(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド車両の走行動力源として機能する内燃機関と、
前記内燃機関の回転軸の回転速度を変速する変速機と、
動力取り出し装置を介して前記変速機に取り付けられ、前記ハイブリッド車両の走行動力源として機能し、前記ハイブリッド車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して当該ハイブリッド車両を制動する回生ブレーキとして機能する電動機と、
前記ハイブリッド車両を機械的に制動する機械ブレーキと、
前記機械ブレーキおよび前記回生ブレーキのうち少なくとも前記回生ブレーキを用いて前記ハイブリッド車両が制動されている場合、前記変速機に掛かっていると前記変速機による変速動作を実行できない所定制動力以上の回生制動力が前記回生ブレーキにより発生しているとき、前記変速機による変速の開始前に、前記回生制動力を減少させるように前記電動機を制御する一方、前記所定制動力未満の回生制動力が前記回生ブレーキにより発生しているとき、前記変速機による変速の開始前に、前記回生制動力を減少させないように前記電動機を制御する制御部と、
を備えるハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御部は、前記変速機による変速が行われる可能性が高いか否かについて判定し、前記変速機による変速が行われる可能性が高いと判定した場合、前記変速機による変速の開始前に、前記回生制動力を減少させる、
請求項１に記載のハイブリッド車両。
【請求項３】
前記制御部は、前記回生制動力が前記所定制動力未満になるまで減少した後に、前記変速機による変速を開始させる制御を行う、
請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記制御部は、前記機械ブレーキを制御し、前記回生制動力の減少に応じて前記機械ブレーキにより発生する機械制動力を増大させる、
請求項１〜３の何れか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項５】
前記制御部は、前記変速機による変速の終了後に、前記電動機を制御し、前記回生制動力を増大させる、
請求項１〜４の何れか１項に記載のハイブリッド車両。
【請求項６】
前記制御部は、前記変速機による変速の終了後に、前記機械ブレーキを制御し、前記回生制動力の増大に応じて前記機械ブレーキにより発生する機械制動力を減少させる、
請求項５に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行動力源としてエンジン（内燃機関）と電動機とが搭載されたハイブリッド車両（ｈｙｂｒｉｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｖｅｈｉｃｌｅ）が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
ハイブリッド車両は、エンジンによる走行モード（以下では、「エンジン走行モード」という）、電動機による走行モード（以下では、「電動機走行モード」という）、エンジンと電動機とが協働する走行モード（以下では、「アシスト走行モード」という）の何れかの走行モードが選択可能である。また、ハイブリッド車両は、エンジン走行モードで走行中には、電動機をエンジンの動力によって発電機として動作させてバッテリーに充電することによって燃費向上を図っている。さらに、ハイブリッド車両は、減速中または下り勾配路を走行中には、電動機を駆動輪の回転力によって発電機として動作させ（回生ブレーキ）、ハイブリッド車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して発生した回生電力をバッテリーに充電すること（回生）によって燃費向上を図っている。
【０００４】
ハイブリッド車両の駆動方式として、エンジンと別軸に電動機を配置したＰＴＯ型パラレル駆動方式がある。ＰＴＯ型パラレル駆動方式としては、例えば、変速機のカウンターシャフトに連結したＰＴＯ（動力取り出し装置）を介して電動機の出力を駆動輪に伝達するサイドＰＴＯ式がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２３３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、エンジンと別軸に電動機を配置したＰＴＯ型パラレル駆動方式の構成では、次のような問題があった。すなわち、機械ブレーキおよび電動機による回生ブレーキのうち少なくとも回生ブレーキを用いてハイブリッド車両を制動している場合、電動機による回生制動力（トルク）がある程度、変速機に掛かっていることとなるため、ギア抜きおよびギア入れを行うことが困難となるため、現ギア段を目標ギア段に変速する変速動作を行うことができないという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、制動中に、電動機による回生制動力が変速機に掛かっていることに起因して変速動作を行うことができなくなることを防止することが可能なハイブリッド車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るハイブリッド車両は、
ハイブリッド車両の走行動力源として機能する内燃機関と、
前記内燃機関の回転軸の回転速度を変速する変速機と、
動力取り出し装置を介して前記変速機に取り付けられ、前記ハイブリッド車両の走行動力源として機能し、前記ハイブリッド車両の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して当該ハイブリッド車両を制動する回生ブレーキとして機能する電動機と、
前記ハイブリッド車両を機械的に制動する機械ブレーキと、
前記機械ブレーキおよび前記回生ブレーキのうち少なくとも前記回生ブレーキを用いて前記ハイブリッド車両が制動されている場合、前記変速機に掛かっていると前記変速機による変速動作を実行できない所定制動力以上の回生制動力が前記回生ブレーキにより発生しているとき、前記変速機による変速の開始前に、前記回生制動力を減少させるように前記電動機を制御する一方、前記所定制動力未満の回生制動力が前記回生ブレーキにより発生しているとき、前記変速機による変速の開始前に、前記回生制動力を減少させないように前記電動機を制御する制御部と、
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、制動中に、電動機による回生制動力が変速機に掛かっていることに起因して変速動作を行うことができなくなることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態におけるハイブリッド車両の構成を示す図である。
【図２】本実施の形態における制御装置の要部機能の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施の形態における制御装置の動作例を示すフローチャートである。
【図４】制動中に変速動作を行う場合における機械制動力および回生制動力の変化を時系列で示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態におけるハイブリッド車両１の構成を示す図である。本実施の形態では、ハイブリッド車両１は、ディーゼルエンジン（内燃機関）を搭載したトラックなどの大型車両である。
【００１２】
ハイブリッド車両１は、図１に示すように、制御装置１０（本発明の「制御部」として機能）、エンジン１１、電動機１２、バッテリー１３、インバーター１４、クラッチ１５および変速機１６を要部構成として有する。電動機１２は、変速機１６のカウンターシャフト（図示せず）に連結したＰＴＯ１７（動力取り出し装置）を介して変速機１６に接続される。すなわち、本実施の形態では、ハイブリッド車両１の駆動方式として、エンジン１１と別軸に電動機１２を配置したＰＴＯ型パラレル駆動方式を採用している。
【００１３】
エンジン１１および電動機１２の出力は、プロペラシャフト１８、ディファレンシャルギア１９を介して駆動輪２０に伝達される。変速機１６は、例えばＡＭＴ(Automated Manual Transmission)と呼ばれるものであり、ハイブリッド車両１の走行中には、車速や要求トルクなどに応じて自動的に変速機構が動作するように構成されている。
【００１４】
このような構成を有するハイブリッド車両１は、エンジン１１による走行（エンジン走行モード）、電動機１２による走行（電動機走行モード）、エンジン１１と電動機１２とが協働する走行（アシスト走行モード）の何れかの走行モードが選択可能である。
【００１５】
また、ハイブリッド車両１は、減速中または下り勾配路を走行中には、駆動輪２０の回転力により電動機１２を発電機として動作させ（回生ブレーキ）、ハイブリッド車両１の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して発生した回生電力をバッテリー１３に充電（回生）することができる。
【００１６】
また、ハイブリッド車両１は、エンジン走行モードで走行中には、電動機１２をエンジン１１の動力によって発電機として動作させ、発生した電力をバッテリー１３に充電することができる。
【００１７】
制御装置１０は、エンジン１１、電動機１２、バッテリー１３、インバーター１４、クラッチ１５および変速機１６の動作を制御する。なお、実際には、エンジン１１、電動機１２、バッテリー１３、インバーター１４、クラッチ１５および変速機１６に、それぞれ個別のＥＣＵ(Electric Control Unit)が配置され、これらが互いにＣＡＮ(Control Area Network)通信を行いながら協働して制御を実施している場合があるが、ここでは１つの制御装置１０として説明する。
【００１８】
制御装置１０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の作業用メモリを備える。ＣＰＵは、ＲＯＭから制御プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開した制御プログラムと協働してエンジン１１、電動機１２、バッテリー１３、インバーター１４、クラッチ１５および変速機１６の動作を集中制御する。
【００１９】
電動機１２は、バッテリー１３から供給される電力によって、ハイブリッド車両１の走行用の動力を発生する。また、電動機１２は、他からの動力によって駆動されることで、バッテリー１３に充電を行う発電機としても動作する。ここで、電動機１２を発電機として動作させる動力としては、例えばエンジン１１の動力である。その他にも、電動機１２は、ハイブリッド車両１の減速時や下り勾配路の走行中などに、駆動輪２０の回転がディファレンシャルギア１９、プロペラシャフト１８、変速機１６およびＰＴＯ１７を介して電動機１２に伝達されることによっても発電機として動作する。
【００２０】
バッテリー１３は、電動機１２に電力を供給するとともに、電動機１２が発電機として動作する際には、電動機１２が発電した電力によって充電される。
【００２１】
インバーター１４は、バッテリー１３の直流電力を３相交流電力に変換して電動機１２に供給するとともに、電動機１２が発電機として動作する際には、電動機１２が発電する３相交流電力を直流電力に変換してバッテリー１３に供給する。
【００２２】
クラッチ１５は、エンジン１１の回転軸（出力軸）と変速機１６の回転軸（入力軸）とを接断する。具体的には、クラッチ１５は、エンジン１１に連結されて、エンジン１１の回転軸とともに回転するフライホイールと、そのフライホイールに対向配置されて変速機１６の回転軸と一体的に回転するクラッチディスクを備える。
【００２３】
クラッチ１５が接続されている場合、ハイブリッド車両１は、エンジン１１のみによるエンジン走行モード、および、エンジン１１と電動機１２とが協働するアシスト走行モードの何れかを選択することができる。また、クラッチ１５が接続されている場合、ハイブリッド車両１は、エンジン１１により電動機１２を発電機として動作させることができる。
【００２４】
一方、クラッチ１５が切断されている場合、ハイブリッド車両１は、電動機１２のみによる電動機走行モードに際し、エンジン１１のフリクションを受けることなく効率良く走行することができる。また、クラッチ１５が切断されている場合、ハイブリッド車両１は、電動機１が回生を実施しているときに、エンジン１１のフリクションを受けることなく効率良く回生を行うことができる。
【００２５】
変速機１６は、変速比の異なる複数の変速段を切り替え可能に有し、エンジン１１の回転軸の回転速度を変速する自動有段変速機構である。変速機１６は、これら複数の変速段を形成するために、１または２以上の遊星歯車機構等の歯車機構と、この歯車機構の回転要素の係合または解放を行い、変速段を切り替えるためのクラッチやブレーキ等の複数の摩擦係合装置とを備えている。
【００２６】
ところで、ハイブリッド車両１の駆動方式としてＰＴＯ型パラレル駆動方式を採用した場合、ハイブリッド車両１を機械的に制動する機械ブレーキ３０（図２を参照）および電動機１２による回生ブレーキのうち少なくとも回生ブレーキを用いてハイブリッド車両１が制動されているとき、電動機１２による回生制動力（トルク）がある程度、変速機１６に掛かっていることとなる。その結果、変速機１６において、ギア抜きおよびギア入れを行うことが困難となるため、現ギア段を目標ギア段に変速する変速動作を行うことができないという問題が発生する。
【００２７】
そこで、本実施の形態では、制御装置１０は、機械ブレーキ３０および電動機１２による回生ブレーキのうち少なくとも回生ブレーキを用いてハイブリッド車両１を制動している場合、変速機１６による変速の開始前に、電動機１６を制御し、回生ブレーキにより発生する回生制動力を減少させる制御を行う。この制御により、変速機１６による変速の開始時点において、電動機１２による回生制動力が変速機１６に掛かっていることが抑制され、電動機１２による回生制動力が変速機１６に掛かっていることに起因して変速動作を行うことができなくなることを防止することができる。
【００２８】
図２は、本実施の形態における制御装置１０の要部機能の構成を示すブロック図である。図２に示すように、制御装置１０は、判定部２２、機械ブレーキ制御部２４、回生ブレーキ制御部２６および変速制御部２８を備える。
【００２９】
判定部２２は、機械ブレーキ３０および電動機１２による回生ブレーキのうち少なくとも回生ブレーキを用いてハイブリッド車両１が制動されている場合、道路状況、ハイブリッド車両１の車速、減速度または車重などの情報を用いて、変速機１６による変速が行われる可能性が高いか否かについて判定する。
【００３０】
判定部２２は、道路状況に基づいて、例えばＡＢＳ機能が作動中で変速動作が未実施である場合、ＡＢＳ作動停止後、変速機１６による変速が行われる可能性が高いと判定する。また、判定部２２は、車速に基づいて、例えば変速マップにより制御されるシフトダウンタイミングが近いことが予測される場合、変速機１６による変速が行われる可能性が高いと判定する。また、判定部２２は、減速度に基づいて、例えば運転者の飛び出し感を抑制する必要がある場合、変速機１６による変速が行われる可能性が高いと判定する。また、判定部２２は、車重に基づいて、例えば減速度が大きく早めに変速動作を行う必要ある場合、変速機１６による変速が行われる可能性が高いと判定する。
【００３１】
機械ブレーキ制御部２４は、機械ブレーキ３０を制御し、機械ブレーキ３０により発生する機械制動力を制御する。
【００３２】
回生ブレーキ制御部２６は、電動機１２を制御し、回生ブレーキにより発生する回生制動力を制御する。
【００３３】
変速制御部２８は、ハイブリッド車両１の車速が変速マップのシフト線を越えたか否かについて判定し、超えたと判定した場合、変速機１６を制御してエンジン１１の回転軸の回転速度を変速させる。
【００３４】
次に、図３のフローチャートを参照し、本実施の形態における制御装置１０の動作例について説明する。図３における処理は、機械ブレーキ３０および電動機１２による回生ブレーキのうち少なくとも回生ブレーキを用いてハイブリッド車両１が制動されている場合に実行される。
【００３５】
まず、制御装置１０（判定部２２）は、変速機１６による変速が行われる可能性が高いか否かについて判定する（ステップＳ１００）。判定の結果、変速機１６による変速が行われる可能性が高くない場合（ステップＳ１００、ＮＯ）、制御装置１０は、図３における処理を終了する。
【００３６】
一方、変速機１６による変速が行われる可能性が高い場合（ステップＳ１００、ＹＥＳ）、制御装置１０は、電動機１２による回生制動力が所定制動力（変速許可制動力）以上であるか否かについて判定する（ステップＳ１２０）。ここで、所定制動力は、その値以上に回生制動力が変速機１６に掛かっていると、変速機１６による変速動作を実行できない制動力である。
【００３７】
判定の結果、電動機１２による回生制動力が所定制動力以上でない場合（ステップＳ１２０、ＮＯ）、処理はステップＳ１６０に遷移する。一方、電動機１２による回生制動力が所定制動力以上である場合（ステップＳ１２０、ＹＥＳ）、制御装置１０（機械ブレーキ制御部２４、回生ブレーキ制御部２６）は、電動機１２を制御して回生ブレーキにより発生する回生制動力を減少させるとともに、機械ブレーキ３０を制御して回生制動力の減少に応じて機械ブレーキ３０により発生する機械制動力を増大させる制動力架け替え制御を実行する（ステップＳ１４０）。その後、処理はステップＳ１６０に遷移する。
【００３８】
ステップＳ１６０では、制御装置１０（変速制御部２８）は、変速開始タイミングである否か、すなわちハイブリッド車両１の車速が変速マップのシフト線を越えたか否かについて判定する。判定の結果、変速開始タイミングでない場合（ステップＳ１６０、ＮＯ）、処理はステップＳ１６０の前に戻る。
【００３９】
一方、変速開始タイミングである場合（ステップＳ１６０、ＹＥＳ）、制御装置１０（変速制御部２８）は、回生制動力が所定制動力未満になるまで減少したことを確認した上で、変速機１６を制御してエンジン１１の回転軸の回転速度を変速させる変速制御を実行する（ステップＳ１８０）。
【００４０】
次に、制御装置１０は、ステップＳ１４０における制動力架け替え制御を実行したか否かについて判定する（ステップＳ２００）。判定の結果、制動力架け替え制御を実行していない場合（ステップＳ２００、ＮＯ）、制御装置１０は、図３における処理を終了する。
【００４１】
一方、制動力架け替え制御を実行した場合（ステップＳ２００、ＹＥＳ）、制御装置１０（機械ブレーキ制御部２４、回生ブレーキ制御部２６）は、電動機１２を制御して回生ブレーキにより発生する回生制動力を増大させるとともに、機械ブレーキ３０を制御して回生制動力の減少に応じて機械ブレーキ３０により発生する機械制動力を減少させる制動力戻し制御を実行する（ステップＳ２２０）。ステップＳ２２０の処理が完了することによって、制御装置１０は、図３における処理を終了する。
【００４２】
図４は、図３のフローチャートに関連し、制動中に変速動作を行う場合における機械制動力および回生制動力の変化を時系列で示すタイミングチャートである。図４において、実線Ｌ１は、回生制動力の変化を時系列で示している。また、点線Ｌ２は、機械制動力の変化を時系列で示している。また、Ｔ１は、所定制動力を示している。
【００４３】
また、時間ｔ１は、制御装置１０（判定部２２）が変速機１６による変速が行われる可能性が高いと判定したタイミングである。時間ｔ２は、制御装置１０（変速制御部２８）が、回生制動力が所定制動力Ｔ１未満になるまで減少したことを確認した上で、変速制御の実行を開始するタイミングである。時間ｔ３は、制御装置１０（変速制御部２８）による変速制御の実行が終了し、制御装置１０（機械ブレーキ制御部２４、回生ブレーキ制御部２６）が、制動力戻し制御の実行を開始するタイミングである。変速制御の実行が終了した後に制動力戻し制御を実行することにより、時間ｔ１以前のように、回生電力をバッテリー１３に充電すること（回生）によって燃費向上を図ることができる。
【００４４】
以上詳しく説明したように、本実施の形態では、ハイブリッド車両１は、ハイブリッド車両１の走行動力源として機能するエンジン１１と、エンジン１１の回転軸の回転速度を変速する変速機１６と、ＰＴＯ１７（動力取り出し装置）を介して変速機１６に取り付けられ、ハイブリッド車両１の走行動力源として機能し、ハイブリッド車両１の運動エネルギーを電気エネルギーに変換して当該ハイブリッド車両１を制動する回生ブレーキとして機能する電動機１２と、ハイブリッド車両１を機械的に制動する機械ブレーキ３０と、機械ブレーキ３０および回生ブレーキのうち少なくとも回生ブレーキを用いてハイブリッド車両１が制動されている場合、変速機１６による変速の開始前に、電動機１６を制御し、回生ブレーキにより発生する回生制動力を減少させる制御装置１０（制御部）とを備える。
【００４５】
このように構成した本実施の形態によれば、変速機１６による変速の開始時点において、電動機１２による回生制動力が変速機１６に掛かっていることが抑制され、電動機１２による回生制動力が変速機１６に掛かっていることに起因して変速動作を行うことができなくなることを防止することができる。
【００４６】
なお、上記実施の形態では、変速機１６による変速が行われる可能性が高いと判定した場合、回生制動力の減少に応じて機械ブレーキ３０により発生する機械制動力を増大させる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、回生制動力の減少に応じて機械制動力を増大させなくても良い。ただし、変速機１６による変速が行われる可能性が高いと判定する前後で、ハイブリッド車両１の制動力の変化が大きくなり運転者に違和感を与えることを防止する観点からは、回生制動力の減少に応じて機械制動力を増大させる方が好ましい。
【００４７】
また、上記実施の形態では、変速機１６による変速の終了後に、回生制動力の増大に応じて機械ブレーキ３０により発生する機械制動力を減少させる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、回生制動力の増大に応じて機械制動力を減少させなくても良い。ただし、変速機１６による変速の終了前後で、ハイブリッド車両１の制動力の変化が大きくなり運転者に違和感を与えることを防止する観点からは、回生制動力の増大に応じて機械制動力を減少させる方が好ましい。
【００４８】
また、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、制動中に、電動機による回生制動力が変速機に掛かっていることに起因して変速動作を行うことができなくなることを防止することが可能なハイブリッド車両として有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１  ハイブリッド車両
１０  制御装置
１１  エンジン
１２  電動機
１３  バッテリー
１４  インバーター
１５  クラッチ
１６  変速機
１７  ＰＴＯ
１８  プロペラシャフト
１９  ディファレンシャルギア
２０  駆動輪
２２  判定部
２４  機械ブレーキ制御部
２６  回生ブレーキ制御部
２８  変速制御部
３０  機械ブレーキ
【図１】
0006776595.tif 000002
【図２】
0006776595.tif 000003
【図３】
0006776595.tif 000004
【図４】
0006776595.tif 000005