JP6492762B2

JP6492762B2 - 車両用駆動制御装置

Info

Publication number: JP6492762B2
Application number: JP2015036954A
Authority: JP
Inventors: 秀隆錦織
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2015-02-26
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2035-02-26
Also published as: JP2016159646A

Description

本発明は、内燃機関の駆動力と電動機の駆動力を組み合わせて走行する車両に用いられ、内燃機関の駆動力を駆動輪へ伝達する第１の伝達経路と、内燃機関の動力を発電機により変換した電力、またはバッテリに蓄えられた電力に基づいて発生した電動機の駆動力を駆動輪へ伝達する第２の伝達経路とを選択または併用することができる車両用駆動制御装置に関する。

内燃機関としてのエンジンの駆動力を駆動輪へ伝達する第１の伝達経路と、電動機としてのモータの駆動力を駆動輪へ伝達する第２の伝達経路とを有し、第１の伝達経路と第２の伝達経路とを選択または併用するようにクラッチを切り換えて走行するハイブリッド車両が知られている（特許文献１）。

このハイブリッド車両では、運転者の意図に沿った走行状態の選択を行うことができるように、第１の伝達経路と第２の伝達経路とを切り換える断接手段（クラッチ）を備えている。そして、断接手段は、所定値より大きな駆動力を引き出すための指令を入力するスイッチから指令を入力したときには、第２の伝達経路を接続したまま第１の伝達経路を切断する開放状態にし、第２の伝達経路によって走行するようにしている。

特開２００８−０１２９８８号公報

上記従来技術では、シフトポジションや走行モードなどドライバーが要求する走行状態に応じて、第１の伝達経路と第２の伝達経路とを選択または併用するようにクラッチの切り換えを制御しているため、運転者の意図に従って選択された車両の運転状況によっては動力損失が生じ、運転効率の悪化を招いてしまうおそれがある。

そこで、本発明は、内燃機関や電動機などの動力源の損失を少なくして、運転効率を向上させることができる車両用駆動制御装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために本発明の態様は、駆動輪へ駆動力を付与する内燃機関と、駆動輪へ付与する駆動力を発生する電動機と、前記電動機へ電力を供給するバッテリと、前記内燃機関の動力に基づいて電力を発生させる発電機とを備えた車両に用いられ、前記内燃機関の駆動力を駆動輪へ伝達する第１の伝達経路と、前記バッテリまたは前記発電機から供給された電力によって発生した前記電動機の駆動力を前記駆動輪へ伝達する第２の伝達経路と、前記第１の伝達経路と前記第２の伝達経路とのいずれか一方を選択または併用するように切り換える切換部とを有する車両用駆動制御装置において、前記第１の伝達経路と前記第２の伝達経路のいずれか一方の伝達経路における前記内燃機関の損失パワー、前記電動機の損失パワー及び前記発電機の損失パワーをそれぞれ算出してそれらの合計を第１の損失として算出し、前記第１の伝達経路と前記第２の伝達経路とを併用した伝達経路における前記内燃機関の損失パワー、前記電動機の損失パワー及び前記発電機の損失パワーをそれぞれ算出してそれらの合計を第２の損失として算出し、前記第１の損失と前記第２の損失とを比較し、前記第１の損失と前記第２の損失のうち少ない方の伝達経路となるように切換部による切り換えを制御する制御部を有する。

このように、本発明によれば、エンジン、電動機から損失の少ない伝達経路で駆動輪に駆動力を供給することができるので、運転効率の悪化を防止することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置と、この車両用駆動制御装置が搭載された車両の要部を示す構成図である。図２は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置のシンクロ機構ギアを示す分解斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置の動力伝達機構におけるシンクロ機構ギアの締結解除状態を示す説明図である。図４は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置の動力伝達機構におけるシンクロ機構ギアの締結解除状態のトルクフローを示す説明図である。図５は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置の動力伝達機構におけるシンクロ機構ギアの締結状態を示す説明図である。図６は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置の動力伝達機構におけるシンクロ機構ギアの締結状態のトルクフローを示す説明図である。図７は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置の制御部の構成を示すブロック図である。図８は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置の制御部のシンクロ機構ギア締結判定処理の手順を示すフローチャートである。図９は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置におけるＭＧ１、ＭＧ２、エンジンのトルク指令を決定する処理を示す説明図である。図１０は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置においてシンクロ機構ギアが締結解除状態におけるＭＧ１の損失、ＭＧ２の損失、エンジン損失を算出する手順を示す説明図である。図１１は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置においてシンクロ機構ギアが締結状態と仮定したときのＭＧ２、エンジンの推測したトルク指令を決定する処理を示す説明図である。図１２は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置においてシンクロ機構ギアが締結状態と仮定したときの推測したＭＧ１およびＭＧ２、推測したエンジン損失を算出する手順を示す説明図である。図１３は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置におけるシンクロ機構ギアの締結状態での低損失判定の手順を示すフローチャートである。図１４は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置の制御部のシンクロ機構ギア締結解除判定処理の手順を示すフローチャートである。図１５は、本発明の実施の形態に係る車両用駆動制御装置におけるシンクロ機構ギアの締結解除状態での低損失判定の手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[実施の形態の特徴]

図１に示すように、本実施の形態に係る車両用駆動制御装置１が用いられる車両２は、駆動輪２ａ、２ａへ駆動力を付与する内燃機関（以下「エンジン」という）３と、駆動輪２ａ、２ａへ付与する駆動力を発生する電動機（以下「ＭＧ１」という）４と、を備えている。

また、車両２は、エンジン３の出力軸３ａと直結されエンジン３の駆動力により発電を行う発電機（以下「ＭＧ２」という）５と、ＭＧ１用のインバータ６と、ＭＧ２用のインバータ７と、車両２の電装品に電力を供給するための補助バッテリ８と、エンジン３の駆動力により発電する電力やＭＧ１からの回生電力により充電されるバッテリ９と、このバッテリ９からの電力を降圧して補助バッテリ８を充電するためのＤＣ／ＤＣコンバータ１０と、エンジン３の出力軸３ａと駆動軸２ｂとの間に設けられた動力伝達機構１１とを備えている。

また、本実施の形態に係る車両用駆動制御装置１は、エンジン３の駆動力を駆動輪２ａ、２ａへ伝達する第１の伝達経路１２と、電動機ＭＧ１の駆動力を駆動輪２ａ、２ａへ伝達する第２の伝達経路１３と、第１の伝達経路１２と第２の伝達経路１３とのいずれか一方を選択または併用するように切り換える切換部（シンクロ機構ギア）１４とを有している。

さらに、本実施の形態に係る車両用駆動制御装置１は、第１の伝達経路１２と第２の伝達経路１３のいずれか一方の伝達経路における第１の損失と、第１の伝達経路１２と第２の伝達経路１３とを併用した伝達経路における第２の損失とを比較し、第１の損失と第２の損失のうち少ない方の伝達経路となるように切換部１４による切り換えを制御する制御部（車両コントローラ）１５を有している。

また、切換部１４は、ギアの締結および解除を制御可能な機構により構成され、制御部１５は、第１の損失と第２の損失との比較の結果に基づいて、ギアの締結または締結の解除を制御する。

また、制御部１５は、ギアが締結されており、かつ運転者の要求トルクがエンジン３の最適動作点でのエンジン３のトルクより大きい場合、ギアの締結の解除を禁止するように制御する。
また、制御部１５は、第１の伝達経路１２における第１の損失と、第２の伝達経路１３における第２の損失とを比較し、第１の損失と第２の損失のうち少ない方の伝達経路となるように切換部１４による切り換えを制御する。

以下、図面を用いて車両用駆動制御装置１について詳細に説明する。
[動力伝達機構１１]

上記動力伝達機構１１は、図３乃至図６に示すように、ＭＧ１の出力軸４ａに固定されたギア２２と噛み合うギア２３と、このギア２２が一側に固定されたカウンタ軸２４と、カウンタ軸２４の他側に固定され駆動軸２ｂに固定されたギア２５と噛み合うギア２６と、カウンタ軸２４の中間部にカウンタ軸２４に対して空転可能に設けられた空転ギア２７と、エンジン３の出力軸３ａに固定され空転ギア２７に噛み合うギア２８と、カウンタ軸２４の空転ギア２７とギア２６との間に設けられたシンクロ機構ギア１６とで構成されている。

シンクロ機構ギア１６は、図２に示すように、ギア１７、シンクロナイザーリング１８、キー１９、スリーブ２０、ハブ２１とで構成される。ギア１７は空転ギア２７に一体に固定され、カウンタ軸２４に対しては空転する。ハブ２１はカウンタ軸２４に固定され、カウンタ軸２４と共に回転する。ハブ２１の外周にはスプラインが形成されており、スリーブ２０はハブ２１に対して軸方向に移動可能で、ハブ２１とともに一体に回転する。また、スリーブ２０は、直動モータ機構（不図示）によりカウンタ軸２４の軸方向に移動することでハブ２１と噛み合った状態でギア１７と噛み合い、空転ギア２７とカウンタ軸２４とをハブ２１を介して連結する。直動モータ機構は、上記制御部１５と接続されて、その駆動が制御される。

図３は、シンクロ機構ギア１６が未締結（締結解除）の状態を示す。この状態では、図４に示すようにＭＧ１の駆動力は、第２の伝達経路１３によって駆動軸２ｂに伝達される。すなわち、ＭＧ１の駆動力は、ギア２２、２３を介してカウンタ軸２４に伝達され、ギア２６、２５を介して駆動軸２ｂに伝達される。また、シンクロ機構ギア１６が未締結の状態では、スリーブ２０はギア１７と噛み合っていないので、エンジン３からの駆動力が伝達される空転ギア２７はカウンタ軸２４に対して空転している。

図５は、図４に示す状態からスリーブ２０をギア１７側に移動させてシンクロ機構ギア１６が締結した状態を示す。この状態では、図６に示すようにＭＧ１の駆動力が第２の伝達経路１３によって駆動軸２ｂに伝達されるのに加えて第１の伝達経路１２によってエンジン３の駆動力が駆動軸２ｂに伝達される。すなわち、シンクロ機構ギア１６が締結した状態では、空転ギア２７がシンクロ機構ギア１６によりカウンタ軸２４と連結され、エンジン３の駆動力がギア２８、空転ギア２７を介してカウンタ軸２４に伝達され、カウンタ軸２４からギア２６、２５を介して駆動軸２ｂに伝達される。この状態では、第１の伝達経路１２、第２の伝達経路１３を併用しＭＧ１の駆動力とエンジン３の駆動力で車両２は走行する。また、第２の伝達経路１３が選択された場合はＭＧ１の駆動力で車両２は走行する。

上記スリーブ２０は、直動モータ機構を制御する制御部１５によって軸方向への移動が制御され、シンクロ機構ギア１６の締結状態、締結解除状態が選択される。

制御部１５は、図７に示すように、シンクロ機構１６の締結、締結解除処理を行うシンクロ機構締結、締結解除処理部３０と、第１の伝達経路１２と第２の伝達経路１３のいずれか一方の伝達経路における第１の損失と、第１の伝達経路１２と第２の伝達経路１３とを併用した伝達経路における第２の損失とを比較する低損失判定部３１と、第１の損失を算出する第１の損失算出部３２と、第２の損失を算出する第２の損失算出部３３と、マップ記憶部３４とを有している。
また、低損失判定部３１は、第１の伝達経路１２における第１の損失と、第２の伝達経路１３における第２の損失とを比較するようにも機能する。

第１の損失算出部３２は、ＭＧ１トルク決定部３５、ＭＧ１必要電力算出部３６、エンジン動作点決定部３７を有している。

第２の損失算出部３３は、エンジン回転速度算出部３８、エンジン動作点決定部３９、ＭＧ１トルク算出部４０、ＭＧ２トルク算出部４５、ＭＧ１回転速度算出部４６、ＭＧ２回転速度算出部４７を有している。

マップ記憶部３４は、予め求められたＭＧ１損失マップ４１、エンジン損失マップ４２、ＭＧ２損失マップ４３、エンジン動作点マップ４４からなる。

また、制御部１５には、バッテリ９の残存容量（ＳＯＣ）が入力され、車速センサから車両２の車速が入力され、運転者が踏み込んだブレーキの開度が入力される。これらのバッテリ９の残存容量、車速、ブレーキ開度の検知結果は図示しないセンサによって検知される。
［制御部１５のシンクロ機構ギア締結判定処理］

次に、車両用駆動制御装置１の制御部１５による切換部１４の切り換え処理の一例、すなわち、シンクロ機構ギア１６を締結状態にするか締結解除状態にするかの判定処理について、図８、図９に示すフローチャートに従い説明する。

車両２は、第２の伝達経路１３によってＭＧ１の駆動力が駆動軸２ｂに伝達され駆動輪２ａが駆動されており、シンクロ機構ギア１６は締結解除状態にある。この状態から、制御部１５は、ステップＳ１０において、バッテリ９の残存容量（ＳＯＣ）が所定の値Ｃ１（％）以下であるか否かを判断する。バッテリ９の残存容量が所定の値Ｃ１（％）を超えていると判断した場合には、バッテリ９に十分な電力があることを示しているので、ＭＧ１の駆動力により車両２は走行する。ステップＳ１０において、バッテリ９の残存容量が所定値Ｃ１（％）以下と判断した場合にはステップＳ１１を実行する。

ステップＳ１１において、制御部１５は、車速が所定の値Ｖ１（ｋｍ／ｈ）以上であるか否かを判断する。車速が所定の値Ｖ１（ｋｍ／ｈ）以下の場合には、車両２は運転効率の良好な車速で走行しているので、ＭＧ１の駆動力により車両２は走行する。ステップＳ１１において、制御部１５は、車速が所定の値Ｖ１（ｋｍ／ｈ）以上と判断した場合にはステップＳ１２を実行する。

ステップＳ１２において、制御部１５は、ブレーキ操作量が所定の値Ｂ２（％）より小さいか否かを判断する。ブレーキ操作量が所定の値Ｂ２（％）より小さくないと判断した場合、すなわちブレーキ操作量が所定の値Ｂ２（％）より大きいと判断した場合には、車両２は減速状態で走行しているので、ＭＧ１の駆動力により車両２は走行する。ステップＳ１２において、ブレーキ操作量が所定の値Ｂ２（％）より小さいと判断した場合には、車両２は減速せずに走行しており、制御部１５は、ステップＳ１３を実行する。

ステップＳ１３では、制御部１５は、ＭＧ１の駆動力により走行した場合の第１の損失と、ＭＧ１の駆動力とエンジン３の駆動力とで走行した場合の第２の損失とを低損失判定部３１が比較する。すなわち、第２の伝達経路１３で駆動力を駆動輪２ａに伝達する場合での第１の損失と、第１の伝達経路１２と第２の伝達経路１３とを併用した場合での第２の損失とを比較する。

ステップＳ１３における第１の損失と第２の損失との比較において、損失が低いと判定するとステップＳ１４にて、制御部１５はシンクロ機構ギア１６による締結処理を行い、つまり、第１の伝達経路１２と第２の伝達経路１３とを併用するようにシンクロ機構ギア１６の締結処理を行う。これにより、ＭＧ１の駆動力に加えてエンジン３の駆動力が駆動軸２ｂに付与され駆動輪２ａ、２ａが駆動する。これとともに、エンジン３の駆動力によりＭＧ２が駆動されて発電が行われ、バッテリ９に充電がなされたり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０によって１２Ｖの電圧に変換されて補機等に電力供給されたりする。

また、車両用駆動制御装置１の制御部１５は、次のように制御することもできる。具体的には、ステップＳ１３では、制御部１５は、エンジン３の駆動力により走行した場合の第１の損失と、ＭＧ１の駆動力で走行した場合の第２の損失とを低損失判定部３１が比較する。すなわち、第１の伝達経路１２で駆動力を駆動輪２ａに伝達する場合での第１の損失と、第２の伝達経路１３で駆動力を駆動輪２ａに伝達する場合での第２の損失とを比較する。

また、ステップＳ１３における第１の損失と第２の損失との比較において、損失が低いと判定するとステップＳ１４にて、制御部１５はシンクロ機構ギア１６による締結処理を行い、つまり、第１の伝達経路１２を使用するようにシンクロ機構ギア１６の締結処理を行う。これにより、エンジン３の駆動力が駆動軸２ｂに付与され駆動輪２ａ、２ａが駆動する。これとともに、エンジン３の駆動力によりＭＧ２が駆動されて発電が行われ、バッテリ９に充電がなされたり、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０によって１２Ｖの電圧に変換されて補機等に電力供給されたりする。
なお、このとき、ＭＧ１は、エンジン３の動力を使用してＭＧ２によって発生した電力により駆動力を発生させている。

次に、ステップＳ１３における第２の伝達経路１３における損失と、第１の伝達経路１２と第２の伝達経路１３とを併用した場合における損失との比較判定処理について説明する。

運転者がアクセルペダルを踏んで走行しているとき、ＭＧ１、ＭＧ２、エンジン３のトルク指令は図９に示す処理を制御部１５の第１の損失算出部３２が行うことで決定される。

図９において、工程Ｐ１において、要求駆動パワー、すなわち運転者が踏み込んだアクセルペダルの開度により検知される要求駆動力と走行している車両２の現在の車速により、制御部１５のＭＧ１トルク決定部３５が、ＭＧ１が発生すべきトルクを決定する。次に、工程Ｐ２において、制御部１５のＭＧ１必要電力算出部３６が、ＭＧ１が発生すべきトルクを発生するための必要電力を算出する。また、工程Ｐ３において、制御部１５が、補機が必要とする電力を算出する。次に、工程Ｐ４において、エンジン動作点決定部３７がエンジン動作点を決定する。このエンジン動作点の決定では、工程Ｐ２において算出したＭＧ１が必要とする電力と、工程Ｐ３において算出した補機が必要とする電力との合計電力とでＭＧ２が発電可能なエンジン動作点を決定する。このエンジン動作点は、予め作成してあるマップにより決定される。すなわち、制御部１５は、要求された発電電力をＭＧ２によって発電するためにエンジン３がどのような動作点で駆動すればよいかを予め形成してあるマップにより決定する。

そして、工程Ｐ５において、制御部１５は、決定したエンジン動作点に従ってエンジン３を駆動し、ＭＧ２を駆動して発電させる。

上記の各工程Ｐ１〜Ｐ５において、制御部１５が、ＭＧ１、ＭＧ２、エンジン３のトルク指令を決定する際に、図１０に示すように制御部１５は、ＭＧ１、ＭＧ２、エンジン３の損失（パワー[Ｗ]）を予め用意されたマップから算出し、その合計を第１の損失としての総合損失Ａとして算出する。

図１０において、ＭＧ１の損失は、ＭＧ１の回転速度、ＭＧ１トルク、ＭＧ１に負荷する電圧とＭＧ１損失マップ４１とから算出する。エンジン３の損失は、エンジン回転速度、エンジントルク、エンジン３の温度とエンジン損失マップ４２とから算出する。ＭＧ２の損失は、ＭＧ２の回転速度、ＭＧ２トルク、ＭＧ２が発生する電圧とＭＧ２損失マップ４３とから算出する。これらのＭＧ１損失と、エンジン損失と、ＭＧ２損失との合計を総合損失Ａ（第１の損失）とする。

上記の処理と並行して、車両２の走行状態が、シンクロ機構ギア１６を締結状態として走行すると仮定した場合の第２の損失としての総合損失Ｂを制御部１５は推測する。すなわち、図６に示すように第１の伝達経路１２と第２の伝達経路１３とを用いて、ＭＧ１、エンジン３の発生した駆動力を駆動軸２ｂに伝達した場合の総合損失Ｂを推測する。

まず、シンクロ機構ギア１６を締結状態として車両２が走行した場合の各トルク指令が、図１１に示す処理を制御部１５の第２の損失算出部３３が行うことで決定される。

図１１において、制御部１５は、工程Ｐ１において、エンジン回転速度算出部３８が車速からエンジン回転速度を算出し、工程Ｐ２において、補機が必要とする電力を算出する。次に、工程Ｐ３において、ＭＧ２トルク算出部４５が、補機が必要とする電力とＭＧ２の回転速度とに基づいて必要電力を求め、ＭＧ２が発電するために必要なＭＧ２必要トルク、すなわち発電トルクを算出する。制御部１５は、このＭＧ２必要トルク（発電トルク）の値をＭＧ２のトルク指令値として、ＭＧ２に発電を行わせる。

また、工程Ｐ４において、要求駆動パワーとエンジン回転速度とに基づいて必要とするエンジン必要トルクＡを算出する。次に、工程Ｐ５において、工程Ｐ３で算出されたＭＧ２必要トルク（発電トルク）と工程Ｐ４で算出されたエンジン必要トルクＡとを合算してエンジントルクを算出する。制御部１５は、このエンジントルクの値をエンジントルク指令値として、エンジンを動作させる。

上記工程Ｐ１〜Ｐ５にてＭＧ２トルク、エンジントルクのトルク指令を決定する際に、図１２に示すように、制御部１５は、ＭＧ１、エンジン３の損失（パワー[Ｗ]）、ＭＧ２を予め用意された損失マップ４１、４２、４３から算出し、その合計を総合損失Ｂ（第２の損失）として算出する。

図１２において、ＭＧ１の損失は、ＭＧ１の回転速度、ＭＧ１トルク、ＭＧ１に負荷する電圧とＭＧ１損失マップ４１とから制御部１５が算出する。エンジン３の損失は、エンジン回転速度、エンジントルク、エンジン３の温度とエンジン損失マップ４２とから制御部１５が算出する。ＭＧ２の損失は、ＭＧ２の回転速度、ＭＧ２トルク、ＭＧ２に負荷する電圧とＭＧ２損失マップ４３とから制御部１５が算出する。これらのＭＧ１損失とエンジン損失とＭＧ２損失との合計を総合損失Ｂ（第２の損失）とする。

以上のように求められた総合損失Ａ（第１の損失）、総合損失Ｂ（第２の損失）を使い、シンクロ機構ギア１６の締結状態での損失が現在（シンクロ機構ギア１６が締結していない状態、すなわち図４に示す状態）より小さくなるか否かを判定する。ただし、ヒステリシスHysAを設けてハンチングを防止してある。

次に低損失判定の手順について、図１３のフローチャートに従い説明する。
制御部１５は、低損失判定が０の場合において、ステップＳ１０にて、総合損失Ａが総合損失Ｂ+HysAより大きいか否かを判断し、総合損失Ａが総合損失Ｂ+HysAより大きいと判断すると、ステップＳ１１にて低損失判定＝１と判断し、総合損失Ａが総合損失Ｂ+HysAより大きくない、つまり総合損失Ａが総合損失Ｂ+HysA以下と判断するとステップＳ１２にて低損失判定＝０を維持する。
なお、本実施形態では、総合損失Ａと総合損失Ｂ+HysAとを比較するようにしたが、ヒステリシスHysAを設けずに、総合損失Ａと総合損失Ｂとを比較するようにしてもよい。

制御部１５は、総合損失Ａが総合損失Ｂ+HysAより大きい場合、すなわち車両２が第２の伝達経路１３にてＭＧ１の駆動力のみで走行している状態の損失（総合損失Ａ）が、第１の伝達経路１２にてＭＧ１の駆動力とエンジン３の駆動力を併用して車両２を走行させた場合の損失より大きいと判断すると、低損失判定が１と判定する。この場合には、図８に示すフローチャートのステップＳ１４にて，シンクロ機構ギア１６の締結処理が成される。この結果、車両２は第１の伝達経路１２によってＭＧ１の駆動力とエンジン３の駆動力が駆動軸２ｂに伝達され駆動輪２ａが駆動される。

また、制御部１５は、総合損失Ａが総合損失Ｂ+HysAより大きくない場合、すなわち車両２が第２の伝達経路１３にてＭＧ１の駆動力のみで走行している状態の損失（総合損失Ａ）が、第１の伝達経路１２にてＭＧ１の駆動力とエンジン３の駆動力を併用して車両２を走行させた場合の損失以下と判断すると、低損失判定は０が維持され、図８に示すフローチャートのステップ１３にて低損失判定＝１ではないと判断し、シンクロ機構ギア１６の締結は行われない。

次に、第２の伝達経路１３によるＭＧ１の駆動力と、第１の伝達経路１２によるエンジン３の駆動力とが車両２の駆動軸２ｂに伝達されており、シンクロ機構ギア１６が締結状態にある状態から、シンクロ機構ギア１６の締結解除判断処理について、図１４に示すフローチャートに従い説明する。この状態では、シンクロ機構ギア１６が締結状態であって、第１の伝達経路１２と第２の伝達経路１３とを併用し、ＭＧ１の駆動力とエンジン３の駆動力とが駆動軸２ｂに伝達され駆動輪２ａが駆動している。

この状態で、制御部１５は、ステップＳ１０で運転者がブレーキを踏み込んだか否かを検知するため、ブレーキ操作量が検出され、このブレーキ操作量が所定値Ｂ１[％]より大きいか否かを判断する。ブレーキ操作量が所定値Ｂ１[％]より大きい、すなわち運転者がブレーキを踏み込んで車両２を減速している状態では、ステップＳ１１で、シンクロ機構ギア１６の締結を解除する。これにより、車両２は第２の伝達経路１３によってＭＧ１の駆動力が駆動軸２ｂに伝達され、駆動輪２ａが駆動される。

制御部１５が、ブレーキ操作量が所定値Ｂ１[％]より小さいと判断した場合は、ステップＳ１２以下が実行される。ステップＳ１２では車速が所定の速度Ｖ２[km/ｈ]より小さいか否かが判断される。車速が所定の速度Ｖ２[km/ｈ]より小さい場合、ステップＳ１１で、シンクロ機構ギア１６の締結を解除する。一方、車速が所定の速度Ｖ２[km/ｈ]より小さくない場合、すなわち車速が所定の速度Ｖ２[km/ｈ]以上の場合は、ステップＳ１３において、バッテリ９の残存容量（ＳＯＣ）が所定の値Ｃ２[％]より大きいか否かを判断する。ステップＳ１３においてバッテリ９の残存容量（ＳＯＣ）が所定値Ｃ２[％]より大きいと判断した場合は、ステップＳ１１で、シンクロ機構ギア１６の締結を解除する。一方、バッテリ９の残存容量（ＳＯＣ）が所定値Ｃ２[％]より大きくない、すなわちバッテリ９の残存容量（ＳＯＣ）が所定値Ｃ２[％]以下と判断した場合は、ステップＳ１４において、低損失判定がなされる。ステップＳ１４において低損失判定＝０と判定されると、すなわち、第１の伝達経路１２と第２の伝達経路１３とを併用している場合の総合損失Ｂが、第２の伝達経路１３を使用している際の総合損失Ａより大きいと判断されると、ステップＳ１１にてシンクロ機構ギア１６の締結解除処理がなされ、第２の伝達経路１３によってＭＧ１の駆動力のみによって車両２は走行する。

一方、ステップＳ１４において、低損失判定＝０でない、例えば、低損失判定＝１と判定すると、現状の状態を継続して車両２は走行する。具体的には、第１の伝達経路１２と第２の伝達経路１３とを併用している場合の総合損失Ｂが、第２の伝達経路１３を使用している際の総合損失Ａより小さいと判断されると、第２の伝達経路１３によってＭＧ１の駆動力が駆動軸２ｂに伝達されるとともに第１の伝達経路１２によってエンジン３の駆動力が駆動軸２ｂに伝達されて車両２は走行する。

上記ステップＳ１４における低損失判定では、運転者がアクセルペダルを踏んで走行しているときＭＧ１、エンジン３のトルク指令は前述した図１１の工程による処理で決定する。

その際、前述した図１２のように、ＭＧ１、エンジン３、ＭＧ２の損失（パワー[Ｗ]）を予め用意されたＭＧ１損失マップ４１、エンジン損失マップ４２、ＭＧ２損失マップ４３から算出し、その合計を総合損失Ｂとする。

これと並行して車両２の走行状態が、シンクロ機構ギア１６を締結状態として走行すると仮定した場合の総合損失Ｂを制御部１５は推測する。前述したようにシンクロ機構ギア１６を締結解除した状態で走行した場合の各トルク指令は図９に示す処理で決定する。

その際、図１０のようにＭＧ１、エンジン３、ＭＧ２の損失（パワー[Ｗ]）を予め用意されたＭＧ１損失マップ４１、エンジン損失マップ４２、ＭＧ２損失マップ４３から算出し、その合計を総合損失Ａとする。

以上のように求められた総合損失Ａ、総合損失Ｂを使い、シンクロ機構ギア１６の締結を解除した状態での損失が現在より小さくなるか否かを判定する。ただし、ヒステリシスHysBを設けてハンチングを防止してある。

次に低損失判定の手順について、図１５のフローチャートに従い説明する。
制御部１５は、ステップＳ１０において、エンジントルクがエンジントルク規定ラインのトルク以下か否かを判断する。制御部１５は、エンジントルクがエンジントルク規定ラインのトルク以下である場合、ステップＳ１１において、総合損失Ｂが総合損失Ａ+HysBより大きいか否かを判断し、総合損失Ｂが総合損失Ａ+HysBより大きいと判断すると、ステップＳ１２において低損失判定＝０と判断する。そして、総合損失Ｂが総合損失Ａ+HysBより大きくない、つまり小さいと判断するとステップＳ１３において低損失判定＝１と判断する。
なお、本実施形態では、総合損失Ｂと総合損失Ａ+HysBとを比較するようにしたが、ヒステリシスHysBを設けずに、総合損失Ｂと総合損失Ａとを比較するようにしてもよい。

また、制御部１５は、総合損失Ｂが総合損失Ａ+HysBより大きい場合、低損失判定を０と判定する。すなわち、制御部１５は、車両２が第２の伝達経路１３によるＭＧ１の駆動力と、第１の伝達経路１２によるエンジン３の駆動力とで走行する場合の損失（総合損失Ｂ）が、第２の伝達経路１３にてＭＧ１の駆動力で車両２を走行する場合の損失より大きいと判断すると、低損失判定を０と判定する。この場合には、図１４に示すフローチャートのステップＳ１１にてシンクロ機構ギア１６の締結状態を解除する。この結果、車両２は第２の伝達経路１３によってＭＧ１の駆動力で駆動される。

また、制御部１５は、総合損失Ｂが総合損失Ａ+HysBより大きくない場合、低損失判定を１と判定する。すなわち、制御部１５は、車両２が第２の伝達経路１３にてＭＧ１の駆動力と、第１の伝達経路１２によるエンジン３の駆動力とで走行する場合の損失（総合損失Ｂ）が、第２の伝達経路１３にてＭＧ１の駆動力で車両２を走行する場合の損失より小さいと判断すると、低損失判定を１と判定する。このとき、図１４のフローチャートに示すように、シンクロ機構ギア１６の締結解除処理は行われない。

また、制御部１５は、図１５に示すフローチャートのステップＳ１０において、エンジントルクがエンジントルク規定ラインのトルク以下でないとき、すなわち、エンジントルクがエンジントルク規定ラインのトルクより大きいときは、ＭＧ１もアシストに使われる。その場合、シンクロ機構ギア１６の締結状態を解除せず、シンクロ機構ギア１６を締結状態のままとする。

また、車両用駆動制御装置１の制御部１５は、次のように制御することもできる。具体的には、図８のステップＳ１３における第１の伝達経路１２の損失と、第２の伝達経路１３における損失との比較判定処理であり、以下に説明する。

図１０において、ＭＧ１の損失は、ＭＧ１の回転速度、ＭＧ１トルク、ＭＧ１に負荷する電圧とＭＧ１損失マップ４１とから算出する。エンジン３の損失は、エンジン回転速度、エンジントルク、エンジン３の温度とエンジン損失マップ４２とから算出する。ＭＧ２の損失は、ＭＧ２の回転速度、ＭＧ２トルク、ＭＧ２が発生する電圧とＭＧ２損失マップ４３とから算出する。これらのＭＧ１損失と、エンジン損失と、ＭＧ２損失との合計を総合損失Ａ（第２の損失）とする。

上記の処理と並行して、車両２の走行状態が、シンクロ機構ギア１６を締結状態として走行すると仮定した場合の第１の損失としての総合損失Ｂを制御部１５は推測する。すなわち、図６に示すように第１の伝達経路１２を用いて、エンジン３の発生した駆動力を駆動軸２ｂに伝達した場合の総合損失Ｂを推測する。

まず、シンクロ機構ギア１６を締結状態として車両２が走行した場合の各トルク指令が、図１１に示す処理を制御部１５の第１の損失算出部３３が行うことで決定される。なお、図１１については、上述した処理と同様のため説明を省略する。

そして、図１１の工程Ｐ１〜Ｐ５にてＭＧ２トルク、エンジントルクのトルク指令を決定する際に、図１２に示すように、制御部１５は、ＭＧ１、エンジン３の損失（パワー[Ｗ]）、ＭＧ２を予め用意された損失マップ４１、４２、４３から算出し、その合計を総合損失Ｂ（第１の損失）として算出する。

図１２において、ＭＧ１の損失は、ＭＧ１の回転速度、ＭＧ１トルク、ＭＧ１に負荷する電圧とＭＧ１損失マップ４１とから制御部１５が算出する。エンジン３の損失は、エンジン回転速度、エンジントルク、エンジン３の温度とエンジン損失マップ４２とから制御部１５が算出する。ＭＧ２の損失は、ＭＧ２の回転速度、ＭＧ２トルク、ＭＧ２に負荷する電圧とＭＧ２損失マップ４３とから制御部１５が算出する。これらのＭＧ１損失とエンジン損失とＭＧ２損失との合計を総合損失Ｂ（第１の損失）とする。

以上のように求められた総合損失Ａ（第２の損失）、総合損失Ｂ（第１の損失）を使い、シンクロ機構ギア１６の締結状態での損失が現在（シンクロ機構ギア１６が締結していない状態、すなわち図４に示す状態）より小さくなるか否かを判定する。ただし、ヒステリシスHysAを設けてハンチングを防止してある。

次に低損失判定の手順について、図１３のフローチャートに従い説明する。
制御部１５は、低損失判定が０の場合において、ステップＳ１０において、総合損失Ａが総合損失Ｂ+HysAより大きいか否かを判断し、総合損失Ａが総合損失Ｂ+HysAより大きいと判断すると、ステップＳ１１において低損失判定＝１と判断し、総合損失Ａが総合損失Ｂ+HysAより大きくない、つまり総合損失Ａが総合損失Ｂ+HysA以下と判断するとステップＳ１２において低損失判定＝０を維持する。
なお、本実施形態では、総合損失Ａと総合損失Ｂ+HysAとを比較するようにしたが、ヒステリシスHysAを設けずに、総合損失Ａと総合損失Ｂとを比較するようにしてもよい。

また、制御部１５は、総合損失Ａが総合損失Ｂ+HysAより大きい場合、すなわち車両２が第２の伝達経路１３にてＭＧ１の駆動力のみで走行している状態の損失（総合損失Ａ）が、第１の伝達経路１２にてエンジン３の駆動力を使用して車両２を走行させた場合の損失より大きいと判断すると、低損失判定を１と判定する。この場合には、図８に示すフローチャートのステップＳ１４において、シンクロ機構ギア１６の締結処理が成される。この結果、車両２は第１の伝達経路１２によってエンジン３の駆動力が駆動軸２ｂに伝達され駆動輪２ａが駆動される。

この状態で、制御部１５は、ステップＳ１０で運転者がブレーキを踏み込んだか否かを検知するため、ブレーキ操作量が検出され、このブレーキ操作量が所定値Ｂ１[％]より大きいか否かを判断する。ブレーキ操作量が所定値Ｂ１[％]より大きい、すなわち運転者がブレーキを踏み込んで車両２を減速している状態では、ステップＳ１１において、シンクロ機構ギア１６の締結を解除する。これにより、車両２は第２の伝達経路１３によってＭＧ１の駆動力が駆動軸２ｂに伝達され、駆動輪２ａが駆動される。

制御部１５が、ブレーキ操作量が所定値Ｂ１[％]より小さいと判断した場合は、ステップＳ１２以下が実行される。ステップＳ１２では車速が所定の速度Ｖ２[km/ｈ]より小さいか否かが判断される。車速が所定の速度Ｖ２[km/ｈ]より小さい場合、ステップＳ１１で、シンクロ機構ギア１６の締結を解除する。一方、車速が所定の速度Ｖ２[km/ｈ]より小さくない場合、すなわち車速が所定の速度Ｖ２[km/ｈ]以上の場合は、ステップＳ１３において、バッテリ９の残存容量（ＳＯＣ）が所定値Ｃ２[％]より大きいか否かを判断する。ステップＳ１３においてバッテリ９の残存容量（ＳＯＣ）が所定値Ｃ２[％]より大きいと判断した場合は、ステップＳ１１で、シンクロ機構ギア１６の締結を解除する。一方、バッテリ９の残存容量（ＳＯＣ）が所定値Ｃ２[％]より大きくない、すなわちバッテリ９の残存容量（ＳＯＣ）が所定値Ｃ２[％]以下と判断した場合は、ステップＳ１４において、低損失判定がなされる。ステップＳ１４において低損失判定＝０と判定されると、すなわち、第１の伝達経路１２を使用している場合の総合損失Ｂが、第２の伝達経路１３を使用している際の総合損失Ａより大きいと判断されると、ステップＳ１１においてシンクロ機構ギア１６の締結解除処理がなされ、第２の伝達経路１３によってＭＧ１の駆動力のみによって車両２は走行する。

一方、ステップＳ１４において、低損失判定＝０でない、例えば、低損失判定＝１と判定すると、現状の状態を継続して車両２は走行する。具体的には、第１の伝達経路１２を使用している場合の総合損失Ｂが、第２の伝達経路１３を使用している際の総合損失Ａより小さいと判断されると、第１の伝達経路１２によってエンジン３の駆動力が駆動軸２ｂに伝達されて車両２は走行する。

上記ステップＳ１４における低損失判定では、運転者がアクセルペダルを踏んで走行しているとき、ＭＧ１、エンジン３のトルク指令は前述した図１１の工程による処理で決定する。

また、制御部１５は、総合損失Ｂが総合損失Ａ+HysBより大きい場合、低損失判定を０と判定する。すなわち、制御部１５は、車両２が、第１の伝達経路１２を使用してエンジン３の駆動力で走行する場合の損失（総合損失Ｂ）が、第２の伝達経路１３にてＭＧ１の駆動力で車両２を走行する場合の損失より大きいと判断すると、低損失判定を０と判定する。この場合には、図１４に示すフローチャートのステップＳ１１においてシンクロ機構ギア１６の締結状態を解除する。この結果、車両２は第２の伝達経路１３によってＭＧ１の駆動力で駆動される。

また、制御部１５は、総合損失Ｂが総合損失Ａ+HysBより大きくない場合、低損失判定を１と判定する。すなわち、制御部１５は、車両２が、第１の伝達経路１２を使用してエンジン３の駆動力で走行する場合の損失（総合損失Ｂ）が、第２の伝達経路１３にてＭＧ１の駆動力で車両２を走行する場合の損失より小さいと判断すると、低損失判定を１と判定する。このとき、図１４のフローチャートに示すように、シンクロ機構ギア１６の締結解除処理は行われない。

以上説明したように、本実施の形態によれば、シンクロ機構ギア１６を締結、締結解除する条件を車速、バッテリ残存容量（ＳＯＣ）、アクセル、ブレーキだけで判断せずに現状の総合損失を算出し、さらに締結して走行した場合の総合損失を予測し、損失が少ないと判断されたときにシンクロ機構ギア１６の締結や、締結解除を行うので、エンジン３やＭＧ１などの動力源の損失を少なくして、燃費を向上することができ、運転効率を向上させることができる。

また、エンジントルクがエンジントルク規定ラインのトルクより大きいときは、ＭＧ１もアシスト制御に使用する。その際には、シンクロ機構ギア１６の締結を解除せず、締結状態とすることにより、エンジンパワーとモータパワーを合わせ力強い加速を行うことができる。

なお、本実施の形態では、シンクロ機構ギア１６を用いてエンジン３の出力軸３ａと駆動軸２ｂを断続したが、シンクロ機構ギア１６に代えて湿式クラッチや乾式クラッチを用いて、エンジン３の出力を駆動輪２ａに結合するシステムにおいても成り立つものである。

また、この実施の形態では、ＭＧ１、ＭＧ２、エンジン３の損失を用いて伝達経路を選択しているが、ギアの損失の推測、予測することができるため、ギアの損失も総合損失を算出する際に含めることも可能であり、総合損失の値をより正確に求めることができる。

上述の通り、本発明の実施の形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

１車両用駆動制御装置
２車両
２ａ駆動輪
２ｂ駆動軸
３エンジン（内燃機関）
４電動機（ＭＧ１）
５発電機（ＭＧ２）
９バッテリ
１２第１の伝達経路
１３第２の伝達経路
１４切換部（シンクロ機構ギア１６）
１５制御部

Claims

駆動輪へ駆動力を付与する内燃機関と、駆動輪へ付与する駆動力を発生する電動機と、前記電動機へ電力を供給するバッテリと、前記内燃機関の動力に基づいて電力を発生させる発電機とを備えた車両に用いられ、前記内燃機関の駆動力を駆動輪へ伝達する第１の伝達経路と、
前記バッテリまたは前記発電機から供給された電力によって発生した前記電動機の駆動力を前記駆動輪へ伝達する第２の伝達経路と、
前記第１の伝達経路と前記第２の伝達経路とのいずれか一方を選択または併用するように切り換える切換部とを有する車両用駆動制御装置において、
前記第１の伝達経路と前記第２の伝達経路のいずれか一方の伝達経路における前記内燃機関の損失パワー、前記電動機の損失パワー及び前記発電機の損失パワーをそれぞれ算出してそれらの合計を第１の損失として算出し、前記第１の伝達経路と前記第２の伝達経路とを併用した伝達経路における前記内燃機関の損失パワー、前記電動機の損失パワー及び前記発電機の損失パワーをそれぞれ算出してそれらの合計を第２の損失として算出し、前記第１の損失と前記第２の損失とを比較し、前記第１の損失と前記第２の損失のうち少ない方の伝達経路となるように切換部による切り換えを制御する制御部を有することを特徴とする車両用駆動制御装置。
前記切換部は、ギアの締結および解除を制御可能な機構により構成され、
前記制御部は、前記第１の損失と前記第２の損失との比較の結果に基づいて、前記ギアの締結または締結の解除を制御し、
前記制御部は、前記ギアの締結を行うよう前記切換部を制御した場合には、前記ギアの締結によって、第１の伝達経路と第２の伝達経路とを併用することを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動制御装置。
前記制御部は、前記ギアが締結されており、かつ運転者の要求トルクが前記内燃機関の最適動作点での前記内燃機関のトルクより大きい場合、前記ギアの締結を維持するように制御することを特徴とする請求項２に記載の車両用駆動制御装置。