JP3542932B2 - ハイブリッド車両の減速回生／充電の許可判定方法および装置 - Google Patents

ハイブリッド車両の減速回生／充電の許可判定方法および装置 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと共に電気モータを動力機として有するハイブリッド車両の減速回生の許可判定方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保護や省エネルギーなどの観点から、自動車の動力発生機として、エンジンのシリンダ内に燃料を直接的に噴射するいわゆる筒内直噴エンジンが実用化され、さらには、この種のエンジンと走行用の電気モータとを組み合わせた動力システムを搭載するハイブリッド車が注目されている。
【０００３】
このハイブリッド車の一種に、エンジンの出力を補助する補助駆動源として電気モータを使用するパラレルハイブリッド車がある。このパラレルハイブリッド車は、例えば、特開平７−１２３５０９号公報に開示されているように、加速時においては電気モータによってエンジンの出力を補助し、減速時においては減速回生によってバッテリ等への充電を行う等、様々な制御を行い、バッテリの残容量を確保しつつ、ドライバーの要求を満足できるようになっている。
【０００４】
ここで、減速回生の際には、駆動輪の回転力により電気モータが逆に駆動されて発電機として機能する。エンジンの出力軸と電気モータの出力軸とが直結された構造を有するマニュアルミッション仕様のパラレルハイブリッド車の場合、減速回生時にクラッチが離れると、駆動輪が電気モータを駆動しなくなる結果、電気モータの全発電トルクがエンジンの負荷となる。通常、減速時には、スロットル開度が小さく、エンジン出力が低く抑えられた状態にあるので、このような状態下で減速回生が実施されると、電気モータの発電トルクがエンジン側に過剰な負荷として加わる結果、エンジン回転数が著しく低下したり、エンジンがストールする場合がある。
【０００５】
これに対して、減速回生時にクラッチが接続された状態にある場合、電気モータの発電トルクのほとんどが駆動輪側の回転トルクでまかなわれるので、電気モータの発電トルクがエンジン側に負荷として加わることが事実上なくなる。したがって減速回生時にエンジン回転数が著しく低下したり、エンジンがストールすることがない。
【０００６】
そこで、従来からマニュアルミッション仕様のハイブリッド車では、減速回生を実施する場合、クラッチとギアの各状態を検出して、エンジンの出力軸と駆動輪とが連結された状態にあるかどうかを判定し、クラッチが接続状態にあってギアイン状態にある場合、すなわち電気モータが駆動輪側に連結された状態にある場合に減速回生を許可するものとしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、マニュアルミッション仕様のハイブリッド車の場合、以下に説明するように、運転者が減速時に例えば半クラッチ操作を行うと、実際にはクラッチが離れているにもかかわらず、クラッチが接続されていると誤判定される場合がある。この結果、減速回生が許可されて、エンジン回転数が異常に低下したり、エンジンがストールする場合がある。
【０００８】
以下、図５および図６を参照して、このメカニズムを説明する。
一般にマニュアルミッション仕様車の場合、例えばエンジンをクランキングして始動させる際にクラッチがつながっていると、クランキングにより車両が誤発進することがある。そこで、このような不測の事態を防止するため、図５に示すように、クラッチペダル９が踏み込まれた場合にオン状態となるクラッチスイッチＳ５をクラッチペダル９の支持部材に取り付け、このクラッチスイッチＳ５がオン状態となっていることを条件にクランキングを許可している。
【０００９】
ここで、同図に示すように、実際にクラッチが離れているときのクラッチペダル９の踏み込み位置Ａに対して、クラッチスイッチＳ５がオン状態になるときのクラッチペダル９の踏み込み位置Ｂは、深い位置に設定されている。これにより、例えばクラッチが摩耗してクラッチ接点が移動したとしても、クラッチが確実に離れた状態が検出され、クランキングによる誤発進などの不測の事態が確実に防止される。
【００１０】
一方、前述の減速回生を行う場合、走行用の電気モータの出力軸に駆動輪側の回転トルクを与えるためにクラッチが接続状態となっている必要があり、クラッチの接続状態を検出する必要がある。このため、ハイブリッド車両において減速回生の許可判定を行う際に、上述のクラッチスイッチＳ5を利用してクラッチの接続状態を検出し、このクラッチスイッチＳ5がオフ状態の場合に減速回生を許可する旨の判定を行うものとなっている。
【００１１】
しかしながら、減速時に、クラッチペダル９が位置Ａと位置Ｂとの間に踏み込まれた場合（例えば半クラッチ状態とされた場合）、上述のように実際にはクラッチが離れているにもかかわらず、クラッチが接続されているとみなされるために、減速回生を許可する旨の判定が誤って行われる。この結果、減速運転状態（アイドリング状態）にあるエンジンに対して過大な回生負荷が加わり、エンジン回転数の異常な低下やエンジンストール等を招くこととなる。
【００１２】
同様の不都合が、クルージング時にも発生し得る。
つまり、エンジンが低回転で運転されているときに、クラッチペダル９が位置Ａと位置Ｂとの間に踏み込まれた場合、実際にはクラッチが離れているにもかかわらず、クラッチが接続されているとみなされ、充電を許可する旨の判定が誤って行われる。この結果、クルーズ運転状態（低出力状態）にあるエンジンに対して過大な充電負荷が加わり、エンジン回転数の異常な低下やエンジンストール等を招くこととなる。
【００１３】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、クラッチ操作により減速回生／充電の許可判定を誤ることのないハイブリッド車両の減速回生の許可判定方法および装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するため、以下の構成を有する。
すなわち、この発明にかかるハイブリッド車両の減速回生／充電の許可判定方法は、車両の推進力を出力するエンジンと、エンジンの出力を補助する電気モータと、該電気モータによるエンジン出力補助が不要な場合、該電気モータを発電機として作動させて発生する発電エネルギー及び車両減速時の回生作動による回生エネルギーを充電する蓄電装置を備えるハイブリッド車両の減速回生／充電の許可判定方法であって、（ａ）運転者によるクラッチ操作を検出してクラッチの接続状態を判定する第１の判定ステップ（例えば後述するステップＳ２に相当する要素）と、（ｂ）車速とエンジン回転数との対応関係に基づきクラッチの接続状態を判定する第２の判定ステップ（例えば後述するステップＳ４〜Ｓ５に相当する要素）と、（ｃ）前記第１の判定ステップにおいてクラッチが接続状態にあると判定され、且つ、前記第２の判定ステップにおいてクラッチが接続状態にあると判定された場合に前記電気モータによる減速回生／充電を許可する減速回生／充電許可ステップ（例えば後述するステップＳ６に相当する要素）と、を含むことを特徴としている。
【００１５】
この発明によれば、第１の判定ステップにおいて、例えばスイッチやセンサを用いて、例えば減速時やクルージング時の運転者によるクラッチ操作を検出し、この検出結果に基づいてクラッチの接続状態が判定される。例えば運転者によりクラッチが踏み込まれておらず、クラッチ操作が検出されない場合、クラッチが接続された状態であると判定する。また、例えば運転者によりクラッチが踏み込まれて、クラッチ操作が検出された場合、クラッチが接続された状態でない（すなわちクラッチが離れた状態である）と判定する。そして、第１の判定ステップにおいてクラッチが接続状態であると判定された場合には、第２の判定ステップにおいて、さらに車速とエンジン回転数との対応関係を調べて、クラッチの接続状態を判定する。
【００１６】
ここで、クラッチが確実に接続された状態にあり、例えばエンジンの出力軸と駆動輪とが連結された状態にある場合、車速とエンジン回転数とは、ギア比に応じた対応関係に従う。これに対して、クラッチが接続された状態になく、エンジンの出力軸と駆動輪とが連結された状態にない場合、車速とエンジン回転数とが対応しなくなる。つまり、車速とエンジン回転数が対応関係にあるか否かを調べることにより、クラッチが確実に接続された状態を判定することが可能となり、エンジンの出力軸と駆動輪とが確実に連結された状態を把握することができる。つまり、車速とエンジン回転数が対応関係にあるか否かを調べることにより、クラッチが確実には接続されて「いない」状態を判定することが可能となり、エンジンの出力軸と駆動輪とが確実に連結されて「いない」状態を把握することができる。
【００１７】
そして、上述の第１の判定ステップおよび第２の判定ステップの何れにおいても、クラッチが接続状態であると判定された場合、減速回生／充電許可ステップにおいて、減速回生／充電を許可する。
これに対して、第１または第２の判定ステップにおいてクラッチが接続状態にないと判定された場合には、減速回生／充電が許可されない。この場合、減速回生／充電を積極的に禁止してもよい。
【００１８】
したがって、この発明によれば、例えば半クラッチ状態のように、クラッチが確実な接続状態にない場合には減速回生／充電が許可されず、クラッチが確実な接続状態にある場合にのみ減速回生／充電が許可され、運転者のクラッチ操作により回生許可／充電の判定を誤ることがなくなる。
【００１９】
よって、クラッチが確実な接続状態にある場合にのみ減速回生／充電が許可され、またクラッチが確実な接続状態にない場合には減速回生／充電が許可されないので、何れの場合であっても、減速時やクルージング時のように出力が低い状態にあるエンジンに対して、減速回生／充電のための負荷が加えられることがなくなり、減速回生／充電に起因したエンジン回転数の異常な低下やエンジンストールが防止される。
【００２０】
なお、この発明は、クラッチが確実には接続されていない状態における判定動作に着目すれば、クラッチ操作を検出して、クラッチが接続状態にあると判定されたことを条件に、車速とエンジン回転数との対応関係に基づきクラッチが接続状態に「ない」ことを判定して減速回生／充電を「禁止」する旨の判定を行うものであるとも言える。つまり、例えばクラッチが半クラッチ状態や完全に離れた状態のように、クラッチが接続状態にない場合に減速回生／充電を禁止するものとして把握することもできる。
【００２１】
また、前記第２の判定ステップにおいて、車速とエンジン回転数とに基づいてクラッチの接続状態を判定する方法は、例えば、各ギアポジションについて車速とエンジン回転数との対応関係を予め算出しておき、この対応関係を参照して、実際に検出された車速とエンジン回転数とからギアポジションを逐次算出し、この算出されたギアポジションに経時的な変化がない場合にクラッチが接続された状態であると判定する方法により実現される。
【００２２】
つまり、クラッチが実際に接続状態にあるとすれば、エンジン回転数に応じて車速が変化する結果、逐次算出されるギアポジションは経時的に変化しないのに対し、クラッチが接続状態にない場合、エンジン回転数と車速が対応しなくなり、算出されるギアポジションが逐次変化する。つまり、逐次算出されるギアポジションの経時的な変化から、クラッチの接続状態を判定することが可能となる。そして、この判定結果に基づいて減速回生／充電を許可する旨の判定を行う。
【００２３】
この発明にかかるハイブリッド車両の減速回生／充電の許可判定装置は、車両の推進力を出力するエンジンと、エンジンの出力を補助する電気モータと、該電気モータによるエンジン出力補助が不要な場合、該電気モータを発電機として作動させて発生する発電エネルギー及び車両減速時の回生作動による回生エネルギーを充電する蓄電装置を備えるハイブリッド車両の減速回生／充電の許可判定装置であって、運転者によるクラッチ操作を検出してクラッチの接続状態を判定する第１の判定部（例えば後述するモータＥＣＵの機能の一部に相当する要素であって、例えば後述するステップＳ２を実行するための要素に相当する構成要素）と、車速とエンジン回転数との対応関係に基づきクラッチの接続状態を判定する第２の判定部（例えば後述するモータＥＣＵの機能の一部に相当する要素であって、例えば後述するステップＳ４〜Ｓ５を実行するための要素に相当する構成要素）と、前記第１の判定部においてクラッチが接続状態にあると判定され、且つ、前記第２の判定部においてクラッチが接続状態にあると判定された場合に前記電気モータによる減速回生／充電を許可する減速回生／充電許可部（例えば後述するモータＥＣＵの機能の一部に相当する要素であって、例えば後述するステップＳ６を実行するための要素に相当する構成要素）と、を備えたことを特徴としている。
【００２４】
前記第２の判定部は、例えば、各ギアポジションについて予め算出された車速とエンジン回転数との対応関係を参照して、実際に検出された車速とエンジン回転数とからギアポジションを算出し、この算出されたギアポジションに経時的な変化がない場合に減速回生／充電を許可する旨の判定を行う。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、減速回生の許可判定を行う場合を例としてこの発明の実施の形態を説明する。
図１に、この実施の形態にかかる減速回生の許可判定方法が適用されたパラレルハイブリッド車に搭載される動力システムの全体構成を示す。この動力システムは、車両を走行させるための動力機として、車両の推進力を出力するエンジンＥと、このエンジンＥの出力を補助する電気モータＭとを備え、これらエンジンＥと電気モータＭとの両方が発生する駆動力は、マニュアル仕様のトランスミッションＴを介して駆動輪たる前輪Ｗｆ，Ｗｆに伝達される。また、ハイブリッド車の減速時に前輪Ｗｆ，Ｗｆ側から電気モータＭ側に駆動力が伝達されると、電気モータＭは発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。
【００２６】
電気モータＭの駆動及び回生作動は、後述のモータＥＣＵ１からの制御指令を受けてパワードライブユニット２により行われる。このパワードライブユニット２には、電気モータＭと電気エネルギーの授受を行う高圧系のバッテリ３が接続されており、バッテリ３は、例えば複数のセルを直列に接続したモジュールを１単位として更に複数個のモジュールを直列に接続したものである。また、ハイブリッド車両には、各種補機類を駆動するための１２ボルト系の補助バッテリ４が搭載されており、この補助バッテリ４はバッテリ３にダウンバータ５を介して接続される。ＦＩＥＣＵ１１により制御されるダウンバータ５は、バッテリ３の電圧を降圧して補助バッテリ４を充電する。
【００２７】
モータＥＣＵ１は、後述のＦＩＥＣＵ１１の管理の下に電気モータＭの駆動状態を制御するためのもので、バッテリ３から供給される電流および電圧をそれぞれ検出する電流センサーＳ８および電圧センサーＳ９からの各信号と、パワードライブユニット２から電気モータＭに供給される３相電流を検出する電流センサーＳ１０からの信号とを入力し、パワードライブユニット２を駆動制御する。
【００２８】
ＦＩＥＣＵ１１は、前記モータＥＣＵ１及び前記ダウンバータ５に加えて、エンジンＥへの燃料供給量を制御する燃料供給量制御手段６の作動と、スタータモータ７の作動の他、点火時期等の制御を行う。そのために、ＦＩＥＣＵ１１には、トランスミッションＴの駆動軸から車速を検出するための車速センサＳ１からの信号と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサＳ２からの信号と、トランスミッションＴのニュートラルポジションを検出するニュートラルスイッチＳ３からの信号と、ブレーキペダル８の操作を検出するブレーキスイッチＳ４からの信号と、クラッチペダル９の操作を検出するクラッチスイッチＳ５からの信号と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサＳ６からの信号と、吸気管負圧を検出する吸気管負圧センサＳ７からの信号とが入力される。
【００２９】
ここで、この実施の形態にかかる減速回生の許可判定装置は、モータＥＣＵ１の機能の一部として実現されている。すなわち、モータＥＣＵ１は、上述の電気モータＭの駆動制御に加えて、クラッチ操作に応じて動作するクラッチスイッチＳ５からの信号に基づきクラッチ操作を検出して、減速時にクラッチが接続状態にあるか否かを判定する第１の判定部（図示なし）と、この第１の判定部によりクラッチが接続状態にあると判定されたことを条件に、車速とエンジン回転数との対応関係に基づきクラッチの接続状態を判定して減速回生を許可する旨の判定を行う第２の判定部（図示なし）として機能する。
【００３０】
次に、図２に示すフローに沿って、この実施の形態にかかる減速回生の許可判定装置を実現するモータＥＣＵ１による減速回生の許可判定処理を説明する。
図２に示すフローが実行される前提条件として、車両の走行モードが減速モードであることを要し、予め走行モードの判定が行われる。概略として加速モード、クルーズモード、アイドルモードを備え（図示省略）、加速モードでは電気モータによるエンジンの出力補助（アシスト）が行われ、減速モードでは回生作動、クルーズ及びアイドルモードではモータによる発電が行われる。そして、走行モードが減速モードである場合、所定の時間周期（例えばミリセカンドのオーダーの時間周期）で、図２に示すステップＳ１〜Ｓ７の一連のフローが繰り返し実行され、時々刻々変化する運転状況に応じて減速回生の許可判定が行われる。
【００３１】
以下、或る判定周期における処理動作を説明する。
ステップＳ１：走行モードが減速モードにある場合、モータＥＣＵ１において、この許可判定装置が搭載された車両がマニュアルミッション（ＭＴ）仕様の車両（マニュアル車）であるか否かが判定される。すなわち、この実施の形態にかかる減速回生の許可判定装置は、運転者によるクラッチ操作を伴うマニュアルミッション仕様の車両における減速回生の許可判定を対象としているので、クラッチ操作を要しないオートマチック（ＡＴ）仕様車やＣＶＴ仕様車は、減速回生の許可判定処理の対象外とされる。
【００３２】
ステップＳ２：ここで、マニュアル車であると判定された場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、モータＥＣＵ１において、運転者によるクラッチ操作に応じてスイッチ動作するクラッチスイッチＳ5の動作状態（オン状態／オフ状態）が判定される。このクラッチスイッチＳ5は、前述の図５に示すように、実際にクラッチが離れるときのクラッチペダル９の踏み込み位置Ａに対して、クラッチスイッチＳ5がオン状態となるときのクラッチペダル９の踏み込み位置Ｂが深い位置に設定されている。このように踏み込み位置に差分を設けることにより、確実にクラッチが離れた状態でクラッチスイッチＳ5がオン状態となり、したがってクラッチが確実に離れた状態を検出することが可能となる。
【００３３】
ステップＳ３：ここで、クラッチスイッチＳ５がオフ状態を示す場合（ステップＳ３：ＯＦＦ）、モータＥＣＵ１において、ニュートラルスイッチＳ３の動作状態（オン状態／オフ状態）が判定される。この実施の形態では、ニュートラルスイッチＳ３は、ギアポジションがニュートラルポジションにあるときにオン状態となり、ギアポジションがニュートラルポジション以外のポジション（インギア状態）にあるときにオフ状態となるように設定される。
【００３４】
なお、この実施の形態では、上述のステップＳ２においてクラッチスイッチＳ５がオフ状態（クラッチ接続）にあると判定され、かつ、ステップＳ３においてニュートラルスイッチＳ３がオフ状態（インギア）にあると判定された場合、これらスイッチの論理に基づいてエンジンの出力軸と駆動輪側とが連結された状態を表す「ギア接続状態」にあると表現する。
【００３５】
ステップＳ４：ここで、ニュートラルスイッチＳ３がオフ状態を示す場合（ステップＳ３：ＯＦＦ）、即ち、ギア接続状態にある場合、モータＥＣＵ１において、車速センサＳ１により検出された車速Ｖと、エンジン回転数センサＳ２により検出されたエンジン回転数Ｎｅとに基づいて、ギアポジションの算出処理が実行され、これら車速Ｖとエンジン回転数Ｎｅとからギアポジションが算出（推定）される。算出されたギアポジションの値は、次回の判定周期まで保存される。
【００３６】
以下、ギアポジションの算出処理を説明する。
まず、図３を参照して、このギアポジションの算出処理の原理を説明する。
図３は、各ギアポジションでの車速Ｖとエンジン回転数Ｎｅとの対応関係を示す。マニュアルミッション仕様車では、ギアがイン状態（ギアポジションがニュートラル以外である場合）にあり、且つクラッチが確実に接続状態にある場合、エンジンの出力軸と駆動輪が連結された状態となる。このとき、車速Ｖとエンジンの回転数Ｎｅとの対応関係は、ギアポジションにより選択されるギア比に応じた比例関係となり、図３に実線で示される各特性線により表される。
【００３７】
このように、エンジンの出力軸と駆動輪が連結された状態にある場合、エンジンの回転数Ｎｅと車速Ｖは、図３に示す各ギアポジションについての特性線（実線）上の何れかの座標点で表されるので、このような対応関係をあらかじめ把握しておけば、実際の車速とエンジン回転数とで特定される座標点が、図３に示す何れの特性線上に位置するかを算出することにより、逆にギアポジションを算出（推定）することができる。
【００３８】
ここで、この実施の形態では、図３に示すように、ギアポジションが「１速」の特性線と「２速」の特性線との間に、これらのギアポジションの境界を表す境界線Ｌ１を設定し、同様にギアポジションが２速〜５速の各特性線の境界に境界線Ｌ２〜Ｌ４を設定する。また、後述するように、「５速」からの変化を判定する必要上、実際のギアポジションとしては存在しない仮想的な「６速」（仮想６速）を設定し、「５速」の特性線と「仮想６速」の特性線との間に境界線Ｌ５を設定する。そして、各ギアポジションの境界を表す境界線Ｌ１〜Ｌ５により６つの領域に分割し、実際に検出された車速とエンジン回転数とで特定される座標点が属する領域を割り出すことにより、ギアポジションを算出する。
【００３９】
ステップＳ５：続いて、ステップＳ４で算出されたギアポジションに経時的な変化があるか否かが判定される。具体的には、前回の判定周期で算出されたギアポジションと、今回の判定周期で算出されたギアポジションとを比較し、ギアポジションに経時的な変化があるか否かが判定される。
【００４０】
ここで、この発明は、減速時にクラッチが接続状態から離れた状態に移行する際、車速に対してエンジン回転数が大きく低下する点に着目してギアポジションの変化を把握する。つまり、減速時には、スロットルが絞られた状態にあるので、クラッチが接続された状態から離れた状態に移行すると、駆動輪側の回転トルクがエンジン側に伝達されなくなり、エンジンがアイドリング状態となる。このため、車速Ｖに対してエンジン回転数Ｎｅが急激に下降する。
【００４１】
図３に示す例では、車速Ｖとエンジン回転数Ｎｅで特定される座標点が、例えば「２速」のギアポジションを表す領域に属する点Ｐ２から、例えば「３速」のギアポジションを表す領域に属する点Ｐ３に移動しており、実際にはギアシフトが行われていないにもかかわらず、算出（推定）されるギアポジションが「２速」から「３速」に変化している。このように、算出されたギアポジションの経時的な変化からクラッチが確実に接続されていない状態（例えば半クラッチ状態）が把握される。
【００４２】
なお、減速時にクラッチが接続された状態から離れた状態に移行する場合、エンジン回転数は低下する方向に変化し、このときに算出されるギアポジションは、シフトアップする方向に変化する。このため、「５速」からのギアポジションの変化を表現する必要上、実際のギアポジションとして存在しない上述の「仮想６速」を設定している。これにより、前回の判定周期において算出されたギアポジションが「５速」の場合、今回の判定周期で算出されたギアポジションが「仮想６速」であれば、ギアポジションが変化したと判定される。
【００４３】
ステップＳ６：続いて、ステップＳ４で算出されたギアポジションに経時的な変化がない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、車速Ｖとエンジン回転数Ｎｅが、図３に示す特性線で示される対応関係を満足していると考え、クラッチが接続された状態（エンジンＥの出力軸と駆動輪が連結された状態）にあると考える。そこで、この場合、すなわち、上述のステップＳ２においてクラッチが接続状態にあると判定され、且つ、ステップＳ５においてクラッチが接続状態にあると判定された場合、電気モータＭが駆動輪側の回転トルクにより駆動される得る状態にあるので、減速回生を許可する。これにより、電気モータＭが運動エネルギーを電力に回生して高圧系のバッテリ３を充電する。
【００４４】
ステップＳ７：これに対して、ステップＳ４で算出されたギアポジションに変化がある場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、車速Ｖとエンジン回転ステップＮｅが、図３に示す特性線で示される対応関係を満足しておらず、クラッチが接続された状態（エンジンＥの出力軸と駆動輪が連結された状態）にないと考える。そこで、この場合、電気モータＭが駆動輪側の回転トルクにより駆動される状態にはないので、減速回生が禁止される。
【００４５】
なお、上述のステップＳ１において車両がマニュアル車でないと判定された場合には（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ６が実行されて減速回生が許可され、上述のステップＳ２〜Ｓ５は実行されない。また、上述のステップＳ２においてクラッチスイッチ９がオン状態にあると判定された場合（ステップＳ２：ＯＮ）、ステップＳ７が実行されて減速回生が禁止され、上述のステップＳ３〜Ｓ６は実行されない。さらに、上述のステップＳ３においてニュートラルスイッチＳ３がオン状態にあると判定された場合には（ステップＳ３：ＯＮ）、同様にステップＳ７が実行されて減速回生が禁止され、上述のステップＳ４〜Ｓ６は実行されない。
【００４６】
次に、図４を参照して、上述したステップＳ１〜Ｓ７の一連のフローが所定の時間周期で繰り返し実行されて、時々刻々と変化する運転状況に応じて減速回生の許可判定が行われる様子を説明する。
運転者が、ギアポジションを例えば「３速」に設定し、クラッチペダルとアクセルペダルを踏み込んでいない状態で車速Ｖを徐々に低下させているとする。このとき、クラッチスイッチＳ５がオフ状態にあり、ニュートラルスイッチＳ３がオフ状態にあるので、上述のステップＳ２およびＳ３により「ギア接続状態」にあると判定され、ステップＳ４によりギアポジションが算出され、ステップＳ５によりギアポジションが変化したかどうかが判定される。
【００４７】
いま、ギアポジションが「３速」に設定されてクラッチが完全に接続された状態にあるので、車速とエンジン回転数は、図３に示す対応関係に従う。したがってギアポジションに変化がないと判定され、ステップＳ６により減速回生が許可される。このように減速回生を「許可」する内容の判定処理が、クラッチが離れる時刻ｔＡまで繰り返し実行される。
【００４８】
次に、運転者がクラッチペダルを踏んで、時刻ｔＡにおいてクラッチペダルの踏み込み位置が、前述の図５に示すＡ点に達すると、クラッチが実際に離れ始め、駆動輪の回転トルクがエンジン側に伝達されなくなる。この結果、エンジンの回転数がアイドリング回転数に向けて低下を始める。このような状態で、上述のフローが繰り返し実行される過程で、ステップＳ４により算出されるギアポジションが、ステップＳ５により変化したと判定され、ステップＳ７により減速回生が禁止される。このように、時刻ｔＡからクラッチスイッチがオン状態となる時刻ｔＢまでの期間では、車速とエンジン回転数との対応関係に基づいて、減速回生を「禁止」する内容の判定処理が繰り返し実行される。
【００４９】
そして、運転者が、時刻ｔＢにおいて図５に示すＢ点までクラッチペダルを踏み込むと、クラッチスイッチＳ５がＯＮ状態となる。この結果、ステップＳ２〜Ｓ３により「ギア接続状態」にはないと判定され、ステップＳ７により減速回生が禁止される。このように、クラッチスイッチがオン状態となる時刻ｔＢ以後の期間では、クラッチスイッチＳ５の論理に基づいて、減速回生を「禁止」する内容の判定処理が繰り返し実行される。
以上の動作をまとめると、実際にクラッチが接続状態にある場合に減速回生が許可され、半クラッチ状態を含めてクラッチが離れた状態にある場合、一切の減速回生が強制的に禁止される。
【００５０】
上述したこの実施の形態によれば、駆動輪側の回転トルクが電気モータに十分伝達される状態にある場合に減速回生が許可されることとなるので、減速回生の許可判定が的確に行われ、したがって減速運転状態にあるエンジンに対して回生による負荷が直接的に加わることがなくなり、減速回生に起因したエンジン回転数の異常な低下やエンジンストールがなくなる。
また、車速とエンジン回転数との関係との基づき、クラッチが確実な接続状態にない場合に減速回生が禁止されるので、回生に起因した負荷が一切発生せず、この負荷に起因したエンジン回転数の異常な低下やエンジンストールが確実に回避される。
【００５１】
なお、この実施の形態では、減速回生の許可判定を行う場合について説明したが、例えばクルージング時の充電の許可判定に本発明を適用することもできる。つまり、クルージング時に、前述の図２に示すフローを繰り返し実行するものとし、ステップＳ６で充電を許可する旨の判定を行い、ステップＳ７で充電を禁止する旨の判定を行うものとすればよい。これにより、クルージング時にクラッチが離れた状態で充電が許可されることがなくなり、充電によるエンジン回転数の低下を回避することができる。
【００５２】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば上述の実施の形態では、図２において、ステップＳ２によりクラッチスイッチＳ５の状態を判定することに加え、ステップＳ３によりニュートラルスイッチＳ３の状態を判定した後に、ステップＳ４によりギアポジションを算出するものとしたが、必要に応じてステップＳ３を省略してもよい。この場合、図２に示す一連のフローを実行するための前提条件としてステップＳ３に相当する処理を実行するものとしてもよい。同様に、マニュアル車か否かを判定するためのステップＳ１についても、図２に示す一連のフローを実行するための前提条件としてもよい。
【００５３】
また、上述の実施の形態では、車速とエンジン回転数とからギアポジションを算出するものとしたが、車速とエンジン回転数とで特定される座標点が、図３に示す座標空間上の何れの領域に属するかが把握できればよく、これらの対応関係を必ずしもギアポジションとして把握する必然はない。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、以下の効果を得ることができる。
すなわち、減速時のクラッチ操作を検出してクラッチが接続状態にあるか否かを判定し、クラッチが接続状態にあると判定されたことを条件に、車速とエンジン回転数との対応関係に基づきクラッチの接続状態を判定して減速回生／充電を許可するようにしたので、クラッチ操作によって回生許可／充電の許可判定を誤ることがなくなる。
【００５５】
また、各ギアポジションについて予め算出された車速とエンジン回転数との対応関係を参照して、実際の車速とエンジン回転数とからギアポジションを算出し、この算出されたギアポジションに経時的な変化がない場合に減速回生／充電を許可するようにしたので、車速とエンジン回転数との対応関係に基づきクラッチの接続状態を判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかる減速回生の許可判定方法／装置が適用されたハイブリッド車の動力システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態にかかる減速回生の許可判定装置の動作のフローを示す図である。
【図３】この発明の実施の形態にかかるギアポジションの算出処理の原理を説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態にかかる減速回生の許可判定装置の動作を説明するための波形図である。
【図５】クラッチスイッチの動作とクラッチ操作との関係を説明するための図である。
【図６】従来技術を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１：モータＥＣＵ
２：パワードライブユニット
３：バッテリ（高圧系）
４：補助バッテリ（１２ボルト系）
５：ダウンバータ
６：燃料供給量制御手段
７：スタータモータ
８：ブレーキペダル
９：クラッチペダル
１１：ＦＩＥＣＵ
３１：バッテリＥＣＵ
Ｅ：エンジン
Ｍ：電気モータ
Ｓ１：車速センサ
Ｓ２：エンジン回転数センサ
Ｓ３：ニュートラルスイッチ
Ｓ４：ブレーキスイッチ
Ｓ５：クラッチスイッチ
Ｓ６：スロットル開度センサ
Ｓ７：吸気管負圧センサ
Ｓ８：電流センサ
Ｓ９：電圧センサ
Ｓ１〜Ｓ７：ステップ（減速回生／充電の許可判定処理）
Ｔ：トランスミッション

Claims (4)

  1. 車両の推進力を出力するエンジンと、エンジンの出力を補助する電気モータと、該電気モータによるエンジン出力補助が不要な場合、該電気モータを発電機として作動させて発生する発電エネルギー及び車両減速時の回生作動による回生エネルギーを充電する蓄電装置を備えるハイブリッド車両の減速回生／充電の許可判定方法であって、
    （ａ）運転者によるクラッチ操作を検出してクラッチの接続状態を判定する第１の判定ステップと、
    （ｂ）車速とエンジン回転数との対応関係に基づきクラッチの接続状態を判定する第２の判定ステップと、
    （ｃ）前記第１の判定ステップにおいてクラッチが接続状態にあると判定され、且つ、前記第２の判定ステップにおいてクラッチが接続状態にあると判定された場合に前記電気モータによる減速回生／充電を許可する減速回生／充電許可ステップとを含み、
    前記第２の判定ステップでは、各ギアポジションについて予め算出された車速とエンジン回転数との対応関係を参照して、実際に検出された車速とエンジン回転数とからギアポジションを算出し、この算出されたギアポジションに経時的な変化がない場合にクラッチが接続状態であると判定することを特徴とするハイブリッド車両の減速回生／充電の許可判定方法。
  2. 車両の推進力を出力するエンジンと、エンジンの出力を補助する電気モータと、該電気モータによるエンジン出力補助が不要な場合、該電気モータを発電機として作動させて発生する発電エネルギー及び車両減速時の回生作動による回生エネルギーを充電する蓄電装置を備えるハイブリッド車両の減速回生／充電の許可判定装置であって、
    運転者によるクラッチ操作を検出してクラッチの接続状態を判定する第１の判定部と、
    車速とエンジン回転数との対応関係に基づきクラッチの接続状態を判定する第２の判定部と、
    前記第１の判定部においてクラッチが接続状態にあると判定され、且つ、前記第２の判定部においてクラッチが接続状態にあると判定された場合に前記電気モータによる減速回生／充電を許可する減速回生／充電許可部とを備え、
    前記第２の判定部は、各ギアポジションについて予め算出された車速とエンジン回転数との対応関係を参照して、実際に検出された車速とエンジン回転数とからギアポジションを算出し、この算出されたギアポジションに経時的な変化がない場合にクラッチが接続状態であると判定することを特徴とするハイブリッド車両の減速回生／充電の許可判定装置。
  3. 車両の推進力を出力するエンジンと、エンジンの出力を補助する電気モータと、該電気モータによるエンジン出力補助が不要な場合、該電気モータを発電機として作動させて発生する発電エネルギー及び車両減速時の回生作動による回生エネルギーを充電する蓄電装置を備えるハイブリッド車両の減速回生／充電の許可判定方法であって、
    （ａ）運転者によるクラッチ操作を検出してクラッチの接続状態を判定する第１の判定ステップと、
    （ｂ）車速とエンジン回転数との対応関係に基づきクラッチの接続状態を判定する第２の判定ステップと、
    （ｃ）前記第１の判定ステップにおいてクラッチが接続状態にあると判定され、且つ、前記第２の判定ステップにおいてクラッチが接続状態にあると判定された場合に前記電気モータによる減速回生／充電を許可する減速回生／充電許可ステップとを含み、
    前記第２の判定ステップでは、各ギアポジションでの車速とエンジン回転数との対応関係を示す座標空間を各ギヤポジションの境界を表す境界線により分割し、実際に検出された車速とエンジン回転数とで特定される座標点の属する領域に経時的な変化がない場合にクラッチが接続状態であると判定することを特徴とするハイブリッド車両の減速回生／充 電の許可判定方法。
  4. 車両の推進力を出力するエンジンと、エンジンの出力を補助する電気モータと、該電気モータによるエンジン出力補助が不要な場合、該電気モータを発電機として作動させて発生する発電エネルギー及び車両減速時の回生作動による回生エネルギーを充電する蓄電装置を備えるハイブリッド車両の減速回生／充電の許可判定装置であって、
    運転者によるクラッチ操作を検出してクラッチの接続状態を判定する第１の判定部と、
    車速とエンジン回転数との対応関係に基づきクラッチの接続状態を判定する第２の判定部と、
    前記第１の判定部においてクラッチが接続状態にあると判定され、且つ、前記第２の判定部においてクラッチが接続状態にあると判定された場合に前記電気モータによる減速回生／充電を許可する減速回生／充電許可部とを備え、
    前記第２の判定部は、各ギアポジションでの車速とエンジン回転数との対応関係を示す座標空間を各ギヤポジションの境界を表す境界線により分割し、実際に検出された車速とエンジン回転数とで特定される座標点の属する領域に経時的な変化がない場合にクラッチが接続状態であると判定することを特徴とするハイブリッド車両の減速回生／充電の許可判定装置
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