(57)【要約】【課題】車両減速時において、電動機による回生量を確保しつつ、補機によってエンジン負荷が変動する場合においてもエンジンの燃料消費を軽減する。【解決手段】駆動源としてエンジン及び電動機を備えるハイブリッド電気自動車において、電動機の回生駆動時において、電動機側の駆動力を前記エンジンに伝達することにより、エンジンの回転数が前記アイドリング開始回転数より高く設定された目標回転数に維持されるように、クラッチを制御する。その際、負荷が増加する場合、エンジンに伝達される駆動力が増加するようにクラッチを制御する。【選択図】図３
2016124394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動源として搭載されたエンジン及び電動機と、
前記エンジン及び前記電動機間に設けられ、前記エンジンから前記電動機を介して駆動輪に伝達される前記エンジンの駆動力を接続状態に応じて可変に構成されたクラッチと、
前記エンジンの出力を用いて駆動可能に構成された補機と、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記エンジン回転数検出手段により検出されるエンジン回転数が所定のアイドリング開始回転数以下になったときに、アイドリング運転を開始するように前記エンジンを制御するアイドリング制御手段と、
車両減速時に前記電動機を回生駆動させる回生制御手段と、
前記補機による前記エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、
前記電動機の回生駆動時において、前記電動機側の駆動力を前記エンジンに伝達することにより、前記エンジンの回転数が前記アイドリング開始回転数より高く設定された目標回転数に維持されるように、前記クラッチを制御するクラッチ制御手段と
を備え、
前記負荷検出手段により検出される負荷が増加する場合、前記クラッチ制御手段は前記エンジンに伝達される駆動力が増加するように前記クラッチを制御する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】
前記目標回転数は、前記負荷検出手段により検出される負荷に基づいて可変に設定される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３】
前記目標回転数は前記負荷検出手段により検出される負荷が増加するに従って高くなるように設定されることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項４】
前記クラッチ制御手段は、前記電動機の回生駆動時に前記エンジンの回転数がクラッチ制御開始回転数に達した場合に前記クラッチの制御を開始し、
前記クラッチ制御開始回転数は、前記負荷検出手段により検出される負荷に基づいて可変に設定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項５】
前記クラッチ制御開始回転数は前記負荷検出手段により検出される負荷が増加するに従って高くなるように設定されることを特徴とする請求項４に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項６】
前記補機は冷凍サイクルを構成するコンプレッサであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項７】
前記補機はＰＴＯ装置であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の制御装置を備えるハイブリット電気自動車。
【請求項９】
駆動源としてエンジン及び電動機と、
前記エンジン及び前記電動機間に設けられ、前記エンジンから前記電動機を介して駆動輪に伝達される前記エンジンの駆動力を接続状態に応じて可変に構成されたクラッチと、
前記エンジンの出力を用いて駆動可能に構成された補機と
を備え、
車両減速時に前記電動機を回生駆動させると共に、前記エンジンの回転数が所定のアイドリング開始回転数以下になったときに、アイドリング運転が開始されるハイブリッド電気自動車の制御方法であって、
前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出工程と、
前記補機による前記エンジンの負荷を検出する負荷検出工程と、
前記電動機の回生駆動時において、前記電動機側の駆動力を前記エンジンに伝達することにより、前記エンジンの回転数が前記アイドリング開始回転数より高く設定された目標回転数に維持されるように、前記クラッチを制御するクラッチ制御工程と
を備え、
前記クラッチ制御手段において、前記検出される負荷が増加する場合、前記エンジンに伝達される駆動力が増加するように前記クラッチが制御されることを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、駆動源としてエンジン及び電動機が搭載されたハイブリッド電気自動車の制御装置、該制御装置を備えたハイブリッド電気自動車、並びに、該ハイブリッド電気自動車の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動源としてエンジン及び電動機（以下、適宜「モータ」と称する）が搭載されたハイブリッド電気自動車は、燃費性能及び排ガス性能において有利であるため、近年普及が進んでいる。ハイブリッド電気自動車には様々な方式が提案されているが、その一つの方式として、例えばエンジン及びモータ間にクラッチが設けられ、当該クラッチの接続状態を制御することにより、駆動源を切り替え可能に構成されたものが知られている。この種の方式では、モータのみで走行を行う際にクラッチを切断状態にすることによって（すなわちクラッチをオープンにすることによって）、エンジンがモータに対して負荷とならず（すなわち、エンジンブレーキが作用せず）、効率向上を図ることができる。そして、モータの駆動トルクのみでは要求される駆動トルクを達成できないような場合には、エンジンを始動してクラッチを接続状態とすることによって（すなわち、クラッチをクローズにすることによって）、エンジン及びモータの駆動トルクを合わせて出力することができる。
【０００３】
一方、車両減速時においてはモータを発電機（ジェネレータ）として機能させ、回生駆動を行うことができる。例えば特許文献１では、回生駆動時にクラッチを切断状態とし、駆動輪側からの入力によってモータを駆動することによって、減速度を維持しながら、減速エネルギを回生するハイブリッド電気自動車が開示されている。
【０００４】
また特許文献２では、モータによる回生制御を行う際に、クラッチ切断状態で車両を駆動するために使用される第１駆動エネルギと、クラッチ接続状態で車両を駆動するために使用される第２駆動エネルギとを比較し、第１駆動エネルギの方が大きい場合にはクラッチを切断し、一方、第２駆動エネルギの方が大きい場合にはクラッチを接続することで、回生制御中にできるだけ大きい駆動エネルギを獲得し、車両全体の燃費の向上を図ることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１６４４０３号公報
【特許文献２】特開２０１１−０９３４３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１及び２を含む一般的なハイブリッド電気自動車に搭載されるエンジンには、例えば、パワーステアリングの油圧ポンプ、ブレーキのバキュームポンプ、ラジエータファン、及びエアコンのコンプレッサ等の補機が接続されている。このような補機はエンジンの回転に応じて駆動され、常時駆動させておく必要があるものも少なくない。
【０００７】
従って、上記特許文献１及び２に記載されている技術のように、クラッチを切断して、モータによる回生駆動を行っている場合であっても、少なくとも補機類を駆動するためにエンジンを回転させておく必要がある。このため、クラッチを切断しつつエンジンを車両走行に用いていないときであっても、エンジン回転数が低下したときには、エンジンが完全に停止しないようアイドリング運転させている。このように、補機を駆動するためにエンジンをアイドリング運転するためには、エンジンで少なからず燃料を消費する必要があり、その分、ハイブリッド電気自動車としての燃費改善効果が減少することとなる。
【０００８】
一方、このようなモータ回生時のアイドリング運転による燃費性能低下を抑制すべく、減速時にクラッチを接続状態とすると、エンジンの駆動負荷（即ちエンジンブレーキ）が伝達されることによってモータによる回生量が減少してしまう。この場合もまたハイブリッド電気自動車の燃費改善効果が阻害されることとなる。また、補機をエンジン駆動に依存しないよう電動化することも可能であるが、各種補機類を電動化させることは大幅にコストが増加する要因となるため、好ましくない。
【０００９】
加えて、ハイブリッド電気自動車が有する補機によるエンジン負荷が増加することにより、走行条件によってエンジン負荷が増加する場合がある。このようにエンジンに高負荷が要求される走行条件下においてアイドリング運転を行った場合、更なる燃費悪化のおそれがある。特に、ハイブリッド電気自動車が補機として冷凍架装（例えば冷凍庫用のコンプレッサ）を備える冷凍車両や、補機としてＰＴＯ（Power Take-Off）装置（エンジンで駆動する油圧ポンプ）を備える塵芥車両等では、走行条件によって補機によるエンジン負荷の変動が大きく、上記問題点がより顕著となるおそれがある。
【００１０】
本発明の少なくとも一実施形態は上述の問題に鑑みなされたものであり、車両減速時において、電動機による回生量を確保しつつ、補機によってエンジン負荷が変動する場合においてもエンジンの燃料消費を軽減可能なハイブリッド電気自動車の制御装置、該制御装置を備えたハイブリッド電気自動車、並びに、該ハイブリッド電気自動車の制御方法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】
【００１１】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御装置は上記課題を解決するために、車両の駆動源として搭載されたエンジン及び電動機と、前記エンジン及び前記電動機間に設けられ、前記エンジンから前記電動機を介して駆動輪に伝達される前記エンジンの駆動力を接続状態に応じて可変に構成されたクラッチと、前記エンジンの出力を用いて駆動可能に構成された補機と、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、前記エンジン回転数検出手段により検出されるエンジン回転数が所定のアイドリング開始回転数以下になったときに、アイドリング運転を開始するように前記エンジンを制御するアイドリング制御手段と、車両減速時に前記電動機を回生駆動させる回生制御手段と、前記補機による前記エンジンの負荷を検出する負荷検出手段と、前記電動機の回生駆動時において、前記電動機側の駆動力を前記エンジンに伝達することにより、前記エンジンの回転数が前記アイドリング開始回転数より高く設定された目標回転数に維持されるように、前記クラッチを制御するクラッチ制御手段と、を備え、前記負荷検出手段により検出される負荷が増加する場合、前記クラッチ制御手段は前記エンジンに伝達される駆動力が増加するように前記クラッチを制御する。
【００１２】
上記（１）の構成によれば、減速時に電動機を回生駆動する際に、負荷が増加するに従ってエンジンに伝達される駆動力が増加するようにクラッチが制御される。これにより、負荷が増加した際にエンジンにおける燃料消費量を抑制できる。一方で、このようにエンジンに伝達される駆動力が増加すると、その分、電動機の回生量が少なからず減少する。しかしながら、当該回生エネルギの減少に比べて、エンジンのアイドリング運転による燃料消費量の増加が燃費性能にとって問題となるため、上記クラッチ制御によって車両全体における効率向上を達成できる。
【００１３】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、前記目標回転数は、前記負荷検出手段により検出される負荷に基づいて可変に設定される。
【００１４】
上記（２）の構成によれば、アイドリング開始回転数より高く設定された目標回転数を負荷に基づいて可変に設定することで、電動機の回生駆動時におけるエンジンへの駆動力の伝達力を制御できる。
【００１５】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、前記目標回転数は前記負荷検出手段により検出される負荷が増加するに従って高くなるように設定される。
【００１６】
上記（３）の構成によれば、負荷が増加するに従ってエンジンに伝達される駆動力を増加するように制御できる。
【００１７】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）から（３）のいずれか１の構成において、前記クラッチ制御手段は、前記電動機の回生駆動時に前記エンジンの回転数がクラッチ制御開始回転数に達した場合に前記クラッチの制御を開始し、前記クラッチ制御開始回転数は、前記負荷検出手段により検出される負荷に基づいて可変に設定される。
【００１８】
上記（４）の構成によれば、クラッチ制御開始回転数を可変に設定することによって、上述したように負荷に伴って可変に設定される目標回転数に対して、適切なタイミングでクラッチ制御を実施できる。
【００１９】
（５）幾つかの実施形態では、上記（４）の構成において、前記クラッチ制御開始回転数は前記負荷検出手段により検出される負荷が増加するに従って高くなるように設定される。
【００２０】
上記（５）の構成によれば、前記負荷検出手段により検出される負荷が増加するに従って目標回転数が高く設定された場合、クラッチ制御開始回転数を高く設定することによって、クラッチ制御のタイミングを早めることができる。これにより、目標回転数を高く設定した場合に、制御遅れが生じることを効果的に防止できる。
【００２１】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）から（５）のいずれか１の構成において、前記補機は冷凍サイクルを構成するコンプレッサである。
【００２２】
上記（６）の構成によれば、補機として冷凍サイクルを搭載する車両（例えば冷凍室を搭載した商用車）では、走行状態、冷凍サイクルに関する作業状態（例えば冷凍室の開閉状態や温度設定状態）によって、補機のエンジンに対する負荷が大きく変動し得る。そのため、この種の車両に上記制御装置を適用することにより、上述の効果をより有利に享受することができる。
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）から（５）のいずれか１の構成において、前記補機はＰＴＯ装置である。
上記（７）の構成によれば、補機としてＰＴＯ装置を搭載する車両（例えば塵芥車やタンクローリー車等）では、走行中にＰＴＯ装置を駆動することによって、補機のエンジンに対する負荷が大きく変動し得る。そのため、この種の車両に上記制御装置を適用することにより、上述の効果をより有利に享受することができる。
【００２３】
（８）本発明の少なくとも一実施形態に係るハイブリッド電気自動車は上記課題を解決するために、上記（１）から（７）のいずれか１の制御装置を備える。
【００２４】
（９）本発明の少なくとも一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の制御方法は上記課題を解決するために、駆動源としてエンジン及び電動機と、前記エンジン及び前記電動機間に設けられ、前記エンジンから前記電動機を介して駆動輪に伝達される前記エンジンの駆動力を接続状態に応じて可変に構成されたクラッチと、前記エンジンの出力を用いて駆動可能に構成された補機とを備え、車両減速時に前記電動機を回生駆動させると共に、前記エンジンの回転数が所定のアイドリング開始回転数以下になったときに、アイドリング運転が開始されるハイブリッド電気自動車の制御方法であって、前記エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出工程と、前記補機による前記エンジンの負荷を検出する負荷検出工程と、前記電動機の回生駆動時において、前記電動機側の駆動力を前記エンジンに伝達することにより、前記エンジンの回転数が前記アイドリング開始回転数より高く設定された目標回転数に維持されるように、前記クラッチを制御するクラッチ制御工程とを備え、前記クラッチ制御手段において、前記検出される負荷が増加する場合、前記エンジンに伝達される駆動力が増加するように前記クラッチが制御される。
【００２５】
上記（９）の制御方法は、上述のハイブリッド電気自動車の制御装置（上記各種態様を含む）によって好適に実施可能である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、車両減速時において、電動機による回生量を確保しつつ、補機によってエンジン負荷が変動する場合においてもエンジンの燃料消費を軽減可能なハイブリッド電気自動車の制御装置、該制御装置を備えたハイブリッド電気自動車、並びに、該ハイブリッド電気自動車の制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【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全体構成を示す模式図である。
【図２】図１のＥＣＵの内部構成を機能的に示すブロック図である。
【図３】ＥＣＵで実施される制御方法を工程毎に示すフローチャートである。
【図４】負荷とクラッチ制御量との関係を示すグラフである。
【図５】負荷とクラッチ制御開始エンジン回転数との関係を示すグラフである。
【図６】図１のハイブリッド電気自動車におけるエンジン回転数及び燃料流量の推移を、参考例と比較して示すタイムチャートである。
【図７】エンジン回転数とトルク及び燃料噴射量との関係をエンジンの効率特性と共に示すグラフである。
【図８】負荷及び目標エンジン回転数の時間変化の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００２９】
まず図１及び図２を参照して本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の構成について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るハイブリッド電気自動車の全体構成を示す模式図であり、図２は図１のＥＣＵの内部構成を機能的に示すブロック図である。
【００３０】
図１に示す車両１は、走行用駆動源としてエンジン２及びモータ４（電動機）を備えるハイブリッド電気自動車である。本実施形態では、車両１として、進行方向前側に運転者が搭乗可能なキャブを有すると共に、進行方向後側に荷役を積載可能な荷役部を有するトラック車両を例示しているが、これに限られない。
【００３１】
エンジン２は、例えばディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の一般的に自動車で使用される原動機である。エンジン２の出力はクラッチ６の接続状態に応じて駆動輪１６側に伝達されるが、当該出力の少なくとも一部は、エンジン２の回転軸に対してベルト（不図示）を介して接続された補機２ａに伝達される。補機２ａは、エンジン２から伝達される回転（機械的エネルギ）によって駆動され、例えばパワーステアリングの油圧ポンプ、ブレーキのバキュームポンプ、ラジエータファン、及びエアコンのコンプレッサ等である。
【００３２】
モータ４は力行又は回生駆動可能な電動機であり、例えば永久磁石式同期電動機である。  モータ４はインバータ２０を介してバッテリ１８に接続されており、力行時には、バッテリ１８に蓄えられた直流電力がインバータ２０によって所定周波数の交流電力に変換されて供給されることにより、トルクを発生可能である。一方、回生時（例えば車両減速時等）には、モータ４は入力されるトルクによって発電機（ジェネレータ）として機能し、電気エネルギを発生させる。回生時にモータ４では交流電力が発電され、当該交流電力はインバータ２０によって直流変換された後、バッテリ１８に充電される。バッテリ１８に充電された電力は、力行時にモータ４の駆動に使用されることにより、エンジン２における燃料消費量が節約され、長航続距離化が図られる。また回生時にはモータ４で回生トルクが発生される。回生トルクは走行中の車両１に対して制動トルク（回生ブレーキ）として作用する。
【００３３】
バッテリ１８は充放電可能な二次電池であり、例えばリチウムイオン、ニッケル水素又は鉛電池等の二次電池である。
【００３４】
エンジン２及びモータ４間には、クラッチ６が設けられている（すなわち、クラッチ６の入力側にはエンジン２の出力軸が連結されており、クラッチ６の出力側にはモータ４の回転軸が連結されている。クラッチ６は、その接続状態が可変に構成されており、具体的には、エンジン２及びモータ４間を接続状態、切断状態、或いは、その中間状態（半クラッチ状態を含む）に切替可能である。本実施形態では特に、クラッチ６はクラッチストロークを調整するためのソレノイドバルブ（図示せず）を備えており、当該ソレノイドバルブに流れる電流値を調整することによってクラッチストロークを制御し、クラッチ６の接続状態を制御可能に構成されている。
【００３５】
モータ４の出力側には変速機８が接続されている。変速機８は複数のギヤを備えており、変速機８に入力された動力が所定の変速比で出力側に伝達可能に構成されている。変速機８の変速比は、選択された変速段によって可変であり、変速段の変速動作は運転者によってマニュアルで行われてもよいし、制御的に自動化されていてもよい。
変速機８から出力された動力は、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に伝達され、車両１の走行が実現される。
【００３６】
このような動力系を備える車両１では、クラッチ６が切断状態にあるときには、モータ４の回転軸のみが変速機８を介して駆動輪１６と機械的に接続される。つまり、モータ４により発生するトルク（以下モータトルクという）のみが車両１の駆動トルク又は制動トルクとして駆動輪１６に伝達される。
一方、クラッチ６が接続状態にあるときには、エンジン２の出力軸がモータ４の回転軸を介して変速機８、駆動輪１６等と機械的に接続される。つまり、モータトルクをゼロとして、エンジン２のみを作動した場合にはエンジン２により発生するトルク（以下、エンジントルクという）のみが車両１の駆動トルク又は制動トルクとして駆動輪１６に伝達される。更にクラッチ６が接続状態にある際にエンジン２に加えてモータ４も作動させればモータトルクとエンジントルクとの和が車両１の駆動トルク又は制動トルクとなる。
【００３７】
また車両１は各構成要素の状態を監視するためのセンサ類を備えており、図１では代表的に、エンジン２の回転数を検知するためのエンジン回転数センサ２４と、クラッチ６の出力側（モータ４側）の回転数を検知するためのクラッチ回転数センサ２６とが示されている。これらのセンサの検知内容は電気信号としてＥＣＵ２２に送信され、各種処理に用いられる。
【００３８】
ＥＣＵ（電子コントロールユニット）２２は車両１の上記各種構成要素を制御するためのコントロールユニットであり、具体的にはマイクロプロセッサのような演算装置によって構成される。ＥＣＵ２２は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等を用いて、各エンジン２、モータ４、クラッチ６、変速機８それぞれの制御ユニット（図示せず）と通信可能に接続されており、モータトルク及びエンジントルクの配分の調整等を制御する。
【００３９】
ここで図２を参照してＥＣＵ２２の構成を機能的な観点から説明する。図２に示されるように、ＥＣＵ２２は、エンジン２の回転数を検出するエンジン回転数検出手段２８と、エンジン２のアイドリング運転を制御するアイドリング制御手段３０と、エンジン２に対する補機２ａの負荷を検出する負荷検出手段３２と、モータ４の回生駆動を制御する回生制御手段３４と、クラッチ６を制御するクラッチ制御手段３６とを備える。
尚、図２では後述するクラッチ制御内容に関する構成のみを代表的に示しており、エンジン２及びモータ４の一般的な制御に関する構成については省略されている。
【００４０】
このように構成されたＥＣＵ２２は、バッテリ１８のＳＯＣや車両１の運転状態を監視し、燃費や排ガス性能の最適化を図りつつ、運転者の運転要求に応じた運転を行うべくエンジン２、モータ４、クラッチ６、変速機８等を制御する。ここでＥＣＵ２２の基本的制御について概略的に説明すると、例えば、回生制御手段３４は車両減速中において、バッテリ１８のＳＯＣが十分でない場合にモータ４を回生駆動させる。そして、このようなモータ４の回生駆動中には、アイドリング制御手段３０は、エンジン回転数が所定のアイドリング開始回転数Ｉdl_st以下となるまでの間、エンジン２への燃料供給を停止（以下、燃料カットという）させ、所定のアイドリング開始回転数Ｉdl_st以下に至ったときには燃料供給を開始してアイドリング運転を行う。
【００４１】
ここでクラッチ制御手段３６は、車両減速中における燃料カット期間を長く保つべく、エンジン２の回転数をアイドリング開始回転数Ｉdl_stより高く維持するようにクラッチ６の接続状態を制御する。本実施形態では特に、このようなクラッチ制御は、負荷検出手段３２により検出される負荷が増加した場合に、エンジン２に伝達される駆動力が増加するように実施される。このようなクラッチ制御は、車両１の減速度に影響を与えない範囲で実施されることによって、運転者へのドライバビリティの悪化を回避できる。
【００４２】
続いて図３乃至図７を参照して、ＥＣＵ２２で実施される制御内容（以下、適宜「減速時クラッチ制御」と称する）を具体的に説明する。図３はＥＣＵ２２で実施される制御方法を工程毎に示すフローチャートであり、図４は負荷とクラッチ制御量との関係を示すグラフであり、図５は負荷とクラッチ制御開始エンジン回転数との関係を示すグラフであり、図６は図１のハイブリッド電気自動車におけるエンジン回転数及び燃料流量の推移を、参考例と比較して示すタイムチャートであり、図７はエンジン回転数とトルク及び燃料噴射量との関係をエンジン２の効率特性と共に示すグラフである。
【００４３】
まずＥＣＵ２２は、クラッチ６を切断しての車両減速中であるか否かを判別する（ステップＳ１）。具体的には、車両１の車速、アクセル及びブレーキの開度、走行ギヤ段、バッテリ１８のＳＯＣの状態、モータ４の温度等の情報に基づき判別する。当該判別結果が真（ステップＳ１：Ｙｅｓ）である場合は、次のステップＳ２に進む。一方、当該判別結果が偽（ステップＳ１：Ｎｏ）である場合は、即ち車両加速中やエンジンブレーキを使用する等でクラッチ６を接続させての減速を行う場合には、当該クラッチ制御を実行する必要はないため当該ルーチンをリターンする。
【００４４】
続いてＥＣＵ２２は、クラッチ回転数センサ２６により検出されるクラッチ回転数が予め定められた所定クラッチ回転数より大きいか否かを判別する（ステップＳ２）。当該所定クラッチ回転数は、クラッチ６の接続によりエンジンストールを生じないクラッチ回転数に設定されている。具体的には、当該所定クラッチ回転数は、変速機８の変速段を下げる（シフトダウン）タイミングの回転数より僅かに低い回転数に設定されている。本実施形態では、当該所定クラッチ回転数を、シフトダウンのタイミングの回転数より若干低い回転数に設定しているものとする。なお、当該所定クラッチ回転数は固定値としてだけでなく、車両の運転状態に応じて変動する値としても構わない。
なお、当該判別（ステップＳ２）は、クラッチ６の入力側のクラッチ回転数に相当するエンジン回転数と、クラッチ６の出力側の回転数との差が過大となるのを防止するための判別であることから、本実施形態においては実施せず、ステップ１から後述するステップ３に進んでもよい。
【００４５】
当該判別結果が偽（ステップＳ２：Ｎｏ）である場合は、減速時クラッチ制御を行うことなく当該ルーチンをリターンする。一方、当該判別結果が真（ステップＳ２：Ｙｅｓ）である場合は、次のステップＳ３に進む。
【００４６】
続いてＥＣＵ２２は、変速機８において選択されている変速段が予め定められた所定変速段より大きいか否かを判別する（ステップＳ３）。当該所定変速段は、例えば車両１を発進させる際に選択する変速段であり、本実施形態では第３速とする。つまり、当該判別は、クラッチ接続時の負荷が高い、低い変速段でのクラッチ６を接続することでエンジンストールが発生することを防止するための判別である。当該判別結果が偽（ステップＳ３：Ｎｏ）である場合は、減速時クラッチ制御を行わず当該ルーチンをリターンする。一方、当該判別結果が真（ステップＳ３：Ｙｅｓ）である場合は、次のステップＳ４に進む。
【００４７】
続いてＥＣＵ２２は、車両１がクリープ走行中でないか否かを判別する（ステップＳ４）。当該クリープ走行であるか否かは、具体的には車速がクリープ走行を開始する所定速度以上であるか否かにより判別する。当該判別結果が偽（ステップＳ４：Ｎｏ）である場合、即ち車速が所定速度以下である場合は、クリープ走行用のクラッチ制御を実行することから当該ルーチンをリターンする。一方、当該判別結果が真（ステップＳ４：Ｙｅｓ）である場合は、次のステップＳ５に進む。
【００４８】
続いてＥＣＵ２２は、車両１がＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）非作動状態であるか否かを判別する（ステップＳ５）。ＡＢＳ作動状態であるとき、車両は低μ路を走行していると推定でき、当該判別結果が偽（ステップＳ５：Ｎｏ）である場合は、クラッチ制御はＡＢＳ制御用のクラッチ制御を実行することから当該ルーチンをリターンする。一方、当該判別結果が真（ステップＳ５：Ｙｅｓ）である場合は、次のステップＳ６に進む。
【００４９】
続いてＥＣＵ２２（負荷値算出手段３２）は補機２ａの負荷を検出し（ステップＳ６）、当該検出結果に基づいて、減速時クラッチ制御で用いられる目標エンジン回転数Ｔgt_ne１が決定される（ステップＳ７）。ステップＳ７における目標エンジン回転数Ｔgt_ne１の決定は、予めメモリ等の記憶媒体に記憶されたマップに基づいて行われるとよい。図４の例では、目標エンジン回転数Ｔgt_ne１は補機２ａの負荷が増加するに従って大きくなるように規定されており、当該マップがＥＣＵ２２によって読み込まれることによって減速時クラッチ制御に用いられるように構成されている。
また、負荷値算出手段３２の検出結果に基づいて、減速時クラッチ制御で用いられるクラッチ制御開始回転数Ａcd_onも決定される（ステップＳ７）。クラッチ制御開始回転数Ａcd_onは減速時クラッチ制御を開始するか否かを判別するための閾値であり、減速時クラッチ制御における目標エンジン回転数Ｔgt_ne１より高いエンジン回転数として規定されている。
ここでクラッチ制御開始回転数Ａcd_onは、上述の目標エンジン回転数Ｔgt_ne１と同様に負荷の大きさに応じて可変に設定されていてもよい。このようなクラッチ制御開始回転数Ａcd_onの設定は、予めメモリ等の記憶媒体に記憶されたマップに基づいて行われるとよい。図５の例では、クラッチ制御開始回転数Ａcd_onは補機２ａの負荷が増加するに従って大きくなるように規定されており、当該マップがＥＣＵ２２によって読み込まれることによって減速時クラッチ制御に用いられるように構成されている。
【００５０】
続いてＥＣＵ２２は、エンジン回転数がステップＳ７で決定されたクラッチ制御開始回転数Ａcd_on以下であるか否かを判別する（ステップＳ８）。当該判別結果が偽（ステップＳ８：Ｎｏ）である場合、即ちエンジン回転数がクラッチ制御開始回転数Ａcd_onより大きい場合は、減速時クラッチ制御をまだ実行する必要はなく当該ルーチンをリターンする。一方、当該判別結果が真（ステップＳ８：Ｙｅｓ）である場合は、次のステップＳ９に進む。
【００５１】
続いてＥＣＵ２２（クラッチ制御手段３６）は、減速時クラッチ制御における目標エンジン回転数Ｔgt_ne１が維持されるようクラッチ６の接続状態を制御する（ステップＳ９）。これは、エンジン回転数が目標エンジン回転数Ｔgt_ne１より大きいときにはクラッチ６を切断する側に、エンジン回転数が目標エンジン回転数Ｔgt_ne１より小さいときにはクラッチ６を接続する側に、それぞれ車両の減速度に影響を与えない範囲でクラッチストロークを調整することにより行われる。具体的にはＥＣＵ２２は、エンジン回転数センサ２４により検出されるエンジン回転数が目標エンジン回転数Ｔgt_ne１に収束するようにクラッチ６のソレノイドバルブに対する電流値がＰＩＤ制御される。
【００５２】
ＥＣＵ２２は、上記ステップＳ１〜Ｓ５及びＳ８の判別結果が全て真である間は減速時クラッチ制御を実行し続け、いずれかの判別結果が偽となったときには当該減速時クラッチ制御を終了する。
【００５３】
ここで図６を参照して車両１における各種運転状態を時系列に基づいて説明する。尚、図６では、上述の減速時クラッチ制御の実施時に補機２ａの負荷が比較的大きい場合（すなわち負荷Ｌ＝Ｌ１）を示す実線Ａ、上述の減速時クラッチ制御のうちステップＳ６及びＳ７を実施しなかった際（以下、適宜「参考技術」と称する）に補機２ａの負荷が比較的小さい場合（すなわち負荷Ｌ＝Ｌ２（＜Ｌ１））を示す一点鎖線Ｂ、及び、参考技術の際に補機２ａの負荷が比較的大きい場合（すなわち負荷Ｌ＝Ｌ１）を示す破線Ｃが示されている。
【００５４】
図６では、ｔ０時点からｔ１時点の間では、車両１の走行状態に応じて変速機の変速段が切り替えられながら通常走行が実施されている。ｔ１時点に達すると、車両１は減速を開始し、クラッチ６は一旦待機位置（standby）まで移動される。当該クラッチ６の待機位置とは、クラッチ６がエンジン２とモータ４との間で動力を伝達する直前の位置である。また、当該クラッチ６の切断と同時にエンジン２への燃料カットが行われる。当該クラッチ６の切断に伴いエンジン２は駆動輪側との接続が遮断され、燃料カットされたことでエンジン２の回転数は急激に低下する。
【００５５】
そして、エンジン回転数がクラッチ制御開始回転数Ａcd_on以下となると（すなわち上記図３のステップＳ８が真（Ｙｅｓ）となり、減速時クラッチ制御が開始される。減速時クラッチ制御では、エンジン回転数が目標エンジン回転数Ｔgt_ne１より小さくなるとクラッチストロークが接続側に移動し、エンジン回転数が目標エンジン回転数Ｔgt_ne１より大となるとクラッチストロークが切断側に移動する。このように目標エンジン回転数Ｔgt_ne１を維持するようにクラッチストロークが調整されることでエンジン回転数は、アイドリング回転数Ｉdl_neより大きな目標エンジン回転数Ｔgt_ne１の周辺に維持され、従来のアイドリング運転時に比べて燃料噴射量が抑制される。
【００５６】
特に本実施形態では、図３のステップＳ７において負荷の検出結果に応じて目標エンジン回転数Ｔgt_ne１が大きくなるように設定されている。クラッチ制御手段は、クラッチストロークを制御することによりエンジン２に駆動力をより多く伝達し、目標エンジン回転数Ｔgt_ne１への制御を行う。このように補機２ａの負荷が増加した際にクラッチ制御によってエンジン２に伝達される駆動力を増加することで、エンジン１における燃料消費量が抑制される。
尚、このように減速時にエンジン２に伝達される駆動力を増やすと、その分、モータ４で得られる回生エネルギが減少することとなるが、当該回生エネルギの減少よりエンジンのアイドリング運転による燃料消費量の増加が問題となるため、上記制御によってエンジンにおける燃料消費量を節約することで、車両１全体として効率化を図ることができる。
【００５７】
一方、参考技術に係る一点鎖線Ｂ及び破線Ｃでは、負荷の大きさに関わらず目標エンジン回転数がＴgt_ne２に一定となる。そのため、負荷が増加すると、その分、エンジン２における燃料消費量がダイレクトに増加してしまう。そのため、図６で比較的負荷が少ない一点鎖線Ｂから、実線Ａと同等の負荷を有する破線Ｃまで負荷を増加させると、燃料消費量が増加してしまっている。
【００５８】
また図６の例では、図５を参照して上述したようにクラッチ制御開始回転数Ａcd_onもまた補機２ａの負荷の大きさに応じて増加するように設定されている。これにより、負荷が大きい場合には目標エンジン回転数が増加するに従ってクラッチ制御開始回転数Ａcd_onも増加させることで、より速いタイミングで減速時クラッチ制御が開始される。
【００５９】
このように本実施形態では、クラッチ制御開始回転数Ａcd_onは、検出される負荷に基づいて可変に設定される。これにより、上述したように負荷に伴って可変に設定される目標回転数Ｔgt_ne１に対して、適切なタイミングでクラッチ制御を実施できる。本実施形態では特に、クラッチ制御開始回転数は前記負荷検出手段により検出される負荷が増加するに従って高くなるように設定される。これにより、目標回転数を高く設定した場合に、制御遅れが生じることを効果的に防止できる。
【００６０】
そして、図６のｔ４時点において変速段がシフトダウンされることにより所定の変速段以下となると、上記図３のステップＳ３の判別結果が偽（Ｎｏ）になるため、減速時クラッチ制御は終了する。これにより、ｔ４時点以降では、クラッチ６は待機位置まで移動され、エンジン回転数も低下してアイドリング運転に移行する。
【００６１】
このような減速時クラッチ制御における運転状態の変化について、図７を参照して説明する。初期状態としてエンジン２が無負荷でアイドリング運転している場合を状態ａとする。ここで、仮に上述の減速時クラッチ制御を実施することなく、単に補機２ａの負荷を増加させると、エンジン２の出力トルクが増加することにより状態ｂに移行する。この状態ｂはエンジン２における燃料噴射量が多く、燃費性能が悪い。
【００６２】
一方、参考技術のように、一定の目標回転数Ｔgt_neをアイドリング回転数Ｉdl_neより大きな目標エンジン回転数Ｔgt_ne１（一定）に維持するようにクラッチ制御を行った場合、状態ｃに移行することによりエンジン２の燃料噴射量が抑制され、燃費性能が向上する。しかしながら、この状態から更に負荷を増加させると、エンジン２の出力トルクが増加することにより状態ｄに移行する。この状態ｄはエンジン２における燃料噴射量が多く、燃費性能が悪い。これに対して、本実施形態では負荷に応じて目標回転数Ｔgt_ne１を可変に設定することで、燃料噴射量が少ない状態ｅに移行するので、良好な燃費性能が得られる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態によれば、減速時にモータ４を回生駆動する際に、補機２ａの負荷が増加するに従ってエンジン２に伝達される駆動力が増加するようにクラッチ６が制御される。これにより、補機２ａの負荷が増加した際にエンジン２における燃料消費量を抑制できる。一方で、このようにエンジン２に伝達される駆動力が増加すると、その分、モータ４の回生量が少なからず減少する。しかしながら、当該回生エネルギの減少に比べて、エンジン２のアイドリング運転による燃料消費量の増加が燃費性能にとって問題となるため、上記クラッチ制御によって車両全体における効率向上を達成できる。
【００６４】
続いて図８を参照して、本実施形態を補機２ａとして冷凍負荷（エンジン２の動力の一部を用いて動作可能なコンプレッサを有する冷凍サイクル）を備える冷凍車両に適用した場合を例に、更に具体的に説明する。図８は負荷及び目標エンジン回転数の時間変化の一例を示すグラフである。
尚、補機の負荷の一例として冷凍負荷を用い、簡略化して本実施形態に係る減速時クラッチ制御の一例を説明する。しかしながら、本実施形態に係る制御においては、ＰＴＯ装置、パワーステアリングの油圧ポンプ、ブレーキのバキュームポンプ、ラジエータファン等の補機類の合計負荷の増減に応じて目標エンジン回転数を決定してもよいことは言うまでもない。
【００６５】
図８に示されるように、補機２ａの負荷の大きさは時間経過に伴って変化する。具体的に説明すると、初期状態であるＴ０からＴ１までの期間では、車両１は補機２ａを含めて完全に停止した状態にある。このとき補機２ａの負荷はＬ０（＝０）である。
その後、Ｔ１時点において車両始動がなされ、エンジン２の始動に伴って補機２ａの動作も開始される。このとき補機２ａは常温となっている冷凍室の温度を目標温度に冷却するために大きな冷凍負荷Ｌ１を有する。そして時刻ｔ２において冷凍室の温度が目標温度に到達すると、冷凍室の温度を維持すべく補機２ａは保冷運転に切り替わる。保冷運転では、温度を維持するために補機２ａを動作させる必要があるが、その負荷Ｌ２は冷却時に比べて小さくなる（すなわちＬ２＜Ｌ１）。
【００６６】
その後、Ｔ３時点になると、車両１を停車させると共に冷凍室を開いて積載物の積載及び積み下ろし作業等が行われる。この際、エンジン１が停止するに伴って補機２ａも停止するため、負荷はゼロとなる。作業後、車両１は再始動されると共に、上述と同様に目標温度まで冷却がなされる。この時の負荷はＴ１からＴ２までの間と同様にＬ１となり、その後、再び負荷がＬ２となる保冷運転に移行する。本実施形態に係る車両１では、このようなパターンの繰り返しで負荷が変動する。
【００６７】
このような負荷変動のもと、減速時クラッチ制御における目標エンジン回転数Ｔgt_neは、負荷の大きさに応じて可変に設定される。図８に示されるように、負荷が増加するに従って目標エンジン回転数Ｔgt_neは大きく設定され、その結果、エンジン２に伝達される駆動力が増加される。このように、車両１の走行中における負荷変動に応じた目標エンジン回転数Ｔgt_neの設定が行われる。これにより、負荷の大きさに応じてエンジン２における燃料消費量が効果的に抑制され、燃費性能の向上が図られる。
例えば、補機２ａとして冷凍負荷（エンジン２の動力の一部を用いて動作可能なコンプレッサを有する冷凍サイクル）を備える冷凍車両等においては、その最大負荷（Ｌ１）は、通常時の負荷（Ｌ２）よりも約２倍から３倍増大することが知られている。したがって、このように補機負荷の変動が大きい車両において、その負荷の増減に応じて目標エンジン回転数Ｔgt_neの設定を行い、本実施形態に係る減速時クラッチ制御を実施することにより、エンジン２における燃料消費量をより効果的に抑制することができる。
【００６８】
以上で本発明に係るハイブリッド電気自動車の制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、車両１はトラックとしているが、本発明は乗用車にも適用
することができる。また、上記実施形態では、変速機を６段変速の機械式自動変速機としているが、他の変速段及び形式の変速機であっても構わない。
また、上記実施形態では、クラッチ６としてソレノイドバルブを用いて断接を行うものとしているが、クラッチはクラッチストロークを調整できるものであればよく、例えば電動モータにより作動する油圧シリンダを介してクラッチストロークを調整可能なクラッチであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本開示は、駆動源としてエンジン及び電動機が搭載されたハイブリッド電気自動車の制御装置、該制御装置を備えたハイブリッド電気自動車、並びに、該ハイブリッド電気自動車の制御方法に利用可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  車両
２  エンジン
２ａ  補機
４  モータ（電動機）
６  クラッチ
８  変速機
１２  差動装置
１４  駆動軸
１６  駆動輪
１８  バッテリ
２０  インバータ
２２  ＥＣＵ
２４  エンジン回転数センサ
２６  クラッチ回転数センサ
２８  エンジン回転数検出手段
３０  アイドリング制御手段
３２  負荷検出手段
３４  回生制御手段
３６  クラッチ制御手段
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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