(57)【要約】【課題】クラッチの磨耗の進行を抑制することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】入力軸１１にクラッチ２７を介して内燃機関２が接続されるとともにＭＧ３が接続され、出力軸１２が駆動輪５と動力伝達可能に接続された変速機１０を備えたハイブリッド車両１に適用され、ＭＧ３と接続されたバッテリ４の蓄電率が目標蓄電率以下の場合には、内燃機関２でＭＧ３を回転駆動してバッテリ４の充電を行う制御装置において、車両１の走行環境が所定の特定走行環境であり、かつ車両１が停止している場合にクラッチ２７の磨耗の度合が高いときには磨耗の度合が低いときよりも目標蓄電率を高くする。【選択図】図３
2013119317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関がクラッチを介して接続された入力軸と、駆動輪と動力伝達可能に接続された出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間に介在し、かつ互いに変速比が相違する複数の変速ギア対と、を有し、前記複数の変速ギア対のうちのいずれか一つの変速ギア対による前記入力軸から前記出力軸への回転伝達を選択的に成立させることにより変速段を切り替える変速機と、
前記入力軸と接続されたモータ・ジェネレータと、
前記モータ・ジェネレータと電気的に接続されたバッテリと、を備えたハイブリッド車両に適用され、
前記車両が停止しているときに前記バッテリの蓄電率が目標蓄電率以下の場合には、前記内燃機関で前記モータ・ジェネレータを回転駆動して発電し、前記バッテリの充電を行う充電制御手段を備えた制御装置において、
前記クラッチの磨耗の度合を取得する磨耗度取得手段と、
前記車両の走行環境が、所定時間内に前記車両の発進及び停止が繰り返し行われる頻度が基準値以上になる走行環境及び前記内燃機関で前記車両を発進させた場合に前記クラッチに掛かる負荷が基準負荷以上になる走行環境を含む特定走行環境であるか否か判定する走行環境判定手段と、
前記走行環境判定手段により前記車両の走行環境が前記特定走行環境であると判定され、かつ前記車両が停止している場合に前記磨耗度取得手段により取得された磨耗の度合が高いときには、前記磨耗度取得手段により取得された磨耗の度合が低いときよりも前記目標蓄電率を高くする目標蓄電率変更手段と、を備えている制御装置。
【請求項２】
前記目標蓄電率変更手段は、前記磨耗度取得手段により取得された磨耗の度合が高いほど前記目標蓄電率を高くする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記バッテリの劣化の度合を取得する劣化度取得手段と、
前記劣化度取得手段により取得された劣化の度合が所定の判定劣化度以上かつ前記磨耗度取得手段により取得された磨耗の度合が所定の判定磨耗度未満の場合には、前記目標蓄電率変更手段による前記目標蓄電率の変更を禁止し、前記劣化度取得手段により取得された劣化の度合が前記判定劣化度未満の場合には、前記目標蓄電率変更手段による前記目標蓄電率の変更を許可する変更禁止手段と、をさらに備えている請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記劣化度取得手段により取得された劣化の度合が前記判定劣化度以上かつ前記磨耗度取得手段により取得された磨耗の度合が前記判定磨耗度未満の場合には、前記車両を前記内燃機関で発進させ、前記劣化度取得手段により取得された劣化の度合が前記判定劣化度未満の場合には、前記モータ・ジェネレータで前記車両を発進させる発進制御手段をさらに備えている請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記目標蓄電率変更手段は、前記走行環境判定手段により前記車両の走行環境が前記特定走行環境であると判定され、かつ前記車両が走行中の場合にも、前記磨耗度取得手段により取得された磨耗の度合が高いときには、前記磨耗度取得手段により取得された磨耗の度合が低いときよりも前記目標蓄電率を高くする請求項１〜４のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関とモータ・ジェネレータとが動力源として搭載され、前記内燃機関の出力軸にクラッチを介して変速機が接続されているハイブリッド車両に適用される制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関とモータ・ジェネレータとが動力源として搭載され、内燃機関の出力軸にクラッチを介して変速機が接続されるとともにモータ・ジェネレータがその変速機の入力軸に動力を出力可能に接続されたハイブリッド車両が知られている。このような車両に適用される制御装置として、車両の停止中にバッテリを充電する場合には変速機を入力軸と出力軸との間の動力伝達が遮断されるニュートラル状態にし、内燃機関でモータ・ジェネレータを駆動してバッテリの充電を行う装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５９９６７号公報
【特許文献２】特開平０８−１６８１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
周知のように車両が渋滞に巻き込まれると、車両の発進及び停止が短時間で繰り返し行われる。このような場合に特許文献１に示されているような車両では、バッテリの残量が少ないと内燃機関で車両を発進させることになる。この場合にはクラッチの操作頻度が増加するため、クラッチの磨耗が進行し易い。また、このような車両が登坂路で停車している場合にも、バッテリの残量が少ないと内燃機関で車両を発進させることになる。この場合にはクラッチで伝達すべき負荷が増加するため、クラッチの磨耗が進行し易い。特許文献１の装置では、車両の停止時にバッテリに溜めておくべき目標蓄電率を変化させていない。そのため、車両がこのようなクラッチの操作頻度が増加したりクラッチの負荷が増加したりするような状態になった際にバッテリの残量が少なくなり、クラッチの磨耗が進行するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、クラッチの磨耗の進行を抑制することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の制御装置は、内燃機関と、前記内燃機関がクラッチを介して接続された入力軸と、駆動輪と動力伝達可能に接続された出力軸と、前記入力軸と前記出力軸との間に介在し、かつ互いに変速比が相違する複数の変速ギア対と、を有し、前記複数の変速ギア対のうちのいずれか一つの変速ギア対による前記入力軸から前記出力軸への回転伝達を選択的に成立させることにより変速段を切り替える変速機と、前記入力軸と接続されたモータ・ジェネレータと、前記モータ・ジェネレータと電気的に接続されたバッテリと、を備えたハイブリッド車両に適用され、前記車両が停止しているときに前記バッテリの蓄電率が目標蓄電率以下の場合には、前記内燃機関で前記モータ・ジェネレータを回転駆動して発電し、前記バッテリの充電を行う充電制御手段を備えた制御装置において、前記クラッチの磨耗の度合を取得する磨耗度取得手段と、前記車両の走行環境が、所定時間内に前記車両の発進及び停止が繰り返し行われる頻度が基準値以上になる走行環境及び前記内燃機関で前記車両を発進させた場合に前記クラッチに掛かる負荷が基準負荷以上になる走行環境を含む特定走行環境であるか否か判定する走行環境判定手段と、前記走行環境判定手段により前記車両の走行環境が前記特定走行環境であると判定され、かつ前記車両が停止している場合に前記磨耗度取得手段により取得された磨耗の度合が高いときには、前記磨耗度取得手段により取得された磨耗の度合が低いときよりも前記目標蓄電率を高くする目標蓄電率変更手段と、を備えている（請求項１）。
【０００７】
所定時間内に車両の発進及び停止が繰り返し行われる頻度が多い場合、例えば車両が渋滞に巻き込まれた場合等に内燃機関で車両を発進させるとクラッチの磨耗が進行し易くなる。また、内燃機関で車両を発進させた場合にクラッチに掛かる負荷が大きくなる場合、例えば急な登り坂で停車している場合等にも内燃機関で車両を発進させるとクラッチの磨耗が進行し易い。本発明では、車両の走行環境がこのような特定走行環境であり、かつ停車中の場合に、クラッチの磨耗の度合が高いときには目標蓄電率を高くする。これにより車両の発進時までにバッテリの蓄電率を高くすることができる。バッテリの蓄電率が高い場合にはモータ・ジェネレータで車両を発進させることができる。そのため、このように目標蓄電率を変更することにより、内燃機関で車両を発進させる頻度を低減できる。従って、クラッチの磨耗の進行を抑制できる。
【０００８】
本発明の制御装置の一形態において、前記目標蓄電率変更手段は、前記磨耗度取得手段により取得された磨耗の度合が高いほど前記目標蓄電率を高くしてもよい（請求項２）。この場合、クラッチの磨耗の度合が高くなるほど停車中にバッテリの充電が行われ易くなる。そのため、より確実にモータ・ジェネレータで車両を発進させることができる。従って、クラッチの磨耗の進行を適切に抑制できる。
【０００９】
本発明の制御装置の一形態においては、前記バッテリの劣化の度合を取得する劣化度取得手段と、前記劣化度取得手段により取得された劣化の度合が所定の判定劣化度以上かつ前記磨耗度取得手段により取得された磨耗の度合が所定の判定磨耗度未満の場合には、前記目標蓄電率変更手段による前記目標蓄電率の変更を禁止し、前記劣化度取得手段により取得された劣化の度合が前記判定劣化度未満の場合には、前記目標蓄電率変更手段による前記目標蓄電率の変更を許可する変更禁止手段と、をさらに備えていてもよい（請求項３）。この形態では、クラッチの磨耗の度合が低く、かつバッテリの劣化の度合が高い場合には目標蓄電率の変更が禁止されるので、停車中にバッテリの充電が行われ難くなる。そのため、この場合にはバッテリの劣化の進行を抑制できる。一方、バッテリの劣化の度合が低い場合には目標蓄電率の変更が許可されるので、クラッチの磨耗の進行を抑制できる。このようにこの形態では、クラッチの磨耗の進行を抑制できるとともにバッテリの劣化の進行を抑制できる。
【００１０】
この形態においては、前記劣化度取得手段により取得された劣化の度合が前記判定劣化度以上かつ前記磨耗度取得手段により取得された磨耗の度合が前記判定磨耗度未満の場合には、前記車両を前記内燃機関で発進させ、前記劣化度取得手段により取得された劣化の度合が前記判定劣化度未満の場合には、前記モータ・ジェネレータで前記車両を発進させる発進制御手段をさらに備えていてもよい（請求項４）。この形態によれば、バッテリの劣化の度合が高い場合には車両の発進にモータ・ジェネレータが使用されないので、バッテリの充放電の頻度を低下させることができる。そのため、バッテリの劣化の進行をさらに抑制できる。一方、バッテリの劣化の度合が低い場合にはモータ・ジェネレータで車両を発進させるので、クラッチの磨耗の進行を抑制できる。
【００１１】
本発明の制御装置の一形態において、前記目標蓄電率変更手段は、前記走行環境判定手段により前記車両の走行環境が前記特定走行環境であると判定され、かつ前記車両が走行中の場合にも、前記磨耗度取得手段により取得された磨耗の度合が高いときには、前記磨耗度取得手段により取得された磨耗の度合が低いときよりも前記目標蓄電率を高くしてもよい（請求項５）。このように目標蓄電率を変更することにより、バッテリの蓄電率を高い状態に維持できる。そのため、車両の発進時にバッテリの蓄電率が不足することを抑制できる。これにより内燃機関で車両を発進させる頻度をさらに低減できるので、クラッチの磨耗の進行をさらに抑制できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上に説明したように、本発明の制御装置によれば、車両の走行環境が特定走行環境であり、かつ停車中の場合に、クラッチの磨耗の度合が高いときには目標蓄電率を高くするので、モータ・ジェネレータで車両を発進させることができる。これにより内燃機関で車両を発進させる頻度を低減できるので、クラッチの磨耗の進行を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた車両を概略的に示す図。
【図２】クラッチの磨耗の度合のクラッチのアクチュエータの電流値との関係を示す図。
【図３】制御装置が実行する車両制御ルーチンを示すフローチャート。
【図４】クラッチの磨耗の度合と目標蓄電率との関係を示す図。
【図５】制御装置が実行する車両制御ルーチンの変形例を示すフローチャート。
【図６】図５に続くフローチャート。
【図７】制御装置が実行する車両制御ルーチンの他の変形例を示すフローチャート。
【図８】図７に続くフローチャート。
【図９】クラッチの磨耗の度合及びバッテリの劣化の度合とクラッチ保護フラグ及びバッテリ保護フラグとの関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた車両を概略的に示している。この車両１は、動力源として内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）２及びモータ・ジェネレータ（以下、ＭＧと略称することがある。）３を備えている。すなわち、この車両１はハイブリッド車両として構成されている。エンジン２は、複数の気筒を有する周知の火花点火式内燃機関である。ＭＧ３は、ハイブリッド車両に搭載されて電動機及び発電機として機能する周知のものである。ＭＧ３は、ロータ軸３ａと一体回転するロータ３ｂと、ロータ３ｂの外周に同軸に配置されて不図示のケースに固定されたステータ３ｃとを備えている。ＭＧ３は、バッテリ４と電気的に接続されている。バッテリ４は、ＭＧ３が電動機として機能する場合にはＭＧ３に電気を供給でき、ＭＧ３が発電機として機能する場合にはＭＧ３で発生した電気を充電できるように構成されている。
【００１５】
車両１には変速機１０が搭載され、エンジン２及びＭＧ３は変速機１０と接続されている。また、変速機１０には、車両１の駆動輪５に動力を出力するための出力部６も接続されている。出力部６は、出力ギア７と、駆動輪５に連結されたデファレンシャル機構８とを備えている。出力ギア７は、変速機１０の出力軸１２に一体回転するように取り付けられている。また、出力ギア７は、デファレンシャル機構８のケースに設けられたリングギア８ａと噛み合っている。デファレンシャル機構８は、伝達された動力を左右の駆動輪５に分配する周知のものである。
【００１６】
変速機１０は、入力軸１１と、出力軸１２と、入力軸１１と出力軸１２との間に設けられた常時噛み合い式の第１〜第５変速ギア対Ｇ１〜Ｇ５とを備えている。第１変速ギア対Ｇ１は互いに噛み合う第１ドライブギア１３及び第１ドリブンギア１４にて構成され、第２変速ギア対Ｇ２は互いに噛み合う第２ドライブギア１５及び第２ドリブンギア１６にて構成されている。第３変速ギア対Ｇ３は互いに噛み合う第３ドライブギア１７及び第３ドリブンギア１８にて構成され、第４変速ギア対Ｇ４は互いに噛み合う第４ドライブギア１９及び第４ドリブンギア２０にて構成されている。第５変速ギア対Ｇ５は互いに噛み合う第５ドライブギア２１及び第５ドリブンギア２２にて構成されている。各変速ギア対Ｇ１〜Ｇ５には互いに異なる変速比が設定されている。変速比は、第１変速ギア対Ｇ１、第２変速ギア対Ｇ２、第３変速ギア対Ｇ３、第４変速ギア対Ｇ４、第５変速ギア対Ｇ５の順に小さくなるように設定されている。そのため、第１変速ギア対Ｇ１が１速に対応し、第２変速ギア対が２速に対応する。また、第３変速ギア対Ｇ３が３速に対応し、第４変速ギア対Ｇ４が４速に対応する。そして、第５変速ギア対Ｇ５が５速に対応する。
【００１７】
第１ドライブギア１３及び第２ドライブギア１５は、入力軸１１と一体に回転するように入力軸１１に固定されている。一方、第３〜第５ドライブギア１７、１９、２１は、入力軸１１に対して相対回転可能なように入力軸１１に支持されている。この図に示したようにこれらのギアは、第１ドライブギア１３、第２ドライブギア１５、第３ドライブギア１７、第４ドライブギア１９、第５ドライブギア２１の順番で軸線方向に並ぶように配置されている。第１ドリブンギア１４及び第２ドリブンギア１６は、出力軸１２に対して相対回転可能なように出力軸１２に支持されている。一方、第３〜第５ドリブンギア１８、２０、２２は、出力軸１２と一体に回転するように出力軸１２に固定されている。
【００１８】
出力軸１２には、第１スリーブ２３が設けられている。第１スリーブ２３は、出力軸１２と一体に回転し、かつ回転軸線方向に移動可能なように出力軸１２に支持されている。この図に示すように第１スリーブ２３は、第１ドリブンギア１４と第２ドリブンギア１６との間に設けられている。第１スリーブ２３は、出力軸１２と第１ドリブンギア１４とが一体に回転するように第１ドリブンギア１４と噛み合う１速位置と、出力軸１２と第２ドリブンギア１６とが一体に回転するように第２ドリブンギア１６と噛み合う２速位置と、第１ドリブンギア１４及び第２ドリブンギア１６のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。
【００１９】
入力軸１１には、第２スリーブ２４及び第３スリーブ２５が設けられている。これらのスリーブ２４、２５は、入力軸１１と一体に回転し、かつ軸線方向に移動可能なように入力軸１１に支持されている。この図に示すように第２スリーブ２４は、第３ドライブギア１７と第４ドライブギア１９との間に設けられている。第３スリーブ２５は、第５ドライブギア２１の隣りに設けられている。第２スリーブ２４は、入力軸１１と第３ドライブギア１７とが一体に回転するように第３ドライブギア１７と噛み合う３速位置と、入力軸１１と第４ドライブギア１９とが一体に回転するように第４ドライブギア１９と噛み合う４速位置と、第３ドライブギア１７及び第４ドライブギア１９のいずれとも噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。第３スリーブ２５は、入力軸１１と第５ドライブギア２１とが一体に回転するように第５ドライブギア２１と噛み合う５速位置と、第５ドライブギア２１と噛み合わない解放位置とに切り替え可能に設けられている。
【００２０】
この変速機１０では、第１スリーブ２３が１速位置に、第２スリーブ２４及び第３スリーブ２５が解放位置にそれぞれ切り替えられた場合に１速になり、第１スリーブ２３が２速位置に、第２スリーブ２４及び第３スリーブ２５が解放位置にそれぞれ切り替えられた場合に２速になる。また、第２スリーブ２４が３速位置に、第１スリーブ２３及び第３スリーブ２５が解放位置にそれぞれ切り替えられた場合に３速になり、第２スリーブ２４が４速位置に、第１スリーブ２３及び第３スリーブ２５が解放位置にそれぞれ切り替えられた場合に４速になる。そして、第３スリーブ２５が５速位置に、第１スリーブ２３及び第２スリーブ２４が解放位置にそれぞれ切り替えられた場合に５速になる。第１スリーブ２３、第２スリーブ２４及び第３スリーブ２５がいずれも解放位置に切り替えられた場合に入力軸１１と出力軸１２との間の動力伝達が遮断される。以降、この状態をニュートラル状態と称することがある。変速機１０には、変速機１０の状態が上述した１速〜５速及びニュートラル状態に切り替わるように第１スリーブ２３、第２スリーブ２４及び第３スリーブ２５の動作を制御するアクチュエータ２６が設けられている。
【００２１】
なお、図示は省略したが出力軸１２には、第１スリーブ２３と第１ドリブンギア１４とを噛み合わせる際及び第１スリーブ２３と第２ドリブンギア１６とを噛み合わせる際に第１スリーブ２３とドリブンギア１４、１６との回転を同期させる複数のシンクロ機構が設けられている。また、入力軸１１には、第２スリーブ２４と第３ドライブギア１７とを噛み合わせる際、第２スリーブ２４を第４ドライブギア１９と噛み合わせる際及び第３スリーブ２５を第５ドライブギア２１と噛み合わせる際に、スリーブ２４、２５とドライブギア１７、１９、２１との回転を同期させる複数のシンクロ機構が設けられている。これらシンクロ機構には、摩擦係合により回転を同期させるシンクロ機構、例えば周知のキー式シンクロメッシュ機構を用いればよい。そのため、シンクロ機構の詳細な説明は省略する。
【００２２】
この図に示すように入力軸１１には、クラッチ２７を介してエンジン２の出力軸２ａが接続されている。また、入力軸１１にはＭＧ３のロータ軸３ａも接続されている。クラッチ２７は周知の摩擦クラッチであり、第１クラッチプレート２７ａ及び第２クラッチプレート２７ｂを備えている。第１クラッチプレート２７ａはエンジン２の出力軸２ａに連結され、第２クラッチプレート２７ｂは変速機１０の入力軸１１に連結されている。第２クラッチプレート２７ｂは、第１クラッチプレート２７ａと接触する係合位置と、第１クラッチプレート２７ａから離れる解放位置との間で移動可能なように設けられている。図示は省略したが、クラッチ２７には第２クラッチプレート２７ｂを係合位置に付勢するダイヤフラムが設けられている。また、クラッチ２７には第２クラッチプレート２７ｂをダイヤフラムに抗して解放位置に駆動するための電動式のアクチュエータ２８が設けられている。そのため、クラッチ２７はアクチュエータ２８による第２クラッチプレート２７ｂの駆動が行われていない場合には第２クラッチプレート２７ｂが係合位置に移動する、いわゆるノーマルクローズのクラッチである。なお、このクラッチ２７は、アクチュエータ２８で一対のクラッチプレート２７ａ、２７ｂ間の摩擦力を調整することにより、一対のクラッチプレート２７ａ、２７ｂが接触しつつ相対回転する、いわゆる半クラッチの状態にも切り替え可能である。このクラッチ２７では、ダイヤフラムによって第２クラッチプレート２７ｂが第１クラッチプレート２７ａに押し付けられるとこれらのクラッチプレート２７ａ、２７ｂが一体に回転し、エンジン２と入力軸１１との間で動力が伝達される。以降、この状態を係合状態と称することがある。一方、アクチュエータ２８により第２クラッチプレート２７ｂが離間位置に駆動されるとエンジン２と入力軸１１との間の動力伝達が遮断される。以降、この状態を解放状態と称することがある。そして、クラッチ２７が半クラッチの状態になるとエンジン２の動力の一部が入力軸１１に伝達される。
【００２３】
エンジン２、ＭＧ３、変速機１０及びクラッチ２７の動作は、制御装置４０にて制御される。制御装置４０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットとして構成されている。制御装置４０は、車両１を適切に走行させるための各種制御プログラムを保持している。制御装置４０は、これらのプログラムを実行することによりエンジン２、ＭＧ３等の制御対象に対する制御を行っている。制御装置４０には、車両１に係る情報を取得するための種々のセンサが接続されている。制御装置４０には、例えば車両１の速度（車速）に対応した信号を出力する車速センサ４１、バッテリ４の充電状態（蓄電率）に対応した信号を出力するＳＯＣセンサ４２及びアクセル開度に対応した信号を出力するアクセル開度センサ４３等が接続されている。この他にも種々のセンサが接続されているが、それらの図示は省略した。また、制御装置４０には運転者が操作するシフトレバー４４も接続されている。この他にも運転者が操作する種々のレバーやスイッチ等が接続されているが、これらの図示も省略した。さらに車両１に自車両の現在位置や渋滞情報等を運転者に示すナビゲーションシステムが搭載されている場合には、そのナビゲーションシステムも制御装置４０に接続されている。
【００２４】
次に制御装置４０が実行する制御について説明する。制御装置４０は、車両１が走行中の場合には運転者が要求する駆動力に応じてエンジン２及びＭＧ３を制御する。例えば、運転者の要求駆動力が予め設定した判定駆動力未満の場合にはＭＧ３のみで車両１を駆動する。この場合、制御装置４０はエンジン２を停止させ、クラッチ２７を解放状態に切り替える。以下、このようにＭＧ３のみで車両１を走行させる場合をＥＶ走行と称することがある。なお、判定駆動力は例えばＭＧ３から出力可能な動力の上限値に基づいて適宜に設定すればよい。一方、要求駆動力が判定駆動力以上になるとエンジン２のみで車両１を駆動する。以降、このようにエンジン２のみで車両１を走行させる場合をエンジン走行と称することがある。なお、ＥＶ走行からエンジン走行に切り替える場合には、制御装置４０はまずエンジン２を始動し、その後クラッチ２７を解放状態から係合状態に切り替える。以降、このように要求駆動力に応じてＥＶ走行とエンジン走行とを切り替える制御を通常走行制御と称することがある。
【００２５】
制御装置４０は、車両１が減速している場合にはＭＧ３を電動機として機能させ、ＭＧ３で回生発電を行う。回生発電で発生した電気はバッテリ４に充電される。また、制御装置４０は車両１が停止するとクラッチ２７を解放状態に切り替える。これによりエンジン２の動力が駆動輪５に伝達されることを防止できる。
【００２６】
また、制御装置４０は、シフトレバー４４が操作された場合に変速機１０の状態がシフトレバー４４が動かされた位置に対応する状態に切り替わるようにアクチュエータ２６及びクラッチ２７の動作を制御する。この場合、制御装置４０は、まずクラッチ２７を解放状態に切り替える。次に制御装置４０は、変速機１０の状態をシフトレバー４４が動かされた位置に対応する状態、例えば１速〜５速又はニュートラル状態に切り替える。その後、制御装置４０はクラッチ２７を係合状態に切り替える。このように変速機１０は、いわゆるセミオートマチック式の変速機である。
【００２７】
制御装置４０は、このように変速機１０の変速段を切り替える場合にクラッチ２７の磨耗の度合を取得する。上述したようにクラッチ２７はアクチュエータ２８による第２クラッチプレート２７ｂの駆動が行われていない場合にはダイヤフラムにより第２クラッチプレート２７ｂが第１クラッチプレート２７ａに押し付けられている。ダイヤフラムの押し付け力は、クラッチプレート２７ａ、２７ｂの磨耗が進行するほど強くなる。そのため、クラッチプレート２７ａ、２７ｂの磨耗が進行するほどクラッチ２７を係合状態から解放状態に切り替える際にアクチュエータ２８に供給すべき電流が高くなる。そこで、制御装置４０は、クラッチ２７を係合状態から解放状態に切り替える際にアクチュエータ２８に供給された電流値に基づいてクラッチ２７の磨耗の度合を取得する。具体的には、図２に示したようなクラッチ２７を係合状態から解放状態に切り替える際のアクチュエータ２８の電流値とクラッチ２７の磨耗の度合との関係を、予め実験や数値計算等により求めて制御装置４０のＲＯＭにマップとして記憶させておく。そして、クラッチ２７が係合状態から解放状態に切り替えられたときにアクチュエータ２８に供給された電流値とこのマップとを参照してクラッチ２７の磨耗の度合を取得すればよい。このようにクラッチ２７の磨耗の度合を取得することにより、制御装置４０が本発明の磨耗度取得手段として機能する。なお、取得されたクラッチ２７の磨耗の度合は制御装置４０のＲＡＭに記憶され、制御装置４０が実行する他の制御ルーチンで使用される。
【００２８】
制御装置４０は、バッテリ４の蓄電率が目標蓄電率以下になるとＭＧ３を発電機として機能させ、エンジン２でＭＧ３を駆動して発電を行う。そして、これによりバッテリ４の充電を行う。なお、停車中にバッテリ４の蓄電率が目標蓄電率以下になった場合には、制御装置４０はまず変速機１０をニュートラル状態に切り替え、続いてクラッチ２７を係合状態に切り替える。その後、ＭＧ３をエンジン２で回転駆動して発電を行い、バッテリ４を充電する。このようにバッテリ４の充電を行うことにより制御装置４０が本発明の充電制御手段として機能する。なお、目標蓄電率には、例えば回生発電による電気をバッテリ４に充電可能な程度の空きがある蓄電率が設定される。以降、このように設定される目標蓄電率を通常時目標蓄電率を称することがある。
【００２９】
制御装置４０は、車両１の走行環境が予め設定した特定走行環境であり、かつ車両１が停止中の場合にはクラッチ２７の磨耗の度合に応じて目標蓄電率を変更する。特定走行環境には、所定時間内に車両１の発進及び停止が繰り返し行われる頻度が基準値以上になる走行環境が設定される。例えば車両１が渋滞に巻き込まれた場合等にこのような走行環境になる。基準値には、例えば車両１の発進を全てエンジン２で行った場合にクラッチ２７の磨耗が進行し易くなる回数が設定される。なお、このような基準値はクラッチ２７の仕様等に応じて変化する。そのため、基準値はその仕様等に応じて適宜に設定すればよい。また、特定走行環境には、車両１の発進時にエンジン２で車両１を発進させた場合にクラッチ２７に掛かる負荷が所定の基準負荷以上になる走行環境も設定される。例えば、車両１が急な登り坂で停止している場合等にこのような走行環境になる。基準負荷には、例えばエンジン２で車両１を発進させる際にクラッチ２７の磨耗が進行し易くなる負荷が設定される。なお、このような基準負荷もクラッチ２７の仕様等に応じて変化する。そのため、基準負荷もその仕様等に応じて適宜に設定すればよい。
【００３０】
このような特定走行環境では、エンジン２で車両１を発進させるとクラッチ２７の磨耗が進行し易くなる。そこで、制御装置４０は、このような特定走行環境ではＭＧ３で車両１を発進させることが可能なようにクラッチ２７の磨耗の度合が高いほど停車中の目標蓄電率を高くする。図３は、制御装置４０が車両１の走行環境に応じて車両１の状態を制御するために実行する車両制御ルーチンを示している。この制御ルーチンは、車両１の走行状態に拘わらず所定の周期で繰り返し実行される。また、この制御ルーチンは、制御装置４０が実行する他の制御ルーチンと並行に実行される。
【００３１】
この制御ルーチンにおいて制御装置４０は、まずステップＳ１１で車両１の状態を取得する。車両１の状態としては車速、バッテリ４の蓄電率及びアクセル開度等が取得される。また、バッテリ４の劣化の度合及び上述したクラッチ２７の磨耗の度合も取得される。なお、バッテリ４の劣化の度合は、例えば充放電が行われた回数等に基づいて周知の方法で取得すればよい。さらに制御装置４０にナビゲーションシステムが接続されている場合には自車両の現在位置や渋滞情報等も取得される。
【００３２】
次のステップＳ１２において制御装置４０は、車両１の走行環境が上述した特定走行環境か否か判定する。なお、車両１の走行環境が上述した特定走行環境か否かは、例えばナビゲーションシステムから取得した情報で判定すればよい。具体的には、ナビゲーションシステムから得られた情報において渋滞している道路上に車両１の現在位置がある場合に車両１の走行環境が特定走行環境であると判定すればよい。また、ナビゲーションシステムから得られた情報において急な登り坂上に車両１の現在位置がある場合に車両１の走行環境が特定走行環境であると判定してもよい。なお、車両１のナビゲーションシステムが搭載されていない場合には、例えば所定時間内に車両１の発進及び停止が繰り返し行われた回数が上述した基準値以上の場合に車両１の走行環境が特定走行環境であると判定すればよい。また、車両１に車両１の前後方向の角度を検出するセンサを設け、車両１の前後方向の角度が予め設定した閾値以上の場合に車両１の走行環境が特定走行環境であると判定してもよい。なお、この処理を実行することにより本発明の制御装置４０が本発明の走行環境判定手段として機能する。車両１の走行環境が特定走行環境ではないと判定した場合には今回の制御ルーチンを終了する。
【００３３】
一方、車両１の走行環境が特定走行環境であると判定した場合はステップＳ１３に進み、制御装置４０は車両１が停止中か否か判定する。この判定は車速に基づいて行えばよい。車両１が走行中と判定した場合はステップＳ１４に進み、制御装置４０は上述した通常走行制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３４】
一方、停車中であると判定した場合はステップＳ１５に進み、制御装置４０はクラッチ２７の磨耗の度合に基づいて目標蓄電率を変更する。図４は、クラッチ２７の磨耗の度合と目標蓄電率との関係を示している。この図に示したようにクラッチ２７の磨耗の度合が高いほど目標蓄電率に大きい値が設定される。なお、この図に破線で示した目標蓄電率が通常時目標蓄電率である。そのため、クラッチ２７の磨耗の度合に基づいて目標蓄電率を変更する場合には通常時目標蓄電率よりも大きい値が設定される。
【００３５】
次のステップＳ１６において制御装置４０はバッテリ４の蓄電率が目標蓄電率以下か否か判定する。バッテリ４の蓄電率が目標蓄電率以下と判定した場合はステップＳ１７に進み、制御装置４０は発電制御を実行する。この発電制御では、上述したようにまず変速機１０をニュートラル状態に切り替え、その後クラッチ２７を係合状態に切り替える。そして、ＭＧ３を発電機として機能させ、エンジン２でＭＧ３を回転駆動して発電を行いバッテリ４を充電する。一方、バッテリ４の蓄電率が目標蓄電率より大きいと判定した場合はステップＳ１８に進み、制御装置４０はエンジン２を停止させるアイドリングストップ制御を実行する。
【００３６】
発電制御又はアイドリングストップ制御を実行した後はステップＳ１９に進み、制御装置４０は車両１に対して運転者から発進要求があったか否か判定する。発進要求は、例えばシフトレバー４４がニュートラル位置から車両１の発進時に使用される変速段、例えば１速又は２速等に動かされた場合又はアクセル開度が予め設定した判定開度以上になった場合にあったと判定すればよい。発進要求が無いと判定した場合は発進要求があるまでステップＳ１９が繰り返し実行される。一方、発進要求があったと判定した場合はステップＳ２０に進み、制御装置４０はＭＧ３で車両１を発進させることが可能か否か判定する。この判定は、例えばバッテリ４の蓄電率に基づいて行えばよい。例えば、バッテリ４の蓄電率が予め設定した判定蓄電率以上の場合にはＭＧ３で車両１を発進させることが可能と判定し、蓄電率が判定蓄電率未満の場合にはＭＧ３で車両１を発進させることが不可能と判定すればよい。なお、判定蓄電率には、例えば車両１を発進させるために必要なトルクをＭＧ３で発生させることが可能な蓄電率を設定すればよい。
【００３７】
ＭＧ３で車両１を発進させることが可能と判定した場合はステップＳ２１に進み、制御装置４０はＥＶ発進制御を実行する。このＥＶ発進制御では、まずエンジン２が運転中の場合にはエンジン２を停止させる。次にクラッチ２７を解放状態に切り替える。その後、ＭＧ３を電動機として機能させ、ＭＧ３で駆動輪５を駆動して車両１を発進させる。また、このＥＶ発進制御では、バッテリ４の目標蓄電率が通常時目標蓄電率に変更される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３８】
一方、ＭＧ３で車両１発進させることが不可能と判定した場合はステップＳ２２に進み、制御装置４０はエンジン発進制御を実行する。このエンジン発進制御では、まずエンジン２が停止している場合にはエンジン２を始動する。次に変速機１０の変速段をシフトレバー４４が動かされた位置に対応する変速段に切り替える。その後、クラッチ２７を半クラッチの状態にして車両１を発進させる。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００３９】
以上に説明したように、本発明では、車両１の走行環境が所定の特定走行環境で、かつ停車中の場合にはクラッチ２７の磨耗の度合に応じてバッテリ４の目標蓄電率を変更する。この際、クラッチ２７の磨耗の度合が高いほど目標蓄電率を高くするので、バッテリ４の蓄電率を高くできる。そのため、ＭＧ３で車両１を発進させることができる。これによりエンジン２で車両１を発進させる頻度を低減できるので、クラッチ２７の磨耗の進行を抑制できる。
【００４０】
なお、制御装置４０は、ステップＳ１１を実行することにより本発明の劣化度取得手段として機能し、ステップＳ１５を実行することにより本発明の目標蓄電率変更手段として機能する。
【００４１】
図５及び図６は、車両制御ルーチンの変形例を示している。これらの図に示したようにこの変形例では、ステップＳ１４の代わりにステップＳ３１〜Ｓ３７が設けられている点が異なり、それ以外は図３と同じである。そのため、この変形例において図３と共通する処理については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４２】
この制御ルーチンにおいて制御装置４０はステップＳ１３まで図３と同様に処理を進める。ステップＳ１３で停車中と判定した場合は、以降も図３と同様に処理を進める。一方、ステップＳ１３で車両１が走行中と判定した場合はステップＳ３１に進み、制御装置４０はＥＶ走行を実施すべきか否か判定する。この判定は、上述したように運転者の要求駆動力に基づいて行えばよい。ＥＶ走行を実施すべきと判定した場合はステップＳ３２に進み、制御装置４０はＥＶ走行制御を実行する。このＥＶ走行制御では、ＥＶ走行が実施されるようにエンジン２、ＭＧ３、変速機１０及びクラッチ２７が制御される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４３】
一方、ＥＶ走行を実施すべきではない、すなわちエンジン走行を実施すべきと判定した場合には図６のステップＳ３３に進み、制御装置４０はクラッチ２７を係合状態に切り替えることが可能か否か判定する。周知のように車速が遅いときにクラッチ２７を係合状態に切り替えるとエンジン２がエンストするおそれがある。そこで、例えば車速が予め設定した判定速度未満の場合にはクラッチ２７を係合状態に切り替え不可能と判定し、車速が判定速度以上の場合にはクラッチ２７を係合状態に切り替え可能と判定すればよい。なお、判定速度にはエンストを回避可能な適宜の速度を設定すればよい。クラッチ２７を係合状態に切り替え不可能と判定した場合にはステップＳ３４に進み、制御装置４０は半クラッチ走行制御を実行する。この半クラッチ走行制御では、クラッチ２７を半クラッチの状態に切り替え、エンジン２の動力の一部を使用して車両１を走行させる。制御装置４０は、車両１がこのような状態になるようにエンジン２、ＭＧ３、変速機１０及びクラッチ２７を制御する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４４】
一方、クラッチ２７を係合状態に切り替え可能と判定した場合はステップＳ３５に進み、制御装置４０はクラッチ２７を係合状態に切り替える。続くステップＳ３６において制御装置４０は、エンジン走行制御を実行する。このエンジン走行制御では、上述したエンジン走行が実施されるようにエンジン２、ＭＧ３、変速機１０及びクラッチ２７が制御される。次のステップＳ３７において制御装置４０は、クラッチ２７の磨耗の度合に基づいて目標蓄電率を変更する。この処理では、ステップＳ１５と同様に図４を参照して目標蓄電率が変更される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４５】
この変形例では、車両１がエンジン２のみで走行している場合にも目標蓄電率がクラッチ２７の磨耗の度合に応じて変更される。この場合、クラッチ２７の磨耗の度合が高い場合にはバッテリ４の蓄電率を高い状態に維持できる。そのため、エンジン２で車両１を発進させる回数をさらに低減できる。従って、クラッチ２７の磨耗の進行をさらに抑制できる。
【００４６】
図７及び図８は、車両制御ルーチンの他の変形例を示している。なお、この変形例において図３、図５及び図６と共通する処理については同一の符号を付して説明を省略する。この変形例では、クラッチ２７の磨耗の度合に加えてバッテリ４の劣化の度合も参照して目標蓄電率を変更する。
【００４７】
図７の制御ルーチンにおいて制御装置４０は、ステップＳ１２まで図３と同様に処理を進める。ステップＳ１２で車両１の走行環境が特定走行環境であると判定した場合はステップＳ４１に進み、制御装置４０はクラッチ保護フラグ及びバッテリ保護フラグを設定する。これらのフラグの設定は図９に示したマップに基づいて行われる。この図から明らかなようにクラッチ２７の磨耗の度合が判定磨耗度Ａ未満、かつバッテリ４の劣化の度合が判定劣化度Ｄ未満の場合には、バッテリ保護フラグ及びクラッチ保護フラグがいずれもオフに切り替えられる。また、クラッチ２７の磨耗の度合が判定磨耗度Ａ以上、かつバッテリ４の劣化の度合が判定劣化度Ｄ以上の場合にも、バッテリ保護フラグ及びクラッチ保護フラグがいずれもオフに切り替えられる。一方、クラッチ２７の磨耗の度合が判定磨耗度Ａ未満、かつバッテリ４の劣化の度合が判定劣化度Ｄ以上の場合には、バッテリ保護フラグがオンに、クラッチ保護フラグがオフにそれぞれ切り替えられる。そして、クラッチ２７の磨耗の度合が判定磨耗度Ａ以上、かつバッテリ４の劣化の度合が判定劣化度Ｄ未満の場合には、バッテリ保護フラグがオフに、クラッチ保護フラグがオンにそれぞれ切り替えられる。なお、判定磨耗度Ａはバッテリ４よりもクラッチ２７を保護すべきか否かを判定する基準として、判定劣化度Ｄはクラッチ２７よりもバッテリ４を保護すべきか否かを判定する基準としてそれぞれ設定される値である。これらはバッテリ４及びクラッチ２７の仕様に応じて適宜に設定すればよい。
【００４８】
次のステップＳ１３において制御装置４０は車両１が停止中か否か判定する。車両１が停止中と判定した場合にはステップＳ４２に進み、制御装置４０はバッテリ保護フラグがオンか否か判定する。バッテリ保護フラグがオフと判定した場合にはステップＳ１５に進み、以降は図３と同様に処理が進められる。一方、バッテリ保護フラグがオンと判定した場合にはステップＳ４３に進み、制御装置４０は目標蓄電率に通常時目標蓄電率を設定する。その後ステップＳ１６に進み、以降ステップＳ１９まで図３と同様に処理が進められる。ステップＳ１９が肯定判定された場合はステップＳ４４に進み、ＭＧ３で車両１を発進させるＭＧ発進条件が成立しているか否か判定する。このＭＧ発進条件は、上述したステップＳ２０と同様にバッテリ４の蓄電率が判定蓄電率以上であり、かつバッテリ保護フラグがオフの場合に成立していると判定される。一方、バッテリ４の蓄電率が判定蓄電率未満又はバッテリ保護フラグがオンの場合にはＭＧ発進条件が不成立と判定される。ＭＧ発進条件が成立していると判定した場合はステップＳ２１に進み、制御装置４０はＥＶ発進制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、ＭＧ発進条件が不成立と判定した場合はステップＳ２２に進み、制御装置４０はエンジン発進制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００４９】
一方、車両１が走行中と判定した場合は図８のステップＳ３１に進み、制御装置４０はＥＶ走行を実施すべきか否か判定する。ＥＶ走行を実施すべきと判定した場合はステップＳ３２に進み、制御装置４０はＥＶ走行制御を実行する。次のステップＳ４５において制御装置４０はクラッチ保護フラグがオンか否か判定する。クラッチ保護フラグがオンと判定した場合はステップＳ４６に進み、制御装置４０は目標蓄電率を低下させる。蓄電率を低下させることが可能な下限値は、バッテリ４の容量や仕様等に応じて決まる。そのため、この処理ではバッテリ４の容量や仕様に応じてバッテリ４の蓄電率が過度に低下しないように目標蓄電率を適宜に低下させればよい。その後、今回の制御ルーチンを終了する。一方、クラッチ保護フラグがオフと判定した場合はステップＳ４７に進み、制御装置４０は目標蓄電率に通常時目標蓄電率を設定する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００５０】
一方、エンジン走行を実施すべきと判定した場合にはステップＳ３３に進み、制御装置４０はクラッチ２７を係合状態に切り替えることが可能か否か判定する。クラッチ２７を係合状態に切り替え不可能と判定した場合にはステップＳ３４に進み、制御装置４０は半クラッチ走行制御を実行する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００５１】
一方、クラッチ２７を係合状態に切り替え可能と判定した場合はステップＳ３５に進み、制御装置４０はクラッチ２７を係合状態に切り替える。続くステップＳ３６において制御装置４０は、エンジン走行制御を実行する。次のステップＳ４８において制御装置４０は、バッテリ保護フラグがオンか否か判定する。バッテリ保護フラグがオフと判定した場合はステップＳ３７に進み、制御装置４０はクラッチ２７の磨耗の度合に基づいて目標蓄電率を変更する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００５２】
一方、バッテリ保護フラグがオンと判定した場合にはステップＳ４９に進み、制御装置４０は目標蓄電率に通常時目標蓄電率を設定する。その後、今回の制御ルーチンを終了する。
【００５３】
この変形例では、バッテリ４の劣化の度合が判定劣化度Ｄ以上かつクラッチ２７の磨耗の度合が判定磨耗度Ａ未満の場合には、車両１の走行環境が特定走行環境であっても目標蓄電率には通常時目標蓄電率が設定され、目標蓄電率を高くしない。この場合、目標蓄電率を高くした場合と比較してバッテリ４の充電が行われ難くなるため、バッテリ４の劣化の進行を抑制できる。また、バッテリ保護フラグがオンの場合にはエンジン２で車両１を発進させるので、バッテリ４の充放電の頻度を低下させることができる。そのため、バッテリ４の劣化の進行をさらに抑制できる。一方、クラッチ２７の磨耗の度合が判定磨耗度Ａ以上かつバッテリ４の劣化の度合が判定劣化度Ｄ未満の場合には目標蓄電率を低下させる。これによりＥＶ走行を実施できる期間を長くできる。この場合、クラッチ２７の操作頻度が低下するので、クラッチ２７の磨耗の進行をさらに抑制することができる。この変形例においてもバッテリ４の劣化の度合が判定劣化度Ｄ未満かつクラッチ２７の磨耗の度合が判定磨耗度Ａ未満の場合又はバッテリ４の劣化の度合が判定劣化度Ｄ以上かつクラッチ２７の磨耗の度合が判定磨耗度Ａ以上の場合には、クラッチ２７の磨耗の度合に応じて目標蓄電率を変更する。そして、バッテリ保護フラグがオフの場合にはＭＧ３で車両１を発進させる。そのため、クラッチ２７の磨耗の進行を抑制できる。このようにこの変形例では、クラッチ２７の磨耗の進行を抑制できるとともにバッテリ４の劣化の進行を抑制できる。
【００５４】
なお、図７のステップＳ４１、Ｓ４２及びＳ４３を実行することにより制御装置４０が本発明の変更禁止手段として機能する。また、ステップＳ４４、Ｓ２１及びＳ２２を実行することにより制御装置４０が本発明の発進制御手段として機能する。
【００５５】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明が適用される車両の変速機は前進の最高段が５速の変速機に限定されない。例えば前進の最高段が４速以下又は６速以上の変速機であってもよい。また、変速機のスリーブは入力軸及び出力軸の両方に配置しなくてもよい。スリーブを全て入力軸又は出力軸のいずれか一方にまとめて配置してもよい。
【００５６】
本発明が適用されるハイブリッド車両は、セミオートマチック式の変速機が搭載された車両に限定されない。本発明は、運転者がクラッチペダルでクラッチを操作する、いわゆるマニュアル式の変速機が搭載されたハイブリッド車両に適用してもよい。なお、この場合には第１クラッチプレートと第２クラッチプレートの回転数差及びクラッチペダルのストロークに基づいてクラッチの磨耗の度合を取得すればよい。なお、回転数差は車速センサ及びエンジンの回転数センサを参照して取得すればよい。クラッチペダルのストロークは、ストロークに対応した信号を出力するストロークセンサをクラッチペダルに設けて取得すればよい。そして、クラッチペダルの位置と回転数差との対応関係の変化に基づいて磨耗の度合を取得すればよい。
【符号の説明】
【００５７】
１  車両
２  内燃機関
３  モータ・ジェネレータ
４  バッテリ
５  駆動輪
１０  変速機
１１  入力軸
１２  出力軸
２７  クラッチ
４０  制御装置（充電制御手段、磨耗度取得手段、走行環境判定手段、目標蓄電率変更手段、劣化度取得手段、変更禁止手段、発進制御手段）
Ｇ１〜Ｇ５  第１〜第５変速ギア対
【図１】
2013119317.tif 000003
【図２】
2013119317.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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