JP2023168015A - 車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者のアクセル操作に対するトルク変化の応答遅れを抑制しながら、実際のトルクと目標トルクとの乖離を改善する。
【解決手段】車両の駆動力制御装置は、モータ５と、エンジン４と、コントローラ２０と、を備え、コントローラは、車両の目標トルクから目標エンジントルクを、予め定めた分配ルールに従い分配しかつ、エンジンへ、目標エンジントルクに対応する制御信号を出力し、コントローラは、目標エンジントルクに基づいて、現時点よりも未来における前記気筒への吸入空気量を予測すると共に、予測した吸入空気量に基づいて、未来におけるエンジンのトルクを予測し、コントローラは、予測したエンジンのトルクに基づいて、未来において車両の目標トルクが達成されるよう目標モータトルクを設定しかつ、モータへ、目標モータトルクに対応する制御信号を出力する。
【選択図】図８

Description

ここに開示する技術は、車両の駆動力制御装置に関する。

特許文献１には、エンジンとモータとが搭載されたハイブリッド車両が開示されている。エンジン及びモータは、運転者のアクセル操作に応じた要求トルクを分担して出力する。このハイブリッド車両のコントローラは、エンジン及びモータの両方にトルク増大を要求する場合に、エンジンの応答遅れを模擬した所定時間だけ、モータに対するトルク要求を遅延させる。

特開２００６－６７７３７号公報

エンジン及びモータが搭載されたハイブリッド車両は、エネルギ効率が最適になるよう、車両の目標トルクをエンジン及びモータに配分する。エンジン及びモータへのトルク配分は、例えばＳＯＣ（State of Charge）、及び／又は、温度といったバッテリ状態、及び／又は、エンジン水温を含む様々なエンジン状態に応じて、逐次変化する。

一般的に、エンジンのトルク応答は、モータのトルク応答よりも遅い。そのため、目標トルクが変化した過渡時には、モータのトルク変化に対して、エンジンのトルク変化が遅れる場合がある。エンジンのトルク変化の遅れは、車両のトルク変動を招く。また、エンジンのトルク変化の遅れは、エンジン及びモータが実際に発生させた合計トルクと、目標トルクとの乖離を招く場合がある。

従来のハイブリッド車両は、モータのトルク増大のタイミングを、エンジンのトルク増大のタイミングに一致するよう遅らせている。従来のハイブリッド車両は、エンジンのトルク増大とモータのトルク増大とが同期するため、トルク変動が生じにくい。

しかしながら、従来のハイブリッド車両では、モータのトルク増大のタイミングを遅らせるため、運転者のアクセル操作に対する、自動車のトルク増大が遅れる。従来のハイブリッド車両は、ドライバビリティが悪い。また、残念ながら従来のハイブリッド車両は、エンジンのトルク増大とモータのトルク増大とを同期させるだけであるので、実際のトルクと目標トルクとの乖離を、改善することができない。

ここに開示する技術は、運転者のアクセル操作に対するトルク変化の応答遅れを抑制しながら、実際のトルクと目標トルクとの乖離を改善する。

エンジン及びモータが搭載されたハイブリッド車両では、モータにエンジンの応答遅れを補完させることにより、応答遅れの抑制と、トルク乖離の改善との両方を実現することが考えられる。すなわち、運転者のアクセル操作に応じて目標エンジントルクを変更する場合に、コントローラが、実際のエンジントルクと目標エンジントルクとの差分を求めると共に、エンジントルクの差分がモータトルクによって補完されるよう、目標のモータトルクを補正することが考えられる。高応答のモータは、エンジンの応答遅れに起因するエンジントルクの差分を補完できる。モータによる補完は、アクセル操作に対するトルク応答の遅れを抑制できると共に、実際のトルクと目標トルクとの乖離も改善できる。

ところが、エンジントルクの検出、トルク差分の算出、及び／又は、モータトルクの補正量の設定には時間を要する。前述した制御プロセスにおいて、エンジンのトルクを検出してからモータの補正量を設定している間にも、実際のエンジントルクは刻々と変化する。モータトルクの補正は、実際のエンジントルクの変化に対して後追いとなる。実際のトルクと目標トルクとの乖離は無くならない。

本願発明者らは、エンジントルクの変化を先読みすることによって、現時点よりも未来におけるエンジントルクを予測し、予測したエンジントルクに基づいて、現時点よりも未来における目標モータトルクを設定する技術思想を着想した。本願発明者らは、その技術思想を実現する制御の構築を進め、ここに開示する技術を完成させるに至った。

具体的に、ここに開示する技術は、車両の駆動力制御装置に係る。この車両の駆動力制御装置は、
電力が供給されて車両走行用のトルクを発生させるモータと、
気筒内において燃料を燃焼させて車両走行用のトルクを発生させるエンジンと、
アクセル操作信号を受けると共に、アクセル操作に対応する制御信号を、前記モータ及び前記エンジンへ出力するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記アクセル操作に対応する前記車両の目標トルクを設定すると共に、当該車両の目標トルクから目標エンジントルクを、予め定めた分配ルールに従い分配しかつ、前記エンジンへ、前記目標エンジントルクに対応する制御信号を出力し、
前記コントローラは、前記目標エンジントルクに基づいて、現時点よりも未来における前記気筒への吸入空気量を予測すると共に、予測した吸入空気量に基づいて、未来における前記エンジンのトルクを予測し、
前記コントローラは、予測した前記エンジンのトルクに基づいて、未来において前記車両の目標トルクが達成されるよう目標モータトルクを設定しかつ、前記モータへ、前記目標モータトルクに対応する制御信号を出力する。

この構成の車両は、モータ及びエンジンを備えている車両であり、いわゆるハイブリッド車両である。コントローラは、アクセル操作に対応する車両の目標トルクが達成されるよう、車両の目標トルクを、目標エンジントルク及び目標モータトルクに分配する。エンジンが目標エンジントルクを出力し、モータが目標モータトルクを出力する。エンジン及びモータが、車両の目標トルクを実現する。

コントローラは、目標エンジントルクを、予め定めた分配ルールに従い分配する。分配ルールは、例えばバッテリのＳＯＣに基づくルールである。バッテリは、モータへ電力を供給するために車両に搭載される。コントローラは、ＳＯＣが高い場合は、バッテリの放電を優先するため、目標エンジントルクが小さくかつ、目標モータトルクが大きくなるようにし、ＳＯＣが低い場合は、バッテリの充電を優先するため、目標エンジントルクが大きくかつ、目標モータトルクが小さくなるようにしてもよい。コントローラは、エンジンへ、目標エンジントルクに対応する制御信号を出力する。エンジンは、目標エンジントルクを出力するよう運転する。

運転者がアクセル操作を行うと、コントローラは、アクセル操作の変化に対応するよう、車両の目標トルクを変える。車両の目標トルクの変更に伴い、コントローラは、目標エンジントルクを変える。目標エンジントルクが変わると、エンジンは、例えばスロットル弁の開度を変更させ、それによって、気筒への吸入空気量が変わる。気筒への吸入空気量が変わるとエンジントルクが変わる。目標トルクの変更から、スロットル弁の開度変更及び吸入空気量の変更を経て、エンジントルクが実際に変わるまでには、タイムラグが生じる。

目標エンジントルクの変更に対する、スロットル弁の開度変化は、例えばスロットル弁の特性（例えば機械的な特性を含む）を予め特定しておくことによって予測できる。現時点よりも未来におけるスロットル弁の開度変化が予測できれば、未来における吸入空気量が予測でき、吸入空気量が予測できれば、未来におけるエンジンのトルクが予測できる。コントローラは、目標エンジントルクに基づいて、未来におけるエンジンのトルクを予測する。

コントローラはまた、未来におけるエンジンのトルクを予測すれば、未来において車両の目標トルクが達成されるよう目標モータトルクを設定する。予測されるエンジンのトルクが、目標エンジントルクに対して下回る場合、目標モータトルクは、エンジントルクの不足分を補うよう、大に設定される。予測されるエンジンのトルクが、目標エンジントルクを上回る場合、目標モータトルクは、エンジントルクの余剰分を考慮して小に設定される。設定される目標モータトルクは、エンジンのトルク応答の遅れを補完する。

コントローラは、モータへ、目標モータトルクに対応する制御信号を出力する。モータのトルク応答は一般的に早いため、モータは、未来において目標モータトルクに対応するトルクを出力できる。その結果、車両の目標トルクが達成される。

高応答のモータがエンジンの応答遅れを補完するため、前記の駆動力制御装置では、アクセル操作に対するトルク変化の応答遅れが抑制される。

また、実際のエンジントルクではなく、未来におけるエンジントルクを予測し、予測した未来におけるエンジントルクに基づいて、目標モータトルクが設定される。設定される目標モータトルクは、実際のエンジントルクの変化に対する後追いではない。前記の駆動力制御装置では、実際のトルクと目標トルクとの乖離を無くす、又は、実質的に無くすことができる。

その結果、前記の車両の駆動力制御装置は、運転者のドライバビリティを向上させる。

前記コントローラは、予測した前記エンジンのトルクと、前記目標エンジントルクとの差分を補完するよう、前記目標モータトルクを設定する、としてもよい。

モータは、エンジンの応答遅れを補完できる。

前記コントローラは、予測した吸入空気量と、前記エンジンの運転状態から定まる最適点火タイミングとに基づいて、現時点よりも未来における前記エンジンのトルクを予測する、としてもよい。

ここで、最適点火タイミングは、例えばＭＢＴ（Minimum advance for the Best Torque）としてもよい。コントローラが目標エンジントルクをＭＢＴに基づいて設定すれば、エンジンは、最良の効率で運転する。モータは、最良の効率で運転しているエンジンをアシストできる。

また、例えばエンジンの触媒装置が未活性であって、エンジンがＡＷＳ（Accelerated Warm-up System）モードで運転している場合、最適点火タイミングは、ＭＢＴよりも遅角したタイミングである。最適点火タイミングは、ＭＢＴとは限らない。この場合、エンジンは触媒装置の早期活性化を図ることができる。触媒装置の早期活性化が図られながら、モータは、エンジンをアシストできる。

前記コントローラは、前記目標モータトルクを、前記モータが発生できる最小トルク以上に設定し、
前記コントローラは、前記目標モータトルクが前記最小トルクによって制限される場合、前記エンジンのトルクが低下するよう、前記エンジンの点火タイミングを、前記最適点火タイミングよりも遅角させる、としてもよい。

モータは、一般的に温度状態に応じて発生可能な最小トルクが定まる。また、バッテリのＳＯＣが高いとモータは回生運転ができないため、モータの最小トルクは下がる。また、モータの性能によっても、発生可能な最小トルクが定まる。コントローラは、目標モータトルクを、モータが発生できる最小トルク以上に設定しなければならない。目標モータトルクが最小トルクによって制限される場合、設定される目標モータトルクは相対的に大きい。モータトルクとエンジントルクとが合わさったトルク、つまり車両の実際のトルクが、目標トルクを超えてしまう恐れがある。

目標モータトルクが最小トルクによって制限される場合、コントローラは、エンジンの点火タイミングを、最適点火タイミングよりも遅角させる。点火タイミングの遅角は、エンジンのトルクを低下させるから、車両のトルクが目標トルクを超過することが避けられる。

前記コントローラは、
前記目標エンジントルクに基づいて、アクセル操作後の前記エンジンのスロットル弁の開度の変化を予測し、
予測した前記スロットル弁の開度と、前記エンジンのインテークマニホールドの圧力とから、前記スロットル弁を通過する空気量を予測し、
予測した前記スロットル弁を通過する空気量から、前記インテークマニホールド内の空気量を予測し、
予測した前記インテークマニホールド内の空気量から、前記気筒への吸入空気量を予測する、としてもよい。

アクセル操作後のスロットル弁の開度の変化は、例えばスロットル弁の機械特性を予め特定しておくことによって予測できる。現時点よりも未来におけるスロットル開度が予測できれば、スロットル弁よりも下流のインテークマニホールドの圧力とスロットル弁よりも上流の吸気圧力とから、例えばベルヌーイの式を用いて、現時点よりも未来において、スロットル弁を通過する空気量が予測できる。尚、インテークマニホールドの圧力は、後述するインテークマニホールド内の空気量を、圧力に換算してもよい。また、例えば圧力センサが、スロットル弁よりも上流の吸気圧力を計測してもよい。

スロットル弁を通過する空気量が予測できれば、インテークマニホールド内の空気量が予測でき、インテークマニホールド内の空気量が予測できれば、気筒への吸入空気量が予測できる。コントローラは、現時点よりも未来における気筒への吸入空気量を予測できる。

前記コントローラは、
前記目標エンジントルクに基づいて、アクセル操作後の前記エンジンの吸気弁の開閉時期の変化を予測し、
予測した前記吸気弁の開閉時期から、充填効率を予測し、
予測した充填効率と、予測した前記インテークマニホールド内の空気量とから、前記気筒への吸入空気量を予測する、としてもよい。

アクセル操作後の吸気弁の開閉時期の変化は、吸気弁の開閉時期を変更する動弁機構の特性（例えば機械特性を含む）を予め特定しておくことによって予測できる。また、当該エンジンについて、吸気弁の開閉時期とエンジンの運転状態と充填効率との関係を、予め特定しておくことにより、予測した開閉時期に基づいて、コントローラは、充填効率を予測できる。

充填効率が予測できれば、前述したインテークマニホールド内の空気量と、充填効率とから、気筒への吸入空気量が、より高精度に予測できる。コントローラは、現時点よりも未来における気筒への吸入空気量を、精度良く予測できる。

前述した車両の駆動力制御装置は、運転者のアクセル操作に対するトルク変化の応答遅れを抑制しながら、実際のトルクと目標トルクとの乖離を改善できる。

図１は、ハイブリッド自動車を示している。 図２は、駆動力制御装置のブロック図である。 図３は、ハイブリッド自動車のモードに係るマップを示している。 図４は、コントローラの機能ブロックを示している。 図５は、トルク分配部の機能ブロックを示している。 図６は、エンジン制御部の機能ブロックを示している。 図７は、エンジン回転数と遅延時間との関係を示している。 図８は、駆動力制御のタイムチャートを示している。 図９は、トルク分配部の変形例を示している。 図１０は、駆動力制御装置の制御に係るフローチャートである。

以下、車両の駆動力制御装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ここで説明する駆動力制御装置は例示である。

（ハイブリッド自動車）
図１に、開示する技術を適用した自動車１（車両の一例）を示す。この自動車１は、電力を利用した走行が可能なハイブリッド自動車である。自動車１は、前輪２Ｆ及び後輪２Ｒの合計４つの車輪を有している。

自動車１には、駆動源として、エンジン４及びモータ５が搭載されている。これらが協働して、後輪２Ｒを駆動する。それにより、自動車１は走行する。自動車１は後輪駆動車両である。モータ５はまた、駆動源としてだけでなく、回生時には発電機としても利用される。

この自動車１は、高電圧バッテリ９を搭載している。高電圧バッテリ９からの電力供給により、モータ５は、自動車１の走行用のトルクを発生させる。高電圧バッテリ９には、給電口３を介して外部電源３１が接続される。高電圧バッテリ９は、外部電源３１によって充電される。自動車１は、いわゆるプラグインハイブリッド車である。尚、自動車１は、給電口３を省略したハイブリッド車であってもよい。

この自動車１の場合、エンジン４は車体の前側に配置されており、駆動輪は車体の後側に配置されている。すなわち、この自動車１は、いわゆるＦＲ車である。

自動車１には、エンジン４、モータ５の他、駆動系の装置として、Ｋ０クラッチ６、インバータ７、自動変速機８が備えられている。自動車１にはまた、制御系の装置として、コントローラ２０が備えられている。

（駆動系の装置）
エンジン４は、例えば化石燃料を燃焼させる内燃機関である。エンジン４はまた、吸気、圧縮、膨張、排気の各サイクルを繰り返すことで回転動力を発生させる、いわゆる４サイクルエンジンである。

エンジン４は、火花点火式エンジンである。尚、エンジン４は、圧縮着火式エンジンであってもよい。エンジン４は、複数の気筒を有している。尚、エンジン４の気筒数は、特定の数に制限されない。

この自動車１では、エンジン４は、回転動力を出力するクランクシャフト４ａを、車体の前後方向に向けた状態で、車幅方向の略中央部に配置されている。自動車１には、吸気システム、排気システム、燃料供給システム、点火システムなど、エンジン４に付随した様々な装置や機構が設置されている。エンジン４については、後で説明する。

モータ５は、三相の交流によって駆動する永久磁石型の同期モータである。モータ５は、Ｋ０クラッチ６を介してエンジン４の後方に直列に配置されている。モータ５はまた、自動変速機８の前方に直列に配置されている。

Ｋ０クラッチ６は、モータ５のシャフト５ａの前端部と、エンジン４のクランクシャフト４ａとの間に介在するように設置されている。Ｋ０クラッチ６は、クランクシャフト４ａとシャフト５ａとが連結された状態（接続状態）と、クランクシャフト４ａとシャフト５ａとが分離した状態（分離状態）とに切り替わる。

モータ５のシャフト５ａの後端部は自動変速機８の入力軸８ａに連結されている。従って、エンジン４は、Ｋ０クラッチ６及びシャフト５ａを介して、自動変速機８と連結されている。Ｋ０クラッチ６を分離状態にすることで、エンジン４は自動変速機８から切り離される。

自動車１の走行中、Ｋ０クラッチ６は、接続状態と分離状態との間で切り替えられる。例えば、自動車１の減速時には、Ｋ０クラッチ６を分離状態にし、エンジン４を切り離した状態での回生が行われる場合がある。

モータ５は、インバータ７及び高電圧ケーブル４０を介して、駆動電源として車載されている高電圧バッテリ９と接続されている。高電圧ケーブル４０には、コンタクタ９０が介設している。

高電圧バッテリ９は、インバータ７に高電圧の直流電力を供給する。インバータ７は、その直流電力を３相の交流に変換してモータ５に通電する。それにより、モータ５が回転駆動する。また、モータ５は、回生エネルギを、高電圧バッテリ９へ供給する。

高電圧バッテリ９は、高電圧ケーブル４０を介してＤＣＤＣコンバータ１０とも接続されている。ＤＣＤＣコンバータ１０は、高電圧の直流電力を１２Ｖの低電圧の直流電力に変換して出力する。ＤＣＤＣコンバータ１０（その出力側）は、低電圧ケーブル４５を介して低電圧バッテリ１１（いわゆる鉛蓄電池）と接続されている。

低電圧バッテリ１１は、低電圧ケーブル４５を介して様々な電装品と接続されている。ＤＣＤＣコンバータ１０はまた、低電圧ケーブル４５を介してＣＡＮ１２（Controller Area Network）とも接続されている。それにより、ＤＣＤＣコンバータ１０はＣＡＮ１２に低電圧の直流電力を供給する。

自動変速機８は、多段式自動変速機（いわゆるＡＴ）である。自動変速機８はその前端部に入力軸８ａを有し、その入力軸８ａが、上述したようにモータ５のシャフト５ａと連結されている。自動変速機８はその後端部に、入力軸８ａから独立した状態で回転する出力軸８ｂを有している。

入力軸８ａと出力軸８ｂとの間には、複数の遊星歯車機構、及び複数の摩擦締結要素などからなる変速機構が組み込まれている。各摩擦締結要素は、油圧によって締結状態と非締結状態とに切り替わる。自動変速機８は、油圧制御により、複数の摩擦締結要素を選択的に締結する。自動変速機８の変速段は、１速から８速までの前進用の変速段、及び、後退用の変速段（後退速）のいずれかに切り替わる。

尚、各変速段において締結されるべき要素が締結されないと、入力軸８ａと出力軸８ｂとの間が切り離された状態になる（いわゆるニュートラル）。自動変速機８に駆動源から回転動力が入力されても、その回転動力は自動変速機８から出力されない。

図１に示すように、自動変速機８の出力軸８ｂは、車体の前後方向に延びるプロペラシャフト１５を介してデファレンシャルギア１６に連結されている。デファレンシャルギア１６には、車幅方向に延びて、左右の後輪２Ｒ，２Ｒに連結された一対の駆動シャフト１７，１７が連結されている。プロペラシャフト１５を通じて出力される回転動力は、デファレンシャルギア１６で振り分けられた後、これら一対の駆動シャフト１７，１７を通じて各後輪２Ｒに伝達される。

（エンジン）
エンジン４は、図２に示すように、点火プラグ４１、インジェクタ４２、スロットル弁４３、及び、吸気Ｓ－ＶＴ（Sequential-Valve Timing）４４を有している。

点火プラグ４１は、エンジン４に取り付けられる。点火プラグ４１は、コントローラ２０からの制御信号を受けて、気筒内の混合気に、強制的に点火をする。

インジェクタ４２は、エンジン４に取り付けられる。インジェクタ４２は、コントローラ２０からの制御信号を受けて、燃料を、例えば気筒内へ噴射する。燃料と、気筒内へ吸入された空気とは、混合気を形成する。

スロットル弁４３は、エンジン４の吸気通路に取り付けられるバタフライ弁である。スロットル弁４３は、コントローラ２０からの制御信号を受けて開度を変える。スロットル弁４３の開度が変わると、気筒内へ吸入される空気量が変わる。スロットル弁４３の開度が大きくなると、吸入空気量が増える。スロットル弁４３の開度が小さくなると、吸入空気量が減る。

吸気Ｓ－ＶＴ４４は、吸気弁の開閉時期を、例えば連続的に変更する。吸気Ｓ－ＶＴ４４は、油圧駆動式又は電動式である。吸気Ｓ－ＶＴ４４は、コントローラ２０からの制御信号を受けて、吸気弁の開閉時期を、進角方向又は遅角方向へ変える。吸気Ｓ－ＶＴ４４が吸気弁の開閉時期を変えると、充填効率が変わる。スロットル弁４３の開度変化と、吸気弁の開閉時期の変化とが組み合わさって、気筒内への吸入空気量が変わる。

（駆動力制御装置）
図２は、駆動力制御装置のブロック図である。自動車１には、運転者の操作に応じて、エンジン４、モータ５、Ｋ０クラッチ６、自動変速機８などを制御し、自動車１の走行をコントロールするために、上述したコントローラ２０が設置されている。コントローラ２０は、プロセッサ、メモリ、インターフェースなどのハードウエアと、データベースや制御プログラムなどのソフトウエアとで構成されている。尚、図２の駆動力制御装置には、一つのコントローラ２０が示されているが、駆動力制御装置のコントローラは、駆動源（エンジン４及びモータ５）の作動を主に制御するユニット（ＰＣＭ）と、Ｋ０クラッチ６及び自動変速機８の作動を主に制御するユニット（ＴＣＭ）とに分かれていてもよい。ＰＣＭ及びＴＣＭは、ＣＡＮ１２によって接続されていて、互いに電気通信可能に構成される。

駆動力制御装置は、車両の走行に関係する各種のパラメータを計測するセンサを備えている。具体的に、駆動力制御装置は、アクセルポジションセンサ５１、吸気圧力センサ５２、水温センサ５３、エンジン回転数センサ５４、モータ回転数センサ５５、車速センサ５６、及び、ＳＯＣセンサ５７を備えている。

アクセルポジションセンサ５１は、運転者が操作をするアクセルペダル１９（図１参照）の操作に対応する信号を出力する。

吸気圧力センサ５２は、エンジン４の吸気通路においてスロットル弁４３の上流部分の圧力に対応する信号を出力する。水温センサ５３は、エンジン４の冷却水の温度に対応する信号を出力する。

エンジン回転数センサ５４は、エンジン４の回転数に対応する信号を出力する。モータ回転数センサ５５は、モータ５の回転数に対応する信号を出力する。尚、自動車１において、Ｋ０クラッチ６が接続状態となって、エンジン４及びモータ５のそれぞれがトルクを出力している場合、エンジン４の回転数とモータ５の回転数とは一致する。

車速センサ５６は、自動車１の車速に対応する信号を出力する。ＳＯＣセンサ５７は、高電圧バッテリ９のＳＯＣに対応する信号を出力する。

コントローラ２０は、これらのセンサが出力した信号を、ＣＡＮ１２を介して受ける。コントローラ２０は、ＣＡＮ１２を通じて、エンジン４、インバータ７、Ｋ０クラッチ６、及び、自動変速機８へ制御信号を出力する。これにより、コントローラ２０は、エンジン４、モータ５、Ｋ０クラッチ６、及び、自動変速機８を制御する。

（駆動力制御の詳細）
図３は、自動車１のモードに係るマップ９１を示している。自動車１は、ＥＶモードと、ＨＥＶモードとを有している。ＥＶモードは、Electric Vehicleモードであって、モータ５のみが自動車１の走行用のトルクを出力するモードである。ＨＥＶモードは、Hybrid Electric Vehicleモードであって、エンジン４及びモータ５の両方が自動車１の走行用のトルクを出力するモードである。エンジン水温が比較的高くかつ、高電圧バッテリ９のＳＯＣが比較的高い場合、自動車１は、ＥＶモードである。高電圧バッテリ９の電力を用いることによって燃費性能が向上する。エンジン水温が低い場合、自動車１は、ＨＥＶモードである。エンジン１の運転によって温度が高まったエンジンの冷却水を利用して、車室内の暖房を行う。自動車１のエネルギ効率が向上する。高電圧バッテリ９のＳＯＣが比較的低い場合、自動車１は、ＨＥＶモードである。エンジン１の運転は、高電圧バッテリ９の電力消費を抑制しながら高電圧バッテリ９を充電させる。高電圧バッテリ９のＳＯＣが回復する。

コントローラ２０は、マップ９１を記憶している。コントローラ２０は、自動車１の目標トルクを目標エンジントルクと目標モータトルクとの両方に分配するか（つまり、ＨＥＶモード）、又は、自動車１の目標トルクを目標モータトルクのみに分配するか（つまり、ＥＶモード）を、マップ９１に従って切り替える。

ここで、この自動車１において、ＨＥＶモード時のエンジン４の点火タイミングは、基本的にＭＢＴである。エンジン４は、最良の効率で運転する。モータ５は、最良の効率で運転しているエンジン４をアシストする。

尚、エンジン４の触媒装置が未活性であって、エンジン４がＡＷＳモードで運転している場合、点火タイミングは、ＭＢＴよりも遅角する。これにより、排気損失が増大する。ＡＷＳモードの場合、エンジン４は、排気損失を使って触媒装置の早期活性化を図ることができる。モータ５は、触媒装置を活性化させているエンジン４をアシストする。

次に、図４－７を参照しながら、ＨＥＶモードにおける、エンジン４及びモータ５へのトルクの分配を説明する。図４は、コントローラ２０の機能ブロックを示している。コントローラ２０は、機能ブロックとして、トルク変換部２１、トルク調停部２２、トルク分配部２３、エンジン制御部２４、及び、モータ制御部２５を有している。

トルク変換部２１は、アクセルポジションセンサ５１の信号を受けて、アクセルポジションから自動車１の目標トルクを設定する。より詳細に、トルク変換部２１は、運転者のアクセル操作から自動車１の目標加速度を設定すると共に、自動車１の車速及び自動変速機８の変速段に基づいて、設定した目標加速度を目標トルク（つまり、自動車１の目標トルク）に変換する。

トルク調停部２２は、トルク変換部２１が設定したアクセルポジションに基づく目標トルクを受けると共に、アクセルポジション以外のトルク要求信号を受けて、最終的な目標トルクを設定する。アクセルポジション以外のトルク要求信号には、例えば自動車１の挙動を安定化させるためのトルク要求信号が含まれる。

トルク分配部２３は、トルク調停部２２が設定した自動車１の目標トルクであって、最終的な目標トルクを受けて、当該目標トルクを、目標エンジントルクと目標モータトルクとに分配する。尚、自動車１がＥＶモードの場合、目標エンジントルクはゼロであって、目標モータトルクは、自動車１の目標トルクと一致する。トルク分配部２３については、後で詳細に説明する。

エンジン制御部２４は、トルク分配部２３によって設定された目標エンジントルクに対応する制御信号を、エンジン４、より詳細には、点火プラグ４１、インジェクタ４２、スロットル弁４３及び吸気Ｓ－ＶＴ４４へ出力する。エンジン４は、目標エンジントルクが実現するように運転する。

モータ制御部２５は、トルク分配部２３によって設定された目標モータトルクに対応する制御信号を、インバータ７へ出力する。インバータ７を通じて、モータ５が制御される。モータ５は、目標モータトルクが実現するように運転する。エンジン４がトルクを出力しかつ、モータ５がトルクを出力することによって、自動車１の目標トルクが達成される。

図５は、トルク分配部２３の機能ブロックを示している。トルク分配部２３は、機能ブロックとして、ＳＯＣ管理部２３１、第１加減算器２３２、エンジントルク演算部２３３、位相調整部２３４、第２加減算器２３５、制限部２３６、第３加減算器２３７、及び、加算器２３８を有している。

ＳＯＣ管理部２３１は、トルク調停部２２が設定した最終的な自動車１の目標トルクを受ける。ＳＯＣ管理部２３１はまた、高電圧バッテリ９の情報を受ける。高電圧バッテリ９の情報には、ＳＯＣセンサ５７の計測信号に基づく高電圧バッテリ９のＳＯＣ、及び、高電圧バッテリ９の温度が少なくとも含まれる。ＳＯＣ管理部２３１は、自動車１の目標トルクとバッテリ情報とに基づいて、モータ５の目標トルクを仮設定する。ＳＯＣ管理部２３１は、例えばＳＯＣが高い場合、目標モータトルクを高くして、モータ５によるエンジン４のアシスト量を増やす。ＳＯＣ管理部２３１は、例えばＳＯＣが低い場合、高電圧バッテリ９の充電を優先するため、目標モータトルクを低くする。ここで設定される目標モータトルクは、定常分の目標モータトルクに相当する。

第１加減算器２３２は、自動車１の目標トルクから、ＳＯＣ管理部２３１が設定した目標モータトルクを減算する。第１加減算器２３２の出力は、第１目標エンジントルクである。第１目標エンジントルクは、定常分の目標エンジントルクに相当する。第１目標エンジントルクは、気筒内への空気量を調整することにより達成されるトルクと言い換えることができる。トルク分配部２３は、第１目標エンジントルクを、エンジン制御部２４へ出力する。

運転者がアクセルペダル１９の操作を行うと、自動車の目標トルクが変更される。自動車１の目標トルクが変更されると、目標エンジントルク及び目標モータトルクが変更される。目標エンジントルクが変更されると、気筒内への吸入空気量を変更させるために、目標スロットル開度及び吸気弁の目標開閉時期が変更される。スロットル弁４３の開度変更、及び／又は、吸気Ｓ－ＶＴ４４による吸気弁の開閉時期の変更には時間を要し、スロットル弁４３の開度変更及び吸気弁の開閉時期の変更後、気筒内の吸入空気量が実際に変更されるまでにも時間を要する。さらに、気筒内の吸入空気量が実際に変更された後、エンジン４のトルクが実際に変更されるまでにも時間を要する。運転者がアクセルペダル１９の操作を行った後、エンジン４のトルクが目標エンジントルクへ変更されるまでにはタイムラグが生じる。

トルク分配部２３は、エンジン４の遅いトルク応答が補完されるよう、目標モータトルクを設定する。より詳細に、トルク分配部２３は、現時点よりも未来における気筒への吸入空気量を予測すると共に、予測した吸入空気量に基づいて、未来におけるエンジン４のトルクを予測する。トルク分配部２３は、予測したエンジン４のトルクに基づいて、未来において自動車１の目標トルクが達成されるよう目標モータトルクを設定する。

目標トルクが変化した過渡時において、トルク分配部２３の、ＳＯＣ管理部２３１及び第１加減算器２３２は、定常分の目標エンジントルク、つまり、第１目標エンジントルクの設定に関係する。エンジントルク演算部２３３、位相調整部２３４、第２加減算器２３５、制限部２３６、第３加減算器２３７及び加算器２３８は、過渡分の目標エンジントルク（後述する第２目標エンジントルク）、及び、目標モータトルクの設定に関係する。

エンジントルク演算部２３３は、現時点よりも未来における気筒内への吸入空気量の予測値を読み込む。吸入空気量の予測は、後述するように、エンジン制御部２４が行う。エンジン制御部２４は、現時点に対して予め定めた基準時間後の、吸入空気量の予測値を出力する。エンジントルク演算部２３３は、吸入空気量の予測値に基づいて、現時点よりも未来におけるエンジン４のトルクを予測する。より詳細に、エンジントルク演算部２３３は、吸入空気量の予測値に基づいて、エンジン４の運転状態から定まる最適点火タイミングで、点火プラグ４１が点火を行った場合の、エンジン４のトルクを予測する。

ここで、最適点火タイミングの一例は、前述したＭＢＴである。つまり、エンジントルク演算部２３３は、吸入空気量の予測値に基づいて、点火プラグ４１がＭＢＴにおいて点火を行った場合の、エンジン４のトルクを予測する。また、エンジンがＡＷＳモードで運転している場合、最適点火タイミングは、ＭＢＴよりも遅角したタイミングである。つまり、エンジントルク演算部２３３は、吸入空気量の予測値に基づいて、点火プラグ４１がＭＢＴよりも遅角したタイミングで点火を行った場合の、エンジン４のトルクを予測する場合がある。

位相調整部２３４は、例えばコントローラ２０の通信遅れ、モータ５の応答遅れ、エンジン４の応答遅れ等を考慮して、エンジン４のトルク変化とモータ５のトルク変化との同期を図る。一般的に、モータ５のトルク応答よりも、エンジン４のトルク応答は遅い。位相調整部２３４は、モータ５とエンジン４とのトルク応答差を考慮して、エンジン４のトルク予測値の位相を調整する。

ここで、エンジン４のトルク応答は、エンジン４の回転数に応じて変化する。つまり、エンジン４の回転数が高い場合、エンジン４が有する複数の気筒についての燃焼間隔（つまり時間間隔）が短い。エンジン４の回転数が低い場合、複数の気筒についての燃焼間隔（つまり時間間隔）が長い。気筒への吸入空気量が変化してから、エンジン４のトルクが変化するまでの時間は、エンジン４の回転数に応じて変わる。エンジン４の回転数が高い場合、気筒への吸入空気量が変化してから、エンジン４のトルクが変化するまでの時間が短い。エンジン４の回転数が低い場合、気筒への吸入空気量が変化してから、エンジン４のトルクが変化するまでの時間が長い。

エンジン制御部２４は、現時点に対して基準時間（つまり、一定時間）後の、吸入空気量を予測する。基準時間後の吸入空気量がエンジン４のトルクに反映される時期は、エンジン４の回転数に応じて変化する。

図７は、エンジン回転数と、遅延時間との関係を示している。遅延時間は、吸入空気量の変化から、エンジン４のトルク変化までの遅れに相当する。エンジン回転数が低い場合、吸入空気量の変化がエンジン４のトルク変化に反映されるまでの時間が長い。エンジン回転数が低い場合、遅延時間が長い。エンジン回転数が高い場合、遅延時間が短い。図７では、エンジン回転数が高いほど、遅延時間が短くなるよう、エンジン回転数と遅延時間との関係が直線に設定されている。コントローラ２０は、図７に示される関係式を記憶している。尚、エンジン回転数と遅延時間との関係は、図例に限定されない。エンジン回転数と遅延時間との関係は、直線に限らず、曲線であってもよい。また、エンジン回転数と遅延時間との関係は、階段状であってもよい。

位相調整部２３４は、エンジン回転数に基づいて遅延時間を設定する。予測された吸入空気量は、遅延時間後のエンジン４のトルクに反映される。コントローラ２０は、現時点から設定時間後におけるエンジン４のトルクを予測することになる。トルク予測に係る設定時間は、吸入空気量の予測に係る基準時間以降の時間であれば、任意の時間に設定できる。

エンジン４の回転数が基準回転数ｒ０を超えると、遅延時間はゼロである。エンジン４の回転数が基準回転数ｒ０よりも高くなれば、アクセル操作に対するエンジン４のトルク変化の応答性が十分に高いため、遅延時間を設ける必要がない。エンジン４の回転数が基準回転数よりも高い場合に、遅延時間をゼロにしても、コントローラ２０は、エンジン４のトルクを精度良く予測できる。

尚、エンジン４の回転数が基準回転数よりも高くなれば、エンジン４のトルク応答がモータ５のトルク応答と同等になる、又は、エンジン４のトルク応答よりもモータ５のトルク応答が遅くなる。そこで、エンジン４の回転数が高い場合に、エンジン４のトルク応答とモータ５のトルク応答とを同期させる目的でモータ５のトルク応答を早めることが考えられる。しかし、エンジン４の回転数が高くなればエンジン４及びモータ５の一回転に要する時間が短いため、モータ５のトルク応答を早めなくても、エンジン４のトルク応答とモータ５のトルク応答とは、実質的に同期する。

現時点から設定時間後のエンジン４のトルクが予測されれば、第２加減算器２３５は、現時点から設定時間後のエンジン４のトルクを、自動車１の目標トルクから減算する。予測された設定時間後のエンジン４のトルクには、エンジン４のトルク応答の遅れが含まれている。第２加減算器２３５の出力を、現時点から設定時間後の目標モータトルクとすれば、予測されたエンジン４のトルクに、モータトルクが足し合わされることによって、自動車１の目標トルクが達成される。つまり、目標モータトルクは、エンジン４のトルク応答の遅れを補完する。

制限部２３６は、第２加減算器２３５が出力した目標モータトルクと、モータ５の最大トルクと、最小トルクとに基づいて、最終的な目標モータトルクを出力する。ここで、最大モータトルク及び最小モータトルクは、モータ５の性能、モータ５の温度、及び／又は、高電圧バッテリ９のＳＯＣに応じて設定される。例えばＳＯＣが高いと、モータ５が回生運転できないため、最小モータトルクが小に設定される。ＳＯＣが低いと、高電圧バッテリ９を充電しなければならないため、最大モータトルクが小に設定される。第２加減算器２３５が出力した目標モータトルクが、最大モータトルクを超える場合、制限部２３６は、目標モータトルクを最大モータトルクに設定する。第２加減算器２３５が出力した目標モータトルクが、最小モータトルクを下回る場合、制限部２３６は、目標モータトルクを最小モータトルクに設定する。第２加減算器２３５が出力した目標モータトルクが、最大モータトルク以下でかつ、最小モータトルク以上である場合、制限部２３６は、第２加減算器２３５が出力した目標モータトルクを、最終的な目標モータトルクに設定する。

モータ制御部２５は、制限部２３６が出力した目標モータトルクに基づいて、インバータ７を通じてモータ５を制御する。モータ５は、前述の通り、現時点から設定時間後の、自動車１の目標トルクが達成されるよう、エンジン４を補完して、トルクを出力する。運転者のアクセルペダル１９の操作に対するトルク変化の応答遅れを抑制しながら、エンジン４のトルク変化とモータ５のトルク変化とが同期して、実際のトルクと目標トルクとの乖離が抑制される。

ここで、制限部２３６において、目標モータトルクが最小モータトルクによって制限される場合、制限部２３６が出力する目標モータトルクは、第２加減算器２３５が出力した目標モータトルクよりも大きい。このままモータ５が目標モータトルク（つまり、最小モータトルク）を出力しかつ、エンジン４が目標エンジントルクを出力すると、現時点から設定時間後の自動車１のトルクが、目標トルクを超えてしまう。

第３加減算器２３７は、第２加減算器２３５が出力した目標モータトルクと、制限部２３６が出力した目標モータトルクとの差分を演算する。差分がゼロの場合、制限部２３６は、目標モータトルクを、最大モータトルク又は最小モータトルクによって制限していないことになる。差分がゼロでない場合、制限部２３６は、目標モータトルクを、最大モータトルク又は最小モータトルクによって制限していることになる。

加算器２３８は、第３加減算器２３７の出力と、エンジントルク演算部２３３の出力とに足し合わせることによって、第２目標エンジントルクを設定する。加算器２３８は、エンジン制御部２４へ、第２目標エンジントルクを出力する。第３加減算器２３７の出力は、前述した差分であり、エンジントルク演算部２３３の出力は、吸入空気量の予測値から予測したエンジン４のトルクである。第２目標エンジントルクは、点火タイミングの調整に関係する。具体的に、目標モータトルクが最小モータトルクによって制限される場合、エンジン４のトルクが下がるように、点火タイミングを、最適点火タイミング（つまり、ＭＢＴ、又は、ＡＷＳ時の点火タイミング）よりも遅角させる。第２目標エンジントルクは、点火タイミングを調整することにより達成されるトルクであり、過渡分の目標エンジントルクに相当する。

エンジン制御部２４は、第１目標エンジントルクと第２目標エンジントルクとに基づいて、エンジン４の吸入空気量、及び、点火タイミングを制御する。第２目標エンジントルクによって点火タイミングが遅角すれば、エンジン４のトルクが下がる。モータトルクが大きくなる分が、エンジン４のトルク低下によって相殺される。エンジン４のトルクとモータ５のトルクとによって、自動車１のトルクが、目標トルクに一致、又は、実質的に一致する。

尚、目標モータトルクが最大モータトルクによって制限される場合は、モータ５のトルクが相対的に下がる。エンジン４のトルクを高めないと、自動車１の目標トルクが実現しない。しかし、最適点火タイミングで運転中のエンジン４において、トルクをさらに高めることは難しい。制限部２３６において目標モータトルクが最大モータトルクによって制限される場合、点火タイミングの調整は行われない。

（エンジンの吸入空気量の予測）
図６は、エンジン制御部２４の、吸入空気量の予測に関係する機能ブロックを示している。エンジン制御部２４は、スロットル開度予測部２４１、スロットル通過空気量予測部２４２、第４加減算器２４３、インテークマニホールド内空気量予測部２４４、圧力換算部２４５、Ｓ－ＶＴ変化予測部２４６、充填効率予測部２４７、及び、乗算部２４８を有している。エンジン制御部２４は、現時点に対して基準時間後の吸入空気量を予測する。基準時間は、一定時間であって、予め設定されている。基準時間は、例えば１０～数十ｍｓｅｃの間で、任意に設定できる。

スロットル開度予測部２４１は、トルク分配部２３が設定した第１目標エンジントルクに基づいて、スロットル弁４３の開度の時間経過に対する変化を予測する。スロットル開度予測部２４１は、スロットル弁４３の目標開度とスロットル弁４３の特性情報に基づいて、現時点から基準時間後のスロットル弁４３の開度を予測する。目標エンジントルクとスロットル弁４３の目標開度との関係は、コントローラ２０に記憶されている。また、スロットル弁４３の特性情報も、コントローラ２０に記憶されている。スロットル弁４３の特性は、例えば実機試験を行うことによって特定してもよい。図６に例示されるように、スロットル弁４３の開度は、アクセルペダル１９の操作に対し遅れて変化する。

スロットル通過空気量予測部２４２は、現時点から基準時間後において、スロットル弁４３を通過する空気量を予測する。スロットル通過空気量予測部２４２は、具体的には、スロットル開度予測部２４１が予測したスロットル弁４３の開度と、スロットル弁４３よりも下流のインテークマニホールドの圧力と、スロットル弁４３よりも上流の吸気圧力とから、ベルヌーイの式を用いて、スロットル弁４３を通過する空気量を予測する。インテークマニホールドの圧力は、後述する、現時点から基準時間後におけるインテークマニホールド内の空気量から、圧力換算部２４５が圧力に換算した値が用いられる。スロットル弁４３よりも上流の吸気圧力は、例えば吸気圧力センサ５２の計測信号から取得できる。

第４加減算器２４３は、スロットル通過空気量予測部２４２が予測した、現時点から基準時間後におけるスロットル弁４３を通過する空気量から、後述する、気筒内への吸入空気量を減算する。

インテークマニホールド内空気量予測部２４４は、第４加減算器２４３の出力に基づいて、現時点から基準時間後におけるインテークマニホールド内の空気量を予測する。

圧力換算部２４５は、前述したように、インテークマニホールド内空気量予測部２４４が予測した、現時点から基準時間後におけるインテークマニホールド内の空気量を、インテークマニホールド内の圧力に換算し、スロットル通過空気量予測部２４２へ出力する。

Ｓ－ＶＴ変化予測部２４６は、スロットル開度予測部２４１と同様に、第１目標エンジントルクに基づいて、吸気Ｓ－ＶＴ４４による、吸気弁の開閉時期の、時間経過に対する変化を予測する。Ｓ－ＶＴ変化予測部２４６は、吸気弁の目標開閉時期と吸気Ｓ－ＶＴ４４の特性情報に基づいて、現時点から基準時間後における、吸気弁の開閉時期を予測する。目標エンジントルクと吸気弁の目標開閉時期との関係は、コントローラ２０に記憶されている。また、吸気Ｓ－ＶＴ４４の特性情報も、コントローラ２０に記憶されている。吸気Ｓ－ＶＴ４４の特性は、例えば実機試験を行うことによって特定してもよい。図６に例示されるように、吸気弁の開閉時期は、アクセルペダル１９の操作に対し遅れて変化する。

充填効率予測部２４７は、Ｓ－ＶＴ変化予測部２４６が予測した、現時点から基準時間後における吸気弁の開閉時期に基づいて、現時点から基準時間後における充填効率を予測する。コントローラ２０は、吸気弁の開閉時期と、エンジン４の運転状態と、充填効率との関係を示すマップを予め記憶している。充填効率予測部２４７は、コントローラ２０が記憶しているマップに基づいて、現時点から基準時間後における充填効率を予測する。

乗算部２４８は、インテークマニホールド内空気量予測部２４４が予測した、現時点から基準時間後におけるインテークマニホールド内の空気量と、充填効率予測部２４７が予測した、現時点から基準時間後における充填効率とを乗算することにより、現時点から基準時間後における、気筒内への吸入空気量を予測する。予測吸入空気量は、エンジン４の制御に利用される他、前述の通り、トルク分配部２３のエンジントルク演算部２３３へ出力される。

（制御例）
図８は、車両の駆動力制御装置による制御例を示している。図８のタイムチャートには、アクセルペダル１９の操作、自動車１の目標トルクの変化、目標吸入空気量の変化、予測吸入空気量の変化、エンジントルク予測値の変化、目標モータトルクの変化、及び、点火タイミングの変化が含まれている。この制御例は、自動車１がＨＥＶモードで走行している場合に、運転者がアクセルペダル１９を踏むことによって、自動車１が加速する場合に相当する。

先ず、時刻ｔ１に運転者がアクセルペダル１９を踏む。このアクセルペダル１９の操作に対応するよう、トルク変換部２１及びトルク調停部２２は、自動車１の目標トルクを設定する。この目標トルクは、エンジン４のトルク及びモータ５のトルクによって実現するトルクである。図８の制御例において、目標トルクは、時刻ｔ１においてステップ状に高まる。

トルク分配部２３は、目標トルクの変化に対応するよう、目標エンジントルクを設定する。目標エンジントルクは、目標トルクと同様に、ステップ状に高まる。目標エンジントルクに対応するよう、エンジン４の目標吸入空気量が設定される。目標吸入空気量も、時刻ｔ１においてステップ状に高まる。目標吸入空気量が実現されるよう、スロットル弁４３の開度が変わる。前述したように、スロットル弁４３の開度変化は、アクセルペダル１９の操作に対して遅れるため、図８に一点鎖線で例示するよう、スロットル開度は、時間経過に対して徐々に変化する。

前述したように、エンジン制御部２４は、スロットル開度の変化を予測し、それに基づいて、現時点に対して基準時間後における、吸入空気量を予測する。予測吸入空気量は、スロットル開度の変化に対応するよう、時刻ｔ１から遅れた時刻ｔ２から、時間の経過と共に次第に増える。

トルク分配部２３のエンジントルク演算部２３３は、予測された吸入空気量からエンジントルクを演算する。エンジントルク演算部２３３は、例えば点火プラグ４１がＭＢＴにおいて点火を行った場合の、エンジン４のトルクを予測する。位相調整部２３４は、エンジン４のトルクの位相を調整する。図８の制御例では、エンジン４の回転数が比較的低いため、遅延時間が設定されている。予測されたエンジントルクは、時刻ｔ１から遅れた時刻ｔ３から、時間の経過と共に次第に増える。吸入空気量が増えることに対応して、時刻ｔ３以降において、点火タイミングが変化する。尚、点火タイミングは、時刻ｔ３以降においても、ＭＢＴであるとする。

トルク分配部２３は、目標トルクと、エンジントルク予測値とから、目標モータトルクを設定する。目標モータトルクは、エンジン４のトルク変化の遅れが補完されるように、設定される。時刻ｔ１からｔ３の間は、エンジン４のトルクが変化しない（つまり、トルクが上昇しない）。そのため、目標モータトルクが、時刻ｔ１においてステップ状に高まることにより、目標トルクを実現する。アクセルペダル１９の操作に対する、自動車１のトルク変化の応答遅れが抑制される。

時刻ｔ３以降において、エンジン４のトルクが次第に高まることに対応して、目標モータトルクが次第に下がる。エンジン４のトルク変化とモータ５のトルク変化が同期する。これにより、自動車１の実際のトルクと目標トルクとの乖離が抑制される。時刻ｔ３以降も、目標トルクが達成される。

尚、図８とは異なり、運転者が踏んでいたアクセルペダル１９を戻して、自動車１が減速する場合も、この駆動力制御装置は、モータ５が、エンジン４のトルク低下の遅れを補完する。アクセルペダル１９の操作に対する、自動車１のトルク変化の応答遅れが抑制されると共に、自動車１の実際のトルクと目標トルクとの乖離が抑制される。尚、エンジン４のトルクを低下させる場合に、モータ５が補完するから、エンジン４は、点火タイミングをリタードさせずにＭＢＴを維持しながら、吸入空気量を減少させることによりトルクを低下できる。自動車１の燃費性能が向上する。

（変形例）
図９は、トルク分配部２３０の変形例を示している。図９は、トルク分配部２３０の一部の機能ブロックを示している。トルク分配部２３０は、ＳＯＣ管理部２３１と、第１加減算器２３２（図９では省略）と、エンジントルク演算部２３３と、位相調整部２３４と、第２加減算器２３５と、制限部２３６と、第３加減算器２３７と、加算器２３８と、第２加算器２３９と、を有している。

エンジントルク演算部２３３は、前述の通り、エンジン制御部２４が予測した吸入空気量に基づいて、未来におけるエンジン４のトルクを予測する。位相調整部２３４は、エンジン４のトルクの位相を、エンジン４の回転数に応じて調整する。

第２加減算器２３５は、図５のトルク分配部２３の第２加減算器２３５とは異なり、予測したエンジントルクと第１目標エンジントルクとの差分を演算する。第２加減算器２３５は、エンジン４のトルク応答の遅れ分を演算する。この差分は、モータ５が補完すべきトルクに相当する。

第２加算器２３９は、第２加減算器２３５の出力と、ＳＯＣ管理部２３１の出力とを加算する。第２加減算器２３５の出力は、予測したエンジントルクと第１目標エンジントルクとの差分である。ＳＯＣ管理部２３１の出力は、前述したように、自動車１の目標トルクとバッテリ情報とに基づいて設定された目標モータトルクである。第２加算器２３９は、言い換えると、ＳＯＣ管理部２３１が設定した目標モータトルクを、エンジン４のトルク応答の遅れ分が補完されるように、補正している。

尚、第２加減算器２３５において差分がゼロであれば、ＳＯＣ管理部２３１が設定した目標モータトルクは、補正されない。

制限部２３６は、第２加算器２３９によって補正された目標モータトルクと、最大モータトルクと、最小モータトルクとに基づいて、前記と同様に、最終的な目標モータトルクを設定する。第３加減算器２３７及び加算器２３８は、前述したように、目標モータトルクが最小モータトルクによって制限された場合に、エンジン４のトルクが下がるよう、第２目標エンジントルクを設定する。

変形例においても、目標モータトルクは、エンジン４のトルク応答の遅れを補完するように設定されるため、アクセルペダル１９の操作に対する、自動車１のトルク変化の応答遅れが抑制される。また、現時点よりも未来におけるエンジン４のトルク予測に基づくため、実際のトルクと目標トルクとの乖離を無くす、又は、実質的に無くすことができる。

図１０は、図９のトルク分配部２３０を有する駆動力制御装置の、基本的な制御フローを示している。尚、この制御フローにおいて、図９のトルク分配部２３０の一部の機能ブロックに関係するステップは省略されている。

先ずステップＳ１１において、コントローラ２０は、アクセルポジションセンサ５１の計測信号に基づいて、運転者のアクセル操作を読み込む。続くステップＳ１２において、トルク変換部２１及びトルク調停部２２は、自動車１の目標トルクを設定する。

ステップＳ１３において、ＳＯＣ管理部２３１は、目標モータトルクを設定する。

一方、ステップＳ１４において、第１加減算器２３２は、自動車１の目標トルクと目標モータトルクとから、目標エンジントルクを設定する。ステップＳ１５において、エンジン制御部２４は、スロットル弁４３、インジェクタ４２、点火プラグ４１及び吸気Ｓ－ＶＴ４４の制御目標値を設定する。続くステップＳ１６において、エンジン制御部２４は、ステップＳ１５において設定した各制御目標値に基づいて、スロットル弁４３、インジェクタ４２、点火プラグ４１及び吸気Ｓ－ＶＴ４４のそれぞれへ制御信号を出力する。コントローラ２０によって、エンジン４が制御される。

この制御フローのプロセスに対し並列に、エンジントルク演算部２３３及び位相調整部２３４は、目標エンジントルクに基づいて、現時点よりも未来におけるエンジントルクを予測している。ステップＳ１７において、予測されたエンジントルクが読み込まれる。続くステップＳ１８において、予測されたエンジントルクと第１目標エンジントルクとの差分が、第２加減算器２３５によって演算されることにより、コントローラ２０は、予測されたエンジントルクと第１目標エンジントルクとが一致しないか否かを判断する。ステップＳ１８の判断がＮｏの場合、プロセスはステップＳ１９へ進む。ステップＳ１８の判断がＹｅｓの場合、プロセスはステップＳ２０へ進む。

ステップＳ２０において、コントローラ２０は、現時点に対して設定時間後における目標モータトルクを補正する。つまり、第２加算器２３９が、予測されたエンジントルクと第１目標エンジントルクとの差分を、目標モータトルクに足し合わせる。

ステップＳ２１において、コントローラ２０は、エンジン４のトルク予測に係る設定時間に至ったか否かを判断する。ステップＳ２１の判断がＮｏの場合、プロセスはステップＳ２１を繰り返し、ステップＳ２１の判断がＹｅｓの場合、プロセスはステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２２において、モータ制御部２５は、補正された目標モータトルクに係る制御信号を、インバータ７へ出力する。これにより、モータ５のトルク変化とエンジン４のトルク変化とが同期する。アクセルペダル１９の操作に対するトルク変化の応答遅れが抑制されかつ、自動車１の目標トルクと実際のトルクとの乖離が抑制される。自動車１の目標トルクが達成される。

目標モータトルクが補正されない場合、モータ制御部２５は、ステップＳ１９において、ステップＳ１３で設定された目標モータトルクに係る制御信号を、インバータ７へ出力する。インバータ７を通じてモータ５が制御されて、目標モータトルク、ひいては自動車１の目標トルクが達成される。

（まとめ）
従って、車両の駆動力制御装置は、
電力が供給されて車両走行用のトルクを発生させるモータ５と、
気筒内において燃料を燃焼させて車両走行用のトルクを発生させるエンジン４と、
アクセル操作信号を受けると共に、アクセル操作に対応する制御信号を、前記モータ５及び前記エンジン４へ出力するコントローラ２０と、を備え、
前記コントローラ２０は、前記アクセル操作に対応する前記車両の目標トルクを設定する（トルク変換部２１、トルク調停部２２）と共に、当該車両の目標トルクから目標エンジントルクを、予め定めた分配ルールに従い分配し（トルク分配部２３、２３０）かつ、前記エンジン４へ、前記目標エンジントルクに対応する制御信号を出力し（エンジン制御部２４）、
前記コントローラ２０は、前記目標エンジントルクに基づいて、現時点よりも未来における前記気筒への吸入空気量を予測する（エンジン制御部２４、図６）と共に、予測した吸入空気量に基づいて、未来における前記エンジン４のトルクを予測し（エンジントルク演算部２３３）、
前記コントローラ２０は、予測した前記エンジン４のトルクに基づいて、未来において前記車両の目標トルクが達成されるよう目標モータトルクを設定し（第２加減算器２３５、制限部２３６、第２加算器２３９）かつ、前記モータ５へ、前記目標モータトルクに対応する制御信号を出力する（モータ制御部２５）。

高応答のモータ５がエンジン４の応答遅れを補完するため、この駆動力制御装置では、アクセル操作に対するトルク変化の応答遅れが抑制される。

また、予測した未来におけるエンジントルクに基づいて、目標モータトルクが設定されるから、この駆動力制御装置では、実際のトルクと目標トルクとの乖離を無くす、又は、実質的に無くすことができる。

前記コントローラ２０は、予測した前記エンジン４のトルクと、前記目標エンジントルクとの差分を補完するよう、前記目標モータトルクを設定する（第２加減算器２３５、第２加算器２３９、図９）。

これにより、モータ５がエンジン４の応答遅れを補完できる。

前記コントローラ２０は、予測した吸入空気量と、前記エンジン４の運転状態から定まる最適点火タイミングとに基づいて、現時点よりも未来における前記エンジン４のトルクを予測する（エンジントルク演算部２３３）。

モータ５は、エンジン４を適切にアシストできる。

前記コントローラ２０は、前記目標モータトルクを、前記モータ５が発生できる最小トルク以上に設定し（制限部２３６）、
前記コントローラ２０は、前記目標モータトルクが前記最小トルクによって制限される場合、前記エンジン４のトルクが低下するよう、前記エンジン４の点火タイミングを、前記最適点火タイミングよりも遅角させる（第３加減算器２３７、加算器２３８）。

これにより、車両のトルクが目標トルクを超過することが避けられる。

前記コントローラ２０は、
前記目標エンジントルクに基づいて、アクセル操作後の前記エンジン４のスロットル弁４３の開度の変化を予測し（スロットル開度予測部２４１）、
予測した前記スロットル弁４３の開度と、前記エンジン４のインテークマニホールドの圧力とから、前記スロットル弁４３を通過する空気量を予測し（スロットル通過空気量予測部２４２）、
予測した前記スロットル弁４３を通過する空気量から、前記インテークマニホールド内の空気量を予測し（インテークマニホールド内空気量予測部２４４）、
予測した前記インテークマニホールド内の空気量から、前記気筒への吸入空気量を予測する（乗算部２４８）。

コントローラ２０は、現時点よりも未来における気筒への吸入空気量を予測できる。

前記コントローラ２０は、
前記目標エンジントルクに基づいて、アクセル操作後の前記エンジン４の吸気弁の開閉時期の変化を予測し（Ｓ－ＶＴ変化予測部２４６）、
予測した前記吸気弁の開閉時期から、充填効率を予測し（充填効率予測部２４７）、
予測した充填効率と、予測した前記インテークマニホールド内の空気量とから、前記気筒への吸入空気量を予測する（乗算部２４８）。

コントローラ２０は、現時点よりも未来における気筒への吸入空気量を、精度良く予測できる。

４ エンジン
５ モータ
２０ コントローラ
４３ スロットル弁

Claims (6)

1. 電力が供給されて車両走行用のトルクを発生させるモータと、
   気筒内において燃料を燃焼させて車両走行用のトルクを発生させるエンジンと、
   アクセル操作信号を受けると共に、アクセル操作に対応する制御信号を、前記モータ及び前記エンジンへ出力するコントローラと、を備え、
   前記コントローラは、前記アクセル操作に対応する前記車両の目標トルクを設定すると共に、当該車両の目標トルクから目標エンジントルクを、予め定めた分配ルールに従い分配しかつ、前記エンジンへ、前記目標エンジントルクに対応する制御信号を出力し、
   前記コントローラは、前記目標エンジントルクに基づいて、現時点よりも未来における前記気筒への吸入空気量を予測すると共に、予測した吸入空気量に基づいて、未来における前記エンジンのトルクを予測し、
   前記コントローラは、予測した前記エンジンのトルクに基づいて、未来において前記車両の目標トルクが達成されるよう目標モータトルクを設定しかつ、前記モータへ、前記目標モータトルクに対応する制御信号を出力する、車両の駆動力制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、予測した前記エンジンのトルクと、前記目標エンジントルクとの差分を補完するよう、前記目標モータトルクを設定する、車両の駆動力制御装置。
3. 請求項１に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、予測した吸入空気量と、前記エンジンの運転状態から定まる最適点火タイミングとに基づいて、現時点よりも未来における前記エンジンのトルクを予測する、車両の駆動力制御装置。
4. 請求項３に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、前記目標モータトルクを、前記モータが発生できる最小トルク以上に設定し、
   前記コントローラは、前記目標モータトルクが前記最小トルクによって制限される場合、前記エンジンのトルクが低下するよう、前記エンジンの点火タイミングを、前記最適点火タイミングよりも遅角させる、車両の駆動力制御装置。
5. 請求項１に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記目標エンジントルクに基づいて、アクセル操作後の前記エンジンのスロットル弁の開度の変化を予測し、
   予測した前記スロットル弁の開度と、前記エンジンのインテークマニホールドの圧力とから、前記スロットル弁を通過する空気量を予測し、
   予測した前記スロットル弁を通過する空気量から、前記インテークマニホールド内の空気量を予測し、
   予測した前記インテークマニホールド内の空気量から、前記気筒への吸入空気量を予測する、車両の駆動力制御装置。
6. 請求項５に記載の車両の駆動力制御装置において、
   前記コントローラは、
   前記目標エンジントルクに基づいて、アクセル操作後の前記エンジンの吸気弁の開閉時期の変化を予測し、
   予測した前記吸気弁の開閉時期から、充填効率を予測し、
   予測した充填効率と、予測した前記インテークマニホールド内の空気量とから、前記気筒への吸入空気量を予測する、車両の駆動力制御装置。