JP2014034388A - ハイブリッド電気自動車の出発制御装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ハイブリッド電気自動車が停止後に出発する場合、傾斜度と運行環境及び車両の状態により２段ギヤ比または１段ギヤ比の出発を選択的に提供するハイブリッド電気自動車の出発制御装置及び方法を提供する。
【解決手段】本発明のハイブリッド電気自動車の出発制御装置は、エンジンとモータと変速機とを含むハイブリッド電気自動車の出発制御装置であって、車両の状態情報と車両が運行される地域の環境情報とを検出する運転情報検出部、バッテリを構成する各セルの電圧、電流、温度を検出し、充電状態を管理するバッテリ管理機、及び、運転情報検出部から提供される状態情報と環境情報及びバッテリ管理機から提供されるバッテリの充電状態を分析し、車両が停止後に再出発する場合、変速機の変速段を１段ギヤ比または２段ギヤ比に選択的に結合させることによって、出発制御を実行する制御器、を含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド電気自動車の出発制御装置及び方法に係り、より詳しくは、ハイブリッド電気自動車の停止後の出発において、路面の傾斜度と運行環境及び車両の状態により２段ギヤ比または１段ギヤ比の出発を提供するハイブリッド電気自動車の出発制御装置及び方法に関する。

自動車の燃費を向上し、排出ガスに対する事故故障診断（Ｏｎ Ｂｏａｒｄ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ：ＯＢＤ）規定を満足させると共に、化石燃料の使用を最少化するようにするハイブリッド電気自動車、燃料電池自動車、電気自動車などが提供されている。
ハイブリッド電気自動車は、車両負荷及びバッテリの充電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ：以下、ＳＯＣと略す）によりモータだけの駆動力で走行するＥＶモード、またはモータとエンジンの駆動力で走行するＨＥＶモードが提供される。
通常、ハイブリッド電気自動車には自動変速機または無段変速機が適用される。また、自動変速機は、油圧によって作動し、変速制御により結合または解除される複数個の摩擦要素を含む（特許文献１〜３参照）。

ハイブリッド電気自動車が停止後に再出発する場合、ハイブリッド電気自動車の停止慣性力を克服するように、自動変速機は高いギヤ比を有する１段変速段で作動し、大きい出力トルクを確保する。
しかし、ハイブリッド電気自動車が平地または路面の傾斜度の小さい条件で出発する場合、１段ギヤ比の出発は自動変速機の効率を低下させることになり、その結果、燃費が低下する可能性がある。
実験を通じて分析した結果、１段ギヤ比の出発は２段ギヤ比の出発に比べて、自動変速機の効率を平均２．５％程度低下させ、燃費を０．５％以上低下させる。

特開２０１２−１１６４１２号公報 特開２００７−２５５５６６号公報 特開２００４−１０４９８１号公報

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ハイブリッド電気自動車の停止後の再出発時の路面の傾斜度条件と自動車の状態条件及び運行環境条件に応じて１段ギヤ比または２段ギヤ比の再出発を選択的に実行することによって、自動変速機の効率を向上させると共に、燃費を改善するハイブリッド電気自動車の出発制御装置及び方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明のハイブリッド電気自動車の出発制御装置は、エンジンとモータと変速機とを含むハイブリッド電気自動車の出発制御装置であって、車両の状態情報と車両が運行される地域の環境情報とを検出する運転情報検出部、バッテリを構成する各セルの電圧、電流、温度を検出し、ＳＯＣ（充電状態）を管理するバッテリ管理機、及び、運転情報検出部から提供される状態情報と環境情報及びバッテリ管理機から提供されるバッテリのＳＯＣを分析し、車両が停止後に再出発する場合、変速機の変速段を１段ギヤ比または２段ギヤ比に選択的に結合させることによって、出発制御を実行する制御器、を含むことを特徴とする。

運転情報検出部は、走行速度を検出する車速検出部、加速ペダルの位置を検出するアクセルペダル位置センサ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ Ｐｅｄａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ：以下、ＡＰＳと略す）、ブレーキペダルの作動とブレーキペダルが踏まれる深さによる踏力を検出するブレーキペダル位置センサ（Ｂｒａｋｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ：以下、ＢＰＳと略す）、シフトレバーによって選択される変速段の位置を検出する変速段検出部、路面の傾斜度を検出する傾斜度検出部、及び、車両外部空気の温度を検出する外気温度検出部を、含むことを特徴とする。

制御器は、車両が停止した状態でシフトレバーがニュートラル（Ｎ）からドライブ（Ｄ）への変速（以下、Ｎ→Ｄ変速と略す）を行ったと判定された場合、路面の傾斜度と車両の状態条件及び環境条件に応じて、変速機の変速段を１段ギヤ比または２段ギヤ比に結合させることによって、車両の出発を制御することを特徴とする。

制御器は、状態情報の分析で、車両が停止した状態でシフトレバーがＮ→Ｄ変速を行ったと判定された場合、環境情報の分析で、路面の傾斜度が設定された基準傾斜度以下であり、車両外部空気の温度が設定された基準温度以上であり、バッテリ管理機から提供されるバッテリのＳＯＣが設定された基準量以上であるとき、変速機の変速段を２段ギヤ比に結合させることによって車両の出発を制御することを特徴とする。

制御器は、変速機の変速段を２段ギヤ比に結合させることによって車両の出発を制御する場合、加速ペダルから要求される駆動トルクよりも大きい駆動トルクが必要な状態であるとき、変速機の変速段を１段ギヤ比に結合させることによって車両の出発を制御することを特徴とする。

制御器は、車両が停止した状態でシフトレバーがＮ→Ｄ変速を行ったと判定される場合、路面の傾斜度、車両外部の空気の温度、バッテリのＳＯＣ、車両負荷がいずれも２段ギヤ比の出発条件を満足するとき、変速機の変速段を２段ギヤ比に結合させることによって車両の出発を制御することを特徴とする。
制御器は、車両が停止した状態でシフトレバーがＮ→Ｄ変速を行ったと判定される場合、路面の傾斜度、車両外部の空気の温度、バッテリのＳＯＣ、車両負荷の少なくとも１つ以上が２段ギヤ比の出発条件を満足しないとき、変速機の変速段を１段ギヤ比に結合させることによって車両の出発を制御することを特徴とする。
２段ギヤ比の出発条件は、車両が停止した状態でシフトレバーがＮ→Ｄ変速を行ったと判定される場合、路面の傾斜度が車両が２段で登坂可能な最高傾斜度以下であり、バッテリのＳＯＣがモータを駆動するのに十分な状態であり、外気温度が極低温ではないものと設定されることを特徴とする。

また、本発明の実施例によるハイブリッド電気自動車の出発制御方法は、ハイブリッド電気自動車がイグニッションオンを維持する停止状態で出発要求が検出されるとき、ハイブリッド電気自動車の状態条件、運行環境条件及びバッテリのＳＯＣを判断するステップと、ハイブリッド電気自動車の状態条件、運行環境条件及びバッテリのＳＯＣがいずれも２段ギヤ比の出発条件を満足するか否かを判断するステップと、ハイブリッド電気自動車の状態条件、運行環境条件及びバッテリのＳＯＣがいずれも２段ギヤ比の出発条件を満足するとき、ＥＶモードまたはＨＥＶモードに応じて加速ペダルから要求されるトルクに対応してモータ及びエンジンの出力トルクを制御するステップと、を含むことを特徴とする。
ハイブリッド電気自動車の状態条件は、シフトレバーのＮ→Ｄ変速情報及び車両負荷条件を含み、運行環境条件は、路面の傾斜度及び車両外部の空気の温度条件を含むことを特徴とする。

ハイブリッド電気自動車の状態条件、運行環境条件及びバッテリのＳＯＣの少なくとも１つ以上が２段ギヤ比の出発条件を満足しないとき、変速機の変速段を１段ギヤ比に結合させ、ＥＶモードまたはＨＥＶモードに応じて加速ペダルから要求されるトルクに対応してモータ及びエンジンの出力トルク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出発が２段ギヤ比で実行される状態で、モータ及びエンジンのトルクが要求トルクに対応する２段ギヤ比の出発駆動トルクを確保できないとき、ハイブリッド電気自動車の出発が１段ギヤ比で実行されるように出発制御することを特徴とする。

また、本発明の他の実施例によるハイブリッド電気自動車の出発制御方法は、ハイブリッド電気自動車がイグニッションオンを維持する停止状態でＮ→Ｄ変速が検出されるとき、路面の傾斜度、車両外部空気の温度及びバッテリのＳＯＣを検出するステップと、イグニッションオンを維持する停止状態でＮ→Ｄ変速が検出される場合、傾斜度、外部空気の温度及びバッテリのＳＯＣが２段ギヤ比の出発条件を満足するか否かを判断するステップと、２段ギヤ比の出発条件が満足されるとき、変速機の変速段を２段ギヤ比に結合させるように出発制御するステップと、を含むことを特徴とする。

変速機の変速段が２段ギヤ比に結合するように出発制御する場合、ＥＶモードまたはＨＥＶモードに応じて加速ペダルから要求されるトルクに対応するようにモータ及びエンジンの出力トルクを制御し、モータ及びエンジンの出力トルクが加速ペダルから要求されるトルクに対応しないとき、変速機の変速段が１段ギヤ比に結合するように出発制御するステップを、さらに含むことを特徴とする。
２段ギヤ比の出発条件は、傾斜度が設定された基準傾斜度以下であり、外部空気の温度が設定温度以上であり、バッテリのＳＯＣが設定された基準量以上であるものと設定されることを特徴とする。
傾斜度、外部空気の温度、バッテリのＳＯＣの少なくとも１つが２段ギヤ比の出発条件を満足しないとき、変速機の変速段が１段ギヤ比に結合するように出発制御することを特徴とする。

本発明によると、ハイブリッド電気自動車が停止後に再出発する場合、１段ギヤ比または２段ギヤ比での出発を選択的に実行することによって、自動変速機の効率を向上させ、燃費を改善することができる。

本発明の実施例によるハイブリッド電気自動車の出発制御装置を概略的に示す図である。 本発明の実施例によるハイブリッド電気自動車の出発制御方法のフローチャートである。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例によるハイブリッド電気自動車の出発制御装置を概略的に示す図である。
図１に示したとおり、本発明の実施例によるハイブリッド電気自動車の出発制御装置は、運転情報検出部１１０、制御器１２０、インバータ１３０、バッテリ１４０、バッテリ管理機１５０、エンジン１６０、ハイブリッドスタータ アンド ジェネレータ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｓｔａｒｔｅｒ ａｎｄ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：以下、ＨＳＧと略す）１７０、モータ１８０、エンジンクラッチ１９０及び変速機２００を含む。

運転情報検出部１１０は、自動車の状態条件を判定するための車速、ブレーキペダルの状態、加速ペダルの状態及び変速段位置などの情報、及び、運行地域の環境を判定するための路面の傾斜度及び車両外部空気の温度などの情報を検出し、検出された情報を制御器１２０に提供する。
運転情報検出部１１０は、車速検出部１１１、ＡＰＳ１１２、ＢＰＳ１１３、変速段検出部１１４、傾斜度検出部１１５及び外気温度検出部１１６を含む。
車速検出部１１１は走行速度を検出し、走行速度に対する情報を電気的信号で制御器１２０に提供することによって、走行または停止中である状態を判定する。

ＡＰＳ１１２は、加速ペダルのチップイン／アウトによる加速ペダルの位置を検出し、加速ペダルの位置に対する情報を電気的信号で制御器１２０に提供することによって、運転者の要求トルクを判定することができる。
ＢＰＳ１１３は、ブレーキペダルの作動とブレーキペダルが踏まれる深さによる踏力を検出し、ブレーキペダルに対する情報を電気的信号で制御器１２０に提供することによって、運転者の停止または出発意思を判定することができる。
変速段検出部１１４は、シフトレバー（Ｓｈｉｆｔ Ｌｅｖｅｒ）によって選択される変速段の位置を検出し、選択された変速段に対する情報を制御器１２０に提供する。

傾斜度検出部１１５は傾斜角センサを含み、運行される路面の傾斜度を検出し、傾斜度に対する情報を制御器１２０に提供する。
外気温度検出部１１６は、運行される地域の車両外部空気の温度を検出し、車両外部空気の温度に対する情報を制御器１２０に提供する。
制御器１２０は、車両が停止した状態で路面の傾斜度条件と駆動力確保条件を判定し、傾斜度及び駆動力の条件に応じて、車両の出発時に変速機２００の変速段を２段ギヤ比に結合する。

車両が停止後に、変速機２００の変速段が２段ギヤ比に結合するように制御されて再出発する場合、制御器１２０は、運転情報検出部１１０で検出される加速ペダルの作動により、車両の出発時点での駆動トルクを安定して確保するようにエンジン１６０及びモータ１８０の出力を制御する。
車両が停止後に再出発するとき、変速機２００の変速段が２段ギヤ比に結合するように制御される場合、制御器１２０は運転者の要求トルクと実際必要トルクを判断する。また、運転者の意思よりも大きい駆動トルクが必要であると判断されると、制御器１２０は、変速機２００の変速段が１段ギヤ比に結合するように制御する。

加速ペダルから検出される運転者の要求トルクに対応するエンジン１６０またはモータ１８０の出力によって、車両が２段ギヤ比で出発できる十分な駆動トルクが確保できない場合、制御器１２０は、２段ギヤ比に結合された変速機２００の変速段が１段ギヤ比に結合するように制御する。したがって、車両の登坂性能などの低下が発生しないようにする。
制御器１２０は、路面の傾斜度条件と車両の状態条件及び環境条件が２段ギヤ比の出発条件を満足する場合にのみ、変速機２００の変速段を２段ギヤ比に結合させることによって車両の出発を制御する。

例えば、制御器１２０は、２段ギヤ比の出発条件を路面の傾斜度が８％以下であるものと設定することができる。また、制御器１２０は、路面の傾斜度が８％以上であると、車両が１段ギヤ比の変速段で出発するように制御し、路面の傾斜度が８％以下であると、車両が２段ギヤ比の変速段で出発するように制御する。
ここで、路面の傾斜度条件を８％に設定したのは一つの例であり、モータ及びエンジンの駆動によって決定される出力トルクにより、多様な傾斜度条件が設定される。

制御器１２０は、車両の状態条件のうち、バッテリ１４０のＳＯＣが設定比率以上であり、車両負荷が設定量以下である場合、２段ギヤ比の変速段で車両の出発制御を実行する。
バッテリ１４０のＳＯＣは、バッテリ管理機１５０から提供される情報によって判定される。例えば、ＳＯＣの設定比率は４５％に設定することができる。
制御器１２０は、車両の環境条件のうち、車両外部空気の温度が設定温度以上である条件でのみ２段ギヤ比の変速段で車両の出発制御を実行する。
つまり、車両が停止後に再出発する場合、制御器１２０は、路面の傾斜度、バッテリ１４０のＳＯＣ、車両外部空気の温度、車両負荷などが全て設定された条件を満足すると、２段ギヤ比の変速段で車両の出発制御を実行する。
例えば、路面の傾斜度が８％以下であり、バッテリのＳＯＣが４５％以上であり、車両外部空気の温度が極低温ではなく、車両負荷が設定量以下である場合、制御器１２０は２段ギヤ比の変速段で車両の出発制御を実行する。
しかし、制御器１２０は、条件の少なくとも１つ以上を満足しないと、車両が２段ギヤ比の変速段で出発することができない状態と判断し、１段ギヤ比の変速段で車両の出発制御を実行する。

制御器１２０は、路面の傾斜度の情報を自動車の内部または外部に設けられる傾斜度検出センサから受ける。また、制御器１２０は、縦加速度などのトルク条件を計算することによって路面の傾斜度を判定することができる。
インバータ１３０は、制御器１２０の制御によりバッテリ１４０から供給される直流高電圧を３相交流電圧に変換させ、変換された交流電圧をモータ１８０に供給する。また、モータ１８０に供給された交流電圧はモータ１８０の駆動電圧として用いられる。
インバータ１３０は複数個の電力スイッチング素子で構成され、電力スイッチング素子はＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴ、トランジスターのいずれか１つで構成される。
バッテリ１４０は複数個の単位セルを含み、モータ１８０に駆動電圧を提供するための高電圧が格納される。例えば、高電圧は、直流３５０Ｖないし４５０Ｖの電圧であってもよい。

バッテリ管理機１５０は、バッテリ１４０の作動領域内で各セルの電流、電圧、温度などを検出することによってＳＯＣを管理する。また、バッテリ管理機１５０は、バッテリ１４０の充放電電圧を制御することによって、限界電圧以下への過放電または限界電圧以上への過充電によってバッテリ１４０の寿命が短縮することを防止する。
バッテリ管理機１５０は、モータ１８０の駆動制御と回生発電制御が実行されるように、バッテリ１４０のＳＯＣ情報を制御器１２０に提供する。
エンジン１６０は、制御器１２０の制御によって始動オン／オフと出力が制御され、図示していない電子吸気制御（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｔｈｒｏｔｔｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＥＴＣ）によって吸入空気量が調節される。
ＨＳＧ１７０は第１モータ／ジェネレータであって、制御器１２０の制御によりモータとして動作されて、エンジン１６０の始動オンを実行し、エンジン１６０が始動オンを維持する状態でジェネレータとして動作されて、発電された電圧をインバータ１３０を介してバッテリ１４０に充電電圧として提供する。

モータ１８０は第２モータ／ジェネレータであって、インバータ１３０から印加される３相交流電圧によってモータとして作動し、駆動トルクを発生させ、惰行（ｃｏａｓｔｉｎｇ）走行でジェネレータとして作動し、回生エネルギを発生させ、バッテリ１４０を充電させる。
エンジンクラッチ１９０はエンジン１６０とモータ１８０との間に配置され、ＥＶモードとＨＥＶモードの切換に応じて制御器１２０の制御によってエンジン１６０とモータ１８０の動力を連結または遮断する。
変速機２００は、制御器１２０から印加される制御信号に応じて結合側摩擦要素及び解放側摩擦要素が油圧によって作動されて、ギヤ比が調節される。

以下、図２に基づいて本発明の実施例によるハイブリッド自動車の出発制御方法を説明する。
図２は、本発明の実施例によるハイブリッド電気自動車の出発制御方法のフローチャートである。
本発明が適用されるハイブリッド電気自動車がイグニッションオンを維持した停止状態で（Ｓ１０１）、制御器１２０は、運転情報検出部１１０から自動車の状態条件を判定するための車速、ブレーキペダルの状態、加速ペダルの状態及び変速段の位置などを含む情報、及び、運行地域の環境を判定するための路面の傾斜度及び車両外部空気の温度などを含む情報を検出する。また、制御器１２０は、バッテリ管理機１５０からバッテリ１４０の状態を判定するためのＳＯＣを検出する（Ｓ１０２）。

制御器１２０は、傾斜度センサによって路面の傾斜度を検出したり、縦加速度センサから入力される車速及びその他のトルク条件を計算することによって、路面の傾斜度を判定することができる。
この後、制御器１２０は、運行地域の環境条件で路面の傾斜度が設定された傾斜度以下であるか否かを判断する（Ｓ１０３）。
設定された傾斜度は８％に設定されてもよく、エンジン１６０と設定された傾斜度はモータ１８０の出力トルクにより多様に変更される。
Ｓ１０３ステップで路面の傾斜度が設定された傾斜度以上であると判断されると、制御器１２０は、変速機２００の変速段を１段ギヤ比に結合させることによって、高い駆動トルクを確保する（Ｓ１０９）。
この後、制御器１２０は、加速ペダルを介して要求される運転者の出発意思に対応するモータ１８０及びエンジン１６０のトルクを制御する。また、モータ１８０及びエンジン１６０のトルクは、ＥＶモードまたはＨＥＶモードに応じて最適の効率を有するように制御される。したがって、車両が傾斜路に停車した状態で再出発する場合、安定した出発性能が確保される（Ｓ１１０）。

Ｓ１０３ステップで道路の傾斜度が設定された傾斜度以下であると、制御器１２０は、シフトレバーの「Ｎ→Ｄ」変速が検出されるか否かを判断する（Ｓ１０４）。
Ｓ１０４ステップでシフトレバーの「Ｎ→Ｄ」変速が検出されると、制御器１２０は、運行情報検出部１１０から提供された運行地域の車両外部空気の温度及び車両負荷条件を分析する。また、制御器１２０は、バッテリ管理機１５０から提供されたバッテリ１４０のＳＯＣを分析する（Ｓ１０５）。
この後、制御器１２０は、Ｓ１０５ステップで分析されたバッテリ１４０のＳＯＣ、車両外部空気の温度及び車両負荷条件などが２段ギヤ比の変速段で車両が出発できる条件を満足するか否かを判断する（Ｓ１０６）。
Ｓ１０６ステップでバッテリ１４０のＳＯＣ、車両外部空気の温度及び車両負荷条件の少なくとも１つ以上が２段ギヤ比の出発条件を満足しないと、制御器１２０はＳ１０９ステップを実行して、変速機２００の変速段を１段ギヤ比に結合させることによって、高い駆動トルクを確保する（Ｓ１０９）。

この後、制御器１２０は、加速ペダルを介して要求される運転者の出発意思に対応するモータ１８０及びエンジン１６０のトルクを制御する。また、モータ１８０及びエンジン１６０のトルクは、ＥＶモードまたはＨＥＶモードに応じて最適の効率を有するように制御される。したがって、車両が傾斜路に停車した状態から再出発する場合、安定した出発性能が確保できるようにする（Ｓ１１０）。
Ｓ１０６で制御器１２０は、バッテリ１４０のＳＯＣ、車両外部空気の温度、車両負荷条件がいずれも２段ギヤ比の出発条件を満足する場合にのみ、２段ギヤ比の出発条件が満足されたと判断する。
つまり、制御器１２０は、路面の傾斜度条件が２段ギヤ比の出発条件を満足する状態でバッテリ１４０のＳＯＣが設定比率以上であり、車両外部空気の温度が設定温度以上であり、車両負荷が設定量以下である条件を全て満足する場合に、２段ギヤ比の変速段で車両の出発を実行する。

Ｓ１０６で２段ギヤ比の出発条件が満足されると、制御器１２０は、変速機２００の変速段を２段ギヤ比に結合させ（Ｓ１０７）、加速ペダルを介して要求される運転者の出発意思に対応するモータ１８０及びエンジン１６０のトルクを制御する。また、モータ１８０及びエンジン１６０のトルクは、ＥＶモードまたはＨＥＶモードに応じて最適の効率を有するように制御される。したがって、車両は傾斜路に停車した状態から２段ギヤ比の変速段で出発する（Ｓ１０８）。
モータ１８０の出力トルクはインターバー１３０によって制御され、ＥＶモード及びＨＥＶモードでエンジン１６０及びモータ１８０のトルクが最適の効率を有するように制御されることによって、最適の効率を有する出発性能が提供できる。
つまり、制御器１２０は、路面の傾斜度条件が２段ギヤ比の出発条件を満足し、車両の環境条件が２段ギヤ比の出発条件を満足する場合にのみ、変速機２００の変速段を２段ギヤ比に結合させることによって、車両の出発を制御する。
制御器１２０は、路面の傾斜度条件が２段ギヤ比の出発条件を満足しても負荷条件の大きい駆動トルクが必要な場合には、変速機２００の変速段を１段ギヤ比に結合させる。

また、制御器１２０は、加速ペダルを介して検出される運転者の要求トルクに対応するエンジン１６０またはモータ１８０の出力が２段ギヤ比で十分な駆動トルクを確保できない場合、２段ギヤ比に結合された変速機２００の変速段を１段ギヤ比に結合させることによって、車両の登坂性能などの低下が発生しないようにする。
例えば、バッテリ１４０のＳＯＣが４５％以下であったり、車両外部空気の温度が設定温度以下であったり、車両負荷が設定量以上である場合には、２段ギヤ比の変速段で出発運転性を確保できない状態であるため、制御器１２０は１段ギヤ比の変速段で車両の出発を実行する。

以上で説明したように、本発明の実施例が適用されるハイブリッド自動車は、停車後に出発が要求されるとき、道路の勾配条件と環境条件及び自動車の状態条件を分析して出発運転性が確保可能な条件であれば、変速段を２段ギヤ比に結合して出発を制御し、そうでない場合には、通常の制御と同一ないし類似して変速段を１段ギヤ比に結合して、出発を制御する。

以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明の範囲は特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって解釈されなければならない。また、この技術分野で通常の知識を有する者なら、本発明の技術的範囲内で多くの修正と変形ができることはいうまでもない。

１１０ 運転情報検出部
１１１ 車速検出部
１１２ アクセルペダル位置センサ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ Ｐｅｄａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ：ＡＰＳ）
１１３ ブレーキ位置センサ（Ｂｒａｋｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ：ＢＰＳ）
１１４ 変速段検出部
１１５ 傾斜度検出部
１１６ 外気温度検出部
１２０ 制御器
１３０ インバータ
１４０ バッテリ
１５０ バッテリ管理機
１６０ エンジン
１７０ ハイブリッドスタータ アンド ジェネレータ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｓｔａｒｔｅｒ ａｎｄ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ：ＨＧＳ）、第１モータ／ジェネレータ
１８０ モータ、第２モータ／ジェネレータ
１９０ エンジンクラッチ
２００ 変速機
Ｄ ドライブ
Ｎ ニュートラル
Ｎ→Ｄ変速 ニュートラル（Ｎ）からドライブ（Ｄ）への変速

Claims (16)

1. エンジンとモータと変速機とを含むハイブリッドの出発制御装置であって、
   車両の状態情報と車両が運行される地域の環境情報とを検出する運転情報検出部、
   バッテリを構成する各セルの電圧、電流、温度を検出し、充電状態（ＳＯＣ）を管理するバッテリ管理機、及び、
   前記運転情報検出部から提供される状態情報と環境情報及び前記バッテリ管理機から提供されるバッテリの充電状態を分析し、車両が停止後に出発する場合、変速機の変速段を１段ギヤ比または２段ギヤ比に選択的に結合させることによって、出発制御を実行する制御器、
   を含むことを特徴とするハイブリッド電気自動車の出発制御装置。
2. 前記運転情報検出部は、
   走行速度を検出する車速検出部、
   加速ペダルの位置を検出するアクセルペダル位置センサ（ＡＰＳ）、
   ブレーキペダルの位置及び踏力を検出するブレーキ位置センサ（ＢＰＳ）、
   シフトレバーによって選択される変速段の位置を検出する変速段検出部、
   路面の傾斜度を検出する傾斜度検出部、及び、
   車両外部空気の温度を検出する外気温度検出部、
   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電気自動車の出発制御装置。
3. 前記制御器は、車両が停止した状態でシフトレバーがニュートラル（Ｎ）からドライブ（Ｄ）への変速（以下、Ｎ→Ｄ変速と略す）を行ったと判定された場合、路面の傾斜度と車両の状態条件及び環境条件に応じて前記変速機の変速段を１段ギヤ比または２段ギヤ比に結合することによって、車両の出発を制御す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出発制御装置。
4. 前記制御器は、状態条件の分析で、車両が停止した状態でシフトレバーがＮ→Ｄ変速を行ったと判定された場合、
   環境条件の分析で、路面の傾斜度が設定された基準傾斜度以下であり、車両外部の空気の温度が設定された基準温度以上であり、前記バッテリ管理機から提供されるバッテリの充電状態が設定された基準量以上であるとき、前記変速機の変速段を２段ギヤ比に結合させることによって車両の出発を制御することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド電気自動車の出発制御装置。
5. 前記制御器は、前記変速機の変速段を２段ギヤ比に結合させることによって車両の出発を制御する場合、加速ペダルから要求される駆動トルクよりも大きい駆動トルクが必要な状態であるとき、前記変速機の変速段を１段ギヤ比に結合させることによって車両の出発を制御することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド電気自動車の出発制御装置。
6. 前記制御器は、車両が停止した状態でシフトレバーがＮ→Ｄ変速を行ったと判定される場合、路面の傾斜度、車両外部の空気の温度、バッテリの充電状態、車両負荷がいずれも２段ギヤ比の出発条件を満足するとき、変速機の変速段を２段ギヤ比に結合させることによって車両の出発を制御することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド電気自動車の出発制御装置。
7. 前記制御器は、車両が停止した状態でシフトレバーがＮ→Ｄ変速を行ったと判定される場合、路面の傾斜度、車両外部の空気の温度、バッテリの充電状態、車両負荷の少なくとも１つ以上が２段ギヤ比の出発条件を満足しないとき、変速機の変速段を１段ギヤ比に結合させることによって車両の出発を制御することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド電気自動車の出発制御装置。
8. 前記２段ギヤ比の出発条件は、車両が停止した状態でシフトレバーがＮ→Ｄ変速を行ったと判定される場合、路面の傾斜度が車両が２段で登坂可能な最高傾斜度以下であり、バッテリの充電状態がモータを駆動するのに十分な状態であり、外気温度が極低温ではないものと設定されることを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド電気自動車の出発制御装置。
9. ハイブリッド電気自動車がイグニッションオンを維持する停止状態で出発要求が検出されるとき、前記ハイブリッド電気自動車の状態条件、運行環境条件及びバッテリの充電状態を判断するステップと、
   前記ハイブリッド電気自動車の状態条件、運行環境条件及びバッテリの充電状態がいずれも２段ギヤ比の出発条件を満足するか否かを判断するステップと、
   前記ハイブリッド電気自動車の状態条件、運行環境条件及びバッテリのＳＯＣがいずれも２段ギヤ比の出発条件を満足するとき、ＥＶモードまたはＨＥＶモードに応じて加速ペダルから要求されるトルクに対応してモータ及びエンジンの出力トルクを制御するステップと、
   を含むことを特徴とするハイブリッド電気自動車の出発制御方法。
10. 前記ハイブリッド電気自動車の状態条件は、シフトレバーのＮ→Ｄ変速情報及び車両負荷条件を含み、前記運行環境条件は、路面の傾斜度及び車両外部の空気の温度条件を含むことを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド電気自動車の出発制御方法。
11. 前記ハイブリッド電気自動車の状態条件、運行環境条件及びバッテリの充電状態の少なくとも１つ以上が２段ギヤ比の出発条件を満足しないとき、変速機の変速段を１段ギヤ比に結合させ、ＥＶモードまたはＨＥＶモードに応じて加速ペダルから要求されるトルクに対応してモータ及びエンジンの出力トルクを制御することを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド電気自動車の出発制御方法。
12. 前記ハイブリッド電気自動車の出発が２段ギヤ比で実行される状態で、モータ及びエンジンのトルクが要求トルクに対応する２段ギヤ比の出発駆動トルクを確保できないとき、前記ハイブリッド電気自動車の出発が１段ギヤ比で実行されるように出発制御することを特徴とする請求項９に記載のハイブリッド電気自動車の出発制御方法。
13. ハイブリッド電気自動車がイグニッションオンを維持する停止状態でＮ→Ｄ変速が検出されるとき、路面の傾斜度、車両外部空気の温度及びバッテリの充電状態を検出するステップと、
    前記イグニッションオンを維持する停止状態でＮ→Ｄ変速が検出される場合、傾斜度、外部空気の温度及びバッテリの充電状態が２段ギヤ比の出発条件を満足するか否かを判断するステップと、
    前記２段ギヤ比の出発条件が満足されるとき、変速機の変速段を２段ギヤ比に結合させるように出発制御するステップと、
    を含むことを特徴とするハイブリッド電気自動車の出発制御方法。
14. 前記変速機の変速段が２段ギヤ比に結合するように出発制御する場合、
    ＥＶモードまたはＨＥＶモードに応じて加速ペダルから要求されるトルクに対応するようにモータ及びエンジンの出力トルクを制御し、モータ及びエンジンの出力トルクが加速ペダルから要求されるトルクに対応しないとき、前記変速機の変速段が１段ギヤ比に結合するように出発制御するステップ、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のするハイブリッド電気自動車の出発制御方法。
15. 前記２段ギヤ比の出発条件は、傾斜度が設定された基準傾斜度以下であり、外部空気の温度が設定温度以上であり、バッテリの充電状態が設定された基準量以上であるものと設定されることを特徴とする請求項１３に記載のハイブリッド電気自動車の出発制御方法。
16. 前記傾斜度、外部空気の温度、バッテリの充電状態の少なくとも１つが２段ギヤ比の出発条件を満足しないとき、変速機の変速段が１段ギヤ比に結合するように出発制御することを特徴とする請求項１３に記載のハイブリッド電気自動車の出発制御方法。
    

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