(57)【要約】【課題】適正に回生を行うことができる車両制御システムを提供することを目的とする。【解決手段】内燃機関６が発生させる動力と電動機７が発生させる動力とを変速機１０で変速して車両２の駆動輪３に伝達可能である駆動装置４と、電動機７を制御して回生を実行可能であると共に、車両２に対する加速要求操作のオフに伴って、電動機７による回生効率が向上すると予測される変速比への変速を実行したと仮定した場合の電動機７による回生の変速実行時回生効率に応じて、変速機１０による変速を実行する制御装置５とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2011213304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関が発生させる動力と電動機が発生させる動力とを変速機で変速して車両の駆動輪に伝達可能である駆動装置と、
前記電動機を制御して回生を実行可能であると共に、前記車両に対する加速要求操作のオフに伴って、前記電動機による回生効率が向上すると予測される変速比への前記変速を実行したと仮定した場合の前記電動機による回生の変速実行時回生効率に応じて、前記変速機による変速を実行する制御装置とを備えることを特徴とする、
車両制御システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記変速実行時回生効率が、前記加速要求操作のオフの際の変速比を維持した場合の前記電動機による回生の現回生効率より高い場合に、前記変速機を制御し前記電動機による回生効率が向上すると予測される前記変速比への変速を実行し、前記変速実行時回生効率が前記現回生効率以下である場合に前記加速要求操作のオフの際の前記変速比を維持する、
請求項１に記載の車両制御システム。
【請求項３】
前記駆動装置は、前記内燃機関の内燃機関出力軸と電動機の電動機出力軸とを動力伝達可能に係合可能であるクラッチを有し、
前記制御装置は、前記車両の車速に応じて前記クラッチを制御し、当該クラッチの状態に応じて前記変速機を制御する、
請求項１又は請求項２に記載の車両制御システム。
【請求項４】
前記駆動装置は、係合部を解放状態とすることで流体を介して動力を伝達可能であると共に前記係合部を係合状態とすることで前記流体を介さずに前記動力を伝達可能なトルクコンバータを有し、当該トルクコンバータが前記動力の伝達経路における前記電動機と前記変速機との間に設けられ、
前記制御装置は、前記加速要求操作のオフの際に前記係合部を係合状態とする、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車両制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両制御システムとして、例えば、特許文献１には走行用動力源として内燃機関と電動機とを搭載したいわゆるハイブリッド車両に適用される車両用駆動装置の制御装置が開示されている。この車両用駆動装置の制御装置は、例えば、アクセルオフ後、車両減速走行時に回生制動制御が可能と判定され、かつ、エンジン回転停止が可能と判定されたときには、回生効率が最適となり総合の回生量が最も多くなるように自動変速部の変速比を変更し、回生制動制御が不可能と判定されたとき、あるいは、エンジン回転停止が不可能と判定されたときには、エンジン回転数が予め定められた回転数以上となるように自動変速部の変速比を変更する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１８６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような特許文献１に記載されている車両用駆動装置の制御装置は、例えば、回生中に頻繁に変速が実行された場合などに回生効率が悪化するおそれがあるなど、更なる改善のため、より適正に回生が実行されることが望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、適正に回生を行うことができる車両制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る車両制御システムは、内燃機関が発生させる動力と電動機が発生させる動力とを変速機で変速して車両の駆動輪に伝達可能である駆動装置と、前記電動機を制御して回生を実行可能であると共に、前記車両に対する加速要求操作のオフに伴って前記電動機による回生効率が向上すると予測される変速比への前記変速を実行したと仮定した場合の前記電動機による回生の変速実行時回生効率に応じて前記変速機による変速を実行する制御装置とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、上記車両制御システムでは、前記制御装置は、前記変速実行時回生効率が、前記加速要求操作のオフの際の変速比を維持した場合の前記電動機による回生の現回生効率より高い場合に、前記変速機を制御し前記電動機による回生効率が向上すると予測される前記変速比への変速を実行し、前記変速実行時回生効率が前記現回生効率以下である場合に前記加速要求操作のオフの際の前記変速比を維持するものとすることができる。
【０００８】
また、上記車両制御システムでは、前記駆動装置は、前記内燃機関の内燃機関出力軸と電動機の電動機出力軸とを動力伝達可能に係合可能であるクラッチを有し、前記制御装置は、前記車両の車速に応じて前記クラッチを制御し、当該クラッチの状態に応じて前記変速機を制御するものとすることができる。
【０００９】
また、上記車両制御システムでは、前記駆動装置は、係合部を解放状態とすることで流体を介して動力を伝達可能であると共に前記係合部を係合状態とすることで前記流体を介さずに前記動力を伝達可能なトルクコンバータを有し、当該トルクコンバータが前記動力の伝達経路における前記電動機と前記変速機との間に設けられ、前記制御装置は、前記加速要求操作のオフの際に前記係合部を係合状態とするものとすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る車両制御システムは、制御装置が車両に対する加速要求操作のオフに伴って変速実行時回生効率に応じて変速機による変速を実行するので、適正に回生を行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態に係る車両制御システムの概略断面図である。
【図２】図２は、実施形態に係る車両制御システムの制御マップの一例である。
【図３】図３は、実施形態に係る車両制御システムにおける制御の一例を説明するフローチャートである。
【図４】図４は、変形例に係る車両制御システムにおける制御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】
【００１２】
以下に、本発明に係る車両制御システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００１３】
［実施形態］
図１は、実施形態に係る車両制御システムの概略断面図、図２は、実施形態に係る車両制御システムの制御マップの一例、図３は、実施形態に係る車両制御システムにおける制御の一例を説明するフローチャート、図４は、変形例に係る車両制御システムにおける制御の一例を説明するフローチャートである。
【００１４】
本実施形態の車両制御システム１は、図１に示すように、車両２に搭載され、この車両２を制御するためのシステムである。この車両２は、駆動輪３を回転駆動して推進するために、走行用動力源（原動機）として、内燃機関としてのエンジン６と発電可能な電動機としてのモータジェネレータ（以下、特に断りのない限り「モータ」と略記する）７とを搭載したいわゆる「ハイブリッド車両」である。
【００１５】
本実施形態の車両制御システム１は、駆動装置４と、制御装置としての電子制御装置５とを備える。この車両制御システム１は、典型的には、電子制御装置５が駆動装置４を制御し、エンジン６を可及的に効率の良い状態で運転する一方、動力やエンジンブレーキ力の過不足をモータ７で補い、さらには減速時にエネルギの回生をおこなうことにより、エンジン６による排気ガスを低減し、同時に燃費の向上を図るように構成されたシステムである。
【００１６】
駆動装置４は、上述したようにハイブリッド形式の駆動装置であり、１つのエンジン６と、１つのモータ７とを有し、これらにより駆動輪３を回転駆動するものである。より詳細には、駆動装置４は、エンジン６と、モータ７と、クラッチ８と、トルクコンバータ９と、変速機１０とを含んで構成される。駆動装置４は、エンジン６の内燃機関出力軸としてのクランク軸１１とモータ７の電動機出力軸としてのロータ軸１２とがクラッチ８を介して接続され、モータ７のロータ軸１２と駆動輪３とが変速機１０を介して接続される。そして、駆動装置４は、エンジン６が発生させる動力とモータ７が発生させる動力とを変速機１０で変速して車両２の駆動輪３に伝達可能である。ここでの駆動装置４は、各要素が駆動輪３への動力の伝達経路においてエンジン６、クラッチ８、モータ７、トルクコンバータ９、変速機１０、駆動輪３の順で設けられている。
【００１７】
エンジン６は、駆動輪３と連結され駆動輪３に作用させるエンジントルク（機関トルク）を発生可能である。エンジントルクとは、エンジン６の出力軸であるクランク軸１１に生じるトルクである。エンジン６は、燃料を燃焼させることにより燃料のエネルギを機械的仕事に変換して出力する熱機関であって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどがその一例である。エンジン６は、燃料の燃焼に伴ってクランク軸１１に機械的な動力（エンジントルク）を発生させ、この機械的動力をクランク軸１１から駆動輪３に向けて出力可能である。
【００１８】
モータ７は、動力の伝達経路においてクラッチ８より駆動輪３側で駆動輪３と連結されこの駆動輪３に作用させるモータトルクを発生可能である。モータトルクとは、モータ７の出力軸であるロータ軸１２に生じるトルクである。モータ７は、供給された電力を機械的動力に変換する電動機としての機能と、入力された機械的動力を電力に変換する発電機としての機能とを兼ね備えた回転電機、いわゆるモータジェネレータである。すなわち、モータ７は、電力の供給により駆動し電気エネルギを機械エネルギに変換して出力する力行機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼ね備えている。
【００１９】
モータ７は、例えば、回転子であるロータ１３と固定子であるステータ１４とを有する交流同期電動機等で構成されている。モータ７は、バッテリ（不図示）からインバータ（不図示）を介して交流電力の供給を受けて駆動し、ロータ１３が結合されたロータ軸１２に機械的な動力（モータトルク）を発生させ、この機械的動力をロータ軸１２から駆動輪３に向けて出力可能である。モータ７は、このロータ軸１２を介して機械的動力を入出力可能となっている。
【００２０】
モータ７は、例えば、ステータ１４が電力の供給を受けて回転磁界を発生させ、その回転磁界に引き付けられてロータ１３が回転することでロータ軸１２にモータトルクを発生させる。そして、モータ７は、例えば、ロータ軸１２が機械的動力を受けて回転することで回生による発電が可能であり、この発電によって生じた電力は、バッテリに蓄えられる。このとき、モータ７は、ロータ１３に生じる回転抵抗により、ロータ１３の回転を制動（回生制動）することができる。この結果、モータ７は、回生制動時には、電力の回生によりロータ軸１２に負のモータトルクであるモータ回生トルクを発生させ、結果的に、車両２に制動力を付与することができる。
【００２１】
クラッチ８は、動力の伝達経路においてエンジン６と駆動輪３との間に設けられる。クラッチ８は、種々の公知のクラッチを用いることができ、エンジン６のクランク軸１１とモータ７のロータ軸１２とを動力伝達可能に係合可能かつ動力伝達不能に遮断可能に接続する。クラッチ８は、エンジン６側の回転部材であるクランク軸１１と駆動輪３側の回転部材であるロータ軸１２とを係合状態とすることでクランク軸１１とロータ軸１２との間で動力を伝達可能である。また、クラッチ８は、クランク軸１１とロータ軸１２とを解放状態とすることでクランク軸１１とロータ軸１２との間で動力の伝達を遮断可能である。
【００２２】
トルクコンバータ９は、動力の伝達経路におけるモータ７と変速機１０との間に設けられる。トルクコンバータ９は、流体継手の一種であり、入力軸１５と、出力軸１６と、流体伝達機構１７と、係合部としてのロックアップ機構１８とを有する。入力軸１５は、エンジン６やモータ７側からの動力が入力されるコンバータ入力部材であり、モータ７のロータ軸１２と一体回転可能に結合される。出力軸１６は、駆動輪３側へ動力を出力するコンバータ出力部材であり、変速機１０の入力軸１９と一体回転可能に結合される。流体伝達機構１７は、ポンプ（ポンプインペラ）、タービン（タービンランナ）、ステータ、ワンウェイクラッチなどを含んで構成され、入力軸１５に入力された動力を内部に充填される流体（例えば、作動油）を介して出力軸１６に伝達可能なものである。ロックアップ機構１８は、係合部材を介して入力軸１５と出力軸１６とを接続、切断可能なものである。
【００２３】
トルクコンバータ９は、ロックアップ機構１８を解放状態とすることで、ロックアップＯＦＦとなり、入力軸１５から流体伝達機構１７の流体を介して出力軸１６に動力を伝達することができる。このとき、トルクコンバータ９は、流体伝達機構１７にて流体を介して動力を伝達する際に所定のトルク比でトルクを増幅して出力軸１６に伝達する。一方、トルクコンバータ９は、ロックアップ機構１８を係合状態とすることで、ロックアップＯＮとなり、入力軸１５から流体伝達機構１７の流体を介さずに、出力軸１６に動力を伝達することができる。このとき、トルクコンバータ９は、入力軸１５に入力された動力をほぼそのままのトルクで出力軸１６に伝達する。
【００２４】
変速機１０は、動力の伝達経路におけるモータ７と駆動輪３との間に設けられ、エンジン６、モータ７の回転出力を変速して出力可能である。変速機１０は、いわゆる自動変速機（ＡＴ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）であり、いわゆる無段変速機であってもよいし有段変速機であってもよい。ここでの変速機１０は、いわゆる有段変速機であり、入力軸１９と、出力軸２０と、変速機構２１とを有する。入力軸１９は、トルクコンバータ９側からの動力が入力される変速機入力部材であり、トルクコンバータ９の出力軸１６と一体回転可能に結合される。出力軸２０は、駆動輪３側へ動力を出力する変速機出力部材であり、プロペラ軸２２と一体回転可能に結合され、このプロペラ軸２２は、差動装置２３、駆動軸２４を介して駆動輪３に結合される。変速機構２１は、複数のギア段（変速段）を有している。変速機構２１は、各ギア段にそれぞれ異なる所定の変速比が割り当てられており、ここでは一例として、少なくとも前進用の複数のギア段として、第１速から第６速までの６つのギア段が含まれている。変速機構２１は、［入力軸１９の回転速度／出力軸２０の回転速度］で表すことができる変速比が第１速、第２速、第３速、第４速、第５速、第６速の順で小さくなるよう構成される。変速機１０は、入力軸１９に入力される回転動力を変速機構２１の複数のギア段のうちのいずれか１つにより変速して出力軸２０に伝達することができ、この出力軸２０から駆動輪３に向けて伝達することができる。
【００２５】
上記のように構成される駆動装置４は、エンジン６が発生させた動力をクラッチ８、トルクコンバータ９、変速機１０を介して駆動輪３に伝達することができる。また、駆動装置４は、モータ７が発生させた動力を変速機１０のクラッチ８を介さずに、トルクコンバータ９、変速機１０を介して駆動輪３に伝達することができる。
【００２６】
電子制御装置５は、エンジン６やモータ７を協調して制御するための制御装置であり、駆動装置４の各部の駆動を制御するものである。電子制御装置５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェースを含む周知のマイクロコンピュータを主体とする電子回路である。電子制御装置５は、エンジン６のスロットル開度を検出するスロットル開度センサ２５、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ２６、ブレーキペダルに入力されるペダル踏力を検出するペダル踏力センサ２７、クランク角度を検出するクランク角度センサ２８、ロータ角度を検出するロータ角度センサ（レゾルバ）２９、プロペラ軸２２の回転数（回転速度）を検出するプロペラ軸回転数センサ３０などの種々のセンサが電気的に接続される。電子制御装置５は、エンジン６の燃料噴射装置、点火装置やスロットル弁装置、バッテリ、インバータなどが電気的に接続され、また、クラッチ８、トルクコンバータ９のロックアップ機構１８、変速機１０などに油圧制御装置（不図示）を介して接続される。電子制御装置５は、種々のセンサから検出した検出結果に対応した電気信号が入力され、入力された検出結果に応じてエンジン６、モータ７、クラッチ８、トルクコンバータ９のロックアップ機構１８、変速機１０などの駆動装置４の各部に駆動信号を出力しこれらの駆動を制御する。
【００２７】
ここで、アクセル開度は、車両２の運転席に設けられるアクセルペダル（不図示）の操作量に相当し、さらに言えば、運転者が車両２に要求する加速要求操作の操作量に応じた値である。ペダル踏力は、車両２の運転席に設けられるブレーキペダル（不図示）の操作量に相当し、さらに言えば、運転者が車両２に要求する制動要求操作の操作量に応じた値である。クランク角度は、エンジン６のクランク軸１１の回転角度（位置）に相当し、ロータ角度は、モータ７のロータ軸１２の回転角度（位置）に相当する。電子制御装置５は、例えば、クランク角度に基づいてエンジン６の各気筒における吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を判別すると共に、クランク角度、ロータ角度に基づいてエンジン６の回転速度としてエンジン回転数やモータ７の回転速度としてモータ回転数を算出することができる。プロペラ軸回転数は、変速機１０の出力軸２０の回転数（回転速度）、あるいは、車両２の車速に相当し、電子制御装置５は、例えば、プロペラ軸回転数に基づいて、車両２の車速を算出することができる。
【００２８】
ここで、後述するアクセル操作とは、車両２に対する加速要求操作であり、典型的には、運転者によるアクセルペダル（不図示）の操作である。また、後述するブレーキ操作とは、車両２に対する制動要求操作であり、典型的には、運転者によるブレーキペダル（不図示）の操作である。そして、アクセル操作がオフである状態、ブレーキ操作がオフである状態とは、それぞれ、アクセル開度センサ２６によって検出されるアクセル開度、ペダル踏力センサ２７によって検出されるペダル踏力が所定値以下、典型的には０である状態である。
【００２９】
車両２は、運転状態に応じて電子制御装置５が駆動装置４を制御し、エンジン６とモータ７とを併用又は選択使用することで、様々な車両走行（走行モード）を実現することができる。電子制御装置５は、例えば、クラッチ８を解放状態としかつエンジン６を停止してモータ７の出力する動力で走行する走行モードと、クラッチ８を係合状態としかつ少なくともエンジン６を作動させエンジン６の出力する動力を利用して走行する走行モードとを実現可能である。ここで、エンジン６を停止させた状態とは、燃料を燃焼させずトルクなどの機械的エネルギを出力しない状態であり、エンジン６を作動させた状態とは、燃料を燃焼して生じる熱エネルギをトルクなどの機械的エネルギの形で出力する状態である。また、電子制御装置５は、例えば、エンジン６を始動する場合、クラッチ８を係合させてモータ７が出力する動力（トルク）によりエンジン６を回転（クランキング）させることで、エンジン６を始動させることができる。また、電子制御装置５は、車両２の制動時にモータ７を制御して回生を実行可能である。
【００３０】
すなわち、車両２は、電子制御装置５による制御によって、クラッチ８を係合状態とし、エンジン６を作動させ、走行用駆動源であるエンジン６とモータ７とのうちエンジン６のクランク軸１１から出力される機械的動力（エンジントルク）のみを駆動輪３に伝達させることで、エンジン６のみを用いる「エンジン走行」モードを実現することができる。このときのエンジン６の出力は、例えば、運転者により駆動輪３に生じることが要求される要求駆動力などに応じて設定される。
【００３１】
また、車両２は、電子制御装置５による制御によって、エンジン６を作動させた状態で、例えば、運転者により駆動輪３に生じることが要求される要求駆動力やモータ７に供給する電力を貯蔵するバッテリの蓄電状態ＳＯＣに応じてモータ７を力行させるようにしてもよい。これにより、車両２は、エンジン６のクランク軸１１から出力される機械的動力（エンジントルク）と、モータ７のロータ軸１２から出力される機械的動力（モータトルク）とを統合して駆動輪３に伝達させることで、エンジン６とモータ７とを併用する「ＨＶ走行」モードを実現することができる。
【００３２】
さらに、車両２は、電子制御装置５による制御によって、クラッチ８を解放状態とし、エンジン６を停止させ、走行用駆動源であるエンジン６とモータ７とのうちモータ７のロータ軸１２から出力される機械的動力（モータトルク）のみを駆動輪３に伝達させることで、モータ７のみを用いる「ＥＶ走行」モードを実現することができる。つまり、車両２のＥＶ走行モードでは、基本的にはエンジン６のクランク軸１１とモータ７のロータ軸１２とがクラッチ８にて機械的に切り離された状態となり、エンジン６から駆動輪３へのエンジントルクがクラッチ８にて機械的に遮断される状態となる。このときのモータ７の出力は、例えば、運転者により駆動輪３に生じることが要求される要求駆動力やバッテリの蓄電状態ＳＯＣなどに応じて設定される。
【００３３】
また、車両２は、駆動輪３から変速機１０やトルクコンバータ９などを介してモータ７のロータ軸１２に機械的動力が入力され、これにより、モータ７が回生により発電し、これに伴ってロータ軸１２に生じる機械的動力（負のモータトルク）を駆動輪３に伝達することで、モータ７により回生制動を行う「回生走行」モードを実現することができる。
【００３４】
ここで、この車両制御システム１は、例えば、図２に例示する制御マップに基づいて電子制御装置５がエンジン６、モータ７の駆動制御、クラッチ８の係合制御や変速機１０の変速制御を実行し、種々の走行モードを実現している。
【００３５】
図２に示す制御マップでは、横軸は車速に相当するプロペラ軸回転数、縦軸はスロットル開度及び減速要求パワーであり、下記で説明する関係が予め設定された上で、電子制御装置５の記憶部（不図示）に記憶されている。ここで、減速要求パワーとは、車両２に要求される減速パワーであり、アクセル操作がＯＮされている場合には、プロペラ軸回転数センサ３０によって検出されたプロペラ軸回転数（車速に相当）とアクセル開度センサ２６によって検出されたアクセル開度とに応じて定まり、ブレーキ操作がＯＮされている場合には、プロペラ軸回転数センサ３０によって検出されたプロペラ軸回転数とペダル踏力センサ２７によって検出されたペダル踏力とに応じて定まる。
【００３６】
図２中、クラッチ解放開度Ｔｈ１は、クラッチ８を解放可能か否かを判定するためにスロットル開度に対して予め設定される閾値である。電子制御装置５は、スロットル開度センサ２５によって検出されたスロットル開度が低下しクラッチ解放開度Ｔｈ１以下となった場合にクラッチ８を解放状態としエンジン６を停止状態とし、スロットル開度が増加しクラッチ解放開度Ｔｈ１を超えた場合にエンジン６を始動し作動状態としクラッチ８を係合状態とする。エンジン始動回転数Ｔｈ２−１は、エンジン６を始動するか否かを判定するために車速に相当するプロペラ軸回転数に対して予め設定される閾値である。電子制御装置５は、プロペラ軸回転数センサ３０によって検出されたプロペラ軸回転数（車速に相当）が低下しエンジン始動回転数Ｔｈ２−１以下となった場合にエンジン６を停止状態とし、プロペラ軸回転数が増加しエンジン始動回転数Ｔｈ２−１を超えた場合にエンジン６を始動し作動状態とする。クラッチ解放回転数Ｔｈ２−２は、クラッチ８を解放可能か否かを判定するためにプロペラ軸回転数に対して予め設定される閾値であり、エンジン始動回転数Ｔｈ２−１より高い回転数となっている。電子制御装置５は、プロペラ軸回転数センサ３０によって検出されたプロペラ軸回転数が低下しクラッチ解放回転数Ｔｈ２−２以下となった場合にクラッチ８を解放状態とし、プロペラ軸回転数が増加しクラッチ解放回転数Ｔｈ２−２を超えた場合にクラッチ８を係合状態とする。
【００３７】
また、図２中、制御線Ｌ１は、クラッチ８が解放状態、アクセル操作がオフ、ブレーキ操作がオフのときのモータ７による回生制御線であり、この場合のモータ７による回生制動がエンジン６によるエンジンブレーキ相当の回生制動となるように予め設定されている。ここでは、制御線Ｌ１は、プロペラ軸回転数（車速に相当）の増加に伴って減速要求パワーの絶対値が線形的に増加するように設定されている。電子制御装置５は、クラッチ８が解放状態であり、アクセル開度センサ２６によって検出されるアクセル開度、ペダル踏力センサ２７によって検出されるペダル踏力がともに０であり、アクセル操作のオフ、ブレーキ操作のオフが検出された場合、制御線Ｌ１に基づいてエンジンブレーキ相当の回生制動となるようにモータ７を制御して回生を行い所定のモータトルクを発生させる。逆に言えば、電子制御装置５は、クラッチ８が解放状態であり、アクセル開度が０、ペダル踏力が０である場合には、エンジンブレーキ相当の回生制動となるようにモータ７を制御して回生を行うことで、プロペラ軸回転数（車速に相当）と減速要求パワーとから定まる動作点は、この制御線Ｌ１上に位置することとなる。
【００３８】
また、図２中、制御線Ｌ１より上側の領域ＡはＥＶ領域であり、典型的には、クラッチ８が解放状態、アクセル操作がオン、ブレーキ操作がオフのときのモータ７による力行・回生制御領域である。クラッチ８が解放状態であり、アクセル開度が０より大きく、ペダル踏力が０である場合には、プロペラ軸回転数（車速に相当）とスロットル開度、あるいは、プロペラ軸回転数と減速要求パワーとから定まる動作点は、この領域Ａ内に位置する。この場合、電子制御装置５は、減速要求パワーやスロットル開度に基づいてモータ７を制御して力行・回生を行い所定のモータトルクを発生させる。なお、電子制御装置５は、動作点が領域Ａにある場合であっても、例えば、バッテリの蓄電状態ＳＯＣによってはクラッチ８を係合状態とし、エンジン６を始動し作動状態とする場合もある。
【００３９】
また、図２中、制御線Ｌ１より下側の領域ＢはブレーキＯＮ領域であり、典型的には、クラッチ８が解放状態、アクセル操作がオフ、ブレーキ操作がオンのときのモータ７による回生制御領域である。クラッチ８が解放状態であり、アクセル開度が０であり、ペダル踏力が０より大きい場合には、プロペラ軸回転数（車速に相当）と減速要求パワーとから定まる動作点は、この領域Ｂ内に位置する。この場合、電子制御装置５は、減速要求パワーに基づいてモータ７を制御して回生を行い所定のモータトルクを発生させる。なお、上記領域Ａ及び領域Ｂ以外の領域は、少なくともエンジン６を作動させエンジン６の出力する動力を利用する運転領域となっている。
【００４０】
そして、図２中、複数の実線Ｎ→Ｎ＋１（Ｎは自然数）は、変速線、さらに言えば、アップシフト線を表し、例えば、実線３→４は、第３速から第４速への変速を行うためのアップシフト線を表す。実線Ｎ→Ｎ＋１は、プロペラ軸回転数（車速に相当）とスロットル開度、減速要求パワーとの関係において変速機１０の変速段として第Ｎ速が選択される領域と第Ｎ＋１速が選択される領域との境界線をなす。電子制御装置５は、例えば、スロットル開度が減少し動作点が実線３→４をまたいだ場合やプロペラ軸回転数が増加して動作点が実線３→４をまたいだ場合に、変速機１０を制御して第３速から第４速への変速、すなわち、第３速から第４速へのアップシフトを実行する。ここでは、変速機構２１が前進用として第１速から第６速までの６つのギア段を含んで構成されることから、図２の制御マップは、５つのアップシフト線を含んでいる。ここでアップシフトとは、変速比が減少する側、典型的には増速側への変速である。同様に、図２中、複数の点線Ｎ←Ｎ＋１（Ｎは自然数）は、変速線、さらに言えば、ダウンシフト線を表す。電子制御装置５は、例えば、スロットル開度が増加し動作点が点線３←４をまたいだ場合やプロペラ軸回転数が減少して動作点が点線３←４をまたいだ場合に、変速機１０を制御して第４速から第３速への変速、すなわち、第４速から第３速へのダウンシフトを実行する。ここでダウンシフトとは、変速比が増加する側、典型的には減速側への変速である。
【００４１】
電子制御装置５は、図２のような制御マップの変速線（アップシフト線、ダウンシフト線）に基づいて、現在のプロペラ軸回転数（車速に相当）と現在のスロットル開度、あるいは、現在のプロペラ軸回転数と現在の減速要求パワーとから変速機１０のギア段（変速段）を決定する。そして、電子制御装置５は、この決定されたギア段に基づいて変速指令を生成し変速機１０に出力して変速機１０の変速制御を実行し、すなわち、変速機１０のギア段を上記の決定された変速段に制御する。
【００４２】
ところで、この車両制御システム１は、車両２に対する加速要求操作がオフされた際、すなわち、アクセル操作がオフされた際に電子制御装置５が変速機１０を制御してダウンシフトを実行し、モータ７による回生効率がよいギア段にダウンシフトすることで、回生走行モードにおけるモータ７による回生効率の向上を図っている。
【００４３】
具体的には、図２に例示した制御マップでは、上述した制御線Ｌ１が第２速へのダウンシフト線（ダウンシフト側への変速線）としても用いられる。つまり、本実施形態の電子制御装置５は、例えば、アクセル操作がオフされ、エンジン始動回転数Ｔｈ２−１以下の領域でプロペラ軸回転数と減速要求パワーとから定まる動作点が領域Ａから制御線Ｌ１上、あるいは、領域Ｂに移る際には、変速機１０を制御して第２速へのダウンシフトを実行する。
【００４４】
また、図２に例示する制御マップでは、領域Ｂの内部において、エンジン始動回転数Ｔｈ２−１の近傍の回転数にダウンシフト線としての点線２←６が含まれている。つまり、本実施形態の電子制御装置５は、クラッチ８が解放状態であり、アクセル開度が０であり、ペダル踏力が０より大きい場合に、例えば、プロペラ軸回転数が減少してプロペラ軸回転数（車速に相当）と減速要求パワーとから定まる動作点が領域Ｂ内で点線２←６をまたいだ際には、変速機１０を制御して第６速から第２速へのダウンシフトを実行する。
【００４５】
一般に上記で説明したようなモータ７のＭＧ効率は、低回転領域で相対的に低くなり、高回転領域で相対的に高くなる傾向にある。このため、車両制御システム１は、アクセル操作がオフされモータ７による回生を実行する際に、電子制御装置５が図２に例示する制御マップなどを用い変速機１０を制御してダウンシフトを実行することで、ロータ軸１２が相対的に高回転となり、この結果、ＭＧ効率を向上させモータ７における回生効率を向上することができる。
【００４６】
ところが、車両制御システム１では、トルクコンバータ９や変速機１０などを含むトランスミッションのＴＭ効率は、一般に高回転領域で相対的に低くなる傾向にあるため、上記のようにダウンシフトを実行することで、場合によっては、モータ７における回生効率が悪化することもある。また、上記のように電子制御装置５が図２に例示する制御マップなどを用いてモータ７による回生効率が向上すると予測されるギア段（変速段）への変速を実行した場合であっても、このような変速を多数回行った場合には、結果的に、モータ７における回生効率が悪化するおそれがある。例えば、上記のようにモータ７による回生中に変速（ダウンシフト）を実行することで変速ショックが生じるおそれがあり、この変速ショックを抑制するために回生エネルギの一部が消費された場合、結果的に、モータ７における回生効率が悪化するおそれがある。
【００４７】
そこで、本実施形態の車両制御システム１は、電子制御装置５が車両２に対する加速要求操作のオフ、すなわち、アクセル操作のオフに伴って、モータ７による回生効率が向上すると予測される変速比に相当するギア段（変速段）への変速（ダウンシフト）の効果を判断し、これに応じて当該変速を実行することで、適正に回生を行っている。
【００４８】
この電子制御装置５は、アクセル操作のオフに伴ってモータ７による回生効率が向上すると予測される変速比に相当するギア段を予め算出することで、次の動作を予測することが可能となる。この電子制御装置５は、アクセル操作のオフに伴ってモータ７による回生効率が向上すると予測されるギア段に基づいてモータ７による回生の変速実行時回生効率を算出し、この変速実行時回生効率に応じて変速機１０を制御する。ここで、変速実行時回生効率は、アクセル操作のオフに伴ってモータ７による回生効率が向上すると予測されるギア段への変速を実行したと仮定した場合のモータ７による回生の推定回生効率である。電子制御装置５は、例えば、変速実行時回生効率に基づいて、回生効率が向上すると予測されるギア段へのダウンシフトを実行した方がよいか、現在のギア段を維持した方がよいかを予め判断することができる。
【００４９】
具体的には、電子制御装置５は、アクセル操作のオフに伴って、図２に例示した制御マップ基づいて、モータ７による回生効率が向上すると予測されるギア段を算出する。ここで算出されるギア段は、上記で説明したように、基本的にはロータ軸１２が相対的に高回転となる側のギア段、すなわち、ダウシフト側のギア段である。
【００５０】
そして、電子制御装置５は、ＭＧ効率、ＴＭ効率、変速ショック抑制ロスエネルギなどを勘案し変速の影響を考慮して、上記ギア段への変速、すなわち、ダウンシフトを実行したと仮定した場合の変速実行時回生効率を算出する。電子制御装置５は、例えば、ギア段ごとにプロペラ軸回転数（車速に相当）とＭＧ効率、ＴＭ効率、変速ショック抑制ロスエネルギとの対応関係が記述されたマップなどを用いて、上記算出されたギア段と、プロペラ軸回転数センサ３０によって検出された現在のプロペラ軸回転数とから変速実行時回生効率を算出する。
【００５１】
また、電子制御装置５は、ＭＧ効率、ＴＭ効率などを勘案して、アクセル操作のオフの際のギア段を維持した場合のモータ７による回生の現回生効率を算出する。電子制御装置５は、上記と同様に、ギア段ごとにプロペラ軸回転数（車速に相当）とＭＧ効率、ＴＭ効率との対応関係が記述されたマップなどを用いて、現在のギア段と、プロペラ軸回転数センサ３０によって検出された現在のプロペラ軸回転数とから現回生効率を算出する。
【００５２】
そして、電子制御装置５は、変速実行時回生効率と現回生効率とを比較し、変速実行時回生効率が現回生効率より高い場合に、変速機１０を制御し、モータ７による回生効率が向上すると予測されるギア段への変速を実際に実行し回生を実行する。一方、電子制御装置５は、変速実行回生効率が現回生効率以下である場合にアクセル操作のオフの際のギア段をそのまま維持し回生を実行する。
【００５３】
この結果、この車両制御システム１は、モータ７による回生中の変速回数を低減することができ、例えば、運転者によるブレーキ動作から車両２が停止するまでの間の変速回数を抑制することができる。したがって、車両制御システム１は、モータ７による回生効率を向上した上で、回生中の変速に伴うロスエネルギを低減することができ、回生中の変速に伴う変速ショックを低減することができる。
【００５４】
なお、電子制御装置５は、図２を用いて説明したように、車両２の車速に相当するプロペラ軸回転数に応じてクラッチ８を制御している。すなわち、電子制御装置５は、プロペラ軸回転数（車速に相当）が予め設定されたクラッチ解放回転数Ｔｈ２−２（所定車速に相当）以下であるときにクラッチ８を制御しクランク軸１１とロータ軸１２との係合を解放した状態とし、プロペラ軸回転数が予め設定されたクラッチ解放回転数Ｔｈ２−２より大きいときにクラッチ８を制御しクランク軸１１とロータ軸１２とを係合した状態とする。そして、電子制御装置５は、このクラッチ８の状態に応じて変速機１０を制御する。この場合、この車両制御システム１は、例えば、クラッチ８の状態に応じて変速機１０の変速制御を適宜に切り分けることが可能となる。例えば、車両制御システム１は、クラッチ８が係合状態でありクランク軸１１がロータ軸１２につれまわっている状態での回生実行時と、クラッチ８が解放状態でクランク軸１１がロータ軸１２から切断されている状態での回生実行時とで、モータ７による回生効率が向上すると予測される変速比に相当するギア段を異なるものとしたり（例えば図２の制御マップ参照）、当該ギア段の選択手法を異なるものとしたりすることができ、これにより、より適正な回生が可能となる。
【００５５】
次に、図３のフローチャートを参照して、本実施形態に係る車両制御システム１における制御の一例を説明する。なお、これらの制御ルーチンは、数ｍｓないし数十ｍｓ毎の制御周期で繰り返し実行される。
【００５６】
まず、電子制御装置５は、車両２が走行中であるか否かを判定する（ＳＴ１）。電子制御装置５は、例えば、プロペラ軸回転数センサ３０の検出結果に基づいて、車両２が走行中であるか否かを判定する。
【００５７】
電子制御装置５は、車両２が走行中であると判定した場合（ＳＴ１：Ｙｅｓ）、アクセル開放操作が実行されたか否か、すなわち、アクセル操作がオフされたか否かを判定する（ＳＴ２）。電子制御装置５は、例えば、アクセル開度センサ２６によって検出されるアクセル開度が所定値以下、例えば、０以下であるか否かに基づいてアクセル開放操作が実行されたか否かを判定する。
【００５８】
電子制御装置５は、アクセル開放操作が実行されたと判定した場合（ＳＴ２：Ｙｅｓ）、回生制御が実行可能か否かを判定する（ＳＴ３）。電子制御装置５は、例えば、バッテリの蓄電状態ＳＯＣなどに基づいて回生制御が実行可能か否かを判定する。
【００５９】
電子制御装置５は、回生制御が実行可能である判定した場合（ＳＴ３：Ｙｅｓ）、回生効率向上ギア段、すなわち、モータ７による回生効率が向上すると予測される変速比に相当するギア段を算出する（ＳＴ４）。電子制御装置５は、例えば、図２に例示した制御マップに基づいて、回生効率向上ギア段を算出する。ここで算出されるギア段は、典型的にはダウシフト側のギア段である。
【００６０】
次に、電子制御装置５は、ＳＴ４で算出した回生効率向上ギア段への変速制御を実行することで回生効率の向上が可能であるか否かを判定する（ＳＴ５）。電子制御装置５は、例えば、ギア段ごとにプロペラ軸回転数とＭＧ効率、ＴＭ効率、変速ショック抑制ロスエネルギとの対応関係が記述されたマップなどを用いて、ＳＴ４で算出した回生効率向上ギア段とプロペラ軸回転数センサ３０によって検出された現在のプロペラ軸回転数とから変速実行時回生効率を算出する。また、電子制御装置５は、例えば、ギア段ごとにプロペラ軸回転数（車速に相当）とＭＧ効率、ＴＭ効率との対応関係が記述されたマップなどを用いて、現在のギア段とプロペラ軸回転数センサ３０によって検出された現在のプロペラ軸回転数とから現回生効率を算出する。そして、電子制御装置５は、変速実行時回生効率と現回生効率とを比較し、変速実行時回生効率が現回生効率より高いと判定した場合、ＳＴ４で算出した回生効率向上ギア段への変速制御を実行することで回生効率の向上が可能であると判定する。
【００６１】
電子制御装置５は、ＳＴ４で算出した回生効率向上ギア段への変速制御を実行することで回生効率の向上が可能であると判定した場合（ＳＴ５：Ｙｅｓ）、変速機１０を制御し、ＳＴ４で算出した回生効率向上ギア段への変速制御を実行する（ＳＴ６）。
【００６２】
次に、電子制御装置５は、現在の車両２の車速がエンジン切り離し実行可能車速以下か否かを判定する（ＳＴ７）。電子制御装置５は、例えば、プロペラ軸回転数センサ３０によって検出された現在のプロペラ軸回転数がクラッチ解放回転数Ｔｈ２−２以下であるか否かに基づいて現在の車両２の車速がエンジン切り離し実行可能車速以下か否かを判定する。
【００６３】
電子制御装置５は、現在の車両２の車速がエンジン切り離し実行可能車速以下であると判定した場合（ＳＴ７：Ｙｅｓ）、クラッチ８を制御しクランク軸１１とロータ軸１２との係合を解放した状態とし、あるいは、この状態を維持し、ブレーキ操作が実行されたか否か、すなわち、ブレーキ操作がオンされたか否かを判定する（ＳＴ８）。電子制御装置５は、例えば、ペダル踏力センサ２７によって検出されるペダル踏力が所定値、例えば、０より大きいか否かに基づいてブレーキ操作が実行されたか否かを判定する。
【００６４】
電子制御装置５は、ブレーキ操作が実行されたと判定した場合（ＳＴ８：Ｙｅｓ）、モータ７を制御し、領域（ブレーキＯＮ領域）ＢにおけるブレーキＯＮ回生制御を実行し（ＳＴ９）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。
【００６５】
電子制御装置５は、ブレーキ操作が実行されていないと判定した場合（ＳＴ８：Ｎｏ）、モータ７を制御し、制御線Ｌ１におけるエンジンブレーキ相当の回生制御を実行し（ＳＴ１０）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。
【００６６】
電子制御装置５は、ＳＴ１にて車両２が走行中でないと判定した場合（ＳＴ１：Ｎｏ）、ＳＴ２にてアクセル開放操作が実行されていないと判定した場合（ＳＴ２：Ｎｏ）、ＳＴ３にて回生制御が実行可能でないと判定した場合（ＳＴ３：Ｎｏ）、あるいは、ＳＴ５にて回生効率向上ギア段への変速制御を実行することで回生効率の向上が可能でないと判定した場合（ＳＴ５：Ｎｏ）、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。電子制御装置５は、ＳＴ７にて現在の車両２の車速がエンジン切り離し実行可能車速以下でないと判定した場合（ＳＴ７：Ｎｏ）、クラッチ８を制御しクランク軸１１とロータ軸１２とを係合した状態とし、あるいは、この状態を維持し、現在の制御周期を終了し、次の制御周期に移行する。
【００６７】
以上で説明した実施形態に係る車両制御システム１によれば、エンジン６が発生させる動力とモータ７が発生させる動力とを変速機１０で変速して車両の駆動輪３に伝達可能である駆動装置４と、モータ７を制御して回生を実行可能であると共に、車両２に対する加速要求操作のオフに伴って、モータ７による回生効率が向上すると予測される変速比（ギア段）への変速を実行したと仮定した場合のモータ７による回生の変速実行時回生効率に応じて、変速機１０による変速を実行する電子制御装置５とを備える。したがって、車両制御システム１は、電子制御装置５がアクセル操作のオフに伴って変速実行時回生効率に応じて変速機１０による変速を実行することから、例えば、回生中の効率改善、回生中の変速に伴うロスエネルギの低減、回生中の変速に伴う変速ショックの低減を図ることができ、適正に回生を行うことができる。
【００６８】
なお、上述した本発明の実施形態に係る車両制御システムは、上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。
【００６９】
電子制御装置５は、例えば、図４の変形例に係るフローチャートに示すように、加速要求操作のオフの際にロックアップ機構１８を係合状態とするように構成されてもよい。この場合、電子制御装置５は、図４に示すように、例えば、ＳＴ３にて回生制御が実行可能である判定した場合に（ＳＴ３：Ｙｅｓ）、ロックアップ機構１８を制御しロックアップＯＮ、すなわち、ロックアップ機構１８を係合状態とし（ＳＴ３ａ）、その後、回生効率向上ギア段を算出する（ＳＴ４）。この場合、車両制御システム１は、アクセル操作のオフに伴ったダウンシフトの準備をしておくことができ、例えば、回生時における流体損失をなくすことで、ＴＭ効率の悪化を抑制することができ、回生効率をさらに向上することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように本発明に係る車両制御システムは、種々の車両に搭載される車両制御システムに適用して好適である。
【符号の説明】
【００７１】
１    車両制御システム
２    車両
３    駆動輪
４    駆動装置
５    電子制御装置（制御装置）
６    エンジン（内燃機関）
７    モータ（電動機）
８    クラッチ
９    トルクコンバータ
１０    変速機
１１    クランク軸（内燃機関出力軸）
１２    ロータ軸（電動機出力軸）
１８    ロックアップ機構（係合部）
【図１】
2011213304.tif 000003
【図２】
2011213304.tif 000004
【図３】
2011213304.tif 000005
【図４】
2011213304.tif 000006