JP6113478B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンおよび電動モータを動力源として搭載され、電動モータのみにより走行する電気走行モード（EVモード）と、電動モータおよびエンジンにより走行するハイブリッド走行モード（HEVモード）とを選択可能なハイブリッド車両のモード切り替え制御装置に関する。

このようなハイブリッド車両としては従来、例えば特許文献１に記載のようなものが知られている。このハイブリッド車両は、一方の動力源であるエンジンが無段変速機およびクラッチを順次介して車輪に切り離し可能に駆動結合され、他方の動力源である電動モータが当該車輪に常時結合された型式のものである。

かかるハイブリッド車両は、エンジンを停止すると共に上記のクラッチを解放することで電動モータのみによるEVモードでの電気走行（EV走行）が可能であり、エンジンを始動させると共に当該クラッチを締結することにより電動モータおよびエンジンによるHEVモードでのハイブリッド走行（HEV走行）が可能である。

なお、EV走行中にクラッチを上記のごとく解放することで、停止状態のエンジンが（変速機が存在している場合は変速機も）車輪から切り離されていることとなり、当該エンジン（変速機）をEV走行中に連れ回す（引き摺る）ことがなく、その分のエネルギー損失を回避し得てエネルギー効率を高めることができる。

特開２０００−１９９４４２号公報

ここで、特許文献１に記載の技術において、HEVモードからEVモードに切り替わった後で、再度HEVモードに切り替わる場面がある。例えば、EVモードでの車両停止からの再発進や走行中の再加速といった要求によりHEVモードへの切り替えが行われる場合、発進性や加速性を確保するために無段変速機は所定の変速比にダウンシフトしておく必要がある。しかしながら、常に発進時に対応した低変速比までダウンシフトしてしまうと、車両停止からの発進時には適切な変速比が得られるものの、走行中の再加速要求時には、要求変速比がより高変速比側に設定されている場合が有る。このとき、低変速比から要求変速比までアップシフトしてから再加速を行うため、加速応答性を十分に確保できないという問題が有った。

本発明は上記課題に着目し、EVモードによる減速回生開始後からHEVモードに切り替えて加速する場合において、発進要求や走行中の再加速要求といった種々の要求に応じた加速が可能な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。

この目的のため、本発明によるハイブリッド車両の制御装置は、無段変速機と駆動輪との間のクラッチを締結から解放に切り替えて電動機により駆動輪に回生トルクを付与する減速回生開始後、停車前に、発進時に要求される所望の変速比までダウンシフトするのに要する時間が、停車までに要する時間未満のとき、前記無段変速機に変速指令を出さないことにより前記ダウンシフトを開始せず、発進時に要求される所望の変速比までダウンシフトするのに要する時間が、停車までに要する時間以上となったとき、前記エンジンの回転により前記所望の変速比に向けてダウンシフトを開始することとした。

すなわち、発進時に要求される所望の変速比までダウンシフトするのに要する時間（以下、ダウンシフト時間と記載する。）が停車までに要する時間（以下、停車時間と記載する。）以下のときは、この時点でダウンシフトを開始しなければ所望の変速比までのダウンシフトを達成できないタイミングである。このときは、停車する可能性が高いと判断し、停車後には必ず発進が行われることから、発進要求の可能性が高いと判断し、所望の変速比までダウンシフトする。これにより、発進時の加速性能を確保できる。尚、途中で再加速要求が行われたとしても、停車前であれば要求変速比も低いことから問題はない。
一方、ダウンシフト時間より停車時間が長い場合は、停車する可能性が低い、すなわち走行状態での再加速要求の可能性が高いと判断することで、不要に所望の変速比にダウンシフトされることがなく、要求変速比までのアップシフトに伴う加速要求の応答遅れを回避できる。

本発明の第1実施例になるモード切り替え制御装置を具えたハイブリッド車両の駆動系およびその全体制御システムを示す概略系統図である。 本発明の回生制動制御装置を適用可能な他の型式のハイブリッド車両を示し、 (a)は、当該ハイブリッド車両の駆動系およびその全体制御システムを示す概略系統図であり、 (b)は、当該ハイブリッド車両の駆動系におけるＶベルト式無段変速機に内蔵された副変速機内における変速摩擦要素の締結論理図である。 実施例１のモード切り替え制御処理を表すフローチャートである。 実施例１のダウンシフト処理を表すフローチャートである。 実施例１の変速比と変速時間との関係を表す変速時間マップである。 実施例１の停車時間tsとダウンシフト時間tdとの関係を表すタイムチャートである。 実施例１のダウンシフト処理を行った場合におけるタイムチャートである。 実施例２のモード切り替え制御処理を表すフローチャートである。 実施例２のダウンシフト時間tdと変速開始車速V1との関係を表すタイムチャートである。 実施例３のモード切り替え制御処理を表すフローチャートである。 実施例３の変速比と変速時間との関係を表す変速時間マップである。 実施例４のダウンシフト処理を表すフローチャートである。 他の実施例における変速時間マップである。

〔実施例１〕
図１は、実施例１のハイブリッド車両の制御装置を具えたハイブリッド車両の駆動系およびその全体制御システムを示す概略系統図である。図１のハイブリッド車両は、エンジン1および電動モータ2を動力源として搭載され、エンジン1は、スタータモータ3により始動する。エンジン1は、Ｖベルト式無段変速機4を介して駆動輪5に適宜切り離し可能に駆動結合し、Ｖベルト式無段変速機4は、概略を以下に説明するようなものとする。

Ｖベルト式無段変速機4は、プライマリプーリ6と、セカンダリプーリ7と、これらプーリ6,7間に掛け渡したＶベルト8とからなるバリエータから構成された無段変速機構CVTである。プライマリプーリ6はトルクコンバータT/Cを介してエンジン1のクランクシャフトに結合し、セカンダリプーリ7はクラッチCLおよびファイナルギヤ組9を順次介して駆動輪5に結合する。かくしてクラッチCLの締結状態で、エンジン1からの動力はトルクコンバータT/Cを経てプライマリプーリ6へ入力され、その後Ｖベルト8、セカンダリプーリ7、クラッチCLおよびファイナルギヤ組9を順次経て駆動輪5に達し、ハイブリッド車両の走行に供される。

かかるエンジン動力伝達中、プライマリプーリ6のプーリＶ溝幅を小さくしつつ、セカンダリプーリ7のプーリＶ溝幅を大きくすることで、Ｖベルト8がプライマリプーリ6との巻き掛け円弧径を大きくされると同時にセカンダリプーリ7との巻き掛け円弧径を小さくされ、Ｖベルト式無段変速機4はハイ側プーリ比（ハイ側変速比）へのアップシフトを行うことができる。ハイ側変速比へのアップシフトを限界まで行った場合、変速比は最高変速比に設定される。

逆にプライマリプーリ6のプーリＶ溝幅を大きくしつつ、セカンダリプーリ7のプーリＶ溝幅を小さくすることで、Ｖベルト8がプライマリプーリ6との巻き掛け円弧径を小さくされると同時にセカンダリプーリ7との巻き掛け円弧径を大きくされ、Ｖベルト式無段変速機4はロー側プーリ比（ロー側変速比）へのダウンシフトを行うことができる。ロー側変速比へのダウンシフトを限界まで行った場合、変速は最低変速比に設定される。

無段変速機4は、プライマリプーリ6の回転数を検出する入力回転センサ6aと、セカンダリプーリ7の回転数を検出する出力回転センサ7aとを有し、これら両回転センサにより検出された回転数に基づいて実変速比を算出し、この実変速比が目標変速比となるように各プーリの油圧制御等が行われる。

電動モータ2はファイナルギヤ組11を介して駆動輪5に常時結合し、この電動モータ2は、バッテリ12の電力によりインバータ13を介して駆動する。
インバータ13は、バッテリ12の直流電力を交流電力に変換して電動モータ2へ供給すると共に、電動モータ2への供給電力を加減することにより、電動モータ2を駆動力制御および回転方向制御する。
なお電動モータ2は、上記のモータ駆動のほかに発電機としても機能し、後で詳述する回生制動の用にも供する。この回生制動時はインバータ13が、電動モータ2に回生制動力分の発電負荷をかけることにより、電動モータ2を発電機として作用させ、電動モータ2の発電電力をバッテリ12に蓄電する。

実施例１のハイブリッド車両は、クラッチCLを解放すると共にエンジン1を停止させた状態で電動モータ2を駆動することで、電動モータ2の動力のみがファイナルギヤ組11を経て駆動輪5に達し、電動モータ2のみによる電気走行モード（EVモード）で走行を行う。この間、クラッチCLを解放していることで、停止状態のエンジン1を連れ回すことがなく、EV走行中の無駄な電力消費を抑制する。

上記のEV走行状態においてエンジン1をスタータモータ3により始動させると共にクラッチCLを締結させると、エンジン1からの動力がトルクコンバータT/C、プライマリプーリ6、Ｖベルト8、セカンダリプーリ7、クラッチCLおよびファイナルギヤ組9を順次経て駆動輪5に達するようになり、ハイブリッド車両はエンジン1および電動モータ2によるハイブリッド走行モード（HEVモード）で走行を行う。

ハイブリッド車両を上記の走行状態から停車させる、もしくは、この停車状態に保つに際しては、駆動輪5と共に回転するブレーキディスク14をキャリパ15により挟圧して制動することで目的を達する。キャリパ15は、運転者が踏み込むブレーキペダル16の踏力に応動して負圧式ブレーキブースタ17による倍力下でブレーキペダル踏力対応のブレーキ液圧を出力するマスタシリンダ18に接続し、このブレーキ液圧でキャリパ15を作動させてブレーキディスク14の制動を行う。ハイブリッド車両はEVモードおよびHEVモードのいずれにおいても、運転者がアクセルペダル19を踏み込んで指令する駆動力指令に応じたトルクで車輪5を駆動され、運転者の要求に応じた駆動力をもって走行される。

ハイブリッド車両の走行モード選択と、エンジン1の出力制御と、電動モータ2の回転方向制御および出力制御と、無段変速機4の変速制御と、クラッチCLの締結、解放制御と、バッテリ12の充放電制御とは、それぞれハイブリッドコントローラ21が行う。このとき、ハイブリッドコントローラ21は、対応するエンジンコントローラ22、モータコントローラ23、変速機コントローラ24、およびバッテリコントローラ25を介してこれら制御を行うものとする。

そのためハイブリッドコントローラ21には、ブレーキペダル16を踏み込む制動時にOFFからONに切り替わる常開スイッチであるブレーキスイッチ26からの信号と、アクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）APOを検出するアクセル開度センサ27からの信号とを入力する。ハイブリッドコントローラ21は更に、エンジンコントローラ22、モータコントローラ23、変速機コントローラ24、およびバッテリコントローラ25との間で、内部情報のやり取りを行う。

エンジンコントローラ22は、ハイブリッドコントローラ21からの指令に応答して、エンジン1を出力制御し、モータコントローラ23は、ハイブリッドコントローラ21からの指令に応答してインバータ13を介し電動モータ2の回転方向制御および出力制御を行う。変速機コントローラ24は、ハイブリッドコントローラ21からの指令に応答し、エンジン駆動されるオイルポンプO/Pからのオイルを媒体として、無段変速機4（Ｖベルト式無段変速機構CVT）の変速制御およびクラッチCLの締結、解放制御を行う。バッテリコントローラ25は、ハイブリッドコントローラ21からの指令に応答し、バッテリ12の充放電制御を行う。

なお図1では、Ｖベルト式無段変速機構CVT（セカンダリプーリ7）と駆動輪5との間を切り離し可能に結合するため、無段変速機4に専用のクラッチCLを設けたが、
図2(a)に例示するごとく無段変速機4が、Ｖベルト式無段変速機構CVT（セカンダリプーリ7）と駆動輪5との間に副変速機31を内蔵している場合は、副変速機31の変速を司る摩擦要素（クラッチや、ブレーキなど）を流用して、Ｖベルト式無段変速機構CVT（セカンダリプーリ7）と駆動輪5との間を切り離し可能に結合することができる。この場合、Ｖベルト式無段変速機構CVT（セカンダリプーリ7）と駆動輪5との間を切り離し可能に結合する専用のクラッチを追設する必要がなくてコスト上有利である。

図2(a)の副変速機31は、複合サンギヤ31s-1および31s-2と、インナピニオン31pinと、アウタピニオン31poutと、リングギヤ31rと、ピニオン31pin, 31poutを回転自在に支持したキャリア31cとからなるラビニョオ型プラネタリギヤセットで構成する。

複合サンギヤ31s-1および31s-2のうち、サンギヤ31s-1は入力回転メンバとして作用するようセカンダリプーリ7に結合し、サンギヤ31s-2はセカンダリプーリ7に対し同軸に配置するが自由に回転し得るようにする。

サンギヤ31s-1にインナピニオン31pinを噛合させ、このインナピニオン31pinおよびサンギヤ31s-2をそれぞれアウタピニオン31poutに噛合させる。
アウタピニオン31poutはリングギヤ31rの内周に噛合させ、キャリア31cを出力回転メンバとして作用するようファイナルギヤ組9に結合する。
キャリア31cとリングギヤ31rとをハイクラッチH/Cにより適宜結合可能となし、リングギヤ31rをリバースブレーキR/Bにより適宜固定可能となし、サンギヤ31s-2をローブレーキL/Bにより適宜固定可能となす。

副変速機31は、変速摩擦要素であるハイクラッチH/C、リバースブレーキR/BおよびローブレーキL/Bを、図2(b)に○印により示す組み合わせで締結させ、それ以外を図2(b)に×印で示すように解放させることにより前進第1速、第2速、後退の変速段を選択することができる。ハイクラッチH/C、リバースブレーキR/BおよびローブレーキL/Bを全て解放すると、副変速機31は動力伝達を行わない中立状態であり、この状態でローブレーキL/Bを締結すると、副変速機31は前進第1速選択（減速）状態となり、ハイクラッチH/Cを締結すると、副変速機31は前進第2速選択（直結）状態となり、リバースブレーキR/Bを締結すると、副変速機31は後退選択（逆転）状態となる。

図2(a)の無段変速機4は、全ての変速摩擦要素H/C, R/B, L/Bを解放して副変速機31を中立状態にすることで、Ｖベルト式無段変速機構CVT（セカンダリプーリ7）と駆動輪5との間を切り離すことができる。従って図2(a)の無段変速機4は、副変速機31の変速摩擦要素H/C, R/B, L/Bが図1におけるクラッチCLの用をなし、図1におけるようにクラッチCLを追設することなく、Ｖベルト式無段変速機構CVT（セカンダリプーリ7）と駆動輪5との間を切り離し可能に結合することができる。

図2(a)の無段変速機4は、エンジン駆動されるオイルポンプO/Pからのオイルを作動媒体として制御されるもので、変速機コントローラ24がライン圧ソレノイド35、ロックアップソレノイド36、プライマリプーリ圧ソレノイド37、ローブレーキ圧ソレノイド38、ハイクラッチ圧＆リバースブレーキ圧ソレノイド39およびスイッチバルブ41を介し、無段変速機4の当該制御を以下のように制御する。尚、変速機コントローラ24には、図1につき前述した信号に加えて、車速VSPを検出する車速センサ32からの信号、および車両加減速度Gを検出する加速度センサ33からの信号を入力する。

ライン圧ソレノイド35は、変速機コントローラ24からの指令に応動し、オイルポンプO/Pからのオイルを車両要求駆動力対応のライン圧PLに調圧し、このライン圧PLを常時セカンダリプーリ7へセカンダリプーリ圧として供給することにより、セカンダリプーリ7がライン圧PLに応じた推力でＶベルト8をスリップしないよう挟圧する。
ロックアップソレノイド36は、変速機コントローラ24からのロックアップ指令に応動し、ライン圧PLを適宜トルクコンバータT/Cに向かわせることで、トルクコンバータT/Cを所要に応じて入出力要素間が直結されたロックアップ状態にする。

プライマリプーリ圧ソレノイド37は、変速機コントローラ24からのCVT変速比指令に応動してライン圧PLをプライマリプーリ圧に調圧し、これをプライマリプーリ6へ供給することにより、プライマリプーリ6のV溝幅と、ライン圧PLを供給されているセカンダリプーリ7のV溝幅とを、CVT変速比が変速機コントローラ24からの指令に一致するよう制御して変速機コントローラ24からのCVT変速比指令を実現する。
ローブレーキ圧ソレノイド38は、変速機コントローラ24が副変速機31の第1速選択指令を発しているとき、ライン圧PLをローブレーキ圧としてローブレーキL/Bに供給することによりこれを締結させ、第1速選択指令を実現する。
ハイクラッチ圧＆リバースブレーキ圧ソレノイド39は、変速機コントローラ24が副変速機31の第2速選択指令または後退選択指令を発しているとき、ライン圧PLをハイクラッチ圧＆リバースブレーキ圧としてスイッチバルブ41に供給する。

第2速選択指令時はスイッチバルブ41が、ソレノイド39からのライン圧PLをハイクラッチ圧としてハイクラッチH/Cに向かわせ、これを締結することで副変速機31の第2速選択指令を実現する。
後退選択指令時はスイッチバルブ41が、ソレノイド39からのライン圧PLをリバースブレーキ圧としてリバースブレーキR/Bに向かわせ、これを締結することで副変速機31の後退選択指令を実現する。

＜モード切り替え制御＞
実施例１のハイブリッド車両のモード切り替え動制御を、図１の車両の駆動系に基づいて以下に説明する。
HEV走行中にアクセルペダル19を釈放してコースティング（惰性）走行へ移行した場合や、その後ブレーキペダル16を踏み込んで車両を制動する場合、電動モータ2による回生制動によって車両の運動エネルギーを電力に変換し、これをバッテリ12に蓄電しておくことでエネルギー効率の向上を図る。

ところでHEV走行のままの回生制動（HEV回生）は、クラッチCLが締結状態であるため、エンジン1の逆駆動力（エンジンブレーキ）分および無段変速機4のフリクション分だけ回生制動エネルギーの低下を招くこととなり、エネルギー回生効率が悪い。
そのため、HEV走行中に回生制動が開始されたら、できるだけクラッチCLの解放によりエンジン1および無段変速機4を駆動輪5から切り離してEV走行へと移行することでEV回生状態となし、これによりエンジン1および無段変速機4の連れ回しをなくすことで、その分だけエネルギー回生量を稼げるようにするのが、エネルギー効率を高めるために必要である。

一方、上記のようにクラッチCLを解放している時は燃費の観点からエンジン1を無用な運転が行われないよう停止させておくため、上記のコースティング走行中に実行されていたエンジン1への燃料噴射の中止（フューエルカット）がクラッチCLの上記解放時も継続されるよう、エンジン1への燃料噴射の再開（フューエルリカバー）を禁止することで、クラッチCLの解放時にエンジン1を停止させる。

しかし、かようにエンジン1を停止させた場合は、アクセルペダル19を踏み込む再加速時に要求駆動力を電動モータ2のみにより賄い得ず、駆動力不足状態になることから、エンジン1をスタータモータ3により再始動させると共に、クラッチCLを締結させてEV走行からHEV走行へ切り替えることになる。

従って、エネルギー回生効率を高めるためHEV回生の開始時にできるだけクラッチを解放して、エンジン1および無段変速機4を駆動輪5から切り離すと共にエンジン1を停止させるよう構成すると、アクセルペダル19を頻繁に釈放したり、再踏み込みする癖のある運転者が運転している場合や、主としてそのような運転を余儀なくされる走行環境下で車両を使用する場合は（以下、チェンジマインドと記載する。）、必然的にエンジン1の再始動が頻繁に行われることとなり、エンジン始動用スタータモータ3の起動回数が早期に耐久起動回数に達し、スタータモータ保護の観点から不利である。

かといって、スタータモータ5の保護（耐久性向上）を優先させ、HEV回生制動の開始時から大きく遅れてクラッチCLを解放するのでは、エンジン1および無段変速機4を連れ回すHEV回生の期間が長くなって、エンジン1および無段変速機4の連れ回しエネルギー分だけエネルギー回生効率が悪化するという問題を生ずる。

そこで実施例１にあっては、チェンジマインドが生じたか否かをブレーキペダル16が所定時間以上継続的に踏み込まれているか否かに基づいて判断し、所定時間以上継続的に踏み込まれていると判断した場合にはクラッチCLを解放して減速回生制御を行うこととし、それ以外の場合はチェンジマインドが生じたと判断してクラッチCLの解放を禁止することとしている。

〔EVモードからHEVモードへの切り替え時における課題〕
ここで、EVモードにおいてクラッチCLを解放して減速回生制御を行い、その後、アクセルペダル19が踏み込まれることで、EVモードからHEVモードにモード遷移し、エンジン再始動を行うと共にクラッチCLを解放から締結に切り替えて制御する際の課題について説明する。

例えば、EVモードでの車両停止からの再発進や走行中の再加速といった要求によりHEVモードへの切り替えが行われる場合、発進性や加速性を確保するために無段変速機4は所定の変速比（例えば最低変速比）にダウンシフトしておく必要がある。しかしながら、常に発進時に対応した最低変速比までダウンシフトしてしまうと、車両停止からの発進時には適切な変速比が得られるものの、走行中の再加速要求時には、要求変速比がより高変速比側に設定されている場合が有る。このとき、最低変速比から要求変速比までアップシフトしてから再加速を行うため、加速応答性を十分に確保できないという問題が有った。

そこで、実施例１では、無段変速機4と駆動輪との間のクラッチを締結から解放に切り替えて電動モータ2により駆動輪に回生トルクを付与する減速回生開始後、停車前に、最低変速比（発進時に要求される所望の変速比）までダウンシフトするのに要する時間tdが、停車までに要する時間ts以上となったとき、最低変速比に向けてダウンシフトを開始することとした。

以下、上記モード切り替え制御を実現する制御フローについて説明する。図３は実施例１のモード切り替え制御処理を表すフローチャートである。尚、本制御フローは、電動モータ2による回生制動の許可条件が満足されるとき、例えば電動モータ2の温度が発電を行っても大丈夫な温度域であり、且つ、バッテリ12の温度が充電可能な温度域であり、且つ、バッテリ12が充電余力を残している蓄電状態であるときに実行するのは言うまでもない。

ステップＳ11においては、アクセル開度APOからアクセルペダル19が釈放されているコースティング走行か否かをチェックし、ステップＳ12においては、ブレーキスイッチ26がON（ブレーキペダル16が踏み込まれている制動状態）か否かをチェックする。
本実施例は、アクセルペダル19を釈放し、且つブレーキペダル16を踏み込んだときに回生制動を行うものを前提とする。
ステップS11でアクセルペダル19が釈放状態でないと判定したり、ステップＳ12でブレーキスイッチ26がONでない（非制動状態）と判定する時は、制御をそのまま終了して本制御フローを終了する。

ちなみに、アクセルペダル19が釈放されているコースティング走行中は、エンジン動力が不要であるからエンジン1への燃料供給を中断（フューエルカット）して、燃費の向上を図るのは通常通りである。

ステップS11でアクセルペダル19が釈放状態であると判定し、且つステップS12でブレーキスイッチ26がON（制動状態）と判定する時、回生制動条件が揃ったことで制御をステップS13に進め、現在のHEV走行のもと運転状態に応じた所定減速度が得られるよう回生制動（HEV回生）を行う。

次のステップS14においては、ステップS12でのブレーキスイッチON（制動）判定が設定時間ΔTs以上継続したか否かを、つまりブレーキスイッチON時間ΔT（HEV回生時間）が設定時間ΔTs以上か否かをチェックし、回生制動の開始時から設定時間経過後であるか否かを判定する。
ステップS14でブレーキスイッチON時間ΔT（HEV回生時間）が設定時間ΔTs未満であると判定する間は、ステップS20を経て制御をステップS13に戻すことで現在のHEV走行のまま、運転状態に応じた所定減速度が得られるようHEV回生を継続する。運転者がチェンジマインドによりブレーキペダル16を放し、アクセルペダル19を踏み込んだ場合には、即座にエンジン1からトルクを出力する必要があり、その場合にクラッチCLを解放してしまうと、再加速性能を確保できなくなるからである。

ステップS14でブレーキスイッチON時間ΔT（HEV回生時間）が設定時間ΔTs以上になったと判定する時、制御をステップS15に進めてクラッチCLの解放を許可する。

ステップS16では、締結状態のクラッチCLを介したエンジン1および無段変速機4の引き摺り減速度Gdを、CVTプーリ比（無段変速機4の変速比）i、エンジン回転数Neおよび車速VSPから演算する。そして、引き摺り減速度分Gdを回生制動力に上乗せし、当該上乗せした回生制動力が得られるようなEV回生を行って、EV回生への切り替え後も、現在のEV走行のもと運転状態に応じた所定減速度が得られるようにする。

次のステップS17では、ダウンシフト処理を実施する。以下、このダウンシフト処理について説明する。図４は実施例１のダウンシフト処理を表すフローチャートである。
ステップS21では、ダウンシフト時間tdを算出する。ここで、ダウンシフト時間tdとは、現在の変速比から、車両停止後の発進時に要求される所望の変速比である最低変速比までダウンシフトするのに必要な時間を表す。図５は実施例１の変速比と変速時間との関係を表す変速時間マップである。まず、現在の変速比を読み込み、変速時間マップを参照して現在の変速比と最低変速比との間の時間をダウンシフト時間tdとして算出する。

ステップS22では、停車時間tsを算出する。ここで、停車時間tsとは、現在の車速VSP及び減速度Gが継続したと仮定した場合に、現在の車速VSPから停車するまでに必要な時間を表す。尚、車速VSPは車速センサ32から検出され、減速度Gは加速度センサ33から検出されるが、車輪速、ファイナルギヤセンサ、モータ回転数センサ、ブレーキ液圧センサ等から演算してもよく特に限定しない。ts＝VSP/Gの関係により算出される。

図６は実施例１の停車時間tsとダウンシフト時間tdとの関係を表すタイムチャートである。仮に、時刻０においてブレーキスイッチ26がONとなった場合において、減速度が大きいときは時刻t1に停車する。この停車タイミングからダウンシフト時間tdだけ減算した時間をt11とすると、ブレーキスイッチ26がONとなってから時刻t11に到達すると、時刻t11と停車時刻t1との間で定義される停車時間tsがダウンシフト時間td以下となる。同様に、減速度が小さいときは時刻t2に停車する。この停車タイミングからダウンシフト時間tdだけ減算した時間をt21とすると、ブレーキスイッチ26がONとなってから時刻t21に到達すると、時刻t21と停車時刻t2との間で定義される停車時間tsがダウンシフト時間td以下となる。このタイミングにおいて無段変速機4のダウンシフトが開始される。

ステップS23では、ダウンシフト時間tdが停車時間ts以上か否かを判断し、td≧tsの場合はステップS24に進み、それ以外の場合は本制御フローを終了する。
ステップS24では、エンジン1を始動する。そして、ステップS25では、無段変速機4を現在の変速比から最低変速比までダウンシフトする。ステップS26において、ダウンシフトが完了したと判断されると、ステップS27においてエンジン1を停止する。

図７は実施例１のダウンシフト処理を行った場合におけるタイムチャートである。このタイムチャートは、HEVモードにて運転者がアクセルペダルを放したコースティング走行をしている状態を初期状態とする。
時刻t09において、運転者がブレーキペダル16を踏み込むことでブレーキスイッチ26がONとなり、所定減速度が得られるように回生制動が開始される。
そして時刻t09から設定時間ΔTsが経過した時刻t10において、設定時間ΔTsの間、ブレーキスイッチ26のON状態が継続すると、チェンジマインドが生じていないと判断してクラッチCLの解放を許可する。このとき、エンジン1および無段変速機4の引き摺り減速度Gdを上乗せした回生制動力を発生させてEV走行のもと所定減速度を確保する。そして、フューエルカットリカバーを禁止することでエンジン1を停止する。それ以後は、無段変速機4に特段の変速指令等を出さないため、自然に変化する変速比（以下、できなり変速比と記載する。）を示す。

停車タイミングである時刻t30よりもダウンシフト時間だけ手前の時刻t20に到達すると、エンジン1を始動してオイルポンプO/P作動による油圧確保及び無段変速機4の回転状態を確保する。そして、現在の変速比から最低変速比に向けてダウンシフトを開始する。そして、時刻t30において停車と共にダウンシフトが終了すると、エンジン1を停止してそれ以降はアイドリングストップ制御等に移行する。

ここで、比較例としてクラッチCLを解放した直後にダウンシフトを行う比較例１と、全くダウンシフトを行わない比較例２とを用いて実施例１の効果を説明する。図７のタイムチャートのうち、変速比の欄の一点鎖線が比較例を示し、点線が要求変速比を示す。
比較例１の場合、クラッチ解放許可がなされると、エンジン停止前に一気にダウンシフトを行い、それからエンジン1を停止する。この場合、このまま停車してしまう場合には何ら問題はないが、途中で運転者がアクセルペダル19を踏み込んで再加速要求した場合、要求変速比にアップシフトする必要がある。このとき、最低変速比と要求変速比との乖離が大きいと、加速応答性を確保することが困難である。
次に、比較例２の場合、何らダウンシフトを行わないことから、停車したとしてもできなり変速比のままである。よって、停車後の再発進要求が出された場合、最初に最低変速比に向けてダウンシフトした後に発進することとなり、やはり発進応答性を確保することが困難である。

これに対し、実施例１では、停車時間tsがダウンシフト時間tdを上回っている間はできなり変速比とすることで、走行中の再加速要求に対しては僅かにダウンシフトするだけで済み、また、停車時には最低変速比を確保していることから発進応答性を確保することができ、何れの走行状態にあっても運転者の加速もしくは発進要求に対応することができる。

以上説明したように、実施例１にあっては下記に列挙する作用効果が得られる。
（１）エンジン1の出力軸に結合された無段変速機4と、
無段変速機4と駆動輪との間に介装されたクラッチCLと、
駆動輪に結合された電動モータ2（電動機）と、
運転状態に応じて、エンジン1及び電動モータ2の出力状態と、無段変速機4の変速比と、クラッチCLの締結・解放とを制御するハイブリッドコントローラ21（制御手段）と、
を備え、
ハイブリッドコントローラ21は、クラッチCLを締結から解放に切り替えて電動モータ2により駆動輪に回生トルクを付与する減速回生を開始後、停車前に、最低変速比（発進時に要求される所望の変速比）までダウンシフトするのに要するダウンシフト時間tdが、停車までに要する停車時間ts以上となったとき、最低変速比（所望の変速比）に向けてダウンシフトを開始する。言い換えると、減速回生を開始後、停車前に、再加速要求がなく減速状態のまま停車すると判断したとき、最低変速比に向けてダウンシフトを開始する。
すなわちダウンシフト時間tdが停車時間ts以下のときは、この時点でダウンシフトを開始しなければ最低変速比までのダウンシフトを達成できないタイミングである。このときは、停車する可能性が高いと判断し、停車後には必ず発進が行われることから、発進要求の可能性が高いと判断し、最低変速比までダウンシフトする。これにより、発進時の加速性能を確保できる。尚、途中で再加速要求が行われたとしても、停車前であれば要求変速比も低いことから問題はない。
一方、ダウンシフト時間より停車時間が長い場合は、停車する可能性が低い、すなわち走行状態での再加速要求の可能性が高いと判断することで、不要に最低変速比にダウンシフトされることがなく、要求変速比までの変速に伴う加速要求の応答遅れを回避できる。

（２）停車時間tsは、車両減速度Gと車速VSPとに基づいて算出する。よって、走行状態に応じた停車時間tsを算出することが可能となり、ダウンシフトの開始を精度よく開始できる。

（３）ダウンシフト時間tdは、変速比と変速時間との関係を表す変速時間特性が記憶された変速時間マップに基づいて算出する。よって、現在の変速比に応じた変速時間を精度よく算出することができ、ダウンシフト時間tsの算出精度を向上できる。

〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。図８は実施例２のモード切り替え制御処理を表すフローチャートである。実施例１ではステップS22において停車時間tsを算出し、ステップS23においてダウンシフト時間tdと停車時間tsとの大小関係を比較した。これに対し、実施例２では、停車時間tsに代えて変速開始車速V1を算出し、現在の車速VSPと変速開始車速V1との大小関係を比較する点が異なる。すなわち、ステップS221では、変速開始車速V1を算出する。そして、ステップS231では、現在の車速VSPが変速開始車速V1に到達したか否か、すなわちVSP≦V1か否かを判断し、VSP≦V1の場合はステップS24に進んでダウンシフトを行い、それ以外の場合は本制御フローを終了する。

図９は実施例２のダウンシフト時間tdと変速開始車速V1との関係を表すタイムチャートである。仮に、時刻０においてブレーキスイッチ26がONとなった場合において、減速度が大きいときは時刻t1に停車する。この停車タイミングからダウンシフト時間tdだけ減算した時間をt11とする。ブレーキスイッチ26がONとなってから時刻t11に到達する車速が変速開始車速V1である。この変速開始車速V1に到達した時点でダウンシフトを開始すると、停車時に最低変速比へのダウンシフトが完了する。同様に、減速度が小さいときは時刻t2に停車する。この停車タイミングからダウンシフト時間tdだけ減算した時間をt21とする。ブレーキスイッチ26がONとなってから時刻t21に到達する車速が変速開始車速V1である。このタイミングにおいて無段変速機4のダウンシフトが開始される。

このように、実施例２にあっては、時間に代えて車速を用いてダウンシフトタイミングを判断する。すなわち、減速回生を開始後、停車前に、再加速要求がなく減速状態のまま停車すると判断したとき、最低変速比に向けてダウンシフトを開始することで、実施例１と同様の作用効果が得られる。

〔実施例３〕
次に、実施例３について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため異なる点についてのみ説明する。図１０は実施例３のモード切り替え制御処理を表すフローチャートである。基本的には実施例１と同じであるが、まず電動モータ2を駆動するバッテリ出力に基づいて電動モータ2が出力可能なトルクを演算し、このトルクに基づいて発進時に対応可能な最低変速比よりも高変速比側の変速比（以下、モータアシスト変速比と記載する。）を設定する点が異なる。

ステップS20では、バッテリ温度や、バッテリ冷却機器の冷却性能、インバータ素子温度、電動モータ2の内部温度等に基づいて、発進時に電動モータ2が出力可能トルクを推定する。そして、エンジン1に加えて電動モータ2がトルクを出力した場合に要求トルクを得るためのモータアシスト変速比を算出する。
次に、ステップS21では、ダウンシフト時間tdを算出する。実施例３の場合、現在の変速比から、モータアシスト変速比（車両停止後の発進時に要求される所望の変速比）までダウンシフトするのに必要な時間を表す。図１１は実施例３の変速比と変速時間との関係を表す変速時間マップである。まず、現在の変速比とモータアシスト変速比とを読み込み、変速時間マップを参照して現在の変速比とモータアシスト変速比との間の時間をダウンシフト時間tdとして算出する。

以上説明したように、実施例３にあっては下記の作用効果が得られる。
（４）ハイブリッドコントローラ21は、所望の変速比であるモータアシスト変速比を電動モータ2の出力に応じて変更することとした。
よって、ダウンシフト時における変速比の変化量を低減することでエンジン作動時間を短縮することができ、燃費を改善することができる。

〔実施例４〕
次に、実施例４について説明する。基本的な構成は実施例１と同じであるため、異なる点についてのみ説明する。実施例１では、ダウンシフト処理を行うにあたり、ダウンシフト時間td及び停車時間tsを算出し、これら時間の大小関係に基づいてダウンシフトを開始していた。これに対し、実施例４ではダウンシフト時間tdや停車時間tsを算出することなく、運転者のブレーキ操作や走行状態から、停車前に、再加速要求を行うことなく減速状態のまま停車する蓋然性が高い状態を検出し、その状態を検出した場合には、ダウンシフト処理を開始するものである。

図１２は実施例４のダウンシフト処理を表すフローチャートである。
ステップS31では、現在の車速VSPが所定車速Vx以下か否かを判断し、所定車速Vx以下の場合はステップS32に進み、それ以外の場合は本制御フローを終了する。ここで、所定車速Vxとは例えば5km/hであり、EVモードによる減速回生が許可される車速（例えば50km/h）よりも低い車速に設定されている。この停車直前と考えられる所定車速Vx以下であれば、減速状態のまま停車する蓋然性が高いと判断できる。尚、減速度によっても停車までの時間は変化するが、一般的に発生しうる減速度の範囲であれば、5km/hから停車までの時間にできなり変速比から最低変速比に向けてダウンシフトを達成可能である。

ステップS32では、ブレーキスイッチON時間ΔTsが所定時間ΔTx以上か否かを判断し、所定時間ΔTx以上の場合はステップS33に進み、それ以外の場合は本制御フローを終了する。ブレーキスイッチON時間ΔTsとは、ブレーキスイッチ16がONとなってからカウントアップするカウンタにより計測された時間であり、この時間が所定時間ΔTx以上であれば、運転者は継続的に減速を望んでおり、減速状態のまま停車する蓋然性が高いと判断できる。

ステップS33では、エンジン1を始動する。そして、ステップS34では、無段変速機4を現在の変速比から最低変速比までダウンシフトする。ステップS35において、ダウンシフトが完了したと判断されると、ステップS36においてエンジン1を停止する。

以上説明したように、実施例４にあっては下記の作用効果が得られる。
（５）エンジン1の出力軸に結合された無段変速機4と、
無段変速機4と駆動輪との間に介装されたクラッチCLと、
駆動輪に結合された電動モータ2（電動機）と、
運転状態に応じて、エンジン1及び電動モータ2の出力状態と、無段変速機4の変速比と、クラッチCLの締結・解放とを制御するハイブリッドコントローラ21（制御手段）と、
を備え、
ハイブリッドコントローラ21は、クラッチCLを締結から解放に切り替えて電動モータ2により駆動輪に回生トルクを付与する減速回生を開始後、停車前に、再加速要求がなく減速状態のまま停車すると判断したとき、最低変速比に向けてダウンシフトを開始する。
すなわち継続的にブレーキペダル16がONのときは、停車する可能性が高いと判断し、停車後には必ず発進が行われることから、発進要求の可能性が高いと判断し、最低変速比までダウンシフトする。これにより、発進時の加速性能を確保できる。
尚、所定車速Vx以上の場合は、継続的にブレーキペダル16が操作されたとしてもダウンシフトは行われないため、Vx以上の車速で走行している場合は、再加速要求の可能性が高いと判断することで、不要に最低変速比にダウンシフトされることがなく、要求変速比までの変速に伴う加速要求の応答遅れを回避できる。
また、所定車速Vx以下であれば、そもそも要求変速比も低めであることから、最低変速比にダウンシフトすることで、再加速要求が来たとしても変速応答性を確保することができるため、再加速要求に対する応答性も問題はない。

（他の実施例）
以上、本願発明を各実施例に基づいて説明したが、上記構成に限られず、他の構成であっても本願発明に含まれる。
（６）図１３は他の実施例における変速時間マップである。実施例１では、変速時間マップとして１つの特性のみが設定された例を示したが、エンジン回転数に応じた複数の特性を設定することで、より精度の高いダウンシフト時間tdの算出を行うことができる。ここで、エンジン回転数は、変速用に始動されるため、低車速領域であれば音振性能への影響を考慮して低めの回転数が好ましい。また、減速度の大きさによってはよりエンジン回転数を高めに設定し、素早くダウンシフトすることが好ましい場合もあるため、そのような場合にはエンジン回転数が高めに設定し、そのエンジン回転数に応じた特性によりダウンシフト時間tdを算出することが好ましい。

（７）また、所望の変速比として実施例１では最低変速比を設定し、また、実施例３ではモータアシスト変速比を設定したが、更に、停車前の減速中の走行抵抗に応じて変更してもよい。例えば、登坂路を走行中の場合であれば、より低変速比側が好ましいし、降坂路であれば、さほど低変速比側に設定する必要もない。このように、走行環境に応じて所定の変速比を設定することで、エンジン作動時間を短縮しつつ運転者の要求する加速度を達成することができる。

更に、実施例ではスタータモータ3によりエンジン再始動を行う構成を示したが、他の構成であっても構わない。具体的には、近年、アイドリングストップ機能付き車両であって、オルタネータをモータ・ジェネレータに置き換え、このモータ・ジェネレータにオルタネータ機能を加えてエンジン始動機能を付加することにより、アイドリングストップからのエンジン再始動時に、スタータモータではなく、このモータ・ジェネレータによりエンジン再始動を行う技術が実用化されている。本願発明も上記のようなモータ・ジェネレータによりエンジン再始動を行う構成としてもよい。

また、実施例では、制動状態か否かの判断をブレーキスイッチのONもしくはOFFに基づいて判断したが、これに限定されるものではなく、ブレーキペダルのストロークセンサの出力値に基づいて判断する、もしくはマスタシリンダ圧等を検出するブレーキ液圧センサの出力値に基づいて判断するようにしてもよい。

1 エンジン（動力源）
2 電動モータ（動力源）
3 スタータモータ
4 Ｖベルト式無段変速機
5 駆動輪
6 プライマリプーリ
7 セカンダリプーリ
8 Ｖベルト
CVT 無段変速機構
T/C トルクコンバータ
CL クラッチ
9,11 ファイナルギヤ組
12 バッテリ
13 インバータ
14 ブレーキディスク
15 キャリパ
16 ブレーキペダル
17 負圧式ブレーキブースタ
18 マスタシリンダ
19 アクセルペダル
21 ハイブリッドコントローラ
22 エンジンコントローラ
23 モータコントローラ
24 変速機コントローラ
25 バッテリコントローラ
26 ブレーキスイッチ
27 アクセル開度センサ
O/P オイルポンプ
31 副変速機
H/C ハイクラッチ
R/B リバースブレーキ
L/B ローブレーキ
32 車速センサ

Claims (6)

1. エンジンの出力軸に結合された無段変速機と、
   前記無段変速機と駆動輪との間に介装されたクラッチと、
   前記駆動輪に結合された電動機と、
   運転状態に応じて、前記エンジン及び前記電動機の出力状態と、前記無段変速機の変速比と、前記クラッチの締結・解放とを制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、前記クラッチを締結から解放に切り替えて前記電動機により前記駆動輪に回生トルクを付与する減速回生を開始後、停車前に、発進時に要求される所望の変速比までダウンシフトするのに要する時間が、停車までに要する時間未満のとき、前記無段変速機に変速指令を出さないことにより前記ダウンシフトを開始せず、発進時に要求される所望の変速比までダウンシフトするのに要する時間が、停車までに要する時間以上となったとき、前記エンジンの回転により前記所望の変速比に向けてダウンシフトを開始することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 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、
   前記停車までに要する時間は、車両減速度と車速とに基づいて算出することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 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において、
   前記所望の変速比は、前記電動機の出力に応じて変更することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 請求項１ないし３いずれか１つに記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記所望の変速比は、停車前の減速中の走行抵抗に応じて変更することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 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、
   前記所望の変速比までダウンシフトするのに要する時間は、変速比と変速時間との関係を表す変速時間特性が記憶された変速時間マップに基づいて算出することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
6. 請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記変速時間マップには、エンジン回転数に応じた変速時間特性が記憶されていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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