JP5251485B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンおよびモータ/ジェネレータの駆動力を駆動輪に伝達するＨＥＶモードの走行が可能なハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、走行時に減速駆動力を得るいわゆるエンジンブレーキ状態を形成する技術に関する。

従来のハイブリッド車両の制御装置において、エンジンとモータ/ジェネレータと有段変速機とを直列に配置したものが、例えば、特許文献１などにより知られている。
また、近年、下り坂でのコースト走行時に、車両に減速度を与え、一定車速で走行するいわゆるエンブレ走行を行なうことを可能として、運転者に違和感を与えない品質の高い制御が求められている。

有段変速機を備えた車両では、下り坂でエンジン負荷による減速度を得ることが難しいのに対し、上述のようなハイブリッド車両の制御装置では、モータ／ジェネレータにより発電を行なう回生動作状態とすることで、有段変速機を備えていても下り坂でエンブレ走行状態を実現することができる。
特開２００６−１４５００１号公報

しかしながら、従来のハイブリッド車両の制御装置では、下り坂でモータ／ジェネレータの回生動作状態を続けてバッテリの充電を続けた場合、バッテリが満充電状態となるおそれがある。
このように、バッテリが満充電状態となると、バッテリが過充電されて、バッテリの劣化を招くおそれがある。また、このようなバッテリの過充電を防止すべく回生動作を解除した場合は、減速駆動力が得られなくなり、一定速度に保つことができなくなるという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、下り坂のコースト走行時などに、目標減速駆動力を得ることを可能としながら、バッテリの過充電を防止可能とす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する。

上記目的を達成するため、本発明のハイブリッド車両の制御装置では、コースト走行状態で、必要な目標減速駆動力が得られるように、モータ/ジェネレータのトルクを回生動作状態に制御するとともに、有段変速機の変速比を制御する減速走行制御を実行する駆動力制御手段を備え、この駆動力制御手段は、前記減速走行制御の実行時に、バッテリ充電量が、あらかじめ設定された第１閾値を越えた際に、前記有段変速機の変速比を、前記目標減速駆動力よりも大きなエンジンフリクションが得られる充電量高時変速比とするとともに、ＨＥＶモードで前記モータ/ジェネレータを力行動作状態として、バッテリの放電を行なうＨＥＶ放電処理を実行することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置とした。

本発明のハイブリッド車両の制御装置にあっては、下り坂などにおいてコースト走行で減速力を得る走行状況では、駆動力制御手段が、減速走行制御を実行し、モータ/ジェネレータのトルクと、有段変速機の変速比と、を制御し、モータ/ジェネレータで発電を行なう回生動作状態として、目標減速駆動力を得ることができる。

さらに、モータ/ジェネレータの発電でバッテリ充電量が第１閾値に達した場合は、駆動力制御手段は、ＨＥＶ放電処理を実行し、ＨＥＶモードで、変速比を充電量高時変速比とするとともに、モータ/ジェネレータを力行動作状態として、バッテリを放電させる。
すなわち、有段変速機の変速比を充電量高時変速比とすることで、エンジンフリクションが目標減速駆動力よりも大きくなる。一方、モータ/ジェネレータを力行動作状態とし、目標減速駆動力から負側に超過したエンジンフリクション相当分の正側のモータトルクに制御することで、目標減速駆動力を得ることができる。
したがって、有段変速機を備えたハイブリッド車両において、下り坂のコースト走行時などに、目標減速駆動力を得ながら、バッテリを放電させて、バッテリの過充電を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態のハイブリッド車両の制御装置は、エンジン（Ｅｎｇ）とモータ/ジェネレータ（ＭＧ）とが有段変速機（ＡＴ）の入力軸に連結され、前記エンジン（Ｅｎｇ）および前記モータ/ジェネレータ（ＭＧ）の駆動力を駆動輪（ＲＲ，ＲＬ）に伝達するＨＥＶモードの走行が可能なハイブリッド車両の制御装置であって、コースト走行状態を検出するコースト状態検出手段（１０，１６，２０）と、バッテリ（４）の充電量を検出するバッテリ充電量検出手段（２）と、前記有段変速機（ＡＴ）の変速比を制御する変速比制御手段（７）と、前記コースト走行状態で、必要な目標減速駆動力が得られるように、前記モータ/ジェネレータ（ＭＧ）のトルクを回生動作状態に制御するとともに、前記有段変速機（ＡＴ）の変速比を制御する減速走行制御を実行する駆動力制御手段（１０）と、を備え、前記駆動力制御手段（１０）は、前記減速走行制御の実行時に、バッテリ充電量が、あらかじめ設定された第１閾値（Ｖｓ１）を越えた際に、前記有段変速機（ＡＴ）の変速比を、前記目標減速駆動力よりも大きなエンジンフリクションが得られる充電量高時変速比（Ｒｈｅｖ１）とするとともに、前記ＨＥＶモードで前記モータ/ジェネレータ（ＭＧ）を力行動作状態として、前記バッテリ（４）の放電を行なうＨＥＶ放電処理を実行することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置である。

図１〜図７に基づき、この発明の最良の実施の形態の実施例１のハイブリッド車両の制御装置について説明する。
図１は、実施例１の制御装置が適用された後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）を示す全体システム図である。

実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥｎｇと、フライホイールＦＷと、第１クラッチＣＬ１と、モータ/ジェネレータＭＧと、第２クラッチＣＬ２と、自動変速機ＡＴと、プロペラシャフトＰＳと、ディファレンシャルＤＦと、左ドライブシャフトＤＳＬと、右ドライブシャフトＤＳＲと、左後輪ＲＬ（駆動輪）と、右後輪ＲＲ（駆動輪）と、を有する。なお、ＦＬは左前輪、ＦＲは右前輪である。

前記エンジンＥｎｇは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、エンジンコントローラ１からのエンジン制御指令に基づいて、エンジン始動制御やエンジン停止制御やスロットルバルブのバルブ開度制御が行われる。なお、エンジン出力軸には、フライホイールＦＷが設けられている。

前記第１クラッチＣＬ１は、前記エンジンＥｎｇとモータ/ジェネレータＭＧの間に介装されたクラッチであり、第１クラッチコントローラ５からの第１クラッチ制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された第１クラッチ制御油圧により、半クラッチ状態を含み締結・解放が制御される。この第１クラッチＣＬ１としては、例えば、ピストン１４ａを有する油圧アクチュエータ１４により締結・解放が制御される乾式単板クラッチが用いられる。

前記モータ/ジェネレータＭＧは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータ/ジェネレータであり、モータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータ/ジェネレータＭＧは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータがエンジンＥｎｇや駆動輪から回転エネルギーを受ける場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能し、バッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。なお、このモータ/ジェネレータＭＧのロータは、ダンパーを介して自動変速機ＡＴの変速機入力軸に連結されている。

前記第２クラッチＣＬ２は、前記モータ/ジェネレータＭＧと左右後輪ＲＬ,ＲＲの間に介装されたクラッチであり、ＡＴコントローラ７からの第２クラッチ制御指令に基づいて、第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、スリップ締結とスリップ解放を含み締結・解放が制御される。この第２クラッチＣＬ２としては、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチや湿式多板ブレーキが用いられる。なお、第１クラッチ油圧ユニット６と第２クラッチ油圧ユニット８は、自動変速機ＡＴに付設されるＡＴ油圧コントロールバルブユニットＣＶＵに内蔵されている。

前記自動変速機ＡＴは、例えば、前進７速/後退１速等の有段階の変速段を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える有段変速機であり、前記第２クラッチＣＬ２は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ＡＴの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、トルク伝達経路に配置される最適なクラッチやブレーキを選択している。そして、前記自動変速機ＡＴの出力軸は、プロペラシャフトＰＳ、ディファレンシャルＤＦ、左ドライブシャフトＤＳＬ、右ドライブシャフトＤＳＲを介して左右後輪ＲＬ,ＲＲに連結されている。

実施例１のハイブリッド駆動系は、電気自動車走行モード（以下、「ＥＶモード」という。）と、ハイブリッド車走行モード（以下、「ＨＥＶモード」という。）と、駆動トルクコントロール走行モード（以下、「ＷＳＣモード」という。）等の走行モードを有する。

「ＥＶモード」は、第１クラッチＣＬ１を解放状態とし、モータ/ジェネレータＭＧの動力のみで走行するモードである。
なお、本実施例１では、ＥＶモードにおいて、モータ/ジェネレータＭＧのトルクを力行動作状態として正としてモータ/ジェネレータＭＧの駆動力で走行するＥＶ走行モードと、モータ/ジェネレータＭＧのトルクを回生により負として減速走行するＥＶ減速走行モードと、を形成可能としている。
「ＨＥＶモード」は、第１クラッチＣＬ１を締結状態として、エンジンＥｎｇとモータ/ジェネレータＭＧの駆動力で走行するモードである。なお、本実施例１では、このＨＥＶモードにおいて、エンジン走行モード、モータアシスト走行モード、走行発電モード、ＨＥＶ減速走行モードを形成可能としている。
エンジン走行モードは、モータ/ジェネレータＭＧのトルクを０として、エンジンＥｎｇの正トルクで走行するモードである。
モータアシスト走行モードは、エンジンＥｎｇのトルクならびにモータ/ジェネレータＭＧのトルクを両方正として走行するモードである。
走行発電モードは、エンジンＥｎｇのトルクを正とする一方、モータ/ジェネレータＭＧのトルクを負とした回生動作状態として、モータ/ジェネレータＭＧにより発電を行ないながら走行するモードである。
ＨＥＶ減速走行モードは、走行発電モードとは逆に、モータ/ジェネレータＭＧのトルクを正とした力行動作状態としながら、エンジンＥｎｇのトルクはフリクションによりモータ/ジェネレータＭＧのトルクよりも絶対値の大きな負の値として、減速走行するモードである。
前記「ＷＳＣモード」は、例えば、「ＥＶモード」からの発進時、または、「ＨＥＶモード」からの発進時、第２クラッチＣＬ２をスリップ締結状態とし、第２クラッチＣＬ２を経過するクラッチ伝達トルクが、車両状態やドライバー操作に応じて決まる要求駆動トルクとなるようにクラッチトルク容量をコントロールしながら発進するモードである。なお、「ＷＳＣ」とは「Wet Start clutch」の略である。

次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけるＦＲハイブリッド車両の制御系は、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。なお、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、情報交換が互いに可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。

前記エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報と、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、エンジン動作点（Ｎｅ，Ｔｅ）を制御する指令を、エンジンＥｎｇのスロットルバルブアクチュエータ等へ出力する。

前記モータコントローラ２は、モータ/ジェネレータＭＧのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報と、統合コントローラ１０からの目標ＭＧトルク指令および目標ＭＧ回転数指令と、他の必要情報を入力する。そして、モータ/ジェネレータＭＧのモータ動作点（Ｎｍ，Ｔｍ）を制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電容量をあらわすバッテリ充電量ＳＯＣを監視していて、このバッテリ充電量ＳＯＣ情報は、モータ/ジェネレータＭＧの制御情報に用いられると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。

前記第１クラッチコントローラ５は、油圧アクチュエータ１４のピストン１４ａのストローク位置を検出する第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの目標ＣＬ１トルク指令と、他の必要情報を入力する。そして、第１クラッチＣＬ１の締結・解放を制御する指令をＡＴ油圧コントロールバルブユニットＣＶＵ内の第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。

前記ＡＴコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と、車速センサ１７と、他のセンサ類１８（変速機入力回転数センサ、インヒビタースイッチ等）からの情報を入力する。そして、Ｄレンジを選択しての走行時、アクセル開度ＡＰと車速ＶＳＰにより決まる運転点がシフトマップ上で存在する位置により最適な変速段を検索し、検索された変速段を得る制御指令をＡＴ油圧コントロールバルブユニットＣＶＵに出力して、図示を省略した各摩擦締結要素の締結および解放を制御する。なお、シフトマップとは、アクセル開度と車速に応じてアップシフト線とダウンシフト線を書き込んだマップをいう。ＡＴコントローラ７は、上記自動変速制御に加えて、統合コントローラ１０から目標ＣＬ２トルク指令を入力した場合、第２クラッチＣＬ２の締結・解放を制御する指令をＡＴ油圧コントロールバルブユニットＣＶＵ内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する第２クラッチ制御を行なう。

前記ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９と、ブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報と、統合コントローラ１０からの回生協調制御指令と、他の必要情報を入力する。そして、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークＢＳから求められる要求制動力に対し回生制動力だけでは不足する場合、その不足分を機械制動力（液圧制動力やモータ制動力）で補うように、回生協調ブレーキ制御を行なう。

前記統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギーを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Ｎｍを検出するモータ回転数センサ２１や他のセンサ・スイッチ類２２からの必要情報およびＣＡＮ通信線１１を介して情報を入力する。そして、エンジンコントローラ１へ目標エンジントルク指令、モータコントローラ２へ目標ＭＧトルク指令および目標ＭＧ回転数指令、第１クラッチコントローラ５へ目標ＣＬ１トルク指令、ＡＴコントローラ７へ目標ＣＬ２トルク指令、ブレーキコントローラ９へ回生協調制御指令を出力する。
さらに、本実施例１では、下り坂センサ２３が設けられており、統合コントローラ１０は、下り坂走行状態を検出できる。なお、下り坂センサ２３としては、車両における重力加速度を検出するＧセンサを用いることができるとともに、道路情報が記憶されたいわゆるナビゲーションシステムや、車外の情報機器から道路情報を入力する手段や、画像入力手段からの入力画像に基づいて下り坂を判定する手段などを用いることができる。

図２は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を示す制御ブロック図である。図３は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でのモード選択処理を行なう際に用いられるＥＶ-ＨＥＶ選択マップを示す図である。図４は、実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でバッテリ充電制御を行なう際に用いられる目標充放電量マップを示す図である。以下、図２〜図４に基づき、実施例１の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を説明する。

前記統合コントローラ１０は、図２に示すように、目標駆動力演算部１００と、モード選択部２００と、目標充放電演算部３００と、動作点指令部４００とを有する。

前記目標駆動力演算部１００では、目標駆動力マップを用いて、アクセル開度ＡＰと車速ＶＳＰとから、目標駆動力tFoOを演算する。

前記モード選択部２００では、図３に示すＥＶ-ＨＥＶ選択マップを用いて、アクセル開度ＡＰと車速ＶＳＰとから、「ＥＶモード」または「ＨＥＶモード」を目標走行モードとして選択する。但し、バッテリ充電量ＳＯＣが所定値以下であれば、強制的に「ＨＥＶモード」を目標走行モードとする。また、「ＥＶモード」または「ＨＥＶモード」からの発進時、車速ＶＳＰが第１設定車速ＶＳＰ1になるまで「ＷＳＣモード」を目標走行モードとして選択する。

次に、実施例１の統合コントローラ１０にて実行される本実施例１の特徴とする下り坂定速走行制御（減速走行制御）について説明する。なお、下り坂定速走行制御とは、下り坂を走行する際に、この下り坂に進入した時の車速ＶＳＰに保持させる制御である。

そして、本実施例１では、減速定速走行制御の開始に伴い、後述する図５および図６に示すフローチャートに示されるように、エンジンＥｎｇのトルク、モータ/ジェネレータＭＧのトルク、自動変速機ＡＴの変速比、第１クラッチＣＬ１の締結・解放、すなわち、ＥＶモードとＨＥＶモードとの切り換えの制御を実行する。

この下り坂定速走行制御において、走行モードがＨＥＶモードとＥＶモードとで処理の流れが異なっており、この走行モード別に、図５および図６のフローチャートにより、説明する。

図５は、ＨＥＶモードの場合の処理の流れを示しており、ステップＳ１では、コースト判定および走行モード判定を行ない、コースト走行かつＨＥＶモードである場合、ステップＳ２に進み、それ以外は、この図５の処理を終了する。コースト判定は、前述したように、アクセル開度ＡＰ＝０かつブレーキストロークＢＳ＝０であるときに、コースト走行と判定する。また、ＨＥＶモードの判定は、第１クラッチＣＬ１が締結され、かつ第２クラッチＣＬ２が締結されている場合に、ＨＥＶモードと判定する。

ステップＳ２では、自動変速機ＡＴの入力端の目標駆動トルクを決定する処理を実行する。目標駆動トルクの演算は、前述した目標駆動力演算部１００において成されるが、下り坂センサ２３により下り坂が検出された場合には、車速ＶＳＰを一定に保つのに必要な目標減速駆動力（負のトルク）が算出される。この目標減速駆動力として、ステップＳ２では、車速ＶＳＰに応じた減速度Ｇ１および車速ＶＳＰが増速しないために必要となる減速度Ｇ２を、実現できる目標減速駆動力をそれぞれ算出し、両目標減速駆動力のうちで、大きな減速度が得られる目標減速駆動力を選択する。なお、この保持する車速ＶＳＰは、例えば、１回前の制御周期で読み込まれた車速ＶＳＰである。

次のステップＳ３では、バッテリ充電量ＳＯＣがあらかじめ設定された第１閾値Ｖｓ１よりも大きいか否か判定し、ＳＯＣ＞Ｖｓ１の場合はステップＳ４に進み、ＳＯＣ≦Ｖｓ１の場合はステップＳ６に進む。なお、第１閾値Ｖｓ１は、ＨＥＶモード時の充電上限値であって、バッテリ４が満充電となる手前の値に設定されている。

ステップＳ４では、変速比として通常変速比Ｒｎとは異なる変速比であって、目標減速駆動力よりも大きな減速度が得られる変速比である充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１（例えば、２ｎｄ）を選択し、ステップＳ５に進む。なお、ＨＥＶモードにおいて、充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１は、前述の車速ＶＳＰに保持するのに必要な目標減速駆動力よりも大きなエンジンフリクションが得られる変速比である。
また、充電量高時変速比Ｐｈｅｖ１がいったん選択された場合には、放電フラグが設定され、この放電フラグが設定されている間は、後述するステップＳ８の通常変速比Ｒｎの選択が回避される。この放電フラグは、後述するステップＳ７の充電量低時変速比Ｒｈｅｖ２の選択がなされるか、下り坂走行を終了するかで、リセットされる。
続くステップＳ５では、モータトルクを決定する処理を行う。ここで、モータトルクは、目標減速駆動力とエンジンフリクショントルクとの差分に基づいて求める。すなわち、ステップＳ４からＳ５に至る条件では、エンジンフリクションが目標減速駆動力を上回っており、この場合、モータトルクは、正の差分に決定され、モータ/ジェネレータＭＧは、力行動作状態となる。一方、後述するステップＳ７→Ｓ５と進む条件では、エンジンフリクションが目標減速駆動力を下回り、この場合、モータトルクは、負の差分に決定され、モータ/ジェネレータＭＧは、回生動作状態となる。
なお、エンジンフリクションは、変速比に基づいて得られるエンジン駆動力および第１クラッチＣＬ１容量から決定される。

一方、ステップＳ６では、バッテリ充電量ＳＯＣがあらかじめ設定されたＨＥＶモードにおいて充電を許可する第２閾値Ｖｓ２（すなわち、Ｖｓ２＜Ｖｓ１である）未満であるか否か判定し、ＳＯＣ＜Ｖｓ２の場合はステップＳ７に進み、ＳＯＣ≧Ｖｓ２の場合はステップＳ８に進む。

ステップＳ７では、バッテリ充電量ＳＯＣが低い場合に応じた充電量低時変速比Ｒｈｅｖ２（例えば、３ｒｄ）を選択する。この充電量低時変速比Ｒｈｅｖ２は、ＨＥＶモードにおいて、前述の車速ＶＳＰに保持するのに必要な目標減速駆動力よりも小さなエンジンフリクションが得られる変速比である。なお、充電量低時変速比Ｒｈｅｖ２が選択された場合には、ステップＳ５において算出されるモータトルクの符号は負（回生動作）に設定される。
また、充電量低時変速比Ｐｈｅｖ２がいったん選択された場合には、充電フラグが設定され、この充電フラグが設定されている間は、後述するステップＳ８の通常変速比Ｒｎの選択が回避される。この充電フラグは、ステップＳ４の充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１の選択がなされるか、下り坂走行を終了するかで、リセットされる。
また、ステップＳ８では、通常変速比Ｒｎを選択する。なお、通常変速比Ｒｎとは、前述したように、シフトマップに基づいてアクセル開度ＡＰと車速ＶＳＰにより決定される。

次に、図６に示す、ＥＶモードの場合の処理の流れを説明する。
ステップＳ１１では、コースト判定および走行モード判定を行ない、コースト走行かつＥＶモードである場合、ステップＳ１２に進み、それ以外は、ステップＳ１８に進む。
なお、コースト判定は、前述のように、アクセル開度ＡＰ＝０かつブレーキストロークＢＳ＝０であるときに、コースト走行と判定する。また、ＥＶモードの判定は、第１クラッチＣＬ１が解放状態であり、かつ第２クラッチＣＬ２が締結状態である場合に、ＥＶモードと判定する。

ステップＳ１２では、目標駆動力トルクを決定する。目標駆動トルクの演算は、前述した目標駆動力演算部１００において成されるが、ステップＳ２の場合と同様に、下り坂センサ２３により下り坂が検出された場合には、車速ＶＳＰを一定に保つのに必要な目標減速駆動力（負のトルク）が算出される。そして、この目標減速駆動力として、車速ＶＳＰに応じた減速度Ｇ１および車速ＶＳＰが増速しないために必要となる減速度Ｇ２を、実現できる目標減速駆動力をそれぞれ算出し、両目標減速駆動力のうちで、大きな減速度が得られる目標減速駆動力を選択する。

次のステップＳ１３では、バッテリ充電量ＳＯＣがあらかじめ設定された満充電状態を示す第３閾値Ｖｓ３よりも大きいか否か判定し、ＳＯＣ＞Ｖｓ３の場合はステップＳ１４に進み、ＳＯＣ≦Ｖｓ３の場合はステップＳ２０に進む。なお、第３閾値Ｖｓ３は、ＥＶモード時の充電上限値であって、バッテリ４が満充電となる手前の値であって、本実施例１では、第１閾値Ｖｓ１よりも僅かに低い値に設定されている。

ステップＳ１４では、変速比として、ＥＶモードからＨＥＶモードへ移行する際に最適の変速比である移行時変速比Ｒｅｖを算出し、次のステップＳ１５に進む。この移行時変速比Ｒｅｖは、前述の車速ＶＳＰに保持するのに必要な目標減速駆動力よりも大きなエンジンフリクションが得られる変速比であって、しかも、エンジンＥｎｇの共振点を避けた変速比である。
続くステップＳ１５では、バッテリ充電量ＳＯＣが第１閾値Ｖｓ１よりも大きいか否か判定し、ＳＯＣ＞Ｖｓ１の場合は、ステップＳ１６に進み、ＳＯＣ≦Ｖｓ１の場合はステップＳ１９に進む。

ステップＳ１６では、ＨＥＶモードを想定して前述した充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１を選択する。この充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１は、前述したように目標減速駆動力よりも大きなエンジンフリクションが得られる変速比であって、ＥＶモードからＨＥＶモードに遷移した場合には、モータ/ジェネレータＭＧのトルクを正（力行）として放電可能な変速比である。

次のステップＳ１７では、充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１と移行時変速比Ｒｅｖとの選択を行う。この選択は、両変速比Ｒｖｅ，Ｒｈｅｖ１のうちで、大きな減速度が得られる変速比を選択するが、両者が同じ変速比の場合は、充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１を優先する。
さらに、充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１を選択した場合には、同時に、第１クラッチＣＬ１の締結を行って、ＨＥＶモードに移行する処理も並列に実施する。

ステップＳ１８では、モータトルクを算出する。なお、モータトルクは、目標減速駆動力とエンジンフリクショントルクとにより求める。

ステップＳ１９では、移行時変速比Ｒｅｖを選択する。
ステップＳ２０では、アクセル開度ＡＰと車速ＶＳＰとに基づいて、通常変速比Ｒｎを求める。

次に、実施例１の作用を、図７のタイムチャートを参照しつつ説明する。
このタイムチャートは、ＥＶモードでの走行中に、走行路が、平坦路から下り坂に移行してコースト走行を行なった場合の制御態様の一例を示している。すなわち、この例では図７（ａ）勾配を見ると分かるように、ｔ１の時点で、平坦路から下り坂に移行している。また、同図（ｄ）に示すように、このタイムチャートに示す例では、アクセル開度ＡＰおよびブレーキストロークＢＳが０でありコースト状態の制御実施例を示している。

このような、下り坂でのコースト走行時には、統合コントローラ１０は、ステップＳ１１→Ｓ１２の処理に基づいて、目標駆動トルクが算出されるが、このとき、前述したように、下り坂検出により、車速ＶＳＰを一定に保持するのに必要な目標減速駆動力が決定される。なお、この目標減速駆動力の算出は、例えば、今回取得した車速ＶＳＰと１サンプル周期前に取得した車速ＶＳＰ_−１等を用いて、ＰＩ制御器等を用いて算出することができる。
さらに、このｔ１の時点では、図７（ｈ）に示されるようにバッテリ充電量ＳＯＣが第３閾値Ｖｓ３よりも低いことから、Ｓ１３→Ｓ２０の流れに基づいて、通常変速比Ｒｎ（＝ＧＲ３、例えば、３ｒｄ）が選択される。そして、ステップＳ１８において、モータトルクが算出される。このとき、モータトルクは、下り坂コースト状態で、車速を一定に保つことができる負の値が算出され。したがって、モータ/ジェネレータＭＧは、回生動作が行われて発電を行う。
したがって、いわゆるエンジンブレーキ状態が形成されて、下り坂でも一定の車速ＶＳＰに保持される。

このようにモータ/ジェネレータＭＧで回生動作を行なう走行状態が持続されると、バッテリ充電量ＳＯＣが時間経過と共に上昇する。
そこで、バッテリ充電量ＳＯＣが第３閾値Ｖｓ３を越えると、その時点ｔ２で、これまでの変速比ＧＲ３よりも減速度の大きな変速比ＧＲ２に変速される。
すなわち、ｔ２の時点で、ステップＳ１３によりＹＥＳと判定され、Ｓ１４の処理に基づいて、ＨＥＶモードに移行したときのＨＥＶ移行時変速比Ｒｅｖ（＝ＧＲ２（例えば、２ｎｄ））が算出される。そして、ステップＳ１５→Ｓ１９の処理に基づいて、このＨＥＶ移行時変速比Ｒｅｖが選択され、さらに、Ｓ１８で算出されたモータトルクは、絶対値が小さくなる。
したがって、このｔ２の時点から、モータ/ジェネレータＭＧによる発電量が抑えられ、バッテリ充電量ＳＯＣの上昇量が緩やかになる。なお、この変速比ＧＲ２は、エンジンＥｎｇの共振点を避けて設定されている。このｔ２からｔ３の時期に実行される処理が、移行時処理である。

次に、バッテリ充電量ＳＯＣが上昇し、第１閾値Ｖｓ１を超えると（ｔ３の時点）、ステップＳ１５→Ｓ１６の処理に基づいて、充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１が算出され、ステップＳ１７の処理に基づいて、充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１が選択される。
この処理により、ｔ３の時点で、充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１が選択されると、第１クラッチＣＬ１が締結されてＨＥＶモードに切り換られ、エンジンＥｎｇにモータ/ジェネレータＭＧ側から回転が入力されて、エンジン回転数が上昇して始動される。
このエンジン回転数を引き上げる際に、その前の時点ｔ２から、充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１と等しいＨＥＶ移行時変速比Ｒｅｖが選択されており、このＨＥＶ移行時変速比Ｒｅｖは、エンジン共振点を除いて設定されている。このため、エンジン回転数が高く引き上げられ、始動性に優れるとともに、エンジンが共振して始動時ショックを与えるのを防止できる。また、モータ/ジェネレータＭＧでは、力行動作が成され、バッテリ４の放電が開始される。このｔ３〜ｔ５の時点で実施される処理が、ＨＥＶ放電処理である。
なお、第１クラッチＣＬ１は、ｔ３の時点からｔ４の時点にかけて、徐々に締結力が増加し、ｔ４の時点で完全に締結状態となる。このような第１クラッチＣＬ１の締結制御は、本願の要旨ではないので、説明を省略するが、例えば、特開２００６−３０６３２８号公報に記載されている技術などを用いることができる。

その後、ｔ４の時点で、第１クラッチＣＬ１の締結が完了し、エンジンＥｎｇの始動が完了し、ＨＥＶモードへの移行が終了する。
ｔ４の時点以降は、エンジントルク（エンジンフリクション）が目標減速駆動力を上回る負の値となり、モータトルクは、エンジンフリクションが目標減速駆動力を上回る分だけ、力行動作を行って放電し、車速ＶＳＰは、（ｂ）に示すように、一定に保たれる。
このように、下り坂で、一定速走行を維持しても、バッテリ充電量は、上限設定値である第１閾値Ｖｓ１を越えることがなく、バッテリ４の劣化を防止できる。しかも、モータ/ジェネレータＭＧを力行動作させて、バッテリ４の充電を停止しても、エンジンフリクションによる減速度を得ることができ、車速ＶＳＰが上昇することなく、一定車速に保つことができる。

ｔ４の時点以降、ＨＥＶモード走行を継続し、バッテリ４の放電を継続すると、バッテリ充電量ＳＯＣが低下する。
そこで、バッテリ充電量ＳＯＣが第２閾値Ｖｓ２に達した時点ｔ５で、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ６→Ｓ７の処理に基づいて充電量低時変速比Ｒｈｅｖ２（＝ＧＲ３）が選択され、変速される。
この充電量低時変速比Ｒｈｅｖ２は、エンジンフリクションが、目標減速駆動力よりも小さな値となる変速比であり、図示のように、ｔ５の時点からエンジントルクの負の絶対値が小さくなる。そこで、ステップＳ５で算出されるモータトルクは、目標減速駆動力を得るために、負の値となり、モータ/ジェネレータＭＧでは回生動作が成される。

したがって、ｔ５の時点から、バッテリ充電量ＳＯＣが上昇し、モータ/ジェネレータＭＧが放電を続けて、バッテリ充電量ＳＯＣが低下し過ぎるのを防止することができる。このｔ５〜ｔ６の時点で実行されているのが、ＨＥＶ充電処理である。
加えて、この充電を、ＨＥＶモードを維持したままで、モータ/ジェネレータＭＧを回生動作させて行うため、ＥＶモードに切り換えて回生動作を行なうものと比較して、モード移行によるトルク変動を抑えて、乗員に違和感を与えるのを抑えることができる。

その後、モータ/ジェネレータＭＧの回生動作状態を続けて、バッテリ充電量ＳＯＣが第１閾値Ｖｓ１を越えた時点ｔ６で、再び充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１が選択され、エンジンフリクションが目標減速駆動力よりも高められる一方、モータ/ジェネレータＭＧで力行動作を行って、バッテリ４の放電を行う。なお、これは、ｔ３の時点の処理と同様に、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４→Ｓ５の処理に基づくもので、ＨＥＶ放電処理である。
したがって、車速ＶＳＰを一定に保持しながら、モータ/ジェネレータＭＧにより放電を行なってバッテリ充電量ＳＯＣが再び低下される。

なお、上述した図７のタイムチャートでは、ＥＶモードで下り坂に進入した例を説明したが、ＨＥＶモードで下り坂に進入した場合には、ｔ５の時点以降と同様の処理が成される。したがって、この場合も、車速ＶＳＰを一定に保ちながら、バッテリ充電量ＳＯＣが第１閾値Ｖｓ１を超えることが無く、また、第２閾値Ｖｓ２よりも低下することのないように、制御することができる。

以上説明したように、本実施例１では、以下に列挙する効果が得られる。
ａ）有段の自動変速機ＡＴを有したハイブリッド車両において、下り坂でのコースト走行時には、モータ/ジェネレータＭＧを回生動作させ、一定車速ＶＳＰで走行する下り坂定速走行制御を実行する。したがって、運転者に違和感を与えない品質の高い制御を実行することができる。

ｂ）ＥＶモードでの下り坂定速走行制御の実行時に、バッテリ充電量が、満充電状態に近い第１閾値Ｖｓ１を越えると、ＨＥＶモードで、変速比を目標減速駆動力よりも大きなエンジンフリクションが得られる充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１とし、さらに、モータ/ジェネレータＭＧを力行動作させるＨＥＶ放電処理を実行する。
したがって、減速駆動力を得ながらも、バッテリ４の放電を行なって、バッテリ４が過充電状態となるのを防止できる。

しかも、本実施例では、このときステップＳ５のモータトルク算出処理に基づいて、モータトルクを、目標減速駆動力とエンジンフリクショントルクとの差分により決定するようにした。したがって、目標減速駆動力を得て、一定速度に保持する走行を維持したままで、上述のバッテリ４の放電を行なうことが可能であり、制御品質に優れる。

ｃ）ＨＥＶ放電処理の実行時に、バッテリ充電量が、あらかじめ設定された第２閾値Ｖｓ２まで低下した場合には、ＨＥＶモードを維持したままで、変速比を目標減速駆動力以下のエンジンフリクションが得られる充電量低時変速比とし、かつ、モータ/ジェネレータＭＧを回生動作状態として充電を行なうＨＥＶ充電処理を実行するようにした。
したがって、このＨＥＶ放電処理によりバッテリ充電量ＳＯＣが減少しすぎるのを防止できるとともに、ＨＥＶモードのまま充電を行なうことで、ＥＶモードとＨＥＶモードとに頻繁に切換が成されるのを防止して、この切り換えに伴うトルク変動によるショック発生を抑制して、制御品質の向上を図ることができる。

ｄ）下り坂定速走行制御に伴うＨＥＶ充電処理の実行時に、バッテリ充電量ＳＯＣが、満充電状態に近い第１閾値Ｖｓ１を越えると、ＨＥＶモードのままで、変速比を目標減速駆動力よりも大きなエンジンフリクションが得られる充電量高時変速比Ｒｈｅｖ１とし、さらに、モータ/ジェネレータＭＧを力行動作状態とするＨＥＶ放電処理を実行する。
したがって、定速走行状態を維持するとともに、ＨＥＶモードを維持したままで、バッテリ４の放電を行なって、バッテリ４が過充電状態となるのを防止できる。しかも、モード切り換えが生じないため、この切り換えの際のトルク変動によるショックの発生を抑えることができ、制御品質の向上を図ることができる。

ｅ）下り坂定速走行制御の実行時に、第３閾値Ｖｓ３を越えて、ＥＶモードからＨＥＶモードに移行する際には、自動変速機ＡＴの変速比を、目標減速駆動力よりも大きなエンジンフリクションが得られ、かつ、エンジン共振点を除いた移行時変速比Ｒｅｖとする移行時処理を実行するようにした。
したがって、ＨＥＶモードに移行する際に、エンジン回転数を高く引き上げることができエンジンＥｎｇの始動性に優れ、かつ、エンジン回転数の引き上げに伴う共振を防止することができる。さらに、このＨＥＶモードへの移行時に、第１クラッチＣＬ１の締結に伴うトルク伝達量の変化に伴って、モータトルクを電気的に制御することで、エンジンフリクションの変化がショックとして現れるのを抑制して、高い制御品質を得ることができる。

以上、本発明のハイブリッド車両の制御装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、ＦＲハイブリッド車両の構成として、エンジンＥｎｇ、第１クラッチＣＬ１、モータ/ジェネレータＭＧ、第２クラッチＣＬ２（自動変速機ＡＴに内蔵）を備えた構成を示した。しかし、図１に示す構成に限定されるものではなく、例えば、第２クラッチＣＬ２を用いない構成としてもよい。さらに、第１クラッチＣＬ１も省略して、ＨＥＶモードのみで走行する構成としてもよい。

また、実施例１では、減速走行制御の一例として、下り坂で一定速度に保持する下り坂定速制御を示したが、減速走行制御は、下り坂定速制御に限定されるものではない。例えば、平坦路における減速時に、モータ/ジェネレータＭＧを回生動作状態として、エンジンブレーキ状態を形成する減速時などにも、適用することができる。
また、実施例１では、第１閾値Ｖｓ１を第３閾値Ｖｓ３よりも僅かに高い値に設定したが、両者は、同じ値に設定してもよい。

実施例１では、エンジンとモータ/ジェネレータの間に第１クラッチを介装したＦＲハイブリッド車両への適用例を示したが、第１クラッチを省略し、エンジンとモータ/ジェネレータを直結する構成としたＦＲハイブリッド車両やＦＦハイブリッド車両へ適用することもできる。

実施例１のハイブリッド車両の制御装置が適用された後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）を示す全体システム図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０にて実行される演算処理を示す制御ブロック図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でモード選択処理を行なう際に用いられるＥＶ-ＨＥＶ選択マップを示す図である。 実施例１の制御装置が適用されたＦＲハイブリッド車両の統合コントローラ１０でバッテリ充放電処理を行なう際に用いられる目標充放電量マップを示す図である。 実施例１における統合コントローラ１０にて実行される下り坂定速走行制御の処理のＨＥＶモードでの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１における統合コントローラ１０にて実行される下り坂定速走行制御の処理のＥＶモードでの処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の制御装置により下り坂定速制御を実行した場合の動作の一例を示すタイムチャートである。

符号の説明

２ モータコントローラ（バッテリ充電量検出手段）
４ バッテリ
７ ＡＴコントローラ（変速比制御手段）
１０ 統合コントローラ（コースト状態検出手段：駆動力制御手段）
１６ アクセル開度センサ（コースト状態検出手段）
２０ ブレーキストロークセンサ（コースト状態検出手段）
２３ 下り坂センサ
ＡＴ 自動変速機（有段変速機）
ＣＬ１第１クラッチ
Ｅｎｇ エンジン
ＭＧ モータ/ジェネレータ
Ｒｅｖ 移行時変速比
Ｒｈｅｖ１ 充電量高時変速比
Ｒｈｅｖ２ 充電量低時変速比
ＳＯＣ バッテリ充電量
Ｖｓ１ 第１閾値
Ｖｓ２ 第２閾値
Ｖｓ３ 第３閾値
ＶＳＰ 車速

Claims (3)

1. エンジンとモータ/ジェネレータとが有段変速機の入力軸に連結され、前記エンジンおよび前記モータ/ジェネレータの駆動力を駆動輪に伝達するＨＥＶモードの走行が可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
   コースト走行状態を検出するコースト状態検出手段と、
   バッテリの充電量を検出するバッテリ充電量検出手段と、
   前記有段変速機の変速比を制御する変速比制御手段と、
   前記コースト走行状態で、必要な目標減速駆動力が得られるように、前記モータ/ジェネレータのトルクを回生動作状態に制御するとともに、前記有段変速機の変速比を制御する減速走行制御を実行する駆動力制御手段と、
   を備え、
   前記エンジンと前記モータ/ジェネレータとの間に、第１クラッチが介在され、走行モードを、前記第１クラッチを締結させた前記ＨＥＶモードと、前記第１クラッチを解放させて前記モータ/ジェネレータのみの出力トルクを前記変速機に入力するＥＶモードと、に切り換え可能に構成され、
   前記駆動力制御手段は、
   前記減速走行制御の実行時に、バッテリ充電量が、あらかじめ設定された第１閾値を越えた際に、前記有段変速機の変速比を、前記目標減速駆動力よりも大きなエンジンフリクションが得られる充電量高時変速比とするとともに、前記ＨＥＶモードで前記モータ/ジェネレータを力行動作状態として、前記バッテリの放電を行なうＨＥＶ放電処理を実行し、
   かつ、前記ＥＶモードでの前記減速走行制御の実行時に、前記バッテリ充電量が、あらかじめ設定された前記第１閾値以下の第３閾値を越えた際には、前記有段変速機の変速比を、前記目標減速駆動力よりも大きなエンジンフリクションが得られ、かつ、エンジン共振点を除いた移行時変速比とする移行時処理を実行した後、前記ＨＥＶ放電処理に移行することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記駆動力制御手段は、前記ＨＥＶ放電処理の実行時に、前記バッテリ充電量が、あらかじめ設定された前記第１閾値よりも小さな値の第２閾値未満となった際に、前記変速比を、目標減速駆動力以下のエンジンフリクションが得られる充電量低時変速比とするとともに、前記ＨＥＶモードで前記モータ/ジェネレータを回生動作状態として、前記バッテリの充電を行なうＨＥＶ充電処理を実行することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記駆動力制御装置は、前記変速比から得られるエンジントルクおよび前記第１クラッチトルク容量から算出されるエンジンフリクションと、前記目標減速駆動力との差分により、前記モータ/ジェネレータのトルクを決定するモータトルク決定処理を実行することを特徴とする請求項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。