JP6149879B2

JP6149879B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP6149879B2
Application number: JP2015026515A
Authority: JP
Inventors: 間宮　清孝; 清孝間宮
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2015-02-13
Filing date: 2015-02-13
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2035-02-13
Also published as: JP2016147622A

Description

本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に、パラレルハイブリッドシステムの発電モード制御に関する。

モータとエンジンの二つの動力源を有するハイブリッド車両のシステムの一つに、モータとエンジンが並列で協働して車輪を駆動するパラレルタイプがある。パラレルハイブリッドシステムは、エンジンによる走行を主体とし、発進時や加速時などの場面においてモータがエンジンをアシストすることで大きなパワーを発揮することができる。パラレルハイブリッドシステムには、エンジンと変速機の間にモータを挟み込んだものや、変速機の下流においてデファレンシャル装置の前に減速機およびクラッチを介してモータを接続したものがある。

パラレルハイブリッドシステムでは、車輪を駆動するモータを発電機として使用してバッテリ充電が行われる。従来、制動時にモータ発電で得られる回生エネルギーをエンジンブレーキで消失させずに回生による発電効率を高めるために、モータおよびエンジンによるハイブリッド走行モードで走行している間にブレーキペダルが踏み込まれた場合に、モータおよびエンジン間のトルクを伝達するクラッチを解放し、かつエンジンをアイドル回転状態で保持し、ブレーキによる摩擦制動とモータによる回生制動との協調による協調回生制動を行うパラレルハイブリッドシステムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００８−１９５１４３号公報

上述したように、パラレルハイブリッドシステムは、発進時や加速時などの大きなパワーが必要な場面でモータがエンジンをアシストする。このため、そのような場面でバッテリの残存容量が不足するとモータがエンジンをアシストすることができなくなってトルク不足に陥るおそれがある。この場合、シフトダウンすることでトルク不足を補うことができるが乗り心地や燃費が低下してしまう。

上記問題に鑑み、本発明は、ハイブリッド車両においてバッテリの残存容量不足に起因するモータによるアシスト不能を回避することを課題とする。

本発明の一局面に従ったハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、該エンジンの下流に設けられたモータと、該モータに駆動電力を供給し、また、該モータの発電電力により充電されるバッテリと、該エンジンと該モータ間に設けられたクラッチとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、車両減速時の上記モータの発電モードとして、上記クラッチを解放して発電する第１発電モードおよび上記クラッチを締結して回生トルクにエンジントルクを付加した大きなトルクで発電する第２発電モードのいずれかを選択する発電モード制御部と、現在位置から先の走行経路における減速走行路区間とそれに続く非減速走行路区間を特定する走行路区間特定部と、上記減速走行路区間において上記第１発電モードが選択されたと想定して上記非減速走行路区間の終了時点における将来的な上記バッテリの残存容量を推定する残存容量推定部とを備え、上記発電モード制御部は、上記推定された残存容量が所定量以下の場合には上記減速走行路区間において上記第２発電モードを選択し、それ以外の場合には上記減速走行路区間において上記第１発電モードを選択するものである。

これによれば、現在位置から先の走行経路における減速走行路区間とそれに続く非減速走行路区間が特定され、ハイブリッド車両が減速走行路区間に進入したときに当該減速走行路区間において第１発電モード（回生トルクのみによる発電）が選択されたと想定して非減速走行路区間の終了時点のバッテリの残存容量が推定され、もし当該バッテリの残存容量が所定量を下回るようであれば当該減速走行路区間において第２発電モード（回生トルクにエンジントルクを付加した発電）が選択され、実際の非減速走行路区間の走行時にバッテリの残存容量不足によるモータアシスト不能を回避することができる。

上記ハイブリッド車両の制御装置は、さらに、上記エンジンに発生させるべきトルクを指示するエンジントルク指令値を出力するエンジントルク指令部と、上記モータに発生させるべきトルクを指示するモータトルク指令値を出力するモータトルク指令部とを備えていてもよく、上記エンジントルク指令部は、上記第２発電モードにおいて上記エンジンを高効率点で駆動させるように上記エンジントルク指令値を出力してもよく、上記モータトルク指令部は、上記第２発電モードにおいて上記エンジントルク指令値に相当する負の上記モータトルク指令値を出力してもよい。

これによれば、第２発電モードにおいてエンジンが高効率点で駆動されるため、エンジンの燃費を良好に保つことができる。

上記ハイブリッド車両の制御装置は、さらに、ブレーキペダルが操作されたときの駆動輪の要求トルクを算出する要求トルク算出部と、車両減速時の上記モータによる回生トルクを算出する回生トルク算出部と、上記駆動輪の摩擦ブレーキ装置に発生させるべきトルクを指示する摩擦ブレーキトルク指令値を出力する摩擦ブレーキトルク指令部を備えていてもよく、上記摩擦ブレーキトルク指令部は、上記第２発電モードにおいて上記回生トルクと上記エンジントルクとの合計値が上記モータの最大許容トルクを超えた場合、上記要求トルクと該最大許容トルクとの差を補償するように上記摩擦ブレーキトルク指令値を出力してもよい。

これによれば、第２発電モードにおいてブレーキペダルの踏込量が大きくなり減速要求トルクが大きくなると、モータを最大許容トルクで発電させて最大の発電量を得ながら、不足する減速要求トルクを摩擦ブレーキトルクで補うことができる。

上記エンジントルク指令部は、上記第２発電モードにおいて上記バッテリの現実の残存容量に応じて上記エンジントルク指令値を変えてもよい。

これによれば、第２発電モードにおいてバッテリの残存容量に応じてバッテリの充電スピードを変えてバッテリの過充電などを回避することができる。

本発明によれば、ハイブリッド車両においてバッテリの残存容量不足に起因するモータによるアシスト不能を回避することができる。これにより、モータアシスト不能により発生するトルク不足を回避し、また、トルク不足によって引き起こされるシフトダウンを抑制して、乗り心地や燃費を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両のシステム概要図車両減速時の発電モードの選択制御のフローチャート第２発電モードにおける各種タイムチャート第２発電モードの制御フローチャートワインディング路走行時における各種タイムチャート

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

≪ハイブリッド車両のシステム概要≫
図１は、本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両１のシステム概要を示す。図示したシステムはパラレルハイブリッドシステムの一例であり、ハイブリッド車両１は、エンジン２、モータ３、変速機４、駆動軸５、デフ（デファレンシャル装置）６、ブレーキ７、駆動輪８、およびＶＣＭ（Vehicle Control Module）１０を備えている。モータ３はエンジン２と変速機４の間に挟み込まれ、エンジン２とモータ３の間にはクラッチＣ１が設けられている。また、変速機４の内部の出力側に別のクラッチＣ２が設けられている。駆動軸５は、変速機４の出力側に接続されている。変速機４の出力は駆動軸５を通じてデフ６に伝わって左右の駆動輪８に分配される。ブレーキ７は、摩擦ブレーキトルクを発生させて駆動輪８の回転を制動する油圧ブレーキなどの摩擦ブレーキ装置である。ＶＣＭ１０は、下述の個別のコントロールモジュールの制御を統合し、ハイブリッド車両１の全体をコントロールする制御装置である。

エンジン２は、ＰＣＭ（Powertrain Control Module）２１によって制御される。ＰＣＭ２１は、ＶＣＭ１０からエンジントルク指令値を受けると、エンジントルクが当該指令値になるようにエンジン２への燃料供給／燃料カットなどを制御する。

エンジン２にはＢＩＳＧ（Belt Integrated Starter Generator）２２が併設されている。ＢＩＳＧ２２は、ＰＣＭ２１によって制御され、ベルト２３を介してエンジンを始動する。ＢＩＳＧ２２は、スタート時やモータ走行からエンジン走行へ切り替わる際に、ＶＣＭ１０からエンジンＯＮ指令を受けて動作し、エンジン２を始動させる。

モータ３は、バッテリ３１に充電された電気エネルギーにより駆動される電動機として動作し、また、バッテリ３１に電気エネルギーを充電する発電機として動作する。インバータ３２は、モータ３の駆動およびモータ３による発電を制御する。具体的には、インバータ３２は、ＶＣＭ１０から正のモータトルク指令値を受けると、モータトルクが当該指令値になるようにバッテリ３１からモータ３への電力供給を制御する。一方、インバータ３２は、ＶＣＭ１０から負のモータトルク指令値を受けると、モータトルクが当該指令値になるようにモータ３の発電電力をバッテリ３１に充電する。

変速機４は、ＴＣＭ（Transmission Control Module）４１によって制御される。ＴＣＭ４１は、ＶＣＭ１０から要求ギヤ段の指令を受けて変速機４のギヤを切り替える。また、ＴＣＭ４１は、ＶＣＭ１０からクラッチＯＮ指令を受けるとクラッチＣ２を解放させる。

ブレーキ７は、ＢＣＵ（Brake Control Unit）７１によって制御される。ＢＣＵ７１は、ＶＣＭ１０から摩擦ブレーキトルク指令値を受けると、摩擦ブレーキトルクが当該指令値になるようにブレーキ７の油圧を制御する。

≪ＶＣＭ１０の構成≫
次に、ＶＣＭ１０の構成について説明する。ＶＣＭ１０は、図略のサブシステムや各種センサから、ハイブリッド車両１の現在位置情報、地図情報／交通情報、アクセル開度（図略のアクセルペダルの踏込量）、車速、エンジン回転数、ブレーキペダル踏力（図略のブレーキペダルの踏込量）、バッテリ３１の残存容量（ＳＯＣ：State Of Charge）などの情報を取得して、ＰＣＭ２１、インバータ３２、ＴＣＭ４１、ＢＣＵ７１などの各種コントロールモジュールに各種指令信号を出力する。また、ＶＣＭ１０は、クラッチＣ１にクラッチＯＮ指令を出力してクラッチＣ１の締結／解放を制御する。

より詳細には、ＶＣＭ１０は、発電モード制御部１０１、走行路区間特定部１０２、残存容量推定部１０３、要求トルク算出部１０４、回生トルク算出部１０５、エンジントルク指令部１０６、モータトルク指令部１０７、および摩擦ブレーキトルク指令部１０８を備えている。

本実施形態に係るハイブリッド車両１では車両減速時のモータ３の発電モードとして、クラッチＣ１を解放して発電する第１発電モードと、クラッチＣ１を締結してエンジン２に負荷をかけて発電する第２発電モードの二つがある。すなわち、第１発電モードは回生トルクのみによる発電モードであり、第２発電モードは回生トルクにエンジントルクを付加した大きなトルクで発電するモードである。発電モード制御部１０１は、車両減速時のさまざまな条件を考慮して発電モードを選択する。発電モードの選択制御については後述する。

走行路区間特定部１０２は、現在位置から先の走行経路における減速走行路区間とそれに続く非減速走行路区間を特定する。減速走行路区間とは、図略のブレーキペダルが操作される区間であり、例えば、ワインディング路におけるカーブに差し掛かる手前の区間、アップダウン路における降坂区間、交通量の少ない郊外路から渋滞した市街地路へ差し掛かる手前の区間などである。非減速走行路区間とは、減速走行路区間以外の区間であり、図略のアクセルペダルが操作される加速走行路区間および加速されないが一定速度を維持する定常走行路区間を含む。非減速走行路区間として、例えば、ワインディング路におけるカーブ区間（定常走行路区間）およびカーブを抜けた先の区間（加速走行路区間）、アップダウン路における登坂区間（加速走行路区間）および登坂区間と降坂区間の間の区間（定常走行路区間）、交通量の少ない郊外路（定常走行路区間）、渋滞した市街地路（定常走行路区間）、渋滞した市街地路から交通量の少ない郊外路へ出る区間（加速走行路区間）などである。

具体的には、走行路区間特定部１０２は、図略のＧＰＳ（Global Positioning System）車載器から現在位置情報を取得し、また、図略のカーナビゲーションシステムから地図情報や交通情報（例えば、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）情報）を取得し、現在位置情報と地図情報および／または交通情報を照らし合わせて、現在位置から先の走行経路における減速走行路区間とそれに続く非減速走行路区間を特定することができる。

残存容量推定部１０３は、減速走行路区間において第１発電モードが選択された、すなわち、回生トルクのみで発電したと想定して非減速走行路区間の終了時点のバッテリ３１の残存容量（ＳＯＣ）を推定する。

具体的には、残存容量推定部１０３は、減速走行路区間の開始時点の車速やＳＯＣ、さらに、ワインディング路におけるカーブの曲率、アップダウン路における登坂区間および降坂区間の勾配、現在位置から先の走行経路の渋滞情報などに基づいて、減速走行路区間における減速量および非減速走行路区間における加速量を推定する。そして、残存容量推定部１０３は、推定した減速量から回生トルクを計算してＳＯＣの回復量を推定し、また、推定した加速量から必要な出力トルクおよびモータ３がアシストすべきトルクを計算してＳＯＣの低下量を推定し、非減速走行路区間の終了時点のバッテリ３１のＳＯＣを推定することができる。

要求トルク算出部１０４は、ブレーキペダルが操作されたときの駆動輪８の要求トルクを算出する。具体的には、要求トルク算出部１０４は、路面勾配、車速、ブレーキペダル踏力、車両重量などの情報に基づいて駆動輪８の要求トルクを算出することができる。

回生トルク算出部１０５は、車両減速時のモータ３による回生トルクを算出する。具体的には、回生トルク算出部１０５は、路面勾配、車速、車両重量などの走行抵抗になり得る情報に基づいてモータ３の回生トルクを算出することができる。

エンジントルク指令部１０６は、エンジン２に発生させるべきトルクを指示するエンジントルク指令値を出力する。

モータトルク指令部１０７は、モータ３に発生させるべきトルクを指示するモータトルク指令値を出力する。モータトルク指令値が正の場合、モータ３は電動機として動作し、モータトルク指令値が負の場合、モータ３は発電機として動作する。

摩擦ブレーキトルク指令部１０８は、駆動輪８のブレーキ７に発生させるべきトルクを指示する摩擦ブレーキトルク指令値を出力する。

ＶＣＭ１０は、図略の記憶装置に格納されている所定のコンピュータプログラムに従って動作することで、発電モード制御部１０１、走行路区間特定部１０２、残存容量推定部１０３、要求トルク算出部１０４、回生トルク算出部１０５、エンジントルク指令部１０６、モータトルク指令部１０７、および摩擦ブレーキトルク指令部１０８として機能する。なお、発電モード制御部１０１、走行路区間特定部１０２、残存容量推定部１０３、要求トルク算出部１０４、回生トルク算出部１０５、エンジントルク指令部１０６、モータトルク指令部１０７、および摩擦ブレーキトルク指令部１０８を個別のハードウェアとして構成することも可能である。

≪車両減速時の発電モードの選択制御≫
次に、ＶＣＭ１０による車両減速時の発電モードの選択制御について図面を参照して説明する。図２は、車両減速時の発電モードの選択制御のフローチャートである。

ＶＣＭ１０は、ハイブリッド車両１の現在位置、地図情報／交通情報、バッテリ３１のＳＯＣなどの情報を取得する（Ｓ１）。走行路区間特定部１０２は、取得された情報から、現在位置から先の走行経路における減速走行路区間とそれに続く非減速走行路区間を特定する（Ｓ２）。発電モード制御部１０１は、現在位置と走行路区間特定部１０２によって特定された減速走行路区間とを照らし合わせて、ハイブリッド車両１が減速走行路区間に進入したか否かを判定する（Ｓ３）。ハイブリッド車両１がまだ減速走行路区間に進入していなければ（Ｓ３でＮＯ）、再び現在位置および地図情報／交通情報を取得する（リターン）。

一方、発電モード制御部１０１が、ハイブリッド車両１が減速走行路区間に進入したと判断すると（Ｓ３でＹＥＳ）、残存容量推定部１０３は、減速走行路区間において第１発電モードが選択されたと想定して減速走行路区間の開始時点の車速やＳＯＣ、さらに、地図情報／交通情報から得たカーブの曲率、路面勾配、渋滞状況などを考慮して、減速走行路区間における減速量を推定し、推定した減速量から回生トルクを計算して獲得充電電力量、すなわちＳＯＣの回復量を推定する（Ｓ４）。また、残存容量推定部１０３は、非減速走行路区間における加速量を推定し、推定した加速量から必要な出力トルクおよびモータ３がアシストすべきトルクを計算してバッテリ３１の消費電力量、すなわちＳＯＣの低下量を推定する（Ｓ５）。そして、残存容量推定部１０３は、非減速走行路区間の終了時点のバッテリ３１のＳＯＣを推定（推定値ＳＯＣｅ）する（Ｓ６）。

発電モード制御部１０１は、推定値ＳＯＣｅと所定量とを比較する（Ｓ７）。なお、所定量は、例えば、バッテリ３１のＳＯＣ下限値（例えば、ＳＯＣ最大値の２０％）などである。推定値ＳＯＣｅが所定量以下の場合には（Ｓ７でＹＥＳ）、発電モード制御部１０１は、減速走行路区間において第２発電モード、すなわちクラッチＣ１を解放してエンジン２に負荷をかけて回生トルクとエンジントルクで発電する発電モードを選択する（Ｓ８）。一方、推定値ＳＯＣｅが所定量よりも大きい場合には（Ｓ７でＮＯ）、発電モード制御部１０１は、減速走行路区間において第１発電モード、すなわちクラッチＣ１を解放して回生トルクのみで発電する発電モードを選択する（Ｓ９）。

≪第２発電モードの制御内容≫
次に、第２発電モードの制御内容について図面を参照して説明する。図３は、第２発電モードにおける各種タイムチャートであり、車速、油圧ブレーキトルク、エンジン回転数、エンジントルク、モータトルク、駆動軸の要求トルク、およびブレーキ踏力の各チャートを含む。また、図４は、第２発電モードの制御フローチャートである。便宜上、ハイブリッド車両１が減速走行路区間に進入して第２発電モードによる制御が開始され、時刻ｔ０からブレーキペダルが操作されたものとして説明する。

ＶＣＭ１０は、路面勾配、車速、ブレーキペダル踏力、バッテリ３１のＳＯＣおよび温度、エンジン回転数、車両重量などの情報を取得する（Ｓ１１）。なお、車両重量は、例えば、平地における車速、変速段、アクセル開度、および加速度の関係から算出することができる。

要求トルク算出部１０４は、取得された路面勾配、車速、ブレーキペダル踏力、車両重量などの情報に基づいて駆動輪８の要求トルクＴｒｅｑを算出する（Ｓ１２）。より詳細には、要求トルク算出部１０４は、設定したエンジンブレーキトルクから算出したトルクに、ブレーキペダルの操作による要求減速度から算出したトルクを追加して駆動輪８の要求トルクＴｒｅｑを算出する。ただし、算出する要求トルクＴｒｅｑは駆動軸換算値であり、減速走行路区間では負値をとる。

回生トルク算出部１０５は、取得された路面勾配、車速、車両重量などの走行抵抗になり得る情報に基づいて回生分のモータトルク、すなわちモータ３の回生トルクＴｒｅｇｅｎｅを算出する（Ｓ１３）。ただし、算出する回生トルクＴｒｅｇｅｎｅは駆動軸換算値であり、減速走行路区間では負値をとる。

エンジントルク指令部１０６は、第２発電モードにおいてエンジン２に発生させるべきエンジントルクＴｅｎｇを算出する（Ｓ１４）。より詳細には、エンジントルク指令部１０６は、取得した車速やエンジン回転数などの情報に基づいて、燃費効率が高い状態である高効率点、より好ましくは燃費効率が最も高い状態である最高効率点でエンジン２が駆動するようにエンジントルクＴｅｎｇを算出する。ただし、算出するエンジントルクＴｅｎｇは駆動軸換算値である。エンジントルク指令部１０６は、エンジントルクＴｅｎｇを算出すると、ＰＣＭ２１に対して当該エンジントルクＴｅｎｇを指示するエンジントルク指令を出す。

モータトルク指令部１０７は、モータ３に発生させるべきモータトルクＴｍｏｔを算出する（Ｓ１５）。より詳細には、モータトルク指令部１０７は、回生トルクＴｒｅｇｅｎｅとエンジントルクＴｅｎｇを合計してモータトルクＴｍｏｔを算出する。ただし、モータトルクＴｍｏｔは発電機としてのモータ３の負荷となるためモータトルクＴｍｏｔは負値をとり、Ｔｍｏｔ＝Ｔｒｅｇｅｎｅ−Ｔｅｎｇで計算される。

モータトルク指令部１０７は、算出したモータトルクＴｍｏｔとモータ３の最大許容トルクＴｍｏｔｍａｘとを比較する（Ｓ１６）。最大許容トルクとは、モータ３が最大電力を発電するときの発電機負荷トルクであり、正値をとる。算出したモータトルクＴｍｏｔの絶対値が最大許容トルクＴｍｏｔｍａｘ以下であれば（Ｓ１６でＮＯ）、モータトルク指令部１０７は、インバータ３２に対して当該モータトルクＴｍｏｔを指示するモータトルク指令を出す（Ｓ１７）。これにより、モータ３が発揮するトルクでエンジントルクが相殺されてエンジントルクが駆動軸に影響しなくなる。この結果、エンジンによる発電電力と回生による発電電力との合計をバッテリ３１に充電することができる。

一方、ブレーキペダルの踏込量が大きくなり減速要求トルクが大きくなると回生トルクＴｒｅｇｅｎｅが大きくなって、算出したモータトルクＴｍｏｔの絶対値が最大許容トルクＴｍｏｔｍａｘを超えることがある（Ｓ１６でＹＥＳ）。例えば、図３の例では、時刻ｔ１以後はモータトルクＴｍｏｔの絶対値が最大許容トルクＴｍｏｔｍａｘを超えている。この場合、モータトルク指令部１０７は、インバータ３２に対して、算出したモータトルクＴｍｏｔではなく、最大許容トルクＴｍｏｔｍａｘの負値を指示するモータトルク指令を出す（Ｓ１８）。

摩擦ブレーキトルク指令部１０８は、要求トルクＴｒｅｑと最大許容トルクＴｍｏｔｍａｘとの差を補償するように油圧ブレーキトルク（摩擦ブレーキトルク）Ｔｂｒｋを算出する。ただし、油圧ブレーキトルクＴｂｒｋは負値をとり、Ｔｂｒｋ＝Ｔｒｅｑ−Ｔｍｏｔｍａｘで計算される。摩擦ブレーキトルク指令部１０８は、油圧ブレーキトルクＴｂｒｋを算出すると、ＢＣＵ７１に対して当該油圧ブレーキトルクＴｂｒｋを指示する摩擦ブレーキトルク指令を出す（Ｓ１９）。

以上のように、第２発電モードでは回生トルクによる発電（図３に示した破線のモータトルクを参照）にエンジン２によるエンジン発電が加わることで（図３に示した実線のモータトルクを参照）、より大きな発電電力を得ることができる。これにより、減速走行路区間においてより早急にバッテリ３１のＳＯＣを回復させることができる。また、回生トルクとエンジントルクの合計値がモータ３の最大許容トルクを超える場合にはその差を補償するように油圧ブレーキが働くため、モータ３を最大許容トルクで発電させながら要求減速度を満足させることができる。

≪ワインディング路の走行例≫
図５は、ワインディング路走行時における各種タイムチャートであり、平面視でのワインディング路、車速、バッテリ３１のＳＯＣ、エンジン回転数、およびクラッチＣ１の解放／締結状態の各チャートを含む。なお、各チャートにおいて破線は従来例を表し、実線は本実施形態を表す。

ワインディング路において、地点ｐ０（時刻ｔ０）以前は定常走行路区間、地点ｐ０（時刻ｔ０）から地点ｐ１（時刻ｔ１）まではカーブ手前の減速走行路区間、地点ｐ１（時刻ｔ１）から地点ｐ２（時刻ｔ２）まではカーブ区間（定常走行路区間）、地点ｐ２（時刻ｔ２）から地点ｐ３（時刻ｔ３）まではカーブ後の加速走行路区間、地点ｐ３（時刻ｔ３）から地点ｐ４（時刻ｔ４）までは再びカーブ手前の減速走行路区間、地点ｐ４（時刻ｔ４）から地点ｐ５（時刻ｔ５）までは再びカーブ区間（定常走行路区間）、地点ｐ５（時刻ｔ５）から地点ｐ６（時刻ｔ６）までは再びカーブ後の加速走行路区間である。

従来例では地点ｐ０から地点ｐ１までの減速走行路区間および地点ｐ３から地点ｐ４までの減速走行路区間において、クラッチＣ１を解放（ＯＦＦ）してエンジンを停止させて回生トルクのみで発電してバッテリを充電する。このため、各減速走行路区間においてバッテリ３１のＳＯＣを十分に回復させることができずに、地点ｐ５から地点ｐ６までの加速走行路区間においてＳＯＣが下限値を下回ってモータアシストができなくなり、車速の伸びが鈍ってしまう。

これに対して、本実施形態では、ハイブリッド車両１が地点ｐ０から始まる減速走行路区間に進入すると、ＶＣＭ１０は、現在位置から先の走行経路における減速走行路区間とそれに続く非減速走行路区間を特定し、減速走行路区間において第１発電モードが選択されたと想定して非減速走行路区間の終了時点のバッテリ３１のＳＯＣを推定する。そして、ＶＣＭ１０は、地点ｐ５から地点ｐ６までの加速走行路区間の終了時点でバッテリ３１のＳＯＣが所定量（例えば、ＳＯＣの下限値）を下回る（図５に示した従来例のＳＯＣを参照）と判断し、減速走行路区間において第２発電モードを選択する。これにより、地点ｐ０から地点ｐ１までの減速走行路区間および地点ｐ３から地点ｐ４までの減速走行路区間において、クラッチＣ１を締結（ＯＮ）してエンジン２を駆動させて回生トルクにエンジントルクを付加して大きなトルクでモータ３を発電してバッテリ３１を充電する。このため、各減速走行路区間においてバッテリ３１のＳＯＣを早急に回復させることができ、地点ｐ５から地点ｐ６までの加速走行路区間においてＳＯＣが下限値を下回ることなくモータアシストを継続して車速を伸ばすことができる。

以上のように本実施形態によれば、ハイブリッド車両１においてバッテリ３１の残存容量不足に起因するモータ３によるアシスト不能を回避することができる。これにより、モータアシスト不能により発生するトルク不足を回避し、また、トルク不足によって引き起こされるシフトダウンを抑制して、乗り心地や燃費を向上させることができる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限られず種々の変形が可能である。例えば、モータ３をエンジン２と変速機４の間ではなく、デフ６の前に図略の減速機およびクラッチを介して接続するようにしてもよい。

また、エンジントルク指令部１０６は、第２発電モードにおいてバッテリ３１の現実のＳＯＣに応じてエンジントルク指令値を変えてもよい。これにより、ＳＯＣが比較的高い場合には第２発電モードにおいてエンジントルクを小さめにしてバッテリ３１の過充電を回避することができる。また、ＳＯＣが比較的低い場合には第２発電モードにおいてエンジントルクを大きめにしてバッテリ３１のＳＯＣをより早急に回復させることができる。

また、図１ないし図５を用いて上記実施形態により示した構成および処理は、本発明の一実施形態に過ぎず、本発明を当該構成および処理に限定する趣旨ではない。

１ハイブリッド車両
２エンジン
３モータ
３１バッテリ
Ｃ１クラッチ
７ブレーキ（摩擦ブレーキ装置）
８駆動輪
１０ＶＣＭ（制御装置）
１０１発電モード制御部
１０２走行路区間特定部
１０３残存容量推定部
１０４要求トルク算出部
１０５回生トルク算出部
１０６エンジントルク指令部
１０７モータトルク指令部
１０８摩擦ブレーキトルク指令部

Claims

エンジンと、該エンジンの下流に設けられたモータと、該モータに駆動電力を供給し、また、該モータの発電電力により充電されるバッテリと、該エンジンと該モータ間に設けられたクラッチとを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
車両減速時の上記モータの発電モードとして、上記クラッチを解放して発電する第１発電モードおよび上記クラッチを締結して回生トルクにエンジントルクを付加した大きなトルクで発電する第２発電モードのいずれかを選択する発電モード制御部と、
現在位置から先の走行経路における減速走行路区間とそれに続く非減速走行路区間を特定する走行路区間特定部と、
上記減速走行路区間において上記第１発電モードが選択されたと想定して上記非減速走行路区間の終了時点における将来的な上記バッテリの残存容量を推定する残存容量推定部とを備え、
上記発電モード制御部は、上記推定された残存容量が所定量以下の場合には上記減速走行路区間において上記第２発電モードを選択し、それ以外の場合には上記減速走行路区間において上記第１発電モードを選択することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
上記エンジンに発生させるべきトルクを指示するエンジントルク指令値を出力するエンジントルク指令部と、
上記モータに発生させるべきトルクを指示するモータトルク指令値を出力するモータトルク指令部とを備え、
上記エンジントルク指令部は、上記第２発電モードにおいて上記エンジンを高効率点で駆動させるように上記エンジントルク指令値を出力するものであり、
上記モータトルク指令部は、上記第２発電モードにおいて上記エンジントルク指令値に相当する負の上記モータトルク指令値を出力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。
ブレーキペダルが操作されたときの駆動輪の要求トルクを算出する要求トルク算出部と、
車両減速時の上記モータによる回生トルクを算出する回生トルク算出部と、
上記駆動輪の摩擦ブレーキ装置に発生させるべきトルクを指示する摩擦ブレーキトルク指令値を出力する摩擦ブレーキトルク指令部を備え、
上記摩擦ブレーキトルク指令部は、上記第２発電モードにおいて上記回生トルクと上記エンジントルクとの合計値が上記モータの最大許容トルクを超えた場合、上記要求トルクと該最大許容トルクとの差を補償するように上記摩擦ブレーキトルク指令値を出力することを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
上記エンジントルク指令部は、上記第２発電モードにおいて上記バッテリの現実の残存容量に応じて上記エンジントルク指令値を変えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のハイブリッド車両の制御装置。