JP4192965B2 - 車両の充電制御装置 - Google Patents

Description

本発明は車両の充電制御装置、特に充電効率の向上に関する。

近年、エンジンを駆動させる燃料の節約と、エンジンの回転による騒音の低減、さらには燃料の燃焼により発生する排気ガスの低減を目的として、異なる種類の動力源、具体的にはエンジンとモータジェネレータを搭載した車両が提案されている。

例えば、特開平９−２０９７９０号公報には、変速機の入力軸にエンジンが接続されるとともにモータジェネレータが接続され、車速やアクセル開度、あるいはバッテリの充電量に基づいてエンジン及びモータジェネレータを制御する技術が開示されている。具体的には、エンジンのトルクをモータジェネレータに入力してモータジェネレータをジェネレータとして機能させてバッテリを充電する、また車両減速時には車輪から変速機を介してモータジェネレータに入力されるトルクを用いて回生制動を行う、あるいはモータジェネレータをモータとして機能させ、そのトルクを変速機に入力してトルクアシストを行う等である。

特開平９−２０９７９０号公報 特開平１０−２３６０５号公報

このように、ハイブリッド車においては例えば車載バッテリのＳＯＣ（充電状態）が低下した場合にはエンジンのトルクをモータジェネレータに供給し、モータジェネレータをジェネレータとして機能させて発電させることで車載バッテリを充電するが、単にエンジンを起動させて発電するのでは、例えばエンジンのトルクがトルクコンバータを介してモータジェネレータに供給される構成の場合、トルクコンバータによってエンジンのトルクの一部が消費され、効率よく車載バッテリを充電することができない、あるいはトルクコンバータのロックアップクラッチが係合していてもエンジンの出力によっては発電効率が低下する問題がある。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、車載バッテリの充電が必要となった場合でもエンジン、トルクコンバータ、モータジェネレータを制御して高効率で車載バッテリを充電することが可能な制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、エンジンの出力軸がモータジェネレータに接続され、前記モータジェネレータの出力軸がロックアップクラッチを有するトルクコンバータを介して変速機に接続された車両の充電制御装置であって、前記モータジェネレータをモータとして動作させたときの出力で走行し、前記エンジンのトルクの少なくとも一部を前記トルクコンバータを介して前記モータジェネレータに供給して発電する際に、前記モータジェネレータによる発電量を車両の走行状態に応じて変化させ、車両が停止している場合には前記ロックアップクラッチをオフに設定し、車両が走行している場合には車速が増大するほど充電量を増大させ、かつ、車両の変速段が前進ポジションあるいは後進ポジションのいずれでもない場合には前進ポジションあるいは後進ポジションである場合よりも充電量を大きくすることを特徴とする。

本発明によれば、車両においてバッテリの充電が必要となった場合でも、効率的にバッテリを充電することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
図１には、本実施形態におけるハイブリッド車の構成ブロック図が示されている。エンジン１の出力軸はロックアップクラッチを有するトルクコンバータＴ／Ｃ２に接続され、トルクコンバータＴ／Ｃ２の出力軸はモータジェネレータＭ／Ｇ３に接続されている。そして、モータジェネレータＭ／Ｇ３の出力軸は自動変速機Ａ／Ｔ４に接続されている。モータジェネレータＭ／Ｇ３にはインバータ４０を介してバッテリ４１が接続されており、バッテリ４１からの直流電力をインバータ４０で交流電力に変換してモータジェネレータＭ／Ｇ３に供給するとともに、回生制動時にはモータジェネレータＭ／Ｇ３からの回生電力をバッテリ４１に供給する。インバータ４０の動作は、コントローラ４２からの制御指令で制御される。また、コントローラ４２は、インバータ４０を制御するだけでなく、インバータ４０の動作状態やバッテリ４１のＳＯＣ（充電状態）を検出してＥＣＵ１００に供給する。ＥＣＵ１００は、具体的にはマイクロコンピュータで構成され、車速信号やアクセル開度信号、ＳＯＣ信号等に基づいてトルクコンバータＴ／Ｃ２のスリップ率（ロックアップのオン、オフを含む）や自動変速機Ａ／Ｔ４の変速比を制御する。

本実施形態におけるエンジン１とモータジェネレータＭ／Ｇ３の基本動作は従来と同様であり、車両発進時や低速走行時にはモータジェネレータＭ／Ｇ３をモータとして機能させてモータジェネレータＭ／Ｇ３の出力で走行し、通常走行時にはエンジン１を始動させてエンジン出力により走行し、高負荷時にはエンジン１に加えモータジェネレータＭ／Ｇ３をモータとして機能させて両動力源により走行する。また、車両減速時や制動時には、モータジェネレータＭ／Ｇ３をジェネレータとして機能させ、電力を回生する。さらに、バッテリ４１のＳＯＣが低下した場合には、ＥＣＵ１００はエンジン１の出力を増大させ、その一部をモータジェネレータＭ／Ｇ３で電力に変換してバッテリ４１に充電する。

図２には、本実施形態におけるトルクコンバータＴ／Ｃ２、モータジェネレータＭ／Ｇ３及び自動変速機Ａ／Ｔ４の接続関係を示すスケルトン図が示されている。トルクコンバータＴ／Ｃ２及び自動変速機Ａ／Ｔ４の内部には、作動油としてオートマチック・トランスミッション・フルード（制御油）が封入されている。トルクコンバータＴ／Ｃ２は、駆動部材のトルクを流体により従動部材に伝達させるもので、ポンプインペラ７に一体化させたフロントカバー８と、タービンライナ９を一体に取り付けたハブ１０と、ロックアップクラッチ１１を有しており、ポンプインペラ７の回転が流体エネルギに変換されてタービンライナ９に伝達される。また、ロックアップクラッチ１１は、フロントカバー８とハブ１０とを選択的に係合、開放するためのもので、ロックアップクラッチ１１の係合には、ロックアップクラッチ１１が完全に係合された状態（ロックアップオン）と、ロックアップクラッチ１１がスリップした状態とが含まれる。

フロントカバー８はエンジン１のクランクシャフト１２に連結されており、ポンプインペラ７及びタービンランナ９の内周側にはステータ１３が設けられている。このステータ１３は、ポンプインペラ７からタービンランナ９に伝達されるトルクを増大させるためである。また、ハブ１０には入力軸１４が接続されている。従って、エンジン１のクランクシャフト１２からトルクが出力されると、このトルクはトルクコンバータ２又はロックアップクラッチ１１を介して入力軸１４に伝達される。モータジェネレータＭ／Ｇ３も、この入力軸１４に接続される。

一方、自動変速機（Ａ／Ｔ）４は、副変速部１５及び主変速部１６から構成されている。副変速部１５は、オーバドライブ用の遊星歯車機構１７を備えており、遊星歯車機構１７のキャリア１８に対して入力軸１４が連結されている。この遊星歯車機構１７を構成するキャリア１８とサンギア１９との間には多板クラッチＣ０と一方向クラッチＦ０とが設けられている。この一方向クラッチＦ０は、サンギア１９がキャリア１８に対して相対的に正回転、つまり入力軸１４の回転方向に回転した場合に係合するようになっている。そして、副変速部１５の出力要素であるリングギア２０が、主変速部１６の入力要素である中間軸２１に接続されている。また、サンギア１９の回転を選択的に止める多板ブレーキＢ０が設けられている。

従って、副変速部１５は、多板クラッチＣ０もしくは一方向クラッチＦ０が係合した状態で遊星歯車機構１７の全体が一体となって回転する。このため、中間軸２１が入力軸１４と同速度で回転し、低速段となる。また、ブレーキＢ０を係合させてサンギア１９の回転を止めた状態では、リングギア２０が入力軸１４に対して増速されて正回転し、高速段となる。

他方、主変速部１６は、３組の遊星歯車機構２２、２３、２４を備えており、これら３組の遊星歯車機構２２、２３、２４を構成する回転要素が、以下のように連結されている。すなわち、第１遊星歯車機構２２のサンギア２５と、第２遊星歯車機構２３のサンギア２６とが互いに一体的に連結されており、第１遊星歯車機構２２のリングギア２７と、第２遊星歯車機構２３のキャリア２９と、第３遊星歯車機構２４のキャリア３１とが連結されている。また、キャリア３１に出力軸３２が連結されており、この出力軸３２はトルク伝達装置（図示せず）を介して車輪に接続されている。更に、第２遊星歯車機構２３のリングギア３３が、第３遊星歯車機構２４のサンギア３４に連結されている。

主変速部１６の歯車列においては、後進側の１つの変速段と、前進側の４つの変速段とを設定することができる。このような変速段を設定するための摩擦係合装置、つまりクラッチ及びブレーキが、以下のように設けられている。すなわち、クラッチに関しては、リングギア３３及びサンギア３４と、中間軸２１との間に第１クラッチＣ１が設けられており、互いに連結されたサンギア２５及びサンギア２６と中間軸２１との間に第２クラッチＣ２が設けられている。第１クラッチＣ１は前進時に係合し、第２クラッチＣ２は後進時に係合する。

また、ブレーキに関しては、第１ブレーキＢ１はバンドブレーキであって第１遊星歯車機構２２のサンギア２５及び第２遊星歯車機構２３のサンギア２６の回転を止めるように配置されている。また、これらのサンギア２５、２６とケーシング３５との間には第１一方向クラッチＦ１と、多板ブレーキである第２ブレーキＢ２とが直列に配列されている。第１一方向クラッチＦ１はサンギア２５、２６が逆回転、つまり入力軸１４の回転方向とは反対方向に回転しようとする際に係合するようになっている。

第１遊星歯車機構２２のキャリア３７とケーシング３５との間に多板ブレーキである第３ブレーキＢ３が設けられている。そして、第３遊星歯車機構２４はリングギア３８を備えており、リングギア３８の回転を止めるブレーキとして多板ブレーキである第４ブレーキＢ４と第２一方向クラッチＦ２とが設けられている。第４ブレーキＢ４及び第２一方向クラッチＦ２は、ケーシング３５とリングギア３８との間に相互に並列配置されている。なお、この第２一方向クラッチＦ２はリングギア３８が逆回転しようとする際に係合するように構成されている。更に、自動変速機Ａ／Ｔ４の入力回転数を検出する入力回転数センサ４Ａと自動変速機Ａ／Ｔ４の出力軸３２の回転数を検出する出力回転数センサ４Ｂとが設けられている。このような構成において、例えば前進段の第２速から第３速にシフトアップする場合には、第３ブレーキＢ３が開放されるとともに、第２ブレーキＢ２が係合される。また、逆に第３速から第２速にシフトダウンする場合には、第２ブレーキＢ２が開放されるとともに第３ブレーキＢ３が係合される。

このような構成において、バッテリ４１のＳＯＣが低下した場合には上述したようにＥＣＵ１００はエンジン１の出力を増大させ、エンジンのトルクをトルクコンバータＴ／Ｃ２を介してモータジェネレータＭ／Ｇ３に供給して車載バッテリ４１を充電するが、例えば充電時にトルクコンバータＴ／Ｃ２がロックアップオフしている場合には、エンジン１からのトルクを効率よくモータジェネレータＭ／Ｇ３に供給できず、発電効率が低下する。また、たとえトルクコンバータＴ／Ｃ２がロックアップオンしていても、エンジン１の回転数やトルク、モータジェネレータＭ／Ｇ３の発電トルクや回転数が最適化されていないと、エンジン１のトルクを効率的に用いて発電することができない。

そこで、本実施形態においては、バッテリ４１の充電が必要となった場合に、ＥＣＵ１００は、エンジン１、トルクコンバータＴ／Ｃ２、及びモータジェネレータＭ／Ｇ３の作動状態を最適化して最大効率で発電できるように制御している。

図３には、本実施形態におけるバッテリ４１充電時のＥＣＵ１００の処理フローチャートが示されている。まず、ＥＣＵ１００は各種センサ（例えばシフトレバー位置センサや車速センサ、アクセル開度センサなど）からの入力信号を処理し（Ｓ１０１）、バッテリ４１のＳＯＣが所定量Ｌ％より低下したか否かを判定する（Ｓ１０２）。この判定は、コントローラ４２からのバッテリ４１検出信号に基づき判定することができる。そして、バッテリ４１のＳＯＣが所定量Ｌ％より低下して充電が必要である場合には、次にシフトレバーが前進ポジションあるいは後進ポジションにあるか否かを判定する（Ｓ１０３）。シフトレバーが前進ポジションあるいは後進ポジションにある場合には、さらに車速が０あるいは実質的に０（極低車速）であるか否か、すなわち停止中か否かを判定する（Ｓ１０４）。

Ｓ１０４にてＹＥＳ、すなわち車両が停止中である場合には、充電を開始することになるが、これに先立ってＥＣＵ１００はブレーキがオンされているか否かを判定する（Ｓ１０５）。この判定は、車両運転者が制動の意思を有していることを確認するためのものであり、ブレーキがオンされている場合には自動変速機Ａ／Ｔ４内のクラッチを開放制御し、自動変速機Ａ／Ｔ４を実質的にニュートラルポジションに設定する。具体的には、シフトレバーが前進ポジションにある場合には図２におけるＣ１クラッチを開放し、シフトレバーが後進ポジションにある場合にはＣ２クラッチを開放制御する。これにより、シフトレバーが前進ポジションあるいは後進ポジションにあっても、自動変速機Ａ／Ｔ４は実質的にニュートラル状態となり、モータジェネレータＭ／Ｇ３の発電時トルクが自動変速機Ａ／Ｔ４を介して車輪に伝達されるのを防止できる。

自動変速機Ａ／Ｔ４のクラッチを開放制御したのち、ＥＣＵ１００は所定のヒルホールド制御を行う（Ｓ１０７）。ヒルホールド制御とは、例えば車両が登坂路に停止している場合に後退しないようにＡＢＳのアクチュエータを作動させて車輪を強制的にロックするものである。本実施形態ではＳ１０６にてシフトレバーが駆動ポジションにあっても自動変速機Ａ／Ｔ４のクラッチを開放するため、勾配路において車両が移動してしまうおそれがあるため、このようなヒルホールド制御が必要となる。なお、Ｓ１０５にて車両運転者がブレーキ操作をしていることは確認しているため、ヒルホールド制御がなくても車両の移動を防止することは可能であるが、車両運転者はシフトレバーが駆動ポジションにあることを前提にブレーキを操作していることも想定されるため、このようなヒルホールド制御により勾配路においても車両を停止させることが好適である。

自動変速機Ａ／Ｔ４のクラッチを開放し、更に車両を確実に停止させる処理を行った後、ＥＣＵ１００は最高効率で発電するために必要なエンジン１、トルクコンバータＴ／Ｃ２、モータジェネレータＭ／Ｇ３の運転点を演算する（Ｓ１０８）。なお、この最高効率運転点演算に関しては後に詳述する。

一方、Ｓ１０４にてＮＯ、すなわち車両が走行している場合には、クラッチ開放制御やヒルホールド制御を行うことなく、この状態における最高効率運転点を演算する（Ｓ１０９）。この最高効率運転点演算に関しても、後に詳述する。

Ｓ１０８、あるいはＳ１０９にて最高効率が得られる運転点を演算した後、ＥＣＵ１００は、この運転点でトルクコンバータＴ／Ｃ２のロックアップ制御（スリップ率制御）を行い（Ｓ１１０）、エンジン１の回転数、トルクを制御する（Ｓ１１１）。そして、モータジェネレータＭ／Ｇ３をジェネレータとして機能させて回転数及びトルクを制御し充電する（Ｓ１１２）。

図４には、Ｓ１０８における最高効率運転点演算Ｉの詳細フローチャートが示されている。まず、ＥＣＵ１００は、センサからの入力信号を処理し（Ｓ２０１）、モータジェネレータＭ／Ｇ３のモータトルクＴＭをモータ回転数ＮＭとモータ効率ηＭの２次元マップパラメータとして記憶する（Ｓ２０２）。

図５には、横軸にモータ回転数ＮＭ、縦軸にモータトルクＴＭをとった場合のモータ効率ηＭが示されている。回転数ＮＭ及びトルクＴＭが増大する程モータ効率ηＭは増大し、回転数ＮＭ及びトルクＴＭがある範囲で極大となる。

次に、ＥＣＵ１００は、エンジントルクＴＥをエンジン回転数ＮＥとエンジン効率ηＥの２次元マップパラメータとして記憶する（Ｓ２０３）。

図６には、横軸にエンジン回転数ＮＥ、縦軸にエンジントルクＴＥをとった場合のエンジン効率ηＥが示されている。回転数ＮＥ及びトルクＴＥが増大する程効率ηＥは増大し、ある範囲で極大となり、それ以上に回転数ＮＥとトルクＴＥが増大すると効率ηＥは低下する。

モータトルクＴＭとエンジントルクＴＥの２次元マップを記憶した後、記憶した２次元マップに基づいて最高効率点を決定する（Ｓ２０４）。具体的には、トルクコンバータＴ／Ｃ２はロックアップオン状態が発電効率最高となるのでロックアップオンを前提とし、ηＥ×ηＭの最高点を探索する。ただし、ロックアップをオンするため、
ＴＭ＋ΔＴＥ＝ＴＥ ・・・（１）
ＮＭ＝ＮＥ ・・・（２）
の関係にあるから、この条件下でηＥ×ηＭが最高となるエンジン回転数ＮＥ、エンジントルクＴＥ及びモータ回転数ＮＭ、モータトルクＴＭを２次元マップから求める。なお、ΔＴＥはエンジン１自身がアイドリングで回るために必要なトルクである。（１）、（２）式を満たす必要があるため、得られる最高運転点（モータトルク、モータ回転数、エンジントルク、エンジン回転数）はモータ効率の２次元マップにおいて最高効率が得られるモータトルクＴＭ’、モータ回転数ＮＭ’エンジン効率の２次元マップにおいて最高効率が得られるエンジントルクＴＥ’、エンジン回転数ＮＥ’とは異なる点に注意されたい。

一方、図７にはＳ１０９における最高効率運転点演算ＩＩの詳細フローチャートが示されている。Ｓ１０８における最高効率運転点演算Ｉと異なる点は、モータジェネレータＭ／Ｇ３が変速機Ａ／Ｔ４を介して車輪に連結されて走行中であるため（シフトレバーが前後進ポジションにあり、車速が０でない）、モータジェネレータＭ／Ｇ３の回転数を自由に制御することができない点である。

図において、ＥＣＵ１００はセンサからの入力信号を処理し（Ｓ３０１）、次にトルクコンバータＴ／Ｃ２のロックアップオフを強制できるか否か、言い換えればドライバビリティを低下させないためロックアップをオフしなければならない走行状況か否か（例えば変速時に変速ショックを緩和するためにロックアップをオフする等）の判定を行う（Ｓ３０２）。ロックアップオフが強制されない場合には、次に走行負荷ＴＬＯＡＤを車速やスロットル開度に基づき演算し（Ｓ３０３）、モータトルクＴＭをモータ回転数ＮＭとモータ効率ηＭの２次元マップパラメータとして記憶する（Ｓ３０４）。この処理は、上述したＳ２０２と同様であるが、モータジェネレータＭ／Ｇ３は自動変速機Ａ／Ｔ４を介して車輪に接続されているため、ＮＭ＝Ｎｏ×ｉ（Ｎｏは自動変速機の出力回転数、ｉはギア比）の関係にある。

次に、トルクコンバータＴ／Ｃ２のトルク比ｔｃを速度比ｅとコンバータ効率ηｔのマップで記憶する（Ｓ３０５）。図８には、横軸に速度比ｅ、縦軸にコンバータ効率ηｔをとった場合のトルク比ｔｃが示されている。なお、速度比ｅ＝ＮＭ／ＮＥである。ここでは、速度比ｅを変化させたときの効率ηｔの変化も記憶しておく。

そして、ＥＣＵ１００は、さらにエンジントルクＴＥをエンジン回転数ＮＥとエンジン効率ηＥの２次元マップパラメータとして記憶する（Ｓ３０６）。この処理は、上述したＳ２０３の処理と同様である。

モータトルクＴＭ、コンバータのトルク比ｔｃ、エンジントルクＴＥを記憶した後、ＥＣＵ１００はこれらを用いて最高効率点を決定する（Ｓ３０７）。具体的には、
効率η＝（走行エネルギ＋充電エネルギ）／エンジン出力 ・・・（３）
が最も大きい時であるから、
効率η＝（ＴＬＯＡＤ×Ｎｏ＋ＴＭ×ＮＭ×ηＭ）／（ＴＥ×ＮＥ／ηＥ）
＝（ＴＬＯＡＤ×Ｎｏ＋ＴＭ×ＮＭ×ηＭ）×ηＥ／（ＴＥ×ＮＥ）
＝（ＴＬＯＡＤ×Ｎｏ＋ＴＭ×ＮＭ×ηＭ）×ηＥ×ｔ×ｅ／（ＴＬＯＡＤ／ｉ＋ＴＭ）×Ｎｏ×ｉ＝（ＴＬＯＡＤ×Ｎｏ＋ＴＭ×ＮＭ×ηＭ）×ηＥ×ηｃ／（ＴＬＯＡＤ／ｉ＋ＴＭ）×Ｎｏ×ｉ（但し、ηｃ＝ｔ×ｅ） ・・・（４）
が最大となるようなＴＭ、ηｃ（ロックアップスリップ率）を決定すればよい。なお、上式でＴＬＯＡＤ、Ｎｏ、ＮＭ、ｉは選択できる量ではなく、車両走行条件から決定される量である。また、トルク関係式
ＴＥ×ｔ＝（ＴＬＯＡＤ／ｉ＋ＴＭ） ・・・（５）
より、ＴＭが決まればＴＥも決定され、結局、最大効率で発電するために必要なＴＭ、ηｃ、ＴＥが決定されることになる。

一方、Ｓ３０２でＹＥＳ、すなわちロックアップオフが強制される場合には、以下のようにして最高効率点を決定する。すなわち、まず車速やスロットル開度より走行負荷ＴＬＯＡＤを演算し（Ｓ３０８）、モータトルクＴＭをモータ回転数ＮＭとモータ効率ηＭの２次元マップパラメータとして記憶する（Ｓ３０９）。そして、トルクコンバータＴ／Ｃ２のトルク比ｔｃを速度比ｅとコンバータ効率ηｔの２次元マップパラメータとして記憶する（Ｓ３１０）。ここで、速度比ｅ＝ＮＭ／ＮＥである。さらに、Ｓ３０６と同様に、エンジントルクＴＥをエンジン回転数ＮＥとエンジン効率ηＥの２次元マップパラメータとして記憶する（Ｓ３１１）。

そして、これらに基づいて最高効率点を決定するが、トルクコンバータＴ／Ｃ２のロックアップクラッチはオフにしか制御できないため、ロックアップスリップ率一定の条件の下で効率が最大となるようなＴＭを決定し、さらに（５）式を用いてその時のＴＥを決定する（Ｓ３１２）。

このように、本実施形態では、最高効率で発電するための条件を算出してエンジン１、トルクコンバータＴ／Ｃ２、モータジェネレータＭ／Ｇ３を制御するので、バッテリ４１を効率的に、すなわち短時間で充電することが可能となる。さらに、充電時には、変速機のクラッチを開放して実質的なニュートラル状態に制御するため、効率的な充電が可能となる。

＜第２実施形態＞
上述した第１実施形態においては、シフトレバーが駆動ポジションにあっても自動変速機Ａ／Ｔ４のクラッチ（Ｃ１及びＣ２クラッチ）を開放制御することで発電効率、すなわち充電効率を向上させているが、シフトレバーがニュートラル位置にある場合にはこのような制御は不要である。しかしながら、停車充電中に運転者がシフトレバーを駆動ポジションに設定した場合には、変速機内のクラッチが係合するためエンジン１のトルクが変速機Ａ／Ｔ４を介して車輪に伝達されるため、運転者の意思に応じたクラッチ制御が必要となる。すなわち、停止充電中に直ちに変速機のクラッチを係合させた場合、発電トルクが変速機を介して車輪に伝達されてしまうので、運転者は軽いショックを感じることになり好ましくない。本実施形態では、このように停車充電中に運転者がシフトレバーを駆動ポジションに設定した場合の処理について説明する。

図９には、本実施形態の処理フローチャートが示されている。まず、ＥＣＵ１００はセンサからの入力信号を処理し（Ｓ４０１）、バッテリ４１を充電中であるか否かを判定する（Ｓ４０２）。バッテリ４１を充電中である場合には、次に車速が実質的にゼロであるか否かを判定する（Ｓ４０３）。そして、停止中の充電であると判定された場合、次にシフトポジションがニュートラルＮから駆動ポジションＤ、Ｒに変更されたか否かを判定する（Ｓ４０４）。停止充電中にシフトレバーが駆動ポジションに設定された場合には、さらに運転者がアクセルをオンしたか否かを判定する（Ｓ４０５）。車両運転者がアクセルをオンした場合には、運転者が車両を走行させる意思を有していることになるから（交差点で赤信号のため停止中に充電し、信号が青に変化した場合等が相当する）、ＥＣＵ１００は充電制御を直ちに中止し（Ｓ４０６）、自動変速機Ａ／Ｔ４のクラッチＣ１（あるいはＣ２）を係合させる（Ｓ４０７）。そして、ヒルホールド制御を行っている場合にはその制御も解除し（Ｓ４０８）、走行を可能とする。

一方、Ｓ４０５にてＮＯ、すなわちシフトレバーを駆動ポジションに設定したにもかかわらずアクセルを操作していない場合には、変速機Ａ／Ｔ４のクラッチＣ１（あるいはＣ２）を係合させることなく充電制御を続行し（Ｓ４０９）、クラッチＣ１（あるいはＣ２）を開放状態に維持する（Ｓ４１０）。また、ヒルホールド制御を行っている場合には、クラッチＣ１（あるいはＣ２）を開放状態に維持しているため、この制御も引き続いて続行し車両の移動を防止する（Ｓ４１１）。

このように、本実施形態では運転者が停止充電中にシフトレバーを駆動ポジションに設定しても、アクセル操作を行って車両走行の意思表示をしない限り、自動変速機Ａ／Ｔ４のクラッチを開放状態に維持して充電状態を継続するため、バッテリ４１の効率的な充電が可能であるとともに、不要なショックを防止することもできる。

＜第３実施形態＞
図１０には、本実施形態におけるハイブリッド車の構成ブロック図が示されている。図１に示された構成ブロック図と異なる点は、トルクコンバータＴ／Ｃ２とモータジェネレータＭ／Ｇ３の配置位置が逆、すなわちエンジン１の出力軸はモータジェネレータＭ／Ｇ３に接続され、モータジェネレータＭ／Ｇ３の出力軸はトルクコンバータＴ／Ｃ２を介して自動変速機Ａ／Ｔ４に接続される点である。

このような構成において、バッテリ４１のＳＯＣが低下してバッテリ４１の充電が停止中に必要となった場合、トルクコンバータＴ／Ｃ２がロックアップしたままの状態だと発電トルクの一部が車輪に伝達されてしまうため発電効率が低下してしまう。そこで、本実施形態では、図１０に示された構成のハイブリッド車でも、効率的にモータジェネレータＭ／Ｇ３を発電させてバッテリ４１を充電する制御について説明する。

図１１には、本実施形態における処理フローチャートが示されている。まず、ＥＣＵ１００はセンサからの信号を入力して処理し（Ｓ５０１）、バッテリ４１のＳＯＣが所定量Ｌｏｗ％より低下して充電が必要であるか否かを判定する（Ｓ５０２）。バッテリ４１の充電が必要と判定されると、次にシフトレバーが前進ポジションあるいは後進ポジションにあるかを確認する（Ｓ５０３）。そして、シフトレバーが前後進ポジションにある場合には、さらに車速Ｖが下限値Ｖｍｉｎ以下であるか否かを判定する（Ｓ５０４）。この判定は、車両が実質的に停止中であるか否かを確認するための処理で、実質的に停止中である場合には、不必要にエンジン１を回転させて騒音等を発生させないように最低の充電量を設定する（Ｓ５０５）。最低の充電量とは、バッテリ４１のＳＯＣを現状以下に低下させず、かつ、走行に支障がない量を意味する。そして、トルクコンバータＴ／Ｃ２のロックアップクラッチをオフとして充電に備える（Ｓ５０６）。

一方、Ｓ５０４にてＮＯ、すなわち車両が停止中ではなく走行している場合には、車速に応じた制限充電量を設定する（Ｓ５０７）。また、Ｓ５０３にてＮＯ、すなわちシフトレバーが前後進ポジションにない場合には、必要充電量の最大値に設定する（Ｓ５０８）。この場合、第１実施形態のように最大効率が得られるトルクと回転数を算出することが好ましい。

以上のようにして走行状態に応じてバッテリ４１の充電量を設定した後、モータジェネレータＭ／Ｇ３をジェネレータとして機能させて充電を行う（Ｓ５０９）。

図１２には、シフトレバーが前後進ポジションにある場合の設定充電量が示されている。図において、横軸は車速、縦軸は充電量である。車両が停止状態、あるいは極低車速で実質的に停止状態とみなせる場合には、充電量は最低必要な充電量に抑制される。そして、車速が増大するに従って車速に応じた充電量、具体的には図に示すように車速に対してリニアに充電量を増大させ、車速がある一定値以上では充電要求量に等しい充電量とする。車速がある一定値以上の場合の処理は、Ｓ５０８における処理、すなわち必要充電量の最大値で充電する処理と同一である。

このように、本実施形態では、停止中に充電が必要となった場合にはトルクコンバータＴ／Ｃ２のロックアップをオフとするので、充電効率を上げることができ、また、車両走行中であれば走行状態（具体的には車速）に応じて充電量を変化させているので、ドライバビリティを低下させることなく効率的にバッテリ４１を充電することができる。

本発明の実施形態の構成ブロック図である。 本発明の実施形態のトルクコンバータ及び自動変速機のスケルトン図である。 本発明の第１実施形態の処理フローチャートである。 図３における最高効率運転点演算Ｉの処理フローチャートである。 モータ回転数とモータトルク及び効率との関係を示すグラフ図である。 エンジン回転数とエンジントルク及び効率との関係を示すグラフ図である。 図３における最高効率運転点演算ＩＩの処理フローチャートである。 本発明における速度比と効率との関係を示すグラフ図である。 本発明の第２実施形態の処理フローチャートである。 本発明の第３実施形態の構成ブロック図である。 本発明の第３実施形態の処理フローチャートである。 本発明の第３実施形態における車速と充電量との関係を示すグラフ図である。

符号の説明

１ エンジン、２ トルクコンバータＴ／Ｃ、３ モータジェネレータＭ／Ｇ、４ 自動変速機Ａ／Ｔ、４０ インバータ、４１ バッテリ、４２ コントローラ、１００ ＥＣＵ（電子制御装置）。

Claims (2)

1. エンジンの出力軸がモータジェネレータに接続され、前記モータジェネレータの出力軸がロックアップクラッチを有するトルクコンバータを介して変速機に接続された車両の充電制御装置であって、
   前記モータジェネレータをモータとして動作させたときの出力で走行し、
   前記エンジンのトルクの少なくとも一部を前記トルクコンバータを介して前記モータジェネレータに供給して発電する際に、前記モータジェネレータによる発電量を車両の走行状態に応じて変化させ、車両が停止している場合には前記ロックアップクラッチをオフに設定し、車両が走行している場合には車速が増大するほど充電量を増大させ、かつ、車両の変速段が前進ポジションあるいは後進ポジションのいずれでもない場合には前進ポジションあるいは後進ポジションである場合よりも充電量を大きくすることを特徴とする車両の充電制御装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   車両の変速段が前進ポジションあるいは後進ポジションにあり、かつ、車両が停止している場合には前記モータジェネレータによる発電量を車載バッテリのＳＯＣを現状以下に低下させず、かつ走行に支障のない最低量とすることを特徴とする車両の充電制御装置。

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