(57)【要約】【課題】本発明は、減速時において、第１速度の値に応じて回生トルクを補正することによって、ロックアップ及びスリップ領域時間を長くし、かつ回生量を多くするという相反する制御を両立させることができ、回生発電量を増加させ、かつ燃料消費量を低減させることが可能なハイブリッド車両の制御装置を実現することを目的としている。【解決手段】このため、電動発電機とトルクコンバータ付き自動変速機とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、ロックアップ制御手段と、スリップ制御手段と、回生発電制御手段と、タービン回転速度とエンジン回転速度との差を算出する第１速度算出手段と、回生発電制御手段により回生発電を行う場合には、第１速度算出手段により算出される第１速度に応じて、回生トルクを補正する補正手段とを備えている。【選択図】図１
2005176541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとこのエンジンを駆動及びアシスト可能な電動発電機とロックアップ機構を備えたトルクコンバータ付き自動変速機とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、設定された運転領域において、前記ロックアップ機構を作動させるロックアップ制御手段と、前記ロックアップ機構をスリップ制御させるスリップ制御手段とを備え、前記電動発電機により回生発電される回生発電量を制御する回生発電制御手段を備え、タービン回転速度とエンジン回転速度との差を算出する第１速度算出手段を備え、前記ロックアップ制御手段あるいは前記スリップ制御手段が行われる領域において、前記回生発電制御手段により回生発電を行う場合には、前記第１速度算出手段により算出される第１速度に応じて、回生トルクを補正する補正手段を備え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】
前記補正手段は、第１速度の値が大きいほど、回生トルクが小さくなるように設定されてい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】
前記補正手段は、少なくともスリップ制御手段の目標スリップ回転速度より第１速度が大きくなるほど、補正量が大きくなるように設定されてい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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エンジンのクランク軸に接続された電動機により、減速時に電動機を発電機として作動させて車両の運動エネルギを回生するハイブリッド車両の制御装置に係り、特にロックアップ機構を有するトルクコンバータ付きの自動変速機と組み合わせたシステムにおいて、回生トルクを制御する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】
車両には、動力源としてエンジンと電動発電機とを搭載した、いわゆるハイブリッド車両がある。ハイブリッド車両には、搭載するエンジンに駆動及びアシスト機能を有する電動発電機を直結して設け、この電動発電機の駆動及びアシスト状態をハイブリッド車両の運転状態及びエンジンの運転状態に基づき制御するハイブリッド車両の制御装置がある。
【０００３】
従来、燃費向上を目的としてエンジンの他に電動発電機（「モータ」ともいう）を備えたハイブリッド車両の制御装置が提案されており、モータを発電機として作動させ、電気エネルギとして回収するようにしている。例えば、後述の特許文献１に記載されているような車両が知られている。
【０００４】
この特許文献１では、モータによる回生発電量をエンジン回転速度に基づき決定し、エンジン回転速度が減少するに従って回生発電量が減少し、燃料カット復帰回転以下のときは回生発電量を０（「ゼロ」とも記載する。）に設定する構成となっている。この構成により、燃料供給量制御手段による燃料供給再開時に、エンジン復帰トルクが回生制動トルクにより損なわれることがなく、エンジンストールを確実に防止することができ、運転者の意志に反してエンジンが停止する懸念を無くし、走行快適性の確保を図ることができる。
【０００５】
また、エンジン回転数が、所定のしきい値から復帰回転数に近づくに従って、発電量を漸次０に近づけるようにしたため、燃料供給量制御手段により燃料供給を再開するようにした場合において、急激に減速回生が停止されることで、搭乗者に予期せぬ進行方向のショックが作用することを避けることができ、これにより良好な走行感を実現することが可能となる。
【０００６】
更に、後述の特許文献２では、減速比が大きい程、回生制動トルクの増加速度及び減少速度を小さく制御し、回生を加えるときと解除するときのショックを防止するようにしている。
【０００７】
更にまた、後述の特許文献３では、回生制動効率が最大値となるように回生トルク、ロックアップクラッチの係合・開放、変速比を制御するようにしている。
【０００８】
また、後述の特許文献４では、減速回生を行っている際に、エンジン回転速度の変化量が大きくなった場合には、回生発電を停止し、エンジンストールを回避するようにしている。
【０００９】
【特許文献１】特許第３３５０４６５号公報
【特許文献２】特開２０００−１２５４０５号公報
【特許文献３】特開２０００−１７０９０３号公報
【特許文献４】特開２００１−１１２１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上述の特許文献３のように、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを有する車両においては、回生量を多く取るためだけではなく、燃料カット状態を長く維持して燃費を向上させるために、ロックアップあるいはスリップロックアップ状態にする必要がある。
【００１１】
しかし、回生量を多く取るために回生トルクを大きくし過ぎると、ロックアップクラッチのスリップ量が大きくなり、ロックアップが外れてしまうため、以下のような問題がある。
【００１２】
つまり、エンジンが駆動輪により回転駆動されている減速状態では、一旦ロックアップが外れてしまうと、その機構上の理由により再度ロックアップさせることが不可能となる。この結果、エンジン回転速度が低下して早期に燃料カット復帰せざるをえない状況となるため、燃料消費量が多くなるとともに、回転数が低下することにより回生量も少なくなってしまうという不都合がある。
【００１３】
もし、ロックアップが外れないように回生トルクを小さめにすれば、燃料カットを維持することはできるが、確実にロックアップが外れないような安全率を考慮して回生トルクを設定すると、十分な回生量を得ることができなくなってしまうという不都合がある。
【００１４】
上述した不都合の解決方策については、何ら言及されておらず、その解決が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、エンジンとこのエンジンを駆動及びアシスト可能な電動発電機とロックアップ機構を備えたトルクコンバータ付き自動変速機とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、設定された運転領域において、前記ロックアップ機構を作動させるロックアップ制御手段と、前記ロックアップ機構をスリップ制御させるスリップ制御手段とを備え、前記電動発電機により回生発電される回生発電量を制御する回生発電制御手段を備え、タービン回転速度とエンジン回転速度との差を算出する第１速度算出手段を備え、前記ロックアップ制御手段あるいは前記スリップ制御手段が行われる領域において、前記回生発電制御手段により回生発電を行う場合には、前記第１速度算出手段により算出される第１速度に応じて、回生トルクを補正する補正手段を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、エンジンとエンジンを駆動及びアシスト可能な電動発電機とロックアップ機構を備えたトルクコンバータ付き自動変速機とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、設定された運転領域において、ロックアップ機構を作動させるロックアップ制御手段と、ロックアップ機構をスリップ制御させるスリップ制御手段とを備え、電動発電機により回生発電される回生発電量を制御する回生発電制御手段を備え、タービン回転速度とエンジン回転速度との差を算出する第１速度算出手段を備え、ロックアップ制御手段あるいは前記スリップ制御手段が行われる領域において、回生発電制御手段により回生発電を行う場合には、第１速度算出手段により算出される第１速度に応じて、回生トルクを補正する補正手段を備えているので、減速時において、第１速度の値に応じて回生トルクを補正することによって、ロックアップ、及びスリップ領域時間を長くし、かつ回生量を多くするという相反する制御を両立させることができ、回生発電量を増加させ、かつ燃料消費量を低減させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
上述の如く発明したことにより、減速時において、第１速度の値に応じて回生トルクを補正することによって、ロックアップ、及びスリップ領域時間を長くし、かつ回生量を多くするという相反する制御を両立させ、回生発電量を増加させ、かつ燃料消費量を低減させている。
【実施例】
【００１８】
以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。
【００１９】
図１〜図８はこの発明の実施例を示すものである。図３において、２は例えば図示しないハイブリッド車両に搭載されるエンジンである。
【００２０】
ハイブリッド車両（図示せず）に搭載されたエンジン２に、電動発電機（単に「モータ」ともいう）４を直結して設け、この電動発電機４には、ロックアップ機構（図示せず）を有するトルクコンバータ６を備えた自動変速機８を直結して設ける。
【００２１】
このロックアップ機構は、図８に示す如く、車速とスロットル開度とからなるロックアップ線図によって、スリップ領域とロックアップ領域とを有している。
【００２２】
このとき、前記電動発電機４は、エンジン２を駆動可能及び走行中においてエンジン２をアシスト可能なモータ機能と、発電機能とを備えている。
【００２３】
前記自動変速機８は、油圧制御により変速可能な変速機である。
【００２４】
また、前記自動変速機８に差動機１０を設け、この差動機１０を車軸１２を介して駆動輪１４に連絡して設ける。
【００２５】
前記電動発電機４には、インバータ１６を介してバッテリ１８を接続して設けるとともに、前記エンジン２にはインジェクタ２０を配設する。
【００２６】
更に、前記インバータ１６及びインジェクタ２０を制御手段２２に接続して設けるとともに、この制御手段２２の入力側には、車速を検出する車速センサ２４やエンジン回転速度を検出するエンジン回転センサ２６、前記トルクコンバータ６の図示しないタービンの回転速度を検出するタービン回転センサ２８、スロットル開度を検出するスロットルセンサ３０、ブレーキペダル（図示せず）の踏み込み状態を検出するブレーキスイッチ３２、シフトレバー（図示せず）のシフト位置を検出するシフト位置スイッチ３４等の各種センサ群及び各種スイッチ群を接続して設ける。
【００２７】
更にまた、前記制御手段２２の出力側には、前記ロックアップ機構の一部を構成するロックアップソレノイド（「ロックアップＳＯＬ」とも記載する）３６やシフトソレノイド（「シフトＳＯＬ」とも記載する）３８、ＩＳＣバルブ（「アイドル・スピード・コントロール  バルブ」ともいう）４０を接続して設ける。
【００２８】
そして、前記制御手段２２は、設定された運転領域において、前記ロックアップ機構を作動させるロックアップ制御手段４２と、前記ロックアップ機構をスリップ制御させるスリップ制御手段４４とを備え、前記電動発電機４により回生発電される回生発電量を制御する回生発電制御手段４６を備え、タービン回転速度とエンジン回転速度との差を算出する第１速度算出手段４８を備え、前記ロックアップ制御手段４２あるいは前記スリップ制御手段４４が行われる領域において、前記回生発電制御手段４６により回生発電を行う場合には、前記第１速度算出手段４８により算出される第１速度に応じて、回生トルクを補正する補正手段５０を備える構成とする。
【００２９】
詳述すれば、前記エンジン２とエンジン２を駆動及びアシスト可能な電動発電機４と、ロックアップ機構を備えたトルクコンバータ６付き自動変速機８とを備えたハイブリッド車両において、ロックアップあるいはスリップロックアップ状態で前記電動発電機４による回生発電を行う際に、回生トルクを少なくともロックアップクラッチ（図示せず）のスリップ回転速度（トルクコンバータ６の入出力回転差：タービン回転速度−エンジン回転速度）に応じて補正するものである。
【００３０】
また、前記補正手段５０は、第１速度の値が大きいほど、つまりロックアップクラッチのスリップ回転速度が大きいほど回生トルクが小さくなるように補正を行うように設定される。
【００３１】
更に、前記補正手段５０は、少なくともスリップ制御手段４４の目標スリップ回転速度より第１速度が大きくなるほど、補正量が大きくなるように設定される。
【００３２】
すなわち、前記ロックアップクラッチのスリップ回転速度がスリップ制御の目標スリップ回転速度にスリップ回転速度を近づけるように制御することが容易な領域近傍の値以下の場合は、補正を行わないか、あるいは極わずかの補正とし、前記ロックアップクラッチのスリップ回転速度がスリップ制御の目標スリップ回転速度にスリップ回転速度を近づけるように制御することが容易な領域近傍の値を超える場合は、スリップ回転速度が大きくなるに連れて徐々に回転トルクが小さくなるように補正するものである。
【００３３】
図５のアクセルをオフし減速している状態のタイムチャートに示すように、ロックアップクラッチの制御はスリップロックアップ制御を行っており、スリップ回転速度を所定の目標値である目標スリップ回転速度に近づけるようにフィードバック制御している。
【００３４】
このような状態で外乱によりスリップ回転速度が大きくなると、従来は、エンジン回転速度の低下に伴って回生発電量が小さくなるだけであるので、スリップ回転速度を少なくすることはできず、さらにスリップ回転速度が増大して再度係合状態に復帰させることができないスリップ回転速度領域に達し、ロックアップが外れてしまうものである。
【００３５】
これに対して、本案のものにおいては、スリップ速度が増大すると、回生トルクを小さくするように補正し、スリップ回転速度が増大した時点で従来よりも回生トルクを小さくすることができるため、スリップ回転速度の増大を防止し、スリップロックアップ状態を継続することができるものである。
【００３６】
また、基本回転トルクを算出するテーブルデータは、図６に示す如く、低回転側では、回転が低下するに連れて回生トルクを減少するように設定するとともに、燃料カット制御の有無により回生トルクを変更するようにしている。
【００３７】
スリップ回転速度による補正係数を算出するテーブルデータは、図７に示す如く、スリップ回転速度を目標値である目標スリップ回転速度にフィードバック制御する際の制御性が良く、目標スリップ回転速度に制御することが容易であるが、スリップ回転速度が増加するに伴い制御性が悪化し、所定のスリップ回転速度を超える場合には、再度スリップ回転速度を小さくすることができなくなる。
【００３８】
このとき、制御性が良く目標スリップ回転速度に制御することが容易な領域では、特に補正を行わなくてもスリップ回転速度を目標値である目標スリップ回転速度に近づけることが容易なので、例えば補正係数を１．０とし、回生トルクの補正は行わないように設定する。
【００３９】
また、スリップ回転速度の制御が困難な領域までスリップ回転速度が増大した場合は、ロックアップクラッチ係合力のフィードバック制御だけではスリップ回転速度の増大を阻止することが困難なので、スリップ回転速度が増大するほど回生トルクが減少するように補正係数を設定し、スリップ回転速度の増大を防止するようにする。
【００４０】
図４によって前記制御手段２２の制御の流れを説明する。
【００４１】
先ず、前記トルクコンバータ６の入力側であるエンジン回転センサ２６からのエンジン回転速度と前記スロットルセンサ３０からのスロットル開度とによって、基本回生トルク算出工程Ａを行う。この基本回生トルク算出工程Ａは、図６に示す基本回生トルク算出用テーブルを用いて行う。
【００４２】
また、前記トルクコンバータ６の入力側であるエンジン回転センサ２６からのエンジン回転速度とトルクコンバータ６の出力側であるタービン回転センサ２８からのタービン回転速度とによって、つまり前記第１速度算出手段４８により算出されるタービン回転速度とエンジン回転速度との差によって、スリップ回転速度算出工程Ｂを行う。
【００４３】
更に、このスリップ回転速度算出工程Ｂにより算出されたスリップ回転速度から、図７に示す補正係数算出用テーブルを用いて、補正係数を算出する補正係数算出工程Ｃを行う。
【００４４】
そして、基本回生トルク算出工程Ａと補正係数算出工程Ｃとの後に、算出した基本回生トルクを補正係数により補正して回生トルクを算出Ｄし、前記インバータ１６へのトルク指令値を算出する。
【００４５】
次に、図２のハイブリッド車両の制御装置の制御用フローチャートに沿って作用を説明する。
【００４６】
ハイブリッド車両の制御装置の制御用プログラムがスタート（１０２）すると、エンジン回転センサ２６等の各種センサ群及びブレーキスイッチ３２等の各種スイッチ群からの信号の取り込みを行う（１０４）。
【００４７】
そして、前記スロットルセンサ３０からのスロットル開度が燃料カット判定しきい（閾）値未満であるか否かの判断（１０６）を行い、この判断（１０６）がＹＥＳの場合には、前記エンジン回転センサ２６からのエンジン回転速度が燃料カット判定しきい（閾）値を越えているか否かの判断（１０８）に移行し、この判断（１０８）がＹＥＳの場合には、前記燃料カット制御手段４４による燃料カットを実施する（１１０）。
【００４８】
また、上述のスロットル開度が燃料カット判定しきい（閾）値未満であるか否かの判断（１０６）及びエンジン回転速度が燃料カット判定しきい（閾）値を越えているか否かの判断（１０８）がＮＯの場合には、燃料供給の実施に移行する（１１２）。
【００４９】
前記燃料カットの実施（１１０）の後には、図６に示す基本回生トルク算出用テーブルを用いて燃料カット時の基本回生トルク算出を行い（１１４）、この算出した燃料カット時の基本回生トルクによって燃料カット時回生トルク算出を行い（１１６）、制御用プログラムのリターン（１２６）に移行する。
【００５０】
更に、上述の燃料供給の実施（１１２）の後には、図６に示す基本回生トルク算出用テーブルを用いて燃料供給時の基本回生トルク算出を行い（１１８）、燃料カット復帰移行時であるか否かの判断（１２０）に移行する。
【００５１】
この判断（１２０）がＹＥＳの場合には、燃料供給時の基本回生トルクまで徐々に増加させるべく回生トルクを設定し（１２２）、制御用プログラムのリターン（１２６）に移行するとともに、判断（１２０）がＮＯの場合には、燃料供給時の基本回生トルクを回生トルクに設定し（１２４）、制御用プログラムのリターン（１２６）に移行する。
【００５２】
図１のハイブリッド車両の制御装置の燃料カット時回生トルク算出用フローチャートに沿って説明する。
【００５３】
ハイブリッド車両の制御装置の燃料カット時回生トルク算出（図２の処理１１６参照）用プログラムがスタート（２０２）すると、図６に示す基本回生トルク算出用テーブルを用いて、燃料カット時の基本回生トルク算出を行い（２０４）、ロックアップまたはスリップロックアップ制御中であるか否かの判断（２０６）に移行する。
【００５４】
この判断（２０６）において、判断（２０６）がＮＯの場合には、算出した燃料カット時の基本回生トルクを回生トルクに設定し（２０８）、後述する燃料カット時回生トルク算出用プログラムのリターン（２１４）に移行する。
【００５５】
また、上述の判断（２０６）がＹＥＳの場合には、図７に示す補正係数算出用テーブルを用いて、補正係数算出を行い（２１０）、算出した燃料カット時の基本回生トルクと補正係数とによって回生トルクを算出し（２１２）、燃料カット時回生トルク算出用プログラムのリターン（２１４）に移行する。
【００５６】
これにより、設定された運転領域において、前記ロックアップ機構を作動させるロックアップ制御手段４２と、前記ロックアップ機構をスリップ制御させるスリップ制御手段４４とを備え、前記電動発電機４により回生発電される回生発電量を制御する回生発電制御手段４６を備え、タービン回転速度とエンジン回転速度との差を算出する第１速度算出手段４８を備え、前記ロックアップ制御手段４２あるいは前記スリップ制御手段４４が行われる領域において、前記回生発電制御手段４６により回生発電を行う場合には、前記第１速度算出手段４８により算出される第１速度に応じて、回生トルクを補正する補正手段５０を備え、減速時において、第１速度の値に応じて回生トルクを補正することによって、ロックアップ、及びスリップ領域時間を長くし、かつ回生量を多くするという相反する制御を両立させることができ、回生発電量を増加させ、かつ燃料消費量を低減させることが可能である。
【００５７】
また、前記補正手段５０は、第１速度の値が大きいほど、つまりロックアップクラッチのスリップ回転速度が大きいほど回生トルクが小さくなるように補正を行うように設定されることにより、ロックアップ、及びスリップ領域における回生トルクを大きめに設定しても、ロックアップ及びスリップ領域を外れないように回生トルクが小さくなるように補正するので、燃料カット領域を維持することができ、燃料消費量を低減させることが可能である。また、補正前の回生トルクを設定するときに、ロックアップ及びスリップ領域を簡単に外れないように比較的少ない量に抑制する必要がないので、回生発電量を増加させることが可能である。
【００５８】
更に、前記補正手段５０は、少なくともスリップ制御手段４４の目標スリップ回転速度より第１速度が大きくなるほど、補正量が大きくなるように設定されることにより、スリップ回転速度の値が、目標スリップ回転速度の値に簡単に収束可能な領域では、補正量を小さくしたので、十分な回生量を確保することが可能となり、実用上有利である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の実施例を示すハイブリッド車両の制御装置の燃料カット時回生トルク算出用のフローチャートである。
【図２】ハイブリッド車両の制御装置の制御用フローチャートである。
【図３】ハイブリッド車両の制御装置の概略構成図である。
【図４】制御手段の制御ブロック図である。
【図５】ハイブリッド車両の制御装置のタイムチャートを示し、（ａ）はエンジン回転速度のタイムチャート、（ｂ）はトルクのタイムチャート、（ｃ）は燃料カットのタイムチャートである。
【図６】基本回生トルク算出用テーブルである。
【図７】補正係数算出用テーブルである。
【図８】ロックアップ線図である。
【符号の説明】
【００６０】
２  エンジン
４  電動発電機（単に「モータ」ともいう）
６  トルクコンバータ
８  自動変速機
１０  差動機
１２  車軸
１４  駆動輪
１６  インバータ
１８  バッテリ
２０  インジェクタ
２２  制御手段
２４  車速センサ
２６  エンジン回転センサ
２８  タービン回転センサ
３０  スロットルセンサ
３２  ブレーキスイッチ
３４  シフト位置スイッチ
３６  ロックアップソレノイド（「ロックアップＳＯＬ」とも記載する）
３８  シフトソレノイド（「シフトＳＯＬ」とも記載する）
４０  ＩＳＣバルブ（「アイドル・スピード・コントロール  バルブ」ともいう）
４２  ロックアップ制御手段
４４  スリップ制御手段
４６  回生発電制御手段
４８  第１速度算出手段
５０  補正手段
【図１】
2005176541.tif 000003
【図２】
2005176541.tif 000004
【図３】
2005176541.tif 000005
【図４】
2005176541.tif 000006
【図５】
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【図６】
2005176541.tif 000008
【図７】
2005176541.tif 000009
【図８】
2005176541.tif 000010