(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両の減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させるハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】電動機ＭＧに許容される許容回生トルクＴＭＧ１が大きいほど、小さい場合に比べて、ハイギヤ側のギヤ段を選択して車両を減速するので、ハイギヤ側のギヤ段が選択されることにより実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１が小さくなり、その分電動機ＭＧでの回生量を増加させることができ燃費が向上する。また、許容回生トルクＴＭＧ１が小さい場合には、自動変速機１６のローギヤ側のギヤ段を選択することができるので、許容回生トルクＴＭＧ１が小さくなる分、実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１が増加し車両の制動力を確保することができる。これによって、ハイブリッド車両の減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンおよび電動機を備え、該エンジンが変速機を介して駆動輪と連結され、蓄電器が該電動機と電力授受を行うとともに車両減速時に前記電動機で回生運転を行うハイブリッド車両の制御装置であって、
前記電動機に許容される回生容量が大きいほど、小さい場合に比べて、前記変速機のハイギヤ側のギヤ段を選択して車両を減速することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
車両減速走行時の前記蓄電器の充電残量が低いほど、該充電残量が高い場合に比べて、前記変速機のハイギヤ側のギヤ段を選択して車両の走行を行う請求項１のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンおよび電動機を備え、そのエンジンが変速機を介して駆動輪と連結され、蓄電器がその電動機と電力授受を行うとともに車両減速時に電動機で回生運転を行うハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、車両減速走行時に運転者の要求する減速度を確保し燃費を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよび電動機を備え、そのエンジンが変速機を介して駆動輪と連結され、蓄電器がその電動機と電力授受を行うとともに車両減速時に電動機で回生運転を行うハイブリッド車両がある。例えば、特許文献１に示すような所謂１モータ型ハイブリッド車両がそれである。
【０００３】
上記特許文献１の１モータ型ハイブリッド車両では、減速走行時において、前記電動機での回生制動時における前記変速機の変速点を通常に比べて低車速側に移動させすなわち前記変速機のハイギヤ側のギヤ段が選択される領域を拡大させている。これにより、制動時において、前記変速機でハイギヤ側のギヤ段を選択することにより前記エンジンの回転が低くなってエンジンブレーキが小さくなり、その分、前記電動機の回生による制動力を大きくすることができるので、前記電動機での回生効率が向上し燃費が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−００９４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１では、減速走行時のハイブリッド車両の制動力を前記電動機の回生による制動力および前記エンジンブレーキにより確保しているが、例えば前記蓄電器への入力電流制限等で前記電動機での回生が規制される場合に前記電動機の回生による制動力を十分に得ることが困難になることがある。このため、特許文献１では前記電動機での回生効率を向上させるために回生制動時にエンジンブレーキによる車両の制動力を小さくしているので、前記電動機の回生による制動力が十分に得られず運転者が要求する車両の制動力を得ることが困難となる場合があった。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ハイブリッド車両の減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させるハイブリッド車両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】
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、(a) エンジンおよび電動機を備え、そのエンジンが変速機を介して駆動輪と連結され、蓄電器がその電動機と電力授受を行うとともに車両減速時に前記電動機で回生運転を行うハイブリッド車両の制御装置であって、(b) 前記電動機に許容される回生容量が大きいほど、小さい場合に比べて、前記変速機のハイギヤ側のギヤ段を選択して車両を減速することにある。
【発明の効果】
【０００８】
このように構成されたハイブリッド車両の制御装置によれば、前記電動機に許容される回生容量が大きいほど、小さい場合に比べて、前記変速機のハイギヤ側のギヤ段を選択して車両を減速するので、前記変速機のハイギヤ側のギヤ段が選択されることによりエンジンブレーキによる制動力が小さくなり、その分前記電動機での回生量を増加させることができ燃費が向上する。また、前記電動機に許容される回生容量が小さい場合には、前記変速機のローギヤ側のギヤ段を選択することができるので、前記電動機の回生による制動力が小さくなる分、前記エンジンブレーキによる制動力が増加し車両の制動力を確保することができる。これによって、ハイブリッド車両の減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させることができる。
【０００９】
ここで、好適には、車両減速走行時の前記蓄電器の充電残量が低いほど、その充電残量が高い場合に比べて、前記変速機のハイギヤ側のギヤ段を選択して車両の走行を行う。このため、前記蓄電器の充電残量が低いほど前記電動機での回生量を増加させることができ、且つ、前記蓄電器の充電残量が高いほど前記エンジンブレーキによる制動力を増加させることができるので、好適に、車両減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明が好適に適用されるハイブリッド車両に係る駆動系統及び制御系統の構成を概念的に示す図である。
【図２】図１のハイブリッド車両における電子制御装置に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図３】図１の電子制御装置において車両減速時における電動機による回生制御と自動変速機の変速制御との制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両用駆動装置１０（以下、単に駆動装置１０という）に係る駆動系統及び制御系統の構成を概念的に示す図である。図１に示すように、駆動装置１０は、駆動源として機能するエンジン１２及び電動機ＭＧを備えており、それらエンジン１２及び電動機ＭＧにより発生させられた駆動力は、トルクコンバータ１４、自動変速機(変速機)１６、差動歯車装置１８、及び左右１対の車軸２０をそれぞれ介して左右１対の駆動輪２２へ伝達されるように構成されている。すなわち、駆動装置１０では、エンジン１２および電動機ＭＧを備え、そのエンジン１２が自動変速機１６を介して駆動輪２２と動力伝達可能に連結されている。また、電動機ＭＧ、トルクコンバータ１４、及び自動変速機１６は、何れもトランスミッションケース２４（以下、ケース２４という）内に収容されている。
【００１３】
電動機ＭＧと駆動輪２２との間の動力伝達経路に設けられた自動変速機１６は、複数の油圧式摩擦係合装置を備え、それら摩擦係合装置を係合乃至解放の組み合わせに応じて予め定められた複数の変速段を選択的に成立させる遊星歯車式の変速機構である。なお、上記複数の油圧式摩擦係合装置は、油圧制御回路２６から供給される油圧に応じてその係合状態が係合(完全係合)、スリップ係合、乃至解放(完全解放)の間で制御されるようになっている。また、トルクコンバータ１４のポンプ翼車１４ｐには機械式の油圧ポンプ２８が連結されており、そのポンプ翼車１４ｐの回転に伴いその油圧ポンプ２８により発生させられた油圧が油圧制御回路２６に元圧として供給されるようになっている。
【００１４】
電動機ＭＧは、ケース２４により軸心まわりの回転可能に支持されたロータ３０と、そのロータ３０の外周側においてケース２４に一体的に固定されたステータ３２とを備えており、駆動力を発生させるモータ（発動機）及び反力を発生させるジェネレータ（発電機）としての機能を有するモータジェネレータである。この電動機ＭＧは、インバータ３４を介してバッテリやコンデンサ等の蓄電器３６に電力授受可能に接続されており、例えば電動機ＭＧが回生することによって発電された電気エネルギがインバータ３４を介して蓄電器３６に充電されるようになっている。
【００１５】
エンジン１２と電動機ＭＧとの間の動力伝達経路には、係合状態に応じてその動力伝達経路における動力伝達を制御するクラッチＫ０が設けられている。すなわち、エンジン１２の出力部材であるクランク軸３８は、斯かるクラッチＫ０を介して電動機ＭＧのロータ３０に選択的に連結されるようになっている。
【００１６】
駆動装置１０は、図１に例示するような制御系統を備えている。この図１に示す電子制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵがＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、例えば、電動機ＭＧの回生制御、自動変速機１６の変速制御等の各種制御を実行する。本実施例においては、電子制御装置４０がハイブリッド車両（駆動装置１０）の制御装置に相当する。
【００１７】
図１に示すように、電子制御装置４０には、駆動装置１０に設けられた各センサにより検出される各種入力信号が供給されるようになっている。例えば、図示しないアクセルペダルの踏込量に対応してアクセル開度センサ４２により検出されるアクセル開度Ａcc(％)を表す信号、車速センサ４４により検出される車速Ｖ(km/h)を表す信号、ＳＯＣセンサ４６により検出される蓄電器３６の充電残量ＳＯＣ(％)を表す信号等が電子制御装置４０に入力される。
【００１８】
また、電子制御装置４０から、駆動装置１０に設けられた各装置に各種出力信号が供給されるようになっている。例えば、電動機ＭＧの回生制御のためにインバータ３４に供給される信号、自動変速機１６の変速制御のために油圧制御回路２６における複数の電磁制御弁に供給される信号等が、電子制御装置４０から各部へ供給される。
【００１９】
図２は、電子制御装置４０に備えられた制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。この図２に示す減速走行判定部５０は、例えばアクセル開度センサ４２により検出されるアクセル開度Ａcc(％)により、車両が減速走行中であるか否かを判定する。例えば、減速走行判定部５０では、図示しないアクセルペダルの踏込操作がされなくなるすなわちアクセルオフ操作によって車両が減速走行中であると判定する。
【００２０】
回生可能判定部５２は、電動機ＭＧで回生が可能であるか否かを判定する。例えば、回生可能判定部５２では、ＳＯＣセンサ４６により検出される蓄電器３６の充電残量ＳＯＣ(％)が予め定められた値すなわち蓄電器３６でこれ以上充電することができない上限値ＳＯＣＨ以上である場合や、電動機ＭＧや蓄電器３６の温度が予め定められた所定温度以上すなわち電動機ＭＧや蓄電器３６が過熱状態である場合に、電動機ＭＧで回生が不可能であると判定する。
【００２１】
目標減速度制御部５４は、減速走行判定部５０で車両が減速走行中であると判定され、且つ、回生可能判定部５２で電動機ＭＧの回生が可能であると判定されると、車両減速走行時に運転者が要求する目標減速度Ｇとなるような目標回転制動トルクＴＧを算出し、その算出された目標回転制動トルクＴＧとなるように電動機ＭＧでの回生トルクＴＭＧおよびエンジンブレーキトルクＴＥをそれぞれ制御する。なお、目標減速度制御部５４では、例えば車速Ｖが高い程上記目標減速度Ｇすなわち目標回転制動トルクＴＧが大きくなる予め実験的に求められて記憶された車速Ｖと目標回転制動トルクＴＧとの関係から、車速センサ４４により検出される実際の車速Ｖに基づいて車両減速走行時の目標回転制動トルクＴＧが算出されるようになっている。
【００２２】
エンジンブレーキトルク算出部５６は、減速走行判定部５０で車両が減速走行中であると判定され、且つ、回生可能判定部５２で電動機ＭＧの回生が可能であると判定されると、車両走行時における自動変速機１６の現在のギヤ段と車速センサ４４により検出される車速Ｖとからエンジン回転数ＮＥを算出し、そのエンジン回転数ＮＥから現在のエンジンブレーキトルクＴＥ１を算出する。なお、エンジンブレーキトルク算出部５６では、例えばエンジン回転数ＮＥが高い程上記エンジンブレーキトルクＴＥ１が大きくなる予め実験的に求められて記憶されたエンジン回転数ＮＥとエンジンブレーキトルクＴＥ１との関係から、実際のエンジン回転数ＮＥに基づいて実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１が算出されるようになっている。また、エンジンブレーキトルク算出部５６において、自動変速機１６の現在のギヤ段は、電子制御装置４０から油圧制御回路２６における複数の電磁制御弁に供給される信号により求められる。
【００２３】
回生トルク算出部５８は、減速走行判定部５０で車両が減速走行中であると判定され、且つ、回生可能判定部５２で電動機ＭＧの回生が可能であると判定されると、ＳＯＣセンサ４６により検出される蓄電器３６の充電残量ＳＯＣ(％)から蓄電器３６の充電可能電力Ｗｉｎを超えないために許容される許容回生トルク(回生容量)ＴＭＧ１を算出する。なお、回生トルク算出部５８では、例えば蓄電器３６の充電残量ＳＯＣ(％)が低い程上記許容回生トルクＴＭＧ１が大きくなる予め実験的に求められて記憶された充電残量ＳＯＣ(％)と許容回生トルクＴＭＧ１との関係から、実際の充電残量ＳＯＣ(％)に基づいて許容回生トルクＴＭＧ１が算出されるようになっている。
【００２４】
ギヤ段算出部６０は、目標減速度制御部５４で目標回転制動トルクＴＧが算出され、且つ、エンジンブレーキトルク算出部５６で実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１が算出され、且つ、回生トルク算出部５８で許容回生トルクＴＭＧ１が算出されると、算出されたそれら目標回転制動トルクＴＧ、実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１、許容回生トルクＴＭＧ１に基づいて減速走行時の自動変速機１６のギヤ段を算出する。すなわち、ギヤ段算出部６０では、下記式（１）に基づいて目標減速度制御部５４および回生トルク算出部５８で算出された目標回転制動トルクＴＧおよび許容回生トルクＴＭＧ１から目標エンジンブレーキトルク(＝目標回転制動トルクＴＧ−許容回生トルクＴＭＧ１)ＴＥ１’を算出し、その算出された目標エンジンブレーキトルクＴＥ１’とエンジンブレーキトルク算出部５６で算出された実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１とを比較し、上記減速走行時の実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１が上記目標エンジンブレーキトルクＴＥ１’に近づくように自動変速機１６のギヤ段を算出する。例えば、上記目標エンジンブレーキトルクＴＥ１’が上記実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１より所定以上小さくなる場合には、現在走行中の実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１が小さくなるように、自動変速機１６のギヤ段が現在のギヤ段に対してハイギヤ側のギヤ段を選択するギヤ段すなわち自動変速機１６のギヤ段が現在のギヤ段に対してシフトアップするギヤ段が算出される。逆に、上記目標エンジンブレーキトルクＴＥ１’が上記実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１より所定以上大きくなる場合には、現在走行中の実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１が大きくなるように、自動変速機１６のギヤ段が現在のギヤ段に対してローギヤ側のギヤ段を選択するギヤ段すなわち自動変速機１６のギヤ段が現在のギヤ段に対してシフトダウンするギヤ段が算出される。
目標回転制動トルクＴＧ ＝ エンジンブレーキトルクＴＥ ＋ 回生トルクＴＭＧ  ・・・（１）
【００２５】
回生トルク算出部５８は、ギヤ段算出部６０で減速走行時のギヤ段が算出されると、その算出されたギヤ段により得られるエンジンブレーキトルクＴＥ２を算出し、その算出されたエンジンブレーキトルクＴＥ２と上記目標回転制動トルクＴＧとから上記式(１)を用いて回生トルクＴＭＧ１’を再計算する。すなわち、回生トルク算出部５８では、上記エンジンブレーキトルクＴＥ２と上記目標回転制動トルクＴＧとを上記式（１）に代入して回生トルク(＝目標回転制動トルクＴＧ−エンジンブレーキトルクＴＥ２)ＴＭＧ１’を算出する。
【００２６】
目標減速度制御部５４は、ギヤ段算出部６０で減速走行時のギヤ段が算出され、且つ、回生トルク算出部５８で上記ギヤ段算出部６０により算出されたギヤ段から回生トルクＴＭＧ１’が再計算されると、ギヤ段算出部６０で算出されたギヤ段が成立させられるように油圧制御回路２６を介して自動変速機１６における複数の油圧式摩擦係合装置の係合乃至解放を制御すると共に、回生トルク算出部５８で再計算された回生トルクＴＭＧ１’となるように電動機ＭＧの回生トルクＴＥを制御する。
【００２７】
図３は、電子制御装置４０において、車両減速時における電動機ＭＧによる回生制御と自動変速機１６の変速制御との制御作動の一例を説明するフローチャートである。
【００２８】
先ず、減速走行判定部５０に対応するステップ(以下、ステップを省略する)Ｓ１において、車両が減速走行中であるか否かが判定される。このＳ１の判定が否定される場合には本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合には回生可能判定部５２に対応するＳ２が実行される。上記Ｓ２では、電動機ＭＧで回生が可能であるか否かが判定される。このＳ２の判定が否定される場合には本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合にはエンジンブレーキトルク算出部５６に対応するＳ３が実行される。
【００２９】
上記Ｓ３では、車両走行時における自動変速機１６のギヤ段と車速Ｖとからエンジン回転数ＮＥが算出され、その算出されたエンジン回転数ＮＥから実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１が算出される。また、次に、回生トルク算出部５８に対応するＳ４において、蓄電器３６の充電残量ＳＯＣ(％)から蓄電器３６の充電可能電力Ｗｉｎを超えないために許容される許容回生トルクＴＭＧ１が算出される。
【００３０】
次に、目標減速度制御部５４およびギヤ段算出部６０に対応するＳ５において、車両減速走行時に運転者が要求する目標減速度Ｇとなるような目標回転制動トルクＴＧが算出され、その算出された目標回転制動トルクＴＧと上記Ｓ４で算出された許容回生トルクＴＭＧ１とから前記式(１)を用いて目標エンジンブレーキトルクＴＥ１’が算出される。そして、実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１が上記算出された目標エンジンブレーキトルクＴＥ１’に近づくように減速走行時の自動変速機１６のギヤ段が算出される。
【００３１】
次に、目標減速度制御部５４および回生トルク算出部５８に対応するＳ６において、上記Ｓ５で算出されたギヤ段から得られるエンジンブレーキトルクＴＥ２が算出され、その算出されたエンジンブレーキトルクＴＥ２を用いて回生トルクＴＭＧ１’が再計算される。そして、上記Ｓ６では、上記再計算された回生トルクＴＭＧ１’となるようにに電動機ＭＧの回生トルクが制御されると共に、上記Ｓ５で算出されたギヤ段が成立するように油圧制御回路２６を介して自動変速機１６における複数の油圧式摩擦係合装置の係合乃至解放が制御される。
【００３２】
また、図３のフローチャートでは、例えば、蓄電器３６の充電残量ＳＯＣ(％)が比較的低く上記Ｓ４で比較的大きい許容回生トルクＴＭＧ１が算出される場合には、上記Ｓ３で算出される現在走行中の実際のエンジンブレーキＴＥ１より小さい目標エンジンブレーキトルクＴＥ１’が上記Ｓ５で算出され、その算出された目標エンジンブレーキトルクＴＥ１’に近づくように現在走行中の自動変速機１６のギヤ段よりハイギヤ側のギヤ段が算出されるようになっている。逆に、例えば、蓄電器３６の充電残量ＳＯＣ(％)が比較的高く上記Ｓ４で比較的小さい許容回生トルクＴＭＧ１が算出される場合には、上記Ｓ３で算出される現在走行中の実際のエンジンブレーキＴＥ１より大きい目標エンジンブレーキトルクＴＥ１’が上記Ｓ５で算出され、その算出された目標エンジンブレーキトルクＴＥ１’に近づくように現在走行中の自動変速機１６のギヤ段よりローギヤ側のギヤ段が算出されるようになっている。
【００３３】
上述のように、本実施例の駆動装置１０の電子制御装置４０によれば、目標減速度制御部５４では、電動機ＭＧに許容される許容回生トルクＴＭＧ１が大きいほど、小さい場合に比べて、自動変速機１６のハイギヤ側のギヤ段を選択して車両を減速するので、自動変速機１６のハイギヤ側のギヤ段が選択されることにより実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１が小さくなり、その分電動機ＭＧでの回生量を増加させることができ燃費が向上する。また、電動機ＭＧに許容される許容回生トルクＴＭＧ１が小さい場合には、自動変速機１６のローギヤ側のギヤ段を選択することができるので、電動機ＭＧの許容回生トルクＴＭＧ１が小さくなる分、実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１が増加し車両の制動力を確保することができる。これによって、ハイブリッド車両の減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させることができる。
【００３４】
また、本実施例の駆動装置１０の電子制御装置４０によれば、車両減速走行時の蓄電器３６の充電残量ＳＯＣ(％)が低いほど、その充電残量ＳＯＣ(％)が高い場合に比べて、自動変速機１６のハイギヤ側のギヤ段を選択して車両の走行を行う。このため、蓄電器３６の充電残量ＳＯＣ(％)が低いほど電動機ＭＧでの回生量を増加させることができ、且つ、蓄電器３６の充電残量ＳＯＣ(％)が高いほど実際のエンジンブレーキトルクＴＥ１を増加させることができるので、好適に、車両減速走行時において運転者の要求する減速度を確保し且つ燃費を向上させることができる。
【００３５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、その他の態様においても適用される。
【００３６】
本実施例の駆動装置１０は、エンジン１２および電動機ＭＧが自動変速機１６を介して駆動輪２２と動力伝達可能に連結されていたが、例えば、上記電動機ＭＧが自動変速機１６と駆動輪２２との間に設けられていても良い。すなわち、本発明は、エンジン１２および電動機ＭＧを備え、そのエンジン１２が自動変速機１６を介して駆動輪２２と動力伝達可能に連結される駆動装置１０であれば適用することができる。
【００３７】
また、本実施例のエンジンブレーキトルク算出部５６では、車両走行時における自動変速機１６のギヤ段と車速センサ４４により検出される車速Ｖとからエンジン回転数ＮＥを算出していたが、たとえば、エンジン１２にエンジン回転速度センサを設けて直接エンジン回転数ＮＥを測定しても良い。
【００３８】
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１２：エンジン
１６：自動変速機(変速機)
２２：駆動輪
３６：蓄電器
４０：電子制御装置(制御装置)
５４：目標減速度制御部
６０：ギヤ段算出部
ＭＧ：電動機
ＳＯＣ：充電残量
ＴＭＧ１：許容回生トルク(回生容量)
【図１】
2014189067.tif 000003
【図２】
2014189067.tif 000004
【図３】
2014189067.tif 000005