク設定手段１３１と、エンジン２の出力トルクを設定するエンジン要求トルク設定手段１３２と、モータ４の出力トルクを設定するモータ要求トルク設定手段１３３とが設けられている。
【００１８】
このうち、走行トルク設定手段１３１は、車両の走行状態やドライバの運転操作状態に基づいてエンジン２及びモータ４からなるパワープラント（動力源）全体の要求トルク（以下、走行トルクという）Ｔを設定する手段である。ここで、図示するように、この走行トルク設定手段１３１には、エンジン回転数センサ２１及びアクセル開度センサ４０により検出されたエンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度ＡＰＳが入力されるようになっており、走行トルク設定手段１３１では、これらの情報（Ｎｅ，ＡＰＳ）に基づいてドライバがどのような加速を要求しているのかを判定するとともに、この加速を得るための走行トルクＴを算出するようになっている。
【００１９】
また、エンジン要求トルク設定手段１３２は、上記走行トルク設定手段１３１で設定された走行トルクＴのうち、エンジン２が負担する走行トルク（エンジン要求トルク）Ｔｅを設定するものである。ここで、エンジン要求トルク設定手段１３２には、バッテリ電圧とバッテリ電流とに基づきバッテリの残存容量ＳＯＣを算出するバッテリ残存容量算出手段４２が接続されている。また、エンジン要求トルク設定手段１３２には、バッテリ残存容量算出手段４２で得られるＳＯＣと、走行トルク設定手段１３１で設定された走行トルクＴとをパラメータとするマップが設けられており、これらの走行トルクＴとＳＯＣとに基づいてエンジン要求トルクＴｅが設定されるようになっている。
【００２０】
また、このようにしてエンジン要求トルクＴｅが設定されると、上記走行トルク設定手段１３１で設定された走行トルクＴから上記エンジン要求トルクＴｅを減算することで、モータ４が負担する走行トルク（モータ要求トルク）Ｔｍが算出されるようになっている。なお、図１では演算子１３３がモータ要求トルク設定手段として機能する。
【００２１】
ところで、上述のようにしてエンジン要求トルクＴｅが設定されると、このエンジン要求トルクＴｅがＥＣＵ１４に入力されるようになっており、ＥＣＵ１４では、上記エンジン要求トルクＴｅを出力するためのＥＴＶ１８の開度が設定（又は算出）されるようになっている。
すなわち、ＥＣＵ１４では、エンジン要求トルクＴｅとエンジン回転数Ｎｅとから、必要とされるエンジン２の正味平均有効圧Ｐｅと、そのときのエンジン２のフリクションに相当する負荷トルクＰｆとを求め、これらＰｅ，Ｐｆを下式（１）に代入することによりエンジン２の目標トルク（目標図示平均有効圧）Ｐｉを設定するようになっている。
Ｐｉ＝Ｐｅ＋Ｐｆ・・・・・（１）
また、ＥＣＵ１４には、上記Ｐｉとエンジン回転数ＮｅとからＥＴＶ開度を設定するマップが設けられており、式（１）により目標トルクＰｉが設定されると、このマップからＥＴＶ開度が算出されるようになっている。
【００２２】
そして、ＥＴＶ開度が算出されると、ＥＴＶコントローラ１６では、上記ＥＣＵ１４で設定されたＥＴＶ開度となるように図示しないＥＴＶアクチュエータをフィードバック制御するようになっている。
そして、このようにしてＥＴＶ１８により吸入空気量が制御されることにより、エンジン要求トルク設定手段１３２で設定されたトルクがエンジン２から出力されるようになっている。
【００２３】
一方、モータ要求トルク設定手段１３３によりモータ要求トルクＴｍが設定されると、以下のようにしてモータ４にトルク指示が出力されるようになっている。すなわち、図示するように、ＳＭＵ１３には、バッファ（遅延手段）１３４及びローパスフィルタ（一次遅れ処理手段、以下ＬＰＦという）１３５が設けられており、モータ要求トルク設定手段１３３からモータ要求トルクＴｍが出力されると、このバッファ１３４で所定時間ｔだけ遅延されてからＬＰＦ１３５に入力されるようになっている。そして、ＬＰＦ１３５に入力されたモータ要求トルクＴｍは、ＬＰＦ１３５においてさらに一次遅れ処理が施されてから出力されるようになっている。
【００２４】
ここで、モータ要求トルクＴｍをバッファ１３４により所定時間ｔだけ遅延させるのは主に以下の理由による。つまり、従来の技術の欄でも述べたように、エンジン２は要求トルク指示から実際のトルク発生までの遅れが大きく、モータ４よりも応答性が低い。このため、走行トルクＴに基づき算出されたエンジン要求トルクＴｅとモータ要求トルクＴｍとを出力するように、エンジン２とモータ４とに同時にトルク指示を行なってもエンジン２及びモータ４から出力されるトルクが不整合状態となり、トルク変動を生じていた。また、これによりドライバビリティの低下を招いていた。
【００２５】
そこで、上述したように、ＳＭＵ１３にバッファ１３４を設け、上述のエンジン２の応答遅れに相当する時間だけモータ要求トルクＴｍの出力を遅延させることで、エンジン２の応答遅れ分を相殺しているのである。そして、このような構成により、エンジン２とモータ４とにおいて、走行トルクＴに応じて設定される各要求トルクＴｅ，Ｔｍが実際に発生する時間を略同じとすることができ、エンジン２とモータ４との不整合状態を解消してエンジン２とモータ４とを協調して制御することができるのである。
【００２６】
なお、上記の所定時間（バッファ１３４による遅延時間）ｔは、エンジン２の特性等に応じて適宜設定されるものであるが、本実施形態では例えば２００ｍｓに設定されている。
ここで、バッファ１３４によるモータ要求トルクＴｍの遅延手法について具体的に説明すると、本実施形態においては、メインルーチンは例えば１０ｍｓ毎に更新されるようになっており、したがって、エンジン要求トルクＴｅ及びモータ要求トルクＴｍも１０ｍｓ毎に更新されるようになっている。そして、バッファ１３４では、１０ｍｓ毎に最新のモータ要求トルクＴｍを順次２０回分（つまり２００ｍｓ分）記憶しておき、モータ要求トルクＴｍが更新される度に、その時点から２０回前（２００ｍｓ前）に算出されたモータ要求トルクＴｍを出力するようになっている。なお、詳しくは後述するが、燃料カット制御の実行時には、遅延時間ｔは上述とは別に設定されるようになっている。
【００２７】
また、上述したように、バッファ１３４から出力されたモータ要求トルクＴｍは、ＬＰＦ１３５に入力されるようになっており、このＬＰＦ１３５において、例えば重み付け係数α（０＜α＜１）を用いて下式（２）により一次遅れ処理が施されるようなっている。
Ｔｍｎ  ＝（１−α）Ｔｍｎ  ＋αＴｍｎ−１  ・・・（２）
そして、ＬＰＦ１３５から出力されたモータ要求トルクＴｍはＭＣＵ２０に入力されるようになっており、このＭＣＵ２０において、上述により設定されたモータ要求トルクＴｍとなるようにモータ４への電流値が制御されるようになっている。
【００２８】
なお、ＬＰＦ１３５における一次遅れ処理は、エンジン２の空気量変化の応答遅れをモータ４においても擬似的に再現させるための処理であり、このような一次遅れ処理を施すことにより、モータ要求トルクＴｍが、いわゆるなまされた状態でモータ４から出力されて、エンジン２の実際の出力トルク特性と同等の特性とすることができる。また、本実施形態のように、モータ要求トルクＴｍの遅延処理を実行した後に一次遅れ処理を実行することにより、モータ４の出力トルク特性をさらにエンジン２の出力トルク特性に近づけることができる。
【００２９】
ところで、本実施形態においては、車速センサ４１，アクセル開度センサ４０及びエンジン回転数センサ２１からの情報に基づいて所定の走行条件が成立したと判定されると、エンジン２への燃料供給を停止するいわゆる燃料カット制御が実行されるようになっている。このような燃料カット（又はＦ／Ｃという）の制御自体については公知の技術であるので燃料カット制御の詳細な説明は省略するが、例えばアクセル開度が０（全閉）で且つ所定車速（Ｖ１）以上であると、燃料カット制御条件が成立して、燃料カット制御が開始されるようになっている。また、アクセルの踏み込みが検出されるか、又は、エンジン回転数が所定値以下となったことが検出されると、燃料カット制御が中止されて通常の運転状態に復帰するようになっている。
【００３０】
さて、このような燃料カット時には、当然ながらエンジン２からの出力トルクは０となるため、モータ４をエンジン２と協調制御する必要がない。そこで、燃料カット中には、バッファ１３４の遅延時間（所定時間）ｔが０に設定される（つまり、遅延制御がキャンセルされる）ようになっている。また、燃料カット制御開始直後（以下、燃料カット突入時という）や燃料カット制御の中止時（以下、燃料カット復帰時という）には、バッファ１３４による遅延時間ｔが通常時と異なる値に変更されるようになっている。
【００３１】
以下、詳しく説明すると、ＳＭＵ１３には燃料カット状態を判定する燃料カット状態判定手段４４が設けられている。この燃料カット状態判定手段４４には、エンジン回転数センサ２１，アクセル開度センサ４０及び車速センサ４１が接続されており、これらのセンサからの情報に基づいて、エンジン２に対する燃料カット状態を判定するようになっている。
【００３２】
また、ＳＭＵ１３には、燃料カット状態に応じてバッファ１３４の遅延時間を変更又は最適化する手段１３６〜１３８が設けられれている。具体的には、図１に示すように、燃料カット突入時及び燃料カット復帰時を除く燃料カット中の遅延時間を最適化する第１遅延時間最適化手段１３６と、燃料カット復帰時の遅延時間を最適化する第２遅延時間最適化手段１３７と、燃料カット突入時の遅延時間を最適化する第３遅延時間最適化手段１３８とが設けられている。
【００３３】
このうち、第１遅延時間最適化手段１３６は、燃料カット中においてモータ４にのみ要求トルクが設定された場合の遅延時間を設定するものであって、この場合には遅延時間ｔは０に設定されるようになっている。これは上述したように、燃料カット中はエンジン２の出力トルクは０となるため、モータ４をエンジン２と協調制御する必要がないからである。
【００３４】
詳しく説明すると、図示するように、第１遅延時間最適化手段１３６には、スイッチ（選択手段）４６及びテーリング処理部（勾配制限手段）４８が設けられており、スイッチ４６の一方の端子４６ａには、遅延処理前のモータ要求トルクと遅延処理後のモータ要求トルクとの差が入力されるようになっている。また、他方の端子４６ｂにはトルク０Ｎｍが入力されている。また、このスイッチ４６は、燃料カット状態判定手段４４により切り替えられるようになっている。
【００３５】
そして、燃料カット状態判定手段４４により燃料カット中であると判定されると、スイッチ４６が一方の端子４６ａ側に切り替えられて、上記トルク差がテーリング処理部４８を介して出力され、再び遅延処理後のモータ要求トルクに加算されるようになっている。なお、「燃料カット中」とは、図８及び図９において区間１で示すように、燃料カット制御において、後述する燃料カット復帰時及び燃料カット突入時以外の状態をいう。
【００３６】
そして、このような処理を行なうことにより、結果的に遅延処理後のモータ要求トルクが相殺されて、遅延処理前のモータ要求トルクが出力されるようになっているのである。したがって、この場合は、結果的に遅延時間ｔが０に設定されるようになっている。
また、このように遅延時間を０に設定することにより、燃料カット復帰時の応答性も高めることができる。つまり、燃料カット状態から通常のエンジン運転への復帰時に、応答遅れなくモータ４を作動させることができるので、図８の線ａ１〜ａ３に示すように、エンジン２の作動開始前にモータ４を速やかに作動させることができる。これにより、エンジン始動前に予めインテークマニホールドに負圧が生じてエンジン２の始動性を高めることができ、これにより燃料カット復帰時の応答性を確保できるのである。
【００３７】
また、燃料カット状態判定手段４４により燃料カット中以外の状態であると判定されると、スイッチ４６が他方の端子４６ｂ側に切り替えられて、０Ｎｍが遅延処理後のモータ要求トルクに加算されるようになっている。つまり、この場合には、遅延処理後のモータ要求トルクがそのまま出力されることとなり、遅延時間ｔが所定値（本実施形態では２００ｍｓ）に設定されるようになっている。
【００３８】
ところで、テーリング処理部４８は、スイッチ４６を介して入力されるモータ要求トルクに対してテーリング処理（勾配制限）を施すものであるが、このテーリング処理部４８は、スイッチ４６が一方の端子４６ａから他方の端子４６ｂへ切り替えられた直後のみ、つまり、燃料カット状態が「燃料カット中」から「燃料カット中以外」に変更された直後のみ機能するようになっている。
【００３９】
このようなテーリング処理を行なうのは、燃料カット状態が「燃料カット中」から「燃料カット中以外」へ移行したときに、単にスイッチ４６を切り替えるだけではモータ要求トルクの遅延時間が急激に変化するため、ステップ上にモータ要求トルクＴｍが変化してショックが生じるからである。そこで、このようなショックを抑制するために、「燃料カット中」から「燃料カット中以外」に変化したした直後のみテーリング処理部４８を作動させて、バッファ１３４前後のモータ要求トルクの差を徐々に低減していき（テーリング処理）、ショックを抑制するようになっている。
【００４０】
次に、第２遅延時間最適化手段１３７について説明すると、この第２遅延時間最適化手段１３７は、燃料カット復帰時（図８の区間２参照）の遅延時間を最適化するものであって、第１遅延時間最適化手段１３６と同様にスイッチ（切替手段）５０及びテーリング処理部（勾配制限手段）５２をそなえている。
スイッチ５０の一方の端子５０ａには、バッファ１３４から得られるバッファ中のモータ要求トルク（例えば３０ｍｓ前に算出されたモータ要求トルク）と、バッファ１３４から出力された遅延処理後のモータ要求トルクとの差が入力されるようになっており、他方の端子５０ｂにはモータ出力トルクとして０Ｎｍが入力されている。
【００４１】
そして、燃料カット状態判定手段４４により燃料カット復帰時（図８の区間２）であると判定されると、スイッチ５０が一方の端子５０ａ側に切り替えられて、上記トルク差がテーリング処理部５２を介して出力されるようになっている。また、このスイッチ５０からの出力が、バッファ１３４からの出力に加算されるようになっている。
【００４２】
これにより、結果的に遅延処理後のモータ要求トルクが相殺されて、バッファ中のモータ要求トルクが出力されるようになっているのである。したがって、この場合は、結果的に遅延時間ｔが例えば３０ｍｓに設定されるようになっている。
これは、燃料カットの復帰時には、エンジン２の応答遅れ時間が通常運転時間よりも短いことを考慮したものであり、燃料カット復帰にモータ遅延時間を通常よりも短くすることで、燃料カット復帰時におけるエンジン２とモータ４とのトルク制御のマッチングを図ることができる。
【００４３】
なお、燃料カット復帰時とは、図８に区間２で示すように、アクセルオン後、エンジン要求トルクＴｅが設定された時点からモータ要求トルクＴｍ＝０となる時点までの間である。
また、燃料カット状態判定手段４４により燃料カット復帰時以外と判定されると、スイッチ５０が他方の端子５０ｂ側に切り替えられて、０Ｎｍが遅延処理後のモータ要求トルクに加算されるようになっている。つまり、この場合には、遅延処理後のモータ要求トルクがそのまま出力されるようになっている。
【００４４】
また、テーリング処理部５２は、上述したテーリング処理部４８と同様に、スイッチ５０が一方の端子５０ａから他方の端子５０ｂへ切り替えられた直後のみ機能するようになっている。つまり、このテーリング処理部５２は、スイッチ５０が端子５０ａから端子５０ｂに切り替えられると、スイッチ５０の一方の端子５０ａから入力されたトルク差を徐々に０Ｎｍまで低減する（テーリング処理又は勾配制限）ようになっているのである。
【００４５】
そして、このようなテーリング処理を行なうことにより、モータ要求トルクＴｍの遅延時間の切替にともなうショックが抑制されるようになっている。
また、第３遅延時間最適化手段１３８は、燃料カット突入時（図９の区間３参照）の遅延時間を最適化するものであって、第１及び第２遅延時間最適化手段１３６，１３７と同様にスイッチ（切替手段）５４及びテーリング処理部（勾配制限手段）５６をそなえている。
【００４６】
このうち、図１に示すように、スイッチ５４は第２遅延時間最適化手段１３７のスイッチ５０と同様に構成されている。すなわち、スイッチ５４の一方の端子５４ａには、バッファ１３４から得られるバッファ中のモータ要求トルクと、バッファ１３４から出力された遅延処理後のモータ要求トルクとの差が入力されるようになっており、他方の端子５４ｂにはモータ出力トルクとして０Ｎｍが入力されている。
【００４７】
そして、燃料カット状態判定手段４４により燃料カット突入時であると判定されると、スイッチ５４が一方の端子５４ａ側に切り替えられて、上記トルク差がテーリング処理部５２を介して出力されるとともに、バッファ１３４からの出力に加算されるようになっている。これにより、遅延処理後のモータ要求トルクが相殺されて、バッファ中のモータ要求トルクが出力されるようになっている。
【００４８】
これは、主に以下の理由による。つまり、燃料カットの突入時にはエンジン２の出力トルクが０になるため急激な減速が生じる。そこで、このような減速感を抑制する目的で燃料カット突入時にはモータ４を力行作動させることが考えられる。しかし、この場合、モータ４を通常の運転時と同様の遅延時間に設定すると、図９の線ｂ４に示すように、この遅延時間分のモータ作動遅れに起因して軸トルク（エンジン２及びモータ４の出力軸のトルク）が一時的に落ち込む。
【００４９】
そこで、燃料カット突入時においては、モータ要求トルクＴｍをバッファの途中から出力し、遅延時間を短縮することで（本実施形態では２００ｍｓ→３０ｍｓ）、図９の線ａ４に示すように、燃料カット突入時の減速感を抑制するとともに、軸トルクの落ち込みを防止しているのである。
また、燃料カット状態判定手段４４により燃料カット突入時以外と判定されると、スイッチ５４が他方の端子５４ｂ側に切り替えられて、０Ｎｍが遅延処理後のモータ要求トルクに加算されるようになっている。つまり、この場合には、遅延処理後のモータ要求トルクがそのまま出力されるようになっている。
【００５０】
また、テーリング処理部５６は、スイッチ５４が一方の端子５４ａから他方の端子５４ｂへ切り替えられた直後（つまり、区間３から区間１へ移行した直後）のみ、機能するようになっている。そして、このテーリング処理部５６により、端子５４ａから入力されたトルク差が徐々に０Ｎｍに低減されて（テーリング処理又は勾配制限）、モータ要求トルクＴｍの遅延時間の切替にともなうショックが抑制されるようになっている。
【００５１】
なお、燃料カット突入時とは、図９の区間３で示にすように、エンジン要求トルクＴｅ＝０となった時点からモータ要求トルクＴｍ＝０となる時点までの間である。
本発明の一実施形態に係るハイブリッド自動車の制御装置は上述のように構成されているので、通常運転時にはモータ４の要求トルクがエンジン２の応答遅れ分だけ遅延されるので、モータ４とエンジン２とのトルク協調を図ることができ、トルク変動を抑制することができる。また、燃料カット状態に応じてモータ要求トルクの遅延時間が変更されるので、燃料カット突入時や復帰時のトルク変動も抑制することができる。
【００５２】
以下、図２〜図７に基づいてその作用を説明すると、図２はＳＭＵ１３における作用を説明するフローチャート、図３はＥＣＵ１４における作用を説明するフローチャート、図４はＥＴＶコントローラ１６及びＥＴＶ１８における作用を説明するフローチャート、図５はＭＣＵ２０における作用を説明するフローチャート、図６はエンジン２の動作を説明するフローチャート、図７は遅延時間ｔの設定（最適化）の詳細について説明するフローチャートであって、図２におけるサブルーチンである。
【００５３】
まず、図２を用いてＳＭＵ１３の作用について説明すると、ステップＳ１〜Ｓ３において、エンジン回転数センサ２１，アクセル開度センサ４０及び残存容量算出手段４２からの情報に基づいて、エンジン回転数Ｎｅ，アクセル開度ＡＰＳ及びバッテリ残存容量ＳＯＣを取り込む（ステップＳ１〜Ｓ３）。
次に、上記エンジン回転数Ｎｅ及びアクセル開度ＡＰＳから車両要求トルク（走行トルク）Ｔを演算し（ステップＳ４）、この車両要求トルクＴとバッテリ残存容量ＳＯＣとからエンジン要求トルクＴｅを演算する（ステップＳ５）。また、上記走行トルクＴからエンジン要求トルクＴｅを減算してモータ要求トルクＴｍを求める（ステップＳ６）。
【００５４】
そして、バッファ１３４において車両の走行状態に応じて設定される所定時間ｔだけモータ要求トルクＴｍを遅延させ（ステップＳ７）、次に、ＬＰＦ１３５において遅延処理後のモータ要求トルクＴｍに一次遅れ処理を施す（ステップＳ８）。その後、このようにして処理されたモータ要求トルクＴｍをＭＣＵ２０に送信する（ステップＳ９）とともに、ステップＳ５で設定されたエンジン要求トルクＴｅをＥＣＵ１４に送信する。
【００５５】
次に、図３に示すフローチャートを用いてＥＣＵ１４の作用について説明すると、ＥＣＵ１４では、まずＳＭＵ１３で設定されたエンジン要求トルクＴｅを受信し（ステップＳ１１）、このエンジン要求トルクＴｅに応じて必要とされるエンジン２の平均有効圧（基本トルク）Ｐｅをエンジン回転数Ｎｅから演算する（ステップＳ１２）とともに、そのときのフリクション変動にともなう補正値Ｐｆをエンジン回転数Ｎｅ等から求め（ステップＳ１３）、その後、これらＰｅ，Ｐｆを加算して目標トルクＰｉを算出する（ステップＳ１４）。
【００５６】
そして、上記目標トルクＰｉとエンジン回転数Ｎｅとから図示しないマップにより目標ＥＴＶ開度を設定するとともに（ステップＳ１５）、この目標ＥＴＶ開度をＥＴＶコントローラ１６に送出する（ステップＳ１６）。
次に、図４に示すフローチャートを用いてＥＴＶコントローラ１６及びＥＴＶ１８の作用について説明すると、ＥＴＶコントローラ１６では、まずＥＣＵ１４により設定された目標ＥＴＶ開度を受信して（ステップＳ２１）、この目標ＥＴＶ開度に応じた駆動電圧を設定するとともに、この駆動電圧をＥＴＶアクチュエータに印加する（ステップＳ２２）。これにより、ＥＴＶアクチュエータが作動してＥＴＶ１８の開度が目標開度に設定される（ステップＳ２３）。
【００５７】
また、ステップＳ２３以降、実際にエンジン２がトルクを発生するまでの動作について図６に示すフローチャートを用いて説明すると、以下のようになる。なお、以下の処理は基本的にはＥＣＵ１４で実行される。まず、ＥＴＶ１８が作動すると（ステップＳ４１）、ＥＴＶ回度に応じた空気が流入し（ステップＳ４２）、吸入空気量が演算される（ステップＳ４３）。次に、吸入空気量及びエンジン回転数Ｎｅ等に基づいてインジェクタの開弁時間及び燃料噴射タイミングが演算され（ステップＳ４４）、さらに、点火時期が演算される（ステップＳ４５）。
【００５８】
そして、上記インジェクタの開弁時間及び燃料噴射タイミングに基づいて燃料噴射が実行されて（ステップＳ４６）、上記点火時期に基づいて点火が行なわれる（ステップＳ４７）ことにより、エンジン２で実際に出力トルクが発生する。
一方、ＭＣＵ２０では、図５のフローチャートに示すように、ＳＭＵ１３において設定されたモータ要求トルクを受信して（ステップＳ３１）、このモータ要求トルクに応じた駆動電圧をモータ４に印加する（ステップＳ３２）。これにより、モータ４が作動して（ステップＳ３３）、モータ４からトルクが発生する（ステップＳ３４）。
【００５９】
ここで、モータ４の要求トルクは所定時間ｔだけ遅延処理が施されているので、これによりエンジン２の応答遅れに起因するモータ４とエンジン２との出力トルクの不整合状態が解消されて、エンジン２とモータ４とのトルク協調制御を実行することができる。また、トルクの不整合状態が解消されるため、トルク変動を抑制することができ、ドライバビリティも向上する。また、モータ要求トルクに対して一遅れ処理を実行するので、エンジン２の空気量変化の応答遅れをモータに擬似的に再現させることができ、モータの出力トルク特性をエンジンの出力トルク特性と同等の特性とすることができる。また、遅延処理後に一次遅れ処理を行なうことで、モータ４の出力トルク特性をさらにエンジン２の出力トルク特性に近づけることができる。
【００６０】
次に、図２のステップＳ７におけるモータ要求トルクＴｍの遅延時間ｔの設定の詳細について、図７のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップＳ１０１〜Ｓ１０９において、燃料カット状態に応じた場合分けが実行されて、各状態に応じたフラグがセットされる。すなわち、まず「燃料カット中」から「燃料カット中以外」への切り替え後、燃料カット復帰制御が終了前か否かを判定し（ステップＳ１０１）、上記の条件が成立している場合には、フラグ「区間２」を設定し（ステップＳ１０２）、そうでなければフラグ「区間２」をリセットする（ステップＳ１０３）。
【００６１】
次に、燃料カット開始から燃料カット突入制御の終了前か否かを判定し（ステップＳ１０４）、上記の条件が成立している場合には、フラグ「区間３」を設定し（ステップＳ１０５）、そうでなければフラグ「区間３」をリセットする（ステップＳ１０６）。
さらに、現在燃料カット実行中であって、且つフラグ「区間３」がリセットされているか否かを判定し（ステップＳ１０７）、上記の条件が成立している場合には、フラグ「区間１」を設定し（ステップＳ１０８）、そうでなければフラグ「区間１」をリセットする（ステップＳ１０９）。
【００６２】
なお、このようなステップＳ１０１〜Ｓ１０９を実行することにより、燃料カット制御中には、上記のフラグの何れか１つのみが設定され、燃料カットを実行していないときにはいずれのフラグもリセットされることになる。
ステップＳ１０９以降は、まずフラグ「区間１」が設定されているか否かを判定し（ステップＳ１１０）、フラグ「区間１」が設定されていれば、モータ要求トルクＴｍの遅延前後のトルク差を算出する（ステップＳ１１１）。また、フラグ「区間１」が設定されていなければ、次に区間１の終了直後か否かを判定し（ステップＳ１１２）、区間１の終了直後であれば、モータ要求トルクＴｍの遅延前後のトルク差を徐々に低減する（ステップＳ１１３）。そして、上記ステップＳ１１１又はステップＳ１１３で得られたトルク差をバッファ１３４による遅延処理後のモータ要求トルクに加算して、最終的なモータ要求トルクＴｍとして出力する（ステップＳ１１４）。
【００６３】
また、ステップＳ１１２において、区間１の終了直後ではないと判定した場合には、次に、フラグ「区間３」が設定されているか否かを判定し（ステップＳ１１５）、フラグ「区間３」が設定されている場合には、バッファ中（例えば３０ｍｓ前）のモータ要求トルクと遅延処理後のモータ要求トルクとの差を算出する（ステップＳ１１６）。
【００６４】
また、フラグ「区間３」が設定されていなければ、次に区間３の終了直後か否かを判定し（ステップＳ１１７）、区間３の終了直後であれば、バッファ中のモータ要求トルクと遅延処理後のモータ要求トルクとの差を徐々に低減する（ステップＳ１１８）。そして、上記ステップＳ１１６又はステップＳ１１８で得られたトルク差をバッファ１３４による遅延処理後のモータ要求トルクに加算して、最終的なモータ要求トルクＴｍとして出力する（ステップＳ１１９）。
【００６５】
また、ステップＳ１１７において、区間３の終了直後ではないと判定した場合には、次に、フラグ「区間２」が設定されているか否かを判定し（ステップＳ１２０）、フラグ「区間２」が設定されている場合には、バッファ中（例えば３０ｍｓ前）のモータ要求トルクと遅延処理後のモータ要求トルクとの差を算出する（ステップＳ１２１）。
【００６６】
また、フラグ「区間２」が設定されていなければ、次に区間２の終了直後か否かを判定し（ステップＳ１２２）、区間２の終了直後であれば、バッファ中のモータ要求トルクと遅延処理後のモータ要求トルクとの差を徐々に低減する（ステップＳ１２３）。そして、上記ステップＳ１２１又はステップＳ１２３で得られたトルク差をバッファ１３４による遅延処理後のモータ要求トルクに加算して、最終的なモータ要求トルクＴｍとして出力する（ステップＳ１２４）。
【００６７】
そして、このようなルーチンを繰り返し実行することにより、燃料カット制御状態に応じたモータ要求トルクＴｍの遅延時間を設定することができ、ドライバビリティが大幅に向上する。
例えば図９に示すように、燃料カット突入時（図中、エンジン要求トルク０の時点）において、モータ要求トルクＴｍの遅延時間ｔを最適化せずに所定値ｔ１（＝２００ｍｓ）のまま燃料カット制御を開始すると、本来は減速ショックを抑制する目的で力行作動するモータ４の作動開始が必要以上に遅れてしまい（図９の線ｂ５，ｂ６参照）、軸トルクが一時的に落ち込んでしまう（同じく線ｂ４参照）。したがって、減速ショックを抑制できずにドライバが違和感を覚えることになる。
【００６８】
これに対して、燃料カット突入時にモータ要求トルクＴｍの遅延時間ｔを最適化することにより、速やかにモータ要求トルク及び実トルクが立ち上がり（図９の線ａ５，ａ６参照）、これにより軸トルクの落ち込みを防止することができるようになる（同じく線ａ４参照）。
また、燃料カット復帰時においては、エンジン２の応答遅れ時間が通常運転時間よりも短いため、モータ要求トルクＴｍの遅延時間を最適化しない場合には、図８の線ｂ１〜ｂ３に示すように、モータ４の作動開始が遅れ燃料カット復帰時の応答性を損なうことになる。これに対して、燃料カット復帰時にモータ遅延時間を通常よりも短く設定することで、図８の線ａ１〜ａ３に示すように、モータ４を速やかに作動させることができ、燃料カット復帰時における応答性を確保することができる。また、図８に示すように、その後のトルク変動を抑制することができる。
【００６９】
また、燃料カット制御以外の通常運転時には、モータ４の要求トルクは所定時間ｔだけ遅延処理が施されるので、これによりエンジン２の応答遅れに起因するモータ４とエンジン２との出力トルクの不整合状態が解消されて、エンジン２とモータ４とのトルク協調制御を実行することができる。また、トルクの不整合状態が解消されるため、トルク変動を抑制することができ、ドライバビリティも向上する。
【００７０】
さらに、モータ要求トルクに対して一遅れ処理を実行するので、エンジン２の空気量変化の応答遅れをモータ４に擬似的に再現させることができ、モータの出力トルク特性をエンジンの出力トルク特性と同等の特性とすることができる。また、遅延処理後のモータ要求トルクに一次遅れ処理を行なうことで、モータ４の出力トルク特性をさらにエンジン２の出力トルク特性に近づけることができる。
【００７１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば上記の実施形態においては、本発明をいわゆるＩＳＡタイプのハイブリッド自動車に適用した場合について説明したが、本発明はハイブリッド自動車のみに適用されるものではなく、少なくともモータとエンジンとの出力軸が接続されたエンジンに広く適用できる。なお、この場合モータの出力軸とエンジンの出力軸が直接接続されたもの以外にも、例えばギアやベルト等の出力伝達手段を介して接続されたものにも適用可能であるのは言うまでもない。また、モータとエンジンとの間にクラッチ等の駆動力断接手段が設けられているようなシステムにも当然適用することができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のハイブリッド自動車の制御装置によれば、モータ要求トルクを所定時間遅延させて出力するので、エンジンとモータとで要求トルク指示から実際のトルク発生までの時間を略同じにすることができ、エンジンとモータとのトルクの不整合状態を解消することができる。これにより、エンジンとモータとを協調して制御することができるようになり、ドライバビリティも向上する（請求項１）。
【００７３】
また、モータ要求トルクに一次遅れ処理を施すことにより、エンジンの空気量変化の応答遅れをモータに擬似的に再現させることができ、モータの出力トルク特性をエンジンの出力トルク特性と同等の特性とすることができるという利点がある（請求項２）。
また、モータ要求トルクの遅延処理を実行した後、一次遅れ処理を実行するので、モータの出力トルク特性をさらにエンジンの出力トルク特性に近づけることができるという利点がある（請求項３）。
【００７４】
また、エンジンの燃料カット状態に応じて上記所定時間、すなわち遅延時間を変更するので、燃料カット時のドライバビリティも確保することができるという利点がある（請求項４）。
また、エンジンが燃料カット制御中であると判定されると、上記所定時間を０に設定するので、燃料カット復帰にそなえてモータの作動応答性を確保することができる利点がある（請求項５）。
【００７５】
また、燃料カット制御の開始時又は解除時には上記所定時間を減少させるので、燃料カット制御開始時のトルクの落ち込みや解除時のトルク変動を抑制することができるという利点がある（請求項６）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド自動車の制御装置の要部構成を示す模式的なブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド自動車の制御装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド自動車の制御装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド自動車の制御装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド自動車の制御装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド自動車の制御装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド自動車の制御装置の作用を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド自動車の制御装置の作用を燃料カット中から燃料カット復帰にかけて説明するためのタイムチャートである。
【図９】本発明の一実施形態にかかるハイブリッド自動車の制御装置の作用を燃料カット前から燃料カット突入時にかけて説明するためのタイムチャートである。
【図１０】いわゆるＩＳＡ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｔａｒｔｅｒ  Ａｌｔｅｒｎａｔｏｒ）システムを採用したハイブリッド自動車の要部を模式的に示す図である。
【図１１】ハイブリッド自動車のエンジンとモータとの要求トルクを決定するため制御ブロック図の一例である。
【符号の説明】
２  エンジン
４  モータ又はモータジェネレータ（電動機）
１２  制御手段
１３  システム管理手段（システムマネジメントユニット：ＳＭＵ）
１４  エンジン制御手段（エンジンコントロールユニット：ＥＣＵ）
１６  ＥＴＶコントローラ（吸入空気量制御手段）
２０  電動機制御手段（モータコントローラユニット：ＭＣＵ）
４４  燃料カット状態判定手段
１３２  エンジン要求トルク設定手段
１３３  モータ要求トルク設定手段
１３４  遅延手段
１３５  一次遅れ処理手段
１３６〜１３８  第１〜第３遅延時間最適化手段
【図１】
2004304934.tif 000003
【図２】
2004304934.tif 000004
【図３】
2004304934.tif 000005
【図４】
2004304934.tif 000006
【図５】
2004304934.tif 000007
【図６】
2004304934.tif 000008
【図７】
2004304934.tif 000009
【図８】
2004304934.tif 000010
【図９】
2004304934.tif 000011
【図１０】
2004304934.tif 000012
【図１１】
2004304934.tif 000013