JP2014213748A - 車両制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライバーに対する違和感と音振動の発生を防止し、バッテリの充電量を一定に維持して放電制御を容易に行えるとともに、燃費を良好にすること。【解決手段】実施形態の車両制御装置は、モータジェネレータによる回生制御を行う回生制御部２０８と、モータジェネレータによる回生制御の実行中であるか否かを判断し、回生制御の実行中である場合に、バッテリの状態量が所定の閾値を超えたか否かを判断する判断部２０２と、回生制御の実行中であって、かつバッテリの状態量が閾値を超えた場合に、車両の駆動軸とモータジェネレータとを遮断する駆動制御部２０９と、駆動軸とモータジェネレータとを切り離した状態で、モータジェネレータを力行させ、バッテリを放電させる放電制御部と、を備えた。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、車両制御装置に関する。

従来から、モータのみで走行するモータ走行モードと、エンジンとモータとの双方で走行するハイブリッド走行モードとを切り替えて走行可能なハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両では、下り坂の降坂におけるコースト走行時等に、必要な目標減速駆動力を得るために、モータジェネレータを回生動作させるとともに、自動変速機の変速比を制御する減速走行制御を実行するコントローラを備えている。このコントローラは、減速走行制御時の実行時に、バッテリ充電量が所定の閾値を越えた際に、自動変速機の変速比を目標減速駆動力よりも大きなエンジンフリクションが得られる変速比とするとともに、ハイブリッド走行モードでモータジェネレータを力行動作状態として、バッテリの放電を行なう放電処理を実行している。

特開２０１０−１４３５１１号公報

しかしながら、このような従来技術では、バッテリが所定閾値を超えて満充電となった場合に、自動変速機の変速比を目標減速駆動力よりも大きなエンジンフリクションが得られるように通常のシフト段のギア比よりも高いギア比の変速比にしているため、この結果、エンジンの回転数が上昇してしまうため、降坂中の減速走行を行っているドライバに対して違和感を与えてしまうとともに、音振動が生じてしまう。

また、バッテリの充電量が低下した場合には、再度モータジェネレータによる回生動作が行われるため、モータジェネレータは力行と回生を繰り返すことになり、この結果、バッテリの充電量がモータジェネレータによる制御に応じて変動してしまい、充電量を一定に維持することが困難である。また、力行と回生を繰り返すことにより、モータジェネレータが加熱されてしまい、放電制御を実行することが困難となる。

実施形態の車両制御装置は、エンジンを用いずにモータジェネレータを動力源として走行可能であるとともに、前記エンジンと前記モータジェネレータとの双方を動力源として走行可能な車両を制御する車両制御装置であって、前記モータジェネレータによる回生制御を行う回生制御部と、前記モータジェネレータによる回生制御の実行中であるか否かを判断し、前記回生制御の実行中である場合に、バッテリの状態量が所定の閾値を超えたか否かを判断する判断部と、前記回生制御の実行中であって、かつ前記バッテリの状態量が前記閾値を超えた場合に、前記車両の駆動軸と前記モータジェネレータとを遮断する駆動制御部と、前記駆動軸と前記モータジェネレータとを切り離した状態で、前記モータジェネレータを力行させ、前記バッテリを放電させる放電制御部と、を備えた。当該構成により、ドライバーに対する違和感と音振動の発生を防止し、バッテリの充電量を一定に維持して放電制御を容易に行えるとともに、モータの加熱を抑制することができる。

また、実施形態の車両制御装置において、前記判断部は、さらに、前記状態量が前記閾値を超えた後、前記状態量が所定の目標値まで低下したか否かを判断し、前記放電制御部は、前記状態量が目標値になるまで、前記モータジェネレータを力行させて前記バッテリを放電させる。当該構成により、バッテリの充電量をより一定に維持して放電制御を容易に行うことができる。

また、実施形態の車両制御装置において、前記モータジェネレータと前記エンジンとは、変速部を介して共通の出力軸を有し、前記変速部のギア段によってそれぞれ単独で前記駆動軸との接続および遮断が可能であり、前記判断部は、さらに、前記ギア段が前記エンジン単独で前記駆動軸に駆動力を伝達可能な状態であるか否かを判定し、前記駆動制御部は、前記ギア段が前記エンジン単独で前記駆動軸に駆動力を伝達可能な状態である場合に、前記車両の駆動軸と前記モータジェネレータとを遮断する。当該構成により、回生制御による減速からエンジンブレーキによる減速に滑らかに遷移し、途切れのない減速を実現することができるとともに、バッテリの過充電を防止することができる。

また、実施形態の車両制御装置において、前記回生制御部は、さらに、前記ギア段が前記エンジン単独で前記駆動軸に駆動力を伝達不能な状態である場合には、前記モータジェネレータによる回生制御を禁止する。当該構成により、バッテリの過充電を防止することができる。

また、実施形態の車両制御装置において、前記モータジェネレータの第１変速部と前記エンジンの第２変速部は、ギア段によらず、それぞれ単独で前記駆動軸との接続および遮断が可能である。当該構成により、ギア段がエンジン単独で駆動軸に駆動力を伝達可能か否かの判断を不要とすることができる。

図１は、実施形態１のハイブリッド車両の構成図である。 図２は、実施形態１の統合ＥＣＵの機能的構成を示すブロック図である。 図３は、実施形態１にかかる駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。 図４は、変速部のスケルトン図である。 図５は、実施形態１のバッテリ放電制御の手順を示すフローチャートである。 図６は、放電目標電力とモータジェネレータの基本目標回転数との関係を示すグラフである。 図７は、エンジン回転数と回転制限値との相関関係を示すグラフである。 図８は、モータジェネレータの目標回転数と要求トルクとの相関を示すグラフである。 図９は、ギア段がエンジン単体で駆動可能な状態における車速、アクセル開度、ＳＯＣ、モータトルク、バッテリ電力、ギア段の経時的な変化の状態を示す図である。 図１０は、エンジン単体で駆動不能な場合における車速、アクセル開度、ＳＯＣ、モータトルク、バッテリ電力、ギア段の経時的な変化の状態を示す図である。 図１１は、実施形態２のハイブリッド車両の駆動系の構成図である。 図１２は、実施形態２にかかる駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、車両制御装置の実施の形態を詳細に説明する。以下に示す実施形態では、車両制御装置を搭載したハイブリッド車両を例にあげて説明する。

図１は、本実施形態のハイブリッド車両１００の構成図である。本実施形態のハイブリッド車両１００は、図１に示すように、動力源として、燃料の燃焼エネルギーにより回転トルクを出力するエンジン（ＥＮＧ）１０１と、電気エネルギーにより回転トルクを出力するモータジェネレータ（ＭＧ）１０２とを備えた前輪駆動の車両である。本実施形態のハイブリッド車両１００は、駆動系と制御装置３００とを備えている。

本実施形態のハイブリッド車両１００は、駆動系として、駆動輪である右前輪ＦＲおよび左前輪ＦＬと、駆動軸としてのドライブシャフト１２１ａ，１２１ｂおよびディファレンシャルギア１２０と、エンジン１０１と、モータジェネレータ１０２と、クラッチ１０３と、クラッチアクチュエータ１０４と、変速部１０５，１０６，１０８（Ｔ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５、Ｔ／Ｍ−ＥＮＧ変速部１０６、共通変速部１０８）と、シフトアクチュエータ１０７と、を有している。

エンジン１０１は、例えば、燃料（例えば、ガソリン、軽油などの炭化水素系）の燃焼により、エンジン出力軸からトルクを出力する内燃機関である。エンジン１０１は、各種センサ（エンジン回転センサ等）、アクチュエータ（インジェクタ、スロットルバルブを駆動するアクチュエータ等）を有している。エンジン１０１は、エンジンＥＣＵ（ＥＮＧ−ＥＣＵ）１１１に通信可能に接続されており、エンジンＥＣＵ１１１によって制御される。

クラッチ１０３は、エンジン１０１および変速部１０５，１０６，１０８、モータジェネレータ１０２との間に介装され、エンジン１０１から変速部１０５，１０６，１０８へのトルクを断接可能な装置である。クラッチ１０３は、トランスミッションＥＣＵ（Ｔ／Ｍ−ＥＣＵ）１１３によって駆動制御されるクラッチアクチュエータ１０４によって、締結および開放が制御される。

モータジェネレータ１０２は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻回され、電動機として駆動するとともに発電機としても駆動する同期発電電動機である。モータジェネレータ１０２は、インバータ１１０を介して高圧バッテリ１３０と電力のやりとりを行う。具体的には、モータジェネレータ１０２は、高圧バッテリ１３０からの電力供給を受けて回転駆動する電動機として動作し、回転駆動によるトルクをＴ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５に出力することができる。なお、かかるモータジェネレータ１０２の状態を「力行」という。

また、モータジェネレータ１０２は、エンジン１０１からエンジン出力軸に出力されたトルクやＴ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５からのトルクを受けてステータコイルの両端に起電力を生じさせ、発電機として動作して高圧バッテリ１３０を充電することができる。なお、かかるモータジェネレータ１０２の状態を「回生」という。

変速部１０５，１０６，１０８は、モータジェネレータ１０２やエンジン１０１から出力されるトルクを駆動軸（ディファレンシャルギア１２０およびドライブシャフト１２１ａ，１２１ｂ）を介して駆動輪ＦＲ，ＦＬに伝達する機構である。変速部１０５，１０６，１０８は、Ｔ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５と、Ｔ／Ｍ−ＥＮＧ変速部１０６と、共通変速部１０８とから構成される。Ｔ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５は、モータジェネレータ１０２から出力された回転トルクを前進又は後進の回転方向に切り替えて加速または減速する機構である。Ｔ／Ｍ−ＥＮＧ変速部１０６は、エンジン１０１のエンジン出力軸から出力された回転トルクを前進又は後進の回転方向に切り替えて加速または減速する機構である。共通変速部１０８は、モータジェネレータ１０２およびエンジン１０１から伝達された回転トルクをまとめて駆動軸（ディファレンシャルギア１２０およびドライブシャフト１２１ａ，１２１ｂ）を介して駆動輪ＦＲ，ＦＬに伝達する機構である。これらの変速部は、それぞれ複数のギア段に切替え可能に構成されている。また、シフトアクチュエータ１０７は、Ｔ／Ｍ−ＥＮＧ変速部１０６、Ｔ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５および共通変速部１０８のギア段の切替えを制御する。

ディファレンシャルギア１２０は、共通変速部１０８から伝達された回転トルクを駆動輪ＦＲ，ＦＬに伝達させる際に、右前輪ＦＲと左前輪ＦＬとの間で差動を生じさせるギアである。

本実施形態のハイブリッド車両１００の駆動系では、上述のような構成となっているため、モータジェネレータ１０２とエンジン１０１とは、変速部１０５，１０６，１０８を介して共通の出力軸を有し、変速部１０５，１０６，１０８のギア段によってそれぞれ単独で駆動軸（ディファレンシャルギア１２０およびドライブシャフト１２１ａ，１２１ｂ）との接続および遮断が可能となっている。

次に、ハイブリッド車両１００の制御装置３００について説明する。制御装置３００は、ハイブリッド車両１００全体を制御する。制御装置３００は、図１に示すように、インバータ１１０と、ブレーキ油圧制御部１０９と、エンジンＥＣＵ（ＥＮＧ−ＥＣＵ）１１１と、電子制御ブレーキＥＣＵ（ＥＣＢ−ＥＣＵ）１１２と、トランスミッションＥＣＵ（Ｔ／Ｍ−ＥＣＵ）１１３と、モータジェネレータＥＣＵ（ＭＧ−ＥＣＵ）１１４と、統合ＥＣＵ２００と、高圧バッテリ１３０と、バッテリＥＣＵ１３１とを主に備えている。

バッテリＥＣＵ１３１は、高圧バッテリ１３０を制御し、例えば、充電量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）、放電許容電力、電圧等の高圧バッテリ１３０に関する情報を統合ＥＣＵ２００に通知する。

エンジンＥＣＵ（ＥＮＧ−ＥＣＵ）１１１は、エンジン１０１に内蔵された不図示の各種アクチュエータ（例えば、スロットルバルブ、インジェクタ等を駆動するアクチュエータ等）、各種センサ（例えば、エンジン回転センサ等）及び統合ＥＣＵ２００と通信可能に接続されている。エンジンＥＣＵ（ＥＮＧ−ＥＣＵ）１１１は、統合ＥＣＵ２００からエンジントルク指令（アクセル開度指令）を受信して、エンジン１０１の動作を制御する。

電子制御ブレーキＥＣＵ（ＥＣＢ−ＥＣＵ）１１２は、ブレーキ油圧制御部１０９と統合ＥＣＵ２００と電気的に接続されている。電子制御ブレーキＥＣＵ１１２は、統合ＥＣＵ２００からブレーキ指令や回生トルクを受信して、ブレーキ指令や回生トルクに基づいてブレーキ油圧制御部１０９に対して指令を行うことにより、ブレーキ・バイ・ワイヤーの一種である電子制御ブレーキシステム（ＥＣＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｂｒａｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）によるブレーキ制御を行う。

ブレーキ油圧制御部１０９は、ＥＣＢ−ＥＣＵ１１２からの指令を受けて、ブレーキ１１７，１１８に対するブレーキ油圧制御を行って、駆動輪に対してブレーキを車両状況に応じて自動的に作動させることができる。

トランスミッションＥＣＵ（Ｔ／Ｍ−ＥＣＵ）１１３は、クラッチアクチュエータ１０４、シフトアクチュエータ１０７および統合ＥＣＵ２００と電気的に接続されている。トランスミッションＥＣＵ１１３は、統合ＥＣＵ２００からクラッチ要求を受信してクラッチアクチュエータ１０４を制御し、クラッチ１０３の断接の制御を行う。また、トランスミッションＥＣＵ１１３は、統合ＥＣＵ２００から変速要求を受信して、シフトアクチュエータ１０７を制御して、変速部１０５，１０６，１０８のギア段の切替えを制御する。

インバータ１１０は、モータジェネレータＥＣＵ（ＭＧ−ＥＣＵ）１１４からの制御信号に応じて、三相交流を生成してモータジェネレータ１０２に印加し、モータジェネレータ１０２の動作（駆動動作、発電動作、回生動作）を制御する。インバータ１１０は、昇圧コンバータ（不図示）を介して高圧バッテリ１３０と電気的に接続されている。

モータジェネレータＥＣＵ（ＭＧ−ＥＣＵ）１１４は、インバータ１１０、不図示の各種センサ（例えば、回転センサ等）、および統合ＥＣＵ２００と通信可能に接続されている。モータジェネレータＥＣＵ１１４は、統合ＥＣＵ２００からモータトルク指令を受信し、インバータ１１０を介してモータジェネレータ１０２の動作を制御する。

ここで、エンジンＥＣＵ１１１、電子制御ブレーキＥＣＵ１１２、トランスミッションＥＣＵ１１３、モータジェネレータＥＣＵ１１４のそれぞれでは、統合ＥＣＵ２００からの制御信号に応じて、不図示のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が所定のプログラム（データベース、マップ等を含む）を不図示のＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶媒体から読み出して読み出したプログラムを実行することにより、上述の各種制御処理を行う。

統合ＥＣＵ２００は、エンジンＥＣＵ１１１、電子制御ブレーキＥＣＵ１１２、トランスミッションＥＣＵ１１３、モータジェネレータＥＣＵ１１４の動作を制御する。統合ＥＣＵ２００は、エンジンＥＣＵ１１１、電子制御ブレーキＥＣＵ１１２、トランスミッションＥＣＵ１１３、モータジェネレータＥＣＵ１１４、各種センサ（例えば、回転センサ等）、各種スイッチ（例えば、イグニッションスイッチ等）と通信可能に接続されている。本実施形態では、統合ＥＣＵ２００は、アクセル開度センサ（不図示）からアクセル開度を受信し、車速センサ（不図示）からハイブリッド車両１００の車速を受信する。また、統合ＥＣＵ２００はエンジンＥＣＵ１１１からエンジン１０１の運転状態を受信する。さらに統合ＥＣＵ２００は、ブレーキストロークセンサ（不図示）からブレーキストロークを、シフトレバー（不図示）からシフトポジションを、高圧バッテリ１３０から充電量ＳＯＣをそれぞれ受信する。

本実施形態の統合ＥＣＵ２００は、例えば、アクセル開度センサ（不図示）からアクセル開度が０であることを検知して、コースト走行状態であることを検知し、下り坂センサ（不図示）等から下り坂走行状態を検知する。そして、統合ＥＣＵ２００は、下り坂でのコースト走行の際に、モータジェネレータ１０２に負のトルクを与えて回生制御を行うことにより、ハイブリッド車両１００に減速度を与えて、一定の車速に維持する減速走行制御を行っている。

以下、統合ＥＣＵ２００の詳細について説明する。図２は、本実施形態の統合ＥＣＵ２００の機能的構成を示すブロック図である。本実施形態の統合ＥＣＵ２００は、図２に示すように、走行モード判定部２０１と、判断部２０２と、駆動力算出部２０７と、目標電力算出部２０３と、動作点決定部２０４とを主に備えている。

統合ＥＣＵ２００では、ハイブリッド車両１００の所定の状況に応じて、不図示のＣＰＵが所定のプログラム（データベース、マップ等を含む）を不図示のＲＯＭ等の記憶媒体から読み出して読み出したプログラムを実行することにより、上記各部として機能し、以下に示す各部の機能を実行して、エンジンＥＣＵ１１１、電子制御ブレーキＥＣＵ１１２、トランスミッションＥＣＵ１１３、モータジェネレータＥＣＵ１１４に対して各種制御信号を出力する。

走行モード判定部２０１は、エンジンＥＣＵ１１１からエンジン１０１の運転状態を入力し、エンジン１０１の運転状態から、ハイブリッド車両１００の走行モードを判定する。ここで、本実施形態の走行モードは、モータ走行モードとハイブリッド走行モードがある。モータ走行モード（以下、「ＥＶ走行モード」という。）は、クラッチ１０３の開放状態で、ハイブリッド車両１００がエンジン１０１を用いずにモータジェネレータ１０２のみを動力源として走行する走行モードである。ハイブリッド走行モード（以下、「ＨＶ走行モード」という。）は、クラッチ１０３の締結状態で、ハイブリッド車両１００が、エンジン１０１とモータジェネレータ１０２との双方を動力源として走行する走行モードである。走行モード判定部２０１は、判定した走行モードを、判断部２０２に送出する。

駆動力算出部２０７は、アクセル開度センサ（不図示）から入力されたアクセル開度と、車速センサから入力された車速とから、ドライバーの加速操作によりドライバーが要求する駆動力（要求駆動力）を求める。駆動力算出部２０７は、算出した要求駆動力を、判断部２０２と動作点決定部２０４に送出する。

判断部２０２は、モータジェネレータＥＣＵ１１４から現在のモータトルクを入力する。そして、判断部２０２は、モータトルクが負であるか否かにより、モータジェネレータ１０２による回生制御の実行中であるか否かを判断する。

また、判断部２０２は、回生制御の実行中であると判断した場合に、高圧バッテリ１３０の状態量が所定の閾値を超えたか否かを判断する。ここで、高圧バッテリ１３０の状態量とは、高圧バッテリ１３０の状態に関する情報であり、例えば、ＳＯＣ等が該当する。但し、高圧バッテリ１３０の状態量としては、ＳＯＣに限定されるものではない。

本実施の形態では、高圧バッテリ１３０の状態量として、ＳＯＣを用いている。すなわち、判断部２０２は、バッテリＥＣＵ１３１から、現在のＳＯＣを入力し、回生制御の実行中であると判断した場合に、高圧バッテリ１３０の状態量としてのＳＯＣが所定の第１閾値を超えたか否かを判断する。さらに、判断部２０２は、ＳＯＣが第１閾値を超えた後、後述する高圧バッテリ１３０の放電制御により、ＳＯＣが所定の目標ＳＯＣ（目標値）まで低下したか否かを判断する。

ここで、第１閾値は、高圧バッテリ１３０が満充電に近くなる値であり、目標ＳＯＣは、第１閾値より小さい値である。

また、高圧バッテリ１３０の状態量の目標値は任意に定めることができる。ここで、状態量としてＳＯＣを用いる本実施の形態の場合、目標値としての目標ＳＯＣは、以下のように変化させる。ＳＯＣは、高圧バッテリ１３０の温度に依存する。すなわち、高圧バッテリ１３０は、ＳＯＣが高く、かつ高圧バッテリ１３０が高温の状態において、長期保管時にバッテリの劣化が促進する。このため、本実施の形態では、高圧バッテリ１３０が、保存劣化しやすい温度である所定の温度以上の高温時には、目標ＳＯＣを低下させて設定し、上記判断部２０２による判断を行う。これにより、高圧バッテリ１３０の性能を維持することが可能となる。

なお、本実施の形態では、目標ＳＯＣを低下させるか否かの判断として、高圧バッテリ１３０の温度を用いているがこれに限定されるものではない。例えば、外気温や車両１の室内の温度が所定温度より高いか否かにより、目標ＳＯＣを低下させて設定するか否かを決定するように判断部２０２等を構成してもよい。

また、判断部２０２は、変速部１０５，１０６，１０８のギア段がエンジン１０１単独で駆動軸に駆動力を伝達可能な状態であるか否かをシフトポジションにより判断する。

目標電力算出部２０３は、バッテリＥＣＵ１３１から基本放電目標電力と放電許容電力を入力し、基本放電目標電力と放電許容電力に基づいて放電目標電力を算出する。目標電力算出部２０３は、算出した放電目標電力を動作点決定部２０４に送出する。ここで、基本目標電力は、バッテリＥＣＵ１３１によって決定される。

動作点決定部２０４は、アクセル開度と、要求駆動力と、放電目標電力、走行モード等から、これらの動作点到達目標として、エンジン１０１の目標とするエンジントルクやモータジェネレータ１０２の目標とするモータトルク、クラッチ１０３の目標とする締結容量、変速部１０５，１０６，１０８の目標とするギア段、回生トルク等を求める。動作点決定部２０４は、図２に示すように、駆動制御部２０６と、回生制御部２０８と、放電制御部２０９とを主に備えている。なお、図２に示す動作点決定部２０４では、本実施形態に関係する部位のみを示している。

回生制御部２０８は、モータジェネレータ１０２による回生制御を行う。具体的には、回生制御部２０８は、モータジェネレータ１０２による回生制動のための回生トルク（負のトルク）を算出し、ＥＣＢ−ＥＣＵ１１２に回生トルクを送出するとともに、回生トルクのモータトルク指令をモータジェネレータＥＣＵ１１４に送出して、回生トルクによる制動（回生制動）を行わせる。

また、回生制御部２０８は、判断部２０２から判断結果として、変速部１０５，１０６，１０８のギア段がエンジン１０１単独で駆動軸に駆動力を伝達不能な状態であることを通知された場合には、モータジェネレータ１０２による回生制御を禁止する。

駆動制御部２０６は、駆動軸接続命令および駆動軸切り離し命令をトランスミッションＥＣＵ１１３に送出することにより、ハイブリッド車両１００の駆動軸とモータジェネレータ１０２の接続および遮断を制御する。より具体的には、本実施形態の駆動制御部２０６は、判断部２０２から判断結果として、ギア段がエンジン１０１単独で駆動軸に駆動力を伝達可能な状態であって、回生制御部２０８でモータジェネレータ１０２による回生制御の実行中であり、かつ高圧バッテリ１３０の状態量としてのＳＯＣが第１閾値を超えたことを通知された場合に、駆動軸切り離し命令をトランスミッションＥＣＵ１１３に送出することにより、ハイブリッド車両１００の駆動軸とモータジェネレータ１０２とを切り離し、モータジェネレータ１０２側への駆動伝達経路の遮断を行う。

放電制御部２０９は、高圧バッテリ１３０の状態量としてのＳＯＣが第１閾値を超えて駆動軸とモータジェネレータ１０２とが遮断された状態で、モータＥＣＵ１１４に正のモータトルク指令を送出して、モータジェネレータ１０２を力行させ、これにより、ＳＯＣが第１閾値を超えた高圧バッテリ１３０を放電させる。放電制御部２０９は、ＳＯＣが目標ＳＯＣに低下するまで、モータジェネレータ１０２を力行させてバッテリを放電させ、ＳＯＣが目標ＳＯＣまで低下したら、モータジェネレータ１０２の力行を停止し、高圧バッテリ１３０の放電を停止する。

次に、以上のように構成された本実施形態の駆動制御処理について説明する。図３は、実施形態１にかかる駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。本実施形態では、ハイブリッド車両１００は、下り坂をコースト走行しているものとする。

まず、判断部２０２は、現在、モータジェネレータ１０２による回生制御中で、かつ高圧バッテリ１３０のＳＯＣが第１閾値より大きく、かつ高圧バッテリ１３０のＳＯＣが目標ＳＯＣより大きいか否かを判断する（ステップＳ１１）。

そして、モータジェネレータ１０２による回生制御中でなく、または高圧バッテリ１３０のＳＯＣが第１閾値以下、あるいは高圧バッテリ１３０のＳＯＣが目標ＳＯＣ以下であると判断された場合には（ステップＳ１１：Ｎｏ）、処理を終了する。

一方、モータジェネレータ１０２による回生制御中で、かつ高圧バッテリ１３０のＳＯＣが第１閾値より大きく、かつ高圧バッテリ１３０のＳＯＣが目標ＳＯＣより大きいと判断された場合には（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、判断部２０２は、さらに、ギア段がエンジン１０１単独で駆動軸に駆動力を伝達可能な状態であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。

図４は、変速部１０５，１０６，１０８のスケルトン図であり、駆動軸が切り離された状態を示している。判断部２０２は、図４の点線部分において、ディファレンシャルギア１２０側に接続されるカウンタシャフト４０３上のギア４０２にスリーブ４０１が連結されていることを、シフトポジション等から判断した場合に、ギア段がエンジン１０１単独で駆動軸に駆動力を伝達可能な状態であると判断する。

そして、ギア段がエンジン１０１単独で駆動軸に駆動力を伝達可能な状態であると判断された場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、駆動制御部２０６は、トランスミッションＥＣＵ１１３に、モータジェネレータ１０２と駆動軸の切り離し指令を送出する（ステップＳ１３）。これにより、駆動軸がモータジェネレータ１０２と切り離され、モータジェネレータ１０２側への駆動伝達経路が遮断される。

駆動制御部２０６は、モータジェネレータ１０２側への駆動伝達経路の遮断が完了するまで（ステップＳ１４：Ｎｏ）、ステップＳ１３の駆動軸切り離し指令をトランスミッションＥＣＵ１１３に送出する。

ここで、図４の点線部分に示すように、ディファレンシャルギア１２０側に接続されるカウンタシャフト４０３上のギア４０２からスリーブ４０１の連結を解除してニュートラルの位置とすることで、駆動軸が切り離される。

そして、駆動軸がモータジェネレータ１０２と切り離され、モータジェネレータ１０２側への駆動伝達経路の遮断が完了したら（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、バッテリ放電制御が実行される（ステップＳ１５）。ここで、バッテリ放電制御の詳細については後述する。

ステップＳ１２に戻り、ギア段がエンジン１０１単独で駆動軸に駆動力を伝達不能な状態であると判断された場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、回生制御部２０８は、モータジェネレータ１０２による回生制御を禁止する（ステップＳ１６）。すなわち、回生制御部２０８は、実行中の回生制御を停止する。これにより高圧バッテリ１３０の過充電が防止される。

そして、再度、判断部２０２は、ギア段がエンジン１０１単独で駆動軸に駆動力を伝達可能な状態であるか否かを判断する（ステップＳ１７）。そして、ドライバーがシフトダウンする等により、ギア段がエンジン１０１単独で駆動軸に駆動力を伝達不能な状態になったと判断された場合には（ステップＳ１７：Ｎｏ）、ステップＳ１６に戻り、回生制御部２０８が回生制御を禁止する（ステップＳ１６）。

一方、ステップＳ１７で、ギア段がエンジン１０１単独で駆動軸に駆動力を伝達可能な状態であると判断された場合には（ステップＳ１７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１３へ移行し、駆動制御部２０６は、トランスミッションＥＣＵ１１３に、モータジェネレータ１０２と駆動軸の切り離し指令を送出して（ステップＳ１３）、モータジェネレータ１０２側への駆動伝達経路の遮断を行う。

次に、ステップＳ１５のバッテリ放電制御について説明する。図５は、実施形態１のバッテリ放電制御の手順を示すフローチャートである。まず、目標電力算出部２０３は、バッテリＥＣＵ１３１から基本放電目標電力と放電許容電力を入力し、基本放電目標電力と放電許容電力に基づいて放電目標電力を算出する（ステップＳ３１）。

次に、放電制御部２０９は、放電目標電力からモータジェネレータ１０２の基本目標回転数を算出する（ステップＳ３１）。この基本目標回転数は、放電目標電力でモータジェネレータ１０２が定常回転となる動作点である。図６は、放電目標電力とモータジェネレータ１０２の基本目標回転数との関係を示すグラフである。横軸が放電目標電力であり、縦軸がモータジェネレータ１０２の基本目標回転数である。放電制御部２０９は、図６に示すグラフによりモータジェネレータ１０２の基本目標回転数を算出する。

次に、放電制御部２０９は、エンジン回転数をエンジンＥＣＵ１１１から入力し、エンジン回転数と回転制限値との相関関係から、エンジン回転数による回転制限値を算出する（ステップＳ３３）。これにより、エンジン１０１の音が小さい領域では、モータジェネレータ１０２の回転数を制限している。図７は、エンジン回転数と回転制限値との相関関係を示すグラフである。図７において、横軸がエンジン回転数であり、縦軸が回転制限値である。

次に、放電制御部２０９は、車速を車速センサ（不図示）から入力し、車速に応じてモータジェネレータ１０２の回転制限値を算出する（ステップＳ３４）。具体的には、放電制御部２０９は、車速に予め定められたモータ回転数換算係数を乗算することにより回転制限値を算出しており、ＥＶモードでのモータジェネレータ１０２の回転数以上とならないように、回転制限値を算出している。

そして、放電制御部２０９は、ステップＳ３２で算出した基本目標回転数と、ステップＳ３３およびＳ３４で算出した各回転制限値のうち最小の値を、モータジェネレータ１０２の目標回転数として決定する（ステップＳ３５）。

次に、放電制御部２０９は、モータジェネレータ１０２の目標回転数から、目標回転数で定常回転が可能な要求トルクを算出する（ステップＳ３６）。図８は、モータジェネレータ１０２の目標回転数と要求トルクとの相関を示すグラフである。図８において、横軸がモータジェネレータ１０２の目標回転数であり、縦軸が要求トルクである。放電制御部２０９は、このグラフにより要求トルクを算出している。

次に、放電制御部２０９は、モータジェネレータＥＣＵ１１４からモータジェネレータ１０２の回転数（測定値）を入力し、目標回転数と回転数測定値との偏差に基づいてＰＩ制御（比例制御）を行って、トルク補正値を算出する（ステップＳ３７）。

そして、放電制御部２０９は、ステップＳ３６で算出した要求トルクを、ステップＳ３７で算出したトルク補正値で補正して、モータジェネレータ１０２に対する指令モータトルクを算出する（ステップＳ３８）。放電制御部２０９は、このようにして算出した指令モータトルクをモータジェネレータＥＣＵ１１４に送出することにより、モータジェネレータ１０２を指令モータトルクに応じて力行させる。

図９は、ギア段がエンジン１０１単体で駆動可能な状態における車速、アクセル開度、ＳＯＣ、モータトルク、バッテリ電力、ギア段の経時的な変化の状態を示す図である。図９（ａ）に示すように、アクセル開度が０となりコースト走行が開始されると、減速走行制御が開始され、図９（ｃ）に示すようにモータジェネレータ１０２による回生制御が行われる。

そして、図９（ｂ）に示すように、高圧バッテリ１３０のＳＯＣが第１閾値に達すると、本実施形態による制御が開始される。すなわち、図９（ｅ）に示すように、モータジェネレータ１０２と駆動軸とは遮断される。そして、図９（ｃ）に示すように、モータジェネレータ１０２による力行が行われ、図９（ｄ）に示すように、高圧バッテリ１３０の放電が行われる。そして、高圧バッテリ１３０のＳＯＣが目標ＳＯＣまで低下すると、図９（ｃ）に示すように、モータジェネレータ１０２による力行が停止され、図９（ｄ）に示すように、高圧バッテリ１３０の放電も停止し、本実施形態の制御は終了する。

図１０は、エンジン１０１単体で駆動不能な場合における車速、アクセル開度、ＳＯＣ、モータトルク、バッテリ電力、ギア段の経時的な変化の状態を示す図である。図１０（ａ）に示すように、アクセル開度が０となりコースト走行が開始されると、減速走行制御が開始され、図１０（ｃ）に示すようにモータジェネレータ１０２による回生制御が行われる。

そして、図１０（ｂ）に示すように、高圧バッテリ１３０のＳＯＣが第１閾値に達すると、本実施形態による制御が開始される。この時点では、図１０（ｅ）に示すように、ギア段はエンジン１０１単体で駆動不能な状態にあるため、図１０（ｃ）に示すように、モータジェネレータ１０２による回生制御は禁止される。

そして、ドライバーがシフトダウンして、図１０（ｅ）に示すようにギア段がエンジン１０１単体で駆動可能な状態に変化すると、モータジェネレータ１０２と駆動軸とは遮断される。そして、図１０（ｃ）に示すように、モータジェネレータ１０２による力行が行われ、図１０（ｄ）に示すように、高圧バッテリ１３０の放電が行われる。そして、高圧バッテリ１３０のＳＯＣが目標ＳＯＣまで低下すると、図１０（ｃ）に示すように、モータジェネレータ１０２による力行が停止され、図１０（ｄ）に示すように、高圧バッテリ１３０の放電も停止し、本実施形態の制御は終了する。

このように本実施形態では、コースト走行状態で、回生制御中かつ高圧バッテリ１３０のＳＯＣが満充電となる第１閾値になった場合に、モータジェネレータ１０２と駆動軸とを切り離して、モータジェネレータ１０２を力行し、高圧バッテリ１３０を目標ＳＯＣまで放電する制御を行う。このため、本実施形態によれば、コースト走行時におけるドライバーに対する違和感と音振動の発生を防止し、高圧バッテリ１３０のＳＯＣを一定に維持して放電制御を容易に行えるとともに、モータジェネレータ１０２の加熱を防止することができる。

すなわち、本実施形態では、エンジン１０１単体で駆動力を伝達可能な場合、すなわちエンジン１０１と駆動軸とが接続され、エンジン１０１への駆動力伝達経路が継合している場合に、モータジェネレータ１０２と駆動軸とを切り離してモータジェネレータ１０２側への駆動伝達経路を遮断している。このため、本実施形態によれば、モータジェネレータ１０２の回生制御による減速からエンジンブレーキによる減速に滑らかに遷移することにより、途切れのない減速を実現することができるとともに、高圧バッテリ１３０の過充電を防止することができる。

また、この場合、エンジン１０１の回転数は車速とギア段により一意的に定まるため、本実施形態によれば、通常のガソリンエンジン搭載車 (コンベ車)等のエンジン音となり、ドライバーへの違和感や音振動を最小限に抑えることができる。

また、本実施形態では、モータジェネレータ１０２の駆動力伝達経路を遮断した状態でモータジェネレータ１０２の力行による高圧バッテリ１３０の放電を行うため、一定の充電量ＳＯＣを維持することができる。また、本実施形態によれば、力行と回生の不要な切替えが発生しないため、モータジェネレータの加熱を最小限に抑え、これにより放電制御を容易に実現することがきる。さらに、本実施形態によれば、力行と回生の不要な切替えが発生しないため、回生したエネルギーが無駄にならず、燃費を良好にすることができる。

（実施形態２）
実施形態２のハイブリッド車両１００では、駆動系の構成が実施形態１と異なっている。図１１は、実施形態２のハイブリッド車両１００の駆動系の構成図である。なお、本実施形態の制御装置の機能および構成は実施形態１と同様である。

図１１において、Ｔ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５は、モータジェネレータ１０２から出力された回転トルクを前進又は後進の回転方向に切り替えて加速または減速する機構である。また、Ｔ／Ｍ−ＥＮＧ変速部１０６は、エンジン１０１のエンジン出力軸から出力された回転トルクを前進又は後進の回転方向に切り替えて加速または減速する機構である。

クラッチ１０３は、エンジン１０１とＴ／Ｍ−ＥＮＧ変速部１０６との間に介装され、エンジン１０１からＴ／Ｍ−ＥＮＧ変速部１０６へのトルクを断接可能としている。

本実施形態では、図１１に示すように、モータジェネレータ１０２側のＴ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５と、エンジン１０１側のＴ／Ｍ−ＥＮＧ変速部１０６とがギア段によらず、それぞれ単体で、駆動軸としてのドライブシャフト１２１ａ，１２１ｂおよびディファレンシャルギア１２０への駆動力伝達が可能となっている。

次に、以上のように構成された本実施形態の駆動制御処理について説明する。図１２は、実施形態２にかかる駆動制御処理の手順を示すフローチャートである。

まず、判断部２０２は、実施形態１と同様に、現在、モータジェネレータ１０２による回生制御中で、かつ高圧バッテリ１３０のＳＯＣが第１閾値より大きく、かつ高圧バッテリ１３０のＳＯＣが目標ＳＯＣより大きいか否かを判断する（ステップＳ５１）。

そして、モータジェネレータ１０２による回生制御中でなく、または高圧バッテリ１３０のＳＯＣが第１閾値以下、あるいは高圧バッテリ１３０のＳＯＣが目標ＳＯＣ以下であると判断された場合には（ステップＳ５１：Ｎｏ）、処理を終了する。

一方、モータジェネレータ１０２による回生制御中で、かつ高圧バッテリ１３０のＳＯＣが第１閾値より大きく、かつ高圧バッテリ１３０のＳＯＣが目標ＳＯＣより大きいと判断された場合には（ステップＳ５１：Ｙｅｓ）、駆動制御部２０６は、トランスミッションＥＣＵ１１３に、モータジェネレータ１０２と駆動軸の切り離し指令を送出する（ステップＳ５２）。これにより、駆動軸がモータジェネレータ１０２と切り離され、モータジェネレータ１０２側への駆動伝達経路が遮断される。

駆動制御部２０６は、モータジェネレータ１０２側への駆動伝達経路の遮断が完了するまで（ステップＳ５３：Ｎｏ）、ステップＳ５２の駆動軸切り離し指令をトランスミッションＥＣＵ１１３に送出する。

そして、駆動軸がモータジェネレータ１０２と切り離され、モータジェネレータ１０２側への駆動伝達経路の遮断が完了したら（ステップＳ５３：Ｙｅｓ）、バッテリ放電制御が実行される（ステップＳ５４）。ここで、バッテリ放電制御は実施形態１と同様に行われる。

このように本実施形態によれば、モータジェネレータ１０２側のＴ／Ｍ−ＭＧ変速部１０５と、エンジン１０１側のＴ／Ｍ−ＥＮＧ変速部１０６とがギア段によらず、それぞれ単体で、駆動軸としてのドライブシャフト１２１ａ，１２１ｂおよびディファレンシャルギア１２０への駆動力伝達が可能となっているため、ギア段がエンジン１０１単独で駆動軸に駆動力を伝達可能な状態であるか否かを判断する処理を不要として、実施形態１と同様の効果を奏する。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０１ エンジン
１０２ モータジェネレータ
１０３ クラッチ
１０４ クラッチアクチュエータ
１０５ Ｔ／Ｍ−ＭＧ変速部
１０６ Ｔ／Ｍ−ＥＮＧ変速部
１０７ シフトアクチュエータ
１０８ 共通変速部
１０９ ブレーキ油圧制御部
１１０ インバータ
１１１ エンジンＥＣＵ（ＥＮＧ−ＥＣＵ）
１１２ 電子制御ブレーキＥＣＵ（ＥＣＢ−ＥＣＵ）
１１３ トランスミッションＥＣＵ（Ｔ／Ｍ−ＥＣＵ）
１１４ モータジェネレータＥＣＵ（ＭＧ−ＥＣＵ）
１２０ ディファレンシャルギア
１２１ａ，１２１ｂ ドライブシャフト
２００ 統合ＥＣＵ
２０１ 走行モード判定部
２０２ 判断部
２０３ 目標電力算出部
２０４ 動作点決定部
２０６ 駆動制御部
２０７ 駆動力算出部
２０８ 回生制御部
２０９ 放電制御部

Claims (5)

1. エンジンを用いずにモータジェネレータを動力源として走行可能であるとともに、前記エンジンと前記モータジェネレータとの双方を動力源として走行可能な車両を制御する車両制御装置であって、
   前記モータジェネレータによる回生制御を行う回生制御部と、
   前記モータジェネレータによる回生制御の実行中であるか否かを判断し、前記回生制御の実行中である場合に、バッテリの状態量が所定の閾値を超えたか否かを判断する判断部と、
   前記回生制御の実行中であって、かつ前記バッテリの状態量が前記閾値を超えた場合に、前記車両の駆動軸と前記モータジェネレータとを遮断する駆動制御部と、
   前記駆動軸と前記モータジェネレータとを切り離した状態で、前記モータジェネレータを力行させ、前記バッテリを放電させる放電制御部と、
   を備えた車両制御装置。
2. 前記判断部は、さらに、前記状態量が前記閾値を超えた後、前記状態量が所定の目標値まで低下したか否かを判断し、
   前記放電制御部は、前記状態量が前記目標値になるまで、前記モータジェネレータを力行させて前記バッテリを放電させる、
   請求項１に記載の車両制御装置。
3. 前記モータジェネレータと前記エンジンとは、変速部を介して共通の出力軸を有し、前記変速部のギア段によってそれぞれ単独で前記駆動軸との接続および遮断が可能であり、
   前記判断部は、さらに、前記ギア段が前記エンジン単独で前記駆動軸に駆動力を伝達可能な状態であるか否かを判定し、
   前記駆動制御部は、前記ギア段が前記エンジン単独で前記駆動軸に駆動力を伝達可能な状態である場合に、前記車両の駆動軸と前記モータジェネレータとを遮断する、
   請求項１に記載の車両制御装置。
4. 前記回生制御部は、さらに、前記ギア段が前記エンジン単独で前記駆動軸に駆動力を伝達不能な状態である場合には、前記モータジェネレータによる回生制御を禁止する、
   請求項３に記載の車両制御装置。
5. 前記モータジェネレータの第１変速部と前記エンジンの第２変速部は、ギア段によらず、それぞれ単独で前記駆動軸との接続および遮断が可能である、
   請求項１に記載の車両制御装置。

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