(57)【要約】【課題】  車両走行状態（登坂路走行、平坦路走行、降坂路走行）の判定精度を高める。【解決手段】  駆動力源としてエンジン２とモータ・ジェネレータ３を備え、エンジン２とモータ・ジェネレータ３の少なくとも一方の駆動力を自動変速機４を介して駆動輪５に伝達して走行するハイブリッド車両１の制御装置において、車両の実加速度からモータ・ジェネレータ３のトルク分による加速度分を差し引いて得られる正味エンジン加速度とスロットル開度および車速に応じて設定される基準加速度とを比較して走行している道路の勾配を判定する道路勾配判定手段と、前記道路勾配判定手段により判定された前記勾配に応じて前記自動変速機の変速制御を行う変速制御手段と、を備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源としてエンジンとモータを備え、前記エンジンとモータの少なくとも一方の駆動力を自動変速機を介して駆動輪に伝達して走行するハイブリッド車両の制御装置において、
車両の実加速度から前記モータのトルク分による加速度分を差し引いて得られる正味エンジン加速度とスロットル開度および車速に応じて設定される基準加速度とを比較して走行している道路の勾配を判定する道路勾配判定手段と、前記道路勾配判定手段により判定された前記勾配に応じて前記自動変速機の変速制御を行う変速制御手段と、を備え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】
前記基準加速度は、平坦路を前記エンジンの駆動力のみで走行したときに得られる加速度であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記正味エンジン加速度と基準加速度の比較は、同一の変速段における加速度に変換して行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記エンジンは少なくとも一部の気筒を休止する気筒休止手段を備え、前記気筒休止手段により前記エンジンの気筒の一部が休止している場合には、該エンジンの可動気筒数に応じて前記基準加速度が変更されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載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】
この発明は、駆動力源としてエンジンとモータを備えたハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの駆動力を自動変速機を介して駆動輪に伝達する車両の変速制御技術として、車両の走行状態が、平坦路走行、登坂路走行、降坂路走行のいずれの状態かに応じて変速マップを持ちかえる技術がある（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に開示された変速制御では、平坦路を走行したときのスロットル開度および車速に応じた加速度（基準加速度）を予めマップ化しておき、この基準加速度マップを参照して走行中のスロットル開度および車速に対する基準加速度を算出し、この基準加速度と実際の加速度（実加速度）とを比較し、その比較値に基づいて平坦路走行、登坂路走行、降坂路走行のいずれの状態かを判定し、走行状態に応じて変速マップを持ち替えている。これにより、登坂路や降坂路に適した変速段を選択可能にしている。
【特許文献１】特開平５−７１６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この変速制御技術は、駆動力源としてエンジンとモータを備え、前記エンジンとモータの少なくとも一方の駆動力を変速機を介して駆動輪に伝達して走行する所謂ハイブリッド車両にも適用されている。
ハイブリッド車両においては、エンジンとモータの両方で駆動力を発生させて走行している場合、モータはバッテリーの残容量やモータ温度によっては安定したトルクを発生させることができないことがあり、平坦路を走行しているにも関わらず、実加速度と基準加速度との間にずれが生じて、車両の走行状態が登坂路走行と誤判定され、登坂路用の変速マップにしたがって自動変速機の変速が行われる場合がある。このように平坦路を走行しているにもかかわらず登坂路走行の変速マップにしたがって変速が行われると、運転者が違和感を感じる可能性がある。
そこで、この発明は、モータトルクの変動による影響を受けず、最適な変速制御を行うことができるハイブリッド車両の制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、駆動力源としてエンジン（例えば、後述する実施例におけるエンジン２）とモータ（例えば、後述する実施例におけるモータ・ジェネレータ３）を備え、前記エンジンとモータの少なくとも一方の駆動力を自動変速機（例えば、後述する実施例における自動変速機４）を介して駆動輪（例えば、後述する実施例における駆動輪５）に伝達して走行するハイブリッド車両（例えば、後述する実施例におけるハイブリッド車両１）の制御装置において、車両の実加速度から前記モータのトルク分による加速度分を差し引いて得られる正味エンジン加速度とスロットル開度および車速に応じて設定される基準加速度とを比較して走行している道路の勾配を判定する道路勾配判定手段（例えば、後述する実施例におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０９，Ｓ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１４）と、前記道路勾配判定手段により判定された前記勾配に応じて前記自動変速機の変速制御を行う変速制御手段（例えば、後述する実施例におけるステップＳ１１０，Ｓ１１３，Ｓ１１５）と、を備えることを特徴とする。
このように構成することにより、正味エンジン加速度はエンジントルクによる加速度に相当し、この正味エンジン加速度と基準加速度とを比較しているので、この比較をする際にモータトルクの影響を排除することができ、その結果、道路勾配の判定精度が向上する。
【０００５】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、前記基準加速度は、平坦路を前記エンジンの駆動力のみで走行したときに得られる加速度であることを特徴とする。
このように構成することにより、車両の走行状態が平坦路走行か登坂路走行か降坂路走行かを容易に判定することができる。
【０００６】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記正味エンジン加速度と基準加速度の比較は、同一の変速段における加速度に変換して行うことを特徴とする。
このように構成することにより、道路勾配の判定精度や車両の走行状態の判定精度をより高めることができる。
【０００７】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記エンジンは少なくとも一部の気筒を休止する気筒休止手段を備え、前記気筒休止手段により前記エンジンの気筒の一部が休止している場合には、該エンジンの可動気筒数に応じて前記基準加速度が変更されることを特徴とする。
このように構成することにより、全気筒運転時と気筒休止運転時のいずれのときにも、道路勾配の判定精度や車両の走行状態の判定精度を高めることができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、正味エンジン加速度と基準加速度とを比較する際にモータトルクの影響を排除することができるので、道路勾配の判定精度を向上することができ、その結果、登降坂時に道路勾配に応じた最適な変速段に制御することができる。
請求項２に係る発明によれば、車両の走行状態を容易に判定することができる。
請求項３に係る発明によれば、道路勾配の判定精度や車両の走行状態の判定精度をより高めることができる。
請求項４に係る発明によれば、全気筒運転時と気筒休止運転時のいずれのときにも、道路勾配の判定精度や車両の走行状態の判定精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明に係るハイブリッド車両の制御装置の実施例を図１から図３の図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る制御装置を備えたハイブリッド車両１の動力伝達系の概略構成図である。
このハイブリッド車両１では、エンジン２と発電可能なモータ（以下、モータ・ジェネレータという）３が直結されており、エンジン２とモータ・ジェネレータ３の少なくとも一方の動力が、ロックアップクラッチおよびトルクコンバータ（いずれも図示略）を備えた多段自動変速機４を介して駆動輪５に伝達されて走行する。この実施例において、エンジン２とモータ・ジェネレータ３は駆動力発生手段を構成する。
【００１０】
エンジン２は多気筒レシプロタイプエンジンであり、各気筒に対する燃料噴射および点火は、出力要求に応じてエンジンＥＣＵ（エンジン電子制御装置）１０によって制御される。なお、この実施例においては電子制御スロットルシステム（いわゆるドライブ・バイ・ワイヤ・システム、略してＤＢＷシステム）が採用されており、エンジン２のスロットルバルブ（図示せず）の作動は、アクセルペダルの踏み込み量に基づいてエンジンＥＣＵにより電子制御される。このスロットルバルブの開度はスロットル開度センサ６によって検出され、スロットル開度センサ６は検出したスロットル開度に応じた電気信号をエンジンＥＣＵ１０に出力する。
【００１１】
モータ・ジェネレータ３の力行動作は、高電圧バッテリ９の直流電力を、インバーターを含んで構成されるパワードライブユニット（ＰＤＵ）８により交流電力に変換して供給することにより行われる。また、このハイブリッド車両１では、減速時に駆動輪５側からモータ・ジェネレータ３側に駆動力が伝達されているときに、モータ・ジェネレータ３は回生動作を行い、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収し、ＰＤＵ８を介して高電圧バッテリ９の充電（エネルギー回収）を行うことが可能である。モータ・ジェネレータ３の力行および回生はモータＥＣＵ１１によってＰＤＵ８を介して制御される。
【００１２】
また、ハイブリッド車両１は、駆動輪５の回転数を検出する出力軸回転数センサ７を備え、出力軸回転数センサ７は検出した回転数に応じた電気信号をエンジンＥＣＵ１０に出力する。エンジンＥＣＵ１０は、出力軸回転数センサ７の出力信号に基づいて車両の速度（すなわち、車速）を算出し、さらに車速を時間微分することにより実加速度を算出する。
【００１３】
変速機４の変速段（この実施例では１速〜４速の４段変速とする）は、変速機ＥＣＵ（変速機電子制御装置）１２により、変速マップに基づき車両の運転状態に応じて決定され、図示しない油圧回路を介して変速機４の変速制御が実行される。そして、変速機４から変速機ＥＣＵ１２に、現在選択されている変速段を表す電気信号（以下、変速段信号と称す）が出力される。
また、変速機ＥＣＵ１２には、平坦路走行用の変速マップ（平坦路変速マップ）と、登坂路走行用の変速マップ（登坂路変速マップ）と、降坂路走行用の変速マップ（降坂路変速マップ）とが予め用意されており、変速機ＥＣＵ１２は、車両の走行状態に応じた変速マップを選択し、該変速マップにしたがって変速制御を実行する。
【００１４】
また、このハイブリッド車両１においては、エンジンＥＣＵ１０とモータＥＣＵ１１と変速機ＥＣＵ１２は、それぞれのＥＣＵにおける制御を実行する上で必要な情報を相互に通信可能に接続されている。例えば、車両の運転状態情報がエンジンＥＣＵ１０からモータＥＣＵ１１および変速機ＥＣＵ１２に送信され、変速機４の変速段情報などが変速機ＥＣＵ１２からエンジンＥＣＵ１０およびモータＥＣＵ１１に送信され、モータ・ジェネレータ３の出力トルクや高電圧バッテリ９の残容量情報などがモータＥＣＵ１１からエンジンＥＣＵ１０および変速機ＥＣＵ１２に送信される。
【００１５】
次に、車両の走行状態判定処理（変速マップ選択処理）について、図２のブロック図および図３のフローチャートに従って説明する。この走行状態判定処理はエンジンＥＣＵ１０により一定時間毎に実行される。
まず、ステップＳ１０１において、出力軸回転数センサ７の出力信号に基づいて算出された車速を時間微分することにより、ハイブリッド車両１の実加速度ΔＶを算出する。この実加速度ΔＶは、エンジン２とモータ・ジェネレータ３の両方の駆動力により発生した加速度と言える。
次に、ステップＳ１０２に進み、変速機４において現在選択されている変速段に基づき、ステップＳ１０１で算出した実加速度ΔＶから３速相当の実加速度ΔＶ3を算出する。すなわち、現在の変速段が１速、２速、４速の場合には各変速段に応じた係数を乗じて３速相当の加速度に変換し、現在の変速段が３速である場合は係数を１として３速相当の加速度に変換する。
【００１６】
次に、ステップＳ１０３に進み、モータ・ジェネレータ３の運転状態に基づいてモータトルクＴｍを算出する。なお、このステップＳ１０３の処理は実際にはモータＥＣＵ１１において行われ、その結果がモータＥＣＵ１１からエンジンＥＣＵ１０に通信される。
次に、ステップＳ１０４に進み、ステップＳ１０３で算出したモータトルクＴｍによる３速相当の加速度ΔＶｍ3を算出する。
【００１７】
次に、ステップＳ１０５に進み、ステップＳ１０２で算出した３速相当の実加速度ΔＶ3から、ステップＳ１０４で算出したモータトルクＴｍによる３速相当の加速度ΔＶｍ3を減算して、エンジントルクによる３速相当の加速度（以下、３速相当の正味エンジン加速度と称す）ΔＶｅ3を算出する（ΔＶｅ3＝ΔＶ3−ΔＶｍ3）。
【００１８】
次に、ステップＳ１０６に進み、基準加速度マップを参照して、スロットル開度センサ６により検出された現在のスロットル開度と、出力軸回転数センサ７の出力信号から算出された現在の車速に応じた、３速相当の基準加速度ΔＶｈ3を算出する。基準加速度マップは、平坦路を、変速機４の変速段を３速にしてエンジン２の駆動力だけで走行したときの車速とスロットル開度と加速度の関係を予め実験的に求め、これをマップ化したものである。
【００１９】
次に、ステップＳ１０７に進み、ステップＳ１０５で算出した３速相当の正味エンジン加速度ΔＶｅ3とステップＳ１０６で算出した３速相当の基準加速度ΔＶｈ3とを比較し、加速度差（ΔＶｅ3−ΔＶｈ3）を算出する。
そして、ステップＳ１０８に進み、前記加速度差（ΔＶｅ3−ΔＶｈ3）が平坦路走行領域内にあるか否かを判定し、ステップＳ１０８における判定結果が「ＹＥＳ」（平坦路走行領域内）である場合は、ステップＳ１０９に進んで平坦路走行であると判定し、さらにステップＳ１１０に進んで平坦路変速マップを選択し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
【００２０】
一方、ステップＳ１０８における判定結果が「ＮＯ」（平坦路走行判定領域外）である場合は、ステップＳ１１１に進み、前記加速度差（ΔＶｅ3−ΔＶｈ3）が平坦路走行判定領域を上回っているか（すなわち、降坂路走行か）否かを判定し、ステップＳ１１１における判定結果が「ＹＥＳ」（上回っている）である場合は、ステップＳ１１２に進んで降坂路走行であると判定し、さらにステップＳ１１３に進んで降坂路変速マップを選択し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
なお、降坂路変速マップは、３速領域が平坦路変速マップに比して拡大されており、これにより降坂路走行時においてエンジンブレーキを十分に活用することができるようになる。
【００２１】
ステップＳ１１１における判定結果が「ＮＯ」（上回っていない）である場合は、ステップＳ１１４に進んで登坂路走行であると判定し、さらにステップＳ１１５に進んで登坂路変速マップを選択し、本ルーチンの実行を一旦終了する。
なお、登坂路変速マップは、３速領域が平坦路変速マップに比して拡大されており、これにより登坂時の駆動力を増大させることができる。
この実施例においては、エンジンＥＣＵ１０がステップＳ１０１〜Ｓ１１５の一連の処理を実行することにより、車両の走行状態を判定する走行状態判定手段が実現される。
また、この実施例では、エンジンＥＣＵ１０がステップＳ１０１〜Ｓ１０９，Ｓ１１１，Ｓ１１２，Ｓ１１４の一連の処理を実行することにより、走行している道路の勾配を判定する道路勾配判定手段が実現され、ステップＳ１１０，Ｓ１１３，Ｓ１１５の一連の処理を実行することにより、道路の勾配に応じて自動変速機４の変速制御を行う変速制御手段が実現される。
【００２２】
このように、この実施例の車両の制御装置では、３速相当の実加速度ΔＶ3から、モータトルクＴｍによる３速相当の加速度ΔＶｍ3を減算して、３速相当の正味エンジン加速度ΔＶｅ3を求め、これを、変速機４の変速段を３速にしてエンジン２の駆動力だけで平坦路を走行したときの基準加速度ΔＶｈ3と比較しているので、正味エンジン加速度ΔＶｅ3と基準加速度ΔＶｈ3との比較に際して、モータトルクの影響を排除することができる。
【００２３】
したがって、高電圧バッテリ９の残容量やモータ・ジェネレータ３の温度に起因してモータトルクが不安定なときにも、モータトルクの影響を受けずに車両の走行状態（平坦路走行、降坂路走行、登坂路走行）を判定することができるので、判定精度が向上し、走行状態の誤判定を防止することができる。しかも、正味エンジン加速度ΔＶｅ3と基準加速度ΔＶｈ3は、同じ変速段（この実施例では３速）における加速度に変換されているので、判定精度が高い。
その結果、走行状態に応じた適正な変速マップに持ち替えて変速制御を実行することができるので、登降坂時の変速段を最適に選択することが可能になり、登降坂路での頻繁な変速を抑制することができる。また、モータトルクの変動に起因して平坦路走行を登坂路走行と誤判定することがなくなるので、運転者に平坦路走行での変速に違和感を感じさせなくすることができる。
【００２４】
なお、エンジン２が少なくとも一部の気筒を休止する気筒休止手段を備え、気筒の一部を休止して運転する気筒休止制御が可能な車両においては、予め、全気筒可動時の基準加速度マップと、気筒休止運転時に可動している気筒数（可動気筒数）に応じて作成された基準加速度マップとを別々に用意しておき、全気筒運転時と気筒休止運転時で基準加速度マップを持ち替えるようにする。このようにすると、全気筒運転時と気筒休止運転時のいずれのときにも、車両の走行状態（平坦路走行、降坂路走行、登坂路走行）を適正に判定することができる。
【００２５】
この発明は前述した実施例に限られるものではない。例えば、自動変速機は４速変速に限るものではない。
また、前述した実施例では、正味エンジン加速度と基準加速度とを比較して車両の走行状態が平坦路走行、降坂路走行、登坂路走行かを判定し、その判定結果に応じて変速マップを持ち替えたが、正味エンジン加速度と基準加速度とを比較して走行している道路の勾配の大きさを推定し、推定された道路勾配の大きさに応じて変速マップを持ち替えるようにしてもよい。このようにすると、道路勾配の推定精度が向上するので、登降坂時に道路勾配に応じた最適な変速段に制御することができる。なお、このように登降坂路の判別だけでなく道路の勾配の大きさを推定することも、この発明における「道路の勾配の判定」に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明に係る制御装置を備えた車両の動力伝達系の概略構成図である。
【図２】車両の走行状態判定処理の一実施例におけるブロック図である。
【図３】前記実施例における車両の走行状態判定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１  ハイブリッド車両
２  エンジン
３  モータ・ジェネレータ（モータ）
４  変速機
５  駆動輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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