JPWO2012053596A1 - 車両および制御方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

燃費、耐久性、および安定性を向上させる。クラッチ制御３２は、発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするようにクラッチを制御する。電動機制御部３３は、クラッチが半クラッチ状態にある場合、運転者から要求された運転者要求トルクとエンジンがアイドリングで発生するアイドリングトルクとの差に等しい発進時アシストトルクを発生させるように電動機を制御する。本発明は、ハイブリッド自動車に適用できる。

Description

本発明は車両および制御方法、並びにプログラムに関する。

内燃機関と電動機とによって駆動される車両である、いわゆるハイブリッド車が注目されている。ハイブリッド車は、減速するとき、電動機が発電機として機能し、電力回生（以下、単に回生とも称する。）して、蓄電する。蓄電された電力は、加速時または走行時などに駆動力の発生に利用される。

ハイブリッド車には、自動変速の変速機を備えたものもある。以下、変速機をトランスミッションとも称する。

この場合、動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを、内燃機関と電動機との間に設けることができる。

従来、内燃機関と、電動機運転と発電機運転とが可能な電気機械と、クラッチと、可変伝達比の変速機と、パワーエレクトロニクスと、電気エネルギ蓄積装置と、を備え、クラッチが、内燃機関と変速機との間に配置され、当該クラッチを介して、駆動トルクを、内燃機関から変速機に、および、電気機械から内燃機関に、導くことができ、電気機械が、内燃機関と変速機との間に配置された唯一のクラッチと変速機との間に、当該電気機械が変速機の変速機入力軸に正あるいは負のトルクを直接伝達できるように配置されているものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１１８９４３号公報

しかしながら、小排気量の内燃機関で発進しようとすると、発進時のトルクが不足気味となり、発進時には、内燃機関を高い回転速度まで吹き上がらせて待機させた状態で、半クラッチにより徐々に駆動力を伝達して、車両が加速させられる。

このような発進方法では、内燃機関が多量の燃料を消費するだけでなく、クラッチの摩耗を助長し、さらには電動機の温度が上昇してしまう。

そこで、本発明は、上記課題を解決すること、すなわち、燃料の消費をより少なくし、クラッチの摩耗や電動機の温度上昇を防止すること、言い換えれば、燃費、耐久性、および安定性を向上させることのできる車両および制御方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両の一側面は、動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを介して、動力を伝達する軸が結合されている内燃機関と電動機とによって駆動される車両であって、発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするようにクラッチを制御するクラッチ制御手段と、クラッチが半クラッチ状態にある場合、発進を補助するトルクを発生させるように電動機を制御する電動機制御手段とを備える装置を有するものとされている。

さらに、本発明の車両の一側面は、上述の構成に加えて、予め定められた勾配以上の登坂路から発進するか否かを判定する判定手段と、勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、電動機の発生するトルクの上限値をより小さく補正する補正手段とをさらに備える装置を有するものとされている。

また、本発明の車両の一側面は、上述の構成に加えて、電動機制御手段が、運転者から要求されたトルクと内燃機関が発生するトルクとの差に等しいトルクを発生させるように電動機を制御するものとされている。

さらに、本発明の車両の一側面は、上述の構成に加えて、電動機制御手段が、運転者から要求されたトルクに等しいトルクを発生させるように電動機を制御するものとされている。

また、本発明の車両の一側面は、上述の構成に加えて、電動機制御手段が、クラッチが半クラッチ状態にある場合、電動機の回転速度を上げると共に、発進を補助するトルクを発生させるように電動機を制御するものとされている。

また、本発明の車両の一側面は、上述の構成に加えて、判定手段が、勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、運転者から要求されたトルクと内燃機関が発生するトルクとの差が、補正されたトルクの上限値を超えているか否かを判定し、電動機制御手段が、勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、クラッチが半クラッチ状態にあるとき、補正されたトルクの上限値以下のトルクを発生させるように電動機を制御するとされている。

また、本発明の制御方法の一側面は、動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを介して、動力を伝達する軸が結合されている内燃機関と電動機とによって駆動される車両の制御方法であって、発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするようにクラッチを制御するクラッチ制御ステップと、クラッチが半クラッチ状態にある場合、発進を補助するトルクを発生させるように電動機を制御する電動機制御ステップとを含むものとされている。

さらに、本発明のプログラムの一側面は、動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを介して、動力を伝達する軸が結合されている内燃機関と電動機とによって駆動される車両を制御するコンピュータに、発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするようにクラッチを制御するクラッチ制御ステップと、クラッチが半クラッチ状態にある場合、発進を補助するトルクを発生させるように電動機を制御する電動機制御ステップとを含む処理を行わせるものとされている。

本発明の一側面によれば、燃費、耐久性、および安定性を向上させることのできる車両および制御方法、並びにプログラムを提供することができる。

ハイブリッド自動車１の構成の例を示すブロック図である。 ハイブリッドECU１８において実現される機能の構成の例を示すブロック図である。 車両フルトルク、通常時アシスト開始トルク、発進時アシスト開始トルク、およびアシストフルトルクの例を示す図である。 アシスト発進制御の例を説明するタイムチャートである。 アシスト発進制御の処理の例を説明するフローチャートである。 アシスト発進制御の他の例を説明するタイムチャートである。 アシスト発進制御の処理の他の例を説明するフローチャートである。 車両フルトルク、アシスト開始トルク、およびアシストフルトルクの例を示す図である。 アシスト発進制御の処理のさらに他の例を説明するフローチャートである。

以下、本発明の一実施の形態のハイブリッド自動車について、図１〜図９を参照しながら説明する。

図１は、ハイブリッド自動車１の構成の例を示すブロック図である。ハイブリッド自動車１は、車両の一例である。ハイブリッド自動車１は、自動変速の変速機を介した内燃機関および／または電動機によって駆動され、たとえば減速するとき、電動機によって電力回生することができる。この自動変速の変速機は、たとえば半自動トランスミッションと称され、マニュアルトランスミッションと同じ構成を有しながら変速操作を自動的に行うことができるトランスミッションである。

ハイブリッド自動車１は、エンジン１０、エンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１、クラッチ１２、電動機１３、インバータ１４、バッテリ１５、トランスミッション１６、モータＥＣＵ１７、ハイブリッドＥＣＵ１８、車輪１９、およびシフト部２０を有して構成される。なお、トランスミッション１６は、上述した半自動トランスミッションを有し、ドライブレンジ（以下では、Ｄ(Drive)レンジと記す）を有するシフト部２０により操作される。

エンジン１０は、内燃機関の一例であり、エンジンＥＣＵ１１によって制御され、ガソリン、軽油、ＣＮＧ(Compressed Natural Gas)、ＬＰＧ(Liquefied Petroleum Gas)、または代替燃料等を内部で燃焼させて、軸を回転させる動力を発生させ、発生した動力をクラッチ１２に伝達する。

エンジンＥＣＵ１１は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、モータＥＣＵ１７と連携動作するコンピュータであり、燃料噴射量やバルブタイミングなど、エンジン１０を制御する。例えば、エンジンＥＣＵ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏ（Input/Output）ポートなどを有する。

クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８によって制御され、エンジン１０からの軸出力を、電動機１３およびトランスミッション１６を介して車輪１９に伝達する。すなわち、クラッチ１２は、ハイブリッドＥＣＵ１８の制御によって、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とを機械的に接続することにより（以下、単に、接続と称する。）、エンジン１０の軸出力を電動機１３に伝達させたり、または、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸との機械的な接続を切断することにより（以下、単に、切断または断と称する。）、エンジン１０の回転軸と、電動機１３の回転軸とが互いに異なる回転速度で回転できるようにする。

例えば、クラッチ１２は、エンジン１０の動力によってハイブリッド自動車１が走行し、これにより電動機１３に発電させる場合、電動機１３の駆動力によってエンジン１０がアシストされる場合、および電動機１３によってエンジン１０を始動させる場合などに、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸とを機械的に接続する。

また、例えば、クラッチ１２は、エンジン１０が停止またはアイドリング状態にあり、電動機１３の駆動力によってハイブリッド自動車１が走行している場合、およびエンジン１０が停止またはアイドリング状態にあり、ハイブリッド自動車１が減速中または下り坂を走行中であり、電動機１３が発電している（電力回生している）場合、エンジン１０の回転軸と電動機１３の回転軸との機械的な接続を切断する。

なお、クラッチ１２は、運転者がクラッチペダルを操作して動作しているクラッチとは異なるものであり、ハイブリッドＥＣＵ１８の制御によって動作する。

電動機１３は、いわゆる、モータジェネレータであり、インバータ１４から供給された電力により、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給するか、またはトランスミッション１６から供給された軸を回転させる動力によって発電し、その電力をインバータ１４に供給する。例えば、ハイブリッド自動車１が加速しているときまたは定速で走行しているときにおいて、電動機１３は、軸を回転させる動力を発生させて、その軸出力をトランスミッション１６に供給し、エンジン１０と協働してハイブリッド自動車１を走行させる。また、例えば、電動機１３がエンジン１０によって駆動されているとき、またはハイブリッド自動車１が減速しているとき、若しくは下り坂を走行しているときなど、無動力で走行しているときにおいて、電動機１３は、発電機として動作し、この場合、トランスミッション１６から供給された軸を回転させる動力によって発電して、電力をインバータ１４に供給し、バッテリ１５が充電される。

インバータ１４は、モータＥＣＵ１７によって制御され、バッテリ１５からの直流電圧を交流電圧に変換するか、または電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。電動機１３が動力を発生させる場合、インバータ１４は、バッテリ１５の直流電圧を交流電圧に変換して、電動機１３に電力を供給する。電動機１３が発電する場合、インバータ１４は、電動機１３からの交流電圧を直流電圧に変換する。すなわち、この場合、インバータ１４は、バッテリ１５に直流電圧を供給するための整流器および電圧調整装置としての役割を果たす。

バッテリ１５は、充放電可能な二次電池であり、電動機１３が動力を発生させるとき、電動機１３にインバータ１４を介して電力を供給するか、電動機１３が発電しているとき、電動機１３が発電する電力によって充電される。

トランスミッション１６は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの変速指示信号に従って、複数のギア比（変速比）のいずれかを選択する半自動トランスミッション（図示せず）を有し、変速比を切り換えて、変速されたエンジン１０の動力および／または電動機１３の動力を車輪１９に伝達する。また、減速しているとき、もしくは下り坂を走行しているときなど、トランスミッション１６は、車輪１９からの動力を電動機１３に伝達する。ドライブレンジ（Ｄレンジ）、ニュートラルレンジ、またはリバースレンジなどが運転者によって選択されるシフト部２０の操作により、トランスミッション１６は、変速を行って動力が伝達される走行状態、動力の伝達を遮断する、いわゆるニュートラル状態、または後進状態とされる。なお、半自動トランスミッションは、シフト部２０を操作して運転者が手動で任意のギア段にギア位置を変更することもできる。

モータＥＣＵ１７は、ハイブリッドＥＣＵ１８からの指示に従うことにより、エンジンＥＣＵ１１と連携動作するコンピュータであり、インバータ１４を制御することによって電動機１３を制御する。例えば、モータＥＣＵ１７は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。

ハイブリッドＥＣＵ１８は、コンピュータの一例であり、アクセル開度情報、ブレーキ操作情報、車速情報、図示せぬ３次元力センサ（たとえば３軸ジャイロ）または３次元加速度センサなどからなる勾配センサから取得した、路面の勾配を示す勾配情報、エンジンＥＣＵ１１から取得したエンジン回転速度情報およびエンジントルク情報、並びにモータECU１７から取得した電動機回転速度情報および電動機トルク情報を取得して、これを参照して、エンジン１０、クラッチ１２、および電動機１３を制御する。

より具体的には、ハイブリッドＥＣＵ１８は、クラッチ１２に指示を与えることで、クラッチ１２を制御する。また、ハイブリッドＥＣＵ１８は、モータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与えることで、電動機１３を制御する。さらに、ハイブリッドＥＣＵ１８は、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与えることで、エンジン１０を制御する。例えば、ハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、マイクロプロセッサ（マイクロコンピュータ）、ＤＳＰなどにより構成され、内部に、演算部、メモリ、およびＩ／Ｏポートなどを有する。

なお、ハイブリッドＥＣＵ１８によって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリにあらかじめ記憶しておくことで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８にあらかじめインストールしておくことができる。

エンジンＥＣＵ１１、モータＥＣＵ１７、およびハイブリッドＥＣＵ１８は、ＣＡＮ（Control Area Network）などの規格に準拠したバスなどにより相互に接続されている。

車輪１９は、路面に駆動力を伝達する駆動輪である。なお、図１において、１つの車輪１９のみが図示されているが、実際には、ハイブリッド自動車１は、複数の車輪１９を有する。

図２は、プログラムを実行するハイブリッドＥＣＵ１８において実現される機能の構成の例を示すブロック図である。すなわち、ハイブリッドＥＣＵ１８がプログラムを実行すると、判定部３１、クラッチ制御部３２、電動機制御部３３、エンジン制御部３４、および補正部３５が実現される。判定部３１は、電動機１３がエンジン１０を補助して発進するアシスト発進の条件が成立しているか否か、または、クラッチ１２を接続する条件が成立しているか否かなど、各種の判定を行う。

クラッチ制御部３２は、クラッチ１２に指示を与えることで、クラッチ１２が接続状態、切断状態、または一部の動力を伝達する半クラッチ状態のいずれかとなるように、クラッチ１２を制御する。

電動機制御部３３は、モータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与えることで、電動機１３を制御し、電動機１３に所望の回転速度で回転させ、所望のトルクを発生させる。

エンジン制御部３４は、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与えることで、エンジン１０を制御し、エンジン１０に所望の回転速度で回転させ、所望のトルクを発生させる。

補正部３５は、図示せぬ勾配センサから取得した勾配情報から、道路の勾配を求める。また、補正部３５は、所定の勾配以上の登坂路である場合、勾配に応じて、電動機１３の駆動力によってエンジン１０をアシストするか否かを判定する閾値であるアシスト開始トルクを大きくするようにアシスト開始トルクを補正する。さらに、補正部３５は、所定の勾配以上の登坂路である場合、勾配に応じて、電動機１３の駆動力によってエンジン１０をアシストするときの電動機１３のトルクの上限値であるアシストフルトルクを小さくするようにアシストフルトルクを補正する。

なお、アシスト開始トルクは、発進時および走行時に用いるものとすることもでき、また、発進時に用いる発進時アシスト開始トルクと、走行時に用いる通常時アシスト開始トルクに分けることもできる。

図３は、エンジン１０の発生する最大トルクである車両フルトルク、通常時アシスト開始トルク、発進時アシスト開始トルク、および電動機１３の発生する最大トルクであるアシストフルトルクの例を示す図である。図３において、縦軸は、トルクを示し、横軸は、回転速度を示す。また、図３において、実線は、車両フルトルクを示し、点線は、通常時アシスト開始トルクを示し、一点鎖線は、発進時アシスト開始トルクを示し、二点鎖線は、アシストフルトルクを示す。

図３に示されるように、発進時アシスト開始トルクは、低回転の領域を除き、通常時アシスト開始トルクと同じ値とされ、低回転の領域においては、通常時アシスト開始トルクより小さい値とされる。

また、図３に示されるように、アシストフルトルクは、低回転の領域において、一定の最大値とされ、回転速度が上がるにつれて、漸減するものとされる。

図４は、電動機１３の駆動力によってエンジン１０をアシストして発進する、アシスト発進制御の例を説明するタイムチャートである。

図４において、点線は、エンジン１０の回転速度を示し、一点鎖線は、電動機１３の回転速度を示す。また、実線は、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量に応じた、運転者により発生が要求されたトルクであるドライバ要求トルクを示し、二点鎖線は、エンジン１０が発生するトルクであるエンジントルクを示す。

図４の例において、時刻t1から、発進が開始されている。時刻t1から、クラッチ１２は、半クラッチ状態とされる。発進が開始されると、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれるので、ドライバ要求トルクが増加し、動き出すまで（初速がつくまで）、ドライバ要求トルクは、ほぼ一定となる。

すると、エンジン１０の回転速度は、アイドリングから上昇して、エンジン１０は、所定のトルクを発生させる。これにあわせて、電動機１３は、回転速度を上昇させると共に、発進を補助するトルクを発生させる。

時刻t2において、エンジン１０の回転速度と電動機１３の回転速度がほぼ同じとされて、クラッチ１２が接続される。

時刻t2以後、電動機１３の駆動力によって走行をアシストする通常アシスト状態とされる。

図５は、アシスト発進制御の処理の例を説明するフローチャートである。ステップＳ１１において、電動機制御部３３は、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量に応じたドライバ要求トルクと、エンジン１０がアイドリングしているときに発生するトルクであるアイドリングトルクとの差に等しい発進時アシストトルクを計算する。

ステップＳ１２において、判定部３１は、ドライバ要求トルクが発進時アシスト開始トルクを超えているか否かを判定する。ステップＳ１２において、ドライバ要求トルクが発進時アシスト開始トルクを超えていると判定された場合、発進時において、電動機１３のトルク（駆動力）によってエンジン１０のトルクをアシストして発進するので、手続きはステップＳ１３に進み、クラッチ制御部３２は、クラッチ１２に指示を与えることでクラッチ１２を制御し、クラッチ１２を半クラッチ状態にする。

ステップＳ１４において、電動機制御部３３は、モータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与えることで、電動機１３を制御し、電動機１３の回転速度を上げると共に、発進時アシストトルクを電動機１３に発生させる。ステップＳ１５において、エンジン制御部３４は、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与えることで、エンジン１０を制御し、エンジン１０の回転速度を上げ、トルクをエンジン１０に発生させる。

ステップＳ１６において、判定部３１は、電動機１３の回転速度が、予め決められた発進時目標エンジン回転速度と等しくなったか否かを判定し、電動機１３の回転速度が発進時目標エンジン回転速度と等しくなっていないと判定された場合、電動機１３の回転速度が発進時目標エンジン回転速度と等しくなるまで、判定の処理を繰り返す。

ステップＳ１６において、電動機１３の回転速度が発進時目標エンジン回転速度と等しくなったと判定された場合、手続きはステップＳ１７に進み、クラッチ制御部３２は、クラッチ１２に指示を与えることでクラッチ１２を制御し、クラッチ１２を接続させる。

ステップＳ１８において、電動機制御部３３は、モータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与えることで、電動機１３を制御し、電動機１３に通常時アシストトルクを発生させて、アシスト発進制御の処理は終了する。

ステップＳ１２において、ドライバ要求トルクが発進時アシスト開始トルクを超えていないと判定された場合、発進時において、電動機１３のアシストは不要なので、電動機１３のアシストが行われないで、アシスト発進制御の処理は終了し、エンジン１０の駆動力のみによって発進が行われる。

このように、発進するとき、電動機１３の駆動力（トルク）によってエンジン１０をアシストするので、エンジン１０を高い回転速度まで吹け上がらせる必要がなく、燃費が向上し、また、エンジン１０の回転速度が低く抑えることができるので、クラッチ１２の摩耗を防止することができる。さらに、クラッチ１２が半クラッチ状態にある短い期間において、電動機１３が、必要なトルクを発生すればよいので、電動機１３およびインバータ１４の温度上昇を防止することができる。

以上のように、燃料の消費をより少なくし、クラッチの摩耗や電動機の温度上昇を防止することができる。すなわち、燃費、耐久性、および安定性を向上させることができる。

なお、バッテリ１５のＳＯＣ（state of charge）が低い（充電量が少ない）場合、発進時アシストトルクが発進時アシスト開始トルクを超えている場合であっても、アシスト発進は行われず、エンジン１０の駆動力のみによって、発進が行われる。

また、発進時において、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量に応じたドライバ要求トルクの全部を電動機１３が発生するようにしてもよい。

図６は、発進時において、ドライバ要求トルクを電動機１３が発生する場合の、アシスト発進制御を説明するタイムチャートである。

図６において、点線は、エンジン１０の回転速度を示し、一点鎖線は、電動機１３の回転速度を示す。また、実線は、ドライバ要求トルクを示し、二点鎖線は、エンジントルクを示す。

図６の例において、時刻t1から、発進が開始されている。時刻t1から、クラッチ１２は、半クラッチ状態とされる。発進が開始されると、運転者によってアクセルペダルが踏み込まれるので、ドライバ要求トルクが増加し、動き出すまで（初速がつくまで）、ドライバ要求トルクは、ほぼ一定となる。

この場合、エンジン１０の回転速度は、アイドリングの回転速度を維持する。同時に、電動機１３は、回転速度を上昇させると共に、発進に必要なドライバ要求トルクを発生させる。

時刻t2において、エンジン１０の回転速度と電動機１３の回転速度がほぼ同じとされて、クラッチ１２が接続される。

すなわち、半クラッチ状態とされる時刻t1から時刻t2までの期間において、電動機１３の駆動力のみによって、ハイブリッド自動車１は駆動されて、発進することになる。

時刻t2以後、電動機１３の駆動力によって走行をアシストする通常アシスト状態とされる。

図７は、発進時において、ドライバ要求トルクを電動機１３が発生する場合の、アシスト発進制御の処理の他の例を説明するフローチャートである。ステップＳ３１において、電動機制御部３３は、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量に応じたドライバ要求トルクに等しい発進時アシストトルクを計算する。

ステップＳ３２〜ステップＳ３４の手続きは、それぞれ、図５のステップＳ１２〜ステップＳ１４の手続きと同様なので、その説明は省略する。ステップＳ３５〜ステップＳ３７の手続きは、それぞれ、図５のステップＳ１６〜ステップＳ１８の手続きと同様なので、その説明は省略する。

このように、発進時において、電動機１３にドライバ要求トルクを発生させることができる。

また、登坂路において、勾配が大きい場合、電動機１３の駆動力によってエンジン１０をアシストして発進すると、半クラッチ状態の期間が長くなる。この場合には、バッテリ１５の放電量が過多となり、バッテリ１５のＳＯＣのバランスを崩す可能性がある。

そこで、登坂路の勾配が大きい事を勾配センサによって検出すると、アシスト開始トルクが敢えて大きくされる。これにより、小排気量のエンジン１０では動力性能として不足する分のトルクのみを電動機１３によって補い、基本的な動力は、エンジン１０によって賄われる。このような制御により、電動機１３によるアシストを過剰に行ってしまい、バッテリ１５のＳＯＣのバランスの崩れる恐れが低減され、さらに、半クラッチ状態にある期間が短くできる。

平坦路では、ドライバ要求トルクの多くを電動機１３によって担い、速やかに半クラッチ状態の期間が終了する速度まで車速が上げられる。これにより、半クラッチ状態にある期間が短くでき、発進時のエンジン１０の吹け上がりを抑えることができるので、より少ない電力消費量で燃費を向上させることができる。

図８は、車両フルトルク、アシスト開始トルク、およびアシストフルトルクの例を示す図である。図８において、縦軸は、トルクを示し、横軸は、回転速度を示す。また、図８において、実線は、車両フルトルクを示し、一点鎖線は、平坦路におけるアシスト開始トルクを示し、一点鎖線の二重線は、勾配の大きい登坂路におけるアシスト開始トルクを示す。二点鎖線は、平坦路におけるアシストフルトルクを示し、二点鎖線の二重線は、勾配の大きい登坂路におけるアシストフルトルクを示す。

図８に示されるように、勾配の大きい登坂路におけるアシスト開始トルクは、平坦路におけるアシスト開始トルクに対して、大きい値とされる。また、勾配の大きい登坂路におけるアシストフルトルクは、平坦路におけるアシストフルトルクに対して、小さい値とされる。

図９は、アシスト発進制御の処理のさらに他の例を説明するフローチャートである。ステップＳ７１において、電動機制御部３３は、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量に応じたドライバ要求トルクと、エンジン１０がアイドリングしているときに発生するトルクであるアイドリングトルクとの差に等しい発進時アシストトルクを計算する。

ステップＳ７２において、判定部３１は、路面の勾配を示す勾配情報を取得することで、路面の勾配を検出する。なお、勾配情報は、補正部３５にも供給される。ステップＳ７３において、判定部３１は、勾配情報を参照して、予め決められた所定の勾配以上の登坂路であるか否かを判定する。ステップＳ７３において、所定の勾配以上の登坂路であると判定された場合、ステップＳ７４において、補正部３５は、勾配情報で示される勾配に応じてアシスト開始トルクを大きくする。この場合、補正部３５は、勾配に対して比例してアシスト開始トルクを大きくするようにしても、勾配に対して非線形にアシスト開始トルクを大きくするようにしてもよく、また、段階的に、アシスト開始トルクを大きくするようにしても良い。

ステップＳ７５において、補正部３５は、勾配情報で示される勾配に応じてアシストフルトルクを小さくする。この場合、補正部３５は、勾配に対して線形にアシストフルトルクを小さくするようにしても、勾配に対して非線形にアシストフルトルクを小さくするようにしてもよく、また、段階的に、アシストフルトルクを小さくするようにしても良い。ステップＳ７５の後、手続きはステップＳ７６に進む。

ステップＳ７３において、所定の勾配以上の登坂路でないと判定された場合、ステップＳ７４およびステップＳ７５の手続きはスキップされて、アシスト開始トルクおよびアシストフルトルクは補正されない。

ステップＳ７６において、判定部３１は、ドライバ要求トルクがアシスト開始トルクを超えているか否かを判定する。ステップＳ７６において、ドライバ要求トルクがアシスト開始トルクを超えていると判定された場合、手続きはステップＳ７７に進み、判定部３１は、発進時アシストトルクがアシストフルトルクを超えているか否かを判定する。

ステップＳ７７において、発進時アシストトルクがアシストフルトルクを超えていると判定された場合、手続きはステップＳ７８に進み、補正部３５は、発進時アシストトルクをアシストフルトルクとする。すなわち、発進時アシストトルクの値は、アシストフルトルクの値と同じとされる。ステップＳ７８の後、手続きはステップＳ７９に進む。

ステップＳ７７において、発進時アシストトルクがアシストフルトルクを超えていないと判定された場合、ステップＳ７８の手続きはスキップされて、発進時アシストトルクは補正されず、手続きはステップＳ７９に進む。

ステップＳ７９において、クラッチ制御部３２は、クラッチ１２に指示を与えることでクラッチ１２を制御し、クラッチ１２を半クラッチ状態にする。

ステップＳ８０において、電動機制御部３３は、モータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与えることで、電動機１３を制御し、電動機１３の回転速度を上げると共に、発進時アシストトルクを電動機１３に発生させる。

ステップＳ８１において、エンジン制御部３４は、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与えることで、エンジン１０を制御し、運転者要求トルクと発進時アシストトルクとの差に等しいトルクをエンジン１０に発生させる。

ステップＳ８２において、判定部３１は、電動機１３の回転速度が、予め決められた発進時目標エンジン回転速度と等しくなったか否かを判定し、電動機１３の回転速度が発進時目標エンジン回転速度と等しくなっていないと判定された場合、電動機１３の回転速度が発進時目標エンジン回転速度と等しくなるまで、判定の処理を繰り返す。

ステップＳ８２において、電動機１３の回転速度が発進時目標エンジン回転速度と等しくなったと判定された場合、手続きはステップＳ８３に進み、クラッチ制御部３２は、クラッチ１２に指示を与えることでクラッチ１２を制御し、クラッチ１２を接続させる。

ステップＳ８４において、電動機制御部３３は、モータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与えることで、電動機１３を制御し、電動機１３のトルクを０にする。ステップＳ８５において、電動機制御部３３は、モータＥＣＵ１７に対して電動機１３およびインバータ１４の制御指示を与えることで、電動機１３を制御し、電動機１３に通常時アシストトルクを発生させて、アシスト発進制御の処理は終了する。

ステップＳ７６において、ドライバ要求トルクがアシスト開始トルクを超えていないと判定された場合、発進時において、電動機１３のアシストは不要なので、通常の発進が行われ、電動機１３のアシストをしないで、アシスト発進制御の処理は終了する。

このように、登坂路の勾配が大きい場合、アシスト開始トルクを敢えて大きくして、エンジン１０のトルクの不足する分のトルクのみを電動機１３によって補い、基本的な動力（トルク）を、エンジン１０に発生させるので、バッテリ１５の過度な放電を防止して、半クラッチ状態にある期間を短くすることができる。

平坦路では、ドライバ要求トルクの多くを電動機１３によって発生させるので、半クラッチ状態の期間が終了する速度まで車速が速やかに上げられ、これにより、半クラッチ状態にある期間が短くでき、発進時のエンジン１０の吹き上がりを抑え、より少ない電力消費量で燃費を向上させることができる。

なお、エンジン１０は、内燃機関であると説明したが、外燃機関を含む熱機関であってもよい。

また、ハイブリッドＥＣＵ１８によって実行されるプログラムは、ハイブリッドＥＣＵ１８にあらかじめインストールされると説明したが、プログラムが記録されている（プログラムを記憶している）リムーバブルメディアを図示せぬドライブなどに装着し、リムーバブルメディアから読み出したプログラムをハイブリッドECU１８の内部の不揮発性のメモリに記憶することにより、または、有線または無線の伝送媒体を介して送信されてきたプログラムを、図示せぬ通信部で受信し、ハイブリッドＥＣＵ１８の内部の不揮発性のメモリに記憶することで、コンピュータであるハイブリッドＥＣＵ１８にインストールすることができる。

また、各ＥＣＵは、これらの機能の一部または全部を１つにまとめたＥＣＵにより実現してもよいし、あるいは、各ＥＣＵの機能をさらに細分化したＥＣＵを新たに設けてもよい。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１…ハイブリッド自動車、１０…エンジン、１１…エンジンＥＣＵ、１２…クラッチ、１３…電動機、１４…インバータ、１５…バッテリ、１６…トランスミッション、１７…モータＥＣＵ、１８…ハイブリッドＥＣＵ、１９…車輪、２０…シフト部、３１…判定部、３２…クラッチ制御部、３３…電動機制御部、３４…エンジン制御部、３５…補正部

さらに、本発明の車両の一側面は、上述の構成に加えて、予め定められた勾配以上の登坂路から発進するか否かを判定する判定手段と、勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、平坦路で発進する場合と比べ、アシスト開始トルクを大きくし電動機の発生するトルクの上限値を小さく補正する補正手段とをさらに備える装置を有するものである。

また、本発意の車両の一側面は、上述の構成に加えて、判定手段が勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、運転者から要求されたトルクと前記内燃機関が発生するトルクとの差が、補正されたトルクの上限値を超えているか否かを判定し、電動機制御手段が、判定の結果補正されたトルクの上限値を超えている場合、クラッチが半クラッチ状態にあるとき、補正されたトルクの上限値以下のトルクを発生させるように電動機を制御するとされている。

また、本発明の制御方法の一側面は、動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを介して、動力を伝達する軸が結合されている内燃機関と電動機とによって駆動される車両の制御方法において、発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするようにクラッチを制御するクラッチ制御ステップと、クラッチが半クラッチ状態にある場合、発進を補助するトルクを発生させるように電動機を制御する電動機制御ステップと、予め定められた勾配以上の登坂路から発進するか否かを判定する判定ステップと、判定ステップで勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、平坦路で発進する場合と比べ、アシスト開始トルクを大きくし電動機の発生するトルクの上限値を小さく補正する補正ステップとを含むものとされている。

さらに、本発明のプログラムの一側面は、動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを介して、動力を伝達する軸が結合されている内燃機関と電動機とによって駆動される車両を制御するコンピュータに、発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするようにクラッチを制御するクラッチ制御ステップと、クラッチが半クラッチ状態にある場合、発進を補助するトルクを発生させるように前記電動機を制御する電動機制御ステップと、判定ステップで勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、平坦路で発進する場合と比べ、アシスト開始トルクを大きくし電動機の発生するトルクの上限値を小さく補正する補正ステップとを含む処理を行わせるものとされている。

Claims (8)

1. 動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを介して、動力を伝達する軸が結合されている内燃機関と電動機とによって駆動される車両において、
   発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするように上記クラッチを制御するクラッチ制御手段と、
   上記クラッチが半クラッチ状態にある場合、発進を補助するトルクを発生させるように上記電動機を制御する電動機制御手段と
   を備える装置を有する車両。
2. 請求項１に記載の車両において、
   予め定められた勾配以上の登坂路から発進するか否かを判定する判定手段と、
   前記勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、前記電動機の発生するトルクの上限値をより小さく補正する補正手段と
   をさらに備える装置を有する車両。
3. 請求項１に記載の車両において、
   前記電動機制御手段は、運転者から要求されたトルクと前記内燃機関が発生するトルクとの差に等しいトルクを発生させるように前記電動機を制御する
   ことを特徴とする車両。
4. 請求項１に記載の車両において、
   前記電動機制御手段は、運転者から要求されたトルクに等しいトルクを発生させるように前記電動機を制御する
   ことを特徴とする車両。
5. 請求項１に記載の車両において、
   前記電動機制御手段は、前記クラッチが半クラッチ状態にある場合、前記電動機の回転速度を上げると共に、発進を補助するトルクを発生させるように前記電動機を制御する
   ことを特徴とする車両。
6. 請求項２に記載の車両において、
   前記判定手段は、前記勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、運転者から要求されたトルクと前記内燃機関が発生するトルクとの差が、補正されたトルクの上限値を超えているか否かを判定し、
   前記電動機制御手段は、前記勾配以上の登坂路から発進すると判定された場合、前記クラッチが半クラッチ状態にあるとき、補正されたトルクの上限値以下のトルクを発生させるように前記電動機を制御する
   ことを特徴とする車両。
7. 動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを介して、動力を伝達する軸が結合されている内燃機関と電動機とによって駆動される車両の制御方法において、
   発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするように上記クラッチを制御するクラッチ制御ステップと、
   上記クラッチが半クラッチ状態にある場合、発進を補助するトルクを発生させるように上記電動機を制御する電動機制御ステップと
   を含むことを特徴とする制御方法。
8. 動力を接続するかまたは動力の接続を切断するクラッチを介して、動力を伝達する軸が結合されている内燃機関と電動機とによって駆動される車両を制御するコンピュータに、
   発進する場合、動力の一部を伝達する半クラッチ状態にしてから、動力の全部を伝達する接続状態にするように上記クラッチを制御するクラッチ制御ステップと、
   上記クラッチが半クラッチ状態にある場合、発進を補助するトルクを発生させるように上記電動機を制御する電動機制御ステップと
   を含む処理を行わせるプログラム。

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