(57)【要約】【課題】変速機付きのハイブリッド車両において、適切なギア段を選択して燃費、エミッション、ドライバビリティを向上する。【解決手段】車両駆動力の要求に対する駆動力調整制御の優先順位が、エンジン出力増大、モータ出力増大、ギア比増大方向へのギア段変更の順に設定されている。具体的には、所定の下限回転数以上のエンジン回転数が得られる範囲で最もギア比の小さいギア段を選択し（Ｓ１２，Ｓ１４）、選択したギア段にてエンジン出力でもって要求駆動力を達成し（Ｓ１６）、エンジン出力のみでは要求駆動力を達成できない場合にはエンジン出力およびモータ出力で要求駆動力を達成し（Ｓ１８）、エンジン出力およびモータ出力で要求駆動力を達成できない場合にはギア比を増大する方向へギア段を変更する（Ｓ２０）。【選択図】図２
2006341848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンおよびモータを車両駆動力源として有し、さらにエンジンと駆動輪の間に複数のギア段の選択により駆動力伝達を変更可能な変速機を有する変速機付きハイブリッド車両の制御装置において、
車両駆動力の要求に対する駆動力調整制御の優先順位が、エンジン出力増大、モータ出力増大、ギア比増大方向へのギア段変更の順に設定されてい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】
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
所定の下限回転数以上のエンジン回転数が得られる範囲で最もギア比の小さいギア段を選択し、
選択したギア段にてエンジン出力でもって要求駆動力を達成し、
エンジン出力のみでは要求駆動力を達成できない場合にはエンジン出力およびモータ出力で要求駆動力を達成し、
エンジン出力およびモータ出力で要求駆動力を達成できない場合にはギア比を増大する方向へギア段を変更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３】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
さらに、モータ制御に影響を与える因子に応じてギア段を変更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４】
エンジンおよびモータを車両駆動力源として有し、さらにエンジンと駆動輪の間に複数のギア段の選択により駆動力伝達を変更可能な変速機を有する変速機付きハイブリッド車両の制御装置において、
エンジンが所定の高効率運転状態で運転され、かつ、要求車両駆動力とエンジン出力の差分をモータの力行または回生により埋められるように、変速機のギア段とエンジン運転状態を設定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５】
請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
エンジンを所定の高効率運転状態で運転しつつ、要求車両駆動力とエンジン出力の差分をモータの力行または回生により埋められる範囲で、最もギア比の小さいギア段を変速機に対して設定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６】
請求項４または５に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記所定の高効率運転状態は、エンジン効率と変速機伝達効率の積が最も大きくなる状態であ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７】
請求項４〜６に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
さらに、所定のエミッション良好領域でエンジンが運転されるように変速機ギア段およびエンジン運転状態を設定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８】
エンジンおよびモータを車両駆動力源として有し、さらにエンジンと駆動輪の間に複数のギア段の選択により駆動力伝達を変更可能な変速機を有する変速機付きハイブリッド車両の制御装置において、
車両に要求される駆動力が負のとき、モータによる回生制動の効率が最大になるように変速機のギア段を設定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９】
請求項８に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
モータ回生運転時にエンジン回転を停止するか否かに応じて異なるギア段を選択することを特徴とする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、モータおよび変速機を有する変速機付きハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、燃費効率、エミッションおよび動力性能等の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハイブリッド車両は、周知のように駆動力源としてエンジンおよびモータを有している。モータは車両駆動トルクを発生するだけでなく発電機としても用いることが好適であり、この観点からモータジェネレータとも呼ばれる。そしてハイブリッド車両では、エンジンおよびモータを効率よく運転することにより燃費の向上などを図ることができる。
【０００３】
現在は機械分配式のハイブリッド車両が実用化されており、エンジンと２つのモータが遊星歯車装置に連結されている。このタイプでは変速機は設けられていない。これに対し、エンジン、モータおよび変速機を連結したハイブリッド車両も提案されており、例えば特開平８−１６８１０４号公報に開示されている。従来の有段式変速機（複数のギア段を選択するタイプ）の他に、無断変速機を搭載するシステムも提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の機械分配式ハイブリッド装置については、エンジンとモータの運転状態の制御によって燃費等の面からの最適化が図られている。ただしこのタイプではギア段を選択する変速機は設けられていない。
【０００５】
次にハイブリッド車両ではない従来の車両を考えると、自動変速機の変速特性（変速線）は、車速とアクセル開度に対応するように設定されている。そしてこの変速特性に基づき変速機のギア段が決定される。いわゆるＭＭＴ（マルチモードマニュアルトランスミッション：クラッチペダルが廃止され、クラッチ断続操作がアクチュエータにより自動的に行われる変速機）でも同様に変速線を用いてギア段が決定される。
【０００６】
このようなエンジンと変速機を連結したシステムに、さらにアシストトルク用のモータを加えると、上記の変速機付きのハイブリッド車両が構成される。変速機付きハイブリッド車両において、モータが追加されたのにも拘わらず、従来のエンジンのみを対象とした変速線をそのまま適用すると、最も効率の良い運転ができるギア段を選択できず、そして効率、エミッションおよび動力性能等についての適切な制御が困難である。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、変速機を有するハイブリッド車両に対して、効率、エミッションおよび動力性能等の面から適切な制御が行える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】
【０００８】
（１）上記目的を達成するため、本発明は、エンジンおよびモータを車両駆動力源として有し、さらにエンジンと駆動輪の間に複数のギア段の選択により駆動力伝達を変更可能な変速機を有する変速機付きハイブリッド車両の制御装置において、車両駆動力の要求に対する駆動力調整制御の優先順位が、エンジン出力増大、モータ出力増大、ギア比増大方向へのギア段変更の順に設定されていることを特徴とする。
【０００９】
例えば、本発明の制御装置は、(i)所定の下限回転数以上のエンジン回転数が得られる範囲で最もギア比の小さいギア段を選択し、(ii)選択したギア段にてエンジン出力でもって要求駆動力を達成し、(iii)エンジン出力のみでは要求駆動力を達成できない場合にはエンジン出力およびモータ出力で要求駆動力を達成し、(iv)エンジン出力およびモータ出力で要求駆動力を達成できない場合にはギア比を増大する方向へギア段を変更する。
【００１０】
本発明によれば、エンジン出力、モータ出力、ギア段の順で調整することによって要求駆動力が達成される。ギア段変更の優先順位が低く、エンジン出力変更の優先順位が高い。したがって駆動力要求が生じたときには、ギア段を低く設定してエンジン出力を増大するように図られる。その結果としてエンジンが低回転、高負荷状態で効率よく運転されるので燃費が向上する。さらに上記のように優先順位を設定すれば、シフトチェンジの回数が少なくなるので、頻繁なダウンシフトもなく、ドライバビリティが向上し、かつ、エミッションの向上も図れる。
【００１１】
好ましくは、本発明の制御装置は、さらに、モータ制御に影響を与える因子に応じてギア段を変更する。モータ制御に影響を与える因子とは、例えばＳＯＣ（バッテリ充電状態）、バッテリ温度またはインバータ温度などである。この態様によれば、モータ側の安定した出力供給能力を確保でき、動力性能の低下を防止できる。
【００１２】
（２）本発明の別の態様は、エンジンおよびモータを車両駆動力源として有し、さらにエンジンと駆動輪の間に複数のギア段の選択により駆動力伝達を変更可能な変速機を有する変速機付きハイブリッド車両の制御装置において、エンジンが所定の高効率運転状態で運転され、かつ、要求車両駆動力とエンジン出力の差分をモータの力行または回生により埋められるように、変速機のギア段とエンジン運転状態を設定することを特徴とする。好ましくは、エンジンを所定の高効率運転状態で運転しつつ、要求車両駆動力とエンジン出力の差分をモータの力行または回生により埋められる範囲で、最もギア比の小さいギア段を変速機に対して設定する。
【００１３】
本発明によれば、適切なギア段を選択することでエンジンを高効率運転するので、燃費を向上できる。好ましくはエンジンを最大効率点で運転する。またギア比の小さいギア段を選択することで、上述したように、燃費、エミッションおよびドライバビリティの向上を図れる。
【００１４】
好ましくは、前記所定の高効率運転状態は、エンジン効率と変速機伝達効率の積が最も大きくなる状態である。この態様によれば、伝達系も含めた最高効率の運転が可能となるようにギア比とエンジン運転状態が設定され、燃費の向上を図れる。
【００１５】
好ましくは、さらに、所定のエミッション良好領域でエンジンが運転されるように変速機ギア段およびエンジン運転状態を設定する。これによりエミッションの向上を図れる。
【００１６】
（３）本発明の別の態様は、エンジンおよびモータを車両駆動力源として有し、さらにエンジンと駆動輪の間に複数のギア段の選択により駆動力伝達を変更可能な変速機を有する変速機付きハイブリッド車両の制御装置において、車両に要求される駆動力が負のとき、モータによる回生制動の効率が最大になるように変速機のギア段を設定することを特徴とする。
【００１７】
変速機付きのハイブリッド車両においては、変速機のギア段に応じて、モータ回生制動の効率が変化する。例えば、エンジンがモータに連れ回される状態では、ギア比を小さくした方が、エンジン側の回転抵抗力が小さくなり、モータ側の回生制動効率が大きくなる。このような点に着目し、本発明では、回生制動の効率が最大になるギア段を選択するので、燃費およびエミッションの向上を図ることができる。
【００１８】
本発明において好ましくは、モータ回生運転時にエンジン回転を停止するか否かに応じて異なるギア段を選択する。この態様は、クラッチ等の手段によってエンジン回転を停止可能な構成を想定している。エンジンが回転していれば、上述したようにギア比が小さいほどエンジン側の回転抵抗力が小さく、モータ側の回生制動効率が大きい。エンジンが回転していなければ、エンジン側の回転抵抗力を考慮しなくてよいので、モータ側の効率が大きくなるギア段を選択する。このようにして、エンジン回転の有無に応じて異なるギア段を選択することで、さらなる燃費、エミッションの向上を図れる。
【００１９】
本発明の態様は、上述のようなハイブリッド車両の制御装置には限定されない。本発明の別の態様は、例えばハイブリッド車両またはハイブリッドシステムであり、ハイブリッド車両またはハイブリッドシステムの制御方法である。
【発明の効果】
【００２０】
以上に説明したように、本発明によれば、変速機付きのハイブリッド車両において、エンジンおよびモータを効率よく運転できる適切なギア段を選択して、効率、エミッション、動力性能等の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施の形態（以下、実施形態という）について、図面を参照し説明する。
【００２２】
＜１−１．＞
図１は、変速機付きの直結式ハイブリッド車両の構成例を示すブロック図である。ハイブリッド車両１は、駆動力源としてエンジン３およびモータジェネレータ５を有する。エンジン３とモータジェネレータ５が連結され、モータジェネレータ５に自動変速機７が連結され、自動変速機７が駆動輪（図示せず）に連結されている。モータジェネレータ５は、モータとして機能するとき、バッテリ９から電力供給を受けて駆動力を発生する。またモータジェネレータ５は、発電機として機能するとき、エンジン出力で回転して発電し、電力をバッテリ９に送る。
【００２３】
なお、本発明の範囲内で、モータジェネレータ５は図１の配置に限定されず、例えば自動変速機７の駆動輪側に設けられてもよい。またモータジェネレータ５は、エンジン出力軸等や変速機の入出力軸等に、クラッチを介して接続されてもよい。
【００２４】
また、自動変速機７の代わりに、いわゆるＭＭＴ（マルチモードマニュアルトランスミッション）が配置されてもよい。ＭＭＴでは、従来の手動変速機と異なり、クラッチペダルが廃止され、そして運転者の代わりにクラッチ操作を自動的に行うアクチュエータが設けられる。モード設定により、自動変速機と同様にギア段を制御装置で自動的に決定する。このように、本発明は、複数のギア段を選択可能な変速機であれば、自動変速機以外の変速機にも同様に適用される。
【００２５】
エンジン３、モータジェネレータ５および自動変速機７はハイブリッドＥＣＵ１１により制御されている。ハイブリッドＥＣＵ１１は１つのコンピュータでもよく、複数のコンピュータで構成されてもよい。例えば、エンジン制御部１３、モータジェネレータ制御部１５および自動変速機制御部１７が別々の３つのＥＣＵで構成されてもよい。
【００２６】
ハイブリッドＥＣＵ１１には、アクセルセンサ２１から運転者のアクセル操作量が入力され、車速センサ２３から車速が入力され、エンジン回転センサ２７からエンジン回転数が入力され、バッテリセンサ２５からバッテリ充電状態を示す検出信号が入力される。ハイブリッドＥＣＵ１１は、これらの入力情報を用いて、車両の走行状態、運転者の操作、バッテリの充電状態に基づき、エンジン３、モータジェネレータ５および自動変速機７を適当に動作させる。
【００２７】
ここで、仮に図１のシステムでモータジェネレータが設けられていなかったとする。この場合は、ハイブリッドではない従来の自動変速機搭載車と同様の制御を行えばよい。すなわち、車速とアクセル操作量に応じて設定された変速線（変速マップ）を記憶しておき、この変速線に従ってギア段を決定し、変速機を制御する。
【００２８】
本実施形態の場合は、さらにトルクアシスト装置としてのモータジェネレータが追加されている。そのため、従来の変速マップを利用して自動変速機を制御すると、ハイブリッド車両としての高効率運転は行われない。例えば、運転者がアクセルを急に踏み込んだことで車両駆動力の大幅増が要求されたとする。このとき、図１の構成において、モータ出力を増大することも、ダウンシフトを行うことも考えられる。どのような制御を行えば、エンジン３、モータジェネレータ５および自動変速機７を上手く使い分けられるか、が問題となる。本実施形態では、このような点を考慮して、ハイブリッドＥＣＵ１１が以下のような制御を行う。
【００２９】
図２を参照すると、ハイブリッドＥＣＵ１１は、Ｓ１０で車速およびアクセル操作量を読み込んでから、Ｓ１２およびＳ１４で、所定値以上のエンジン回転数が得られる最もギア比の小さい（高速用の）ギア段を選択する。所定値（エンジン回転数下限値）は、エンジントルク変動が車両挙動、振動等に悪影響を及ぼさない範囲で低い値に設定され、例えば１２００ｒｐｍ程度である。具体的には、Ｓ１２でエンジン回転数が所定値以上であるか否かが判定される。Ｓ１２がＮＯであれば、Ｓ１４で１段ロー側に（ギア比が増大する方向に）ギア段を変更してＳ１２に戻る。Ｓ１２がＹＥＳであればＳ１６に進む。Ｓ１２およびＳ１４で設定したギア段を「仮設定ギア段」とする。
【００３０】
Ｓ１６では、エンジン出力だけで要求駆動力を達成できるか否かが判定される。要求駆動力はアクセル操作量および車速に基づいて求められる。ここでは、Ｓ１０で読み込んだ車速とＳ１２およびＳ１４で設定した仮設定ギア段を用いて、仮設定ギア段が採用されたときのエンジン回転数を求める。そしてこのエンジン回転数に対応するエンジン最大トルクＴｅｍａｘを求める。Ｔｅｍａｘは、駆動軸上に換算された値である。
【００３１】
本実施形態の場合、このエンジン最大トルクＴｅｍａｘは、エンジンのエネルギ効率が最大となる値に設定されている。すなわち、あるエンジン回転数でエンジントルクを大きくしていくと、エネルギ効率が徐々に大きくなって最大になる。さらにエンジントルクを大きくするとエネルギ効率は低下していく。この最大点にＴｅｍａｘが設定されている。
【００３２】
Ｓ１６では要求駆動力がＴｅｍａｘと比較される。Ｔｅｍａｘが要求駆動力以上であれば、エンジン出力だけで要求駆動力を達成可能である。そこでＳ２２に進みギア段を決定する。Ｓ１２およびＳ１４で選択したギア段がそのまま採用される。そして、ハイブリッドＥＣＵ１１は、エンジン３に要求駆動力を発生させる。
【００３３】
Ｓ１６がＮＯ（エンジン出力だけでは要求駆動力を達成できない）であれば、Ｓ１８にてエンジン出力およびモータ出力により要求駆動力を達成できるか否かが判定される。ここでは、仮設定ギア段を採用したときのエンジン回転数が求められ、このエンジン回転数に対応するモータ最大トルクＴｍｍａｘが求められる。このＴｍｍａｘも、駆動軸上に換算された値である。
【００３４】
Ｓ１８では要求駆動力がＴｅｍａｘ＋Ｔｍｍａｘと比較される。Ｔｅｍａｘ＋Ｔｍｍａｘが要求駆動力以上であれば、エンジン出力およびモータ出力で要求駆動力を達成可能である。そこでＳ２２に進みギア段を決定する。Ｓ１２およびＳ１４で選択したギア段がそのまま採用される。そして、ハイブリッドＥＣＵ１１は、エンジン３およびモータジェネレータ５に要求駆動力を発生させる。ここでは、エンジン３に最大トルクＴｍｍａｘを発生させ、不足分の駆動力をモータジェネレータ５に発生させる。
【００３５】
Ｓ１８がＮＯ（エンジン出力およびモータ出力を併用しても要求駆動力を達成できない）であれば、Ｓ２０に進み、ギア段を１段ロー側（ギア比が増大する側）に変更する。これにより、Ｓ１２およびＳ１４で設定した仮設定ギア段が１段変更される。そして、Ｓ１６に進み同様の処理を繰り返す。
【００３６】
以上のように、本実施形態によれば、エンジン出力、モータ出力およびギア段の順で駆動力調整制御の優先順位が定められており、この優先順位に従った調整により要求駆動力を達成する。具体的には、まず、できるだけギア比の小さいギア段を仮設定し、この仮設定ギア段にてエンジン出力で賄える要求駆動力であれば、エンジン出力を使用する。更に駆動力要求が高い場合にはモータによりトルクアシストを行い、更に駆動力要求が高い場合には変速機を低速ギアへシフトする。
【００３７】
このような制御により、ギア段は低く設定され、エンジントルクは高く設定される。そしてエンジンをできるだけ低回転、高負荷状態で高効率運転することができ、燃費を向上できる。
【００３８】
またモータトルクが最大になるまでは、ダウンシフトを行わずにモータのトルクアシストで要求駆動力を達成している。これにより、頻繁なダウンシフトが起こらず、ドライバビリティの向上を図ることができる。また、ダウンシフトの回数が少なければ、ダウンシフトによる急減なエンジン回転数変化のエミッションに対する影響（ＡＦ制御性の問題）も低減でき、エミッションの向上を図れる。
【００３９】
＜１−２．＞
次に、本実施形態におけるハイブリッドＥＣＵ１１の更に好適な制御処理を説明する。ここでは、ハイブリッドＥＣＵ１１は、モータ制御に影響する因子−特にモータジェネレータ５によるトルクアシスト量に影響を与える因子に基づき、変速段を変更する。
【００４０】
トルクアシスト量に影響を与える因子は、例えばＳＯＣ（バッテリ充電状態）、バッテリ温度またはインバータ温度等である。本実施形態では、これらのパラメータの値によりモータ側から供給できるトルクが増減することに着目し、この増減を考慮して変速機側のギア段を設定する。
【００４１】
図３は本実施形態の制御処理の一例であり、ここではトルクアシスト量に影響する因子としてＳＯＣが用いられる。図３では、図２の制御処理に加えて、Ｓ１８の後にＳ１９が設けられている。Ｓ１９ではバッテリのＳＯＣが求められる。ＳＯＣは、例えば満蓄電状態での蓄電量に対する現在の蓄電量の比率で表される。ＳＯＣは、バッテリ電圧、電流を用いて求められ、適宜バッテリ温度も利用することが好適である。別体の電池ＥＣＵなどが求めたＳＯＣがハイブリッドＥＣＵに入力されてもよい。
【００４２】
そしてＳ１９では、現在のＳＯＣが既定値と比較される。ＳＯＣが既定値以下であれば、Ｓ２０に進んでギア段を１段ロー側に変更する。Ｓ１９でＳＯＣが既定値を上回っていれば、Ｓ２２に進んでギア段を決定する。
【００４３】
このように、本実施形態では、モータジェネレータ５のトルクアシスト量、トルクアシスト能力に影響を与える因子に基づいてギア段を設定する。これにより、アシストトルクの安定した供給能力を確保し、トルク不足による動力性能の低下を防止することができる。さらにはバッテリ等の劣化を防止することもできる。
【００４４】
＜２−１．＞
次に、本発明のもう一つの実施形態について説明する。本実施形態において、ハイブリッド車両およびその制御装置の構成は、上述の第１の実施形態と同様でよい。本実施形態では、ハイブリッドＥＣＵ１１による制御処理を改良し、さらなる効率および燃費の向上を可能とする。
【００４５】
本実施形態では、ハイブリッドＥＣＵ１１は、現在の車速でエンジン出力およびモータ出力により要求駆動力を達成可能な範囲で、最もギア比が小さいギア段（高速側のギア段）を選択する。そして選択したギア段にて、エンジンを所定の高効率運転状態で運転する。そして、エンジン出力と要求駆動力の差分は、モータの力行または回生運転によりカバーする。
【００４６】
図４は、本実施形態の制御処理の具体例を示しており、横軸は車軸回転数Ｎｐであり、縦軸は車軸トルクＴｐである。図中には、ローギアの要求駆動力達成可能領域ＡＬと、ハイギアの要求駆動力達成可能領域ＡＨが示されている。
【００４７】
領域ＡＬにおいて、中央のラインＬは、ローギア設定時にエンジンを最高効率で運転したときのエンジントルクである（車軸トルクに換算されている、以下同じ）。また領域上限のラインＬＵは、ラインＬより、モータ力行トルクの最大値だけ上側にある。領域下限のラインＬＢは、ラインＬより、モータ回生トルクの最大値だけ下側にある。本実施形態では、この領域ＡＬを、ローギアで要求駆動力を達成可能な範囲として定義する。ハイギアの要求駆動力達成可能領域ＡＨも、ローギアの領域ＡＬと同様に設定されている。ただし、ギア比の相違に応じて領域の形状と位置が異なっている。
【００４８】
図４の例では、ハイブリッドＥＣＵ１１は以下のようにして変速機、エンジンおよびモータを制御する。上述したように、ハイブリッドＥＣＵ１１は、まず、現在の車速でエンジン出力（最高効率運転）およびモータ出力にて要求駆動力を達成可能な範囲で最もギア比が小さいギア段を選択する。
【００４９】
例えば要求駆動力と車軸回転数（車速）の組合せが図４の点Ｐａであったとする。この場合は、点Ｐａがハイギアの要求駆動力達成可能領域ＡＨにのみ含まれる。したがってハイギアが選択される。
【００５０】
また要求駆動力と車軸回転数の組合せが図４の点Ｐｃであったとする。この場合は、点Ｐｃが領域ＡＬ、ＡＨの両方に属し、どちらのギアも選択可能である。そこで、ハイブリッドＥＣＵ１１は、ギア比が小さい方のギア段、すなわちハイギアを選択する。
【００５１】
上記のギア段選択処理は下式を用いて表すことができる。
【００５２】
（数１）
Ｔｅｍａｘ（ｉ，ｖ）−Ｔｍ回生ｍａｘ（ｉ，ｖ）
≦要求駆動力
≦Ｔｅｍａｘ（ｉ，ｖ）＋Ｔｍ力行ｍａｘ（ｉ，ｖ）
Ｔｅｍａｘ（ｉ）は、ギア段ｉ、車速ｖにおけるエンジン最高効率運転状態でのトルク（車軸トルクに換算、以下同様）である。Ｔｍ回生ｍａｘ（ｉ，ｖ）およびＴｍ力行ｍａｘ（ｉ，ｖ）は、同じくギア段ｉ、車速ｖにおける回生トルク、力行トルクの最大値である（ただし、モータが変速機よりも車輪側に設けられていれば、モータトルクはギア比に影響されない）。本実施形態では、上式が満たされる最もギア比が小さいギア段ｉが選択される。
【００５３】
ギア段選択処理のフローは図２とほぼ同様でよい。すなわち、まず車速を基に、所定の下限回転数以上のエンジン回転数が得られる最もギア比の小さいギア段を仮設定する。仮設定したギア段にて上式が満たされれば、そのギア段をそのまま採用する。上式が満たされない場合、ギア段を１段ロー側に変更する。この処理を、上式が満たされるまで続ける。これにより、要求駆動力を満たせる最もハイ側のギアが選択される。
【００５４】
また図４の例ではギア段の数が２であったが、３段以上の変速機についても同様のギア段選択処理を行えばよい。
【００５５】
次に、選択したギア段でのエンジン制御およびモータ制御を説明する。本実施形態では、上述したように、エンジンを高効率運転状態で運転するとともに、エンジン出力と要求駆動力の差分は、モータの力行または回生運転によりカバーする。
【００５６】
具体的には、図４の例において、要求駆動力と車軸回転数の組合せが点Ｐａであったとする。この場合は、エンジンをラインＨ上の点Ｐｂで運転する。前述したように、ラインＨは、ハイギア設定時のエンジン最高効率運転状態での出力トルクを示している。エンジン出力が要求駆動力を上回っているので、両者の差分をモータ回生運転によって吸収する。回生によって得られた電力はバッテリに蓄えられる。
【００５７】
一方、要求駆動力と車軸回転数の組合せが図４の点Ｐｃであったとする。この場合は、エンジンをラインＨ上の点Ｐｄで運転する。エンジン出力が要求駆動力に達していないので、不足分をモータ力行運転によって補う。このときはバッテリから電力が持ち出される。
【００５８】
以上に説明したように、本実施形態では、モータジェネレータの回生、力行によりエンジン効率が最高になるようにエンジンの運転域とギア段を選択しているので、エンジンを高効率で運転することができ、燃費を向上できる。
【００５９】
＜２−２．＞
上記の実施形態の変形例を説明する。上記の実施形態では、エンジンが最高効率で運転されるようにエンジンの運転域とギア段が選択された。この変形例では、エンジン効率と変速機伝達率の積が最大になるようにエンジンの運転域とギア段を選ぶ。
【００６０】
図４の例では、エンジンの最高効率運転状態での出力トルクを規定するラインＨが用いられた。このラインＨの代わりに、「エンジン効率×変速機伝達効率」が最大になるラインを用いる。変速機伝達効率は、ギア段と車軸回転数に応じて決まる。
【００６１】
本実施形態によれば、エンジンだけでなく伝達系も含めて最高効率での運転を行うことができ、燃費の更なる向上を図れる。
【００６２】
＜２−３．＞
本実施形態のもう一つの変形例を説明する。この変形例では、上記の制御において、さらにエミッションが最適となるようにエンジン運転域とギア段を選定する。すなわち、エンジンの運転域によってエミッションが異なることを考慮して、エミッションが良好になる運転域を選択する。
【００６３】
図５の具体例では、ハイブリッド車両のエンジンがディーゼルエンジンであることを想定している。図５に示すように、ディーゼルエンジンの場合、低回転高負荷でＥＧＲが入らないエミッション悪化領域がある。そこでこの領域を避けてエンジンの運転域とギア段を選択する。
【００６４】
例えば車軸回転数と要求駆動力の組合せが図５の点Ｐｅであったとする。仮にエンジンを効率最大点（ラインＨ上）で運転すると、運転点がエミッション悪化領域に入ってしまう。これを避けるため、図中の点Ｐｇを運転域として選ぶ。この場合、要求駆動力に対してエンジン出力が不足するので、不足分をモータ出力（力行）で補う。
【００６５】
以上に説明したように、本実施形態では、エミッション悪化領域を避けるように、すなわちエミッション良好領域でエンジンが運転されるように変速機ギア段およびエンジン運転状態を設定するので、エミッションの向上を図れる。
【００６６】
＜３−１．＞
これまでは、主として要求駆動力が正である場合の制御を説明した。ここでは、要求駆動力が負である場合の好適な制御を説明する。
【００６７】
要求駆動力が負のときは、基本的にモータジェネレータで回生制動を行い、得られた電力をバッテリに充電する。ここで、本発明は、変速機付きのハイブリッド車両を対象としており、回生制動時に変速機をどのように制御するかが問題になる。本発明では、要求駆動力が負の時は、モータ側の回生制動の効率が最大になるように変速機側でギア段を設定する。
【００６８】
例えば、図６に示す構成を有するハイブリッド車両を考える。エンジンに変速機が連結され、変速機と車輪の間にモータジェネレータが連結されている。モータジェネレータは、変速機の出力軸に直結されているとする。
【００６９】
この場合、回生制動のときにエンジンがモータに連れ回される。エンジンのフリクション（回転抵抗力）は回生制動効率を低下させる要因になる。そこで、このハイブリッド車両の制御装置は、回生制動のときにはギア比の最も小さいギア段（最もハイ側のギア段）を選択し、そのギア段へのシフトチェンジを変速機に行わせる。
【００７０】
この制御により、ギア比が小さくなり、エンジンから変速機を介してモータジェネレータに与えられるフリクションロスが最小になり、回生制動の効率が大きくなる。
【００７１】
以上のように、本実施形態によれば、要求駆動力が負の場合には回生効率が最も高くなるギア段を変速機で選択するので、燃費とエミッションの向上を図ることができる。
【００７２】
＜３−２．＞
次に、要求駆動力が負のときの変速機制御の第二の例を説明する。ここでは、エンジン回転を停止可能に構成されたハイブリッド車両を想定する。本実施形態では、回生効率が最大のギア段を選定するにあたり、エンジン回転を停止するか否かによって異なる最適ギア段を設定する。
【００７３】
本実施形態は、例えば図７のハイブリッド車両の制御装置に適用される。モータジェネレータはエンジンと変速機の間に配置されている。モータジェネレータの回転軸は変速機の入力軸に連結されている。モータ回転軸とエンジン回転軸の間にはクラッチが介在している。
【００７４】
要求駆動力が負の場合、制御装置は、エンジンが回転中か停止中かを判定する。クラッチが接続されていれば、エンジンがフューエルカット状態で回転中である。一方、クラッチが切断されていれば、エンジンは停止している。
【００７５】
制御装置は、エンジンが回転中の場合は、ギア比が最も小さくなるギア段を選択する。これにより、エンジン回転抵抗力の伝達量が小さくなり、回生制動の効率が大きくなる。一方、エンジンが停止中の場合には、モータジェネレータの効率が最も大きくなるギア段を選択する。エンジンが停止中であれば、エンジン回転抵抗力の影響を受けないので、このギア段選択により回生制動の効率が最も大きくなる。制御装置は、このようにして選択したギア段へのシフトチェンジ制御を行う。またモータジェネレータには回生制動を行わせる。
【００７６】
以上、本実施形態によれば、エンジンを回転させるか停止させるかによってギア段を異なって設定することにより、両モードで回生制動の効率を高くすることができ、燃費およびエミッションの向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１のハイブリッドＥＣＵによる制御処理を示すフローチャートである。
【図３】図１のハイブリッドＥＣＵによる制御処理の第二の例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の別の実施形態におけるハイブリッド車両の制御処理を示す図である。
【図５】図４の制御処理の変形例を示す図である。
【図６】車両に対する要求駆動力が負であるときの制御処理を説明するための、ハイブリッド車両の一例を示す図である。
【図７】車両に対する要求駆動力が負であるときの制御処理の別の例を説明するための、ハイブリッド車両の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  ハイブリッド車両、３  エンジン、５  モータジェネレータ、７  自動変速機、１１  ハイブリッドＥＣＵ、１３  エンジン制御部、１５  モータジェネレータ制御部、１７  変速機制御部、２１  アクセルセンサ、２３  車速センサ、２５  バッテリセンサ、２７  エンジン回転センサ。
【図１】
2006341848.tif 000003
【図２】
2006341848.tif 000004
【図３】
2006341848.tif 000005
【図４】
2006341848.tif 000006
【図５】
2006341848.tif 000007
【図６】
2006341848.tif 000008
【図７】
2006341848.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月25日(2006.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンおよびモータを車両駆動力源として有し、さらにエンジンと駆動輪の間に複数のギア段の選択により駆動力伝達を変更可能な変速機を有し、モータがエンジンと変速機の間に配置され、モータとエンジンの間にクラッチが介在する変速機付きハイブリッド車両の制御装置において、
車両に要求される駆動力が負のとき、モータによる回生制動の効率が最大になるように変速機のギア段を設定し、
モータ回生運転時にクラッチが接続されてエンジンが回転中の場合はギア比が最も小さくなるギア段を選択し、モータ回生運転時にクラッチが切断されてエンジンが停止中の場合はモータの効率が最も大きくなるギア段を選択することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
（１）上記目的を達成するため、本発明の参考例は、エンジンおよびモータを車両駆動力源として有し、さらにエンジンと駆動輪の間に複数のギア段の選択により駆動力伝達を変更可能な変速機を有する変速機付きハイブリッド車両の制御装置において、車両駆動力の要求に対する駆動力調整制御の優先順位が、エンジン出力増大、モータ出力増大、ギア比増大方向へのギア段変更の順に設定されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
例えば、本発明の参考例の制御装置は、(i)所定の下限回転数以上のエンジン回転数が得られる範囲で最もギア比の小さいギア段を選択し、(ii)選択したギア段にてエンジン出力でもって要求駆動力を達成し、(iii)エンジン出力のみでは要求駆動力を達成できない場合にはエンジン出力およびモータ出力で要求駆動力を達成し、(iv)エンジン出力およびモータ出力で要求駆動力を達成できない場合にはギア比を増大する方向へギア段を変更する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の参考例によれば、エンジン出力、モータ出力、ギア段の順で調整することによって要求駆動力が達成される。ギア段変更の優先順位が低く、エンジン出力変更の優先順位が高い。したがって駆動力要求が生じたときには、ギア段を低く設定してエンジン出力を増大するように図られる。その結果としてエンジンが低回転、高負荷状態で効率よく運転されるので燃費が向上する。さらに上記のように優先順位を設定すれば、シフトチェンジの回数が少なくなるので、頻繁なダウンシフトもなく、ドライバビリティが向上し、かつ、エミッションの向上も図れる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
好ましくは、本発明の参考例の制御装置は、さらに、モータ制御に影響を与える因子に応じてギア段を変更する。モータ制御に影響を与える因子とは、例えばＳＯＣ（バッテリ充電状態）、バッテリ温度またはインバータ温度などである。この態様によれば、モータ側の安定した出力供給能力を確保でき、動力性能の低下を防止できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
（２）本発明の参考例は、エンジンおよびモータを車両駆動力源として有し、さらにエンジンと駆動輪の間に複数のギア段の選択により駆動力伝達を変更可能な変速機を有する変速機付きハイブリッド車両の制御装置において、エンジンが所定の高効率運転状態で運転され、かつ、要求車両駆動力とエンジン出力の差分をモータの力行または回生により埋められるように、変速機のギア段とエンジン運転状態を設定することを特徴とする。好ましくは、エンジンを所定の高効率運転状態で運転しつつ、要求車両駆動力とエンジン出力の差分をモータの力行または回生により埋められる範囲で、最もギア比の小さいギア段を変速機に対して設定する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の参考例によれば、適切なギア段を選択することでエンジンを高効率運転するので、燃費を向上できる。好ましくはエンジンを最大効率点で運転する。またギア比の小さいギア段を選択することで、上述したように、燃費、エミッションおよびドライバビリティの向上を図れる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
（３）本発明は、エンジンおよびモータを車両駆動力源として有し、さらにエンジンと駆動輪の間に複数のギア段の選択により駆動力伝達を変更可能な変速機を有し、モータがエンジンと変速機の間に配置され、モータとエンジンの間にクラッチが介在する変速機付きハイブリッド車両の制御装置において、車両に要求される駆動力が負のとき、モータによる回生制動の効率が最大になるように変速機のギア段を設定し、モータ回生運転時にクラッチが接続されてエンジンが回転中の場合はギア比が最も小さくなるギア段を選択し、モータ回生運転時にクラッチが切断されてエンジンが停止中の場合はモータの効率が最も大きくなるギア段を選択することを特徴とする。