JP7002599B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本願は、車両の制御装置に関するものである。

近年、省エネルギーおよび環境を考慮した車両として、エンジンおよびモータなど複数の駆動源から動力を得る車両、例えばハイブリッド車両の普及が進んでいる。ハイブリッド車両の走行モードとしては、エンジンを作動させずにモータの動力で走行する「ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）モード」、エンジンを用いて発電しつつモータの動力で走行する「シリーズモード」、エンジンとモータの両方の動力で走行する「パラレルモード」などがあり、走行モードの切り換えは、車両の状況に応じて制御されている。

エンジンとモータの両方の動力で走行するパラレルモードにおいては、運転者が要求する車両の出力パワー（仕事率）、即ち車両のトルクを得るために、エンジンとモータのそれぞれにおいて負担させるトルク（トルクの分配）を決定し、要求トルクとして指示しなければならない。
その際、エンジンとモータの要求トルクを得るために投入しなければならない燃料および電力、即ち、入力の仕事率を鑑みてトルク分配を決定しないと、必要以上に燃料および電力を消費してしまう。即ち、効率が悪い状態で動作することとなり、燃費が悪化してしまう問題がある。
よって、エンジンおよびモータの効率を考慮して、それぞれの要求トルクを決定する制御が必要となる。

例えば、特許文献１には、エンジンの熱効率が最適値となる基準パワーよりも要求パワーが大きい場合、モータアシストパワーをパラメータとして車両の燃料消費量を算出し、この燃料消費量が最小値となる時のモータアシストパワーを探索し、探索された値を最適モータアシストパワーに設定し、エンジンとモータのトルクの分配を制御する技術が記載されている。

特開２０１８－１３４９０１号公報（第１３～１４頁、第１５図）

特許文献１に記載された車両燃料消費量もしくは入力仕事率の最小値を探索する制御においては、運転者の車両要求パワーに対して最適となるトルク分配を演算し、エンジンおよびモータに要求している。
しかし、エンジンおよびモータにおいては、それら要求されたトルクを瞬時に発生することは困難であり、物理的な構造および運転状態に応じて動作遅れが生じる。
よって、その動作遅れが生じている間は、エンジンとモータのトルク分配は最適なものではなく、車両燃料消費量もしくは入力仕事率が最小値とならないケースがある。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、車両の要求トルクを得るための機器に動作遅れがあっても、燃費を向上させる車両の制御装置を提供することを目的とする。

本願に開示される車両の制御装置は、複数の駆動源が搭載された車両の制御装置であって、各駆動源および車両のトランスミッションに対して、動作を要求してから実動作が行われるまでの遅れを各別に推定する遅れ推定手段、要求された車両のトルクを得るために各駆動源に要求するトルクおよびトランスミッションに要求する変速比を演算し、実動作が行われたときの総入力の仕事率が、最小となる組み合わせにおける各値を、遅れ推定手段により推定された遅れを各別に加味して、求める要求値演算手段、この要求値演算手段により求めた各値を制御要求値として、各駆動源およびトランスミッションを制御する制御手段を備えたものである。

本願に開示される車両の制御装置によれば、車両の要求トルクを得るための機器に動作遅れがあっても、燃費を向上することができる。

実施の形態１および実施の形態２による車両の制御装置を含むシステム全体を示す構成図である。 実施の形態１による車両の制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態１による車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１による車両の制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施の形態２による車両の制御装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態２による車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２による車両の制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 実施の形態１および実施の形態２による車両の制御装置のハードウェア構成を示す図である。

実施の形態１．
以下、本願の車両の制御装置の好適な実施の形態について、図を用いて説明する。
なお、複数の駆動源による車両動作の条件が成立中に、探索パラメータとなる各駆動源の要求トルクおよびトランスミッションの要求変速比に対して、実動作の遅れを推定し、推定したトルクおよび変速比によって、総入力仕事率が最小となる要求トルクおよび要求変速比を探索し、各駆動源およびトランスミッションに要求する実施の形態について説明する。

図１は、実施の形態１による車両の制御装置を含むシステム全体を示す構成図である。
図１において、エンジン１０１は、第１駆動源である。モータ１０２は、第２駆動源である。エンジン１０１とモータ１０２は、エンジン１０１のクランクプーリ１０３、モータ１０２のプーリ１０４、およびベルト１０５により連結されている。
エンジン１０１とモータ１０２の動力は、トランスミッション１０６、ディファレンシャルギア１０７を介して、ドライブシャフト１０８に接続されたタイヤ１０９へと伝達される。
モータ１０２は、インバータを経由してバッテリに接続されており、エンジン１０１からの動力伝達もしくは車両減速時におけるドライブシャフト１０８からの動力伝達などで発電して、電力供給する一方、車両加速時に力行運転を行う。これにより、ドライブシャフト１０８に動力を伝える。

モータ制御用電子コントロールユニット１１０（以下、モータ用ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と称する。）は、マイクロプロセッサなどで構成されており、モータ１０２を適切な状態に制御している。
エンジン制御用電子コントロールユニット１１１（以下、エンジン用ＥＣＵと称する。）は、マイクロプロセッサなどで構成されており、エンジン１０１を適切な状態に制御している。
トランスミッション制御用電子コントロールユニット１１２（以下、トランスミッション用ＥＣＵと称する。）は、マイクロプロセッサなどで構成されており、トランスミッション１０６を適切な状態に制御している。

車両制御用電子コントロールユニット１１３（以下、車両用ＥＣＵと称する。）は、マイクロプロセッサなどで構成されており、車速センサ１１４、アクセルポジションセンサ１１５、ブレーキストロークセンサ１１６などのセンサ入力信号により、車両の運転状態および運転者の車両動作要求を判断し、車両を適切な状態に制御している。
なお、車両を適切な状態に制御するために、車両用ＥＣＵ１１３には、後述する図２に示す、遅れ推定手段２０１、総入力仕事率最小探索手段２０２、総入力仕事率最小化制御手段２０３に関するプログラムあるいは固定値データが記憶されている。
また、後述するように、総入力仕事率最小化制御手段２０３における第１駆動源要求トルクであるエンジン要求トルクＴｅ、第２駆動源要求トルクであるモータ要求トルクＴｍ、トランスミッションの要求変速比Ｒｔは、それぞれエンジン用ＥＣＵ１１１、モータ用ＥＣＵ１１０、およびトランスミッション用ＥＣＵ１１２に送信されて、エンジン１０１、モータ１０２、およびトランスミッション１０６が適切に制御される。

図２は、実施の形態１による車両の制御装置の構成を示すブロック図である。
図２において、遅れ推定手段２０１は、エンジン１０１、モータ１０２、およびトランスミッション１０６の現在の動作状態（エンジン回転数Ｎｅ、モータ回転数Ｎｍ、トランスミッション入口回転数Ｎｔ）に応じて、動作要求を出してからの動作遅れを推定する。具体的な演算方法は、後述する図３を用いた制御の流れにおいて説明する。

総入力仕事率最小探索手段２０２（要求値演算手段）は、運転者が要求する車両のトルク（車両要求トルクＴｗ）から、各駆動源における発生トルクの遅れ、およびトランスミッションの変速比動作遅れを考慮した最小の総入力仕事率となるような各駆動源の要求トルク、およびトランスミッションの要求変速比を勾配法による最適化問題のアルゴリズムを用いて演算する。具体的な演算方法は、後述する図３を用いた制御の流れにおいて説明する。

総入力仕事率最小化制御手段２０３（制御手段）は、総入力仕事率最小探索手段２０２で演算された各駆動源に対する要求トルク（モータ要求トルクＴｍ、エンジン要求トルクＴｅ）およびトランスミッションの要求変速比（要求変速比Ｒｔ）を、モータ用ＥＣＵ１１０、エンジン用ＥＣＵ１１１およびトランスミッション用ＥＣＵ１１２に送信する。
なお、車両の制御装置を構成するこれらの各手段は、車両用ＥＣＵ１１３に記憶されている。

次に、動作について説明する。
以下、実施の形態１による車両の制御装置において、複数の駆動源による車両動作の条件が成立中に、探索パラメータとなる各駆動源の要求トルクおよびトランスミッションの要求変速比に対して、実動作の遅れを推定し、推定したトルクおよび変速比によって総入力仕事率が最小となる要求トルクおよび要求変速比を探索し、各駆動源およびトランスミッションに要求する動作について説明する。

まず、図３のフローチャートを参照して、各動作について説明する。
なお、この動作は、車両用ＥＣＵ１１３において、所定時間周期のメインルーチン内のサブルーチンとして実行される。

ステップＳ３０１において、現在、複数の駆動源による車両動作のモードであるかどうかを判定する。例えば、車両加速時にエンジン１０１を動作させるための燃料、およびモータ１０２を動作させるための電力（バッテリ充電状態）が、共に十分にある場合などに成立するものである。

ステップＳ３０１において、現在、複数の駆動源による車両動作のモードが成立していないと判定された場合は、本ルーチンの処理は不要とし、そのままサブルーチンを終了する。
また、ステップＳ３０１において、現在、複数の駆動源による車両動作のモードが成立していると判定された場合は、次のステップＳ３０２へ進む。

ステップＳ３０２では、各駆動源の要求トルクおよびトランスミッションの要求変速比に対する実動作の遅れを推定する。
本実施の形態１において、各駆動源の要求トルクおよびトランスミッションの要求変速比に対する実動作の遅れは、一次遅れの時定数を用いて表し、むだ時間（後述する）はない、もしくは非常に短いとして表している。
エンジントルクの時定数ｔｃｅ、モータトルクの時定数ｔｃｍ、変速比の時定数ｔｃｔは、例えばエンジン回転数Ｎｅ、モータ回転数Ｎｍ、トランスミッション入口回転数Ｎｔに応じて、予めテーブルで設定されており、式（１）～式（３）のように演算される。
ｔｃｅ＝ｔａｂｌｅ（Ｎｅ） ・・・（１）
ｔｃｍ＝ｔａｂｌｅ（Ｎｍ） ・・・（２）
ｔｃｔ＝ｔａｂｌｅ（Ｎｔ） ・・・（３）
式（１）～式（３）では、実機計測、シミュレーション結果もしくは幾何学的な演算式によってテーブル値が設定されているが、テーブル値に限らず、マップ値あるいは近似式によって表すものでも良い。このステップＳ３０２が、遅れ推定手段２０１に相当する。ステップＳ３０２の次に、ステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３では、車両要求トルクＴｗに対応して演算される探索パラメータに、ステップＳ３０２で演算された時定数の遅れを施した値を用いて、総入力仕事率最小探索手段２０２での総入力仕事率最小探索を実行する。
例えば、所定時間周期のメインルーチン内のサブルーチン毎において、探索パラメータのエンジン要求トルク、モータ要求トルク、要求変速比に対し、エンジントルクの時定数ｔｃｅ、モータトルクの時定数ｔｃｍ、変速比の時定数ｔｃｔを用いて一次遅れを施し、エンジン推定トルクＴｅｐ、モータ推定トルクＴｍｐ、推定変速比Ｒｔｐを演算する。
これらエンジン推定トルクＴｅｐ、モータ推定トルクＴｍｐ、推定変速比Ｒｔｐから演算される総入力仕事率が、最小値となる組み合わせを探索し、最小値の条件成立もしくは所定探索回数となった際のエンジン要求トルクＴｅ、モータ要求トルクＴｍ、要求変速比Ｒｔを出力する。なお、探索アルゴリズムは、最急降下法などの勾配法による最適化問題アルゴリズムを用いて演算する。

ステップＳ３０４では、ステップＳ３０３で出力されたエンジン要求トルクＴｅ、モータ要求トルクＴｍ、要求変速比Ｒｔが、エンジン用ＥＣＵ１１１、モータ用ＥＣＵ１１０およびトランスミッション用ＥＣＵ１１２に送信される。これが総入力仕事率最小化制御手段２０３に相当する。
ステップＳ３０４の終了後、サブルーチンを終了する。

次に、実施の形態１の複数の駆動源による車両動作の条件が成立中に、探索パラメータとなる各駆動源の要求トルクおよびトランスミッションの要求変速比に対して、実動作の遅れを推定し、推定したトルクおよび変速比によって総入力仕事率が最小となる要求トルクおよび要求変速比を探索し、各駆動源およびトランスミッションに要求する実行例について、図４のタイミングチャートを用いて説明する。
なお、図４中、実線は、実施の形態１による制御を示し、破線は、従来の制御を示している。

図４の（ア）のタイミングから、運転者の加速要求によりアクセルが踏まれるのに応じて、車両要求トルクＴｗが増加している。その車両要求トルクＴｗとなるようなエンジン要求トルク、モータ要求トルク、要求変速比の組み合わせの中から、総入力仕事率が最小となる組み合わせを探索した結果が、エンジン要求トルクＴｅ、モータ要求トルクＴｍ、要求変速比Ｒｔの挙動となる。
また、これらエンジン要求トルクＴｅ、モータ要求トルクＴｍ、要求変速比Ｒｔに応じて、エンジン１０１、モータ１０２、トランスミッション１０６が動作した挙動が、エンジン実トルク、モータ実トルク、実変速比となっている。

図４における破線で表した従来の制御においては、車両要求トルクＴｗとなるようなエンジン要求トルク、モータ要求トルク、要求変速比の組み合わせの中から、エンジン要求トルク、モータ要求トルク、要求変速比がそのまま実動作となった場合の総入力仕事率が最小となる組み合わせを探索した結果となっている。
このため、エンジン実トルク、モータ実トルク、実変速比の組み合わせは、要求時の組み合わせと異なり、総入力仕事率が最小となっていない。そのため、燃料消費量が比較的多くなる。

一方で、図４における実線で表した本実施の形態１の制御におけるエンジン要求トルクＴｅ、モータ要求トルクＴｍ、要求変速比Ｒｔは、車両要求トルクＴｗとなるようなエンジン要求トルク、モータ要求トルク、要求変速比の組み合わせの中から、推定したエンジン実トルク、モータ実トルク、実変速比が実動作となった場合の総入力仕事率が最小となる組み合わせを探索した結果となっている。このため、燃料消費量が少なくなっている。
よって、本実施の形態１における車両の制御装置の制御によって、燃費の向上が可能となる。

実施の形態１の車両の制御装置によれば、複数の駆動源による車両動作の条件が成立中に、探索パラメータとなる各駆動源の要求トルクおよびトランスミッションの要求変速比に対して、実動作の遅れを推定し、推定したトルクおよび変速比によって、総入力仕事率が最小となる要求トルクおよび要求変速比を探索して、各駆動源およびトランスミッションに要求することにより、燃費を向上することができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。
実施の形態１では、遅れ推定手段において、各駆動源および車両のトランスミッションに対して、動作を要求してからの実動作の遅れはあるものの、むだ時間はない、もしくは非常に短い場合について説明した。
実施の形態２は、むだ時間を有する場合についてのものである。
ここで、むだ時間とは、動作機器に対し、要求を出してから機器が動作し始めるまでの遅れ時間である。

実施の形態２では、複数の駆動源による車両動作の条件が成立中に、探索パラメータとなる各駆動源の要求トルクおよびトランスミッションの要求変速比に対して、遅れなく動作した場合の総入力仕事率が最小となる動作点を探索する第１の総入力仕事率最小探索手段を実施する。
次いで、探索パラメータに対して、遅れ推定手段による時定数を施した推定値を用い、制御要求に対して遅れを鑑みた場合の総入力仕事率が最小となる動作点を探索する第２の総入力仕事率最小探索手段を実施する。
そして、むだ時間が含まれる駆動源およびトランスミッションに対しては、第１の総入力仕事率最小探索手段で求められる制御要求値を、むだ時間が含まれない駆動源およびトランスミッションに対しては、第２の総入力仕事率最小探索手段で求められる制御要求値を各駆動源およびトランスミッションに要求する。

なお、実施の形態２による車両の制御装置を含むシステム全体の構成は、実施の形態１の図１の構成と同様である。
ただし、図１の車両用ＥＣＵ１１３には、後述する図５に示す遅れ推定手段４０１、むだ時間判定手段４０２、第１の総入力仕事率最小探索手段４０３、第２の総入力仕事率最小探索手段４０４、総入力仕事率最小化制御手段４０５に関するプログラムあるいは固定値データが記憶されている。

図５は、実施の形態２による車両の制御装置の構成を示すブロック図である。
図５において、遅れ推定手段４０１は、エンジン１０１、モータ１０２、およびトランスミッション１０６の現在の動作状態（エンジン回転数Ｎｅ、モータ回転数Ｎｍ、トランスミッション入口回転数Ｎｔ）に応じて、それらのむだ時間と動作遅れを推定する。
具体的な演算方法は、後述する図６を用いた制御の流れにおいて説明する。

むだ時間判定手段４０２は、個々の駆動源および車両のトランスミッションの動作に関し、それぞれに対して、むだ時間が、あらかじめ設定されたしきい値よりも短いか否かを判定する。具体的な演算方法は、後述する図６を用いた制御の流れにおいて説明する。

第１の総入力仕事率最小探索手段４０３（第１の要求値演算手段）は、各駆動源における発生トルク、およびトランスミッションの変速比動作に遅れ（むだ時間および時定数）がない場合の最小の総入力仕事率となるような各駆動源の要求トルク、およびトランスミッションの要求変速比を勾配法による最適化問題のアルゴリズムを用いて演算する。具体的な演算方法は、後述する図６を用いた制御の流れにおいて説明する。

第２の総入力仕事率最小探索手段４０４（第２の要求値演算手段）は、運転者が要求する車両のトルク（車両要求トルクＴｗ）から、各駆動源における発生トルクの遅れ（時定数のみ）、およびトランスミッションの変速比動作遅れ（時定数のみ）を考慮した最小の総入力仕事率となるような各駆動源の要求トルク、およびトランスミッションの要求変速比を勾配法による最適化問題のアルゴリズムを用いて演算する。具体的な演算方法は、後述する図６を用いた制御の流れにおいて説明する。

総入力仕事率最小化制御手段４０５は、むだ時間の有無に応じて、第１の総入力仕事率最小探索手段４０３または第２の総入力仕事率最小探索手段４０４で演算された各駆動源に対する要求トルク（モータ要求トルクＴｍ、エンジン要求トルクＴｅ）およびトランスミッションの要求変速比（要求変速比Ｒｔ）を、モータ用ＥＣＵ１１０、エンジン用ＥＣＵ１１１およびトランスミッション用ＥＣＵ１１２に送信する。

次に、動作について説明する。
以下、実施の形態２の車両の制御装置における動作について説明する。
実施の形態２の車両の制御装置において、複数の駆動源による車両動作の条件が成立中に、探索パラメータとなる各駆動源の要求トルクおよびトランスミッションの要求変速比に対して、遅れなく動作した場合の総入力仕事率が最小となる動作点を探索する第１の総入力仕事率最小探索手段を実施する。
また、探索パラメータに対して遅れ推定手段による時定数を施した推定値を用い、制御要求に対して遅れを鑑みた場合の総入力仕事率が最小となる動作点を探索する第２の総入力仕事率最小探索手段を実施する。
そして、むだ時間が含まれる駆動源およびトランスミッションに対しては、第１の総入力仕事率最小探索手段で求められる制御要求値を、むだ時間が含まれない駆動源およびトランスミッションに対しては、第２の総入力仕事率最小探索手段で求められる制御要求値を、各駆動源およびトランスミッションに要求する。
以下、この動作について説明する。

まず、図６のフローチャートを参照して、車両の制御装置における各動作を説明する。なお、この動作は、車両用ＥＣＵ１１３において、所定時間周期のメインルーチン内のサブルーチンとして実行される。

ステップＳ５０１において、現在、複数の駆動源による車両動作のモードであるか否かを判定する。例えば、車両加速時にエンジン１０１を動作させるための燃料、およびモータ１０２を動作させるための電力（バッテリ充電状態）が共に十分にある場合などに成立するものである。

ステップＳ５０１において、現在、複数の駆動源による車両動作のモードが成立していないと判定された場合は、本ルーチンの処理は不要とし、そのままサブルーチンを終了する。
また、ステップＳ５０１において、現在、複数の駆動源による車両動作のモードが成立していると判定された場合は、次のステップＳ５０２へ進む。

ステップＳ５０２では、各駆動源の要求トルクおよびトランスミッションの要求変速比に対する実動作の遅れを推定する。
本実施の形態２において、各駆動源の要求トルクおよびトランスミッションの要求変速比に対する実動作の遅れは、一次遅れの時定数とむだ時間を用いて表している。
エンジントルクの時定数ｔｃｅ、モータトルクの時定数ｔｃｍ、変速比の時定数ｔｃｔは、例えば、エンジン回転数Ｎｅ、モータ回転数Ｎｍ、トランスミッション入口回転数Ｎｔに応じて、予めテーブルで設定されており、式（４）～式（６）のように演算される。
ｔｃｅ＝ｔａｂｌｅ（Ｎｅ） ・・・（４）
ｔｃｍ＝ｔａｂｌｅ（Ｎｍ） ・・・（５）
ｔｃｔ＝ｔａｂｌｅ（Ｎｔ） ・・・（６）

また、エンジントルクのむだ時間Ｌｅ、モータトルクのむだ時間Ｌｍ、変速比のむだ時間Ｌｔは、例えば、エンジン回転数Ｎｅ、モータ回転数Ｎｍ、トランスミッション入口回転数Ｎｔに応じて、予めテーブルで設定されており、式（７）～式（９）のように演算される。
Ｌｅ＝ｔａｂｌｅ（Ｎｅ） ・・・（７）
Ｌｍ＝ｔａｂｌｅ（Ｎｍ） ・・・（８）
Ｌｔ＝ｔａｂｌｅ（Ｎｔ） ・・・（９）

ここで、むだ時間とは、動作機器に対し、要求を出してから機器が動作し始めるまでの遅れ時間である。例えば、エンジンに対するトルク要求後、エンジンのスロットルバルブが変化することで、エンジンの吸気管に流入する空気量が変化し、その変化した空気量がエンジンの燃焼室内に流入し、燃焼によってトルクが発生するまで、ある程度の時間を要する。よって、エンジン要求トルクが変化してからむだ時間の間は、エンジンは、変化した要求トルクに応じたトルクが発生せず、変化前の要求トルクに応じたトルクが発生することとなる。
式（４）～式（９）では、実機計測、シミュレーション結果もしくは幾何学的な演算式によって、テーブル値が設定されているが、テーブル値に限らず、マップ値または近似式によって表すものでも良い。このステップＳ５０２が、遅れ推定手段４０１に相当する。
ステップＳ５０２の次に、ステップＳ５０３に進む。

ステップＳ５０３では、エンジントルクのむだ時間Ｌｅ、モータトルクのむだ時間Ｌｍ、変速比のむだ時間Ｌｔの最大値が、あらかじめ設定された所定時間Ｌｚ（しきい値）よりも短いか否かを判定する。
所定時間Ｌｚは、例えば、第１の総入力仕事率最小探索手段４０３および第２の総入力仕事率最小探索手段４０４の演算周期と同じ時間が設定されている。
エンジントルクのむだ時間Ｌｅ、モータトルクのむだ時間Ｌｍ、変速比のむだ時間Ｌｔの最大値が、あらかじめ設定してある所定時間Ｌｚよりも短い場合には、すべての探索パラメータにむだ時間が実質ないものとして、第１の総入力仕事率最小探索手段４０３を実施せずに、ステップＳ５０５に進み、第２の総入力仕事率最小探索手段４０４を実施する。

むだ時間の最大値が、あらかじめ設定してある所定時間Ｌｚ以上である場合には、ステップＳ５０４に進み、第１の総入力仕事率最小探索手段４０３を実施する。このステップＳ５０３が、むだ時間判定手段４０２に相当する。

ステップＳ５０４では、例えば、所定時間周期のメインルーチン内のサブルーチン毎において、制御要求に対して遅れなく動作した場合の総入力仕事率が最小となる動作点を探索する。すなわち、従来の制御のように、動作遅れを考慮しない探索パラメータをそのまま用いて、総入力仕事率最小探索をする。
この探索においては、最小値の条件成立もしくは所定探索回数となった際のエンジン要求トルク、モータ要求トルク、要求変速比として、第１のエンジン要求トルクＴｅ１、第１のモータ要求トルクＴｍ１、第１の要求変速比Ｒｔ１を出力する。
ここで、探索アルゴリズムは、最急降下法などの勾配法による最適化問題アルゴリズムを用いて演算する。

ステップＳ５０５では、探索パラメータに、ステップＳ５０２で演算された時定数の遅れを施した値を用いて、第２の総入力仕事率最小探索手段４０４での総入力仕事率最小探索を実行する。
例えば、所定時間周期のメインルーチン内のサブルーチン毎において、探索パラメータのエンジン要求トルク、モータ要求トルク、要求変速比に対し、エンジントルクの時定数ｔｃｅ、モータトルクの時定数ｔｃｍ、変速比の時定数ｔｃｔと、エンジントルクのむだ時間Ｌｅ、モータトルクのむだ時間Ｌｍ、変速比のむだ時間Ｌｔを用いて一次遅れを施し、エンジン推定トルクＴｅｐ、モータ推定トルクＴｍｐ、推定変速比Ｒｔｐを演算する。
それらエンジン推定トルクＴｅｐ、モータ推定トルクＴｍｐ、推定変速比Ｒｔｐから演算される総入力仕事率が最小値となる組み合わせを探索する。

但し、むだ時間が存在する探索パラメータに関しては、探索パラメータとして機能させず、前回の演算周期におけるエンジン要求トルクＴｅ、モータ要求トルクＴｍ、要求変速比Ｒｔの値に対して時定数による一次遅れを施した推定値で固定する。これは、むだ時間が存在する各駆動源のトルク発生またはトランスミッションの変速比動作に関して、どのような要求値が演算されようとも、その要求値に対する影響がこの１演算周期においては出ない。そのため、動作遅れを考慮した最小の総入力仕事率の探索において、むだ時間がない他の探索パラメータに対して誤った解を導き出さないようにするためである。
この探索においては、最小値の条件成立もしくは所定探索回数となった際のモータ要求トルク、エンジン要求トルク、要求変速比として、第２のエンジン要求トルクＴｅ２、第２のモータ要求トルクＴｍ２、第２の要求変速比Ｒｔ２を出力する。
探索アルゴリズムは、最急降下法などの勾配法による最適化問題アルゴリズムを用いて演算する。

ステップＳ５０６では、第１のエンジン要求トルクＴｅ１と第２のエンジン要求トルクＴｅ２、第１のモータ要求トルクＴｍ１と第２のモータ要求トルクＴｍ２、第１の要求変速比Ｒｔ１と第２の要求変速比Ｒｔ２のどちらを最終的なエンジン要求トルクＴｅ、モータ要求トルクＴｍ、要求変速比Ｒｔとするかを決定し、エンジン用ＥＣＵ１１１、モータ用ＥＣＵ１１０およびトランスミッション用ＥＣＵ１１２に送信する。
基本的に、むだ時間がある探索パラメータの要求値に対しては、第１の要求値を、むだ時間がない探索パラメータの要求値に対しては、第２の要求値を、最終的な要求値とする。
但し、第１の要求値と第２の要求値が混在した値において、検算された車両要求トルクが車両要求トルクＴｗと等しくない場合には、整合性を保つために、全て第２の要求値を最終的な要求値とする。
最終的な要求値となったエンジン要求トルクＴｅ、モータ要求トルクＴｍ、要求変速比Ｒｔが、エンジン用ＥＣＵ１１１、モータ用ＥＣＵ１１０およびトランスミッション用ＥＣＵ１１２に送信される。これが総入力仕事率最小化制御手段４０５に相当する。ステップＳ５０６の終了後、サブルーチンを終了する。

次に、以上説明した実施の形態２の複数の駆動源による車両動作の条件が成立中に、各駆動源およびトランスミッションに、要求値を要求する実行例について、図７のタイミングチャートを用いて説明する。
探索パラメータとなる各駆動源の要求トルクおよびトランスミッションの要求変速比に対して、実動作の遅れを推定し、個々の駆動源および車両のトランスミッションに対して動作を要求してからの実動作の遅れと、実動作の前にむだ時間が混在する場合には、遅れを考慮しない総入力仕事率が最小となる要求値を、むだ時間が混在しない場合には、遅れを考慮した総入力仕事率が最小となる要求値を、各駆動源およびトランスミッションに要求する実行例である。
なお、図７中、実線は、実施の形態２による制御を示し、破線は、従来の制御を示している。

図７の（イ）のタイミングから、運転者の加速要求により、アクセルが踏まれるのに応じて、車両要求トルクＴｗが増加している。その車両要求トルクＴｗとなるような、エンジン要求トルク、モータ要求トルク、要求変速比の組み合わせの中から、総入力仕事率が最小となる組み合わせを探索した結果が、エンジン要求トルクＴｅ、モータ要求トルクＴｍ、要求変速比Ｒｔの挙動となる。
また、これらエンジン要求トルクＴｅ、モータ要求トルクＴｍ、要求変速比Ｒｔに応じて、エンジン、モータ、トランスミッションが動作した挙動が、エンジン実トルク、モータ実トルク、実変速比となっている。

図７における破線で表した従来の制御においては、車両要求トルクＴｗとなるようなエンジン要求トルク、モータ要求トルク、要求変速比の組み合わせの中から、エンジン要求トルク、モータ要求トルク、要求変速比がそのまま実動作となった場合の総入力仕事率が最小となる組み合わせを探索した結果となっている。
このため、エンジン実トルク、モータ実トルク、実変速比の組み合わせは、要求時の組み合わせと異なり、総入力仕事率が最小となっていない。そのため、燃料消費量が比較的多くなる。

一方で、図７において実線で表した本実施の形態２の制御におけるエンジン要求トルクＴｅ、モータ要求トルクＴｍ、要求変速比Ｒｔは、車両要求トルクＴｗとなるようなエンジン要求トルク、モータ要求トルク、要求変速比の組み合わせの中から、推定したエンジン実トルク、モータ実トルク、実変速比が実動作となった場合の総入力仕事率が最小となる組み合わせを探索した結果となっているため、燃料消費量が少なくなっている。

因みに、図７の（イ）から（ウ）までのタイミングにおいては、エンジントルクは、むだ時間があり、モータトルクとトランスミッションには、むだ時間がないため、第１の総入力仕事率最小探索手段４０３の結果と、第２の総入力仕事率最小探索手段４０４の結果が混合するパターンであるが、車両要求トルクＴｗの整合性を保つために、すべて第２の入力仕事率最小探索手段の結果の要求値となっている。
よって、（イ）から（ウ）までのタイミングに関して、本実施の形態２の制御により、燃費の向上が可能となる。

次に、図７の（ウ）からのタイミングの挙動について説明する。
（ウ）からのタイミングでは、車速がさらに増加していき、エンジン、モータ、トランスミッションの回転数が高くなる領域となっているため、各動作のむだ時間が非常に短い時間となっている。そのため、探索パラメータにむだ時間が実質ないものとして、第２の総入力仕事率最小探索手段４０４のみを実施している。
これにより、本実施の形態２の制御により、燃費を向上が可能であると同時に、演算の負荷も低減が可能である。

実施の形態２の車両の制御装置では、複数の駆動源による車両動作の条件が成立中に、探索パラメータとなる各駆動源の要求トルクおよびトランスミッションの要求変速比に対して、遅れなく動作した場合の総入力仕事率が最小となる動作点を探索する第１の総入力仕事率最小探索手段を実施する。
また、探索パラメータに対して遅れ推定手段による時定数を施した推定値を用い、制御要求に対して遅れを鑑みた場合の総入力仕事率が最小となる動作点を探索する第２の総入力仕事率最小探索手段を実施する。
そして、むだ時間が含まれる駆動源およびトランスミッションに対しては、第１の総入力仕事率最小探索手段で求められる制御要求値を、むだ時間が含まれない駆動源およびトランスミッションに対しては、第２の総入力仕事率最小探索手段で求められる制御要求値を、各駆動源およびトランスミッションに要求する。
実施の形態２によれば、これにより、燃費を向上することができる。

さらに、本実施の形態２の制御により、燃費を向上が可能であると同時に、演算の負荷も低減が可能である。
すべての探索パラメータのむだ時間が非常に短い時間の場合、探索パラメータにむだ時間が実質ないものとして、第１の総入力仕事率最小探索手段をスキップし、第２の総入力仕事率最小探索手段のみを実施しているため、燃費を向上することができると同時に、演算の負荷も低減することができる。

なお、車両の制御装置１０００は、ハードウェアの一例を図８に示すように、プロセッサ１００１と記憶装置１００２から構成される。記憶装置は図示していないが、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置と、フラッシュメモリ等の不揮発性の補助記憶装置とを具備する。また、フラッシュメモリの代わりにハードディスクの補助記憶装置を具備してもよい。プロセッサ１００１は、記憶装置１００２から入力されたプログラムを実行する。この場合、補助記憶装置から揮発性記憶装置を介してプロセッサ１００１にプログラムが入力される。また、プロセッサ１００１は、演算結果等のデータを記憶装置１００２の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置にデータを保存してもよい。

本開示は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１０１ エンジン、１０２ モータ、１０３ クランクプーリ、１０４ プーリ、
１０５ ベルト、１０６ トランスミッション、１０７ ディファレンシャルギア、
１０８ ドライブシャフト、１０９ タイヤ、１１０ モータ用ＥＣＵ、
１１１ エンジン用ＥＣＵ、１１２ トランスミッション用ＥＣＵ、
１１３ 車両用ＥＣＵ、１１４ 車速センサ、１１５ アクセルポジションセンサ、
１１６ ブレーキストロークセンサ、２０１ 遅れ推定手段、
２０２ 総入力仕事率最小探索手段、２０３ 総入力仕事率最小化制御手段、
４０１ 遅れ推定手段、４０２ むだ時間判定手段、
４０３ 第１の総入力仕事率最小探索手段、
４０４ 第２の総入力仕事率最小探索手段、４０５ 総入力仕事率最小化制御手段、
１０００ 車両の制御装置、１００１ プロセッサ、１００２ 記憶装置

Claims (2)

1. 複数の駆動源が搭載された車両の制御装置であって、
   上記各駆動源および上記車両のトランスミッションに対して、動作を要求してから実動作が行われるまでの遅れを各別に推定する遅れ推定手段、
   要求された上記車両のトルクを得るために上記各駆動源に要求するトルクおよび上記トランスミッションに要求する変速比を演算し、上記実動作が行われたときの総入力の仕事率が、最小となる組み合わせにおける各値を、上記遅れ推定手段により推定された遅れを各別に加味して、求める要求値演算手段、
   この要求値演算手段により求めた上記各値を制御要求値として、上記各駆動源および上記トランスミッションを制御する制御手段を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
2. 複数の駆動源が搭載された車両の制御装置であって、
   上記各駆動源および上記車両のトランスミッションに対して、動作を要求してから実動作が行われるまでの遅れを各別に推定する遅れ推定手段、
   要求された上記車両のトルクを得るために上記各駆動源に要求するトルクおよび上記トランスミッションに要求する変速比を演算し、上記実動作が行われたときの総入力の仕事率が、最小となる組み合わせにおける各値を求める第１の要求値演算手段、
   要求された上記車両のトルクを得るために上記各駆動源に要求するトルクおよび上記トランスミッションに要求する変速比を演算し、上記実動作が行われたときの総入力の仕事率が、最小となる組み合わせにおける各値を、上記遅れ推定手段により推定された遅れを各別に加味して、求める第２の要求値演算手段、
   上記第１の要求値演算手段および上記第２の要求値演算手段により求めた上記各値から選択し、制御要求値として、上記各駆動源および上記トランスミッションを制御する制御手段を備え、
   上記遅れ推定手段により推定された遅れは、上記各駆動源または上記トランスミッションが、上記制御手段からの制御要求を受けてから実動作するまでのむだ時間を当該遅れ中に含み、
   上記制御手段は、上記遅れ推定手段により各別に推定された遅れに含まれる上記むだ時間の最大値が予め設定されたしきい値以上の場合は上記第１の要求値演算手段により求めた該当する値を、上記むだ時間の最大値が上記しきい値より短い場合は上記第２の要求値演算手段により求めた該当する値を、制御要求値とすることを特徴とする車両の制御装置。

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