JP2007050789A - ハイブリッド車の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンおよびモータ・ジェネレータを有し、制御装置全体としての動力損失の増加を抑制することの可能なハイブリッド車の制御装置を提供する。
【解決手段】 エンジンから車輪に至る動力伝達経路に配置されたクラッチと、車両の運動エネルギにより回生制動力を発生するモータ・ジェネレータとを有するハイブリッド車の制御装置において、モータ・ジェネレータにより回生制動力を発生させる場合に、クラッチを係合させ、かつ、エンジンブレーキ力が発生する場合の第１の動力損失を求める第１の動力損失算出手段と、モータ・ジェネレータにより回生制動力を発生させる場合に、クラッチを解放してエンジンを停止させ、その後にエンジンを始動する場合における第２の動力損失を求める第２の動力損失算出手段と、第１の動力損失と第２の動力損失とを比較した結果に基づいて、クラッチの伝達トルクを制御するクラッチ制御手段とを備えている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、動力源としてエンジンおよびモータ・ジェネレータを搭載したハイブリッド車の制御装置に関するものである。

従来、車両の動力源としてエンジンおよびモータ・ジェネレータを搭載したハイブリッド車が知られており、車両の走行状態に基づいて、エンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動・停止を制御することで、燃費の向上、エミッションの低下などを図ることができる利点があり、このようなハイブリッド車の一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたハイブリッド車のパワートレーンは、エンジン、クラッチ、モーター、差動装置、駆動輪などから構成されている。そして、エンジンの出力軸がクラッチの入力軸に連結されており、クラッチの出力軸がモーターの入力軸に連結されている。また、エンジンまたはモーターの駆動力は、差動装置を介して駆動輪へ伝達されるように構成されている。さらに、モーターにはインバーターを介してメインバッテリーが接続されている。さらに、エンジンの回転速度や出力トルク、クラッチの伝達トルク、モーターの回転速度や出力トルクなどを制御するコントローラーが設けられている。

そして、特許文献１に記載されたハイブリッド車においては、車両の操作と状態に対する制御対象について、操作モード毎に動作が説明されている。例えば、アクセルペダルが解放されて車両が所定値未満の車速で走行する場合には、エンジンへの燃料供給を停止してクラッチを解放し、かつ、モーターを作動させて回生ブレーキ力を発生させる操作モードが記載されている。また、この操作モードにおいて、メインバッテリの充電状態が過大な状態になった場合は、モーターを非作動にして回生運転をおこなわず、代わりにクラッチを締結して燃料を供給させずにエンジンを回転させ、エンジンブレーキを発生させる制御が記載されている。一方、アクセルペダルの踏み込み時に、クラッチを締結させ、かつ、燃料をエンジンに供給し、エンジンの駆動力により車両を走行させる操作モードも記載されている。
特開平１１−２８５１０８号公報

ところで、特許文献１に記載されたハイブリッド車の制御装置において、アクセルペダルが解放されて車両が走行している場合に、エンジンへの燃料供給を停止してクラッチを解放し、かつ、モーターを作動させて回生ブレーキ力を発生させる制御を実行した後、アクセルペダルが踏み込まれてクラッチを係合させ、かつ、燃料を供給してエンジンを始動させる制御に変化することが考えられる。しかしながら、停止しているエンジンを始動させるためには動力が必要であり、クラッチの係合・解放の切替に加えて、停止しているエンジンを始動させる制御を繰り返すと、エンジンを始動させることに消費される動力損失が大きくなり、制御装置全体としての効率が低下する恐れがあった。

この発明は上記事情を背景としてなされたものであって、エンジンおよびモータ・ジェネレータを有するとともに、制御装置全体としての動力損失の増加を抑制することの可能な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請求項１の発明は、車両に搭載されたエンジンと、このエンジンから車輪に至る動力伝達経路に配置されたクラッチと、前記車両の運動エネルギにより回生制動力を発生させることの可能なモータ・ジェネレータとを有するハイブリッド車の制御装置において、前記モータ・ジェネレータにより回生制動力を発生させる場合に、前記クラッチを係合させ、かつ、前記運動エネルギが前記エンジンに伝達されてエンジンブレーキ力が発生する場合における第１の動力損失を求める第１の動力損失算出手段と、前記モータ・ジェネレータにより回生制動力を発生させる場合に、前記クラッチを解放して前記エンジンを停止させ、その後に前記エンジンを始動する場合における第２の動力損失を求める第２の動力損失算出手段と、前記第１の動力損失および前記第２の動力損失に基づいて、前記モータ・ジェネレータで回生制動力を発生させる場合における前記クラッチの伝達トルクを制御するクラッチ制御手段とを備えていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記クラッチ制御手段は、前記第１の動力損失と前記第２の動力損失とを比較し、前記第１の動力損失の方が前記第２の動力損失よりも大きい場合は前記クラッチの伝達トルクを低下させる一方、前記第２の動力損失の方が前記第１の動力損失よりも大きい場合は前記クラッチの伝達トルクを高める手段を含むことを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記モータ・ジェネレータとは異なる原理により、前記車両に与える制動力を発生する制動装置が設けられており、前記クラッチの伝達トルクの選択結果に基づいて、前記モータ・ジェネレータで発生する回生制動力および前記制動装置で発生する制動力のうち、少なくとも一方の制動力を制御する制動力制御手段を、更に有することを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの構成に加えて、前記クラッチ制御手段は、前記モータ・ジェネレータで回生制動力を発生させる際の回生トルクが制限された場合に、前記クラッチの伝達トルクを高める手段を含むことを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、車両が惰力走行する場合の運動エネルギをモータ・ジェネレータに伝達して、回生制動制御を実行することが可能である。また、モータ・ジェネレータで回生制動制御を実行する場合にクラッチを係合させると、車両の運動エネルギがクラッチを経由してエンジンに伝達され、かつ、エンジンブレーキ力が発生する。そして、エンジンブレーキ力の発生によって消費される第１の動力損失が求められる。また、モータ・ジェネレータで回生制動制御を実行する場合に、クラッチを解放してエンジンを停止させ、その後にエンジンを始動することを想定し、エンジンを始動させる場合における第２の動力損失が求められる。ついで、第１の動力損失および第２の動力損失に基づいて、モータ・ジェネレータで回生制動制御を実行する場合におけるクラッチの伝達トルクを制御することが可能である。したがって、なるべく動力損失が少なくなるように、クラッチの伝達トルクを制御することが可能であり、制御装置全体としての効率の低下を抑制できる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、第１の動力損失と第２の動力損失とが比較され、エンジンブレーキ力の発生により生じる第１の動力損失の方が、エンジンを始動させるために消費される第２の動力損失よりも大きい場合に選択されるクラッチの伝達トルクは、エンジンを始動させるために消費される第２の動力損失の方が、エンジンブレーキ力の発生により生じる第１の動力損失よりも大きい場合に選択されるクラッチの伝達トルクよりも低く設定される。つまり、動力損失が少なくなるように、クラッチの伝達トルクが制御される。したがって、制御装置全体としての効率の低下を、一層確実に抑制できる。

請求項３の発明によれば、請求項２の発明と同様の効果を得られる他に、クラッチの伝達トルクの選択結果に基づいて、モータ・ジェネレータにおける回生制動力および制動装置の制動力のうち、少なくとも一方が制御される。したがって、クラッチの伝達トルクの高低（係合状態）に関わりなく、車両に対する制動要求に応じた制動力を確保することができる。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、モータ・ジェネレータにおける回生トルクが制限された場合は、クラッチの伝達トルクが高められる。したがって、モータ・ジェネレータで発生可能な回生制動力を増加できない場合でも、エンジンブレーキ力で補完する（強める）ことにより、車両に与える制動力を確保することができる。

つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。この発明で対象とする車両は、複数の動力源、より具体的には動力の発生原理が異なるエンジンおよびモータを有するハイブリッド車である。また、この発明で対象とする車両には、エンジンが動力伝達可能に連結された車輪と、モータ・ジェネレータが動力伝達可能に連結された車輪とが同じである構成のパワートレーン、または異なる構成のパワートレーンが含まれる。以下、車両のパワートレーンの構成および具体的な制御例について説明する。

図２には、この発明で対象とする車両１のパワートレーンの構成およびその制御系統の一例が模式的に示されている。この図２に示された車両１は、動力源としてエンジン２およびモータ・ジェネレータ３を有するハイブリッド車であり、エンジン２およびモータ・ジェネレータ３が、同じ車輪（後輪）４に対して動力伝達可能となるように構成されている。より具体的には、Ｆ・Ｒ（フロントエンジン・リヤドライブ）形式の車両である。まず、車両１の前部に搭載されたエンジン２は、熱エネルギを運動エネルギに変換して出力する動力装置であり、エンジン２としては内燃機関および外燃機関を用いることが可能である。この実施例では、エンジン２として内燃機関、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いている場合について説明する。このエンジン２は、燃焼室（図示せず）に接続された吸気管５を有しており、吸気管５の内部には電子スロットルバルブ６が設けられている。そして、電子スロットルバルブ６の開度をアクチュエータ（図示せず）により制御することが可能なように構成されている。さらに燃焼室に燃料を供給する燃料噴射装置２Ａが設けられている。

一方、このエンジン２の出力軸から車輪４に至る動力伝達経路には、クラッチ７が設けられている。このクラッチ７は、エンジン２と車輪４との間で伝達されるトルクを制御する装置であり、クラッチ７としては、摩擦式クラッチ、電磁式クラッチなどを用いることが可能である。そして、このクラッチ７による伝達トルクを制御するアクチュエータ８が設けられている。また、エンジン２からクラッチ７に至る動力伝達経路にはモータ・ジェネレータ９が設けられている。モータ・ジェネレータ９は、電気エネルギを運動エネルギに変換する機能（力行機能）と、運動エネルギを電気エネルギに変換する機能（回生機能）とを有している。この実施例では、モータ・ジェネレータ９は、主としてエンジン２を始動するトルクを出力する始動装置としての機能を有している。このモータ・ジェネレータ９は、ロータ１０およびステータ１１を有しており、ロータ１０がエンジン２の出力軸に連結されている。また、モータ・ジェネレータ９にはインバータ１２を介して蓄電装置１３が接続されている。この蓄電装置１３としては、例えば、バッテリまたはキャパシタを用いることが可能である。そして、蓄電装置１３の電力をインバータ１２を経由させてモータ・ジェネレータ９を電動機として駆動させる一方、モータ・ジェネレータ９で発電された電力を蓄電装置１３に充電することも可能である。

さらに、クラッチ７から車輪４に至る動力伝達経路には、前述したモータ・ジェネレータ３が配置されている。モータ・ジェネレータ３は、電気エネルギを運動エネルギに変換する機能（力行機能）と、運動エネルギを電気エネルギに変換する機能（回生機能）とを有している。この実施例では、モータ・ジェネレータ３は、ロータ１４およびステータ１５を有しており、ロータ１４がクラッチ７の出力側に連結されている。また、モータ・ジェネレータ３にはインバータ１６を介して蓄電装置１７が接続されている。この蓄電装置１７としては、例えば、バッテリまたはキャパシタを用いることが可能である。そして、蓄電装置１７の電力をインバータ１６を経由させてモータ・ジェネレータ３を電動機として駆動させる一方、モータ・ジェネレータ３で発電された電力を蓄電装置１７に充電することも可能である。

一方、モータ・ジェネレータ３から車輪４に至る動力伝達経路には変速機１８が設けられている。この変速機１８は、入力軸と出力軸との間における変速比を変更可能に構成されている。変速機１８としては変速比を段階的に（不連続に）変更することの可能な有段変速機、または、変速比を無段階に（連続的に）変更することの可能な無段変速機を用いることが可能である。そして、変速機１８の出力軸が、クラッチ７の出力側およびモータ・ジェネレータ３のロータ１４に連結されている。この実施例では、変速機１８として遊星歯車機構を有する有段変速機が用いられており、変速機１８のシフトポジションおよび変速比を制御する油圧制御装置１９が設けられている。油圧制御装置１９は、油圧回路およびソレノイドバルブなどを有する公知のものである。

さらに、変速機１８の出力軸から車輪４に至る動力伝達経路には差動装置２０が設けられている、差動装置２０は、変速機１８から差動装置２０に伝達された動力を左右の車輪４に分配するとともに、左右の車輪４の回転数差を許容する装置である。さらにまた、車輪４に制動力を与える制動装置２１が設けられている。この制動装置２１は、車輪４に制動力を与える装置であり、制動装置２１としては、例えば、油圧式ブレーキまたは空気圧式ブレーキを用いることが可能である。油圧式ブレーキには、例えば、ディスクブレーキ、ドラムブレーキなどが含まれる。空気圧式ブレーキには、ドラムブレーキが含まれる。この制動装置２１は、運転席にある制動要求発生装置をドライバーが操作した場合に、その操作状態に応じた制動力を発生することができるとともに、制動要求発生装置の操作状態以外の条件に基づいて制動装置２１の制動力を制御するアクチュエータ２２が設けられている。制動装置２１として油圧式ブレーキまたは空気圧式ブレーキのいずれを用いた場合も、車輪４を摩擦力により制動させるような原理となっている。より具体的には、車輪４の運動エネルギを摩擦による熱エネルギに変換することで、制動力を発生するものである。なお、車輪４に対しては、後述するようにモータ・ジェネレータ３によっても制動力を与えることが可能であるが、モータ・ジェネレータ３とは制動力の発生原理が異なる。モータ・ジェネレータ３における制動力の発生原理は後述する。

つぎに、車両１における制御系統を説明すると、エンジン２およびインバータ１２，１６および油圧制御装置１９およびアクチュエータ２２を制御するコントローラとしての電子制御装置２３が設けられているとともに、この電子制御装置２３には、電子スロットルバルブ６の開度、エンジン２の回転数およびトルク、モータ・ジェネレータ３，９の回転数およびトルク、蓄電装置１７の充電量（ＳＯＣ：State Of Charge ）、変速機１８の入力回転数および出力回転数、変速機１８のシフトポジション、制動要求発生装置の操作状態、加速要求発生装置の操作状態などの信号が入力される。ここで、制動要求発生装置とは、足により操作されるブレーキペダル、手により操作されるブレーキレバーなどが挙げられる。また、加速要求発生装置とは、足により操作されるアクセルペダル、手により操作されるアクセルレバーなどが挙げられる。

つぎに、車両１の制御の概略を説明する。まず、車両１の走行状態、例えば、アクセル開度および車速などに基づいて、エンジン２およびモータ・ジェネレータ３のうちの少なくとも一方が駆動され、エンジン２またはモータ・ジェネレータ３から出力されたトルクが、変速機１８および差動装置２０を経由して車輪４に伝達されて、駆動力が発生する。ここでは、エンジン２を運転し、かつ、モータ・ジェネレータ３を電動機として駆動する第１のモードと、エンジン２を運転し、かつ、モータ・ジェネレータ３には電力を供給しない第２のモードと、モータ・ジェネレータ３を電動機として駆動させ、かつ、エンジン２には燃料を供給しない第３のモードとを選択的に切替可能である。まず、第１のモードが選択された場合は、クラッチ７が係合またはスリップされて、エンジントルクがクラッチ７および変速機１８を経由して車輪４に伝達されるとともに、モータ・ジェネレータ３から出力されたトルクも、車輪４に伝達される。つまり、この第１のモードが選択された場合は、エンジン２およびモータ・ジェネレータ３の両方のトルクより車両１が走行する。ここで、クラッチ７の係合とは、クラッチ７の伝達トルクを高めて、入力部材と出力部材とが一体回転するように制御することである。また、クラッチ７のスリップとは、係合の場合よりも伝達トルクは低く制御され、入力部材と出力部材とが滑るように制御することである。

これに対して、第２のモードが選択された場合は、クラッチ７が係合またはスリップされて、エンジントルクがクラッチ７および変速機１８を経由して車輪４に伝達される一方、モータ・ジェネレータ３には電力が供給されない。なお、モータ・ジェネレータ３のロータと、変速機１８の入力軸との間にクラッチ（図示せず）が設けられている構成であれば、この第２のモードが選択された場合に、このクラッチを解放することも可能である。さらに、第３のモードが選択された場合は、クラッチ７を解放するとともに、モータ・ジェネレータ３に電力を供給して電動機として駆動させ、そのトルクが車輪４に伝達される。ここで、クラッチ７の解放とは、クラッチ７のスリップよりも伝達トルクを低下させ、入力部材と出力部材との間でトルク伝達がおこなわれないようにする制御である。なお、車両１は、前輪をも備えているが、エンジン２およびモータ・ジェネレータ３の動力が前輪に伝達されないように構成されている。つまり、図１に示された車両１は、いわゆる二輪駆動車である。

つぎに、車両１が惰力走行する場合に実行可能な制御の一例を、図１に基づいて説明する。まず、車両１が惰力走行し、かつ、回生制動制御が実行されるか否かが判断される（ステップＳ１）。ここで、車両１が惰力走行とは、アクセルペダルが解放されてスロットル開度が全閉となり、かつ、慣性力で車両１が走行することである。また、回生制動制御とは、車両１の運動エネルギをモータ・ジェネレータ３に伝達するとともに、モータ・ジェネレータ３を発電機として起動させて電力を蓄電装置１７に蓄電し、併せて車輪４に対して回生制動力を与える制御であり、車両１が惰力走行し、かつ、ブレーキペダルが踏み込まれた場合に実行される。すなわち、モータ・ジェネレータ３は、運動エネルギを電気エネルギに変換することで、制動力を発生させる。また、車両１の惰力走行時には、フューエルカット制御を実行可能である。フューエルカット制御とは、クラッチ７が係合され、かつ、エンジン回転数が設定回転数以上である場合に、燃料供給を停止する制御である。そして、燃料の供給を停止したまま惰力走行を継続した結果、エンジン回転数が低下して復帰回転数まで到達した場合は、再度燃料供給が開始される。つまり、フューエルカット制御が終了する。この復帰回転数は、燃料を供給して燃料を燃焼させれば、エンジン２が自律回転可能となる回転数に設定される。

そして、ステップＳ１で否定的に判断された場合は、この制御ルーチンを終了し、ステップＳ１で肯定的に判断された場合は、エンジンフリクションによる動力損失が推定される（ステップＳ２）。すなわち、前述のように、車両１が惰力走行し、かつ、クラッチ７が係合されている場合は、車両１の運動エネルギが、変速機１８およびクラッチ７を経由してエンジン２に伝達され、エンジンブレーキ力が発生する。そこで、エンジンブレーキ力の発生により消費される動力損失［Ｗ］を、ステップＳ２で推定する。消費される動力は、エンジン回転速度［rad/s］とエンジン２に伝達されるトルク［Ｎｍ］とを乗算して求めることが可能であり、例えば、図３のマップを用いることが可能である。この図３においては、横軸にエンジン回転速度が示され、縦軸にフリクショントルクが負のトルクとして示されている。ここで、エンジン回転数が高くなることにともないフリクショントルクも高くなる傾向にある。また、エンジン油温が低くなるほどフリクショントルクが高くなる傾向にある。それは、エンジン油温が低いほど、その油の粘度が高くなるからである。

上記のステップＳ２についで、ステップＳ２で求められた損失動力を積算して、エネルギ損失［Ｊ］が求められる（ステップＳ３）。このステップＳ３についで、エンジンフリクションによって発生するエネルギ損失と、エンジン２の始動に要するエネルギ損失とが比較され、エンジンフリクションによって発生するエネルギ損失の方が、エンジン２の始動に要するエネルギ損失よりも大きいか否かが判断される（ステップＳ４）。このステップＳ４の判断で用いられる「エンジン２の始動に要するエネルギ損失」とは以下のようなものである。前述のように、車両１が惰力走行し、かつ、フューエルカット制御の実行中に、クラッチ７を一旦解放させてエンジン２を停止させることを想定し、その後に、モータ・ジェネレータ９を電動機として駆動させて、そのトルクでエンジン２をクランキングさせ、かつ、燃料供給を開始してエンジン２を自律回転させることを想定し、エンジン２の始動に要するエネルギ損失［Ｊ］を求める。ここでは、モータ・ジェネレータ３に供給する電力Ｐ［Ｗ］（電圧×電流）に基づいて、エンジン２の始動に要するエネルギ損失を求める場合について説明する。

例えば、実験的に求められたデータから図４のマップが用意されており、このマップを用いて、エンジン２のクランキングに消費されるエネルギ損失を求めることが可能である。図４においては、横軸にエンジン油温が示され、縦軸にエンジンのクランキングに必要なエネルギ損失が示されている。エンジン油温が高くなるほど、エネルギ損失が低下する傾向となり、所定温度以上ではエネルギ損失がほぼ一定となっている。これは、エンジン油温が低い場合は粘度が高く、エネルギ損失が高くなるからである。このステップＳ４で否定的に判断された場合は、クラッチ７の係合を継続させる指令を出力し（ステップＳ５）、ステップＳ６に進む。すなわち、現時点ではアクセルペダルが踏み込まれていないが、アクセルペダルが踏み込まれた場合に備えて、エンジン２を空転させておく。これに対して、ステップＳ４で肯定的に判断された場合は、クラッチ７を解放させる指令を出力し（ステップＳ７）、ステップＳ６に進む。つまり、ステップＳ５で指令されるクラッチ７の伝達トルクよりも、ステップＳ７で指令されるクラッチ７の伝達トルクの方が低い。

このため、エンジン２に対する燃料供給が停止されていることに加えて、車両１の惰力走行にともなう運動エネルギがエンジン２には伝達されなくなり、エンジン回転数が低下し、かつ、停止する。そして、ステップＳ６においては、制動要求発生装置の操作状態、車速などに基づいて、モータ・ジェネレータ（ＭＧ）３で発生させる回生制動力と、制動装置２１で発生させる制動力とを協調させる制御が実行され、この制御ルーチンを終了する。このステップＳ６においては、基本的にはモータ・ジェネレータ３により要求制動力が賄われ、要求制動力に対する不足分を、制動装置２１の制動力で補う制御が実行される。また、ステップＳ５を経由してステップＳ６に進んだ場合に実行される協調制御と、ステップＳ７を経由してステップＳ６に進んだ場合に実行される協調制御とでは、モータ・ジェネレータ３でエンジンブレーキ力に相当する回生制動力を発生させることができない場合は、その不足分を制動装置２１で補うという点を異ならせることが可能である。したがって、ドライバビリティの低下を抑制することができる。

以上のように、図１の制御例によれば、車両１が惰力走行し、かつ、モータ・ジェネレータ３で回生制動力を発生させる場合は、クラッチ７を係合させ、かつ、エンジンブレーキ力が発生させる場合のエネルギ損失と、クラッチ７を解放してエンジン２を停止させ、その後にエンジン２を始動する場合のエネルギ損失とが比較される。そして、その比較結果に基づいて、エネルギ損失が少なくなるように、クラッチ７の伝達トルクを制御することが可能である。したがって、制御装置全体としての効率の低下を抑制できる。また、クラッチ７の伝達トルクの選択結果に基づいて、モータ・ジェネレータ３における回生制動力および制動装置２１の制動力のうち、少なくとも一方が制御される。したがって、クラッチ７の係合状態に関わりなく、車両１に対する制動要求に応じた制動力を確保することができる。

つぎに、図１のフローチャートに対応するタイムチャートの一例を、図５に基づいて説明する。時刻ｔ１以前において、アクセルペダルが解放され、回生制動制御が実行されている。また、時刻ｔ１以前においては、ブレーキペダルが踏み込まれておらず（ブレーキスイッチオフ）、クラッチが係合され、かつ、電子スロットルバルブの開度が全閉となり、かつ、フューエルカット制御が実行されている。また、時刻ｔ１以前において、車速はほぼ一定であり、かつ、エンジン回転数もほぼ一定となっている。さらに、エンジンブレーキ力が発生してエンジンフリクションによる動力損失が発生している。なお、時刻ｔ１以前においては、エンジンフリクションによる動力損失の積算はおこなわれていない。

そして、時刻ｔ１でブレーキペダルが踏み込まれる（ブレーキスイッチがオン）と、エンジンブレーキ力を低下させることを目的として、電子スロットルバルブの開度を増加させる制御が実行されるとともに、エンジンフリクションによる動力損失の積算が開始される。また、時刻ｔ１以降は回生制動制御が実行されて車速が低下し始め、かつ、エンジン回転数も低下し始める。時刻ｔ１以降において、エンジンフリクションによる動力損失の積算値（エネルギ損失）が、エンジンの始動に必要なエネルギ損失以下である場合は、クラッチの係合が継続される。そして、時刻ｔ２において、エンジンフリクションによる動力損失の積算値（エネルギ損失）が、エンジンの始動に必要なエネルギ損失を越えると、クラッチが解放され、かつ、エンジン回転数が急激に低下して停止する。

つぎに、図２に示す車両１で実行可能な他の制御例を図６のフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップＳ１１において、回生制動制御が実行中であるか否かが判断される。このステップＳ１１の判断内容および技術的意味は、図１のステップＳ１の判断内容および技術的意味と同じである。このステップＳ１１で肯定的に判断された場合は、クラッチ７が解放されているか否かが判断される（ステップＳ１２）。このステップＳ１２で肯定的に判断された場合はモータ・ジェネレータ（ＭＧ２）３で回生制動制御を実行するにあたり、制動要求操作装置の操作状態および車速に基づいて、モータ・ジェネレータ３で負担するべき必要回生トルクが算出される（ステップＳ１３）。ついで、求められた必要回生トルクが、モータ・ジェネレータ３の最大回生トルクを越えているか否かが判断される（ステップＳ１４）。このステップＳ１４で否定的に判断されるということは、車両１に対する要求制動力を、モータ・ジェネレータ３の回生制動力により賄うことが可能であることになる。そこで、ステップＳ１４で否定的に判断された場合は、蓄電装置１７の充電量が上限に到達しているか否かが判断される（ステップＳ１５）。このステップＳ１５で否定的に判断されるということは、モータ・ジェネレータ３による回生制動制御を実行し、発生した電力を蓄電装置１７に充電可能であることになる。

そこで、ステップＳ１５で否定的に判断された場合は、モータ・ジェネレータ３の温度が熱制限温度を越えているか否かが判断される（ステップＳ１６）。このステップＳ１６で肯定的に判断されるということは、モータ・ジェネレータ３による回生制動制御の実行を継続可能であると判断し、クラッチ７の解放を継続し（ステップＳ１７）、この制御ルーチンを終了する。これに対して、ステップＳ１４で肯定的に判断された場合、またはステップＳ１５で肯定的に判断された場合、またはステップＳ１６で肯定的に判断された場合は、モータ・ジェネレータ３による回生制動制御の継続が困難であると判断して、つぎのアクセルペダルの踏み込みに備えてクラッチ７を係合させるか、またはスリップ（半係合）させる指令を出力し（ステップＳ１８）この制御ルーチンを終了する。なお、ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６の判断は、モータ・ジェネレータ３の定格、モータ・ジェネレータ３を構成する部品の特性などに基づいておこなわれる。さらに、ステップＳ１１またはステップＳ１２で否定的に判断された場合も、この制御ルーチンを終了する。

ここで、図１に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３が、この発明の第１の動力損失算出手段に相当し、ステップＳ１，Ｓ３が、この発明における第２の動力損失算出手段に相当し、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ７が、この発明におけるクラッチ制御手段に相当し、ステップＳ６が、この発明における制動力制御手段に相当する。また、この実施例で説明された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、エンジン２が、この発明のエンジンに相当し、車輪（後輪）４が、この発明の車輪に相当し、クラッチ７が、この発明におけるクラッチに相当し、モータ・ジェネレータ３が、この発明のモータ・ジェネレータに相当し、制動装置２１が、この発明における制動装置に相当する。

つぎに、図１および図６の制御例を実行可能な車両１のパワートレーンの他の構成例を、図７に基づいて説明する。図７に示すパワートレーンにおいては、車輪４の他に車輪（前輪）２４が示されており、モータ・ジェネレータ３から車輪２４に至る動力伝達経路に差動装置２５が設けられている。また、図７に示すパワートレーンにおいては、クラッチ７から変速機１８に至る動力伝達経路にはモータ・ジェネレータは設けられていない。このように、図７に示すパワートレーンは、エンジン２が動力伝達可能に接続された車輪４と、モータ・ジェネレータ３が動力伝達可能に接続された車輪２４とが異なる。なお、図７に示す車両１においては、制動装置２１は、車輪４，２４の少なくとも一方に対応して設けられている。なお、実施例２の車両１におけるその他の構成は、実施例１の車両１の構成と同じである。図７に示された車両１においても、電子制御装置２３に入力される信号および電子制御装置２３に記憶されているデータに基づいて、エンジン２およびモータ・ジェネレータ３の駆動・停止、およびクラッチ７の伝達トルクが制御される。

具体的には、エンジン２を運転し、かつ、モータ・ジェネレータ３を電動機として駆動する第１のモードと、エンジン２を運転し、かつ、モータ・ジェネレータ３には電力を供給しない第２のモードと、モータ・ジェネレータ３を電動機として駆動させ、かつ、エンジン２には燃料を供給しない第３のモードとを選択的に切替可能である。まず、第１のモードが選択された場合は、クラッチ７が係合またはスリップされて、エンジントルクがクラッチ７および変速機１８を経由して車輪４に伝達されるとともに、モータ・ジェネレータ３から出力されたトルクは車輪２４に伝達される。つまり、この第１のモードが選択された場合は、エンジン２およびモータ・ジェネレータ３の両方のトルクより車両１が走行する、いわゆる四輪駆動車となる。これに対して、第２のモードが選択された場合は、クラッチ７が係合またはスリップされて、エンジントルクがクラッチ７および変速機１８を経由して車輪４に伝達される一方、モータ・ジェネレータ３には電力が供給されない。すなわち、車輪４の駆動力で車両１が走行する、いわゆる二輪駆動車となる。さらに、第３のモードが選択された場合は、クラッチ７を解放するとともに、モータ・ジェネレータ３に電力を供給して電動機として駆動させ、そのトルクを車輪２４に伝達することが可能である。つまり、車輪４には動力が伝達されない、いわゆる二輪駆動車となる。

そして、図７に示す車両１が惰力走行する場合に、図１の制御例を実行可能である。図７に示す車両１の惰力走行中に、車輪２４から差動装置２５を経由してモータ・ジェネレータ３に動力が伝達されて、モータ・ジェネレータ３が発電機として起動されて、回生制動力が発生する。また、図７に示す車両１においても、前述と同様のフューエルカット制御を実行可能である。さらに、図７に示す車両１において、図１の制御例および図６の制御例を実行した場合も、前述と同様の効果を得られる。なお、図７に示された構成と、この発明の構成との対応関係は、図２に示された構成と、この発明の構成との対応関係と同じである。

つぎに、図１および図６の制御例を実行可能な車両１の他の構成例を、図８に基づいて説明する。図８に示すパワートレーンにおいては、車輪４の他に車輪（前輪）２４が示されており、車輪２４に対してエンジン２が動力伝達可能に連結されている。より具体的には、エンジン２から車輪２４に至る経路には、変速機２６よび最終減速機２７を一体的に組み込んだトランスアクスル２８が設けられており、そのトランスアクスル２８の出力側に車輪２４が連結されている。そして、エンジン２から変速機２６に至る経路にクラッチ２９が配置されている。これに対して、車輪（後輪）４には、モータ・ジェネレータ３が差動装置３０を介して動力伝達可能に連結されている。このように、図８に示すパワートレーンは、エンジン２が動力伝達可能に接続された車輪２４と、モータ・ジェネレータ３が動力伝達可能に接続された車輪４とが異なる。なお、図８に示す車両１においては、制動装置２１は、車輪４，２４の少なくとも一方に対応して設けられている。なお、図８に示す車両１においても、クラッチ２９を制御するアクチュエータ８が設けられており、変速機２６を制御する油圧制御装置１９が設けられている。また、変速機２６は、有段変速機または無段変速機のいずれでもよい。図８に示す車両１のその他の構成は、図２に示された車両１の構成と同じである。図８に示された車両１においても、電子制御装置２３に入力される信号および電子制御装置２３に記憶されているデータに基づいて、エンジン２およびモータ・ジェネレータ３の駆動・停止、およびクラッチ２９の伝達トルクが制御される。

具体的には、エンジン２を運転し、かつ、モータ・ジェネレータ３を電動機として駆動する第１のモードと、エンジン２を運転し、かつ、モータ・ジェネレータ３には電力を供給しない第２のモードと、モータ・ジェネレータ３を電動機として駆動させ、かつ、エンジン２には燃料を供給しない第３のモードとを選択的に切替可能である。まず、第１のモードが選択された場合は、クラッチ２９が係合またはスリップされて、エンジントルクがクラッチ２９および変速機２６および最終減速機２７を経由して車輪２４に伝達されるとともに、モータ・ジェネレータ３から出力されたトルクは差動装置３０を経由して車輪４に伝達される。つまり、この第１のモードが選択された場合は、エンジン２およびモータ・ジェネレータ３の両方のトルクより車両１が走行する、いわゆる四輪駆動車となる。これに対して、第２のモードが選択された場合は、クラッチ２９が係合またはスリップされて、エンジントルクが車輪２４に伝達される一方、モータ・ジェネレータ３には電力が供給されない。すなわち、車輪２４の駆動力で車両１が走行する、いわゆる二輪駆動車となる。さらに、第３のモードが選択された場合は、クラッチ２９を解放するとともに、モータ・ジェネレータ３に電力を供給して電動機として駆動させ、そのトルクを車輪４に伝達することが可能である。つまり、車輪２４には動力が伝達されない、いわゆる二輪駆動車となる。

そして、図８に示す車両１が惰力走行する場合に、図１の制御例を実行可能である。図８に示す車両１の惰力走行中に、車輪４から差動装置３０を経由してモータ・ジェネレータ３に動力が伝達されて、モータ・ジェネレータ３が発電機として起動されて、回生制動力が発生する。また、図８に示す車両１においては、車両１の惰力走行中にクラッチ２９が係合されている場合は、前述と同様のフューエルカット制御を実行可能であるとともに、車輪２４からエンジン２の動力が伝達されて、エンジンブレーキ力が発生する。さらに、図８に示す車両において、図１の制御例を実行して、エンジンブレーキ力の発生によるエネルギ損失と、エンジン２を停止させ、その後にエンジン２を始動させる場合のエネルギ損失とを比較し、その比較結果に基づいてクラッチ２９の伝達トルクを制御することにより、実施例１と同様の効果を得られる。また、図８に示す車両１において、図６の制御例を実行することも可能である。なお、図８に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、クラッチ２９が、この発明におけるクラッチに相当し、車輪２４がこの発明における車輪に相当する。図８に示されたその他の構成と、この発明の構成との対応関係は、図２に示された構成と、この発明の構成との対応関係と同じである。

さらに、特に図示しないが、エンジンおよびモータ・ジェネレータの動力がトランスファを経由して前輪（車輪）および後輪（車輪）に分配されるように構成されるとともに、エンジンとモータ・ジェネレータとの間にクラッチが設けられている構成のパワートレーンを有する車両においても、図１の制御例および図６の制御例を実行可能である。なお、各実施例において、モードとは、エンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動・停止、モータ・ジェネレータの力行・回生、クラッチの係合・解放などを制御するパターンの種類を意味している。さらに、各実施例では、モータ・ジェネレータと車輪とが差動装置を介して動力伝達可能に連結されているが、差動装置が設けられていない構造、つまり、各車輪毎にモータ・ジェネレータを連結する構成を採用した車両（図示せず）においても、図１および図６の制御例を実行可能である。

この発明で対象とするハイブリッド車で実行可能な制御の一例を示すフローチャートである。 この発明で対象とする車両のパワートレーンおよびその制御系統を示す概念図である。 図１のフローチャートで用いるマップの一例である。 図１のフローチャートで用いるマップの一例である。 図１のフローチャートに対応するタイムチャートの一例である。 この発明で対象とするハイブリッド車で実行可能な他の制御例を示すフローチャートである。 この発明で対象とする車両のパワートレーンおよびその制御系統を示す概念図である。 この発明で対象とする車両のパワートレーンおよびその制御系統を示す概念図である。

符号の説明

１…車両、 ２…エンジン、 ３…モータ・ジェネレータ、 ４，２４…車輪、 ７，２９…クラッチ、 ２１…制動装置。

Claims (4)

1. 車両に搭載されたエンジンと、このエンジンから車輪に至る動力伝達経路に配置されたクラッチと、前記車両の運動エネルギにより回生制動力を発生させることの可能なモータ・ジェネレータとを有するハイブリッド車の制御装置において、
   前記モータ・ジェネレータにより回生制動力を発生させる場合に、前記クラッチを係合させ、かつ、前記運動エネルギが前記エンジンに伝達されてエンジンブレーキ力が発生する場合における第１の動力損失を求める第１の動力損失算出手段と、
   前記モータ・ジェネレータにより回生制動力を発生させる場合に、前記クラッチを解放して前記エンジンを停止させ、その後に前記エンジンを始動する場合における第２の動力損失を求める第２の動力損失算出手段と、
   前記第１の動力損失および前記第２の動力損失に基づいて、前記モータ・ジェネレータで回生制動力を発生させる場合における前記クラッチの伝達トルクを制御するクラッチ制御手段と
   を備えていることを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
2. 前記クラッチ制御手段は、前記第１の動力損失と前記第２の動力損失とを比較し、前記第１の動力損失の方が前記第２の動力損失よりも大きい場合は前記クラッチの伝達トルクを低下させる一方、前記第２の動力損失の方が前記第１の動力損失よりも大きい場合は前記クラッチの伝達トルクを高める手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車の制御装置。
3. 前記モータ・ジェネレータとは異なる原理により、前記車両に与える制動力を発生する制動装置が設けられており、
   前記クラッチの伝達トルクの選択結果に基づいて、前記モータ・ジェネレータで発生する回生制動力および前記制動装置で発生する制動力のうち、少なくとも一方の制動力を制御する制動力制御手段を、更に有することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車の制御装置。
4. 前記クラッチ制御手段は、前記モータ・ジェネレータで回生制動力を発生させる際の回生トルクが制限された場合に、前記クラッチの伝達トルクを高める手段を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のハイブリッド車の制御装置。

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