JP3649201B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、車両の駆動系にエンジン及びモータを駆動源として接続したハイブリッド車両の制御装置、特に、エンジン出力にモータ出力を加えた状態で発進可能なハイブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境にやさしい車両としてハイブリッド車（ＨＥＶ）が開発されている。このハイブリッド車は車両の駆動源としてのエンジンやモータジェネレータの配置パターンや、運転情報に応じた各駆動源の出力配分に対する自由度が大きいため、多種のものが提案されている。
この内、エンジンと駆動輪の間に変速機を配し、しかも、変速機よりも駆動輪側の車両駆動系にエンジン出力を補助するモータジェネレータを接続したハイブリッド車が知られている。この種ハイブリッド車両はエンジンとモータジェネレータの両駆動系を運転状態に応じて選択駆動し、或いは共に駆動させて走行することができ、減速時には発電機を兼ねたモータジェネレータがバッテリーを充電できる。
【０００３】
なお、このように駆動輪にモータジェネレータを接近して配備したタイプのハイブリッド車両の一例が特開平１１−６９５０９号公報に開示される。
ところで、このようなハイブリッド車両が加速性を優先して発進する場合、エンジン及びモータジェネレータを協働させて発進するが、この発進時において、変速機の変速段は最低変速段（１速）とされるのが一般的である。
ここでは、ハイブリッド車両が加速優先で発進する場合の挙動を図５（ａ），（ｂ）に示す実験データに沿って説明し、本発明を構築するに到った経緯を説明する。
【０００４】
ここでハイブリッド車両のエンジン変速段を１速とした上でモータジェネレータの出力値を３段階に切換えて行った発進シミュレーションでのデータを図５（ａ）に、エンジン変速段を３速とした上でモータジェネレータの出力値を３段階（破線ａは７０ｋＷ、破線ｂは５０ｋＷ、実線ｃは３０ｋＷ）に切換えて行った発進シミュレーションでのデータを図５（ｂ）に示した。
【０００５】
図５（ａ）において、変速段を１速とした車両は時点ｔ０で発進し、これによりエンジン回転数Ｎｅが右上がりに急上昇する。この場合エンジンの過回転を抑えるべく時点ｔ１で２速変速が、時点ｔ２で３速変速が成され、各変速時には一旦エンジン回転数Ｎｅが下がり、再度右上がりに急上昇している。このような変速比を段階的に下げ、即ち、変速段を段階的に上げ、エンジン回転数の上昇を繰り返すことで車速Ｖｃは順次上昇している。
【０００６】
この発進時にエンジントルクＴｅは、各変速段でのエンジン回転数の上昇毎に上昇してほぼ一定の値を維持することを繰り返す。これと同時に駆動するモータジェネレータはそのときのバッテリの充電状態（給電能力）、即ち出力値（ｋＷ）に応じたモータトルクＴＭ／Ｇ（ここでは大小３つの値相当の特性を示した）しか出力できないが、何れの場合でもモータ回転数ＮＭ／Ｇは経時的に増加する。
ここで車両の発進時の加速度ＧはモータトルクＴＭ／Ｇと変速毎に減増変化を繰り返すエンジントルクＴｅとの加算値に対応してほぼ変化する。
【０００７】
ここで明らかなように、車両に要求される発進直後の目標加速度の値Ｇｏ（レベル）にもよるが、発進直後の最大加速度Ｇｍ（ピーク値）は、バッテリの充電状態が比較的大きな場合の出力である５０ｋＷ（破線ｂで示す）や７０ｋＷ（破線ａで示す）の場合、目標加速度Ｇｏを大きく上回り、比較的小さな場合の出力である３０ｋＷ（実線ｃで示す）でも目標加速度Ｇｏを上回っている。
次に、図５（ｂ）に示す３速発進シミュレーションにおいて、変速段を３速とした車両が時点ｔ０で３速発進すると、この場合、駆動輪からの負荷が比較的大きいため、エンジン回転数Ｎｅの増加は比較的緩やかで、車速Ｖｃも順次上昇している。
【０００８】
ここでのエンジントルクＴｅは、発進直後に上昇した後でほぼ一定の値を維持する。この３速発進時には、発進初期におけるエンジン回転数Ｎｅの上昇量が１速発進時より小さく、１速発進時のように大きく変化しないし、エンジントルクＴｅも１速発進時より僅かに小さい値に上昇してから経時的に微増しており、１速発進時のように大きく変動することはない。
更に、同時に駆動するモータジェネレータは１速の場合と同様にバッテリの充電状態（給電能力）、即ち出力値（ｋＷ）に応じたモータトルクＴＭ／Ｇ（ここでは大小３つの値相当の特性を示す）を発生し、モータ回転数ＮＭ／Ｇは経時的に微増する。
【０００９】
ここで、車両の発進時の加速度Ｇは、低回転で高トルクが得られ回転数の上昇に応じてトルクが低下するモータトルクＴＭ／Ｇと、低回転でトルクは低いが回転数の上昇に応じてトルクが上昇するエンジントルクＴｅとの加算値に応じてほぼ増減変動する。
ここで明らかなように、車両に要求される発進直後の目標加速度の値Ｇａ（レベル）にもよるが、発進直後の最大加速度Ｇｍは、バッテリの充電状態が比較的大きな出力である５０ｋＷ（破線ｂで示す）や７０ｋＷ（破線ａで示す）の場合、目標加速度Ｇｏを上回り、バッテリの充電状態が比較的小さな出力である３０ｋＷ（実線ｃで示す）の場合のみ、目標加速度Ｇｏを下回っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上、エンジン及びモータジェネレータを協働させて発進する発進シミュレーションで得られたデータである図５（ａ）、（ｂ）を比較することにより次のことが言える。
即ち、１速発進では発進初期に変速段を切換える毎にエンジン回転数を過度に急上昇させるので、最大加速度Ｇｍが目標加速度Ｇｏを確実に上回り、発進フィーリングを十分に確保できているが、３速段発進であってもエンジン回転数を過度に急上昇させることなく、バッテリの充電状態が比較的大きく出力が大きい場合（５０ｋＷや７０ｋＷ）であれば、最大加速度Ｇｍが目標加速度Ｇｏを上回ることができ、発進フィーリングを確保することができている。
【００１１】
このため、バッテリの充電状態（給電能力）が比較的大きい場合であれば、変速段を１速から順次切換えることなく、十分な発進加速性能を確保することができる。即ち、バッテリの充電状態が比較的高レベルにあれば、モータ側の駆動トルクを十分に引き出せ、このモータ側の駆動トルクをエンジン側の駆動トルクにおきかえることができ、エンジンの過回転防止、燃費悪化の防止に役立てることができる。
【００１２】
ところで、従来のハイブリッド車両は通常の車両と同様に発進時の発進段を１速として発進加速性能を確保することが一般的になっている。このため、エンジン燃費が悪くなる低速段を多用する上に、エンジン回転数が変速段の切換え毎に急変し易く、加速度が大きく変動し、変速ショックが発生している。
このような燃費悪化やフィーリング悪化の防止を図る上で、上述の発進シミュレーションで判明したように、バッテリの充電状態が比較的高レベルにあれば、モータ側の駆動トルクを十分に引き出してエンジン側の駆動トルクにおきかえるよう制御する、即ち、エンジン駆動系の変速機の発進段を最初から比較的高速側に保持して発進を継続させることが有効であると考えられる。
【００１３】
本発明の目的は、バッテリの充電状態が比較的高レベルにある場合に発進変速段を高変速比に切換えることで、運転フィーリング良く発進できる上に、発進時のエンジンの過回転を抑え、燃費悪化を防止できるハイブリッド車両の変速比制御装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明は、内燃機関と、同内燃機関の出力を変速して駆動輪に伝達する自動変速機と、上記自動変速機よりも上記駆動輪側の車両駆動系に接続された電動機と、上記電動機が発生可能な出力に相関するパラメータ値を検出する電動機出力能力検出手段と、上記電動機出力能力検出手段から検出されるパラメータ値が所定値よりも出力大側である場合は出力小側の場合より上記自動変速機の発進変速比を高速側とする制御手段と、を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
このように、電動機が発生可能な出力が所定値より大の場合に自動変速機の発進変速比を出力小側の値よりも高速側とするので、電動機からの出力が十分に得られる場合は自動変速機の発進変速比が高速側となることに伴って内燃機関を低回転で運転でき燃費を向上できるし車両発進後の変速比変化も少なくなり発進加速フィーリングも向上する。逆に電動機が発生可能な出力が大きくない場合は自動変速機の発進変速比は相対的に低速側となるので内燃機関が比較的高回転で運転されて内燃機関の発生出力が高くなるので十分な発進性能を確保できる。即ち、電動機の出力が大なほど高い変速段（減速比小）、出力小なほど低い変速段（減速比大）とするので、発進加速フィーリングの向上と十分な発進性能の確保とを両立できる。また、電動機が発生可能な出力に相関するパラメータ値に応じて発進変速段を制御するので、発進操作前に適切な変速段とすることができる。 好ましくは、電動機出力能力検出手段は電動機が発生可能な出力に相関するパラメータ値をモータ温度やバッテリ温度としてもよく、この場合も請求項１と同様の作用効果が得られる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、上記電動機出力能力検出手段は、上記電動機に電力を供給する給電手段による上記電動機への給電能力に相関するパラメータ値を検出する給電能力検出手段を有し、上記制御手段は上記給電能力検出手段から検出されるパラメータ値が所定値よりも給電能力大側である場合に給電能力小側の場合より上記自動変速機の発進変速比を高速側とすることを特徴とする。
このように、給電手段の給電能力が所定値より大の場合に自動変速機の発進変速比を高速側とするので、電動機からの出力が十分に得られる場合を的確且つ簡便に判定して自動変速機の発進変速比を適切に制御できる。この場合、給電能力検出手段が検出するパラメータ値としてはバッテリの充電状況に関連するパラメータが好ましく、より具体的にはＳＯＣ（ステートオブチャージ）を使用するのが好ましい。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、上記自動変速機は有段式であることを特徴とする。
このように、電動機が発生可能な出力が所定値より大の場合は、発進加速中の変速回数が減少することになるので、有段式自動変速機を用いた場合であっても、変速ショックが発生する回数を減少させることができる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、制御手段は、上記電動機出力能力検出手段から検出されるパラメータ値が上記所定値より出力大側の第２所定値よりも出力大側である場合は、上記発進変速比をより高速側とすることを特徴とする。
このように、発進段をきめ細かく制御することが可能となり、燃費及び発進加速フィーリングをより向上できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置を示した。
図１に示したハイブリッド車１は、内燃機関であるガソリンエンジン（以後単にエンジンと記す）と電動機であるモータジェネレータ３の２つの駆動源を有し、これら駆動源の各駆動トルクが選択的に或いは相互に加わり駆動系の終端部の駆動輪１４に伝達され、発進し、走行できる。
【００１９】
このハイブリッド車両の駆動系は車体に横置状態に搭載されたエンジン２のクランク軸５に、クラッチ９、自動変速機１１、終減速機１２、ドライブシャフト１３、駆動輪１４をこの順に接続し、しかも、終減速機の入力軸にはモータジェネレータ３を接続して形成される。
エンジン２はエンジン制御装置（以後、単にエンジンＥＣＵ７と記す）により制御され、クラッチ９、自動変速機１１及びモータジェネレータ３は変速制御装置（以後単に駆動系ＥＣＵ８と記す）に制御され、エンジンＥＣＵ７と駆動系ＥＣＵ８は通信回線１０によって相互通信可能に連結される。
【００２０】
エンジン２は燃料供給系と点火系を備える。これらの制御機能部を成すエンジンＥＣＵ７は、クランク角情報に基きエンジン回転数Ｎｅを出力するクランク角センサ１５と、燃焼室に供給される吸入空気量Ｑａを検出するエアフローセンサ１６とを接続する。
燃料供給系はエンジンＥＣＵ７内の燃料制御部ｎ１が運転状態に応じて算出した燃料噴射量Ｑｆ相当の燃料噴射出力Ｄ（Ｑｆ）を燃料噴射ドライバｄ１を介してインジェクタＩに出力し、燃焼室に燃料供給を行っている。点火系はエンジンＥＣＵ７内の点火制御部ｎ２が運転状態に応じて算出した点火時期θｆに点火出力Ｓｐを点火回路（イグナイタ）ｄ２を介し点火栓Ｐに出力し、図示しない燃焼室の混合気の着火制御を行っている。図１中には１気筒分（第３気筒）の電気回路のみ図示し、他気筒の回路は略した。
【００２１】
なお、エンジン２はその図示しない吸気系にスロットルバルブを備え、スロットルバルブはエンジンＥＣＵ７のスロットル制御部ｎ３に駆動されるステップモータにより開度θｔｈを制御される。スロットル制御部ｎ３は図示しないスロットルバルブをアクセルペダル踏込量θａに対応した開度θｔｈに保持できると共に、変速制御時には駆動系ＥＣＵ８の指令に応じてアクセルペダル踏込量θａとは無関係な開度θｔｈに制御できる。特に、駆動系ＥＣＵ８からクラッチ断信号Ｃｃが出力されている間はアクセルペダル踏込量θａに無関係に燃料噴射量を低減し、クラッチ断時のエンジン吹き上りを防止するよう作動できる。
【００２２】
クラッチ９はクラッチ断接用の油圧式のクラッチアクチュエータ１７と、同クラッチアクチュエータ１７と油圧供給源２０とを連結するクラッチ油路１８と、クラッチ油路１８に設けられクラッチアクチュエータ１７ヘの油圧供給を制御するクラッチ制御弁１９とを備え、クラッチ制御弁１９は駆動系ＥＣＵ８に接続される。駆動系ＥＣＵ８内のクラッチ制御部Ａｃは変速時にクラッチ９を断接制御できる。なお、ここでのクラッチ９の断接を上述の油圧系により切換えるのに代えてエアー回路により操作するように構成しても良い。
【００２３】
自動変速機１１は油圧機構により変速可能な有段歯車変速機であって、変速用の油圧式の変速アクチュエータ２１とその切換を行う変速制御弁装置とを備え、変速制御弁装置２２は駆動系ＥＣＵ８に接続される。駆動系ＥＣＵ８内の変速制御部Ａｍは運転状態である車速Ｖｃ，アクセルペダル踏込量θａに応じて目標変速段を図２に示す変速段マップＭａｐより導出する。ここでは１速段（低速側）乃至５速段（高速側）の範囲から選択して出力し、同目標変速段となるように有段歯車変速機を変速制御できる。なお、このような有段歯車変速機に代えて、自動変速機１１としてＣＶＴを用い、変速比を高変速比（低速側）から低変速比（高速側）の領域で変速するように構成しても良い。
【００２４】
駆動系ＥＣＵ８は上述のクラッチ制御部Ａｃ、変速制御部ＡｍおよびエンジンＥＣＵ７のスロットル制御部ｎ３を介しスロットルバルブを駆動するスロットル制御部Ａｔｈ、電動機制御部Ａｄ、及び自動変速機１１の発進変速比を制御する発進制御手段Ａｍｓとして機能する。
この駆動系ＥＣＵ８には車両の運転条件を検出するために、エンジンＥＣＵ７よりエンジン回転数Ｎｅが入力され、しかも、アクセルペダルセンサ２３よりアクセルペダルの踏込量θａが、車速センサ２４より車速Ｖｃが入力されている。
【００２５】
自動変速機１１の出力軸にはモータジェネレータ３の回転軸が直結されている。このモータジェネレータ３は、電力の供給により駆動輪１４に駆動トルクを与える電動機として動作するほか、逆に駆動輪側から駆動されることにより発電機として電力の回生が可能となっており、以後ここでは単にモータＭ／Ｇ３と記す。
【００２６】
モータＭ／Ｇ３は誘導モータであり、モータ内の図示しないコイルがＭ／Ｇ制御回路４に接続される。モータＭ／Ｇ３の駆動トルクは、エンジン２の出力が不十分な車両発進時或いは加速時の補助などのために用いられ、また減速時には減速エネルギの回生を行うことで、電力消費ひいては総合的な燃費の改善を図っている。
更に、エンジン２のクランク軸５にはスタータモータ６が電磁クラッチ２５を介して接続される。スタータモータ６は電動機制御部ＡｄよりＭ／Ｇ制御回路４が始動信号Ｓｔを受けた際に、バッテリー２６より始動電流を供給され、スタータとして駆動でき、しかも、減速時には電磁クラッチ２５を接合させると、減速エネルギの回生を行うことで、電力消費ひいては総合的な燃費の改善を図っている。モータＭ／Ｇ３やスタータモータ６の各駆動及び回生制御は駆動系ＥＣＵ８内の電動機制御部ＡｄによりＭ／Ｇ制御回路４を介して行われている。Ｍ／Ｇ制御回路４は駆動回路部（インバータ回路）２７と回生制御回路部２８を備え、バッテリー２６に接続されている。
【００２７】
電動機制御部Ａｄは車両が走行時であると、運転状態に応じて電流制御信号Ｓｉを導出し、同電流制御信号Ｓｉに応じて駆動回路部２７がバッテリー２６よりモータＭ／Ｇ３に送る電流の出力を調整している。この場合、モータＭ／Ｇ３がエンジン出力補助を行うにあたり、電動機制御部Ａｄはアクセルペダル踏込量θａが大きいほど、車速Ｖｃが小さいほど出力トルクが大きくなるよう、電流制御信号Ｓｉを設定する。
【００２８】
電動機制御部Ａｄは車両が制動時にあると、回生モードに切換える。ここで電動機制御部ＡｄはモータＭ／Ｇ３が駆動輪１４側よりの機械的回転力を受けた際にＭ／Ｇ制御回路４内を回生制御回路部２８に切換えて発電し、同様に、エンジンブレーキ時にあると電磁クラッチ２５にオン信号を出力してクラッチ接合状態を保持し、スタータモータ６をエンジン回転力で駆動し、Ｍ／Ｇ制御回路４内を回生制御回路部２８に切換えて発電する。なお、回生制御回路部２８の電力はバッテリー２６側に給電され、バッテリー充電に供され、これにより電力消費ひいては総合的な燃費の改善を図れる。
【００２９】
ここでバッテリ電圧ＶＢは駆動系ＥＣＵ８に入力され、経時的に記憶処理されている。駆動系ＥＣＵ８は給電能力検出手段Ａｓとして機能し、現バッテリ電圧ＶＢとその経時的電圧値に沿ってバッテリー２６の充電率（％）を導出し、この充電率をモータＭ／Ｇ３への給電能力に相関するパラメータ値ＳＯＣ（ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇ）として検出する。このパラメータ値ＳＯＣはフル充電時（１００％）でＳＯＣｍであり、この値は車両の走行が継続することにより、後述する様に経時的に降下する。なお、図３には車載され、充放電を繰り返すバッテリー２６の充電率の経時的変化特性線図を示した。
【００３０】
なお、モータＭ／Ｇ３（電動機）が発生可能な出力に相関するパラメータ値ＳＯＣを検出する電動機出力能力検出手段の一例として駆動系ＥＣＵ８の給電能力検出手段Ａｓを説明した。ところで、モータ温度やバッテリ温度はモータ出力を制御する要因となる。そこで、モータＭ／Ｇ３の温度を検出するモータ温度センサ（図示せず）を電動機出力能力検出手段として用いてもよく、バッテリ温度を検出するバッテリ温度センサ（図示せず）を電動機出力能力検出手段として用いてもよい。又、バッテリ温度に対応した係数をパラメータ値ＳＯＣから出した最大出力に補正項という形で乗算したり加算しても良い。
更に、バッテリ電圧ＶＢを駆動系ＥＣＵ８が給電能力検出手段Ａｓとして検出し、これをモータＭ／Ｇ３（電動機）への給電能力に相関するパラメータ値として用いてもよい。
【００３１】
駆動系ＥＣＵ８は自動変速機１１の発進変速比を制御する制御手段である発進制御手段Ａｍｓとしての機能を有する。この発進制御手段Ａｍｓは、給電能力検出手段Ａｓ（電動機出力能力検出手段の一例）から検出されるパラメータ値ＳＯＣが所定値ＳＯＣα１（例えば８０％）、これより大側（図３の符号ｅ１域）である場合は自動変速機１１の発進変速比を出力小側の場合の発進変速比（１速段）よりも高速側（２速段）に設定する。更に、第２所定値ＳＯＣα２（例えば９０％）よりも出力大側（図３の符号ｅ２域）である場合は自動変速機１１の発進変速比を出力小側の場合の発進変速比（１速段）よりも高速側（３速段）に設定する。
【００３２】
次に、図１に示したハイブリッド車の制御装置の作動を説明する。ここでキーオンでエンジンＥＣＵ７及び駆動系ＥＣＵ８が制御を開始する。
エンジンＥＣＵ７はクランク角情報Δθに基くエンジン回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｑａ及び駆動系ＥＣＵ８からのアクセルペダル踏込量θａ及び車速Ｖｃ、等を検出する。その上で、運転状態に応じて算出した燃料噴射量Ｑｆ相当の燃料噴射出力Ｄ（Ｑｆ）を燃料噴射ドライバｄ１を介してインジェクタＩに出力し、燃焼室ｃに燃料供給を行い、運転状態に応じて算出した点火時期θｆに点火出力Ｓｐを点火回路（イグナイタ）ｄ２を介し点火栓Ｐに出力し、エンジン駆動制御を継続する。この場合、駆動系ＥＣＵ８からクラッチ断信号Ｃｃが出力されている間はアクセルペダル踏込量θａに無関係に燃料噴射量Ｑｆを減少させ、クラッチ断時のエンジン２の吹き上りを防止する等の制御を行う。
【００３３】
一方、駆動系ＥＣＵ８は、図４に示す変速比制御ルーチンに沿って変速比制御を実行する。図４に示す変速比制御ルーチンはキーオンで制御を開始し、繰り返し実行される。
変速比制御ルーチンのステップｓ１ではモータＭ／Ｇ３への給電能力に相関するパラメータ値ＳＯＣ、アクセルペダル踏込量θａ、車速Ｖｃ、及びエンジンＥＣＵ７よりの検出信号を読み込む。ステップｓ２では車速Ｖｃやアクセルペダル踏込量等の情報から車両が停車中か否か判断し、停車中はステップｓ３に走行時ではステップｓ４に進む。なお、図４では詳細を図示していないがクラッチ９が停車中には基本的に断とされ、走行中には基本的に接とされることは一般の車両と同様である。
【００３４】
停車時でステップｓ３に達するとステップｓ１０で用いるフラグＦＬＧ１をゼロとしてステップｓ５に進む。
ステップｓ５に達すると、ここでは給電能力に相関するパラメータ値ＳＯＣが所定値ＳＯＣα１（例えば８０％）を下回るか否か判断し、小さいとステップｓ６に達し、以上だとステップｓ７に進む。
ＳＯＣα１未満でステップｓ６に達すると自動変速機１１を１速段に切換え、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００３５】
ＳＯＣが所定値ＳＯＣα１（例えば８０％）以上でステップｓ７に達すると、ここでは給電能力に相関するパラメータ値ＳＯＣが第２所定値ＳＯＣα２（例えば９０％）を下回るか否か判断し、小さいとステップｓ８に達し、以上だとステップｓ９に進む。ステップｓ８に達すると、ここでのＳＯＣはＳＯＣα２未満だが所定値ＳＯＣα１（例えば８０％）以上であるので、自動変速機１１を２速段に切換え、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００３６】
ＳＯＣが第２所定値ＳＯＣα２（例えば９０％）以上だとステップｓ９に達する。ステップｓ９に達すると、ここでのＳＯＣは第２所定値ＳＯＣα２（例えば９０％）以上であるので、自動変速機１１を３速段に切換え、この回の制御を終了させ、リターンする。
次に、走行中と判定され、ステップｓ２よりステップｓ４に達したとする。
【００３７】
ステップｓ４に達するとアクセルペダル踏込量θａと車速Ｖｃとに基いて図２のマップＭａｐから目標変速段ＳＬＯを求めて続くステップｓ１０に進む。ステップｓ１０ではプラグが０か否か判別され、ゼロである場合はステップｓ１１へ、ゼロでない場合はステップｓ１３に進む。ステップｓ１１では目標変速段が発進変速段よりも低変速段か否か、即ち、発進変速段と運転状態に応じた目標変速段とが一致するような運転状態にまだ達していないか否かが判別され、判別が肯定される間は停車中にステップｓ６、８、９の何れかで設定した、１速か２速か３速の何れかの発進段を連続して保持したままで発進加速が進むこととなる。
【００３８】
この発進時において、エンジン出力を補助するよう駆動するモータＭ／Ｇ３は、電動機制御部Ａｄにより、アクセルペダル踏込量θａが大きいほど、車速Ｖｃが小さいほど出力トルクが大きくなるように電流制御信号Ｓｉを設定し、Ｍ／Ｇ制御回路４の駆動回路部２７に出力指令を発している。このため、車両が停車時より発進する場合、アクセルペダル踏込量θａが大きく、車速Ｖｃが小さい時点であるほどモータＭ／Ｇ３は大きな出力トルクでエンジン出力を補助するよう駆動することとなる。
【００３９】
特に、パラメータ値ＳＯＣが第２所定値ＳＯＣ２以上に大きな場合で、発進段として３速が選択されていた場合、例えば、図５（ｂ）に示したように、破線ａで示すような高出力トルクで発進を継続させる。
この際、駆動輪１４側からは発進段が高変速段であるほど大きな走行抵抗を受けて駆動するため、１速発進時と比較し、３速発進時において、車両の加速特性は比較的低くなる。しかし、ここでは、バッテリの給電能力に相関するパラメータ値ＳＯＣがＳＯＣ２より大きな領域ｅ２（図３参照）であることより、モータＭ／Ｇ３がエンジン出力を十分補助するよう駆動でき、特に加速特性が考慮される発進直後において、発進加速度は目標加速度Ｇαを十分に上回る状態で発進でき、発進フィーリングを十分に確保できている。
【００４０】
なお、パラメータ値ＳＯＣがＳＯＣ２より小さいがＳＯＣ１以上に大きな領域ｅ１（図３参照）の場合、発進段として２速段を選択し、発進を継続させる。
【００４１】
なお、パラメータ値ＳＯＣがＳＯＣ１より小さい場合は図５（ａ）に実線ｃで示すような通常の１速発進が実行され、パラメータ値ＳＯＣが低い場合でも、通常発進により発進性能を確保できる。
これらの場合もモータＭ／Ｇ３がエンジン出力を補助するよう駆動でき、特に加速特性が考慮される発進直後において、発進加速度は目標加速度Ｇαを上回る状態で発進でき、発進フィーリングを十分に確保できる。
【００４２】
ステップｓ１１の判別が否定される場合、即ち、発進変速段と目標変速段とが一致する運転状態になるとステップｓ１２に進んでフラグＦＬＧ１＝１とする。ステップｓ１２の処理を終了した場合は、ステップｓ１０でフラグがゼロでないと判別された場合と同様にステップｓ１３に進む。
次いで、ステップｓ１３では目標変速段ＳＬＯと現変速段ＳＬｎが一致するか否か判断し、一致ではステップｓ１４に進み、不一致ではステップｓ１５に進む。
【００４３】
目標変速段と現変速段が不一致でステップｓ１５に達すると、クラッチ制御部Ａｃがクラッチ切換弁を切換え操作し、クラッチ断信号ＣｃをエンジンＥＣＵ７に出力してエンジン回転数の上昇を抑制し、その上でクラッチ制御部Ａｃがクラッチアクチュエータ１７を駆動してクラッチ９の断処理に入り、次いで、変速制御部Ａｍが変速アクチュエータ２１を介しギア列を目標変速段に切換え、次いでクラッチ制御部Ａｃがクラッチ接制御を行い（クラッチ断信号Ｃｃ解除でエンジン側は定常制御に戻る）、変速処理を完了させ、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００４４】
目標変速段と現変速段が一致する場合は、ステップｓ１１の判別が肯定されて発進変速段が保持される場合と同様に、ステップｓ１４に進む。ここではアクセルペダル踏込量θａと車速Ｖｃとに基づき、減速中であるか否かを判定する。具体的には車速Ｖｃに対応した所定値よりもアクセルペダル踏込量θａが少なければ車両を減速させようとしているものと見做して減速中と判別し、ステップｓ１４で減速中でないと判別されると、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００４５】
減速中と判別され、ステップｓ１６に達すると、回生信号Ｓｂを発し、Ｍ／Ｇ制御回路４内を回生制御回路部２８に切換える。これにより、駆動輪１４からの回転力を受け駆動するモータＭ／Ｇ３が回生制御回路部２８に電力供給し、その電力がバッテリー２６に給電され、充電が成される。次いでステップｓ１７に達すると、エンジンブレーキ時にある場合にのみ電磁クラッチ２５にオン信号を出力して、クラッチ接合状態を保持する。これにより、エンジン回転力で駆動するスタータモータ６が回生制御回路部２８に給電し、その電力がバッテリー２６に給電され、充電が成され、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００４６】
このように、図１のハイブリッド車両の制御装置はモータＭ／Ｇ３が発生可能な出力が所定値より大の場合、即ち、パラメータ値ＳＯＣがＳＯＣα１（例えば８０％）或いは第２所定値ＳＯＣ２（例えば９０％）以上の場合に、自動変速機１１の発進変速比を高速側（低変速段である１速段より高変速段である２、３速段）とする。このため、モータＭ／Ｇ３からの出力が十分に得られる場合は自動変速機１１の発進変速比が高速側（高変速段）となることに伴ってエンジン２を低回転で運転でき燃費を向上できる。しかも、車両発進後の変速比変化も少なくなり発進加速フィーリングも向上する。
【００４７】
逆に、モータＭ／Ｇ３が発生可能な出力が大きくない場合、例えばステップｓ５、ステップｓ６と進む場合は、自動変速機１１の発進変速比は相対的に低速側（低変速段）となるので内燃機関が比較的高回転で運転されてエンジン２の発生出力が高くなるので十分な発進性能を確保できる。即ち、モータＭ／Ｇ３の出力が大なほど高い変速段（減速比小）を選択し、出力小なほど低い変速段（減速比大）を選択するので、発進加速フィーリングの向上と十分な発進性能の確保を両立することができる。
【００４８】
また、モータＭ／Ｇ３が発生可能な出力に相関するパラメータ値ＳＯＣに応じて発進変速段を切換えるので、発進操作前に適切な変速段とすることができ、発進変速が安定して成される。
更に、バッテリーの給電能力に相関するパラメータ値ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１やＳＯＣ２より大の場合に自動変速機１１の発進変速比を高速側（高変速段）とするので、モータＭ／Ｇ３からの出力が十分に得られる場合を的確且つ簡便に判定して自動変速機１１の発進変速比を適切に制御できる。
【００４９】
モータＭ／Ｇ３が発生可能な出力に相関するパラメータ値ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１やＳＯＣ２より大の場合（図３の領域ｅ１，ｅ２の場合）は、発進加速中の変速回数が減少することになるので、結果的に変速ショックが発生する回数を減少させることで、シフト時のショックに関わるフィーリングの悪化を防止することができる。
電動機出力能力検出手段をなす給電能力検出手段から検出されるパラメータ値ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１より出力大側の第２所定値ＳＯＣ２よりも出力大側である場合（図３の領域ｅ２の場合）は、発進変速比をより高速側（高変速段）とモータＭ／Ｇ３をきめ細かく制御することが可能となり、燃費及び発進加速フィーリングをより向上できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、電動機が発生可能な出力が所定値より大の場合に自動変速機１１の発進変速比を出力小側の値よりも高速側とするので、電動機からの出力が十分に得られる場合は自動変速機１１の発進変速比が高速側となることに伴って内燃機関を低回転で運転でき燃費を向上できるし車両発進後の変速比変化も少なくなり発進加速フィーリングも向上する。逆に電動機が発生可能な出力が大きくない場合は自動変速機１１の発進変速比は相対的に低速側となるので内燃機関が比較的高回転で運転されて内燃機関の発生出力が高くなるので十分な発進性能を確保できる。即ち、電動機の出力が大なほど高い変速段（減速比小）、出力小なほど低い変速段（減速比大）とするので、発進加速フィーリングの向上と十分な発進性能の確保とを両立できる。
また、電動機が発生可能な出力に相関するパラメータ値に応じて発進変速段を制御するので、発進操作前に適切な変速段とすることができ、変速処理が安定して成される。
【００５１】
請求項２の発明は、給電手段の給電能力が所定値より大の場合に自動変速機１１の発進変速比を高速側とするので、電動機からの出力が十分に得られる場合を的確且つ簡便に判定して自動変速機の発進変速比を適切に制御できる。
【００５２】
請求項３の発明は、電動機が発生可能な出力が所定値より大の場合は、発進加速中の変速回数が減少することになるので、有段式自動変速機を用いた場合であっても、変速ショックが発生する回数を減少させることができる。
【００５３】
請求項４の発明は、発進段をきめ細かく制御することが可能となり、燃費及び発進加速フィーリングをより向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用されたハイブリッド車の制御装置を装備した車両の全体構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車の制御装置で用いる変速段マップの特性線図である。
【図３】図１のハイブリッド車の制御装置で用いるバッテリーの充電率−時間特性線図である。
【図４】図１のハイブリッド車の制御装置で用いる変速比制御ルーチンのフローチャートである。
【図５】ハイブリッド車の発進シミュレーションで得られた運転状態のデータを示し、（ａ）は１速段発進時、（ｂ）は３速段発進時を示す
【符号の説明】
１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ モータＭ／Ｇ
８ 駆動系ＥＣＵ
１１ 自動変速機
１２ 終変速機
１４ 駆動輪
２６ バッテリー
２７ 駆動回路部
ＳＯＣ パラメータ値
ＳＯＣ１，２ 所定値
Ａｄ 電動機制御部
Ｓｉ 電流制御信号
θａ アクセルペダル踏込量
Ｖｃ 車速
【産業上の利用分野】
本発明は、車両の駆動系にエンジン及びモータを駆動源として接続したハイブリッド車両の制御装置、特に、エンジン出力にモータ出力を加えた状態で発進可能なハイブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境にやさしい車両としてハイブリッド車（ＨＥＶ）が開発されている。このハイブリッド車は車両の駆動源としてのエンジンやモータジェネレータの配置パターンや、運転情報に応じた各駆動源の出力配分に対する自由度が大きいため、多種のものが提案されている。
この内、エンジンと駆動輪の間に変速機を配し、しかも、変速機よりも駆動輪側の車両駆動系にエンジン出力を補助するモータジェネレータを接続したハイブリッド車が知られている。この種ハイブリッド車両はエンジンとモータジェネレータの両駆動系を運転状態に応じて選択駆動し、或いは共に駆動させて走行することができ、減速時には発電機を兼ねたモータジェネレータがバッテリーを充電できる。
【０００３】
なお、このように駆動輪にモータジェネレータを接近して配備したタイプのハイブリッド車両の一例が特開平１１−６９５０９号公報に開示される。
ところで、このようなハイブリッド車両が加速性を優先して発進する場合、エンジン及びモータジェネレータを協働させて発進するが、この発進時において、変速機の変速段は最低変速段（１速）とされるのが一般的である。
ここでは、ハイブリッド車両が加速優先で発進する場合の挙動を図５（ａ），（ｂ）に示す実験データに沿って説明し、本発明を構築するに到った経緯を説明する。
【０００４】
ここでハイブリッド車両のエンジン変速段を１速とした上でモータジェネレータの出力値を３段階に切換えて行った発進シミュレーションでのデータを図５（ａ）に、エンジン変速段を３速とした上でモータジェネレータの出力値を３段階（破線ａは７０ｋＷ、破線ｂは５０ｋＷ、実線ｃは３０ｋＷ）に切換えて行った発進シミュレーションでのデータを図５（ｂ）に示した。
【０００５】
図５（ａ）において、変速段を１速とした車両は時点ｔ０で発進し、これによりエンジン回転数Ｎｅが右上がりに急上昇する。この場合エンジンの過回転を抑えるべく時点ｔ１で２速変速が、時点ｔ２で３速変速が成され、各変速時には一旦エンジン回転数Ｎｅが下がり、再度右上がりに急上昇している。このような変速比を段階的に下げ、即ち、変速段を段階的に上げ、エンジン回転数の上昇を繰り返すことで車速Ｖｃは順次上昇している。
【０００６】
この発進時にエンジントルクＴｅは、各変速段でのエンジン回転数の上昇毎に上昇してほぼ一定の値を維持することを繰り返す。これと同時に駆動するモータジェネレータはそのときのバッテリの充電状態（給電能力）、即ち出力値（ｋＷ）に応じたモータトルクＴＭ／Ｇ（ここでは大小３つの値相当の特性を示した）しか出力できないが、何れの場合でもモータ回転数ＮＭ／Ｇは経時的に増加する。
ここで車両の発進時の加速度ＧはモータトルクＴＭ／Ｇと変速毎に減増変化を繰り返すエンジントルクＴｅとの加算値に対応してほぼ変化する。
【０００７】
ここで明らかなように、車両に要求される発進直後の目標加速度の値Ｇｏ（レベル）にもよるが、発進直後の最大加速度Ｇｍ（ピーク値）は、バッテリの充電状態が比較的大きな場合の出力である５０ｋＷ（破線ｂで示す）や７０ｋＷ（破線ａで示す）の場合、目標加速度Ｇｏを大きく上回り、比較的小さな場合の出力である３０ｋＷ（実線ｃで示す）でも目標加速度Ｇｏを上回っている。
次に、図５（ｂ）に示す３速発進シミュレーションにおいて、変速段を３速とした車両が時点ｔ０で３速発進すると、この場合、駆動輪からの負荷が比較的大きいため、エンジン回転数Ｎｅの増加は比較的緩やかで、車速Ｖｃも順次上昇している。
【０００８】
ここでのエンジントルクＴｅは、発進直後に上昇した後でほぼ一定の値を維持する。この３速発進時には、発進初期におけるエンジン回転数Ｎｅの上昇量が１速発進時より小さく、１速発進時のように大きく変化しないし、エンジントルクＴｅも１速発進時より僅かに小さい値に上昇してから経時的に微増しており、１速発進時のように大きく変動することはない。
更に、同時に駆動するモータジェネレータは１速の場合と同様にバッテリの充電状態（給電能力）、即ち出力値（ｋＷ）に応じたモータトルクＴＭ／Ｇ（ここでは大小３つの値相当の特性を示す）を発生し、モータ回転数ＮＭ／Ｇは経時的に微増する。
【０００９】
ここで、車両の発進時の加速度Ｇは、低回転で高トルクが得られ回転数の上昇に応じてトルクが低下するモータトルクＴＭ／Ｇと、低回転でトルクは低いが回転数の上昇に応じてトルクが上昇するエンジントルクＴｅとの加算値に応じてほぼ増減変動する。
ここで明らかなように、車両に要求される発進直後の目標加速度の値Ｇａ（レベル）にもよるが、発進直後の最大加速度Ｇｍは、バッテリの充電状態が比較的大きな出力である５０ｋＷ（破線ｂで示す）や７０ｋＷ（破線ａで示す）の場合、目標加速度Ｇｏを上回り、バッテリの充電状態が比較的小さな出力である３０ｋＷ（実線ｃで示す）の場合のみ、目標加速度Ｇｏを下回っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上、エンジン及びモータジェネレータを協働させて発進する発進シミュレーションで得られたデータである図５（ａ）、（ｂ）を比較することにより次のことが言える。
即ち、１速発進では発進初期に変速段を切換える毎にエンジン回転数を過度に急上昇させるので、最大加速度Ｇｍが目標加速度Ｇｏを確実に上回り、発進フィーリングを十分に確保できているが、３速段発進であってもエンジン回転数を過度に急上昇させることなく、バッテリの充電状態が比較的大きく出力が大きい場合（５０ｋＷや７０ｋＷ）であれば、最大加速度Ｇｍが目標加速度Ｇｏを上回ることができ、発進フィーリングを確保することができている。
【００１１】
このため、バッテリの充電状態（給電能力）が比較的大きい場合であれば、変速段を１速から順次切換えることなく、十分な発進加速性能を確保することができる。即ち、バッテリの充電状態が比較的高レベルにあれば、モータ側の駆動トルクを十分に引き出せ、このモータ側の駆動トルクをエンジン側の駆動トルクにおきかえることができ、エンジンの過回転防止、燃費悪化の防止に役立てることができる。
【００１２】
ところで、従来のハイブリッド車両は通常の車両と同様に発進時の発進段を１速として発進加速性能を確保することが一般的になっている。このため、エンジン燃費が悪くなる低速段を多用する上に、エンジン回転数が変速段の切換え毎に急変し易く、加速度が大きく変動し、変速ショックが発生している。
このような燃費悪化やフィーリング悪化の防止を図る上で、上述の発進シミュレーションで判明したように、バッテリの充電状態が比較的高レベルにあれば、モータ側の駆動トルクを十分に引き出してエンジン側の駆動トルクにおきかえるよう制御する、即ち、エンジン駆動系の変速機の発進段を最初から比較的高速側に保持して発進を継続させることが有効であると考えられる。
【００１３】
本発明の目的は、バッテリの充電状態が比較的高レベルにある場合に発進変速段を高変速比に切換えることで、運転フィーリング良く発進できる上に、発進時のエンジンの過回転を抑え、燃費悪化を防止できるハイブリッド車両の変速比制御装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明は、内燃機関と、同内燃機関の出力を変速して駆動輪に伝達する自動変速機と、上記自動変速機よりも上記駆動輪側の車両駆動系に接続された電動機と、上記電動機が発生可能な出力に相関するパラメータ値を検出する電動機出力能力検出手段と、上記電動機出力能力検出手段から検出されるパラメータ値が所定値よりも出力大側である場合は出力小側の場合より上記自動変速機の発進変速比を高速側とする制御手段と、を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
このように、電動機が発生可能な出力が所定値より大の場合に自動変速機の発進変速比を出力小側の値よりも高速側とするので、電動機からの出力が十分に得られる場合は自動変速機の発進変速比が高速側となることに伴って内燃機関を低回転で運転でき燃費を向上できるし車両発進後の変速比変化も少なくなり発進加速フィーリングも向上する。逆に電動機が発生可能な出力が大きくない場合は自動変速機の発進変速比は相対的に低速側となるので内燃機関が比較的高回転で運転されて内燃機関の発生出力が高くなるので十分な発進性能を確保できる。即ち、電動機の出力が大なほど高い変速段（減速比小）、出力小なほど低い変速段（減速比大）とするので、発進加速フィーリングの向上と十分な発進性能の確保とを両立できる。また、電動機が発生可能な出力に相関するパラメータ値に応じて発進変速段を制御するので、発進操作前に適切な変速段とすることができる。 好ましくは、電動機出力能力検出手段は電動機が発生可能な出力に相関するパラメータ値をモータ温度やバッテリ温度としてもよく、この場合も請求項１と同様の作用効果が得られる。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、上記電動機出力能力検出手段は、上記電動機に電力を供給する給電手段による上記電動機への給電能力に相関するパラメータ値を検出する給電能力検出手段を有し、上記制御手段は上記給電能力検出手段から検出されるパラメータ値が所定値よりも給電能力大側である場合に給電能力小側の場合より上記自動変速機の発進変速比を高速側とすることを特徴とする。
このように、給電手段の給電能力が所定値より大の場合に自動変速機の発進変速比を高速側とするので、電動機からの出力が十分に得られる場合を的確且つ簡便に判定して自動変速機の発進変速比を適切に制御できる。この場合、給電能力検出手段が検出するパラメータ値としてはバッテリの充電状況に関連するパラメータが好ましく、より具体的にはＳＯＣ（ステートオブチャージ）を使用するのが好ましい。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、上記自動変速機は有段式であることを特徴とする。
このように、電動機が発生可能な出力が所定値より大の場合は、発進加速中の変速回数が減少することになるので、有段式自動変速機を用いた場合であっても、変速ショックが発生する回数を減少させることができる。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置において、制御手段は、上記電動機出力能力検出手段から検出されるパラメータ値が上記所定値より出力大側の第２所定値よりも出力大側である場合は、上記発進変速比をより高速側とすることを特徴とする。
このように、発進段をきめ細かく制御することが可能となり、燃費及び発進加速フィーリングをより向上できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態にかかるハイブリッド車両の制御装置を示した。
図１に示したハイブリッド車１は、内燃機関であるガソリンエンジン（以後単にエンジンと記す）と電動機であるモータジェネレータ３の２つの駆動源を有し、これら駆動源の各駆動トルクが選択的に或いは相互に加わり駆動系の終端部の駆動輪１４に伝達され、発進し、走行できる。
【００１９】
このハイブリッド車両の駆動系は車体に横置状態に搭載されたエンジン２のクランク軸５に、クラッチ９、自動変速機１１、終減速機１２、ドライブシャフト１３、駆動輪１４をこの順に接続し、しかも、終減速機の入力軸にはモータジェネレータ３を接続して形成される。
エンジン２はエンジン制御装置（以後、単にエンジンＥＣＵ７と記す）により制御され、クラッチ９、自動変速機１１及びモータジェネレータ３は変速制御装置（以後単に駆動系ＥＣＵ８と記す）に制御され、エンジンＥＣＵ７と駆動系ＥＣＵ８は通信回線１０によって相互通信可能に連結される。
【００２０】
エンジン２は燃料供給系と点火系を備える。これらの制御機能部を成すエンジンＥＣＵ７は、クランク角情報に基きエンジン回転数Ｎｅを出力するクランク角センサ１５と、燃焼室に供給される吸入空気量Ｑａを検出するエアフローセンサ１６とを接続する。
燃料供給系はエンジンＥＣＵ７内の燃料制御部ｎ１が運転状態に応じて算出した燃料噴射量Ｑｆ相当の燃料噴射出力Ｄ（Ｑｆ）を燃料噴射ドライバｄ１を介してインジェクタＩに出力し、燃焼室に燃料供給を行っている。点火系はエンジンＥＣＵ７内の点火制御部ｎ２が運転状態に応じて算出した点火時期θｆに点火出力Ｓｐを点火回路（イグナイタ）ｄ２を介し点火栓Ｐに出力し、図示しない燃焼室の混合気の着火制御を行っている。図１中には１気筒分（第３気筒）の電気回路のみ図示し、他気筒の回路は略した。
【００２１】
なお、エンジン２はその図示しない吸気系にスロットルバルブを備え、スロットルバルブはエンジンＥＣＵ７のスロットル制御部ｎ３に駆動されるステップモータにより開度θｔｈを制御される。スロットル制御部ｎ３は図示しないスロットルバルブをアクセルペダル踏込量θａに対応した開度θｔｈに保持できると共に、変速制御時には駆動系ＥＣＵ８の指令に応じてアクセルペダル踏込量θａとは無関係な開度θｔｈに制御できる。特に、駆動系ＥＣＵ８からクラッチ断信号Ｃｃが出力されている間はアクセルペダル踏込量θａに無関係に燃料噴射量を低減し、クラッチ断時のエンジン吹き上りを防止するよう作動できる。
【００２２】
クラッチ９はクラッチ断接用の油圧式のクラッチアクチュエータ１７と、同クラッチアクチュエータ１７と油圧供給源２０とを連結するクラッチ油路１８と、クラッチ油路１８に設けられクラッチアクチュエータ１７ヘの油圧供給を制御するクラッチ制御弁１９とを備え、クラッチ制御弁１９は駆動系ＥＣＵ８に接続される。駆動系ＥＣＵ８内のクラッチ制御部Ａｃは変速時にクラッチ９を断接制御できる。なお、ここでのクラッチ９の断接を上述の油圧系により切換えるのに代えてエアー回路により操作するように構成しても良い。
【００２３】
自動変速機１１は油圧機構により変速可能な有段歯車変速機であって、変速用の油圧式の変速アクチュエータ２１とその切換を行う変速制御弁装置とを備え、変速制御弁装置２２は駆動系ＥＣＵ８に接続される。駆動系ＥＣＵ８内の変速制御部Ａｍは運転状態である車速Ｖｃ，アクセルペダル踏込量θａに応じて目標変速段を図２に示す変速段マップＭａｐより導出する。ここでは１速段（低速側）乃至５速段（高速側）の範囲から選択して出力し、同目標変速段となるように有段歯車変速機を変速制御できる。なお、このような有段歯車変速機に代えて、自動変速機１１としてＣＶＴを用い、変速比を高変速比（低速側）から低変速比（高速側）の領域で変速するように構成しても良い。
【００２４】
駆動系ＥＣＵ８は上述のクラッチ制御部Ａｃ、変速制御部ＡｍおよびエンジンＥＣＵ７のスロットル制御部ｎ３を介しスロットルバルブを駆動するスロットル制御部Ａｔｈ、電動機制御部Ａｄ、及び自動変速機１１の発進変速比を制御する発進制御手段Ａｍｓとして機能する。
この駆動系ＥＣＵ８には車両の運転条件を検出するために、エンジンＥＣＵ７よりエンジン回転数Ｎｅが入力され、しかも、アクセルペダルセンサ２３よりアクセルペダルの踏込量θａが、車速センサ２４より車速Ｖｃが入力されている。
【００２５】
自動変速機１１の出力軸にはモータジェネレータ３の回転軸が直結されている。このモータジェネレータ３は、電力の供給により駆動輪１４に駆動トルクを与える電動機として動作するほか、逆に駆動輪側から駆動されることにより発電機として電力の回生が可能となっており、以後ここでは単にモータＭ／Ｇ３と記す。
【００２６】
モータＭ／Ｇ３は誘導モータであり、モータ内の図示しないコイルがＭ／Ｇ制御回路４に接続される。モータＭ／Ｇ３の駆動トルクは、エンジン２の出力が不十分な車両発進時或いは加速時の補助などのために用いられ、また減速時には減速エネルギの回生を行うことで、電力消費ひいては総合的な燃費の改善を図っている。
更に、エンジン２のクランク軸５にはスタータモータ６が電磁クラッチ２５を介して接続される。スタータモータ６は電動機制御部ＡｄよりＭ／Ｇ制御回路４が始動信号Ｓｔを受けた際に、バッテリー２６より始動電流を供給され、スタータとして駆動でき、しかも、減速時には電磁クラッチ２５を接合させると、減速エネルギの回生を行うことで、電力消費ひいては総合的な燃費の改善を図っている。モータＭ／Ｇ３やスタータモータ６の各駆動及び回生制御は駆動系ＥＣＵ８内の電動機制御部ＡｄによりＭ／Ｇ制御回路４を介して行われている。Ｍ／Ｇ制御回路４は駆動回路部（インバータ回路）２７と回生制御回路部２８を備え、バッテリー２６に接続されている。
【００２７】
電動機制御部Ａｄは車両が走行時であると、運転状態に応じて電流制御信号Ｓｉを導出し、同電流制御信号Ｓｉに応じて駆動回路部２７がバッテリー２６よりモータＭ／Ｇ３に送る電流の出力を調整している。この場合、モータＭ／Ｇ３がエンジン出力補助を行うにあたり、電動機制御部Ａｄはアクセルペダル踏込量θａが大きいほど、車速Ｖｃが小さいほど出力トルクが大きくなるよう、電流制御信号Ｓｉを設定する。
【００２８】
電動機制御部Ａｄは車両が制動時にあると、回生モードに切換える。ここで電動機制御部ＡｄはモータＭ／Ｇ３が駆動輪１４側よりの機械的回転力を受けた際にＭ／Ｇ制御回路４内を回生制御回路部２８に切換えて発電し、同様に、エンジンブレーキ時にあると電磁クラッチ２５にオン信号を出力してクラッチ接合状態を保持し、スタータモータ６をエンジン回転力で駆動し、Ｍ／Ｇ制御回路４内を回生制御回路部２８に切換えて発電する。なお、回生制御回路部２８の電力はバッテリー２６側に給電され、バッテリー充電に供され、これにより電力消費ひいては総合的な燃費の改善を図れる。
【００２９】
ここでバッテリ電圧ＶＢは駆動系ＥＣＵ８に入力され、経時的に記憶処理されている。駆動系ＥＣＵ８は給電能力検出手段Ａｓとして機能し、現バッテリ電圧ＶＢとその経時的電圧値に沿ってバッテリー２６の充電率（％）を導出し、この充電率をモータＭ／Ｇ３への給電能力に相関するパラメータ値ＳＯＣ（ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇ）として検出する。このパラメータ値ＳＯＣはフル充電時（１００％）でＳＯＣｍであり、この値は車両の走行が継続することにより、後述する様に経時的に降下する。なお、図３には車載され、充放電を繰り返すバッテリー２６の充電率の経時的変化特性線図を示した。
【００３０】
なお、モータＭ／Ｇ３（電動機）が発生可能な出力に相関するパラメータ値ＳＯＣを検出する電動機出力能力検出手段の一例として駆動系ＥＣＵ８の給電能力検出手段Ａｓを説明した。ところで、モータ温度やバッテリ温度はモータ出力を制御する要因となる。そこで、モータＭ／Ｇ３の温度を検出するモータ温度センサ（図示せず）を電動機出力能力検出手段として用いてもよく、バッテリ温度を検出するバッテリ温度センサ（図示せず）を電動機出力能力検出手段として用いてもよい。又、バッテリ温度に対応した係数をパラメータ値ＳＯＣから出した最大出力に補正項という形で乗算したり加算しても良い。
更に、バッテリ電圧ＶＢを駆動系ＥＣＵ８が給電能力検出手段Ａｓとして検出し、これをモータＭ／Ｇ３（電動機）への給電能力に相関するパラメータ値として用いてもよい。
【００３１】
駆動系ＥＣＵ８は自動変速機１１の発進変速比を制御する制御手段である発進制御手段Ａｍｓとしての機能を有する。この発進制御手段Ａｍｓは、給電能力検出手段Ａｓ（電動機出力能力検出手段の一例）から検出されるパラメータ値ＳＯＣが所定値ＳＯＣα１（例えば８０％）、これより大側（図３の符号ｅ１域）である場合は自動変速機１１の発進変速比を出力小側の場合の発進変速比（１速段）よりも高速側（２速段）に設定する。更に、第２所定値ＳＯＣα２（例えば９０％）よりも出力大側（図３の符号ｅ２域）である場合は自動変速機１１の発進変速比を出力小側の場合の発進変速比（１速段）よりも高速側（３速段）に設定する。
【００３２】
次に、図１に示したハイブリッド車の制御装置の作動を説明する。ここでキーオンでエンジンＥＣＵ７及び駆動系ＥＣＵ８が制御を開始する。
エンジンＥＣＵ７はクランク角情報Δθに基くエンジン回転数Ｎｅ、吸入空気量Ｑａ及び駆動系ＥＣＵ８からのアクセルペダル踏込量θａ及び車速Ｖｃ、等を検出する。その上で、運転状態に応じて算出した燃料噴射量Ｑｆ相当の燃料噴射出力Ｄ（Ｑｆ）を燃料噴射ドライバｄ１を介してインジェクタＩに出力し、燃焼室ｃに燃料供給を行い、運転状態に応じて算出した点火時期θｆに点火出力Ｓｐを点火回路（イグナイタ）ｄ２を介し点火栓Ｐに出力し、エンジン駆動制御を継続する。この場合、駆動系ＥＣＵ８からクラッチ断信号Ｃｃが出力されている間はアクセルペダル踏込量θａに無関係に燃料噴射量Ｑｆを減少させ、クラッチ断時のエンジン２の吹き上りを防止する等の制御を行う。
【００３３】
一方、駆動系ＥＣＵ８は、図４に示す変速比制御ルーチンに沿って変速比制御を実行する。図４に示す変速比制御ルーチンはキーオンで制御を開始し、繰り返し実行される。
変速比制御ルーチンのステップｓ１ではモータＭ／Ｇ３への給電能力に相関するパラメータ値ＳＯＣ、アクセルペダル踏込量θａ、車速Ｖｃ、及びエンジンＥＣＵ７よりの検出信号を読み込む。ステップｓ２では車速Ｖｃやアクセルペダル踏込量等の情報から車両が停車中か否か判断し、停車中はステップｓ３に走行時ではステップｓ４に進む。なお、図４では詳細を図示していないがクラッチ９が停車中には基本的に断とされ、走行中には基本的に接とされることは一般の車両と同様である。
【００３４】
停車時でステップｓ３に達するとステップｓ１０で用いるフラグＦＬＧ１をゼロとしてステップｓ５に進む。
ステップｓ５に達すると、ここでは給電能力に相関するパラメータ値ＳＯＣが所定値ＳＯＣα１（例えば８０％）を下回るか否か判断し、小さいとステップｓ６に達し、以上だとステップｓ７に進む。
ＳＯＣα１未満でステップｓ６に達すると自動変速機１１を１速段に切換え、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００３５】
ＳＯＣが所定値ＳＯＣα１（例えば８０％）以上でステップｓ７に達すると、ここでは給電能力に相関するパラメータ値ＳＯＣが第２所定値ＳＯＣα２（例えば９０％）を下回るか否か判断し、小さいとステップｓ８に達し、以上だとステップｓ９に進む。ステップｓ８に達すると、ここでのＳＯＣはＳＯＣα２未満だが所定値ＳＯＣα１（例えば８０％）以上であるので、自動変速機１１を２速段に切換え、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００３６】
ＳＯＣが第２所定値ＳＯＣα２（例えば９０％）以上だとステップｓ９に達する。ステップｓ９に達すると、ここでのＳＯＣは第２所定値ＳＯＣα２（例えば９０％）以上であるので、自動変速機１１を３速段に切換え、この回の制御を終了させ、リターンする。
次に、走行中と判定され、ステップｓ２よりステップｓ４に達したとする。
【００３７】
ステップｓ４に達するとアクセルペダル踏込量θａと車速Ｖｃとに基いて図２のマップＭａｐから目標変速段ＳＬＯを求めて続くステップｓ１０に進む。ステップｓ１０ではプラグが０か否か判別され、ゼロである場合はステップｓ１１へ、ゼロでない場合はステップｓ１３に進む。ステップｓ１１では目標変速段が発進変速段よりも低変速段か否か、即ち、発進変速段と運転状態に応じた目標変速段とが一致するような運転状態にまだ達していないか否かが判別され、判別が肯定される間は停車中にステップｓ６、８、９の何れかで設定した、１速か２速か３速の何れかの発進段を連続して保持したままで発進加速が進むこととなる。
【００３８】
この発進時において、エンジン出力を補助するよう駆動するモータＭ／Ｇ３は、電動機制御部Ａｄにより、アクセルペダル踏込量θａが大きいほど、車速Ｖｃが小さいほど出力トルクが大きくなるように電流制御信号Ｓｉを設定し、Ｍ／Ｇ制御回路４の駆動回路部２７に出力指令を発している。このため、車両が停車時より発進する場合、アクセルペダル踏込量θａが大きく、車速Ｖｃが小さい時点であるほどモータＭ／Ｇ３は大きな出力トルクでエンジン出力を補助するよう駆動することとなる。
【００３９】
特に、パラメータ値ＳＯＣが第２所定値ＳＯＣ２以上に大きな場合で、発進段として３速が選択されていた場合、例えば、図５（ｂ）に示したように、破線ａで示すような高出力トルクで発進を継続させる。
この際、駆動輪１４側からは発進段が高変速段であるほど大きな走行抵抗を受けて駆動するため、１速発進時と比較し、３速発進時において、車両の加速特性は比較的低くなる。しかし、ここでは、バッテリの給電能力に相関するパラメータ値ＳＯＣがＳＯＣ２より大きな領域ｅ２（図３参照）であることより、モータＭ／Ｇ３がエンジン出力を十分補助するよう駆動でき、特に加速特性が考慮される発進直後において、発進加速度は目標加速度Ｇαを十分に上回る状態で発進でき、発進フィーリングを十分に確保できている。
【００４０】
なお、パラメータ値ＳＯＣがＳＯＣ２より小さいがＳＯＣ１以上に大きな領域ｅ１（図３参照）の場合、発進段として２速段を選択し、発進を継続させる。
【００４１】
なお、パラメータ値ＳＯＣがＳＯＣ１より小さい場合は図５（ａ）に実線ｃで示すような通常の１速発進が実行され、パラメータ値ＳＯＣが低い場合でも、通常発進により発進性能を確保できる。
これらの場合もモータＭ／Ｇ３がエンジン出力を補助するよう駆動でき、特に加速特性が考慮される発進直後において、発進加速度は目標加速度Ｇαを上回る状態で発進でき、発進フィーリングを十分に確保できる。
【００４２】
ステップｓ１１の判別が否定される場合、即ち、発進変速段と目標変速段とが一致する運転状態になるとステップｓ１２に進んでフラグＦＬＧ１＝１とする。ステップｓ１２の処理を終了した場合は、ステップｓ１０でフラグがゼロでないと判別された場合と同様にステップｓ１３に進む。
次いで、ステップｓ１３では目標変速段ＳＬＯと現変速段ＳＬｎが一致するか否か判断し、一致ではステップｓ１４に進み、不一致ではステップｓ１５に進む。
【００４３】
目標変速段と現変速段が不一致でステップｓ１５に達すると、クラッチ制御部Ａｃがクラッチ切換弁を切換え操作し、クラッチ断信号ＣｃをエンジンＥＣＵ７に出力してエンジン回転数の上昇を抑制し、その上でクラッチ制御部Ａｃがクラッチアクチュエータ１７を駆動してクラッチ９の断処理に入り、次いで、変速制御部Ａｍが変速アクチュエータ２１を介しギア列を目標変速段に切換え、次いでクラッチ制御部Ａｃがクラッチ接制御を行い（クラッチ断信号Ｃｃ解除でエンジン側は定常制御に戻る）、変速処理を完了させ、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００４４】
目標変速段と現変速段が一致する場合は、ステップｓ１１の判別が肯定されて発進変速段が保持される場合と同様に、ステップｓ１４に進む。ここではアクセルペダル踏込量θａと車速Ｖｃとに基づき、減速中であるか否かを判定する。具体的には車速Ｖｃに対応した所定値よりもアクセルペダル踏込量θａが少なければ車両を減速させようとしているものと見做して減速中と判別し、ステップｓ１４で減速中でないと判別されると、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００４５】
減速中と判別され、ステップｓ１６に達すると、回生信号Ｓｂを発し、Ｍ／Ｇ制御回路４内を回生制御回路部２８に切換える。これにより、駆動輪１４からの回転力を受け駆動するモータＭ／Ｇ３が回生制御回路部２８に電力供給し、その電力がバッテリー２６に給電され、充電が成される。次いでステップｓ１７に達すると、エンジンブレーキ時にある場合にのみ電磁クラッチ２５にオン信号を出力して、クラッチ接合状態を保持する。これにより、エンジン回転力で駆動するスタータモータ６が回生制御回路部２８に給電し、その電力がバッテリー２６に給電され、充電が成され、この回の制御を終了させ、リターンする。
【００４６】
このように、図１のハイブリッド車両の制御装置はモータＭ／Ｇ３が発生可能な出力が所定値より大の場合、即ち、パラメータ値ＳＯＣがＳＯＣα１（例えば８０％）或いは第２所定値ＳＯＣ２（例えば９０％）以上の場合に、自動変速機１１の発進変速比を高速側（低変速段である１速段より高変速段である２、３速段）とする。このため、モータＭ／Ｇ３からの出力が十分に得られる場合は自動変速機１１の発進変速比が高速側（高変速段）となることに伴ってエンジン２を低回転で運転でき燃費を向上できる。しかも、車両発進後の変速比変化も少なくなり発進加速フィーリングも向上する。
【００４７】
逆に、モータＭ／Ｇ３が発生可能な出力が大きくない場合、例えばステップｓ５、ステップｓ６と進む場合は、自動変速機１１の発進変速比は相対的に低速側（低変速段）となるので内燃機関が比較的高回転で運転されてエンジン２の発生出力が高くなるので十分な発進性能を確保できる。即ち、モータＭ／Ｇ３の出力が大なほど高い変速段（減速比小）を選択し、出力小なほど低い変速段（減速比大）を選択するので、発進加速フィーリングの向上と十分な発進性能の確保を両立することができる。
【００４８】
また、モータＭ／Ｇ３が発生可能な出力に相関するパラメータ値ＳＯＣに応じて発進変速段を切換えるので、発進操作前に適切な変速段とすることができ、発進変速が安定して成される。
更に、バッテリーの給電能力に相関するパラメータ値ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１やＳＯＣ２より大の場合に自動変速機１１の発進変速比を高速側（高変速段）とするので、モータＭ／Ｇ３からの出力が十分に得られる場合を的確且つ簡便に判定して自動変速機１１の発進変速比を適切に制御できる。
【００４９】
モータＭ／Ｇ３が発生可能な出力に相関するパラメータ値ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１やＳＯＣ２より大の場合（図３の領域ｅ１，ｅ２の場合）は、発進加速中の変速回数が減少することになるので、結果的に変速ショックが発生する回数を減少させることで、シフト時のショックに関わるフィーリングの悪化を防止することができる。
電動機出力能力検出手段をなす給電能力検出手段から検出されるパラメータ値ＳＯＣが所定値ＳＯＣ１より出力大側の第２所定値ＳＯＣ２よりも出力大側である場合（図３の領域ｅ２の場合）は、発進変速比をより高速側（高変速段）とモータＭ／Ｇ３をきめ細かく制御することが可能となり、燃費及び発進加速フィーリングをより向上できる。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、電動機が発生可能な出力が所定値より大の場合に自動変速機１１の発進変速比を出力小側の値よりも高速側とするので、電動機からの出力が十分に得られる場合は自動変速機１１の発進変速比が高速側となることに伴って内燃機関を低回転で運転でき燃費を向上できるし車両発進後の変速比変化も少なくなり発進加速フィーリングも向上する。逆に電動機が発生可能な出力が大きくない場合は自動変速機１１の発進変速比は相対的に低速側となるので内燃機関が比較的高回転で運転されて内燃機関の発生出力が高くなるので十分な発進性能を確保できる。即ち、電動機の出力が大なほど高い変速段（減速比小）、出力小なほど低い変速段（減速比大）とするので、発進加速フィーリングの向上と十分な発進性能の確保とを両立できる。
また、電動機が発生可能な出力に相関するパラメータ値に応じて発進変速段を制御するので、発進操作前に適切な変速段とすることができ、変速処理が安定して成される。
【００５１】
請求項２の発明は、給電手段の給電能力が所定値より大の場合に自動変速機１１の発進変速比を高速側とするので、電動機からの出力が十分に得られる場合を的確且つ簡便に判定して自動変速機の発進変速比を適切に制御できる。
【００５２】
請求項３の発明は、電動機が発生可能な出力が所定値より大の場合は、発進加速中の変速回数が減少することになるので、有段式自動変速機を用いた場合であっても、変速ショックが発生する回数を減少させることができる。
【００５３】
請求項４の発明は、発進段をきめ細かく制御することが可能となり、燃費及び発進加速フィーリングをより向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用されたハイブリッド車の制御装置を装備した車両の全体構成図である。
【図２】図１のハイブリッド車の制御装置で用いる変速段マップの特性線図である。
【図３】図１のハイブリッド車の制御装置で用いるバッテリーの充電率−時間特性線図である。
【図４】図１のハイブリッド車の制御装置で用いる変速比制御ルーチンのフローチャートである。
【図５】ハイブリッド車の発進シミュレーションで得られた運転状態のデータを示し、（ａ）は１速段発進時、（ｂ）は３速段発進時を示す
【符号の説明】
１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ モータＭ／Ｇ
８ 駆動系ＥＣＵ
１１ 自動変速機
１２ 終変速機
１４ 駆動輪
２６ バッテリー
２７ 駆動回路部
ＳＯＣ パラメータ値
ＳＯＣ１，２ 所定値
Ａｄ 電動機制御部
Ｓｉ 電流制御信号
θａ アクセルペダル踏込量
Ｖｃ 車速
Claims (4)
- 内燃機関と、
同内燃機関の出力を変速して駆動輪に伝達する自動変速機と、
上記自動変速機よりも上記駆動輪側の車両駆動系に接続された電動機と、
上記電動機が発生可能な出力に相関するパラメータ値を検出する電動機出力能力検出手段と、
上記電動機出力能力検出手段から検出されるパラメータ値が所定値よりも出力大側である場合は出力小側の場合より上記自動変速機の発進変速比を高速側とする制御手段と、
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 上記電動機出力能力検出手段は、上記電動機に電力を供給する給電手段による上記電動機への給電能力に相関するパラメータ値を検出する給電能力検出手段を有し、
上記制御手段は上記給電能力検出手段から検出されるパラメータ値が所定値よりも給電能力大側である場合に給電能力小側の場合より上記自動変速機の発進変速比を高速側とすることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。 - 上記自動変速機は有段式であることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 上記制御手段は、上記電動機出力能力検出手段から検出されるパラメータ値が上記所定値より出力大側の第２所定値よりも出力大側である場合は、上記発進変速比をより高速側とすることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
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