JP3707543B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

【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装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１１−１４６５０号は、シリーズ型のハイブリッド車両における効率向上を狙いとして、車両走行状態に基づき必要な電力を発電する技術が開示されている。走行状態の変化に伴い電動機の出力は時々刻々変化するが、その出力変化に対応して過不足なく電力をリアルタイムに発電機から供給することができれば、バッテリにおける電力損失を最小限にとどめ、エンジンの出力を効率良く電動機へ伝達することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記車両においては、電動機で使用する電力をリアルタイムに発電機から供給し、バッテリの充放電を最小限にすることにより、電力損失を低減できるだけでなく、バッテリ搭載容量を最小限にすることができる。バッテリはハイブリッド車両において大きなコスト及び重量割合を占めているため、それを小型化することができれば、コストだけでなく燃費や動力性能まで大きな効果が得られる。
【０００４】
しかし、その一方で、バッテリ搭載容量を小さくすると次のような問題が生じる。すなわち、車両が加速時のように電動機が力行している場合には上記のとおりに発電機から必要な電力をリアルタイムに供給すればよいが、減速時に電動機で電力を回生する場合、バッテリが小さいとこの回生電力を全て蓄えることができなくなるという問題がある。
【０００５】
そこで、特開平８−７９９１４号では、減速時に回生電力が余剰となる場合に、発電機を力行させてエンジンを回転させることにより電力が消費されるようにし、バッテリが過充電になることを防止している。
【０００６】
しかしながら、減速時には多くの場合に燃費を良好に保つためにエンジンへの供給燃料のカットが行われる。この燃料カットの際には、エンジントルクは瞬時に低下し、それまで力行していた電動機は出力軸から駆動されて瞬時に発電状態へ移行し、それまで発電を行っていた発電機は瞬時に力行状態へ移行する。この電動機の力行から発電へと発電機の発電から力行への各移行のタイミングにずれが生じると、発電電力と消費電力との差が瞬間的に大きくなり、過大な電力がバッテリに入出力されてバッテリ劣化を促進させる。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、燃料カットの際バッテリへの過大な電力の入出力を抑制するハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンと、前記エンジンの出力軸に連結される発電機と、車両の駆動軸に連結される電動機と、前記発電機および前記電動機に接続されるバッテリとを備え、車両の減速時に前記電動機で回生される電力を前記発電機に供給して消費するようにしたハイブリッド車両の制御装置において、車両の運転条件を検出する運転条件検出手段と、検出した運転条件に基づいてエンジンの燃料カット条件を判定する燃料カット判定手段と、該燃料カット判定手段の判定結果を所定の遅延時間だけ遅延させる燃料カット判定遅延手段と、該燃料カット判定遅延手段によって遅延された燃料カット判定に応じてエンジンへ供給する燃料をカットするエンジン制御手段と、を備え、前記燃料カット判定遅延手段の所定の遅延時間は、バッテリの許容入出力電力に応じて前記遅延時間を算出する遅延時間算出手段により設定されることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記燃料カット判定遅延手段の所定の遅延時間は、バッテリの許容出力電力に応じて前記遅延時間を算出する遅延時間算出手段により設定され、前記電動機による回生電力の発生に先行して燃料カットおよび発電機による電力消費を行わせることを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第２の発明において、前記電動機は、前記発電機の発電電力に対応した電動機出力を、前記遅延時間算出手段による遅延時間の経過後において電動機出力が所定値に安定するまで継続することを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
したがって、第１の発明では、燃料カット許可条件が成立してから所定の遅延時間が経過するまでの間エンジンヘの燃料供給が維持され、この間にエンジントルクは徐々に低下する。エンジントルクが十分に低下した後であれば、燃料カット実行に伴って行われるステップ的な発電機制御と電動機制御との間にタイミングずれが生じても、過大な電力がバッテリに入出力されることが無くなり、バッテリが劣化するのを防止することができる。
【００１３】
また、燃料カットの遅延時間をバッテリの許容入出力電力に応じて設定するため、燃料カット実行に伴って発生するバッテリ入出力電力を許容範囲(バッテリの劣化を引き起こさない範囲)内に抑えることができる。
【００１４】
第２の発明では、燃料カットの遅延時間をバッテリの許容出力電力に応じて設定し、電動機による回生電力の発生に先行して燃料カットおよび発電機による電力消費を行わせるため、遅延時間を可能な限り短く設定でき、燃料カットによる燃費改善を最大限得ることができる。
【００１５】
第３の発明では、発電機の発電(消費)電力と電動機の消費(発電)電力とを一致させる制御を燃料カット実行時だけ一時中断して電動機出力（負荷）の変動幅を抑制して車両の運転性を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は本発明が適用される車両のシステム構成図である。この車両では、従来の機械式変速機に代えて、無段変速機として機能する電気パワートレイン５がエンジン１に接続されている。電気パワートレイン５は、主に発電機として使用される第１の回転電機（以下、発電機）２と主に電動機として使用される第２の回転電機（以下、電動機）４とで構成される。発電機２のロータ軸がエンジン１のクランク軸に連結され、電動機４のロータ軸（以下、出力軸）６は減速機を介して駆動軸（駆動輪が取付けられる回転軸）に連結される。
【００１８】
発電機２、電動機４は永久磁石式交流同期モータ等の交流機であり、それぞれインバータ８に接続されている。発電機２、電動機４の回転速度はインバータ８の駆動周波数に応じて制御され、インバータ８の駆動周波数の比が電気パワートレイン５の入出力軸の回転速度比（変速比）となる。インバータ８にはさらにバッテリ９（リチウムバッテリあるいはニッケル水素バッテリ等）が接続されている。
【００１９】
発電機２と電動機４の間にはクラッチ３が介装されており、このクラッチ３が締結されるとエンジン１と出力軸６が直結状態となってエンジン１で直接出力軸６を駆動することができる。クラッチ３は例えば電気パワートレイン５の発電機回転速度と電動機回転速度が一致したときに締結され、発電機２と電動機４における損失を抑制して車両の燃費性能を向上させることができる。
【００２０】
また、電気パワートレイン５には、発電機２のロータ回転速度（以下、発電機回転速度）Ｎｉを検出する発電機回転速度センサ２４と、電動機４のロータ回転速度（以下、電動機回転速度）Ｎｏを検出する電動機回転速度センサ２１とが取付けられている。
【００２１】
一方、エンジン１の吸気通路には電子制御式スロットル装置１４が設けられており、スロットル開度は必要とされる発電電力に応じて設定される目標エンジントルクが実現されるよう運転者のアクセル操作とは独立して制御される。エンジン１にはこの他、吸入空気量を検出するエアフローメータ１３、クランク角を検出するクランク角センサ２３が設けられている。
【００２２】
統合コントロールユニット（ＧＣＵ）１０は、基本的には、アクセル操作量センサ２２によって検出されたアクセル操作量等に基づき運転者が要求する駆動力を求め、要求駆動力が実現されるようにトランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）１２を介して電動機４のトルク制御を行う。また、電動機４の駆動出力（消費電力）に見合った発電電力が得られるようにトランスミッションコントロールユニット１２を介しての発電機２の回転速度制御及びエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１１を介してのエンジン１のトルク制御も併せて行う。
【００２３】
さらに、統合コントロールユニット１０は、車両減速時（燃料カット時）は、電動機４を発電機として機能させることにより電力を回生し、さらにこの回生電力を発電機２を電動機として力行させることによって消費し、減速時においても電力収支をバランスさせる。
【００２４】
図２は、統合コントロールユニット１０が行う車両制御の内容を示したブロック図である。
【００２５】
これについて説明すると、ブロックＢ１ではアクセルペダル操作量ＡＰＯ［ｄｅｇ］と車速ＶＳＰ［ｋｍ／ｈ］とに基づき、目標駆動力ｔＦｄＯ［Ｎ］が算出される。目標駆動力ｔＦｄＯは、具体的には、アクセルペダル操作量ＡＰＯと車速ＶＳＰに従って所定の目標駆動力マップを参照して算出される。駆動力マップはエンジンに燃料を供給している状態に合わせて設定してある。アクセルペダル操作量ＡＰＯはアクセル操作量センサ２２で検出され、車速ＶＳＰは電動機回転速度２１センサで検出した電動機４の回転速度Ｎｏ［ｒｐｍ］に定数Ｇ１を乗じて算出される。車両の駆動輪の半径をｒ［ｍ］、電動機４の出力軸から駆動輪軸までの減速比をＲとしたとき、定数Ｇ１はＧ１＝２×π×ｒ×６０／（Ｒ×１０００）により計算される値である。
【００２６】
ブロックＢ２では目標駆動力ｔＦｄＯ［Ｎ］に車速ＶＳＰ［ｍ／ｓ］を乗じて目標電動機出力ｔＰｏ００［Ｗ］が算出される。車速ＶＳＰは電動機回転速度センサ２１で検出した電動機回転速度Ｎｏ［ｒｐｍ］に定数Ｇ２を乗じて算出される。定数Ｇ２はＧ１＝２×π×ｒ／（Ｒ×６０）により計算される値である。
【００２７】
ブロックＢ３では目標電動機出力ｔＰｏ００［Ｗ］にフィルタ処理が施される。このフィルタ処理は電動機４の見かけ上の制御応答速度を小さくするために行われる。
【００２８】
ブロックＢ４では車速ＶＳＰ［ｋｍ／ｈ］に基づき燃料カット時の目標駆動力ｔＦｄ＿ｄ［Ｎ］が算出される。具体的には、車速ＶＳＰに従って燃料カット時目標駆動力テーブルを参照して燃料カット時の目標駆動力ｔＦｄ＿ｄが算出される。燃料カット時の目標駆動力ｔＦｄ＿ｄは極低車速の範囲を除き負の値（車両が電動機４を駆動することを示す）に設定される。
【００２９】
ブロックＢ５では、燃料カット時の目標駆動力ｔＦｄ＿ｄ［Ｎ］に車速ＶＳＰ［ｍ／ｓ］を乗じて燃料カット時の目標電動機回生電力ｔＰｏ＿ｄ［Ｗ］が算出される。燃料カット時の目標電動機回生電力ｔＰｏ＿ｄは、電動機４の回生出力（＝電動機４の回生駆動により単位時間当たりに消費される車両の運動エネルギー）の目標値を表す。
【００３０】
ブロックＢ６では、燃料カット判定手段３０からの燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴに基づいて目標電動機出力の選択が行われ、フラグｆＦＣＵＴがゼロ（非燃料カット）のときはフィルタ処理後の目標電動機出力ｔＰｏＯ［Ｗ］が選択され、フラグｆＦＣＵＴが１（燃料カット）のときは燃料カット時の目標電動機回生電力ｔＰｏ＿ｄ［Ｗ］が選択される。
【００３１】
燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴは、図３に示すブロック図よりなる燃料カット判定手段３０により設定される。ブロックＢ３０では、フィルタ処理後の目標電動機出力ｔＰｏＯ［Ｗ]とバッテリ許容入力電力ＢＰｃ［Ｗ］とに基づき、充電側ディレイ時間ＤＬＦＣＵＴｃ［ｍｓ］が算出される。充電側ディレイ時間ＤＬＦＣＵＴｃは、燃料カット実行前後で発電機制御と電動機制御との間にずれが生じた場合でもそのときに発生するバッテリ充電側(入力側)の最大電力差がバッテリ許容入力電力ＢＰｃ以下となるディレイ時間として算出される。バッテリ許容入力電力ＢＰｃはバッテリの温度や充電状態に応じて算出される値であり、バッテリ劣化を引き起こさない入力電力の上限を示している。
【００３２】
ブロックＢ３１では、フィルタ処理後の目標電動機出力ｔＰｏＯ［Ｗ]とバッテリ許容出力電力ＢＰｄ［Ｗ］とに基づき、放電側ディレイ時間ＤＬＦＣＵＴｄ［ｍｓ］が算出される。放電側ディレイ時間ＤＬＦＣＵＴｄは、燃料カット実行前後で発電機制御と電動機制御との間にずれが生じた場合でもそのときに発生するバッテリ放電側(出力側)の最大電力差がバッテリ許容出力電力ＢＰｄ以下となるディレイ時間として算出される。バッテリ許容出力電力ＢＰｄはバッテリの温度や充電状態に応じて算出される値であり、バッテリ劣化を引き起こさない出力電力の上限を示している。
【００３３】
ブロックＢ３２では、充電側ディレイ時間ＤＬＦＣＵＴｃと放電側ディレイ時間ＤＬＦＣＵＴｄのうちの大きい方を最終的なディレイ時間ＤＬＦＣＵＴ［ｍｓ］として選択してブロックＢ３６へ出力する。
【００３４】
ブロックＢ３３では、アクセルペダルが全閉（アクセルペダル操作量ＡＰＯが略ゼロ）であるか否かをヒステリシス付きで判定するとともに、ブロックＢ３４では、車速が所定車速以上であるか否かをヒステリシス付きで判定する。ブロックＢ３５は、両判定結果をＡＮＤ処理し、出力が１であるとき燃料カット条件成立信号をブロックＢ３６とブロックＢ３７へ出力する。
【００３５】
ブロックＢ３６では、ブロックＢ３２で選択されたディレイ時間ＤＬＦＣＵＴ［ｍｓ］だけ入力された燃料カット条件成立信号を遅延させ、ブロックＢ３７では、ブロックＢ３５の出力とブロックＢ３６の出力とのＡＮＤ処理を行って燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴの値を決定する。
【００３６】
ブロックＢ７ではブロックＢ６で選択された目標電動機出力を電動機回転速度Ｎｏ［ｒａｄ／ｓ］で除し、目標電動機トルクｔＴｏ［Ｎｍ］が算出される。電動機回転速度Ｎｏ［ｒａｄ／ｓ］は電動機回転速度センサ２１で検出した電動機回転速度Ｎｏ［ｒｐｍ］に定数Ｇ３（＝２×π／６０）を乗じて算出される。
【００３７】
算出された目標電動機トルクｔＴｏはトランスミッションコントロールユニット１２に送られ、目標電動機トルクｔＴｏに基づき電動機４のトルクが制御される。特に、目標電動機トルクｔＴｏが負の値である場合、トランスミッションコントロールユニット１２は電動機４の回生トルクを制御することになる。
【００３８】
ブロックＢ８では電動機回転速度Ｎｏ［ｒｐｍ］と目標電動機トルクｔＴｏ［Ｎｍ］とに基づき電動機効率ＥＦＦｍが算出される。ブロックＢ９では目標電動機出力ｔＰｏ００［Ｗ］を電動機効率ＥＦＦｍで除し、電動機４の消費電力ｔＰｇ［Ｗ］が算出される。燃料カットが行われない場合は、電動機４が消費する電力を過不足なく発電機２で発電するダイレクト配電を行うので、電動機消費電力ｔＰｇは発電機２の目標発電電力に相当する。
【００３９】
ブロックＢ１０では、発電機回転速度Ｎｉ［ｒｐｍ］とエンジントルクとに基づき、発電機効率ＥＦＦｇが算出される。発電機回転速度Ｎｉは発電機回転速度センサ２４で検出される。また、エンジントルクの値としては、後述するブロックＢ２２の出力（目標エンジントルクｔＴｅ［Ｎｍ］）にブロックＢ１１で所定の遅れ処理を施した値、あるいは後述するブロックＢ１９の出力（エンジンブレーキトルクＴｅ＿ｄ［Ｎｍ］）の何れかをブロックＢ１２で選択した値が使用される。
【００４０】
ブロックＢ１２では燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴがゼロ（非燃料カット）のときブロックＢ１１の出力が、フラグｆＦＣＵＴが１（燃料カット）のときブロックＢ１９の出力が選択される。
【００４１】
ブロックＢ１３では電動機消費電力ｔＰｇ［Ｗ］を発電機効率ＥＦＦｇで除し、目標エンジン出力ｔＰｅ［Ｗ］が算出される。ブロックＢ１４では目標エンジン出力ｔＰｅ［Ｗ］を車速ＶＳＰ［ｍ／ｓ］で除し、第２目標駆動力ｔＦｄ［Ｎ］が算出される。
【００４２】
ブロックＢ１５では、この第２目標駆動力ｔＦｄ［Ｎ］と車速ＶＳＰ［ｋｍ／ｈ］とに基づき、目標発電機回転速度ｔＮｉＯ［ｒｐｍ］が算出される。具体的には、第２目標駆動力ｔＦｄと車速ＶＳＰに従って所定の出力配分マップを参照することにより目標発電機回転速度ｔＮｉＯが算出される。
【００４３】
ここで出力配分マップは、例えば図４のようになっている。これは例えば以下の考え方に基づいて定めることができる。図５、図６は、車速及びアクセル操作量に応じてエンジンの運転点を定める方法（出力配分を定める方法）の基本的な考え方を示したものである。
【００４４】
運転者が加速しようとしてアクセルペダルを踏み増していった場合、車両の出力すなわち電動機４の出力はそれに応じて上昇する（図５）。そして、同じ出力をエンジン１から発生する場合、それぞれの出力に対して最も燃費が良くなる運転点をトレースするように、力行時の出力配分（エンジン及び発電機のトルクと回転速度の組み合わせ）を定めることができる（図６）。
【００４５】
一方、アクセル全閉時は、エンジン回転速度に応じてエンジントルクは決まっているので、この場合は出力配分の設定方法に自由度は無く、電動機４の出力に応じてエンジントルクとエンジン回転速度の組み合わせば一義的に決まる。
【００４６】
このようにして求めた、電動機出力に応じて求められる目標発電出力と目標発電機回転速度の例を図７に示す。最良燃費線やアクセル全閉時トルク線は一通りしかないので、燃費のみを考慮して出力配分を決めるのであれば、図７に示す関係を用いて目標発電出力から目標発電機回転速度を定めることができる。
【００４７】
ただし、出力が等しくても、車速が低い領域ではあまりエンジントルクを大きな設定にしてしまうと音振性能が悪化するような場合、このような領域では回転をある程度高くしたいという要求がある。そこでこの様な要求に対応できるよう、車速に応じた設定の自由度を持たせる構成として、本例では出力配分を車速と駆動力に応じたマップとしている。図４は図７の関係を単純にマップへ置き換えたものである。
【００４８】
以上のようにして図４に示すような出力配分マップが設定され、出力配分マップもエンジンが燃料カット状態あるいは燃料供給状態に応じて設定される。
【００４９】
図２に戻り、ブロックＢ１６では目標発電機回転速度ｔＮｉＯ［ｒｐｍ］にフィルタ処理が施される。このフィルタ処理は、発電機２の見かけ上の制御応答速度を遅くするために行われる。このフィルタ処理はブロックＢ３のフィルタ処理と同じものである。
【００５０】
ブロックＢ１７では燃料カット時の目標駆動力ｔＦｄ＿ｄ［Ｎ］に電動機効率ＥＦＦｍを乗じて、燃料カット時の電動機４の発電電力（回生電力）ｔＰｇ＿ｄ［Ｗ］が算出される。燃料カット時は、電動機４が回生した電力が過不足なく発電機２で消費されるので、ｔＰｇ＿ｄは燃料カット時の目標発電機消費電力でもある。
【００５１】
ブロックＢ１８ではこの目標発電機消費電力ｔＰｇ＿ｄ［Ｗ］に発電機効率ＥＦＦｇを乗じ、燃料カット時の発電機出力ｔＰｅ＿ｄ［Ｗ］が算出される。燃料カット時は、発電機２がエンジン１を回転駆動するので、燃料カット時の発電機出力ｔＰｅ＿ｄは燃料カット時の目標エンジンブレーキ出力を表す。
【００５２】
ブロックＢ１９では発電機回転速度Ｎｉ［ｒｐｍ］（＝エンジン回転速度）に基づき、燃料カット時のエンジンブレーキトルクＴｅ＿ｄ［Ｎｍ］が算出される。具体的には、発電機回転速度Ｎｉに従ってエンジンブレーキトルクテーブルを参照して燃料カット時のエンジンブレーキトルクＴｅ＿ｄが設定され、燃料カット時のエンジンブレーキトルクＴｅ＿ｄは負の値に設定される。燃料カット時のエンジンブレーキトルクＴｅ＿ｄが負の値ということは発電機２がエンジン１を駆動することを示す。
【００５３】
ブロックＢ２０では燃料カット時の目標エンジンブレーキ出力ｔＰｅ＿ｄ［Ｗ］を燃料カット時のエンジンブレーキトルクＴｅ＿ｄ［Ｎｍ］で除し、燃料カット時の目標発電機回転速度ｔＮｉ＿ｄ［ｒａｄ／ｓ］が算出される。
【００５４】
ブロックＢ２１では燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴに基づいて最終的な目標発電機回転速度ｔＮｉｆが選択される。フラグｆＦＣＵＴがゼロ（非燃料カット）のときはフィルタ処理後の目標発電機回転速度ｔＮｉ［ｒｐｍ］が、フラグｆＦＣＵＴが１（燃料カット）のときは定数Ｇ４（＝１／Ｇ３）を用いて単位換算した燃料カット時の目標発電機回転速度ｔＮｉ＿ｄ［ｒｐｍ］が最終的な目標電動機回転速度ｔＮｉｆとして選択される。
【００５５】
そして、この最終的な目標発電機回転速度ｔＮｉｆはトランスミッションコントロールユニット１２に送られ、このｔＮｉｆに基づき発電機２の回転速度が制御される。
【００５６】
一方、ブロックＢ２２では、目標エンジン出力ｔＰｅ［Ｗ］を発電機回転速度Ｎｉ［ｒａｄ／ｓ］で除し、目標エンジントルクｔＴｅ［Ｎｍ］が算出される。発電機回転速度Ｎｉ［ｒａｄ／ｓ］は発電機回転速度センサ２４で検出した発電機回転速度Ｎｉ［ｒｐｍ］に定数Ｇ３を乗じて算出される。
【００５７】
算出された目標エンジントルクｔＴｅはエンジンコントロールユニット１１に送られ、目標エンジントルクｔＴｅに基づきエンジン１のトルクが制御される。具体的には、電子制御式スロットル装置１４のスロットル開度が制御され、エンジン吸入空気量が調整される。ただし、燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴが１の場合はエンジン１への燃料供給がカットされるので、この場合エンジン１のトルク制御は中断される。
【００５８】
なお、非燃料カット時のエンジントルクはスロットル開度制御に対して所定の遅れを持って追随するのが一般的であることから、ブロックＢ３やブロックＢ１６のフィルタ処理はこのようなエンジンの応答遅れに電動機や発電機の制御を同期させるために施されている。これに対し、燃料カット時のエンジンブレーキトルクには上記のような遅れがないので、燃料カット時の目標電動機出力や目標発電機回転速度にはフィルタ処理を施していない。
【００５９】
図８のタイムチャートにより走行中の時点ｔ１でアクセルペダルの踏込みを解放しての燃料カット時の作動を説明する。図８は、アクセルペダル操作量ＡＰＯの推移を（Ａ）に、電動機４の出力（＝消費電力）の推移を（Ｂ）に、発電機２の発電電力(=エンジン出力)とエンジントルクの推移を（Ｃ）に、バッテリ入出力電力の推移を（Ｄ）に夫々示す。図８（Ｂ）において、値がゼロより大は電動機４の力行状態、ゼロより小は発電(回生)状態を示し、図８（Ｃ）において、値がゼロより大は発電機２の発電状態、ゼロより小は力行状態を示している。また、図８（Ｄ）において、値がゼロより大はバッテリ９の放電状態であり、ゼロより小は充電状態を示す。
【００６０】
アクセルペダルが踏込まれている通常の走行時である時ｔ０〜ｔ１においては、電動機４はブロックＢ１〜Ｂ３により得られたフィルタ処理後の目標電動機出力ｔＰｏＯ［Ｗ］にしたがい駆動制御される（図８（Ｂ））。発電機２はブロックＢ９により得られる目標発電電力ｔＰｇに基づき、ブロックＢ１６によるフィルタ処理後の目標発電機回転速度ｔＮｉにより回転速度が制御され、エンジン１はブロックＢ１３による目標エンジン出力ｔＰｅに基づきその出力がエンジンコントロールユニット１１により制御される（図８（Ｃ））。
【００６１】
時点ｔ１において、アクセルペダル操作量ＡＰＯがゼロに低下すると、図３に示す燃料カット判定手段３０のブロックＢ３３はアクセルペダル操作量ＡＰＯが全閉であるか否かをヒステリシス付きで判定し、ブロックＢ３４で車速ＶＳＰにより車両走行中である場合、ブロックＢ３５により燃料カット条件成立信号をブロックＢ３６とブロックＢ３７に出力する。
【００６２】
ブロックＢ３６は、ブロックＢ３０による充電側ディレイ時間ＤＬＦＣＵＴｃとブロックＢ３１による放電側ディレイ時間ＤＦＬＣＵＴｄとがブロックＢ３２でセレクトハイしたディレイ時間ＤＬＦＣＵＴにより設定した時間だけ遅延してブロックＢ３７に燃料カット条件成立信号を出力する。従って、ブロックＢ３７から出力される燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴの値がゼロから１への変化は、時点ｔ１からディレイ時間ＤＬＦＣＵＴが経過する時点ｔ３まで遅延される。
【００６３】
ブロックＢ１、Ｂ２による目標電動機出力ｔＰｏ００は、図８（Ｂ）に示すように、時点ｔ１より発電側に偏移し、フィルタ処理後の目標電動機出力ｔＰｏＯはブロックＢ３によるフィルタの時定数に従って目標電動機出力ｔＰｏ００に向かって低下し、時点ｔ２で力行状態から発電（回生）状態に変化し、その後も、目標電動機出力ｔＰｏ００に向かって漸近する。
【００６４】
また、目標電動機出力ｔＰｏ００の上記変化は、ブロックＢ９による電動機目標発電電力ｔＰｇを図８（Ｃ）に示すように時点ｔ１より力行側に偏移させ、発電機２の実発電電力ＥはブロックＢ１６によるフィルタの時定数に従って目標発電機出力ｔＰｇに向かって低下し、時点ｔ２でエンジン１により駆動される発電状態からエンジン１を駆動する力行状態に変化し、その後も、目標発電機出力ｔＰｇに向かって漸近する。
【００６５】
前記目標発電電力ｔＰｇの力行側への偏移は、ブロックＢ１３により得られる目標エンジントルクｔＰｅを駆動側から被駆動側（ブレーキ側）に偏移させ、ブロックＢ２２、エンジンコントロールユニット１１を経由してエンジン１から得られる実エンジントルクＦは目標エンジントルクｔＰｅに向かって低下し、時点ｔ２近辺で駆動側から被駆動側（ブレーキ側）に変化し、その後も、目標エンジントルクｔＰｅに向かって漸近する。
【００６６】
この時点ｔ２以降においては、電動機４が出力軸６により駆動されて発電（回生）状態にあり、発電された電力は発電機２を力行させて駆動し、発電機２によりエンジン１を駆動している回生制御（エンジンブレーキ）状態となる。
【００６７】
前記燃料カット判定手段３０のブロックＢ３６に設定されたディレイ時間ＤＬＦＣＵＴが経過する（時点ｔ３）と、ブロックＢ３７より燃料カット条件フラグｆＦＣＵＴが１となり、エンジンコントロールユニット１１はエンジン１への燃料をカットし、ブロックＢ６が切換わり、電動機４はブロックＢ４、Ｂ５により得られる燃料カット時の目標電動機回生電力ｔＰｏ＿ｄを発生するよう制御される。
【００６８】
また、燃料カット条件フラグｆＦＣＵＴの１への変化は、ブロックＢ２１を切換え、前記燃料カット時の目標電動機回生電力ｔＰｏ＿ｄに基づいてブロックＢ９により出力される燃料カット時の目標消費電力ｔＰｇ＿ｄとなるようブロックＢ１８、Ｂ２０を経由して発電機２を制御する。
【００６９】
この時点ｔ３においては、ディレイ時間ＤＬＦＣＵＴだけ燃料カット条件フラグｆＦＣＵＴの１への出力を遅延することで、ブロックＢ３、Ｂ１６より出力されるフィルタ処理後の目標電動機出力ｔＰｏＯ、目標発電機電力が、時点ｔ２において発電状態と力行（消費）状態とに既に偏移しており、夫々、燃料カット時の目標電動機回生電力ｔＰｏ＿ｄ、目標発電機消費電力ｔＰｇ＿ｄに充分接近している。
【００７０】
このため、電動機４と発電機２との制御タイミングがずれて、例えば、電動機４の燃料カット時の目標電動機回生電力ｔＰｏ＿ｄの立ち上がりが発電機２の目標消費電力ｔＰｇ＿ｄの立ち上がりより早い場合には、発電機２で消費し切れない電力が、図８（Ｄ）の点線のごとく、瞬間的にバッテリ９へ充電されるが、バッテリ許容入力電力ＢＰｃを超えることはない。
【００７１】
また、電動機４の燃料カット時の目標電動機回生電力ｔＰｏ＿ｄの立ち上がりが発電機２の目標消費電力ｔＰｇ＿ｄの立ち上がりより遅れた場合には、電動機４で発電されている電力では発電機２の消費を賄いきれなくバッテリ９から発電機２へ放電されるが、図８（Ｄ）の実線のごとく瞬間的であり、バッテリ許容出力電力ＢＰｄを超えることはない。
【００７２】
この時点ｔ３以降においては、発電機２および電動機４は、燃料カット時の目標消費電力ｔＰｇ＿ｄおよび燃料カット時の目標電動機回生電力ｔＰｏ＿ｄにより制御され、車両の回生制動がなされる。
【００７３】
なお、上記説明においては、燃料カット条件フラグｆＦＣＵＴのディレイ時間をバッテリ９の許容入出力電力ＢＰｃ、ＢＰｄに応じて可変にする例について説明しているが、これに限定されず、例えば、固定値のディレイ時間を設定してもよい。この場合には、バッテリ許容入力電力ＢＰｄやバッテリ許容出力電力ＢＰｄが最小の場合でもバッテリ入出力電力が許容範囲内となるような値が設定されるものであり、燃費は多少悪化する。
【００７４】
この実施の態様においては、ブロックＢ３３〜Ｂ３５による燃料カット許可条件が成立してからブロックＢ３６による所定の遅延時間が経過するまでの間エンジンヘの燃料供給が維持され、この間にエンジントルクＦは徐々に低下する。エンジントルクＦが十分に低下した後であれば、燃料カット実行に伴って行われるステップ的な発電機制御と電動機制御との間にタイミングずれが生じても、過大な電力がバッテリ９に入出力されることが無くなり、バッテリ９が劣化するのを防止することができる。
【００７５】
また、燃料カットの遅延時間をブロックＢ３０〜Ｂ３２によりバッテリ９の許容入出力電力ＢＰｃ、ＢＰｄに応じて設定するため、燃料カット実行に伴って発生するバッテリ９の入出力電力を許容範囲(バッテリ９の劣化を引き起こさない範囲)内に抑えることができる。
【００７６】
図９〜１１は、本発明の第２の実施態様を示す統合コントロールユニット１０のブロック図であり、第１実施態様では、バッテリの状態により変化するディレイ時間の後、電動機、発電機、および、エンジンに対して一斉に燃料カット制御状態へ移行するようにしているのに対し、第２の実施形態では、電動機の非燃料カット時の制御から燃料カット時の目標電動機回生電力を発生させる制御への切換えを固定した遅延時間後に行うようにしたものである。
【００７７】
このため、図９において、ブロックＢ６に対する燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴ１と、ブロックＢ１２、Ｂ２１、および、エンジンコントロールユニット１１に対する燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴ２とは独立し、燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴ１は図１０に示すブロック図により遅延され、また、燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴ２は図１１に示すブロック図により遅延される。図１０、１１は燃料カット判定手段３０Ａを構成する。
【００７８】
図１０の燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴ１の遅延は、固定値の遅延時間ＤＬＦＣＵＴ［ｍｓ］を持つブロックＢ４３により行われる。ブロックＢ４０でアクセルペダルが全閉（アクセルペダル操作量ＡＰＯが略ゼロ）であるか否かをヒステリシス付きで判定するとともに、ブロックＢ４１で、車速ＶＳＰが所定車速以上であるか否かをヒステリシス付きで判定し、ブロックＢ４２で両判定結果をＡＮＤ処理し、出力が１であるとき燃料カット条件が成立していることをブロックＢ４３とブロックＢ４４へ出力する。
【００７９】
そして、ブロックＢ４３で、固定値のディレイ時間ＤＬＦＣＵＴ［ｍｓ］だけ入力された燃料カット条件の出力を遅延させ、ブロックＢ４４では、ブロックＢ４１の出力とブロックＢ４３の出力とのＡＮＤ処理を行って燃料カットフラグｆＦＣＵＴ１の値を決定している。
【００８０】
図１１の燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴ２の算出は、ブロックＢ５０で、フィルタ処理後の目標電動機出力ｔＰｏＯ［Ｗ］とバッテリ許容出力電力ＢＰｄ［Ｗ］とに基づき、第２ディレイ時間ＤＬＦＣＵＴ２［ｍｓ］が算出され、ブロックＢ５４に遅延時間として設定される。第２ディレイ時間ＤＬＦＣＵＴ２は、燃料カット実行前後で発電機制御と電動機制御との間にずれが生じた場合でもそのときに発生するバッテリ放電側(出力側)の最大電力差がバッテリ許容出力電力ＢＰｄ以下となるディレイ時間として算出される。バッテリ許容出力電力ＢＰｄはバッテリ９の温度や充電状態に応じて算出される値であり、バッテリ９の劣化を引き起こさない出力電力の上限を示している。
【００８１】
したがって、ブロックＢ５１でアクセルペダルが全閉（アクセルペダル操作量ＡＰＯが略ゼロ）であるか否かをヒステリシス付きで判定するとともに、ブロックＢ５２で、車速ＶＳＰが所定車速以上であるか否かをヒステリシス付きで判定し、ブロックＢ５３で両判定結果をＡＮＤ処理し、出力が１であるとき燃料カット条件が成立していることをブロックＢ５４とブロックＢ５５へ出力する。
【００８２】
そして、ブロックＢ５４で、ブロックＢ５０により設定された第２ディレイ時間ＤＬＦＣＵＴ２［ｍｓ］だけ入力された燃料カット条件の出力を遅延させ、ブロックＢ５５では、ブロックＢ５３の出力とブロックＢ５４の出力とのＡＮＤ処理を行って燃料カットフラグｆＦＣＵＴ２の値を決定している。
【００８３】
第２の実施態様の作動を図８のタイムチャートにより説明する。図１２の（Ａ）〜（Ｄ）は図８と同様のものである。
【００８４】
時点ｔ１でアクセルペダルが解放され、アクセルペダル操作量ＡＰＯがゼロに低下すると、電動機４のフィルタ処理後の目標電動機出力ｔＰｏＯはブロックＢ３のフィルタ通過前の目標電動機出力（発電状態）ｔＰｏ００に漸近する時定数カーブに沿って低下し、発電（回生）状態となり、両目標電動機出力（ｔＰｏＯ，ｔＰｏ００）が一致した後、燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴ１が１と出力される時点ｔ３において、ブロックＢ６が切換わり、電動機４はブロックＢ４、Ｂ５により得られる燃料カット時の目標電動機回生電力ｔＰｏ＿ｄを発生するよう制御される（図１２（Ｂ））。
【００８５】
一方、発電機２は、ブロックＢ９による電動機目標発電電力ｔＰｇを図１２（Ｃ）に示すように時点ｔ１より力行側に偏移させ、発電機２の実発電電力ＥはブロックＢ１６によるフィルタの時定数に従って目標発電機出力ｔＰｇに向かって低下する。
【００８６】
エンジン１は、前記ブロックＢ９の目標発電電力ｔＰｇの力行側への偏移により、ブロックＢ１３により得られる目標エンジントルクｔＰｅを駆動側から被駆動側（ブレーキ側）に偏移させ、ブロックＢ２２、エンジンコントロールユニット１１を経由してエンジン１から得られる実エンジントルクＦは目標エンジントルクｔＰｅに向かって低下する。
【００８７】
前記ブロックＢ５４に設定されたディレイ時間ＤＬＦＣＵＴ２が経過すると、ブロックＢ５５より燃料カット判定フラグｆＦＣＵＴ２が１に出力され、エンジンコントロールユニット１１はエンジン１への燃料をカットし、ブロックＢ２１が切換わり、前記燃料カット時の目標電動機回生電力ｔＰｏ＿ｄに基づいてブロックＢ９により出力される燃料カット時の目標消費電力ｔＰｇ＿ｄとなるようブロックＢ１８、Ｂ２０を経由して発電機２は制御される。
【００８８】
図１２（Ｂ）、（Ｃ）における遅延時間ＤＬＦＣＵＴ１、ＤＬＦＣＵＴ２とのタイミングの差により、時点ｔ２〜ｔ３間においては、バッテリ９から発電機２に対して電動機４による回生の遅れに基づく放電出力が、図１２（Ｄ）に示すごとくなされる。
【００８９】
この放電出力電力は、ブロックＢ５０において、バッテリ許容出力電力ＢＰｄとフィルタ処理後の目標電動機出力ｔＰｏＯとの関数でディレイ時間ＤＬＦＣＵＴ２を設定しているため、バッテリ９の許容出力電力ＢＰｄを超えることはない。
【００９０】
そして、電動機４の非燃料カット時の目標電動機出力ｔＰｏ００（＝ｔＰｏＯ）と燃料カット時の目標電動機回生出力ｔＰｏ＿ｄとの間の出力差は、バッテリの状態により増減することがない固定値として設定しているため、燃料カット時に発生する駆動（制動）力変化の段差が一定であり、車両運転者に違和感を与えることがない。
【００９１】
本実施態様では、発電機２の発電(消費)電力を電動機４の消費(発電)電力に一致させる制御を燃料カット実行時だけ中断して車両の運転性を向上させることができる。
【００９２】
即ち、燃料カットの遅延時間ＤＬＦＣＵＴ２をバッテリ９の許容出力電力ＢＰｄに応じて設定し、電動機４による回生電力の発生に先行して燃料カットおよび発電機２による電力消費を行わせるため、遅延時間ＤＬＦＣＵＴ２を可能な限り短く設定でき、燃料カットによる燃費改善を最大限得ることができる。
【００９３】
また、発電機２の発電(消費)電力と電動機４の消費(発電)電力とを一致させる制御を燃料カット実行時だけ一時中断して電動機出力（負荷）の変動幅を抑制して車両の運転性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される車両のシステム構成図。
【図２】統合コントロールユニットの制御内容を示すブロック図。
【図３】燃料カット判定処理の内容を示すブロック図。
【図４】出力配分マップの一例を示すグラフ。
【図５】出力配分を定める方法を説明するための図。
【図６】同じく出力配分を定める方法を説明するための図。
【図７】目標発電量と目標発電機回転速度の関係を示したテーブル。
【図８】燃料カット時におけるアクセルペダル操作量推移（Ａ）、電動機の出力推移（Ｂ）、発電機の発電電力推移（Ｃ）、バッテリの入出力電力推移（Ｄ）により作動を説明するタイムチャート。
【図９】第２の実施形態を示すブロック図。
【図１０】燃料カット判定手段の一部を示すブロック図。
【図１１】燃料カット判定手段の別の一部を示すブロック図。
【図１２】第２の実施形態の燃料カット時におけるアクセルペダル操作量推移（Ａ）、電動機の出力推移（Ｂ）、発電機の発電電力推移（Ｃ）、バッテリの入出力電力推移（Ｄ）により作動を説明するタイムチャート。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 発電機
４ 電動機
９ バッテリ統合コントロールユニット（ＧＣＵ）
１０ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
１１ トランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）
１２ 電子制御式スロットル装置
１４ 電動機回転速度センサ
２１ アクセル操作量センサ
２２ クランク角センサ
２３ 発電機回転速度センサ

Claims (3)

1. エンジンと、前記エンジンの出力軸に連結される発電機と、車両の駆動軸に連結される電動機と、前記発電機および前記電動機に接続されるバッテリとを備え、車両の減速時に前記電動機で回生される電力を前記発電機に供給して消費するようにしたハイブリッド車両の制御装置において、
   車両の運転条件を検出する運転条件検出手段と、
   検出した運転条件に基づいてエンジンの燃料カット条件を判定する燃料カット判定手段と、
   該燃料カット判定手段の判定結果を所定の遅延時間だけ遅延させる燃料カット判定遅延手段と、
   該燃料カット判定遅延手段によって遅延された燃料カット判定に応じてエンジンへ供給する燃料をカットするエンジン制御手段と、を備え、
   前記燃料カット判定遅延手段の所定の遅延時間は、バッテリの許容入出力電力に応じて前記遅延時間を算出する遅延時間算出手段により設定されることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記燃料カット判定遅延手段の所定の遅延時間は、バッテリの許容出力電力に応じて前記遅延時間を算出する遅延時間算出手段により設定され、前記電動機による回生電力の発生に先行して燃料カットおよび発電機による電力消費を行わせることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記電動機は、前記発電機の発電電力に対応した電動機出力を、前記遅延時間算出手段による遅延時間の経過後において電動機出力が所定値に安定するまで継続することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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