JP6848826B2 - ハイブリッド自動車 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド自動車に関する。

従来、この種のハイブリッド自動車としては、エンジンからの動力を無段階に変速して駆動輪に伝達すると共にモータからの動力を駆動輪に伝達可能なハイブリッド自動車において、ユーザによる加速要求があった場合に、エンジン回転数を、車両要求パワーをエンジンから最適な燃費で出力するための最適燃費回転数よりも低い回転数から当該最適燃費回転数まで増加させる加速感演出制御を実行すると共に、加速感演出制御中に生じるエンジンの出力不足をバッテリの放電を伴うモータからの出力で補うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド自動車では、加速感演出制御の開始時におけるエンジン回転数の初期値を、バッテリＳＯＣが閾値Ｓ１以上である場合には基本初期値に設定し、バッテリＳＯＣが閾値Ｓ１未満である場合には基本初期値よりも補正量αだけ大きい値に設定する。バッテリＳＯＣが閾値Ｓ１未満である場合には、加速感演出制御の開始時におけるエンジン回転数の初期値を最適燃費回転数に近づけることにより、加速感演出制御を早期に終了させることができ、１回の加速感演出制御におけるバッテリＳＯＣの低下を抑制することができる、としている。

特開２０１５−１２８９５５号公報

しかしながら、上述したハイブリッド自動車では、バッテリに強制充電が要求されているときに加速感演出制御を実行する場合、蓄電装置の蓄電割合の低下を抑制するために加速感演出制御の持続範囲が短くなり、十分な加速感が得られずに運転者に違和感を与える場合が生じる。

本発明のハイブリッド自動車は、蓄電装置の蓄電割合の低下を抑制しつつ、加速感演出制御の持続範囲を十分に確保することを主目的とする。

本発明のハイブリッド自動車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、モータと、前記モータと電力をやり取りする蓄電装置と、前記エンジンおよび前記モータを制御する制御装置とを備え、前記エンジンからの動力を無段階に変速して駆動輪に伝達可能であると共に前記モータからの動力を駆動輪に伝達可能なハイブリッド自動車であって、
前記制御装置は、通常走行する場合には、走行に要求される走行要求パワーと前記蓄電装置に要求される充放電要求パワーとに基づいて車両要求パワーを設定し、前記車両要求パワーを前記エンジンから効率良く出力させるための回転数で前記エンジンが運転されると共に前記走行要求パワーにより走行するように前記エンジンと前記モータとを制御し、
前記蓄電装置の強制充電が要求された場合には、前記強制充電が要求されていない場合に比して充電側に大きい強制充電用パワーを前記充放電要求パワーに設定し、
加速走行が要求された場合には、前記エンジンの回転数を、前記車両要求パワーを前記エンジンから効率良く出力させるための回転数よりも低い初期回転数から増加させる加速感演出制御を実行すると共に、前記加速感演出制御中に前記走行要求パワーに対して不足する前記エンジンのパワーを前記蓄電装置の放電パワーに基づく前記モータからの出力で補い、
前記強制充電が要求されているとき又は前記加速感演出制御を実行すると途中で前記強制充電の要求が予測されるときに前記加速走行が要求された場合には、前記加速感演出制御の収束期において予測される前記強制充電用パワーを基準とした逆算により前記加速感演出制御の初期において前記蓄電装置が放電すべき初期放電パワーを設定し、前記走行要求パワーと前記初期放電パワーとの差分のパワーを前記エンジンから出力するように前記初期回転数を設定して前記加速感演出制御を実行する、
ことを要旨とする。

この本発明のハイブリッド自動車では、通常走行する場合には、走行に要求される走行要求パワーと蓄電装置に要求される充放電要求パワーとに基づいて車両要求パワーを設定し、車両要求パワーをエンジンから効率良く出力させるための回転数でエンジンが運転されると共に走行要求パワーにより走行するようにエンジンとモータとを制御する。また、蓄電装置に強制充電が要求された場合には、強制充電が要求されていない場合に比して充電側に大きい強制充電用パワーを充放電要求パワーに設定する。更に、加速走行が要求された場合には、エンジンの回転数を、車両要求パワーをエンジンから効率良く出力させるための回転数よりも低い初期回転数から増加させる加速感演出制御を実行すると共に、加速感演出制御中に走行要求パワーに対して不足するエンジンパワーを蓄電装置の放電パワーに基づくモータからの出力で補う。また、強制充電が要求されているとき又は加速感演出制御を実行すると途中で強制充電の要求が予測されるときに加速走行が要求された場合には、加速感演出制御の収束期において予測される強制充電用パワーを基準とした逆算により加速感演出制御の初期において蓄電装置が放電すべき初期放電パワーを設定し、走行要求パワーと初期放電パワーとの差分のパワーをエンジンから出力するように初期回転数を設定して加速感演出制御を実行する。このように、強制充電時に加速感演出制御を実行する場合、その収束期において予測される強制充電用パワーを基準とした逆算により加速感演出制御の初期において蓄電装置が放電すべき初期放電パワーを設定するため、加速感演出制御における初期から収束期までの蓄電装置の充放電パワーの変動範囲、すなわち加速感演出制御の持続範囲を十分に確保することが可能となる。また、加速感演出制御の収束期において予測される強制充電用パワーを基準とするから、加速感演出制御の初期において蓄電装置が過大な放電パワーにより放電するのを抑制して、蓄電割合の低下を抑制することが可能となる。

こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記強制充電が要求されているときに前記加速走行が要求された場合には、前記強制充電が要求されていないときに前記加速走行が要求されたと仮定した場合に実行される前記加速感演出制御の初期から収束期までに予測される前記蓄電装置の充放電パワーの変動範囲を導出し、前記強制充電用パワーに前記変動範囲を加えることにより前記初期放電パワーを設定するものとしてもよい。こうすれば、強制充電時の加速感演出制御における初期から収束期までの蓄電装置の充放電パワーの変動範囲、すなわち加速感演出制御の持続範囲を、通常時と同等とすることができるため、強制充電時に加速感演出制御を実行する場合であっても運転者に違和感を与えないようにすることができる。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 充放電要求パワー設定用マップの一例を示す説明図である。 駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 加速感演出制御の実行に伴ってエンジン２２の動作点が変化する様子を示す説明図である。 初期エンジン動作点設定処理の一例を示すフローチャートである。 加速感演出制御を実行しながら加速走行する際のバッテリ５０の充放電パワーＰｂとエンジンパワーＰｅとエンジン回転数Ｎｅの時間変化の様子を示す説明図である。 強制充電時に加速感演出制御を実行しながら加速走行する際のバッテリ５０の充放電パワーＰｂとエンジンパワーＰｅとエンジン回転数Ｎｅの時間変化の様子を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ＨＶＥＣＵ７０と、を備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されており、エンジンＥＣＵ２４によって運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒなどが入力ポートから入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ２３からのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数（エンジン回転数）Ｎｅを演算している。

プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２と接続されると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの回転位置θｍ１，θｍ２などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。このバッテリ５０は、バッテリＥＣＵ５２によって管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された電圧センサ５１ａからの電池電圧Ｖｂやバッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂ，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからの電池温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。また、バッテリＥＣＵ５２は、蓄電割合ＳＯＣに基づいてバッテリ５０に要求される充放電電力としての充放電要求パワーＰｂ＊を設定している。図２は、充放電要求パワー設定用マップの一例を示す説明図である。図示するように、充放電要求パワーＰｂ＊は、蓄電割合ＳＯＣが目標割合（例えば、６０％）を含む管理範囲内にあるときには値０が設定され、蓄電割合ＳＯＣが管理範囲の上限値Ｓ１よりも大きいときには放電用のパワー（正の値）が設定され、蓄電割合ＳＯＣが管理範囲の下限値Ｓ２よりも小さいときには充電用のパワー（負の値）が設定される。また、充放電要求パワーＰｂ＊は、蓄電割合ＳＯＣが下限値Ｓ２よりも小さい値に定められた閾値Ｓｒｅｆよりも小さいときには、バッテリ５０を強制充電するために、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ以上のときよりも小さい（絶対値としては大きい）強制充電用パワーＰｂｃｈｇが設定される。また、バッテリＥＣＵ５２は、蓄電割合ＳＯＣと電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０から充放電してもよい最大許容電力であるバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔも演算している。

ＨＶＥＣＵ７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４，データを一時的に記憶するＲＡＭ７６，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号ＩＧや、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖも挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や、エンジン２２の運転（燃料噴射制御など）を停止して走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行する。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にＨＶ走行モードで加速走行が要求されたときの動作について説明する。図３は、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２により実行される駆動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

駆動制御ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵ７２は、まず、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ８８からの車速Ｖ，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２、エンジン回転数Ｎｅ、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊、蓄電割合ＳＯＣなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２は、回転位置検出センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいて演算された回転数をモータＥＣＵ４０から通信により入力するものとした。エンジン回転数Ｎｅは、クランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒに基づいて演算された回転数をエンジンＥＣＵ２４から通信により入力するものとした。バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊は、蓄電割合ＳＯＣに基づいて設定されたパワー（電力）をバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。蓄電割合ＳＯＣは、電池電流Ｉｂの積算値に基づいて演算されたものをバッテリＥＣＵ５２から通信により入力するものとした。

データを入力すると、入力したアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸３６に要求される要求トルクＴｄ＊を設定すると共に要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２）を乗じて走行に要求される走行要求パワーＰｄ＊を設定する（Ｓ１１０）。続いて、走行要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じて車両に要求される車両要求パワーＰ＊を設定する（Ｓ１２０）。

次に、入力したアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上であるか否かを判定する（Ｓ１３０）。所定開度Ａｒｅｆは、運転者により加速走行が要求されているか否かを判定するための閾値であり、例えば、６０％や７０％などのように定められる。なお、加速走行が要求されているか否かは、アクセル開度Ａｃｃの増加量に基づいて判定されてもよい。アクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上でなく所定開度Ａｒｅｆ未満であると判定すると、加速走行が要求されていないと判断して、加速感演出制御実行フラグＦａｃｃを値０に設定し（Ｓ１４０）、車両要求パワーＰ＊をエンジン２２から効率良く出力するためのエンジン２２の動作点（目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊）を設定する（Ｓ１５０）。この処理は、車両要求パワーＰ＊とエンジン２２を効率良く運転するための動作ライン（例えば、燃費最適動作ライン）とに基づいて設定することができる。加速感演出制御実行フラグＦａｃｃは、後述する加速感演出制御を実行の可否を示すフラグであり、値０が設定されているときには加速感演出制御を実行しないことを示し、値１が設定されているときには加速感演出制御を実行することを示す。続いて、エンジン２２を目標回転数Ｎｅ＊で運転するように次式（１）を用いてモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊を設定する（Ｓ１６０）。式（１）は、エンジン２２の回転数Ｎｅが目標回転数Ｎｅ＊となるようにするための回転数フィードバック制御における関係式である。式（１）中、右辺第１項は、フィードフォワード項であり、右辺第２項，第３項は、フィードバック項の比例項，積分項である。なお、右辺第１項は、エンジン２２から出力されてプラネタリギヤ３０を介してモータＭＧ１の回転軸に作用するトルクを受け止めるためのトルクである。また、右辺第２項の「ｋｐ」は比例項のゲインであり、右辺第３項の「ｋｉ」は積分項のゲインである。

Tm1*=-Te*・[ρ/(1+ρ)]+kp・(Ne*-Ne)+ki・∫(Ne*-Ne)dt （１）

そして、次式（２）に示すように、モータＭＧ１をトルク指令Ｔｍ１＊で駆動したときにモータＭＧ１から出力されてプラネタリギヤ３０を介して駆動軸３６に作用するトルク（−Ｔｍ１＊／ρ）を要求トルクＴｄ＊から減じてモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定する（Ｓ１７０）。なお、モータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊は、バッテリ５０の充放電パワーを入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内とするために次式（３）および（４）で計算されるトルク制限Ｔｍ２ｍａｘ，Ｔｍ２ｍｉｎで制限される。

Tm2*=Td*+Tm1*/ρ （２）
Tm2max=（Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 （３）
Tm2min=（Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 （４）

こうしてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（Ｓ１８０）、駆動制御ルーチンを終了する。エンジンＥＣＵ２４は、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を受信すると、受信した目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいてエンジン２２が運転されるように、エンジン２２の吸入空気量制御，燃料噴射制御，点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を受信すると、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

Ｓ１３０でアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｃｃ以上と判定すると、加速走行が要求されていると判断して、加速感演出制御実行フラグＦａｃｃが値０か否かを判定する（Ｓ１４０）。前回のサイクルで入力したアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ未満であると判定し、今回のサイクルで入力したアクセル開度Ａｃｃが所定開度Ａｒｅｆ以上であると判定したときには、加速感演出制御実行フラグＦａｃｃが値０であると判定するため、加速感演出制御実行フラグＦａｃｃに値１を設定し（Ｓ２００）、加速感演出制御を開始するためのエンジン２２の動作点（目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊）を設定する初期エンジン動作点設定処理を実行する（Ｓ２１０）。加速感演出制御の実行に伴ってエンジン２２の動作点が変化する様子を図４に示す。加速感演出制御は、運転者に対して車速Ｖの上昇に応じた加速感を与えるために、図４の太線矢印で示すように、車両要求パワーＰ＊をエンジン２２から効率良く出力するためのエンジン回転数を収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔとして、これよりも低い初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉから収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔまで、車速Ｖの上昇に応じた速さでエンジン動作点を燃費最適動作ラインに沿って移動させるものである。加速感演出制御では、エンジン２２から出力するトルクには燃費最適動作ラインによる制約が課されるため、収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔに対して初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉが低いほど車両要求パワーＰ＊に対してエンジンパワーに大きな不足が生じる。加速感演出制御の実行中に車両要求パワーＰ＊に対して不足するエンジンパワーは、バッテリ５０の放電パワー（アシストパワー）を用いたモータＭＧ２からの出力によって補われる。

図５は、ＨＶＥＣＵ７０により実行される初期エンジン動作点設定処理の一例を示すフローチャートである。以下、駆動制御ルーチンの説明を中断し、初期エンジン動作点設定処理について説明する。

初期エンジン動作点設定処理が実行されると、まず、初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉを設定する（Ｓ３００）。初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉの設定は、本実施例では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて第１初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉ１を設定すると共に蓄電割合ＳＯＣに基づいて第２初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉ２を設定し、設定した第１および第２初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉ１，Ｎｅｉｎｉ２のうち大きい方を設定することにより行なうものとした。第１および第２初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉ１，Ｎｅｉｎｉ２は、いずれも上記収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔよりも低くなるように設定される。第１初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉ１は、アクセル開度Ａｃｃが大きいときや車速Ｖが高いときには、車両要求パワーＰ＊が比較的大きくなり、収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔが高くなる傾向にあることを考慮して、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど高くなると共に車速Ｖが高いほど高くなるように設定されるものとした。また、第２初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉ２は、加速感演出制御の実行に伴うバッテリ５０の放電により蓄電割合ＳＯＣが大きく低下するのを抑制するため、蓄電割合ＳＯＣが低いほど高くなるように設定されるものとした。

続いて、初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉでエンジン２２を効率良く運転するためのエンジンパワーを初期エンジンパワーＰｅｉｎｉに設定する（Ｓ３１０）。初期エンジンパワーＰｅｉｎｉは、図４に示すように、初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉと燃費最適動作ラインとに基づいて設定することができる。続いて、車両要求パワーＰ＊から初期エンジンパワーＰｅｉｎｉを減じて初期アシストパワーＰｂｉｎｉを設定する（Ｓ３２０）。初期アシストパワーＰｂｉｎｉは、加速感演出制御の初期にエンジンパワーの不足分をモータＭＧ２からの出力で補うためにバッテリ５０が放電すべき放電パワーである。そして、加速感演出制御の収束期、すなわちエンジン回転数Ｎｅが収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔに到達するときに予測されるバッテリ５０のアシストパワー（値０や負の値を含む）である収束期アシストパワーＰｂｌａｓｔを設定する（Ｓ３３０）。収束期アシストパワーＰｂｌａｓｔは、加速感演出制御の収束期に予測される蓄電割合（収束期蓄電割合）と図２に示す充放電要求パワー設定用マップとに基づいて設定することができる。収束期蓄電割合は、例えば、初期アシストパワーＰｂｉｎｉや車速Ｖなどに基づいて加速感演出制御の初期から収束期までにバッテリ５０が放電する放電量を推定することにより、現在の蓄電割合ＳＯＣと推定した放電量とに基づいて予測することができる。

次に、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満か否か、すなわちバッテリ５０に強制充電が要求されているか否かを判定する（Ｓ３４０）。なお、Ｓ３４０の処理に代えて、上述した収束期蓄電割合（加速感演出制御の収束期に予測される蓄電割合）が閾値Ｓｒｅｆ未満か否かを判定することにより、加速感演出制御を実行すると途中で強制充電の要求が予測されるか否かを判定するものとしてもよい。蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満でなく閾値Ｓｒｅｆ以上であると判定すると、バッテリ５０に強制充電が要求されていない通常時に加速感演出制御を実行すると判断し、Ｓ３００で設定した初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に初期エンジンパワーＰｅｉｎｉを初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉで除して目標トルクＴｅ＊を設定して（S３５０）、初期エンジン動作点設定処理を終了する。通常時に加速感演出制御を実行する場合には、加速感演出制御の初期には初期アシストパワーＰｂｉｎｉでバッテリ５０が放電され、加速感演出制御の収束期までにバッテリ５０が充放電するパワーの変動範囲は、初期アシストパワーＰｂｉｎｉから収束期アシストパワーＰｂｌａｓｔを減じた範囲（Ｐｂｉｎｉ−Ｐｂｌａｓｔ）となる。

一方、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満であると判定すると、強制充電が要求されているときに加速感演出制御を実行すると判断し、まず、加速感演出制御の収束期に予測されるバッテリ５０のアシストパワーである強制充電時収束期アシストパワーＰｂｌａｓｔｃｈｇを設定する（Ｓ３６０）。本実施例では、蓄電割合ＳＯＣが閾値Ｓｒｅｆ未満であるときには、バッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊には強制充電用パワーＰｂｃｈｇが設定されるため、強制充電時収束期アシストパワーＰｂｌａｓｔｃｈｇには、強制充電用パワーＰｂｃｈｇ（負の値）が設定される。次に、強制充電時に実行される加速感演出制御の初期にバッテリ５０を放電すべきアシストパワーである強制充電時初期アシストパワーＰｂｉｎｉｃｈｇを設定する（Ｓ３７０）。強制充電時初期アシストパワーＰｂｉｎｉｃｈｇは、Ｓ３６０で設定した強制充電時収束期アシストパワーＰｂｌａｓｔｃｈｇ（強制充電用パワーＰｂｃｈｇ）に、Ｓ３２０で設定した初期アシストパワーＰｂｉｎｉからＳ３３０で設定した収束期アシストパワーＰｂｌａｓｔとに基づいて次式（５）を用いて逆算により算出される。すなわち、強制充電時に加速感演出制御を実行する場合、加速感演出制御の収束期に予測される強制充電時の充電パワー（強制充電時収束期アシストパワーＰｂｌａｓｔｃｈｇ）に、通常時に加速感演出制御を実行したと仮定した場合にその初期から収束期までにバッテリ５０が充放電するパワーの変動範囲（Ｐｂｉｎｉ−Ｐｂｌａｓｔ）を加えることにより、強制充電時初期アシストパワーＰｂｉｎｉｃｈｇを設定するのである。これにより、強制充電時に加速感演出制御を実行する場合でも、その初期から収束期までにバッテリ５０充放電するパワーの変動範囲を通常時と同様に確保することができる。

Pbinichg=Pblastchg+(Pbini-Pblast) …（５）

強制充電時初期アシストパワーＰｂｉｎｉｃｈｇを設定すると、走行要求パワーＰｄ＊から強制充電時初期アシストパワーＰｂｉｎｉｃｈｇを減じて強制充電時に実行される加速感演出制御の初期にエンジン２２から出力すべきパワーである強制充電時初期エンジンパワーＰｅｉｎｉｃｈｇを設定する（Ｓ３８０）。続いて、強制充電時初期エンジンパワーＰｅｉｎｉｃｈｇをエンジン２２から効率良く出力するための回転数を強制充電時初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉｃｈｇに設定する（Ｓ３９０）。そして、強制充電時初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉｃｈｇをエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定すると共に強制充電時初期エンジンパワーＰｅｉｎｉｃｈｇを強制充電時初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉｃｈｇで除してエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定して（Ｓ４００）、初期エンジン動作点設定処理を終了する。

図３の駆動制御ルーチンに戻って、エンジン２２の動作点、すなわち目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊を設定すると、設定した目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し（Ｓ１６０，Ｓ１７０）、目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊をエンジンＥＣＵ２４に送信すると共に、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信して（Ｓ１８０）、駆動制御ルーチンを終了する。

こうして加速感演出制御の実行を開始すると、次のサイクルにおいてＳ１９０で加速感演出制御実行フラグＦａｃｃが値１であると判定されるため、Ｓ１２０で設定した車両要求パワーＰ＊と燃費最適動作ラインとに基づいて車両要求パワーＰ＊をエンジン２２から効率良く出力するための回転数を収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔに設定する（Ｓ２２０）。そして、入力したエンジン回転数Ｎｅが収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔに到達したか否かを判定する（Ｓ２３０）。エンジン回転数Ｎｅが収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔに到達していないと判定すると、エンジン回転数Ｎｅの増加量（回転増加量ΔＮｅ）を設定する（Ｓ２４０）。本実施例では、車速上昇量ΔＶ（今回のサイクルで入力した車速から前回のサイクルで入力した車速を減じた変化量）が大きいほど運転者に与える加速感を大きくするために、車速上昇量ΔＶが大きいほど大きくなるように回転増加量ΔＮｅを設定するものとした。なお、アクセル開度Ａｃｃが大きいほど大きくなるように回転増加量ΔＮｅを設定するものとしてもよいし、蓄電割合ＳＯＣが低いほど加速感演出制御を早期に終わらせて蓄電割合ＳＯＣの低下を抑制するために、蓄電割合ＳＯＣが低いほど大きくなるように回転増加量ΔＮｅを設定してもよい。勿論、回転増加量ΔＮｅを固定値としてもよい。続いて、次式（６）に示すように、前回のサイクルで設定されたエンジン２２の目標回転数（前回Ｎｅ＊）に回転増加量ΔＮｅを加えることにより今回のサイクルでのエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊を設定し、設定した目標回転数Ｎｅ＊と燃費最適動作ラインとに基づいて目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２を効率良く運転するためのエンジン２２の目標トルクＴｅ＊を設定する（Ｓ２５０）。そして、目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると共に各指令値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して（Ｓ１６０〜Ｓ１８０）、駆動制御ルーチンを終了する。これにより、エンジン回転数Ｎｅを初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉから収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔまで増加させると共に車両要求パワーＰ＊に対するエンジンパワーの不足分をバッテリ５０の放電パワー（アシストパワー）に基づくモータＭＧ２からの出力により補いながら加速走行が行なわれる。

Ne*=前回Ne*+ΔNe …（６）

S２３０でエンジン回転数Ｎｅが収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔに到達したと判定すると、加速感演出制御を終了させるために、加速感演出制御実行フラグＦａｃｃに値０を設定し（Ｓ１４０）、車両要求パワーＰ＊と燃費最適動作ラインとに基づいてエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を設定する（Ｓ１５０）。そして、目標回転数Ｎｅ＊でエンジン２２が運転されると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定すると共に各指令値をエンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０に送信して（Ｓ１６０〜Ｓ１８０）、駆動制御ルーチンを終了する。

図６は、加速感演出制御を実行しながら加速走行する際のバッテリ５０の充放電パワーＰｂとエンジンパワーＰｅとエンジン回転数Ｎｅの時間変化の様子を示す説明図である。なお、図中破線は、加速感演出制御を実行せずに加速走行する際のバッテリ充放電パワー等の時間変化の様子を示す。図示するように、加速感演出制御を実行しながら加速走行する場合、初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉから収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔまで車速上昇量ΔＶに応じた増加量ΔＮｅでエンジン回転数Ｎｅを増加させ、走行要求パワーＰｄ＊に対するエンジンパワーＰｅの不足分をバッテリ５０の放電パワーに基づくモータＭＧ２からの出力によって補う。

図７は、強制充電時に加速感演出制御を実行しながら加速走行する際のバッテリ５０の充放電パワーＰｂとエンジンパワーＰｅとエンジン回転数Ｎｅの時間変化の様子を示す説明図である。図中一点鎖線は、強制充電時に通常時と同様の加速感演出制御を実行した場合におけるバッテリ充放電パワー等の時間変化の様子を示す。図示するように、強制充電時の加速感演出制御では、その収束期において予測されるバッテリ５０の充電パワー（強制充電時収束期アシストパワーＰｂｌａｓｔｃｈｇ）を基準として、通常時の加速感演出制御の初期から収束期までに予測されるバッテリ充放電パワーの変動範囲ΔＰｂを加えた放電パワー（強制充電時初期アシストパワーＰｂｉｎｉｃｈｇ）を設定する。そして、走行要求パワーＰｄ＊から強制充電時初期アシストパワーＰｂｉｎｉｃｈｇを減じた差分のパワーをエンジン２２から出力するための回転数（強制充電時初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉｃｈｇ）を目標回転数Ｎｅ＊に設定して加速感演出制御を実行する。

以上説明した本実施例のハイブリッド自動車では、加速走行が要求された場合、車両要求パワーＰ＊をエンジン２２から効率良く出力するための回転数を収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔとして、エンジン回転数Ｎｅを収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔよりも低い初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉから当該収束期エンジン回転数Ｎｅｌａｓｔまで増加させる加速感演出制御を実行する。そして、加速感演出制御中に車両要求パワーＰ＊に対するエンジンパワーの不足分をバッテリ５０の放電パワーに基づくモータＭＧ２からの出力によって補う。また、バッテリ５０の強制充電時において加速走行が要求された場合、加速感演出制御の収束期において予測されるバッテリ５０の充電パワー（強制充電用パワーＰｂｃｈｇ）を基準とした逆算により加速感演出制御の初期においてバッテリ５０が放電すべき初期放電パワー（強制充電時初期アシストパワーＰｂｉｎｉｃｈｇ）を設定し、走行要求パワーＰｄ＊と強制充電時初期アシストパワーＰｂｉｎｉｃｈｇとの差分のパワーをエンジン２２から出力するように目標回転数Ｎｅ＊（強制充電時初期エンジン回転数Ｎｅｉｎｉｃｈｇ）を設定して加速感演出制御を実行する。このように、強制充電時に加速感演出制御を実行する場合、その収束期において予測されるバッテリ５０の充電パワー（強制充電用パワーＰｂｃｈｇ）を基準とした逆算により加速感演出制御の初期においてバッテリ５０が放電すべきアシストパワーを設定するため、加速感演出制御における初期から収束期までのバッテリ５０の充放電パワーの変動範囲、すなわち加速感演出制御の持続範囲を十分に確保することが可能となる。また、加速感演出制御の収束期において予測されるバッテリ５０の充電パワーを基準とするから、加速感演出制御の初期においてバッテリ５０が過大な放電パワーにより放電するのを抑制して、蓄電割合ＳＯＣの低下を抑制することが可能となる。

また、実施例のハイブリッド自動車２０では、強制充電時において加速走行が要求された場合には、加速感演出制御の収束期に予測されるバッテリ５０の充電パワー（強制充電用パワーＰｂｃｈｇ）に、通常時に加速感演出制御を実行したと仮定した場合にその初期から収束期までにバッテリ５０が充放電するパワーの変動範囲（Ｐｂｉｎｉ−Ｐｂｌａｓｔ）を加えて初期放電パワー（強制充電時初期アシストパワーＰｂｉｎｉｃｈｇ）を設定する。これにより、強制充電時の加速感演出制御における初期から収束期までのバッテリ５０の充放電パワーの変動範囲を、通常時と同等とすることができるため、強制充電時に加速感演出制御を実行する場合に運転者に違和感を与えないようにすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、強制充電時において加速走行が要求された場合には、強制充電用パワーＰｂｃｈｇに、通常時に加速感演出制御を実行したと仮定した場合にその初期から収束期までにバッテリ５０が充放電するパワーの変動範囲（Ｐｂｉｎｉ−Ｐｂｌａｓｔ）を加えて強制充電時初期アシストパワーＰｂｉｎｉｃｈｇを設定した。しかし、強制充電用パワーＰｂｃｈｇに、予め定めた所定の変動範囲（所定パワー）を加えて強制充電時初期アシストパワーＰｂｉｎｉｃｈｇを設定してもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、蓄電装置として、バッテリ５０を用いるものとしたが、例えば、キャパシタなど、蓄電可能なものであれば如何なる蓄電装置を用いるものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６にプラネタリギヤ３０を介してエンジン２２およびモータＭＧ１を接続すると共に駆動軸３６にモータＭＧ２を接続する構成とした。しかし、駆動輪３９ａ，３９ｂとは異なる駆動輪に連結された駆動軸にモータＭＧ３を接続する構成としてもよい。また、図８の変形例のハイブリッド自動車１２０に示すように、駆動輪３９ａ，３９ｂに連結された駆動軸３６に無段変速機（ＣＶＴ）１３０を介して発電可能なモータＭＧを接続すると共にモータＭＧの回転軸にクラッチ１２９を介してエンジン２２を接続する構成としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ２が「モータ」に相当し、バッテリ５０が「蓄電装置」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０，エンジンＥＣＵ２２およびモータＥＣＵ４０が「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業に利用可能である。

２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２３ クランクポジションセンサ、２４ エンジンＥＣＵ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータＥＣＵ、４１，４２ インバータ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリＥＣＵ、５４ 電力ライン、７０ ＨＶＥＣＵ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、１２９ クラッチ、１３０ 無段変速機（ＣＶＴ）、ＭＧ，ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. エンジンと、モータと、前記モータと電力をやり取りする蓄電装置と、前記エンジンおよび前記モータを制御する制御装置とを備え、前記エンジンからの動力を無段階に変速して駆動輪に伝達可能であると共に前記モータからの動力を駆動輪に伝達可能なハイブリッド自動車であって、
   前記制御装置は、通常走行する場合には、走行に要求される走行要求パワーと前記蓄電装置に要求される充放電要求パワーとに基づいて車両要求パワーを設定し、前記車両要求パワーを前記エンジンから効率良く出力させるための回転数で前記エンジンが運転されると共に前記走行要求パワーにより走行するように前記エンジンと前記モータとを制御し、
   前記蓄電装置の強制充電が要求された場合には、前記強制充電が要求されていない場合に比して充電側に大きい強制充電用パワーを前記充放電要求パワーに設定し、
   加速走行が要求された場合には、前記エンジンの回転数を、前記車両要求パワーを前記エンジンから効率良く出力させるための回転数よりも低い初期回転数から増加させる加速感演出制御を実行すると共に、前記加速感演出制御中に前記走行要求パワーに対して不足する前記エンジンのパワーを前記蓄電装置の放電パワーに基づく前記モータからの出力で補い、
   前記強制充電が要求されているとき又は前記加速感演出制御を実行すると途中で前記強制充電の要求が予測されるときに前記加速走行が要求された場合には、前記加速感演出制御の収束期において予測される前記強制充電用パワーを基準とした逆算により前記加速感演出制御の初期において前記蓄電装置が放電すべき初期放電パワーを設定し、前記走行要求パワーと前記初期放電パワーとの差分のパワーを前記エンジンから出力するように前記初期回転数を設定して前記加速感演出制御を実行する、
   ハイブリッド自動車。

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