JP2022076671A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】惰性走行中で回生発電が禁止されている場合であっても、車両のエネルギー効率が低下することを防止することができるハイブリッド車両の制御装置を提供すること。【解決手段】シフトレバー４０の操作によりシフト位置を変更することで対応する変速段に切替可能なマニュアルトランスミッション４と、マニュアルトランスミッション４を介して駆動輪６を駆動させるエンジン２と、マニュアルトランスミッション４と駆動輪６との間の動力伝達経路に設けられたモータジェネレータ３と、シフト位置がニュートラル位置である場合にモータジェネレータ３による回生発電を禁止し、回生発電が禁止された状態であっても、ブレーキペダル９２が操作されている間は、回生発電を許可するＥＣＵ１０と、を備える。【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する。

特許文献１には、アクセルペダルの踏み込みが解除された際に、シフトレバーがニュートラル位置である場合には、モータ・ジェネレータによる回生発電を禁止し、シフトレバーがニュートラル位置以外のシフト位置にある場合には、モータ・ジェネレータによる回生発電を許可することで、車両を減速させたり車両をコースト走行させたりすることを運転者が選択できるようにして、ドライバビリティの悪化を抑制できることが記載されている。

特開２０１１－２４６０６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の制御装置では、シフトレバーがニュートラル位置で惰性走行中にブレーキを操作したとしても、モータ・ジェネレータによる回生発電が禁止されているため、車両のエネルギー効率が低下してしまう。

そこで、本発明は、惰性走行中で回生発電が禁止されている場合であっても、車両のエネルギー効率が低下することを防止することができるハイブリッド車両の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ため本発明は、シフトレバーの操作によりシフト位置を変更することで対応する変速段に切替可能な変速機と、前記変速機を介して駆動輪を駆動させるエンジンと、前記変速機と前記駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた電動機と、前記シフト位置がニュートラル位置である場合に前記電動機による回生発電を禁止する制御部と、を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記制御部は、前記回生発電が禁止された状態であっても、ブレーキペダルが操作されている間は、前記回生発電を許可するものである。

このように、本発明によれば、惰性走行中で回生発電が禁止されている場合であっても、車両のエネルギー効率が低下することを防止することができる。

図１は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の概略構成図である。 図２は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置のＥＶモード時のＭＧトルク指令値算出処理の手順を示すフローチャートである。 図３は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置の仮想エンジン回転速度算出処理の手順を示すフローチャートである。 図４は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置のＨＥＶモード時のＭＧトルク指令値算出処理の手順を示すフローチャートである。 図５は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置のドライバ要求トルク算出マップの例を示す図である。 図６は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置のブレーキ操作量と制動トルクとの関係の例を示す図である。 図７は、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両の制御装置のＭＧトルク指令値算出処理による回生トルクの変化を示すタイムチャートである。

本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、シフトレバーの操作によりシフト位置を変更することで対応する変速段に切替可能な変速機と、変速機を介して駆動輪を駆動させるエンジンと、変速機と駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた電動機と、シフト位置がニュートラル位置である場合に電動機による回生発電を禁止する制御部と、を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、制御部は、回生発電が禁止された状態であっても、ブレーキペダルが操作されている間は、回生発電を許可するよう構成されている。

これにより、本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置は、惰性走行中で回生発電が禁止されている場合であっても、車両のエネルギー効率が低下することを防止することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る制御装置を搭載したハイブリッド車両について詳細に説明する。

図１において、本発明の一実施例に係るハイブリッド車両１は、エンジン２と、電動機としてのモータジェネレータ３と、変速機としてのマニュアルトランスミッション４と、ディファレンシャル５と、駆動輪６と、制御部としてのＥＣＵ（Electric Control Unit）１０と、を含んで構成されている。

エンジン２には、複数の気筒が形成されている。本実施例において、エンジン２は、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程からなる一連の４行程を行なうように構成されている。

エンジン２には、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）２０が連結されている。ＩＳＧ２０は、ベルト２１などを介してエンジン２のクランクシャフトに連結されている。ＩＳＧ２０は、電力が供給されることにより回転することでエンジン２を回転駆動させる電動機の機能と、クランクシャフトから入力された回転力を電力に変換する発電機の機能とを有する。

モータジェネレータ３は、インバータ３０を介してバッテリ３１から供給される電力によって駆動する電動機としての機能と、ディファレンシャル５から入力される逆駆動力によって回生発電を行なう発電機としての機能とを有する。

インバータ３０は、ＥＣＵ１０の制御により、バッテリ３１から供給された直流電力を三相の交流電力に変換してモータジェネレータ３に供給したり、モータジェネレータ３によって生成された三相の交流電力を直流電力に変換してバッテリ３１を充電したりする。バッテリ３１は、例えばリチウムイオン電池などの二次電池によって構成されている。

マニュアルトランスミッション４は、エンジン２から出力された回転を複数の変速段のいずれかに応じた変速比で変速して出力する手動変速機によって構成されている。マニュアルトランスミッション４の出力軸は、ディファレンシャル５を介して左右の駆動輪６に接続されている。モータジェネレータ３の出力軸は、マニュアルトランスミッション４の出力軸に接続されている。

マニュアルトランスミッション４で成立可能な変速段としては、例えば低速段である１速段から高速段である５速段までの走行用の変速段と、後進段とがある。走行用の変速段の段数は、ハイブリッド車両１の諸元により異なり、上述の１速段から５速段に限られるものではない。

マニュアルトランスミッション４における変速段は、運転者により操作されるシフトレバー４０の操作位置に応じて切り替えられるようになっている。シフトレバー４０の操作位置は、シフトポジションセンサ４１により検出される。シフトポジションセンサ４１は、ＥＣＵ１０に接続されており、検出結果をＥＣＵ１０に送信するようになっている。

マニュアルトランスミッション４には、ニュートラルスイッチ４２が設けられている。ニュートラルスイッチ４２は、ＥＣＵ１０に接続されている。ニュートラルスイッチ４２は、マニュアルトランスミッション４においていずれの変速段も成立していない状態、つまりニュートラル状態であることを検出するもので、マニュアルトランスミッション４がニュートラル状態にあるときにＯＮされるスイッチである。

エンジン２とマニュアルトランスミッション４との間の動力伝達経路には、クラッチ７が設けられている。クラッチ７としては、例えば摩擦クラッチを用いることができる。エンジン２とマニュアルトランスミッション４とは、クラッチ７を介して接続されている。

クラッチ７は、クラッチアクチュエータ７０によって作動され、エンジン２とモータジェネレータ３との間で動力を伝達する係合状態と、動力を伝達しない解放状態と、回転差のある状態でトルクが伝達される半クラッチ状態と、のいずれかに切り替えられるようになっている。クラッチアクチュエータ７０は、ＥＣＵ１０に接続され、ＥＣＵ１０によって制御されるようになっている。

ＥＣＵ１０は、運転者により操作されるクラッチペダル７１の踏み込み量に応じてクラッチアクチュエータ７０を制御し、マニュアルクラッチと同等の動作となるように制御する。

クラッチペダル７１の踏み込み量は、クラッチペダルセンサ７２によって検出される。クラッチペダルセンサ７２は、ＥＣＵ１０に接続されており、クラッチペダル７１の踏み込み量に応じた信号をＥＣＵ１０に送信するようになっている。

ハイブリッド車両１は、運転者により操作されるアクセルペダル９０を備えている。アクセルペダル９０の踏み込み量は、アクセル開度センサ９１によって検出される。アクセル開度センサ９１は、ＥＣＵ１０に接続されており、アクセルペダル９０の踏み込み量をアクセル開度として検出し、当該アクセル開度に応じた信号をＥＣＵ１０に送信するようになっている。

ハイブリッド車両１は、運転者により操作されるブレーキペダル９２を備えている。ブレーキペダル９２の踏み込み量は、ブレーキペダルセンサ９３によって検出される。ブレーキペダルセンサ９３は、ＥＣＵ１０に接続されており、ブレーキペダル９２の踏み込み量に応じた信号をＥＣＵ１０に送信するようになっている。

ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータなどを保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。

コンピュータユニットのＲＯＭには、各種定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ１０として機能させるためのプログラムが格納されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、コンピュータユニットは、本実施例におけるＥＣＵ１０として機能する。

ＥＣＵ１０には、上述したセンサ類のほか、車速センサ１１が接続されている。車速センサ１１は、ハイブリッド車両１の車速を検出し、検出結果をＥＣＵ１０に送信するようになっている。

ＥＣＵ１０は、ハイブリッド車両１の制御モードを切り替えるようになっている。本実施例における制御モードとしては、ＥＶモードとＨＥＶモードとが設定されている。

ＥＶモードは、クラッチ７を解放状態とし、モータジェネレータ３の動力によりハイブリッド車両１を走行させる制御モードである。ＨＥＶモードは、クラッチ７を係合状態とし、エンジン２、又はエンジン２及びモータジェネレータ３の動力によりハイブリッド車両１を走行させる制御モードである。

ＥＣＵ１０は、例えば、アクセル開度とエンジン回転数に基づいてＥＶモードとＨＥＶモードとを切り替える。

ＥＣＵ１０は、例えば、アクセル開度とエンジン回転数で決まるドライバ要求トルクがＨＥＶ移行閾値を超えた場合、ＨＥＶモードに移行する。

ＥＣＵ１０は、例えば、アクセル開度とエンジン回転数で決まるドライバ要求トルクがＥＶ移行閾値を下回った場合、ＥＶモードに移行する。

本実施例において、ＥＣＵ１０は、シフトレバー４０の操作位置がニュートラル位置の場合には、モータジェネレータ３による回生発電を禁止する。なお、ＥＣＵ１０は、シフトレバー４０の操作位置がニュートラル位置の場合、またはクラッチペダル７１が踏み込まれている状態の場合に、モータジェネレータ３による回生発電を禁止するようにしてもよい。

ＥＣＵ１０は、回生発電が禁止された状態であっても、ブレーキペダル９２が操作されている間は、回生発電を許可する。

ＥＣＵ１０は、ＥＶモード時にブレーキペダル９２が操作されている間に、シフトレバー４０の操作位置がニュートラル位置の場合には、ブレーキペダル９２の踏み込み量であるブレーキ操作量に応じた制動力が発生するようにモータジェネレータ３のトルクを制御する。

ＥＣＵ１０は、ＥＶモード時にブレーキペダル９２が操作されている間に、シフトレバー４０の操作位置がニュートラル位置以外の場合には、ＨＥＶモード時にアクセルペダル９０が解放されたときに発生する制動力とブレーキ操作量に応じた制動力とを加算した制動力が発生するようにモータジェネレータ３のトルクを制御する。

ＥＣＵ１０は、ブレーキ操作量に基づいてハイブリッド車両１の総制動トルクを定め、摩擦制動トルクと回生トルクとを加算したトルクを総制動トルクとし、ブレーキ操作量が所定のブレーキ操作量以下では、回生トルクのみを総制動トルクとする。

ＥＣＵ１０は、ブレーキ操作量が所定のブレーキ操作量以下の領域で、回生トルクを上限回生トルクとする。

上限回生トルクは、協調回生を行なわない場合、ブレーキペダル９２のフィーリングに影響を与えない程度の低さに設定するとよい。

回生トルクが上限回生トルクに到達するブレーキ操作量は、例えば１０％程度のブレーキ操作量とするとよい。

ＥＣＵ１０は、ＥＶモード時に、ＨＥＶモード時に同様の操作を行なった場合のエンジン回転速度を想定して仮想エンジン回転速度を算出する。

ＥＣＵ１０は、例えば、ドライバ要求トルク、クラッチ操作量、シフト位置、エンジン慣性モーメントに基づいて仮想エンジン回転速度を算出する。

以上のように構成された本実施例に係る制御装置によるＥＶモードでのモータジェネレータ３へのトルク指令値であるＭＧトルク指令値の算出処理について、図２を参照して説明する。なお、以下に説明するＭＧトルク指令値の算出処理は、制御モードがＥＶモードに切り替わると開始され、予め設定された時間間隔で実行され、制御モードがＨＥＶモードに切り替わると終了する。

ステップＳ１において、ＥＣＵ１０は、車速、シフト位置、アクセル開度、クラッチペダル７１の踏み込み量、ブレーキペダル９２の踏み込み量などのハイブリッド車両１の各種センサ情報を取得する。ステップＳ１の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２の処理を実行する。

ステップＳ２において、ＥＣＵ１０は、後述する方法により仮想エンジン回転速度を計算する。ステップＳ２の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ３の処理を実行する。

ステップＳ３において、ＥＣＵ１０は、アクセル開度とエンジン回転速度（ＥＶモードの場合には仮想エンジン回転速度）に基づき、図５に示すマップを補間演算してドライバ要求トルク（Ｔｄｒ）を算出する。図中「ＡＳＰ」はアクセル開度を示している。ステップＳ３の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４の処理を実行する。

図５に示すドライバ要求トルクマップは、アイドル回転以下の所定の回転速度域（自立運転ができない領域）ではアクセル開度に関わらず負の値となるように設定し、ＥＶモードにおいて仮想エンジン回転速度が低下した場合にエンストを模擬するようにしている。

また、エンジン２の過回転防止のため燃料カット等によりエンジントルクを低減させる高回転速度領域でも、アクセル開度に関わらず負の値となるように設定し、ＥＶモードにおいて仮想エンジン回転速度が過回転となった場合に、燃料カット等によりエンジントルクを低減させている状態を模擬するようにしている。

ステップＳ４において、ＥＣＵ１０は、仮想エンジンイナーシャトルク（ＴＩｅ）を算出する。ステップＳ４の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ５の処理を実行する。

ＥＣＵ１０は、仮想エンジン回転速度の変化率とエンジン２の慣性モーメントから、以下の式（１）により仮想エンジンイナーシャトルクを算出する。
TIe(n)=((Ne(n-1)-Ne(n))/tp)×Ie・・・（１）
ここで、
TIe(n)：仮想エンジンイナーシャトルク[Nm]
Ne(n)：仮想エンジン回転速度[rad/s]
Ne(n-1)：仮想エンジン回転速度（前回値）[rad/s]
Ie：エンジンイナーシャ[kg・m²]
tp：演算周期[s]

ステップＳ５において、ＥＣＵ１０は、ドライバ要求トルク（Ｔｄｒ）と仮想エンジンイナーシャトルク（ＴＩｅ）を加算して、エンジン２からマニュアルトランスミッション４の入力軸に出力されるトルクに相当する仮想インプットシャフトトルク（Ｔｉｎ）を算出する。ステップＳ５の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ６の処理を実行する。

マニュアルトランスミッション４の変速段がニュートラルの場合や、クラッチペダル７１の操作量が開放状態相当の場合、ドライバ要求トルク（Ｔｄｒ）と仮想エンジンイナーシャトルク（ＴＩｅ）は符号が逆で絶対値が同じ値となるため、仮想インプットシャフトトルク（Ｔｉｎ）はゼロとなる。すなわち、マニュアルトランスミッション４の状態やクラッチ７の状態を判定する必要は無い。

ステップＳ６において、ＥＣＵ１０は、モータジェネレータ３の回転速度であるＭＧ回転速度とブレーキペダル９２の踏み込み量であるブレーキ操作量に応じた回生トルク（Ｔｒｇ）を算出する。ステップＳ６の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ７の処理を実行する。

回生トルクは、負の値として定義し、ブレーキ操作量の増加に従って絶対値が増加する傾向とする。また、ＭＧ回転速度（すなわち車速）が低い領域ではゼロになるようにする。

図６に、ある車速におけるブレーキ操作量に対する制動トルク（回生トルクと摩擦制動トルク）の特性を示す。一般的に摩擦ブレーキの特性は、ブレーキ操作量が少ない領域では制動トルクが生じない特性を有している。この領域でブレーキ操作量に応じてモータジェネレータ３による回生トルクを増加させ、摩擦制動トルクが発生する前に所定の上限回生トルクになるようにし、その後上限回生トルクで一定とすると、ブレーキ操作量に概ね比例した特性とすることができる。

ステップＳ７において、ＥＣＵ１０は、仮想インプットシャフトトルク（Ｔｉｎ）に、マニュアルトランスミッション４で選択されている変速段に応じたギア比（ニュートラルの場合はギア比をゼロとみなす）を乗算した値に、回生トルク（Ｔｒｇ）を加算し、ＭＧトルク指令値とする。ステップＳ７の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ＭＧトルク指令値の算出処理を終了する。

このようなＭＧトルク指令値の算出処理のステップＳ２における仮想エンジン回転速度算出処理について図３を参照して説明する。

ステップＳ１０１において、ＥＣＵ１０は、シフト位置がニュートラルであるか否かを判定する。シフト位置がニュートラルであると判定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０２の処理を実行する。

シフト位置がニュートラルでないと判定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０３の処理を実行する。

ステップＳ１０２において、ＥＣＵ１０は、ドライバ要求トルクとエンジン慣性モーメントに基づき仮想エンジン回転速度を算出する。ステップＳ１０２の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、仮想エンジン回転速度算出処理を終了する。

シフト位置がニュートラルの場合、ＨＥＶモードであればエンジントルクとエンジン慣性モーメントによりエンジン回転速度の変化率が決まる。そこで、ＥＶモードの場合には、ドライバ要求トルクとエンジン慣性モーメントから以下の式（２）により仮想エンジン回転速度を算出する。
Ne(n)=Ne(n-1)+(Te/Ie)×tp・・・（２）

ここで、
Ne(n)：仮想エンジン回転速度[rad/s]
Ne(n-1)：仮想エンジン回転速度（前回値）[rad/s]
Ie：エンジンイナーシャ[kg・m²]
Te：ドライバ要求トルク[Nm]
tp：演算周期[s]

ステップＳ１０３において、ＥＣＵ１０は、クラッチペダル操作量に基づくクラッチ７の仮想的な状態が係合状態であるか否かを判定する。クラッチ７が係合状態であると判定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０４の処理を実行する。

クラッチ７の仮想的な状態が係合状態でないと判定した場合には、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０５の処理を実行する。

ここでは、以下の条件１及び条件２が両方成立した場合に、クラッチ７の仮想的な状態が係合状態であると判定する。条件１だけでは、クラッチ７の仮想的な状態が係合状態への移行中（クラッチ７の仮想上の差回転がゼロへ向けて減少している状態）の場合があるため、条件２（クラッチ７の仮想上の差回転がほぼゼロ）も成立した場合にクラッチ７の仮想的な状態が係合していると判定する。
条件１・・・|Te|＜Tc
条件２・・・Ni-α＜Ne(n-1)＜Ni+α

ここで、
Ne(n-1)：仮想エンジン回転速度（前回値）[rad/s]
Te：ドライバ要求トルク[Nm]
Tc：クラッチ伝達トルク上限[Nm]（クラッチペダル操作量に応じた値）
Ni：インプット回転速度[rad/s]
α：クラッチ係合判定回転差閾値[rad/s]

なお、インプット回転速度(Ni)は、モータジェネレータ３の回転速度であるＭＧ回転速度と選択された変速段のギア比から算出する。

ステップＳ１０４において、ＥＣＵ１０は、ＭＧ回転速度とシフト位置に基づき仮想エンジン回転速度を算出する。ステップＳ１０４の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、仮想エンジン回転速度算出処理を終了する。

クラッチ７が係合状態である場合、ＨＥＶモードであれば、エンジン回転速度はマニュアルトランスミッション４のインプットシャフト回転速度に等しい。そこで、ＥＶモードでは、ＭＧ回転速度と、シフト位置から選択された変速段のギア比から、以下の式（３）により仮想エンジン回転速度を算出する。
Ne(n)=Nmg×ギア比・・・（３）

ここで、
Ne(n)：仮想エンジン回転速度[rad/s]
Nmg：ＭＧ回転速度[rad/s]
ギア比：インプットシャフトとモータジェネレータ３との間のギア比

ステップＳ１０５において、ＥＣＵ１０は、ドライバ要求トルクとクラッチトルクとエンジン慣性モーメントに基づき仮想エンジン回転速度を算出する。ステップＳ１０５の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、仮想エンジン回転速度算出処理を終了する。

クラッチ７が係合状態でない場合には、クラッチ７が滑った状態でトルクを伝達する状態と、クラッチ７が完全に解放されている状態とがあるが、クラッチ解放状態はクラッチ伝達トルクがゼロの状態であるため、同じ計算方法で取り扱うことができる。

ＨＥＶモードであれば、エンジン回転数はエンジントルクとエンジン慣性モーメントとクラッチ伝達トルク上限によりエンジン回転数の変化率が決まる。そこで、ＥＶモードでは、ドライバ要求トルクと、エンジン慣性モーメントと、クラッチ伝達トルク上限（クラッチペダル操作量に応じた値）とから以下の式（４）により仮想エンジン回転速度を算出する。
Ne(n)=Ne(n-1)+((Te-Tc)/Ie)×tp・・・（４）
ただし、Tcは、
Ne(n-1)＞インプット回転速度の場合は正の値
Ne(n-1)＜インプット回転速度の場合は負の値
とする。

ここで、
Ne(n)：仮想エンジン回転速度[rad/s]
Ne(n-1)：仮想エンジン回転速度（前回値）[rad/s]
Te：ドライバ要求トルク[Nm]
Ie：エンジンイナーシャ[kg・m²]
Tc：クラッチ伝達トルク上限[Nm]（クラッチペダル操作量に応じた値）
tp：演算周期[s]

次に、ＨＥＶモードでのＭＧトルク指令値の算出処理について図４を参照して説明する。

ステップＳ２０１において、ＥＣＵ１０は、車速、シフト位置、アクセル開度、クラッチペダル７１の踏み込み量、ブレーキペダル９２の踏み込み量などのハイブリッド車両１の各種センサ情報を取得する。ステップＳ２０１の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０２の処理を実行する。

ステップＳ２０２において、ＥＣＵ１０は、アクセル開度とエンジン回転速度に基づき、ＥＶモードと同様に図５に示すマップ（ＥＶモードと同一）を補間演算してドライバ要求トルク（Ｔｄｒ）を算出する。ステップＳ２０２の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０３の処理を実行する。

図５に示すドライバ要求トルクマップは、モータジェネレータ３によるアシストを実施するため、アクセル開度１００％のときの値は、エンジン２で出力可能なトルクより大きい値を設定している。

ステップＳ２０３において、ＥＣＵ１０は、バッテリ３１の充電状態（ＳＯＣ）と車速（もしくはＭＧ回転速度）に応じて、バッテリ３１への充電パワー、すなわちモータジェネレータ３の発電パワーの要求値である発電要求パワー（Ｐｇ）を算出する。ステップＳ２０３の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０４の処理を実行する。

減速時の回生による充電ができるようにするため、バッテリ３１のＳＯＣが高い場合には発電パワーが小さくなるように設定してバッテリ３１のＳＯＣが高くなりすぎないようにする。

また、車速が低い場合には、回生トルクをかけてもモータジェネレータ３の回転速度が低く発電できないため、発電パワーをゼロにするように設定する。

また、詳細は割愛するが、バッテリ３１が低温の場合のようにバッテリ３１への充電電力を制限する必要がある場合には、その制限値以下となるようにする。

また、アクセルペダル操作量がゼロの場合には、燃料カットによる効率向上を行なうようにするため、充電パワーの要求値をゼロとする。これは、充電パワーを要求すると減速時に燃料を消費しながら発電を行なうことになる。従って、エンジン２を低負荷領域で使用することになり、効率向上の効果が減少する。

ステップＳ２０４において、ＥＣＵ１０は、発電要求パワー（Ｐｇ）をＭＧ回転速度で除算してモータジェネレータ３の出力軸でのトルクを算出した後、マニュアルトランスミッション４の変速段に応じたギア比で除算し、マニュアルトランスミッション４のインプットシャフトでのトルクに換算した発電要求トルク（Ｔｇ）を算出する。ステップＳ２０４の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０５の処理を実行する。

ステップＳ２０５において、ＥＣＵ１０は、ドライバ要求トルク（Ｔｄｒ）に発電要求トルク（Ｔｇ）を加算してエンジントルク指令値（Ｔｅ）を算出する。この際に、ドライバ要求トルク（Ｔｄｒ）に発電要求トルク（Ｔｇ）を加算した値がエンジントルクの上限値を超える場合や、上限値を超えなくても燃料消費率が大きく悪化する場合には、エンジントルク指令値（Ｔｅ）をエンジントルクの上限値を超えないように、あるいは燃料消費率が大きく悪化しないようなエンジントルクに制限する。ステップＳ２０５の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０６の処理を実行する。

ステップＳ２０６において、ＥＣＵ１０は、ドライバ要求トルク（Ｔｄｒ）からエンジントルク指令値（Ｔｅ）を減算して、マニュアルトランスミッション４のインプットシャフトでのトルクに換算したＭＧトルク（Ｔｍｇｉ）を算出する。この計算により、ドライバ要求トルク（Ｔｄｒ）がエンジントルク指令値（Ｔｅ）より大きい場合（例えば、アクセル全開時等）、モータジェネレータ３によりアシストを行なうトルクが正の値として算出される。また、ドライバ要求トルク（Ｔｄｒ）がエンジントルク指令値（Ｔｅ）より小さい場合（例えば、アクセル開度が小さく、かつ発電要求がある場合等）、モータジェネレータ３により発電を行なうトルクが負の値として算出される。ステップＳ２０６の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０７の処理を実行する。

ステップＳ２０７において、ＥＣＵ１０は、ＥＶモード時と同様に、モータジェネレータ３の回転速度であるＭＧ回転速度とブレーキペダル９２の操作量であるブレーキ操作量に応じた回生トルク（Ｔｒｇ）を算出する。ステップＳ２０７の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ステップＳ２０８の処理を実行する。

ステップＳ２０８において、ＥＣＵ１０は、マニュアルトランスミッション４のインプットシャフトでのトルクに換算したＭＧトルク（Ｔｍｇｉ）に、マニュアルトランスミッション４で選択されている変速段に応じたギア比（ニュートラルの場合はギア比をゼロとみなす）を乗算した値に、回生トルク（Ｔｒｇ）を加算し、ＭＧトルク指令値とする。ステップＳ２０８の処理を実行した後、ＥＣＵ１０は、ＭＧトルク指令値算出処理を終了する。

このようなＭＧトルク指令値算出処理による動作について図７を参照して説明する。
時刻ｔ１において、アクセルペダル９０が解放されアクセル開度がゼロになると、車速が減少していく。

時刻ｔ２において、シフトレバー４０の操作位置がニュートラルに切り替えられると、回生が禁止される。

時刻ｔ３において、ブレーキペダル９２が操作されると、回生が許可されて、回生トルクが上昇していく。

時刻ｔ４において、回生トルクが所定の上限回生トルクとなると、回生トルクは上限回生トルクに維持され、時刻ｔ５において、摩擦制動トルクが発生し、その後ブレーキ操作量に応じて摩擦制動トルクが上昇していく。

このように、本実施例ではＥＣＵ１０は、シフトレバー４０の操作位置がニュートラル位置の場合には、モータジェネレータ３による回生発電を禁止し、回生発電が禁止された状態であっても、ブレーキペダル９２が操作されている間は、回生発電を許可する。

ブレーキペダル９２が操作されている間は、回生発電を許可することで、シフトレバー４０の操作位置がニュートラル位置であっても回生発電を行なうことができ、ハイブリッド車両１のエネルギー効率が低下することを防止することができる。

また、ＥＣＵ１０は、シフトレバー４０の操作位置がニュートラル位置の場合、またはクラッチ７が解放状態（ＥＶモードにおいてはクラッチペダル操作量がクラッチ解放相当）の場合に、モータジェネレータ３による回生発電を禁止し、回生発電が禁止された状態であっても、ブレーキペダル９２が操作されている間は、回生発電を許可する。

クラッチ７が切断された状態（ＥＶモードにおいてはクラッチペダル操作量がクラッチ解放相当）であっても、ブレーキペダル９２が操作されている間は回生発電を許可することで、さらにハイブリッド車両１のエネルギー効率が低下することを防止することができる。

また、ＥＣＵ１０は、ＥＶモード時にブレーキペダル９２が操作されている間に、シフトレバー４０の操作位置がニュートラル位置以外の場合には、ＨＥＶモード時にアクセルペダル９０が解放されたときに発生する制動力とブレーキ操作量に応じた制動力とを加算した制動力が発生するようにモータジェネレータ３のトルクを制御し、シフトレバー４０の操作位置がニュートラル位置の場合には、ブレーキ操作量に応じた制動力が発生するようにモータジェネレータ３のトルクを制御する。

ＥＶモードによる走行中とエンジン２を用いた走行中とでブレーキ操作時の挙動が異なる場合、運転者は違和感を覚える可能性がある。

そのため、シフトレバー４０の操作位置がニュートラル位置以外のシフト位置では、エンジンブレーキによる制動力、すなわちアクセルペダル９０が解放されたときに発生する制動力を考慮してモータジェネレータ３のトルクを制御する。

一方、シフトレバー４０の操作位置がニュートラル位置では、エンジンブレーキによる制動力を考慮する必要がないため、ブレーキ操作量のみに基づいてモータジェネレータ３のトルクを制御する。

このような構成とすることで、運転者が違和感を覚えることなく、回生発電を行なえるため、ハイブリッド車両１のエネルギー効率が低下することを防止することができる。

また、ＥＣＵ１０は、ブレーキ操作量に基づいてハイブリッド車両１の総制動トルクを定め、摩擦制動トルクと回生トルクとを加算したトルクを総制動トルクとし、ブレーキ操作量が所定のブレーキ操作量以下では、回生トルクのみを総制動トルクとする。

所定のブレーキ操作量は、摩擦制動トルクにおけるブレーキ操作量の「あそび」の領域とすると、摩擦制動トルクが出力されない領域である。その領域で回生トルクのみを制動トルクとすることで、回生発電できる機会を増やし、ハイブリッド車両１のエネルギー効率を高めることができる。

また、ＥＣＵ１０は、ブレーキ操作量が所定のブレーキ操作量以下の領域で、回生トルクを上限回生トルクとする。
摩擦制動トルクが発生しない領域で最大限回生トルクを出すように設定することで、ハイブリッド車両１のエネルギー効率を高めることができる。

本実施例では、各種センサ情報に基づきＥＣＵ１０が各種の判定や算出を行なう例について説明したが、これに限らず、ハイブリッド車両１が外部サーバ等の車外装置と通信可能な通信部を備え、該通信部から送信された各種センサの検出情報に基づき車外装置によって各種の判定や算出が行なわれ、その判定結果や算出結果を通信部で受信して、その受信した判定結果や算出結果を用いて各種制御を行なってもよい。

本発明の実施例を開示したが、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。

１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ モータジェネレータ（電動機）
４ マニュアルトランスミッション（変速機）
６ 駆動輪
７ クラッチ
１０ ＥＣＵ（制御部）
１１ 車速センサ
４０ シフトレバー
４１ シフトポジションセンサ
４２ ニュートラルスイッチ
７１ クラッチペダル
７２ クラッチペダルセンサ
９０ アクセルペダル
９１ アクセル開度センサ
９２ ブレーキペダル
９３ ブレーキペダルセンサ

Claims (5)

1. シフトレバーの操作によりシフト位置を変更することで変速段を切替可能な変速機と、前記変速機を介して駆動輪を駆動させるエンジンと、前記変速機と前記駆動輪との間の動力伝達経路に設けられた電動機と、前記シフト位置がニュートラル位置である場合に前記電動機による回生発電を禁止する制御部と、を備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記制御部は、前記回生発電が禁止された状態であっても、ブレーキペダルが操作されている間は、前記回生発電を許可するハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記変速機は手動変速機であり、
   前記エンジンと前記手動変速機との間に介在され、クラッチペダルを操作することで係合状態と解放状態とが切り替えられるクラッチを備え、
   前記制御部は、前記シフト位置がニュートラル位置である場合に、または前記クラッチが解放状態である場合に、前記回生発電を禁止し、前記回生発電が禁止された状態であっても、ブレーキペダルが操作されている間は、前記回生発電を許可する請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記制御部は、前記電動機のみを駆動源として走行を行なうＥＶモードと、前記エンジンと前記電動機とを駆動源として走行を行なうＨＥＶモードと、を切り替え、前記ＥＶモードで走行中に前記ブレーキペダルが操作されている間に、前記シフト位置がニュートラル位置以外の場合には、前記ＨＥＶモードで走行中にアクセルペダルが解放されたときに発生する制動力とブレーキ操作量に応じた制動力とを加算した制動力が発生するように前記電動機のトルクを制御し、前記シフト位置がニュートラル位置の場合には、前記ブレーキ操作量に応じた制動力が発生するように前記電動機のトルクを制御する請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記制御部は、摩擦制動トルクと回生トルクとを加算したトルクを前記ハイブリッド車両の総制動トルクとし、前記ブレーキペダルの踏み込み量に基づいて前記総制動トルクを定め、前記ブレーキペダルの踏み込み量が所定の踏み込み量以下では、前記回生トルクのみを前記総制動トルクとする請求項１から請求項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. 前記制御部は、前記ブレーキペダルの踏み込み量が前記所定の踏み込み量以下の領域で前記回生トルクを上限回生トルクとする請求項４に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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