(57)【要約】【課題】駆動源としてモータジェネレータを備える車両駆動システムにおける変速ショックの低減。【解決手段】車両駆動システムの制御装置は、非変速中、ＳＯＣ値がバッテリ性能限界より狭く設定された所定のバッテリ管理範囲を超えない範囲で、走行状態に応じてモータジェネレータの力行運転又は電力回生を制御する（ステップＳ００４〜Ｓ００９）とともに、車両が変速中である場合は、バッテリの充電状態値に拘わらず、前記モータジェネレータの力行運転又は電力回生を実行し、変速ショックが低減されるようトルク発生又はトルク吸収を行う（ステップＳ００３）。ＳＯＣ値がバッテリ管理範囲を超えた場合であっても、バッテリ性能限界までの余力を設けているため、バッテリの充電状態に依存することなくトルク吸収／追加作用を働かせることが可能となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリと、モータジェネレータと、内燃機関と、前記モータジェネレータ及び内燃機関からの駆動力を車輪に伝達する変速機と、を有し、車両の走行状態に応じて、前記モータジェネレータのモータ駆動力による力行運転と、前記内燃機関の駆動力による前記モータジェネレータの電力回生とを制御する車両駆動システムの制御装置であって、
前記バッテリの充電状態を示す充電状態値がバッテリの最大充電値よりも低く、最小充電値よりも高い値に設定されたバッテリ管理範囲を超えないよう、前記モータジェネレータの力行運転又は電力回生を抑止するとともに、
車両が変速中である場合は、前記バッテリの充電状態値に拘わらず、前記モータジェネレータの力行運転又は電力回生を実行し、前記内燃機関の出力トルクに対し、トルク追加又はトルク吸収を行うこと、
を特徴とする車両駆動システムの制御装置。
【請求項２】
走行段に応じて、前記バッテリの充電状態値が、最大充電値よりも低く最小充電値よりも高い値になるようにバッテリ管理範囲を定めたバッテリ管理範囲マップを有し、
前記バッテリ管理範囲マップにおいて、高速段側のバッテリ管理範囲の上下限が、低速段側のバッテリ管理範囲の上下限より、それぞれ最大充電値側に設定されていること、
を特徴とする請求項１に記載の車両駆動システムの制御装置。
【請求項３】
車両が前記変速機の最高速段より下の変速段で走行中に、前記バッテリ充電状態値が前記バッテリ管理範囲の上限を超えた場合には、前記バッテリにより、電力を消費する所定の負荷装置を駆動すること、
を特徴とする請求項１又は２に記載の車両駆動システムの制御装置。
【請求項４】
前記負荷装置として、前記モータジェネレータを駆動すること、
を特徴とする請求項３に記載の車両駆動システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両駆動システムの制御装置に関し、特に、複数の駆動源を併用乃至切り替えて車両を走行させる車両駆動システムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平９−３３１６０３号公報に、エンジンとモータジェネレータを駆動源とし、摩擦係合要素の掛け替えにより変速を行う有段変速機を備えた車両駆動システムにおいて、２つの摩擦係合要素の一方を解放し他方を締結する掛け替え変速時に生じるイナーシャトルクによる変速ショックを、モータジェネレータを用いたトルク吸収作用により低減する構成が開示されている。
【０００３】
また、特開２００４−３１６８３１号公報には、同じくエンジンとモータジェネレータを駆動源とし、摩擦係合要素の掛け替えにより変速を行う有段変速機を備えた車両用駆動システムにおいて、有段変速機の変速開始から変速終了までの間、（１）トルク相かイナーシャ相か、（２）アップシフトかダウンシフトか、（３）エンジンパワーオン時かパワーオフ時か、の条件の組合せに応じて、上記モータジェネレータによるトルク吸収又はトルク追加を行い、出力軸トルクを滑らかに変化させるようにした構成が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３３１６０３号公報
【特許文献２】特開２００４−３１６８３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のとおり、エンジンとモータジェネレータを駆動源とし、摩擦係合要素の掛け替えにより変速を行う有段変速機を備えた車両用駆動システムにおいて、変速時にモータジェネレータによりトルク吸収又はトルク追加を行い、変速ショックを低減することが提案されているが、上記モータジェネレータを駆動するバッテリの充電状態によっては、変速時のトルク吸収又はトルク追加を十分になしえず、変速ショックを低減できないケースが生じうる。
【０００６】
例えば、低速段側から高速段側にアップシフトする場面でバッテリが満充電状態あるいはこれに近い状態であると、特に変速中のイナーシャ相での十分な回生動作をさせることができないため、エンジンが余分に発生したトルクの吸収ができず変速ショックが大きくなる。反対に、高速段側から低速段側にダウンシフトする場面でバッテリが空充電状態あるいはこれに近い状態であると、十分な力行動作をさせることができないため、特に変速中のイナーシャ相でのトルクの追加ができず変速ショックが大きくなる。
【０００７】
要するに、従来の技術では、トルク吸収作用やトルク追加作用の働きがバッテリの充電状態に依存しているという問題点があるといえる。
【０００８】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、モータジェネレータを含んだ２以上の駆動源を有する車両システムにおいて、上記バッテリの充電状態に依存することなく上記トルク吸収作用やトルク追加作用を働かせることのできる車両駆動システムの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】
【０００９】
本発明の第１の視点によれば、バッテリと、モータジェネレータと、内燃機関と、前記モータジェネレータ及び内燃機関からの駆動力を車輪に伝達する変速機と、を有し、車両の走行状態に応じて、前記モータジェネレータのモータ駆動力による力行運転と、前記内燃機関の駆動力による前記モータジェネレータの電力回生とを制御する車両駆動システムの制御装置であって、前記バッテリの充電状態を示す充電状態値がバッテリの最大充電値よりも低く、最小充電値よりも高い値に設定されたバッテリ管理範囲を超えないよう、前記モータジェネレータの力行運転又は電力回生を抑止するとともに、車両が変速中である場合は、前記バッテリの充電状態値に拘わらず、前記モータジェネレータの力行運転又は電力回生を実行し、前記内燃機関の出力トルクに対し、トルク追加又はトルク吸収を行うこと、を特徴とする車両駆動システムの制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バッテリの充電状態が満充電である場合にモータジェネレータが回生動作できず、特に変速中のエンジンの余剰トルクを抑制できない状態、及び、バッテリの充電状態が空である場合にモータがトルクを発生できずに変速中のエンジンのトルク不足を補えない状態を回避することができる。つまり、バッテリの充電状態によって、その都度、変速ショックの大きさが変わってしまうことを回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
［第１実施形態］
続いて、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明を適用可能な車両システムの一例を表した図である。図１を参照すると、この車両システムは、エンジン１０と、モータジェネレータ２０と、トルクコンバータ３０を介して入力された駆動力を所定の変速比にてプロペラシャフト５２に伝達する変速機４０と、を備えて構成されている。
【００１２】
エンジン１０のクランク軸は、エンジン切離しクラッチ５０を介して、モータジェネレータ２０の回転軸と接続されており、エンジン切離しクラッチ５０を断接することにより、エンジンを切離した状態としモータを力行運転することにより走行するモータモードと、エンジン１０駆動を主としモータジェネレータ２０によりトルク吸収作用又はトルク追加作用を適宜行うハイブリッドモードとを切替可能となっている。
【００１３】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る車両駆動システムの制御装置の詳細構成を表した図である。図２中の太線はパワー線を表し、細矢線は信号線を表している。
【００１４】
図２を参照すると、エンジン１０を制御するエンジンＥＣＵ６０と、充電状態情報（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ；以下、「ＳＯＣ」という）を読み出すバッテリＥＣＵ６２と、インバータ７２を介してモータジェネレータ２０の力行／回生動作を制御するＭ／Ｇ−ＥＣＵ６６と、変速機（Ａ／Ｔ）４０及びエンジン切離しクラッチ５０を制御するＡＴ−ＥＣＵ６８と、これらＥＣＵ群を制御するＨＶ−ＥＣＵ６４とが示されている。
【００１５】
図３は、ＨＶ−ＥＣＵ６４にて管理されるバッテリ管理範囲と、従来のバッテリ管理範囲を対比説明するための図である。図３の実線で表された範囲が、従来のバッテリ管理範囲（ＬＬ０〜ＵＬ０）であり、最大充電値ＵＬ０と最小充電値ＬＬ０がバッテリの本来の充放電限界に相当する。一方、破線で表された範囲が、本実施形態にて採用する上限充電値ＵＬと下限充電値ＬＬから定まるバッテリ管理範囲（ＬＬ〜ＵＬ）であり、上記充放電限界（ＬＬ０〜ＵＬ０）に対し、上限下限値とも一定のマージンを持つよう、狭く設定されている。
【００１６】
ＨＶ−ＥＣＵ６４は、変速中でない場合は、車両の走行状態に応じてエンジンＥＣＵ６０、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ６６、ＡＴ−ＥＣＵ６８に指令を与えるとともに、バッテリＥＣＵ６２を介してＳＯＣ情報を読み出し、バッテリ７０の充電状態がバッテリ管理範囲（ＬＬ〜ＵＬ）を超えている場合は、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ６６に対し、前記車両の走行状態に応じた指令に拘わらず、力行／回生を禁止する力行禁止信号、回生禁止信号を出力する。
【００１７】
また、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、所定の変速条件が成立すると、エンジンＥＣＵ６０、ＡＴ−ＥＣＵ６８等に変速指令を与え、変速制御を遂行するとともに、Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ６６に対し、上記各特許文献に記載のトルク吸収又はトルク追加を指令して変速ショックを緩和する。その際、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、バッテリの充電状態を参照せず、従って上記力行禁止信号、回生禁止信号を出力することもない。
【００１８】
以下、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る車両駆動システムにおいて、車両状況に応じたトルク吸収／トルク追加の要否判定とは別に、所定時間毎に繰り返し行われる力行禁止信号、回生禁止信号の出力判定フローを表した流れ図である。
【００１９】
図４を参照すると、まず、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、ＡＴ−ＥＣＵ６８を介してシフト状態を読み込む（ステップＳ００１）。
【００２０】
ここで、変速中でない場合は（ステップＳ００２のＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、バッテリＥＣＵ６２を介してＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の検出を行い、図３に示したバッテリ管理範囲との比較を行う（ステップＳ００４〜Ｓ００６）。
【００２１】
ここで、ＳＯＣが図３の充電限界（ＵＬ）を超え、満充電状態にあると判定した場合は（ステップＳ００５のＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、回生禁止信号を出力し、モータジェネレータ２０の力行作用のみを許可する（ステップＳ００９）。
【００２２】
また、ＳＯＣが図３の放電限界（ＬＬ）を下回り、空充電状態にあると判定した場合は（ステップＳ００６のＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、力行禁止信号を出力し、モータジェネレータ２０の回生作用のみを許可する（ステップＳ００８）。
【００２３】
また、ステップＳ００４にて検出したＳＯＣが、図３のバッテリ管理範囲内に収まっている場合は（ステップＳ００５のＮＯ→ステップＳ００６のＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、力行禁止信号及び回生禁止信号のいずれも出力せず、結果としてモータジェネレータ２０の力行作用及び回生作用の双方を許可する（ステップＳ００７）。
【００２４】
一方、ステップＳ００２にて変速中であると判定された場合は（ステップＳ００２のＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、ＳＯＣの読み込み・判定処理も省略し、力行禁止信号及び回生禁止信号のいずれも出力せず、結果としてモータジェネレータ２０の力行作用及び回生作用の双方を許可する（ステップＳ００３）。
【００２５】
このように、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、変速中でない通常走行中には、ＳＯＣが図３のバッテリ管理範囲（ＵＬ〜ＬＬ）に収まるよう、回生禁止信号又は力行禁止信号を出力し、変速時に用いるバッテリ７０の余力を残すようモータジェネレータ２０の制御を行う。そして、上記のようにして確保した余力をもって、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、変速中には、ＳＯＣに拘わらずモータジェネレータ２０に、トルクの追加／吸収作用を行わせ、変速ショックを和らげることが可能となる。
【００２６】
また、先に説明したように、本実施形態で用いるバッテリ管理範囲（ＵＬ〜ＬＬ）は、バッテリの実力限界である充放電限界範囲（ＬＬ０〜ＵＬ０）よりも狭く設定されており、なおかつ、変速中の時間は、その他の走行時間に比べると十分に短い。従って、変速中におけるトルク吸収指令及びトルク追加指令がバッテリの状態と背反することもほとんどないといって良く、バッテリの寿命に影響を与えることもない。
【００２７】
［第２実施形態］
続いて、上記本発明の第１の実施形態に変更を加えた第２の実施形態について説明する。本実施形態は、ＨＶ−ＥＣＵ６４が、第１の実施形態のバッテリ管理範囲（図３）に代えて、シフト位置に応じてバッテリ管理範囲を可変とするバッテリ管理範囲マップを備えている点で第１の実施形態と相違している。以下、上記第１の実施形態で説明した事項は適宜省略して説明する。
【００２８】
図５は、ＨＶ−ＥＣＵ６４にて管理されるバッテリ管理範囲マップの概要を表した図である。本実施形態に係るＨＶ−ＥＣＵ６４は、図５に示したとおり、変速段が高速段側になるに従って上限（充電限界）と下限（放電限界）が高くなるよう設定されたバッテリ管理範囲マップを保持している。
【００２９】
その動作は、上記第１の実施形態と同様であるが、上述のとおり、低速段に行くほど、ＳＯＣが上がり出したら早めに回生禁止信号を出し、モータジェネレータの回生可能余力（時間）をより大きく確保できる設定となっている。これは、現変速段が低速段であるほど、将来のアップシフト変速の可能性が高く、電力回生が行われる余地が大きいという点に着目したものであり、低速段から高速段へ変速する過程で、バッテリが満充電状態になりにくく、トルク吸収を確実に実行できる構成となっている。
【００３０】
同様に、高速段では、ＳＯＣが下がり出したら早めに力行禁止信号を出し、モータジェネレータの力行可能余力（時間）を確保できる設定となっている。これは、現変速段が高速段であるほど、将来のダウンシフト変速の可能性が高く、力行運転が行われる余地が大きいという点に着目したものであり、高速段から低速段へ変速する過程で、バッテリが空充電状態になりにくく、トルク追加を確実に実行できる構成となっている。
【００３１】
なお、図５の例では、バッテリの管理範囲上限（充電限界）と管理範囲下限（放電限界）の双方を同一オフセット量ずらしているが、いずれか一方を上記した第１の実施形態と同様に、固定値としてもよい。また、図５の例では、各変速段毎に、バッテリの管理範囲上限（充電限界）と管理範囲下限（放電限界）を変更するものとしているが、例えば、最低段又は最上段のいずれか、あるいは、双方の管理範囲上限（充電限界）と管理範囲下限（放電限界）を変更するようなバッテリ管理範囲マップを用いることとしてもよい。
【００３２】
［第３実施形態］
続いて、上記本発明の第１、第２の実施形態に変更を加えた第３の実施形態について説明する。より具体的には、本実施形態では、ＨＶ−ＥＣＵ６４が、最上段以外の変速段でバッテリ満充電を検出した場合に、回生可能余力（時間）を確保する動作を行う処理が追加される。本実施形態は、上記第１の実施形態と同様の構成で実現可能であるため、その追加の処理について以下説明する。
【００３３】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る車両駆動システムにおいて、所定時間毎に繰り返し行われるトルク追加要否判定フローを表した流れ図である。
【００３４】
図６を参照すると、まず、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、アクセル開度センサ等のアクセル開度検出手段から入力されたアクセル開度を読み込む（ステップＳ１０１）。
【００３５】
続いて、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、上記アクセル開度に基づき、駆動力が必要であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。ここで、アクセル開度が所定値未満である等駆動力が必要でないと判定された場合は、以降の処理は行われない（ステップＳ１０２のＮＯ）。
【００３６】
ステップＳ１０２で、駆動力が必要であると判定した場合は（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、エンジンＥＣＵ６０を介して入力されたエンジン回転数を読み込む（ステップＳ１０３）。
【００３７】
続いて、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、上記アクセル開度とエンジン回転数が、モータジェネレータのアシスト条件を満たしているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、モータジェネレータのアシスト条件を満たしていると判定された場合は、モータジェネレータの出力マップを読み込み（ステップＳ１０５）、該マップより求められたトルク追加量にてモータジェネレータのアシスト駆動が行われる（ステップＳ１０６）。
【００３８】
一方、ステップＳ１０４にて、アシスト条件を満たしていないと判断された場合でも、本実施の形態では、以下の条件により、ＳＯＣが所定値以上の満充電状態を回避するための制御が行われる。
【００３９】
まず、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、ＡＴ−ＥＣＵ６８を介して入力されたシフト状態を読み込む（ステップＳ１０７）。
【００４０】
ここで、現変速段が最上段ギヤである場合は、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、以降の処理は行われない（ステップＳ１０８のＹＥＳ）。その理由は、現変速段が最上段ギヤである場合、アップシフトはなく、大きなトルク吸収を必要とする場面がないため、バッテリの充電余力（容量）を確保しておく必要がないためである。
【００４１】
一方、現変速段が最上段ギヤ以外であった場合は（ステップＳ１０８のＮＯ）、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、バッテリＥＣＵ６２を介してＳＯＣの読み込みを行い（ステップＳ１０９）、次いで、図３や図５に例示したバッテリ管理範囲との比較を行う（ステップＳ１１０）。
【００４２】
ここで、ＳＯＣがバッテリ管理範囲の充電限界（ＵＬ）を超え、満充電状態にあると判定した場合は（ステップＳ１１０のＹＥＳ）、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、所定のトルク追加量にてモータジェネレータのアシスト駆動を指令し、バッテリ７０の電力を消費させる（ステップＳ１１１）。
【００４３】
このように、本実施の形態では、最上段以外の走行段にて走行中に、バッテリの満充電が検出された場合には、ＨＶ−ＥＣＵ６４は、所定のアシスト条件を満たさなくとも、モータジェネレータを駆動し、バッテリの充電余力（容量）を確保する動作を行う。
【００４４】
これにより、将来のアップシフトを行い、大きなトルク吸収を必要とする場面で、確実にトルク吸収作用を働かせることが可能となる。
【００４５】
なお、上記した実施形態では、バッテリの充電余力（容量）を確保するために、モータジェネレータの駆動を行うものとして説明したが、その他車両の窓に埋め込まれたデフォッガー（電熱線）や各種の電動装置等の負荷を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明を適用可能な車両システムの一例を表した図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る車両駆動システムの制御装置の詳細構成を表した図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る車両駆動システムの制御装置にて管理されるバッテリ管理範囲と、従来の管理範囲を対比説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る車両駆動システムにおいて所定時間毎に繰り返し行われる力行禁止信号、回生禁止信号の出力判定フローを表した流れ図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る車両駆動システムにて用いるバッテリ管理範囲マップの概要を表した図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る車両駆動システムにおいて所定時間毎に繰り返し行われるトルク追加要否判定フローを表した流れ図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  エンジン
２０  モータジェネレータ（ＭＧ）
３０  トルクコンバータ
４０  変速機（Ａ／Ｔ）
５０  エンジン切離しクラッチ
５２  プロペラシャフト
６０  エンジンＥＣＵ
６２  バッテリＥＣＵ
６４  ＨＶ−ＥＣＵ
６６  Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ
６８  ＡＴ−ＥＣＵ
７０  バッテリ
７２  インバータ
【図１】
2007261423.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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