JP2016164049A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】惰性走行時のエネルギ回生量を増大させることができ、燃費をより向上させることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】ハイブリッド車両の制御装置１は、エンジン１０のクランク軸１５との間で動力伝達が可能なＢＳＧ１１と、該クランク軸１５から駆動輪に伝達される駆動力を断続する前進クラッチ２９と、惰性走行制御条件が満足されたときに、前進クラッチ２９を解放するとともにエンジン１０の燃料噴射を停止する惰性走行制御部４４と、車両の外部環境を検知する運転支援装置８０、ナビゲーションシステム９０と、外部環境に基づいて、車両が制動されるか否か、車両の制動が必要になるか否かを予測する制動予測部４３とを備える。惰性走行制御部４４は、車両が制動されると予測された場合、又は車両の制動が必要になると予測された場合には、惰性走行制御条件が満足されたとしても前進クラッチ２９の解放を禁止する。【選択図】 図１

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、惰性走行制御機能を有するハイブリッド車両の制御装置に関する。

近年、エンジンと電動モータとを併用することで車両の燃料消費率（燃費）を効果的に向上させることができるハイブリッド車（ＨＥＶ）が広く実用化されている。ハイブリッド車にはさまざまな方式が提案されているが、ハイブリッド車を駆動方式で分類した場合、主として、蓄電池を充電するためのエンジンと発電機とを備え、充電を行いながら電動モータで走行するシリーズ・ハイブリッド車、エンジンと電動モータとが並列に配置され、双方から駆動力を供給可能とされたパラレル・ハイブリッド車、及び、シリーズ方式とパラレル方式の両方の長所を併せ持つシリーズ・パラレル・ハイブリッド車の三つの方式に分けられる。

また、ハイブリッド車を機能的に分けた場合には、アイドリングストップ機能、加速アシスト機能、及びエネルギ回生機能に加えて、ＥＶ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）走行機能を有するストロング・ハイブリッド車と、エンジンを主要動力源とし、比較的小型の電動モータと蓄電池とを備え、比較的簡易な構成で、アイドリングストップ機能、加速アシスト機能、及びエネルギ回生機能を発揮するマイルド・ハイブリッド車（ｍＨＥＶ）とに分けられる。

上述したいずれの方式を採用するハイブリッド車も、車両制動時（減速時）には、電動モータを発電機として動作させることにより、従来はブレーキで熱として捨てていた運動エネルギを電力に変換して蓄電池を充電する（回生ブレーキ／エネルギ回生）。そして、例えば発進時や加速時等に、蓄電池の電力で電動モータを駆動して、エンジンをアシストする（又は電動モータのみで走行する）ことにより、燃費を向上させている。

一方、より燃費を向上させるために、走行中にアクセルペダルが戻され、車両が惰性走行（コースティング）しているときに、例えばエンジンと駆動輪との間に設けられたクラッチを解放することにより、エンジンを駆動系統から切り離すとともに、エンジンへの燃料の供給を停止（燃料カット）する惰性走行制御（コースティング制御）を行うハイブリッド車が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、特許文献１には、下り勾配を走行中のハイブリッド自動車において、下り勾配の最下地点より手前にある惰性走行開始地点から惰性走行を開始し、他車両との車間距離が所定車間距離未満となった場合に惰性走行を中止する技術が開示されている。この技術によれば、最下地点の手前側から惰性走行を開始することにより、燃費性能を向上させることができる。また、惰性走行中に他車両との車間距離が詰まった場合に惰性走行を中止することにより、車両の安全性を確保することができる。

特開２０１２−１３１２９２号公報

ところで、上述したマイルド・ハイブリッド車（ｍＨＥＶ）では、通常、電動モータが、エンジンのクランク軸との間で動力伝達可能に構成されている。そのため、マイルド・ハイブリッド車に、上述した惰性走行制御（コースティング制御）を適用しようとした場合、惰性走行制御時に、クラッチが解放されてエンジンが駆動輪から切り離されるため、電動モータで発電すること、すなわち、エネルギ回生ができなくなる。そのため、燃費の向上が抑制されるという問題がある。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、惰性走行時のエネルギ回生量を増大させることができ、燃費をより向上させることが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、該エンジンのクランク軸との間で動力伝達が可能な電動モータとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、エンジンのクランク軸と車両の駆動輪との間に設けられ、エンジンのクランク軸から車両の駆動輪に伝達される駆動力を断続するクラッチと、所定の惰性走行制御条件が満足されたときに、クラッチを解放するとともに、エンジンに対する燃料供給を停止する惰性走行制御を実行する惰性走行制御手段と、車両の外部環境を検知する外部環境検知手段と、外部環境検知手段により検知された外部環境に基づいて、車両が制動されるか否か、及び／又は、車両の制動が必要になるか否かを予測する制動予測手段とを備え、惰性走行制御手段が、制動予測手段により、車両が制動されると予測された場合、又は、車両の制動が必要になると予測された場合には、惰性走行制御条件が満足されたとしても、クラッチの解放を禁止することを特徴とする。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置によれば、まもなく（例えば数秒後に）車両が制動される（ブレーキが操作される、すなわち回生ブレーキが必要になる）と予測された場合、及び／又は、まもなく車両の制動が必要になる（エンジンブレーキや回生ブレーキが必要になる）と予測された場合には、惰性走行制御条件が満足されたとしても、クラッチの解放が禁止される。そのため、例えば、惰性走行制御（コースティング制御）が開始された直後に、回生ブレーキ制御に移行するといった機会を減少させることができる。ここで、惰性走行制御から回生ブレーキ制御に移行するには、クラッチの再締結やエンジン回転数とモータ回転数との同期を取るための時間などが必要なため、このような移行機会を減少させることにより、回生時間を増やすことができる。その結果、惰性走行時のエネルギ回生量を増大させることができ、燃費をより向上させることが可能となる。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、外部環境検知手段が、車両前方に、カーブ、踏み切り、横断歩道、又は、一時停止の道路標識が在るか否かを検知し、制動予測手段が、外部環境検知手段により、車両前方に、カーブ、踏み切り、横断歩道、又は一時停止の道路標識が在ると検知された場合に、車両が制動されると予測することが好ましい。

この場合、車両前方に、カーブ、踏み切り、横断歩道、又は一時停止の道路標識が在ると検知された場合に、まもなく車両が制動されると予測される。そのため、より的確に車両が制動されることを予測することができる。よって、例えば、惰性走行制御が開始された直後に、ブレーキが操作されることにより、回生ブレーキ制御に移行するといった機会を減少させることができ、回生時間を増やすことが可能となる。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、外部環境検知手段が、車両前方に移動障害物が在るか否か、又は先行車両が減速したか否かを検知し、制動予測手段が、外部環境検知手段により、車両前方に移動障害物が在ると検知された場合、又は先行車両の減速が検知された場合に、車両が制動されると予測することが好ましい。

この場合、車両前方に移動障害物が在ると検知された場合、又は先行車両の減速が検知された場合に、まもなく車両が制動されると予測される。そのため、より的確に車両が制動されることを予測することができる。よって、例えば、惰性走行制御が開始された直後に、ブレーキが操作されることにより、回生ブレーキ制御に移行するといった機会を減少させることができ、回生時間を増やすことが可能となる。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置では、外部環境検知手段が、走行路の路面勾配を検知し、制動予測手段が、外部環境検知手段により検知された路面勾配が、負の勾配でありかつ所定値以下である場合に、車両の制動が必要になると予測することが好ましい。

この場合、走行路の路面勾配が、負の路面勾配でありかつ所定値以下である場合（すなわち、急な下り坂の場合）に、まもなく車両の制動が必要になると予測される。そのため、より的確に、まもなくエンジンブレーキや回生ブレーキが必要になることを予測することができる。よって、例えば、惰性走行制御が開始された直後に、エンジンブレーキや回生ブレーキなどが必要になり、回生ブレーキ制御に移行するといった機会を減少させることができ、回生時間を増やすことが可能となる。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、外部環境検知手段が、走行路の路面摩擦係数を検知し、制動予測手段が、外部環境検知手段により検知された路面摩擦係数が所定値以下の場合に、車両の制動が必要になると予測することが好ましい。

この場合、路面摩擦係数が所定値以下の場合に、まもなく車両の制動が必要になると予測される。そのため、より的確に、まもなくエンジンブレーキや回生ブレーキが必要になることを予測することができる。よって、例えば、惰性走行制御が開始された直後に、エンジンブレーキや回生ブレーキが必要になり、回生ブレーキ制御に移行するといった機会を減少させることができ、回生時間を増やすことが可能となる。

本発明によれば、惰性走行時（コースティング時）のエネルギ回生量を増大させることができ、燃費をより向上させることが可能となる。

実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置、及び該制御装置が適用されたハイブリッド車両の要部の構成を示すブロック図である。 実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置による惰性走行制御（コースティング制御）の処理手順を示すフローチャートである。 カーブに近づいた場合における、実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作を示すタイミングチャートである。 カーブに近づいた場合における、実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の動作を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

まず、図１を用いて、実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置１、及び該制御装置１が適用されたマイルド・ハイブリッド車両の要部の構成について説明する。図１は、ハイブリッド車両の制御装置１、及び、該制御装置１が適用されたマイルド・ハイブリッド車両の要部の構成を示すブロック図である。

エンジン１０は、どのような形式のものでもよいが、例えば水平対向型の筒内噴射式４気筒ガソリンエンジンである。エンジン１０では、エアクリーナ（図示省略）から吸入された空気が、吸気管に設けられた電子制御式スロットルバルブ（以下、単に「スロットルバルブ」という）１３により絞られ、インテークマニホールドを通り、エンジン１０に形成された各気筒に吸入される。ここで、エアクリーナから吸入された空気の量はエアフローメータ６１により検出される。さらに、スロットルバルブ１３には、該スロットルバルブ１３の開度を検出するスロットル開度センサ１４が配設されている。各気筒には、燃料を噴射するインジェクタが取り付けられている。また、各気筒には混合気に点火する点火プラグ、及び該点火プラグに高電圧を印加するイグナイタ内蔵型コイルが取り付けられている。エンジン１０の各気筒では、吸入された空気とインジェクタによって噴射された燃料との混合気が点火プラグにより点火されて燃焼する。燃焼後の排気ガスは排気管を通して排出される。

上述したエアフローメータ６１、スロットル開度センサ１４に加え、エンジン１０のカムシャフト近傍には、エンジン１０の気筒判別を行うためのカム角センサが取り付けられている。また、エンジン１０のクランクシャフト近傍には、クランクシャフトの位置を検出するクランク角センサが取り付けられている。これらのセンサは、後述するエンジン・コントロールユニット（以下「ＥＣＵ」という）６０に接続されている。また、ＥＣＵ６０には、アクセルペダルの踏み込み量すなわちアクセルペダルの開度を検出するアクセルペダルセンサ６２、及びエンジン１０の冷却水の温度を検出する水温センサ等の各種センサも接続されている。

エンジン１０のクランク軸１５の一方（車両前方側）の端部には、ＢＳＧ（Ｂｅｌｔ Ｓｔａｒｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１１が取り付けられている。ＢＳＧ１１の出力軸とクランク軸１５との間には駆動力を伝達するベルト１２が掛け渡されている。これにより、ＢＳＧ１１は、エンジン１０のクランク軸１５との間で動力伝達可能とされる。ＢＳＧ１１は、車両の制動時（減速時）には、発電機として動作し、運動エネルギを電力に変換して蓄電池（例えば４２Ｖバッテリ）を充電する（回生ブレーキ機能／エネルギ回生機能）。また、ＢＳＧ１１は、例えばアイドリングストップからの再始動時には、スタータモータとして動作し、エンジン１０をクランキングして再始動する（スタータモータ機能）。さらに、ＢＳＧ１１は、例えば発進時や加速時等に、電動モータとして動作し、エンジン１０をアシストして、エンジン１０の負荷を軽減する（モータアシスト機能）。すなわち、ＢＳＧ１１は、特許請求の範囲に記載の電動モータとして機能する。

エンジン１０のクランク軸１５の他方（車両後方側）の端部には、クラッチ機能とトルク増幅機能を持つトルクコンバータ２１、及び、前後進切替機構２７を介して、エンジン１０からの駆動力を変換して出力する無段変速機２０が接続されている。

トルクコンバータ２１は、主として、ポンプインペラ２２、タービンライナ２３、及びステータ２４から構成されている。クランク軸１５に接続されたポンプインペラ２２がオイルの流れを生み出し、ポンプインペラ２２に対向して配置されたタービンライナ２３がオイルを介してエンジン１０の動力を受けて出力軸を駆動する。両者の間に位置するステータ２４は、タービンライナ２３からの排出流（戻り）を整流し、ポンプインペラ２２に還元することでトルク増幅作用を発生させる。

また、トルクコンバータ２１は、入力と出力とを直結状態にするロックアップクラッチ２５を有している。トルクコンバータ２１は、ロックアップクラッチ２５が締結されていないとき（非ロックアップ状態のとき）はエンジン１０の駆動力をトルク増幅して無段変速機２０に伝達し、ロックアップクラッチ２５が締結されているとき（ロックアップ時）はエンジン１０の駆動力を無段変速機２０に直接伝達する。

前後進切替機構２７は、駆動輪の正転と逆転（車両の前進と後進）とを切り替えるものである。前後進切替機構２７は、主として、ダブルピニオン式の遊星歯車列２８、前進クラッチ２９及び後進ブレーキ３０を備えている。前後進切替機構２７では、前進クラッチ２９、及び後進ブレーキ３０それぞれの状態を制御することにより、エンジン駆動力の伝達経路を切り替えることが可能に構成されている。

より具体的には、Ｄレンジ（前進走行レンジ）が選択された場合には、前進クラッチ２９を締結して後進ブレーキ３０を解放することにより、タービン軸２６の回転がそのまま後述するプライマリ軸３２に伝達され、車両を前進走行させることが可能となる。また、Ｒレンジ（後進走行レンジ）が選択された場合には、前進クラッチ２９を解放して後進ブレーキ３０を締結することにより、遊星歯車列２８を作動させてプライマリ軸３２の回転方向を逆転させることができ、車両を後進走行させることが可能となる。なお、Ｎレンジ又はＰレンジが選択された場合には、前進クラッチ２９及び後進ブレーキ３０を解放することにより、タービン軸２６とプライマリ軸３２とは切り離され（エンジン駆動力の伝達が遮断され）、前後進切替機構２７はプライマリ軸３２に動力を伝達しないニュートラル状態となる。

この前進クラッチ２９及び後進ブレーキ３０を利用して、惰性走行制御（コースティング制御）が行われる（詳細は後述する）。すなわち、惰性走行制御時には、前進クラッチ２９及び後進ブレーキ３０が解放され、エンジン１０（クランク軸１５）が駆動輪から切り離される。すなわち、前進クラッチ２９及び後進ブレーキ３０は、特許請求の範囲に記載のクラッチとして機能する。なお、前進クラッチ２９及び後進ブレーキ３０の動作は、後述するトランスミッション・コントロールユニット（以下「ＴＣＵ」という）４０、及びバルブボディ（コントロールバルブ）５０によって制御される。

無段変速機２０は、前後進切替機構２７を介してトルクコンバータ２１のタービン軸（出力軸）２６と接続されるプライマリ軸３２と、該プライマリ軸３２と平行に配設されたセカンダリ軸３７とを有している。

プライマリ軸３２には、プライマリプーリ３４が設けられている。プライマリプーリ３４は、プライマリ軸３２に接合された固定プーリ３４ａと、該固定プーリ３４ａに対向して、プライマリ軸３２の軸方向に摺動自在に装着された可動プーリ３４ｂとを有し、それぞれのプーリ３４ａ，３４ｂのコーン面間隔、すなわちプーリ溝幅を変更できるように構成されている。一方、セカンダリ軸３７には、セカンダリプーリ３５が設けられている。セカンダリプーリ３５は、セカンダリ軸３７に接合された固定プーリ３５ａと、該固定プーリ３５ａに対向して、セカンダリ軸３７の軸方向に摺動自在に装着された可動プーリ３５ｂとを有し、プーリ溝幅を変更できるように構成されている。

プライマリプーリ３４とセカンダリプーリ３５との間には駆動力を伝達するチェーン３６が掛け渡されている。プライマリプーリ３４及びセカンダリプーリ３５の溝幅を変化させて、各プーリ３４，３５に対するチェーン３６の巻き付け径の比率（プーリ比）を変化させることにより、変速比が無段階に変更される。ここで、チェーン３６のプライマリプーリ３４に対する巻き付け径をＲｐとし、セカンダリプーリ３５に対する巻き付け径をＲｓとすると、変速比ｉは、ｉ＝Ｒｓ／Ｒｐで表される。よって、変速比ｉは、プライマリプーリ回転数Ｎｐをセカンダリプーリ回転数Ｎｓで除算する（ｉ＝Ｎｐ／Ｎｓ）ことにより求められる。

ここで、プライマリプーリ３４（可動プーリ３４ｂ）には油圧室３４ｃが形成されている。一方、セカンダリプーリ３５（可動プーリ３５ｂ）には油圧室３５ｃが形成されている。プライマリプーリ３４、セカンダリプーリ３５それぞれの溝幅は、プライマリプーリ３４の油圧室３４ｃに導入されるプライマリ油圧と、セカンダリプーリ３５の油圧室３５ｃに導入されるセカンダリ油圧とを調節することにより設定・変更される。

無段変速機２０を変速させるための油圧、すなわち、上述したプライマリ油圧及びセカンダリ油圧は、バルブボディ（コントロールバルブ）５０によってコントロールされる。バルブボディ５０は、スプールバルブと該スプールバルブを動かすソレノイドバルブ（電磁弁）を用いてバルブボディ５０内に形成された油路を開閉することで、オイルポンプ（図示省略）から吐出された油圧を調整して、プライマリプーリ３４の油圧室３４ｃ及びセカンダリプーリ３５の油圧室３５ｃに供給する。また、バルブボディ５０は、前後進切替機構２７等にも油圧を供給する。

無段変速機２０の変速制御は、ＴＣＵ４０によって実行される。すなわち、ＴＣＵ４０は、上述したバルブボディ５０を構成するソレノイドバルブ（電磁弁）の駆動を制御することにより、プライマリプーリ３４の油圧室３４ｃ及びセカンダリプーリ３５の油圧室３５ｃに供給する油圧を調節して、無段変速機２０の変速比を変更する。また、ＴＣＵ４０は、上述したバルブボディ５０を構成する前進クラッチソレノイド５０ａの駆動を制御することにより、前進クラッチ２９に供給／排出するＡＴＦ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｆｌｕｉｄ）量を調節して、前進クラッチ２９の締結／解放を行う。同様に、ＴＣＵ４０は、バルブボディ５０を構成する後進クラッチソレノイド５０ｂの駆動を制御することにより、後進クラッチ３０に供給／排出するＡＴＦ量を調節して、後進クラッチ３０の締結／解放を行う。

ＴＣＵ４０には、プライマリプーリ３４の回転数を検出するプライマリプーリ回転センサ５７や、セカンダリプーリ３５の回転数（車速に対応）を検出するセカンダリプーリ回転センサ５８などが接続されている。また、ＴＣＵ４０は、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）１００を介して、エンジン１０を総合的に制御するＥＣＵ６０、ビークルダイナミック・コントロールユニット（以下「ＶＤＣＵ」という）７０、運転支援装置８０、及びナビゲーションシステム９０等と相互に通信可能に接続されている。

ＥＣＵ６０では、上述したカム角センサの出力から気筒が判別され、クランク角センサの出力によって検出されたクランクシャフトの回転位置の変化からエンジン回転数が求められる。また、ＥＣＵ６０では、上述した各種センサから入力される検出信号に基づいて、吸入空気量、アクセルペダル開度、混合気の空燃比、及び水温等の各種情報が取得される。そして、ＥＣＵ６０は、取得したこれらの各種情報に基づいて、燃料噴射量や点火時期、並びにスロットルバルブ１３等の各種デバイスを制御することによりエンジン１０を総合的に制御する。ＥＣＵ６０は、惰性走行制御時（コースティング制御時）にエンジン１０に対する燃料噴射を停止する（燃料カットを行う）。同様に、ＥＣＵ６０は、回生ブレーキ制御時にもエンジン１０に対する燃料噴射を停止する。

また、ＥＣＵ６０では、エアフローメータ６１により検出された吸入空気量に基づいて、エンジン１０のエンジン軸トルク（出力トルク）が算出される。そして、ＥＣＵ６０は、ＣＡＮ１００を介して、エンジン回転数、エンジン軸トルク、及びアクセルペダル開度等の情報をＴＣＵ４０に送信する。

ＶＤＣＵ７０には、ブレーキペダルが踏まれているか否かを検出するブレーキスイッチ７１や、ブレーキアクチュエータ７４のマスタシリンダ圧力（ブレーキ油圧）を検出するブレーキ液圧センサ７２が接続されている。また、ＶＤＣＵ７０には、車両の各車輪の回転速度（車速）を検出する車輪速センサ７３等も接続されている。

ＶＤＣＵ７０は、ブレーキペダルの操作量（踏み込み量）に応じてブレーキアクチュエータ７４を駆動して車両を制動するとともに、車両挙動を各種センサ（例えば車輪速センサ７３、操舵角センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ等）により検知し、自動加圧によるブレーキ制御とエンジン１０のトルク制御により、横滑りを抑制し、旋回時の車両安定性を確保する。また、ＶＤＣＵ７０は、急制動や滑りやすい路面で制動した場合に生じる車輪ロックを防止し、各車輪のスリップ率を適正に保つことで、制動時の方向安定性と操舵性を確保するとともに、最適な制動力を得るアンチロックブレーキ機能（ＡＢＳ機能）、及び、滑りやすい路面や過大な駆動力によって生ずる駆動輪の空転を抑えて、発進時や加速時の車両安定性と加速性を確保するトラクションコントロール機能（ＴＣＳ機能）を兼ね備えている。

ＶＤＣＵ７０は、検出したブレーキスイッチ７１やブレーキ液圧等の制動情報（ブレーキ操作情報）や車輪速（車速）等を、ＣＡＮ１００を介してＴＣＵ４０及びＥＣＵ５０に送信する。

運転支援装置８０は、車両の外部環境（例えば車両前方の走行環境）を検知して前方障害物に対する警報や自動制動（自動ブレーキ）を行う機能（自動制動機能／プリクラッシュブレーキ機能）を有している。また、運転支援装置８０は、検知した先行車両に対して追従制御や警報制御を行うことにより運転者の運転操作を支援する機能なども有している。

運転支援装置８０は、車両前方の画像を取得する例えば一対のカメラからなるステレオカメラ８１で撮像した画像データを処理して、例えば、走行路の状況や、先行車両、障害物等の車両外部の走行環境（外部環境）を検知する。すなわち、運転支援装置８０は、特許請求の範囲に記載の外部環境検知手段として機能する。

特に、運転支援装置８０は、画像データを画像処理し、車両が走行する道路上に描かれた道路区画線（白線）などを基に車線（走行レーン）を検出する。そして、運転支援装置８０は、検出した車線に基づいて、例えば、カーブの有無、カーブまでの距離、カーブの半径（曲率）、及び道路の幅員等を検知する。また、運転支援装置８０は、撮像した画像内からエッジ抽出やパターン認識処理などによって先行車を抽出し、左右の取得画像中における先行車位置の違いを基にして三角測量方式により先行車との車間距離を求めるとともに、前のフレーム時に求めた距離に対する変化量から相対速度（先行車両が減速したか否か）を求める。

同様に、運転支援装置８０は、車両前方に、例えば、踏み切り、横断歩道、一時停止の道路標識等が在るか否か、また在る場合にはそれらとの距離を検知する。また、運転支援装置８０は、車両前方に、例えば、移動障害物（例えば歩行者や自転車など）が在るか否か、また在る場合にはそれらとの距離等を検知する。

さらに、運転支援装置８０は、走行路の路面勾配を検知する。また、運転支援装置８０は、例えば路面の反射率情報などに基づいて、例えば、路面が濡れているか、積雪しているか、又は凍結しているかなどを認識する（すなわち、走行路の路面摩擦係数を検知する）。そして、運転支援装置８０は、検知したこれらの外部環境情報をＣＡＮ１００を介してＴＣＵ４０に送信する。

カーナビゲーションシステム９０は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）によって受信されたＧＰＳ衛星信号に基づき自車位置を検出する。また、車速情報に基づいて走行距離を算出すると共に、ジャイロセンサからの信号に応じて車両進行方向を検出する。また、カーナビゲーションシステム９０は、内蔵しているハードディスクやＤＶＤディスクなどの地図情報記憶装置から、自車両が走行している道路（走行路）の道路情報（すなわち、例えば、カーブの有無、カーブまでの距離、カーブ半径、道路の幅員、踏み切り、横断歩道、一時停止標識、及び路面勾配などの外部環境情報）を取得する。すなわち、カーナビゲーションシステム９０も特許請求の範囲に記載の外部環境検知手段として機能する。カーナビゲーションシステム９０は、ＣＡＮ１００を介して、取得した自車位置情報や道路情報（例えば、カーブの有無、カーブまでの距離、カーブ半径、道路の幅員、踏み切り、横断歩道、一時停止標識、及び路面勾配などの外部環境情報）等をＴＣＵ４０に送信する。

ＴＣＵ４０は、演算を行うマイクロプロセッサ、該マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを記憶するＲＡＭ、バッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ、及び入出力Ｉ／Ｆ等を有して構成されている。ＴＣＵ４０は、ＣＡＮ１００を介して、ＥＣＵ６０、ＶＤＣＵ７０、運転支援装置８０、ナビゲーションシステム９０から、上述したさまざまな外部環境情報、ブレーキ操作情報、車速情報、及びアクセル操作情報等を受信する

ＴＣＵ４０は、変速マップに従い、車両の運転状態（例えばアクセルペダル開度及び車速等）に応じて自動で変速比を無段階に変速する。なお、自動変速モードに対応する変速マップはＴＣＵ４０内のＲＯＭに格納されている。

また、ＴＣＵ４０は、惰性走行時（コースティング時）のエネルギ回生量を増大させることによって、燃費をより向上させる機能を有している。そのため、ＴＣＵ４０は、路面勾配検知部４１、路面摩擦係検知部４２、制動予測部４３、及び惰性走行制御部４４を機能的に有している。ＴＣＵ４０では、ＲＯＭに記憶されているプログラムがマイクロプロセッサによって実行されることにより、路面勾配検知部４１、路面摩擦係検知部４２、制動予測部４３、及び惰性走行制御部４４の各機能が実現される。

路面勾配検知部４１は、走行路の路面勾配を検知する。すなわち、路面勾配検知部４１も、特許請求の範囲に記載の外部環境検知手段として機能する。より具体的には、路面勾配検知部４１は、例えば、次式（１）（２）で示されるように、車両の加速度に０点学習値が加算された補正後加速度センサ値と、車速の微分値との差に基づいて、路面勾配を検出する。
路面勾配値＝補正後加速度センサ値−車速の微分値 ・・・（１）
ただし、補正後加速度センサ値は次式（２）により算出される。
補正後加速度センサ値＝加速度センサ値＋０点学習値 ・・・（２）
ここで、上記車速は、無段変速機２０の出力軸の回転数（又は、すべての車輪速の平均値）に基づき、取得することができる。

なお、路面勾配検知部４１は、エンジン１０の出力トルクから求められる駆動力と、車速の微分値から求められる車両の加速度と、予め設定されている車両重量とに基づいて、路面勾配を推定するとともに、推定された路面勾配が略ゼロの（所定勾配以下の）平坦路を略一定速度で走行しているときに、前後加速度センサのゼロ点を学習する。そして、上式（２）で示されたように、前後加速度センサの出力値を学習したゼロ点で補正（加算）する。なお、路面勾配検知部４１により検知された路面勾配は、制動予測部４３に出力される。

路面摩擦係数検知部４２は、走行路の路面摩擦係数μを取得する。すなわち、路面摩擦係数検知部４２も、特許請求の範囲に記載の外部環境検知手段に相当する。より具体的には、路面摩擦係数検知部４２は、例えば、路面摩擦係数μを、ＡＢＳ作動時の減速度に基づいて判定（取得）することができる。すなわち、路面摩擦係数検知部４２は、ＡＢＳ作動時の前後Ｇに応じて、低い減速度でＡＢＳが作動した場合には低μ路であると判定し、高い減速度でＡＢＳが作動したときには高μ路であると判定することができる。ただし、この場合、例えばマンホール等で一瞬ＡＢＳが作動するような状況における誤判定を防止するため、車輪速比からディレイを設定し、そのディレイ中は路面摩擦係数μを判定しないことが好ましい。

また、路面摩擦係数検知部４２では、車輪速から推定した横Ｇ（横Ｇ推定値）はタイヤスリップすると低下することを利用し、横Ｇセンサ値と横Ｇ推定値との差分を見て、横Ｇ推定値が低下したときの横Ｇ絶対値から、路面摩擦係数μを推定することもできる。さらに、路面摩擦係数検知部４２では、パワーステアリングのラック反力に基づいて、路面摩擦係数μを推定することもできる。なお、路面摩擦係数検知部４２により取得された路面摩擦係数μは、制動予測部４３に出力される。

制動予測部４３は、運転支援装置８０、ナビゲーションシステム９０、路面勾配検知部４１、及び／又は、路面摩擦係検知部４２により検知された上記外部環境情報に基づいて、まもなく（例えば数秒後に）車両が制動される（ブレーキペダルが踏み込まれる、すなわち回生ブレーキが必要になる）か否か、及び／又は、まもなく車両の制動が必要になる（エンジンブレーキや回生ブレーキが必要になる）か否かを予測する。すなわち、制動予測部４３は、特許請求の範囲に記載の制動予測手段として機能する。

より具体的には、制動予測部４３は、運転支援装置８０、及び／又は、ナビゲーションシステム９０により、車両前方に、カーブ、踏み切り、横断歩道、又は、一時停止の道路標識が在ると検知された場合に、まもなく車両が制動される（ブレーキペダルが踏み込まれる、すなわち回生ブレーキが必要になる）と予測する。

また、制動予測部４３は、運転支援装置８０により、車両前方に、例えば歩行者や自転車などの移動障害物が在ると検知された場合、又は、先行車両の減速が検知された場合に、まもなく車両が制動されると予測する。なお、その際に、制動予測部４３は、走行路の幅員を考慮して、幅員が狭いほど制動される可能性が高いと予測してもよい。また、同様に、例えば歩行者や自転車などの移動障害物の数や速度を考慮し、数が多いほど、また速度が速いほど制動される可能性が高いと予測してもよい。

さらに、制動予測部４３は、運転支援装置８０、ナビゲーションシステム９０、及び／又は、路面勾配検知部４１により検知された路面勾配が、負の勾配であり、かつ所定値以下である場合（すなわち、急な下り坂の場合）に、まもなく車両の制動（エンジンブレーキや回生ブレーキ）が必要になると予測する。

同様に、制動予測部４３は、運転支援装置８０、ナビゲーションシステム９０、及び／又は、路面摩擦係検知部４２により検知された路面摩擦係数が所定値以下の場合（すなわち低μ路の場合）に、まもなく車両の制動が必要になると予測する。なお、制動予測部４３による予測結果は、惰性走行制御部４４に出力される。

惰性走行制御部４４は、所定の惰性走行制御条件（例えば、車速が所定速度以上であり、アクセルペダルが踏まれておらず、かつブレーキペダルが踏まれていないこと等）が満足されたときに、前進クラッチ２９（及び後進クラッチ３０）を解放するとともに、エンジン１０に対する燃料供給を停止する（燃料カット要求情報をＥＣＵ６０に送出する）惰性走行制御（コースティング制御）を実行する。すなわち、惰性走行制御部４４は、特許請求の範囲に記載の惰性走行制御手段として機能する。

ただし、惰性走行制御部４４は、制動予測部４３により、まもなく（例えば数秒以内に）車両が制動される（ブレーキペダルが踏み込まれる）と予測された場合、及び／又は、まもなく車両の制動（エンジンブレーキや回生ブレーキ）が必要になると予測された場合には、惰性走行制御条件が満足されたとしても、前進クラッチ２９（及び後進クラッチ３０）の解放を禁止する（惰性走行制御の実行を禁止する）。そして、その後、例えば、ブレーキペダルが踏まれたときに、直ぐに回生ブレーキ制御に移行する。

次に、図２を参照しつつ、ハイブリッド車両の制御装置１の動作について説明する。図２は、ハイブリッド車両の制御装置１による惰性走行制御（コースティング制御）の処理手順を示すフローチャートである。本処理は、ＴＣＵ４０において、所定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返して実行される。

まず、ステップＳ１００では、車速情報、アクセル操作情報、及びブレーキ操作情報が読み込まれる。そして、続くステップＳ１０２において、ステップＳ１００で読み込まれた情報に基づいて、惰性走行制御実行条件が満足されているか否か（すなわち、車速が所定値以上であり、アクセルペダルが踏まれておらず、かつブレーキペダルが踏まれていないか否か）についての判断が行われる。ここで、惰性走行制御実行条件が満足されている場合には、ステップＳ１０４に処理が移行する。一方、惰性走行制御実行条件が満足されていないときには、一旦本処理から抜ける。

ステップＳ１０４では、上述した外部環境情報が読み込まれる。なお、外部環境情報については、上述したとおりであるので、ここでは詳細な説明を省略する。

続いて、ステップＳ１０６では、ステップＳ１０４で読み込まれた外部環境情報に基づいて、まもなく（例えば数秒後に）車両が制動される（ブレーキペダルが踏み込まれる、すなわち回生ブレーキが必要になる）と予測されるか否か、及び／又は、まもなく車両の制動が必要になる（エンジンブレーキや回生ブレーキが必要になる）と予測されるか否かについての判断が行われる。

ここで、まもなく車両が制動されると予測されず、かつ、まもなく車両の制動が必要になると予測されなかった場合には、ステップＳ１０８において、惰性走行制御が実行される。すなわち、前進クラッチ２９（及び後進クラッチ３０）が解放されるとともに、エンジン１０に対する燃料供給が停止される。そして、続くステップＳ１１０において、所定の惰性走行制御終了条件が満足されたか否かについての判断が行われる。ここで、惰性走行制御終了条件が満足されていない場合には、ステップＳ１０８に処理が戻り、惰性走行制御終了条件が満足されるまで、惰性走行制御が実行される。一方、惰性走行制御終了条件が満足されたときには、ステップＳ１１２において、惰性走行制御が停止された後、本処理から一旦抜ける。

一方、上述したステップＳ１０８が肯定された場合、すなわち、まもなく車両が制動される、又は、まもなく車両の制動が必要になると予測された場合には、そのまま、惰性走行制御が実行されることなく（すなわち、前進クラッチ２９及び後進クラッチ３０が解放されることなく）、本処理から一旦抜ける。

続いて、上述したハイブリッド車両の制御装置１の動作の一例を示すタイミングチャートを図３及び図４に示す。図３は、カーブに近づいた場合のハイブリッド車両の制御装置１の動作を示すタイミングチャートである。なお、図３の上段には、比較例として、従来技術のタイミングチャートを示し、図３の下段に、本実施形態のタイミングチャートを示した。また、図４は、カーブ半径をさらに考慮して車両が制動されるか否かを予測した場合のハイブリッド車両の制御装置１の動作を示すタイミングチャートである。なお、図３と同様に、図４の上段には、比較例としての従来技術のタイミングチャートを示し、図４の下段に、本実施形態のタイミングチャートを示した。

図３の上段に示されるように、時刻ｔ１０から、カーブに近づいて行った場合、従来の技術では、時刻ｔ１１でアクセルペダルの踏み込みが解除されたときに、惰性走行制御（コースティング制御）が開始され、前進クラッチ２９（及び後進クラッチ３０）が解放される。その後、さらにカーブに近づき、時刻ｔ１２でブレーキペダルが踏み込まれたとき（すなわち回生ブレーキ制御実行条件が成立したとき）に、惰性走行制御御から回生ブレーキ制御への切り替えが開始されるが、惰性走行制御から回生ブレーキ制御に移行するには、前進クラッチ２９の再締結やエンジン回転数とＢＳＧ回転数の同期を取るための時間等が必要なため、実際に回生ブレーキがかかるまでには遅れが生じる。よって、その間（時刻ｔ１２〜ｔ１３の間）、ＢＳＧ１１で発電すること、すなわち、エネルギ回生ができない。

一方、図３の下段に示されるように、本実施形態によれば、時刻ｔ１１において、アクセルペダルの踏み込みが解除されたとしても、カーブまでの距離が近く、まもなく（例えば数秒後に）車両が制動されると予測される場合には、惰性走行制御の実行が禁止、すなわち前進クラッチ２９の解放が禁止される。そのため、時刻ｔ１２でブレーキペダルが踏まれると（すなわち回生ブレーキ制御実行条件が成立すると）直ぐに回生ブレーキ動作に入ることができる。

次に、図４を参照して、カーブ半径をさらに考慮して車両が制動されるか否かを予測した場合の動作について説明する。なお、従来の技術では、元々車両が制動されるか否かを予測しないため、図４の上段に示されるように、上述した図３の上段に示したタイミングチャートと同一の動きとなる。

一方、本実施形態では、カーブ半径に応じて、設定されるコースティング制御禁止距離が変化する。すなわち、車速が同じであれば、カーブ半径が小さくなるほど、コースティング制御禁止距離が大きくなり、より遠くの位置で、これからブレーキペダルが踏まれる（又は、回生ブレーキが必要になる）と予測される。そのため、この場合、図４の下段に示されるように、時刻ｔ２１において、アクセルペダルの踏み込みが解除されたときに、前進クラッチ２９の解放が禁止され、一旦、コースティング回生制御が実行される。そして、その後、さらにカーブに近づき、時刻ｔ２２でブレーキペダルが踏まれると（すなわち回生ブレーキ制御実行条件が成立すると）直ぐに回生ブレーキ制御が実行される。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、まもなく（例えば数秒後に）車両が制動される（ブレーキペダルが踏み込まれる、すなわち回生ブレーキが必要になる）と予測された場合、又は、まもなく車両の制動が必要になる（エンジンブレーキや回生ブレーキが必要になる）と予測された場合には、惰性走行制御条件が満足されたとしても、前進クラッチ２９の解放が禁止される。そのため、例えば、惰性走行制御（コースティング制御）が開始された直後に、回生ブレーキ制御に移行するといった機会を減少させることができる。ここで、惰性走行制御から回生ブレーキ制御に移行するには、クラッチの再締結やエンジン回転数とＢＳＧ回転数の同期を取るための時間等が必要なため、このような移行機会を減少させることにより、回生時間を増やすことができる。その結果、惰性走行時のエネルギ回生量を増大させることができ、燃費をより向上させることが可能となる。

特に、本実施形態によれば、車両前方に、カーブ、踏み切り、横断歩道、又は、一時停止の道路標識が在ると検知された場合に、まもなく車両が制動される（ブレーキペダルが踏み込まれる）と予測される。そのため、より的確に車両が制動されることを予測することができる。よって、例えば、惰性走行制御が開始された直後に、ブレーキが操作されることにより、回生ブレーキ制御に移行するといった機会を減少させることができ、回生時間を増やすことが可能となる。

また、本実施形態によれば、車両前方に移動障害物が在ると検知された場合、又は、先行車両の減速が検知された場合に、まもなく車両が制動されると予測される。そのため、より的確に車両が制動されることを予測することができる。よって、例えば、惰性走行制御が開始された直後に、ブレーキが操作されることにより、回生ブレーキ制御に移行するといった機会を減少させることができ、回生時間を増やすことが可能となる。

本実施形態によれば、走行路の路面勾配が、負の勾配であり、かつ所定値以下である場合（すなわち、急な下り坂の場合）に、まもなく車両の制動が必要になると予測される。そのため、より的確にエンジンブレーキや回生ブレーキなどが必要になることを予測することができる。よって、例えば、惰性走行制御が開始された直後に、エンジンブレーキや回生ブレーキなどが必要になり、回生ブレーキ制御に移行するといった機会を減少させることができ、回生時間を増やすことが可能となる。

また、本実施形態によれば、路面摩擦係数が所定値以下の場合に、まもなく車両の制動が必要になると予測される。そのため、より的確にエンジンブレーキや回生ブレーキが必要になることを予測することができる。よって、例えば、惰性走行制御が開始された直後に、エンジンブレーキや回生ブレーキなどが必要になり、回生ブレーキ制御に移行するといった機会を減少させることができ、回生時間を増やすことが可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、外部環境を検知するために、ステレオカメラ６１を用いたが、ステレオカメラに代えて、例えば、単眼カメラや、ミリ波レーダ、レーザレーダ、超音波センサなどを用いてもよい。また、異なる複数のセンサを組み合わせて用いてもよい。

上記実施形態では、外部環境情報に基づいて、まもなく車両が制動される（ブレーキペダルが踏み込まれる）か否か、及び／又は、まもなく車両の制動（エンジンブレーキや回生ブレーキ）が必要になるか否かを予測したが、上述した外部環境情報は例示であり、上記実施形態には限られない。

上記実施形態では、前後進切替機構２７を、プライマリプーリ３４の前段に配置したが、セカンダリプーリ３５の後段に配置する構成としてもよい。

上記実施形態では、前進クラッチ２９および後進ブレーキ３０として油圧式のものを用いたが、例えば電磁式のものを用いることもできる。

上記実施形態では、本発明をチェーン式の無段変速機（ＣＶＴ）に適用したが、チェーン式の無段変速機に代えて、例えば、ベルト式の無段変速機や、トロイダル式の無段変速機等にも適用することができる。また、無段変速機（ＣＶＴ）に代えて、有段自動変速機（ＡＴ）に適用してもよい。

上記実施形態では、惰性走行制御の実行判断をＴＣＵ４０で行ったが、惰性走行制御の実行判断をＥＣＵ６０側で行い、その判断結果をＣＡＮ１００を介してＴＣＵ４０に送信する構成としてもよい。また、上記実施形態では、エンジン１０を制御するＥＣＵ６０と、無段変速機２０を制御するＴＣＵ４０とを別々のハードウェアで構成したが、一体のハードウェアで構成してもよい。

１ ハイブリッド車両の制御装置
１０ エンジン
１１ ＢＳＧ
１２ ベルト
２０ 無段変速機
２１ トルクコンバータ
２７ 前後進切替機構
２８ 遊星歯車列
２９ 前進クラッチ
３０ 後進ブレーキ
３４ プライマリプーリ
３５ セカンダリプーリ
３６ チェーン
４０ ＴＣＵ
４１ 路面勾配検知部
４２ 路面摩擦係検知部
４３ 制動予測部
４４ 惰性走行制御部
５０ コントロールバルブ（バルブボディ）
６０ ＥＣＵ
７０ ＶＤＣＵ
７１ ブレーキ液圧センサ
７２ 車輪速センサ
７３ ブレーキアクチュエータ
８０ 運転支援装置
９０ ナビゲーションシステム
１００ ＣＡＮ

Claims (5)

1. エンジンと、該エンジンのクランク軸との間で動力伝達が可能な電動モータと、を備えるハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジンのクランク軸と車両の駆動輪との間に設けられ、前記エンジンのクランク軸から車両の駆動輪に伝達される駆動力を断続するクラッチと、
   所定の惰性走行制御条件が満足されたときに、前記クラッチを解放するとともに、前記エンジンに対する燃料供給を停止する惰性走行制御を実行する惰性走行制御手段と、
   車両の外部環境を検知する外部環境検知手段と、
   前記外部環境検知手段により検知された外部環境に基づいて、車両が制動されるか否か、及び／又は、車両の制動が必要になるか否かを予測する制動予測手段と、を備え、
   前記惰性走行制御手段は、前記制動予測手段により、車両が制動されると予測された場合、又は、車両の制動が必要になると予測された場合には、前記惰性走行制御条件が満足されたとしても、前記クラッチの解放を禁止することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記外部環境検知手段は、車両前方に、カーブ、踏み切り、横断歩道、又は、一時停止の道路標識が在るか否かを検知し、
   前記制動予測手段は、前記外部環境検知手段により、車両前方に、カーブ、踏み切り、横断歩道、又は、一時停止の道路標識が在ると検知された場合に、車両が制動されると予測することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記外部環境検知手段は、車両前方に移動障害物が在るか否か、又は、先行車両が減速したか否かを検知し、
   前記制動予測手段は、前記外部環境検知手段により、車両前方に移動障害物が在ると検知された場合、又は、先行車両の減速が検知された場合に、車両が制動されると予測することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記外部環境検知手段は、走行路の路面勾配を検知し、
   前記制動予測手段は、前記外部環境検知手段により検知された路面勾配が、負の勾配であり、かつ所定値以下である場合に、車両の制動が必要になると予測することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記外部環境検知手段は、走行路の路面摩擦係数を検知し、
   前記制動予測手段は、前記外部環境検知手段により検知された路面摩擦係数が所定値以下の場合に、車両の制動が必要になると予測することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
   

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