(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車を走行させるためのトルクを発生するエンジンと、
このエンジンの出力軸に連結された変速機と、
この変速機の出力軸に連結された駆動輪と、
この駆動輪に連結され、前記エンジンが発生するトルクを補助可能なモータと、
要求されるトルクを算出する要求トルク算出手段と、
この要求トルク算出手段が算出した要求トルクに基づいて、前記エンジンおよびモータが発生するトルクを制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、要求トルクが急加速要求時以外の場合に触媒の温度が、あらかじめ設定された所定の温度より高い場合に、エンジンの出力トルクを制限し、前記要求トルクから、前記エンジンが発生するトルクを差し引いたトルクを、前記モータから発生させる一方、前記要求トルクが急加速時の場合には、前記エンジンの出力トルクの制限を行わず、前記要求トルクから、前記エンジンが全開にされたときに発生しうるエンジン全開トルクを差し引いたトルクを、前記モータから発生させることを特徴とする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を併用するパラレル式のハイブリッド自動車に関し、特に、エンジンの出力をＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；無段変速機）を介して駆動輪に伝達するハイブリッド自動車の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりある、無段変速機を有する、エンジンを用いた自動車では、ドライバーから要求されている駆動力を、アクセルペダルの踏み込み量をスロットル開度センサ等によって検出し、この検出結果に基づいて、エンジンの回転数や無段変速機のレシオを選択して走行することができる。
【０００３】
無段変速機を有する自動車は、有段変速機を有する自動車と比較すると、変速機のレシオを自由に選択できるので、エンジンのエネルギー効率の良い状態をトレースすることが可能で、燃費が良いとされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、無段変速機を有する自動車においては、変速機のレシオを変更する際の応答性が悪いため、有段変速機を有する自動車に比べて、キックダウン時の加速レスポンスが悪いという問題がある。
【０００５】
また、レシオに応答遅れがあり、加速レスポンスが悪いと、レスポンスが遅れている間に、ドライバーが過度にアクセルペダルを踏み込んでしまい、ドライバーの本来の意図に反してスロットルが過度に開き、燃費が悪化し、排気ガスの排出量が増え、騒音や振動も増加するという問題もある。
【０００６】
このような問題は、ハイブリッド自動車にも存在する。すなわち、ハイブリッド自動車においても、エンジンによる走行のモードが存在し、このモードのとき、上記と同様に、変速機のレシオを変更する際の応答性の悪さに起因する問題が発生する。
【０００７】
また、ハイブリッド自動車では、モータによる走行のモードから、エンジンによる走行のモードへの切り替わりがあり、この切り替え時に、エンジンに接続された変速機のレシオが最適な状態になっていない場合がある。このような場合には、上記と同様に、レシオを変更する際の応答性の悪さによって、一時的に駆動力の段差が発生することがある。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、ドライバーからの要求に対する駆動力の発生遅れを無くし、スムーズな加速性能を有するハイブリッド自動車の制御装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、自動車を走行させるためのトルクを発生するエンジン（実施形態ではエンジンＥ）と、このエンジンの出力軸に連結された変速機（実施形態ではＣＶＴ４）と、この変速機の出力軸に連結された駆動輪（実施形態では駆動輪Ｗ）と、この駆動輪に連結され、前記エンジンが発生するトルクを補助可能なモータ（実施形態ではメインモータ１９）と、要求されるトルク（実施形態では要求エンジントルク）を算出する要求トルク算出手段（実施形態では要求駆動力算出手段３２および要求エンジントルク算出手段３３）と、この要求トルク算出手段が算出した要求トルク（実施形態では要求エンジントルク）に基づいて、前記エンジンおよびモータが発生するトルクを制御する制御手段（実施形態ではエンジン全開トルク算出手段３５またはエンジントルクリミット算出手段３５ａ、エンジントルク制限手段３６、差分算出手段３７、エンジントルク制御手段３８およびモータートルク制御手段３９）とを有し、前記制御手段は、要求トルクが急加速要求時以外の場合に触媒の温度が、あらかじめ設定された所定の温度より高い場合に、エンジンの出力トルクを制限し、前記要求トルクから、前記エンジンが発生するトルク（実施形態ではエンジントルク指令）を差し引いたトルク（実施形態ではモータートルク指令）を、前記モータから発生させる一方、前記要求トルクが急加速時の場合には、前記エンジンの出力トルクの制限を行わず、前記要求トルクから、前記エンジンが全開にされたときに発生しうるエンジン全開トルクを差し引いたトルクを、前記モータから発生させることを特徴とするハイブリッド自動車の制御装置である。
【００１０】
上記構成によれば、変速機のレシオ変更時の応答が悪く、エンジンが発生するトルクが、要求されるトルクを下回った場合に、不足分がモータから発生される。
【００２２】
上記構成によれば、換算手段が、エンジンが発生するエンジントルクを、少なくとも変速機の変速比に基づいて、駆動輪が発生する駆動輪トルクに換算し、制御手段が、駆動輪における要求トルクから駆動輪トルクを差し引き、差し引いた値に応じたトルク、すなわち差し引いた駆動輪におけるトルク値をモータから発生させるトルク値に換算した値を、モータから発生させる。従って、エンジンが発生するエンジントルクと、駆動輪が発生する駆動輪トルクとの関係が変速器の変速比に応じて変化しても、モータから発生させるトルク値は、この変化の影響を考慮したものとなる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態であるハイブリッド自動車の構成を図１を参照して説明する。図１には、ハイブリッド自動車の動力伝達系と、この動力伝達系を制御するための制御系とが示されている。
【００２４】
まず、動力伝達系の構成を説明する。エンジンＥの出力軸は、サブモータ１を介してオイル・ポンプ２に連結されている。サブモータ１は、エンジンＥの起動やアシスト等を行う。オイル・ポンプ２は、エンジンＥの駆動力によって油圧を発生させ、油圧制御装置２４を介して、ＣＶＴ４の変速を行う。
なお、エンジンＥの排気系２９内には、触媒２７が設けられている。
【００２５】
エンジンＥの出力軸は、さらに、自動車の前後進を切り替えるためのプラネタリー・ギア３に連結されている。このプラネタリー・ギア３は、図示していないセレクトレバーと連動しており、このセレクトレバーの操作により、自動車の前後進が切り替えられる。
【００２６】
プラネタリー・ギア３の出力軸は、無段変速を行うＣＶＴ４に内蔵された駆動側プーリ５に連結されている。ＣＶＴ４は、前記駆動側プーリ５の他に、金属ベルト６、被動側プーリ７、側室８および９を内蔵している。駆動側プーリ５と被動側プーリ７とには、両プーリにまたがる共通の金属ベルト６が巻き付けられていて、両プーリ間で動力が伝達されるようになっている。
【００２７】
駆動側プーリ５および被動側プーリ７の側面には、それぞれ、各プーリへの金属ベルト６の巻き付き径を変化させるための側室８および９が設けられている。巻き付き径は、側室８および９に加えられる油圧によって、各プーリの幅が変化し、ベルトとプーリとの斜面接点が移動することによって変化する。側室８および９に加えられる油圧は、前記オイル・ポンプ２によって発生される。
【００２８】
ＣＶＴ４に内蔵された被動側プーリ７は、クラッチ１０に内蔵された係合要素１１に連結されている。クラッチ１０には、前記係合要素１１と共に、この係合要素１１と対をなす係合要素１２と、これらの係合要素１１および１２を結合あるいは分離させるクラッチ制御用アクチュエータ１３とが内蔵されている。
【００２９】
クラッチ１０に内蔵された係合要素１２は、最終減速機１４およびギア１５と連結されている。最終減速機１４は、デファレンシャル・ギア１６と噛み合わされている。デファレンシャル・ギア１６は、車軸１７を介して、自動車の駆動輪Ｗと連結されている。
【００３０】
前記ギア１５は、ギア１８と噛み合わされていて、このギア１８は、メインモータ１９の回転軸に連結されている。
【００３１】
次に、制御系の構成を説明する。制御回路２０は、前記メインモータ１９の電源である、バッテリー等で構成された蓄電装置２１に設けられた、残容量センサ２２と、前記メインモータ１９を制御するためのパワードライブユニット２３と、前記クラッチ１０に内蔵されたクラッチ制御用アクチュエータ１３と、前記ＣＶＴ４に内蔵された側室８および９に加えられる油圧を制御する油圧制御装置２４とに接続されている。
【００３２】
制御回路２０は、さらに、エンジンＥの状態、例えばエンジンＥの水温ＴＷ、回転数Ｎｅ、吸気温ＴＡ、吸気圧ＰＡ、アクセルペダルの踏み込み量ＡＰを検出するためのエンジンセンサ２５と接続されている。制御回路２０は、さらに、エンジンＥを制御するためのエンジン制御装置２６と接続されている。エンジン制御装置２６は、エンジンＥと接続されている。
【００３３】
制御回路２０は、さらに、触媒２７の温度を検出するための触媒温度センサ２８と接続されている。制御回路２０は、さらに、自動車の走行速度ＶＣａｒを検出するための車速センサ３０と接続されている。制御回路２０は、さらに、ＣＶＴ４に内蔵された、このＣＶＴ４のレシオを検出するためのレシオセンサ３１と接続されている。
【００３４】
蓄電装置２１は、パワードライブユニット２３を介してメインモータ１９と接続されている。また、蓄電装置２１には、残容量センサ２２が設けられている。
【００３５】
次に、制御回路２０内部の詳細な構成を図２のブロック図を参照して説明する。制御装置２０は、要求駆動力算出手段３２と、要求エンジントルク算出手段３３と、ＣＶＴ４のレシオから、このレシオにおけるＣＶＴ４の伝達効率を算出する伝達効率算出手段３４と、エンジン全開トルク算出手段３５と、エンジントルク制限手段３６と、差分算出手段３７とを内蔵している。
【００３６】
要求駆動力算出手段３２には、制御回路２０の外部から入力された、アクセルペダルの踏み込み量ＡＰと、車速ＶＣａｒとが入力されている。要求駆動力算出手段３２が出力する要求トルクは、要求エンジントルク算出手段３３に入力されている。要求エンジントルク算出手段３３には、このほかに、やはり制御回路２０の外部から入力された、ＣＶＴ４のレシオが入力されている。制御回路２０の外部から入力されたＣＶＴ４のレシオは、伝達効率算出手段３４にも入力されていて、この伝達効率算出手段３４が出力する伝達効率は、前記要求エンジントルク算出手段３３に入力されている。要求エンジントルク算出手段３３が出力する要求エンジントルクは、エンジントルク制限手段３６および差分算出手段３７に入力されている。
【００３７】
制御回路２０の外部から入力された、エンジンＥの回転数Ｎｅ、吸気温ＴＡ、吸気圧ＰＡ、水温ＴＷ等が、エンジン全開トルク算出手段３５に入力されている。エンジン全開トルク算出手段３５が出力するエンジン全開トルクあるいはエンジントルクリミットが、エンジントルク制限手段３６に入力されている。
【００３８】
エンジントルク制限手段３６が出力するエンジントルク指令が、差分算出手段３７に入力されている。エンジントルク指令は、また、制御回路２０から外部に出力されて、エンジン制御装置２６に内蔵されたエンジントルク制御手段３８に入力されている。エンジントルク制御手段３８の出力は、エンジン制御装置２６の外部に出力されて、エンジンＥに入力されている。
【００３９】
差分算出手段３７が出力するモータートルク指令は、制御回路２０の外部に出力され、パワードライブユニット２３に内蔵されたモータートルク制御手段３９に入力されている。モータートルク制御手段３９の出力は、パワードライブユニット２３の外部に出力され、メインモータ１９に入力されている。
【００４０】
次に、本実施形態の動作を図１を参照して説明する。まず、制御系の動作を説明する。始めに、エンジンＥの駆動力で自動車を走行させる場合について説明する。エンジンＥの駆動力は、サブモータ１を介して、オイル・ポンプ２およびプラネタリー・ギア３を駆動する。オイル・ポンプ２は、油圧を発生し、この油圧を、油圧制御装置２４を介して、ＣＶＴ４に内蔵された側室８および９に伝達する。プラネタリー・ギア３は、図示していないセレクトレバーの操作により、軸の回転方向を切り替え、自動車の前後進を切り替える。
【００４１】
プラネタリー・ギア３の出力軸の回転は、ＣＶＴ４に内蔵された駆動側プーリ５に伝達され、駆動側プーリ５の回転は、金属ベルト６を介して被動側プーリ７に伝達される。駆動側プーリ５と被動側プーリ７との回転数比は、両プーリへの金属ベルト６の巻き付き径によって決まり、この巻き付き径は、両プーリの側室８および９による押し付け力によって両プーリの幅が変化し、ベルトとプーリとの斜面接点が移動することによって変化する。側室８および９による押し付け力は、オイル・ポンプ２による油圧によって発生され、発生された油圧は、オイル・ポンプ２と、側室８および９との間に設けられた油圧制御装置２４によって制御される。
【００４２】
ＣＶＴ４に内蔵された被動側プーリ７は、クラッチ１０に内蔵された係合要素１１に回転を伝達する。係合要素１１と１２とは、クラッチ制御用アクチュエータ１３によって、結合あるいは分離させられ、結合されれば回転が伝達され、分離されれば伝達されない。
【００４３】
係合要素１１と１２とが結合された場合には、係合要素１１の回転が係合要素１２に伝達され、この係合要素１２の回転が、最終減速機１４およびギア１５に伝達される。
【００４４】
ギア１５の回転は、このギア１５と噛み合っているギア１８に伝達され、ギア１８の回転によって、メインモータ１９の回転軸が回転させられる。
このとき、メインモータ１９の回転で発電を行い、このメインモータ１９の電源である蓄電装置２１を充電するモードとなっていた場合には、メインモータ１９の回転軸が回転させられることにより、発電が行われ、発電された電力が、パワードライブユニット２３を経由して、蓄電装置２１に充電される。
【００４５】
また、メインモータ１９による充電が行われないモードとなっていた場合には、メインモータ１９の回転軸は回転させられるが、このメインモータ１９から電力が取り出されることはなく、メインモータ１９は単に空転させられる。
【００４６】
前記最終減速機１４の回転は、デファレンシャル・ギア１６および車軸１７を介して、自動車の駆動輪Ｗに伝達される。以上の動作によって、エンジンＥによって駆動輪Ｗが駆動され、自動車が走行する。
【００４７】
次に、メインモータ１９の駆動力で自動車を走行させる場合の動作を説明する。蓄電装置２１は、パワードライブユニット２３を介して、メインモータ１９に電力を供給する。供給された電力によって、メインモータ１９は、その回転軸から駆動力を発生し、この駆動力による回転軸の回転がギア１８に伝達される。ギア１８の回転は、このギア１８と噛み合っているギア１５に伝達され、さらに、ギア１５の回転は、このギア１５と軸が連結している最終減速機１４に伝達される。
【００４８】
ここで、メインモータ１９の駆動力で自動車を走行させる場合、すなわちモータ走行の場合には、クラッチ１０が切られている。すなわち、クラッチ１０に内蔵された係合要素１１と１２とが分離されていて、両係合要素間で回転は伝達されない。従って、最終減速機１４の回転の伝達は、クラッチ１０で切断され、ＣＶＴ４に伝達されることはない。
【００４９】
従って、最終減速機１４の回転は、デファレンシャル・ギア１６のみに伝達され、伝達された回転は、車軸１７を介して駆動輪Ｗに伝達される。以上の動作によって、メインモータ１９によって駆動輪Ｗが駆動され、自動車が走行する。
【００５０】
なお、エンジンＥによって駆動輪Ｗを駆動しながら、同時に、メインモータ１９からも駆動力を発生させ、エンジンＥをアシストすることも可能となっている。この場合には、当然、クラッチ１０は接続された状態とされる。
【００５１】
次に、エンジンＥを負荷として制動力を得る、すなわちエンジンブレーキをかける場合の動作を説明する。この場合の回転力の伝達は、前述した、エンジンＥの駆動力で駆動輪Ｗを回転させ、自動車を走行させる場合の逆をたどる。すなわち、駆動輪Ｗの回転が、車軸１７、デファレンシャル・ギア１６、最終減速機１４を介して、クラッチ１０に伝達される。
【００５２】
ここで、エンジンブレーキをかける場合には、クラッチ１０を接続する。すなわち、クラッチ１０に内蔵された、クラッチ制御用アクチュエータ１３を動作させ、係合要素１２と１１とを接続させる。すると、最終減速機１４から伝達された回転が、クラッチ１０を経由して、ＣＶＴ４に内蔵された被動側プーリ７に伝達される。
【００５３】
被動側プーリ７の回転は、金属ベルト６を介して、駆動側プーリ５に伝達され、この駆動側プーリ５の回転は、軸が連結されたプラネタリー・ギア３に伝達される。プラネタリー・ギア３の回転は、オイル・ポンプ２、サブモータ１を介して、エンジンＥに伝達される。エンジンＥ内の負荷により、制動力が発生され、エンジンブレーキがかけられる。
【００５４】
次に、メインモータ１９を負荷として制動力を得る、すなわちモータによる回生制動の動作を説明する。この場合の回転力の伝達は、前述した、メインモータ１９の駆動力で駆動輪Ｗを回転させ、自動車を走行させる場合の逆をたどる。すなわち、駆動輪Ｗの回転が、車軸１７、デファレンシャル・ギア１６、最終減速機１４を介して、ギア１５に伝達される。
【００５５】
ここで、モータによる回生制動を行う場合には、クラッチ１０を切り、最終減速機１４の回転力は、全てギア１５に伝達される。ギア１５の回転は、ギア１８に伝達され、ギア１８は、メインモータ１９の回転軸を回転させる。
【００５６】
メインモータ１９は、回転軸を外力で回転させられることによって、発電機として動作する。ここで、モータによる回生制動を行う場合には、パワードライブユニット２３は、メインモータ１９と蓄電装置２１とを接続する状態とされている。従って、メインモータ１９で発電された電力は、パワードライブユニット２３を経由して蓄電装置２１に送られ、ここに充電される。このように、メインモータ１９から電力が取り出されることによって、メインモータ１９は負荷を発生し、これが制動力となり、メインモータ２１による回生制動が行われる。
【００５７】
次に、制御系の動作を説明する。制御回路２０は、油圧制御装置２４を制御し、オイル・ポンプ２が発生し、ＣＶＴ４に内蔵された側室８および９に加えられる油圧を制御する。油圧の制御によって、駆動側プーリ５および被動側プーリ７の幅が変化し、金属ベルト６とプーリ５、７との斜面接点が移動し、変速が行われる。ＣＶＴ４の変速比（レシオ）は、このＣＶＴ４に内蔵されたレシオセンサ３１によって検出され、検出結果は制御回路２０に送られる。
【００５８】
また、制御回路２０は、クラッチ１０に内蔵されたクラッチ制御用アクチュエータ１３を制御し、クラッチ１０の接続あるいは切断を行う。すなわち、クラッチ制御用アクチュエータ１３は、やはりクラッチ１０に内蔵された係合要素１１および１２を、接続あるいは分離させる。
【００５９】
さらに、制御回路２０は、パワードライブユニット２３を制御し、メインモータ１９と、このメインモータ１９の電源である蓄電装置２１との接続・切断を制御する。すなわち、パワードライブユニット２３は、蓄電装置２１からメインモータ１９へ電力を供給し、自動車をモータ走行させる場合や、メインモータ１９による回生制動を行うため、メインモータ１９によって発電された電力を蓄電装置２１へ充電する場合には、蓄電装置２１とメインモータ１９とを接続する。また、エンジンＥのみによる走行や、エンジンブレーキのみによる制動を行う場合には、蓄電装置２１とメインモータ１９とを切断する。
【００６０】
また、制御回路２０は、蓄電装置２１に接続された残容量センサ２２の出力を入力する。すなわち、制御回路２０は、残容量センサ２２によって検出された、蓄電装置２１の残容量ＳＯＣを入力する。
【００６１】
また、制御回路２０は、エンジンＥに設けられた、このエンジンＥの状態を検出するためのエンジンセンサ２５が出力する、エンジンＥの水温ＴＷ、回転数Ｎｅ、吸気温ＴＡ、吸気圧ＰＡ、アクセルペダルの踏み込み量ＡＰを入力する。また、制御回路２０は、エンジン制御装置２６を制御し、このエンジン制御装置２６は、エンジンＥを制御する。この制御とは、例えば、エンジンＥのトルクの制御である。
【００６２】
また、制御回路２０は、排気系２９内に設けられた触媒２７の温度を検出するための触媒温度センサ２８が出力する触媒温度ＴＣＡＴを入力する。また、制御回路２０は、車速センサ３０が検出する車速ＶＣａｒを入力する。
【００６３】
次に、制御回路２０内部での詳細な動作を図２を参照して説明する。まず、エンジンによる走行中に急加速要求（キックダウン要求）があった場合の動作を説明する。急加速要求は、ドライバーがアクセルペダルを踏み込むことにより、自動車側に伝達されるが、アクセルペダルの踏み込み量ＡＰは、エンジンセンサ２５によって検出され、検出結果が制御回路２０に送られ、この制御回路２０に内蔵された要求駆動力算出手段３２に入力される。
【００６４】
また、アクセルペダルが踏み込まれれば、最終的には車速ＶＣａｒが変化するが、この車速ＶＣａｒが、車速センサ３０によって検出され、検出結果が制御回路２０に送られ、この制御回路２０に内蔵された要求駆動力算出手段３２に入力される。
【００６５】
アクセルペダルの踏み込み量ＡＰと、車速ＶＣａｒとを入力された要求駆動力算出手段３２は、この２つの量から、自動車に要求されるトルク、すなわち要求トルクを算出し、算出結果を出力する。
【００６６】
出力された要求トルクは、要求エンジントルク算出手段３３に入力される。また、この要求エンジントルク算出手段３３には、ＣＶＴ４に内蔵されたレシオセンサ３１が出力するレシオが入力される。さらに、このレシオは、伝達効率算出手段３４に入力され、伝達効率算出手段３４は、入力されたレシオから、このレシオにおけるＣＶＴ４の伝達効率を算出し、算出結果を出力する。出力された伝達効率は、前記要求エンジントルク算出手段３３に入力される。なお、本実施形態におけるレシオと伝達効率には、最終減速機１４とデファレンシャル・ギア１６における変速比と伝達効率が含まれている。
【００６７】
要求エンジントルク算出手段３３は、入力された、要求トルクと、ＣＶＴ４のレシオと、このレシオにおけるＣＶＴ４の伝達効率とから、エンジンＥに要求されるトルク、すなわち要求エンジントルクを算出し、算出結果を出力する。
【００６８】
出力された要求エンジントルクは、エンジントルク制限手段３６に入力される。一方、制御回路２０の外部から、エンジンＥの回転数Ｎｅ、吸気温ＴＡ、吸気圧ＰＡ、水温ＴＷ等が入力され、これらがエンジン全開トルク算出手段３５に入力される。エンジン全開トルク算出手段３５は、これらの入力値から、エンジンＥが全開にされたときに発生しうるトルク、すなわちエンジン全開トルクを算出し、算出結果をエンジントルク制限手段３６へ送る。
【００６９】
エンジントルク制限手段３６は、入力された、要求エンジントルクと、エンジン全開トルクとから、エンジントルク指令を算出する。すなわち、要求エンジントルクがエンジン全開トルクを上回っていれば、エンジントルク指令としてエンジン全開トルクが出力される。要求エンジントルクがエンジン全開トルク以下であれば、エンジントルク指令として要求エンジントルクが出力される。
【００７０】
エンジントルク指令は、エンジントルク制御手段３８に送られ、このエンジントルク制御手段３８は、送られたエンジントルク指令に基づいて、エンジンＥのトルクを制御する。
【００７１】
差分算出手段３７には、要求エンジントルクと、エンジントルク指令とが入力され、これらの値の差分が算出され、モータートルク指令として出力される。すなわち、要求エンジントルクの値からエンジントルク指令の値が引かれたものが、モータートルク指令として出力される。従って、モータートルク指令は、エンジントルク指令の要求値からの不足分である。モータートルク指令は、モータートルク制御回路３９に送られ、このモータートルク制御回路３９は、送られたモータートルク指令に基づいて、メインモータ１９のトルクを制御する。
【００７２】
次に、急加速要求時以外の場合に、エンジンＥが発生するトルクを、エンジンＥが発生しうる最大のトルク、すなわちエンジン全開トルクより低い値に制限し、不足するトルクをモータで発生させる本発明の第２の実施形態を、図３の制御回路２０内部の詳細構成図を参照して説明する。
【００７３】
図３の構成は、図２の構成とほぼ同様であるが、図２の構成と異なる点は、図２におけるエンジン全開トルク算出手段３５の代わりに、エンジントルクリミット算出手段３５ａが設けられている点である。このエンジントルクリミット算出手段３５ａには、エンジンＥの回転数Ｎｅ、吸気温ＴＡ、吸気圧ＰＡ、水温ＴＷ、アクセルペダルの踏み込み量ＡＰ、触媒２７の温度ＴＣＡＴ、蓄電装置２１の残容量ＳＯＣ等が入力され、これらの入力値に基づいて、エンジントルクリミットが算出され、算出結果が出力される。
【００７４】
出力されたエンジントルクリミットは、エンジントルク制限手段３６に入力され、ここで、やはりエンジントルク制限手段３６に入力された要求エンジントルクに制限を加えるか否かが決定される。すなわち、要求エンジントルクが、エンジントルクリミットより大きい場合には、エンジントルク制限手段３６は、要求エンジントルクに制限を加え、エンジントルク指令として、エンジントルクリミットを出力する。要求エンジントルクが、エンジントルクリミット以下の場合には、制限は加えられず、エンジントルク制限手段３６は、エンジントルク指令として、要求エンジントルクをそのまま出力する。
【００７５】
従って、エンジントルクリミット以上の要求があっても、エンジンＥのトルクは制限され、不足分はメインモータ１９によって補われる。
【００７６】
図４は、図２に示した制御回路２０の動作を、時間を追って示したタイミングチャートである。時刻ｔ１において、アクセルペダルが踏み込まれ、アクセルペダルの踏み込み量ＡＰが増加している。ところが、この瞬間、すなわち時刻ｔ１においては、まだ車速ＶＣａｒは上昇していない。
【００７７】
これらの値、すなわちアクセルペダルの踏み込み量ＡＰと、車速ＶＣａｒとが要求駆動力算出手段３２に入力され、要求トルクが算出されるが、前述したように、時刻ｔ１においては、アクセルペダルの踏み込み量ＡＰは増加しているが、車速ＶＣａｒは上昇していないので、要求トルクは跳ね上がる。
【００７８】
一方、アクセルペダルが踏み込まれると、キックダウン動作が行われ、ＣＶＴ４のレシオが低い方（ＬＯ側）に切り替えられるが、この切り替えには、応答遅れがあり、ある程度の時間を要する。レシオの変化に同期して、エンジンＥの回転数Ｎｅも、時間経過と共に上昇する。
【００７９】
要求エンジントルクは、要求トルクに応じて上昇するが、その時点でのエンジン全開トルク以上のトルクをエンジンＥから発生させることはできないので、要求からの不足分をモータートルクで補っている。
【００８０】
図５は、図３に示した制御回路２０の第２の実施形態の動作を、時間を追って示したタイミングチャートである。この動作は、図４に示した動作とほぼ同様であるが、要求エンジントルクがエンジントルクリミットによって制限される点が異なっている。要求からの不足分は、図４と同様に、モータートルクによって補っている。
【００８１】
次に、図６を参照し、本発明の第３の実施形態について説明する。図６は本発明の第３の実施形態における制御回路２０の内部構成図である。なお、この図において、第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。第１の実施形態との違いは、第１の実施形態（図２参照）における差分算出手段３７の代わりに、モータートルク指令出力手段３７ａが設けられている点である。
【００８２】
モータートルク指令出力手段３７ａは、エンジントルク換算手段４０と、差分算出手段４１と、モータートルク換算手段４２とを内蔵している。
【００８３】
エンジントルク換算手段４０は、エンジントルク制限手段３６が出力するエンジントルク指令と、制御回路２０の外部から入力されたＣＶＴ４（トランスミッション）のレシオと、伝達効率算出手段３４が出力するトランスミッションの伝達効率とを入力し、換算エンジントルク指令を出力する。エンジントルク制限手段３６が出力するエンジントルク指令は、エンジンＥのクランク軸端トルク、すなわちエンジンＥから直接出力されるトルクを示している。言い換えれば、エンジントルク指令は、エンジンＥが出力するトルクが伝達される経路の最上流地点におけるトルクを示している。
【００８４】
エンジントルク換算手段４０は、上記エンジントルク指令を、エンジンＥが出力するトルクが伝達される経路の最下流地点である駆動輪Ｗにおけるトルクを示す換算エンジントルク指令に換算し、出力する。この換算は、前記レシオと伝達効率とに基づいて行われる。すなわち、エンジントルク換算手段４０への入力であるエンジントルク指令と、エンジントルク換算手段４０からの出力である換算エンジントルク指令との関係は、前記レシオと伝達効率とによって変化する。
【００８５】
差分算出手段４１は、前記要求エンジントルク算出手段３３が出力する要求エンジントルクと、上記エンジントルク換算手段４０が出力する換算エンジントルク指令との差分を算出し、算出結果を換算モータートルク指令として出力する。要求エンジントルクは、要求エンジントルク算出手段３３において、レシオと伝達効率とに基づいて駆動輪Ｗにおけるトルクに換算された値である。従って、この要求エンジントルクから、上記換算エンジントルク指令を引いた値は、やはり駆動輪Ｗにおいて必要となるモータートルクを示す換算モータートルク指令となる。
【００８６】
モータートルク換算手段４２は、上記差分算出手段４１が出力する換算モータートルク指令を、メインモータ１９から直接出力されるトルクを示すモータートルク指令に換算し、出力する。このモータートルク換算手段４２における換算は、モーター減速機レシオ（このレシオは最終減速機１４とデファレンシャル・ギア１６におけるレシオを含む）と、伝達効率（この効率は最終減速機１４とデファレンシャル・ギア１６とを含む車軸１７までの伝達効率を意味する）とに基づいて行われる。
【００８７】
モータートルク換算手段４２が出力するモータートルク指令は、モータートルク制御手段３９に入力される。従って、このモータートルク指令に基づいてメインモータ１９が制御される。
【００８９】
次に、図７を参照し、本発明の第４の実施形態について説明する。図７は本発明の第４の実施形態における制御回路２０の内部構成図である。なお、この図において、第２の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。第２の実施形態との違いは、第２の実施形態（図３参照）における差分算出手段３７の代わりに、モータートルク指令出力手段３７ａが設けられている点である。さらに、このモータートルク指令出力手段３７ａは、第３の実施形態におけるものと同一のものであり、その内部構成も第３の実施形態におけるものと同一である。
【００９１】
次に、図８を参照し、本発明の第５の実施形態について説明する。図８は本発明の第５の実施形態における制御回路２０の内部構成図である。なお、この図において、第３の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００９２】
第３の実施形態との違いは以下の通りである。まず、本実施形態には、エンジンＥの実際の運転状態からエンジンＥのトルクを推定するエンジントルク推定手段４３が設けられている。このエンジントルク推定手段４３は、エンジンＥの回転数Ｎｅと吸気管負圧Ｐｂとに基づいて、エンジンＥがその時点で出力しているであろうトルクを推定し、推定結果を推定エンジントルクとして出力する。この推定エンジントルクは、エンジンＥのクランク軸端トルク、すなわちエンジンＥから直接出力されるトルクの推定値を示している。
【００９３】
次に、第３の実施形態では、エンジントルク制限手段３６が出力するエンジントルク指令がエンジントルク換算手段４０に入力されていたが、本実施形態では、エンジントルク換算手段４０に、エンジントルク指令の代わりに、上記エンジントルク推定手段４３が出力する推定エンジントルクが入力される。
【００９４】
以上の相違点により、本実施形態では、エンジンＥが出力するトルクを、エンジンＥの実際の運転状態、すなわちエンジンＥが実際に動いた結果から推定するので、メインモータ１９を制御するためのモータートルク指令の精度をより上げることができる。これは、第３の実施形態のように、エンジンＥへの指令値（コマンド値）をエンジンＥのトルクとするよりも、エンジンＥが実際に動いた結果からエンジンＥのトルクを推定する方が、モータートルク指令の精度をより上げることができるからである。
【００９５】
次に、図９を参照し、本発明の第６の実施形態について説明する。図９は本発明の第６の実施形態における制御回路２０の内部構成図である。なお、この図において、第４の実施形態と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００９６】
本実施形態と第４の実施形態との相違点は、第５の実施形態と第３の実施形態との相違点と同じである。すなわち、本実施形態には、エンジントルク推定手段４３が設けられ、エンジントルク制限手段３６が出力するエンジントルク指令がエンジントルク換算手段４０に入力される代わりに、エンジントルク換算手段４０に、エンジントルク推定手段４３が出力する推定エンジントルクが入力される。この相違点により、本実施形態においても、メインモータ１９を制御するためのモータートルク指令の精度をより上げることができる。
【００９７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、変速機のレシオ変更時の応答が悪く、エンジンが発生するトルクが、要求されるトルクを下回った場合に、不足分がモータから発生されるので、スムーズな加速性能を得ることができる。
また、モータによる走行のモードから、エンジンによる走行のモードへの切り替えの際にも、トルク段差、ショック等のない、スムーズなモードの切り替えが実現できる。
また、レスポンスが遅れている間に、ドライバーが過度にアクセルペダルを踏み込んでしまい、ドライバーの本来の意図に反してスロットルが過度に開き、燃費が悪化し、排気ガスの排出量が増え、騒音や振動が増加することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態であるハイブリッド自動車の動力伝達系および制御系の模式図。
【図２】  制御回路２０内部の詳細な構成を示すブロック図。
【図３】  本発明の第２の実施形態における制御回路２０の詳細な構成を示すブロック図。
【図４】  図２に示した制御回路２０の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図５】  図３に示した制御回路２０の動作を説明するためのタイミングチャート。
【図６】  本発明の第３の実施形態における制御回路２０の内部構成図。
【図７】  本発明の第４の実施形態における制御回路２０の内部構成図。
【図８】  本発明の第５の実施形態における制御回路２０の内部構成図。
【図９】  本発明の第６の実施形態における制御回路２０の内部構成図。
【符号の説明】
Ｅ  エンジン                  １  サブモータ
２  オイル・ポンプ            ３  プラネタリー・ギア
４  ＣＶＴ（変速機）          ５  駆動側プーリ
６  金属ベルト                ７  被動側プーリ
８、９  側室                  １０  クラッチ
１１、１２  係合要素          １３  クラッチ制御用アクチュエータ
１４  最終減速機              １５  ギア
１６  デファレンシャル・ギア
１７  車軸                    Ｗ  駆動輪
１８  ギア                    １９  メインモータ（モータ）
２０  制御回路（要求トルク算出手段）
２１  蓄電装置                ２２  残容量センサ
２３  パワードライブユニット（制御手段）
２４  油圧制御装置            ２５  エンジンセンサ
２６  エンジン制御装置（制御手段）
２７  触媒                    ２８  触媒温度センサ
２９  排気系                  ３０  車速センサ
３１  レシオセンサ            ３２  要求駆動力算出手段
３３  要求エンジントルク算出手段
３４  伝達効率算出手段        ３５  エンジン全開トルク算出手段
３６  エンジントルク制限手段
３７  差分算出手段            ３８  エンジントルク制御手段
３９  モータートルク制御手段
３７ａ  モータートルク指令出力手段
４０  エンジントルク換算手段（換算手段）
４１  差分算出手段
４２  モータートルク換算手段
４３  エンジントルク推定手段
【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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【図９】
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