JP5834393B2

JP5834393B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP5834393B2
Application number: JP2010238418A
Authority: JP
Inventors: 内田　達也; 達也内田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2010-10-25
Filing date: 2010-10-25
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2030-10-25
Also published as: JP2012091563A

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。

内燃機関（エンジン）と電動発電機（モータジェネレータ）とを駆動源とするパラレル式ハイブリッド車両において、旋回走行や加減速走行を繰り返すワインディング走行に適したスポーツ走行モードで走行中は、ＥＶ走行モードとＨＥＶ走行モードとの切換境界をＥＶ走行モード領域側に変更してＨＥＶ走行モード領域を拡大するとともに、自動変速機の変速パターンをダウンシフト側へ移行するが、ＥＶ走行モードで走行中にスポーツ走行モードに切り換わると、自動変速機の変速パターンがダウンシフト側に移行するのを禁止するものが知られている（特許文献１）。

特開２００８−１６８７００号公報

本発明が解決しようとする課題は、アクセルが踏まれていない走行中の内燃機関の始動にともなうショック又は車両の押し出し感を抑制するとともに、スポーツ走行用変速パターンへの変更禁止指令中であってもスポーツモードと同等の速度変化を実現することにある。

本発明は、内燃機関と電動機とを駆動源とし、ドライブモードをスポーツ走行モードに設定できるハイブリッド車両に対し、車両がＥＶ走行モード及びアクセルが踏まれておらず且つブレーキが踏まれている第１走行状態ある場合に、スポーツ走行モードに設定されたことを検出したときは、スポーツ走行用変速パターンへの変更禁止を指令するとともに、自動変速機をダウンシフトするダウンシフト制御を実行し、車両がＥＶ走行モード及びアクセル及びブレーキが踏まれていない第２走行状態である場合に、スポーツ走行モードに設定されたことを検出したときは、スポーツ走行用変速パターンへの変更禁止を指令するとともに、ダウンシフト制御は実行しないことにより、上記課題を解決する。

本発明によれば、スポーツ走行用変速パターンによる急速なダウンシフトが回避されるので、惰性走行中に電動機の回転数の上昇が抑制され、その結果ショック又は車両の押し出し感が抑制されつつ内燃機関が円滑に始動する。また、車両が第１走行状態である場合は運転者からの減速要求があるものと判断されるので、変速マップをスポーツ走行用変速マップに変更することはしないが、自動変速機をダウンシフト制御するので、電動機の回生制動トルクによる減速が実施されスポーツ走行モードと同等の変速度変化を実現することができる。

本発明の一実施の形態に係るハイブリッド車両の全体構成を示すブロック図である。本発明の他の実施の形態に係るハイブリッド車両のパワートレーンを示す図である。本発明のさらに他の実施の形態に係るハイブリッド車両のパワートレーンを示す図である。図１の統合コントロールユニットの細部を示す制御ブロック図である。図４の自動変速機の変速マップの一例を示す図である。図４の目標駆動トルク演算部で参照される目標駆動トルクマップの一例を示す図である。図４のモード選択部で参照される走行モードマップの一例を示す図である。図４の変速制限部の変速マップの変更禁止判定手順を示すフローチャートである。図４の変速制限部の変速マップの変更禁止解除判定手順を示すフローチャートである。図４の変速制限部の制御を適用した走行例を示すタイムチャートである。図４の変速制限部の制御を適用した他の走行例を示すタイムチャートである。

本発明の実施形態に係るハイブリッド車両１は、内燃機関と電動発電機といった複数の動力源を車両の駆動に使用するパラレル方式自動車であり、図１に示す本例のハイブリッド車両１は、内燃機関（以下、エンジン）１０、第１クラッチ１５、電動発電機（以下、モータジェネレータ）２０、第２クラッチ２５、バッテリ３０、インバータ３５、自動変速機４０、プロペラシャフト５１、ディファレンシャルギアユニット５２、ドライブシャフト５３、および左右の駆動輪５４を備える。

エンジン１０は、ガソリン、軽油その他の燃料を燃焼させて駆動エネルギを出力する駆動源の一つであり、エンジンコントロールユニット７０からの制御信号に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度や燃料噴射バルブの燃料噴射量等を制御する。

第１クラッチ１５は、エンジン１０の出力軸とモータジェネレータ２０の回転軸との間に介装され、エンジン１０とモータジェネレータ２０との間の動力伝達を断接（ＯＮ／ＯＦＦ）する。第１クラッチ１５としては、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などを例示することができる。第１クラッチ１５において、統合コントロールユニット６０からの制御信号に基づいて油圧ユニット１６の油圧が制御され、これにより第１クラッチ１５のクラッチ板が締結（スリップ状態も含む。）又は解放する。なお、第１クラッチ１５に乾式クラッチを採用してもよい。

モータジェネレータ２０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つけられた同期型モータジェネレータである。このモータジェネレータ２０には、ロータ回転角を検出するレゾルバなどの回転角センサ２１が設けられている。モータジェネレータ２０は、電動機としても機能するし発電機としても機能する。インバータ３５から三相交流電力が供給されている場合には、モータジェネレータ２０は回転駆動する（力行）。

一方、外力によってロータが回転している場合には、モータジェネレータ２０は、ステータコイルの両端に起電力を生じさせることで交流電力を生成する（回生）。モータジェネレータ２０によって発電された交流電力は、インバータ３５によって直流電力に変換された後に、バッテリ３０に充電される。また、回生中においてモータジェネレータ２０には負のトルクが発生するので、駆動輪に対して制動機能をも奏する。

バッテリ３０は、複数のリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などを直列又は並列に接続した組電池を例示することができる。バッテリ３０には電流・電圧センサ３１と内部抵抗値を推定するための温度センサ３２が取り付けられ、これらの検出結果をモータコントロールユニット８０に出力する。

第２クラッチ２５は、モータジェネレータ２０と左右の駆動輪５４との間に介装され、モータジェネレータ２０と左右の駆動輪５４との間の動力伝達を断接（ＯＮ／ＯＦＦ）する。第２クラッチ２５は、上述の第１クラッチ１５と同様に、たとえば湿式多板クラッチなどを例示することができる。第２クラッチ２５において、トランスミッションコントロールユニット９０からの制御信号に基づいて油圧ユニット２６の油圧が制御され、これにより第２クラッチ２５のクラッチ板が締結（スリップ状態も含む。）／解放する。

自動変速機４０は、前進７速、後退１速などといった変速比を段階的に切り換える有段式変速機であり、車速やアクセル開度等に応じて変速比を自動的に切り換える。自動変速機４０の変速比は、トランスミッションコントロールユニット９０からの制御信号に基づいて制御される。

第２クラッチ２５は、図１に示すように、自動変速機４０の各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用したものとすることができる。またこれに代えて第２クラッチ２５を自動変速機４０とは別の専用のクラッチとしてもよい。たとえば図２に示すように、第２クラッチ２５を、モータジェネレータ２０の出力軸と自動変速機４０の入力軸との間に介装した専用のクラッチとしてもよい。あるいは、図３に示すように、第２クラッチ２５を、自動変速機４０の出力軸とプロペラシャフト５１との間に介装した専用のクラッチとしてもよい。なお、図２及び図３は、他の実施形態に係るハイブリッド車両の構成を示す図であり、図２及び図３においては、パワートレーン以外の構成は図１と同様であるため、パワートレーンのみを示す。

なお、本例の自動変速機４０は一般的な有段式自動変速機を用いることができるのでその詳細な構成は省略するが、自動変速機４０の各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用して第２クラッチ２５を構成する場合は、自動変速機４０内の摩擦締結要素のうち現変速段で締結させるべき摩擦締結要素を第２クラッチ２５として構成する。

また、自動変速機４０として、上述した前進７速、後退１速の有段式自動変速機に特に限定されず、その他のたとえば前進５速、後退１速の有段階の変速機であってもよい。第２クラッチ２５を自動変速機４０の摩擦締結要素を流用しないで構成する場合は、無段式自動変速機を用いることもできる。図５に本例の自動変速機４０の変速マップの一例を示し、実線がアップシフト、点線がダウンシフトの変速線をそれぞれ示す。そして、同図において、「１⇒２」は１速から２速へのアップシフトを示し、「１←２」は２速から１速へのダウンシフトを示す。本例の変速マップは、変速パターンが異なる複数の変速マップを有し、トランスミッションコントロールユニット９０（又は統合コントロールユニット６０）に格納され、後述するドライブモードに応じて切り換えられる。変速マップの切換制御の詳細については後述する。

図１に戻り、自動変速機４０の出力軸は、プロペラシャフト５１、ディファレンシャルギアユニット５２、および左右のドライブシャフト５３を介して、左右の駆動輪５４に連結されている。なお、図１において５５は左右の操舵前輪である。また、図１〜図３においては、後輪駆動のハイブリッド車両を例示したが、前輪駆動のハイブリッド車両や四輪駆動のハイブリッド車両とすることも可能である。

本実施形態におけるハイブリッド車両１は、駆動源をエンジン１０及び／又はモータジェネレータ２０に設定することにより、換言すれば第１および第２のクラッチ１５，２５の締結（スリップ含む）／解放状態に応じて、以下に説明する各駆動走行モードに切り換えることができる。なお、後述する旋回走行及び加減速走行を繰り返すワインディング走行に適したスポーツ走行モードと、それ以外の通常走行モードなどのモードは、ドライブモードと称し、当該ＥＶ走行モードやＨＥＶ走行モードを駆動走行モードと称し、両者を区別する。

モータジェネレータ使用走行モード（以下、ＥＶ走行モード）は、第１クラッチ１５を解放させると共に第２クラッチ２５を締結させて、モータジェネレータ２０の動力のみを駆動源として駆動走行する駆動走行モードである。

エンジン使用走行モード（以下、ＨＥＶ走行モード）は、第１クラッチ１５を締結させるとともに第２クラッチ２５を締結（スリップを含む）させて、少なくともエンジン１０の動力を駆動源に含みながら駆動走行する駆動走行モードである。

なお、上記ＨＥＶ走行モードに、第１クラッチ１５を締結させると共に第２クラッチ２５をスリップ状態にして、エンジン１０の動力を駆動源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モード（以下、ＷＳＣ走行モード，Wet Start Clutch）を含んでもよい。ＷＳＣ走行モードは、特にバッテリ３０の充電状態ＳＯＣ（State of Charge）が低下している場合や、エンジン１０の冷却水の温度が低い場合にクリープ走行を達成することができるモードである。

また、駆動走行モードは、上記ＥＶ走行モード及びＨＥＶ走行モード以外に、エンジン１０を作動させた状態で第１クラッチ１５を解放させると共に、第２クラッチ２５をスリップ状態として、モータジェネレータ２０の動力のみを動力源として走行するモータ使用スリップ走行モード（以下、ＭＷＳＣ走行モード）を含んでもよい。上述したＷＳＣ走行モードにおいて、路面勾配が所定値以上における登坂路等である場合に、ドライバがアクセルペダルを調整し車両停止状態または微速発進状態を維持する状態（いわゆるストール停車状態）が継続すると、第２クラッチ２５のスリップ量が過多である状態が継続し、そのため、第２クラッチ２５が過熱するおそれがある。エンジン回転数をアイドル回転数よりも小さくすると、エンジンストールが発生するためである。

なお、駆動走行モードがＥＶ走行モードからＨＥＶ走行モードに移行する際には、解放していた第１クラッチ１５を締結し、モータジェネレータ２０のトルクを利用することで、エンジン始動を行なうことができる。

また、ＨＥＶ走行モードには、エンジン走行モード、モータアシスト走行モード、および走行発電モードが設定されている。エンジン走行モードでは、モータジェネレータ２０を駆動させずに、エンジン１０のみを動力源として駆動輪５４を動かす。モータアシスト走行モードでは、エンジン１０とモータジェネレータ２０との両方を駆動させて、これら２つを動力源として駆動輪５４を動かす。走行発電モードでは、エンジン１０を動力源として駆動輪５４を動かすと同時に、モータジェネレータ２０を発電機として機能させ、バッテリ３０を充電する。

なお、以上に説明した駆動走行モードの他に、停車時において、エンジン１０の動力を利用してモータジェネレータ２０を発電機として機能させ、バッテリ３０を充電したり電装品へ電力を供給したりする発電モードを含んでもよい。以下の例では、便宜上、駆動走行モードとしてＥＶ走行モードとＨＥＶ走行モードとを有するハイブリッド車両を例に挙げて本発明の実施形態を説明するものとする。

本実施形態におけるハイブリッド車両１の制御系は、図１に示すように、統合コントロールユニット６０、エンジンコントロールユニット７０、モータコントロールユニット８０、およびトランスミッションコントロールユニット９０を備える。これらの各コントロールユニット６０，７０，８０，９０は、たとえばＣＡＮ通信を介して相互に接続されている。

エンジンコントロールユニット７０は、統合コントロールユニット６０からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｅ）を制御する指令を、エンジン１０のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。なお、エンジン回転数Ｎｅ、エンジントルクＴｅの情報は、ＣＡＮ通信線を介して統合コントローラ６０へ出力される。

モータコントロールユニット８０は、モータジェネレータ２０に設けられた回転角センサ２１からの情報を入力し、統合コントロールユニット６０からの目標モータジェネレータトルク指令値等に応じて、モータジェネレータ２０の動作点（モータ回転数Ｎｍ、モータトルクＴｍ）を制御する指令をインバータ３５に出力する。また、モータコントロールユニット８０は、電流・電圧センサ３１により検出された電流値および電圧値に基づいてバッテリ３０のＳＯＣを演算および管理する。このバッテリＳＯＣ情報は、モータジェネレータ２０の制御情報に用いられると共に、ＣＡＮ通信を介して統合コントロールユニット６０に送出される。さらに、モータコントロールユニット８０は、モータジェネレータ２０に流れる電流値（電流値の正負によって力行制御トルクと回生制御トルクを区別している）に基づいて、モータジェネレータトルクＴｍを推定する。このモータジェネレータトルクＴｍの情報は、ＣＡＮ通信を介して統合コントロールユニット６０に送出される。さらにモータコントロールユニット８０は、バッテリ３０の内部抵抗値を推定するために温度センサ３２により検出されたバッテリ温度を統合コントロールユニット６０に送出する。

トランスミッションコントロールユニット９０は、アクセル開度センサ９１、車速センサ９２、第２クラッチ油圧センサ９３、およびドライバの操作するシフトレバーの位置に応じた信号を出力するインヒビタスイッチ９４からのセンサ情報を入力し、統合コントロールユニット６０からの第２クラッチ制御指令に応じ、第２クラッチ２５の締結・解放を制御する指令を、油圧ユニット２６に出力する。なお、アクセル開度ＡＰＯ、車速ＶＳＰ、およびインヒビタスイッチの情報は、ＣＡＮ通信を介して統合コントロールユニット６０に送出される。

統合コントロールユニット６０は、ハイブリッド車両１全体の消費エネルギを管理することで、ハイブリッド車両１を効率的に走行させるための機能を司る。統合コントロールユニット６０は、第２クラッチ２５の出力回転数Ｎ２_ｏｕｔを検出する第２クラッチ出力回転数センサ６１、第２クラッチ２５の伝達トルク容量Ｔ_ＣＬ２を検出する第２クラッチトルクセンサ６２、ブレーキ油圧センサ６３、第２クラッチ２５の温度を検知する温度センサ６４、および車両の前後加速度および横加速度を検出するＧセンサ６５からのセンサ情報を取得する。また、統合コントロールユニット６０は、これらの情報に加えて、ＣＡＮ通信を介して得られたセンサ情報の取得も行なう。

そして、統合コントロールユニット６０は、これらの情報に基づいて、エンジンコントロールユニット７０への制御指令によるエンジン１０の動作制御、モータコントロールユニット８０への制御指令によるモータジェネレータ２０の動作制御、トランスミッションコントロールユニット９０への制御指令による自動変速機４０の動作制御、第１クラッチ１５の油圧ユニット１６への制御指令による第１クラッチ１５の締結・解放制御、および第２クラッチ２５の油圧ユニット２６への制御指令による第２クラッチ２５の締結・解放制御を実行する。

次に、統合コントロールユニット６０により実行される制御について説明する。図４は、統合コントロールユニット６０の細部を示す制御ブロック図である。なお、以下に説明する制御は、たとえば、１０ｍｓｅｃごとに繰り返し実行される。

図４に示すように、統合コントロールユニット６０は、目標駆動トルク演算部１００、モード選択部２００、目標充放電演算部３００、動作点指令部４００および変速制御部５００を備える。

目標駆動トルク演算部１００は、予め定められた目標駆動力マップを用いて、アクセル開度センサ９１により検出されたアクセル開度ＡＰＯ、および車速センサ９２により検出された車速ＶＳＰに基づいて、目標駆動トルクｔＦｏ０を演算する。図６に、目標駆動トルクマップの一例を示す。

モード選択部２００は、図７に示す駆動走行モードの制御マップを参照し、目標駆動走行モードを演算し、選択する。図７の駆動走行モードマップには、車速ＶＳＰとアクセル開度ＡＰＯに応じて、ＥＶ走行モードおよびＨＥＶ走行モードの領域がそれぞれ設定されている。なお、この駆動走行モードマップの実線が、後述するドライブモードが通常走行モードである場合のエンジン始動線を示し、点線が、ドライブモードがスポーツ走行モードである場合のエンジン始動線を示す。たとえば、通常走行モードが設定されている場合には、実線で示す右及び上の領域、すなわち車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯが大きい領域ではＨＥＶ走行モードが選択され、実線の左及び下、すなわち車速ＶＳＰ及びアクセル開度ＡＰＯが小さい領域ではＥＶ走行モードが選択される。

目標充放電演算部３００は、予め定められた目標充放電量マップを用いて、バッテリ３０のＳＯＣから、目標充放電電力ｔＰを演算する。

動作点指令部４００は、アクセルペダル開度ＡＰＯ、目標駆動トルクｔＦｏＯ、目標モード、車速ＶＳＰ、および目標充放電電力ｔＰに基づいて、これらの動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルク、目標モータジェネレータトルク、目標第２クラッチ伝達トルク容量、自動変速機４０の目標変速段、および第１クラッチソレノイド電流指令を演算する。

すなわち、動作点指令部４００は、目標駆動トルク演算部１００にて演算された目標駆動トルクとモード選択部２００にて演算された目標駆動走行モードとに基づいて、エンジンコントロールユニット７０に目標エンジントルクを出力するとともに、モータコントロールユニット８０へ目標モータジェネレータトルクを出力する。

変速制御部５００は、図５の変速マップのシフトスケジュールに沿って、目標第２クラッチ伝達トルク容量および目標変速段を達成するように自動変速機４０内のソレノイドバルブを駆動制御する。なお、この際に用いられる変速マップは、車速ＶＳＰとアクセルペダル開度ＡＰＯに基づいて予め目標変速段が設定されたものであり、かつ後述するドライブモードに応じて選択された変速マップである。

次に、図４のモード選択部２００で処理されるドライブモードについて説明する。ドライブモードとは、運転者によるアクセル操作やブレーキ操作といった運転操作と、走行路の曲率や直線といった走行環境に応じて、運転者に与える走行感覚を異ならしめるモードである。本例の場合は、運転操作と走行環境とに基づいて、車両が直線走行中なのか、あるいは旋回走行中なのか、あるいはワインディング路を走行中なのか、運転者はゆったりした走行性能を所望しているのか、あるいはきびきびした走行性能を所望しているのか、といった車両の走行状態を判断するための指数である運転傾向指数ｋを求め、これに基づいて通常走行モード又はスポーツ走行モードを選択する。なお、ドライブモードは通常走行モードとスポーツ走行モードにのみ限定されず、燃費を高めるための各種制御をともなうエコ走行モードなどを含んでよい。

運転傾向指数ｋは、加減速が大きかったり、コーナまたはカーブの通過速度が高い走行状態であるスポーツ走行状態になったりすると、ｋ値が増大する。逆に、一定速度や、停止や、コーナまたはカーブの通過速度が低い走行状態である通常走行状態になると、ｋ値が減少する。

運転傾向指数ｋは、たとえば以下のようにして演算する。まず、車両に設けられた加速度センサ、又は速度センサから微分演算することで、車両前後方向の加減速度を求め、車速ＶＳＰごとに予め設定された係数を乗じることで加減速走行頻度指数ｇを求める。一方で、左右の車輪の速度差から、またはナビゲーションシステムの地図情報から走行路の屈曲度Ｌを演算する。そして、これら加減速走行頻度指数ｇと屈曲度Ｌとのそれぞれに予め設定された重み係数を乗じ、加算することで運転傾向指数ｋを演算する。
［数１］
運転傾向指数ｋ＝重み係数ｍ×加減速走行頻度指数ｇ＋重み係数ｎ×屈曲度Ｌ

運転傾向指数ｋが、所定の閾値で規定される通常の範囲内（例えば０．４以下）である場合には、車両が通常走行状態にあると判断し、図７に示す駆動走行モードマップにおいて、実線にて示す通常走行モードのエンジン始動線がモード選択部２００で選択される。これに対し、運転傾向指数ｋが、例えば０．４を超える通常の範囲外である場合には、車両がスポーツ走行状態にあると判断し、図７に点線で示すスポーツ走行モードのエンジン始動線がモード選択部２００で選択される。

これら２種のエンジン始動線を比較すると、通常走行モードのエンジン始動線で区画されるＥＶ走行モード領域は、スポーツ走行モードのエンジン始動線で区画されるＥＶ走行モード領域よりも小さい。換言すれば、スポーツ走行モードである場合には、ＥＶ走行モード領域とＨＥＶ走行モード領域との境界を、通常走行モードに係る原位置からＥＶ走行モード領域側に移動してＨＥＶ走行モード領域を拡大するよう、境界が変更される。なお、このようなエンジン始動線の境界の変更は、図７に示すようなアクセル開度ＡＰＯおよび車速ＶＳＰの双方を小さくする移動である他、いずれか一方を小さくする移動であってもよい。

また、モード選択部２００でスポーツ走行モードが設定されると、変速制御部５００に対し、入力回転数Ｎｉが通常走行モードよりも高回転になるように変速パターンをダウンシフト側に移行させた変速マップを選択する。なお、詳細な説明は省略するが、目標充放電演算部３００は、スポーツ走行モードが設定されると、複数の発電要求出力マップの中から、当該スポーツ走行モードの発電電力が通常走行モードの発電電力より大きくなる発電要求出力マップを選択する。

本例の統合コントロールユニット６０は変速制限部６００をさらに備える。変速制限部６００は、アクセル開度センサ９１により検出されたアクセル開度ＡＰＯおよび車速センサ９２により検出された車速ＶＳＰに基づいて、車両が惰性走行中か否かを検出する。また、モード選択部２００から駆動走行モードとドライブモードの情報を読み出す。そして、車両が惰性走行中である場合に、変速マップの変更を禁止する制御と、自動変速機４０のダウンシフト制御を実行し、変速制御部５００及びモータコントロールユニット８０へ制御信号を出力する。なお、惰性走行とは少なくともアクセルが踏まれていない状態で車両が走行することをいい、アクセルもブレーキも踏まれていない状態のほか、アクセルは放されているがブレーキが踏まれている状態をも含む。

図８は、変速制限部６００の変速マップの変更禁止判定手順を示すフローチャートである。まず変速制限部６００は、ステップＳ１１にてアクセル開度センサ９１により検出されたアクセル開度ＡＰＯおよび車速センサ９２により検出された車速ＶＳＰに基づいて、車両が惰性（コースト）走行中か否かを判断する。惰性走行中でない場合、すなわちアクセルが踏まれたドライブ走行中は、ステップＳ１５へ進み、変速マップをスポーツ走行用変速マップへ変更することを禁止するマップ変更禁止要求フラグを０（ＯＦＦ）に設定し、スポーツ走行用変速マップへの変更を許可する。また、自動変速機４０のダウンシフト制御への要求フラグは０（ＯＦＦ）に設定する。これにより、スポーツ走行モードに遷移して、運転者による加減速の大きな運転傾向に応じた加減速性能を発揮することができ、きびきびとした走行感を運転者に与えることができる。

ステップＳ１１にて車両が惰性走行中である場合、すなわちアクセルもブレーキも踏まれていないか、或いはアクセルが放されブレーキが踏まれているコースト走行中は、ステップＳ１２へ進み、上述した運転傾向指数ｋが予め決められた閾値以上か否かを判断する。運転傾向指数ｋが閾値以上の場合はステップＳ１３へ進み、変速マップをスポーツ走行用変速マップに変更することを禁止するマップ変更禁止要求フラグを１（ＯＮ）に設定し、変速マップがスポーツ走行用変速マップに変更することを禁止する。また、自動変速機４０のダウンシフト制御への要求フラグも１（ＯＮ）に設定し、後述する手順でダウンシフト制御を実行する。

これに対し、ステップＳ１２にて運転傾向指数ｋが閾値未満の場合はステップＳ１４へ進み、変速マップをスポーツ走行用変速マップに変更することを禁止するマップ変更禁止要求フラグを１（ＯＮ）に設定し、変速マップをスポーツ走行用変速マップに変更することを禁止する。ただしこの場合は、自動変速機４０のダウンシフト制御への要求フラグは０（ＯＦＦ）に設定する。

図９は、変速制限部６００の変速マップの変更禁止解除判定手順を示すフローチャートである。まず変速制限部６００は、ステップＳ２１にてアクセル開度センサ９１により検出されたアクセル開度ＡＰＯおよび車速センサ９２により検出された車速ＶＳＰに基づいて、車両が惰性（コースト）走行中か否かを判断する。惰性走行中である場合は、ステップＳ２２へ進み、変速マップをスポーツ走行用変速マップへ変更することを禁止するマップ変更要求フラグを１（ＯＮ）のまま維持し、スポーツ走行用変速マップへの変更を禁止し続ける。また、自動変速機４０のダウンシフト制御への要求フラグは１（ＯＮ）に設定したままとする。

ステップＳ２１にて車両が惰性走行中でない場合、すなわちアクセルが踏まれたら、ステップＳ２３へ進み、上述した運転傾向指数ｋが予め決められた閾値以上か否かを判断する。運転傾向指数ｋが閾値未満の場合はステップＳ２７へ進み、変速マップをスポーツ走行用変速マップに変更することを禁止するマップ変更禁止要求フラグをＯ（ＯＦＦ）に設定し、スポーツ走行用変速マップに変更することを許可する。また、自動変速機４０のダウンシフト制御への要求フラグも０（ＯＦＦ）に設定し、ダウンシフト制御を終了する。

これに対し、ステップＳ２３にて運転傾向指数ｋが閾値以上の場合はステップＳ２４へ進み、エンジン１０の始動要求の有無を判断する。エンジン１０の始動要求があった場合はステップＳ２５へ進み、変速マップをスポーツ走行用変速マップに変更することを禁止するマップ変更禁止要求フラグを０（ＯＦＦ）に設定し、スポーツ走行用変速マップに変更することを許可する。また、自動変速機４０のダウンシフト制御への要求フラグの０（ＯＦＦ）に設定し、ダウンシフト制御を終了する。

ステップＳ２４にてエンジン１０の始動要求がない場合はステップＳ２６へ進み、ステップＳ２２と同様に変速マップをスポーツ走行用変速マップへ変更することを禁止するマップ変更要求フラグを１（ＯＮ）のまま維持し、スポーツ走行用変速マップへの変更を禁止し続ける。また、自動変速機４０のダウンシフト制御への要求フラグは１（ＯＮ）に設定したままとする。

図１０は、上述した惰性走行時の具体例を示すタイムチャートであり、平坦路を第７速で走行中にアクセルを放してブレーキを踏んだ惰性走行中の制御例を示す。実線が本例の制御を示し、点線は本例の制御がない場合の比較例を示す。同図のアクセル開度ＡＰＯがゼロになってブレーキがＯＮすると、運転傾向指数ｋの減速度項が増加し、これがドライブモードのスポーツ走行モード遷移閾値を超えると、比較例では、変速マップ変更要求のグラフに点線で示すようにスポーツ走行モードに遷移する。

しかしながら、本例の制御装置では、図８のステップＳ１３と図１０のＰ１に示すように、変速マップをスポーツ走行用変速マップへ変更することを禁止し、通常走行用変速マップをそのまま維持する。そして、エンジン始動要求があったときにこれと時間的に同期して変速マップをスポーツ走行用変速マップに変更し（Ｐ２）、エンジン１０を始動する。これにより、エンジン始動要求があるまでの間はスポーツ走行用変速パターンによる急速なダウンシフトが回避されるので、惰性走行中にモータジェネレータ２０の回転数の上昇が抑制され、その結果、エンジン１０の始動時にショック又は車両の押し出し感が抑制されつつエンジン１０が円滑に始動することになる。

なお本例の走行パターンでは、アクセルが放され、かつブレーキが踏まれた状態の惰性走行であるので、運転者からの減速要求があるものと判断される。したがって、ドライブモードをスポーツ走行モードに変更することによる変速マップはスポーツ走行用変速マップに変更しないが、自動変速機４０を第７速から第４速までダウンシフト制御し、モータジェネレータ２０を回生駆動することでモータジェネレータ２０の回生制動トルクによる減速を実施する（Ｐ３）。

この場合のダウンシフトは、スポーツ走行用変速パターンに変更したら得られたであろう制動トルクと同等の制動トルクが発生するように自動変速機４０をダウンシフトし、モータジェネレータ２０の回生制動トルクを発生させる。また、ダウンシフトの下限は、モータジェネレータ２０の回転数が、エンジン１０の始動に影響のない、たとえば２０００ｒｐｍを超えない範囲で実施することが望ましい。

図１１は、上述した惰性走行時の他の具体例を示すタイムチャートであり、下り坂道を第７速で走行中にアクセルを放してブレーキを踏まない惰性走行中の制御例を示す。実線が本例の制御を示し、点線は本例の制御がない場合の比較例を示す。同図のアクセル開度ＡＰＯがゼロになると、運転傾向指数ｋの下り勾配項が増加し、これがドライブモードのスポーツ走行モード遷移閾値を超えると、比較例では、変速マップ変更要求のグラフに点線で示すようにスポーツ走行モードに遷移する。

しかしながら、本例の制御装置では、図８のステップＳ１３と図１１のＰ１に示すように、変速マップをスポーツ走行用変速マップへ変更することを禁止し、通常走行用変速マップをそのまま維持する。またこの場合は、下り勾配を検出しているにも拘らずブレーキが踏まれていないので、運転者からの減速要求は小さいと判断し、自動変速機４０のダウンシフトによるモータジェネレータ２０の回生制動トルクの発生も実施しない。

以上のとおり本例のハイブリッド車両の制御装置によれば、車両がＥＶ走行モード及び惰性走行中に、ドライブモードがスポーツ走行モードに設定されたことを検出した場合に、スポーツ走行用変速パターンへの変更禁止を指令するので、エンジン始動要求があるまでの間はスポーツ走行用変速パターンによる急速なダウンシフトが回避される。その結果、惰性走行中にモータジェネレータ２０の回転数の上昇が抑制され、エンジン１０の始動時にショック又は車両の押し出し感が抑制されつつエンジン１０が円滑に始動することになる。

また、アクセルの踏込みによるエンジン１０の始動要求を検出した場合に、当該アクセルの踏込みによるエンジン１０の始動要求に時間的に同期してスポーツ走行用変速パターンへの変更禁止を解除するので、運転者の駆動トルク要求に極めて近いタイミングでエンジン１０を始動させることができ、運転者に対する違和感を抑制することができる。

また、スポーツ走行用変速パターンへの変更禁止の指令中に、スポーツ走行用変速パターンに変更していたら得られたであろう制動パターンと同程度にモータジェネレータ２０の回生制動トルクを発生させるので、スポーツ走行モードと同等の変速度変化を実現することができる。

このモータジェネレータ２０の回生制動トルクによる制御は、エンジン１０の始動可能回転数を超えない範囲で実行されるので、再加速時などに急激に目的とする変速段までダウンシフトすることが防止できる。また、モータジェネレータ２０の回転数を極力高く維持できるので、より多くの回生エネルギが得られ、その後のスポーツ走行モードなどに利用することができる。

また、走行路の下り勾配が所定値以上の場合はスポーツ走行用変速パターンのうちエンジン１０の始動可能回転数を超えない範囲の変速制御を禁止するので、モータジェネレータ２０の回生によりバッテリ３０の充電速度を遅くし、高いＳＯＣによる回生トルクの不回収を抑制することができる。

上記エンジン１０が本発明に係る内燃機関に相当し、上記モータジェネレータ２０が本発明に係る電動機に相当し、上記モード選択部２００が本発明に係る走行モード検出手段、ドライブモード検出手段及び始動要求検出手段に相当し、上記変速制御部５００が本発明に係る変速パターン変更手段に相当し、上記変速制限部６００が本発明に係る制御手段に相当する。

１…ハイブリッド車両
１０…エンジン
１５…第１クラッチ
２０…モータジェネレータ
２５…第２クラッチ
３０…バッテリ
３５…インバータ
４０…自動変速機
６０…統合コントロールユニット
７０…エンジンコントロールユニット
８０…モータコントロールユニット
９０…トランスミッションコントロールユニット

Claims

内燃機関と、電動機と、前記内燃機関の出力軸及び前記電動機の出力軸に直接的又は間接的に接続された駆動車輪と、前記電動機の出力軸に接続された自動変速機とを備え、運転操作と走行環境に応じてドライブモードをスポーツ走行モード又は非スポーツ走行モードに設定するハイブリッド車両に対し、制御信号を出力する制御装置であって、
前記電動機のみを駆動源とするＥＶ走行モードであるか否かを検出する走行モード検出手段と、
アクセルが踏まれておらず且つブレーキが踏まれている車両の第１走行状態と、アクセル及びブレーキが踏まれていない車両の第２走行状態を検出する走行状態検出手段と、
前記ドライブモードがスポーツ走行モードか非スポーツ走行モードかを検出するドライブモード検出手段と、
前記スポーツ走行モードが設定された場合に前記自動変速機の変速パターンをスポーツ走行用変速パターンに変更する変速パターン変更手段と、
前記内燃機関の始動要求を検出する始動要求検出手段と、
前記車両がＥＶ走行モード及び前記第１走行状態である場合に、前記ドライブモードがスポーツ走行モードに設定されたことを検出したときは、前記変速パターン変更手段に対して前記スポーツ走行用変速パターンへの変更禁止を指令するとともに、前記変更禁止の指令中において、前記内燃機関と前記電動機を駆動源とするＨＥＶ走行モードかつ前記スポーツ走行用変速パターンに変更していた場合に得られる制動トルクと同等の制動トルクが前記電動機に発生するように前記自動変速機をダウンシフトするダウンシフト制御を実行し、
前記車両がＥＶ走行モード及び前記第２走行状態である場合に、前記ドライブモードがスポーツ走行モードに設定されたことを検出したときは、前記変速パターン変更手段に対して前記スポーツ走行用変速パターンへの変更禁止を指令するとともに、前記変更禁止の指令中において、前記ダウンシフト制御は実行しない制御手段と、
を備えるハイブリッド車両の制御装置。
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記車両のアクセルの踏込みを検出するアクセル検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記アクセルの踏込みによる内燃機関の始動要求を検出した場合に、当該アクセルの踏込みによる内燃機関の始動要求に時間的に同期して前記変速パターン変更手段に対する前記変更禁止の指令を解除するハイブリッド車両の制御装置。
請求項１又は２に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
運転者の減速要求を検出する減速要求検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記減速要求が所定値以上である場合に、前記ダウンシフト制御を、前記内燃機関の始動可能回転数を超えない範囲で実行するハイブリッド車両の制御装置。
請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
走行路の下り勾配を検出する下り勾配検出手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記下り勾配が所定値以上の場合に、前記内燃機関の始動可能回転数を超えない範囲の前記ダウンシフト制御を禁止するハイブリッド車両の制御装置。