(57)【要約】【課題】エンジン回転数の変動によって乗員に違和感を与えない。【解決手段】コースト状態であるかを判断し（Ｓ１）、コースト状態と判断したならロックアップ状態であるかを判断する（Ｓ２）。ロックアップ状態でないと判断したなら、発電要求があるかどうかを判断し（Ｓ３）、要求ありならバッテリの充電状態を演算する。次にエンジン回転数が、アイドル回転数であるかを判断し（Ｓ４）、アイドル回転数でない場合には、エンジンが燃料カットされているかを判断する（Ｓ５）。上記のような判断で燃料カットが行なわれて、所定時間経過しているなら（Ｓ７）、燃料カット後のエンジン回転数と、所定時間経過後のエンジン回転数の偏差を演算する（Ｓ８）。その偏差に応じて道路勾配を推定し（Ｓ９）、推定した道路勾配により目標回転数を設定し（Ｓ１０）、この回転数により発電分トルクを演算して回転数変動を抑える。【選択図】  図３
2004312891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動するエンジンと、
このエンジンにより発電される発電機と、
前記エンジンの駆動力を車輪へと伝達するトルクコンバータを有する変速機と、前記トルクコンバータがロックアップされていない状態であるかを判断するロックアップ状態判断手段と、
減速状態であるかどうかを判断する減速状態判断手段と、
前記減速状態であると判断された場合に、前記エンジンに対する燃料の供給を停止する燃料供給停止手段と、
前記燃料供給停止手段により燃料の供給が停止された場合に、推定した道路勾配に対応する目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
この目標回転数設定手段に基づいて設定された目標回転数に基づいて、前記発電機による発電量を演算する発電量演算手段と、
この発電量演算手段により演算された発電量を発電するように、前記発電機を制御する発電機制御手段と、
を備えた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】
前記減速状態判断手段は、減速状態が開始されたかどうかを判断するものであり、
前記目標回転数設定手段は、前記減速状態判断により減速が開始されたときのエンジン回転数と、減速が開始されてから所定時間が経過したときのエンジン回転数との偏差に基づいて、目標回転数を設定す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】
前記目標回転数設定段は、設定した目標回転数と、実際のエンジン回転数との偏差が所定以上の場合には、目標回転数を再度設定することを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記発電機により発電される電力を充電するバッテリを備え、前記発電量演算手段により演算される発電量は前記バッテリの充電状態に基づいて設定される発電量に対して、前記目標回転数設定手段で設定される目標回転数に基づいて補正されることを特徴とする請求項１〜３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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータと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。
【０００２】
【従来の技術】
従来のエンジンとモータとを備えたハイブリッド車両において、バッテリの充電状態ＳＯＣが所定値以下である場合には、エンジンでモータを発電機として動作させることで発電を行い、この発電電力によってバッテリを充電するようにしている。この際には、ドライバーに操作されたアクセル操作量に対応する車両を駆動するためのトルクと、モータを発電するためのトルクとを加算したトルクをエンジンが出力している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１１５９０８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術においては、路面状況に起因する負荷トルクがトルクコンバータを介して、エンジンへと伝達される。しかし、トルクコンバータがロックアップされていないときには、そのときのトルクコンバータの滑りの状況によって、路面から伝達される負荷トルクが、エンジンに対して一様に伝達されるものではない。従って、そのときどきによって、エンジンの回転数が変動することになり、この回転数変動が乗員に違和感を与える可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、エンジン回転数の変動によって乗員に違和感を与えないことを主たる目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ロックアップされていないときの状態で、減速状態であるときに、推定した道路勾配に基づいて目標回転数を設定し、その目標回転数に基づいて発電量を調整することを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
本発明は、回転数変動を生じさせることなく、回転数変動に起因する乗員への違和感を防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１は本実施の形態の構成を示す構成図である。
【００１０】
車両の駆動源であるエンジン１は、一端がクラッチ１１を介して、ベルト及びクランク・プーリによりモータ／ジェネレータ（以下、モータと記す）２と接続されている。エンジン１の他端には、トルクコンバータ２０を有している無段変速機（ＣＶＴ）９が接続されている。
【００１１】
モータ２には３相交流モータが用いられ、このモータ２はインバータ４を介してバッテリ５との間で充放電が行なわれる。車両の駆動力をエンジン１とモータ２とで発生させる場合や、エンジン１をモータ２で始動する場合には、バッテリ５に充電された電力がインバータ４を介してモータ２に供給されることで、モータ２が電動機として動作して力行する。またモータ２は、エンジン１の駆動力によって回転することで発電し、この発電した電力をインバータ４を介してバッテリ５へと充電する。
【００１２】
またモータ２には、モータ２の回転数を検出するレゾルバ８が設けられており、レゾルバ８で検出したモータ２の回転数は、コントローラ３へと入力される。なお、本実施の形態においては、エンジン１の回転数とモータ２の回転数とが同一の回転数となるため、後述でエンジン回転数というときは、このレゾルバ８によって検出した回転数を用いる。
【００１３】
バッテリ５には、バッテリ５を流れる充放電電流（以下、バッテリ電流という）を検出する電流センサ６と、バッテリ５の端子間電圧（以下、バッテリ電圧という）を検出する電圧センサと７が設けられている。これらの電流センサ６により検出したバッテリ電流、電圧センサ７により検出したバッテリ電圧は、コントローラ３に出力され、コントローラ３では、このバッテリ電流、バッテリ電圧を用いて、バッテリ５の充電状態ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）を演算する。
【００１４】
またコントローラ３には、各種制御信号が入力され、この制御信号やエンジン回転数に基づいて、ＣＶＴ９のトルクコンバータ２０をロックアップするか、非ロックアップとするかを決定した上で、油圧を制御し、トルクコンバータ２０の状態を制御する。
【００１５】
またコントローラ３には、ドライバーにより操作されるアクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ１２、ブレーキペダルのオンオフを検出するブレーキセンサ１０、車速を検出する車速センサ１３が接続されている。
【００１６】
またコントローラ３は、アクセルセンサ１２で検出されたアクセルペダル操作量と、車速センサ１３で検出した車速とに基づいて、車両を駆動するための駆動力分トルクを演算する一方、演算したバッテリ５の充電状態ＳＯＣと、レゾルバ８で検出したモータ２の回転数とに基づいて発電分トルクを演算し、これらの駆動力分トルクと発電分トルクとを加算したトルクをエンジン１で出力するように、図示しないエンジン１の燃料噴射装置、点火装置を制御する。言い換えると、エンジン１によって出力されたトルクのうち、駆動力分トルクがＣＶＴ９を介して、車輪へと伝達されることで車両を駆動させ、エンジン１によって出力されたトルクのうち発電分トルクによってモータ２が発電されている。
【００１７】
なおコントローラ３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等から構成されている。
【００１８】
本実施の形態では、エンジン１とモータ２とがベルト及びクランク・プーリを介して接続されている車両を例に説明してきたが、エンジン１の駆動軸とモータ２の駆動軸とが直接接続されているような車両でも良く、すなわちエンジン１が発生するトルクで、モータ２が発電を行うことができる車両であれば、どのような車両でも適用することができる。
【００１９】
次に上記コントローラ３の制御ブロックを図２により述べる。
【００２０】
図２はコントローラ３で演算される制御機能を示したブロック構成図である。図２において、第１偏差部２１は、レゾレバ８で検出される現在のエンジン回転数ｅｇｎｅと、前回に演算されたエンジン回転数ｅｇｎｅｚとの回転数偏差ｅｇｎｅ−ｅｇｎｅｚ（以下、第１回転数偏差という）を求め、コースト時目標回転数演算部２２へと入力する。
【００２１】
コースト判定部２３は、アクセルセンサ１２で検出されるアクセル操作量、ブレーキセンサ１０で検出されるブレーキペダルのオンオフ状態、車速センサ１３で検出される車速が入力され、車両が減速している状態（コースト状態）かどうかを判断し、コースト状態かどうかを示すフラグｆｃｏａｓｔを、コ−スト時目標回転数演算部２２へと出力する。
【００２２】
コースト時目標回転数演算部２２には、第１偏差部２１より出力される第１回転数偏差と、レゾルバ８で検出されるエンジン回転数ｅｇｎｅと、コースト判定部２３から出力されるフラグｆｃｏａｓｔ、燃料カット状態であるかを示す燃料カット信号、ロックアップ状態であるかを示すロックアップ信号、後述する発電演算部２６から出力される発電要求の有無が入力され、これらに基づいて燃料カットの実施／禁止を演算し、エンジン１の燃料噴射装置へと信号を出力すると共に、目標回転数ｔａｇｎｅを演算し、第２偏差部２４へと出力する。
【００２３】
第２偏差部２４は、コースト時目標回転数演算部２２から出力される目標回転数ｔａｇｎｅと、現在のエンジンｅｇｎｅとの回転数偏差ｔａｇｎｅ−ｅｇｎｅ（以下、第２回転数偏差という）を求め、発電量補正値演算部２５へと出力する。
【００２４】
発電量補正値演算部２５は、入力された第２回転数偏差を、図８に示すマップに照らし合わせることで、発電量のｈｏｓｅｉを算出し、発電量演算部２６へと出力する。
【００２５】
発電量演算部２６は、電流センサ６により検出したバッテリ電流、電圧センサ７により検出したバッテリ電圧に基づいて演算されたバッテリ５のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）と、発電量補正値演算部２５から出力された補正係数ｈｏｓｅｉとに基づいて、発電トルクを演算し、このトルクが発電分トルクとなるように、エンジン１及びモータ２を制御する。また発電量演算部２６は、発電を行なうと判断した場合には、発電要求があることをコースト時目標回転数演算部２２へと出力する。
【００２６】
また勾配変化監視部２７は、第１回転数偏差に基づいて、勾配の変化を図４に示すマップに照らし合わせて演算し、この勾配に基づいて燃料カットの実施／禁止を演算し、エンジン１の燃料噴射装置へと信号を出力する。
【００２７】
図３はコントローラ３で行なわれる制御プログラムを示したフローチャートであり、以下このフローチャートを用いて、制御プログラムを説明する。
【００２８】
図３に示すフローチャートは、図示しないイグニッションスイッチがオンとなると、処理を開始する。
【００２９】
まずステップＳ１では、コースト状態であるかを判断する。具体的には、アクセルセンサ１２により検出されるアクセル操作量が０で、ブレーキセンサ１０により検出されるブレーキペダルの状態がオフ状態で、車速センサ１３により検出される車速が所定車速以上（例えば１０ｋｍ／ｈ）の全ての条件が成立した場合に、コースト状態であると判断し、コースト状態と判断した場合には、ステップＳ２に進み、コースト状態でないと判断された場合にはステップＳ１７へと進む。なお、このステップＳ１でコースト状態であると判断された場合には、燃料カットを開始する。
【００３０】
ステップＳ２では、ＣＶＴ９のトルクコンバータ２０がロックアップ状態であるか判断し、ロックアップ状態でないと判断された場合には、ステップＳ３へ進み、ロックアップ状態であると判断された場合にはステップＳ１７へと進む。
【００３１】
ステップＳ３では、発電要求があるかどうかを判断し、発電要求がある場合にはステップＳ４へ進み、発電要求がない場合にはステップＳ１７へ進む。発電要求の有無は、具体的には、電流センサ６で検出されるバッテリ電流と電圧センサ７で検出される端子間電圧に基づいてバッテリ５の充電状態ＳＯＣを演算し、この充電状態ＳＯＣを図７に示すマップに照らし合わせることで発電量ｔｐｇｎを演算し、この発電量ｔｐｇｎが０でなければ、発電要求があると判断し、発電量ｔｐｇｎが０であれば発電要求がないと判断する。
【００３２】
なお、図７に示すマップは、充電状態ＳＯＣが０〜６０％までの間には一定の発電量（例えば２０ｋｗ）であり、充電状態ＳＯＣが６０％〜１００％の間では上述の一定の発電量（２０ｋｗ）から徐々に発電量が減少し、充電状態ＳＯＣ１００％で発電量が０となるように設定されている。
【００３３】
ステップＳ４では、レゾルバ８で検出されるエンジン回転数が、予め定められたアイドル回転数となっているかどうかを判断し、エンジン回転数がアイドル回転数である場合には、ステップＳ１７へ進み、アイドル回転数でない場合にはステップＳ５へ進む。
【００３４】
ステップＳ５では、エンジン１が燃料カットされているかを判断し、燃料カットされているばあいにはステップＳ６へ進み、燃料カットされていない場合にはステップＳ１２へ進む。ステップＳ１の判断において、コースト状態であると判断された場合には、燃料カットを行うので、この判断は非コースト状態からコースト状態へと遷移し、燃料カットが開始されたかどうかを判断していることになる。
【００３５】
ステップＳ６では、レゾルバ８で検出されるエンジン回転数を検出すると共に、この今回のエンジン回転数を前回の回転数として記憶する。
【００３６】
ステップＳ７では、燃料カットが開始されてから所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）経過したかどうかを判断し、経過した場合には、ステップＳ８へ進み、経過していない場合にはステップＳ１へと戻る。すなわち、ステップＳ１肯定、ステップＳ２否定、ステップＳ３肯定、ステップＳ４否定、ステップＳ５肯定の判断が変わらなければ、燃料カットが開始されてから所定時間が経過するまでは、ステップＳ１〜ステップＳ７が繰り返されることになる。
【００３７】
ステップＳ８では、検出された今回のエンジン回転数と、記憶された前回のエンジン回転数との回転数偏差を演算する。
【００３８】
ここで図４Ａを用いて説明すると、時刻ｔ１でコースト状態と判断された場合に、時刻ｔ１で燃料カットを開始すると共に、時刻ｔ１のエンジン回転数を記憶しておき、時刻ｔ１から所定時間（例えば１００ｍｓｅｃ）経過した時刻ｔ２でのエンジン回転数との回転数偏差を演算する。
【００３９】
次いでステップＳ９では、ステップＳ８で演算した回転数偏差を、図４Ｂに示すテーブルに照らし合わせることで、目標回転数を補正するための傾きαを算出する。
【００４０】
図４Ｂに示すように、回転数偏差が小さい場合（回転数偏差ａ）には道路勾配が下り坂であると判断し、傾きαを小さくし、回転数偏差が中程度の場合（回転数偏差ｂ）には道路勾配が平坦であると判断し、傾きαを中程度とし、回転数偏差が大きい場合（回転数偏差ｃ）には道路勾配が上り坂であると判断し、傾きαを大きくする（図５参照）。
【００４１】
これは下り坂である場合には、走行抵抗が小さいので、車両の減速度を小さくするために、目標回転数に対する補正のための傾きαを小さくしている。但し、図４Ｂに示すように下り坂の勾配が大きい場合には、車両が加速してしまわないように、傾きαを小さくしすぎず、下限を設け、この下限に抑えるようにしている。
【００４２】
また上り坂である場合には、走行抵抗が大きいので、車両の減速度を大きくするために、目標回転数に対する補正のための傾きを大きくしているが、上り勾配が大きい場合に急減速することがないように、傾きに上限を設け、この上限に抑えている。このように勾配に基づいて、傾きαを設定することで、ハイブリッド車両ではない通常の車両と同様の減速度（減速感）を得る事が出来、通常の車両に乗り換えた場合の違和感を防止している。
【００４３】
ステップＳ１０では、現在のエンジン回転数を、目標回転数に設定する。
【００４４】
ステップＳ１１では、燃料カットリカバー（燃料カットの禁止、すなわち燃料の再供給）を行ない、モータ２による発電を開始する。
【００４５】
ステップＳ１１で燃料カットが実施されると、ステップＳ１へと戻り、コースト状態が継続（ステップＳ１が肯定）、ロックアップ状態でない（ステップＳ２が否定）、発電要求があり（ステップＳ３が肯定）、アイドル回転数でない（ステップＳ４が否定）場合には、ステップＳ５が否定されて、ステップＳ１２へと進む。
【００４６】
ステップＳ１２では、ステップＳ１０で設定された目標回転数から、ステップＳ９で演算された傾きαを減算し、この回転数を新たな目標回転数として設定する。なお、このステップＳ１２の初回演算時は、ステップＳ１０で設定された目標回転数が用いられるが、次回の演算時には本ステップＳ１２で設定された目標回転数が用いられ、すなわち目標回転数は図６に示すように、アイドル回転になるまで、徐々に小さくなっていく。
【００４７】
次いでステップＳ１３では、ステップＳ１２で設定された目標回転数と現在の回転数との偏差が、予め定められた閾値以下であるかどうかを判断し、回転数の偏差が閾値以下である場合には、ステップＳ１４へ進み、回転数の偏差が閾値より大きい場合には、ステップＳ１６へ進む。
【００４８】
ステップＳ１４では、ステップＳ１２で設定された目標回転数と現在の回転数との偏差を、図８に示すマップに照らし合わせることで、補正係数ｈｏｓｅｉを演算する。
【００４９】
ステップＳ１５では、ステップＳ３で演算された充電状態ＳＯＣに基づく発電量に対して、ステップＳ１４で演算した補正係数ｈｏｓｅｉを乗ずることで補正を行い、発電分トルクを演算する。
【００５０】
すなわち、設定された目標回転数と実際の回転数との偏差が小さい場合には、エンジン回転数が目標値通りになっているので、その回転数を制御するためのトルクが不要であり、発電分トルクとして演算されるトルクを全て発電に用いることができるが、設定された目標回転数と実際の回転数との偏差が大きくなってくると、実際の回転数を目標回転数に一致させるための回転数制御を行なう必要があり、この回転数制御を行なうためのトルクを、本来発電分トルクとして演算されたトルクから持ち出すために、発電分トルクに対して補正を行なうようにしている。このように演算された発電分トルクが、モータ２及びインバータ４へと出力される。
【００５１】
またステップＳ１３で、目標回転数と実際の回転数との偏差が閾値よりも大きいと判断された場合、すなわち推定した道路勾配と実際の勾配とにずれが生じた場合には、ステップＳ１６で再度演算を行なうために、燃料カットを実施し、発電を一旦停止し、ステップＳ４へと戻る。
【００５２】
なお、ステップＳ１７における通常制御とは、図７に示すように、ステップＳ３で演算された発電量となるように、発電分トルクを演算し、エンジン１ならびにモータ２、インバータ４を制御する。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態においては、コースト状態で、ロックアップ状態でなく、且つ燃料カットが行なわれている場合には、推定した道路勾配に基づいて、目標回転数を設定し、この目標回転数に基づいて発電分トルクを演算するようにしたので、回転数変動を生じさせることなく回転数変動に起因する乗員への違和感を防止することができる。
【００５４】
また本実施の形態においては、燃料カットが開始された時刻での回転数と、所定時間経過後の回転数との偏差に基づいて、勾配を推定するようにしたので、勾配を推定する専用の部品を用いることなく、勾配を推定することができ、安価に構成することができる。
【００５５】
また、本実施の形態においては、設定した目標回転数と実際の回転数との偏差が所定値以上となった場合には、勾配の推定を再度行なうようにしたので、推定誤差が生じた場合でも、その修正を行なうことができ、滑らかな減速を行なうことができ、乗員に違和感を与えない。
【００５６】
なお、特許請求の範囲の構成要件と、本実施の形態の構成との対応関係は以下の通りである。
【００５７】
エンジン１がエンジンを、モータ２が発電機を、トルクコンバータ２０がトルクコンバータを、バッテリ５がバッテリを、コントローラ３がロックアップ状態判断手段、減速状態判断手段、燃料供給停止手段、目標回転数設定手段、発電量演算手段、発電機制御手段とを構成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態の構成を示す構成図。
【図２】コントローラで演算される制御機能を示したブロック構成図。
【図３】コントローラで行なわれる制御プログラムを示したフローチャート。
【図４】Ａは減速開始時のエンジン回転数の推移を説明する図、Ｂは回転数偏差から目標回転数の傾きαを算出するテーブル。
【図５】道路勾配と傾きαとの関係を説明する図。
【図６】目標回転数の時間推移を示す特性図。
【図７】充電状態ＳＯＣと発電量の関係を示す図。
【図８】目標回転数と実エンジン回転数との回転数偏差に対する発電量補正係数の関係を示す図。
【符号の説明】
１…エンジン
２…モータ／ジェネレータ
３…コントローラ
４…インバータ
５…バッテリ
６…電流センサ
７…電圧センサ
８…回転数センサ
９…ＣＶＴ
１０…フットブレーキセンサ
１１…クラッチ
１２…アクセルセンサ
２０…トルクコンバータ
２２…コースト時目標回転数演算部
２３…コースト判定部
２５…発電量補正値演算部
２６…発電量演算部
２７…勾配変化監視部
【図１】
2004312891.tif 000003
【図２】
2004312891.tif 000004
【図３】
2004312891.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004312891.tif 000008
【図７】
2004312891.tif 000009
【図８】
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