JP2017094823A - ハイブリッド車の制動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コースト走行時に、できるだけ回生電力を回収することのできるハイブリッド車の制動制御装置を提供すること。
【解決手段】内燃機関型のエンジン１１０およびモータジェネレータ１２０の動力をそれぞれ伝達して走行するハイブリッド車１００に制動制御装置として搭載されるＨＣＵ１０とＴＣＭ２０が、回生コースト走行状態のときに、バッテリの充電残量が上限閾値以上を条件に、クラッチを接続状態にしてエンジンの制動トルクの伝達を開始しながら、モータジェネレータの回生トルクを停止させる際に、当該クラッチの接続過程において、自動変速機の変速動作に伴う該クラッチの接続時よりも、該クラッチの接続完了までに掛かる時間を短縮するように、当該クラッチの接続速度を変化させて、エンジンからの動力伝達経路を切断状態から接続状態に切り換える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハイブリッド車に動力源として搭載される内燃機関および回転電機で発生する制動トルクを制御する制動制御装置に関する。

動力源として内燃機関型のエンジンと回転電機とを搭載するハイブリッド車は、コースト走行時に回転電機を回生動作させることにより、車両に制動力を加えつつ、バッテリに回生電力を充電することができる。

しかし、バッテリは、充電残量が上限値を超えても回生電力の充電を継続すると、過充電となって劣化させてしまう可能性がある。このため、バッテリの劣化を回避するために、充電残量が上限値を超えたときに、回転電機の回生動作を解除すると、所望の制動力を得ることができなくなる。

このことから、特許文献１には、バッテリの充電残量が上限の閾値を超えると、回転電機によるモータ回生制動から内燃機関によるエンジンブレーキ制動に切り換えることにより、バッテリの過充電を回避しつつ、所望の制動力を得られるようにする制動制御装置を搭載することが開示されている。

特開２００９−１６６６１１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の制動制御装置にあっては、エンジンブレーキ制動を機能させるために、エンジンの動力を伝達する経路を接続状態または切断状態に切り換えるクラッチを制御して、切断状態でのモータ回生制動から接続状態でのエンジンブレーキ制動に切り換える必要がある。このクラッチの切換制御中にも回生動作が行われてバッテリの充電がなされる。

このことから、モータ回生制動からエンジンブレーキ制動に切り換えるバッテリの充電残量の上限閾値は、クラッチの切換制御中の回生電力がバッテリに充電されても、過充電による劣化が発生しないように、過充電が発生する可能性のある限界ギリギリの限界値から余裕を持って設定されている。

このように、切換制御を開始するバッテリの充電残量の上限閾値が余裕を持って設定されると、早期に回生動作が停止されてしまい、本来、回収できる回生電力を無駄に捨てていることになる。

そこで、本発明は、コースト走行時に、できるだけ回生電力を回収することのできるハイブリッド車の制動制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決する制動制御装置の発明の一態様は、内燃機関および回転電機の動力をそれぞれ伝達して走行するハイブリッド車に搭載される制動制御装置であって、前記内燃機関の動力伝達経路を自動変速機の変速動作に伴って接続状態または切断状態にするクラッチの駆動を制御するクラッチ制御部と、前記回転電機に供給する電力を充電するバッテリの充電状態を検出する充電残量検出部と、アクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセル開度を検出するアクセル開度検出部と、前記内燃機関および前記回転電機のトルクをそれぞれ制御するトルク制御部と、前記アクセル開度がアクセルオフ状態、前記内燃機関からの動力伝達経路が切断状態、および、前記回転電機が回生動作状態である場合に回生コースト走行状態と判定するコースト走行判定部と、を備え、前記回生コースト走行状態のときに、前記バッテリの充電残量が予め設定されている上限閾値以上であることを条件として、前記クラッチ制御部により前記内燃機関の動力伝達経路を切断状態から接続状態に切り換えるように前記クラッチの駆動を制御して、前記トルク制御部により当該動力伝達経路を介する前記内燃機関の制動トルクの伝達を開始しながら、前記回転電機の回生トルクの発生を停止させる切換制御を実行する際に、当該切換制御における前記クラッチの接続過程において、前記自動変速機の変速動作に伴う該クラッチの接続速度よりも、該クラッチの接続制御開始から接続完了までに掛かる時間を短縮するように、当該クラッチの接続速度を変化させて、前記内燃機関からの動力伝達経路を切断状態から接続状態に切り換えるように構成されている。

このように本発明の一態様によれば、コースト走行時に、できるだけ回生電力を回収することのできるハイブリッド車の制動制御装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る制動制御装置を搭載する車両の一例を示す図であり、その車両における動力の発生と伝達とを説明する概念構成図である。 図２は、制動制御装置の構成要素を説明するブロック図である。 図３は、内燃機関型のエンジンの冷機時と暖機時とにおけるエンジンブレーキ制動トルクの異なる特性を説明するグラフである。 図４は、モータ回生制動トルクとエンジンブレーキ制動トルクとの特性を比較して、切換制御時におけるモータ回生制動トルクを説明するグラフである。 図５は、モータ回生制動トルクからエンジンブレーキ制動トルクに切り換える際における、バッテリの充電残量、クラッチの接続動作、および制動トルクを説明するグラフである。 図６は、コースト走行から加速走行に切り換える際における、内燃機関型エンジンとモータジェネレータの制御処理を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図６は本発明の一実施形態に係る制動制御装置と搭載するハイブリッド車の一例を示す図である。

図１において、車両１００は、走行用の動力を発生する動力源として、内燃機関型のエンジン１１０と、モータジェネレータ（回転電機）１２０と、を備えるハイブリッド車に構築されている。この車両１００は、エンジン１１０またはモータジェネレータ１２０の動力（駆動トルク）をドライブシャフト１０２にデファレンシャルギヤ１０１を介して伝達し駆動輪１０３を回転させることにより走行するようになっている。

エンジン１１０は、クラッチ１１１と自動変速機（ＡＭＴ：Automated Manual Transmission）１３０とを介してデファレンシャルギヤ１０１に連結されて、ドライブシャフト１０２に動力を伝達する経路に接続されている。

クラッチ１１１は、エンジン１１０のクランクシャフト１１０ａと自動変速機１３０の入力軸１３０ａとの間に設置されている。クラッチ１１１は、そのクランクシャフト１１０ａと入力軸１３０ａとの間を相対回転不能な締結状態にすることにより、エンジン１１０とドライブシャフト１０２との間の動力伝達経路を接続状態にする。また、クラッチ１１１は、そのクランクシャフト１１０ａと入力軸１３０ａとの間の締結状態を相対回転可能な解放状態にすることにより、エンジン１１０とドライブシャフト１０２との間の動力伝達経路を切断状態にする。

自動変速機１３０は、入力軸１３０ａと出力軸１３０ｂとの間に図示しない複数種の変速ギヤ段が回転自在に収納されている。自動変速機１３０は、後述するＨＣＵ１０によるシフト制御に従って入力軸１３０ａと出力軸１３０ｂとを相対回転不能にいずれかの変速ギヤ段に連結するようになっている。これにより、自動変速機１３０は、エンジン１１０の駆動トルクにより回転する入力軸１３０ａの回転速度を連結した変速ギヤ段の変速比で変速して出力軸１３０ｂからデファレンシャルギヤ１０１に出力しドライブシャフト１０２に動力を伝達する。

また、エンジン１１０は、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）１１３がクランクシャフト１１０ａのクラッチ１１１の反対側に動力伝達機構１１４を介して設置されている。

動力伝達機構１１４は、ＩＳＧ１１３の駆動軸１１３ａとクランクシャフト１１０ａに固定されているスプロケット１１５ａ、１１５ｂにチェーン１１６が巻き掛けられることによりＩＳＧ１１３の動力をエンジン１１０に伝達するようになっている。動力伝達機構１１４は、ＩＳＧ１１３の駆動軸１１３ａのスプロケット１１５ａの歯数よりも動力伝達方向の下流側のクランクシャフト１１０ａのスプロケット１１５ｂの歯数が多く設定されている。これにより、動力伝達機構１１４は、ＩＳＧ１１３の小さな駆動トルクでもクランクシャフト１１０ａを回転させることができる。

ＩＳＧ１１３は、エンジン１１０を始動する際に、動力伝達機構１１４を介してクランクシャフト１１０ａを強制的に回転させるクランキングを行うように駆動制御される。ＩＳＧ１１３は、始動時のクランキングだけでなく、エンジン１１０を補助するトルクを発生するように利用することもできる。ここで、エンジン１１０は、ＩＳＧ１１３のみを図示しているが、駐車後の始動時用に単なるスタータモータを設置して、ＩＳＧ１１３は駆動源をモータジェネレータ１２０からエンジン１１０に切り換える再始動の際に利用するようにしてもよい。

モータジェネレータ１２０は、減速機１２１を介してデファレンシャルギヤ１０１に連結されて、ドライブシャフト１０２に動力を伝達する経路に接続されている。すなわち、モータジェネレータ１２０は、クラッチ１１１や自動変速機１３０を介在させることなく、直接デファレンシャルギヤ１０１に連結されて連動する動力伝達経路に接続されている。

減速機１２１は、入力軸１２１ａと出力軸１２１ｂとの間に中継軸１２１ｃを介在させており、入力軸１２１ａと中継軸１２１ｃとにスプロケット１２２ａ、１２２ｂが固定され、また、出力軸１２１ｂと中継軸１２１ｃとにスプロケット１２３ｂ、１２３ａが固定されて、チェーン１２４ａ、１２４ｂがそれぞれに巻き掛けられることにより、モータジェネレータ１２０の駆動トルクをデファレンシャルギヤ１０１に伝達する経路が構築されている。

この減速機１２１は、入力軸１２１ａから出力軸１２１ｂへの動力伝達方向における上流側のスプロケット１２２ａ、１２３ａの歯数よりも下流側のスプロケット１２２ｂ、１２３ｂの歯数が多く設定されることにより、モータジェネレータ１２０の回転速度を減速してドライブシャフト１０２を回転させるようになっている。

この構造により、車両１００は、エンジン１１０とモータジェネレータ１２０とを併用して走行するハイブリッド車に構築されている。

ここで、車両１００は、エンジン１１０の停止時に電動機として利用していたモータジェネレータ１２０を、減速する場合に発電機として機能させることにより、モータジェネレータ１２０が利用する電力として、図２に示すバッテリ１２５に回生電力を充電することができる。

この車両１００は、図２に示すように、ＨＣＵ（Hybrid Control Unit）１０と、ＴＣＭ（Transmission Control Module）２０とがＣＡＮ（Controller Area Network）通信により各種情報をやり取りして、エンジン１１０やモータジェネレータ１２０や自動変速機１３０を統括制御するようになっている。

エンジン１１０は、ＨＣＵ１０により制御されることにより、図示しない燃焼室内への燃料噴射や燃焼用空気の吸入を効率よく実行して駆動トルクを出力するようになっている。

モータジェネレータ１２０は、バッテリ１２５内の直流電力を交流電力に変換して出力するインバータ１２６の駆動をＨＣＵ１０により制御されることにより、電動機として効率よく稼動して駆動トルクを出力するようになっている。また、モータジェネレータ１２０は、発電機として機能する際には、ＨＣＵ１０により駆動を制御されるインバータ１２６が交流の回生電力から直流電力に変換してバッテリ１２５内に効率よく充電するようになっている。

自動変速機１３０は、選択指示された変速ギヤ段を入力軸１３０ａと出力軸１３０ｂとの間に固定（設定）する不図示のアクチュエータやエンジン１１０との間の動力伝達経路を接続または切断するクラッチ１１１を駆動する不図示のアクチュエータがＴＣＭ２０により制御されることによりエンジン１１０からの駆動トルクの伝達または遮断を実現する。ここで、クラッチ１１１は、動力伝達経路の切断状態と接続状態との切換動作時に、動力伝達経路を介して伝達するトルク差によりショックが伝達されない程度に一定の接続速度Ｖ１で徐々に接続するようにアクチュエータの駆動がＴＣＭ２０により制御されるようになっている。

ＨＣＵ１０は、予め格納されているメモリ内の制御プログラムに従って各種検出情報や各種パラメータに基づく制御処理を実行するようになっており、エンジン回転検出部（回転数検出部）１１と、水温センサ１２と、アクセルセンサ（アクセル開度検出部）１３と、車速センサ１４と、電流検出部１５と、充電残量検出部１６と、から検出情報を受け取って、エンジン１１０やモータジェネレータ１２０の駆動を制御するようになっている。

エンジン回転検出部１１は、エンジン１１０のクランクシャフト１１０ａの回転速度（回転数）を検出してＨＣＵ１０に送信する。水温センサ１２は、エンジン１１０の冷却水の水温を検出してＨＣＵ１０に送信する。アクセルセンサ１３は、ドライバによるアクセルペダル１０９の踏み込み量を検出してＨＣＵ１０に送信する。車速センサ１４は、例えば、ドライブシャフト１０２の回転数を検出して車両１００の車速としてＨＣＵ１０に送信する。

電流検出部１５は、モータジェネレータ１２０が電動機あるいは発電機として機能する際に、インバータ１２６を介してバッテリ１２５に出入力される充電電力の電流値を検出してＨＣＵ１０に送信する。充電残量検出部１６は、そのバッテリ１２５内の充電残量ＳＯＣ（State Of Charge）を検出してＨＣＵ１０に送信する。

ＴＣＭ２０は、予め格納されているメモリ内の制御プログラムに従って各種検出情報や各種パラメータに基づく制御処理を実行するようになっており、ギヤ位置検出部２１と、クラッチ位置検出部２２とから検出情報を受け取って、自動変速機１３０の駆動を制御するようになっている。このＴＣＭ２０は、自動変速機１３０の入力軸１３０ａと出力軸１３０ｂとを変速ギヤ段に相対回転不能に締結する自動のシフト操作を、ＨＣＵ１０と連携する制御処理に従って実行するようになっている。

ギヤ位置検出部２１は、自動変速機１３０の入力軸１３０ａと出力軸１３０ｂとの間で固定した変速ギヤ段を検出してＴＣＭ２０に送信する。クラッチ位置検出部２２は、クラッチ１１１が締結状態（接続状態）または解放状態（切断状態）のいずれであるかを検出してＴＣＭ２０に送信する。

このＨＣＵ１０は、エンジン回転検出部１１が検出するエンジン１１０の回転速度やアクセルセンサ１３が検出するアクセルペダル１０９の踏み込み量などに応じてエンジン１１０またはモータジェネレータ１２０を稼動させる制御処理を実行してハイブリッド車として車両１００を走行させるようになっている。

また、ＨＣＵ１０は、エンジン１１０の駆動トルクで走行する場合や後述するコースト走行時に、バッテリ１２５内の充電残量ＳＯＣに応じてモータジェネレータ１２０を発電機として機能させてバッテリ１２５に充電する制御処理を実行したり、また、ＩＳＧ１１３によりエンジン１１０の駆動トルクを補助させるハイブリッド車としての制御処理も実行するようになっている。

そして、ＨＣＵ１０およびＴＣＭ２０は、それぞれがメモリ内の制御プログラムを従って各種検出情報や各種パラメータに基づく制御処理を実行して連携することにより、エンジン１１０とモータジェネレータ１２０とを制御して走行に必要なトルクをドライブシャフト１０２側に伝達させるようになっている。

このとき、ＨＣＵ１０は、エンジン１１０とモータジェネレータ１２０とから駆動トルクを出力伝達させることにより車両１００の定速走行や加速走行を実現する。ＴＣＭ２０は、エンジン１１０の駆動トルクで走行する際に、クラッチ１１１の接続状態または切断状態を切り換えて自動変速機１３０を最適な変速ギヤ段に設定する変速制御処理を実行する。

また、ＨＣＵ１０は、エンジン１１０とモータジェネレータ１２０とから制動トルクを出力伝達させることにより車両１００の減速走行を実現する。このＨＣＵ１０は、車両１００の走行中に、アクセルセンサ１３からドライバによるアクセルペダル１０９の踏み込み解除状態（アクセルオフ状態）の検出情報を受け取る場合、車両１００が慣性力によるコースト走行状態にあると判定してエンジン１１０のエンジンブレーキ制動トルクまたはモータジェネレータ１２０のモータ回生制動トルクを適宜選択して伝達するようになっている。ＴＣＭ２０は、エンジン１１０のエンジンブレーキ制動トルクで減速する際にも、クラッチ１１１の接続状態または切断状態を切り換えて自動変速機１３０を最適な変速ギヤ段に設定する変速制御処理を実行する。すなわち、ＨＣＵ１０は、トルク制御部１０ａおよびコースト走行判定部１０ｂとして機能し、また、ＴＣＭ２０は、クラッチ制御部２０ａとして機能する。

ところで、エンジン１１０は、稼動開始当初の冷機状態と暖機運転完了後の暖機状態とではエンジンオイル等の温度に応じてフリクションに差が生じてトルクの出力特性が変動する。例えば、図３に示すように、車両１００の減速時におけるエンジン１１０のエンジンブレーキ制動トルクは、自動変速機１３０の締結（設定）されている変速ギヤ段毎に、図中に破線で示す冷機状態と、図中に実線で示す暖機状態とで差が生じてしまう。

このことから、ＨＣＵ１０は、エンジン１１０のトルクを利用する際に、水温センサ１２が検出する冷却水温に基づいて出力されるトルクを推定して各種制御処理を実行するようになっている。例えば、ＨＣＵ１０は、エンジン１１０の冷却水温に応じて、自動変速機１３０の変速ギヤ段毎の制動トルクの代表値（例えば、中間値）を算出して、各種制御処理を実行する。

また、エンジン１１０のエンジンブレーキ制動トルクは、図４に実線で示すように、車両１００の車速に応じて、自動変速機１３０の変速ギヤ段毎に変動する。これに対して、モータジェネレータ１２０のモータ回生制動トルクは、図４に二点鎖線で示すように、車両１００の車速に応じて滑らかに連続して減少する出力特性になっている。なお、図４に示すモータジェネレータ１２０のモータ回生制動トルクは、車速に応じた最大出力値であり、自動変速機１３０の車速に応じた変速ギヤ段毎のエンジン１１０によるエンジンブレーキ制動トルクよりも大きな値になるように設定されている。

そして、ＨＣＵ１０は、車両１００の減速走行時に、アクセルセンサ１３からアクセルオフ状態の検出情報を受け取るときに、クラッチ１１１が切断状態にあって、モータジェネレータ１２０が発電機として稼動してモータ回生制動トルクがドライブシャフト１０２に伝達されている状態の場合に、コースト走行判定部１０ｂとして、車両１００が回生コースト走行状態にあると判定する。

ＨＣＵ１０は、車両１００が回生コースト走行状態にあると判定した場合、充電残量検出部１６が検出するバッテリ１２５内の充電残量ＳＯＣが予めメモリ内に設定されている上限閾値ｔｈ以上に達したときに、ＴＣＭ２０と連携して、車両１００を減速させる制動トルクをモータ回生制動トルクからエンジンブレーキ制動トルクに切り換える制御処理を開始するようになっている。

また、ＨＣＵ１０は、回生コースト走行状態時にバッテリ１２５の充電残量ＳＯＣが上限閾値ｔｈ以上に達した場合、そのバッテリ１２５への充電を禁止する禁止フラグ「１」を履歴として立てるようになっている。この後に、ＨＣＵ１０は、アクセルセンサ１３からドライバによるアクセルペダル１０９の踏み込み量を受け取ったときに加速要求と判断して、積極的にモータジェネレータ１２０から駆動トルク（以下では、回生トルクと区別し易いように、力行トルクともいう）を出力する制御処理を実行するようになっている。このＨＣＵ１０は、モータジェネレータ１２０の積極的な利用によりバッテリ１２５の充電残量ＳＯＣが消費されて上限閾値ｔｈを下回ったときに、バッテリ１２５への回生電力の充電を禁止する履歴を許可フラグ「０」に更新するようになっている。

ここで、バッテリ１２５の充電残量の上限閾値ｔｈは、図５に示すように、バッテリ１２５が過充電により劣化してしまう限界値ｌｉｍから、モータ回生制動トルクよりエンジンブレーキ制動トルクに切り換える制御期間中の回生動作により発生する充電量を見越して減算した値が設定されている。

このとき、ＨＣＵ１０は、クラッチ１１１を切断状態から接続状態に切り換えるようＴＣＭ２０と連携して、エンジン１１０のエンジンブレーキ制動トルクを発生させて伝達する駆動制御を開始しながら、モータジェネレータ１２０のモータ回生制動トルクを漸減させつつ停止させる切換制御処理を実行するようになっている。このＨＣＵ１０と連携するＴＣＭ２０は、モータ回生制動トルクからエンジンブレーキ制動トルクに切り換えるために開始するクラッチ１１１の接続速度Ｖを変化させて、例えば、自動変速機１３０の変速ギヤ段の切換制御時における一定の接続速度Ｖ１による接続動作時よりも、そのクラッチ１１１の接続制御開始から接続完了までに掛かる時間を短縮するようになっている。

詳細には、ＨＣＵ１０（トルク制御部１０ａ）は、図４に示すように、例えば、ＴＣＭ２０が車速センサ１４の検出する車速に応じて自動変速機１３０の変速ギヤ段を５速、４速、３速と順次に落とす際に発生する図中に実線で示すエンジンブレーキ制動トルクに近似するように、図中に一点鎖線で示すモータ回生制動トルクをモータジェネレータ１２０に発生させるようになっている。

また、ＨＣＵ１０（トルク制御部１０ａ）は、コースト走行状態時に、クラッチ１１１を解放状態から締結状態にする接続時間を短縮する場合、図５に示すように、エンジンブレーキ制動トルクに近似させるモータ回生制動トルクを、クラッチ１１１の接続状況に応じて漸減させつつ、エンジンブレーキ制動トルクを徐々に増加させる制御処理を実行するようになっている。このＨＣＵ１０は、モータ回生制動トルクの減少量とエンジンブレーキ制動トルクの増加量とが一致する対称関係を維持しつつ制動トルクを切り換えることにより、発生するショックをできるだけ小さく抑えるようになっている。ここで、エンジンブレーキ制動トルクとモータ回生制動トルクとは、加算した和が一定になるように、アクセル開度と車速に応じたマップを制御処理時に参照するように準備するなどしておく。

さらに、ＨＣＵ１０とＴＣＭ２０は、連携して制動トルクの切換制御処理を実行するようになっており、図５に示すように、ＴＣＭ２０（クラッチ制御部２０ａ）は、クラッチ１１１の完全締結状態と完全解放状態の期間中の接続速度Ｖ２を、自動変速機１３０の変速ギヤ段の切換時における一定の接続速度Ｖ１よりも高速化して、クラッチ１１１の接続制御開始から接続完了までに掛かる接続時間を短縮するようになっている。

ここで、クラッチ１１１の完全締結状態と完全解放状態との間の所謂、半クラッチ期間中の接続速度Ｖ２は、切り換えるモータ回生制動トルクとエンジンブレーキ制動トルクとの増減量を一致させて発生するショックを確実に抑えて高品質な切換制御処理を確保するために、自動変速機１３０の変速制御時における一定接続速度Ｖ１のままとしているが、これに限るものではない。例えば、モータ回生制動トルクとエンジンブレーキ制動トルクとの増減量を一致させるなどしていることから、半クラッチ期間中の接続速度Ｖ２も、一定の接続速度Ｖ１よりも高速化することも考えられる。

具体的には、ＨＣＵ１０とＴＣＭ２０は、メモリ内の制御プログラムに従って、例えば、図６のフローチャートに示す制動制御処理を各種検出情報や各種パラメータに基づいて実行するようになっている。

まず、図６に示すように、ＨＣＵ１０は、車両１００の減速走行時に、アクセルセンサ１３からアクセルオフ状態の検出情報を受け取って回生コースト走行状態にあると判定したときに（ステップＳ１１）、改めて、アクセルペダル１０９の踏み込みをアクセルセンサ１３が検出したか否か確認する（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２において、ＨＣＵ１０は、例えば、エンジン１１０の駆動トルクが必要なほどのアクセルペダル１９の踏み込みが検出されて車両１００の加速要求と判断した場合には、アクセルペダル１０９の踏み込み量に応じたアクセル開度と、車速センサ１４が検出する車両１００の車速とに基づいてモータジェネレータ１２０を電動機として機能させることにより、力行トルクを発生させて出力させる（ステップＳ１３）。

次いで、ＨＣＵ１０は、燃料噴射や点火等と共にＩＳＧ１１３によるクランキングなどを開始して（ステップＳ１４）、エンジン１１０を始動する制御処理を実行する（ステップＳ１５）。

この後に、ＨＣＵ１０は、そのエンジン１１０の完爆を確認した後に（ステップＳ１６）、クラッチ１１１を解放状態から締結状態にする接続制御処理を開始しつつ（ステップＳ１７）、モータジェネレータ１２０の力行トルクを徐々に低減する制御処理を実行した後に（ステップＳ１８）、この回生コースト走行状態における制動制御処理を終了して、通常のハイブリッド走行制御を実行する。

また、ステップＳ１２において、ＨＣＵ１０は、アクセルセンサ１３によるアクセルペダル１０９の踏み込みの検出が確認されていない場合には、バッテリ１２５の充電残量ＳＯＣが上限閾値ｔｈ以上であるか否か確認し（ステップＳ２１）、充電残量ＳＯＣが上限閾値ｔｈ以上でないことを確認した場合には、ステップＳ１２に戻って同様の処理を繰り返す。

ステップＳ２１において、ＨＣＵ１０は、図５に示すように、充電残量ＳＯＣが上限閾値ｔｈ以上に上昇したことを確認した場合には、回生電力の充電を禁止する禁止フラグ「１」をメモリ内に設定して履歴を更新する（ステップＳ２２）。

次いで、ＨＣＵ１０は、ＴＣＭ２０と連携して、クラッチ１１１の完全解放状態から半クラッチ状態になるまでは高速の接続速度Ｖ２での接続動作を実行した後に、モータジェネレータ１２０のモータ回生制動トルクを図５に示すトルク波形に従って減少させつつ、クラッチ１１１の半クラッチ状態から完全締結状態になるまでは定常の接続速度Ｖ１での接続動作を実行し、この後には、接続動作が完了するまでは再度、高速の接続速度Ｖ２での接続動作を実行することにより、エンジン１１０の燃料噴射のないエンジンブレーキ制動トルクを伝達してコースト走行を継続する（ステップＳ２３）。

このときのクラッチ１１１の半クラッチ状態時には、モータジェネレータ１２０からドライブシャフト１０２にモータ回生制動トルクが図５に示すトルク波形に従って減少しつつ伝達されるとともに、エンジン１１０からはクラッチ１１１を介してエンジンブレーキ制動トルクを含んで図５に示すトルク波形に従って増加するクラッチ伝達トルクがドライブシャフト１０２に伝達される。

これにより、ＨＵＣ１０とＴＣＭ２０は、自動変速機１３０の変速ギヤ段の切換制御時よりも高速にクラッチ１１１の接続制御を実行して、モータ回生制動トルクからエンジンブレーキ制動トルクにスムーズかつ迅速に切り換えることができ、充電残量ＳＯＣが上限閾値ｔｈ以上に達した後にバッテリ１２５に充電される回生電力容量を少なく抑えることができる。このとき、制動トルクをモータ回生制動トルクからエンジンブレーキ制動トルクに迅速に切り換えるために、ドライブシャフト１０２に制動トルクが伝達されなくなるタイミングをなくして、できるだけ一定の制動トルクを伝達して車両１００を減速走行させることができる。

この後には、ＨＣＵ１０は、エンジン１００のエンジンブレーキ制動トルクの伝達を継続しつつ、改めてアクセルペダル１０９の踏み込みがアクセルセンサ１３に検出されたか否かを繰り返し確認して（ステップＳ２４）、ドライバによりアクセルペダル１０９が踏み込まれたことが確認された場合に、エンジン１１０における燃料噴射や点火等を開始して（ＩＳＧ１１３によるクランキングなく）、エンジン１１０を始動する制御処理を実行する（ステップＳ２５）。

次いで、ＨＣＵ１０は、モータジェネレータ１２０を電動機として機能させて、発生する力行トルクを出力させる制御処理を開始し、その力行トルクを増加させて（ステップＳ２６）、エンジン１１０とモータジェネレータ１２０の駆動トルクを併用するハイブリッド走行を開始する。

この後に、ＨＣＵ１０は、バッテリ１２５の充電残量ＳＯＣが上限閾値ｔｈ未満になるまで減少したか否か繰り返し確認し（ステップＳ２７）、充電残量ＳＯＣが上限閾値ｔｈ未満となったことを確認した場合には、回生電力の充電を許可する許可フラグ「０」をメモリ内に設定して履歴を更新した後に（ステップＳ２８）、このコースト走行状態における制動制御処理を終了して、通常のハイブリッド走行制御を実行する。

ここで、本実施形態のステップＳ２７において、ＨＣＵ１０は、バッテリ１２５の充電残量ＳＯＣが上限閾値ｔｈ未満になったか否かを確認するが、これに限るものではなく、例えば、その上限閾値ｔｈよりも小さな再充電許可閾値などを設定しておき、再度の回生電力の充電処理に余裕を持たせるようにしても良い。

したがって、ＨＵＣ１０とＴＣＭ２０は、モータ回生制動トルクからエンジンブレーキ制動トルクに迅速に切り換えることにより、バッテリ１２５の充電残量ＳＯＣが上限閾値ｔｈを大きく超えてしまうことを制限することができ、バッテリ１２５の過充電を回避するために余裕を持たせていた上限閾値ｔｈを限界値ｌｉｍの近傍に設定することを可能にして、得られるはずの回生電力を確実に回収して燃料消費を抑えることができる。また、バッテリ１２５に充電可能な容量を大きくすることができ、航続距離を伸ばすことができる。

また、ＨＵＣ１０とＴＣＭ２０は、モータ回生制動トルクからエンジンブレーキ制動トルクにスムーズに切り換えることにより、この切換制御に伴うトルク変動を抑えて違和感となってしまうことを抑制することができる。また、ＨＵＣ１０とＴＣＭ２０は、この迅速な切り換えにより、制動トルクを調整する期間を短縮して路面抵抗の変化に迅速に対処できるようにするとともに、加速までに掛かる時間を短縮することにより、ドライバビリティを向上させることができる。また、ＨＵＣ１０とＴＣＭ２０は、回生コースト走行時にはモータ回生制動トルクからエンジンブレーキ制動トルクに切り換えるので、そのままＩＳＧ１１３をクランキング動作させることなくエンジン１１０の燃料噴射などにより稼動させることができ、再始動に要する燃料消費や電力消費を削減することもできる。

このように、本実施形態のＨＵＣ１０とＴＣＭ２０は、回生コースト走行状態での再加速要求時における、クラッチ１１１の接続時間を短縮するとともに、切り換えるモータ回生制動トルクとエンジンブレーキ制動トルクとを対称となる特性に調整する簡易な制御処理により、できるだけ回生電力を回収することができ、また、ドライバビリティに優れる再加速を実現することができる。

本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１０ ＨＣＵ（制動制御装置）
１０ａ トルク制御部
１０ｂ コースト走行判定部
１１ エンジン回転検出部
１２ 水温センサ
１３ アクセルセンサ（アクセル開度検出部）
１４ 車速センサ
１６ 充電残量検出部
２０ ＴＣＭ（制動制御装置）
２０ａ クラッチ制御部
１００ 車両
１０９ アクセルペダル
１１０ エンジン
１１１ クラッチ
１１７ インジェクタ
１１８ スロットルバルブ
１２０ モータジェネレータ（回転電機）
１２５ バッテリ
１２６ インバータ
１３０ 自動変速機

Claims (3)

1. 内燃機関および回転電機の動力をそれぞれ伝達して走行するハイブリッド車に搭載される制動制御装置であって、
   前記内燃機関の動力伝達経路を自動変速機の変速動作に伴って接続状態または切断状態にするクラッチの駆動を制御するクラッチ制御部と、
   前記回転電機に供給する電力を充電するバッテリの充電状態を検出する充電残量検出部と、
   アクセルペダルの踏み込み量に応じたアクセル開度を検出するアクセル開度検出部と、
   前記内燃機関および前記回転電機のトルクをそれぞれ制御するトルク制御部と、
   前記アクセル開度がアクセルオフ状態、前記内燃機関からの動力伝達経路が切断状態、および、前記回転電機が回生動作状態である場合に回生コースト走行状態と判定するコースト走行判定部と、を備え、
   前記回生コースト走行状態のときに、
   前記バッテリの充電残量が予め設定されている上限閾値以上であることを条件として、
   前記クラッチ制御部により前記内燃機関の動力伝達経路を切断状態から接続状態に切り換えるように前記クラッチの駆動を制御して、前記トルク制御部により当該動力伝達経路を介する前記内燃機関の制動トルクの伝達を開始しながら、前記回転電機の回生トルクの発生を停止させる切換制御を実行する際に、
   当該切換制御における前記クラッチの接続過程において、前記自動変速機の変速動作に伴う該クラッチの接続速度よりも、該クラッチの接続制御開始から接続完了までに掛かる時間を短縮するように、当該クラッチの接続速度を変化させて、前記内燃機関からの動力伝達経路を切断状態から接続状態に切り換える、ハイブリッド車の制動制御装置。
2. 前記クラッチ制御部は、
   前記切換制御における前記クラッチの接続過程において、該クラッチの半クラッチ状態での接続速度よりも当該半クラッチを除く状態での接続速度を大きくして、該クラッチを一定速度で接続する場合よりも、該クラッチの接続制御開始から接続完了までに掛かる時間を短縮する、請求項１に記載のハイブリッド車の制動制御装置。
3. 前記トルク制御部は、
   前記内燃機関の制動トルクの増加に対して対称となるように、前記回転電機の回生トルクを減少させる、請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車の制動制御装置。

Images