JP5685887B2

JP5685887B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP5685887B2
Application number: JP2010237526A
Authority: JP
Inventors: 上野　宗利; 宗利上野; 工藤　昇; 昇工藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2030-10-22
Also published as: JP2012086800A

Description

この発明はハイブリッド車両の制御装置、特に減速コースト運転中の制御技術に関する。

バッテリ充電状態ＳＯＣが所定値以下に低下したとき強制発電モードに移行し、減速コースト運転中であれば作動状態のエンジンでモータジェネレータを連れ回しての発電である強制発電（以下単に「強制発電」ともいう。）を行わせるものがある（特許文献１参照）。

特開２００４−６６８４３号公報

ところで、バッテリ充電状態ＳＯＣが所定値以下に低下したとき強制発電モードに移行し、減速コースト運転中であれば強制発電を行わせる理由は、次のようなものである。すなわち、減速コースト運転中にエアコン用コンプレッサ等の補機を駆動しているような場合に、バッテリからの消費電力が回生電力を上回る状態が長く続くと、バッテリ充電状態ＳＯＣが減少して過放電の状態となりバッテリの性能が低下する恐れがあるためである。

これを逆に言うと、強制発電モードでありかつ減速コースト運転中である場合にエンジンをフュエルカットしたときバッテリに充電される条件であれば、強制発電を行う必要はない。強制発電を行う必要がないのに強制発電を行うのでは、エンジンを作動しなければならずその分燃費が悪化する。

そこで本発明は、強制発電モードでありかつ減速コースト運転中である場合において特定の条件ではエンジンをフュエルカットすることとして燃費を向上させることを目的とする。

本発明は、動力源としてエンジン及びモータジェネレータを備え、エンジンを停止させモータジェネレータからの動力のみによる第１運転モードと、エンジン及びモータジェネレータの双方からの動力による第２運転モードとが選択可能であるハイブリッド車両を前提としている。そして、本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記モータジェネレータと駆動輪との間に自動変速機を有し、モータジェネレータへの電力を供給すると共にモータジェネレータから供給される電力を蓄えるバッテリを有し、強制発電モードでありかつ減速コースト運転中であるか否かを判定する判定手段と、この判定結果より強制発電モードでありかつ減速コースト運転中であると判定された場合に、前記自動変速機のギヤ段に基づき、実際のギア段がローギヤ側にあってエンジンをフュエルカットしたときバッテリから放電される条件であるフュエルカット時バッテリ放電条件であるのか、それとも実際のギヤ段がハイギヤ側にあってエンジンをフュエルカットしたときバッテリに充電される条件であるフュエルカット時バッテリ充電条件であるのかを判定するフュエルカット時バッテリ状態判定手段と、この判定結果よりフュエルカット時バッテリ放電条件であると判定された場合に作動状態のエンジンでモータジェネレータを連れ回しての発電を行わせる強制発電手段と、前記判定結果よりフュエルカット時バッテリ充電条件であると判定された場合にエンジンをフュエルカットするフュエルカット手段とを備えている。

本発明によれば、自動変速機のハイギヤ側での走行状態からの減速コースト運転中のように、エンジンをフュエルカットしても回生エネルギーを回収することでバッテリを充電できる条件において、エンジンをフュエルカットすることが可能となりその分燃費を向上できる。

本発明の第１実施形態のハイブリッド車両のパワートレインの一例の概略構成図である。第１実施形態のハイブリッドシステムの構成図である。第１実施形態の統合コントローラの演算ブロック図である。目標定常駆動トルクマップの特性図である。アシストトルクマップの特性図である。エンジン始動停止線の特性図である。走行中要求発電出力の特性図である。エンジン最良燃費線を示す特性図である。変速線図である。強制発電モードでありかつギヤ段が５速にある状態から減速コースト運転を行ったときの車両加速度、自動変速機のギヤ段、強制発電許可フラグ、目標駆動トルク、エンジントルク、モータトルクの変化を示すタイミングチャートである。強制発電モードでありかつギヤ段が４速にある状態から減速コースト運転を行ったときの車両加速度、自動変速機のギヤ段、強制発電許可フラグ、目標駆動トルク、エンジントルク、モータトルクの変化を示すタイミングチャートである。強制発電許可フラグ及びフュエルカットフラグの設定を説明するためのフローチャートである。第１実施形態のハイブリッド車両のパワートレインの他の例の概略構成図である。第１実施形態のハイブリッド車両のパワートレインの他の例の概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態のハイブリッド車両のパワートレインの一例の概略構成図を示している。なお、図１３、図１４に示したようにハイブリッド車両のパワートレインの構成、特に第２クラッチ５の位置は図１に示すものに限定されない。

エンジン１の出力軸とモータジェネレータ２の入力軸とが、トルク容量可変の第１クラッチ４を介して、モータジェネレータ２の出力軸と、トルクコンバータを有しない自動変速機３の入力軸とが連結されている。自動変速機３は、複数の遊星歯車機構を備えた有段式の自動変速機である。自動変速機３の出力軸にはディファレンシャルギア６を介してタイヤ７が連結されている。

自動変速機３内には、シフト状態に応じて異なる動力伝達を担っているトルク容量可変のクラッチを有するので、これらのクラッチのうちの１つを第２クラッチ５として用いる。これにより自動変速機３は、第１クラッチ４を介して入力されるエンジン１の動力と、モータジェネレータ２から入力される動力を合成してタイヤ７へ出力する。上記の第１クラッチ４とこの第２クラッチ５とには、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版クラッチを用いればよい。

ハイブリッド車両のパワートレインには、第１クラッチ４の接続状態に応じて２つの運転モードを有している。まず、第１クラッチ４の切断状態では、モータジェネレータ２の動力のみで運転（走行）する電気運転モード（以下「ＥＶモード」という。）となる。第１クラッチ４の接続状態では、エンジン１とモータジェネレータ２の双方の動力で運転（走行）するハイブリッド運転モード（以下「ＨＥＶモード」という。）となる。なお、第２クラッチ５は後述するようにエンジンの始動時に半クラッチとされるくらいで、車両運転中は常に接続状態にある。

図２は制御装置を含んだハイブリッドシステムの構成図を示している。

ハイブリッドシステムは、主にパワートレインの動作点を統合制御する統合コントローラ２０、エンジン１を制御するエンジンコントローラ２１、モータジェネレータ２を制御するモータジェネレータコントローラ２２、モータジェネレータ２を駆動するインバータ８、電気エネルギーを蓄えるバッテリ９からなっている。バッテリ９としては例えばリチウムイオン２次電池が用いられる。

統合コントローラ２０には、パワートレインの動作点を決定するために、エンジンの回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ１０からの信号と、モータジェネレータ２の回転速度Ｎｍを検出するモータジェネレータ回転速度センサ１１からの信号と、自動変速機３の入力軸回転速度Ｎｉを検出する自動変速機入力軸回転速度センサ１２からの信号と、自動変速機３の出力軸回転速度Ｎｏを検出する自動変速機出力軸回転速度センサ１３からの信号と、アクセル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ１７からの信号と、ブレーキ油圧ＢＰＳを検出するブレーキ油圧センサ２３からの信号と、バッテリ９の充電状態を検出するＳＯＣセンサ１６からの信号とが入力する。

統合コントローラ２０は、アクセル開度ＡＰＯとバッテリ充電状態ＳＯＣと、車速ＶＳＰ（自動変速機出力軸回転速度Ｎｏに比例）とに応じて、運転者が望む駆動力を実現できる運転モードを選択すると共に、モータジェネレータコントローラ２２に目標モータジェネレータトルクもしくは目標モータジェネレータ回転速度を、エンジンコントローラ２１に目標エンジントルクを、第１クラッチ４の油圧を制御するソレノイドバルブ１４、第２クラッチ５の油圧を制御するソレノイドバルブ１５に駆動信号を指令する。また、自動変速機コントーラ２５にも指令信号や指令値を出力する。

エンジンコントローラ２１は、エンジントルクが目標エンジントルクとなるようにエンジン１を制御し、モータジェネレータコントローラ２２はモータジェネレータ２のトルクが目標モータジェネレータトルクとなるよう（またはモータジェネレータの回転速度が目標モータジェネレータの回転速度となるよう）、バッテリ９及びインバータ８を介してモータジェネレータ２を制御する。自動変速機コントローラ２５は、自動変速機３内のソレノイドバルブを制御するためのシフトソレノイド２６へ制御信号を出力し、自動変速機３の変速制御を行う。

ここで、統合コントローラ２０で行われる制御を、図３に示すブロック図を用いて説明する。

目標定常駆動トルク演算部１００では、アクセル開度ＡＰＯと変速機入力軸回転速度Ｎｉから図４に示す目標定常駆動トルクマップを用いて目標定常駆動トルクを算出する。アシストトルク演算部１１０では、アクセル開度ＡＰＯと変速機入力軸回転速度Ｎｉから図５に示すモータジェネレータ２のアシストトルクマップを用いてモータジェネレータ２のアシストトルクを算出する。

運転モード選択部２００では、図６に示すエンジン始動停止線マップを用いて、運転モード（ＨＥＶモード、ＥＶモード）を演算する。ここで、エンジン始動停止線とはエンジン始動線（実線参照）及びエンジン停止線（破線参照）の総称である。エンジン始動線及びエンジン停止線は、車速ＶＳＰとアクセル開度ＡＰＯとをパラメータとして設定されている。また、エンジン始動線及びエンジン停止線は、バッテリ充電状態ＳＯＣが低くなるにつれて、アクセル開度が小さくなる方向に低下する。

例えば、運転点がエンジン始動線を下方より上方へと横切るとき、それまで停止状態にあったエンジン１が始動され、これによってＥＶ走行からＨＥＶ走行に切換わる。一方、運転点がエンジン停止線を上方より下方へと横切るとき、それまで運転状態にあったエンジン１が停止され、これによってＨＥＶ走行からＥＶ走行に切換わる。

目標発電出力演算部３００では、バッテリ充電状態ＳＯＣから図７に示す走行中発電要求出力マップを用いて走行中発電要求出力を演算し、この走行中発電要求出力を目標発電出力とする。要求発電出力演算部３１０では、エンジン１の現在の動作点から図８で示す最良燃費線までエンジントルクを上げるために必要な出力を演算し、前記目標発電出力と比較して少ない出力を要求発電出力とする。

動作点指令部４００では、アクセル開度ＡＰＯ、目標定常駆動トルク、モータジェネレータ２のアシストトルク、運転モード、車速ＶＳＰ、要求発電出力から、これらを動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルクと目標モータジェネレータトルクと目標第２クラッチトルク容量と目標変速比と第１クラッチ４のソレノイド電流指令を演算する。

変速制御部５００では、目標第２クラッチトルク容量と目標変速比とから、これらを達成するように自動変速機３内のソレノイドバルブを駆動制御する。また、変速制御部５００では、車速ＶＳＰとアクセル開度ＡＰＯから図９に変速線図を用いて現在の変速段から次変速段をいくつにするか判定し、変速要求があれば変速クラッチを制御をして変速させる。

エンジン１の始動処理は、統合コントローラ２０が次にように行う。すなわち、ＥＶモード状態で図６に示すエンジン始動線をアクセル開度ＡＰＯが越えた時点で、第２クラッチ５を半クラッチ状態にスリップさせるように第２クラッチ５のトルク容量を制御し、第２クラッチ５がスリップを開始したと判断した後に第１クラッチ４の締結を開始してエンジン回転速度Ｎｅを上昇させる。エンジン回転速度Ｎｅが初爆可能な回転速度に到達したらエンジン１を作動させ、モータジェネレータ回転速度Ｎｍとエンジン回転速度Ｎｅが近くなったところで第１クラッチ４を完全に締結し、その後第２クラッチ５をロックアップさせてＨＥＶモードに遷移させる。

次に、従来装置の強制発電モードについて説明する。

車両の減速コースト運転中にモータジェネレータ２により回生できる電力は、目標減速度からエンジンフリクショントルクや車両走行抵抗等を差し引いた分に対応し、かつ、モータジェネレータ２の定格、バッテリ容量等により制限される。ここで、減速コースト運転中とは、車両要求駆動力がゼロまたは負の値（典型的にはアクセルペダルが開放されている状態、つまりアクセル開度ＡＰＯがゼロの状態）での車両走行中（車速がゼロを超える値のとき）である。

このため、例えば減速コースト運転中にエアコン用コンプレッサ等の補機を駆動しているような場合に、バッテリ９からの消費電力が回生電力を上回る状態が長く続くと、バッテリ９の蓄電値すなわちＳＯＣ（ステート・オブ・チャージ）が減少していき、最終的にバッテリ９のＳＯＣが過度に小さい過放電の状態となって、バッテリ９の性能の低下を招いたり、補機等の駆動が不可能となり、車両運転性に支障をきたすおそれがある。以下、ＳＯＣを「バッテリ充電状態」という。

そこで、車両の減速コースト運転中に、通常減速モードであるか強制発電モードであるかを判定し、通常減速モードであると判定された場合、少なくともエンジン１を非作動状態とする。これによりエンジンフリクションによるエンジンブレーキトルクが車両減速トルクとして作用する。

一方、強制発電モードであると判定された場合、エンジン１のフュエルカットリカバー指令信号を出力して、燃料噴射を再開し、エンジン１を作動状態にする。かつ、モータジェネレータ２を目標回転速度へ向けて回転速度制御する。これによって作動状態のエンジン１でモータジェネレータ２を連れ回しての発電である強制発電を行わせる。

このときの目標回転速度は、駆動輪側回転速度が所定のアイドル回転速度以上の場合、駆動輪側回転速度以下の範囲で設定し、駆動輪側回転速度がアイドル回転速度未満の場合、好ましくはアイドル回転速度に設定する。

強制発電モードでは、エンジン１を作動状態とすると共に、モータジェネレータ２を目標回転速度へ向けて回転速度制御することにより、減速コースト運転中にエアコン用コンプレッサ等の補機を駆動しているような状況、つまりバッテリ充電状態ＳＯＣが徐々に減少していくような状況においても、十分な回生トルクを得ることができる。従ってバッテリ９の過放電を招くことなく、減速コースト運転を安定して継続することができる。

この強制発電モードにおける目標回転速度は、タービン回転速度がアイドル回転速度以上の場合、タービン回転速度以下の範囲で設定される。従って、モータ回転速度がタービン回転速度以下の状態に維持され、制動トルクを相殺するような駆動トルクがエンジン１およびモータジェネレータ２側から駆動輪側に伝達されることはなく、減速コースト運転中に予期せぬ加速感等を与える恐れはない。これで従来装置の強制発電モードの説明を終了する。

さて、バッテリ充電状態ＳＯＣが所定値以下に低下したとき強制発電モードに移行し、減速コースト運転中であれば強制発電を行わせる理由を述べると、次のようなものである。すなわち、減速コースト運転中にエアコン用コンプレッサ等の補機を駆動しているような場合に、バッテリ９からの消費電力が回生電力を上回る状態が長く続くと、バッテリ充電状態ＳＯＣが減少して過放電の状態となる。バッテリ９の性能が低下する恐れがあるのである。

これを逆に言うと、強制発電モードでありかつ減速コースト運転中である場合にエンジン１をフュエルカットしたときバッテリ９に充電される条件（この条件を以下「フュエルカット時バッテリ充電条件」という。）であれば、強制発電を行う必要はない。強制発電を行う必要がないのに強制発電を行うのでは、エンジン１を作動しなければならずその分燃費が悪化してしまう。その一方で、エンジン１をフュエルカットしたときバッテリ９から放電される条件（この条件を以下「フュエルカット時バッテリ放電条件」という。）であるときには、強制発電を行う必要がある。

そこで本発明の第１実施形態では、強制発電モードでありかつ減速コースト運転中であるか否かを判定し、この判定結果より強制発電モードでありかつ減速コースト運転中であると判定された場合に、フュエルカット時バッテリ放電条件であるのか、それともフュエルカット時バッテリ充電条件であるのかを判定し、この判定結果よりフュエルカット時バッテリ放電条件であると判定された場合に作動状態のエンジン１でモータジェネレータ２を連れ回しての発電である強制発電を行わせ、前記判定結果よりフュエルカット時バッテリ充電条件であると判定された場合にエンジン１をフュエルカットする。

従来装置は、強制発電モードでありかつ減速コースト運転中であると判定された場合に、フュエルカット時バッテリ放電条件であるのか、それともフュエルカット時バッテリ充電条件であるのかに関係なく、強制発電を行わせていた。これに対して、本実施形態では、フュエルカット時バッテリ放電条件と、フュエルカット時バッテリ充電条件との２つに条件分けし、フュエルカット時バッテリ放電条件である場合にだけ強制発電を行わせ、フュエルカット時バッテリ充電条件である場合には強制発電を行わせずフュエルカットを行わせるようにしたのである。

この場合、フュエルカット時バッテリ放電条件であるのか、フュエルカット時バッテリ充電条件であるのかは、ギヤ段に基づいて判定する。どのギヤ段よりハイギヤ側でエンジン１をフュエルカットした場合にバッテリ９に充電されるかは、計算や実験で予め算出しておく。トルクコンバータを有しない前進７速の自動変速機３を対象としている本実施形形態では、強制発電モードでありかつ減速コースト運転中であると判定された場合においてギヤ段が５速以上であるときに、フュエルカット時バッテリ充電条件であると判定する。一方、強制発電モードでありかつ減速コースト運転中であると判定された場合においてギヤ段が１速から４速までのいずれかにあるときに、フュエルカット時バッテリ放電条件であると判定する。

この制御を図１０、図１１を参照してさらに説明する。図１０は強制発電モードでありかつギヤ段が５速にある状態から減速コースト運転を行ったときに、車両加速度、自動変速機３のギヤ段、強制発電許可フラグ、目標定常駆動トルク（図では「目標駆動トルク」で略記）、エンジントルク、モータトルク、フュエルカットフラグがどのように変化するのかをモデルで示したものである。

上記の強制発電許可フラグは、強制発電許可フラグ＝１であるときに作動状態のエンジン１でモータジェネレータ２を連れ回しての発電である強制発電を指示し、強制発電許可フラグ＝０であるときに強制発電を指示しないものである。

上記のフュエルカットフラグは、フュエルカットフラグ＝１であるときにエンジン１への燃料供給信号と点火信号の供給停止（フュエルカット）を指示し、フュエルカットフラグがゼロから１に切換わるときに燃料供給信号と点火信号の供給再開（フュルエルカットリカバー）を指示するものである。

なお、フュエルカットフラグは、基本的には、エンジン回転速度が予め定めたフュエルカット回転速度を超えている状態でアクセルペダルを離したときに１に設定される。また、その後のエンジン回転速度の低下でエンジン回転速度が予め定めたフュエルカットリカバー回転速度を横切ったときにゼロに設定される。または、フュエルカット中にアクセルペダルを踏み込んだときに、ゼロに設定される。

ギヤ段が５速にある状態からｔ１のタイミングでアクセルペダルを離すと減速コースト運転に入る。このときには、フュエルカット時バッテリ充電条件であると判定されるため、強制発電フラグはゼロのままであるのに対して、フュエルカットフラグはゼロから１に切換わる。このフュエルカットフラグのゼロから１への切換を受けてフュエルカットがｔ１のタイミングより行われる。

フュエルカットが行われるものの、ハイギヤ側である５速からの減速であるため、減速トルクが大きく、この大きな減速トルクを受けてモータトルクがｔ１のタイミングより上昇しゼロ近くまで回復している。５速のギヤ段で減速コースト運転を行う場合の駆動側からの減速トルクは、４速以下のギヤ段で減速コースト運転を行う場合より大きく、この大きな減速トルクを利用することにより、大きな回生エネルギーを回収可能となり、バッテリ９を充電できることとなる。

減速コースト運転を続けてｔ２のタイミングでギヤ段が５速から４速に切換わると、フュエルカット時バッテリ放電条件であると判定され、強制発電許可フラグがゼロから１に切換わり、フュエルカットフラグは１からゼロに切換わる。フュエルカットフラグが１からゼロに切換わることで、フュエルカットリカバーが行われてエンジン１が始動される。フュエルカット中に負の値となっていたエンジントルクは、エンジンの始動によりゼロを超えて大きくなり、ｔ３のタイミングでアイドル回転速度相当のトルク（一定値）に落ち着く。

また、強制発電許可フラグがゼロから１に切換わると、作動状態のエンジン１でモータジェネレータ２を連れ回しての発電である強制発電を行わせるため、モータジェネレータ２が目標回転速度へ向けて回転速度制御され、モータトルクはｔ３のタイミングで一定値に落ち着く。

この場合、強制発電中のモータトルクが大きいと、エンジントルクの指令値に対する実トルクがプラス方向にずれた場合に車両が減速しなくなる可能性がある。これに対処するため、本実施形態では、強制発電中のモータトルクをエンジン１がアイドル状態にあるときの発電中のモータトルクよりも小さい値に制限することで、減速コースト運転中に車両が減速しなくなることを防止する。強制発電中のモータトルクの設定はこれに限らず、アクセルペダルを踏み込んで走行しているときの発電中のモータトルクよりも小さい値に制限してもかまわない。

一方、図１１は強制発電モードでありかつギヤ段が４速にある状態から減速コースト運転を行ったときに、車両加速度、自動変速機３のギヤ段、強制発電許可フラグ、目標定常駆動トルク、エンジントルク、モータトルク、フュエルカットフラグがどのように変化するのかをモデルで示したものである。

ギヤ段が４速にある状態からｔ１３のタイミングでアクセルペダルを離すと減速コースト運転に入る。このときには、フュエルカット時バッテリ放電条件であると判定されるため、ｔ１３のタイミングで強制発電許可フラグがゼロから１に切換わる。

ｔ１３の直前のタイミングまでエンジン１は作動しており（フュエルカットフラグ＝０）、ｔ１３のタイミングで強制発電許可フラグ＝１となるので、フュエルカットフラグはｔ１３以降もゼロのままである。よって、ｔ１３のタイミングより作動状態のエンジン１でモータジェネレータ２を連れ回しての発電である強制発電が行われる。

強制発電中のエンジントルクはｔ１３のタイミングより低下してアイドル回転速度相当のトルク（一定値）へと向かい、ｔ１４のタイミングで一定値に落ち着く。一方、モータジェネレータ２は目標回転速度へ向けて回転速度制御され、モータトルクはｔ１５のタイミングで一定値に落ち着く。このように落ち着くときのエンジントルク、モータトルクは図１０の場合と同じである。

図１１には、ギヤ段が５速にある状態からｔ１１のタイミングでアクセルペダルを離して減速コースト運転に入ったときにアクセル開度ＡＰＯ、エンジントルクがどのように変化するのかを破線で追加して示している。

このときにはｔ１１のタイミングでフュエルカットフラグがゼロから１に切換わる。このため、このフュエルカットフラグの指示を受けてフュエルカットがｔ１１のタイミングより行われ、エンジントルクが低下してゆく。そして、ギヤ段が５速より４速に切換わるｔ１２のタイミングで強制発電フラグをゼロから１に切換えてフュエルカットリカバーを行わせようとすれば、ｔ１２のタイミングでのエンジントルクの低下が図１０の場合より大きいために、トルクショックが生じる。

このように、強制発電モードでありかつ減速コースト運転中であると判定された場合に、５速（ハイギヤ側）でフュエルカット時バッテリ充電条件であると判定してフュエルカットを行い、４速（ローギヤ側）でフュエルカット時バッテリ放電条件であると判定して強制発電を行わせるにしても、減速ダウン変速途中でエンジンのフュエルカットリカバーが入ることでトルクショックが生じる可能性がある場合には、ギヤ段が４速以下であっても強制発電を許可しない。言い換えると、ギヤ段が４速以下にある場合に、フュエルカットリカバーがすでに行われている場合に限って強制発電を許可し、ギヤ段が４速以下にある場合にフュエルカット状態にあるときには強制発電を許可しないこととする。

統合コントローラ２０で行われるこの制御を図１２のフローチャートを参照して説明する。図１２のフローは一定時間毎（例えば１０ｍｓｅｃ毎）に実行する。

ステップ１では、強制発電モードであるか否かをみる。ここで、強制発電モードの設定は次の通りである。すなわち、ＳＯＣセンサ１６により検出されるバッテリ充電状態ＳＯＣが第１所定値以下の場合に強制発電モードを設定する。また、強制発電モードでの強制発電によりバッテリ充電状態ＳＯＣが第１所定値より第２所定値以上回復したら、強制発電モードを解除する。強制発電モードでない場合には何もしないで今回の処理を終了する。

強制発電モードである場合にはステップ２に進み、減速コースト運転中であるか否かをみる。ここでは、アクセル開度センサ１７により検出されるアクセル開度ＡＰＯがゼロもしくは目標定常駆動トルクが負である場合に減速コースト運転中であると判定するようにしている。減速コースト運転中でない場合には何もしないで今回の処理を終了する。

減速コースト運転中である場合にはステップ３に進む。ステップ３はフュエルカット時バッテリ放電条件であるのか、それともフュエルカット時バッテリ充電条件であるのかを自動変速機３のギヤ段に基づいて判定する部分である。具体的には実際のギヤ段が強制発電許可ギヤ段であるか否かをみる。ここで強制発電許可ギヤ段は、本実施形態の場合、５速である。自動変速機３のギヤ段をいずれのギヤ段にするかは自動変速機コントローラ２５が図９に示す変速線図を用いて制御しているので、実際のギヤ段は自動変速機コントローラ２５の出力する信号をみればわかる。なお、図９は前進５速の自動変速機の変速線図であり、前進７速の自動変速機の変速線図でないが、前進７速の自動変速機の変速線図は、前進５速の自動変速機の変速線図と同様である。

実際のギヤ段が５速と等しいか５速よりハイギヤ側の６速や７速である場合に、フュエルカット時バッテリ充電条件であると判定し、ステップ３よりステップ５、６に進み強制発電許可フラグ（車両の運転開始時にゼロに初期設定）＝０、フュエルカットフラグ＝１とする。つまり、強制発電モードでありかつ減速コースト運転中でも、バッテリ９が充電される条件であれば、強制発電を行わせず、フュエルカットを行うことで燃費を向上させる。

一方、実際のギヤ段が５速よりローギヤ側の１速、２速、３速または４速である場合にフュエルカット時バッテリ放電条件であると判定し、ステップ４に進む。ステップ４では、エンジン１の前回の状態がフュエルカットリカバー状態にあったか否かをみる。

ここで、エンジン１の前回の状態がフュエルカットリカバー状態にあったか否かは前回のフュエルカットフラグの状態をみればよい。すなわち、前回のフュエルカットフラグ＝１であればエンジン１の前回の状態がフュエルカットリカバー状態になかったと判断できる。一方、前回のフュエルカットフラグ＝０であればエンジン１の前回の状態がフュエルカットリカバー状態にあったと判断できる。

エンジン１の前回の状態がフュエルカットリカバー状態にあった場合には、ステップ７、８に進んで強制発電許可フラグ＝１、フュエルカットフラグ＝０とする。これによって、作動状態のエンジン１でモータジェネレータ２を連れ回しての発電である強制発電が行われる。一方、エンジン１の前回の状態がフュエルカットリカバー状態になかった場合にはステップ４よりステップ５、６に進んで強制発電許可フラグ＝０、フュエルカットフラグ＝１として、強制発電を行わせることはせず、フュエルカットを行わせる。これは、減速コースト運転中の強制発電許可タイミングをエンジンがフュエルカットリカバー状態である場合に限定するものである。

ここで、本実施形態の作用効果を説明する。

本実施形態によれば、動力源としてエンジン１及びモータジェネレータ２を備え、ＥＶモード（エンジン１を停止させモータジェネレータ２からの動力のみによる第１運転モード）と、ＨＥＶモード（エンジン１及びモータジェネレータ２の双方からの動力による第２運転モード）とが選択可能であるハイブリッド車両において、モータジェネレータ２への電力を供給すると共にモータジェネレータ２から供給される電力を蓄えるバッテリ９を有し、強制発電モードでありかつ減速コースト運転中であるか否かを判定し（図１２のステップ１、２参照）、この判定結果より強制発電モードでありかつ減速コースト運転中であると判定された場合に、フュエルカット時バッテリ放電条件であるのか、それともフュエルカット時バッテリ充電条件であるのかを判定し（図１２のステップ３参照）、この判定結果よりフュエルカット時バッテリ放電条件であると判定された場合に作動状態のエンジン１でモータジェネレータ２を連れ回しての発電である強制発電を行わせ（図１２のステップ７、８参照）、前記判定結果よりフュエルカット時バッテリ充電条件であると判定された場合にエンジン１をフュエルカットする（図１２のステップ５、６参照）。これによって、７速、６速、５速といったハイギヤ側での走行状態からの減速コースト運転中のように、エンジン１をフュエルカットしても回生エネルギーを回収することでバッテリ９を充電できる条件において、エンジン１をフュエルカットすることが可能となり、その分燃費を向上できる。

本実施形態によれば、モータジェネレータ２と駆動輪７との間に自動変速機３を有し、フュエルカット時バッテリ放電条件であるのか、それともフュエルカット時バッテリ充電条件であるのかを自動変速機３のギヤ段に基づいて判定するので（図１２のステップ３参照）、ロジックを簡素化できる。

フュエルカット時バッテリ充電条件でフュエルカットが行われている状態からフュエルカット時バッテリ放電条件に切換わったタイミングで、エンジン１をフュエルカットリカバーさせると、トルクショックが生じる可能性がある。これに対して本実施形態によれば、フュエルカット時バッテリ放電条件であると判定された場合に、前回のエンジン１の状態がフュエルカットリカバー状態にあるときに限って強制発電を行わせるので（図１２のステップ４、７、８参照）、次の効果が得られる。すなわち、アクセルペダルが踏まれてエンジン１がフュエルカットリカバーして走行し、その後にアクセルペダルを戻して減速コースト運転中に移行した場合に強制発電を許可することになるので、減速ダウン変速途中にエンジン１のフュエルカットリカバーが行われることによるトルクショックを無くすことができる。

強制発電中のモータ発電トルクが大きいと、エンジントルクの指令値に対する実トルクがプラス方向にずれた場合に車両が減速しなくなる可能性がある。これに対して本実施形態によれば、強制発電中のモータトルクを、アクセルペダルを踏み込んで走行しているときの発電中のモータトルクまたはエンジン１がアイドル状態にあるときの発電中のモータトルクよりも小さい値に制限するので、減速コースト運転中に車両が減速しなくなることを防止できる。

実施形態では、前進７速の自動変速機３を備え、この自動変速機３のギヤ段が５速以上である場合をフュエルカット時バッテリ充電条件であると、自動変速機３のギヤ段が４速以下である場合をフュエルカット時バッテリ放電条件であると判定する場合で説明した。しかしながら、本発明は、前進７速の自動変速機やこうした判定方法に限られるものでない。

１エンジン
２モータジェネレータ
３自動変速機
４第１クラッチ
５第２クラッチ
２０統合コントローラ
２５自動変速機コントローラ

Claims

動力源としてエンジン及びモータジェネレータを備え、
エンジンを停止させモータジェネレータからの動力のみによる第１運転モードと、エンジン及びモータジェネレータの双方からの動力による第２運転モードとが選択可能であるハイブリッド車両において、
前記モータジェネレータと駆動輪との間に自動変速機を有し、
モータジェネレータへの電力を供給すると共にモータジェネレータから供給される電力を蓄えるバッテリを有し、
強制発電モードでありかつ減速コースト運転中であるか否かを判定する判定手段と、
この判定結果より強制発電モードでありかつ減速コースト運転中であると判定された場合に、前記自動変速機のギヤ段に基づき、実際のギア段がローギヤ側にあってエンジンをフュエルカットしたときバッテリから放電されるフュエルカット時バッテリ放電条件であるのか、それとも実際のギヤ段がハイギヤ側にあってエンジンをフュエルカットしたときバッテリに充電されるフュエルカット時バッテリ充電条件であるのかを判定するフュエルカット時バッテリ状態判定手段と、
この判定結果よりフュエルカット時バッテリ放電条件であると判定された場合に作動状態のエンジンでモータジェネレータを連れ回しての発電を行わせる強制発電手段と、
前記判定結果よりフュエルカット時バッテリ充電条件であると判定された場合にエンジンをフュエルカットするフュエルカット手段と
を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記フュエルカット時バッテリ放電条件であるのかそれともフュエルカット時バッテリ充電条件であるのかを一定時間毎に判定している場合に、今回に前記フュエルカット時バッテリ放電条件であると判定された場合に、前回のエンジンの状態が作動状態にあるときに限って前記強制発電を行わせ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。
前記強制発電中のモータトルクを、アクセルペダルを踏み込んで走行しているときの発電中のモータトルクまたはエンジンがアイドル状態にあるときの発電中のモータトルクよりも小さい値に制限することを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。