JP2019182276A - 車両用駆動装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の発進時にエンジンの駆動と電動機による回生発電とを行いながら車両を発進させることが可能な駆動装置を備えるハイブリッド車両において、車両の発進時に必要な駆動力の確保と燃費性能の向上との両立を図ることができる車両用駆動装置の制御装置を提供する。【解決手段】車両の発進時にエンジン（ＥＮＧ）の駆動と電動機（ＭＧ）による回生発電とを行いながら車両を発進させることが可能な駆動装置（１００）を備える車両用駆動装置の制御装置において、走行モード選択手段でスポーツ走行モードが選択されている場合には、通常走行モードが選択されている場合と比較して、車両の走行中の蓄電装置（１０）の残容量（ＳＯＣ）の上限値（Ｌ）を低い値に設定する制御を行うことで、車両の発進に必要な駆動力を確保できるので、スポーツ走行モードにおける加速性能を重視した強力な発進が可能となる。【選択図】図４

Description

本発明は、駆動源としてのエンジンと電動機を有するハイブリッド車両が備える車両用駆動装置の制御装置に関する。

従来、駆動源としてのエンジンと電動機を有するハイブリッド車両の駆動装置において、エンジンの駆動力の回転が入力するトルク調整機構部（いわゆる電気トルコン）として、電動機と遊星歯車機構とクラッチとを有する機構を備えるものある。この種の車両の駆動装置は、例えば、特許文献１に示すように、車両の駆動源であるエンジンと、上記のトルク調整機構部と、このトルク調整機構部から出力された駆動力の回転を変速して駆動輪側へ出力する変速機とを備えて構成されている。

一方、上記のようなハイブリッド車両では、運転者による走行モードの選択として、通常走行モードとスポーツ走行モードを選択可能な車両がある。スポーツ走行モードでは、通常走行モードと比較して、発進性能や加速性能などの動力性能をより重視した走行が要求される。

ところで、ハイブリッド車両においてバッテリ容量が比較的に少ないシステムでは、バッテリが満充電状態になり易いため、バッテリ容量が比較的に大きなシステムと比較して、車両の走行中に電動機で回生エネルギーをこまめに回収して着実に使用することが難しい。そのため、上記のような電動機を有するトルク調整機構部を備えるハイブリッド車両のバッテリ容量が比較的に少ない場合、車両の発進時にエンジンの駆動と電動機の発電（回生発電）とを行いながら車両を発進させる発進モードがメインとなる。ところがこの発進モードでは、発進の際に電動機による発電を伴うため、バッテリの残容量（ＳＯＣ）が満充電状態又はそれに近い状態ではスポーツ走行モードにおける加速性能を重視した強力な発進ができない、という問題がある。

このように、上記のようなトルク調整機構部を備えたハイブリッド車両では、車両の発進制御においてスポーツ走行モードにおいて求められる発進応答性を確保できないおそれがある。しかしながら、発進動作の前段階、つまり減速回生時にあえて回生エネルギーを回収せずに捨てることは走行モード全体としての燃費向上の妨げとなるため望ましいことではない。

特開平９−２３３６０６号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の発進時にエンジンの駆動と電動機による回生発電とを行いながら車両を発進させることが可能な駆動装置を備えるハイブリッド車両において、車両の発進時に必要な駆動力の確保と燃費性能の向上との両立を図ることができる車両用駆動装置の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかる車両用駆動装置の制御装置は、車両の駆動源として、エンジン（ＥＮＧ）と、動力の発生及び回生発電が可能な電動機（ＭＧ）とを備えるハイブリッド車両の駆動装置であって、前記車両の発進時に前記エンジン（ＥＮＧ）の駆動と前記電動機（ＭＧ）による回生発電とを行いながら前記車両を発進させることが可能な駆動装置（１００）と、前記電動機（ＭＧ）との間で電力の授受が可能な蓄電装置（１０１）と、前記エンジン（ＥＮＧ）の駆動力による回転を変速して出力する変速機（ＴＭ）と、前記エンジン（ＥＮＧ）、前記電動機（ＭＧ）、前記変速機（ＴＭ）を制御する制御装置（１０４）と、前記車両の走行モードとして、通常走行モードと、該通常走行モードと比較して前記車両の駆動力要求に対する応答性又は加速性を向上させたスポーツ走行モードとを選択可能な走行モード選択手段（６０，６８）と、を備え、前記制御装置（１０４）は、前記走行モード選択手段で前記スポーツ走行モードが選択されている場合には、前記通常走行モードが選択されている場合と比較して、前記車両の走行中の前記蓄電装置（１０１）の残容量（ＳＯＣ）の上限値（Ｌ）を低い値に設定する制御を行うことを特徴とする。

本発明にかかる車両用駆動装置の制御装置によれば、走行モード選択手段でスポーツ走行モードが選択されている場合には、通常走行モードが選択されている場合と比較して、蓄電装置の残容量の上限値を低い値に設定する制御を行うことで、車両の発進時に蓄電装置の残容量（空き容量）を確保することが可能となる。これにより、スポーツ走行モードが選択されている場合、エンジンの駆動と電動機による発電とを行いながら車両を発進させる際に、車両の発進に必要な駆動力を確保できるので、スポーツ走行モードにおける加速性能を重視した強力な発進が可能となる。その一方で、スポーツ走行モードが選択されている場合には、予め蓄電装置の残容量の上限値を低い値に設定することで、発進の前段階での減速回生時等に電動機での回生発電を行わずに回生エネルギーを無駄にすることを回避できる。したがって、車両の発進時に必要な駆動力の確保と燃費性能の向上との両立を図ることができる。

また、この車両用駆動装置の制御装置では、前記駆動装置（１００）は、前記電動機（ＭＧ）と遊星歯車機構（ＰＭ）とクラッチ（ＣＭ）とを有し、前記エンジン（ＥＮＧ）の駆動力の回転が入力するトルク調整機構部（ＴＣ）を備えてよい。

また、この車両用駆動装置の制御装置では、前記制御装置（１０４）は、前記車両の車速が高い程、前記蓄電装置（１０１）の残容量（ＳＯＣ）の上限値（Ｌ）が低くなるように設定するとよい。

このような制御を行う理由は、高車速ほど電動機による回生（発電）のポテンシャルが高いので、蓄電装置の残容量（空き容量）を多く確保した方が燃費の向上につながるためである。

また、この車両用駆動装置の制御装置では、前記エンジン（ＥＮＧ）の回転数（Ｎｅ）と出力（Ｔ）との関係における前記電動機（ＭＧ）の駆動による前記蓄電装置（１０１）の放電を禁止する放電禁止領域（Ｙ）が設けられており、前記制御装置（１０４）は、前記車両の車速が高い程、また、前記蓄電装置（１０１）の残容量（ＳＯＣ）が多い程、前記放電禁止領域（Ｙ）が小さくなるように設定するとよい。

この構成によれば、前記車両の車速が高い程、また、蓄電装置（１０１）の残容量（ＳＯＣ）が多い程、電動機（ＭＧ）による放電禁止領域（Ｙ）が小さくなるように設定することで、前記車両の車速が高くなるに従い、また、蓄電装置の残容量が多くなるに従い、蓄電装置の放電の頻度を増加させることが可能となる。したがって、蓄電装置の残容量のコントロールをより適切に行うことが可能となる。

また、この車両用駆動装置の制御装置では、前記制御装置（１０４）は、前記走行モード選択手段（６０，６８）で前記スポーツ走行モードが選択されている場合には、前記通常走行モードが選択されている場合と比較して、前記車両の停止中の前記蓄電装置（１０１）の残容量（ＳＯＣ）の上限値（Ｍ）をより低い値に設定するとよい。

この構成によれば、車両の停止中においても、スポーツ走行モードが選択されている場合には、通常走行モードが選択されている場合と比較して蓄電装置の残容量の上限値をより低い値に設定するので、スポーツ走行モードが選択されている場合、車両の発進に必要な駆動力をより確実に確保できる。したがって、スポーツ走行モードにおける加速性能を重視した強力な発進が可能となる。

また、この車両用駆動装置の制御装置では、前記車両の運転者に対する表示を行うための表示部（５５）を備え、前記制御装置（１０４）は、前記走行モード選択手段で前記スポーツ走行モードが選択されている場合に、前記蓄電装置（１０１）の残容量（ＳＯＣ）が前記設定した上限値（Ｌ）以上であるときには、前記表示部（５５）に前記スポーツ走行モードでの走行を行うことができない旨の警告を表示するようにしてもよい。

なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態の対応する構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる車両用駆動装置の制御装置によれば、車両の発進時にエンジンの駆動と電動機による回生発電とを行いながら車両を発進させることが可能な駆動装置を備えるハイブリッド車両において、車両の発進時に必要な駆動力の確保と燃費性能の向上との両立を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る車両用駆動装置の制御装置を備える車両の内部構成を示すブロック図である。 車両用駆動装置のトルク調整機構部のスケルトン図である。 車両の発進時のトルク調整機構部の各要素の状態を示す共線図である。 バッテリ残容量制御の手順を示すフローチャートである。 ＳＯＣとバッテリの放電上限値との関係を説明するための図である。 ＳＯＣと車速に応じた放電禁止領域を示す図である。 スポーツ走行モードへの移行ができない旨の警告を出す制御のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る車両１の内部構成を示すブロック図である。なお、図１中の二重線は電力配線を示し、点線は制御信号又は検出信号を示す。本実施形態の車両１は、駆動源としてのエンジン（内燃機関）ＥＮＧと電気モータ（電動機：モータジェネレータ）ＭＧとを備えるハイブリッド車両（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）である。

図１に示す車両用駆動装置１００は、燃料の燃焼によって作動する内燃機関等のエンジンＥＮＧと、自動変速機ＴＭと、エンジンＥＮＧと自動変速機ＴＭとの間に設けたトルク調整機構部ＴＣとを備えており、エンジンＥＮＧで発生した駆動力がトルク調整機構部ＴＣを介して自動変速機ＴＭに伝達され、自動変速機ＴＭの出力ギヤ（出力部）３０から差動装置ＤＦを介して左右の駆動輪Ｗへ伝達される。トルク調整機構部ＴＣは、いわゆる電気トルコンであって、バッテリ（蓄電装置）１０１との間での電力の授受により動力の発生及び回生発電が可能な電動モータ（モータジェネレータ）ＭＧと、シングルピニオン型の遊星歯車機構ＰＭと、クラッチＣＭとを備える。自動変速機ＴＭは、変速比の異なる複数の変速段を形成可能な有段式の自動変速機であり、例えばトルク調整機構部ＴＣから出力された駆動力の回転を変速して駆動輪Ｗ側へ出力する。自動変速機ＴＭは公知の構成であってよく、その詳細な構成及び動作の説明はここでは省略する。

図２は、車両用駆動装置１００が備えるトルク調整機構部ＴＣのスケルトン図である。トルク調整機構部ＴＣの遊星歯車機構ＰＭは、機械的に力を合成分配する合成分配機構である。遊星歯車機構ＰＭのリングギヤＲｍは、動力伝達の有無及び伝達量を制御することが可能な摩擦式のクラッチであるメインクラッチＣ０及び回転変動やトルク変動を抑制するためのダンパ装置４０を介してエンジンＥＮＧの出力軸１０に繋がっており、サンギヤＳｍは、電気モータＭＧの回転軸（ロータ４２）に繋がっており、キャリアＣｍは、自動変速機ＴＭの入力軸２０に繋がっている。また、サンギヤＳｍとリングギヤＲｍとの間には、それらを係脱自在に連結するクラッチＣＭが設けられている。クラッチＣＭは、油圧アクチュエータによって係合、解放される摩擦式のクラッチであってよい。したがって、エンジンＥＮＧの出力は、ダンパ装置４０及びメインクラッチＣ０を介して遊星歯車機構ＰＭのリングギヤＲｍに伝達される。

図１に戻り、車両１は、電気モータＭＧとの間で電力の授受が可能なバッテリ（蓄電器）１０１を備えると共に、バッテリ１０１と電気モータＭＧとの間に接続されたＶＣＵ（Voltage Control Unit）１０２及びインバータ（ＩＮＶ）１０３を備える。また、ＶＣＵ１０２及びインバータ１０３を制御するとともに、エンジンＥＮＧ、メインクラッチＣ０、トルク調整機構部ＴＣ（電気モータＭＧ及びクラッチＣＭ）、自動変速機ＴＭなどを制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit：制御装置）１０４を備える。ＥＣＵ１０４によって、エンジンＥＮＧ又は電気モータＭＧの動力による車両１の走行制御を行うことができる。

バッテリ１０１は、直列又は並列に接続された複数の蓄電セルを有する。蓄電セルは、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池である。ＶＣＵ１０２は、バッテリ１０１の出力電圧を直流のまま昇圧する。また、ＶＣＵ１０２は、電気モータＭＧの回生動作時に電気モータＭＧが発電して直流に変換された電力を降圧する。ＶＣＵ１０２によって降圧された電力はバッテリ１０１に充電される。インバータ１０３は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流を電気モータＭＧに供給する。また、インバータ１０３は、電気モータＭＧの回生動作時に電気モータＭＧが発電した交流電圧を直流電圧に変換する。

ＥＣＵ１０４には、車両１の走行制御を行うための情報として、車両１に搭載された各種センサからの信号が入力されるようになっている。すなわち、ＥＣＵ１０４には、車速を検出する車速センサＳ１からの信号、車両１の運転者が操作する図示しないアクセルペダルのアクセル開度ＡＰを検出するアクセル開度センサＳ２からの信号、運転者が操作する図示しないフットブレーキ（制動機構）の作動の有無を検出するブレーキセンサＳ３からの信号、バッテリ１０１の残容量（ＳＯＣ）を検出する残容量センサＳ４からのバッテリ１０１の残容量に関する信号などがそれぞれ入力されるようになっている。また、ＥＣＵ１０４には、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサＳ５の検出信号、車両１の傾きを検知する傾斜角センサＳ６からの傾斜角の情報に関する信号、車両１の加減速度を検出する加減速度センサＳ７からの加減速度の情報に関する信号なども入力される。

また、本実施形態の車両１は、車両１の運転者に対して各種の表示を行うための表示パネル（表示部）５５と、運転者によりシフトレバーを介して操作されるシフト装置６０と、図示しないステアリング（ハンドル）の近傍に設けられたパドルスイッチ６５とを備える。表示パネル５５は、車両１のインスツルメントパネル（図示せず）などに設けられており、例えば、各種の警告を表示したり、車両１の現在の走行モードの種別（スポーツ走行モード／ノーマル走行モード）を表示したりすることができる。また、シフト装置６０におけるシフトレバー（図示せず）のポジションには、図１に示すように、例えば、Ｐ（パーキング）、Ｒ（後進走行）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（自動変速モード（ノーマル走行モードでの前進走行）、Ｓ（スポーツ走行モードでの前進走行）などがある。シフト装置６０の近傍には、シフトレバーポジションセンサＳ８が設けられる。シフトレバーポジションセンサＳ８は、運転者によって操作されるシフトレバーのポジションを検出する。

パドルスイッチ６５は、手動変速モードでシフトダウンを指示するための−（マイナス）パドルスイッチ６６と、手動変速モードでシフトアップを指示するための＋（プラス）パドルスイッチ６７とから構成される。これらパドルスイッチ６６，６７の操作信号は、ＥＣＵ１０４に出力され、車両１の走行状態等に応じて自動変速機ＴＭのアップシフトまたはダウンシフトが行われる。なお、本実施形態では、例えば、シフトレバーのポジションがＤレンジまたはＳレンジにおいて自動変速モードが設定されているときに、運転者によりいずれかのパドルスイッチ６６，６７が操作されると、自動変速モードから手動変速モード（マニュアルモード）に切り替えられる。なお、パドルスイッチ６５に代えて、シフト装置６０に設けた＋（プラス）側と−（マイナス）側の切り替えを行う手動変速スイッチを備えてもよい。この手動変速スイッチは、図示は省略するが、シフトレバーをＤポジションで「Ｍ」側に倒した状態で、「＋」側へ押すとシフトアップ信号が発せられ、「−」側へ押すとシフトダウン信号が発せられるものであってよい。さらに、上記のパドルスイッチ６５とシフト装置６０に設けた手動変速スイッチとの両方を備えてもよい。

また、運転者の操作により、ノーマル走行モード（通常走行モード）とスポーツ走行モードとを切り替えるための走行モード切替スイッチ６８が設置されている。走行モード切替スイッチ６８が押下されると、押下信号が電子制御ユニット１０４に出力される。本実施形態の車両１では、ノーマル走行モードとスポーツ走行モードの切替は、走行モード切替スイッチ６８の押下またはシフト装置６０のＳレンジへのシフトポジションの変更により行われる。なお、走行モード切替スイッチ６８が設けられている場合には、シフト装置６０にＳレンジが設けられなくてもよい。

ＥＣＵ１０４は、上記の各センサから入力された各種入力信号をもとに車両１の現在の運転状態（走行状態）を判断し、当該運転状態に対応する要求駆動力（目標駆動力）を算出する。ＥＣＵ１０４は、この要求駆動力を実現するように駆動装置１００の出力制御を行う。また、ＥＣＵ１０４は、エンジンＥＮＧの駆動制御、自動変速機ＴＭの変速制御、ＶＣＵ１０２及びインバータ１０３の制御による電気モータＭＧの駆動制御、クラッチＣＭの係合制御などを行う。

図３は、上記構成の駆動装置１００による車両１の発進時におけるトルク調整機構部ＴＣ（遊星歯車機構ＰＭ）の各要素の状態を示す共線図である。同図に示すように、本実施形態の駆動装置１００を備える車両１では、エンジンＥＮＧの駆動と電気モータＭＧの発電（回生発電）とによる発進がメインとなる。ところが、この発進では、車両１の発進の際に電気モータＭＧによる回生発電を伴うため、バッテリ１０１の残容量（以下、「ＳＯＣ」と記す。）が満充電状態又はそれに近い状態では、特にスポーツ走行モードにおける加速性能を重視した強力な発進ができないおそれがある。

そこで、本実施形態では、車両１の走行モードとしてスポーツ走行モードが選択されている場合にはノーマル走行モードが選択されている場合と比較して、ＳＯＣの上限値がより低い値となるような制御（以下、この制御を「バッテリ残容量制御」という。）を行うようにしている。以下、このバッテリ残容量制御について詳細に説明する。

まず、このバッテリ残容量制御では、車両１の走行モードとしてスポーツ走行モードとノーマル走行モードのどちらが選択されているかに基づいて、設定するＳＯＣの上限値Ｌを異ならせるようにしている。具体的には、スポーツ走行モードが選択されている場合のＳＯＣの上限値Ｌを第一上限値Ｌ１とし、ノーマル走行モードが選択されている場合のＳＯＣの上限値Ｌを第二上限値Ｌ２とすると、第一上限値Ｌ１＜第二上限値Ｌ２となるように設定している。

図４は、バッテリ残容量制御の手順を示すフローチャートである。同図に示すように、車両の走行において、電気モータＭＧによる回生（回生発電）を開始すると（ＳＴ１−１）、まず、車両１の走行モードがスポーツ走行モードとノーマル走行モードのどちらであるかが判断される（ＳＴ１−２）。その結果、スポーツ走行モードであれば、ＳＯＣの上限値を第一上限値Ｌ１に設定する（ＳＴ１−３）。その後、ＳＯＣが第一上限値Ｌ１に達したか否かを判断する（ＳＴ１−４）。その結果、ＳＯＣが第一上限値Ｌ１に達していれば（ＹＥＳ）、バッテリ１０１の充電を終了する（ＳＴ１−５）。その一方で、ＳＯＣが第一上限値Ｌ１に達していなければ（ＮＯ）、車両１が停止したことを条件（ＳＴ１−６でＹＥＳ）として、バッテリ１０１の充電要求をし（ＳＴ１−７）、その要求を受けてトルク調整機構部ＴＣが備える遊星歯車機構ＰＭのキャリアＣｍの固定動作を実行し（ＳＴ１−８）、バッテリ１０１の充電が始まる。その後、ＳＯＣが第一上限値Ｌ１に達したか否かを再度判断する（ＳＴ１−９）。その結果、ＳＯＣが第一上限値Ｌ１に達していなければ（ＮＯ）、ＳＯＣが第一上限値Ｌ１に達するまでＳＴ１−６〜ＳＴ１−８の各ステップを繰り返して実施し、ＳＯＣが第一上限値Ｌ１に達したら（ＹＥＳ）、バッテリ１０１の充電を終了する（ＳＴ１−５）。

一方、先のステップＳＴ１−２でノーマル走行モードであれば、ＳＯＣの上限値を第二上限値Ｌ２に設定する（ＳＴ１−１０）。その後、ＳＯＣが第二上限値Ｌ２に達したか否かを判断する（ＳＴ１−１１）。その結果、ＳＯＣが第二上限値Ｌ２に達していれば（ＹＥＳ）、バッテリ１０１の充電を終了する（ＳＴ１−１２）。その一方で、ＳＯＣが第二上限値Ｌ２に達していなければ（ＮＯ）、車両１が停止したことを条件（ＳＴ１−１３でＹＥＳ）として、バッテリ１０１の充電要求をし（ＳＴ１−１４）、その要求を受けてトルク調整機構部ＴＣが備える遊星歯車機構ＰＭのキャリアＣｍの固定動作を実行し（ＳＴ１−１５）、バッテリ１０１の充電が始まる。その後、ＳＯＣが第二上限値Ｌ２に達したか否かを再度判断する（ＳＴ１−１６）。その結果、ＳＯＣが第二上限値Ｌ２に達していなければ（ＮＯ）、ＳＯＣが第二上限値Ｌ２に達するまでＳＴ１−１３〜ＳＴ１−１５の各ステップを繰り返して実施し、ＳＯＣが第二上限値Ｌ２に達したら（ＹＥＳ）、バッテリ１０１の充電を終了する（ＳＴ１−１２）。

なお、上記では、遊星歯車機構ＰＭのキャリアＣｍを固定することでバッテリ１０１の充電を行う場合を示したが、車両１の停止中に行うバッテリ１０１の充電は、他の方法で行うことも可能である。例えば、トルク調整機構部ＴＣのクラッチＣＭやメインクラッチＣＯを締結することで電気モータＭＧとエンジンＥＮＧとの間の動力伝達経路を直結状態とし、かつ、下流側の自動変速機ＴＭが有するすべてのクラッチを解放することなどによっても可能である。

また、図４に示す制御フローに従い車両１の停止中にバッテリ１０１の充電を行っている場合であっても、車両１の発進要求が出された場合には、当該制御フローを中断して（車両１の停止を終了して）車両１を発進させるようにすることができる。

また、本実施形態の制御では、車両１の車速が高車速である程、ＳＯＣの上限値が低くなるように設定している。このような制御を行う理由は、高車速ほど電気モータＭＧによる回生のポテンシャルが高いので、ＳＯＣの空きを確保した方が燃費の向上につながるためである。図５は、ＳＯＣとバッテリ１０１の放電上限値との関係を説明するための図である。同図では、ＳＯＣが「規定値」、「規定値＋（規定値よりも一段階多い状態）」、「規定値＋＋（満充電状態の場合）」のそれぞれにおける車速Ｖ[kmph]と駆動輪Ｗの出力Ｆ[Nm]との関係における電動機の駆動による走行（ＥＶ走行）が可能な領域と不可能な領域とを示している。図中では、電気モータＭＧの駆動による走行（ＥＶ走行）が可能な領域を「ＥＶ可」と記載し、電気モータＭＧの駆動による走行（ＥＶ走行）が不可能な領域を「ＥＶ不可」と記載している。また、同図には、車速Ｖが比較的に低速の場合と高速の場合とにおけるバッテリ１０１の放電上限値の例も記載している。同図に示すように、ＳＯＣごとに、車速Ｖが高くなるにつれて放電出力の制限（放電上限値）が高くなるマップが存在している。また図示は省略するが、これらのマップは、車両１の走行モードがスポーツ走行モードの場合とノーマル走行モードの場合のそれぞれに対して異なるマップが用意されている。

ＳＯＣが規定値よりも多い場合（「規定値＋」及び「規定値＋＋」の場合）には、規定値である場合と比較して、高車速における放電上限値が大きくなっている。したがって、ＳＯＣが規定値よりも多い場合には、高車速におけるバッテリ１０１の（一回の）放電量が多くなることで、バッテリ１０１の空き容量をより多く確保することができる。また、ＳＯＣが規定値より多い場合には、スポーツ走行モードの方がノーマル走行モードよりも放電上限値が緩和されている。

上記制御の具体例を説明する。ノーマル走行モードでは、例えば車速５０ｋｍ/ｈで放電上限値が１５ｋＷの走行ではＥＶ走行不可であり、かつ、車速８０ｋｍ/ｈで放電上限値が１５ｋＷ走行でもＥＶ走行不可であるのに対して、スポーツ走行モードでは、車速５０ｋｍ/ｈで放電上限値が１５ｋＷの走行ではＥＶ走行不可である一方、車速８０ｋｍ/ｈで放電上限値が１５ｋＷの走行ではＥＶ走行が可能である。このように、高車速の領域でのＳＯＣの放電上限値を高く設定したことで、当該高車速の領域におけるＥＶ走行が可能となる。

また、本実施形態の制御では、車速及びＳＯＣごとにエンジンＥＮＧのみの駆動を許可する領域（電気モータＭＧの駆動によるバッテリ１０１の放電を禁止する領域）を設けているが、この領域（以下、「放電禁止領域」という。）を異ならせた複数のマップが存在している。図６は、ＳＯＣと車速に応じた放電禁止領域を示す図である。同図には、高車速かつ低ＳＯＣの場合（右上欄）、高車速かつ高ＳＯＣの場合（右下欄）、低車速かつ低ＳＯＣの場合（左上欄）、低車速かつ高ＳＯＣの場合（左下欄）のそれぞれにおけるエンジンＥＮＧの回転数Ｎｅ［rpm］とエンジンＥＮＧの出力Ｔ[Nm]との関係における放電禁止領域Ｙを示すグラフを掲示している。なお、グラフ中の星印は、ｂｓｆｃ（brake specific fuel consumption：正味燃料消費率）のボトムの頂点である。同図に示すように、車速が高車速になる程、また、ＳＯＣが高くなる程、放電禁止領域Ｙが小さくなっている。したがって、車速が高車速になる程、また、ＳＯＣが高くなる程、バッテリ１０１の放電の頻度が高くなるので、ＳＯＣを効果的に低減させてバッテリ１０１の容量に空きを確保することができる。

また、本実施形態の制御では、車速が規定値以下、且つ、ＳＯＣが規定値以上のとき、スポーツ走行モードへの移行ができない旨の警告を出すようにしている。当該警告は、表示パネル（表示部）５５に表示されるようにする。図７は、この制御のフローチャートを示す図である。同図に示すように、ここではまず車両１の走行モードがスポーツ走行モードであるかノーマル走行モードであるかを判断する（ＳＴ２−１）。その結果、スポーツ走行モードであれば、続けて、車速が規定値以下であるか否かを判断する（ＳＴ２−２）。その結果、規定値以下で無い場合（ＮＯ）、スポーツ走行モードへの移行ができない旨の警告がすでに出されているか否かを判断し（ＳＴ２−３）、警告が出されていれば（ＹＥＳ）、当該警告を解除する（ＳＴ２−４）。一方、ステップＳＴ２−２で車速が規定値以下であれば（ＹＥＳ）、続けて、ＳＯＣが上限値Ｌ（第一上限値Ｌ１）以上であるか否かを判断する（ＳＴ２−５）。その結果、ＳＯＣが上限値Ｌ以上では無い場合（ＮＯ）、スポーツ走行モードへの移行ができない旨の警告がすでに出されているか否かを判断し（ＳＴ２−３）、警告が出されていれば（ＹＥＳ）、当該警告を解除する（ＳＴ２−４）。一方、ステップＳＴ２−５でＳＯＣが上限値以上であれば（ＹＥＳ）、スポーツ走行モードへの移行ができない旨の警告を出す（ＳＴ２−６）。そして、スポーツ走行モードのまま制限された状態で車両１を発進させる（ＳＴ２−７）。すなわち、バッテリ１０１のＳＯＣに空きがなく、発進パフォーマンスとしてはスポーツ走行モード本来の駆動力を発揮できなくても、表示パネル５５の表示を「ノーマル走行モード」に変更することなく、当該表示を「スポーツ走行モード」のまま車両１を発進させるようにする。

また、本実施形態の制御では、車両停止中のＳＯＣ回復の上限値Ｍは、スポーツ走行モードにおける上限値Ｍを第一上限値Ｍ１、ノーマル走行モードにおける上限値Ｍを第二上限値Ｍ２とすると、第一上限値Ｍ１＜第二上限値Ｍ２、の関係となるように設定する。すなわち、スポーツ走行モードが選択されている場合には、ノーマル走行モードが選択されている場合と比較して、車両１の停止中のＳＯＣの上限値Ｍをより低い値に設定するようにしている。このように、車両１の停止中においても、スポーツ走行モードが選択されている場合には、ノーマル走行モードが選択されている場合と比較してＳＯＣの上限値Ｍをより低い値に設定することで、車両１の発進に必要な駆動力を確保でき、スポーツ走行モードにおける加速性能を重視した強力な発進が可能となる。

以上説明したように、本実施形態の車両用駆動装置の制御装置では、車両１の走行モードとしてスポーツ走行モードが選択されている場合にはノーマル走行モードが選択されている場合と比較して、ＳＯＣの上限値がより低い値となるようなバッテリ残容量制御を行うようにしている。このようなバッテリ残容量制御を行うのは、本実施形態の車両１が備える駆動装置１００の構成では、バッテリ１０１が満充電状態であるとスポーツ走行モードで求められる加速性能を重視したいわゆるスポーティーな発進性能を確保できないため、従来のハイブリッド車両の駆動装置よりも率先的にバッテリのＳＯＣに空きを作る必要があるためである。

すなわち、従来のハイブリッド車両の駆動装置（上記構成のトルク調整機構部ＴＣを備えていない駆動装置）では、車両の発進時に電動機による回生発電を行わず、むしろ電動機による駆動で電力を消費するため、バッテリのＳＯＣに空きがなくてもスポーツ走行モードに求められる発進性能を確保することができる。しかしながら、トルク調整機構部ＴＣを備える本実施形態の駆動装置１００では、車両１の発進時に電気モータＭＧによる回生発電を行うため、スポーツ走行モードに求められる発進性能を発揮するためにはバッテリのＳＯＣに空きが必要となる。

また、従来制御では、バッテリのＳＯＣ管理はゾーン制御を行い、基本的には規定ゾーンの中央を狙う制御を実施しているが、特別なシチュエーションを加味してさらに下記のような制御を行っている。この制御は、例えば、車両が山道（登坂路）を長時間走行するとバッテリが放電気味となりＳＯＣゾーンの中央を狙えなくなるため、そこで学習制御が働き、バッテリの放電を抑えることや、やがて山道を下る(電動機による回生発電を行うことができる状況になる)ことを想定して、坂道（登坂）検知が終わると一気にＳＯＣを減らすような制御である。

今回、本実施形態のバッテリ残容量制御を行うシチュエーションで例えると、車両が長い登坂路を走行する場合、当該登坂路を登りきった状態、又はそこから多少下った状態で上記の制御を行うことで、ＳＯＣの回復の設定閾値(上限値)を変動させる。その場合のＳＯＣの上限値を上記のスポーツ走行モードの場合の第一上限値Ｌ１とノーマル走行モードの場合の第二上限値Ｌ２として設定することで、第一上限値Ｌ１＜第二上限値Ｌ２となるようにする。これにより、特にスポーツ走行モードでのＳＯＣの上限閾値の設定を意図的に下げるようにする。また上記の制御によって、ＳＯＣの中央を狙わないような制御状態になっている事象に対しては、ＳＯＣの上限閾値だけでなく、ＳＯＣの収束値もスポーツ走行モードの場合の収束値の方がノーマル走行モードの場合の収束値よりも小さな値となるような制御を実施することができる。

以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

１ 車両
１０ 出力軸
２０ 入力軸
４０ ダンパ装置
４２ ロータ
５５ 表示パネル（表示部）
６０ シフト装置
６５ パドルスイッチ
６８ 走行モード切替スイッチ（走行モード選択手段）
１００ 車両用駆動装置
１０１ バッテリ（蓄電装置）
１０３ インバータ
１０４ ＥＣＵ（電子制御ユニット：制御装置）
ＤＦ 差動装置
ＥＮＧ エンジン（駆動源）
ＴＣ トルク調整機構部
ＭＧ 電気モータ
ＰＭ 遊星歯車機構
Ｓｍ サンギヤ
Ｃｍ キャリア
Ｒｍ リングギヤ
Ｃ０ メインクラッチ
ＣＭ クラッチ
ＴＭ 自動変速機
Ｓ１ 車速センサ
Ｓ２ アクセル開度センサ
Ｓ３ ブレーキセンサ
Ｓ４ 残容量センサ
Ｓ５ 操舵角センサ
Ｓ６ 傾斜角センサ
Ｓ７ 加減速度センサ
Ｓ８ シフトレバーポジションセンサ
Ｗ 駆動輪

Claims (6)

1. 車両の駆動源として、エンジンと、動力の発生及び回生発電が可能な電動機とを備えるハイブリッド車両の駆動装置であって、前記車両の発進時に前記エンジンの駆動と前記電動機による回生発電とを行いながら前記車両を発進させることが可能な駆動装置と、
   前記電動機との間で電力の授受が可能な蓄電装置と、
   前記エンジンの駆動力による回転を変速して出力する変速機と、
   前記エンジン、前記電動機、前記変速機を制御する制御装置と、
   前記車両の走行モードとして、通常走行モードと、該通常走行モードと比較して前記車両の駆動力要求に対する応答性又は加速性を向上させたスポーツ走行モードとを選択可能な走行モード選択手段と、を備え、
   前記制御装置は、前記走行モード選択手段で前記スポーツ走行モードが選択されている場合には、前記通常走行モードが選択されている場合と比較して、前記車両の走行中の前記蓄電装置の残容量の上限値を低い値に設定する制御を行う
   ことを特徴とする車両用駆動装置の制御装置。
2. 前記載駆動装置は、
   前記電動機と遊星歯車機構とクラッチとを有し、前記エンジンの駆動力の回転が入力するトルク調整機構部を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動装置の制御装置。
3. 前記制御装置は、
   前記車両の車速が高い程、前記蓄電装置の残容量の上限値が低くなるように設定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用駆動装置の制御装置。
4. 前記エンジンの回転数と出力との関係における前記電動機の駆動による前記蓄電装置の放電を禁止する放電禁止領域が設けられており、
   前記制御装置は、前記車両の車速が高い程、また、前記蓄電装置の残容量が多い程、前記放電禁止領域が小さくなるように設定する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
5. 前記制御装置は、
   前記走行モード選択手段で前記スポーツ走行モードが選択されている場合には、前記通常走行モードが選択されている場合と比較して、前記車両の停止中の前記蓄電装置の残容量の上限値をより低い値に設定する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の車両用駆動装置の制御装置。
6. 前記車両の運転者に対する表示を行うための表示部を備え、
   前記制御装置は、前記走行モード選択手段で前記スポーツ走行モードが選択されている場合に、前記蓄電装置の残容量が前記設定した上限値以上であるときには、前記表示部に前記スポーツ走行モードでの走行を行うことができない旨の警告を表示する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車両用駆動装置の制御装置。