(57)【要約】【課題】車両のシステム効率を向上できる車両制御装置を提供すること。【解決手段】蓄えられた圧力を車両１００の走行用の動力に変換して出力する第一動力源３２と、蓄えられた電力を車両の走行用の動力に変換して出力する第二動力源４と、を備え、車両の走行負荷が大きい場合、走行負荷が小さい場合よりも第一動力源および第二動力源のうち第一動力源が出力する動力の割合を高める。走行負荷が大きいほど第一動力源が出力する動力の割合を高めるようにしてもよい。【選択図】図４
2012106682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄えられた圧力を車両の走行用の動力に変換して出力する第一動力源と、
蓄えられた電力を前記車両の走行用の動力に変換して出力する第二動力源と、
を備え、
前記車両の走行負荷が大きい場合、前記走行負荷が小さい場合よりも前記第一動力源および前記第二動力源のうち前記第一動力源が出力する動力の割合を高める
ことを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記走行負荷が大きいほど前記第一動力源が出力する動力の割合を高める
請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記走行負荷が小さい場合、前記走行負荷が大きい場合よりも前記第一動力源および前記第二動力源のうち前記第二動力源が出力する動力の割合を高める
請求項１または２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記走行負荷が小さいほど前記第二動力源が出力する動力の割合を高める
請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記第一動力源は、蓄えられた作動流体の圧力を前記車両の走行用の動力に変換して出力すること、および入力される動力を前記作動流体の圧力に変換して出力することが可能なポンプモータである
請求項１から４のいずれか１項に記載の車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両において蓄えられた圧力や電力を利用する技術が提案されている。特許文献１には、車両制動時の走行用モータの回生エネルギをエネルギ回収手段のポンプによって加圧エネルギに変換してエネルギ容器に蓄え、パワーステアリングおよびフットブレーキの操作時に、この圧力エネルギをエネルギ供給手段の流量制御弁を介してそれぞれの加圧駆動部へ供給する電気自動車の駆動制御装置の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−９８３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
蓄えられたエネルギーを利用する際の出力効率を向上させるなど、車両のシステム効率を向上できることが望まれている。例えば、それぞれ異なる複数の種類のエネルギーを蓄積することが可能な車両において、蓄積されたエネルギーの利用効率を向上できることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、車両のシステム効率を向上できる車両制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の車両制御装置は、蓄えられた圧力を車両の走行用の動力に変換して出力する第一動力源と、蓄えられた電力を前記車両の走行用の動力に変換して出力する第二動力源と、を備え、前記車両の走行負荷が大きい場合、前記走行負荷が小さい場合よりも前記第一動力源および前記第二動力源のうち前記第一動力源が出力する動力の割合を高めることを特徴とする。
【０００７】
上記車両制御装置において、前記走行負荷が大きいほど前記第一動力源が出力する動力の割合を高めることが好ましい。
【０００８】
上記車両制御装置において、前記走行負荷が小さい場合、前記走行負荷が大きい場合よりも前記第一動力源および前記第二動力源のうち前記第二動力源が出力する動力の割合を高めることが好ましい。
【０００９】
上記車両制御装置において、前記走行負荷が小さいほど前記第二動力源が出力する動力の割合を高めることが好ましい。
【００１０】
上記車両制御装置において、前記第一動力源は、蓄えられた作動流体の圧力を前記車両の走行用の動力に変換して出力すること、および入力される動力を前記作動流体の圧力に変換して出力することが可能なポンプモータであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる車両制御装置は、蓄えられた圧力を車両の走行用の動力に変換して出力する第一動力源と、蓄えられた電力を車両の走行用の動力に変換して出力する第二動力源と、を備え、車両の走行負荷が大きい場合、走行負荷が小さい場合よりも第一動力源および第二動力源のうち第一動力源が出力する動力の割合を高める。本発明にかかる車両制御装置は、エネルギーの利用効率を高めることで車両のシステム効率を向上できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態の走行制御の動作を示すフローチャートである。
【図２】図２は、実施形態の力行手段の選定方法を示すフローチャートである。
【図３】図３は、実施形態の回生手段の選定方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図５】図５は、油圧システムおよびＭ／Ｇの出力効率の一例を示す図である。
【図６】図６は、力行／回生についての判定パターンを示す図である。
【図７】図７は、力行による走行領域を示す図である。
【図８】図８は、第１変形例に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【図９】図９は、第２変形例に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態にかかる車両制御装置につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１４】
（実施形態）
図１から図７を参照して、実施形態について説明する。本実施形態は、車両制御装置に関する。図１は、実施形態の走行制御の動作を示すフローチャート、図２は、実施形態における力行手段の選定方法を示すフローチャート、図３は、実施形態における回生手段の選定方法を示すフローチャート、図４は、実施形態に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【００１５】
本実施形態のハイブリッドシステムは、例えば、大型車両に搭載される。ハイブリッド車両１００は、油圧式の第一動力源（油圧ポンプモータ３２）と、電気式の第二動力源（Ｍ／Ｇ４）とを備えている。大型車両では、電気式の動力源のみで必要な出力を得ようとすると、高コストとなりやすい。このため、本実施形態では、電気式のライトなハイブリッドシステムと、油圧エネルギーによりＨＶ走行可能なシステムとを組み合わせている。電気式および油圧式をそれぞれ高効率となる領域で動作させることで、総合的なエネルギー利用効率の向上を図る。
【００１６】
具体的には、加速域では油圧エネルギーを使い油圧走行もしくはアシスト走行し、軽負荷域では電気エネルギーによりＥＶ走行もしくはアシスト走行することで燃費を向上させる。
【００１７】
このように、基本的にはエンジン負荷によりエネルギーを使い分けるが、力行側ですぐに使うエネルギー（例えば発進時）は油圧のエネルギーを使い、その後に電気エネルギーを用いる。これは、蓄圧した油圧のエネルギーは漏れにより減少することがあるためである。一方、回生については、油圧回生を電気回生よりも優先させる。本実施形態の車両制御装置１−１によれば、ハイブリッド車両１００のシステム効率を向上させることができる。
【００１８】
図４に示すように、ハイブリッド車両１００のハイブリッドシステム１００Ａは、エンジン１、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）２、油圧システム３、モータジェネレータ（Ｍ／Ｇ）４、バッテリー５、インバータ６およびＥＣＵ３０を備えている。また、本実施形態の車両制御装置１−１は、油圧システム３、Ｍ／Ｇ４およびＥＣＵ３０を備える。
【００１９】
エンジン１は、ハイブリッド車両１００の動力源である。エンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを出力軸の回転運動に変換して出力する。エンジン１の出力軸は、第一クラッチＣ１を介してＴ／Ｍ２の入力軸２ａと接続されている。Ｔ／Ｍ２は、例えば、自動変速機であり、エンジン１から第一クラッチＣ１を介して入力される動力を変速して出力軸２ｂに出力する。Ｔ／Ｍ２の出力軸２ｂは、第一ギアＧ１に接続されている。第一ギアＧ１は、駆動輪７と接続されている。すなわち、Ｔ／Ｍ２の出力軸２ｂおよび第一ギアＧ１は、駆動輪７の回転と連動して回転する。
【００２０】
油圧システム３は、入力される動力を圧力に変換して蓄えることができると共に、蓄えた圧力を動力に変換して出力することができる。油圧システム３は、アキュームレータ３１、油圧ポンプモータ３２およびリザーブタンク３３を有する。
【００２１】
アキュームレータ３１は、作動流体を加圧状態で蓄える蓄圧装置である。本実施形態の油圧システム３における作動流体としては、例えば作動油を用いることができる。アキュームレータ３１は、高圧の作動油を蓄えることが可能な蓄圧容器であり、高圧油路３４を介して油圧ポンプモータ３２と接続されている。油圧ポンプモータ３２は、低圧油路３５を介してリザーブタンク３３と接続されている。リザーブタンク３３は、作動油を貯留する貯留タンクである。油圧ポンプモータ３２の回転軸３２ａは、第三クラッチＣ３を介して第三ギアＧ３と接続されている。
【００２２】
油圧ポンプモータ３２は、油圧ポンプとしての機能を有すると共に、油圧モータとしての機能も有している。具体的には、油圧ポンプモータ３２は、油圧ポンプとして機能する場合、第三クラッチＣ３を介して回転軸３２ａに入力される動力によって駆動されることにより、低圧油路３５を介してリザーブタンク３３の作動油を吸引し、吸引した作動油を加圧して高圧油路３４に吐出する。高圧油路３４に吐出された作動油は、アキュームレータ３１に蓄圧される。油圧ポンプモータ３２は、ハイブリッド車両１００の走行時に駆動輪７から伝達される動力を圧力に変換して出力することができる。つまり、油圧ポンプモータ３２は、ハイブリッド車両１００の運動エネルギーを作動流体の圧力に変換して出力する圧力回生装置として機能する。
【００２３】
また、油圧ポンプモータ３２は、油圧モータとして機能する場合、アキュームレータ３１に蓄圧された油圧によって駆動されることにより、圧力エネルギーを動力に変換して回転軸３２ａに出力する。第三クラッチＣ３が係合状態であると、油圧ポンプモータ３２が出力する動力は、第三クラッチＣ３、第三ギアＧ３および第一ギアＧ１を介して駆動輪７に伝達されてハイブリッド車両１００を走行させることができる。つまり、油圧ポンプモータ３２は、アキュームレータ３１に蓄えられた圧力をハイブリッド車両１００の走行用の動力に変換して駆動輪７に対して出力する第一動力源として機能することができる。油圧ポンプモータ３２を駆動した作動油は、低圧油路３５を介してリザーブタンク３３に流入する。
【００２４】
油圧ポンプモータ３２は、油圧モータとして出力する動力の大きさ、および油圧ポンプとして機能するときの負荷の大きさを可変に制御することができる。油圧ポンプモータ３２は、例えば、斜板ポンプや斜軸ポンプ等の可変容量式のポンプモータとすることができる。油圧ポンプモータ３２は、例えば、容量０から最大容量まで無段階にポンプ容量／モータ容量を制御できるものとすることができる。油圧ポンプモータ３２は、ポンプ容量を増減させることによってポンプ負荷、すなわち負荷トルクを増減させることができる。また、油圧ポンプモータ３２は、モータ容量を増減させることによって回転軸３２ａに出力する動力、すなわち出力トルクを増減させることができる。
【００２５】
Ｍ／Ｇ４は、電力の供給により駆動する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。Ｍ／Ｇ４としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。Ｍ／Ｇ４は、インバータ６を介してバッテリー５と接続されている。バッテリー５は、充放電可能な蓄電装置である。インバータ６は、直流電流と交流電流との変換を行う電力変換装置である。また、インバータ６は、Ｍ／Ｇ４の出力トルクおよび発電量を制御することができる。
【００２６】
Ｍ／Ｇ４の回転軸４ａは、第二クラッチＣ２を介して第二ギアＧ２と接続されている。Ｍ／Ｇ４は、電動機として機能する場合、バッテリー５からインバータ６を介して供給される電力を動力に変換して回転軸４ａに出力する。第二クラッチＣ２が係合状態であると、Ｍ／Ｇ４が出力する動力は、第二ギアＧ２および第一ギアＧ１を介して駆動輪７に対して出力される。つまり、Ｍ／Ｇ４は、バッテリー５に蓄えられた電力をハイブリッド車両１００の走行用の動力に変換して駆動輪７に対して出力する第二動力源として機能することができる。
【００２７】
また、Ｍ／Ｇ４は、発電機として機能する場合、第二クラッチＣ２を介して回転軸４ａに入力される動力によって駆動されて発電する。例えば、Ｍ／Ｇ４は、ハイブリッド車両１００の走行時に駆動輪７から第二クラッチＣ２を介して回転軸４ａに入力される動力により駆動されて発電することができる。つまり、Ｍ／Ｇ４は、ハイブリッド車両１００の運動エネルギーを電力に変換して出力する電力回生装置として機能することができる。
【００２８】
第一ギアＧ１と第二ギアＧ２とは常時噛み合っており、相互に動力を伝達することができる。また、第一ギアＧ１と第三ギアＧ３とは常時噛み合っており、相互に動力を伝達することができる。従って、第二ギアＧ２と第三ギアＧ３とは第一ギアＧ１を介して相互に動力を伝達することができる。
【００２９】
ＥＣＵ３０は、コンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００の走行制御を行う走行制御装置としての機能を有している。また、本実施形態のＥＣＵ３０は、回生制御を行う回生制御装置としての機能を有している。ＥＣＵ３０には、エンジン１、Ｔ／Ｍ２、アキュームレータ３１、油圧ポンプモータ３２、バッテリー５、インバータ６および各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３が接続されている。エンジン１、Ｔ／Ｍ２、油圧ポンプモータ３２、インバータ６および各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、ＥＣＵ３０によって制御される。
【００３０】
バッテリー５には、バッテリー５の充放電状態や電圧等を検出するセンサが接続されている。ＥＣＵ３０は、このセンサによる検出結果に基づいて、バッテリー５の充電状態ＳＯＣを取得することができる。充電状態ＳＯＣは、バッテリー５の充電量を示すものである。アキュームレータ３１には、アキュームレータ３１内の圧力を検出する圧力センサが設けられている。ＥＣＵ３０は、圧力センサによる検出結果に基づいて、アキュームレータ３１内の油圧を取得することができる。
【００３１】
各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、それぞれ開放状態と係合状態とに切替え可能である。各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、油圧等によって開放状態と係合状態とを切り替えるアクチュエータをそれぞれ有している。これらのアクチュエータがＥＣＵ３０から出力される指令に応じて作動することにより、各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３の状態が制御される。なお、各クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、完全係合状態のみならず、半係合状態に制御することも可能であり、更に、半係合状態における動力の伝達度合いを制御することも可能である。
【００３２】
ＥＣＵ３０は、エンジン１、油圧システム３、Ｍ／Ｇ４の少なくともいずれか１つが出力する動力によってハイブリッド車両１００を走行させることができる。例えば、ＥＣＵ３０は、少なくともエンジン１の動力によってハイブリッド車両１００を走行させるエンジン走行を実行することができる。エンジン１が出力する動力を駆動輪７に出力する場合、第一クラッチＣ１を係合状態とする。また、ＥＣＵ３０は、エンジン走行において、シフトポジションや走行状態に応じてＴ／Ｍ２の変速比を制御する。
【００３３】
エンジン走行において、ＥＣＵ３０は、油圧システム３あるいはＭ／Ｇ４の少なくともいずれか一方が出力する動力を駆動輪７に伝達してハイブリッド車両１００を走行させることができる。ＥＣＵ３０は、例えば、ハイブリッド車両１００の加速時等にエンジン１のトルクが不足する場合に、油圧システム３あるいはＭ／Ｇ４の少なくとも一方にエンジン１をアシストさせる。
【００３４】
例えば、油圧システム３によって動力を出力させる場合、ＥＣＵ３０は、第三クラッチＣ３を係合状態とすると共に、アキュームレータ３１に蓄圧された油圧によって油圧ポンプモータ３２を駆動する。アキュームレータ３１内の加圧された作動油は、油圧ポンプモータ３２に供給され、油圧ポンプモータ３２を駆動して回転軸３２ａを回転させる。つまり、油圧ポンプモータ３２において、油圧エネルギーが回転軸３２ａの回転動作に変換される。回転軸３２ａに出力された動力は、第三クラッチＣ３、第三ギアＧ３、第一ギアＧ１を介して駆動輪７に伝達される。
【００３５】
ＥＣＵ３０は、Ｍ／Ｇ４によって動力を出力させる場合、第二クラッチＣ２を係合状態とすると共に、バッテリー５に充電された電力によってＭ／Ｇ４を駆動する。Ｍ／Ｇ４が出力する動力は、第二クラッチＣ２、第二ギアＧ２および第一ギアＧ１を介して駆動輪７に伝達される。ＥＣＵ３０は、油圧システム３およびＭ／Ｇ４にそれぞれ動力を出力させてエンジン１をアシストさせることもできる。
【００３６】
また、油圧システム３およびＭ／Ｇ４は、それぞれエンジン１の動力によらずに単独でハイブリッド車両１００を走行させることが可能である。例えば、ＥＣＵ３０は、エンジン１の動力によらずに油圧システム３が出力する動力によってハイブリッド車両１００を走行させる油圧走行を実行することができる。また、ＥＣＵ３０は、エンジン１の動力によらずにＭ／Ｇ４が出力する動力によってハイブリッド車両１００を走行させるＥＶ走行を実行することができる。また、ＥＣＵ３０は、エンジン１の動力によらずに油圧システム３およびＭ／Ｇ４が出力する動力によってハイブリッド車両１００を走行させることも可能である。
【００３７】
ＥＣＵ３０は、車速およびアクセル開度などの条件に基づいて、駆動輪７に伝達するべき要求トルクあるいは要求駆動力を算出し、その算出結果に基づいて、エンジン１、Ｔ／Ｍ２、油圧システム３、インバータ６およびクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３を制御する。要求トルクや要求駆動力は、ハイブリッド車両１００の走行負荷に対応する。
【００３８】
油圧システム３は、大きなパワーを出力する場合に有利である。これは、油圧式はバッテリーを使用する電気式と比較して高いパワー密度を確保可能であることによる。バッテリー５は、エネルギー密度は高いがパワー密度は低いという特性を有する。一方、油圧式は、バッテリーと比較してパワー密度が高いという特性を有する。図５は、油圧システム３およびＭ／Ｇ４の出力効率の一例を示す図である。なお、油圧システム３およびＭ／Ｇ４の回生効率は、それぞれ出力効率と同様の傾向を示す。図５において、横軸はトルク、縦軸は出力効率を示す。実線は油圧システム３の出力効率、破線はＭ／Ｇ４の出力効率を示している。
【００３９】
図５からわかるように、油圧システム３は、低トルクの領域、すなわち出力する動力が小さな領域では出力効率が低下し、かつトルクが小さくなるほど出力効率が低下する。一方、Ｍ／Ｇ４の出力効率は、低トルクの領域であっても油圧システム３の出力効率ほどには低下しない。例えば、ＴＱ１よりも低トルクの領域では、油圧システム３の出力効率は、Ｍ／Ｇ４の出力効率よりも低く、かつトルクが小さくなるほど油圧システム３の出力効率とＭ／Ｇ４の出力効率との乖離が大きくなる。
【００４０】
また、高トルクの領域では、油圧システム３の出力効率が高く、かつトルクが大きくなるほど出力効率が高くなる。Ｍ／Ｇ４の出力効率は、高トルクの領域において油圧システム３の出力効率ほどには上昇しない。例えば、本実施形態では、ＴＱ２よりも高トルクの領域において、油圧システム３の出力効率がＭ／Ｇ４の出力効率を上回り、かつトルクが大きくなるほど油圧システム３の出力効率とＭ／Ｇ４の出力効率との乖離が大きくなる。
【００４１】
大きなパワーを得ようとする場合、ハイブリッドシステム１００Ａの大型化につながるが、油圧式は、電気式と比較してシステムの大型化を抑制しつつパワーアップを図ることが可能である。このため、油圧システム３は、例えば、大型車両に搭載される場合のハイブリッドシステム１００Ａのコンパクト化において有利である。
【００４２】
ＥＣＵ３０は、軽負荷でトルクの小さな領域は基本的にＭ／Ｇ４の動力でハイブリッド車両１００を走行させる。このとき、ＥＣＵ３０は、エンジン１を停止し、かつ第一クラッチＣ１および第三クラッチＣ３を開放状態としてＥＶ走行モードとする。
【００４３】
また、発進などの大きなトルクが必要な領域は油圧エネルギーでハイブリッド車両１００を走行させる。このとき、ＥＣＵ３０は、エンジン１を停止し、かつ第一クラッチＣ１および第二クラッチＣ２を開放状態とし、油圧走行モードとする。なお、ＥＣＵ３０は、エンジン１を停止させることに代えて、第二クラッチＣ２のみを開放状態としてエンジン１を油圧エネルギーでアシストさせてハイブリッド車両１００を走行させることもできる。
【００４４】
また、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００の減速時に回生制御を行うことができる。回生制御は、例えば、ハイブリッド車両１００において制動要求が検出されている場合になされる。本実施形態のハイブリッド車両１００は、油圧システム３およびＭ／Ｇ４のそれぞれによって回生を行うことができる。例えば、ＥＣＵ３０は、Ｍ／Ｇ４に回生発電を行わせる場合、第二クラッチＣ２を係合状態とし、かつＭ／Ｇ４に発電を行わせる。また、ＥＣＵ３０は、油圧システム３に回生を行わせる場合、第三クラッチＣ３を係合状態とし、かつ油圧ポンプモータ３２を油圧ポンプとして作動させる。
【００４５】
回生時は、ＥＣＵ３０は、油圧を優先して回生を実施する。油圧での回生時は、第一クラッチＣ１および第二クラッチＣ２を開放状態とし、油圧ポンプモータ３２を油圧ポンプとして作動させてアキュームレータ３１に油圧を蓄圧する。油圧を優先して回生を行うことで、発進時等の大きなトルクが要求される場面に備えてアキュームレータ３１に蓄圧しておくことができる。
【００４６】
ＥＣＵ３０は、アキュームレータ３１の油圧が所定の圧力以上になると、第二クラッチＣ２を係合状態とし第三クラッチＣ３を開放状態として電気側で回生を実施する。ＥＣＵ３０は、油圧および電気のいずれのエネルギーも一杯となると、第一クラッチＣ１のみを係合状態とし、エンジンブレーキとブレーキ装置による機械的なブレーキで車両の運動エネルギーを消費する。なお、回生時には補機負荷などに応じてエンジン１を停止したまま回生したり、エンジン１を運転させたまま回生をしたりするなど、回生の態様を状況によって切り替えてもよい。
【００４７】
図１から図３を参照して、本実施形態のＨＶ運転実行判定について説明する。図１に示す制御フローは、例えば、ハイブリッド車両１００の走行時に繰り返し実行される。
【００４８】
まず、ステップＳ１では、ＥＣＵ３０により、ＨＶ機能が正常であるか否かの判定がなされる。ＥＣＵ３０は、油圧システム３による油圧ＨＶ機能やＭ／Ｇ４による電気ＨＶ機能が作動禁止状態にないかを確認する。ステップＳ１の判定結果は、油圧ＨＶ機能および電気ＨＶ機能の両方ＯＫとの判定、油圧ＨＶ機能のみＯＫとの判定、電気ＨＶ機能のみＯＫとの判定、油圧ＨＶ機能および電気ＨＶ機能の両方ＮＧとの判定、の４通りの判定がある。ＥＣＵ３０は、油圧ＨＶ機能および電気ＨＶ機能のうちＮＧと判定されたＨＶ機能がある場合、ＮＧと判定されたＨＶ機能を禁止する。
【００４９】
次に、ステップＳ２では、ＥＣＵ３０により、ＨＶ走行／回生判定がなされる。なお、本実施形態では、エンジン１以外の動力、すなわち油圧システム３の動力やＭ／Ｇ４の動力を駆動輪７に伝達してハイブリッド車両１００を走行させることをＨＶ走行と記載する。すなわち、ＨＶ走行は、油圧システム３やＭ／Ｇ４によってエンジン１をアシストしてハイブリッド車両１００を走行させるアシスト走行や、油圧システム３が単独でハイブリッド車両１００を走行させる油圧走行、Ｍ／Ｇ４が単独でハイブリッド車両１００を走行させるＥＶ走行を含む。ＥＣＵ３０は、蓄えているエネルギーがどの程度あるかを確認し、力行／回生を実施するか否か、実施する場合にどの手法で実施するかを判定する。図６は、力行／回生についての判定パターンを示す図である。
【００５０】
ＥＣＵ３０は、アキュームレータ３１の蓄圧状態を示す油圧ＳＯＣに基づいて、油圧システム３による力行／回生が可能であるか否かを判定する。ここで、油圧ＳＯＣは、アキュームレータ３１の油圧そのものであっても、アキュームレータ３１において許容される油圧の最大値に対する実際に蓄圧された圧力の割合であってもよい。ＥＣＵ３０は、アキュームレータ３１の油圧ＳＯＣが低圧側の閾値Ａ以上である場合、油圧システム３による力行が可能と判定し、油圧ＳＯＣが閾値Ａ未満であれば油圧システム３による力行は不可と判定する。また、ＥＣＵ３０は、油圧ＳＯＣが高圧側の閾値Ｂ未満である場合、油圧システム３による回生が可能と判定し、油圧ＳＯＣが閾値Ｂ以上であれば油圧システム３による回生は不可と判定する。
【００５１】
ＥＣＵ３０は、バッテリー５の充電状態を示す充電ＳＯＣに基づいて、Ｍ／Ｇ４による力行／回生が可能であるか否かを判定する。充電ＳＯＣは、バッテリー５の充電量そのものであっても、バッテリー５において許容される充電量の最大値に対する実際の充電量の割合であってもよい。ＥＣＵ３０は、充電ＳＯＣが低充電側の閾値Ｃ以上である場合、Ｍ／Ｇ４による力行が可能と判定し、充電ＳＯＣが閾値Ｃ未満であればＭ／Ｇ４による力行は不可と判定する。また、ＥＣＵ３０は、充電ＳＯＣが高充電側の閾値Ｄ未満であればＭ／Ｇ４による回生が可能と判定し、充電ＳＯＣが閾値Ｄ以上であればＭ／Ｇ４による回生は不可と判定する。
【００５２】
力行に関するＥＣＵ３０の判定結果は、図６に示すパターン１からパターン４の４通りである。パターン１は、油圧および充電量共に不足しておらず、油圧システム３による力行およびＭ／Ｇ４による力行のいずれも可能な状態である。パターン２は、油圧が不足しており、Ｍ／Ｇ４による力行が可能でかつ油圧システム３による力行が不可な状態である。パターン３は、充電量が不足しており、油圧システム３による力行が可能でかつＭ／Ｇ４による力行が不可な状態である。パターン４は、油圧および充電量共に不足しており、油圧システム３による力行およびＭ／Ｇ４による力行のいずれも不可な状態である。
【００５３】
また、回生に関するＥＣＵ３０の判定結果は、図６に示すパターン５からパターン８の４通りである。パターン５は、油圧および充電量共に蓄積する余裕があり、油圧システム３による回生およびＭ／Ｇ４による回生のいずれも可能な状態である。パターン６は、油圧を蓄積する余裕がなく、Ｍ／Ｇ４による回生が可能でかつ油圧システム３による回生が不可な状態である。パターン７は、充電量は蓄積する余裕がなく、油圧システム３による回生が可能でかつＭ／Ｇ４による回生が不可な状態である。パターン８は、油圧および充電量共に蓄積する余裕がなく、油圧システム３による回生およびＭ／Ｇ４による回生がいずれも不可な状態である。ステップＳ２において、力行可能な手段および回生可能な手段が判定されると、ステップＳ３に進む。
【００５４】
次に、ステップＳ３では、ＥＣＵ３０により、ＨＶ走行領域判定あるいは回生判定がなされる。ＥＣＵ３０は、力行側では、現在のエンジン回転数および要求トルクや車速情報に基づいて、ＨＶ走行すべきか否かを判定する。ＥＣＵ３０は、ＨＶ走行を行うと判定した場合、油圧もしくは電気のいずれを使うかを判定する。図７は、力行による走行領域を示す図である。図７において、横軸は車速ＳＰＤ、縦軸は要求トルクを示す。なお、横軸は、エンジン回転数ＮＥを示すものであってもよい。ＥＣＵ３０は、車速および要求トルクから決まる走行領域に基づいて、ＨＶ走行すべきか否か、および力行手段を判定する。
【００５５】
（力行手段の選定方法）
図７に示すように、力行による走行領域は、領域α、領域βおよび領域γの３つの領域を含む。領域αは、力行による走行領域における最も低速側の領域である。領域γは、力行による走行領域における最も高速側の領域である。また、領域βは、領域αと領域βとの間の車速領域である。領域α，β，γは、いずれもハイブリッド車両１００を前進させる方向のトルクである正トルク側の領域として定められている。３つの領域α，β，γのうち、領域αの要求トルクの最大値は、最も高トルクであり、領域γの要求トルクの最大値は、最も低トルクである。また、領域αでは、車速にかかわらず要求トルクの最大値は一定である。一方、領域βおよび領域γでは、車速の増加に応じて要求トルクの最大値が減少する。
【００５６】
ＥＣＵ３０は、各領域α，β，γよりも高トルク側の領域、および領域γよりも高車速側の領域では、エンジン走行を行う。各領域α，β，γにおける上限トルクは、例えば、エンジン１の出力効率に基づいて定められる。一例として、上限トルクは、エンジン１の出力効率が油圧システム３の出力効率やＭ／Ｇ４の出力効率と等しくなる要求トルクとして定められる。なお、上限トルクの定め方はこれには限定されず、例えば、エンジン１の出力効率が一定の効率以下となるトルクが上限トルクとされてもよい。この他、各領域α，β，γにおける上限トルクは、エンジン１の出力効率や油圧システム３の出力効率、Ｍ／Ｇ４の出力効率の少なくとも１つに基づいて定めることができる。
【００５７】
ＥＣＵ３０は、現在のハイブリッド車両１００の走行状態が領域αにある場合であって、図６に示すパターン１，３である場合、油圧により力行する。また、ＥＣＵ３０は、走行状態が領域αにある場合であって、図６に示すパターン２，４である場合、油圧あるいは電気による力行を行わず、エンジン１の動力によってハイブリッド車両１００を走行させる。
【００５８】
ＥＣＵ３０は、現在の走行状態が領域βにある場合であって、図６に示すパターン１である場合、油圧による力行を優先する。ここで、油圧による力行を優先するとは、油圧による力行および電気による力行のうち油圧による力行の割合が高いことを示す。例えば、油圧による力行を優先する場合、Ｍ／Ｇ４による力行を行わず、油圧システム３による力行でハイブリッド車両１００を走行させることができる。また、油圧による力行を優先する場合、油圧システム３による力行およびＭ／Ｇ４による力行を並行して行い、かつ油圧システム３およびＭ／Ｇ４が出力する動力のうち油圧システム３が出力する動力の割合を大きくするようにしてもよい。このときに、油圧システム３が出力する動力およびＭ／Ｇ４が出力する動力の割合を可変として、要求トルクが大きいほど油圧システム３が出力する動力の割合を高めるようにしてもよい。これとは逆に、要求トルクが小さいほどＭ／Ｇ４が出力する動力の割合を高めることも可能である。
【００５９】
ＥＣＵ３０は、走行状態が領域βにある場合であって、パターン３である場合、油圧により力行する。また、ＥＣＵ３０は、走行状態が領域βにある場合であって、パターン２である場合はＭ／Ｇ４により力行する。また、ＥＣＵ３０は、走行状態がβにある場合であって、パターン４である場合、油圧あるいは電気による力行を行わず、エンジン１の動力によってハイブリッド車両１００を走行させる。
【００６０】
ＥＣＵ３０は、現在の走行状態が領域γにある場合であって、図６に示すパターン１，２である場合、電気により力行する。また、ＥＣＵ３０は、走行状態が領域γにある場合であって、図６に示すパターン３，４である場合、油圧あるいは電気による力行を行わず、エンジン１の動力によってハイブリッド車両１００を走行させる。
【００６１】
本実施形態では、上記のように、最も高トルク側の領域を有する領域αにおいて油圧により力行し、２番面に高トルク側の領域を有する領域βでは油圧による力行が優先され、各ＳＯＣに応じて電気による力行も選択される。また、最も低トルク側の領域である領域γでは、電気により力行する。つまり、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００の走行負荷が大きい場合、走行負荷が小さい場合よりも油圧システム３およびＭ／Ｇ４のうち油圧システム３が出力する動力の割合を高める。また、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００の走行負荷が小さい場合、走行負荷が大きい場合よりも油圧システム３およびＭ／Ｇ４のうちＭ／Ｇ４が出力する動力の割合を高める。
【００６２】
図２および図７を参照して、力行手段の選定方法について説明する。ＥＣＵ３０は、ステップＳ３においてＨＶ走行を行うと判定した場合、図２の選定フローに基づいて力行手段を決定する。
【００６３】
まず、ステップＳ１１では、ＥＣＵ３０により、現在の走行状態が領域γにあるか否かが判定される。その判定の結果、走行状態が領域γにあると判定された場合（ステップＳ１１−Ｙ）にはステップＳ１３に進み、そうでない場合（ステップＳ１１−Ｎ）にはステップＳ１２に進む。
【００６４】
ステップＳ１２では、ＥＣＵ３０により、油圧ＳＯＣが閾値Ａ未満であるか否かが判定される。その判定の結果、油圧ＳＯＣが閾値Ａ未満であると判定された場合（ステップＳ１２−Ｙ）にはステップＳ１３に進み、そうでない場合（ステップＳ１２−Ｎ）にはステップＳ１６に進む。
【００６５】
ステップＳ１３では、ＥＣＵ３０により、現在の走行状態が領域αにあるか否かが判定される。その判定の結果、走行状態が領域αにあると判定された場合（ステップＳ１３−Ｙ）にはステップＳ１５に進み、そうでない場合（ステップＳ１３−Ｎ）にはステップＳ１４に進む。
【００６６】
ステップＳ１４では、ＥＣＵ３０により、充電ＳＯＣが閾値Ｃ未満であるか否かが判定される。その判定の結果、充電ＳＯＣが閾値Ｃ未満であると判定された場合（ステップＳ１４−Ｙ）にはステップＳ１５に進み、そうでない場合（ステップＳ１４−Ｎ）にはステップＳ１７に進む。
【００６７】
ステップＳ１５では、ＥＣＵ３０により、力行をしないと決定される。ＥＣＵ３０は、油圧あるいは電気による力行を行わず、エンジン１の動力によってハイブリッド車両１００を走行させると判定する。ステップＳ１５が実行されると、本フローは終了し、図１のステップＳ４に移行する。
【００６８】
ステップＳ１６では、ＥＣＵ３０により、油圧で力行すると決定される。ＥＣＵ３０は、油圧システム３による力行をＭ／Ｇ４による力行よりも優先すると決定する。ステップＳ１６が実行されると、本フローは終了し、図１のステップＳ４に移行する。
【００６９】
ステップＳ１７では、ＥＣＵ３０により、電気で力行すると決定される。ＥＣＵ３０は、Ｍ／Ｇ４による力行を油圧システム３による力行よりも優先すると決定する。ステップＳ１７が実行されると、本フローは終了し、図１のステップＳ４に移行する。
【００７０】
（回生手段の選定方法）
ＥＣＵ３０は、回生時には、図１のステップＳ３において、以下に図３を参照して説明するように回生手段を選定する。
【００７１】
まず、ステップＳ２１では、ＥＣＵ３０により、油圧ＳＯＣが閾値Ｂ以上であるか否かが判定される。その判定の結果、油圧ＳＯＣが閾値Ｂ以上であると判定された場合（ステップＳ２１−Ｙ）にはステップＳ２２に進み、そうでない場合（ステップＳ２１−Ｎ）にはステップＳ２４に進む。
【００７２】
ステップＳ２２では、ＥＣＵ３０により、充電ＳＯＣが閾値Ｄ以上であるか否かが判定される。その判定の結果、充電ＳＯＣが閾値Ｄ以上であると判定された場合（ステップＳ２２−Ｙ）にはステップＳ２３に進み、そうでない場合（ステップＳ２２−Ｎ）にはステップＳ２５に進む。
【００７３】
ステップＳ２３では、ＥＣＵ３０により、回生をしないと決定される。ＥＣＵ３０は、油圧あるいは電気による回生を行わず、エンジンブレーキと機械ブレーキでハイブリッド車両１００の運動エネルギーを消費すると決定する。ステップＳ２３が実行されると、本フローは終了し、図１のステップＳ４に移行する。
【００７４】
ステップＳ２４では、ＥＣＵ３０により、油圧で回生すると決定される。ＥＣＵ３０は、油圧システム３による回生をＭ／Ｇ４による回生よりも優先すると決定する。ここで、油圧による回生を優先するとは、油圧による回生および電気による回生のうち油圧による回生の割合が高いことを示す。例えば、油圧による回生を優先する場合、Ｍ／Ｇ４による回生を行わず、油圧システム３による回生で要求回生量を実現する。ステップＳ２４が実行されると、本フローは終了し、図１のステップＳ４に移行する。
【００７５】
ステップＳ２５では、ＥＣＵ３０により、電気で回生すると決定される。ＥＣＵ３０は、Ｍ／Ｇ４による回生を油圧システム３による回生よりも優先すると決定する。ここで、電気による回生を優先するとは、油圧による回生および電気による回生のうち電気による回生の割合が高いことを示す。例えば、電気による回生を優先する場合、油圧システム３による回生を行わず、Ｍ／Ｇ４による回生で要求回生量を実現する。ステップＳ２５が実行されると、本フローは終了し、図１のステップＳ４に移行する。
【００７６】
力行手段あるいは回生手段の選定が行われてステップＳ４に移行すると、ＥＣＵ３０により、判定後の運転結果が実行される。ＥＣＵ３０は、力行時であれば、力行手段の選定フロー（図２）で選定された力行手段によってハイブリッド車両１００を走行させる。また、ＥＣＵ３０は、回生時であれば、回生手段の選定フロー（図３）で選定された回生手段によって回生を行わせる。ステップＳ４が実行されると、本制御フローは終了する。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態の車両制御装置１−１は、車両の走行負荷が大きい場合、走行負荷が小さい場合よりも油圧システム３およびＭ／Ｇ４のうち油圧システム３が出力する動力の割合を高める。これにより、油圧システム３を高い出力効率で動作させることができ、ハイブリッド車両１００におけるエネルギーの利用効率を向上させることができる。また、車両制御装置１−１は、走行負荷が小さい場合、走行負荷が大きい場合よりもＭ／Ｇ４が出力する動力の割合を高める。これにより、Ｍ／Ｇ４を高い出力効率で動作させることができ、ハイブリッド車両１００におけるエネルギーの利用効率を向上させることができる。従って、本実施形態の車両制御装置１−１は、ハイブリッド車両１００のシステム効率を向上させることができる。
【００７８】
なお、本実施形態では、車速と要求トルクとに関して定められた領域α，β，γに基づいて油圧システム３およびＭ／Ｇ４が出力する動力の割合が決定されたが、これには限定されない。油圧システム３およびＭ／Ｇ４が出力する動力の割合は、ハイブリッド車両１００の走行負荷に基づいて決定されればよい。走行負荷は、要求トルクや要求駆動力だけでなく、アクセル開度やスロットル開度、走行環境や車両状態等を含むものである。
【００７９】
例えば、車速にかかわらず要求トルクに基づいて油圧システム３およびＭ／Ｇ４が出力する動力の割合が決定されてもよい。また、油圧システム３の出力効率とＭ／Ｇ４の出力効率との大小関係に基づいて油圧システム３およびＭ／Ｇ４が出力する動力の割合が決定されてもよい。一例として、油圧システム３の出力効率がＭ／Ｇ４の出力効率よりも高くなるトルク領域では油圧システム３が出力する動力の割合を高め、Ｍ／Ｇ４の出力効率が油圧システム３の出力効率よりも高くなるトルク領域ではＭ／Ｇ４が出力する動力の割合を高めるようにしてもよい。この場合、油圧システム３の出力効率がＭ／Ｇ４の出力効率よりも高くなるほど油圧システム３が出力する動力の割合を高めてもよく、Ｍ／Ｇ４の出力効率が油圧システム３の出力効率よりも高くなるほどＭ／Ｇ４が出力する動力の割合を高めてもよい。
【００８０】
また、車速０からの発進時や登坂時など、走行負荷が大きくなる走行状況や走行環境において油圧システム３が出力する動力の割合が高められてもよい。また、積載荷重が大きい場合に、積載荷重が小さい場合よりも油圧システム３が出力する動力の割合が高められてもよい。
【００８１】
本実施形態では、ハイブリッド車両１００がエンジン１を備えているが、これに限定されるものではなく、ハイブリッド車両１００はエンジン１を備えていなくてもよい。また、油圧システム３は、図示したものには限定されない。油圧システム３は、蓄圧された作動流体の圧力を動力に変換して出力すること、および入力される動力を作動流体の圧力に変換して蓄圧することができるものであればよい。
【００８２】
（実施形態の第１変形例）
実施形態の第１変形例について説明する。上記実施形態の車両制御装置１−１の適用対象は、図４に示すハイブリッド車両１００には限定されない。車両制御装置１−１は、例えば、図８に示すハイブリッド車両１１０に適用されてもよい。図８は、本変形例に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。
【００８３】
ハイブリッド車両１１０のハイブリッドシステム１１０Ａにおいて、上記実施形態のハイブリッドシステム１００Ａと異なる点は、第一クラッチＣ１がＴ／Ｍ２と第一ギアＧ１との間に設けられている点である。このようにＴ／Ｍ２の後に第一クラッチＣ１を設けることで、Ｍ／Ｇ４や油圧システム３でＨＶ走行するときのエンジンフリクションやＴ／Ｍ２のロスを低減することができる。例えば、油圧走行時やＥＶ走行時に第一クラッチＣ１を開放状態とすることで、上記ロスを低減することができる。
【００８４】
（実施形態の第２変形例）
車両制御装置１−１は、図９に示すハイブリッド車両１２０に適用されてもよい。図９は、本変形例に係るハイブリッド車両の概略構成を示す図である。ハイブリッド車両１２０のハイブリッドシステム１２０Ａにおいて、上記実施形態のハイブリッドシステム１００Ａと異なる点は、ＴＨＳ（Ｔｏｙｏｔａ  Ｈｙｂｒｉｄ  Ｓｙｓｔｅｍ）８を備える点である。上記実施形態のハイブリッドシステム１００Ａと異なり、本変形例のハイブリッドシステム１２０Ａでは、Ｍ／ＧがＴＨＳ８内に設けられている。
【００８５】
本変形例のハイブリッドシステム１２０Ａは、ＴＨＳ８と１モータの油圧システム３が並列に配置されている。ＴＨＳ８は、図示しないＭ／Ｇおよび遊星歯車機構等の動力分割機構を有している。エンジン１が出力する動力は、動力分割機構においてＭ／Ｇと出力軸８ｂとに分割可能となっている。また、ＴＨＳ８のＭ／Ｇは、駆動輪７に動力を出力する電動機として機能すること、およびエンジン１や駆動輪７から伝達される動力によって駆動されて発電する発電機として機能することが可能である。
【００８６】
こうしたハイブリッドシステム１２０Ａにおいても、車両の走行負荷が大きい場合、走行負荷が小さい場合よりも油圧システム３およびＭ／Ｇのうち油圧システム３が出力する動力の割合を高めることで、ハイブリッド車両１２０のシステム効率を向上させることができる。また、走行負荷が小さい場合、走行負荷が大きい場合よりもＭ／Ｇが出力する動力の割合を高めることで、Ｍ／Ｇを高い出力効率で動作させることができ、ハイブリッド車両１２０のシステム効率を向上させることができる。
【００８７】
上記の実施形態および変形例に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上のように、本発明にかかる車両制御装置は、車両のシステム効率の向上に適している。
【符号の説明】
【００８９】
１−１  車両制御装置
１  エンジン
３  油圧システム
３１  アキュームレータ
３２  油圧ポンプモータ
４  Ｍ／Ｇ
６  インバータ
３０  ＥＣＵ
１００，１１０，１２０  ハイブリッド車両
１００Ａ，１１０Ａ，１２０Ａ  ハイブリッドシステム
【図１】
2012106682.tif 000003
【図２】
2012106682.tif 000004
【図３】
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【図４】
2012106682.tif 000006
【図５】
2012106682.tif 000007
【図６】
2012106682.tif 000008
【図７】
2012106682.tif 000009
【図８】
2012106682.tif 000010
【図９】
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