(57)【要約】【課題】車両減速時のエネルギ回収効率を向上させながら電動機を大型化することなく適切な減速トルクを発生することが可能なハイブリッド電気自動車の制御装置を提供する。【解決手段】エンジン２の駆動力と電動機６の駆動力とが変速機８を介して車両の駆動輪１６に伝達可能であると共に、エンジン２と変速機８との機械的な接続及び切断がクラッチ４によって可能であって、電動機６が発生可能な減速トルクである上限減速トルクＴｕが、エンジン２及び電動機６から発生すべき減速トルクである要求減速トルクＴｒ以上であるときにはクラッチ４を切断して要求減速トルクＴｒを発生するように電動機６を制御する一方、上限減速トルクＴｕが要求減速トルクＴｒより小さいときにはクラッチ４を接続してエンジン２の減速トルクと電動機６の減速トルクとの合計が要求減速トルクＴｒとなるようにエンジン２及び電動機６を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの駆動力と電動機の駆動力とが変速機を介して車両の駆動輪に伝達可能であると共に、上記エンジンと上記変速機との機械的な接続及び切断がクラッチによって可能なハイブリッド電気自動車の制御装置において、
上記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
上記車両の減速時に、上記回転数検出手段によって検出された回転数に応じ、上記電動機が発生可能な減速トルクである上限減速トルクと上記エンジン及び上記電動機から発生すべき減速トルクである要求減速トルクとを設定し、上記上限減速トルクが上記要求減速トルク以上であるときには上記クラッチを切断して上記要求減速トルクを発生するように上記電動機を制御する一方、上記上限減速トルクが上記要求減速トルクより小さいときには上記クラッチを接続して上記エンジンの減速トルクと上記電動機の減速トルクとの合計が上記要求減速トルクとなるように上記エンジン及び上記電動機を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項２】
上記制御手段は、上記上限減速トルクが上記要求減速トルクより小さいとき、上記エンジンへの燃料供給を停止すると共に、上記要求減速トルクから上記エンジンへの燃料供給停止時に上記エンジンが発生する減速トルクを減じた減速トルクを上記電動機が発生するように上記電動機を制御することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項３】
上記変速機は、上記車両の減速時に上記車両の走行速度の低下に応じてシフトダウンが行われる自動変速機であって、
上記制御手段は、上記車両が平坦路を走行中に減速を行う際の上記電動機の回転数の変動領域より高速側となる所定回転数よりも、上記回転数検出手段によって検出された回転数が高いときには、上記上限減速トルクより大きい上記要求減速トルクを設定する一方、上記回転数検出手段によって検出された回転数が上記所定回転数以下であるときには上記上限減速トルク以下となる上記要求減速トルクを設定することを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド電気自動車の制御装置に関し、特にエンジンの駆動力と電動機の駆動力とがそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能なハイブリッド電気自動車の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンと電動機とを車両に搭載し、エンジンの駆動力と電動機の駆動力とをそれぞれ車両の駆動輪に伝達可能とした、いわゆるパラレル型ハイブリッド電気自動車が開発され実用化されている。
このようなパラレル型ハイブリッド電気自動車として、エンジンと自動変速機とを機械的に断接するクラッチを設け、このクラッチの出力軸と自動変速機の入力軸との間に電動機の回転軸を連結したハイブリッド電気自動車が、例えば特許文献１によって提案されている。
【０００３】
特許文献１に示されるようなハイブリッド電気自動車においては、車両発進時にはクラッチを切断してバッテリからの電力供給により電動機をモータ作動させ、電動機の駆動力のみで車両を発進させる一方、発進後の車両走行時にはクラッチを接続し、エンジンの駆動力が変速機を介して駆動輪に伝達される。
また、車両減速時には電動機を発電機作動させて回生制動力を発生させると共に、回生制動エネルギを電力に変換してバッテリを充電するようにしている。
【０００４】
ところで、アクセルペダルの踏み込みが解除され、車両のブレーキが作動していない状態でハイブリッド電気自動車が減速走行しているときには、エンジンのみを動力源とした同程度の車両が同様の減速を行うときに得られる減速度とほぼ同じ減速度を得ることができるように電動機及びエンジンを制御するのが望ましく、このように制御することにより運転者に違和感が生じることがなく、運転フィーリングの低下を防止することができる。
【０００５】
このように、所望の車両減速度が得られるようにエンジン及び電動機を制御するようにしたハイブリッド電気自動車の制御装置は、例えば特許文献２によって提案されている。
特許文献２のハイブリッド電気自動車はトルクコンバータとエンジンとの間に電動機を配置し、エンジンの出力軸と電動機の回転軸とを連結した構成となっている。
【特許文献１】特開平５−１７６４０５号公報
【特許文献２】特開２０００−２２４７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２のハイブリッド電気自動車のような構成においては、エンジンの駆動軸と電動機の回転軸とが連結されており、車両減速時の駆動輪の回転エネルギの一部が常にエンジン側で消費されてしまうため、その分だけエネルギの回収効率が低下してしまうという問題がある。
また、エンジンによる減速トルクの発生をなくし、車両減速時のエネルギの回収効率を向上させるには、燃料供給を行ってエンジンを運転状態としなければならず、エネルギの回収効率を向上させるために燃料を消費し、燃費がかえって悪化してしまうという問題がある。
【０００７】
一方、特許文献１のように、エンジンと自動変速機とを機械的に断接するクラッチを設け、このクラッチの出力軸と自動変速機の入力軸との間に電動機の回転軸を連結したハイブリッド電気自動車では、電動機の回生制動トルクのみで車両を減速させることが可能であるため、車両減速時のエネルギ回収効率を向上させることが可能である。ところが、電動機によって得られる減速トルクは、電動機の特性によって回転数の上昇と共に減少する傾向にあり、高回転域でも電動機から十分な減速トルクを得ようとすると、電動機が大型化して車両重量の増大を招いたり、車両への搭載スペースが拡大したりするという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両減速時のエネルギ回収効率を向上させながら電動機を大型化することなく適切な減速トルクを発生することが可能なハイブリッド電気自動車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】
上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置は、エンジンの駆動力と電動機の駆動力とが変速機を介して車両の駆動輪に伝達可能であると共に、上記エンジンと上記変速機との機械的な接続及び切断がクラッチによって可能なハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、上記車両の減速時に、上記回転数検出手段によって検出された回転数に応じ、上記電動機が発生可能な減速トルクである上限減速トルクと上記エンジン及び上記電動機から発生すべき減速トルクである要求減速トルクとを設定し、上記上限減速トルクが上記要求減速トルク以上であるときには上記クラッチを切断して上記要求減速トルクを発生するように上記電動機を制御する一方、上記上限減速トルクが上記要求減速トルクより小さいときには上記クラッチを接続して上記エンジンの減速トルクと上記電動機の減速トルクとの合計が上記要求減速トルクとなるように上記エンジン及び上記電動機を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、車両減速時には、回転数検出手段によって検出された電動機の回転数に応じ、エンジン及び電動機から発生すべき減速トルクである要求減速トルクと、電動機が発生可能な上限減速トルクとが設定され、上限減速トルクが要求減速トルク以上であるときにはクラッチを切断して上記要求減速トルクを発生するように電動機が制御される一方、上限減速トルクが要求減速トルクより小さいときにはクラッチを接続してエンジンの減速トルクと電動機の減速トルクとの合計が上記要求減速トルクとなるようにエンジン及び電動機が制御される。
【００１１】
また、上記ハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記制御手段は、上記上限減速トルクが上記要求減速トルクより小さいとき、上記エンジンへの燃料供給を停止すると共に、上記要求減速トルクから上記エンジンへの燃料供給停止時に上記エンジンが発生する減速トルクを減じた減速トルクを上記電動機が発生するように上記電動機を制御することを特徴とする（請求項２）。
【００１２】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、上限減速トルクが要求減速トルクより小さいときには、クラッチが接続されると共にエンジンへの燃料供給が停止され、このときのエンジンの減速トルクを要求減速トルクから減じた減速トルクを電動機が発生するように電動機が制御されることにより、エンジンの減速トルク及び電動機の減速トルクが変速機を介して駆動輪に伝達される。
【００１３】
更に、以上のようなハイブリッド電気自動車の制御装置において、上記変速機は、上記車両の減速時に上記車両の走行速度の低下に応じてシフトダウンが行われる自動変速機であって、上記制御手段は、上記車両が平坦路を走行中に減速を行う際の上記電動機の回転数の変動領域より高速側となる所定回転数よりも、上記回転数検出手段によって検出された回転数が高いときには、上記上限減速トルクより大きい上記要求減速トルクを設定する一方、上記回転数検出手段によって検出された回転数が上記所定回転数以下であるときには上記上限減速トルク以下となる上記要求減速トルクを設定することを特徴とする（請求項３）。
【００１４】
このように構成されたハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、車両減速時には車両の走行速度の低下に応じて変速機がシフトダウンされていくが、車両が平坦路を走行中にこのようなシフトダウンを伴う車両減速を行う際の電動機の回転数の変動領域よりも高速側となる所定回転数よりも電動機の回転数が高いときに、上限減速トルクが要求減速トルクよりも小さくなる一方、電動機の回転数が上記所定回転数以下であるときには上限減速トルクが要求減速トルク以上となる。この結果、上記所定回転数より電動機の回転数が高いときにクラッチが接続状態となり、電動機の回転数が上記所定回転数以下であるときにはクラッチが切断状態となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、電動機が発生可能な上限減速トルクが、エンジン及び電動機から発生すべき減速トルクである要求減速トルク以上であるときにはクラッチを切断して上記要求減速トルクを発生するように電動機が制御されることにより、車両を適正に減速することが可能となると共に、エンジンの減速トルクを使わずに電動機の回生制動によって最大限のエネルギ回収を行い、エネルギ効率を向上させることができる。
【００１６】
なお、このときエンジンの減速トルクを打ち消すためにエンジンに燃料を供給する必要がないため、燃費が悪化することもない。
一方、上限減速トルクが要求減速トルクより小さい場合には、クラッチを接続してエンジンの減速トルクと電動機の減速トルクとの合計が上記要求減速トルクとなるようにエンジン及び電動機が制御されることにより、車両を適正に減速することができる。従って、上限減速トルクが常に要求減速トルク以上となるような電動機を車両に搭載する必要がなくなり、電動機を小型化して車両重量や搭載スペースを削減することが可能となる。
【００１７】
また、請求項２のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、上限減速トルクが要求減速トルクより小さいときには、燃料供給の停止によってエンジンが発生する減速トルクがクラッチの接続により変速機を介して駆動輪に伝達されると共に、このときのエンジンの減速トルクを要求減速トルクから減じた減速トルクを電動機が発生するように電動機が制御されて、電動機の減速トルクが変速機を介して駆動輪に伝達される。
【００１８】
この結果、駆動輪には要求減速トルクに対応する減速トルクが伝達されることにより、車両を適切に減速させることができる。しかも、エンジンへの燃料供給を停止するようにしているので、車両減速時に無駄な燃料供給を行うことがなく、燃費を向上させることができる。
更に、請求項３のハイブリッド電気自動車の制御装置によれば、車両が平坦路を走行中にシフトダウンを伴う車両減速を行う際の電動機の回転数の変動領域よりも高速側となる所定回転数より電動機の回転数が高いときにクラッチが接続状態となり、電動機の回転数が上記所定回転数以下であるときにはクラッチが切断状態となる。一般的に、車両が平坦路を走行する頻度は平坦ではない路面を走行する頻度に比べて高く、このような走行状態において車両減速時に電動機の回転数が変動する範囲が、車両減速時における電動機の常用回転域となるが、車両減速時のこのような常用回転域においてはクラッチが切断されたままとなる。
【００１９】
従って、車両減速時にクラッチの作動が繰り返されることによる、クラッチの摩耗に起因した耐久性の低下や、振動や騒音の増大に起因した運転フィーリングの低下を抑制することができる。また、クラッチ接続時のトルクショックを低減するため、エンジンに燃料を供給してエンジン回転数を電動機の回転数に一致させるようにしている場合には、クラッチ接続頻度の減少によって燃費を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の第１実施形態であるハイブリッド電気自動車１の制御装置の要部構成図である。ディーゼルエンジン（以下エンジンという）２の出力軸にはクラッチ４の入力軸が連結されており、クラッチ４の出力軸は永久磁石式同期電動機（以下電動機という）６の回転軸を介して前進変速段（以下では単に変速段という）が５段の自動変速機（以下変速機という）８の入力軸が連結されている。また、変速機８の出力軸はプロペラシャフト１０、差動装置１２及び駆動軸１４を介して左右の駆動輪１６に接続されている。
【００２１】
従って、クラッチ４が接続されているときには、エンジン２の出力軸と電動機６の回転軸軸の両方が、変速機８を介して駆動輪１６と機械的に接続可能となり、クラッチ４が切断されているときには電動機６の回転軸のみが変速機８を介して駆動輪１６と機械的に接続可能となる。
電動機６は、バッテリ１８に蓄えられた直流電力がインバータ２０によって交流電力に変換されて供給されることによりモータとして作動し、その駆動トルクが変速機８によって適切な速度に変速された後に駆動輪１６に伝達されるようになっている。また、車両減速時には、電動機６が発電機として作動し、駆動輪１６の回転による運動エネルギが変速機８を介し電動機６に伝達されて交流電力に変換されることにより回生制動による減速トルクを発生する。そして、この交流電力はインバータ２０によって直流電力に変換された後、バッテリ１８に充電され、駆動輪１６の回転による運動エネルギが電気エネルギとして回収される。
【００２２】
一方、エンジン２の駆動トルクは、クラッチ４が接続されているときに電動機６の回転軸を経由して変速機８に伝達され、適切な速度に変速された後に駆動輪１６に伝達されるようになっている。従って、エンジン２の駆動トルクが駆動輪１６に伝達されているときに電動機６がモータとして作動する場合には、エンジン２の駆動トルクと電動機６の駆動トルクとがそれぞれ駆動輪１６に伝達されることになる。即ち、車両の駆動のために駆動輪１６に伝達されるべき駆動トルクの一部がエンジン２から供給されると共に、残部が電動機６から供給される。
【００２３】
また、バッテリ１８の充電率（以下ＳＯＣという）が低下してバッテリ１８を充電する必要があるときには、電動機６が発電機として作動すると共に、エンジン２の駆動力の一部を用いて電動機６を駆動することにより発電が行われ、発電された交流電力をインバータ２０によって直流電力に変換した後にバッテリ１８に充電するようにしている。
車両ＥＣＵ２２（制御手段）は、車両やエンジン２の運転状態、及びエンジンＥＣＵ２４、インバータＥＣＵ２６並びにバッテリＥＣＵ２８からの情報などに応じて、クラッチ４の接続・切断制御及び変速機８の変速段切換制御を行うと共に、これらの制御状態や車両の発進、加速、減速など様々な運転状態に合わせてエンジン２や電動機６を適切に運転するための統合制御を行う。
【００２４】
そして車両ＥＣＵ２２は、このような制御を行う際に、アクセルペダル３０の踏込量を検出するアクセル開度センサ３２や、車両の走行速度を検出する車速センサ３４及び電動機６の回転数を検出する回転数センサ（回転数検出手段）３６の検出結果に基づき、車両の走行に必要な総駆動トルク並びに車両の減速時にエンジン２及び電動機６が発生すべき総減速トルクを演算し、これら総駆動トルク及び総減速トルクから、エンジン２が発生するトルク及び電動機６が発生するトルクを設定している。
【００２５】
エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２の始動・停止制御やアイドル制御、或いは排ガス浄化装置（図示せず）の再生制御など、エンジン２自体の運転に必要な各種制御を行うと共に、車両ＥＣＵ２２によって設定されたエンジン２に必要とされるトルクをエンジン２が発生するよう、エンジン２の燃料の噴射量や噴射時期などを制御する。
一方、インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２によって設定された電動機６が発生すべきトルクに基づきインバータ２０を制御することにより、電動機６をモータ作動または発電機作動させて運転制御する。
【００２６】
また、バッテリＥＣＵ２８は、バッテリ１８の温度や、バッテリ１８の電圧、インバータ２０とバッテリ１８との間に流れる電流などを検出すると共に、これらの検出結果からバッテリ１８のＳＯＣを求め、求めたＳＯＣを検出結果と共に車両ＥＣＵ２２に送っている。
このように構成されたハイブリッド電気自動車１において、車両を走行させるために車両ＥＣＵ２２を中心として行われる制御の概要は以下の通りである。
【００２７】
まず、車両が停車状態にあってエンジン２が停止していて、チェンジレバー（図示せず）がニュートラル位置にあるときに運転者がスタータスイッチ（図示せず）によってエンジン２を始動する操作を行うと、車両ＥＣＵ２２は変速機８をニュートラル位置として電動機６と駆動輪１６との機械的な接続が遮断されていると共にクラッチ４が接続されていることを確認した後、インバータＥＣＵ２６に対してエンジン２の始動に必要な電動機６の駆動トルクを指示すると共に、エンジンＥＣＵ２４にエンジン２を運転するよう指示する。
【００２８】
インバータＥＣＵ２６は車両ＥＣＵ２２からの指示に基づき、電動機６をモータ作動させて駆動トルクを発生させ、エンジン２をクランキングし、エンジンＥＣＵ２４がエンジン２に燃料の供給を開始することによりエンジン２が始動する。エンジン２の始動完了後は、エンジン２はアイドル運転を行う。
このようにしてエンジン２を始動した後、車両が停止状態にあるときには、エンジン２はアイドル運転状態にある。そして、運転者がチェンジレバーをドライブ位置などに操作するとクラッチ４が切断され、更にアクセルペダル３０を踏み込むと、アクセル開度センサ３２によって検出されたアクセルペダル３０の踏込量に応じ、車両を発進させるために必要な電動機６の駆動トルクを車両ＥＣＵ２２が設定する。
【００２９】
インバータＥＣＵ２６は、車両ＥＣＵ２２が設定したトルクに応じてインバータ２０を制御し、バッテリ１８の直流電力がインバータ２０によって交流電力に変換されて電動機６に供給される。電動機６は交流電力が供給されることによってモータ作動して駆動トルクを発生し、電動機６の駆動トルクは変速機８を介して駆動輪１６に伝達され、車両が発進する。
【００３０】
車両が発進加速して電動機６の回転数がエンジン２のアイドル回転数の近傍まで上昇すると、車両ＥＣＵ２２はクラッチ４を接続すると共に、更なる車両の加速及びその後の走行に必要な総駆動トルクを、アクセル開度センサ３２によって検出されたアクセルペダル３０の踏込量と車速センサ３４によって検出された車両の走行速度とに基づいて求める。そして、この総駆動トルクを車両の運転状態に応じてエンジン２側と電動機６側に適切に振り分け、エンジン２が発生すべきトルクをエンジンＥＣＵ２４に指示すると共に、電動機６が発生すべき駆動トルクをインバータＥＣＵ２６に指示する。
【００３１】
エンジンＥＣＵ２４及びインバータＥＣＵ２６は車両ＥＣＵ２２が設定した駆動トルクを受けて、エンジン２及び電動機６をそれぞれ制御し、エンジン２及び電動機６が発生した駆動トルクが変速機８を介して駆動輪１６に伝達され車両が走行する。また、このとき車両ＥＣＵ２２は、アクセル開度センサ３２によって検出されたアクセルペダル３０の踏込量や車速センサ３４によって検出された走行速度などの車両の運転状態に応じ、変速機８の変速段を適宜切換制御すると共に、変速段の切り換えに合わせてエンジン２や電動機６のトルクを適切に制御するよう、エンジンＥＣＵ２４及びインバータＥＣＵ２６に対して指示している。
【００３２】
次に、車両を減速走行させる場合について以下に説明する。
アクセルペダル３０の踏み込みが解除されると、車両ＥＣＵ２２は図２に示すフローチャートに従い、所定の制御周期で減速走行時の制御ルーチンを実行する。
最初のステップＳ１では、回転数センサ３６が検出した電動機６の回転数を読み込み、次のステップＳ２では、ステップＳ１で読み込んだ電動機６の回転数に対応する要求減速トルクＴｒを設定する。この要求減速トルクＴｒは、車両の減速走行においてエンジン２及び電動機６から発生すべき総減速トルクであって、車両に適度の減速度を得るために必要な減速トルクとして電動機６の回転数に対応して予め設定され、車両ＥＣＵ２２に記憶されている。電動機６の回転数と要求減速トルクＴｒとの関係は、図３の上段のグラフに実線で示すようになっており、電動機６の回転数の増大と共に要求減速トルクＴｒも増大するようになっている。
【００３３】
次のステップＳ３では、ステップＳ１で読み込んだ電動機６の回転数に対応する上限減速トルクＴｕを設定する。この上限減速トルクＴｕは、電動機６の仕様によって定まる電動機６が発生可能な減速トルクの上限値であって、電動機６の回転数に対応して予め設定され、車両ＥＣＵ２２に記憶されている。電動機６の回転数と上限減速トルクＴｕとの関係は、図３の上段のグラフに二点鎖線で示すようになっており、上限減速トルクＴｕは低回転側において一定の値を有する一方、高回転側では電動機６の回転数の増大と共に徐々に減少するようになっている。
【００３４】
要求減速トルクＴｒは、図３に示すように電動機６の回転数がＮｘ（所定回転数）のときに上限減速トルクＴｕと等しくなり、Ｎｘより低い領域では上限減速トルクＴｕより小さく、またＮｘより高い領域では上限減速トルクＴｕより大きくなるように設定されている。
ステップＳ２及びＳ３で電動機６の回転数に応じてこのような要求減速トルクＴｒと上限減速トルクＴｕとを設定した後、ステップＳ４では上限減速トルクＴｕが要求減速トルクＴｒ以上であるか否かを判定する。
【００３５】
そしてステップＳ４で上限減速トルクＴｕが要求減速トルクＴｒ以上であると判定した場合には、ステップＳ５に進んでクラッチ４を切断した後ステップＳ６に進み、電動機６の回生制動による減速トルクがステップＳ２で設定した要求減速トルクＴｒと等しくなるようインバータＥＣＵ２６に指示して電動機６を制御する。
この場合には、電動機６が発生可能な減速トルクの上限値である上限減速トルクＴｕが要求減速トルクＴｒ以上であるため、このようにして電動機６のみで要求減速トルクＴｒに等しい減速トルクを発生させて車両の減速を行うことにより、車両に適度の減速度を発生させながら、駆動輪１６の運動エネルギを最大限回収してエネルギの回収効率を高めている。
【００３６】
こうしてその制御周期を終えると、次の制御周期では再びステップＳ１から処理が行われ、ステップＳ１で回転数センサ３６が検出した電動機６の回転数を読み込んだ後、ステップＳ２及びＳ３において、電動機の回転数に対応した要求減速トルクＴｒと上限減速トルクＴｕとを設定する。
ステップＳ４では再び上限減速トルクＴｕが要求減速トルクＴｒ以上であるか否かを判定するが、依然として上限減速トルクＴｕが要求減速トルクＴｒ以上であれば、上述のようにして引き続きクラッチ４を切断状態としたまま、電動機６のみの減速トルクで車両の減速を行う。
【００３７】
このように、上限減速トルクＴｕが要求減速トルクＴｒ以上である場合には、クラッチ４を切断して電動機６の減速トルクのみで要求減速トルクＴｒを得るようにしたので、車両減速時の電動機６によるエネルギ回収を最大限行うことができ、エネルギ効率を向上させることが可能となる。
一方、ステップＳ４で上限減速トルクＴｕが要求減速トルクＴｒに満たないと判定した場合には、ステップＳ７に進んでクラッチ４を接続する。
【００３８】
なお、クラッチ４を接続する際にエンジン２の回転数と電動機６の回転数が大きく異なっていると大きなトルクショックが発生するため、ステップＳ７でクラッチ４を接続する際には、車両ＥＣＵ２２は予めエンジン２の回転数をアイドル回転数よりも上昇させて電動機６の回転数にほぼ一致させるようエンジンＥＣＵ２４に指示し、エンジンＥＣＵ２４はこれに従ってエンジン２の燃料供給量を増大させてエンジン２の回転数を上昇させ、電動機６との回転数合わせを行っている。
【００３９】
ステップＳ７でクラッチ４を接続した後にステップＳ８に進むと、車両ＥＣＵ２２はエンジン２への燃料供給を停止するようエンジンＥＣＵ２４に指示し、エンジンＥＣＵ２４はこれに従ってエンジン２への燃料供給を停止する。
次にステップＳ９に進むと、ステップＳ２で設定した要求減速トルクＴｒから、ステップＳ８における燃料供給停止によってエンジン２が発生する減速トルクＴｅを減じることにより、電動機６が発生すべき減速トルクＴｍを設定する。
【００４０】
ここで、燃料供給の停止によってエンジン２が発生する減速トルクＴｅは、エンジン２の回転数の変化に従って変化するものであるが、エンジン２はクラッチ４を介して電動機６と共に回転しているため、電動機６の回転数に応じて変化することになる。そして、このときのエンジン２の減速トルクＴｅと電動機６の回転数との関係は、図３の上段のグラフに一点鎖線で示すとおりであり、エンジン２の減速トルクＴｅと電動機６の上限減速トルクＴｕとの和は要求減速トルクＴｒ以上となるようになっている。
【００４１】
従ってステップＳ９で設定される電動機６の減速トルクＴｍはそのときの回転数に対応した上限減速トルクＴｕ以下であって、電動機６が発生可能な減速トルクとなる。
次のステップＳ１０に進むと、車両ＥＣＵ２２はステップＳ９において上述のようにして設定された減速トルクＴｍを電動機６が発生するようインバータＥＣＵ２６に指示し、インバータＥＣＵ２６はこれに従って電動機６を制御する。
【００４２】
この結果、エンジン２による減速トルクＴｅと電動機６による減速トルクＴｍとが変速機８で変速された後に駆動輪１６に伝達されて車両が減速する。このとき、エンジン２による減速トルクＴｅと電動機６による減速トルクＴｍとの和は要求減速トルクＴｒに等しいため、車両は適度の減速度によって減速する。
こうしてその制御周期を終えると、次の制御周期では再びステップＳ１から処理が行われ、ステップＳ１で読み込んだ電動機６の回転数に対応した要求減速トルクＴｒと上限減速トルクＴｕとをステップＳ２及びＳ３で設定する。
【００４３】
そして、ステップＳ４では再び上限減速トルクＴｕが要求減速トルクＴｒ以上であるか否かを判定するが、依然として上限減速トルクＴｕが要求減速トルクＴｒ未満であれば、引き続きクラッチ４を接続状態としたまま、上述のようにしてエンジン２及び電動機６の両方の減速トルクにより車両が減速する。
このように、電動機６が発生可能な減速トルクである上限減速トルクＴｕよりも要求減速トルクＴｒの方が大きい場合には、クラッチ４を接続してエンジン２の減速トルクと電動機６の減速トルクを合わせて要求減速トルクＴｒを得るようにしたので、常に電動機６のみで要求減速トルクＴｒが得られるようにするべく電動機６を大型化する必要がなくなり、車両重量や電動機６の搭載スペースを減少させることができる。
【００４４】
また、エンジン２による減速トルクと電動機６による減速トルクを併用する場合には、エンジン２への燃料供給を停止し、そのときのエンジン２の減速トルクＴｅを要求減速トルクＴｒから差し引いた減速トルクＴｍを電動機６に発生させるようにしたので、エンジン２を併用して車両の減速を行う場合に燃料を無駄に消費するようなことがなく、燃費を向上させることができる。
【００４５】
一方、ステップＳ４で上限減速トルクＴｕが要求減速トルクＴｒ以上であると判定した場合には、前述したようにステップＳ５に進んでクラッチ４を切断した後、電動機６の減速トルクのみによって要求減速トルクＴｒが得られるように電動機６が制御され、車両が減速する。
車両走行中にアクセルペダル３０の踏み込みが解除された場合には、以上のようにして車両の減速が行われるが、車両ＥＣＵ２２は予め設定されたシフトダウン用の変速シフトマップに従い、車速センサ３４によって検出される走行速度の低下に応じて変速機８の変速段を順次シフトダウンしていく。
【００４６】
図３の下段のグラフには、車両が実質的な平坦路を走行しているときに、このようにして減速走行を行った場合の車両の走行速度の変化と、それに伴う電動機６の回転数の変化が実線で示されている。なお、図３の下段のグラフにおいて、一点鎖線の直線は変速機８の各変速段における走行速度と電動機６の回転数との関係を示すものであり、以下ではこれらの直線を変速線という。また、シフトダウン用の変速マップにおいて、変速機８の変速段は、車速センサ３４によって検出された走行速度が、Ｖ４に低下したときに５速から４速に、Ｖ３に低下したときに４速から３速に、Ｖ２に低下したときに３速から２速に、またＶ１に低下したときに２速から１速に、それぞれシフトダウンされるようになっている。
【００４７】
図３において、車両の実用的な走行速度の最大値がＶ５であるとし、実質的な平坦路を変速段が５速の状態で走行中にアクセルペダル３０の踏み込みが解除されて車両が減速走行に移行したとすると、電動機６の回転数は走行速度の低下と共に５速の変速線上を実線に沿って減少方向に移動する。そして、走行速度が低下してＶ４に達すると、車両ＥＣＵ２２は変速機８を５速から４速にシフトダウンし、これに伴って電動機６の回転数は図３に実線で示すように５速の変速線上から４速の変速線上へとシフトして増大する。
【００４８】
４速へのシフトダウン後も車両が引き続き減速すると、電動機６の回転数は４速に対応する変速線上を実線に沿って減少方向に移動する。そして、走行速度が更に低下してＶ３に達すると、車両ＥＣＵ２２は変速機８を４速から３速にシフトダウンし、これに伴って電動機６の回転数は図３に実線で示すように４速の変速線上から３速の変速線上へとシフトして増大する。
【００４９】
更に、３速へのシフトダウン後も車両が引き続き減速すると、電動機６の回転数は３速に対応する変速線上を実線に沿って減少方向に移動する。そして、走行速度が更に低下してＶ２に達すると、車両ＥＣＵ２２は変速機８を３速から２速にシフトダウンし、これに伴って電動機６の回転数は図３に実線で示すように３速の変速線上から２速の変速線上へとシフトして増大する。
【００５０】
そして、２速へのシフトダウン後も車両が引き続き減速すると、電動機６の回転数は２速に対応する変速線上を実線に沿って減少方向に移動する。そして、走行速度が更に低下してＶ１に達すると、車両ＥＣＵ２２は変速機８を２速から１速にシフトダウンし、これに伴って電動機６の回転数は図３に実線で示すように２速の変速線上から１速の変速線上へとシフトして増大する。
【００５１】
以上のように、車両が実質的な平坦路を走行していて減速走行に移行した場合の電動機６の回転数は、シフトダウンに伴う増減を繰り返しながら走行速度の低下と共に徐々に低下していくが、このときの電動機６の回転数の変動領域は走行速度がＶ５である場合のＮｒ以下である。
一般的に、車両が実質的な平坦路を走行する頻度は、平坦ではない路面を走行する頻度に比べて高いため、この回転数Ｎｒ以下の領域が車両の減速走行における常用回転域ということになり、降坂時などのように比較的高回転で減速しながら走行する必要がある場合に限り電動機６の回転数はこのＮｒを上回ることになる。
【００５２】
ここで、このような常用回転域の上限回転数であるＮｒは、図３に示すように上限減速トルクＴｍが要求減速トルクＴｒと等しくなる回転数Ｎｘより低くなっている。従って、常用回転域においては常に上限減速トルクＴｕの方が要求減速トルクＴｒより大きくなるため、クラッチ４を切断状態のままとして電動機６の回生制動による減速トルクのみで要求減速トルクＴｒを得ることができる。
【００５３】
このため、車両減速時のクラッチ４の作動頻度が低減されることによって、クラッチ４の摩耗による耐久性低下やクラッチ４の頻繁な作動に伴う振動や騒音の増大による運転フィーリングの低下を抑制することができると共に、クラッチ４接続時のエンジン２の回転数合わせの頻度を減少させて燃費を向上させることが可能となる。
なお、本実施形態では、上限減速トルクＴｕと要求減速トルクＴｒとが等しくなる回転数Ｎｘを常用回転域の上限回転数であるＮｒより高くするため、図３に示すように回転数Ｎｘ近傍における要求減速トルクＴｒを少なめに修正している。即ち、電動機６の回転数の増加に対する要求減速トルクＴｒの上昇率を回転数Ｎｘ近傍で低くしている。このようにすることで、電動機６のみで要求減速トルクを発生させることのできる電動機６の回転数領域を一層広く設定することができる。
【００５４】
しかしながら、回転数ＮｘをＮｒより高くするための手法はこれに限られるものではなく、例えば変速機８の変速比を調整したり、上限減速トルクＴｕの方を変更するようにしても良い。
以上で本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００５５】
例えば、上記実施形態ではエンジン２の減速トルクを併用する際にエンジン２への燃料供給を停止するようにしたが、これに加えてエンジン２の排気通路に排気レーキ装置を設け、この排気ブレーキ装置を作動させることによって、より大きな減速トルクが得られるようにしても良い。
また、上記実施形態では回転数センサ３６で検出された電動機６の回転数に応じて上限減速トルクＴｕや要求減速トルクＴｒを設定するようにしたが、電動機６の回転数に代えて電動機６の回転数の変化に応じて変化する回転数、例えば変速機８の出力回転数などを検出し、これを電動機６の回転数に変換して用いるようにしても良い。
【００５６】
なお、上記実施形態ではエンジン２をディーゼルエンジンとしたが、エンジン形式はこれに限られるものではなく、ガソリンエンジンなどでも良い。
また、上記実施形態において、電動機６を永久磁石式同期電動機としたが電動機の形式もこれに限られるものではなく、モータ作動及び発電機作動が可能なものであればよい。
更に、上記実施形態では変速機８を５段の前進変速段を有する自動変速機としたが、前進変速段の数や変速機の形式はこれに限られるものではなく、無段変速機や手動式の変速機などであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置の全体構成図である。
【図２】図１のハイブリッド電気自動車の制御装置において実行される減速走行時の制御ルーチンのフローチャートである。
【図３】図１のハイブリッド電気自動車の制御装置で用いられる上限減速トルク、要求減速トルク及びエンジンの減速トルクの関係、並びに車両減速時の走行速度の低下に伴う電動機の回転数の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  ハイブリッド電気自動車
２  エンジン
４  クラッチ
６  電動機
８  変速機（自動変速機）
１６  駆動輪
２２  車両ＥＣＵ（制御手段）
３６  回転数センサ（回転数検出手段）
【図１】
2007223421.tif 000003
【図２】
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【図３】
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