JP2015093491A - ハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッド車両の内燃機関の動力と電動発電機の動力の両方を使用した併用走行における変速機のシフト制御に用いるシフトパターンを好適なものにすることで、燃費をより向上できるハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両の変速機のギア段の選定において、エンジン単独走行では、内燃機関の運転効率が高くなるエンジン単独走行用シフトパターンを使用し、モータ単独走行では、電動発電機の運転効率が高くなるモータ単独走行用シフトパターンを使用し、内燃機関の動力と電動発電機の動力の両方を用いる併用走行では、エンジン単独走行用シフトパターンとモータ単独走行用シフトパターンとを補間して求めた併用走行用シフトパターンを使用する。【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車両の内燃機関の動力と電動発電機の動力の両方を使用した併用走行における変速機のシフト制御に用いるシフトパターンを好適なものにすることで、燃費をより向上できるハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法に関する。

内燃機関の動力と電動発電機の動力を変速機を介して車輪に伝達するハイブリッド車両では、内燃機関のみを動力源として走行するエンジン単独走行、電動発電機のみを動力源として走行するモータ単独走行、内燃機関と電動発電機の両方を動力源として走行する併用走行、ハイブリッド車両の制動力の回生エネルギーを利用して電動発電機で発電する回生走行等の走行形態があり、それぞれの走行形態で、ハイブリッド車両の車速や要求されるトルクによって変速機のギア段を選択している。

このハイブリッド車両のギア段の選択の例としては、例えば、エンジンおよびモータを車両駆動力源として有し、さらにエンジンと駆動輪の間に複数のギア段の選択により駆動力伝達を変更可能な変速機を有する変速機付きハイブリッド車両の制御装置において、エンジンが所定の高効率運転状態で運転され、かつ、要求車両駆動力とエンジン出力の差分をモータの力行または回生により埋められるように、変速機のギア段とエンジン運転状態を設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置が提案されている（特許文献１参照）。

従来技術では、ハイブリッド車両の変速機のギア段の選択、つまり、変速機のシフト制御に際しては、エンジン単独走行では、内燃機関の運転状態が高効率になるように、また、モータ単独走行と回生走行では電動発電機の運転状態が高効率になるように、早期に変速機をシフトアップ及びシフトダウンする制御を行っている。そして、内燃機関と電動発電機の両方を動力源として走行する併用走行においては、内燃機関の運転効率を優先して、エンジン単独走行と同じシフトで変速機を制御している。

しかしながら、図１１に示すように、横軸に回転数を、縦軸にトルクを取った場合に、内燃機関(エンジン）の効率を示す等高線は実線で示すようになり、内燃機関の運転を高効率で行えるポイントは左上の斜線ハッチング領域Ｒｅとなる。つまり、内燃機関の高効率のポイントは、例えば、１２００ｒｐｍ程度の比較的低回転で、比較的高トルクの領域となる。一方、電動発電機（モータ）の効率を示す等高線は破線で示すようになり、電動発電機の運転を高効率で行えるポイントは、右下のクロスハッチング領域Ｒｍとなる。つまり、内燃機関よりも高い回転数と低いトルクの領域となる。従って、高効率となる回転数とトルクは、内燃機関と電動発電機では異なっている。

そのため、従来技術の内燃機関の運転効率で変速機のシフト制御している併用走行の状態では、電動発電機の運転効率を無視して変速機のシフト制御を行っていることになり、電動発電機の運転効率が低い状態での電動発電機の運転となり、ハイブリッド車両全体としてはエネルギー効率が低下するという問題がある。

特開２００６−３４１８４８号公報

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、ハイブリッド車両の内燃機関の動力と電動発電機の動力の両方を使用した併用走行における変速機のシフト制御に用いるシフトパターンを好適なものにすることで、燃費をより向上できるハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御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車両は、内燃機関と電動発電機と変速機を備えたハイブリッドシステムを搭載して、前記内燃機関の動力と前記電動発電機の動力を前記変速機を介して車輪に伝達するハイブリッド車両において、前記ハイブリッドシステムを制御する制御装置が、前記ハイブリッド車両の車速とアクセル開度に基づいて、予め設定されたシフトパターンに基づいて前記変速機のギア段を選定すると共に、前記内燃機関の運転効率が高い領域になるように設定されたエンジン単独走行用シフトパターンと、前記電動発電機の運転効率が高い領域になるように設定されたモータ単独走行用シフトパターンを予め設定して記憶し、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力のみでエンジン単独走行する場合は、前記エンジン単独走行用シフトパターンを使用して前記変速機のギア段を選定し、前記ハイブリッド車両が前記電動発電機の動力のみでモータ単独走行する場合は、前記モータ単独走行用シフトパターンを使用して前記変速機のギア段を選定し、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力と前記電動発電機の動力の両方で併用走行する場合は、前記エンジン単独走行用シフトパターンと前記モータ単独走行用シフトパターンとを補間して求めた併用走行用シフトパターンを使用して前記変速機のギア段を選定する制御を行うように構成される。

また、上記のハイブリッド車両において、前記制御装置が、前記併用走行用シフトパターンを、前記エンジン単独走行用シフトパターンと前記モータ単独走行用シフトパターンとの間で、前記内燃機関が発生するトルクと前記電動発電機が発生するトルクとのトルク比率で線形補間して作成する制御を行うように構成される。

さらに、上記のハイブリッド車両において、前記制御装置が、前記シフトパターンのそれぞれが、車速とアクセル開度をベースに、ギア段を変更するための変速段毎に予め設定されたシフトアップ線及びシフトダウン線を備えたマップデータで構成され、走行時の車速とアクセル開度で示される運転状態がシフトアップ線を超えて高ギア段側に移動するときにシフトアップし、走行時の車速とアクセル開度で示される運転状態がシフトダウン線を超えて低ギア段側に移動するときにシフトダウンする制御を行うように構成される。

そして、上記の目的を達成するための本発明のハイブリッド車両の制御方法は、内燃機関と電動発電機と変速機を備えたハイブリッドシステムを搭載して、前記内燃機関の動力と前記電動発電機の動力を前記変速機を介して車輪に伝達するハイブリッド車両の制御方法において、前記ハイブリッド車両の車速とアクセル開度に基づいて、予め設定されたシフトパターンに基づいて前記変速機のギア段を選定すると共に、前記内燃機関の運転効率が高い領域になるように設定されたエンジン単独走行用シフトパターンと、前記電動発電機の運転効率が高い領域になるように設定されたモータ単独走行用シフトパターンを予め設定して記憶し、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力のみでエンジン単独走行する場合は、前記エンジン単独走行用シフトパターンを使用して前記変速機のギア段を選定し、前記ハイブリッド車両が前記電動発電機の動力のみでモータ単独走行する場合は、前記モータ単独走行用シフトパターンを使用して前記変速機のギア段を選定し、前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力と前記電動発電機の動力の両方で併用走行する場合は、前記エンジン単独走行用シフトパターンと前記モータ単独走行用シフトパターンとを補間して求めた併用走行用シフトパターンを使用して前記変速機のギア段を選定することを特徴とする方法である。

本発明のハイブリッド車両及びハイブリッド車両の制御方法によれば、ハイブリッド車両において、内燃機関の動力のみで走行するエンジン単独走行では内燃機関の運転状態が高効率になるように変速機をシフト制御でき、また、電動発電機の動力のみで走行するモータ単独走行では電動発電機の運転状態が高効率になるように変速機をシフト制御でき、更に、内燃機関の動力と電動発電機の動力の両方で走行する併用走行では、内燃機関の運転効率のみならず、電動発電機の運転効率も考慮して変速機のシフト制御を行うことができるので、エネルギー使用（エネルギーマネージメント）の最適化を図ることができる。従って、ハイブリッド車両全体としての運転効率を高めることができ、燃費をより向上できる。

本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両の構成を模式的に示した図である。 本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両の制御方法の制御フローの一例である。 エンジン単独走行用のシフトパターンを模式的に示す図である。 モータ単独走行用のシフトパターンを模式的に示す図である。 エンジン単独走行用のシフトアップを説明するための図で、図３のシフトアップ線を示す図である。 エンジン単独走行用のシフトダウンを説明するための図で、図３のシフトダウン線を示す図である。 モータ単独走行用のシフトアップを説明するための図で、図４のシフトアップ線を示す図である。 モータ単独走行用のシフトダウンを説明するための図で、図４のシフトダウン線を示す図である。 併用走行用シフトパターンのシフトアップ線の作成と併用走行用のシフトアップを説明するための図である。 併用走行用シフトパターンのシフトダウン線の作成と併用走行用のシフトダウンを説明するための図である。 ハイブリッド車両における、エンジンの運転効率が高効率となる運転領域（ポイント）とモータの運転効率が高効率となる運転領域（ポイント）とを比較して示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態のハイブリッド車両、及びハイブリッド車両の制御方法について、図面を参照しながら説明する。図１に示すように、この実施の形態のハイブリッド車両（ＨＥＶ）１は、エンジン（内燃機関）１０と電動発電機（走行用電動機兼発電機）２０と変速機３０を備え、エンジン１０の動力（エンジン出力トルクＴｅ）と電動発電機２０の動力（モータ出力トルクＴｍ）を変速機３０を介して車輪３４に伝達する車両であり、エンジン１０と電動発電機２０の両方を走行用の動力源とすることができる車両である。

なお、ここでは、図１のパラレル型ハイブリッド車両を例にして説明するが、必ずしもパラレル型ハイブリッド車両でなくてもよく、電動発電機２０のみで変速機３０を駆動できる機能を有するハイブリッド車両であればよい。

図１に示すように、このエンジン１０の動力は、エンジン１０に接続するトルクコンバータ１３、接続状態のエンジン単独走行用クラッチ１４と変速機３０とプロペラシャフト３１を介して差動装置（デファレンシャルギア）３２に伝達され、更に、車軸３３を介して車輪３４に伝達される。

一方、電動発電機２０の動力は、バッテリ２２に充電（蓄電）された電力がインバータ２１を介して電動発電機２０に供給されることで発生し、この動力は、接続状態のモータ単独走行用クラッチ２３と変速機３０とプロペラシャフト３１を介して差動装置３２に伝達され、更に、車軸３３を介して車輪３４に伝達される。

これらにより、エンジン１０の動力と電動発電機２０の動力の一方又は両方が変速機３０を介して、車輪３４に伝達され、車両１が走行する。

この図１の構成では、エンジン単独走行用クラッチ１４の接続及び断絶の切り替えにより、エンジン１０の動力の車輪３４への伝達と遮断を行い、また、モータ単独走行用クラッチ２３の接続及び断絶の切り替えにより、電動発電機２０の動力の車輪３４への伝達と遮断を行うが、エンジン１０の動力又は電動発電機２０の動力の伝達と遮断を適宜切り替えることができればよく、必ずしも、エンジン単独走行用クラッチ１４又はモータ単独走行用クラッチ２３を設けなくてもよい。

また、このエンジン１０の排気ガスＧ中のＮＯｘ（窒素酸化物）、ＰＭ（微粒子状物質）等を浄化するために、ＮＯｘ低減触媒装置１２ａやＰＭ捕集フィルタ装置１２ｂ等を備えた排気ガス浄化装置１２を排気通路１１に配設して、排気ガスＧ中のＮＯｘ、ＰＭ等を浄化処理している。

そして、エンジン１０と電動発電機２０と変速機３０を備えたハイブリッドシステム２、及び、車両１の制御を行うための制御装置４０が設けられ、この制御装置４０により、エンジン１０の全般の制御、インバータ２１による電動発電機２０の全般の制御、エンジン単独走行用クラッチ１４の断接制御とモータ単独走行用クラッチ２３の断接制御を含むハイブリッドシステム２の全般の制御を含む車両１の全般の制御等々を行う。

この制御装置４０においては、ハイブリッド車両１の車速Ｖとアクセル開度αに基づき、図３に示すように、エンジン１０の高効率ポイント（図１１参照）を考慮して、変速機３０の変速段毎に予め設定されたエンジン単独走行用のシフトアップ線（実線）Ｓｕｅ１、Ｓｕｅ２、Ｓｕｅ３、・・・（以下、Ｓｕｅｎ（ｎ＝１、２、・・Ｎ：Ｎ＝ギア段数、図ではＮ＝３）とする。）、及び、シフトダウン線（点線）Ｓｄｅ１、Ｓｄｅ２、Ｓｄｅ３、・・・（Ｓｄｅｎ（ｎ＝１、２、・・Ｎ）とする。）が予め実験等により設定され、このエンジン単独走行用シフトパターンＰｅがマップデータとして、記憶される。

また、図４に示すように、電動発電機２０の高効率ポイント（図１１参照）を考慮して、変速機３０の変速段毎に予め設定されたモータ単独走行用のシフトアップ線（細い実線）Ｓｕｍ１、Ｓｕｍ２、Ｓｕｍ３、・・・（Ｓｕｍｎ（ｎ＝１、２、・・Ｎ）とする。）、及び、シフトダウン線（細い点線）Ｓｄｍ１、Ｓｄｍ２、Ｓｄｍ３、・・・（Ｓｄｍｎ（ｎ＝１、２、・・Ｎ）とする。）が、予め実験等により設定され、このモータ単独走行用シフトパターンＰｍがマップデータとして、記憶される。

なお、このモータ単独走行用シフトパターンＰｍにおいては、電動発電機２０の単独運転では、一点鎖線の楕円で囲む領域Ｒａｄｄの出力は得られないので、この領域Ｒａｄｄ内のシフトアップ線Ｓｕｍｎ、及び、シフトダウン線Ｓｄｍｎ線は通常設けられないが、併用走行で使用するため、エンジン単独走行用シフトパターンＰｅに倣って作成しておく。例えば、シフトアップ線Ｓｕｍｎは、予め設定したトルク以上では、シフトアップ線Ｓｕｅｎに平行に、シフトダウン線Ｓｄｍｎ線は、予め設定したトルク以上では、シフトダウン線Ｓｄｅｎ線に平行に設定される。

これにより、制御装置４０は、ハイブリッド車両１の車速Ｖとアクセル開度αに基づいて、予め設定されたシフトパターンＰｅ、Ｐｍに基づいて変速機３０のギア段を選定すると共に、エンジン１０の運転効率が高い領域になるように設定されたエンジン単独走行用シフトパターンＰｅと、電動発電機２０の運転効率が高い領域になるように設定されたモータ単独走行用シフトパターンＰｍを予め設定して記憶するように構成される。

次に、図５を用いて、エンジン単独走行用のシフトアップ線Ｓｕｅｎを使用してのギア段のシフト制御について説明する。図５は、エンジン単独走行用のシフトアップ線Ｓｕｅｎのみを示す図であり、各シフトアップ線Ｓｕｅｎに関しては、それぞれＳｕｅ１が、「１−２速線」、Ｓｕｅ２が「２−３速線」、Ｓｕｅ３が「３−４速線」を示し、各変速段のエリアＡｎに関しては、それぞれＡ１が「１速エリア」、Ａ２が「２速エリア」、Ａ３が「３速エリア」、Ａ４が「４速以降エリア」を示す。

現状の車速Ｖとアクセル開度αから、アクセルを踏み込んで、アクセル開度αを大きくしたり、加速された結果として車速Ｖが増加したりして、車速Ｖとアクセル開度αで定まる運転状態が第１ポイントＰ１から第２ポイントＰ２に移動して、シフトアップ線Ｓｕｅｎ（図５ではＳｕｅ２）を超えて、「ｎ速エリア」から「（ｎ＋１）速エリア」に（図５では、「２速エリア」Ａ２から「３速エリア」Ａ３に）移動すると、変速機３０のギア段を、「（ｎ＋１）速エリア」（図５では、「３速エリア」Ａ３）にするシフトアップ制御を行う。

次に、図６を用いて、エンジン単独走行用のシフトダウン線Ｓｄｅｎを使用してのギア段のシフト制御について説明する。図６は、エンジン単独走行用のシフトダウン線Ｓｄｅｎのみを示す図であり、各シフトダウン線Ｓｄｅｎに関しては、それぞれＳｄｅ１が、「１−２速線」、Ｓｄｅ２が「２−３速線」、Ｓｄｅ３が「３−４速線」を示し、各変速段のエリアＡｎに関しては、それぞれＡ１が「１速エリア」、Ａ２が「２速エリア」、Ａ３が「３速エリア」、Ａ４が「４速以降エリア」を示す。

現状の車速Ｖとアクセル開度αから、アクセルの踏み込み量を減少して、アクセル開度αを小さくしたり、減速された結果として車速Ｖが減少したりして、車速Ｖとアクセル開度αで定まる運転状態が第３ポイントＰ３から第４ポイントＰ４に移動して、シフトダウン線Ｓｄｅｎ（図６ではＳｄｅ２）を超えて、「（ｎ＋１）速エリア」から「ｎ速エリア」に（図６では、「３速エリア」Ａ３から「２速エリア」Ａ２に）移動すると、変速機３０のギア段を、「ｎ速エリア」（図６では、「２速エリア」Ａ２）にするシフトダウン制御を行う。

モータ単独走行用のシフトアップ線Ｓｕｍｎとシフトダウン線Ｓｄｍｎとを使用してのギア段のシフト制御も、図５の替りに図７を使用して、また、図６の替りに図８を使用して同様に行うことができる。

つまり、制御装置４０は、ハイブリッド車両１がエンジン１０の動力のみでエンジン単独走行する場合は、エンジン単独走行用シフトパターンＰｅを使用して変速機３０のギア段を選定してシフト制御し、ハイブリッド車両１が電動発電機２０の動力のみでモータ単独走行する場合は、モータ単独走行用シフトパターンＰｍを使用して変速機３０のギア段を選定してシフト制御する。

また、シフトパターンＰｅ、Ｐｍのそれぞれを、車速Ｖとアクセル開度αをベースに、ギア段を変更するための変速段毎に予め設定されたシフトアップ線Ｓｕｅｎ、Ｓｕｍｎ及びシフトダウン線Ｓｄｅｎ、Ｓｄｍｎ（ｎ＝１，２，３・・・）を備えたマップデータで構成し、走行時の車速Ｖとアクセル開度αで示される第１ポイントＰ１がシフトアップ線Ｓｕｅｎ、Ｓｕｍｎを超えて高ギア段側の第２ポイントＰ２に移動するときにシフトアップし、走行時の車速Ｖとアクセル開度αで示される第３ポイントＰ３がシフトダウン線Ｓｄｅｎ、Ｓｄｍｎを超えて低ギア段側の第４ポイントＰ４に移動するときにシフトダウンする。

さらに、制御装置４０は、ハイブリッド車両１がエンジン１０の動力と電動発電機２０の動力の両方で併用走行する場合は、エンジン単独走行用シフトパターンＰｅとモータ単独走行用シフトパターンＰｍとを補間して求めた併用走行用シフトパターンＰｉを使用して変速機３０のギア段を選定してシフト制御を行うように構成される。

この併用走行用シフトパターンＰｉは、エンジン単独走行用シフトパターンＰｅとモータ単独走行用シフトパターンＰｍとを、エンジン１０が発生するトルクＴｅと電動発電機２０が発生するトルクＴｍとの比であるトルク比率γｅｍ＝Ｔｅ／Ｔｍで線形補間して作成される。

次に、この実施の形態のハイブリッド車両１におけるハイブリッド車両の制御方法について、図２の制御フローを参照しながら説明する。この図２の制御フローは、ハイブリッド車両１の運転が開始されると、上級の制御フローから呼ばれてスタートし、一連の制御を実施したのち、ハイブリッド車両１が運転停止すると、割り込みが発生して、上級の制御フローに戻り、上級の制御フローとともに終了する制御フローとして示している。

ハイブリッド車両１の運転が開始され、上級の制御フローから呼ばれて、図２の制御フローがスタートすると、ステップＳ１１で、車速Ｖとアクセルの踏込量を検出するアクセル開度センサ（図示しない）で検出されるアクセル開度αを入力し、要求トルクＴｔと変速機３０の出力軸の回転数Ｎｏを算出する。

また、予め設定したマップデータなどにより、エンジン１０で発生するトルクＴｅと要求トルクＴｔの比であるトルク比率γｅｔ＝Ｔｅ／Ｔｔと、電動発電機２０で発生するトルクＴｍと要求トルクＴｔの比であるトルク比率γｍｔ＝Ｔｍ／Ｔｔを算出する。また、電動発電機２０で発生するトルクＴｍがゼロでない場合は、つまり、電動発電機２０でアシスト走行又は回生走行する場合は、エンジン１０で発生するトルクＴｅと電動発電機２０で発生するトルクＴｍの比であるトルク比率γｅｍ＝Ｔｅ／Ｔｍを算出する。

次のステップＳ１２で、ハイブリッド車両１の走行形態を判定する。トルク比率γｅｔが１００％で、トルク比率γｍｔが０％であれば、エンジン単独走行であるとして、ステップＳ１４に行き、トルク比率γｅｔが０％で、トルク比率γｍｔが１００％であれば、モータ単独走行であるとして、ステップＳ１８に行き、トルク比率γｅｔとトルク比率γｍｔの両方が０％でも１００％でもない場合は、併用走行であるとしてステップＳ２２に行く。

ステップＳ１４では、前回の制御時における車速Ｖとアクセル開度αと、今回の制御時における車速Ｖとアクセル開度αとから変速機３０におけるシフトアップの可能性のある加速状態であるか、シフトダウンの可能性のある減速状態であるかを判断する。

そして、加速状態であれば、図５に示すようなエンジン単独走行用シフトパターンＰｅのシフトアップ線Ｓｕｅｎでシフトアップするか否かを判断し、シフトアップする場合は、ステップＳ１５で変速機３０をシフトアップしてステップＳ１１に戻る。シフトアップしない場合は、そのままシフトアップせずに、ステップＳ１１に戻る。また、減速状態であれば、図６に示すようなエンジン単独走行用シフトパターンＰｅのシフトダウン線Ｓｄｅｎでシフトダウンするか否かを判断し、シフトダウンする場合は、ステップＳ１６で変速機３０をシフトダウンしてステップＳ１１に戻る。シフトダウンしない場合は、そのままシフトダウンせずに、ステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１８では、前回の制御時における車速Ｖとアクセル開度αと、今回の制御時における車速Ｖとアクセル開度αとから変速機３０におけるシフトアップの可能性のある加速状態であるか、シフトダウンの可能性のある減速状態であるかを判断する。

そして、加速状態であれば、図７に示すようなモータ単独走行用シフトパターンＰｍのシフトアップ線Ｓｕｍｎでシフトアップするか否かを判断し、シフトアップする場合は、ステップＳ１９で変速機３０をシフトアップして、ステップＳ１１に戻る。シフトアップしない場合は、そのままシフトアップせずに、ステップＳ１１に戻る。また、減速状態であれば、図８に示すようなモータ単独走行用シフトパターンＰｍのシフトダウン線Ｓｄｍｎでシフトダウンするか否かを判断し、シフトダウンする場合は、ステップＳ２０で変速機３０をシフトダウンして、ステップＳ１１に戻る。シフトダウンしない場合は、そのままシフトダウンせずに、ステップＳ１１に戻る。

併用走行であるとしてステップＳ２２に行った場合は、ステップＳ２２で、併用走行用シフトパターンＰｉを算出する。この併用走行用シフトパターンＰｉは、図９に示すシフトアップ線Ｓｕｉ１、Ｓｕｉ２、Ｓｕｉ３、・・・（以下、Ｓｕｉｎ：ｎ＝１，２，３・・・）と図１０に示すシフトダウン線Ｓｄｉ１、Ｓｄｉ２、Ｓｄｉ３、・・・（以下、Ｓｄｉｎ：ｎ＝１，２，３・・・）の２つを含んでいる。

この併用走行用シフトパターンＰｉは、エンジン単独走行用シフトパターンＰｅとモータ単独走行用シフトパターンＰｍとを、エンジン１０が発生するトルクＴｅと電動発電機２０が発生するトルクＴｍとの比であるトルク比率γｅｍ＝Ｔｅ／Ｔｍで線形補間して作成する。つまり、図９及び図１０に示す「ａ／ｂ」がγｅｍ＝Ｔｅ／Ｔｍになるように作成される。なお、「ａ／（ａ＋ｂ）＝γｅｔ＝Ｔｅ／Ｔｔ」、「ｂ／（ａ＋ｂ）＝γｍｔ＝Ｔｍ／Ｔｔ」の関係から算出して作成してもよい。さらには、この補間の方法は、エンジン１０と電動発電機２０の運転効率を考慮できる補間方法であればよく、この線形補間の方法に限定する必要はない。

次のステップＳ２３では、前回の制御時における車速Ｖとアクセル開度αと、今回の制御時における車速Ｖとアクセル開度αとから変速機３０におけるシフトアップの可能性のある加速状態であるか、シフトダウンの可能性のある減速状態であるかを判断する。

そして、加速状態であれば、ステップＳ２２で作成した図９に示すような併用走行用のシフトパターンＰｉのシフトアップ線Ｓｕｉｎでシフトアップするか否かを判断し、シフトアップする場合は、ステップＳ２４で変速機３０をシフトアップして、ステップＳ１１に戻る。シフトアップしない場合は、そのままシフトアップせずに、ステップＳ１１に戻る。また、減速状態であれば、ステップＳ２２で作成した図１０に示すような併用走行用のシフトパターンＰｉのシフトダウン線Ｓｄｉｎでシフトダウンするか否かを判断し、シフトダウンする場合は、ステップＳ２５で変速機３０をシフトダウンして、ステップＳ１１に戻る。シフトダウンしない場合は、そのままシフトダウンせずに、ステップＳ１１に戻る。

そして、ステップＳ１１からの制御を繰り返して、変速機３０のギア段を選定して必要に応じてシフト制御を行うことを繰り返し行い、ハイブリッド車両１が運転停止すると、割り込みの発生によりリターンに行き、上級の制御フローに戻り、この上級の制御フローと共に終了する。

この図２の制御フローに従った制御により、ハイブリッド車両１がエンジン１０の動力のみでエンジン単独走行する場合は、エンジン単独走行用シフトパターンＰｅを使用して変速機３０のギア段を選定してシフト制御し、ハイブリッド車両１が電動発電機２０の動力のみでモータ単独走行する場合は、モータ単独走行用シフトパターンＰｍを使用して変速機３０のギア段を選定してシフト制御し、ハイブリッド車両１がエンジン１０の動力と電動発電機２０の動力の両方で併用走行する場合は、エンジン単独走行用シフトパターンＰｅとモータ単独走行用シフトパターンＰｍとを補間して求めた併用走行用シフトパターンＰｉを使用して変速機３０のギア段を選定してシフト制御することができる。

上記の構成のハイブリッド車両１、及びハイブリッド車両の制御方法によれば、ハイブリッド車両１において、エンジン１０の動力のみで走行するエンジン単独走行ではエンジン１０の運転状態が高効率になるように変速機３０をシフト制御でき、また、電動発電機２０の動力のみで走行するモータ単独走行では電動発電機２０の運転状態が高効率になるように変速機３０をシフト制御でき、更に、エンジン１０の動力と電動発電機２０の動力の両方で走行する併用走行では、エンジン１０の運転効率のみならず、電動発電機２０の運転効率も考慮して変速機３０のシフト制御を行うことができるので、エネルギー使用（エネルギーマネージメント）の最適化を図ることができる。従って、ハイブリッド車両１の全体としての運転効率を高めることができ、燃費をより向上できる。

１ 車両（ハイブリッド車両）
２ ハイブリッドシステム
１０ エンジン（内燃機関）
１４ エンジン単独走行用クラッチ
２０ 電動発電機（走行用電動機兼発電機）
２１ インバータ
２２ バッテリ
２３ モータ単独走行用クラッチ
３０ 変速機
３４ 車輪
４０ 制御装置
Ｐｅ エンジン単独走行用シフトパターン
Ｐｉ 併用走行用シフトパターン
Ｐｍ モータ単独走行用シフトパターン
Ｓｄｅ１、Ｓｄｅ２、Ｓｄｅ３、Ｓｄｅｎ エンジン単独走行用シフトダウン線
Ｓｄｉ１、Ｓｄｉ２、Ｓｄｉ３、Ｓｄｉｎ 併用走行用シフトダウン線
Ｓｄｍ１、Ｓｄｍ２、Ｓｄｍ３、Ｓｄｍｎ モータ単独走行用シフトダウン線
Ｓｕｅ１、Ｓｕｅ２、Ｓｕｅ３、Ｓｕｅｎ エンジン単独走行用シフトアップ線
Ｓｕｉ１、Ｓｕｉ２、Ｓｕｉ３、Ｓｕｉｎ 併用走行用シフトアップ線
Ｓｕｍ１、Ｓｕｍ２、Ｓｕｍ３、Ｓｕｍｎ モータ単独走行用シフトアップ線
Ｔｔ 要求トルク
Ｔｅ エンジンの発生トルク
Ｔｍ 電動発電機の発生トルク
Ｖ 車速
α アクセル開度
γｅｔ、γｍｔ、γｅｍ トルク比率

Claims (4)

1. 内燃機関と電動発電機と変速機を備えたハイブリッドシステムを搭載して、前記内燃機関の動力と前記電動発電機の動力を前記変速機を介して車輪に伝達するハイブリッド車両において、
   前記ハイブリッドシステムを制御する制御装置が、
   前記ハイブリッド車両の車速とアクセル開度に基づいて、予め設定されたシフトパターンに基づいて前記変速機のギア段を選定すると共に、
   前記内燃機関の運転効率が高い領域になるように設定されたエンジン単独走行用シフトパターンと、前記電動発電機の運転効率が高い領域になるように設定されたモータ単独走行用シフトパターンを予め設定して記憶し、
   前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力のみでエンジン単独走行する場合は、前記エンジン単独走行用シフトパターンを使用して前記変速機のギア段を選定し、
   前記ハイブリッド車両が前記電動発電機の動力のみでモータ単独走行する場合は、前記モータ単独走行用シフトパターンを使用して前記変速機のギア段を選定し、
   前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力と前記電動発電機の動力の両方で併用走行する場合は、前記エンジン単独走行用シフトパターンと前記モータ単独走行用シフトパターンとを補間して求めた併用走行用シフトパターンを使用して前記変速機のギア段を選定する制御を行うように構成されたことを特徴とするハイブリッド車両。
2. 前記制御装置が、
   前記併用走行用シフトパターンを、前記エンジン単独走行用シフトパターンと前記モータ単独走行用シフトパターンとの間で、前記内燃機関が発生するトルクと前記電動発電機が発生するトルクとのトルク比率で線形補間して作成する制御を行うように構成されたことを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両。
3. 前記制御装置が、
   前記シフトパターンのそれぞれが、車速とアクセル開度をベースに、ギア段を変更するための変速段毎に予め設定されたシフトアップ線及びシフトダウン線を備えたマップデータで構成され、
   走行時の車速とアクセル開度で示される運転状態がシフトアップ線を超えて高ギア段側に移動するときにシフトアップし、
   走行時の車速とアクセル開度で示される運転状態がシフトダウン線を超えて低ギア段側に移動するときにシフトダウンする制御を行うように構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド車両。
4. 内燃機関と電動発電機と変速機を備えたハイブリッドシステムを搭載して、前記内燃機関の動力と前記電動発電機の動力を前記変速機を介して車輪に伝達するハイブリッド車両の制御方法において、
   前記ハイブリッド車両の車速とアクセル開度に基づいて、予め設定されたシフトパターンに基づいて前記変速機のギア段を選定すると共に、
   前記内燃機関の運転効率が高い領域になるように設定されたエンジン単独走行用シフトパターンと、前記電動発電機の運転効率が高い領域になるように設定されたモータ単独走行用シフトパターンを予め設定して記憶し、
   前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力のみでエンジン単独走行する場合は、前記エンジン単独走行用シフトパターンを使用して前記変速機のギア段を選定し、
   前記ハイブリッド車両が前記電動発電機の動力のみでモータ単独走行する場合は、前記モータ単独走行用シフトパターンを使用して前記変速機のギア段を選定し、
   前記ハイブリッド車両が前記内燃機関の動力と前記電動発電機の動力の両方で併用走行する場合は、前記エンジン単独走行用シフトパターンと前記モータ単独走行用シフトパターンとを補間して求めた併用走行用シフトパターンを使用して前記変速機のギア段を選定することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。

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