JPWO2012101878A1 - 制御装置、ハイブリッド自動車および制御方法、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

変換効率が良好な状態で電動機によるエンジンのアシストを実施すること。エンジン１０と電動機１３とが協働して走行する際の電動機１３がエンジン１０と分担するトルクに下限値が設けられ、エンジン１０と電動機１３とが協働して走行する際に、電動機１３がエンジン１０と分担するトルクが下限値以上、または超えると推定されるときに限定してエンジン１０と電動機１３とが協働する走行形態への制御を実行するアシスト制御部を有するハイブリッドＥＣＵ１８を構成する。

Description

本発明は、制御装置、ハイブリッド自動車および回生制御方法、並びにプログラムに関する。

ハイブリッド自動車は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能である。たとえば特許文献１には、エンジンと電動機とが協働して走行する際のエンジンの燃料消費量とバッテリの充電状態（以下では、ＳＯＣ:State of Chargeと称する）とを最適化するハイブリッド自動車が提案されている。なお、以下の説明では、エンジンと電動機とが協働して走行している状態を、「電動機がエンジンをアシストしている」と称することとする。

特開２００９−１０７３８４号公報

ハイブリッド自動車において、電動機の仕事は、バッテリから電気エネルギを入力し、これを電動機の軸を回転させる回転運動のエネルギに変換するものである。一般的に、電動機は、比較的低いトルクで使用した場合と、比較的高いトルクで使用した場合とを比べると、電気エネルギを回転運動のエネルギに変換する変換効率は、比較的高いトルクで使用した場合の方が良好である。なお、以下の説明において、「変換効率」は、電動機がバッテリから電気エネルギを入力し、これを電動機の軸を回転させる回転運動のエネルギに変換する際の変換効率のことを主に指すものとする。

ところで、従来のハイブリッド自動車では、エンジンと電動機とが協働して走行する際のエンジンの燃料消費量とバッテリの充電状態とを最適化する点などについては考慮されているが、電動機の変換効率については考慮されていない。したがって、電動機の変換効率が低い状態のまま電動機を長時間使用する状況も発生し得る。このような状況は、バッテリのＳＯＣの低下を招き易くなり、好ましくない。

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、変換効率が良好な状態で電動機によるエンジンのアシストを実施することができる制御装置、ハイブリッド自動車および制御方法、並びにプログラムを提供することを目的とする。

本発明の１つの観点は、制御装置としての観点である。本発明の制御装置は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能であるハイブリッド自動車の制御装置において、エンジンと電動機とが協働して走行する際の電動機がエンジンと分担するトルクに下限値が設けられ、エンジンと電動機とが協働して走行する際に、電動機がエンジンと分担するトルクが下限値以上、または超えると推定されるときに限定してエンジンと電動機とが協働する走行形態への制御を実行する制御手段を有するものである。

あるいは、本発明の制御装置は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能であるハイブリッド自動車の制御装置において、エンジンと電動機とが協働して走行する際の電動機がエンジンと分担するトルクに下限値が設けられ、エンジンと電動機とが協働して走行する際に、電動機がエンジンと分担するトルクが下限値以上、または超える時間が所定時間継続すると推定されるときに限定してエンジンと電動機とが協働する走行形態への制御を実行する制御手段を有するものである。

本発明の他の観点は、ハイブリッド自動車としての観点である。本発明のハイブリッド自動車は、本発明の制御装置を有するものである。

本発明のさらに他の観点は、制御方法としての観点である。本発明の制御方法は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能であるハイブリッド自動車の制御方法において、エンジンと電動機とが協働して走行する際の電動機がエンジンと分担するトルクに下限値が設けられ、エンジンと電動機とが協働して走行する際に、電動機がエンジンと分担するトルクが下限値以上、または超えると推定されるときに限定してエンジンと電動機とが協働する走行形態への制御を実行する制御ステップを有するものである。

あるいは、本発明の制御方法は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能であるハイブリッド自動車の制御方法において、エンジンと電動機とが協働して走行する際の電動機がエンジンと分担するトルクに下限値が設けられ、エンジンと電動機とが協働して走行する際に、電動機がエンジンと分担するトルクが下限値以上、または超える時間が所定時間継続すると推定されるときに限定してエンジンと電動機とが協働する走行形態への制御を実行する制御ステップを有するものである。

本発明のさらに他の観点は、プログラムとしての観点である。本発明のプログラムは、情報処理装置に、本発明の制御装置の機能を実現させるものである。

本発明によれば、変換効率が良好な状態で電動機によるエンジンのアシストを実施することができる。

本発明の実施の形態のハイブリッド自動車の構成の例を示すブロック図である。 図１のハイブリッドＥＣＵ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。 電動機の変換効率とトルクとの関係をアシスト側および回生側で示す図である。 図２のアシスト制御部の処理を示すフローチャートである。 図２のアシスト制御部の処理においてアシストに必要なトルクが時間の経過と共に増加する事例を示す図である。 図２のアシスト制御部の処理においてアシストに必要なトルクが一定時間同じである事例を示す図である。 図２のアシスト制御部の処理において継続時間判定中にアシスト可能判定トルクを満たさなくなった事例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態のハイブリッド自動車について、図１〜図７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、半自動トランスミッションの変速機を介したエンジン（内燃機関）１０および／または電動機１３によって駆動される。なお、半自動トランスミッションとは、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、トランスミッションＥＣＵ１７、ハイブリッドＥＣＵ１８（請求項でいう制御装置）、車輪１９、キースイッチ２０、およびシフト部２１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２１により操作される。シフト部２１がＤレンジにあるときには、半自動トランスミッションの変速操作が自動化される。

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、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。たとえば、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、トランスミッションＥＣＵ１７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、トランスミッションＥＣＵ１７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、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、エンジン１０の軸と、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。

たとえば、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、たとえば、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、トランスミッションＥＣＵ１７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。たとえば、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、たとえば、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、もしくは下り坂を走行しているときなどにおいて、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。このとき、電動機１３は、回生電力に応じた大きさの回生トルクを発生する。

インバータ１４は、ハイブリッドＥＣＵ１８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、または電動機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。バッテリ１５には、適切なＳＯＣの範囲が決められており、ＳＯＣがその範囲を外れないように管理されている。

トランスミッション１６は、トランスミッションＥＣＵ１７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。なお、半自動トランスミッションは、運転者がシフト部２１を操作して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。

トランスミッションＥＣＵ１７は、クラッチ１２およびトランスミッション１６を制御するコンピュータである。すなわちトランスミッションＥＣＵ１７は、クラッチ１２を制御すると共に、トランスミッション１６からギア段数情報を取得し、取得したギア段数情報に基づき変速指示信号をトランスミッション１６に供給することでトランスミッション１６を制御する。たとえば、トランスミッション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、ハイブリッド走行のために、アクセル開度情報、ブレーキ操作情報、車速情報、エンジン回転速度情報、およびＳＯＣ情報を取得する。取得したこれらの情報に基づいて、インバータ１４に制御指示を与え、エンジンＥＣＵ１１に対してエンジン１０の制御指示を与える。これらの制御指示には、後述するアシスト制御指示も含まれる。たとえば、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、トランスミッション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。

キースイッチ２０は、運転を開始するときにユーザにより、たとえばキーが差し込まれてＯＮ／ＯＦＦされるスイッチであり、これがＯＮ状態になることによってハイブリッド自動車１の各部は起動し、キースイッチ２０がＯＦＦ状態になることによってハイブリッド自動車１の各部は停止する。

シフト部２１は、既に説明したように、トランスミッション１６の半自動トランスミッションに運転者からの指示を与えるものであり、シフト部２１がＤレンジにあるときには、半自動トランスミッションの変速操作が自動化される。

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、アシスト制御部３０の機能（請求項でいう制御手段）が実現される。

アシスト制御部３０は、ＳＯＣ情報およびアクセル開度情報に基づいてエンジンＥＣＵ１１にアシスト制御の指示を行う機能である。たとえばＳＯＣ情報により、アシスト制御部３０は、電動機１３がエンジン１０をアシストすることがバッテリ１５のＳＯＣの状態からみて可能か否かを判定する。また、アクセル開度情報により、アシスト制御部３０は、運転者が要求しているトルクがどれくらいであるかを判定する。この要求トルクは、言い換えれば必要トルクである。アシスト制御部３０は、必要トルクに基づいて、エンジン１０と電動機１３とのトルクの分担を決定する制御を実施する。なお、アシスト制御部３０におけるエンジン１０と電動機１３とのトルクの分担には、前述したアシストマップなどを利用するなどの方法がある。

次に、電動機１３の変換効率とトルクとの関係を図３を参照して説明する。電動機１３の仕事は、バッテリ１５からの電気エネルギを入力し、これを電動機１３の軸を回転させる回転運動のエネルギに変換するものである。図３に示すように、一般的に、電動機１３は、比較的低いトルクで使用した場合と、比較的高いトルクで使用した場合とを比べると、電気エネルギを回転運動のエネルギに変換する変換効率は、比較的高いトルクで使用した場合の方が良好である。

図３は、アシスト側（右半分）と回生側（左半分）とがほぼ左右対称になっている。アシスト側では、電動機１３は、ハイブリッド自動車１の動力として働き、バッテリ１５からの電気エネルギを入力し、これを電動機１３の軸を回転させる回転運動のエネルギに変換する。一方、回生側では、電動機１３は、バッテリ１５に充電を行うための発電機として働き、車輪１９の回転力によって電動機１３の軸が回転させられ、この軸の回転運動のエネルギが電気エネルギに変換されてバッテリ１５に充電される。図３では、アシスト側のトルクを能動トルクとし、回生側のトルクを受動トルクとして区別してある。本明細書中で「変換効率」は、アシスト側に関していうが、回生側の変換効率についても変換効率は、比較的高いトルクで使用した場合の方が良好である。

次に、図４のフローチャートを参照して、プログラムを実行するハイブリッドＥＣＵ１８において行われるアシスト制御の処理を説明する。なおここでは、アシスト制御処理の概要を示し、具体例を、図５〜図７を参照して後述する。図４のステップＳ１〜Ｓ３までのフローは１周期分の処理であり、キースイッチ２０がＯＮ状態である限り処理は繰り返し実行されるものとする。

図４の「ＳＴＡＲＴ」では、キースイッチ２０がＯＮ状態であり、ハイブリッドＥＣＵ１８がプログラムを実行し、ハイブリッドＥＣＵ１８にアシスト制御部３０の機能が実現されている状態であり、手続きはステップＳ１に進む。

ステップＳ１において、アシスト制御部３０は、必要トルクが、アシスト判定が可能なレベルに達したか否かを判定する。たとえば従来であれば、必要トルクがゼロでない限り、アシスト判定を行うが、本実施の形態では、電動機１３が低いトルクでの動作しかできず、変換効率が悪い領域での動作を強いられるレベルでは、アシスト制御部３０は、アシスト判定を開始しない。たとえば必要トルクが図３に示す「変換効率が良い領域」に入ったらアシスト判定が可能なレベルに達したとする。ステップＳ１において、必要トルクが、アシスト判定が可能なレベルを超えた、または以上であると判定されると、手続きはステップＳ２に進む。一方、ステップＳ１において、必要トルクが、アシスト判定が可能なレベル以下、または未満であると判定されると、手続きはステップＳ１を繰り返す。

ステップＳ２において、アシスト制御部３０は、電動機１３が図３のアシスト側に示すように、変換効率が良い領域において、変換効率が良い状態でのエンジン１０のアシストが可能か否かを判定する。ステップＳ２において、変換効率が良い状態でのアシストが可能であると判定されると、手続きはステップＳ３に進む。一方、ステップＳ２において、変換効率が良い状態でのアシストが不可能であると判定されると、手続きはステップＳ１に戻る。

ステップＳ３において、アシスト制御部３０は、電動機１３が図３のアシスト側に示すように、変換効率が良い領域において、変換効率が良い状態でのエンジン１０のアシストが所定時間継続して可能か否かを判定する。ステップＳ３において、変換効率が良い状態での所定時間継続したアシストが可能であると判定されると、手続きはステップＳ４に進む。一方、ステップＳ３において、変換効率が良い状態での所定時間継続したアシストが不可能であると判定されると、手続きはステップＳ１に戻る。

ステップＳ４において、アシスト制御部３０は、電動機１３によるエンジン１０のアシストを実施して処理を終了する（ＥＮＤ）。

次に、アシスト制御部３０の処理においてアシストに必要なトルクが時間の経過と共に増加する事例を図５を参照して説明する。図５は、横軸に時間の経過をとり、縦軸にハイブリッド自動車１が走行するための必要トルクをとる。図５の事例では、ハイブリッド自動車１が走行するための必要トルクｔｒ０が時刻Ｔ０から時間の経過と共に増加し、時刻Ｔ１になると、必要トルクｔｒ１に達する。図５の事例では、必要トルクｔｒ１からアシスト可能判定を開始している。従来であれば、時刻Ｔ０の時点からアシスト可能判定を開始するが、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１の範囲は、電動機１３が低いトルクでの動作しかできず、変換効率が悪い領域での動作を強いられることになるので、アシスト制御部３０は、必要トルクｔｒ１以下、または未満では、アシスト可能判定は開始しない。

図５の事例では、時刻Ｔ２の時点で必要トルクｔｒ２に達し、このときに、アシスト制御部３０は、電動機１３によるエンジン１０のアシストが可能であると判定する。すなわち必要トルクｔｒ１からｔｒ２までがアシスト判定トルクである。

さらに、図５の事例では、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間を継続時間判定期間としている。図５の事例では、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間においても必要トルクが増加し続けているので、必要トルクｔｒ２以上、または超える状態が所定時間継続する。これによりアシスト制御部３０は、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間における継続時間判定を「可：ＯＫ」であるとし、時刻Ｔ３からアシストを開始する。このとき図５のハッチングで示す領域が、電動機１３がエンジン１０をアシストする領域になる。

次に、アシスト制御部３０の処理においてアシストに必要なトルクが、時刻Ｔ２から一定になる事例を図６を参照して説明する。図６の事例では、図５の事例と同様に、ハイブリッド自動車１が走行するための必要トルクｔｒ０が時刻Ｔ０から時間の経過と共に増加し、時刻Ｔ１になると、必要トルクｔｒ１に達するが、時刻Ｔ２を過ぎると必要トルクｔｒ２は、一定になる。このような場合もアシスト可能となる必要トルクｔｒ２が時刻Ｔ２から時刻Ｔ３まで継続しているので、アシスト制御部３０は、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間における継続時間判定を「可：ＯＫ」であるとし、時刻Ｔ３からアシストを開始する。

次に、アシスト制御部３０の処理において継続時間判定中にアシスト可能判定トルクを満たさなくなった事例を図７に示す。図７の事例では、図５の事例と同様に、ハイブリッド自動車１が走行するための必要トルクｔｒ０が時刻Ｔ０から時間の経過と共に増加し、時刻Ｔ１になると、必要トルクｔｒ１に達するが、時刻Ｔ２と時刻Ｔ３との間で、いったん必要トルクｔｒ２を超えるものの次第に必要トルクは減少し、必要トルクｔｒ２以下、または未満になる。これにより、アシスト可能となる必要トルクｔｒ２が時刻Ｔ２から時刻Ｔ３まで継続しないので、アシスト制御部３０は、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３までの期間における継続時間判定を「否：ＮＧ」であるとし、時刻Ｔ３からのアシストを実施しない。

（効果について）
電動機１３の変換効率が悪い低トルク時には、電動機１３がエンジン１０をアシストしないように制御するので、電動機１３の変換効率が良好な状態で、電動機１３がエンジン１０をアシストできる。これにより、バッテリ１５の電力が有効に利用されるので、バッテリ１５のＳＯＣを高く保つことができる。

また、電動機１３の変換効率が良好な状態で、電動機１３がエンジン１０をアシストできる状態が所定時間継続する場合に限り、実際にアシストを実施するので、アシストの実施、未実施の状態が頻繁に繰り返されるといった状態に陥ることを回避できる。仮に、このような状態に陥ると、クラッチ１２が頻繁に接または断を繰り返すことになる。このとき、クラッチ１２が断状態から接状態へと切り替わる際に、エンジン１０の回転速度を電動機１３の回転速度に同期させるために、エンジン１０の回転速度をアイドル状態から高く制御する必要が生じて燃費が悪化する。電動機１３の変換効率が良好な状態で、電動機１３がエンジン１０をアシストできる状態が所定時間継続する場合に限り、実際にアシストを実施することにより、このような燃費の悪化を防ぐことができる。

（その他の実施の形態）
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よいし、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よい。

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。

上述の実施の形態では、必要トルクが図３に示す「変換効率が良い領域（アシスト側）」に入ったらアシスト判定が可能なレベルに達したとするとして説明した。これは必要トルクが図３に示す「変換効率が良い領域（アシスト側）」に完全に入った状態を意味するが、これに対し、必要トルクが図３に示す「変換効率が良い領域（アシスト側）」に出入りする状況がたびたび発生したらアシスト判定が可能なレベルに達したとしてもよい。このためには、たとえば所定時間内の必要トルクの平均値を計算し、計算した必要トルクの平均値が図３に示す「変換効率が良い領域（アシスト側）」に入ったらアシスト判定が可能なレベルに達したとする。

また、上述の実施の形態では、ステップＳ２において「変換効率良くアシスト可」である状態が、ステップＳ３において「所定時間継続」するか否かを判定している。この場合、概ね「効率良くアシスト可」であるにも関わらず所定時間継続しないうちにごく短時間でもステップＳ２の状態を逸脱すると、ステップＳ３の判定結果が「Ｎｏ」となってしまう。これを避けるために、電動機１３のアシストトルクの所定時間内の平均値をとり、この平均値が「効率良くアシスト可」の領域にある場合、ステップＳ４のアシスト実施に進むようにしてもよい。たとえば図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２を「所定時間内の電動機１３のトルクの平均値が変換効率良くアシスト可の状態か？」とし、ステップＳ３を削除する。これによれば必要トルクが概ね「効率良くアシスト可」である場合には、アシストを実施することができるので、アシストを実施する機会を増やすことができる。

あるいは、必要トルクが図３に示す「変換効率が良い領域（アシスト側）」に入っていなくても、必要トルクの増加率が大きく、必要トルクが速やかに「変換効率が良い領域（アシスト側）」に入ることが予想される場合には、アシスト判定が可能なレベルに達したとしてもよい。このためには、必要トルクの増加率に閾値を設定し、必要トルクの増加率が閾値を超えたらアシスト判定が可能なレベルに達したとする。

また、上述の実施の形態では、ステップＳ２において「変換効率良くアシスト可」である状態が、ステップＳ３において「所定時間継続」するか否かを判定している。これについても必要トルクの増加率が大きく、必要トルクが速やかに「変換効率が良い領域（アシスト側）」に入ることが予想されるか、あるいは「変換効率良くアシスト可」である状態が「所定時間継続」することが予想される場合には、ステップＳ４のアシスト実施に進むようにしてもよい。たとえば図４のフローチャートにおいて、ステップＳ２を「必要トルクの増加率が閾値を超えたか？」とし、ステップＳ３を削除する。これによれば必要トルクが速やかに「変換効率が良い領域（アシスト側）」に入ることが予想されるか、あるいは「変換効率良くアシスト可」である状態が「所定時間継続」することが予想される場合には、アシストを実施することができるので、アシストに入るタイミングを速くできると共に、アシストを実施する機会を増やすことができる。

また、上述の実施の形態では、アシスト走行に移行した後のアシスト解除の条件については説明しなかったが、たとえば必要トルクが図３に示す「変換効率が悪い領域」に入ったらアシスト解除を行うようにする。その他にも電動機１３の変換効率が低い値に適宜閾値を設け、必要トルクが閾値以下になったらアシスト解除を行うようにする。あるいは、バッテリ１５またはインバータ１４の温度が高くなったら変換効率に係らず、バッテリ１５またはインバータ１４の保護のためにアシスト解除を実施するようにしてもよい。

また、バッテリ１５のＳＯＣが高い場合には、多少変換効率が悪くなってもアシストを実施してＳＯＣの増加を抑制し、回生制動が可能な状態を継続するようにしてもよい。このような場合に対応するために、バッテリ１５のＳＯＣに応じて図４のステップＳ１における判定のための閾値を変更するようにしてもよい。たとえば図３に示す「変換効率が良い領域（アシスト側）」と「変換効率が悪い領域」との境界点をＳＯＣが所定値以上に高い場合には、０点の方向（図の左方向）に所定量ずらすようにする。これによりステップＳ１の判定基準が緩い方向に移動し、アシスト実施の機会が増えてバッテリ１５のＳＯＣの増加を抑制し、回生制動が可能な状態を継続することができる。

また、同じ必要トルクであっても低いギア段数でのアシストと高いギア段数でのアシストとでは、電動機１３のトルクが異なる。そこで、ギア段数が低ければ図３に示す「効率が悪い領域」のトルクになるが、ギア段数が高ければ図３に示す「効率が良い領域（アシスト側）」のトルクになる場合には、ギア段数を高くしてアシストを実施するようにしてもよい。

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…トランスミッションＥＣＵ、１８…ハイブリッドＥＣＵ（制御装置）、１９…車輪、３０…制御部（制御手段）

本発明の１つの観点は、制御装置としての観点である。本発明の制御装置は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能であるハイブリッド自動車の制御装置において、エンジンと電動機とが協働して走行する際の電動機がエンジンと分担するトルクに下限値が設けられ、エンジンと電動機との間にはクラッチが設けられ、クラッチが締結されて行われるエンジンによる走行からエンジンと電動機とが協働する走行に移行するのに際し、電動機がエンジンと分担するトルクが下限値以上、または超える時間が所定時間継続すると推定されるときに限定してエンジンと電動機とが協働する走行形態への移行制御を実行する制御手段を有するものである。

さらに、制御手段は、電動機がエンジンと分担するトルクがゼロよりも大きく下限値よりも小さい所定値を超えたときに判断を実施するようにすることができる。

本発明のさらに他の観点は、制御方法としての観点である。本発明の制御方法は、エンジンと電動機とを有し、エンジンもしくは電動機により走行可能であり、またはエンジンと電動機とが協働して走行可能であるハイブリッド自動車の制御方法において、エンジンと電動機との間にはクラッチが設けられ、クラッチが締結されて行われるエンジンによる走行からエンジンと電動機とが協働する走行に移行するのに際し、電動機がエンジンと分担するトルクに下限値が設けられ、エンジンと電動機とが協働して走行する際に、電動機がエンジンと分担するトルクが下限値以上、または超える時間が所定時間継続すると推定されるときに限定してエンジンと電動機とが協働する走行形態への移行制御を実行する制御ステップを有するものである。

さらに、制御ステップの処理は、電動機がエンジンと分担するトルクがゼロよりも大きく下限値よりも小さい所定値を超えたときに判断を実施するようにすることができる。

ステップＳ１において、アシスト制御部３０は、必要トルクが、アシスト判定が可能なレベルに達したか否かを判定する。たとえば従来であれば、必要トルクがゼロでない限り、アシスト判定を行うが、本実施の形態では、電動機１３が低いトルクでの動作しかできず、変換効率が悪い領域での動作を強いられるレベルでは、アシスト制御部３０は、アシスト判定を開始しない。ステップＳ１において、必要トルクが、アシスト判定が可能なレベルを超えた、または以上であると判定されると、手続きはステップＳ２に進む。一方、ステップＳ１において、必要トルクが、アシスト判定が可能なレベル以下、または未満であると判定されると、手続きはステップＳ１を繰り返す。

また、電動機１３の変換効率が良好な状態で、電動機１３がエンジン１０をアシストできる状態が所定時間継続する場合に限り、実際にアシストを実施するので、アシストの実施、未実施の状態が頻繁に繰り返されるといった状態に陥ることを回避できる。電動機１３の変換効率が良好な状態で、電動機１３がエンジン１０をアシストできる状態が所定時間継続する場合に限り、実際にアシストを実施することにより、このような燃費の悪化を防ぐことができる。

上述の実施の形態では、必要トルクが図５などに示す必要トルクｔｒ１〜ｔｒ２に入ったらアシスト判定が可能なレベルに達したとするとして説明した。これは必要トルクが必要トルクｔｒ１〜ｔｒ２に完全に入った状態を意味するが、これに対し、必要トルクが必要トルクｔｒ１〜ｔｒ２に出入りする状況がたびたび発生したらアシスト判定が可能なレベルに達したとしてもよい。このためには、たとえば所定時間内の必要トルクの平均値を計算し、計算した必要トルクの平均値が必要トルクｔｒ１〜ｔｒ２に入ったらアシスト判定が可能なレベルに達したとする。

あるいは、必要トルクが図５などに示す必要トルクｔｒ１〜ｔｒ２に入っていなくても、必要トルクの増加率が大きく、必要トルクが速やかに必要トルクｔｒ１〜ｔｒ２に入ることが予想される場合には、アシスト判定が可能なレベルに達したとしてもよい。このためには、必要トルクの増加率に閾値を設定し、必要トルクの増加率が閾値を超えたらアシスト判定が可能なレベルに達したとする。

Claims (6)

1. エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であるハイブリッド自動車の制御装置において、
   前記エンジンと前記電動機とが協働して走行する際の前記電動機が前記エンジンと分担するトルクに下限値が設けられ、
   前記エンジンと前記電動機とが協働して走行する際に、前記電動機が前記エンジンと分担するトルクが前記下限値以上、または超えると推定されるときに限定して前記エンジンと前記電動機とが協働する走行形態への制御を実行する制御手段を有する、
   ことを特徴とする制御装置。
2. エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であるハイブリッド自動車の制御装置において、
   前記エンジンと前記電動機とが協働して走行する際の前記電動機が前記エンジンと分担するトルクに下限値が設けられ、
   前記エンジンと前記電動機とが協働して走行する際に、前記電動機が前記エンジンと分担するトルクが前記下限値以上、または超える時間が所定時間継続すると推定されるときに限定して前記エンジンと前記電動機とが協働する走行形態への制御を実行する制御手段を有する、
   ことを特徴とする制御装置。
3. 請求項１または２記載の制御装置を有することを特徴とするハイブリッド自動車。
4. エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であるハイブリッド自動車の制御方法において、
   前記エンジンと前記電動機とが協働して走行する際の前記電動機が前記エンジンと分担するトルクに下限値が設けられ、
   前記エンジンと前記電動機とが協働して走行する際に、前記電動機が前記エンジンと分担するトルクが前記下限値以上、または超えると推定されるときに限定して前記エンジンと前記電動機とが協働する走行形態への制御を実行する制御ステップを有する、
   ことを特徴とする制御方法。
5. エンジンと電動機とを有し、前記エンジンもしくは前記電動機により走行可能であり、または前記エンジンと前記電動機とが協働して走行可能であるハイブリッド自動車の制御方法において、
   前記エンジンと前記電動機とが協働して走行する際の前記電動機が前記エンジンと分担するトルクに下限値が設けられ、
   前記エンジンと前記電動機とが協働して走行する際に、前記電動機が前記エンジンと分担するトルクが前記下限値以上、または超える時間が所定時間継続すると推定されるときに限定して前記エンジンと前記電動機とが協働する走行形態への制御を実行する制御ステップを有する、
   ことを特徴とする制御方法。
6. 情報処理装置に、請求項１または２記載の制御装置の機能を実現させることを特徴とするプログラム。

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