| 【発明の名称】 |
ハイブリッド車両の駆動トルク制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】松村 哲生
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| 【要約】 |
【課題】エンジントルクを精度よく検出し、エンジン及び電動発電機の駆動トルク制御を好適に行うことのできるハイブリッド車両の駆動トルク制御装置を提供する。
【解決手段】エンジントルク推定演算手段でエンジントルク特性からエンジントルク推定を演算し、エンジントルク推定値補正手段、エンジントルク推定値学習手段により、前記エンジントルク推定値の精度を向上させ、前記エンジントルク推定値をもとにハイブリッド車両の運転状態に応じて、エンジン及び電動発電機の目標トルクパターンを発生する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】燃料の燃焼によって作動するエンジンと電気エネルギーで作動し力行または回生を行う電動発電機とを車両の駆動源として備えたハイブリッド車両における駆動トルクを制御するために、前記エンジン及び前記電動発電機を制御する駆動トルク制御装置において、前記エンジンへ目標トルク値を指令しその結果発生する前記エンジンのトルクをエンジンの運転状態に関連した複数のパラメータに基づき予めエンジントルク特性として記憶し、該エンジントルク特性及び前記パラメータを用いてエンジンのトルクを推定するエンジントルク推定手段と、該エンジントルク推定手段で推定したエンジントルク推定値を基に、車両の運転モードに応じて前記電動発電機の目標トルク値を生成して前記電動発電機を制御する駆動トルク配分手段とを備えることを特徴とするハイブリッド車両の駆動トルク制御装置。
【請求項２】請求項１記載のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置において、前記電動発電機が、推定された前記エンジントルクの環境変化や経年変化を、前記電動発電機のトルクを用いて学習補正するエンジントルク推定値学習補正手段を備えることを特徴とするハイブリッド車両の駆動トルク制御装置。
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【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方法に係わり、特にエンジンの発生トルクを推定し、エンジンと電動発電機へ駆動トルクを配分するハイブリッド車両の駆動トルク制御方法及びその制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のハイブリッド車両の駆動トルク制御装置では、例えば特開平１０-９８８０４号公報に記載された発明のように、車両の加速時、及び減速時に、あらかじめ電動発電機の発生するトルクを決定しておき、エンジンと電動発電機の合力を車両の駆動トルクとするように構成されている。また前記駆動トルク制御装置に用いるエンジントルク推定手段は、例えば特開平８-１２１２０２号公報のようにエンジンの吸入空気流量とエンジン回転数などをパラメータとする演算式やデータマップなどからエンジントルクを算出するように構成されるか、またはトルクコンバータのトルク特性よりエンジントルクを算出するように構成される。
【０００３】また、特開平１０-１３６６２６号公報には、エンジンでモータジェネレータを駆動しその発生電力に基づいてエンジントルクを算出するように構成されたハイブリッド車両が開示されている。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】前記従来の、ハイブリッド車両のエンジントルク特性をパラメータによって算出する方法では、温度や気圧など、エンジンの用いられる環境が変化した場合や、エンジンが使用され始めてから時間が経過し、経年変化を伴う場合に、推定値と実際のエンジントルクの間に誤差が生じてしまい、電動発電機の制御を好適に行うことができなくなる。
【０００５】また前記従来の、トルクコンバータトルク特性よりエンジントルクを算出する方法は、動力伝達機構として、トルクコンバータを使用しなければ利用できず、遊星歯車または乾式または電磁式の伝達機構を備える車両には適用できない等の問題点がある。
【０００６】さらに、前記エンジンでモータジェネレータを駆動しその発生電力に基づいてエンジントルクを算出する方式は、モータジェネレータを利用して間接的にエンジントルクを算出するものであり、エンジンからモータジェネレータへの駆動力伝達系統の特性のばらつきやモータジェネレータ自体の特性のばらつきなどにより測定の誤差が大きくなる。
【０００７】本発明の目的とするところは、車両のタイプの如何に拘らずエンジントルクを精度良く推定し、エンジンと電動発電機の駆動トルク制御を最適に行うことができるハイブリッド車両の駆動トルク制御装置及び制御方法を提案することにある。
【０００８】本発明の他の目的とするところは経年変化や環境変化に追従してエンジントルクの推定値を自動的に補正し、常にエンジンと電動発電機の駆動トルク制御を最適に行うことができるハイブリッド車両の駆動トルク制御装置及び制御方法を提案することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明では、燃料の燃焼によって作動するエンジンと電気エネルギーで作動し力行または回生を行う電動発電機とを車両の駆動源として備えたハイブリッド車両における駆動トルクを制御するために、前記エンジン及び前記電動発電機を制御する駆動トルク制御装置において、前記エンジンへ目標トルク値を指令しその結果発生する前記エンジンのトルクを、エンジンの運転状態に関連した複数のパラメータに基づき予めエンジントルク特性として記憶し、該エンジントルク特性及び前記パラメータを用いてエンジンのトルクを推定するエンジントルク推定手段と、該エンジントルク推定手段で推定したエンジントルク推定値を基に、車両の運転モードに応じて前記電動発電機の目標トルク値を生成して前記電動発電機を制御する駆動トルク配分手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】本発明の他の特徴によれば、駆動トルク制御装置は、エンジンの動作状態に基づいて変化するパラメータを用いて、あらかじめ記憶しておいたエンジントルク特性を利用して実際のエンジントルク推定値を高精度に演算するエンジントルク推定演算手段と、推定したエンジントルクに、補記類やエンジン水温変化によるエンジンフリクション変化等の補正を加える第一のエンジントルク推定値補正手段と、電動発電機のトルクを利用して、環境変化、経年変化によるエンジントルク推定値の変化を補正する第二のエンジントルク推定値補正学習手段とを備える。第二の補正学習手段は、補正学習値を更新して使用し、最新の情報を用いて補正を行うことが望ましい。
【００１１】また、前記エンジントルク記憶手段は、例えば、アクセルペダル開度又はスロットルバルブ開度とエンジン回転数、エンジン吸入空気質量流量とエンジン回転数、吸気圧力と吸気温度とエンジン回転数、又はインジェクタ駆動パルス幅とエンジン回転数をパラメータとしてエンジントルクを記憶することができる。
【００１２】本発明によれば、エンジン回転数を含むエンジンの運転状態に関連した複数のパラメータ、例えばアクセルペダル開度、スロットルバルブ開度、エンジン吸入空気質量流量、吸気圧力、吸気温度、インジェクタ駆動パルス幅、エンジン回転数等の測定パラメータをもとにしたマップを予め作成し、前記パラメータによるマップ検索に基づきエンジントルクを推定演算し、電動発電機のトルクを補正することにより、高価なトルクセンサを用いることなく、エンジン制御及び電動機及び発電機制御のために組み込まれている既存のセンサのみを用いてエンジントルクを推定して駆動トルク制御を行うことができ、コストアップを伴うことがなく機能強化を図ることができる。
【００１３】また、車両のタイプの如何に拘らずエンジントルクを精度良く推定し、エンジンと電動発電機の駆動トルク制御を最適に行うことができる。
【００１４】さらにまた、前記電動発電機のトルクを利用して前記エンジントルクを学習補正する機能をもつため、環境の変化や経年変化があった場合にも、前記エンジントルク推定値補正学習手段により学習を行い、学習補正値を前記エンジントルク推定値に反映させることで、環境変化、経年変化にも自動的に追従して駆動トルク制御を好適に行うことができる。すなわち、一般的に電動発電機はほぼ常温の安定した雰囲気で使用されかつ構造的にも完成度が高いため、環境の変化や経年変化を受けにくい。一方、エンジンはガスの燃焼を伴う過酷な環境下で熱、振動、汚染物質等の影響を受け、電動発電機に比べるとはるかに環境の変化や経年変化を受けトルク特性が劣化し安い。本発明は、このような電動発電機の安定したトルク特性を利用してエンジントルク推定値を補正して電動発電機の駆動トルクを制御することで、環境変化、経年変化にも耐える駆動トルク制御装置及び制御方法を提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】ここで、本発明は、例えばクラッチ手段により動力伝達を接続、遮断することによって動力源を切り換える切換タイプや、遊星歯車装置などの合成分配機構によってエンジン及び電動発電機の出力を合成したり、分配したりするミックスタイプ、電動発電機またはエンジンを補助的に使うアシストタイプなど、エンジンと電動発電機とを車両走行時の動力源として備えている種々のタイプのハイブリッド車両に適用され得る。
【００１６】エンジンと電動発電機とを動力源として備えているハイブリッド車両の運転モードには、例えば、電動発電機のみを動力源として走行する電気走行モード、エンジンのみを動力源として走行するエンジンモード、エンジン及び電動発電機の両方を動力源として走行するエンジン・電動発電機運転モード、エンジンを動力源として走行しながら電動発電機で発電する発電走行モード、動力源としては電動発電機のみを使用し、エンジンは発電のみに使用されるシリーズ発電モードなどが挙げられる。本発明では、これらの運転状態モードを識別する運転モード判定ブロックを駆動トルク制御装置に備える。
【００１７】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態をなす、ハイブリッド車両システム１６のハードウェア構成図である。燃料の燃焼によってトルクを発生するエンジン１、発電やエンジンの始動等に使用する第二の電動発電機７、エアコンのコンプレッサー４、エアフローメータ２、電子制御スロットル３、電磁パウダークラッチ５、駆動軸に連結する第一の電動発電機６、無段変速機１２、無段変速機プライマリプーリ１３、無段変速機セカンダリプーリ１４、電動発電機を駆動するインバータ９、電池１０、無段変速機の油圧を発生する第三の電動発電機８、第三の電動発電機によって駆動される油圧制御装置１１、タイヤ１５、エンジン制御装置７９、電動発電機制御装置８０から構成され、そして駆動トルク制御装置１７が搭載される。
【００１８】エンジン１は、エンジン制御装置（ＥＣＭ）７９によってスロットル弁開度や燃料噴射量、点火時期などが制御されることにより、運転状態に応じて出力が制御される。第一電動発電機６、第二電動発電機７、第三電動発電機８は電動発電機制御装置（ＭＣＡ）８０によって電流などを制御することにより、運転状態に応じて出力が制御される。エンジン制御装置（ＥＣＭ）７９および電動発電機制御装置（ＭＣＡ）８０は、CPUやRAM、ROM等を有するマイクロコンピュータを備えて構成され、あらかじめ定められたプログラムにしたがって信号処理を行う。前記エンジン制御装置（ＥＣＭ）７９および前記電動発電機制御装置（ＭＣＡ）８０を、前記駆動トルク制御装置１７の内部に搭載することも可能である。
【００１９】ハイブリッド車両における運転モードの一例を図２、図３を用いて説明する。まず、図２に各運転モードにおける出力の受給関係を示す。図２（Ａ）に示すシリーズ発電モードでは、車両を駆動する動力源としては第一電動発電機６のみを使用し、エンジン１と第二電動発電機７で発電し、電池１０に充電する。第一電動発電機６のみを動力源として走行する電気走行モードもある。
【００２０】図２（Ｂ）に示すエンジン・電動発電機運転モードでは、エンジン１及び第一電動発電機６の両方を車両駆動の動力源として走行する。エンジン１のみを動力源として走行するエンジンモードもある。図２（Ｃ）に示す発電走行モードでは、エンジン１を動力源として走行しながら第二電動発電機７で発電し電池１０に充電する。
【００２１】図３は、ハイブリッド車両の運転モードと、車速及びトルクの関係の一例を示すものである。低速、低出力運転時にはシリーズ発電モード（Ａ）で運転され、中高速、中高出力運転時にはエンジン・電動発電機運転モード（Ｂ）または発電走行モード（Ｃ）で運転される。なお、加、減速時はエンジン・電動発電機運転モード（Ｂ）で運転される。
【００２２】図４は、本発明の一実施形態をなす、ハイブリッド車両システム１６と駆動トルク制御装置１７の制御系統構成図である。駆動トルク制御装置１７はCPUやRAM、ROM等を有するマイクロコンピュータを備えて構成され、あらかじめ定められたプログラムにしたがって信号処理を行う。車両システム１６から駆動トルク制御装置１７に入力される信号として、インジェクタ噴射パルス幅１８、エンジン回転数１９、エンジン水温２０、吸気管圧力２１、A/Cコンプレッサ吐出圧２２、第二電動発電機トルク（ＴＭB）２３、車速８１、アクセル開度８３、駆動トルク制御装置１７から車両システム１６へ入力される信号として、エンジントルク指令値（ＴＥ＊）２４、第一電動発電機トルク指令値（ＴＭA＊）２５、第二電動発電機トルク指令値（ＴＭB＊）２６がある。エンジントルク指令値（ＴＥ＊）２４はエンジン制御装置７９へ、第一電動発電機トルク指令値（ＴＭA＊）２５および第二電動発電機トルク指令値（ＴＭB＊）２６は電動発電機制御装置８０へそれぞれ入力される。
【００２３】図５は、駆動トルク制御装置１７の一実施形態をなす制御構成図である。駆動トルク制御装置１７には、インジェクタ噴射パルス幅１８とエンジン回転数１９から第一エンジントルク推定暫定値３３を演算する、エンジントルク推定演算手段３０、エンジン回転数１９とエンジン水温２０と吸気管圧力２１とエアコンコンプレッサ吐出圧２２を用いて第一エンジントルク推定暫定値３３に補正を加えて第二エンジントルク推定暫定値３４を演算する、エンジントルク推定値補正手段３１、前記第二エンジントルク推定暫定値３４に、第二電動発電機トルク（ＴＭB）２３を用いて学習補正を加え、エンジントルク推定値（ＴＥA）２９を演算するエンジントルク推定値学習手段３２、前記エンジントルク推定値（ＴＥA）２９と、運転者の要求する目標駆動トルク（＝車両駆動トルクＴＤ）２８から、エンジントルク指令値（ＴＥ＊）２４、第一電動発電機トルク指令値（ＴＭA＊）２５、第二電動発電機トルク指令値（ＴＭB＊）２６を演算する、駆動トルク配分演算手段２７を備える。
【００２４】運転者の要求する目標駆動トルク２８の最大値ＴＤMAXは、図２の（Ｂ）に示すエンジン・電動発電機運転モードにおける、エンジン１と第一電動発電機６の最大トルクＴＥMAX、ＴＭAMAXを加算したトルク値が設定される。ＴＤMAX＝ＴＥMAX＋ＴＭAMAXまた目標駆動トルク（ＴＤ）２８の最小値は、車両として妥当な減速を実現するトルク値が設定される。目標駆動トルク（ＴＤ）２８は、アクセル開度８３と車速８１から演算される。
【００２５】以下、駆動トルク制御装置１７に備えられる、エンジントルク推定演算手段３０、エンジントルク推定値補正手段３１、エンジントルク推定値学習手段３２を順に説明してゆく。
【００２６】はじめに、エンジントルク推定演算手段３０について説明する。図６はエンジントルク推定演算手段３０の構成図である。エンジントルク推定暫定値切替処理３９で、エンジンが全気筒燃料を噴射している場合と、燃料を全気筒噴射していない場合、燃料を一部の気筒のみ噴射している場合にわけて演算を行う。まず、燃料を全気筒噴射している場合には、あらかじめエンジン１のトルク特性を記憶させた燃料噴射時エンジントルク特性マップ３５に、インジェクタ燃料噴射パルス幅１８とエンジン回転数１９を入力してエンジントルク特性を検索することで、燃料噴射時エンジントルク推定暫定値３６を得る。
【００２７】一方、燃料を全気筒噴射していない場合には、あらかじめエンジン１のトルク特性を記憶させた燃料非噴射時エンジントルク特性マップ３７に、インジェクタ燃料噴射パルス幅１８とエンジン回転数１９を入力してエンジントルク特性を検索することで、 燃料非噴射時エンジントルク推定暫定値３８を得る。
【００２８】エンジントルク推定暫定値切替処理３９では、全気筒燃料噴射時には、燃料噴射時エンジントルク推定暫定値３６をフィルタ処理前第一エンジントルク推定暫定値４０とし、全気筒燃料非噴射時には、燃料非噴射時エンジントルク推定暫定値３８をフィルタ処理前第一エンジントルク推定暫定値４０とする。さらに、一部の気筒のみ燃料噴射時には、エンジン１の気筒数をNとし、燃料噴射をしている気筒数をN１とすると、( 燃料噴射時エンジントルク推定暫定値３６ × N１ ÷ N＋ 燃料非噴射時エンジントルク推定暫定値３８ × ( N − N１ )÷ N )をフィルタ処理前第一エンジントルク推定暫定値４０とする。上記演算では、インジェクタ噴射パルス幅１８とエンジン回転数１９によってフィルタ処理前エンジントルク推定暫定値４０を演算しているため、電子制御スロットル３の応答遅れについては考慮されているが、エンジン吸気管分の空気の遅れについては考慮されていないため、一次遅れフィルタ処理４１を行う。フィルタ処理前第一エンジントルク推定暫定値４０に一次遅れフィルタ処理４１を行い、第一エンジントルク推定暫定値３３を演算する。本実施形態では行っていないが、さらに、エンジン１の燃焼遅れ、エンジン出力軸伝達遅れを考慮することも可能である。
【００２９】エンジントルク推定演算手段３０では、エンジントルク特性をインジェクタ駆動パルス幅１８とエンジン回転数１９で記憶させているが、他にも、エンジン回転数１９と、アクセルペダル開度もしくは、スロットルバルブ開度もしくは、エンジン吸入空気流量もしくは、エンジン吸気圧力もしくは、エンジン吸気温度のいずれかを使用しても記憶させることができる。しかし、前記アクセルペダル開度や前記スロットルバルブ開度をパラメータとして使用した場合は、エンジン１に吸入される空気の密度が変化した場合には誤差をもつ可能性があるので、エンジン吸入空気流量またはエンジン吸気圧力を用いてトルク特性を記憶させることが望ましい。
【００３０】次に、エンジントルク推定演算手段３０で演算された、第一エンジントルク推定暫定値３３に、エンジントルク推定値補正手段３１で補正を加えて、第二エンジントルク推定暫定値３４を演算する。図７はエンジントルク推定値補正手段３１の構成図である。エンジン回転数１９でエンジンフリクションテーブル４２を検索し、エンジンフリクション基本値４３を演算する。また、エンジン水温２０でエンジンフリクション水温特性テーブル４４を検索し、エンジンフリクション水温変化率４５を得る。エンジンフリクション基本値４３にエンジンフリクション水温変化率４５を乗算することで、エンジンフリクション４６を得る。エンジンフリクション４６からエンジンフリクション基本値４３を減算することで、エンジンフリクション水温変化分４７を算出できる。また、吸気管内圧力２１でポンピングロストルク特性テーブル４８を検索してポンピングロストルク４９を演算する。また、エアコンプレッサ吐出圧２２とエンジン回転数１９で、エアコンプレッサトルク特性マップ５０を検索することによりエアコンプレッサトルク５１を算出する。
【００３１】エンジンフリクション水温変化分４７と、ポンピングロストルク４９と、エアコンプレッサトルク５１を加算して負荷トルク５２を算出し、第一エンジントルク推定暫定値３３から負荷トルク５２を減算することで、第二エンジントルク推定暫定値３４を得る。ここで、エンジンフリクション水温変化分４７を演算しているのは、前記燃料噴射時エンジントルク特性マップ３５および前記燃料非噴射時エンジントルク特性マップ３７にエンジンフリクション基本値４３が反映されて記憶されているためである。
【００３２】次に、エンジントルク推定値補正手段３１で演算された、第二エンジントルク推定暫定値３４に、エンジントルク推定値学習手段３２で学習補正を加えることで、エンジントルク推定値（ＴＥA）２９を演算する。図２（Ａ）に示した前記シリーズ発電モード時は、エンジン１は電池１０を充電するための発電に使用されるため、エンジン１の発生するトルク（ＴＥ）と第二電動発電機７の発生するトルク（ＴＭB）が釣り合う。
ＴＥ＝ＴＭB従って、第二電動発電機トルク（ＴＭB）２３はエンジントルク（ＴＥ）の反トルクとなることから、第二エンジントルク推定暫定値３４の学習補正が可能となる。一般に、第二電動発電機７は、エンジン１に比較して環境の変化、経年変化を受けにくいので、第二エンジントルク推定暫定値３４に第二電動発電機トルク２３で学習を行えば、エンジン１の使用環境が変化したり、経年変化があっても、エンジン１が発生しているトルク（ＴＥ）を第二電動発電機トルク（ＴＭB）２３で補正して、エンジン１の発生するトルク（ＴＥA）を精度良く算出できる。
【００３３】図８はエンジントルク推定値学習手段３２の構成図である。第二電動発電機トルク２３に、ゲイン５３をかけることで、エンジン出力軸換算第二電動発電機トルク５４を演算する。ゲイン５３は、エンジンと第二電動発電機のプーリー比の符号を反転させたものである。エンジン出力軸換算第二電動発電機トルク５４から第二エンジントルク推定暫定値３４を減算することで、第二エンジントルク推定暫定値誤差５５を演算する。
【００３４】スイッチ５６は、車両が、動力源としては第一電動発電機６のみを使用し、エンジン１は、電池１０を充電するための発電のみに使用される、前記シリーズ発電モード（図２Ａ参照）のときのみ下段となり、第二エンジントルク推定暫定値誤差５５をエンジントルク推定学習暫定値５７とする。前記シリーズ発電モード以外は、スイッチ５６は上段をとり、前回値生成部５８により、エンジントルク推定値学習暫定値５７の前回値であるエンジントルク推定値学習暫定値前回値５９を演算し、エンジントルク推定値学習暫定値前回値５９をエンジントルク推定学習暫定値５７とする。エンジントルク推定値学習暫定値５７に、制限手段６０によって、上限・下限を制限することで、エンジントルク推定値学習値６１を演算する。制限手段６０は学習が過度に行われることを防ぐ目的で設定されている。最後に第二エンジントルク推定暫定値３４にエンジントルク推定値学習値６１を加算して、エンジントルク推定値２９を算出する。
【００３５】エンジントルク推定値学習は、前記シリーズ発電モード（図２Ａ参照）のように、エンジン１の発生するトルクＴＥが第二電動発電機７の発生トルクＴＭBと釣り合っている状態、すなわち車両駆動トルクＴＤとしてはエンジントルクを使用していない状態であるならば実現可能であり、前記シリーズ発電モードに限定しているわけではない。エンジントルク推定値学習値６１は前記シリーズ発電モードに車両の状態が遷移して、所定時間経過後、すなわちシリーズ発電モードが定常に達した時に更新し始めるのが望ましい。また前記エンジントルク推定演算手段３０として、トルクセンサを用いる手段や、エンジンの動特性を遅れ要素やむだ時間要素等で構成した数学モデルを用いて推定する手段を用いても構成可能である。
【００３６】図９は本発明の一実施形態をなす、駆動トルク配分手段２７の構成図である。前記のようにして演算された、エンジントルク推定値２９をもとに、駆動トルク配分手段２７で、エンジン１、第一電動発電機６、第二電動発電機７へ、それぞれ、エンジントルク指令値２４、第一電動発電機トルク指令値２５、第二電動発電機トルク指令値２６を与える。以下に前記各運転モードでのトルク配分について説明する。
【００３７】第一電動発電機６のみを動力源として走行する前記電気走行モードの場合は、第一スイッチ６２は下段を選択し、目標駆動トルク２８が第一電動発電機トルク指令値２５となる。
【００３８】エンジン１及び第一電動発電機６の両方を動力源として走行する前記エンジン・電動発電機運転モード（図２Ｂ参照）の場合は、第一スイッチ６２は上段を選択する。目標駆動トルク（ＴＤ）２８とエンジントルク推定値（ＴＥA）２９の差である目標駆動トルクエンジントルク差７２に制限手段６８で、上限値を０、下限値を目標発電トルク７０で制限し、発電トルク７１を演算する。目標駆動トルクエンジントルク差７２が正値である場合は、発電トルク７１は０となり、目標駆動トルクエンジントルク差７２が負値である場合は、発電トルク７１は負値となる。目標発電トルク７０は電池１０の充電状態によって負値で設定される。
【００３９】本発明では、電池１０の充電状態によって目標発電トルク７０を演算する発電トルク演算部をもつ。目標駆動トルクエンジントルク差７２から発電トルク７１を減算し、第一電動発電機指令トルク暫定値７３を演算する。第一電動発電機トルク指令値２５は第一電動発電機指令トルク暫定値７３となる。また、第二スイッチ６３は下段を選択する。
【００４０】エンジン・電動発電機運転モード（図２Ｂ参照）において、目標駆動トルク２８（ＴＤ）がエンジントルク指令値２４となる、すなわち、車両が加速状態にある場合は、目標駆動トルクエンジントルク差７２が正値となり、発電トルク７１が０となるので、第一電動発電機トルク指令値（ＴＭA＊）２５は目標駆動トルク（ＴＤ）とエンジントルク（ＴＥ）の差７２となり、エンジン１が達成できないトルクを第一電動発電機６が補い、目標駆動トルク（ＴＤ）２８を達成する。
【００４１】ＴＤ＝ＴＥ＋ＴＭAまた車両が減速状態にある場合は、目標駆動トルクエンジントルク差７２が負値となり、第一電動発電機トルク指令値２５は第一電動発電機指令トルク暫定値７３となる。エンジントルク指令値（ＴＭA＊）２４は目標駆動トルク（ＴＤ）２８となり、エンジン１がフリクショントルクを発生し、第一電動発電機６が回生トルクを発生することで、車両を減速させる。
【００４２】ＴＤ＝ＴＥ−ＴＭAエンジン１のみを動力源として走行する前記エンジンモードの場合は、目標駆動トルク２８をすべてエンジンが発生する運転モードである。第二スイッチ６３は下段を選択し、目標駆動トルク２８がエンジントルク指令値２４となり、またエンジントルク推定値２９も目標駆動トルク２８と等しくなる。目標駆動トルクエンジントルク差７２は０となる。第三スイッチは前記エンジン・電動発電機運転モードの場合と同様に第一スイッチ６２は上段を選択するが、目標駆動トルクエンジントルク差７２が０であるので、発電トルク７３も０、第一電動発電機トルク指令値２５も０となる。
【００４３】エンジン１を動力源として走行しながら第二電動発電機７で発電する発電走行モード（図２Ｃ参照）の場合は、第二スイッチ６３は中段を選択し、発電トルク７１にゲイン６７をかけて第一エンジン指令トルク暫定値７４を演算する。ゲイン６７には符号を反転させるため、−１を設定する。目標駆動トルク２８に第一エンジン指令トルク暫定値７４を加算して、第二エンジン指令トルク暫定値７５を演算し、エンジントルク指令値２４となる。すなわち、図１０に示すように、駆動に必要なトルク（ＴＤ）に加えて発電トルク（ＴＭB）を上乗せしたトルク（ＴＥ＊）をエンジン１に指令する。第三スイッチ６４は上段を選択し、発電トルク７１が第二電動発電機指令トルク第二暫定値７８となり、ゲイン６６をかけることで第二電動発電機トルク指令値（ＴＭB＊）２６となる。ゲイン６６はエンジン１と第二電動発電機７のプーリー比の逆数を設定する。第一スイッチ６２は上段を選択する。エンジントルク指令値（ＴＥ＊）２９は、発電トルク（ＴＭB＊）７１分だけ、目標駆動トルク（ＴＤ）２８よりも大きな値となる。従って目標駆動トルクとエンジントルクの差７２は発電トルク７１分負値となるが、発電トルク７１が減算されるので、第一電動発電機指令トルク暫定値７３は０となる。
【００４４】動力源として第一電動発電機６のみを使用し、エンジン１と第二電動発電機７で発電を行う前記シリーズ発電モードの場合は、第一スイッチ４１が下段を選択し、目標駆動トルク２８が第一電動発電機トルク指令値２５となり、第二スイッチ４２は上段を選択し、第一エンジン指令トルク暫定値７４がエンジントルク指令値２４となる。第三スイッチ４３は下限を選択する。エンジントルク推定値２９に制限手段６９で制限をかけ、制限つきエンジントルク推定値７６を演算する。制限手段６９の上限値は第二電動発電機最大トルク、下限値は第二電動発電機最小トルクとする。制限つきエンジントルク推定値７６にゲイン６５をかけて第二電動発電機指令トルク第一暫定値７７を演算する。ゲイン６５は符号を反転させるため、−１を設定する。第二電動発電機指令トルク第二暫定値７８は第二電動発電機指令トルク第一暫定値７７となり、ゲイン６６をかけて第二電動発電機トルク指令値２６となる。すなわちエンジン１の発生するトルク（ＴＥ）を第二電動発電機７が駆動トルク（ＴＭB）として吸収する形となる。前記シリーズ発電モードの場合に、第二電動発電機７の回転数を制御するように構成することも可能である。
【００４５】前記駆動トルク制御装置で得られるトルク応答の例として、図１１に、前記エンジン・電動発電機運転モードで加速する場合の目標駆動トルクＴＤ、エンジントルク推定値ＴＥA、第一電動発電機トルク指令値ＴＭA＊のタイムチャートを示す。横軸は時間[s]で、縦軸は上段が車速[km/h]、下段がトルク[Nm]である。加速時は、車速８１が増加してゆく。目標駆動トルクＴＤを与えると、エンジン１が発生しているトルクであるエンジントルク推定値ＴＥAが変化し、第一電動発電機トルク指令値ＴＭA＊を得る。エンジン１が達成できないトルクを第一電動発電機６が補い、目標駆動トルクＴＤを達成する。
【００４６】また、図１２に、前記エンジン・電動発電機運転モードで減速する場合の目標駆動トルクＴＤ、エンジントルク推定値ＴＥA、第一電動発電機トルク指令値ＴＭA＊のタイムチャートを示す。横軸は時間[s]で、縦軸は上段が車速[km/h]、下段がトルク[Nm]である。減速時は車速８１が減少してゆく。目標駆動トルクＴＤが負値となり、エンジントルク推定値ＴＥAはエンジン１のフリクショントルクが演算され、第一電動発電機トルク指令値ＴＭA＊を得る。エンジン１の発生するフリクショントルクと、第一電動発電機６の発生する回生トルクが合成され、目標駆動トルクＴＤを達成する。
【００４７】
【発明の効果】本発明を用いることにより、エンジンが発生しているエンジントルク推定値を精度良く算出できるので、電動発電機に好適にトルク配分を行うハイブリッド車両の駆動トルク制御装置及び制御方法を提供することができる。
【００４８】また、車両のタイプの如何に拘らずエンジントルクを正確に推定し、エンジンと電動発電機の駆動トルク制御を最適に行うことができる。
【００４９】また、エンジンが経年変化したり、高地などでエンジントルク特性が異なってきても、エンジントルク推定値学習手段により、学習補正を加えてそのときのエンジントルク推定値を基準として電動発電機に好適にトルク配分することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月２４日（１９９９．１２．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７４６３１
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 幸彦 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１８６６０２（Ｐ２００１−１８６６０２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月６日（２００１．７．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３６７５０２ |
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