JP2006275175A - ハイブリッド車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御アルゴリズムを簡素化しつつ、モータ出力が制限された場合にも最適な変速特性に設定する。
【解決手段】モータ出力を制限する要因のパラメータ毎に算出したトルク制限値のうちの最小値をモータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴとして算出し（Ｓ３）、エンジン最大トルクＴＥＧＭＡＸにモータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴを加算したパワーユニット最大トルクＴＰＵＭＡＸに基づいて要求トルク比ＲＴＤＭＮＤを算出する（Ｓ４〜Ｓ９）。そして、要求トルク比ＲＴＤＭＮＤと車両速度とをパラメータとする変速線図を読込み、自動変速機の変速段を決定する（Ｓ１０）。これにより、モータ出力を制限する各種要因によってモータのアシスト量が変化した場合においても簡素な制御アルゴルで最適な変速比を設定することができ、コスト低減及び制御性の向上を可能とすることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、エンジンと該エンジンに連結されるモータとを備えたパワーユニットからの駆動力を自動変速機を介して駆動輪に伝達するハイブリッド車の制御装置に関する。

近年、自動車等の車両においては、ガソリン等を燃料とするエンジンを動力源とするものに対し、低公害、省資源の促進を目的として、バッテリからの電力によって駆動力を発生するモータをエンジンに加えて搭載し、エンジンとモータとを併用するハイブリッド車が開発されている。

このようなハイブリッド車の中でも、特に、エンジンとモータとの何れも走行駆動源として使用可能なパラレルハイブリッド車においては、モータの出力可能量に応じてエンジン出力にモータ出力を加えたパワーユニットの出力特性が変化することから、パワーユニットの駆動トルクを効率的に駆動輪に伝達するため、自動変速機を搭載するものが多く、変速制御に関する種々の提案がなされている。

例えば、特許文献１には、バッテリの残存容量に対応して複数の変速線図を備え、残存容量が少ない場合には、変速点を低速段領域が拡大される方向に移動させた変速線図を選択する技術が開示されている。また、特許文献２には、蓄電装置の蓄電量（残存容量）が最低蓄電量以下でモータジェネレータによりトルクアシストが行えない場合には、電子スロットルの特性を変更し、更に、電子スロットルの特性変更だけでは、所定の駆動力が得られない場合には、自動変速機の変速線図を、高出力用の変速線に変更する技術が開示されている。
特開平９−９４１４号公報 特開平１０−３７７７６号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示の技術は、何れもバッテリの残存容量のみを考慮して変速特性を変更するようにしており、その他、バッテリ温度、モータ温度、インバータ温度等のモータのトルクを制限する要因については考慮されていない。従って、これらの要因によってモータの出力が変化すると、駆動力が不足するといった事態が発生する虞がある。更に、残存容量に対応して複数の変速線図を備えることは、制御アルゴリズムの複雑化を招き、制御性の低下やシステムコストの上昇を招く虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、制御アルゴリズムを簡素化しつつ、モータ出力が制限された場合にも最適な変速特性に設定し、制御性の向上やコスト低減に寄与することのできるハイブリッド車の制御装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明によるハイブリッド車の制御装置は、エンジンと該エンジンに連結されるモータとを備えたパワーユニットからの駆動力を自動変速機を介して駆動輪に伝達するハイブリッド車の制御装置において、上記モータの出力トルクを制限する要因に基づいて、上記エンジンをアシスト可能な上記モータの最大トルクをモータアシスト可能トルクとして算出するモータアシスト可能トルク算出手段と、上記モータアシスト可能トルク算出手段で算出したモータアシスト可能トルクに基づいて、上記自動変速機の変速段を決定する変速制御手段とを備えたことを特徴とする。

モータアシスト可能トルクは、モータの出力トルクを制限する要因毎にモータのトルク制限値を算出し、各トルク制限値のうちの最小値をモータアシスト可能トルクとして算出することが望ましい。モータの出力トルクを制限する要因のパラメータとしては、バッテリ残存容量、バッテリ温度、モータ温度、インバータ温度を用いることができる。

自動変速機の変速段を決定する際には、エンジンの最大トルクにモータアシスト可能トルクを加算して算出したパワーユニットの最大トルクと、アクセル開度に応じたパワーユニットに対する要求トルクとに基づく要求トルク比をパラメータとして用いることができる。

また、モータアシスト可能トルクの上限値に応じた第１の変速特性マップからアクセル開度をパラメータとして決定した変速点と、モータアシスト可能トルクの下限値に応じた第２の変速特性マップからアクセル開度をパラメータとして決定した変速点とを、モータアシスト可能トルクに基づいて補間することにより、自動変速機の変速段を決定しても良い。第１の変速特性マップから決定した変速点と第２の変速特性マップから決定した変速点とは、モータアシスト可能トルクの上下限幅に対する比率に基づくモータアシスト係数を用いて補間することができる。

本発明のハイブリッド車の制御装置は、制御アルゴリズムを簡素化しつつ、モータ出力が制限された場合にも最適な変速特性を得ることができ、制御性の向上やコスト低減に寄与することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図４は本発明の実施の第１形態に係わり、図１はハイブリッド車のシステム構成図、図２はエンジン最大トルクとパワーユニット最大トルクとを示す説明図、図３は変速制御処理のフローチャート、図４は車両速度と要求トルク比とに基づく変速線図を示す説明図である。

図１は、主として走行駆動力を発生するエンジン１の出力軸に、発電及び駆動アシスト力発生用のモータ２が直接的に或いはギヤ等の動力伝達機構を介して連結されるパラレルハイブリッド車のシステム構成例を示し、エンジン１及びモータ２からなるパワーユニットの駆動力が自動変速機３に入力され、自動変速機３からギヤ４及びファイナルギヤ５を介して図示しない駆動輪に出力される。モータ２には、インバータ６が接続され、このインバータ６により、バッテリ７からの直流電力が交流電力に変換されてモータ２に供給されてモータ２が駆動され、また、モータ２で発電した電力がインバータ６を介してバッテリ７に供給されてバッテリ７が充電される。

尚、本形態においては、自動変速機３として、トルクコンバータを備えた有段の自動変速機を例にとって説明するが、ベルト式の無段変速機等にも適用可能である。

エンジン１，モータ２，バッテリ７，自動変速機３は、それぞれ、エンジン制御ユニット（エンジンＥＣＵ）１０、モータ制御ユニット（モータＥＣＵ）２０、バッテリ管理ユニット（バッテリＥＣＵ）３０、トランスミッション制御ユニット（トランスミッションＥＣＵ）４０によって制御され、各ＥＣＵ１０，２０，３０，４０がシステム全体を統括する中央のハイブリッド制御ユニット（ハイブリッドＥＣＵ）５０に接続されている。ハイブリッドＥＣＵ５０を初めとする各ＥＣＵ１０，２０，３０，４０は、マイクロコンピュータを中心として各種インターフェースや周辺回路等を備えて構成され、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信ラインを介して双方向通信可能に接続され、制御情報や制御対象の動作状態に係わるセンシング情報を相互に通信する。

各ＥＣＵ１０，２０，３０，４０の機能について概略すると、エンジンＥＣＵ１０は、ハイブリッドＥＣＵ５０からの制御指令を受け、エンジン１に備えられたセンサ類からの信号に基づいて、スロットル開度、点火時期、燃料噴射量等のパラメータを演算する。そして、これらのパラメータの制御信号によってアクチュエータ類を駆動し、エンジン１の出力が制御指令値に一致するよう、エンジン１の運転状態を制御する。

モータＥＣＵ２０は、ハイブリッドＥＣＵ５０からの制御指令を受け、インバータ６を介してモータ２を制御するものであり、モータ２の回転数や電圧・電流等の情報に基づいて、インバータ６へ電流指令や電圧指令を出力し、モータ２の出力が制御指令値に一致するよう、モータ２を制御する。

バッテリＥＣＵ３０は、バッテリ７の充電状態(State of charge;SOC）で示される残存容量、バッテリ７における入出力可能な最大電力で示される入出力可能パワー量、バッテリ７の劣化度等によるバッテリ状態の把握、このバッテリ状態を把握した上でのバッテリ７の冷却や充電の制御、異常検出及び異常検出時の保護動作等を管理する。

トランスミッションＥＣＵ４０は、ハイブリッドＥＣＵ５０からの制御指令を受けて自動変速機３の変速段を決定し、運転状態に応じた適切な変速段に切換える。自動変速機３の変速段は、そのときの車両速度ＶＳＰと、以下に説明する要求トルク比ＲＴＤＭＮＤとに基づいて変速特性マップを参照することにより決定する。

ＨＥＶシステム全体を統括するハイブリッドＥＣＵ５０は、ドライバーの要求する駆動力を、図示しないアクセルペダルの踏込み量を検出するアクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）８からのアクセル開度ＡＣＣＲＴとエンジン回転数（モータ回転数）ＮＥとに基づいて、エンジン１及びモータ２からなるパワーユニットに対するパワーユニット要求トルクＴＤＭＮＤとして算出し、このパワーユニット要求トルクＴＤＭＮＤを、自動変速機３の変速段を考慮してエンジン１とモータ２とに分配し、その分配率に応じた制御指令をエンジンＥＣＵ１０及びモータＥＣＵ２０に出力する。

また、ハイブリッドＥＣＵ５０は、自動変速機３の変速段を決定する変速制御パラメータとして、アクセル開度に基づくパワーユニット要求トルクＴＤＭＮＤと、パワーユニットから出力可能な最大トルクであるパワーユニット最大トルクＴＰＵＭＡＸとの比を、要求トルク比ＲＴＤＭＮＤとして算出し、トランスミッションＥＣＵ４０へ出力する。

具体的には、エンジン１に対してモータ２でアシスト可能なトルク（モータアシスト可能トルク）ＴＭＬＭＴを、モータ２の出力を制限する各種パラメータによる各制限値の最小値として算出する。そして、以下の（１）式に示すように、このモータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴと、エンジン１の最大トルクＴＥＧＭＡＸとを加算し、パワーユニット最大トルクＴＰＵＭＡＸとして算出する。
ＴＰＵＭＡＸ＝ＴＥＧＭＡＸ＋ＴＭＬＭＴ…（１）

次に、以下の（２）式に示すように、パワーユニット要求トルクＴＤＭＮＤをパワーユニット最大トルクＴＰＵＭＡＸで除算した値を、自動変速機３の変速段を決定する変速制御パラメータとしての要求トルク比ＲＴＤＭＮＤとして算出する。
ＲＴＤＭＮＤ＝ＴＤＭＮＤ／ＴＰＵＭＡＸ…（２）
但し、０≦ＲＴＤＭＮＤ≦１

すなわち、従来のハイブリッド車では、ドライバーの要求トルクに対して、エンジンをアシスト可能なモータのトルクが一定であることを前提として自動変速機の変速比を決定するようにしており、アクセル開度と車両速度とをパラメータとする変速線図をマップ化して保有している。このため、モータの出力トルクが、バッテリ残存容量、バッテリ温度、モータ温度、インバータ温度等の出力を制限する各種要因によって変化すると、パワーユニットの駆動力が不足するといった事態が発生する虞がある。

従って、本形態においては、ハイブリッドＥＣＵ５０のモータアシスト可能トルク算出手段としての機能により、モータ２の出力を制限する各種要因による制限値の最小値をモータ２でアシスト可能なモータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴとして算出し、このモータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴをエンジン１の最大トルクＴＥＧＭＡＸに加算してパワーユニットの最大トルクＴＰＵＭＡＸを決定するようにしている。図２に示すように、バッテリ７の残存容量ＳＯＣに余裕があり、モータ２によってエンジン１をアシストするアシスト側では、実質的にエンジン最大トルクＴＥＧＭＡＸにモータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴが加算され、図２中に実線で示すように、パワーユニット最大トルクＴＰＵＭＡＸは、エンジン最大トルクＴＥＧＭＡＸより大きくなる。一方、バッテリ７の残存容量ＳＯＣが少ない状態等の発電側では、実質的にエンジン最大トルクＴＥＧＭＡＸからモータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴが減算され、図２中に破線で示すように、パワーユニット最大トルクＴＰＵＭＡＸはエンジン最大トルクＴＥＧＭＡＸより小さくなる。

そして、トランスミッションＥＣＵ４０の変速制御手段としての機能により、パワーユニット要求トルクＴＤＭＮＤとパワーユニット最大トルクＴＰＵＭＡＸとの比である要求トルク比ＲＴＤＭＮＤと車両速度ＶＳＰとに基づいて変速比を決定することにより、ドライバーの要求に応じた駆動力とモータ２でアシスト可能な駆動力とを考慮し、モータ出力が変化した場合にもパワーユニットの駆動力が不足することなく最適な変速比を設定することができ、ドライバーの要求に応じた適正な駆動力を確保することができる。

以下、要求トルク比ＲＴＤＭＮＤを用いた変速制御処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。尚、本形態においては、ハイブリッドＥＣＵ５０で算出した要求トルクＲＴＤＭＮＤに基づいて、トランスミッションＥＣＵ４０で自動変速機３の変速段を決定するものとするが、ハイブリッドＥＣＵ５０で要求トルクＲＴＤＭＮＤから自動変速機３の変速段を決定し、トランスミッションＥＣＵ４０に変速指令を出力するようにしても良い。

この変速制御処理がスタートすると、最初のステップＳ１において、ＡＰＳ８からの信号に基づくアクセル開度ＡＣＣＲＴとエンジン回転数ＮＥとに基づいてマップ参照等によりパワーユニット要求トルクＴＤＭＮＤを算出し、ステップＳ２で、エンジン最大トルクＴＥＧＭＡＸを算出する。

次いで、ステップＳ３へ進み、モータ２の出力を制限する要因のパラメータ毎にトルク制限値を算出し、これらのトルク制限値のうちの最小値を、モータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴとして算出する。本形態においては、モータ２の出力を制限する要因のパラメータとして、以下の（ａ）〜（ｄ）に示す各パラメータを用い、各パラメータ毎にトルク制限値を算出する。

（ａ）バッテリ残存容量ＳＯＣ
モータ回転数Ｎ（エンジン回転数ＮＥ）とバッテリの残存容量ＳＯＣとに基づいて、残存容量ＳＯＣによって制限されるモータ２のトルク制限値ＴＭＬＳＯＣを算出する。

（ｂ）バッテリ温度ＴＢ
モータ回転数Ｎ（エンジン回転数ＮＥ）とバッテリ７の温度ＴＢとに基づいて、温度ＴＢによって制限されるモータ２のトルク制限値ＴＭＬＢＴＴを算出する。

（ｃ）モータ温度ＴＭＴ
モータ回転数Ｎ（エンジン回転数ＮＥ）とモータ２の温度ＴＭＴとに基づいて、温度ＴＭＴによって制限されるモータ２のトルク制限値ＴＭＬＭＴＴを算出する。

（ｄ）インバータ温度ＴＩＶ
モータ回転数Ｎ（エンジン回転数ＮＥ）とインバータ６の温度ＴＩＶとに基づいて、温度ＴＩＶによって制限されるモータ２のトルク制限値ＴＭＬＩＶＴを算出する。

そして、ステップＳ３で、（ａ）〜（ｄ）の各パラメータによるトルク制限値ＴＭＬＳＯＣ，ＴＭＬＢＴＴ，ＴＭＬＭＴＴ，ＴＭＬＩＶＴのうちの最小値を、モータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴとして算出した後、ステップＳ４で、エンジン最大トルクＴＥＧＭＡＸにモータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴを加算してパワーユニット最大トルクＴＰＵＭＡＸを算出する（前述の（１）式；ＴＰＵＭＡＸ＝ＴＥＧＭＡＸ＋ＴＭＬＭＴ）。

ステップＳ４に続くステップＳ５では、パワーユニット要求トルクＴＤＭＮＤをパワーユニット最大トルクＴＰＵＭＡＸで除算した値（ＴＤＭＮＤ／ＴＰＵＭＡＸ）が０未満か否かを調べる。その結果、（ＴＤＭＮＤ／ＴＰＵＭＡＸ）＜０の場合には、ステップＳ６でパワーユニット要求トルクＴＤＭＮＤをパワーユニット最大トルクＴＰＵＭＡＸで除算した要求トルク比ＲＴＤＭＮＤを０に固定して決定する（ＲＴＤＭＮＤ＝０）。

一方、（ＴＤＭＮＤ／ＴＰＵＭＡＸ）≧０の場合には、ステップＳ５からステップＳ７へ進み、（ＴＤＭＮＤ／ＴＰＵＭＡＸ）≦１であるか否かを調べる。そして、（ＴＤＭＮＤ／ＴＰＵＭＡＸ）≦１の場合には、ステップＳ８で、要求トルク比ＲＴＤＭＮＤを、パワーユニット要求トルクＴＤＭＮＤをパワーユニット最大トルクＴＰＵＭＡＸで除算した値として決定し（ＲＴＤＭＮＤ＝ＴＤＭＮＤ／ＴＰＵＭＡＸ）、（ＴＤＭＮＤ／ＴＰＵＭＡＸ）＞１の場合、ステップＳ９で、パワーユニット要求トルクＴＤＭＮＤをパワーユニット最大トルクＴＰＵＭＡＸで除算した要求トルク比ＲＴＤＭＮＤを１に固定して決定する（ＲＴＤＭＮＤ＝１）。

要求トルク比ＲＴＤＭＮＤを決定した後は、ステップＳ１０へ進み、要求トルク比ＲＴＤＭＮＤと車両速度ＶＳＰとをパラメータとする変速線図を読込み、自動変速機３の変速段を決定する。図４は、１速〜３速の変速段のアップシフト及びダウンシフトを示す変速線図の例を示すものであり、現在の車両速度ＶＳＰが、実線で示すアップシフトの変速線上で要求トルク比ＲＴＤＭＮＤから決定される速度より高くなったとき、アップシフトが行われ、破線で示すダウンシフトの変速線上で要求トルク比ＲＴＤＭＮＤから決定される速度よりも低くなったときには、ダウンシフトが行われる。

このように本実施の形態においては、ドライバーの要求に応じた駆動力とモータでアシスト可能な駆動力とを加味した要求トルク比ＲＴＤＭＮＤに基づいて自動変速機３の変速段を決定するので、モータ出力を制限する各種要因によってモータのアシスト量が変化した場合においても、簡素な制御アルゴリズムで最適な変速比を設定することができる。更には、複数の変速線図のマップを保有する必要がないことから、省メモリによるコスト低減と制御性の向上とを可能とすることができる。

次に、本発明の実施の第２形態について説明する。図５〜図８は本発明の実施の第２形態に係わり、図５はパワーユニット最大トルクの上限値及び下限値とエンジン最大トルクとを示す説明図、図６は変速制御処理のフローチャート、図７はモータアシスト可能トルク上限値に応じた変速線図を示す説明図、図８はモータアシスト可能トルク下限値に応じた変速線図を示す説明図である。

第２形態は、モータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴの上限値に応じた変速線図とモータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴの下限値に応じた変速線図との２つの変速線図を、それぞれ、第１の変速特性マップ、第２の変速特性マップとして設定し、各々の変速特性マップから求めた変速点をモータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴに応じて補間することにより、自動変速機３の変速段を決定するものである。

すなわち、モータ回転数Ｎ（エンジン回転数ＮＥ）に基づいて、モータ２で動作させるトルクの上限値（モータアシスト可能トルク上限値）ＴＭＬＭＴＨと、モータ２で動作させるトルクの下限値（モータアシスト可能トルク下限値）ＴＭＬＭＴＬとを算出し、図５に示すように、エンジン最大トルクＴＥＧＭＡＸにモータアシスト可能トルク上限値ＴＭＬＭＴＨを加算したパワーユニット最大トルク上限値ＴＰＵＭＡＸＨと、エンジン最大トルクＴＥＧＭＡＸにモータアシスト可能トルク下限値ＴＭＬＭＴＬ（負の値）を加算したパワーユニット最大トルク下限値ＴＰＵＭＡＸＬとを想定する。

そして、パワーユニット最大トルク上限値ＴＰＵＭＡＸＨとパワーユニット最大トルク下限値ＴＰＵＭＡＸＬとの特性の相違を考慮し、モータアシスト可能トルク上限値ＴＭＬＭＴＨに応じて、アクセル開度ＡＣＣＲＴと車両速度ＶＳＰとをパラメータとする変速線図を設定すると共に、モータアシスト可能トルク下限値ＴＭＬＭＴＬに応じて、アクセル開度ＡＣＣＲＴと車両速度ＶＳＰとをパラメータとする変速線図とを設定する。更に、これらの変速線図から求めた変速点を、モータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴに応じて補間することにより、実際の変速点を求める。

変速点の補間は、モータアシスト係数ＫＴＭを導入して実施する。このモータアシスト係数ＫＴＭは、以下の（３）式に示すように、モータアシスト可能トルク下限値ＴＭＬＭＴＬを基準としたときのモータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴの上下限幅（ＴＭＬＭＴＨ−ＴＭＬＭＴＬ）に対する比率を示すものであり、ハイブリッドＥＣＵ５０でモータアシスト係数ＫＴＭを自動変速機３の変速段を決定する変速制御パラメータとして算出し、トランスミッションＥＣＵ４０に出力する。トランスミッションＥＣＵ４０は、２つの変速線図でそれぞれアップシフト及びダウンシフトの車両速度を求め、モータアシスト係数ＫＴＭを用いて補間することにより、最終的なアップシフト及びダウンシフトの車両速度を決定する。
ＫＴＭ＝（ＴＭＬＭＴ−ＴＭＬＭＴＬ）／（ＴＭＬＭＴＨ−ＴＭＬＭＴＬ）…（３）

以下、第２形態の変速制御処理について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。尚、第２形態においても、ハイブリッドＥＣＵ５０で算出したモータアシスト係数ＫＴＭに基づいてトランスミッションＥＣＵ４０で自動変速機３の変速段を決定するものとするが、ハイブリッドＥＣＵ５０でモータアシスト係数ＫＴＭを用いて自動変速機３の変速段を決定し、トランスミッションＥＣＵ４０に変速指令を出力するようにしても良い。

第２形態の変速制御処理では、最初のステップＳ１３で、第１形態と同様に、バッテリ残存容量ＳＯＣ、バッテリ温度ＴＢ、モータ温度ＴＭＴ、インバータ温度ＴＩＶ等のモータ２の出力を制限する各種要因による制限値の最小値をモータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴとして算出する。

次いで、ステップＳ１４へ進み、前述の（３）式に従って、モータアシスト可能トルクＴＭＬＭＴ、モータアシスト可能トルク上限値ＴＭＬＭＴＨ、モータアシスト可能トルク下限値ＴＭＬＭＴＬを用いてモータアシスト係数ＫＴＭを算出する。そして、ステップＳ１５で、モータアシスト可能トルク上限値ＴＭＬＭＴＨに応じた変速線図ＳＴＢＬＭＡＸを読込み、アクセル開度ＡＣＣＲＴと現在の変速段とから、アップシフトの車両速度ＶＵＰＭＡＸ及びダウンシフトの車両速度ＶＤＯＷＮＭＡＸを変速点として算出する。

図７は、モータアシスト可能トルク上限値ＴＭＬＭＴＨに応じた１速〜３速の変速線図ＳＴＢＬＭＡＸを示すものであり、例えば、現在の変速段が２速である場合、図中の実線で示す２速から３速へのアップシフトの変速線からアクセル開度に対応するアップシフトの車両速度ＶＵＰＭＡＸが求められ、図中の破線で示す２速から１速へのダウンシフトの変速線からダウンシフトの車両速度ＶＤＯＷＮＭＡＸが求められる。

更に、ステップＳ１５からステップＳ１６へ進んでモータアシスト可能トルク下限値ＴＭＬＭＴＬに応じた変速線図ＳＴＢＬＭＩＮを読込み、アクセル開度ＡＣＣＲＴと現在の変速段とから、アップシフトの車両速度ＶＵＰＭＩＮ及びダウンシフトの車両速度ＶＤＯＷＮＭＩＮを変速点として算出する。

図８は、モータアシスト可能トルク下限値ＴＭＬＭＴＬに応じた１速〜３速の変速線図ＳＴＢＬＭＩＮを示すものであり、図中の破線で示すダウンシフトの変速線及び図中の実線で示すアップシフトの変速線が、モータアシスト可能トルク上限値ＴＭＬＭＴＨに応じた１速〜３速の変速線図ＳＴＢＬＭＡＸよりも高速側に設定されている。この変速線図ＳＴＢＬＭＩＮにおいて、例えば、現在の変速段が２速である場合、２速から３速へのアップシフトの変速線からアクセル開度に対応するアップシフトの車両速度ＶＵＰＭＩＮが求められ、２速から１速へのダウンシフトの変速線からダウンシフトの車両速度ＶＤＯＷＮＭＩＮが求められる。

その後、ステップＳ１７へ進み、モータアシスト可能トルク上限値ＴＭＬＭＴＨに応じたアップシフトの車両速度ＶＵＰＭＡＸ及びダウンシフトの車両速度ＶＤＯＷＮＭＡＸ、モータアシスト可能トルク下限値ＴＭＬＭＴＬに応じたアップシフトの車両速度ＶＵＰＭＩＮ及びダウンシフトの車両速度ＶＤＯＷＮＭＩＮを、以下の（４），（５）式に示すように、モータアシスト係数ＫＴＭを用いて補間し、現在の変速段でのアップシフトの変速車両速度ＶＵＰ及びダウンシフトの変速車両速度ＶＤＯＷＮを算出する。
ＶＵＰ＝ＶＵＰＭＩＮ−（ＶＵＰＭＩＮ−ＶＵＰＭＡＸ）×ＫＴＭ…（４）
ＶＤＯＷＮ＝ＶＤＯＷＮＭＩＮ−（ＶＤＯＷＮＭＩＮ−ＶＤＯＷＮＭＡＸ）×ＫＴＭ…（５）

そして、ステップＳ１８で、現在の車両速度ＶＳＰと、アップシフトの変速車両速度ＶＵＰ、ダウンシフトの変速車両速度ＶＤＯＷＮとを比較して、現在の変速段からアップシフト或はダウンシフトする変速段を決定し、処理を抜ける。例えば、現在の変速段が２速であり、車両速度ＶＳＰがダウンシフトの変速車両速度ＶＤＯＷＮ以下に低下した場合には、２速から１速へのダウンシフトとし、車両速度ＶＳＰがアップシフトの変速車両速度ＶＵＰ以上に上昇した場合には、２速から３速へのアップシフトとする。

第２形態では、第１形態と同様、モータ出力を制限する各種要因によってモータアシスト量が変化した場合においても最適な変速比を設定することができるが、パワーユニットのトルク特性が上下限で異なる場合にも緻密に対応することができ、より精密な制御が可能となる。

尚、以上の各実施の形態では、自動変速機３の変速段を決定する例について説明したが、ロックアップ機構付きのトルクコンバータを有する自動変速機に適用してロックアップ制御を行うことも可能である。また、本発明は、パラレルハイブリッド車に限定されることなく、シリーズ・パラレルハイブリッド車におけるパラレル走行のモードにも適用可能である。

本発明の実施の第１形態に係わり、ハイブリッド車のシステム構成図 同上、エンジン最大トルクとパワーユニット最大トルクとを示す説明図 同上、変速制御処理のフローチャート 同上、車両速度と要求トルク比とに基づく変速線図を示す説明図 本発明の実施の第２形態に係わり、パワーユニット最大トルクの上限値及び下限値とエンジン最大トルクとを示す説明図 同上、変速制御処理のフローチャート 同上、モータアシスト可能トルク上限値に応じた変速線図を示す説明図 同上、モータアシスト可能トルク下限値に応じた変速線図を示す説明図

符号の説明

１ エンジン
２ モータ
３ 自動変速機
６ インバータ
７ バッテリ
４０ トランスミッション制御ユニット（変速制御手段）
５０ ハイブリッド制御ユニット（モータアシスト可能トルク算出手段）
ＴＭＬＳＯＣ，ＴＭＬＢＴＴ，ＴＭＬＭＴＴ，ＴＭＬＩＶＴ トルク制限値
ＳＯＣ バッテリ残存容量
ＴＢ バッテリ温度
ＴＭＴ モータ温度
ＴＩＶ インバータ温度
ＴＭＬＭＴ モータアシスト可能トルク
ＴＥＧＭＡＸ エンジン最大トルク
ＴＰＵＭＡＸ パワーユニット最大トルク
ＴＤＭＮＤ パワーユニット要求トルク
ＲＴＤＭＮＤ 要求トルク比
ＴＭＬＭＴＨ モータアシスト可能トルク上限値
ＴＭＬＭＴＬ モータアシスト可能トルク下限値
ＳＴＢＬＭＡＸ 変速線図
ＳＴＢＬＭＩＮ 変速線図
ＡＣＣＲＴ アクセル開度
ＫＴＭ モータアシスト係数
代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (6)

1. エンジンと該エンジンに連結されるモータとを備えたパワーユニットからの駆動力を自動変速機を介して駆動輪に伝達するハイブリッド車の制御装置において、
   上記モータの出力トルクを制限する要因に基づいて、上記エンジンをアシスト可能な上記モータの最大トルクをモータアシスト可能トルクとして算出するモータアシスト可能トルク算出手段と、
   上記モータアシスト可能トルク算出手段で算出したモータアシスト可能トルクに基づいて、上記自動変速機の変速段を決定する変速制御手段とを備えたことを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
2. 上記モータアシスト可能トルク算出手段は、
   上記モータの出力トルクを制限する要因毎に上記モータのトルク制限値を算出し、各トルク制限値のうちの最小値を、上記モータアシスト可能トルクとして算出することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車の制御装置。
3. 上記モータアシスト可能トルク算出手段は、
   上記モータの出力トルクを制限する要因のパラメータとして、上記モータに電力を供給するバッテリの残存容量、バッテリ温度、上記モータの温度、上記バッテリからの直流電力を交流電力に変換して上記モータを駆動するインバータの温度を用いることを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッド車の制御装置。
4. 上記変速制御手段は、
   上記エンジンの最大トルクに上記モータアシスト可能トルクを加算して上記パワーユニットの最大トルクを算出し、上記パワーユニットの最大トルクとアクセル開度に応じた上記パワーユニットに対する要求トルクとに基づく要求トルク比をパラメータとして、上記自動変速機の変速段を決定することを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載のハイブリッド車の制御装置。
5. 上記変速制御手段は、
   上記モータアシスト可能トルクの上限値に応じた第１の変速特性マップと上記モータアシスト可能トルクの下限値に応じた第２の変速特性マップとを備え、
   上記第１の変速特性マップからアクセル開度をパラメータとして決定した変速点と上記第２の変速特性マップからアクセル開度をパラメータとして決定した変速点とを上記モータアシスト可能トルクに基づいて補間し、上記自動変速機の変速段を決定することを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載のハイブリッド車の制御装置。
6. 上記変速制御手段は、
   上記第１の変速特性マップから決定した変速点と上記第２の変速特性マップから決定した変速点とを、上記モータアシスト可能トルクの上下限幅に対する比率に基づくモータアシスト係数を用いて補間することを特徴とする請求項５記載のハイブリッド車の制御装置。

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