ハイブリッド電気自動車の制御装置
【課題】加速時の燃費を改善しつつ良好な加速性能を確保可能なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供する。
【解決手段】運転者の要求トルクをエンジン（２）と電動機（６）とに配分する際に、ハイブリッド電気自動車（１）が所定の加速要求状態にないと判定したときには、電動機（６）に配分されるトルクを電動機（６）の連続定格出力トルクの範囲内に制限する一方、ハイブリッド電気自動車（１）が上記加速要求状態にあると判定したときには、上記制限を解除し電動機（６）に配分されるトルクを電動機（６）の短時間定格出力トルクの範囲内に制限する。
【解決手段】運転者の要求トルクをエンジン（２）と電動機（６）とに配分する際に、ハイブリッド電気自動車（１）が所定の加速要求状態にないと判定したときには、電動機（６）に配分されるトルクを電動機（６）の連続定格出力トルクの範囲内に制限する一方、ハイブリッド電気自動車（１）が上記加速要求状態にあると判定したときには、上記制限を解除し電動機（６）に配分されるトルクを電動機（６）の短時間定格出力トルクの範囲内に制限する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用の動力源としてエンジンと電動機とが搭載されたハイブリッド電気自動車において、運転者の要求トルクをエンジンと電動機とに配分してエンジン及び電動機を制御するためのハイブリッド電気自動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンと電動機とを車両に搭載し、エンジンの駆動力と電動機の駆動力とをそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能としたハイブリッド電気自動車が開発され実用化されている。このハイブリッド電気自動車では、アクセルペダルの操作量などに基づき運転者の要求トルクが求められ、求められた要求トルクが、ハイブリッド電気自動車の運転状態などに応じて電動機とエンジンとに配分される。
【０００３】
このようなハイブリッド電気自動車において、例えば側道から幹線道路への進入時や追い越し車線への車線変更時などで急加速しようとした場合、キックダウン制御により変速機の変速段を低速側にシフトダウンすることにより、急加速に必要な駆動力を駆動輪に伝達させて急加速の要求に応えるようにしている。
また、このようなキックダウン制御による駆動力の確保に代えて、急加速の要求があったときに、通常時の要求トルク設定用マップを、より一層大きい要求トルクが設定される大トルク設定マップに切り換えるようにしたハイブリッド電気自動車の制御装置が特許文献１によって提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０９４６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
急加速の要求があったときに、キックダウン制御によって変速段をシフトダウンするようにした場合、変速段のシフトダウンに伴ってエンジン回転数が上昇することにため、エンジンの燃料消費量が増大する。この結果、エンジンの燃費が悪化するという問題が生じる。
また、このような問題を回避するため、変速段をシフトダウンすることなく急加速の要求に対応しようとしても、急加速の要求に対して十分な加速性能が得られないという問題が生じる。更に、この場合にも急加速の要求に対応して可能な範囲で要求トルクを増大させると、増大した要求トルクがエンジン及び電動機に配分されるので、エンジンの燃料消費量が増大し、燃費が悪化することになる。
【０００６】
また、特許文献１の制御装置においては、より大きい要求トルクを設定可能な大トルク設定マップに切り換えるようにしているので、急加速の要求に対応した加速性能を得ることができるものの、要求トルクの増大に伴ってエンジンへの配分トルクも増大するので、エンジンの燃料消費量が増大し、燃費が悪化することになる。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加速時の燃費を改善しつつ良好な加速性能を確保可能なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、走行用の動力源として搭載されたエンジンと、走行用の動力源として搭載された電動機と、運転者の要求トルクを上記エンジンと上記電動機とに配分するトルク配分手段と、上記トルク配分手段によって上記エンジンに配分されたトルクに基づき上記エンジンを制御するエンジン制御手段と、上記トルク配分手段によって上記電動機に配分されたトルクに基づき上記電動機を制御する電動機制御手段とを備えたハイブリッド電気自動車の制御装置であって、上記トルク配分手段は、上記運転者が所定の加速要求を行っている加速要求状態に上記ハイブリッド電気自動車があるか否かを判定する加速要求判定手段と、上記ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にないと上記加速要求判定手段が判定したときには、上記電動機に配分されるトルクを上記電動機の連続定格出力トルクの範囲内に制限する一方、上記ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にあると上記加速要求判定手段が判定したときには、上記電動機に配分されるトルクに対する上記連続定格出力トルクの範囲内への制限を解除するトルク制限手段とを備えることを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、トルク配分手段が運転者の要求トルクを走行用の動力源であるエンジンと電動機とに配分し、配分されたトルクに基づき、エンジン制御手段及び電動機制御手段がエンジン及び電動機をそれぞれ制御する。そして、運転者が所定の加速要求を行っている加速要求状態にハイブリッド電気自動車がない場合、電動機に配分されるトルクが、トルク制限手段によって電動機の連続定格出力トルクの範囲内に制限される。一方、ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にある場合、トルク制限手段による上記制限が解除されることにより、電動機の連続定格出力トルクを超えるトルクを電動機に配分して出力させることが可能となる。
【０００９】
また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記トルク制限手段は、上記加速要求状態にあると上記加速要求判定手段が判定したときには上記制限を解除し、上記電動機に配分されるトルクを上記電動機の短時間定格出力トルクの範囲内に制限することを特徴とする（請求項２）。
【００１０】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にあって、電動機への配分トルクに対する連続定格出力トルクの範囲内への制限を解除すると、トルク制限手段は電動機に配分されるトルクを電動機の短時間定格出力トルクの範囲内に制限する。
これにより、電動機の連続定格出力トルクを超えるトルクを電動機に配分可能となると共に、電動機に配分されるトルクを電動機の短時間定格出力トルクの範囲内に制限して、過剰なトルクが電動機に配分されるのを確実に防止する。
【００１１】
また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記トルク制限手段は、上記加速要求状態にあると上記加速要求判定手段が判定して上記制限を解除した後、所定時間が経過すると、再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限することを特徴とする（請求項３）。
【００１２】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にあって、トルク制限手段が電動機への配分トルクに対する連続定格出力トルクの範囲内への制限を解除しても、所定時間が経過すると、トルク制限手段は再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限する。
【００１３】
このようなハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記トルク制限手段は、上記所定時間の経過後に再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限する際には、上記電動機に配分されるトルクの上限値を上記連続定格出力トルクまで漸減させて、上記連続定格出力トルクの範囲内への制限に移行することを特徴とする（請求項４）。
【００１４】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、一旦電動機の連続定格出力トルクの範囲内への上記制限を解除し、所定時間が経過して再び電動機に配分されるトルクを連続定格出力トルクの範囲内に制限する際には、電動機に配分されるトルクの上限値を上記連続定格出力トルクまで漸減させることにより、連続定格出力トルクの範囲内への制限に移行する。
【００１５】
また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記トルク制限手段は、上記制限を解除した後、所定時間が経過する前に上記運転者が加速を要求していないと上記加速要求判定手段が判定すると、再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限することを特徴とする（請求項５）。
【００１６】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にあって、トルク制限手段が電動機の短時間定格出力トルクの範囲内への上記制限を解除した後、所定時間が経過する前であっても、運転者が加速を要求しなくなると、トルク制限手段は再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、ハイブリッド電気自動車が所定の加速要求状態にある場合、電動機に配分されるトルクに対する連続定格出力トルクの範囲内への制限が解除されることにより、電動機の連続定格出力トルクを超えるトルクが電動機に配分可能となる。このため、従来は加速要求に対応してエンジン側にも配分していたトルクを電動機で賄うことが可能となり、エンジンの出力トルク増大に伴う燃料消費量の増大に起因した燃費の悪化を防止することができる。
また、電動機の出力トルクが増大することによって加速要求に対応したトルクを確保可能となり、駆動力確保のための変速段のシフトダウンが不要となるので、電動機を主体とした加速と相俟って、ハイブリッド電気自動車のスムーズな加速が可能となる。
【００１８】
また、請求項２のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にあるときには、電動機の連続定格出力トルクを超えるトルクを電動機に配分可能となるが、このとき電動機に配分されるトルクを電動機の短時間定格出力トルクの範囲内に制限するので、過剰なトルクが電動機に配分されるのを確実に防止することが可能となる。この結果、過剰なトルクの発生に起因した電動機の異常な温度上昇、劣化、破損などの不具合を確実に防止することができる。
【００１９】
また、請求項３のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にあって、電動機への配分トルクに対する連続定格出力トルクの範囲内への制限を解除しても、所定時間が経過すると、トルク制限手段は再び電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限する。これにより、連続定格出力を超えるトルクが長時間にわたって電動機に配分されるのを確実に防止し、電動機の異常な温度上昇、劣化、破損などの不具合を防止することができる。
【００２０】
また、請求項４のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、所定時間が経過して再び電動機に配分されるトルクを連続定格出力トルクの範囲内に制限する際には、電動機に配分されるトルクの上限値を上記連続定格出力トルクまで漸減させて、連続定格出力トルクの範囲内への制限に移行するようにしたので、所定時間の経過に伴い電動機の出力トルクが突然減少するようなことがなくなり、電動機の出力トルクの急変に起因した運転フィーリングの悪化を防止することができる。
【００２１】
また、請求項５のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、所定時間が経過する前に運転者が加速を要求しなくなると、トルク制限手段は再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限するので、加速要求がないにも関わらず電動機に配分されるトルクに対する制限が解除される事態を確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置が適用されたハイブリッド電気自動車の全体構成図である。
【図２】図１のハイブリッド電気自動車において、車両ＥＣＵが実行するトルク配分制御に対応したブロック図である。
【図３】車両ＥＣＵにおいて、トルク配分部がトルク制限部及び走行状態判定部を用いて実行するアシストモード切換制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置が適用されたハイブリッド電気自動車１の全体構成図である。
ディーゼルエンジンであるエンジン２の出力軸にはクラッチ４の入力軸が連結され、クラッチ４の出力軸は永久磁石式同期電動機（以下電動機という）６の回転軸を介して変速機８の入力軸が連結されている。また、変速機８の出力軸は、プロペラシャフト１０、差動装置１２及び駆動軸１４を介して左の駆動輪１６及び右の駆動輪１８にそれぞれ連結されている。なお、本実施形態において変速機８は、前進６段の自動変速機で構成されており、前進変速段のうち５速及び６速がオーバドライブの変速段となっている。
【００２４】
上記のような構成により、クラッチ４が接続されているときには、エンジン２の出力軸と電動機６の回転軸の両方が、変速機８を介して左右の駆動輪１６，１８と機械的に連結可能となり、クラッチ４が切断されているときには電動機６の回転軸のみが変速機８を介して左右の駆動輪１６，１８と機械的に連結可能となる。
【００２５】
電動機６は、バッテリ２０に蓄えられた直流電力がインバータ２２によって交流電力に変換されて供給されることによりモータとして作動する。電動機６の駆動トルクは、変速機８によって適切な速度に変速された後に左右の駆動輪１６，１８に伝達される。また、ハイブリッド電気自動車１の減速時には、電動機６が発電機として作動し、ハイブリッド電気自動車１の運動エネルギが変速機８を介し電動機６に伝達されて交流電力に変換される。そして、このとき電動機６が発生する回生制動トルクが変速機８を介して左右の駆動輪１６，１８に伝達される。
このように電動機８が発電機として作動することによって得られた交流電力は、インバータ２２によって直流電力に変換された後、バッテリ２０に充電され、ハイブリッド電気自動車１の運動エネルギが電気エネルギとして回収されるようになっている。
【００２６】
一方、エンジン２の駆動トルクは、クラッチ４が接続されているときに電動機６の回転軸を経由して変速機８に伝達され、適切な速度に変速された後に左右の駆動輪１６，１８に伝達されるようになっている。従って、エンジン２の駆動トルクが左右の駆動輪１６，１８に伝達されているときに電動機６がモータとして作動する場合には、エンジン２の駆動トルクと電動機６の駆動トルクとがそれぞれ変速機８を介して左右の駆動輪１６，１８に伝達されることになる。即ち、クラッチ４が接続されているときには、ハイブリッド電気自動車１の駆動のために左右の駆動輪１６，１８に伝達されるべき駆動トルクの一部をエンジン２から供給すると共に、残部を電動機６から供給することが可能となる。
【００２７】
また、バッテリ２０の充電率（以下ＳＯＣという）が低下してバッテリ２０を充電する必要があるときには、電動機６が発電機として作動すると共に、エンジン２の駆動力の一部を用いて電動機６を駆動することにより発電が行われる。こうして発電された交流電力は、インバータ２２によって直流電力に変換された後に、バッテリ２０に充電される。
【００２８】
車両ＥＣＵ２４は、ハイブリッド電気自動車１やエンジン２の運転状態、及びエンジンＥＣＵ（エンジン制御手段）２６、インバータＥＣＵ（電動機制御手段）２８並びにバッテリＥＣＵ３０からの情報などに応じて、クラッチ４の接続及び切断制御及び変速機８の変速段切換制御を行うと共に、これらの制御状態やハイブリッド電気自動車１の発進、加速、減速など様々な運転状態に合わせてエンジン２や電動機６を適切に運転するための統合制御を行う。
そして、このような制御を行うために、車両ＥＣＵ２４にはアクセルペダル３２の踏込量を検出するアクセル開度センサ３４のほか、電動機６の出力軸に装着されて電動機６の回転数を検出する電動機回転数センサ３６、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数センサ３８、及び変速機８の出力軸の回転速度に基づきハイブリッド電気自動車１の走行速度を検出する車速センサ４０などが接続されている。
【００２９】
エンジンＥＣＵ２６は、エンジン２の始動・停止制御やアイドル制御、或いは排ガス浄化装置（図示せず）の再生制御など、エンジン２自体の運転に必要な各種制御を行うと共に、車両ＥＣＵ２４によって設定されたエンジン２に必要とされるトルクをエンジン２が発生するよう、エンジン２の燃料の噴射量や噴射時期などを制御する。
【００３０】
一方、インバータＥＣＵ２８は、車両ＥＣＵ２４によって設定された電動機６が発生すべきトルクに基づきインバータ２２を制御することにより、電動機６をモータ作動または発電機作動させて電動機６の運転を制御する。また、電動機６やインバータ２２の温度を検出する温度センサ（図示せず）からの出力信号を受けて、電動機６の温度を車両ＥＣＵ２４に送るほか、電動機６やインバータ２２の作動状態を監視して、その情報を車両ＥＣＵ２４に送っている。
【００３１】
バッテリＥＣＵ３０は、バッテリ２０の温度や、バッテリ２０の電圧、インバータ２２とバッテリ２０との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ２０のＳＯＣを求めると共に、バッテリ２０の作動状態を監視している。そして、求めたＳＯＣやバッテリ２０の作動状態を上記検出結果と共に車両ＥＣＵ２４に送っている。
このように構成されたハイブリッド電気自動車１において、ハイブリッド電気自動車１を走行させる際に車両ＥＣＵ２４を中心として行われる制御の概要は以下の通りである。
【００３２】
ハイブリッド電気自動車１が走行しているとき、車両ＥＣＵ２４はアクセル開度センサ３４によって検出されたアクセルペダル３２の踏込量と変速機８で選択されている変速段とに基づき、運転者の要求トルクを求める。この要求トルクは、アクセルペダル３２の踏込量に応じて、エンジン２及び電動機６からなるパワートレーンから出力すべき駆動トルクである。車両ＥＣＵ２４は、後述するトルク配分制御を実行することにより、要求トルクをエンジン２と電動機６とに配分し、配分したトルクをエンジンＥＣＵ２６やインバータＥＣＵ２８に指示すると共に、必要に応じて変速機８やクラッチ４を制御する。
【００３３】
エンジンＥＣＵ２６及びインバータＥＣＵ２８は、車両ＥＣＵ２４が配分したトルクの指令を受けてエンジン２及び電動機６をそれぞれ制御する。そして、エンジン２及び電動機６のそれぞれに０（ｋｇ・ｍ）ではないトルクが配分された場合は、エンジン２及び電動機６の出力トルクが変速機８を介して左右の駆動輪１６，１８に伝達される。また、電動機６にトルクが配分されない場合、即ち電動機６に０（ｋｇ・ｍ）のトルクが配分された場合は、電動機６からトルクは発生せず、エンジン２のみによって要求トルクが出力される。一方、電動機６にのみトルクが配分された場合、即ちエンジン２に０（ｋｇ・ｍ）のトルクが配分された場合は、クラッチ４が切断された状態で電動機６により要求トルクの出力が行われる。こうしてパワートレーンから出力されたトルクが変速機８を介して左右の駆動輪１６，１８に伝達され、ハイブリッド電気自動車１が走行する。
【００３４】
なお、上述のようにエンジン２及び電動機６のいずれかにトルクが配分されない場合、これを制御上ではエンジン２または電動機６に０（ｋｇ・ｍ）のトルクが配分されると見なすことができる。そこで、以下のトルク配分の制御に関する説明では、エンジン２及び電動機６にトルクを配分すると述べた場合、エンジン２及び電動機６のいずれかにトルクが配分されない場合も含むものとする。
【００３５】
次に、車両ＥＣＵ２４が要求トルクをエンジン２と電動機６とに配分するために実行するトルク配分制御ついて詳細に説明する。図２は、車両ＥＣＵ２４が実行するトルク配分制御に対応したブロック図である。図２に示すように、車両ＥＣＵ２４はトルク配分制御を実行するため、運転者の要求トルクを求めて設定する要求トルク設定部４２と、要求トルク設定部４２で設定された要求トルクをエンジン２及び電動機６に配分するトルク配分部（トルク配分手段）４４とを備えるほか、上述した変速機８の制御を行うための変速制御部４６を備えている。
【００３６】
要求トルク設定部４２は、アクセル開度センサ３４が検出したアクセルペダル３２の踏込量と、変速機８で選択されている変速段とに基づき、運転者の要求トルクを求める。なお、ここで用いる変速段の情報は、変速機８の制御を行う変速制御部４６から得ている。そして、要求トルク設定部４２で設定された要求トルクはトルク配分部４４に送られる。
【００３７】
トルク配分部４４は、要求トルク設定部４２から送られてきた要求トルクと、電動機回転数センサ３６が検出した電動機６の回転数（以下、電動機回転数という）とに基づき、予め定められているトルク配分ルールを用い、エンジン２及び電動機６にトルクを配分する。このようなトルクの配分により、エンジン２の出力すべきトルクと、電動機６の出力すべきトルクとを設定するため、トルク配分部４４はトルク設定部４４ａを有している。
【００３８】
ここで、電動機６に過剰なトルクが配分されてしまうと、電動機６の異常な温度上昇や劣化、或いは破損などの不具合を招くおそれがあるため、電動機６に配分されるトルクが過剰なトルクとならないように制限する必要がある。そこで、トルク配分部４４は、トルク設定部４４ａによって電動機に配分されるトルクを制限するためのトルク制限部（トルク制限手段）４４ｂを有している。
【００３９】
トルク制限部４４ｂによるトルクの制限は、ハイブリッド電気自動車１の運転者が後述する所定の加速要求を行っている加速要求状態など、ハイブリッド電気自動車１が予め定められている特定運転状態にある場合と、この特定運転状態ではない通常運転状態にある場合とで異なっている。なお本実施形態では、このようなトルクの制限内容の違いに対応し、ハイブリッド電気自動車１が上記通常運転状態にある場合にトルク制限部４４ｂが行うトルク配分の制限を通常モード、ハイブリッド電気自動車１が上記特定運転状態にある場合にトルク制限部４４ｂが行うトルク配分の制限をアシストモードと称している。
以下では、これら通常モード及びアシストモードにおけるトルク配分の制限について詳しく説明する。
【００４０】
電動機６には、連続的に使用されたときに出力可能な最大トルクである連続定格出力トルクと、予め定められた短時間の間で出力可能な最大トルクである短時間定格出力トルクとが仕様により定められている。
そこで、本実施形態においてトルク制限部４４ｂは、ハイブリッド電気自動車１が上記通常運転状態にある場合に、通常モードによるトルク配分の制限を行い、電動機６に配分されるトルクが、電動機６の連続定格出力トルクを超えることがないよう、トルク設定部４４ａが電動機に配分するトルクを電動機６の連続定格出力トルクの範囲内に制限する。
【００４１】
従って、通常モードにおいてトルク設定部４４ａがエンジン２及び電動機６に要求トルクを配分する際には、トルク配分ルールに従い、電動機６の連続定格出力トルクを超えない範囲で、電動機６にトルクを配分すると共に、残りをエンジン２に配分する。
なお、このときトルク配分ルールに従って電動機６に配分されるトルクが０（ｋｇ・ｍ）である場合には、要求トルクの全部がエンジン２に配分される。また、要求トルクが電動機６の連続定格出力トルク以下である場合に、トルク配分ルールに従ってエンジン２に配分されるトルクが０（ｋｇ・ｍ）である場合には、要求トルクの全部が電動機６に配分される。
【００４２】
一方、ハイブリッド電気自動車１が上述した特定運転状態にある場合には、トルク制限部４４ｂがアシストモードによるトルク配分の制限を行い、電動機６への配分トルクに対する連続定格出力トルクの範囲内への制限を解除し、トルク設定部４４ａが電動機に配分するトルクを電動機６の短時間定格出力トルクの範囲内に制限する。従って、アシストモードにおいてトルク設定部４４ａがエンジン２及び電動機６に要求トルクを配分する際には、トルク配分ルールに従い、電動機６の短時間定格出力トルクを超えない範囲で、電動機６にトルクを配分すると共に、残りをエンジン２に配分する。
【００４３】
アシストモードの場合、エンジン２に配分されるトルクについては、原則としてアシストモードに移行する前に通常モードでエンジン２に配分されていたトルクに保持され、加速要求によって増大したトルク分を含む残りのトルクが、電動機６の短時間定格出力トルクを超えない範囲で電動機６に配分されるようになっている。電動機６に配分されるトルクへの制限については、設定された要求トルクから電動機６に配分されたトルクそのものを電動機６の短時間定格出力トルクを超えない範囲に制限するようにしても良いし、電動機６に配分されるトルクが常に短時間定格出力トルクを超えることのないように要求トルクの設定を制限することで、結果的に電動機６への配分トルクを電動機６の短時間定格出力トルクを超えない範囲に制限するようにしても良い。
なお、アシストモードでは、このようなトルクの配分方法に代えて、要求トルクから電動機６の短時間定格出力トルクを超えない範囲でまず電動機６にトルクを配分し、電動機６に配分されたトルクだけでは要求トルクに不足する場合に、不足分をエンジン２に配分するようにしても良い。
【００４４】
このように、アシストモードではトルク設定部４４ａが電動機６に配分するトルクを電動機６の短時間定格出力トルクの範囲内に制限することにより、電動機６の連続定格出力トルクを超えるトルクを電動機６から出力させることが可能となる。従って、例えばハイブリッド電気自動車１が上記加速要求状態にある場合には、電動機６から電動機６の連続定格出力トルクを超えるトルクを得ることにより、運転者の加速要求に対応したトルクの増大分を電動機６で賄うことが可能となる。
【００４５】
この結果、エンジン２に配分されるトルクの増大に伴うエンジン２の燃料消費量増大に起因した燃費の悪化を防止することができる。
また、電動機６の出力トルクを増大させることによって、加速要求に対応したトルクを確保することが可能となるので、加速に必要な駆動力を確保するための変速段８のシフトダウンが不要となり、電動機６を主体とした加速と相俟って、ハイブリッド電気自動車１のスムーズな加速が可能となる。
【００４６】
このようにアシストモードでは、電動機６の連続定格出力トルクを超えるトルクが電動機６から出力されることになるが、アシストモードが長時間継続すると、電動機６が短時間定格出力トルクを出力可能な上限運転時間を超過する可能性がある。そこで、トルク配分部４４は、アシストモードが適切に選択されるようにするため、アシストモード切換制御を実行する。そして、このアシストモード切換制御を行うため、トルク配分部４４は、トルク制限部４４ｂに加え、ハイブリッド電気自動車１が上記加速要求状態を含む上記特定運転状態にあるか否かを判定する走行状態判定部（加速要求判定手段）４４ｃを有している。
【００４７】
以下では、トルク配分部４４がこれらトルク制限部４４ｂ及び走行状態判定部４４ｃを用いて実行するアシストモード切換制御について詳細に説明する。図３は、トルク配分部４４がトルク制限部４４ｂ及び走行状態判定部４４ｃを用いて実行するアシストモード切換制御のフローチャートである。ハイブリッド電気自動車１の図示しないキースイッチが投入されると、トルク配分部４４は図３のフローチャートに従って所定の制御周期でアシストモード切換制御を実行する。
【００４８】
アシストモード切換制御を開始すると、トルク配分部４４はステップＳ１において、トルク制限部４４ｂに記憶しているフラグＦの値を判定する。フラグＦの値は、アシストモードが選択されているときに１となり、アシストモードが選択されない通常モードのときに０となるようになっている。電動機６への配分トルクの制限については通常モードが初期設定されており、フラグＦの初期値は０となっているので、トルク配分部４４はステップＳ１の判定によって処理をステップＳ２に進める。
【００４９】
ステップＳ２においてトルク配分部４４は、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にあるか否かを走行状態判定部４４ｃに判定させる。本実施形態の場合、車速センサ４０によって検出されたハイブリッド電気自動車１の走行速度が所定速度（例えば４０ｋｍ／ｈ）以上であると共に、エンジン回転数センサ３８によって検出されたエンジン２の回転数（以下、エンジン回転数とする）が所定回転数（例えば２５００ｒｐｍ）以下であるときに、ハイブリッド電気自動車１が上記適合状態にあると判定するようにしている。
【００５０】
このような適合状態の判定を行うのは、次のような理由によるものである。上述したように、アシストモードでは電動機６の連続定格出力トルクを超えるトルクを電動機６に配分可能とするが、このような状態が頻発することは、例えアシストモードの継続時間を適切に調整しても、電動機６にとっては好ましいものではない。そこで、本実施形態ではアシストモードが選択される運転状態を絞り込み、主として側道から幹線道路への合流時や追い越し時の加速時などのように、ある程度速度が上昇した走行状態にある場合にアシストモードが適用されるようにしている。
【００５１】
このような走行状態の絞り込みを行うため、ステップＳ２でトルク配分部４４は、ハイブリッド電気自動車１の走行速度が所定速度（例えば４０ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを走行状態判定部４４ｃに判定させている。また、高回転域では電動機６からトルクを出力させることができないため、ステップＳ２でトルク配分部４４は、エンジン回転数が所定回転数以下であるか否かいついても走行状態判定部４４ｃに判定させている。
【００５２】
走行速度が所定速度以上であると共にエンジン回転数が所定回転以下であって、ハイブリッド電気自動車１が上記適合状態にあると、ステップＳ２において走行状態判定部４４ｃが判定した場合、トルク配分部４４は処理をステップＳ３に進める。
ステップＳ３乃至Ｓ５の処理は、トルク配分部４４が走行状態判定部４４ｃを用いて行う処理であり、ステップＳ３においてトルク配分部４４は、アクセル開度センサ３４によって検出されたアクセルペダル３２の踏込量θａｃが所定の基準踏込量θｏ以上であるか否かを走行状態判定部４４ｃに判定させる。このステップＳ３の処理は、走行状態判定部４４ｃにより運転者の加速要求が大きいか否かを判定するものである。そして、踏込量θａｃが基準踏込量θｏ以上であって、運転者の加速要求が大きいと走行状態判定部４４ｃが判定すると、トルク配分部４４は処理をステップＳ４に進める。
【００５３】
ステップＳ４においてトルク配分部４４は、アクセル開度センサ３４によって検出されたアクセルペダル３２の踏込量θａｃに基づいて求めた踏込量θａｃの変化率Ｒａｃが基準変化率Ｒｏ以上であるか否かを、走行状態判定部４４ｃに判定させる。
ステップＳ４の処理は、運転者によるアクセルペダル３４の踏み込みが急であるか否かを判定するものであり、ここで用いられる基準変化率Ｒｏは、例えば２％／ｍｓに設定される。即ち、本実施形態では、変化率Ｒａｃが２％／ｍｓ以上のときに、運転者によるアクセルペダル３４の踏み込みが急であると判定する。なお、変化率Ｒａｃは、踏込量θａｃが増大方向、即ちアクセルペダル３２がより踏み込まれる状態にあるときに正の値となる。
【００５４】
従って、走行状態判定部４４ｃは、ステップＳ３及びＳ４の処理により、運転者が急加速を要求している状態、即ち所定の加速要求状態にハイブリッド電気自動車１があるか否かを判定している。そして、ステップＳ３及びＳ４の処理により、ハイブリッド電気自動車１が所定の加速要求状態にあると走行状態判定部４４ｃが判定すると、トルク配分部４４は処理をステップＳ５に進め、変速制御部４６からの情報に基づき、変速機８において現在選択されている変速段が４速以上であるか否かを、走行状態判定部４４ｃに判定させる。
【００５５】
前述のステップＳ２において、ハイブリッド電気自動車１の走行速度が４０ｋｍ／ｈ以上であって、エンジン回転数が２５００ｒｐｍ以下であると判定しているので、ほとんどの場合は選択されている変速段が４速となる。しかし、このステップＳ５において選択されている変速段が４速であることを確認することにより、エンジン回転数及び電動機回転数が高回転域となることがないことを再確認している。そして、選択されている変速段が４速以上であると走行状態判定部４４ｃがステップＳ５で判定すると、トルク配分部４４はステップＳ６に処理を進める。
【００５６】
ステップＳ６においてトルク配分部４４は、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値を１とする。こうしてフラグＦの値が１とされることにより、トルク制限部４４ｂは、電動機６への配分トルクに対する制限のモードを通常モードからアシストモードに切り換える。更に、次のステップＳ７でトルク配分部４４は、アシストモードの継続時間をカウントするためにトルク制限部４４ｂに設けられているタイマＴａのカウントを開始させ、その制御周期を終了する。
【００５７】
従って、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードに対する適合状態にあるときに、アクセルペダル３２の踏込量θａｃが基準踏込量θｏ以上であると共に、踏込量θａｃの変化率Ｒａｃが基準変化率Ｒｏ以上であって、変速機８で選択されている変速段が４速以上であると走行状態判定部４４ｃが判定したときに、トルク制限部４４ｂがアシストモードを選択することになる。
即ち、前述したように、運転者が所定の加速要求を行っている加速要求状態にハイブリッド電気自動車１があると走行状態判定部４４ｃが判定し、変速機８で選択されている変速段が４速以上であると、トルク制限部４４ｂはアシストモードを選択する。
【００５８】
なお、選択されている変速段が４速以上であると判定するのは、上述したように、エンジン回転数及び電動機回転数が高回転域となることがないことを確認するためである。即ち、変速機８で３速以下の変速段が選択されている場合には、電動機６がトルクを出力可能な回転数領域を超えて電動機回転数が上昇する可能性があるので、これを避けるため、選択されている変速段が４速以上であることを確認しているのである。
【００５９】
このようにして、ハイブリッド電気自動車１が加速要求状態にあるときにアシストモードが選択されることにより、前述したように電動機６に配分されるトルクに対する連続定格出力トルクの範囲内への制限が解除され、電動機６から短時間定格出力トルクの範囲内で連続定格出力トルクを超えるトルクを出力させることが可能となる。
【００６０】
トルク制限部４４ｂによるこのようなトルク配分に対する制限の変更に対応し、トルク設定部４４ａは要求トルク設定部４２が設定した要求トルクから、前述したようにして短時間定格出力トルクの範囲内で電動機６にトルクを配分すると共に、残りのトルクをエンジン２に配分する。
こうしてトルク設定部４４ａによってエンジン２及び電動機６に配分されたトルクは、前述したようにそれぞれエンジンＥＣＵ２６及びインバータＥＣＵ２８に指示される。そして、エンジンＥＣＵ２６及びインバータＥＣＵ２８は、トルク設定部４４ａによって配分され指示されたトルクに基づきエンジン２及び電動機６をそれぞれ制御する。
【００６１】
このように、ハイブリッド電気自動車１が加速要求状態にあるときに、電動機６の連続定格出力トルクを超えるトルクを電動機６から得ることができるので、この加速要求に対応して増大するトルクを電動機６で賄うことが可能となる。この結果、エンジン２への配分トルクの増大に伴う燃料消費量増大に起因した燃費の悪化を防止することができる。
また、電動機６の出力トルクが増大することによって加速要求に対応したトルクを確保可能となり、駆動力確保のための変速段８のシフトダウンが不要となるので、電動機６を主体とした加速と相俟って、ハイブリッド電気自動車１のスムーズな加速が可能となる。
更に、アシストモードが選択されているときには、電動機６に配分されるトルクを電動機６の短時間定格出力トルクの範囲内に制限するので、過剰なトルクが電動機６に配分されるのを確実に防止することができる。この結果、電動機６による過剰なトルクの発生に起因した電動機６の異常な温度上昇、劣化、或いは破損などの不具合を防止することができる。
【００６２】
次の制御周期に移行すると、トルク配分部４４は再びステップＳ１から処理を開始し、前述したように、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値をステップＳ１において判定する。フラグＦの値は、前回の制御周期におけるステップＳ７の処理により１に変更されているので、ステップＳ１における判定によってトルク配分部４４はステップＳ１０に処理を進める。
【００６３】
ステップＳ１０でトルク配分部４４は、アクセルペダル３２の踏込量θａｃの変化量Δθａｃが基準変化量Δθｏ以上であるか否かを、走行状態判定部４４ｃに判定させる。変化量Δθａｃは、所定時間（例えば１秒）前にアクセル開度センサ３４が検出したアクセルペダル３２の踏込量から、現時点でアクセル開度センサ３４が検出したアクセルペダル３２の踏込量を減じたものである。従って、ステップＳ１０で走行状態判定部４４ｃは、所定時間内にアクセルペダル３２の踏み込みが所定量（Δθｏ）以上戻されたか否かを判定しており、これにより運転者に加速を要求しなくなったか否かを判定する。そして、変化量Δθａｃが基準変化量Δθｏ未満であって、運転者には加速を中止する意志がないと走行状態判定部４４ｃが判定した場合、トルク配分部４４は処理をステップＳ１３に進める。
【００６４】
ステップＳ１３に処理が進むと、トルク配分部４４は、トルク制限部４４ｂが有するタイマＴａのカウント時間ｔａがモード継続時間ｔｏ以上となったか否かを判定する。このモード継続時間ｔｏは、アシストモードの継続時間であって、短時間定格出力トルクを電動機６から出力させることが可能な運転時間（例えば１０秒間）に基づき、ある程度の余裕を考慮して、この運転時間より短めの時間（例えば５秒間）に設定されている。
タイマＴａのカウント時間ｔａがモード継続時間ｔｏに達していない場合、トルク配分部４４はステップＳ１３の判定によってその制御周期を終了し、次の制御周期で再びステップＳ１から処理を開始する。
【００６５】
この場合、フラグＦの値は依然として１のままであるので、トルク配分部４４は処理をステップＳ１からステップＳ１０に進める。従って、アクセルペダル３２の踏込量θａｃの変化量Δθａｃが基準変化量Δθｏ未満であって、タイマＴａのカウント時間ｔａがモード継続時間ｔｏに達していない場合、即ち運転者には加速を中止する意志がなく、アシストモードの継続時間がモード継続時間ｔｏに達していない状態である限り、トルク制限部４４ｂにおけるフラグＦの値は１に保持されアシストモードが選択される。
【００６６】
一方、運転者が加速を要求しなくなり、所定時間内にアクセルペダル３２の踏み込みが所定量（Δθｏ）以上戻された場合、ステップＳ１０における走行状態判定部４４ｃの判定により、トルク配分部４４が処理をステップＳ１１に進める。また、運転者に加速を中止する意志がなく、アクセルペダル３２の踏込量θａｃの変化量Δθａｃが基準変化量Δθｏ未満の状態が継続していても、タイマＴａのカウント時間ｔａがモード継続時間ｔｏに達した場合には、ステップＳ１３の判定により、同じくトルク配分部４４が処理をステップＳ１１に進める。
【００６７】
ステップＳ１１においてトルク配分部４４は、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値を０に変更し、処理をステップＳ１２に進める。フラグＦの値が０とされることにより、トルク制限部４４ｂは電動機６への配分トルクに対する制限のモードをアシストモードから通常モードに切り換える。こうしてアシストモードが終了するので、ステップＳ１２でトルク配分部４４は、トルク制限部４４ｂのタイマＴａのカウントを停止させ、これをリセットした後、その制御周期を終了する。
通常モードを選択すると、トルク制限部４４ｂは、電動機６に配分されるトルクが電動機６の連続定格出力トルクを超えることがないよう、トルク設定部４４ａが電動機に配分するトルクを電動機６の連続定格出力トルクの範囲内に制限する。
【００６８】
なお、ステップＳ１１においてフラグＦの値が０とされて、電動機６への配分トルクに対する制限のモードを通常モードに切り換えると、トルク制限部４４ｂは、電動機６への配分トルクに対する制限を直ちに短時間定格出力トルクから連続定格出力トルクに切り換えるのではなく、短時間定格出力トルクで電動機６を運転可能な時間の範囲内で、短時間定格出力トルクから電動機６への配分トルクに対する制限値を漸減させて連続定格出力トルクに近付けていく。これにより、制限のモードの切り換えに伴って電動機６の出力トルクが突然減少するようなことがなくなり、電動機６の出力トルクの急変に伴う運転フィーリングの悪化を防止することができる。
【００６９】
このように、運転者が加速を要求しなくなった場合、及びアシストモードの継続時間がモード継続時間ｔｏに達した場合には、アシストモードが終了され、通常モードが選択されることになる。
即ち、運転者が加速を要求しない場合には、加速に必要となる大きな要求トルクが設定されることがなくなるため、電動機６に連続定格出力トルクを上回る過大なトルクの出力を許容する必要がない。そこで、このような場合、電動機６への配分トルクに対する制限のモードをアシストモードから通常モードに切り換えることにより、加速要求がないにも関わらず電動機６に配分されるトルクに対する連続定格出力トルクの範囲内への制限が解除されるような事態を確実に回避するようにしている。
【００７０】
また、アシストモードの継続時間がモード継続時間ｔｏに達した場合も、電動機６が短時間定格出力トルクを出力可能な運転時間を超えて、連続定格出力トルクを上回るトルクを電動機６が出力することのないよう、電動機６への配分トルクに対する制限のモードがアシストモードから通常モードに切り換えられる。これにより、連続定格出力を超えるトルクが長時間にわたって電動機６に配分されるのを確実に防止し、電動機６の異常な温度上昇、劣化、或いは破損などの不具合を防止するようにしている。
【００７１】
次の制御周期においてもステップＳ１から処理が再開されるが、前の制御周期のステップＳ１１でフラグＦの値が０とされた場合には、ステップＳ１の判定によりトルク配分部４４が処理をステップＳ２に進める。
前述したように、ステップＳ２でトルク配分部４４は、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にあるか否かを、走行状態判定部４４ｃに判定させる。そして、ハイブリッド電気自動車１が上記適合状態にあると、ステップＳ２において走行状態判定部４４ｃが判定した場合、トルク配分部４４はステップＳ３に処理を進める。
【００７２】
アクセルペダル３２の踏込量θａｃが基準踏込量θｏ以上であると共に、踏込量θａｃの変化率Ｒａｃが基準変化率Ｒｏ以上であり、変速機８で選択されている変速段が４速以上である場合の処理は前述したとおりである。即ち、このような場合、トルク配分部４４はステップＳ６において、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値を１とする。トルク制限部４４ｂは、こうしてフラグＦの値が１とされたことによりアシストモードを選択する。
【００７３】
一方、アクセルペダル３２の踏込量θａｃが基準踏込量θｏに達していない場合、ステップＳ３における走行状態判定部４４ｃの判定により、トルク配分部４４はその制御周期を終了する。また、踏込量θａｃの変化率Ｒａｃが基準変化率Ｒｏに達していない場合にも、ステップＳ４における走行状態判定部４４ｃの判定により、トルク配分部４４はその制御周期を終了する。更に、変速機８で選択中の変速段が３速以下の場合にも、ステップＳ５における走行状態判定部４４ｃの判定により、トルク配分部４４はその制御周期を終了する。
【００７４】
即ち、ステップＳ３において、ハイブリッド電気自動車１が前述の加速要求状態にないと走行状態判定部４４ｃが判定した場合や、ステップＳ４において、選択中の変速段が３速以下であって、エンジン回転数及び電動機回転数が高回転域となる可能性があると走行状態判定部４４ｃが判定した場合には、ステップＳ６の処理によるアシストモードの選択が行われずに、その制御周期が終了することになる。この場合、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値は０のままなので、次の制御周期でも処理はステップＳ１からステップＳ２に進められる。
従って、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードに対する適合状態にあるときに、ハイブリッド電気自動車１が前述の加速要求状態にない場合や、ハイブリッド電気自動車１が加速要求状態にあっても、選択中の変速段が３速以下である場合には、トルク制限部４４ｂが通常モードを選択することになる。
【００７５】
次に、走行状態判定部４４ｃがステップＳ２において、アシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にハイブリッド電気自動車１がないと判定した場合の処理について説明する。前述したように、ステップＳ２では、アシストモードが適用される運転状態をある程度絞り込むために、ハイブリッド電気自動車１が所定の適合状態にあるか否かの判定を行っている。しかしながら、ハイブリッド電気自動車１が上記適合状態にない場合であっても、アシストモードを適用するのが好ましい場合がある。そこで、このような状況に対応するため、トルク配分部４４はステップＳ２でハイブリッド電気自動車１が上記適合状態にないと判定した後の処理を行う。
【００７６】
走行状態判定部４４ｃにより、ステップＳ２においてハイブリッド電気自動車１がアシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にないと判定されると、トルク配分部４４は処理をステップＳ８に進める。
ステップＳ８においてトルク配分部４４は、変速制御部４６からの情報に基づき、変速機８に対してシフトダウンの要求が発せられているか否かを、走行状態判定部４４ｃに判定させる。そして、変速機８に対してシフトダウンの要求が発せられている場合には、ステップＳ８の判定によりトルク配分部４４が処理をステップＳ９に進め、変速機８におけるシフトダウンを中止して現在選択中の変速段を引き続き選択するよう、トルク制限部４４ｂを介して変速制御部４６に指示する。変速制御部４６は、この指示を受けてシフトダウンを中止し、現在選択中の変速段を引き続き選択する。
【００７７】
この後、トルク配分部４４はステップＳ９からステップＳ４に処理を進めるが、ステップＳ４の処理内容は前述したとおりである。
即ち、アクセルペダル３２の踏込量θａｃの変化率Ｒａｃが基準変化率Ｒｏ以上であると共に、変速機８で選択されている変速段が４速以上の場合には、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグの値がステップＳ６において１とされることによりアシストモードが選択される。一方、踏込量θａｃの変化率Ｒａｃが基準変化率Ｒｏに達していない場合、或いは変速機８で選択されている変速段が３速以下の場合には、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値が０のままでその制御周期が終了するので、通常モードが選択された状態が継続する。
【００７８】
このように、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にない場合であっても、変速機８のシフトダウンが行われようとしているときに、運転者が急加速を要求している場合には、シフトダウンを行わう代わりに、電動機６から連続定格出力トルクを超えるトルクを出力可能とすることにより、要求された加速を実現するようにしている。このようにすることで、シフトダウンによるエンジン回転数の上昇に伴う燃料消費量の増大をなくしてエンジン２の燃費を改善すると共に、電動機６のトルクによるスムーズな加速が得られるようにしている。なお、この場合にステップＳ５で選択中の変速段が４速以上であると判定する理由は前述したとおりであって、これにより電動機６がトルクを出力可能な回転数領域を超えて電動機回転数が上昇するのを回避している。
【００７９】
このようにステップＳ８からステップＳ９、Ｓ４及びＳ５の処理を経てフラグＦの値が１とされることによりアシストモードが選択された場合も、次の制御周期においてはトルク配分部４４が処理をステップＳ１からステップＳ１０に進める。従って、アクセルペダル３２の踏込量θａｃの変化量Δθａｃが基準変化量Δθｏ未満の状態が継続し、タイマＴａのカウント時間ｔａがモード継続時間ｔｏに達していない場合には、アシストモードの選択が継続する。
一方、運転者が加速を要求しなくなり、所定時間内にアクセルペダル３２の踏み込みが所定量（Δθｏ）以上戻された場合、或いはアクセルペダル３２の踏込量θａｃの変化量Δθａｃが基準変化量Δθｏ未満の状態が継続していても、タイマＴａのカウント時間ｔａがモード継続時間ｔｏに達した場合には、トルク配分部４４がステップＳ１１に処理を進め、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値を０とする。こうしてフラグＦの値が０とされることにより、トルク制限部４４ｂはアシストモードに代えて通常モードを選択する。
【００８０】
なお、上述のようにステップＳ８及びＳ９の処理を経てステップＳ６でフラグＦの値が１とされることによりアシストモードが選択された場合、図３のフローチャートには記載されていないが、上述のようにしてトルク配分部４４がステップＳ１１に処理を進めてフラグＦの値を０とする際に、ステップＳ９でトルク制限部４４ｂを介して発せられた変速段の保持指令を解除するのが好ましい。
また、ステップＳ８及びＳ９の処理を経てステップＳ４に進んだ場合に、上述のようにステップＳ４またはＳ５の判定によって、フラグＦの値を１に変更することなく、その制御周期を終了するときにも、図３のフローチャートには記載されていないが、ステップＳ９でトルク制限部４４ｂを介して発せられた変速段の保持指令を解除するのが好ましい。
【００８１】
次に、上述のようにして処理がステップＳ８に進められたときに、変速制御部４６からの情報に基づき、変速機８に対してシフトダウンの要求が発せられていないと走行状態判定部４４ｃが判定した場合、トルク配分部４４はステップＳ５に処理を進める。
ステップＳ５でトルク配分部４４は、前述したように、変速機８において現在選択されている変速段が４速以上であるか否かを、走行状態判定部４４ｃに判定させる。そして、変速機８で選択中の変速段が４速以上である場合、トルク配分部４４はステップＳ６において、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグの値を１とする。こうしてフラグＦの値が１とされることにより、トルク制限部４４ｂはアシストモードを選択する。一方、変速機８で選択中の変速段が３速以下の場合には、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値が０のままでその制御周期が終了するので、通常モードが選択された状態が継続する。
【００８２】
ステップＳ８に処理が進むのは、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にないとステップＳ２で判定された場合であって、このような場合にはハイブリッド電気自動車１の走行速度が４０ｋｍ／ｈ未満であるか、エンジン回転数が２５００ｒｐｍを超過した状態にある。このような状態で４速以上の変速段が選択される可能性は低いが、このような状態にあっても４速以上の変速段が選択されている場合には、４０ｋｍ／ｈ未満の走行速度に対応して変速機８のシフトダウンが行われる可能性がある。
【００８３】
そこで、このような状況下で、現時点ではシフトダウンの要求がなされていない場合でも、４速以上の変速段が選択されている場合には、アシストモードを選択して電動機６から連続定格出力トルクを超えるトルクを出力可能とすることにより、シフトダウンを行わずに必要なトルクを確保できるようにしている。このようにすることで、シフトダウンによるエンジン回転数の上昇に伴う燃料消費量の増大をなくしてエンジン２の燃費を改善するようにしている。
【００８４】
以上のようにして、トルク配分部４４がトルク制限部４４ｂ及び走行状態判定部４４ｃを用いてアシストモード切換制御を実行することにより、変速機８で４速以上の変速段を選択して走行しているときに、幹線道路への合流や追い越しなどで運転者がハイブリッド電気自動車１を加速しようとしてアクセルペダル３２を大きく踏み込むと、アシストモードが選択されることにより、電動機６から連続定格出力トルクを超えるトルクが出力可能となる。これにより、運転者の加速要求に対応して増大するトルクを電動機６で賄うことが可能となり、エンジン２の出力トルク増大に伴う燃料消費量増大に起因した燃費の悪化を防止することができる。
【００８５】
また、このとき、電動機６の出力トルクが増大することによって、加速要求に対応したトルクを確保することが可能となるので、加速に必要な駆動力を確保するための変速段８のシフトダウンが不要となり、電動機６を主体とした加速と相俟って、ハイブリッド電気自動車１のスムーズな加速が可能となる。
更に、アシストモードが選択されているときには、電動機６に配分されるトルクを電動機６の短時間定格出力トルクの範囲内に制限するので、過剰なトルクが電動機６に配分されるのを確実に防止することができる。この結果、電動機６による過剰なトルクの発生に起因した電動機６の異常な温度上昇、劣化、或いは破損などの不具合を防止することができる。
【００８６】
また、アシストモードが選択されてもモード継続時間ｔｏが経過すると、トルク制限部４４ｂはアシストモードを終了して通常モードを選択することにより、電動機６に配分されるトルクが再び連続定格出力トルクの範囲内に制限されるようになるので、連続定格出力を超えるトルクが長時間にわたって電動機６に配分されるのを確実に防止し、電動機６の異常な温度上昇、劣化、或いは破損などの不具合を防止することができる。
【００８７】
以上で本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、アシストモード切換制御では、図３に示すフローチャートのステップＳ２において、走行状態判定部４４ｃにより、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にあるか否かを判定するようにした。この判定はアシストモードが適用される運転状態をある程度絞り込むために行うものであることから、電動機６の仕様などに応じ、適用される運転状態の範囲を拡大したり限定したりすることが可能である。従って、上記適合状態を定める走行速度やエンジン回転数などの条件については上記実施形態のものに限定されるものではなく、様々に変更が可能である。
【００８８】
また、上記実施形態では、変速機８で選択中の変速段が４速以上である場合に限り、アシストモードが選択されるようにした。これは、３速以下の変速段が選択されている場合に、電動機６がトルクを出力可能な回転数領域を超えて電動機回転数が上昇する可能性があるので、これを避けるために行うものである。従って、電動機６や変速機８の仕様などに応じ、アシストモードを選択可能な変速段を変更することが可能である。
【００８９】
また、上記実施形態では、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にない場合であっても、変速機８にシフトダウンの要求がなされている場合や、変速機８で選択中の変速段が４速以上である場合にアシストモードを選択可能とした。しかしながら、ハイブリッド電気自動車１が上記適合状態にない場合については、常に通常モードが選択されるようにしても良い。或いは、ハイブリッド電気自動車１が上記適合状態にない場合、変速機８にシフトダウンの要求がなされているときにはアシストモードを選択可能とする一方、変速機８で選択中の変速段が４速以上である場合には通常モードが選択されるようにしても良い。
【００９０】
なお、上記実施形態では、エンジン２をディーゼルエンジンとすると共に、変速機８を５速及び６速をオーバドライブとする前進６段の自動変速機とした。しかしながら、これらエンジン２及び変速機８の形式については、これに限定されるものではなく、様々な形式のものを適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１ ハイブリッド電気自動車
２ エンジン
６ 電動機
２６ エンジンＥＣＵ（エンジン制御手段）
２８ インバータＥＣＵ（電動機制御手段）
４４ トルク配分部（トルク配分手段）
４４ａ トルク設定部
４４ｂ トルク制限部（トルク制限手段）
４４ｃ 走行状態判定部（加速要求判定手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用の動力源としてエンジンと電動機とが搭載されたハイブリッド電気自動車において、運転者の要求トルクをエンジンと電動機とに配分してエンジン及び電動機を制御するためのハイブリッド電気自動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンと電動機とを車両に搭載し、エンジンの駆動力と電動機の駆動力とをそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能としたハイブリッド電気自動車が開発され実用化されている。このハイブリッド電気自動車では、アクセルペダルの操作量などに基づき運転者の要求トルクが求められ、求められた要求トルクが、ハイブリッド電気自動車の運転状態などに応じて電動機とエンジンとに配分される。
【０００３】
このようなハイブリッド電気自動車において、例えば側道から幹線道路への進入時や追い越し車線への車線変更時などで急加速しようとした場合、キックダウン制御により変速機の変速段を低速側にシフトダウンすることにより、急加速に必要な駆動力を駆動輪に伝達させて急加速の要求に応えるようにしている。
また、このようなキックダウン制御による駆動力の確保に代えて、急加速の要求があったときに、通常時の要求トルク設定用マップを、より一層大きい要求トルクが設定される大トルク設定マップに切り換えるようにしたハイブリッド電気自動車の制御装置が特許文献１によって提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−０９４６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
急加速の要求があったときに、キックダウン制御によって変速段をシフトダウンするようにした場合、変速段のシフトダウンに伴ってエンジン回転数が上昇することにため、エンジンの燃料消費量が増大する。この結果、エンジンの燃費が悪化するという問題が生じる。
また、このような問題を回避するため、変速段をシフトダウンすることなく急加速の要求に対応しようとしても、急加速の要求に対して十分な加速性能が得られないという問題が生じる。更に、この場合にも急加速の要求に対応して可能な範囲で要求トルクを増大させると、増大した要求トルクがエンジン及び電動機に配分されるので、エンジンの燃料消費量が増大し、燃費が悪化することになる。
【０００６】
また、特許文献１の制御装置においては、より大きい要求トルクを設定可能な大トルク設定マップに切り換えるようにしているので、急加速の要求に対応した加速性能を得ることができるものの、要求トルクの増大に伴ってエンジンへの配分トルクも増大するので、エンジンの燃料消費量が増大し、燃費が悪化することになる。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加速時の燃費を改善しつつ良好な加速性能を確保可能なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、走行用の動力源として搭載されたエンジンと、走行用の動力源として搭載された電動機と、運転者の要求トルクを上記エンジンと上記電動機とに配分するトルク配分手段と、上記トルク配分手段によって上記エンジンに配分されたトルクに基づき上記エンジンを制御するエンジン制御手段と、上記トルク配分手段によって上記電動機に配分されたトルクに基づき上記電動機を制御する電動機制御手段とを備えたハイブリッド電気自動車の制御装置であって、上記トルク配分手段は、上記運転者が所定の加速要求を行っている加速要求状態に上記ハイブリッド電気自動車があるか否かを判定する加速要求判定手段と、上記ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にないと上記加速要求判定手段が判定したときには、上記電動機に配分されるトルクを上記電動機の連続定格出力トルクの範囲内に制限する一方、上記ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にあると上記加速要求判定手段が判定したときには、上記電動機に配分されるトルクに対する上記連続定格出力トルクの範囲内への制限を解除するトルク制限手段とを備えることを特徴とする（請求項１）。
【０００８】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、トルク配分手段が運転者の要求トルクを走行用の動力源であるエンジンと電動機とに配分し、配分されたトルクに基づき、エンジン制御手段及び電動機制御手段がエンジン及び電動機をそれぞれ制御する。そして、運転者が所定の加速要求を行っている加速要求状態にハイブリッド電気自動車がない場合、電動機に配分されるトルクが、トルク制限手段によって電動機の連続定格出力トルクの範囲内に制限される。一方、ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にある場合、トルク制限手段による上記制限が解除されることにより、電動機の連続定格出力トルクを超えるトルクを電動機に配分して出力させることが可能となる。
【０００９】
また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記トルク制限手段は、上記加速要求状態にあると上記加速要求判定手段が判定したときには上記制限を解除し、上記電動機に配分されるトルクを上記電動機の短時間定格出力トルクの範囲内に制限することを特徴とする（請求項２）。
【００１０】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にあって、電動機への配分トルクに対する連続定格出力トルクの範囲内への制限を解除すると、トルク制限手段は電動機に配分されるトルクを電動機の短時間定格出力トルクの範囲内に制限する。
これにより、電動機の連続定格出力トルクを超えるトルクを電動機に配分可能となると共に、電動機に配分されるトルクを電動機の短時間定格出力トルクの範囲内に制限して、過剰なトルクが電動機に配分されるのを確実に防止する。
【００１１】
また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記トルク制限手段は、上記加速要求状態にあると上記加速要求判定手段が判定して上記制限を解除した後、所定時間が経過すると、再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限することを特徴とする（請求項３）。
【００１２】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にあって、トルク制限手段が電動機への配分トルクに対する連続定格出力トルクの範囲内への制限を解除しても、所定時間が経過すると、トルク制限手段は再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限する。
【００１３】
このようなハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記トルク制限手段は、上記所定時間の経過後に再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限する際には、上記電動機に配分されるトルクの上限値を上記連続定格出力トルクまで漸減させて、上記連続定格出力トルクの範囲内への制限に移行することを特徴とする（請求項４）。
【００１４】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、一旦電動機の連続定格出力トルクの範囲内への上記制限を解除し、所定時間が経過して再び電動機に配分されるトルクを連続定格出力トルクの範囲内に制限する際には、電動機に配分されるトルクの上限値を上記連続定格出力トルクまで漸減させることにより、連続定格出力トルクの範囲内への制限に移行する。
【００１５】
また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記トルク制限手段は、上記制限を解除した後、所定時間が経過する前に上記運転者が加速を要求していないと上記加速要求判定手段が判定すると、再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限することを特徴とする（請求項５）。
【００１６】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にあって、トルク制限手段が電動機の短時間定格出力トルクの範囲内への上記制限を解除した後、所定時間が経過する前であっても、運転者が加速を要求しなくなると、トルク制限手段は再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、ハイブリッド電気自動車が所定の加速要求状態にある場合、電動機に配分されるトルクに対する連続定格出力トルクの範囲内への制限が解除されることにより、電動機の連続定格出力トルクを超えるトルクが電動機に配分可能となる。このため、従来は加速要求に対応してエンジン側にも配分していたトルクを電動機で賄うことが可能となり、エンジンの出力トルク増大に伴う燃料消費量の増大に起因した燃費の悪化を防止することができる。
また、電動機の出力トルクが増大することによって加速要求に対応したトルクを確保可能となり、駆動力確保のための変速段のシフトダウンが不要となるので、電動機を主体とした加速と相俟って、ハイブリッド電気自動車のスムーズな加速が可能となる。
【００１８】
また、請求項２のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にあるときには、電動機の連続定格出力トルクを超えるトルクを電動機に配分可能となるが、このとき電動機に配分されるトルクを電動機の短時間定格出力トルクの範囲内に制限するので、過剰なトルクが電動機に配分されるのを確実に防止することが可能となる。この結果、過剰なトルクの発生に起因した電動機の異常な温度上昇、劣化、破損などの不具合を確実に防止することができる。
【００１９】
また、請求項３のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にあって、電動機への配分トルクに対する連続定格出力トルクの範囲内への制限を解除しても、所定時間が経過すると、トルク制限手段は再び電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限する。これにより、連続定格出力を超えるトルクが長時間にわたって電動機に配分されるのを確実に防止し、電動機の異常な温度上昇、劣化、破損などの不具合を防止することができる。
【００２０】
また、請求項４のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、所定時間が経過して再び電動機に配分されるトルクを連続定格出力トルクの範囲内に制限する際には、電動機に配分されるトルクの上限値を上記連続定格出力トルクまで漸減させて、連続定格出力トルクの範囲内への制限に移行するようにしたので、所定時間の経過に伴い電動機の出力トルクが突然減少するようなことがなくなり、電動機の出力トルクの急変に起因した運転フィーリングの悪化を防止することができる。
【００２１】
また、請求項５のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、所定時間が経過する前に運転者が加速を要求しなくなると、トルク制限手段は再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限するので、加速要求がないにも関わらず電動機に配分されるトルクに対する制限が解除される事態を確実に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る制御装置が適用されたハイブリッド電気自動車の全体構成図である。
【図２】図１のハイブリッド電気自動車において、車両ＥＣＵが実行するトルク配分制御に対応したブロック図である。
【図３】車両ＥＣＵにおいて、トルク配分部がトルク制限部及び走行状態判定部を用いて実行するアシストモード切換制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置が適用されたハイブリッド電気自動車１の全体構成図である。
ディーゼルエンジンであるエンジン２の出力軸にはクラッチ４の入力軸が連結され、クラッチ４の出力軸は永久磁石式同期電動機（以下電動機という）６の回転軸を介して変速機８の入力軸が連結されている。また、変速機８の出力軸は、プロペラシャフト１０、差動装置１２及び駆動軸１４を介して左の駆動輪１６及び右の駆動輪１８にそれぞれ連結されている。なお、本実施形態において変速機８は、前進６段の自動変速機で構成されており、前進変速段のうち５速及び６速がオーバドライブの変速段となっている。
【００２４】
上記のような構成により、クラッチ４が接続されているときには、エンジン２の出力軸と電動機６の回転軸の両方が、変速機８を介して左右の駆動輪１６，１８と機械的に連結可能となり、クラッチ４が切断されているときには電動機６の回転軸のみが変速機８を介して左右の駆動輪１６，１８と機械的に連結可能となる。
【００２５】
電動機６は、バッテリ２０に蓄えられた直流電力がインバータ２２によって交流電力に変換されて供給されることによりモータとして作動する。電動機６の駆動トルクは、変速機８によって適切な速度に変速された後に左右の駆動輪１６，１８に伝達される。また、ハイブリッド電気自動車１の減速時には、電動機６が発電機として作動し、ハイブリッド電気自動車１の運動エネルギが変速機８を介し電動機６に伝達されて交流電力に変換される。そして、このとき電動機６が発生する回生制動トルクが変速機８を介して左右の駆動輪１６，１８に伝達される。
このように電動機８が発電機として作動することによって得られた交流電力は、インバータ２２によって直流電力に変換された後、バッテリ２０に充電され、ハイブリッド電気自動車１の運動エネルギが電気エネルギとして回収されるようになっている。
【００２６】
一方、エンジン２の駆動トルクは、クラッチ４が接続されているときに電動機６の回転軸を経由して変速機８に伝達され、適切な速度に変速された後に左右の駆動輪１６，１８に伝達されるようになっている。従って、エンジン２の駆動トルクが左右の駆動輪１６，１８に伝達されているときに電動機６がモータとして作動する場合には、エンジン２の駆動トルクと電動機６の駆動トルクとがそれぞれ変速機８を介して左右の駆動輪１６，１８に伝達されることになる。即ち、クラッチ４が接続されているときには、ハイブリッド電気自動車１の駆動のために左右の駆動輪１６，１８に伝達されるべき駆動トルクの一部をエンジン２から供給すると共に、残部を電動機６から供給することが可能となる。
【００２７】
また、バッテリ２０の充電率（以下ＳＯＣという）が低下してバッテリ２０を充電する必要があるときには、電動機６が発電機として作動すると共に、エンジン２の駆動力の一部を用いて電動機６を駆動することにより発電が行われる。こうして発電された交流電力は、インバータ２２によって直流電力に変換された後に、バッテリ２０に充電される。
【００２８】
車両ＥＣＵ２４は、ハイブリッド電気自動車１やエンジン２の運転状態、及びエンジンＥＣＵ（エンジン制御手段）２６、インバータＥＣＵ（電動機制御手段）２８並びにバッテリＥＣＵ３０からの情報などに応じて、クラッチ４の接続及び切断制御及び変速機８の変速段切換制御を行うと共に、これらの制御状態やハイブリッド電気自動車１の発進、加速、減速など様々な運転状態に合わせてエンジン２や電動機６を適切に運転するための統合制御を行う。
そして、このような制御を行うために、車両ＥＣＵ２４にはアクセルペダル３２の踏込量を検出するアクセル開度センサ３４のほか、電動機６の出力軸に装着されて電動機６の回転数を検出する電動機回転数センサ３６、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数センサ３８、及び変速機８の出力軸の回転速度に基づきハイブリッド電気自動車１の走行速度を検出する車速センサ４０などが接続されている。
【００２９】
エンジンＥＣＵ２６は、エンジン２の始動・停止制御やアイドル制御、或いは排ガス浄化装置（図示せず）の再生制御など、エンジン２自体の運転に必要な各種制御を行うと共に、車両ＥＣＵ２４によって設定されたエンジン２に必要とされるトルクをエンジン２が発生するよう、エンジン２の燃料の噴射量や噴射時期などを制御する。
【００３０】
一方、インバータＥＣＵ２８は、車両ＥＣＵ２４によって設定された電動機６が発生すべきトルクに基づきインバータ２２を制御することにより、電動機６をモータ作動または発電機作動させて電動機６の運転を制御する。また、電動機６やインバータ２２の温度を検出する温度センサ（図示せず）からの出力信号を受けて、電動機６の温度を車両ＥＣＵ２４に送るほか、電動機６やインバータ２２の作動状態を監視して、その情報を車両ＥＣＵ２４に送っている。
【００３１】
バッテリＥＣＵ３０は、バッテリ２０の温度や、バッテリ２０の電圧、インバータ２２とバッテリ２０との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ２０のＳＯＣを求めると共に、バッテリ２０の作動状態を監視している。そして、求めたＳＯＣやバッテリ２０の作動状態を上記検出結果と共に車両ＥＣＵ２４に送っている。
このように構成されたハイブリッド電気自動車１において、ハイブリッド電気自動車１を走行させる際に車両ＥＣＵ２４を中心として行われる制御の概要は以下の通りである。
【００３２】
ハイブリッド電気自動車１が走行しているとき、車両ＥＣＵ２４はアクセル開度センサ３４によって検出されたアクセルペダル３２の踏込量と変速機８で選択されている変速段とに基づき、運転者の要求トルクを求める。この要求トルクは、アクセルペダル３２の踏込量に応じて、エンジン２及び電動機６からなるパワートレーンから出力すべき駆動トルクである。車両ＥＣＵ２４は、後述するトルク配分制御を実行することにより、要求トルクをエンジン２と電動機６とに配分し、配分したトルクをエンジンＥＣＵ２６やインバータＥＣＵ２８に指示すると共に、必要に応じて変速機８やクラッチ４を制御する。
【００３３】
エンジンＥＣＵ２６及びインバータＥＣＵ２８は、車両ＥＣＵ２４が配分したトルクの指令を受けてエンジン２及び電動機６をそれぞれ制御する。そして、エンジン２及び電動機６のそれぞれに０（ｋｇ・ｍ）ではないトルクが配分された場合は、エンジン２及び電動機６の出力トルクが変速機８を介して左右の駆動輪１６，１８に伝達される。また、電動機６にトルクが配分されない場合、即ち電動機６に０（ｋｇ・ｍ）のトルクが配分された場合は、電動機６からトルクは発生せず、エンジン２のみによって要求トルクが出力される。一方、電動機６にのみトルクが配分された場合、即ちエンジン２に０（ｋｇ・ｍ）のトルクが配分された場合は、クラッチ４が切断された状態で電動機６により要求トルクの出力が行われる。こうしてパワートレーンから出力されたトルクが変速機８を介して左右の駆動輪１６，１８に伝達され、ハイブリッド電気自動車１が走行する。
【００３４】
なお、上述のようにエンジン２及び電動機６のいずれかにトルクが配分されない場合、これを制御上ではエンジン２または電動機６に０（ｋｇ・ｍ）のトルクが配分されると見なすことができる。そこで、以下のトルク配分の制御に関する説明では、エンジン２及び電動機６にトルクを配分すると述べた場合、エンジン２及び電動機６のいずれかにトルクが配分されない場合も含むものとする。
【００３５】
次に、車両ＥＣＵ２４が要求トルクをエンジン２と電動機６とに配分するために実行するトルク配分制御ついて詳細に説明する。図２は、車両ＥＣＵ２４が実行するトルク配分制御に対応したブロック図である。図２に示すように、車両ＥＣＵ２４はトルク配分制御を実行するため、運転者の要求トルクを求めて設定する要求トルク設定部４２と、要求トルク設定部４２で設定された要求トルクをエンジン２及び電動機６に配分するトルク配分部（トルク配分手段）４４とを備えるほか、上述した変速機８の制御を行うための変速制御部４６を備えている。
【００３６】
要求トルク設定部４２は、アクセル開度センサ３４が検出したアクセルペダル３２の踏込量と、変速機８で選択されている変速段とに基づき、運転者の要求トルクを求める。なお、ここで用いる変速段の情報は、変速機８の制御を行う変速制御部４６から得ている。そして、要求トルク設定部４２で設定された要求トルクはトルク配分部４４に送られる。
【００３７】
トルク配分部４４は、要求トルク設定部４２から送られてきた要求トルクと、電動機回転数センサ３６が検出した電動機６の回転数（以下、電動機回転数という）とに基づき、予め定められているトルク配分ルールを用い、エンジン２及び電動機６にトルクを配分する。このようなトルクの配分により、エンジン２の出力すべきトルクと、電動機６の出力すべきトルクとを設定するため、トルク配分部４４はトルク設定部４４ａを有している。
【００３８】
ここで、電動機６に過剰なトルクが配分されてしまうと、電動機６の異常な温度上昇や劣化、或いは破損などの不具合を招くおそれがあるため、電動機６に配分されるトルクが過剰なトルクとならないように制限する必要がある。そこで、トルク配分部４４は、トルク設定部４４ａによって電動機に配分されるトルクを制限するためのトルク制限部（トルク制限手段）４４ｂを有している。
【００３９】
トルク制限部４４ｂによるトルクの制限は、ハイブリッド電気自動車１の運転者が後述する所定の加速要求を行っている加速要求状態など、ハイブリッド電気自動車１が予め定められている特定運転状態にある場合と、この特定運転状態ではない通常運転状態にある場合とで異なっている。なお本実施形態では、このようなトルクの制限内容の違いに対応し、ハイブリッド電気自動車１が上記通常運転状態にある場合にトルク制限部４４ｂが行うトルク配分の制限を通常モード、ハイブリッド電気自動車１が上記特定運転状態にある場合にトルク制限部４４ｂが行うトルク配分の制限をアシストモードと称している。
以下では、これら通常モード及びアシストモードにおけるトルク配分の制限について詳しく説明する。
【００４０】
電動機６には、連続的に使用されたときに出力可能な最大トルクである連続定格出力トルクと、予め定められた短時間の間で出力可能な最大トルクである短時間定格出力トルクとが仕様により定められている。
そこで、本実施形態においてトルク制限部４４ｂは、ハイブリッド電気自動車１が上記通常運転状態にある場合に、通常モードによるトルク配分の制限を行い、電動機６に配分されるトルクが、電動機６の連続定格出力トルクを超えることがないよう、トルク設定部４４ａが電動機に配分するトルクを電動機６の連続定格出力トルクの範囲内に制限する。
【００４１】
従って、通常モードにおいてトルク設定部４４ａがエンジン２及び電動機６に要求トルクを配分する際には、トルク配分ルールに従い、電動機６の連続定格出力トルクを超えない範囲で、電動機６にトルクを配分すると共に、残りをエンジン２に配分する。
なお、このときトルク配分ルールに従って電動機６に配分されるトルクが０（ｋｇ・ｍ）である場合には、要求トルクの全部がエンジン２に配分される。また、要求トルクが電動機６の連続定格出力トルク以下である場合に、トルク配分ルールに従ってエンジン２に配分されるトルクが０（ｋｇ・ｍ）である場合には、要求トルクの全部が電動機６に配分される。
【００４２】
一方、ハイブリッド電気自動車１が上述した特定運転状態にある場合には、トルク制限部４４ｂがアシストモードによるトルク配分の制限を行い、電動機６への配分トルクに対する連続定格出力トルクの範囲内への制限を解除し、トルク設定部４４ａが電動機に配分するトルクを電動機６の短時間定格出力トルクの範囲内に制限する。従って、アシストモードにおいてトルク設定部４４ａがエンジン２及び電動機６に要求トルクを配分する際には、トルク配分ルールに従い、電動機６の短時間定格出力トルクを超えない範囲で、電動機６にトルクを配分すると共に、残りをエンジン２に配分する。
【００４３】
アシストモードの場合、エンジン２に配分されるトルクについては、原則としてアシストモードに移行する前に通常モードでエンジン２に配分されていたトルクに保持され、加速要求によって増大したトルク分を含む残りのトルクが、電動機６の短時間定格出力トルクを超えない範囲で電動機６に配分されるようになっている。電動機６に配分されるトルクへの制限については、設定された要求トルクから電動機６に配分されたトルクそのものを電動機６の短時間定格出力トルクを超えない範囲に制限するようにしても良いし、電動機６に配分されるトルクが常に短時間定格出力トルクを超えることのないように要求トルクの設定を制限することで、結果的に電動機６への配分トルクを電動機６の短時間定格出力トルクを超えない範囲に制限するようにしても良い。
なお、アシストモードでは、このようなトルクの配分方法に代えて、要求トルクから電動機６の短時間定格出力トルクを超えない範囲でまず電動機６にトルクを配分し、電動機６に配分されたトルクだけでは要求トルクに不足する場合に、不足分をエンジン２に配分するようにしても良い。
【００４４】
このように、アシストモードではトルク設定部４４ａが電動機６に配分するトルクを電動機６の短時間定格出力トルクの範囲内に制限することにより、電動機６の連続定格出力トルクを超えるトルクを電動機６から出力させることが可能となる。従って、例えばハイブリッド電気自動車１が上記加速要求状態にある場合には、電動機６から電動機６の連続定格出力トルクを超えるトルクを得ることにより、運転者の加速要求に対応したトルクの増大分を電動機６で賄うことが可能となる。
【００４５】
この結果、エンジン２に配分されるトルクの増大に伴うエンジン２の燃料消費量増大に起因した燃費の悪化を防止することができる。
また、電動機６の出力トルクを増大させることによって、加速要求に対応したトルクを確保することが可能となるので、加速に必要な駆動力を確保するための変速段８のシフトダウンが不要となり、電動機６を主体とした加速と相俟って、ハイブリッド電気自動車１のスムーズな加速が可能となる。
【００４６】
このようにアシストモードでは、電動機６の連続定格出力トルクを超えるトルクが電動機６から出力されることになるが、アシストモードが長時間継続すると、電動機６が短時間定格出力トルクを出力可能な上限運転時間を超過する可能性がある。そこで、トルク配分部４４は、アシストモードが適切に選択されるようにするため、アシストモード切換制御を実行する。そして、このアシストモード切換制御を行うため、トルク配分部４４は、トルク制限部４４ｂに加え、ハイブリッド電気自動車１が上記加速要求状態を含む上記特定運転状態にあるか否かを判定する走行状態判定部（加速要求判定手段）４４ｃを有している。
【００４７】
以下では、トルク配分部４４がこれらトルク制限部４４ｂ及び走行状態判定部４４ｃを用いて実行するアシストモード切換制御について詳細に説明する。図３は、トルク配分部４４がトルク制限部４４ｂ及び走行状態判定部４４ｃを用いて実行するアシストモード切換制御のフローチャートである。ハイブリッド電気自動車１の図示しないキースイッチが投入されると、トルク配分部４４は図３のフローチャートに従って所定の制御周期でアシストモード切換制御を実行する。
【００４８】
アシストモード切換制御を開始すると、トルク配分部４４はステップＳ１において、トルク制限部４４ｂに記憶しているフラグＦの値を判定する。フラグＦの値は、アシストモードが選択されているときに１となり、アシストモードが選択されない通常モードのときに０となるようになっている。電動機６への配分トルクの制限については通常モードが初期設定されており、フラグＦの初期値は０となっているので、トルク配分部４４はステップＳ１の判定によって処理をステップＳ２に進める。
【００４９】
ステップＳ２においてトルク配分部４４は、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にあるか否かを走行状態判定部４４ｃに判定させる。本実施形態の場合、車速センサ４０によって検出されたハイブリッド電気自動車１の走行速度が所定速度（例えば４０ｋｍ／ｈ）以上であると共に、エンジン回転数センサ３８によって検出されたエンジン２の回転数（以下、エンジン回転数とする）が所定回転数（例えば２５００ｒｐｍ）以下であるときに、ハイブリッド電気自動車１が上記適合状態にあると判定するようにしている。
【００５０】
このような適合状態の判定を行うのは、次のような理由によるものである。上述したように、アシストモードでは電動機６の連続定格出力トルクを超えるトルクを電動機６に配分可能とするが、このような状態が頻発することは、例えアシストモードの継続時間を適切に調整しても、電動機６にとっては好ましいものではない。そこで、本実施形態ではアシストモードが選択される運転状態を絞り込み、主として側道から幹線道路への合流時や追い越し時の加速時などのように、ある程度速度が上昇した走行状態にある場合にアシストモードが適用されるようにしている。
【００５１】
このような走行状態の絞り込みを行うため、ステップＳ２でトルク配分部４４は、ハイブリッド電気自動車１の走行速度が所定速度（例えば４０ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを走行状態判定部４４ｃに判定させている。また、高回転域では電動機６からトルクを出力させることができないため、ステップＳ２でトルク配分部４４は、エンジン回転数が所定回転数以下であるか否かいついても走行状態判定部４４ｃに判定させている。
【００５２】
走行速度が所定速度以上であると共にエンジン回転数が所定回転以下であって、ハイブリッド電気自動車１が上記適合状態にあると、ステップＳ２において走行状態判定部４４ｃが判定した場合、トルク配分部４４は処理をステップＳ３に進める。
ステップＳ３乃至Ｓ５の処理は、トルク配分部４４が走行状態判定部４４ｃを用いて行う処理であり、ステップＳ３においてトルク配分部４４は、アクセル開度センサ３４によって検出されたアクセルペダル３２の踏込量θａｃが所定の基準踏込量θｏ以上であるか否かを走行状態判定部４４ｃに判定させる。このステップＳ３の処理は、走行状態判定部４４ｃにより運転者の加速要求が大きいか否かを判定するものである。そして、踏込量θａｃが基準踏込量θｏ以上であって、運転者の加速要求が大きいと走行状態判定部４４ｃが判定すると、トルク配分部４４は処理をステップＳ４に進める。
【００５３】
ステップＳ４においてトルク配分部４４は、アクセル開度センサ３４によって検出されたアクセルペダル３２の踏込量θａｃに基づいて求めた踏込量θａｃの変化率Ｒａｃが基準変化率Ｒｏ以上であるか否かを、走行状態判定部４４ｃに判定させる。
ステップＳ４の処理は、運転者によるアクセルペダル３４の踏み込みが急であるか否かを判定するものであり、ここで用いられる基準変化率Ｒｏは、例えば２％／ｍｓに設定される。即ち、本実施形態では、変化率Ｒａｃが２％／ｍｓ以上のときに、運転者によるアクセルペダル３４の踏み込みが急であると判定する。なお、変化率Ｒａｃは、踏込量θａｃが増大方向、即ちアクセルペダル３２がより踏み込まれる状態にあるときに正の値となる。
【００５４】
従って、走行状態判定部４４ｃは、ステップＳ３及びＳ４の処理により、運転者が急加速を要求している状態、即ち所定の加速要求状態にハイブリッド電気自動車１があるか否かを判定している。そして、ステップＳ３及びＳ４の処理により、ハイブリッド電気自動車１が所定の加速要求状態にあると走行状態判定部４４ｃが判定すると、トルク配分部４４は処理をステップＳ５に進め、変速制御部４６からの情報に基づき、変速機８において現在選択されている変速段が４速以上であるか否かを、走行状態判定部４４ｃに判定させる。
【００５５】
前述のステップＳ２において、ハイブリッド電気自動車１の走行速度が４０ｋｍ／ｈ以上であって、エンジン回転数が２５００ｒｐｍ以下であると判定しているので、ほとんどの場合は選択されている変速段が４速となる。しかし、このステップＳ５において選択されている変速段が４速であることを確認することにより、エンジン回転数及び電動機回転数が高回転域となることがないことを再確認している。そして、選択されている変速段が４速以上であると走行状態判定部４４ｃがステップＳ５で判定すると、トルク配分部４４はステップＳ６に処理を進める。
【００５６】
ステップＳ６においてトルク配分部４４は、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値を１とする。こうしてフラグＦの値が１とされることにより、トルク制限部４４ｂは、電動機６への配分トルクに対する制限のモードを通常モードからアシストモードに切り換える。更に、次のステップＳ７でトルク配分部４４は、アシストモードの継続時間をカウントするためにトルク制限部４４ｂに設けられているタイマＴａのカウントを開始させ、その制御周期を終了する。
【００５７】
従って、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードに対する適合状態にあるときに、アクセルペダル３２の踏込量θａｃが基準踏込量θｏ以上であると共に、踏込量θａｃの変化率Ｒａｃが基準変化率Ｒｏ以上であって、変速機８で選択されている変速段が４速以上であると走行状態判定部４４ｃが判定したときに、トルク制限部４４ｂがアシストモードを選択することになる。
即ち、前述したように、運転者が所定の加速要求を行っている加速要求状態にハイブリッド電気自動車１があると走行状態判定部４４ｃが判定し、変速機８で選択されている変速段が４速以上であると、トルク制限部４４ｂはアシストモードを選択する。
【００５８】
なお、選択されている変速段が４速以上であると判定するのは、上述したように、エンジン回転数及び電動機回転数が高回転域となることがないことを確認するためである。即ち、変速機８で３速以下の変速段が選択されている場合には、電動機６がトルクを出力可能な回転数領域を超えて電動機回転数が上昇する可能性があるので、これを避けるため、選択されている変速段が４速以上であることを確認しているのである。
【００５９】
このようにして、ハイブリッド電気自動車１が加速要求状態にあるときにアシストモードが選択されることにより、前述したように電動機６に配分されるトルクに対する連続定格出力トルクの範囲内への制限が解除され、電動機６から短時間定格出力トルクの範囲内で連続定格出力トルクを超えるトルクを出力させることが可能となる。
【００６０】
トルク制限部４４ｂによるこのようなトルク配分に対する制限の変更に対応し、トルク設定部４４ａは要求トルク設定部４２が設定した要求トルクから、前述したようにして短時間定格出力トルクの範囲内で電動機６にトルクを配分すると共に、残りのトルクをエンジン２に配分する。
こうしてトルク設定部４４ａによってエンジン２及び電動機６に配分されたトルクは、前述したようにそれぞれエンジンＥＣＵ２６及びインバータＥＣＵ２８に指示される。そして、エンジンＥＣＵ２６及びインバータＥＣＵ２８は、トルク設定部４４ａによって配分され指示されたトルクに基づきエンジン２及び電動機６をそれぞれ制御する。
【００６１】
このように、ハイブリッド電気自動車１が加速要求状態にあるときに、電動機６の連続定格出力トルクを超えるトルクを電動機６から得ることができるので、この加速要求に対応して増大するトルクを電動機６で賄うことが可能となる。この結果、エンジン２への配分トルクの増大に伴う燃料消費量増大に起因した燃費の悪化を防止することができる。
また、電動機６の出力トルクが増大することによって加速要求に対応したトルクを確保可能となり、駆動力確保のための変速段８のシフトダウンが不要となるので、電動機６を主体とした加速と相俟って、ハイブリッド電気自動車１のスムーズな加速が可能となる。
更に、アシストモードが選択されているときには、電動機６に配分されるトルクを電動機６の短時間定格出力トルクの範囲内に制限するので、過剰なトルクが電動機６に配分されるのを確実に防止することができる。この結果、電動機６による過剰なトルクの発生に起因した電動機６の異常な温度上昇、劣化、或いは破損などの不具合を防止することができる。
【００６２】
次の制御周期に移行すると、トルク配分部４４は再びステップＳ１から処理を開始し、前述したように、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値をステップＳ１において判定する。フラグＦの値は、前回の制御周期におけるステップＳ７の処理により１に変更されているので、ステップＳ１における判定によってトルク配分部４４はステップＳ１０に処理を進める。
【００６３】
ステップＳ１０でトルク配分部４４は、アクセルペダル３２の踏込量θａｃの変化量Δθａｃが基準変化量Δθｏ以上であるか否かを、走行状態判定部４４ｃに判定させる。変化量Δθａｃは、所定時間（例えば１秒）前にアクセル開度センサ３４が検出したアクセルペダル３２の踏込量から、現時点でアクセル開度センサ３４が検出したアクセルペダル３２の踏込量を減じたものである。従って、ステップＳ１０で走行状態判定部４４ｃは、所定時間内にアクセルペダル３２の踏み込みが所定量（Δθｏ）以上戻されたか否かを判定しており、これにより運転者に加速を要求しなくなったか否かを判定する。そして、変化量Δθａｃが基準変化量Δθｏ未満であって、運転者には加速を中止する意志がないと走行状態判定部４４ｃが判定した場合、トルク配分部４４は処理をステップＳ１３に進める。
【００６４】
ステップＳ１３に処理が進むと、トルク配分部４４は、トルク制限部４４ｂが有するタイマＴａのカウント時間ｔａがモード継続時間ｔｏ以上となったか否かを判定する。このモード継続時間ｔｏは、アシストモードの継続時間であって、短時間定格出力トルクを電動機６から出力させることが可能な運転時間（例えば１０秒間）に基づき、ある程度の余裕を考慮して、この運転時間より短めの時間（例えば５秒間）に設定されている。
タイマＴａのカウント時間ｔａがモード継続時間ｔｏに達していない場合、トルク配分部４４はステップＳ１３の判定によってその制御周期を終了し、次の制御周期で再びステップＳ１から処理を開始する。
【００６５】
この場合、フラグＦの値は依然として１のままであるので、トルク配分部４４は処理をステップＳ１からステップＳ１０に進める。従って、アクセルペダル３２の踏込量θａｃの変化量Δθａｃが基準変化量Δθｏ未満であって、タイマＴａのカウント時間ｔａがモード継続時間ｔｏに達していない場合、即ち運転者には加速を中止する意志がなく、アシストモードの継続時間がモード継続時間ｔｏに達していない状態である限り、トルク制限部４４ｂにおけるフラグＦの値は１に保持されアシストモードが選択される。
【００６６】
一方、運転者が加速を要求しなくなり、所定時間内にアクセルペダル３２の踏み込みが所定量（Δθｏ）以上戻された場合、ステップＳ１０における走行状態判定部４４ｃの判定により、トルク配分部４４が処理をステップＳ１１に進める。また、運転者に加速を中止する意志がなく、アクセルペダル３２の踏込量θａｃの変化量Δθａｃが基準変化量Δθｏ未満の状態が継続していても、タイマＴａのカウント時間ｔａがモード継続時間ｔｏに達した場合には、ステップＳ１３の判定により、同じくトルク配分部４４が処理をステップＳ１１に進める。
【００６７】
ステップＳ１１においてトルク配分部４４は、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値を０に変更し、処理をステップＳ１２に進める。フラグＦの値が０とされることにより、トルク制限部４４ｂは電動機６への配分トルクに対する制限のモードをアシストモードから通常モードに切り換える。こうしてアシストモードが終了するので、ステップＳ１２でトルク配分部４４は、トルク制限部４４ｂのタイマＴａのカウントを停止させ、これをリセットした後、その制御周期を終了する。
通常モードを選択すると、トルク制限部４４ｂは、電動機６に配分されるトルクが電動機６の連続定格出力トルクを超えることがないよう、トルク設定部４４ａが電動機に配分するトルクを電動機６の連続定格出力トルクの範囲内に制限する。
【００６８】
なお、ステップＳ１１においてフラグＦの値が０とされて、電動機６への配分トルクに対する制限のモードを通常モードに切り換えると、トルク制限部４４ｂは、電動機６への配分トルクに対する制限を直ちに短時間定格出力トルクから連続定格出力トルクに切り換えるのではなく、短時間定格出力トルクで電動機６を運転可能な時間の範囲内で、短時間定格出力トルクから電動機６への配分トルクに対する制限値を漸減させて連続定格出力トルクに近付けていく。これにより、制限のモードの切り換えに伴って電動機６の出力トルクが突然減少するようなことがなくなり、電動機６の出力トルクの急変に伴う運転フィーリングの悪化を防止することができる。
【００６９】
このように、運転者が加速を要求しなくなった場合、及びアシストモードの継続時間がモード継続時間ｔｏに達した場合には、アシストモードが終了され、通常モードが選択されることになる。
即ち、運転者が加速を要求しない場合には、加速に必要となる大きな要求トルクが設定されることがなくなるため、電動機６に連続定格出力トルクを上回る過大なトルクの出力を許容する必要がない。そこで、このような場合、電動機６への配分トルクに対する制限のモードをアシストモードから通常モードに切り換えることにより、加速要求がないにも関わらず電動機６に配分されるトルクに対する連続定格出力トルクの範囲内への制限が解除されるような事態を確実に回避するようにしている。
【００７０】
また、アシストモードの継続時間がモード継続時間ｔｏに達した場合も、電動機６が短時間定格出力トルクを出力可能な運転時間を超えて、連続定格出力トルクを上回るトルクを電動機６が出力することのないよう、電動機６への配分トルクに対する制限のモードがアシストモードから通常モードに切り換えられる。これにより、連続定格出力を超えるトルクが長時間にわたって電動機６に配分されるのを確実に防止し、電動機６の異常な温度上昇、劣化、或いは破損などの不具合を防止するようにしている。
【００７１】
次の制御周期においてもステップＳ１から処理が再開されるが、前の制御周期のステップＳ１１でフラグＦの値が０とされた場合には、ステップＳ１の判定によりトルク配分部４４が処理をステップＳ２に進める。
前述したように、ステップＳ２でトルク配分部４４は、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にあるか否かを、走行状態判定部４４ｃに判定させる。そして、ハイブリッド電気自動車１が上記適合状態にあると、ステップＳ２において走行状態判定部４４ｃが判定した場合、トルク配分部４４はステップＳ３に処理を進める。
【００７２】
アクセルペダル３２の踏込量θａｃが基準踏込量θｏ以上であると共に、踏込量θａｃの変化率Ｒａｃが基準変化率Ｒｏ以上であり、変速機８で選択されている変速段が４速以上である場合の処理は前述したとおりである。即ち、このような場合、トルク配分部４４はステップＳ６において、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値を１とする。トルク制限部４４ｂは、こうしてフラグＦの値が１とされたことによりアシストモードを選択する。
【００７３】
一方、アクセルペダル３２の踏込量θａｃが基準踏込量θｏに達していない場合、ステップＳ３における走行状態判定部４４ｃの判定により、トルク配分部４４はその制御周期を終了する。また、踏込量θａｃの変化率Ｒａｃが基準変化率Ｒｏに達していない場合にも、ステップＳ４における走行状態判定部４４ｃの判定により、トルク配分部４４はその制御周期を終了する。更に、変速機８で選択中の変速段が３速以下の場合にも、ステップＳ５における走行状態判定部４４ｃの判定により、トルク配分部４４はその制御周期を終了する。
【００７４】
即ち、ステップＳ３において、ハイブリッド電気自動車１が前述の加速要求状態にないと走行状態判定部４４ｃが判定した場合や、ステップＳ４において、選択中の変速段が３速以下であって、エンジン回転数及び電動機回転数が高回転域となる可能性があると走行状態判定部４４ｃが判定した場合には、ステップＳ６の処理によるアシストモードの選択が行われずに、その制御周期が終了することになる。この場合、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値は０のままなので、次の制御周期でも処理はステップＳ１からステップＳ２に進められる。
従って、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードに対する適合状態にあるときに、ハイブリッド電気自動車１が前述の加速要求状態にない場合や、ハイブリッド電気自動車１が加速要求状態にあっても、選択中の変速段が３速以下である場合には、トルク制限部４４ｂが通常モードを選択することになる。
【００７５】
次に、走行状態判定部４４ｃがステップＳ２において、アシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にハイブリッド電気自動車１がないと判定した場合の処理について説明する。前述したように、ステップＳ２では、アシストモードが適用される運転状態をある程度絞り込むために、ハイブリッド電気自動車１が所定の適合状態にあるか否かの判定を行っている。しかしながら、ハイブリッド電気自動車１が上記適合状態にない場合であっても、アシストモードを適用するのが好ましい場合がある。そこで、このような状況に対応するため、トルク配分部４４はステップＳ２でハイブリッド電気自動車１が上記適合状態にないと判定した後の処理を行う。
【００７６】
走行状態判定部４４ｃにより、ステップＳ２においてハイブリッド電気自動車１がアシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にないと判定されると、トルク配分部４４は処理をステップＳ８に進める。
ステップＳ８においてトルク配分部４４は、変速制御部４６からの情報に基づき、変速機８に対してシフトダウンの要求が発せられているか否かを、走行状態判定部４４ｃに判定させる。そして、変速機８に対してシフトダウンの要求が発せられている場合には、ステップＳ８の判定によりトルク配分部４４が処理をステップＳ９に進め、変速機８におけるシフトダウンを中止して現在選択中の変速段を引き続き選択するよう、トルク制限部４４ｂを介して変速制御部４６に指示する。変速制御部４６は、この指示を受けてシフトダウンを中止し、現在選択中の変速段を引き続き選択する。
【００７７】
この後、トルク配分部４４はステップＳ９からステップＳ４に処理を進めるが、ステップＳ４の処理内容は前述したとおりである。
即ち、アクセルペダル３２の踏込量θａｃの変化率Ｒａｃが基準変化率Ｒｏ以上であると共に、変速機８で選択されている変速段が４速以上の場合には、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグの値がステップＳ６において１とされることによりアシストモードが選択される。一方、踏込量θａｃの変化率Ｒａｃが基準変化率Ｒｏに達していない場合、或いは変速機８で選択されている変速段が３速以下の場合には、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値が０のままでその制御周期が終了するので、通常モードが選択された状態が継続する。
【００７８】
このように、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にない場合であっても、変速機８のシフトダウンが行われようとしているときに、運転者が急加速を要求している場合には、シフトダウンを行わう代わりに、電動機６から連続定格出力トルクを超えるトルクを出力可能とすることにより、要求された加速を実現するようにしている。このようにすることで、シフトダウンによるエンジン回転数の上昇に伴う燃料消費量の増大をなくしてエンジン２の燃費を改善すると共に、電動機６のトルクによるスムーズな加速が得られるようにしている。なお、この場合にステップＳ５で選択中の変速段が４速以上であると判定する理由は前述したとおりであって、これにより電動機６がトルクを出力可能な回転数領域を超えて電動機回転数が上昇するのを回避している。
【００７９】
このようにステップＳ８からステップＳ９、Ｓ４及びＳ５の処理を経てフラグＦの値が１とされることによりアシストモードが選択された場合も、次の制御周期においてはトルク配分部４４が処理をステップＳ１からステップＳ１０に進める。従って、アクセルペダル３２の踏込量θａｃの変化量Δθａｃが基準変化量Δθｏ未満の状態が継続し、タイマＴａのカウント時間ｔａがモード継続時間ｔｏに達していない場合には、アシストモードの選択が継続する。
一方、運転者が加速を要求しなくなり、所定時間内にアクセルペダル３２の踏み込みが所定量（Δθｏ）以上戻された場合、或いはアクセルペダル３２の踏込量θａｃの変化量Δθａｃが基準変化量Δθｏ未満の状態が継続していても、タイマＴａのカウント時間ｔａがモード継続時間ｔｏに達した場合には、トルク配分部４４がステップＳ１１に処理を進め、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値を０とする。こうしてフラグＦの値が０とされることにより、トルク制限部４４ｂはアシストモードに代えて通常モードを選択する。
【００８０】
なお、上述のようにステップＳ８及びＳ９の処理を経てステップＳ６でフラグＦの値が１とされることによりアシストモードが選択された場合、図３のフローチャートには記載されていないが、上述のようにしてトルク配分部４４がステップＳ１１に処理を進めてフラグＦの値を０とする際に、ステップＳ９でトルク制限部４４ｂを介して発せられた変速段の保持指令を解除するのが好ましい。
また、ステップＳ８及びＳ９の処理を経てステップＳ４に進んだ場合に、上述のようにステップＳ４またはＳ５の判定によって、フラグＦの値を１に変更することなく、その制御周期を終了するときにも、図３のフローチャートには記載されていないが、ステップＳ９でトルク制限部４４ｂを介して発せられた変速段の保持指令を解除するのが好ましい。
【００８１】
次に、上述のようにして処理がステップＳ８に進められたときに、変速制御部４６からの情報に基づき、変速機８に対してシフトダウンの要求が発せられていないと走行状態判定部４４ｃが判定した場合、トルク配分部４４はステップＳ５に処理を進める。
ステップＳ５でトルク配分部４４は、前述したように、変速機８において現在選択されている変速段が４速以上であるか否かを、走行状態判定部４４ｃに判定させる。そして、変速機８で選択中の変速段が４速以上である場合、トルク配分部４４はステップＳ６において、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグの値を１とする。こうしてフラグＦの値が１とされることにより、トルク制限部４４ｂはアシストモードを選択する。一方、変速機８で選択中の変速段が３速以下の場合には、トルク制限部４４ｂが記憶しているフラグＦの値が０のままでその制御周期が終了するので、通常モードが選択された状態が継続する。
【００８２】
ステップＳ８に処理が進むのは、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にないとステップＳ２で判定された場合であって、このような場合にはハイブリッド電気自動車１の走行速度が４０ｋｍ／ｈ未満であるか、エンジン回転数が２５００ｒｐｍを超過した状態にある。このような状態で４速以上の変速段が選択される可能性は低いが、このような状態にあっても４速以上の変速段が選択されている場合には、４０ｋｍ／ｈ未満の走行速度に対応して変速機８のシフトダウンが行われる可能性がある。
【００８３】
そこで、このような状況下で、現時点ではシフトダウンの要求がなされていない場合でも、４速以上の変速段が選択されている場合には、アシストモードを選択して電動機６から連続定格出力トルクを超えるトルクを出力可能とすることにより、シフトダウンを行わずに必要なトルクを確保できるようにしている。このようにすることで、シフトダウンによるエンジン回転数の上昇に伴う燃料消費量の増大をなくしてエンジン２の燃費を改善するようにしている。
【００８４】
以上のようにして、トルク配分部４４がトルク制限部４４ｂ及び走行状態判定部４４ｃを用いてアシストモード切換制御を実行することにより、変速機８で４速以上の変速段を選択して走行しているときに、幹線道路への合流や追い越しなどで運転者がハイブリッド電気自動車１を加速しようとしてアクセルペダル３２を大きく踏み込むと、アシストモードが選択されることにより、電動機６から連続定格出力トルクを超えるトルクが出力可能となる。これにより、運転者の加速要求に対応して増大するトルクを電動機６で賄うことが可能となり、エンジン２の出力トルク増大に伴う燃料消費量増大に起因した燃費の悪化を防止することができる。
【００８５】
また、このとき、電動機６の出力トルクが増大することによって、加速要求に対応したトルクを確保することが可能となるので、加速に必要な駆動力を確保するための変速段８のシフトダウンが不要となり、電動機６を主体とした加速と相俟って、ハイブリッド電気自動車１のスムーズな加速が可能となる。
更に、アシストモードが選択されているときには、電動機６に配分されるトルクを電動機６の短時間定格出力トルクの範囲内に制限するので、過剰なトルクが電動機６に配分されるのを確実に防止することができる。この結果、電動機６による過剰なトルクの発生に起因した電動機６の異常な温度上昇、劣化、或いは破損などの不具合を防止することができる。
【００８６】
また、アシストモードが選択されてもモード継続時間ｔｏが経過すると、トルク制限部４４ｂはアシストモードを終了して通常モードを選択することにより、電動機６に配分されるトルクが再び連続定格出力トルクの範囲内に制限されるようになるので、連続定格出力を超えるトルクが長時間にわたって電動機６に配分されるのを確実に防止し、電動機６の異常な温度上昇、劣化、或いは破損などの不具合を防止することができる。
【００８７】
以上で本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、アシストモード切換制御では、図３に示すフローチャートのステップＳ２において、走行状態判定部４４ｃにより、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にあるか否かを判定するようにした。この判定はアシストモードが適用される運転状態をある程度絞り込むために行うものであることから、電動機６の仕様などに応じ、適用される運転状態の範囲を拡大したり限定したりすることが可能である。従って、上記適合状態を定める走行速度やエンジン回転数などの条件については上記実施形態のものに限定されるものではなく、様々に変更が可能である。
【００８８】
また、上記実施形態では、変速機８で選択中の変速段が４速以上である場合に限り、アシストモードが選択されるようにした。これは、３速以下の変速段が選択されている場合に、電動機６がトルクを出力可能な回転数領域を超えて電動機回転数が上昇する可能性があるので、これを避けるために行うものである。従って、電動機６や変速機８の仕様などに応じ、アシストモードを選択可能な変速段を変更することが可能である。
【００８９】
また、上記実施形態では、ハイブリッド電気自動車１がアシストモードへの切り換えを可能とする所定の適合状態にない場合であっても、変速機８にシフトダウンの要求がなされている場合や、変速機８で選択中の変速段が４速以上である場合にアシストモードを選択可能とした。しかしながら、ハイブリッド電気自動車１が上記適合状態にない場合については、常に通常モードが選択されるようにしても良い。或いは、ハイブリッド電気自動車１が上記適合状態にない場合、変速機８にシフトダウンの要求がなされているときにはアシストモードを選択可能とする一方、変速機８で選択中の変速段が４速以上である場合には通常モードが選択されるようにしても良い。
【００９０】
なお、上記実施形態では、エンジン２をディーゼルエンジンとすると共に、変速機８を５速及び６速をオーバドライブとする前進６段の自動変速機とした。しかしながら、これらエンジン２及び変速機８の形式については、これに限定されるものではなく、様々な形式のものを適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１ ハイブリッド電気自動車
２ エンジン
６ 電動機
２６ エンジンＥＣＵ（エンジン制御手段）
２８ インバータＥＣＵ（電動機制御手段）
４４ トルク配分部（トルク配分手段）
４４ａ トルク設定部
４４ｂ トルク制限部（トルク制限手段）
４４ｃ 走行状態判定部（加速要求判定手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用の動力源として搭載されたエンジンと、
走行用の動力源として搭載された電動機と、
運転者の要求トルクを上記エンジンと上記電動機とに配分するトルク配分手段と、
上記トルク配分手段によって上記エンジンに配分されたトルクに基づき上記エンジンを制御するエンジン制御手段と、
上記トルク配分手段によって上記電動機に配分されたトルクに基づき上記電動機を制御する電動機制御手段と
を備えたハイブリッド電気自動車の制御装置であって、
上記トルク配分手段は、
上記運転者が所定の加速要求を行っている加速要求状態に上記ハイブリッド電気自動車があるか否かを判定する加速要求判定手段と、
上記ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にないと上記加速要求判定手段が判定したときには、上記電動機に配分されるトルクを上記電動機の連続定格出力トルクの範囲内に制限する一方、上記ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にあると上記加速要求判定手段が判定したときには、上記電動機に配分されるトルクに対する上記連続定格出力トルクの範囲内への制限を解除するトルク制限手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項２】
上記トルク制限手段は、上記加速要求状態にあると上記加速要求判定手段が判定したときには上記制限を解除し、上記電動機に配分されるトルクを上記電動機の短時間定格出力トルクの範囲内に制限することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項３】
上記トルク制限手段は、上記加速要求状態にあると上記加速要求判定手段が判定して上記制限を解除した後、所定時間が経過すると、再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項４】
上記トルク制限手段は、上記所定時間の経過後に再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限する際には、上記電動機に配分されるトルクの上限値を上記連続定格出力トルクまで漸減させて、上記連続定格出力トルクの範囲内への制限に移行することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項５】
上記トルク制限手段は、上記制限を解除した後、所定時間が経過する前に上記運転者が加速を要求していないと上記加速要求判定手段が判定すると、再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項１】
走行用の動力源として搭載されたエンジンと、
走行用の動力源として搭載された電動機と、
運転者の要求トルクを上記エンジンと上記電動機とに配分するトルク配分手段と、
上記トルク配分手段によって上記エンジンに配分されたトルクに基づき上記エンジンを制御するエンジン制御手段と、
上記トルク配分手段によって上記電動機に配分されたトルクに基づき上記電動機を制御する電動機制御手段と
を備えたハイブリッド電気自動車の制御装置であって、
上記トルク配分手段は、
上記運転者が所定の加速要求を行っている加速要求状態に上記ハイブリッド電気自動車があるか否かを判定する加速要求判定手段と、
上記ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にないと上記加速要求判定手段が判定したときには、上記電動機に配分されるトルクを上記電動機の連続定格出力トルクの範囲内に制限する一方、上記ハイブリッド電気自動車が上記加速要求状態にあると上記加速要求判定手段が判定したときには、上記電動機に配分されるトルクに対する上記連続定格出力トルクの範囲内への制限を解除するトルク制限手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項２】
上記トルク制限手段は、上記加速要求状態にあると上記加速要求判定手段が判定したときには上記制限を解除し、上記電動機に配分されるトルクを上記電動機の短時間定格出力トルクの範囲内に制限することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項３】
上記トルク制限手段は、上記加速要求状態にあると上記加速要求判定手段が判定して上記制限を解除した後、所定時間が経過すると、再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項４】
上記トルク制限手段は、上記所定時間の経過後に再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限する際には、上記電動機に配分されるトルクの上限値を上記連続定格出力トルクまで漸減させて、上記連続定格出力トルクの範囲内への制限に移行することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項５】
上記トルク制限手段は、上記制限を解除した後、所定時間が経過する前に上記運転者が加速を要求していないと上記加速要求判定手段が判定すると、再び上記電動機に配分されるトルクを上記連続定格出力トルクの範囲内に制限することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−７９４５１（Ｐ２０１１−７９４５１Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３４１９０（Ｐ２００９−２３４１９０）
【出願日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【出願人】（３０３００２１５８）三菱ふそうトラック・バス株式会社 (1,037)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【出願人】（３０３００２１５８）三菱ふそうトラック・バス株式会社 (1,037)
【Ｆターム（参考）】
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