JP2006144589A - ハイブリッド車のエンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スリップ制御中のエンジンハンチング抑制と、バッテリ保護と、の両立を図ることができるハイブリッド車のエンジン制御装置を提供すること。
【解決手段】 エンジンＥと、バッテリ４を電源とする少なくとも１つのモータジェネレータMGと、駆動輪への出力部材OSと、前記エンジンＥとモータジェネレータMGと出力部材OSとが接続された動力分割機構TMと、駆動スリップの発生時にモータトルクダウン制御により駆動輪のグリップを回復させるモータトラクション制御手段と、を備えたハイブリッド車のエンジン制御装置において、前記モータトラクション制御手段によるスリップ制御中、前記エンジンＥによるエンジンパワーを平準化するパワー平準化制御手段を設け、前記パワー平準化制御手段は、前記バッテリ４の充電状態に応じて目標エンジンパワー指令値を設定する手段とした。
【選択図】 図６

Description

本発明は、動力源にエンジンと少なくとも１つのモータジェネレータが装備されたハイブリッド車のエンジン制御装置に関する。

動力源にモータが装備されたハイブリッド車では、駆動輪が駆動スリップすると、駆動スリップに合わせてモータが過回転し、モータ駆動回路に過電流が発生するため、モータ駆動回路の部品保護のためには駆動スリップを応答良く収束させる必要がある。この部品保護を目的として駆動スリップを収束させるモータトラクション制御装置は、駆動輪の回転角速度の変化率（角加速度）が所定値以上のときに駆動スリップが発生すると予測し、モータトルクを低下する構成とし、モータトルクの増加に伴って生じる駆動スリップを防止している（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３０４５１４号公報

しかしながら、上記従来のハイブリッド車にあっては、部品保護を優先した角加速度制御が実行されると、目標とするトルクの変動が非常に速く、エンジンの応答性では追従できず、エンジンハンチングが生じてしまうという問題がある。その際に、例えば、特開平１０−３５３２９号公報に記載されているように、エンジンに指令するパワー（回転数）を平準化することでエンジンハンチングを抑えることが考えられる。

しかし、車両のパワー（トルク×軸回転）＋発電分パワー＝エンジンパワーという関係であらわされるので、エンジンパワーを平準化（固定化）した場合、余剰（不足）パワーは、バッテリに入出力されることになるため、バッテリの充電状態によってはバッテリへの入出力が不可能な状態に陥り、その結果、エンジンパワーの平準化を維持できない、という問題がある。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、スリップ制御中のエンジンハンチング抑制と、バッテリ保護と、の両立を図ることができるハイブリッド車のエンジン制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明におけるハイブリッド車のエンジン制御装置では、エンジンと、バッテリを電源とする少なくとも１つのモータジェネレータと、駆動輪への出力部材と、前記エンジンとモータジェネレータと出力部材とが接続された動力分割機構と、駆動スリップの発生時にモータトルクダウン制御により駆動輪のグリップを回復させるモータトラクション制御手段と、を備えたハイブリッド車のエンジン制御装置において、
前記モータトラクション制御手段によるスリップ制御中、前記エンジンによるエンジンパワーを平準化するパワー平準化制御手段を設け、
前記パワー平準化制御手段は、前記バッテリの充電状態に応じて目標エンジンパワー指令値を設定することを特徴とする。

よって、本発明のハイブリッド車のエンジン制御装置にあっては、モータトラクション制御手段によるスリップ制御中、パワー平準化制御手段において、エンジンによるエンジンパワーが平準化されると共に、バッテリの充電状態に応じて目標エンジンパワー指令値が設定される。すなわち、エンジンパワーの平準化によりスリップ制御中のエンジンハンチングを抑制することができる。また、パワー平準化制御手段では、例えば、バッテリの充電状態が高い場合には目標エンジンパワー指令値を低くし、バッテリが過充電に至る可能性を低くすることができるし、また、バッテリの充電状態が低い場合には目標エンジンパワー指令値を高くし、バッテリが過放電に至る可能性を低くすることができるというように、バッテリを加重電や過放電から保護することができる。このように、スリップ制御中のエンジンハンチング抑制と、バッテリ保護と、の両立を図ることができる。

以下、本発明のハイブリッド車のエンジン制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

まず、ハイブリッド車の駆動系構成を説明する。
図１は実施例１のモータトラクション制御装置が適用されたハイブリッド車の駆動系を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１モータジェネレータMG1と、第２モータジェネレータMG2と、出力スプロケットOS（出力部材）、動力分割機構TMと、を有する。

前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。

前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、パワーコントロールユニット３により作り出された三相交流を印加することによりそれぞれ独立に制御される。
前記両モータジェネレータMG1,MG2は、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この状態を「回生」と呼ぶ）。

前記動力分割機構TMは、サンギヤSと、ピニオンPと、リングギヤRと、ピニオンキャリアPCと、を有する単純遊星歯車により構成されている。そして、単純遊星歯車の３つの回転要素（サンギヤS、リングギヤR、ピニオンキャリアPC）に対する入出力部材の連結関係について説明する。前記サンギヤSには、第１モータジェネレータMG1が連結されている。前記リングギヤRには、第２モータジェネレータMG2と出力スプロケットOSとが連結されている。前記ピニオンキャリアPCには、エンジンダンパEDを介してエンジンＥが連結されている。なお、前記出力スプロケットOSは、チェーンベルトCBや図外のディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右前輪に連結されている。

上記連結関係により、図４に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1（サンギヤS）、エンジンＥ（プラネットキャリアPC）、第２モータジェネレータMG2及び出力スプロケットOS（リングギヤR）の順に配列され、単純遊星歯車の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（３つの回転数が必ず直線で結ばれる関係）を導入することができる。
ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸に各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤSとリングギヤRの歯数比λに基づき、(S〜PC)：(PC〜R)の長さの比を１：λになるように配置したものである。

次に、ハイブリッド車の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、パワーコントロールユニット３（強電ユニット）と、バッテリ４（二次電池）と、ブレーキコントローラ５と、統合コントローラ６と、を有して構成されている。

前記統合コントローラ６には、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、バッテリ温度センサ２７（バッテリ温度検出手段）から入力情報がもたらされる。なお、車速センサ８と第２モータジェネレータ回転数センサ１１は、同じ動力分割機構TMの出力回転数を検出するもであるため、車速センサ８を省略し、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からのセンサ信号を車速信号として用いても良い。なお、このモータコントローラ２からは、バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報がもたらされる。

前記ブレーキコントローラ５には、前左車輪速センサ１２と、前右車輪速センサ１３と、後左車輪速センサ１４と、後右車輪速センサ１５と、操舵角センサ１６と、マスタシリンダ圧センサ１７と、ブレーキストロークセンサ１８と、から入力情報がもたらされる。

前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。

前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０，１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をパワーコントロールユニット３へ出力する。

前記パワーコントロールユニット３は、より少ない電流で両モータジェネレータMG1,MG2への電力供給が可能な電源系高電圧による強電ユニットを構成するもので、図５に示すように、ジョイントボックス３ａと、昇圧コンバータ３ｂと、駆動モータ用インバータ３ｃと、発電ジェネレータ用インバータ３ｄと、コンデンサ３ｅと、を有する。前記第２モータジェネレータMG2のステータコイルには、駆動モータ用インバータ３ｃが接続される。前記第１モータジェネレータMG1のステータコイルには、発電ジェネレータ用インバータ３ｄが接続される。また、前記ジョイントボックス３ａには、力行時に放電し回生時に充電するバッテリ４が接続される。

前記ブレーキコントローラ５は、低μ路制動時や急制動時等において、４輪のブレーキ液圧を独立に制御するブレーキ液圧ユニット１９への制御指令によりＡＢＳ制御を行い、また、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時、統合コントローラ６への制御指令とブレーキ液圧ユニット１９への制御指令を出すことで回生ブレーキ協調制御を行う。このブレーキコントローラ５には、各車輪速センサ１２，１３，１４，１５からの車輪速情報や、操舵角センサ１６からの操舵角情報や、マスタシリンダ圧センサ１７やブレーキストロークセンサ１８からの制動操作量情報が入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令を統合コントローラ６とブレーキ液圧ユニット１９へ出力する。なお、前記ブレーキ液圧ユニット１９には、前左車輪ホイールシリンダ２０と、前右車輪ホイールシリンダ２１と、後左車輪ホイールシリンダ２２と、後右車輪ホイールシリンダ２３と、が接続されている。

前記統合コントローラ６は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、加速走行時等において、エンジンコントローラ１への制御指令によりエンジン動作点制御を行い、また、停止時や走行時や制動時等において、モータコントローラ２への制御指令によりモータジェネレータ動作点制御を行う。この統合コントローラ６には、各センサ７，８，９，１０，１１からのアクセル開度APと車速VSPとエンジン回転数Neと第１モータジェネレータ回転数N1と第２モータジェネレータ回転数N2とが入力される。そして、これらの入力情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、その処理結果による制御指令をエンジンコントローラ１とモータコントローラ２へ出力する。なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、統合コントローラ６とモータコントローラ２、統合コントローラ６とブレーキコントローラ５は、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線２４，２５，２６により接続されている。

次に、駆動力性能について説明する。
実施例１のハイブリッド車の駆動力は、図２(b)に示すように、エンジン直接駆動力（エンジン総駆動力から発電機駆動分を差し引いた駆動力）とモータ駆動力（両モータジェネレータMG1,MG2の総和による駆動力）との合計で示される。その最大駆動力の構成は、図２(a)に示すように、低い車速ほどモータ駆動力が多くを占める。このように、変速機を持たず、エンジンＥの直接駆動力と電気変換したモータ駆動力を加えて走行させることから、低速から高速まで、定常運転のパワーの少ない状態からアクセルペダル全開のフルパワーまで、ドライバの要求駆動力に対しシームレスに応答良く駆動力をコントロールすることができる（トルク・オン・デマンド）。
そして、実施例１のハイブリッド車では、動力分割機構TMを介し、エンジンＥと両モータジェネレータMG1,MG2と左右前輪（駆動輪）とがクラッチ無しで繋がっている。また、上記のように、エンジンパワーの大部分を発電機で電気エネルギに変換し、高出力かつ高応答のモータで車両を走らせている。このため、例えば、アイスバーン等の滑りやすい路面での走行時において、車輪のスリップやブレーキ時の車輪のロック等で車両の駆動力が急変する場合、過剰電流からのパワーコントロールユニット３の部品保護、あるいは、動力分割機構TMのピニオン過回転からの部品保護を行う必要がある。これに対し、高出力・高応答のモータ特性を活かし、部品保護の機能から発展させて、車輪の駆動スリップを瞬時に検出し、そのグリップを回復させ、車両を安全に走らせるためのモータトラクション制御を採用している。

次に、制動力性能について説明する。
実施例１のハイブリッド車では、エンジンブレーキやフットブレーキによる制動時には、モータとして作動している第２モータジェネレータMG2を、ジェネレータ（発電機）として作動させることにより、車両の運動エネルギを電気エネルギに変換してバッテリ４に回収し、再利用する回生ブレーキシステムを採用している。
この回生ブレーキシステムでの一般的な回生ブレーキ協調制御は、図３(a)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、要求制動力に大きさにかかわらず、算出された要求制動力を回生分と油圧分とで分担することで行われる。
これに対し、実施例１のハイブリッド車で採用している回生ブレーキ協調制御は、図３(b)に示すように、ブレーキペダル踏み込み量に対し要求制動力を算出し、算出された要求制動力に対し回生ブレーキを優先し、回生分で賄える限りは油圧分を用いることなく、最大限まで回生分の領域を拡大している。これにより、特に加減速を繰り返す走行パターンにおいて、エネルギ回収効率が高く、より低い車速まで回生制動によるエネルギの回収を実現している。

次に、車両モードについて説明する。
実施例１のハイブリッド車での車両モードとしては、図４の共線図に示すように、「停車モード」、「発進モード」、「エンジン始動モード」、「定常走行モード」、「加速モード」を有する。
「停車モード」では、図４(1)に示すように、エンジンＥと発電機MG1とモータMG2は止まっている。「発進モード」では、図４(2)に示すように、モータMG2のみの駆動で発進する。「エンジン始動モード」では、図４(3)に示すように、エンジンスタータとしての機能を持つ発電機MG1によって、サンギヤSが回ってエンジンＥを始動する。「定常走行モード」では、図４(4)に示すように、主にエンジンＥにて走行し、効率を高めるために発電を最小にする。「加速モード」では、図４(5)に示すように、エンジンＥの回転数を上げると共に、発電機MG1による発電を開始し、その電力とバッテリ４の電力を使ってモータMG2の駆動力を加え、加速する。
なお、後退走行は、図４(4)に示す「定常走行モード」において、エンジンＥの回転数上昇を抑えたままで、発電機MG1の回転数を上げると、モータMG2の回転数が負側に移行し、後退走行を達成することができる。

始動時は、イグニッションキーを回すとエンジンＥが始動し、エンジンＥを暖機した後、直ぐにエンジンＥは停止する。発進時や軽負荷時は、発進時やごく低速で走行する緩やかな坂を下るときなどは、エンジン効率の悪い領域は燃料をカットし、エンジンは停止してモータMG2により走行する。通常走行時は、エンジンＥの駆動力は、動力分割機構TMにより一方は車輪を直接駆動し、他方は発電機MG1を駆動し、モータMG2をアシストする。全開加速時は、バッテリ４からパワーが供給され、さらに、駆動力を追加する。減速時や制動時には、車輪がモータMG2を駆動し、発電機として作用することで回生発電を行う。回収した電気エネルギはバッテリ４に蓄えられる。バッテリ４の充電量が少なくなると、発電機MG1をエンジンＥにより駆動し、充電を開始する。車両停止時には、エアコン使用時やバッテリ充電時等を除き、エンジンＥを自動的に停止する。

次に、作用を説明する。
［エンジンのパワー平準化制御処理］
図６は実施例１の統合コントローラ６にて実行されるエンジンのパワー平準化制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する（パワー平準化制御手段）。

ステップＳ１では、スリップ制御移行時か否かが判断され、YESの場合はステップＳ３へ移行し、NOの場合はステップＳ２へ移行する。
ここで、「スリップ制御移行時」の判断は、角加速度制御フラグが立っているか否かによりなされる。この「角加速度制御」は、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からのセンサ信号に基づき、前輪（＝第２モータジェネレータMG2）の角加速度を演算し、この角加速度が設定角加速度を超えている場合には、角加速度制御フラグを立て、モータトルクダウン制御により左右前輪のグリップを回復させるモータトラクション制御をいう。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのスリップ制御移行時ではないという判断に続き、駆動力要求に応じたモータトルク、または、モータトルクとエンジンパワーを演算する通常制御を行い、リターンへ移行する。

ステップＳ３では、ステップＳ１でのスリップ制御移行時であるという判断に続き、バッテリS.O.C（＝バッテリ充電状態）を確認し、組電池S.O.Cを把握してステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４では、ステップＳ３での組電池S.O.Cの確認に続き、組電池S.O.Cが高い／低いか否かが判断され、組電池S.O.Cが高い場合あるいは低い場合にはステップＳ５へ移行し、組電池S.O.Cが中間領域にある場合にはステップＳ６へ移行する。
ここで、「組電池S.O.Cが高い場合」とは、例えば、図７に示すように、組電池S.O.Cが75％以上の領域にある場合をいい、「組電池S.O.Cが低い場合」とは、例えば、図７に示すように、組電池S.O.Cが45％以下の領域にある場合をいい、「組電池S.O.Cが中間領域にある場合」とは、例えば、図７に示すように、組電池S.O.Cが45％から75％までの領域にある場合をいう。

ステップＳ５では、ステップＳ４での組電池S.O.Cが高い場合あるいは低い場合との判断に続き、組電池S.O.Cが高い場合には、通常時よりも組電池S.O.C上限値を高めに設定すると共に（図７の上限値特性での矢印方向）、組電池S.O.Cが高ければ高いほど後述するステップＳ９において目標エンジンパワー指令値を低い値に設定する。つまり、ステップＳ８でのモータトルク演算においては、モータ側へのトルク配分を増やす。また、組電池S.O.Cが低い場合には、通常時よりも組電池S.O.C下限値を低めに設定すると共に（図７の下限値特性での矢印方向）、組電池S.O.Cが低くければ低いほど後述するステップＳ９において目標エンジンパワー指令値を高い値に設定する。つまり、ステップＳ８でのモータトルク演算においては、モータ側へのトルク配分を減らす。

ステップＳ６では、ステップＳ５での組電池S.O.Cに応じた上限値及び下限値の設定に続き、バッテリ温度センサ２７からの信号によるバッテリ温度が高い／低いか否かが判断され、バッテリ温度が高い場合あるいは低い場合にはステップＳ７へ移行し、バッテリ温度が中間領域にある場合にはステップＳ８へ移行する。
ここで、「バッテリ温度が高い場合」とは、例えば、図８に示すように、バッテリ温度が45℃以上の領域にある場合をいい、「バッテリ温度が低い場合」とは、例えば、図８に示すように、バッテリ温度が10℃以下の領域にある場合をいい、「バッテリ温度が中間領域にある場合」とは、例えば、図８に示すように、バッテリ温度が10℃から45℃までの領域にある場合をいう。

ステップＳ７では、ステップＳ４でのバッテリ温度が高い場合あるいは低い場合との判断に続き、バッテリ温度が高い場合には、ステップＳ８でのモータトルク演算においては、モータ側へのトルク配分を減らす。つまり、ステップＳ９での目標エンジンパワーの設定において目標エンジンパワーを高い値に設定する。また、バッテリ温度が低い場合には、ステップＳ８でのモータトルク演算においては、モータ側へのトルク配分を増やす。つまり、ステップＳ９での目標エンジンパワーの設定において目標エンジンパワーを低い値に設定する。

ステップＳ８では、ステップＳ７でのバッテリ温度に応じたモータ側へのトルク配分の設定に続き、スリップ制御中に出力する目標トルク制限値のうち、エンジンＥと第２モータジェネレータMG2でのトルク配分を、組電池S.O.Cとバッテリ温度に応じて決め、このうち、第２モータジェネレータMG2での目標モータトルク指令値を設定し、ステップＳ９へ移行する。

ステップＳ９では、ステップＳ８での目標モータトルク指令値の設定に続き、スリップ制御中に出力する目標トルク制限値のうち、エンジンＥと第２モータジェネレータMG2でのトルク配分を、組電池S.O.Cとバッテリ温度に応じて決め、このうち、エンジンＥでの目標エンジンパワー指令値を設定し、リターンへ移行する。
ここで、「目標エンジンパワー指令値」は、図９に示すように、組電池S.O.Cが低いほど高い値に設定し、組電池S.O.Cが高いほど低い値に設定する。また、バッテリ温度が高いほど高い値に設定し、バッテリ温度が低いほど低い値に設定する。なお、目標エンジンパワー指令値そのものの値を変更する手法に代え、図９に示すように、目標エンジンパワー指令値のターゲットトルクバンド（帯域）を決めておき、ターゲットトルクバンドを組電池S.O.Cとバッテリ温度に応じて変更設定するようにしても良い。

［トラクション制御の背景技術について］
例えば、特開平１０−３０４５１４号公報には、スリップ初期にトルクダウン応答性を向上させる技術（角加速度制御）が開示されている。この手法は、主にハイブリッド車や電気自動車や燃料電池車等のように、駆動力を発生させるユニットとしてモータを用いた車両に適用されるケースが多い。この技術の基本は、車輪の回転角速度の変化率（角加速度）が所定値以上のときに駆動スリップが発生すると予測し、モータトルクを低下させる構成となっている。この構成とすることにより、モータトルクの増加に伴って生じる駆動スリップを防止することができる。
ここで、駆動力を発生させるユニットとしてモータを用いたハイブリッド車において、駆動スリップの発生初期に高応答性にてスリップを抑制する「角加速度制御」が必要な理由について説明する。

仮にモータトラクション制御装置が無くて駆動スリップした場合には、エンジンの発電が追いつかず、モータはバッテリからどんどん電流を持ち出す。よって、モータ駆動回路に過電流が発生し、回路上の素子等にダメージを与えることになる。例えば、実施例１のパワーコントロールユニット３において、図５の矢印に示すように、コンデンサ３ｅを介して過電流が流れると、ジョイントボックス３ａのヒューズや昇圧コンバータ３ｂのスイッチング回路がダメージを受けてしまう場合がある。しかも、ハイブリッド車や燃料電池車では、二次電池に対してモータ出力（モータ出力比）が大きければ大きいほど過電流が流れやすい。また、二次電池に対してエンジン、燃料電池の出力（エンジン出力比）が大きければ大きいほど過電圧、過電流が流れやすい。という関係がある。したがって、確実に部品保護を図るためには、滑ったらトルク制限をかけるという「角加速度制御」により駆動スリップを応答良く収束させるモータトラクション制御が必要となる。

しかしながら、従来の「角加速度制御」にあっては、駆動スリップが生じやすい低μ路における部品保護を優先し、駆動スリップの発生が予測されると大きなモータトルクダウン量を応答良く与える構成としていた。このため、部品保護を優先した「角加速度制御」が実行されると、目標とするトルクの変動が非常に速く、エンジンの応答性では追従できず、エンジンハンチングが生じてしまう。その際に、例えば、特開平１０−３５３２９号公報に記載されているように、エンジンに指令するパワー（回転数）を平準化することでエンジンハンチングを抑えることが考えられる。

しかし、車両のパワー（トルク×軸回転）＋発電分パワー＝エンジンパワーという関係であらわされるので、エンジンパワーを平準化（固定化）した場合、余剰（不足）パワーは、バッテリに入出力されることになるため、バッテリの充電状態によっては、エンジンパワー平準化を開始すると、直ちにバッテリへの入出力が不可能なバッテリS.O.C上限値やバッテリS.O.C下限値を上回る状態に陥り、エンジンパワー平準化をそのまま継続すると、エンジンハンチングを抑制することはできるものの、バッテリ発熱等によりバッテリの早期劣化を招く。一方、バッテリS.O.C上限値やバッテリS.O.C下限値を上回る状態に陥ると直ちにエンジンパワー平準化を解除してしまうと、バッテリを保護し、バッテリ寿命を確保することはできるものの、エンジンハンチングの発生を許容してしまうことになる。すなわち、エンジンハンチング抑制とバッテリ保護とは、互いにトレードオフの関係にある。

［エンジンのパワー平準化制御作用］
これに対し、実施例１では、エンジンパワー平準化制御の際、駆動用バッテリのＳＯＣ特性及び温度特性を考慮することで、従来方式では対応できなかったＳＯＣ上下限領域での制御を可能とし、スリップ制御中のエンジンハンチング抑制と、バッテリ保護と、の両立を図った。

すなわち、組電池S.O.Cもバッテリ温度も標準値領域にある場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６→ステップＳ８→ステップＳ９へと進む流れとなり、ステップＳ８において、スリップ制御中に出力する目標トルク制限値から、平準化のための目標エンジンパワー指令値を差し引いたトルク配分に応じた目標モータトルク指令値を設定し、ステップＳ９において、予め設定された平準化のための目標エンジンパワー指令値を設定する。

また、組電池S.O.Cが高い／低い領域にある場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５へと進む流れとなり、ステップＳ５において、図７の矢印に示すように、通常時よりも組電池S.O.C上限値を高めに設定すると共に、組電池S.O.C下限値を低めに設定する。つまり、組電池S.O.Cの上下限領域を拡大する処理が行われる。そして、バッテリ温度が標準領域にある場合、ステップＳ５からステップＳ６→ステップＳ８→ステップＳ９へと進み、ステップＳ９において、目標エンジンパワー指令値を組電池S.O.Cが低いほど高い値に設定し（モータトルク配分を減らす）、目標エンジンパワー指令値を組電池S.O.Cが高いほど低い値に設定する（モータトルク配分を増やす）というように、エンジントルクとモータトルクの配分が組電池S.O.Cに応じて最適化される。

したがって、組電池S.O.Cが高い場合には、通常時よりも組電池S.O.C上限値を高めに設定していると共に、モータ側へのトルク配分を増やしているため、スリップ制御中に回生モードへと移行しても、組電池S.O.C上限値による制限を受けることなく、バッテリ電力のモータ消費が確保され、バッテリ過充電に至ることがない。

また、組電池S.O.Cが低い場合には、通常時よりも組電池S.O.C下限値を低めに設定していると共に、モータ側へのトルク配分を減らしているため、スリップ制御中に力行モードへと移行しても、組電池S.O.C下限値による制限を受けることなく、バッテリ４への充電が確保され、バッテリ過放電に至ることがない。

次に、バッテリ温度が高い／低い領域にある場合には、図６のフローチャートにおいて、ステップＳ６からステップＳ７→ステップＳ８→ステップＳ９へと進み、ステップＳ７において、バッテリ温度が高いほどモータ側へのトルク配分を減らし、バッテリ温度が低いほどモータ側へのトルク配分を増やす。そして、ステップＳ８及びステップＳ９では、バッテリ温度に応じて最適化された目標モータトルク指令値と目標エンジンパワー指令値が設定される。

したがって、バッテリ温度が高いほどモータ側へのトルク配分を減らすため、バッテリ充放電（力行／回生）に伴う自己発熱によるさらなる温度上昇を回避し、バッテリ４を過熱から保護することができる。

また、バッテリ温度が低いモータ側へのトルク配分を増やすため、バッテリ充放電（力行／回生）に伴う自己発熱により温度上昇を促し、バッテリ能力を十分に使える温度範囲へ早期にシフトすることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１のハイブリッド車のエンジン制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) エンジンＥと、バッテリ４を電源とする少なくとも１つのモータジェネレータMGと、駆動輪への出力部材OSと、前記エンジンＥとモータジェネレータMGと出力部材OSとが接続された動力分割機構TMと、駆動スリップの発生時にモータトルクダウン制御により駆動輪のグリップを回復させるモータトラクション制御手段と、を備えたハイブリッド車のエンジン制御装置において、前記モータトラクション制御手段によるスリップ制御中、前記エンジンＥによるエンジンパワーを平準化するパワー平準化制御手段を設け、前記パワー平準化制御手段は、前記バッテリ４の充電状態に応じて目標エンジンパワー指令値を設定するため、スリップ制御中のエンジンハンチング抑制と、バッテリ保護と、の両立を図ることができる。

(2) 前記パワー平準化制御手段は、通常時よりも組電池S.O.C上限値を高めに設定すると共に、前記組電池S.O.Cが高ければ高いほど目標エンジンパワー指令値を低い値に設定するため、スリップ制御中に回生モードへと移行しても、組電池S.O.C上限値による制限を受けることなく、バッテリ電力のモータ消費が確保され、バッテリ過充電に至る可能性を低減することができる。

(3) 前記パワー平準化制御手段は、通常時よりも組電池S.O.C下限値を低めに設定すると共に、前記組電池S.O.Cが低ければ低いほど目標エンジンパワー指令値を高い値に設定するため、スリップ制御中に力行モードへと移行しても、組電池S.O.C下限値による制限を受けることなく、バッテリ４への充電が確保され、バッテリ過放電に至る可能性を低減することができる。

(4) 前記バッテリ４の温度を検出するバッテリ温度センサ２７を設け、前記パワー平準化制御手段は、バッテリ温度が高い場合、バッテリ温度に応じて目標エンジンパワー指令値を高い値に設定するため、バッテリ温度が高い場合、モータ側へのトルク配分が減らされ、充放電（力行／回生）に伴う自己発熱によるさらなる温度上昇を回避することができる。

(5) 前記バッテリ４の温度を検出するバッテリ温度センサ２７を設け、前記パワー平準化制御手段は、バッテリ温度が低い場合、バッテリ温度に応じて目標エンジンパワー指令値を低い値に設定するため、バッテリ温度が低い場合、充放電（力行／回生）に伴う自己発熱により昇温を図るようにモータ側へのトルク配分が増やされることになり、バッテリ温度をバッテリ能力を使える範囲へ早期にシフトすることができる。

(6) 前記モータトラクション制御手段は、左右前輪または第２モータジェネレータMG2の角加速度が設定角加速度を超えたらモータトルクダウン制御により駆動輪のグリップを回復させる角加速度制御を行うため、部品保護を達成できるもののエンジンハンチングが発生し易い角加速度制御中に、有効にエンジンハンチング抑制と、バッテリ保護と、の両立を図ることができる。

以上、本発明のハイブリッド車のエンジン制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、モータトラクション制御として、「角加速度制御」のみを実行する例を示したが、例えば、「角加速度制御」と「スリップ量制御」とを組み合わせたモータトラクション制御装置にも適用できる。

実施例１では、平滑化する目標エンジンパワー（回転数＋トルク）の例を示したが、エンジン回転数のみを平滑化するものでも、また、エンジントルクのみを平滑化するもので有っても含まれる。

実施例１では、１つのエンジンと２つのモータジェネレータと動力分割機構を備えたハイブリッド車への適用例を示したが、本発明のエンジン制御装置を適用するハイブリッド車としては、要するに、動力源にエンジンと少なくとも１つのモータジェネレータが装備されたハイブリッド車であれば適用することができる。

実施例１のエンジン制御装置が適用されたハイブリッド車を示す全体システム図である。 実施例１のエンジン制御装置が適用されたハイブリッド車における駆動力性能特性図と駆動力概念図である。 実施例１のエンジン制御装置が適用されたハイブリッド車における回生協調による制動力性能をあらわす対比特性図である。 実施例１のエンジン制御装置が適用されたハイブリッド車における各車両モードを示す共線図である。 実施例１のハイブリッド車の強電ユニット（バッテリ・パワーコントロールユニット・第１モータジェネレータ・第２モータジェネレータ）を示すブロック図である。 実施例１の統合コントローラにて実行されるエンジンのパワー平準化制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１でのエンジンのパワー平準化制御処理にて用いられる組電池S.O.Cによる電池入出力制限値特性図である。 実施例１でのエンジンのパワー平準化制御処理にて用いられる組電池温度（バッテリ温度）による電池入出力制限値特性図である。 実施例１でのエンジンのパワー平準化制御処理にて用いられる組電池S.O.Cの高低に対応する目標エンジンパワー特性図である。

符号の説明

Ｅ エンジン
MG1 第１モータジェネレータ
MG2 第２モータジェネレータ
OS 出力スプロケット（出力部材）
TM 動力分割機構
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ パワーコントロールユニット
４ バッテリ
５ ブレーキコントローラ
６ 統合コントローラ
７ アクセル開度センサ
８ 車速センサ
９ エンジン回転数センサ
１０ 第１モータジェネレータ回転数センサ
１１ 第２モータジェネレータ回転数センサ
１２ 前左車輪速センサ
１３ 前右車輪速センサ
１４ 後左車輪速センサ
１５ 後右車輪速センサ
１６ 操舵角センサ
１７ マスタシリンダ圧センサ
１８ ブレーキストロークセンサ
１９ ブレーキ液圧ユニット
２０ 前左車輪ホイールシリンダ
２１ 前右車輪ホイールシリンダ
２２ 後左車輪ホイールシリンダ
２３ 後右車輪ホイールシリンダ
２７ バッテリ温度センサ（バッテリ温度検出手段）

Claims (6)

1. エンジンと、バッテリを電源とする少なくとも１つのモータジェネレータと、駆動輪への出力部材と、前記エンジンとモータジェネレータと出力部材とが接続された動力分割機構と、駆動スリップの発生時にモータトルクダウン制御により駆動輪のグリップを回復させるモータトラクション制御手段と、を備えたハイブリッド車のエンジン制御装置において、
   前記モータトラクション制御手段によるスリップ制御中、前記エンジンによるエンジンパワーを平準化するパワー平準化制御手段を設け、
   前記パワー平準化制御手段は、前記バッテリの充電状態に応じて目標エンジンパワー指令値を設定することを特徴とするハイブリッド車のエンジン制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド車のエンジン制御装置において、
   前記パワー平準化制御手段は、通常時よりもバッテリ充電状態上限値を高めに設定すると共に、前記バッテリの充電状態が高ければ高いほど目標エンジンパワー指令値を低い値に設定することを特徴とするハイブリッド車のエンジン制御装置。
3. 請求項１に記載されたハイブリッド車のエンジン制御装置において、
   前記パワー平準化制御手段は、通常時よりもバッテリ充電状態下限値を低めに設定すると共に、前記バッテリの充電状態が低ければ低いほど目標エンジンパワー指令値を高い値に設定することを特徴とするハイブリッド車のエンジン制御装置。
4. 請求項２または３に記載されたハイブリッド車のエンジン制御装置において、
   前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段を設け、
   前記パワー平準化制御手段は、バッテリ温度が高い場合、バッテリ温度に応じて目標エンジンパワー指令値を高い値に設定することを特徴とするハイブリッド車のエンジン制御装置。
5. 請求項２または３に記載されたハイブリッド車のエンジン制御装置において、
   前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段を設け、
   前記パワー平準化制御手段は、バッテリ温度が低い場合、バッテリ温度に応じて目標エンジンパワー指令値を低い値に設定することを特徴とするハイブリッド車のエンジン制御装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載されたハイブリッド車のエンジン制御装置において、
   前記モータトラクション制御手段は、駆動輪またはモータジェネレータの角加速度が設定角加速度を超えたらモータトルクダウン制御により駆動輪のグリップを回復させる角加速度制御を行うことを特徴とするハイブリッド車のエンジン制御装置。
   

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