WO2013035730A1 - ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 - Google Patents

ハイブリッド車両の制御装置および制御方法 Download PDF

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electric motor
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浩平 河田
崇 今
雅大 武内
黒田 恵隆
祐樹 本間
山田 哲也
健太郎 横尾
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本田技研工業株式会社
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    • Y10S903/902Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/93Conjoint control of different elements

Definitions

  • the present invention relates to a hybrid vehicle having an internal combustion engine and an electric motor capable of generating electricity as a power source, and having a speed change mechanism capable of transmitting input power to drive wheels in a state where the input power is changed at any one of a plurality of speed stages.
  • the present invention relates to a control device and a control method.
  • Patent Document 1 As a control device for this type of hybrid vehicle, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known.
  • This vehicle includes an internal combustion engine as a power source, and the power of the internal combustion engine is shifted at any one of a plurality of shift speeds by a transmission mechanism and transmitted to drive wheels of the vehicle.
  • the control device predicts whether or not the current gear position is changed from the current gear position to another gear speed and the original gear position is restored while the vehicle is running. Then, when it is predicted that the original shift speed is to be restored, a shift required time that is a time from the original shift speed to the return to the original gear speed is calculated. Further, as a fuel consumption consumed by the internal combustion engine until the calculated shift required time elapses, a first fuel consumption when assuming that the shift stage is held without changing to another shift stage; The second fuel consumption amount is calculated when it is assumed that the original gear position is restored. Then, in order to obtain good fuel efficiency of the internal combustion engine, it is determined whether or not the gear position can be changed based on the comparison result between the calculated first fuel consumption amount and the second fuel consumption amount.
  • This hybrid vehicle travel mode includes an ENG travel mode using only an internal combustion engine as a power source, an EV travel mode using only an electric motor, and an HEV travel mode using both the internal combustion engine and the electric motor.
  • the hybrid vehicle also includes a first transmission mechanism having first, third, and fifth speeds, and a second transmission mechanism having second, fourth, and sixth speeds. ing.
  • the power of the internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine power”) is changed at one of the first to sixth speeds by the first or second speed change mechanism, and is transmitted to the drive wheels.
  • the power (hereinafter referred to as “motor power”) is shifted by one of the second speed, the fourth speed and the sixth speed by the second speed change mechanism and transmitted to the drive wheels.
  • the ENG traveling mode in which the regeneration by the electric motor and the battery is used together is selected, the second speed stage or the first speed stage is selected as the engine power shift stage, and the motor power shift stage is selected. Second gear is selected. Further, the minimum fuel consumption torque at which the fuel consumption rate of the internal combustion engine is the lowest is set as the target torque of the internal combustion engine based on the rotational speed of the internal combustion engine determined by the selected gear speed of the engine power and the rotational speed of the drive wheel. Then, the internal combustion engine is operated so that the calculated target torque is obtained, and electric power is generated by the electric motor using the surplus of the target torque with respect to the required torque, and the generated electric power is charged in the battery.
  • a hybrid vehicle having an internal combustion engine and an electric motor capable of generating electricity as a power source
  • the fuel consumption rate of the internal combustion engine increases due to a low load on the internal combustion engine
  • only the electric motor is used to improve the fuel consumption of the vehicle. It is done.
  • the power of the internal combustion engine is controlled so as to obtain the minimum fuel consumption rate, and the power of the internal combustion engine controlled in this way is larger than the required driving force required for the drive wheels.
  • electric power is generated by the electric motor, and the generated electric power is charged in the battery (regeneration).
  • regeneration is performed by the electric motor using the power of the driving wheels during the deceleration traveling of the hybrid vehicle. Increasing the amount of charge of the battery while the vehicle is traveling or decelerating increases the traveling period of the vehicle using only the electric motor as a power source, which in turn leads to improved fuel efficiency of the hybrid vehicle.
  • the electric power charged in the battery is converted into the power of the electric motor and used as the driving force of the hybrid vehicle in the EV traveling mode and the HEV traveling mode. For this reason, in order to improve the fuel consumption of the hybrid vehicle, it is desirable to maintain the charged state of the battery so that the EV driving mode and the like can be appropriately selected. Further, the charging efficiency of the battery varies depending on the gear position.
  • the gear speed of the engine power is set to the first gear or the second gear, and the motor power is set.
  • the gear stage is only set to the second speed stage.
  • the target torque of the internal combustion engine is set to the minimum fuel consumption torque, and the surplus of the target torque with respect to the required torque is distributed to regeneration by the electric motor.
  • This surplus torque is regenerated as electric energy through power generation and charging of the battery by the motor, and in the subsequent EV driving mode and HEV driving mode, discharge from the battery and conversion to mechanical energy by the motor are performed. After that, it is used as the driving force of the hybrid vehicle. For this reason, the efficiency in these processes affects the fuel consumption rate of the hybrid vehicle as a whole, and consequently the fuel consumption.
  • the fuel consumption rate of the internal combustion engine is minimized only by setting the target torque of the internal combustion engine to the minimum fuel consumption torque and distributing the surplus of the target torque with respect to the required torque to the motor.
  • the fuel consumption rate of the entire hybrid vehicle is not necessarily minimized, and the best fuel consumption may not be obtained.
  • the present invention has been made to solve the first problem, and can appropriately determine the amount of change in gear position based on a predicted amount of charge, thereby obtaining a larger amount of charge.
  • the first object is to provide a control device and a control method for a hybrid vehicle that can improve the fuel efficiency of the vehicle.
  • a second object of the present invention is to provide a hybrid vehicle control device capable of improving the above.
  • the present invention has been made to solve the third problem, and even when the required driving force of the hybrid vehicle is close to the driving force of the internal combustion engine corresponding to the minimum fuel consumption rate, the traveling mode is appropriately set. It is a third object to provide a control device and a control method for a hybrid vehicle that can improve fuel efficiency by selecting.
  • the invention according to claim 1 includes an electric motor 4 capable of generating electricity as a power source, a battery (battery 52) capable of transferring electric power between the electric motor 4, and an input.
  • a hybrid vehicle control device having a shift mechanism 71 capable of transmitting the generated power to the drive wheels DW and DW while being shifted at any one of a plurality of shift speeds, the electric motor 4 maintains the shift speed.
  • First charge amount estimating means for estimating a first charge amount that is a charge amount charged in the battery when regeneration is performed for a predetermined regeneration time, and changing the gear position to the target gear position within the regeneration time and the electric motor Based on the estimated first and second charge amounts, and second charge amount estimation means for estimating a second charge amount that is a charge amount charged in the battery when regeneration by 4 is performed until the regeneration time elapses. Hold the gear position And determining the speed change decision means whether to change or target gear to be, based on the determination result by the shift determining means, characterized in that it comprises a shift speed setting means for setting a gear stage.
  • the power of the electric motor is transmitted to the drive wheels by the speed change mechanism while being changed at any one of the plurality of speed stages. That is, power is transmitted between the electric motor and the drive wheels through the speed change mechanism.
  • a transmission mechanism of a type that changes the gear position transmission of power is interrupted from the start of the change of the gear position to the completion (hereinafter referred to as a “shift speed change period”).
  • shift loss an event in which the transmission of power is interrupted in this way is referred to as “shift loss”. For this reason, when performing regeneration using the power transmitted to the electric motor during traveling of the hybrid vehicle, the electric motor cannot be regenerated due to the above-mentioned shift omission during the shift speed change period, and the battery I can't charge.
  • the second charge amount is estimated by the second charge amount estimation means.
  • the first charge amount estimation means estimates the first charge amount that is a predicted value of the charge amount charged in the battery when the regeneration time and regeneration are performed by the electric motor while the gear position is maintained. Further, based on the estimated first and second charging amounts, it is determined by the shift determination means whether the shift stage should be maintained or changed to the target shift stage. Thereby, based on the 1st charge amount which is a predicted value at the time of hold
  • the invention according to claim 2 includes an internal combustion engine 3, an electric motor 4 that can generate electric power, and a battery (battery 52) that can transfer electric power between the electric motor 4,
  • the first input shaft 13 receives the power from the engine output shaft (crankshaft 3a) of the internal combustion engine 3 and the electric motor 4, and can be transmitted to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift stages.
  • the transmission mechanism 11, the second transmission mechanism 31 that receives power from the engine output shaft by the second input shaft 32, and can transmit the power to the drive wheels in a state of being shifted at any one of the plurality of shift stages, and the engine output shaft And a first clutch C1 that can be engaged between the first transmission mechanism 11 and a second clutch C2 that can be engaged between the engine output shaft and the second transmission mechanism 31.
  • First charge amount estimating means (ECU2, step 1) for estimating a first charge amount CH1 which is a charge amount charged to the battery when regeneration is performed for a fixed regeneration time, and a target shift stage within the regeneration time
  • Second charge amount estimation means (ECU2, step 3) for estimating the second charge amount CH2, which is the amount of charge charged in the battery when the change to the gear position and regeneration by the electric motor 4 are performed until the regeneration time elapses.
  • Shift determination means (ECU2, step 4) for determining whether the shift speed should be maintained or changed to the target shift speed based on the estimated first and second charge amounts CH1 and CH2, and shift determination means Shift stage setting means (ECU 2, steps 5 and 6) for setting the shift stage based on the determination result of
  • the engine output shaft of the internal combustion engine and the first input shaft of the first transmission mechanism are engaged with each other by the first clutch, and the relationship between the engine output shaft and the second input shaft of the second transmission mechanism is engaged.
  • the engagement is released by the second clutch, the power of the internal combustion engine is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of the plurality of shift stages of the first transmission mechanism.
  • the engagement between the engine output shaft and the first input shaft is released by the first clutch, and the engine output shaft and the second input shaft are engaged with each other by the second clutch, the power of the internal combustion engine is The gear is transmitted to the drive wheel while being shifted at any one of the plurality of shift speeds of the second speed change mechanism.
  • the power of the electric motor is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of the plurality of shift stages of the first transmission mechanism. That is, power is transmitted between the electric motor and the drive wheels via the first speed change mechanism.
  • the shift speed change period between the start of the change of the shift speed and the completion thereof
  • the shift is not lost. Is generated and power transmission is interrupted.
  • regeneration by the motor cannot be performed due to the above-described shift omission during the shift speed change period in the first transmission mechanism. Unable to charge the battery. Therefore, while the vehicle is running, even if the gear position is changed within the regeneration time and the regeneration is performed until the regeneration time elapses, the regeneration at the change-destination gear position is not performed until after the gear speed change is completed. Cannot be performed effectively.
  • the second charge amount is estimated by the second charge amount estimation means.
  • the first charge amount estimation means estimates the first charge amount that is a predicted value of the charge amount charged in the battery when the regeneration time and regeneration are performed by the electric motor while the gear position is maintained. Further, based on the estimated first and second charging amounts, it is determined by the shift determination means whether the shift stage should be maintained or changed to the target shift stage. Thereby, based on the 1st charge amount which is a predicted value at the time of hold
  • the first charge amount CH1 is generated by the electric motor 4 while maintaining a gear position during the deceleration traveling of the hybrid vehicle.
  • the amount of charge charged in the battery when the hybrid vehicle is stopped is stopped, and the second charge amount CH2 is set to the target shift stage until the hybrid vehicle stops during deceleration of the hybrid vehicle.
  • the charge amount is charged to the capacitor when the electric vehicle 4 is regenerated until the hybrid vehicle stops.
  • the second charge amount is changed when the gear position is changed to the target gear position until the vehicle stops and regeneration by the electric motor is performed until the vehicle stops. This is the amount of charge charged in the battery.
  • the first charge amount the amount of charge that is charged in the capacitor when the vehicle is decelerated and when regeneration by the electric motor is performed until the vehicle stops while maintaining the gear position is estimated. Then, based on the estimated first and second charge amounts, it is determined whether the shift stage should be maintained or changed to the target shift stage. Therefore, even during traveling at a reduced speed, based on the first charge amount, which is the predicted value when the gear position is maintained, and the second charge amount, which is the predicted value when the gear position is changed, whether or not the gear position can be changed is increased. It is possible to appropriately determine on the condition that the charge amount is obtained. Moreover, since the gear position is set based on the determination result, a larger charge amount can be obtained, and as a result, the fuel efficiency of the vehicle can be further improved.
  • the hybrid vehicle is decelerating and the hybrid vehicle is changing the gear position to the target gear position by the gear position setting means.
  • a brake control means ECU2 for controlling the operation of the brake B of the hybrid vehicle is further provided.
  • the braking operation of the vehicle is controlled by the brake control means in order to decelerate the vehicle while the vehicle is decelerating and during the shift to the target shift stage.
  • the vehicle can be decelerated appropriately so as not to occur.
  • the invention according to claim 5 includes an internal combustion engine 3, a motor 4 capable of generating electricity, and a battery (battery 52) capable of transferring power between the motor 4,
  • the first input shaft 13 receives the power from the engine output shaft (crankshaft 3a) of the internal combustion engine 3 and the electric motor 4, and can be transmitted to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift stages.
  • the speed change mechanism 11, the second speed change mechanism 31 that receives power from the engine output shaft by the second input shaft 32, and can transmit the power to the drive wheels DW while being changed at any one of a plurality of speed stages, and the engine output Control device for hybrid vehicle having first clutch C1 engageable between shaft and first transmission mechanism 11 and second clutch C2 engageable between engine output shaft and second transmission mechanism 31 1, while the hybrid vehicle is traveling at a reduced speed,
  • a first charge amount estimating means (ECU2, ECU2) for estimating a first charge amount CH1, which is a charge amount charged in the battery, when it is assumed that regeneration is performed until the hybrid vehicle is stopped by the electric motor 4 with the speed stage maintained.
  • Step 1) and required shift time estimation means (ECU2, ECU2) for estimating the required shift time TIM, which is the time required from the start of the change of the shift speed of the first transmission mechanism 11 to the predetermined target shift speed.
  • required shift time estimation means ECU2, ECU2
  • a second charge amount estimating means (ECU2, step 3) for estimating a charge amount charged in the capacitor when regeneration by the electric motor 4 is performed in a state where the gear position is changed to the target gear position until Based on the first and second charge amounts CH1 and CH2, the shift determination means (ECU2, step 4) for determining whether the shift speed should be maintained or changed to the target shift speed, and the determination result by the shift determination means And a shift speed setting means (ECU 2, steps 5 and 6) for setting the shift speed based on the above.
  • the engine output shaft of the internal combustion engine and the first input shaft of the first transmission mechanism are engaged with each other by the first clutch, and the relationship between the engine output shaft and the second input shaft of the second transmission mechanism is engaged.
  • the engagement is released by the second clutch, the power of the internal combustion engine is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of the plurality of shift stages of the first transmission mechanism.
  • the engagement between the engine output shaft and the first input shaft is released by the first clutch, and the engine output shaft and the second input shaft are engaged with each other by the second clutch, the power of the internal combustion engine Is transmitted to the drive wheels in a state of being shifted at any one of a plurality of shift stages of the second transmission mechanism.
  • the power of the electric motor is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of the plurality of shift stages of the first transmission mechanism. That is, power is transmitted between the electric motor and the drive wheels via the first speed change mechanism.
  • the shift speed change period between the start of the change of the shift speed and the completion thereof
  • the shift is not lost. Is generated and power transmission is interrupted.
  • regeneration by the motor is performed by the above-described shift omission during the shift stage change period in the first transmission mechanism. Cannot be charged. Therefore, when the vehicle is decelerating and the speed change of the first speed change mechanism is changed before the vehicle stops and the regeneration is performed until the vehicle stops, the change of the speed change is not completed. Therefore, the regeneration at the change-destination gear stage cannot be performed effectively.
  • the shift required time which is the time required from the start of the change of the shift stage to the predetermined target shift stage to the completion thereof, is estimated by the shift required time estimating means.
  • the shift stage is changed to the target shift stage and the regeneration is performed until the vehicle stops.
  • the battery is charged when regeneration is performed by the motor in a state where the shift speed is changed to the target shift speed after the calculated shift required time elapses until the vehicle stops. The amount of charge is estimated. Therefore, the second charge amount, which is the charge amount when the gear position is changed, can be predicted with high accuracy according to the above-described shift omission.
  • the first charge amount that is a predicted value of the charge amount that is charged in the capacitor when the regeneration is performed until the vehicle is stopped by the electric motor while the gear position is maintained is the first charge amount. It is estimated by the charge amount estimating means. Further, based on the estimated first and second charging amounts, it is determined by the shift determination means whether the shift stage should be maintained or changed to the target shift stage. Accordingly, whether or not the shift stage can be changed based on the first charge amount that is the predicted value when the shift stage is held and the second charge amount that is the predicted value when the shift stage is changed is determined while the vehicle is decelerating. This can be done appropriately so that a large amount of charge can be obtained. Further, since the gear position is set by the gear position setting means based on the determination result, a larger charge amount can be obtained, and the fuel efficiency of the vehicle can be improved.
  • the invention according to claim 6 is the hybrid vehicle control apparatus 1 according to claim 3 or 5, wherein the first condition that the state of charge SOC of the capacitor is equal to or higher than the upper limit value and the temperature of the capacitor (battery temperature TB) are When it is determined that one of the second condition that the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature is satisfied and one of the first and second conditions is satisfied.
  • the regeneration prohibiting means ECU2 prohibiting regeneration by the electric motor 4 and the regeneration prohibiting means prohibiting regeneration by the electric motor 4 during the deceleration traveling of the hybrid vehicle
  • brake control means ECU2 for controlling the operation of the brake B.
  • the battery may overheat. According to the configuration described above, whether or not one of the first condition that the state of charge of the capacitor is equal to or higher than the upper limit value and the second condition that the temperature of the capacitor is equal to or higher than a predetermined temperature is determined. When it is determined by the means and it is determined that one of the first and second conditions is satisfied, regeneration by the electric motor is prohibited by the regeneration prohibiting means. Therefore, overheating of the above-described battery can be prevented.
  • the braking operation of the vehicle is controlled by the brake control means in order to decelerate the vehicle, so that no shock is generated.
  • the vehicle can be decelerated appropriately.
  • the gear position setting means changes the gear position to the target gear position while the hybrid vehicle is traveling at a reduced speed.
  • the change of the gear position to the target gear position is started at a timing when the operation amount (brake pedaling force BP) of the brake pedal B of the hybrid vehicle decreases by a predetermined value or more (step 6). It is characterized by.
  • the invention according to claim 8 includes an internal combustion engine 3, an electric motor 4 capable of generating electricity, and a battery (battery 52) capable of transferring electric power between the electric motor 4,
  • the first input shaft 13 receives the power from the engine output shaft (crankshaft 3a) of the internal combustion engine 3 and the electric motor 4, and can be transmitted to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift stages.
  • the speed change mechanism 11, the second speed change mechanism 31 that receives power from the engine output shaft by the second input shaft 32, and can transmit the power to the drive wheels DW while being changed at any one of a plurality of speed stages, and the engine output Control device for hybrid vehicle having first clutch C1 engageable between shaft and first transmission mechanism 11 and second clutch C2 engageable between engine output shaft and second transmission mechanism 31 1, while the hybrid vehicle is traveling at a reduced speed,
  • the loss is electric energy that cannot be regenerated due to the interruption of power transmission in the first speed change mechanism 11 due to the change of the speed change stage.
  • Loss regenerative electric energy predicting means (ECU2, step 11) for predicting the regenerative electric energy LRE according to the depression force (brake depression force BP) of the brake pedal B of the hybrid vehicle and the speed VP of the hybrid vehicle;
  • a gear position change prohibiting means (ECU2, steps 12, 13) for prohibiting gear speed change; It is characterized by providing.
  • the engine output shaft of the internal combustion engine and the first input shaft of the first speed change mechanism are engaged with each other by the first clutch, and the engine output shaft and the second input shaft of the second speed change mechanism are engaged with each other. Is released by the second clutch, the power of the internal combustion engine is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of a plurality of shift stages of the first transmission mechanism.
  • the power of the internal combustion engine is The gear is transmitted to the drive wheel while being shifted at any one of a plurality of shift stages of the transmission mechanism.
  • the power of the electric motor is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of the plurality of shift stages of the first transmission mechanism. That is, power is transmitted between the electric motor and the drive wheels via the first speed change mechanism.
  • the transmission mechanism of the type that changes the shift speed in the shift speed change period (between the start of the change of the shift speed and the completion thereof), the shift is not lost. Is generated and power transmission is interrupted. For this reason, when regeneration is performed using the power transmitted from the drive wheels to the motor while the vehicle is traveling at a reduced speed, regeneration by the motor is performed by the above-described shift omission during the shift stage change period in the first transmission mechanism. Cannot be charged.
  • the shift stage of the first transmission mechanism is changed and regeneration by the electric motor is performed while the vehicle is decelerating
  • the first shift according to the change of the shift stage is performed.
  • Loss regenerative electric energy which is electric energy that cannot be regenerated due to interruption of power transmission in the mechanism, is predicted by the loss regenerative electric energy predicting means.
  • the shift speed change prohibiting means is prohibited by the shift speed change prohibiting means.
  • a braking force corresponding to the generated electric power is generated with regeneration.
  • this braking force is used to decelerate the vehicle while the vehicle is decelerating and is controlled by controlling the power generated by the electric motor in accordance with the depression force of the brake pedal of the vehicle.
  • the depression force of the brake pedal is correlated with the electric power generated by the electric motor and charged in the battery.
  • the vehicle speed correlates with the power transmitted from the drive wheels to the electric motor, it similarly correlates with the electric power charged in the battery.
  • the depression force of these brake pedals and the speed of the vehicle are used as parameters for predicting the loss regenerative electric energy, this prediction can be performed appropriately.
  • the invention according to claim 9 includes an internal combustion engine 3, a motor 4 capable of generating electricity, and a battery (battery 52) capable of transferring power between the motor 4,
  • the first input shaft 13 receives the power from the engine output shaft (crankshaft 3a) of the internal combustion engine 3 and the electric motor 4, and can be transmitted to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift stages.
  • the transmission mechanism 11, the second transmission mechanism 31 that receives power from the engine output shaft by the second input shaft 32, and can transmit the power to the drive wheels in a state of being shifted at any one of the plurality of shift stages, and the engine output shaft And a first clutch C1 that can be engaged between the first transmission mechanism 11 and a second clutch C2 that can be engaged between the engine output shaft and the second transmission mechanism 31.
  • a first charge amount CH1 that is a charge amount charged in the capacitor is estimated (step 1), and the shift of the first transmission mechanism 11 is estimated.
  • the shift required time TIM which is the time required from the start of the change to the predetermined target shift stage to the completion thereof, is estimated (step 2), and the hybrid vehicle is stopped while the hybrid vehicle is decelerating.
  • the shift required time calculated as the second charge amount CH2, which is the charge amount charged in the battery, when it is assumed that the shift stage is changed to the target shift stage and regeneration by the electric motor 4 is performed until the hybrid vehicle stops. Regeneration by the electric motor 4 is performed in a state where the gear position is changed to the target gear position until the hybrid vehicle stops after the TIM has elapsed.
  • the charge amount charged in the battery is estimated (step 3), and it is determined whether the shift speed should be maintained or changed to the target shift speed based on the estimated first and second charge amounts CH1 and CH2. (Step 4), and the gear position is set based on the determination result (steps 5 and 6).
  • an invention according to claim 10 is directed to an internal combustion engine 3 as a power source and an electric motor 4 capable of generating electric power, and a battery (battery 52) capable of transferring electric power between the electric motor 4.
  • a shift mechanism 71 that can transmit the input power to the drive wheels DW and DW in a state where the input power is shifted at any one of a plurality of shift speeds. Is lower than the predetermined first lower limit value SOCL1, the internal combustion engine 3 is operated in the vicinity of the optimal fuel consumption line and a part of the power of the internal combustion engine 3 is used in order to recover the state of charge SOC of the battery.
  • the charge priority travel execution means (ECU 2, step 104 in FIG.
  • the power of the internal combustion engine and the power of the electric motor are transmitted to the drive wheels in a state of being shifted at any one of a plurality of shift stages by the transmission mechanism. Further, when the state of charge of the battery becomes lower than a predetermined first lower limit value, the internal combustion engine is operated in the vicinity of the optimum fuel consumption line where the fuel consumption of the engine is minimized in order to restore the state of charge of the battery. At the same time, charge priority running is performed in which regeneration is performed by an electric motor that uses part of the power of the internal combustion engine.
  • the fuel consumption of the internal combustion engine can be improved. Further, by executing the charge priority running, the difference between the output required for the internal combustion engine and the generated output is used for regeneration by the electric motor, and the electric power generated by the regeneration is charged in the capacitor. Therefore, the state of charge of the battery that has fallen below the first lower limit value can be reliably recovered.
  • the electric power charged in the capacitor by regeneration by the electric motor is converted into the electric power of the electric motor in the future and used to drive the hybrid vehicle.
  • the overall efficiency which is the efficiency of the entire hybrid vehicle, including the power generation efficiency of the motor and the charging efficiency of the battery, etc.
  • the power generation efficiency of these electric motors and the charging efficiency of the battery are different for each shift stage.
  • the overall efficiency of the hybrid vehicle is calculated for each shift speed, and the shift speed having the largest calculated total efficiency is selected from the plurality of shift speeds. Therefore, the overall efficiency of the hybrid vehicle can be maximized, and the fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved.
  • the invention according to claim 11 includes an internal combustion engine 3, an electric motor 4 capable of generating electricity, and a battery (battery 52) capable of transferring electric power between the electric motor 4,
  • the first input shaft 13 receives the power from the engine output shaft (crankshaft 3a) of the internal combustion engine 3 and the electric motor 4, and can be transmitted to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift stages.
  • the speed change mechanism 11, the second speed change mechanism 31 that receives power from the engine output shaft by the second input shaft 32, and can transmit the power to the drive wheels DW while being changed at any one of a plurality of speed stages, and the engine output Control device for hybrid vehicle having first clutch C1 engageable between shaft and first transmission mechanism 11 and second clutch C2 engageable between engine output shaft and second transmission mechanism 31 1, the state of charge SOC of the battery is predetermined.
  • the internal combustion engine 3 is operated in the vicinity of the optimum fuel consumption line, and an electric motor 4 using a part of the power of the internal combustion engine 3 is used.
  • the charge priority travel execution means (ECU2, step 104 in FIG.
  • Step 117) and gear stage selection means (ECU 2, step 118 in FIG. 10) for selecting the gear stage having the largest calculated overall efficiency TE from a plurality of gear stages when executing the charge priority traveling. It is characterized by that.
  • the engine output shaft of the internal combustion engine and the first input shaft of the first speed change mechanism are engaged with each other by the first clutch, and the engine output shaft and the second input shaft of the second speed change mechanism are also engaged. Is disengaged by the second clutch, the power of the internal combustion engine is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of the plurality of shift stages of the first transmission mechanism. Further, when the engagement between the engine output shaft and the first input shaft is released by the first clutch, and the engine output shaft and the second input shaft are engaged with each other by the second clutch, the power of the internal combustion engine is The gear is transmitted to the drive wheel while being shifted at any one of the plurality of shift speeds of the second speed change mechanism. Further, the power of the electric motor is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of a plurality of shift stages of the second transmission mechanism.
  • the optimum fuel consumption that minimizes the fuel consumption of the internal combustion engine is restored in order to restore the charge state of the battery.
  • the internal combustion engine is operated in the vicinity of the line, and charge priority traveling is performed in which regeneration is performed by an electric motor using a part of the power of the internal combustion engine. Therefore, the fuel consumption of the internal combustion engine can be improved, and the charged state of the battery that has fallen below the lower limit value can be reliably recovered.
  • the overall efficiency of the hybrid vehicle is calculated for each shift speed, and the shift speed having the largest calculated total efficiency is selected from the plurality of shift speeds. Therefore, the overall efficiency of the hybrid vehicle can be maximized, and the fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved.
  • the state of charge SOC of the battery is lower than the first lower limit SOCL1
  • the state of charge SOC of the battery is predetermined.
  • Regeneration by the electric motor 4 is performed from required power calculation means (ECU 2, step 113 in FIG. 10) for calculating the required power EPreq required to recover to the predetermined target charge state SOCM within the time Tref, and a plurality of shift stages.
  • preliminary selection means ECU2, step 115 in FIG. 10) for preliminarily selecting a plurality of shift speeds capable of generating the required power EPreq calculated at the time, and the shift speed selection means is selected.
  • a shift stage having the largest overall efficiency TE is finally selected from a plurality of shift stages (step 118 in FIG. 10).
  • the power necessary for recovering the charged state of the battery that has fallen below the first lower limit value to the predetermined target charged state within a predetermined time is calculated, and the regeneration by the motor is performed from a plurality of shift stages.
  • a plurality of shift speeds capable of generating the necessary power calculated when performing is preliminarily selected.
  • the gear stage having the highest overall efficiency of the hybrid vehicle is finally selected from the selected gear stages.
  • the power of the second input shaft 32 can be obtained when the first clutch C1 is released and the second clutch C2 is connected. Is transmitted to the first input shaft 13 via the second speed change mechanism 31 and the first speed change mechanism 11, and the shift speed selection means is configured so that the state of charge SOC of the battery is in charge-priority travel.
  • the hybrid vehicle V is traveling with the power of the internal combustion engine 3 being shifted by the second speed change mechanism 31 when it becomes lower than a predetermined second lower limit value SOCL2 lower than the first lower limit value SOCL1.
  • the shift speed of the second speed change mechanism 31 is shifted to the high speed side by one speed, and the charging efficiency (charge amount E) of the battery when regeneration by the electric motor 4 is performed from a plurality of speed speeds of the first speed change mechanism 11. ) Characterized in that to select the highest gear position.
  • the speed of the first speed change mechanism on the motor side can be arbitrarily selected, unlike the case of speed change by the first speed change mechanism. Is possible.
  • the shift stage having the highest charge efficiency of the battery is selected as the shift stage of the first transmission mechanism.
  • the internal combustion engine is replaced with the charge priority running.
  • the power priority traveling is performed with priority given to the power of No. 3.
  • the stop of the internal combustion engine 3 is prohibited. It is characterized by that.
  • the stop of the internal combustion engine is prohibited when the state of charge of the battery is lower than the first lower limit value, that is, when performing charge priority running. Thereby, regeneration with an electric motor can be performed reliably and the charge condition of a battery can be recovered.
  • the state of charge SOC of the capacitor is The internal combustion engine 3 is started by the power of the electric motor 4 when it becomes lower than the first lower limit SOCL1.
  • the internal combustion engine is started by the power of the electric motor when the state of charge of the battery becomes lower than the lower limit during EV traveling. In this way, by forcibly starting the internal combustion engine, it is possible to reliably perform regeneration by the electric motor using the power of the started internal combustion engine, so that the charged state of the battery can be recovered.
  • the invention according to claim 17 includes an internal combustion engine 3, an electric motor 4 capable of generating electricity, and a battery (battery 52) capable of transferring electric power between the electric motor 4,
  • the first input shaft 13 receives the power from the engine output shaft (crankshaft 3a) of the internal combustion engine 3 and the electric motor 4, and can be transmitted to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift stages.
  • the speed change mechanism 11, the second speed change mechanism 31 that receives power from the engine output shaft by the second input shaft 32, and can transmit the power to the drive wheels DW while being changed at any one of a plurality of speed stages, and the engine output Control of a hybrid vehicle V having a first clutch C1 that can be engaged between the shaft and the first transmission mechanism 11, and a second clutch C2 that can be engaged between the engine output shaft and the second transmission mechanism 31
  • the state of charge SOC of the battery is predetermined.
  • the internal combustion engine 3 is operated in the vicinity of the optimum fuel consumption line, and an electric motor 4 using a part of the power of the internal combustion engine 3 is used.
  • step 104 in FIG. 9 the overall efficiency of the hybrid vehicle V is calculated for each gear position (step 117 in FIG. 10), and the state of charge SOC of the battery is within a predetermined time Tref.
  • Necessary power EPreq required to recover to a predetermined target state of charge SOCM is calculated (step 113 in FIG. 10), and the necessary power calculated when regeneration is performed by the motor can be generated from a plurality of shift speeds.
  • a plurality of shift speeds are preliminarily selected (step 115 in FIG. 10), and the total calculation calculated from the selected multiple shift speeds when executing the charge priority running Rate is characterized greatest gear position finally selects (step 118 in FIG. 10) that.
  • the same effect as in the above-described claims 11 and 12 can be obtained. Therefore, the fuel consumption of the internal combustion engine can be improved, and the charged state of the battery that has fallen below the first lower limit value can be reliably recovered. Further, the state of charge of the battery can be recovered to the target state of charge within a predetermined time, and the maximum overall efficiency can be obtained while satisfying the condition.
  • the invention according to claim 18 includes an internal combustion engine 3, a motor 4 capable of generating electricity, and a battery (battery 52) capable of transferring power between the motor 4,
  • the first input shaft 13 receives the power from the engine output shaft (crankshaft 3a) of the internal combustion engine 3 and the electric motor 4, and can be transmitted to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift stages.
  • the speed change mechanism 11, the second speed change mechanism 31 that receives power from the engine output shaft by the second input shaft 32, and can transmit the power to the drive wheels DW while being changed at any one of a plurality of speed stages, and the engine output Control device for hybrid vehicle having first clutch C1 engageable between shaft and first transmission mechanism 11 and second clutch C2 engageable between engine output shaft and second transmission mechanism 31 Mode of hybrid vehicle V
  • Assist travel area which is an area obtained
  • charging travel area which is an area where small fuel consumption can be obtained in the charge travel mode in the travel mode.
  • the travel region setting means total fuel consumption rate map
  • selecting means ECU2 for selecting the gear position with the smallest fuel consumption.
  • the engine output shaft of the internal combustion engine and the first input shaft of the first speed change mechanism are engaged with each other by the first clutch, and the engine output shaft and the second input shaft of the second speed change mechanism are engaged with each other. Is released by the second clutch, the power of the internal combustion engine is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of a plurality of shift stages of the first transmission mechanism. Further, when the engagement between the engine output shaft and the first input shaft is released by the first clutch, and the engine output shaft and the second input shaft are engaged with each other by the second clutch, the power of the internal combustion engine is The gear is transmitted to the drive wheel while being shifted at any one of the plurality of shift speeds of the second speed change mechanism. The power of the electric motor is transmitted to the drive wheels while being shifted at any one of the plurality of shift stages of the first transmission mechanism.
  • An engine travel area, an assist travel area, and a charge travel area are set. From these travel areas, a travel area to which a combination of the speed of the hybrid vehicle and the required driving force belongs is obtained, and a travel mode corresponding to the travel area is selected. As a result, it is possible to appropriately select a travel mode in which smaller fuel consumption can be obtained.
  • a gear stage that consumes the smallest amount of fuel as the gear stage of the power of the internal combustion engine, a gear stage that is suitable for obtaining the minimum fuel consumption can also be selected. Therefore, even when the required driving force is close to the driving force of the internal combustion engine corresponding to the minimum fuel consumption rate by operating the hybrid vehicle by the driving mode selected as described above and the shift speed of the power of the internal combustion engine, A small fuel consumption can be obtained, and the fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved.
  • a travel mode and an internal combustion engine in which a smaller fuel consumption rate can be obtained without requiring a complicated calculation only by setting the travel region described above in advance and referring to it according to the speed and required driving force of the hybrid vehicle.
  • the speed of the engine power can be determined easily and appropriately.
  • the fuel consumption includes the amount of fuel supplied to the internal combustion engine 3 for traveling the hybrid vehicle V, the efficiency of the internal combustion engine 3 and the first and It is calculated using the engine drive parameter that is the efficiency of the second speed change mechanism 11, 31, and in the assist travel mode, in addition to the engine drive parameter, the past is stored in the internal combustion engine 3 in order to charge the battery with power for assist travel. Is calculated using the past supplied fuel amount, the discharge efficiency of the battery, the drive efficiency of the electric motor 4 and the efficiency of the first and second transmission mechanisms 11 and 31, in addition to the engine drive parameters in the charge travel mode.
  • the above-described parameters are used for each traveling mode. Accordingly, it is possible to accurately calculate the fuel consumption while reflecting the current, past and future losses of the internal combustion engine, the first and second speed change mechanisms, the electric motor, and the battery, and further improve the fuel consumption of the hybrid vehicle accordingly. be able to.
  • an invention according to claim 20 is directed to an internal combustion engine 3 as a power source and an electric motor 4 capable of generating electricity, and a battery (battery 52) capable of transferring electric power between the electric motor 4.
  • a speed change mechanism 71 that can transmit the input power to the drive wheels DW and DW in a state where the input power is changed at any one of a plurality of shift speeds.
  • the modes include an engine travel mode in which the engine 3 travels only with the power of the internal combustion engine 3, an assist travel mode in which the power of the internal combustion engine 3 is assisted with the power of the electric motor 4, and an electric motor using a part of the power of the internal combustion engine 3.
  • Q includes an optimum fuel consumption line that minimizes the fuel consumption of the internal combustion engine 3 for each gear position, and a small fuel consumption (total fuel consumption rate TSFC) is obtained in the engine travel mode in the travel mode.
  • Selection means (ECU2) for selecting the engine travel mode as the travel mode when the travel region setting means (total fuel consumption rate map) and the combination of the speed of the hybrid vehicle V ′ and the required driving force belong to the engine travel region And.
  • the power of the internal combustion engine and the power of the electric motor are transmitted to the drive wheels by the speed change mechanism in a state of being changed at any one of the plurality of speed stages.
  • the fuel for the internal combustion engine is defined as a region in which a smaller fuel consumption can be obtained between the travel modes for each shift speed with respect to the required driving force required for the speed and driving wheels of the hybrid vehicle by the travel region setting means.
  • the engine travel area including the optimum fuel consumption line that minimizes consumption, the assist travel area that is disposed on the side where the required driving force is larger than the engine travel area, and the side where the required drive force is smaller than the engine travel area Charging travel area is set.
  • the engine travel mode is selected as the travel mode. Therefore, in this case, even when the required driving force does not match the driving force of the internal combustion engine corresponding to the minimum fuel consumption rate and is close to that, it is possible to obtain smaller fuel consumption by selecting the engine travel mode. This can improve the fuel efficiency of the hybrid vehicle.
  • the invention according to claim 21 includes an internal combustion engine 3, an electric motor 4 capable of generating electricity, and a battery (battery 52) capable of transferring electric power between the electric motor 4,
  • the first input shaft 13 receives the power from the engine output shaft (crankshaft 3a) of the internal combustion engine 3 and the electric motor 4, and can be transmitted to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift stages.
  • the speed change mechanism 11, the second speed change mechanism 31 that receives power from the engine output shaft by the second input shaft 32, and can transmit the power to the drive wheels DW while being changed at any one of a plurality of speed stages, and the engine output Control device for hybrid vehicle having first clutch C1 engageable between shaft and first transmission mechanism 11 and second clutch C2 engageable between engine output shaft and second transmission mechanism 31 Mode of hybrid vehicle V
  • the engine travel mode is selected as the travel mode when the combination of the travel region setting means (total fuel consumption rate map) for setting the charged travel region and the speed and the required driving force of the hybrid vehicle V belongs to the engine travel region.
  • And selecting means ECU2, FIG. 19).
  • the configuration of the hybrid vehicle according to the present invention is the same as that of the invention according to claim 18. Further, according to the present invention, as in the twentieth aspect, with respect to the speed of the hybrid vehicle and the required driving force required for the driving wheels, a smaller amount of fuel can be generated between the traveling modes for each shift stage of the power of the internal combustion engine. As an area where consumption can be obtained, an engine travel area including an optimum fuel consumption line where the fuel consumption of the internal combustion engine is minimized, an assist travel area disposed on the side where the required driving force is larger and smaller than the engine travel area, and charging The travel area is set.
  • the engine travel mode is selected as the travel mode.
  • the required driving force does not coincide with the driving force of the internal combustion engine corresponding to the minimum fuel consumption rate and is close to it
  • the engine traveling mode is selected, so that a smaller fuel consumption can be obtained, The fuel efficiency of the hybrid vehicle can be improved.
  • the driving mode can be determined easily and appropriately only by referring to the set driving region according to the speed and the required driving force of the hybrid vehicle, and switching between the engine driving mode and the assist driving mode or the charging driving mode can be performed. It can be done smoothly.
  • the assist for the shift stage is performed.
  • Each of the traveling region and the charging traveling region has a plurality of shift patterns, each of which is a combination of a power shift stage of the internal combustion engine 3 and a power shift stage of the electric motor 4 in the first transmission mechanism 11, at which the smallest fuel consumption is obtained.
  • the selection means selects a shift pattern corresponding to an area to which a combination of the speed of the hybrid vehicle V and the required driving force belongs, among a plurality of areas.
  • the speed of the power of the internal combustion engine is set as the speed of the power of the motor in the first speed change mechanism. It is possible to select different gear positions.
  • the efficiency of the electric motor includes the discharging efficiency of the capacitor, the driving efficiency of the electric motor, and the power transmission efficiency of the first transmission mechanism when powering is performed by the electric motor.
  • the first transmission mechanism is used when regeneration is performed by the electric motor. Power transmission efficiency, electric power generation efficiency of the motor, and charging efficiency of the battery. Also, if the speed of the power of the motor in the first transmission mechanism is different, the number of revolutions of the motor changes accordingly, and the efficiency of the motor also changes.
  • each of the assist travel area and the charge travel area for the shift speed can be achieved with a shift pattern (the smallest fuel consumption can be obtained).
  • a combination of a power shift stage of the internal combustion engine and a power shift stage of the motor in the first transmission mechanism) is divided into a plurality of regions. Then, an area to which a combination of the speed of the hybrid vehicle and the required driving force belongs is obtained from the plurality of areas, and a shift pattern corresponding to the area is selected.
  • the invention according to claim 23 is the hybrid vehicle control device according to any one of claims 18 to 22, wherein the temperature of at least one of the electric motor 4 and the battery (battery temperature TB) is at least one of the electric motor 4 and the battery. On the other hand, when the temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the output of the electric motor 4 is limited.
  • the invention according to claim 24 is the hybrid vehicle control device according to any one of claims 18 to 23, wherein the amount of regeneration by the electric motor 4 is increased when the state of charge of the capacitor (charge state SOC) is equal to or less than a predetermined value.
  • the operation of the electric motor 4 is controlled so as to make it happen.
  • the operation of the electric motor is controlled so as to increase the amount of regeneration by the electric motor when the charged state of the electric capacitor is equal to or less than a predetermined value and is relatively small, so that the reduced charged state of the electric capacitor is reliably recovered. be able to.
  • the opening of the accelerator pedal (accelerator When the change amount of the opening degree AP) is larger than a predetermined value, the assist travel is performed using the shift stage of the first transmission mechanism 11 at a lower speed than the shift stage of the power of the internal combustion engine 3 as the shift stage of the power of the electric motor 4.
  • a mode is selected.
  • the change amount of the opening degree of the accelerator pedal is larger than a predetermined value, that is, when the acceleration request from the driver is high, the power stage of the motor is greater than the speed stage of the power of the internal combustion engine.
  • the assist travel mode using the shift speed of the first speed change mechanism on the low speed side is selected. As a result, a larger torque commensurate with the acceleration request can be transmitted to the drive wheels, and drivability can be improved.
  • the invention according to claim 26 is directed to an internal combustion engine 3, an electric motor 4 capable of generating electric power, and a battery (battery 52) capable of transferring electric power between the electric motor 4. Then, the power from the engine output shaft (crankshaft 3a) of the internal combustion engine 3 and the electric motor 4 can be received by the first input shaft 13, and can be transmitted to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of shift stages.
  • a first speed change mechanism 11, a second speed change mechanism 31 that receives power from the engine output shaft by the second input shaft 32, and that can be transmitted to the drive wheels DW while being shifted at any one of a plurality of speed stages;
  • a hybrid vehicle having a first clutch C1 that can be engaged between the engine output shaft and the first transmission mechanism 11 and a second clutch C2 that can be engaged between the engine output shaft and the second transmission mechanism 31.
  • traveling of the hybrid vehicle V uses an engine travel mode in which the vehicle travels only with the power of the internal combustion engine 3, an assist travel mode in which the power of the internal combustion engine 3 is assisted by the power of the electric motor 4, and a part of the power of the internal combustion engine 3.
  • the fuel consumption (total fuel consumption rate TSFC) obtained in the engine travel mode and the assist travel mode are on the side where the required driving force is larger than the optimum fuel consumption line where the fuel consumption of the internal combustion engine 3 is minimized for each of the shift speeds.
  • Assist prohibition line connecting points where fuel consumption obtained at the same time coincides with each other, and on the side where the required driving force is smaller than the optimal fuel consumption line
  • a charge prohibition line is set to connect the fuel consumption obtained in the engine travel mode and the fuel consumption obtained in the charge travel mode, and the speed of the power of the internal combustion engine 3 and the speed of the hybrid vehicle V are set.
  • the engine running mode is selected (steps 203, 205, and 206 in FIG. 19), and the required driving force is in the assist prohibition line.
  • the assist travel mode is selected (steps 203 and 204 in FIG. 19)
  • the charge travel mode is selected (steps 205 and 207). It is characterized by.
  • control is performed as follows for a hybrid vehicle having the same configuration as that of the invention of claim 18.
  • an assist prohibition line and a charge prohibition line are set for each shift stage of the power of the internal combustion engine.
  • the assist prohibition line is set to have a larger required driving force than the optimum fuel consumption line that minimizes fuel consumption of the internal combustion engine, and is obtained in the fuel consumption obtained in the engine travel mode and in the assist travel mode. It connects fuel consumption points.
  • the charge prohibition line is set on the side where the required driving force is smaller than the optimum fuel consumption line, and the fuel consumption obtained in the engine travel mode and the fuel consumption obtained in the charge travel mode match each other. Is connected.
  • the engine running mode is selected when the required driving force is below the assist prohibition line and above the charge prohibition line according to the speed and the required driving force of the hybrid vehicle.
  • the engine running mode is selected when the required driving force does not coincide with the driving force of the internal combustion engine corresponding to the minimum fuel consumption rate and is close to that.
  • the assist travel mode is selected, and when the required driving force is below the charge prohibition line, the charge travel mode is selected. As described above, it is possible to appropriately select the travel mode according to the required driving force, to obtain smaller fuel consumption in any travel mode, and to improve the fuel efficiency of the hybrid vehicle.
  • the hybrid vehicle V includes a hybrid vehicle V in the vicinity.
  • a car navigation system 68 that stores data representing road information is provided.
  • the car navigation system 68 further includes prediction means (ECU 2) that predicts the traveling state of the hybrid vehicle V based on the data stored in the car navigation system 68. Further, the shift stage is selected according to the traveling state of the hybrid vehicle V.
  • the traveling state of the hybrid vehicle is predicted by the prediction unit based on the data representing the road information around the hybrid vehicle, and according to the predicted traveling state of the hybrid vehicle, A gear stage is selected. Thereby, it is possible to select in advance a gear position suitable for the traveling state of the hybrid vehicle.
  • 1 is a diagram schematically showing a hybrid vehicle to which a control device according to the present invention is applied. It is a block diagram which shows ECU etc. of a control apparatus. It is a flowchart which shows the process which selects the gear stage of a 1st transmission mechanism in the deceleration regeneration mode of a hybrid vehicle. It is an example of a conversion efficiency map.
  • 6 is a timing chart showing an operation example of the control device when the gear position of the first speed change mechanism is changed from the third gear to the first gear during the deceleration regeneration mode.
  • 7 is a timing chart showing an operation example of the control device when the speed stage of the first speed change mechanism is held at the third speed stage during the deceleration regeneration mode.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating another example of a process for setting the gear position of the first transmission mechanism during the deceleration regeneration mode. It is a figure which shows roughly the hybrid vehicle different from FIG. 1 to which the control apparatus by this invention is applied. It is a flowchart which shows the control process of a hybrid vehicle. It is a flowchart which shows a charge priority travel control process. It is an example of a charge amount map. It is an example of the map which shows the total fuel consumption rate obtained in engine driving mode. It is an example of the map which shows the total fuel consumption rate obtained in assist drive mode and charge drive mode. It is a figure which shows the relationship of the total fuel consumption rate between driving modes.
  • FIG. 17 is a diagram showing the relationship of the total fuel consumption rate between travel modes based on the total fuel consumption rate map of FIGS. 14 to 16; It is a flowchart which shows driving mode selection processing.
  • a hybrid vehicle V shown in FIG. 1 is a four-wheel vehicle including a pair of drive wheels DW (only one is shown) and a pair of driven wheels (not shown), and is an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) as a power source. ) 3 and an electric motor (hereinafter referred to as “motor”) 4 capable of generating electricity.
  • the engine 3 is a gasoline engine having a plurality of cylinders and has a crankshaft 3a.
  • the fuel injection amount, fuel injection timing, ignition timing, and the like of the engine 3 are controlled by the ECU 2 of the control device 1 shown in FIG.
  • the motor 4 is a general one-rotor type brushless DC motor, which is a so-called motor generator, and has a fixed stator 4a and a rotatable rotor 4b.
  • the stator 4a is for generating a rotating magnetic field, and is composed of an iron core or a three-phase coil.
  • the stator 4 a is attached to a casing CA fixed to the hybrid vehicle V, and is electrically connected to a chargeable / dischargeable battery 52 via a power drive unit (hereinafter referred to as “PDU”) 51.
  • the PDU 51 is configured by an electric circuit such as an inverter and is electrically connected to the ECU 2 (see FIG. 2).
  • Said rotor 4b is comprised with the magnet etc., and is arrange
  • a rotating magnetic field is generated by the control of the PDU 51 by the ECU 2, and is input to the rotor 4b accordingly.
  • the power is converted into electric power and electric power is generated, and the generated electric power is charged in the battery 52. Further, the power transmitted to the rotor 4b is controlled by appropriately controlling the stator 4a.
  • the hybrid vehicle V includes a driving force transmission device for transmitting the power of the engine 3 and the motor 4 to the driving wheels DW of the hybrid vehicle V.
  • This driving force transmission device has a dual clutch transmission including a first transmission mechanism 11 and a second transmission mechanism 31.
  • the first speed change mechanism 11 shifts the input power by one of the first speed, the third speed, the fifth speed and the seventh speed and transmits it to the drive wheel DW.
  • the gear ratios of these first gear to seventh gear are set on the higher speed side as the number of gears is larger.
  • the first speed change mechanism 11 includes a first clutch C1, a planetary gear device 12, a first input shaft 13, a third speed gear 14, and a fifth speed gear 15 arranged coaxially with the crankshaft 3a of the engine 3. , And a seventh gear 16.
  • the first clutch C1 is a dry multi-plate clutch, and includes an outer C1a that is integrally attached to the crankshaft 3a, an inner C1b that is integrally attached to one end of the first input shaft 13, and the like.
  • the first clutch C1 is controlled by the ECU 2. In the engaged state, the first input shaft 13 is engaged with the crankshaft 3a, while in the released state, the engagement is released and the connection between both the parts 13 and 3a is interrupted.
  • the planetary gear device 12 is of a single planetary type, and meshes with a sun gear 12a, a ring gear 12b having a larger number of teeth than the sun gear 12a, and a gear 12a, 12b that is rotatably provided on the outer periphery of the sun gear 12a.
  • a plurality of (for example, three) planetary gears 12c (only two are shown) and a rotatable carrier 12d that rotatably supports the planetary gears 12c are provided.
  • the sun gear 12 a is integrally attached to the other end of the first input shaft 13. Further, the rotor 4b of the motor 4 described above is integrally attached to the other end portion of the first input shaft 13, and the first input shaft 13 is rotatably supported by a bearing (not shown). With the above configuration, the first input shaft 13, the sun gear 12a, and the rotor 4b rotate integrally with each other.
  • the ring gear 12b is provided with a lock mechanism BR.
  • This lock mechanism BR is of an electromagnetic type, and is turned on / off by the ECU 2 to hold the ring gear 12b in a non-rotatable state in the ON state and to allow the ring gear 12b to rotate in the OFF state.
  • a synchro clutch may be used as the lock mechanism BR.
  • the carrier 12d is integrally attached to the hollow rotating shaft 17.
  • the rotary shaft 17 is relatively rotatably disposed outside the first input shaft 13 and is rotatably supported by a bearing (not shown).
  • the third speed gear 14 is integrally attached to the rotary shaft 17 and is rotatable together with the rotary shaft 17 and the carrier 12d.
  • the fifth speed gear 15 and the seventh speed gear 16 are rotatably provided on the first input shaft 13. Further, the third gear 14, the seventh gear 16, and the fifth gear 15 are arranged in this order between the planetary gear device 12 and the first clutch C1.
  • the first input shaft 13 is provided with a first synchro clutch SC1 and a second synchro clutch SC2.
  • the first sync clutch SC1 includes a sleeve S1a, a shift fork, and an actuator (all not shown).
  • the first sync clutch SC1 selectively engages the third speed gear 14 or the seventh speed gear 16 with the first input shaft 13 by moving the sleeve S1a in the axial direction of the first input shaft 13 under the control of the ECU 2. Combine.
  • the second synchro clutch SC2 is configured in the same manner as the first synchro clutch SC1, and the fifth speed gear 15 is input to the first input by moving the sleeve S2a in the axial direction of the first input shaft 13 under the control of the ECU 2. Engage with the shaft 13.
  • the first, third, and third gears 14, 5, 15, and 16 are engaged with a first passive gear 18, a second passive gear 19, and a third passive gear 20, respectively.
  • the passive gears 18 to 20 are integrally attached to the output shaft 21.
  • the output shaft 21 is rotatably supported by a bearing (not shown), and is disposed in parallel with the first input shaft 13.
  • a gear 21a is integrally attached to the output shaft 21, and the gear 21a meshes with a final gear FG having a differential device.
  • the output shaft 21 is connected to the drive wheel DW via the gear 21a and the final gear FG.
  • the planetary gear unit 12, the third speed gear 14, and the first passive gear 18 constitute first and third speed gears
  • the fifth speed gear 15 and the second passive gear. 19 is a fifth gear
  • the seventh gear 16 and the third passive gear 20 are a seventh gear.
  • the power input to the first input shaft 13 is shifted by one of these first, third, fifth and seventh speeds, and the output shaft 21, the gear 21a and the final gear FG. Is transmitted to the drive wheel DW.
  • the second speed change mechanism 31 described above shifts the input power by one of the second speed, the fourth speed and the sixth speed and transmits it to the drive wheel DW.
  • the speed ratios of these second gear to sixth gear are set to a higher speed as the number of gears is larger.
  • the second speed change mechanism 31 includes a second clutch C2, a second input shaft 32, a second input intermediate shaft 33, a second speed gear 34, a fourth speed gear 35, and a sixth speed gear 36.
  • the second clutch C2 and the second input shaft 32 are arranged coaxially with the crankshaft 3a.
  • the second clutch C2 is a dry multi-plate clutch, and includes an outer C2a integrally attached to the crankshaft 3a and an inner C2b integrally attached to one end of the second input shaft 32. It is configured.
  • the second clutch C2 is controlled by the ECU 2. In the engaged state, the second input shaft 32 is engaged with the crankshaft 3a, while in the released state, the engagement is released and the two are disconnected from each other. .
  • the second input shaft 32 is formed in a hollow shape, is relatively rotatably disposed outside the first input shaft 13, and is rotatably supported by a bearing (not shown).
  • a gear 32 a is integrally attached to the other end of the second input shaft 32.
  • the second input intermediate shaft 33 is rotatably supported by a bearing (not shown), and is arranged in parallel with the second input shaft 32 and the output shaft 21 described above.
  • a gear 33a is integrally attached to the second input intermediate shaft 33, and an idler gear 37 is engaged with the gear 33a.
  • the idler gear 37 meshes with the gear 32a of the second input shaft 32. In FIG. 1, the idler gear 37 is drawn at a position away from the gear 32a for the sake of illustration.
  • the second input intermediate shaft 33 is connected to the second input shaft 32 through the gear 33a, the idler gear 37, and the gear 32a.
  • the second speed gear 34, the sixth speed gear 36, and the fourth speed gear 35 are rotatably provided on the second input intermediate shaft 33, and are arranged in this order.
  • the second passive gear 19 meshes with each other.
  • the second input intermediate shaft 33 is provided with a third synchro clutch SC3 and a fourth synchro clutch SC4. Both synchro clutches SC3 and SC4 are configured in the same manner as the first synchro clutch SC1.
  • the third sync clutch SC3 selects the second speed gear 34 or the sixth speed gear 36 as the second input intermediate shaft 33 by moving the sleeve S3a in the axial direction of the second input intermediate shaft 33 under the control of the ECU 2.
  • the fourth sync clutch SC4 engages the fourth speed gear 35 with the second input intermediate shaft 33 by moving the sleeve S4a in the axial direction of the second input intermediate shaft 33 under the control of the ECU 2.
  • the second speed gear 34 and the first passive gear 18 constitute a second speed gear stage
  • the fourth speed gear 35 and the second passive gear 19 constitute the fourth speed gear stage
  • the sixth gear 36 and the third passive gear 20 constitute a sixth gear.
  • the power input to the second input shaft 32 is transmitted to the second input intermediate shaft 33 via the gear 32a, the idler gear 37 and the gear 33a, and the power transmitted to the second input intermediate shaft 33 is
  • the speed is changed by one of the second speed, the fourth speed, and the sixth speed, and is transmitted to the drive wheel DW via the output shaft 21, the gear 21a, and the final gear FG.
  • the first and second transmission mechanisms 11 and 31 share the output shaft 21 for transmitting the shifted power to the drive wheels DW.
  • the drive force transmission device is provided with a reverse mechanism 41, and the reverse mechanism 41 includes a reverse shaft 42, a reverse gear 43, and a fifth sync clutch SC5 having a sleeve S5a.
  • the reverse gear 43 is engaged with the reverse shaft 42 by moving the sleeve S5a in the axial direction of the reverse shaft 42 under the control of the ECU 2.
  • the hybrid vehicle V is provided with a brake B for decelerating the hybrid vehicle V.
  • the brake B is an electric servo brake, and its operation is controlled by the ECU 2.
  • a CRK signal is input from the crank angle sensor 61 to the ECU 2.
  • This CRK signal is a pulse signal output at every predetermined crank angle as the crankshaft 3a of the engine 3 rotates.
  • the ECU 2 calculates the engine speed NE based on the CRK signal.
  • the ECU 2 receives from the current / voltage sensor 62 a detection signal representing a current / voltage value input / output to / from the battery 52.
  • the ECU 2 calculates the state of charge SOC of the battery 52 based on this detection signal.
  • a detection signal indicating the temperature of the battery 52 (hereinafter referred to as “battery temperature”) TB is input to the ECU 2 from the battery temperature sensor 63. Further, the ECU 2 receives a detection signal indicating the accelerator opening AP, which is the depression amount of an accelerator pedal (not shown) of the hybrid vehicle V, from the accelerator opening sensor 64, and a detection signal indicating the vehicle speed VP from the vehicle speed sensor 65. Entered. Further, the ECU 2 receives from the torque sensor 67 a detection signal indicating the brake pedal force BP, which is the pedal force of the brake pedal (not shown) of the hybrid vehicle V, from the brake pedal force sensor 66, and the torque of the drive wheels DW (hereinafter referred to as “drive”). A detection signal representing TDW (referred to as “wheel torque”) is input. In addition, data representing road information around the hybrid vehicle V traveling, which is stored in the car navigation system 68, is appropriately input to the ECU 2.
  • the ECU 2 is composed of a microcomputer composed of an I / O interface, CPU, RAM, ROM and the like, and is stored in the ROM in accordance with the detection signals from the various sensors 61 to 67 described above and data from the car navigation system 68.
  • the operation of the hybrid vehicle V is controlled according to the stored control program.
  • the travel modes of the hybrid vehicle V configured as described above include an ENG travel mode, an EV travel mode, an assist travel mode, a charge travel mode, a deceleration regeneration mode, and an ENG start mode.
  • the operation of the hybrid vehicle V in each travel mode is controlled by the ECU 2.
  • these travel modes will be described in order.
  • the ENG travel mode is a travel mode in which only the engine 3 is used as a power source.
  • the power of the engine 3 (hereinafter referred to as “engine power”) is controlled by controlling the fuel injection amount, fuel injection timing, and ignition timing of the engine 3. Further, the engine power is changed by the first or second transmission mechanism 11, 31 and transmitted to the drive wheel DW.
  • the operation when the engine power is shifted at one of the first speed, the third speed, the fifth speed and the seventh speed by the first speed change mechanism 11 will be described in order.
  • the first input shaft 13 is engaged with the crankshaft 3a and the second clutch C2 is controlled to be disengaged by controlling the first clutch C1 to the engaged state at any of the above speeds.
  • the engagement of the second input shaft 33 with the crankshaft 3a is released.
  • the engagement of the reverse gear 43 with respect to the reverse shaft 42 is released by the control of the fifth sync clutch SC5.
  • the lock mechanism BR is controlled to be turned on to hold the ring gear 12b in a non-rotatable manner, and the third speed with respect to the first input shaft 13 is controlled by the first and second sync clutches SC1 and SC2. The engagement of the gear 14, the fifth gear 15 and the seventh gear 16 is released.
  • the engine power is transmitted to the output shaft 21 via the first clutch C1, the first input shaft 13, the sun gear 12a, the planetary gear 12c, the carrier 12d, the rotary shaft 17, the third speed gear 14, and the first passive gear 18.
  • it is transmitted to the drive wheel DW via the gear 21a and the final gear FG.
  • the ring gear 12b is held non-rotatable as described above, the engine power transmitted to the first input shaft 13 is decelerated at a gear ratio according to the gear ratio between the sun gear 12a and the ring gear 12b.
  • it is transmitted to the carrier 12d, further decelerated at a gear ratio according to the gear ratio between the third speed gear 14 and the first passive gear 18, and then transmitted to the output shaft 21.
  • the engine power is shifted at the first gear ratio determined by the two gear ratios and transmitted to the drive wheels DW.
  • the rotation of the ring gear 12b is permitted by controlling the lock mechanism BR to the OFF state, and only the third speed gear 14 is controlled by the control of the first and second sync clutches SC1 and SC2. 1
  • the input shaft 13 is engaged.
  • the engine power is transmitted from the first input shaft 13 to the output shaft 21 via the third speed gear 14 and the first passive gear 18.
  • the sun gear 12a, the carrier 12d, and the ring gear 12b rotate together. Therefore, in the case of the third speed stage, unlike the case of the first speed stage, the engine power is not decelerated by the planetary gear unit 12 and depends on the gear ratio between the third speed gear 14 and the first passive gear 18. The speed is changed at a fixed gear ratio of the third speed and transmitted to the drive wheel DW.
  • the EV travel mode is a travel mode in which only the motor 4 is used as a power source.
  • the power of the motor 4 (hereinafter referred to as “motor power”) is controlled by controlling the electric power supplied from the battery 51 to the motor 4. Further, the motor power is changed by the first speed change mechanism 11 at one of the first speed, the third speed, the fifth speed, and the seventh speed, and is transmitted to the drive wheels DW.
  • the engagement of the first and second input shafts 13 and 32 with respect to the crankshaft 3a is released by controlling the first and second clutches C1 and C2 to the disengaged state at any of these shift speeds. .
  • the lock mechanism BR is controlled to be in the ON state, thereby holding the ring gear 12b in a non-rotatable manner and controlling the first and second sync clutches SC1, SC2.
  • the engagement of the third gear 14, the fifth gear 15 and the seventh gear 16 with respect to the first input shaft 13 is released.
  • the motor power is transmitted to the output shaft 21 via the first input shaft, the sun gear 12a, the planetary gear 12c, the carrier 12d, the rotary shaft 17, the third speed gear 14, and the first passive gear 18.
  • the motor power is shifted at the first gear ratio and transmitted to the drive wheels DW, as in the ENG travel mode.
  • the lock mechanism BR is controlled to be in the OFF state, thereby allowing the ring gear 12b to rotate and controlling the first and second sync clutches SC1 and SC2. Only the third speed gear 14 is engaged with the first input shaft 13.
  • the motor power is transmitted from the first input shaft 13 to the output shaft 21 via the third speed gear 14 and the first passive gear 18.
  • the motor power is changed at a gear ratio of the third speed and transmitted to the drive wheels DW, as in the ENG travel mode.
  • the lock mechanism BR and the first and second sync clutches SC1 and SC2 are controlled in the same manner as in the ENG travel mode.
  • the motor power is changed at a gear ratio of 5th speed or 7th speed and transmitted to the drive wheels DW.
  • the gear position of the first transmission mechanism 11 is set so that high drive efficiency of the motor 4 can be obtained.
  • the assist travel mode is a travel mode in which the engine 3 is assisted by the motor 4.
  • engine torque the torque of the engine 3
  • motor torque the torque of the motor 4
  • the required torque TRQ is calculated according to the detected accelerator opening AP.
  • the speed ratio of the motor power is the speed change ratio of the speed set by the first speed change mechanism 11. Will be the same.
  • the first speed, the third speed, the fifth speed or the first speed of the first speed change mechanism 11 is set as the gear ratio of the motor power. It is possible to select any gear ratio of the seventh gear.
  • the shift speed of the first transmission mechanism 11 is selected by pre-shifting, and the motor power is output via the first transmission mechanism 11. It is transmitted to the shaft 21.
  • the first to third passive gears 18 to 20 of the output shaft 21 are in mesh with both the odd-numbered gears and the even-numbered gears, and the engine shifted at the even-numbered gears. It is possible to synthesize the power and the motor power shifted at odd stages.
  • the first clutch C ⁇ b> 1 is controlled to be in a released state, so that engine power is not transmitted to the drive wheels DW via the first transmission mechanism 11. Further, the gear position of the first transmission mechanism 11 to be pre-shifted can be freely selected according to the traveling state of the hybrid vehicle V.
  • the charge travel mode is a travel mode in which a part of engine power is converted into electric power by the motor 4 to generate electric power, and the generated electric power is charged to the battery 52.
  • the engine torque is basically controlled so that good fuel consumption of the engine 3 can be obtained. Further, power is generated by the motor 4 using a surplus of the engine torque with respect to the required torque TRQ, and the generated power is charged in the battery 52 (regeneration).
  • the gear ratio of the motor power is the speed change of the first speed change mechanism 11. It becomes the same as the gear ratio of the stage. Further, when the engine power is being shifted by the second transmission mechanism 12 (even-numbered stage), the first speed stage, the third speed stage, the fifth speed stage of the first transmission mechanism 11 or the It is possible to select any gear ratio of the seventh gear.
  • the deceleration regeneration mode is a traveling mode in which, when it is determined that the hybrid vehicle V is traveling at a reduced speed, power is generated by the motor 4 using the power of the drive wheels DW and the generated power is charged to the battery 52. is there.
  • charging the battery 52 with the electric power generated by the motor 4 is appropriately referred to as “regeneration”. Whether or not the hybrid vehicle V is traveling at a reduced speed is determined based on the accelerator pedal opening AP.
  • the fuel supply to the engine 3 is stopped (fuel cut).
  • the first and second clutches C1 and C2 are controlled in the same manner as in the EV traveling mode, whereby the motor 4 and the drive wheels DW are disconnected from the engine 3, so that the drive wheels DW Power is not transmitted to the engine 3 in vain.
  • the power of the drive wheels DW is transmitted to the motor 4 in a shifted state via the final gear FG, the gear 21a, the output shaft 21, and the first transmission mechanism 11.
  • the power of the drive wheels DW transmitted to the motor 4 is converted into electric power and charged in the battery 52 (regeneration). Accordingly, a braking force corresponding to the generated electric power is transmitted from the motor 4 to the drive wheel DW.
  • the first clutch C1 can be engaged in order to obtain the braking force by the engine brake.
  • the ENG start mode is an operation mode for starting the engine 3.
  • the first input shaft 13 is engaged with the crankshaft 3a by controlling the first clutch C1 to the engaged state, and the first By controlling the two-clutch C2 to the released state, the engagement of the second input shaft 32 with the crankshaft 3a is released. Further, all the gear positions of the first transmission mechanism 11 are released (neutral), and electric power is supplied from the battery 52 to the motor 4 to generate motor power.
  • the motor power is transmitted to the crankshaft 3a via the first input shaft 13 and the first clutch C1, and the crankshaft 3a rotates.
  • the engine 3 is started by controlling the fuel injection amount, fuel injection timing, and ignition timing of the engine 3 in accordance with the CRK signal described above.
  • the motor power transmitted to the sun gear 12a via the first input shaft 13 is transmitted to the ring gear 12b via the planetary gear 12c, but the ring gear 12b is allowed to rotate as described above, so that the ring gear is allowed to rotate. Since 12b idles, it is not transmitted to the drive wheel DW via the carrier 12d or the like.
  • the first clutch C1 in the released state is engaged, and the first input shaft 13 is engaged with the crankshaft 3a. Thereby, motor power is transmitted to the crankshaft 3a, and the crankshaft 3a rotates.
  • the engine 3 is started by controlling the fuel injection amount, fuel injection timing, and ignition timing of the engine 3 in accordance with the CRK signal. In this case, by gradually increasing the fastening force of the first clutch C1, the torque transmitted from the motor 4 to the drive wheels DW will not be suddenly reduced, so that good drivability can be ensured.
  • This control controls the operation of the motor 4 and selects the gear position of the first transmission mechanism 11 in the above-described deceleration regeneration mode.
  • the deceleration regeneration mode basically, the power generated by the motor 4 is controlled according to the detected brake pedaling force BP. Thereby, the braking force acting on the drive wheel DW from the motor 4 is controlled to a magnitude corresponding to the brake pedaling force BP.
  • FIG. 3 shows a process for selecting the gear position of the first transmission mechanism 11 during the deceleration regeneration mode, and this process is repeatedly executed at predetermined time intervals.
  • step 1 illustrated as “S1”, the same applies hereinafter
  • a first charge amount CH1 is calculated. This first charge amount CH1 charges the battery 52 when it is assumed that regeneration by the motor 4 is performed from the current time until the hybrid vehicle V stops while the gear position of the first transmission mechanism 11 is held at the current gear position. This is a predicted value of the charged amount.
  • the first charge amount CH1 is calculated as follows. That is, first, the electric energy conversion efficiency is calculated by searching the conversion efficiency map shown in FIG. 4 according to the detected vehicle speed VP, drive wheel torque TDW, and the current gear position. This electric energy conversion efficiency is the conversion efficiency (electric energy / travel energy) when the travel energy of the hybrid vehicle V is converted into the electrical energy charged in the battery 52.
  • the conversion efficiency map defines the electric energy conversion efficiency for each gear position with respect to the vehicle speed VP and the drive wheel torque TDW.
  • the power transmission efficiency of each gear position of the first transmission mechanism 11 and the motor 4 The power generation efficiency of the battery 52 and the charging efficiency of the battery 52 are set in advance.
  • the power transmission efficiency is a ratio between the torque output from the first transmission mechanism 11 and the torque input to the first transmission mechanism 11, and the power generation efficiency is the electric energy generated by the motor 4 and the motor 4.
  • the charging ratio and the torque input to the battery 52 are the ratio between the electric energy charged in the battery 52 and the electric energy supplied to the battery 52.
  • the level of the electric energy conversion efficiency is shown by hatching.
  • a torque (hereinafter referred to as “motor transmission torque”) transmitted to the motor 4 is calculated by searching a predetermined map (not shown) in accordance with the brake pedaling force BP and the current gear position.
  • the first charge amount CH1 is calculated according to the electric energy conversion efficiency, the motor transmission torque, and the vehicle stop time.
  • This vehicle stop time is a predicted value of the time required until the hybrid vehicle V stops from the present time, and is calculated by searching a predetermined map (not shown) according to the vehicle speed VP and the brake pedaling force BP. .
  • the above calculation of the first charge amount CH1 is performed on the assumption that the brake depression force BP does not change.
  • step 2 following step 1 the required shift time TIM is calculated.
  • This shift required time TIM is the time required from the start of the change to the completion when the shift is changed from the current shift to the target shift.
  • the target shift speed is set by searching the above-described conversion efficiency map (FIG. 4) according to the vehicle speed VP and the drive wheel torque TDW. Specifically, the electric energy conversion efficiency is calculated for each gear position based on the conversion efficiency map, and the gear position corresponding to the highest electric energy conversion efficiency among the calculated plurality of electric energy conversion efficiencies is determined as the target gear shift.
  • the shift required time TIM is calculated by searching a predetermined map (not shown) according to the current shift speed and the target shift speed.
  • Step 5 described later is executed, whereby the shift speed is held at the current shift speed.
  • the second charge amount CH2 is calculated (step 3).
  • the second charge amount CH2 is a charge that is charged to the battery 52 when it is assumed that the shift stage is changed to the target shift stage until the hybrid vehicle V stops and regeneration is performed until the hybrid vehicle V stops. A predicted value of quantity.
  • the calculation of the second charge amount CH2 is performed as follows.
  • the electric energy conversion efficiency is calculated by searching the power generation efficiency map (FIG. 4) according to the vehicle speed VP, the drive wheel torque TDW, and the target gear position.
  • the motor transmission torque is calculated by searching the map according to the brake pedaling force BP and the target shift speed, and the second charge amount CH2 is set according to the calculated electric energy conversion efficiency, the motor transmission torque, and the stop time after completion of the shift. Is calculated.
  • the stop time after completion of the shift is calculated by subtracting the required shift time TIM calculated in step 2 from the vehicle stop time described in the description of step 2.
  • the second charge amount CH2 is obtained when the battery 52 is regenerated when the shift speed is changed to the target shift speed from when the shift required time TIM elapses until the hybrid vehicle V stops. Is calculated as the amount of charge charged. The above calculation of the second charge amount CH2 is performed on the assumption that the brake depression force BP does not change.
  • step 4 it is determined whether the gear position should be maintained or changed to the target gear position. Specifically, it is determined whether or not the first charge amount CH1 calculated in step 1 is larger than the second charge amount CH2 calculated in step 3. If the answer is YES (CH1> CH2), the first charge amount, which is the charge amount when it is assumed that the shift stage is maintained, is the charge amount when the shift stage is changed to the target shift stage. When it is greater than 2 charge amount CH2, it is determined that the gear position should be maintained at the current gear position. Then, in response to this determination result, the gear position of the first transmission mechanism 11 is held at the current gear position (step 5), and this process is terminated.
  • step 4 when the answer to step 4 is NO and the first charge amount CH1 is equal to or less than the second charge amount CH2, it is determined that the gear position should be changed to the target gear position. Then, in response to this determination result, the gear position is changed to the target gear position (step 6), and this process is terminated.
  • the period from the start of the change to the completion thereof that is, from the release of the first and second synchro clutches SC1 and SC2 to the engagement.
  • the transmission of power between the drive wheel DW and the motor 4 is interrupted, and as a result, regeneration by the motor 4 cannot be performed and is generated by the motor 4 along with the regeneration.
  • the braking force to be transmitted is not transmitted to the drive wheel DW.
  • the ECU 2 determines whether or not the brake B is operable, and when it is determined that the brake B is operable, the ECU 2 starts changing the gear position to the target gear position in step 6. Further, during the change of the gear position, in order to decelerate the hybrid vehicle V, the operation of the brake B is controlled based on the brake depression force BP.
  • the start timing of the gear stage change is equal to the time required from the present time until the brake B can be operated. Since it is delayed, the shift required time TIM is corrected to a longer time.
  • the ECU 2 is one of a first condition that the calculated state of charge SOC is equal to or higher than the upper limit value and a second condition that the detected battery temperature TB is equal to or higher than a predetermined temperature while the hybrid vehicle V is traveling at a reduced speed. It is determined whether or not is established. When it is determined that the condition is satisfied, regeneration by the motor 4 in the deceleration regeneration mode is prohibited. While the regeneration is prohibited, the operation of the brake B is controlled based on the brake pedaling force BP in order to decelerate the hybrid vehicle V.
  • the ECU 2 predicts the traveling state of the hybrid vehicle V based on the road information around the hybrid vehicle V traveling that is stored in the car navigation system 68 described above. Then, the traveling mode of the hybrid vehicle V is selected according to the predicted traveling state of the hybrid vehicle V. Thereby, for example, when the hybrid vehicle V is predicted to travel downhill, the charge amount of the battery 52 is expected to increase in the deceleration regeneration mode during downhill travel, so the ENG travel mode is selected. When it is predicted that the vehicle travels on an uphill, the assist travel mode is expected to be selected during the travel on the uphill, so that the charge travel mode is selected in order to charge the battery 52 in advance.
  • FIG. 5 and 6 show an example of the operation of the control device 1 in the deceleration regeneration mode. More specifically, FIG. 5 shows a case where the gear position of the first speed change mechanism 11 is changed from the third gear to the first gear, and FIG. 6 shows a case where the first gear is held at the third gear.
  • NMot is the rotational speed of the motor 4 (hereinafter referred to as “motor rotational speed”)
  • MotTrq is the motor torque (torque of the motor 4)
  • DwTrq is applied from the motor 4 to the drive wheel DW.
  • Braking torque hereinafter referred to as “driving wheel braking torque”.
  • the motor torque MotTrq is indicated by a negative value ( ⁇ ) when a regenerative braking force is generated in the motor 4, and is indicated by a positive value (+) when power is output by supplying power. .
  • “Shift stage” is the shift stage of the first transmission mechanism 11, 3 rd is the third speed stage, N is the neutral (lock mechanism BR: OFF state, the third speed gear 14, the fifth speed gear 15 and the seventh speed gear 16. : Disengagement) 1st is the first gear. 5 and 6 both show an example of operation when regeneration by the motor 4 is performed until a predetermined time elapses. During this predetermined time, the vehicle speed VP decreases from the current time to a predetermined speed. It is set as the time until.
  • the motor torque MotTrq that is a negative value is The value is controlled to be 0.
  • the drive wheel braking torque DWTrq also changes to a value of 0, and the vehicle speed VP decreases with a smaller slope than when the shift speed is maintained at the third speed (dashed line in FIG. 5).
  • the gear position is controlled to neutral in order to change the gear position to the first gear. In this case, the gear position does not become neutral immediately due to a response delay of the first sync clutch SC1. Thereafter, when the gear position becomes neutral (time point t3), the motor rotation speed NMot is adjusted to the gear rotation speed determined by the vehicle speed VP at that time and the gear ratio of the first gear speed (hereinafter referred to as “speed adjustment for gear shifting”). Therefore, electric power is supplied from the battery 52 to the motor 4. As a result, the motor torque MotTrq becomes a positive value, and the motor rotation speed NMot increases.
  • the crankshaft 3a of the engine 3 and the first input shaft 13 of the first transmission mechanism 11 are engaged with each other by the first clutch C1, and the crankshaft 3a and the second transmission mechanism are engaged.
  • the engagement of the 31 with the second input shaft 32 is released by the second clutch C2
  • the engine power is driven in a state where the engine power is shifted at any one of the plurality of shift stages of the first transmission mechanism 11. It is transmitted to the wheel DW.
  • the first charge amount CH1 that is a predicted value of the charge amount charged to the battery 52 when it is assumed that regeneration by the motor 4 is performed until the hybrid vehicle V stops while maintaining the gear position.
  • Is calculated (step 1) and the required shift time TIM is calculated (step 2). Further, this is a predicted value of the amount of charge that is charged to the battery 52 when it is assumed that the shift stage is changed to the target shift stage until the hybrid vehicle V stops and regeneration is performed until the hybrid vehicle V stops.
  • a second charge amount CH2 is calculated (step 3).
  • the second charge amount CH2 which is the charge amount when the gear position is changed, can be predicted with high accuracy in accordance with the shift missing (power transmission interruption due to the gear position change in the first transmission mechanism 11). it can.
  • step 4 based on the calculated first and second charge amounts CH1 and CH2, it is determined whether the gear position should be maintained or changed to the target gear position (step 4). As a result, when CH1> CH2, the gear shift is performed. On the other hand, the speed is maintained at the current speed (step 5). On the other hand, when CH1 ⁇ CH2, the speed is changed to the target speed (step 6). As described above, a larger charge amount can be obtained, and as a result, the fuel efficiency of the hybrid vehicle V can be improved.
  • the hybrid vehicle V since the operation of the brake B is controlled in order to decelerate the hybrid vehicle V during the deceleration regeneration mode and during the change of the gear stage to the target gear stage, the hybrid vehicle V does not generate a shock. Can be decelerated appropriately. Further, during the deceleration regeneration mode, it is determined whether or not the brake B can be operated, and when it is determined that the brake B can be operated, the shift to the target shift stage is started. Therefore, the above-described effect, that is, the effect that the hybrid vehicle V can be appropriately decelerated so as not to generate a shock can be reliably obtained.
  • the hybrid vehicle V it is determined whether one of the first condition that the state of charge SOC is equal to or higher than the upper limit value and the second condition that the battery temperature TB is equal to or higher than a predetermined temperature is satisfied while the hybrid vehicle V is traveling at a reduced speed.
  • regeneration by the motor 4 is prohibited when it is determined that one of the first and second conditions is satisfied. Therefore, overheating of the battery 52 can be prevented.
  • the operation of the brake B is controlled to decelerate the hybrid vehicle V while the regeneration is prohibited, the hybrid vehicle V can be appropriately decelerated so as not to generate a shock.
  • the traveling state of the hybrid vehicle V is predicted based on data representing the road information around the hybrid vehicle V traveling, and the hybrid vehicle V is in accordance with the predicted traveling state of the hybrid vehicle V.
  • a travel mode is selected.
  • a travel mode suitable for the travel situation of the hybrid vehicle V can be selected. For example, when the hybrid vehicle V is predicted to travel downhill, the charge amount of the battery 52 is expected to increase in the deceleration regeneration mode during downhill travel, so the ENG travel mode can be selected.
  • the assist travel mode is predicted to be selected during the travel on the uphill, so that the charge travel mode can be selected in order to charge the battery 52 in advance. .
  • FIG. 7 shows another example of the process of selecting the gear position of the first speed change mechanism during the deceleration regeneration mode.
  • This process is mainly different from the process shown in FIG. 3 in that the determination as to whether the gear position should be maintained or the target gear position should be changed is made based on the loss regenerative electric energy LRE.
  • the loss regenerative electric energy LRE is changed to the above-described target shift stage and regenerated by the motor 4 during the deceleration regeneration mode.
  • the first transmission mechanism 11 associated with the change of the shift stage is used. Electric energy that cannot be regenerated due to the interruption of power transmission.
  • the loss regenerative electric energy LRE is calculated by searching a predetermined map (not shown) according to the brake pedaling force BP and the vehicle speed VP. Next, it is determined whether or not the calculated loss regenerative electric energy LRE is larger than a predetermined value LREREF (step 12). If the answer is YES and the loss regenerative electric energy LRE> predetermined value LREREF, the change of the gear to the target gear is prohibited, the gear is held at the current gear (step 13), and this process is performed. finish.
  • step 13 determines whether the gear position is changed to the target gear position (step 14). If the answer to step 13 is NO and the loss regenerative electric energy LRE ⁇ the predetermined value LREREF, the gear position is changed to the target gear position (step 14), and the present process is terminated.
  • the first speed change accompanying the change of the speed change stage is performed.
  • Loss regenerative electric energy LRE which is electric energy that cannot be regenerated due to interruption of power transmission in mechanism 11, is predicted. Further, during the deceleration regeneration mode, when the predicted loss regenerative electric energy LRE is larger than the predetermined value LREREF, the change of the shift speed to the target shift speed is prohibited.
  • the braking force generated by the motor 4 along with regeneration is controlled by controlling the power generated by the motor 4 in accordance with the brake pedaling force BP. Furthermore, since the brake pedaling force BP and the vehicle speed VP are used as parameters for predicting the loss regenerative electric energy LRE, this prediction can be performed appropriately.
  • the present invention is also applicable to the hybrid vehicle V ′ shown in FIG.
  • the hybrid vehicle V ′ shown in FIG. 8 is mainly different from the hybrid vehicle V in that a transmission mechanism 71 is provided instead of the first and second transmission mechanisms 11 and 31 described above.
  • the speed change mechanism 71 is a stepped automatic transmission and has an input shaft 72 and an output shaft 73.
  • the input shaft 72 is connected to the crankshaft 3 a via the clutch C, and the rotor 4 b of the motor 4 is integrally attached to the input shaft 72.
  • the clutch C is a dry multi-plate clutch similar to the first and second clutches C1 and C2.
  • a gear 73a is integrally attached to the output shaft 73, and the gear 73a meshes with the above-described final gear FG.
  • the output shaft 73 is connected to the drive wheels DW and DW via the gear 73a and the final gear FG.
  • the engine power and the motor power are input to the input shaft 72, and the input power is one of a plurality of shift speeds (for example, 1st speed to 7th speed). The speed is changed and transmitted to the drive wheels DW and DW.
  • the operation of the speed change mechanism 71 is controlled by the ECU 2.
  • the transmission mechanism 71 is configured to transmit both engine power and motor power to the drive wheels DW in a shifted state, but the transmission mechanism transmits the engine power to the drive wheels DW in a shifted state;
  • a speed change mechanism that transmits the motor power to the drive wheel DW in a state in which the motor power is changed may be provided separately.
  • the present invention can also be applied to a hybrid vehicle including only the motor 4 as a power source. In this case, the motor power is transmitted to the drive wheels DW while being shifted by the speed change mechanism 71.
  • the shift to the target shift stage is started when it is determined that the brake B is operable.
  • the brake pedaling force BP is a predetermined value.
  • the first and second charge amounts CH1 and CH2 are calculated as predicted values of the charge amount until the hybrid vehicle V stops, but until a predetermined regeneration time elapses. It may be calculated as a predicted value of the charge amount at. In this case, the regeneration time is set to a time from the current time until the vehicle speed VP decreases to a predetermined speed.
  • the setting (holding / changing) of the shift stage based on the first and second charge amounts CH1 and CH2 is performed during the deceleration regeneration mode, but may be performed during the charge travel mode.
  • the first charge amount the amount of charge charged in the battery 52 is calculated when it is assumed that regeneration by the motor 4 is performed for a predetermined regeneration time while the shift stage is maintained during the charge travel.
  • the second charge amount during charging, the battery 52 is charged when regeneration is performed by the motor 4 with the time difference between the regeneration time and the required shift speed TIM and the shift speed changed to the target shift speed. The amount of charge is calculated.
  • the regeneration time is set to an appropriate time.
  • the target shift speed is set according to the vehicle speed VP and the drive wheel torque TDW.
  • the power generation efficiency of the motor 4 is higher as the rotation speed is higher. Since a higher and larger charge amount can be obtained, the target shift stage can be set to an arbitrary shift stage on the lower speed side than the current shift stage or set to the first speed stage on the lowest speed side. Also good.
  • the brake depression force BP that is the depression force of the brake pedal is detected as the operation amount of the brake pedal, but the operation amount of the brake pedal itself may be detected.
  • the shift required time TIM is calculated using a map, but may be calculated using a predetermined mathematical formula.
  • the first and second charge amounts CH1 and CH2 are converted efficiency maps in which the power transmission efficiency of the first transmission mechanism 11, the power generation efficiency of the motor 4 and the charging efficiency of the battery 52 are reflected (FIG. 4). However, it may be calculated as follows, for example. That is, without using this conversion efficiency map, the power transmission efficiency, power generation efficiency and charging efficiency are calculated in real time, and the calculated power transmission efficiency, power generation efficiency and charging efficiency and the above-described motor transmission torque are calculated. Accordingly, the first and second charge amounts CH1 and CH2 may be calculated.
  • the power transmission efficiency is calculated by searching a predetermined map (not shown) according to, for example, the vehicle speed VP and the drive wheel torque TDW
  • the power generation efficiency is, for example, the vehicle speed VP and the first transmission mechanism 11. It is calculated by searching a predetermined map (not shown) according to the motor rotation speed NMot determined by the shift speed of the motor.
  • the charging efficiency is calculated by searching a predetermined map (not shown) according to the battery temperature TB, for example.
  • a predetermined mathematical formula may be used without using a map.
  • FIG. 9 shows the main routine, which is executed every predetermined time.
  • step 101 it is determined whether or not the state of charge SOC of the battery 52 is lower than a predetermined first lower limit SOCL1 that is low enough to charge the battery 52.
  • step 102 normal travel control is executed, and this process is terminated.
  • any of the ENG travel mode, EV travel mode, or assist travel mode is basically selected as the travel mode in accordance with the vehicle speed VP, the required torque TRQ, and the state of charge SOC.
  • the traveling mode the gear stage having the highest overall efficiency, which will be described later, is selected.
  • step 101 if the answer to step 101 is YES and SOC ⁇ SOCL1, the engine 3 is put into an operating state in step 103, and then the process proceeds to step 104. Specifically, when the travel mode so far is the EV travel mode and the engine 3 is stopped, the engine 3 is forcibly started. On the other hand, when the engine 3 is in operation, the stop is prohibited and the engine 3 is kept in the operation state.
  • step 104 charge priority running control is executed.
  • FIG. 10 shows the subroutine.
  • step 111 optimal fuel consumption control is executed.
  • the BSFC bottom torque that provides the minimum fuel consumption rate of the engine 3 is obtained according to the engine speed NE, and the engine torque is controlled to the calculated BSFC bottom torque.
  • step 112 the insufficient power SOCsh is calculated by subtracting the current state of charge SOC from a predetermined target state of charge SOCM.
  • step 113 the necessary per unit time required to restore the state of charge SOC of the battery 52 to the target state of charge SOCM at the predetermined time Tref by dividing the calculated insufficient power SOCsh by the predetermined time Tref. The power EPreq is calculated.
  • step 114 the charge amount EP of the battery 52 is calculated according to the vehicle speed VP and the required torque TRQ.
  • This calculation is performed by using a charge amount map as shown in FIG. 11 for each combination of the shift speed of the first transmission mechanism 11 and the shift speed of the second transmission mechanism 31 (hereinafter referred to as “shift pattern”).
  • This charge amount map is an example in the case of a shift pattern in which the speed of the engine 3 and the motor 4 is both the third speed, and the charge amount EP per unit time of the battery 52 with respect to the vehicle speed VP and the required torque TRQ. Is obtained in advance by experiments and set as a map. Note that the charge amount map is actually composed of a plurality of maps corresponding to all the shift patterns, and the charge amount EP is calculated for each shift pattern using these maps.
  • step 115 a shift pattern that satisfies the condition that the calculated charge amount EP is equal to or greater than the required power EPreq is preliminarily selected from the plurality of shift patterns.
  • step 116 the prediction efficiency Ehat is calculated for each of the preselected shift patterns.
  • This predicted efficiency Ehat corresponds to the efficiency when the electric power charged in the battery 52 is used for power conversion in the motor 4 in the future, and is calculated according to the vehicle speed VP, the required torque TRQ, the state of charge SOC, and the like. .
  • the total efficiency TE is calculated for each of the preselected shift patterns. This total efficiency TE corresponds to the total efficiency until fuel as an energy source in the hybrid vehicle V is finally used as travel energy.
  • the overall efficiency TE includes the efficiency of the engine 3, the efficiency of the motor 4, the charging efficiency of the battery 52, the efficiency of the first and second transmission mechanisms 11, 31, and the like. These efficiency are the vehicle speed VP and the required torque TRQ. It is calculated according to. The total efficiency TE is calculated using these calculated efficiencies and the predicted efficiency Ehat calculated in step 16.
  • step 118 the shift pattern having the largest calculated total efficiency TE is finally selected from the shift patterns preliminarily selected, and this process ends.
  • Traveling in the charging travel mode is executed using the shift pattern selected as described above, the difference between the BSFC bottom torque and the required torque TRQ is used for regeneration by the motor 4, and the electric power generated by the regeneration is stored in the battery. 52 is charged. Thereby, the state of charge SOC of the battery 52 can be recovered to the target state of charge SOCM within a predetermined time Tref, and the maximum total efficiency TE can be obtained while satisfying the condition.
  • the state of charge SOC further decreases and is lower than the lower limit value SOCL1 when the second speed stage or the fourth speed stage of the second speed change mechanism 31 is selected as the gear stage of the engine power.
  • the following control is executed. First, the shift speed of the engine power of the second speed change mechanism 31 is shifted to the high speed side by one speed (for example, from the fourth speed to the sixth speed), and the shift speed after the shift and the The charge amount EP is searched for each shift pattern using the above-described charge amount map corresponding to a combination (shift pattern) with a plurality of shift speeds on the motor 4 side of the one transmission mechanism 11. Then, the shift pattern having the largest retrieved charge amount EP is selected from the plurality of shift patterns. As a result, the state of charge SOC of the battery 52 that has fallen below the second lower limit SOCL2 can be recovered early.
  • the ECU 2 predicts the traveling state of the hybrid vehicle V based on the road information around the hybrid vehicle V traveling that is stored in the car navigation system 68 described above. Then, a shift pattern is selected according to the predicted traveling state of the hybrid vehicle V. Specifically, when the hybrid vehicle V is predicted to travel downhill, the shift pattern having the largest engine torque is selected. When the hybrid vehicle V is predicted to travel uphill, a charge amount map as shown in FIG. Referring to, the shift pattern having the largest charge amount EP is selected.
  • the shift pattern with the largest engine torque is selected.
  • the engine torque is controlled to be the BSFC bottom torque. Can be improved.
  • the difference between the BSFC bottom torque and the required torque TRQ is used for regeneration by the motor 4, and the electric power generated by the regeneration is charged in the battery 52. Therefore, the state of charge SOC of the battery 52 below the first lower limit SOCL1 Can be reliably recovered.
  • a plurality of shift patterns that can recover the state of charge SOC of the battery 52 that has fallen below the first lower limit SOCL to the target state of charge SOCM within a predetermined time Tref are preliminarily selected. Since the shift pattern having the largest overall efficiency TE of the hybrid vehicle V is finally selected from the plurality of shift patterns selected in advance, the state of charge SOC of the battery 52 is restored to the target state of charge SOCM within a predetermined time Tref. In addition, the maximum overall efficiency TE can be obtained while satisfying the conditions.
  • the state of charge SOC further decreases and a predetermined value lower than the lower limit SOCL1 When it becomes lower than the second lower limit SOCL2, the speed of the engine power of the second speed change mechanism 31 is shifted to the first speed, and the maximum charge amount EP is obtained with respect to the speed after the shift. Since the gear position on the motor 4 side of the first transmission mechanism 11 is selected, the state of charge SOC of the battery 52 that has fallen below the second lower limit SOCL2 can be recovered early.
  • the shift pattern is selected according to the traveling state of the hybrid vehicle V predicted by the car navigation system 66, when the hybrid vehicle V is predicted to travel downhill, the shift pattern having the largest engine torque is selected. When the vehicle is selected and is expected to travel uphill, the shift pattern with the largest charge amount EP can be selected.
  • the state of charge SOC is lower than the first lower limit SOCL1
  • the engine 3 is forcibly started, and the engine 3 Is being stopped and the engine 3 is kept in the operating state, so that the state of charge SOC of the battery 52 below the first lower limit SOCL1 can be recovered.
  • the present invention can also be applied to the hybrid vehicle V ′ shown in FIG. 8 described above. Even when the control process according to the second embodiment of the present invention is applied to the hybrid vehicle V ′, the selection of the travel mode, the selection of the shift speed, and the selection of the travel mode are the same as in the case of the control device 1 described above. Therefore, detailed description thereof will be omitted. Thereby, the effect by embodiment mentioned above can be acquired similarly.
  • the total efficiency TE is calculated according to the efficiency of the engine 3, the efficiency of the motor 4, the charging efficiency of the battery 52, and the efficiency of the first and second transmission mechanisms 11 and 31, In addition to or instead of these, other appropriate efficiencies may be performed.
  • control of the hybrid vehicle V according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the ENG traveling mode, the assist traveling mode, or the charging traveling mode described above is selected, and the gear position in each traveling mode is selected.
  • This total fuel consumption rate TSFC is a ratio of the fuel amount to the final travel energy when it is assumed that the fuel as the energy source in the hybrid vehicle V is finally converted into the travel energy of the hybrid vehicle. Therefore, the smaller the value is, the better the fuel efficiency of the hybrid vehicle V is.
  • the total fuel consumption rate TSFC is calculated using the amount of fuel supplied for traveling the hybrid vehicle V to the engine 3, the efficiency of the engine 3, and the efficiency of the first and second transmission mechanisms 11 and 31 in the ENG traveling mode.
  • engine driving parameters are collectively referred to as “engine driving parameters”.
  • the total fuel consumption rate TSFC is the past supply fuel amount that has been supplied to the engine 3 in the past in order to charge the battery 52 with the power for assist travel, in addition to the engine drive parameter, It is calculated using the discharge efficiency of the battery 52, the drive efficiency of the motor 4, and the efficiency of the first and second transmission mechanisms 11, 31.
  • the total fuel consumption rate TSFC is determined in addition to the engine drive parameter, the amount of fuel supplied for charging by the motor 4 to the engine 3, the efficiency of the engine 3, the first and second transmission mechanisms 11, It is calculated using the predicted efficiency which is the efficiency when the efficiency of 31, the power generation efficiency of the motor 4, the charging efficiency of the battery 52, and the electric power of the battery 52 are used in the travel of the hybrid vehicle V in the future.
  • the total fuel consumption rate TSFC calculated as described above reflects not only the fuel consumption rate of the engine 3 but also the efficiency of the first and second transmission mechanisms 11 and 31, and further in the assist travel mode or the charge travel mode, The driving efficiency and power generation efficiency of the motor 4 and the discharging efficiency and charging efficiency of the battery 52 are reflected.
  • the map in FIG. 12 defines the total fuel consumption rate TSFC obtained in the ENG travel mode with respect to the vehicle speed VP (horizontal axis) and the required torque TRQ (vertical axis).
  • the map of FIG. 13 defines the total fuel consumption rate TSFC obtained in the assist travel mode or the charge travel mode with respect to the vehicle speed VP and the required torque TRQ when the engine 3 is operated with the BSFC bottom torque.
  • This BSFC bottom torque is a torque that provides the minimum fuel consumption rate of the engine 3 with respect to the engine speed NE determined by the gear position of the engine 3 and the vehicle speed VP.
  • FIG. 14 shows the total fuel consumption rate TSFC obtained by cutting the maps of FIGS. 12 and 13 along the required torque TRQ at the same vehicle speed VPREF for the three driving modes.
  • the smaller side of the total fuel consumption rate TSFC is shown on the upper side, and thus the upper side of the figure indicates that the fuel efficiency of the hybrid vehicle V is better.
  • the total fuel consumption rate TSFC is minimized when the engine torque is the BSFC bottom torque.
  • the total fuel consumption rate TSFC in the ENG travel mode is smaller than the total fuel consumption rate TSFC in the assist travel mode or the charge travel mode (hatched portion in the figure).
  • FIGS. 15 to 17 show the total fuel consumption rate maps used for selection of the driving mode and the shift speed. Such a total fuel consumption rate map is actually set for each shift speed (1st speed to 7th speed) of the engine power and stored in the ECU 2.
  • FIGS. 15 to 17 show the 3rd speed. This is an example of the fifth to fifth gears.
  • each total fuel consumption rate map defines the total fuel consumption rate TSFC with respect to the vehicle speed VP (horizontal axis) and the required torque TRQ (vertical axis), as in FIGS. 12 and 13. Is.
  • Each total fuel consumption rate map is set with an ENG (engine) travel region, an assist travel region with a larger required torque TRQ, and a charge travel region with a lower required torque TRQ than the ENG travel region. ing.
  • the ENG travel region is a region where the smallest total fuel consumption rate TSFC can be obtained in the ENG travel mode among the three travel modes at each shift stage of the engine power. From the relationship described with reference to FIG. 14, the ENG travel region includes a BSFC bottom line that connects BSFC bottom torque, and the BSFC bottom line extends across the ENG travel region.
  • the assist travel area is an area in which the smallest total fuel consumption rate TSFC is obtained in the assist travel mode among the three travel modes.
  • the boundary line between the assist travel area and the ENG travel area is an assist prohibition line.
  • the assist prohibition line connects the total fuel consumption rate TSFC obtained in the ENG travel mode and the total fuel consumption rate TSFC obtained in the assist travel mode. Is.
  • the charging traveling area is an area in which the smallest total fuel consumption rate TSFC is obtained in the charging traveling mode among the three traveling modes.
  • the boundary line between the charge travel area and the ENG travel area is a charge prohibition line. As is clear from the above definition, this charge prohibition line connects the total fuel consumption rate TSFC obtained in the ENG travel mode and the total fuel consumption rate TSFC obtained in the charge travel mode. Is.
  • FIG. 18 shows the total fuel consumption rate TSFC obtained by cutting the maps of FIGS. 15 to 17 along the required torque TRQ at the same vehicle speed VPREF in order to show the above relationship.
  • the assist is obtained by selecting the ENG travel mode.
  • the assist travel mode is selected, and when belonging to the charge travel region, the charge travel mode is selected, so that the minimum total fuel consumption rate TSFC at the engine power shift stage is reduced. can get.
  • a combination of the engine power shift stage and the motor power shift stage set by the first transmission mechanism 11 (shift pattern). Can be arbitrarily selected, and the total fuel consumption rate TSFC differs depending on the shift pattern. For this reason, as shown in FIG. 16, in the total fuel consumption rate map for even stages of engine power, the assist travel region and the charge travel region have a plurality of shift patterns for each shift pattern that provides the minimum total fuel consumption rate TSFC. It is divided into areas. For example, “ENG4 / MOT3” in the figure indicates a shift pattern in which the gear speed of the engine power is the fourth speed and the gear speed of the motor power is the third speed.
  • the total fuel consumption rate map set as described above is searched according to the vehicle speed VP and the required torque TRQ, and the region to which the combination of both is found is obtained.
  • the travel mode in which the minimum total fuel consumption rate is obtained and a shift pattern when the travel mode is the assist travel mode or the charge travel mode.
  • FIG. 19 shows a driving mode selection process in which the driving mode is selected according to the shift speed of the engine power using the above-described total fuel consumption rate map. This process is executed by the ECU 2 every predetermined time.
  • step 201 an assist prohibition determination value TASTNG is calculated according to the engine speed and the vehicle speed VP set at that time. Specifically, the total fuel consumption rate map for the engine power shift stage is searched, the value of the required torque TRQ on the assist prohibition line corresponding to the vehicle speed VP is read, and set as the assist prohibition determination value TASTNG.
  • a charge prohibition determination value TCHGNG is calculated according to the gear stage of the engine power and the vehicle speed VP (step 202). Specifically, the total fuel consumption rate map is searched, the value of the required torque TRQ on the charge prohibition line corresponding to the vehicle speed VP is read, and set as the charge prohibition determination value TCHGNG.
  • step 203 it is determined whether or not the required torque TRQ is larger than the assist prohibition determination value TASTNG (step 203).
  • this answer is YES, that is, when the required torque TRQ is above the assist prohibition line and the combination of the vehicle speed VP and the required torque TRQ belongs to the assist travel area, the assist travel mode is selected as the travel mode ( Step 204), the process is terminated.
  • step 203 it is determined whether or not the required torque TRQ is smaller than the charge prohibition determination value TCHGNG (step 205).
  • this answer is NO, that is, when the required torque TRQ is lower than the assist prohibited line and higher than the charge prohibited line and the combination of the vehicle speed VP and the required torque TRQ belongs to the ENG travel area, the travel mode is set to the ENG travel mode. Is selected (step 206), and this process is terminated.
  • step 207 A travel mode is selected (step 207), and this process is terminated.
  • a driving mode that can obtain the minimum total fuel processing rate TSFC can be appropriately selected according to the gear stage of the engine power, the vehicle speed VP, and the required torque TRQ.
  • the travel mode is selected according to the already determined engine power shift speed.
  • the travel mode and the engine power shift speed are determined according to the vehicle speed VP and the required torque TRQ. You can also select them at the same time.
  • the total fuel consumption rate TSFC at each engine power shift stage is calculated by searching all the total fuel consumption rate maps according to the vehicle speed VP and the required torque TRQ.
  • these calculated total fuel consumption rates TSFC are compared with each other, and the minimum total fuel consumption rate TSFC, the total fuel consumption rate map including the total fuel consumption rate TSFC, and the travel region are specified.
  • a travel mode corresponding to the identified travel region is selected, and a shift stage of engine power corresponding to the identified total fuel consumption rate map is selected.
  • a shift pattern is also selected.
  • the above-described example uses a plurality of total fuel consumption rate maps set for each shift stage of engine power, but one total fuel consumption rate map obtained by integrating the plurality of total fuel consumption rate maps. May be used. That is, in this case, one total fuel consumption rate map is set in advance by superimposing all of the plurality of total fuel consumption rate maps described above and leaving a portion indicating the minimum total fuel consumption rate TSFC among them. To do. Then, the integrated fuel consumption rate map integrated as described above is searched according to the vehicle speed VP and the required torque TRQ, and the region to which the combination of the two belongs is specified. It is possible to easily and appropriately select a traveling mode and a gear position at which the total fuel consumption rate TSFC is obtained.
  • the ECU 2 operates the motor 4 so as to increase the amount of regeneration by the motor 4 in the charge traveling mode in order to recover the state of charge SOC. Control. In this case, the engine torque is increased so as to compensate for the increase in the regeneration amount.
  • the output of the motor 4 is limited, and the assist of the engine 3 by the motor 4 is limited. In this case, the engine torque is increased so as to compensate for the assist limit.
  • the first shift mechanism on the lower speed side than the engine power shift stage is used as the motor power shift stage. Assist travel mode using 11 shift speeds is selected.
  • the ECU 2 predicts the traveling state of the hybrid vehicle V based on road information around the hybrid vehicle V that is input from the car navigation system 68 described above. Then, the gear position is selected according to the predicted traveling state of the hybrid vehicle V.
  • the requested torque TRQ is prohibited from assisting based on the total fuel consumption rate map as shown in FIGS. 15 to 17 that is preset and stored for each shift stage of the engine power.
  • the ENG travel mode is selected (steps 203, 205, and 206 in FIG. 19). Therefore, even when the required torque TRQ is close to the BSFC bottom torque of the engine 3, the minimum total fuel consumption rate can be obtained.
  • the assist travel mode is selected (steps 203 and 204), and the required torque TRQ is charged.
  • the charging travel mode is selected (steps 205 and 207).
  • the vehicle speed VP and the required torque TRQ are selected from a plurality of regions divided into the assist travel region or the charge travel region. By specifying the region to which the combination belongs, it is possible to select an optimal shift pattern that provides the minimum overall fuel consumption rate.
  • the minimum total fuel consumption rate is reduced. It is possible to easily select the optimum gear speed of the engine power obtained.
  • the minimum total fuel consumption rate TSFC can be obtained without preparing complicated calculations by preparing a total fuel consumption rate map having the above-mentioned contents in advance and referring to the vehicle speed VP and the required torque TRQ. It is possible to easily and appropriately determine the travel mode and shift speed to be set.
  • the parameters described above are used for each travel mode. Therefore, the total fuel consumption rate TSFC can be accurately calculated while reflecting the current, past and future losses of the engine 3, the first and second transmission mechanisms 11, 31, the motor 4 and the battery 52, and accordingly, The fuel consumption of the hybrid vehicle V can be further improved.
  • the operation of the motor 4 is controlled so as to increase the amount of regeneration by the motor 4 in the charge travel mode. Can be recovered. Moreover, since the output of the motor 4 is limited when the battery temperature TB is equal to or higher than a predetermined temperature, an increase in the battery temperature TB can be suppressed. Further, in the case where the engine power shift stage is an even stage, when the change amount of the accelerator pedal opening AP becomes larger than a predetermined value, the motor power shift stage is a lower speed side than the engine power shift stage. Since the assist travel mode using the shift speed of the first speed change mechanism 11 is selected, a larger torque commensurate with the acceleration request can be transmitted to the drive wheels DW, and drivability can be improved.
  • a gear stage suitable for the predicted driving situation of the hybrid vehicle is determined in advance. You can choose. For example, when the hybrid vehicle V is predicted to travel on a downhill, a gear position that can obtain high power generation efficiency of the motor 4 is selected, and when it is predicted to travel on an uphill, a larger torque is output. Can be selected.
  • the present invention can also be applied to the hybrid vehicle V ′ shown in FIG. 8 described above. Even when the present embodiment is applied to the hybrid vehicle V ′, the selection of the travel mode and the shift speed is performed in the same manner as in the case of the control device 1 described above, and thus detailed description thereof is omitted. Thereby, the effect by embodiment mentioned above can be acquired similarly.
  • the total fuel consumption rate TSFC of the hybrid vehicle is used as a parameter for setting the engine traveling region, the assist traveling region, and the charging traveling region. May be used. Further, in the embodiment, the above three travel areas are set and mapped in the total fuel consumption rate map, but the present invention is not limited to this.
  • an assist prohibition line that is a boundary line between the engine travel area and the assist travel area, and a charge prohibition line that is a boundary line between the engine travel area and the charge travel area are stored in the ECU 2 and these two assist / charges are stored.
  • the travel mode may be selected based on the comparison result between the prohibited line and the required torque TRQ.
  • the output of the motor 4 is limited when the battery temperature TB is equal to or higher than the predetermined temperature
  • the temperature of the motor 4 detected by a sensor or the like instead of or in addition to this is the predetermined temperature corresponding thereto. You may go at the above time. Thereby, the temperature rise of the motor 4 can be suppressed.
  • the plurality of shift stages of the first and second transmission mechanisms 11 and 31 are set to odd stages and even stages, but on the contrary, even stages are set. And it may be set to odd stages.
  • the first and second transmission mechanisms 11 and 31 are of the type in which the output shaft 21 for transmitting the shifted power to the drive wheels DW is shared. May be used separately.
  • the first to fourth sync clutches SC1 to SC4 may be provided on the output shaft instead of the first input shaft 13 and the second input intermediate shaft 33.
  • the clutch C and the first and second clutches C1 and C2 are dry multi-plate clutches, but may be wet multi-plate clutches or electromagnetic clutches.
  • the motor 4 which is a brushless DC motor is used as the electric motor in the present invention, but another appropriate electric motor capable of generating power, for example, an AC motor may be used.
  • the battery in the present invention is the battery 52, but may be another appropriate battery that can be charged and discharged, for example, a capacitor.
  • the engine 3 that is a gasoline engine is used as the internal combustion engine in the present invention, but a diesel engine or an LPG engine may be used.
  • the present invention is extremely useful in a hybrid vehicle in which the state of charge of the battery is appropriately controlled, the driving mode is properly selected, and the fuel efficiency is improved.

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Abstract

 変速段の変更の可否を予測した充電量に基づいて適切に判定し、それにより、より大きな充電量を得ることによって、車両の燃費を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置および制御方法を提供する。有段の変速機の変速段を保持した状態で電動機4により所定の回生時間、回生を行ったときに蓄電器に充電される充電量である第1充電量を推定する。また、回生時間内に変速段を目標変速段に変更するとともに電動機4による回生を回生時間が経過するまで行ったときに蓄電器に充電される充電量である第2充電量を推定する。そして、推定された第1および第2充電量に基づいて、変速段を保持すべきかまたは目標変速段に変更すべきか否かを判定する。

Description

ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
 本発明は、動力源として内燃機関および発電可能な電動機を有し、入力された動力を複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な変速機構を有するハイブリッド車両の制御装置および制御方法に関する。
 従来、この種のハイブリッドの車両の制御装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この車両は、動力源として内燃機関を備えており、内燃機関の動力は、変速機構により複数の変速段のいずれか1つで変速され、車両の駆動輪に伝達される。
 また、制御装置では、車両の走行中、変速機構の変速段が現在のもとの変速段から他の変速段に変更され、さらにもとの変速段に復帰するか否かを予測する。そして、もとの変速段に復帰すると予測されたときには、もとの変速段から他の変速段を介してもとの変速段に復帰するまでの時間である変速所要時間を算出する。また、算出された変速所要時間が経過するまでに内燃機関で消費される燃料消費量として、変速段を他の変速段に変更せずに保持したと仮定した場合の第1燃料消費量と、もとの変速段に復帰すると仮定した場合の第2燃料消費量とを、算出する。そして、内燃機関の良好な燃費を得るために、算出された第1燃料消費量と第2燃料消費量との比較結果に基づいて、変速段の変更の可否が判定される。
 従来の他のハイブリッド車両の制御装置として、例えば特許文献2に開示されたものが知られている。このハイブリッド車両の走行モードには、動力源として、内燃機関のみを用いるENG走行モードと、電動機のみを用いるEV走行モードと、内燃機関および電動機の両方を用いるHEV走行モードが含まれる。また、ハイブリッド車両は、1速段、3速段および5速段の変速段を有する第1変速機構と、2速段、4速段および6速段の変速段を有する第2変速機構を備えている。内燃機関の動力(以下「エンジン動力」という)は、第1または第2変速機構により1速段~6速段のうちの1つの変速段で変速され、駆動輪に伝達されるとともに、電動機の動力(以下「モータ動力」という)は、第2変速機構により2速段、4速段および6速段のうちの1つで変速され、駆動輪に伝達される。
 また、車速が所定値以下のときには、電動機およびバッテリによる回生を併用するENG走行モードが選択され、エンジン動力の変速段として2速段または1速段が選択されるとともに、モータ動力の変速段として2速段が選択される。また、選択されたエンジン動力の変速段と駆動輪の回転数で定まる内燃機関の回転数に基づき、内燃機関の燃料消費率が最も低くなる最小燃費トルクを、内燃機関の目標トルクとして設定する。そして、算出された目標トルクが得られるように内燃機関を運転するとともに、要求トルクに対する目標トルクの余剰分を用いて、電動機による発電が行われ、発電した電力はバッテリに充電される。
国際公開第2010/131367号パンフレット 特開2009-173196号公報
 動力源として内燃機関および発電可能な電動機を備えるハイブリッド車両では、内燃機関の負荷が低いことにより内燃機関の燃料消費率が大きくなるようなときには、車両の燃費を向上させるために、電動機のみが用いられる。また、ハイブリッド車両の走行中、内燃機関の動力を最小の燃料消費率が得られるように制御するとともに、そのように制御される内燃機関の動力が駆動輪に要求される要求駆動力よりも大きいときには、要求駆動力に対する内燃機関の動力の余剰分を用いて、電動機で発電が行われ、発電した電力がバッテリに充電される(回生)。さらに、ハイブリッド車両の減速走行中、駆動輪の動力を用いて電動機で回生が行われる。車両の走行中や減速走行中におけるバッテリの充電量を増大させることは、電動機のみを動力源とする車両の走行期間が長くなるため、ひいてはハイブリッド車両の燃費の向上につながる。
 これに対し、上記特許文献1に記載された従来の制御装置では、内燃機関を動力源とした車両の走行中における変速段の変更の可否を第1および第2燃料消費量に基づいて判定しているにすぎないので、バッテリの充電量を増大させることができず、ひいては、良好な燃費を得ることができない。
 また、バッテリに充電された電力は、EV走行モードおよびHEV走行モードにおいて、電動機の動力に変換され、ハイブリッド車両の駆動力として用いられる。このため、ハイブリッド車両の燃費を向上させるためには、バッテリの充電状態を保ち、EV走行モードなどを適宜、選択できるようにすることが望ましい。また、バッテリの充電効率は、変速段ごとに異なる。これに対し、上記特許文献2に記載された従来の制御装置では、ENG走行モードにおいてバッテリを充電するときに、エンジン動力の変速段を1速段または2速段に設定するとともに、モータ動力の変速段を2速段に設定しているにすぎない。このため、上述したように、内燃機関を最小燃費トルクで運転しながら、電動機によるバッテリの充電を行っても、充電効率が低いために、バッテリの充電状態を効率良く回復できないおそれがあり、ハイブリッド車両の良好な燃費を得ることができない。
 また、特許文献2の制御装置では、車速が所定値以下のときに、内燃機関の目標トルクを最小燃費トルクに設定するとともに、要求トルクに対する目標トルクの余剰分が電動機による回生に振り分けられる。この余剰トルクは、電動機による発電・バッテリへの充電などを経て、電気エネルギとして回生されるとともに、その後のEV走行モードやHEV走行モードにおいて、バッテリからの放電や電動機での機械エネルギへの変換を経て、ハイブリッド車両の駆動力として用いられる。このため、これらの過程における効率は、ハイブリッド車両全体としての燃料消費率、ひいては燃費に影響を及ぼす。
 例えば、要求トルクと内燃機関の最小燃費トルクとの差が小さい場合には、その余剰分に相当する電動機の負荷が小さくなるため、電動機において走行エネルギを電気エネルギに変換する際の変換効率は、大きく低下する。したがって、従来の制御装置のように、内燃機関の目標トルクを最小燃費トルクに設定し、要求トルクに対する目標トルクの余剰分を電動機に振り分けるだけでは、内燃機関の燃料消費率は最小になるものの、ハイブリッド車両全体としての燃料消費率が必ずしも最小にはならず、最良の燃費が得られないおそれがある。
 本発明は、前記第1の課題を解決するためになされたものであり、変速段の変更の可否を予測した充電量に基づいて適切に判定でき、それにより、より大きな充電量を得ることができ、ひいては、車両の燃費を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置および制御方法を提供することを第1の目的とする。
 また、本発明は、前記第2の課題を解決するためになされたものであり、蓄電器の充電状態の低下時に、蓄電器の充電状態を効率良く回復させることができ、それにより、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを第2の目的とする。
 さらに、本発明は、前記第3の課題を解決するためになされたものであり、ハイブリッド車両の要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に近い場合でも、走行モードを適切に選択することによって、燃費を向上させることができるハイブリッド車両の制御装置および制御方法を提供することを第3の目的とする。
 上記第1の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、動力源としての発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(バッテリ52)と、入力された動力を複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DW、DWに伝達可能な変速機構71とを有するハイブリッド車両の制御装置において、変速段を保持した状態で電動機4により所定の回生時間、回生を行ったときに蓄電器に充電される充電量である第1充電量を推定する第1充電量推定手段と、回生時間内に変速段を目標変速段に変更するとともに電動機4による回生を回生時間が経過するまで行ったときに蓄電器に充電される充電量である第2充電量を推定する第2充電量推定手段と、推定された第1および第2充電量に基づいて、変速段を保持すべきかまたは目標変速段に変更すべきかを判定する変速判定手段と、変速判定手段による判定結果に基づいて、変速段を設定する変速段設定手段と、を備えることを特徴とする。
 この構成によれば、電動機の動力が、変速機構により、複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で駆動輪に伝達される。すなわち、電動機と駆動輪の間での動力の伝達が、変速機構を介して行われる。変速段を変更するタイプの変速機構では、変速段の変更が開始されてから完了するまでの間(以下「変速段変更期間」という)、動力の伝達が遮断される。以下、このように動力の伝達が遮断される事象を「変速抜け」という。このため、ハイブリッド車両の走行中、電動機に伝達される動力を用いて回生を行う場合、上記の変速段変更期間においては、上記の変速抜けによって、電動機による回生を行うことができず、蓄電器を充電することができない。したがって、車両の走行中、所定の回生時間内に変速機構の変速段を変更するとともに回生時間が経過するまで回生を行おうとしても、変速段の変更が完了した後でなければ、変更先の変速段での回生を有効に行うことができない。
 これに対して、前述した構成によれば、回生時間内に変速段を目標変速段に変更するとともに回生時間が経過するまで回生を行ったときに蓄電器に充電される充電量の予測値である第2充電量が、第2充電量推定手段によって推定される。
 また、変速段を保持した状態で電動機により回生時間、回生を行ったときに蓄電器に充電される充電量の予測値である第1充電量が、第1充電量推定手段によって推定される。さらに、推定された第1および第2充電量に基づき、変速判定手段によって、変速段を保持すべきかまたは目標変速段に変更すべきかが判定される。これにより、変速段を保持した場合の予測値である第1充電量と変更した場合の予測値である第2充電量とに基づき、変速段の変更の可否を、より大きな充電量が得られることを条件として適切に判定することができる。また、当該判定結果に基づき、変速段設定手段によって、変速段を設定するので、より大きな充電量を得ることができ、ひいては、車両の燃費を向上させることができる。
 前記第1の目的を達成するために、請求項2に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3の機関出力軸(クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両の制御装置において、変速段を保持した状態で電動機4により所定の回生時間、回生を行ったときに蓄電器に充電される充電量である第1充電量CH1を推定する第1充電量推定手段(ECU2、ステップ1)と、回生時間内に変速段を目標変速段に変更するとともに電動機4による回生を回生時間が経過するまで行ったときに蓄電器に充電される充電量である第2充電量CH2を推定する第2充電量推定手段(ECU2、ステップ3)と、推定された第1および第2充電量CH1、CH2に基づいて、変速段を保持すべきかまたは目標変速段に変更すべきかを判定する変速判定手段(ECU2、ステップ4)と、変速判定手段による判定結果に基づいて、変速段を設定する変速段設定手段(ECU2、ステップ5、6)と、を備えることを特徴とする。
 この構成によれば、内燃機関の機関出力軸と第1変速機構の第1入力軸が、第1クラッチによって互いに係合するとともに、機関出力軸と第2変速機構の第2入力軸との係合が第2クラッチによって解放されているときには、内燃機関の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、機関出力軸と第1入力軸との係合が第1クラッチで解放されるとともに、機関出力軸と第2入力軸が第2クラッチによって互いに係合しているときには、内燃機関の動力は、第2変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。
 さらに、電動機の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。すなわち、電動機と駆動輪の間での動力の伝達が、第1変速機構を介して行われる。請求項1に係る発明の説明で述べたように、変速段を変更するタイプの変速機構では、変速段変更期間(変速段の変更が開始されてから完了するまでの間)では、変速抜けが生じ、動力の伝達が遮断される。このため、車両の走行中、電動機に伝達される動力を用いて回生を行う場合、第1変速機構での変速段変更期間においては、上記の変速抜けによって、電動機による回生を行うことができず、蓄電器を充電することができない。したがって、車両の走行中、回生時間内に変速段を変更するとともに回生時間が経過するまで回生を行おうとしても、変速段の変更が完了した後でなければ、変更先の変速段での回生を有効に行うことができない。
 これに対して、前述した構成によれば、回生時間内に変速段を目標変速段に変更するとともに回生時間が経過するまで回生を行ったときに蓄電器に充電される充電量の予測値である第2充電量が、第2充電量推定手段によって推定される。
 また、変速段を保持した状態で電動機により回生時間、回生を行ったときに蓄電器に充電される充電量の予測値である第1充電量が、第1充電量推定手段によって推定される。さらに、推定された第1および第2充電量に基づき、変速判定手段によって、変速段を保持すべきかまたは目標変速段に変更すべきかが判定される。これにより、変速段を保持した場合の予測値である第1充電量と変更した場合の予測値である第2充電量とに基づき、変速段の変更の可否を、より大きな充電量が得られることを条件として適切に判定することができる。また、当該判定結果に基づき、変速段設定手段によって、変速段を設定するので、より大きな充電量を得ることができ、ひいては、車両の燃費を向上させることができる。
 請求項3に係る発明は、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1において、第1充電量CH1は、ハイブリッド車両の減速走行中、変速段を保持した状態で電動機4による回生をハイブリッド車両が停止するまで行ったときに蓄電器に充電される充電量であり、第2充電量CH2は、ハイブリッド車両の減速走行中、ハイブリッド車両が停止するまでの間において変速段を目標変速段に変更するとともに電動機4による回生をハイブリッド車両が停止するまで行ったときに蓄電器に充電される充電量であることを特徴とする。
 この構成によれば、第2充電量は、ハイブリッド車両の減速走行中、車両が停止するまでの間において変速段を目標変速段に変更するとともに電動機による回生を車両が停止するまで行ったときに蓄電器に充電される充電量である。
 また、第1充電量として、車両の減速走行中、変速段を保持した状態で電動機による回生を車両が停止するまで行ったときに蓄電器に充電される充電量が推定される。そして、推定された第1および第2充電量に基づいて、変速段を保持すべきかまたは目標変速段に変更すべきかが判定される。したがって、減速走行中においても、変速段を保持した場合の予測値である第1充電量と変更した場合の予測値である第2充電量とに基づき、変速段の変更の可否を、より大きな充電量が得られることを条件として適切に判定することができる。また、当該判定結果に基づいて変速段を設定するので、より大きな充電量を得ることができ、ひいては、車両の燃費をさらに向上させることができる。
 請求項4に係る発明は、請求項3に記載のハイブリッド車両の制御装置1において、ハイブリッド車両の減速走行中で、かつ、変速段設定手段による目標変速段への変速段の変更中に、ハイブリッド車両を減速させるために、ハイブリッド車両のブレーキBの動作を制御するブレーキ制御手段(ECU2)をさらに備えることを特徴とする。
 周知のように、電動機では、回生に伴って制動力が発生し、この制動力は、変速機構または第1変速機構(請求項1については前者、請求項2については後者)を介して駆動輪に伝達される。一方、請求項1および2に係る発明の説明で述べたように、変速段変更期間では、動力の伝達が遮断されること(変速抜け)によって、回生を行うことができず、回生に伴う制動力が発生しないので、この制動力によって車両を減速することができない。
 上述した構成によれば、車両の減速走行中で、かつ、目標変速段への変速段の変更中に、車両を減速させるために、車両のブレーキの動作をブレーキ制御手段によって制御するので、ショックを発生させないように、車両を適切に減速することができる。
 前記第1の目的を達成するために、請求項5に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3の機関出力軸(クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両の制御装置1において、ハイブリッド車両の減速走行中、変速段を保持した状態で電動機4によりハイブリッド車両が停止するまで回生を行ったと仮定した場合に蓄電器に充電される充電量である第1充電量CH1を推定する第1充電量推定手段(ECU2、ステップ1)と、第1変速機構11の変速段の所定の目標変速段への変更が開始されてから完了するまでに要する時間である変速所要時間TIMを推定する変速所要時間推定手段(ECU2、ステップ2)と、ハイブリッド車両の減速走行中、ハイブリッド車両が停止するまでの間において変速段を目標変速段に変更するとともに電動機4による回生をハイブリッド車両が停止するまで行ったと仮定した場合に蓄電器に充電される充電量である第2充電量CH2として、算出された変速所要時間TIMが経過してからハイブリッド車両が停止するまでの間、変速段を目標変速段に変更した状態で電動機4による回生を行ったときに蓄電器に充電される充電量を推定する第2充電量推定手段(ECU2、ステップ3)と、推定された第1および第2充電量CH1、CH2に基づいて、変速段を保持すべきかまたは目標変速段に変更すべきかを判定する変速判定手段(ECU2、ステップ4)と、変速判定手段による判定結果に基づいて、変速段を設定する変速段設定手段(ECU2、ステップ5、6)と、を備えることを特徴とする。
 この構成によれば、内燃機関の機関出力軸と第1変速機構の第1入力軸が、第1クラッチによって互いに係合するとともに、機関出力軸と第2変速機構の第2入力軸との係合が第2クラッチで解放されているときには、内燃機関の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、機関出力軸と第1入力軸との係合が、第1クラッチによって解放されるとともに、機関出力軸と第2入力軸が第2クラッチによって互いに係合しているときには、内燃機関の動力は、第2変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。
 さらに、電動機の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。すなわち、電動機と駆動輪の間での動力の伝達が、第1変速機構を介して行われる。請求項1に係る発明の説明で述べたように、変速段を変更するタイプの変速機構では、変速段変更期間(変速段の変更が開始されてから完了するまでの間)では、変速抜けが生じ、動力の伝達が遮断される。このため、車両の減速走行中、駆動輪から電動機に伝達される動力を用いて回生を行う場合、第1変速機構での変速段変更期間においては、上記の変速抜けによって、電動機による回生を行うことができず、蓄電器を充電することができない。したがって、車両の減速走行中、車両が停止するまでの間において第1変速機構の変速段を変更するとともに車両が停止するまで回生を行おうとしても、変速段の変更が完了した後でなければ、変更先の変速段での回生を有効に行うことができない。
 これに対して、前述した構成によれば、変速段の所定の目標変速段への変更が開始されてから完了するまでに要する時間である変速所要時間が、変速所要時間推定手段によって推定される。また、車両の減速走行中、車両が停止するまでの間において変速段を目標変速段に変更するとともに車両が停止するまで回生を行ったと仮定した場合に蓄電器に充電される充電量の予測値である第2充電量として、算出された変速所要時間が経過してから車両が停止するまでの間、変速段を目標変速段に変更した状態で電動機による回生を行ったときに蓄電器に充電される充電量が推定される。したがって、変速段を変更した場合の充電量である第2充電量を、上述した変速抜けに応じて精度良く予測することができる。
 また、車両の減速走行中、変速段を保持した状態で電動機により車両が停止するまで回生を行ったと仮定した場合に蓄電器に充電される充電量の予測値である第1充電量が、第1充電量推定手段によって推定される。さらに、推定された第1および第2充電量に基づき、変速判定手段によって、変速段を保持すべきかまたは目標変速段に変更すべきかが判定される。これにより、車両の減速走行中、変速段を保持した場合の予測値である第1充電量と変更した場合の予測値である第2充電量とに基づき、変速段の変更の可否を、より大きな充電量が得られるように適切に行うことができる。また、当該判定結果に基づき、変速段設定手段によって、変速段を設定するので、より大きな充電量を得ることができ、ひいては、車両の燃費を向上させることができる。
 請求項6に係る発明は、請求項3または5に記載のハイブリッド車両の制御装置1において、蓄電器の充電状態SOCが上限値以上であるという第1条件、および蓄電器の温度(バッテリ温度TB)が所定温度以上であるという第2条件の一方が成立しているか否かを判定する蓄電器状態判定手段(ECU2)と、第1および第2条件の一方が成立していると判定されているときに、電動機4による回生を禁止する回生禁止手段(ECU2)と、ハイブリッド車両の減速走行中、回生禁止手段により電動機4による回生が禁止されているときに、ハイブリッド車両を減速するために、ハイブリッド車両のブレーキBの動作を制御するブレーキ制御手段(ECU2)と、をさらに備えることを特徴とする。
 蓄電器の充電状態が比較的大きいときや、蓄電器の温度が比較的高いときに、蓄電器を充電すると、蓄電器が過熱するおそれがある。上述した構成によれば、蓄電器の充電状態が上限値以上であるという第1条件、および蓄電器の温度が所定温度以上であるという第2条件の一方が成立しているか否かが、蓄電器状態判定手段によって判定されるとともに、第1および第2条件の一方が成立していると判定されているときに、電動機による回生が、回生禁止手段によって禁止される。したがって、上述した蓄電器の過熱を防止することができる。
 また、車両の減速走行中、回生禁止手段により電動機による回生が禁止されているときに、車両を減速するために、車両のブレーキの動作をブレーキ制御手段によって制御するので、ショックを発生させないように、車両を適切に減速することができる。
 請求項7に係る発明は、請求項3ないし5のいすれかに記載のハイブリッド車両の制御装置1において、変速段設定手段は、ハイブリッド車両の減速走行中、変速段を目標変速段に変更すべきと判定されているときに、ハイブリッド車両のブレーキペダルBの操作量(ブレーキ踏力BP)が所定値以上、減少したタイミングで、目標変速段への変速段の変更を開始する(ステップ6)ことを特徴とする。
 周知のように、電動機では、回生に伴って制動力が発生し、この制動力は、変速機構または第1変速機構(請求項1については前者、請求項2および5については後者)を介して駆動輪に伝達される。一方、請求項1および2に係る発明の説明で述べたように、変速段変更期間では、動力の伝達が遮断されること(変速抜け)によって、回生を行うことができず、回生に伴う制動力が発生しない。
 この構成によれば、車両の減速走行中、車両のブレーキペダルの操作量が所定値以上、減少したタイミングで、すなわち、運転者による減速要求が減少したタイミングで、目標変速段への変速段の変更を開始するので、運転者に大きな違和感を与えることなく、変速段を変更することができる。
 前記第1の目的を達成するために、請求項8に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3の機関出力軸(クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両の制御装置1において、ハイブリッド車両の減速走行中、第1変速機構11の変速段を変更するとともに電動機4による回生を行ったと仮定した場合に、当該変速段の変更に伴う第1変速機構11における動力の伝達の遮断により回生不能な電気エネルギである損失回生電気エネルギLREを、ハイブリッド車両のブレーキペダルBの踏力(ブレーキ踏力BP)およびハイブリッド車両の速度VPに応じて予測する損失回生電気エネルギ予測手段(ECU2、ステップ11)と、ハイブリッド車両の減速走行中、電動機4による回生を行う場合において、予測された損失回生電気エネルギLREが所定値LREREFよりも大きいときに、変速段の変更を禁止する変速段変更禁止手段(ECU2、ステップ12、13)と、を備えることを特徴とする。
 この構成によれば、内燃機関の機関出力軸と第1変速機構の第1入力軸が第1クラッチによって互いに係合するとともに、機関出力軸と第2変速機構の第2入力軸との係合が第2クラッチで解放されているときには、内燃機関の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、機関出力軸と第1入力軸の係合が第1クラッチで解放されるとともに、機関出力軸と第2入力軸が第2クラッチによって互いに係合するときには、内燃機関の動力は、第2変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。
 さらに、電動機の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。すなわち、電動機と駆動輪の間での動力の伝達が、第1変速機構を介して行われる。請求項1に係る発明の説明で述べたように、変速段を変更するタイプの変速機構では、変速段変更期間(変速段の変更が開始されてから完了するまでの間)では、変速抜けが生じ、動力の伝達が遮断される。このため、車両の減速走行中、駆動輪から電動機に伝達される動力を用いて回生を行う場合、第1変速機構での変速段変更期間においては、上記の変速抜けによって、電動機による回生を行うことができず、蓄電器を充電することができない。
 これに対して、前述した構成によれば、車両の減速走行中、第1変速機構の変速段を変更するとともに電動機による回生を行ったと仮定した場合に、当該変速段の変更に伴う第1変速機構における動力の伝達の遮断により回生不能な電気エネルギである損失回生電気エネルギが、損失回生電気エネルギ予測手段によって予測される。また、車両の減速走行中、電動機による回生を行う場合において、予測された損失回生電気エネルギが所定値よりも大きいときには、変速段の変更が、変速段変更禁止手段によって禁止される。これにより、変速抜けにより回生不能な電気エネルギである損失回生電気エネルギが比較的大きいときに、変速段の変更を禁止し、変速段を保持した状態で回生を行うことができるので、より大きな充電量を得ることができ、ひいては、車両の燃費を向上させることができる。
 また、周知のように、電動機では、回生に伴い、発電した電力に応じた制動力が発生する。一般に、この制動力は、車両の減速走行中、車両の減速に利用され、車両のブレーキペダルの踏力に応じた電動機での発電電力の制御によって、制御される。この場合、ブレーキペダルの踏力は、電動機で発電され、蓄電器に充電される電力に相関する。さらに、車両の速度は、駆動輪から電動機に伝達される動力に相関するので、同様に蓄電器に充電される電力に相関する。これに対して、前述した構成によれば、損失回生電気エネルギを予測するためのパラメータとして、これらのブレーキペダルの踏力および車両の速度を用いるので、この予測を適切に行うことができる。
 前記第1の目的を達成するために、請求項9に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3の機関出力軸(クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両の制御方法において、ハイブリッド車両の減速走行中、変速段を保持した状態で電動機4によりハイブリッド車両が停止するまで回生を行ったと仮定した場合に蓄電器に充電される充電量である第1充電量CH1を推定し(ステップ1)、第1変速機構11の変速段の所定の目標変速段への変更が開始されてから完了するまでに要する時間である変速所要時間TIMを推定し(ステップ2)、ハイブリッド車両の減速走行中、ハイブリッド車両が停止するまでの間において変速段を目標変速段に変更するとともに電動機4による回生をハイブリッド車両が停止するまで行ったと仮定した場合に蓄電器に充電される充電量である第2充電量CH2として、算出された変速所要時間TIMが経過してからハイブリッド車両が停止するまでの間、変速段を目標変速段に変更した状態で電動機4による回生を行ったときに蓄電器に充電される充電量を推定し(ステップ3)、推定された第1および第2充電量CH1、CH2に基づいて、変速段を保持すべきかまたは目標変速段に変更すべきかを判定し(ステップ4)、当該判定結果に基づいて、変速段を設定する(ステップ5、6)ことを特徴とする。
 この構成によれば、請求項5に係る発明による効果を同様に得ることができる。
 前記第2の目的を達成するために、請求項10に係る発明は、動力源としての内燃機関3および発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(バッテリ52)と、入力された動力を複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DW、DWに伝達可能な変速機構71とを有するハイブリッド車両の制御装置1において、蓄電器の充電状態SOCが所定の第1下限値SOCL1よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態SOCを回復させるために、内燃機関3を最適燃費線近傍で運転するとともに、内燃機関3の動力の一部を用いた電動機4による回生を行う充電優先走行を実行する充電優先走行実行手段(ECU2、図9のステップ104)と、ハイブリッド車両Vの総合効率TEを変速段ごとに算出する総合効率算出手段(ECU2、図10のステップ117)と、充電優先走行を実行するに際し、複数の変速段から、算出された総合効率TEが最も大きな変速段を選択する変速段選択手段(ECU2、図10のステップ118)と、を備えることを特徴とする。
 このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の動力や電動機の動力が、変速機構により、複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で駆動輪に伝達される。また、蓄電器の充電状態が所定の第1下限値よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態を回復させるために、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費線近傍で内燃機関を運転するとともに、内燃機関の動力の一部を用いた電動機による回生を行う充電優先走行を実行する。
 このように、内燃機関を最適燃費線近傍で運転するので、内燃機関の燃費を向上させることができる。また、充電優先走行を実行することによって、内燃機関に要求されている出力と発生している出力との差が、電動機による回生に用いられ、回生により発生した電力が蓄電器に充電される。したがって、第1下限値を下回った蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。
 ここで、電動機による回生によって蓄電器に充電された電力は、将来的に電動機の動力に変換され、ハイブリッド車両を駆動するのに用いられる。このため、ハイブリッド車両の燃費を向上させるためには、その時点における内燃機関の効率だけではなく、電動機の発電効率および蓄電器の充電効率などを含む、ハイブリッド車両全体としての効率である総合効率を高める必要がある。また、これらの電動機の発電効率や蓄電器の充電効率は、変速段ごとに異なる。
 本発明では、充電優先走行を実行するに際し、ハイブリッド車両の総合効率を変速段ごとに算出し、これらの複数の変速段から、算出された総合効率が最も大きな変速段を選択する。したがって、ハイブリッド車両の総合効率を最大にすることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
 前記第2の目的を達成するために、請求項11に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3の機関出力軸(クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両の制御装置1において、蓄電器の充電状態SOCが所定の第1下限値SOCL1よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態SOCを回復させるために、内燃機関3を最適燃費線近傍で運転するとともに、内燃機関3の動力の一部を用いた電動機4による回生を行う充電優先走行を実行する充電優先走行実行手段(ECU2、図9のステップ104)と、ハイブリッド車両Vの総合効率TEを変速段ごとに算出する総合効率算出手段(ECU2、図10のステップ117)と、充電優先走行を実行するに際し、複数の変速段から、算出された総合効率TEが最も大きな変速段を選択する変速段選択手段(ECU2、図10のステップ118)と、を備えることを特徴とする。
 このハイブリッド車両の制御装置によれば、内燃機関の機関出力軸と第1変速機構の第1入力軸が第1クラッチによって互いに係合するとともに、機関出力軸と第2変速機構の第2入力軸との係合が第2クラッチで解放されているときには、内燃機関の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、機関出力軸と第1入力軸との係合が第1クラッチで解放されるとともに、機関出力軸と第2入力軸が第2クラッチによって互いに係合しているときには、内燃機関の動力は、第2変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、電動機の動力は、第2変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。
 また、上述した請求項10の発明と同様、蓄電器の充電状態が所定の下限値よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態を回復させるために、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費線近傍で内燃機関を運転するとともに、内燃機関の動力の一部を用いた電動機による回生を行う充電優先走行を実行する。したがって、内燃機関の燃費を向上できるとともに、下限値を下回った蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。
 また、充電優先走行を実行するに際し、ハイブリッド車両の総合効率を変速段ごとに算出し、これらの複数の変速段から、算出された総合効率が最も大きな変速段を選択する。したがって、ハイブリッド車両の総合効率を最大にすることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
 請求項12に係る発明は、請求項10または11に記載のハイブリッド車両の制御装置1において、蓄電器の充電状態SOCが第1下限値SOCL1よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態SOCを所定時間Tref以内に所定の目標充電状態SOCMまで回復させるのに必要な必要電力EPreqを算出する必要電力算出手段(ECU2、図10のステップ113)と、複数の変速段から、電動機4による回生を行ったときに算出された必要電力EPreqを発電可能な複数の変速段を予備的に選択する予備選択手段(ECU2、図10のステップ115)と、をさらに備え、変速段選択手段は、選択された複数の変速段から、総合効率TEが最も大きな変速段を最終的に選択する(図10のステップ118)ことを特徴とする。
 この構成によれば、第1下限値を下回った蓄電器の充電状態を所定時間以内に所定の目標充電状態まで回復させるのに必要な必要電力を算出するとともに、複数の変速段から、電動機による回生を行ったときに算出された必要電力を発電可能な複数の変速段を予備的に選択する。そして、選択された複数の変速段から、ハイブリッド車両の総合効率が最も大きな変速段を最終的に選択する。以上のように変速段の選択を行うことによって、蓄電器の充電状態を所定時間以内に目標充電状態まで回復させるとともに、その条件を満たす中で最大の総合効率を得ることができる。
 請求項13に係る発明は、請求項11に記載のハイブリッド車両の制御装置1において、第1クラッチC1が解放され、かつ第2クラッチC2が接続されている状態において、第2入力軸32の動力が、第2変速機構31および第1変速機構11を介して、第1入力軸13に伝達されるように構成されており、変速段選択手段は、充電優先走行中、蓄電器の充電状態SOCが第1下限値SOCL1よりも低い所定の第2下限値SOCL2よりも低くなったときに、第2変速機構31により内燃機関3の動力を変速した状態でハイブリッド車両Vが走行しているときに、第2変速機構31の変速段を1段、高速側にシフトするとともに、第1変速機構11の複数の変速段から、電動機4による回生を行ったときの蓄電器の充電効率(充電量EP)が最も大きな変速段を選択することを特徴とする。
 この構成によれば、第2変速機構により内燃機関の動力を変速した状態でハイブリッド車両が走行しているときに、内燃機関の回転が、第1変速機構および第2変速機構で変速された後に、第1入力軸に伝達される。このため、第1入力軸の回転数は、第2変速機構の変速段が高速側にあるほど、より高くなる。したがって、充電優先走行中、蓄電器の充電状態が第1下限値SOCL1よりも低い所定の第2下限値よりも低くなったときに、第2変速機構の変速段を1段、高速側にシフトすることによって、第1入力軸の回転数を高めることができる。
 また、内燃機関の動力を第2変速機構で変速している場合には、第1変速機構で変速している場合と異なり、電動機側の第1変速機構の変速段を任意に選択することが可能である。本発明によれば、充電優先走行中、蓄電器の充電状態が第2下限値よりも低くなったときに、第1変速機構の変速段として、蓄電器の充電効率が最も大きな変速段を選択する。これにより、最も高い充電効率で、第2下限値を下回った蓄電器の充電状態を早期に回復させることができる。
 請求項14に係る発明は、請求項10または11に記載のハイブリッド車両の制御装置1において、アクセルペダルの開度の変化量が所定値よりも大きいときに、充電優先走行に代えて、内燃機関3の動力を優先した動力優先走行が実行されることを特徴とする。
 この構成によれば、アクセルペダルの開度の変化量が所定値よりも大きいとき、すなわち、運転者による加速要求が高いときには、充電優先走行に代えて、内燃機関の動力を優先した動力優先走行が実行される。これにより、運転者の加速要求に見合ったより大きなトルクを駆動輪に伝達することができ、ドライバビリティを向上させることができる。
 請求項15に係る発明は、請求項10または11に記載のハイブリッド車両の制御装置1において、蓄電器の充電状態SOCが第1下限値SOCL1よりも低いときに、内燃機関3の停止が禁止されることを特徴とする。
 この構成によれば、蓄電器の充電状態が第1下限値よりも低いとき、すなわち充電優先走行を行うときには、内燃機関の停止が禁止される。これにより、電動機による回生を確実に行い、蓄電器の充電状態を回復させることができる。
 請求項16に係る発明は、請求項10または11に記載のハイブリッド車両の制御装置1において、内燃機関3が停止した状態で電動機4の動力によって走行するEV走行中において、蓄電器の充電状態SOCが第1下限値SOCL1よりも低くなったときに、電動機4の動力によって内燃機関3を始動させることを特徴とする。
 この構成によれば、EV走行中において、蓄電器の充電状態が下限値よりも低くなったときに、電動機の動力によって内燃機関を始動させる。このように、内燃機関を強制的に始動させることによって、始動した内燃機関の動力を用いて電動機による回生を確実に行えるようにすることで、蓄電器の充電状態を回復させることができる。
 前記第2の目的を達成するために、請求項17に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3の機関出力軸(クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両Vの制御方法において、蓄電器の充電状態SOCが所定の第1下限値SOCL1よりも低くなったときに、蓄電器の充電状態SOCを回復させるために、内燃機関3を最適燃費線近傍で運転するとともに、内燃機関3の動力の一部を用いた電動機4による回生を行う充電優先走行を実行し(図9のステップ104)、ハイブリッド車両Vの総合効率を変速段ごとに算出し(図10のステップ117)、蓄電器の充電状態SOCを所定時間Tref以内に所定の目標充電状態SOCMまで回復させるのに必要な必要電力EPreqを算出し(図10のステップ113)、複数の変速段から、電動機による回生を行ったときに算出された必要電力を発電可能な複数の変速段を予備的に選択し(図10のステップ115)、充電優先走行を実行するに際し、選択された複数の変速段から、算出された総合効率が最も大きな変速段を最終的に選択する(図10のステップ118)ことを特徴とする。
 この構成によれば、前述した請求項11および12と同様の作用が得られる。したがって、内燃機関の燃費を向上させるとともに、第1下限値を下回った蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。さらに、蓄電器の充電状態を所定時間以内に目標充電状態まで回復させるとともに、その条件を満たす中で最大の総合効率を得ることができる。
 前記第3の目的を達成するために、請求項18に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3の機関出力軸(クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両の制御装置において、ハイブリッド車両Vの走行モードは、内燃機関3の動力のみで走行するエンジン走行モードと、内燃機関3の動力を電動機4の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、内燃機関3の動力の一部を用いて電動機4および蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、ハイブリッド車両Vの速度(車速VP)および駆動輪DWに要求される要求駆動力(要求トルクTRQ)に対して、内燃機関3の動力の変速段ごとに、走行モードの中でエンジン走行モードのときに小さな燃料消費(総合燃料消費率TSFC)が得られる領域であるエンジン走行領域と、走行モードの中でアシスト走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるアシスト走行領域と、走行モードの中で充電走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域である充電走行領域を設定する走行領域設定手段(総合燃料消費率マップ)と、ハイブリッド車両Vの速度と要求駆動力との組み合わせが属する走行領域に対応する走行モードを選択するとともに、内燃機関3の動力の変速段として、燃料消費が最も小さな変速段を選択する選択手段(ECU2)と、を備えることを特徴とする。
 この構成によれば、内燃機関の機関出力軸と第1変速機構の第1入力軸が第1クラッチによって互いに係合するとともに、機関出力軸と第2変速機構の第2入力軸との係合が第2クラッチで解放されているときには、内燃機関の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。また、機関出力軸と第1入力軸との係合が第1クラッチで解放されるとともに、機関出力軸と第2入力軸が第2クラッチによって互いに係合しているときには、内燃機関の動力は、第2変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。電動機の動力は、第1変速機構の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪に伝達される。
 また、走行領域設定手段により、ハイブリッド車両の速度および駆動輪に要求される要求駆動力に対して、内燃機関の動力の変速段ごとに、走行モードの間で小さな燃料消費が得られる領域として、エンジン走行領域、アシスト走行領域および充電走行領域が設定されている。そして、これらの走行領域のうち、ハイブリッド車両の速度と要求駆動力との組み合わせが属する走行領域を求め、それに対応する走行モードを選択する。これにより、より小さな燃料消費が得られる走行モードを適切に選択できる。また、内燃機関の動力の変速段として、燃料消費が最も小さな変速段を選択することにより、最小の燃料消費を得るのに適した変速段も併せて選択できる。したがって、以上のように選択された走行モードおよび内燃機関の動力の変速段により、ハイブリッド車両を運転することにより、要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に近い場合でも、より小さな燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
 また、上述した走行領域をあらかじめ設定し、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じて参照するだけで、複雑な演算などを必要とすることなく、より小さな燃料消費率が得られる走行モードおよび内燃機関の動力の変速段を、容易かつ適切に決定することができる。
 請求項19に係る発明は、請求項18に記載のハイブリッド車両の制御装置において、燃料消費は、内燃機関3へのハイブリッド車両Vの走行用の供給燃料量、内燃機関3の効率および第1および第2変速機構11、31の効率である機関駆動パラメータを用いて算出され、アシスト走行モードのときには、機関駆動パラメータに加えて、アシスト走行用の電力を蓄電器に充電するために内燃機関3に過去に供給された過去供給燃料量、蓄電器の放電効率、電動機4の駆動効率および第1および第2変速機構11、31の効率を用いて算出され、充電走行モードのときには、機関駆動パラメータに加えて、内燃機関3への電動機4による充電用の供給燃料量、内燃機関3の効率、第1および第2変速機構11、31の効率、電動機4の発電効率、蓄電器の充電効率、および蓄電器の電力を将来的にハイブリッド車両Vの走行に用いたときの効率である予測効率を用いて算出されることを特徴とする。
 この構成によれば、ハイブリッド車両の燃料消費を算出する際、走行モードごとに、上述したパラメータが用いられる。したがって、内燃機関、第1および第2変速機構、電動機および蓄電器の現在、過去および将来における損失などを反映させながら、燃料消費を精度良く算出でき、それに応じて、ハイブリッド車両の燃費をさらに向上させることができる。
 前記第3の目的を達成するために、請求項20に係る発明は、動力源としての内燃機関3および発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(バッテリ52)と、入力された動力を複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DW、DWに伝達可能な変速機構71とを有するハイブリッド車両の制御装置において、ハイブリッド車両V’の走行モードは、内燃機関3の動力のみで走行するエンジン走行モードと、内燃機関3の動力を電動機4の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、内燃機関3の動力の一部を用いて電動機4および蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、ハイブリッド車両V’の速度(車速VP)および駆動輪DWに要求される要求駆動力(要求トルクTRQ)に対して、変速段ごとに、内燃機関3の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含み、走行モードの中でエンジン走行モードのときに小さな燃料消費(総合燃料消費率TSFC)が得られる領域であるエンジン走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域を設定する走行領域設定手段(総合燃料消費率マップ)と、ハイブリッド車両V’の速度と要求駆動力との組み合わせがエンジン走行領域に属するときに、走行モードとして、エンジン走行モードを選択する選択手段(ECU2)と、を備えることを特徴とする。
 この構成によれば、内燃機関の動力や電動機の動力は、変速機構により、複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で駆動輪に伝達される。また、走行領域設定手段により、ハイブリッド車両の速度および駆動輪に要求される要求駆動力に対して、変速段ごとに、走行モードの間でより小さな燃料消費が得られる領域として、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含むエンジン走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域が設定されている。
 そして、ハイブリッド車両の速度と要求駆動力との組み合わせがエンジン走行領域に属するときには、走行モードとして、エンジン走行モードを選択する。したがって、この場合には、要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に一致せず、それに近いときでも、エンジン走行モードが選択されることで、より小さな燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費の向上を図ることができる。
 また、設定された走行領域をハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じて参照するだけで、複雑な演算などを必要とすることなく、走行モードを容易且つ適切に決定できるとともに、エンジン走行モードとアシスト走行モードまたは充電走行モードとの切換を円滑に行うことができる。
 前記第3の目的を達成するために、請求項21に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3の機関出力軸(クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両の制御装置において、ハイブリッド車両Vの走行モードは、内燃機関3の動力のみで走行するエンジン走行モードと、内燃機関3の動力を電動機4の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、内燃機関3の動力の一部を用いて電動機4および蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、ハイブリッド車両Vの速度(車速VP)および駆動輪DWに要求される要求駆動力(要求トルクTRQ)に対して、内燃機関3の動力の変速段ごとに、内燃機関3の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含み、走行モードの中でエンジン走行モードのときに小さな燃料消費(総合燃料消費率TSFC)が得られる領域であるエンジン走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域を設定する走行領域設定手段(総合燃料消費率マップ)と、ハイブリッド車両Vの速度と要求駆動力との組み合わせがエンジン走行領域に属するときに、走行モードとして、エンジン走行モードを選択する選択手段(ECU2、図19)と、を備えることを特徴とする。
 本発明に係るハイブリッド車両の構成は、請求項18に係る発明と同じである。また、本発明によれば、請求項20と同様、ハイブリッド車両の速度および駆動輪に要求される要求駆動力に対して、内燃機関の動力の変速段ごとに、走行モードの間でより小さな燃料消費が得られる領域として、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含むエンジン走行領域と、エンジン走行領域よりも要求駆動力が大きな側および小さな側にそれぞれ配置されたアシスト走行領域および充電走行領域が設定されている。
 そして、ハイブリッド車両の速度と要求駆動力との組み合わせがエンジン走行領域に属するときには、走行モードとして、エンジン走行モードを選択する。このように、要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に一致せず、それに近い場合には、エンジン走行モードが選択されることで、より小さな燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費の向上を図ることができる。また、設定された走行領域をハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じて参照するだけで、走行モードを容易且つ適切に決定できるとともに、エンジン走行モードとアシスト走行モードまたは充電走行モードとの切換を円滑に行うことができる。
 請求項22に係る発明は、請求項18または21に記載のハイブリッド車両の制御装置において、内燃機関3の動力の変速段が第2変速機構31の変速段である場合、当該変速段用のアシスト走行領域および充電走行領域はそれぞれ、最も小さな燃料消費が得られる、内燃機関3の動力の変速段と第1変速機構11における電動機4の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに、複数の領域に区分されており、選択手段は、複数の領域のうち、ハイブリッド車両Vの速度と要求駆動力との組み合わせが属する領域に対応する変速パターンを選択することを特徴とする。
 請求項18または21の発明に係るハイブリッド車両では、内燃機関の動力が第2変速機構で変速されている場合、第1変速機構における電動機の動力の変速段として、内燃機関の動力の変速段と異なる変速段を選択することが可能である。また、電動機の効率は、電動機により力行を行う場合には、蓄電器の放電効率、電動機の駆動効率および第1変速機構の動力伝達効率を含み、電動機により回生を行う場合には、第1変速機構の動力伝達効率、電動機の発電効率および蓄電器の充電効率を含む。また、第1変速機構における電動機の動力の変速段が異なると、それに応じて電動機の回転数が変化するため、電動機の効率も変化する。
 本発明によれば、内燃機関の動力の変速段が第2変速機構の変速段である場合、その変速段用のアシスト走行領域および充電走行領域はそれぞれ、最も小さな燃料消費が得られる変速パターン(内燃機関の動力の変速段と第1変速機構における電動機の動力の変速段との組み合わせ)ごとに、複数の領域に区分されている。そして、これらの複数の領域のうち、ハイブリッド車両の速度と要求駆動力との組み合わせが属する領域を求め、それに対応する変速パターンを選択する。これにより、内燃機関の動力の変速段が第2変速機構の変速段である場合、最小の燃料消費が得られる電動機の動力の変速段を適切に選択することができる。
 請求項23に係る発明は、請求項18ないし22のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、電動機4および蓄電器の少なくとも一方の温度(バッテリ温度TB)が、電動機4および蓄電器の少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のときに、電動機4の出力が制限されることを特徴とする。
 この構成によれば、電動機および蓄電器の少なくとも一方の温度が、電動機および蓄電器の少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のときに、すなわち、当該少なくとも一方が比較的高温状態にあるときに、電動機の出力が制限される。したがって、当該少なくとも一方の温度上昇を抑制することができる。
 請求項24に係る発明は、請求項18ないし23のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、蓄電器の充電状態(充電状態SOC)が所定値以下のときに、電動機4による回生量を増大させるように電動機4の動作を制御することを特徴とする。
 この構成によれば、蓄電器の充電状態が所定値以下で、比較的小さいときに、電動機による回生量を増大させるように電動機の動作を制御するので、低下した蓄電器の充電状態を確実に回復させることができる。
 請求項25に係る発明は、請求項22に記載のハイブリッド車両の制御装置において、内燃機関3の動力の変速段が第2変速機構31の変速段である場合において、アクセルペダルの開度(アクセル開度AP)の変化量が所定値よりも大きいときには、電動機4の動力の変速段として、内燃機関3の動力の変速段よりも低速側の第1変速機構11の変速段を用いたアシスト走行モードを選択することを特徴とする。
 この構成によれば、アクセルペダルの開度の変化量が所定値よりも大きいとき、すなわち運転者からの加速要求が高いときには、電動機の動力の変速段として、内燃機関の動力の変速段よりも低速側の第1変速機構の変速段を用いたアシスト走行モードを選択する。これにより、加速要求に見合ったより大きなトルクを駆動輪に伝達でき、ドライバビリティを向上させることができる。
 また、前記第3の目的を達成するために、請求項26に係る発明は、内燃機関3と、発電可能な電動機4と、電動機4との間で電力の授受が可能な蓄電器(バッテリ52)と、内燃機関3の機関出力軸(クランク軸3a)および電動機4からの動力を第1入力軸13で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第1変速機構11と、機関出力軸からの動力を第2入力軸32で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪DWに伝達可能な第2変速機構31と、機関出力軸と第1変速機構11との間を係合可能な第1クラッチC1と、機関出力軸と第2変速機構31との間を係合可能な第2クラッチC2とを有するハイブリッド車両の制御方法において、ハイブリッド車両Vの走行モードは、内燃機関3の動力のみで走行するエンジン走行モードと、内燃機関3の動力を電動機4の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、内燃機関3の動力の一部を用いて電動機4および蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、ハイブリッド車両Vの速度(車速VP)および駆動輪DWに要求される要求駆動力(要求トルクTRQ)に対して、内燃機関3の動力の変速段ごとに、内燃機関3の燃料消費が最小になる最適燃費ラインよりも要求駆動力が大きな側に、エンジン走行モードのときに得られる燃料消費(総合燃料消費率TSFC)とアシスト走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだアシスト禁止ラインを設定するとともに、最適燃費ラインよりも要求駆動力が小さな側に、エンジン走行モードのときに得られる燃料消費と充電走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだ充電禁止ラインを設定し、内燃機関3の動力の変速段、ハイブリッド車両Vの速度および要求駆動力に応じ、要求駆動力がアシスト禁止ライン以下で充電禁止ライン以上のときに、エンジン走行モードを選択し(図19のステップ203、205、206)、要求駆動力がアシスト禁止ラインの上側にあるときに、アシスト走行モードを選択し(図19のステップ203、204)、要求駆動力が充電禁止ラインの下側にあるときに、充電走行モードを選択する(ステップ205、207)ことを特徴とする。
 本発明によれば、請求項18の発明と同様の構成のハイブリッド車両を対象として、制御が次のように行われる。まず、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に対して、内燃機関の動力の変速段ごとに、アシスト禁止ラインおよび充電禁止ラインを設定する。アシスト禁止ラインは、内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインよりも要求駆動力が大きな側に設定されており、エンジン走行モードのときに得られる燃料消費とアシスト走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだものである。また、充電禁止ラインは、最適燃費ラインよりも要求駆動力が小さな側に設定されており、エンジン走行モードのときに得られる燃料消費と充電走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだものである。
 そして、本発明によれば、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じ、要求駆動力がアシスト禁止ライン以下で充電禁止ライン以上のときには、エンジン走行モードを選択する。このように、要求駆動力が最小燃料消費率相当の内燃機関の駆動力に一致せず、それに近い場合には、エンジン走行モードが選択される。また、要求駆動力がアシスト禁止ラインの上側にあるときには、アシスト走行モードを選択し、要求駆動力が充電禁止ラインの下側にあるときには、充電走行モードを選択する。以上により、要求駆動力に応じて、走行モードを適切に選択し、いずれの走行モードにおいてもより小さな燃料消費を得ることができ、ハイブリッド車両の燃費を向上させることができる。
 また、ハイブリッド車両の速度および要求駆動力に応じて、アシスト禁止ラインおよび充電禁止ラインとの関係を参照するだけで、走行モードを容易且つ適切に決定できるとともに、エンジン走行モードとアシスト走行モードまたは充電走行モードとの切換を円滑に行うことができる。
 請求項27に係る発明は、請求項1、2、10、11、18ないし24のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置において、ハイブリッド車両Vには、ハイブリッド車両Vが走行している周辺の道路情報を表すデータを記憶するカーナビゲーションシステム68が設けられており、カーナビゲーションシステム68に記憶されたデータに基づき、ハイブリッド車両Vの走行状況を予測する予測手段(ECU2)をさらに備え、予測されたハイブリッド車両Vの走行状況に応じて、変速段の選択を行うことを特徴とする。
 この構成によれば、ハイブリッド車両の走行状況が、ハイブリッド車両が走行している周辺の道路情報を表すデータに基づき、予測手段によって予測されるとともに、予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、変速段の選択が行われる。これにより、ハイブリッド車両の走行状況に適した変速段をあらかじめ選択することができる。
本発明による制御装置を適用したハイブリッド車両を概略的に示す図である。 制御装置のECUなどを示すブロック図である。 ハイブリッド車両の減速回生モード中に第1変速機構の変速段を選択する処理を示すフローチャートである。 変換効率マップの一例である。 減速回生モード中に第1変速機構の変速段を3速段から1速段に変更した場合における制御装置の動作例を示すタイミングチャートである。 減速回生モード中に第1変速機構の変速段を3速段に保持した場合における制御装置の動作例を示すタイミングチャートである。 減速回生モード中に第1変速機構の変速段を設定する処理の他の例を示すフローチャートである。 本発明による制御装置を適用した、図1とは異なるハイブリッド車両を概略的に示す図である。 ハイブリッド車両の制御処理を示すフローチャートである。 充電優先走行制御処理を示すフローチャートである。 充電量マップの一例である。 エンジン走行モードにおいて得られる総合燃料消費率を示すマップの一例である。 アシスト走行モードおよび充電走行モードにおいて得られる総合燃料消費率を示すマップの一例である。 走行モード間における総合燃料消費率の関係を示す図である。 内燃機関の動力の変速段が3速段のときの総合燃料消費率マップの一例である。 内燃機関の動力の変速段が4速段のときの総合燃料消費率マップの一例である。 内燃機関の動力の変速段が5速段のときの総合燃料消費率マップの一例である。 図14~図16の総合燃料消費率マップによる走行モード間における総合燃料消費率の関係を示す図である。 走行モード選択処理を示すフローチャートである。
 以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は、この実施形態により限定されるものではない。また、実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが、含まれる。図1に示すハイブリッド車両Vは、一対の駆動輪DW(一方のみ図示)および一対の従動輪(図示せず)などから成る四輪車両であり、動力源としての内燃機関(以下「エンジン」という)3および発電可能な電動機(以下「モータ」という)4を備えている。エンジン3は、複数の気筒を有するガソリンエンジンであり、クランク軸3aを有している。エンジン3の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期などは、図2に示す制御装置1のECU2によって制御される。
 モータ4は、いわゆるモータジェネレータである、一般的な1ロータタイプのブラシレスDCモータであり、固定されたステータ4aと、回転自在のロータ4bを有している。このステータ4aは、回転磁界を発生させるためのものであり、鉄心や三相コイルで構成されている。また、ステータ4aは、ハイブリッド車両Vに固定されたケーシングCAに取り付けられるとともに、パワードライブユニット(以下「PDU」という)51を介して、充電および放電可能なバッテリ52に電気的に接続されている。このPDU51は、インバータなどの電気回路によって構成されており、ECU2に電気的に接続されている(図2参照)。上記のロータ4bは、磁石などで構成されており、ステータ4aに対向するように配置されている。
 以上の構成のモータ4では、ECU2によるPDU51の制御によって、バッテリ52からPDU51を介してステータ4aに電力が供給されると、回転磁界が発生し、それに伴い、この電力が動力に変換され、ロータ4bが回転する。この場合、ステータ4aに供給される電力が制御されることによって、ロータ4bの動力が制御される。
 また、ステータ4aへの電力供給を停止した状態で、動力の入力によりロータ4bが回転しているときに、ECU2によるPDU51の制御によって、回転磁界が発生し、それに伴い、ロータ4bに入力された動力が電力に変換され、発電が行われるとともに、発電した電力がバッテリ52に充電される。また、ステータ4aを適宜、制御することによって、ロータ4bに伝達される動力が制御される。
 さらに、ハイブリッド車両Vは、エンジン3およびモータ4の動力をハイブリッド車両Vの駆動輪DWに伝達するための駆動力伝達装置を備えている。この駆動力伝達装置は、第1変速機構11および第2変速機構31などから成るデュアルクラッチトランスミッションを有している。
 第1変速機構11は、入力された動力を、1速段、3速段、5速段および7速段のうちの1つにより変速して駆動輪DWに伝達するものである。これらの1速段~7速段の変速比は、その段数が大きいほど、より高速側に設定されている。具体的には、第1変速機構11は、エンジン3のクランク軸3aと同軸状に配置された第1クラッチC1、遊星歯車装置12、第1入力軸13、3速ギヤ14、5速ギヤ15、および7速ギヤ16を有している。
 第1クラッチC1は、乾式多板クラッチであり、クランク軸3aに一体に取り付けられたアウターC1aと、第1入力軸13の一端部に一体に取り付けられたインナーC1bなどで構成されている。第1クラッチC1は、ECU2によって制御され、締結状態では、クランク軸3aに第1入力軸13を係合させる一方、解放状態ではこの係合を解除し、両者13、3aの間を遮断する。
 遊星歯車装置12は、シングルプラネタリ式のものであり、サンギヤ12aと、このサンギヤ12aの外周に回転自在に設けられた、サンギヤ12aよりも歯数の多いリングギヤ12bと、両ギヤ12a、12bに噛み合う複数(例えば3つ)のプラネタリギヤ12c(2つのみ図示)と、プラネタリギヤ12cを回転自在に支持する回転自在のキャリア12dとを有している。
 サンギヤ12aは、第1入力軸13の他端部に一体に取り付けられている。第1入力軸13の他端部にはさらに、前述したモータ4のロータ4bが一体に取り付けられており、第1入力軸13は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されている。以上の構成により、第1入力軸13、サンギヤ12aおよびロータ4bは、互いに一体に回転する。
 また、リングギヤ12bには、ロック機構BRが設けられている。このロック機構BRは、電磁式のものであり、ECU2によりON/OFFされ、ON状態のときに、リングギヤ12bを回転不能に保持するとともに、OFF状態のときに、リングギヤ12bの回転を許容する。なお、ロック機構BRとして、シンクロクラッチを用いてもよい。
 キャリア12dは、中空の回転軸17に一体に取り付けられている。回転軸17は、第1入力軸13の外側に相対的に回転自在に配置されるとともに、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されている。
 3速ギヤ14は、回転軸17に一体に取り付けられており、回転軸17およびキャリア12dと一体に回転自在である。また、5速ギヤ15および7速ギヤ16は、第1入力軸13に回転自在に設けられている。さらに、これらの3速ギヤ14、7速ギヤ16、および5速ギヤ15は、遊星歯車装置12と第1クラッチC1の間に、この順で並んでいる。
 また、第1入力軸13には、第1シンクロクラッチSC1および第2シンクロクラッチSC2が設けられている。第1シンクロクラッチSC1は、スリーブS1a、シフトフォークおよびアクチュエータ(いずれも図示せず)を有している。第1シンクロクラッチSC1は、ECU2による制御により、スリーブS1aを第1入力軸13の軸線方向に移動させることによって、3速ギヤ14または7速ギヤ16を、第1入力軸13に選択的に係合させる。
 第2シンクロクラッチSC2は、第1シンクロクラッチSC1と同様に構成されており、ECU2による制御により、スリーブS2aを第1入力軸13の軸線方向に移動させることによって、5速ギヤ15を第1入力軸13に係合させる。
 また、3速ギヤ14、5速ギヤ15、および7速ギヤ16には、第1受動ギヤ18、第2受動ギヤ19および第3受動ギヤ20がそれぞれ噛み合っており、これらの第1~第3受動ギヤ18~20は、出力軸21に一体に取り付けられている。出力軸21は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、第1入力軸13と平行に配置されている。また、出力軸21には、ギヤ21aが一体に取り付けられており、このギヤ21aは、差動装置を有するファイナルギヤFGのギヤに噛み合っている。出力軸21は、これらのギヤ21aやファイナルギヤFGを介して、駆動輪DWに連結されている。
 以上の構成の第1変速機構11では、遊星歯車装置12、3速ギヤ14および第1受動ギヤ18によって1速段および3速段のギヤ段が構成され、5速ギヤ15および第2受動ギヤ19によって5速段のギヤ段が、7速ギヤ16および第3受動ギヤ20によって7速段のギヤ段が、それぞれ構成されている。また、第1入力軸13に入力された動力は、これらの1速段、3速段、5速段および7速段のうちの1つによって変速され、出力軸21、ギヤ21aおよびファイナルギヤFGを介して駆動輪DWに伝達される。
 前述した第2変速機構31は、入力された動力を、2速段、4速段および6速段のうちの1つにより変速して駆動輪DWに伝達するものである。これらの2速段~6速段の変速比は、その段数が大きいほど、より高速側に設定されている。具体的には、第2変速機構31は、第2クラッチC2、第2入力軸32、第2入力中間軸33、2速ギヤ34、4速ギヤ35、および6速ギヤ36を有しており、第2クラッチC2および第2入力軸32は、クランク軸3aと同軸状に配置されている。
 第2クラッチC2は、第1クラッチC1と同様、乾式多板クラッチであり、クランク軸3aに一体に取り付けられたアウターC2aと、第2入力軸32の一端部に一体に取り付けられたインナーC2bで構成されている。第2クラッチC2は、ECU2によって制御され、締結状態では、クランク軸3aに第2入力軸32を係合させる一方、解放状態ではこの係合を解除し、両者32と3aとの間を遮断する。
 第2入力軸32は、中空状に形成され、第1入力軸13の外側に相対的に回転自在に配置されるとともに、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されている。また、第2入力軸32の他端部には、ギヤ32aが一体に取り付けられている。
 第2入力中間軸33は、軸受け(図示せず)に回転自在に支持されており、第2入力軸32および前述した出力軸21と平行に配置されている。第2入力中間軸33には、ギヤ33aが一体に取り付けられており、ギヤ33aには、アイドラギヤ37が噛み合っている。アイドラギヤ37は、第2入力軸32のギヤ32aに噛み合っている。なお、図1では、図示の便宜上、アイドラギヤ37は、ギヤ32aから離れた位置に描かれている。第2入力中間軸33は、これらのギヤ33a、アイドラギヤ37およびギヤ32aを介して、第2入力軸32に連結されている。
 2速ギヤ34、6速ギヤ36、および4速ギヤ35は、第2入力中間軸33に回転自在に設けられ、この順で並んでおり、前述した第1受動ギヤ18、第3受動ギヤ20および第2受動ギヤ19にそれぞれ噛み合っている。さらに、第2入力中間軸33には、第3シンクロクラッチSC3および第4シンクロクラッチSC4が設けられている。両シンクロクラッチSC3およびSC4は、第1シンクロクラッチSC1と同様に構成されている。
 第3シンクロクラッチSC3は、ECU2による制御により、そのスリーブS3aを第2入力中間軸33の軸線方向に移動させることによって、2速ギヤ34または6速ギヤ36を、第2入力中間軸33に選択的に係合させる。第4シンクロクラッチSC4は、ECU2による制御により、そのスリーブS4aを第2入力中間軸33の軸線方向に移動させることによって、4速ギヤ35を第2入力中間軸33に係合させる。
 以上の構成の第2変速機構31では、2速ギヤ34および第1受動ギヤ18によって2速段のギヤ段が構成され、4速ギヤ35および第2受動ギヤ19によって4速段のギヤ段が、6速ギヤ36および第3受動ギヤ20によって6速段のギヤ段が、それぞれ構成されている。また、第2入力軸32に入力された動力は、ギヤ32a、アイドラギヤ37およびギヤ33aを介して第2入力中間軸33に伝達され、第2入力中間軸33に伝達された動力は、これらの2速段、4速段および6速段のうちの1つによって変速され、出力軸21、ギヤ21aおよびファイナルギヤFGを介して駆動輪DWに伝達される。
 以上のように、第1および第2変速機構11、31では、変速された動力を駆動輪DWに伝達するための出力軸21が共用化されている。
 また、駆動力伝達装置には、リバース機構41が設けられており、リバース機構41は、リバース軸42と、リバースギヤ43と、スリーブS5aを有する第5シンクロクラッチSC5を備えている。ハイブリッド車両Vを後進させる場合には、ECU2による制御により、スリーブS5aをリバース軸42の軸線方向に移動させることによって、リバースギヤ43をリバース軸42に係合させる。
 さらに、ハイブリッド車両Vには、ハイブリッド車両Vを減速するためのブレーキBが設けられている。ブレーキBは、電動サーボブレーキであり、その動作がECU2によって制御される。
 また、図2に示すように、ECU2には、クランク角センサ61からCRK信号が入力される。このCRK信号は、エンジン3のクランク軸3aの回転に伴い、所定のクランク角ごとに出力されるパルス信号である。ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン回転数NEを算出する。また、ECU2には、電流電圧センサ62から、バッテリ52に入出力される電流・電圧値を表す検出信号が、入力される。ECU2は、この検出信号に基づいて、バッテリ52の充電状態SOCを算出する。
 さらに、ECU2には、バッテリ温度センサ63から、バッテリ52の温度(以下「バッテリ温度」という)TBを表す検出信号が入力される。また、ECU2には、アクセル開度センサ64からハイブリッド車両Vのアクセルペダル(図示せず)の踏み込み量であるアクセル開度APを表す検出信号が、車速センサ65から車速VPを表す検出信号が、入力される。さらに、ECU2には、ブレーキ踏力センサ66からハイブリッド車両Vのブレーキペダル(図示せず)の踏み込み力であるブレーキ踏力BPを表す検出信号が、トルクセンサ67から、駆動輪DWのトルク(以下「駆動輪トルク」という)TDWを表す検出信号が、入力される。また、ECU2には、カーナビゲーションシステム68に記憶された、ハイブリッド車両Vが走行している周辺の道路情報を表すデータが適宜、入力される。
 ECU2は、I/Oインターフェース、CPU、RAMおよびROMなどから成るマイクロコンピュータで構成されており、上述した各種のセンサ61~67からの検出信号や、カーナビゲーションシステム68からのデータに応じ、ROMに記憶された制御プログラムに従って、ハイブリッド車両Vの動作を制御する。
 以上の構成のハイブリッド車両Vの走行モードには、ENG走行モード、EV走行モード、アシスト走行モード、充電走行モード、減速回生モードおよびENG始動モードが含まれる。各走行モードにおけるハイブリッド車両Vの動作は、ECU2によって制御される。以下、これらの走行モードについて順に説明する。
 [ENG走行モード]
 ENG走行モードは、エンジン3のみを動力源として用いる走行モードである。ENG走行モードでは、エンジン3の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン3の動力(以下「エンジン動力」という)が制御される。また、エンジン動力は、第1または第2変速機構11、31により変速され、駆動輪DWに伝達される。
 まず、第1変速機構11により1速段、3速段、5速段および7速段のうちの1つでエンジン動力を変速する場合の動作について、順に説明する。この場合、上記のいずれの変速段においても、第1クラッチC1を締結状態に制御することによって、第1入力軸13をクランク軸3aに係合させるとともに、第2クラッチC2を解放状態に制御することによって、クランク軸3aへの第2入力軸33の係合を解除する。また、第5シンクロクラッチSC5の制御によって、リバース軸42に対するリバースギヤ43の係合を解除する。
 1速段の場合には、ロック機構BRをON状態に制御することによって、リングギヤ12bを回転不能に保持するとともに、第1および第2シンクロクラッチSC1、SC2によって、第1入力軸13に対する3速ギヤ14、5速ギヤ15および7速ギヤ16の係合を解除する。
 以上により、エンジン動力は、第1クラッチC1、第1入力軸13、サンギヤ12a、プラネタリギヤ12c、キャリア12d、回転軸17、3速ギヤ14および第1受動ギヤ18を介して、出力軸21に伝達され、さらにギヤ21aおよびファイナルギヤFGを介して、駆動輪DWに伝達される。その際、上記のようにリングギヤ12bが回転不能に保持されているため、第1入力軸13に伝達されたエンジン動力は、サンギヤ12aとリングギヤ12bとの歯数比に応じた変速比で減速された後、キャリア12dに伝達され、さらに、3速ギヤ14と第1受動ギヤ18との歯数比に応じた変速比で減速された後、出力軸21に伝達される。その結果、エンジン動力は、上記の2つの変速比によって定まる1速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 3速段の場合には、ロック機構BRをOFF状態に制御することによって、リングギヤ12bの回転を許容するとともに、第1および第2シンクロクラッチSC1、SC2の制御によって、3速ギヤ14のみを第1入力軸13に係合させる。
 以上により、エンジン動力は、第1入力軸13から3速ギヤ14および第1受動ギヤ18を介して、出力軸21に伝達される。この場合、上記のように3速ギヤ14が第1入力軸13に係合しているため、サンギヤ12a、キャリア12dおよびリングギヤ12bは一体に空転する。このため、3速段の場合には、1速段の場合と異なり、エンジン動力は、遊星歯車装置12で減速されることなく、3速ギヤ14と第1受動ギヤ18との歯数比によって定まる3速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 以下、同様に、5速段の場合には、第1および第2シンクロクラッチSC1、SC2の制御によって、5速ギヤ15のみを第1入力軸13に係合させる。これにより、エンジン動力は、第1入力軸13から5速ギヤ15および第2受動ギヤ19を介して、出力軸21に伝達され、両ギヤ15、19の歯数比によって定まる5速段の変速比で変速される。
 7速段の場合には、第1および第2シンクロクラッチSC1、SC2の制御によって、7速ギヤ16のみを第1入力軸13に係合させる。これにより、エンジン動力は、第1入力軸13から7速ギヤ16および第3受動ギヤ20を介して、出力軸21に伝達され、両ギヤ16、20の歯数比によって定まる7速段の変速比で変速される。
 次に、エンジン動力を第2変速機構31により2速段、4速段および6速段のうちの1つで変速する場合の動作について、順に説明する。この場合、これらのいずれの変速段においても、第1クラッチC1を解放状態に制御することによって、クランク軸3aへの第1入力軸13の係合を解除するとともに、第2クラッチC2を締結状態に制御することによって、第2入力軸32をクランク軸3aに係合させる。また、第5シンクロクラッチSC5の制御によって、リバース軸42に対するリバースギヤ43の係合を解除する。
 2速段の場合には、第3および第4シンクロクラッチSC3、SC4の制御によって、2速ギヤ34のみを第2入力中間軸33に係合させる。これにより、エンジン動力は、第2クラッチC2、第2入力軸32、ギヤ32a、アイドラギヤ37、ギヤ33a、第2入力中間軸33、2速ギヤ34および第1受動ギヤ18を介して、出力軸21に伝達され、さらにギヤ21aおよびファイナルギヤFGを介して、駆動輪DWに伝達される。その際、エンジン動力は、2速ギヤ34と第1受動ギヤ18との歯数比によって定まる2速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 以下、同様に、4速段の場合には、第3および第4シンクロクラッチSC3、SC4の制御によって、4速ギヤ35のみを第2入力中間軸33に係合させる。これにより、エンジン動力は、第2入力中間軸33から4速ギヤ35および第2受動ギヤ19を介して、出力軸21に伝達され、両ギヤ35、19の歯数比によって定まる4速段の変速比で変速される。
 6速段の場合には、第3および第4シンクロクラッチSC3、SC4の制御によって、6速ギヤ36のみを第2入力中間軸33に係合させる。これにより、エンジン動力は、第2入力中間軸33から6速ギヤ36および第3受動ギヤ20を介して、出力軸21に伝達され、両ギヤ36、20の歯数比によって定まる6速段の変速比で変速される。
 [EV走行モード]
 EV走行モードは、モータ4のみを動力源として用いる走行モードである。EV走行モードでは、バッテリ51からモータ4に供給される電力を制御することによって、モータ4の動力(以下「モータ動力」という)が制御される。また、モータ動力が、第1変速機構11により1速段、3速段、5速段および7速段のうちの1つで変速され、駆動輪DWに伝達される。この場合、これらのいずれの変速段においても、第1および第2クラッチC1、C2を解放状態に制御することによって、クランク軸3aに対する第1および第2入力軸13、32の係合を解除する。これにより、モータ4および駆動輪DWとエンジン3との間が遮断されるので、モータ動力がエンジン3に無駄に伝達されることがない。また、第5シンクロクラッチSC5の制御によって、リバース軸42に対するリバースギヤ43の係合を解除する。
 1速段の場合には、ENG走行モードの場合と同様、ロック機構BRをON状態に制御することによって、リングギヤ12bを回転不能に保持するとともに、第1および第2シンクロクラッチSC1、SC2の制御によって、第1入力軸13に対する3速ギヤ14、5速ギヤ15および7速ギヤ16の係合を解除する。
 以上により、モータ動力は、第1入力軸、サンギヤ12a、プラネタリギヤ12c、キャリア12d、回転軸17、3速ギヤ14および第1受動ギヤ18を介して、出力軸21に伝達される。その結果、モータ動力は、ENG走行モードの場合と同様、1速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 3速段の場合には、ENG走行モードの場合と同様、ロック機構BRをOFF状態に制御することによって、リングギヤ12bの回転を許容するとともに、第1および第2シンクロクラッチSC1、SC2の制御によって、3速ギヤ14のみを第1入力軸13に係合させる。これにより、モータ動力は、第1入力軸13から、3速ギヤ14および第1受動ギヤ18を介して、出力軸21に伝達される。その結果、モータ動力は、ENG走行モードの場合と同様、3速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。
 5速段または7速段の場合には、ENG走行モードの場合と同様にして、ロック機構BR、第1および第2シンクロクラッチSC1、SC2を制御する。これにより、モータ動力は、5速段または7速段の変速比で変速され、駆動輪DWに伝達される。なお、EV走行モード中、第1変速機構11の変速段は、モータ4の高い駆動効率が得られるように、設定される。
 [アシスト走行モード]
 アシスト走行モードは、エンジン3をモータ4でアシストする走行モードである。アシスト走行モードでは、基本的に、エンジン3の良好な燃費が得られるように、エンジン3のトルク(以下「エンジントルク」という)を制御する。また、運転者から駆動輪DWに要求されるトルク(以下「要求トルク」という)TRQに対するエンジントルクの不足分が、モータ4のトルク(以下「モータトルク」という)によって補われる。要求トルクTRQは、検出されたアクセル開度APに応じて算出される。
 アシスト走行モード中、エンジン動力を第1変速機構11によって変速しているとき(奇数段のとき)には、モータ動力の変速比は、第1変速機構11で設定されている変速段の変速比と同じになる。一方、エンジン動力を第2変速機構31によって変速しているとき(偶数段のとき)には、モータ動力の変速比として、第1変速機構11の1速段、3速段、5速段または7速段のいずれかの変速比を選択することが可能である。
 また、アシスト走行モード中、例えば、エンジン動力を2速段で変速しているときには、プレシフトにて第1変速機構11の変速段を選択し、モータ動力を、第1変速機構11を介して出力軸21に伝達する。この場合、出力軸21の第1~第3受動ギヤ18~20は、奇数段の変速段の歯車および偶数段の変速段の歯車の両方と噛み合った状態にあり、偶数段で変速されたエンジン動力と、奇数段で変速されたモータ動力とを、合成することが可能である。なお、第1クラッチC1は解放状態に制御され、それにより、エンジン動力は、第1変速機構11を介しては駆動輪DWに伝達されない。また、プレシフトする第1変速機構11の変速段は、ハイブリッド車両Vの走行状態に応じて、自由に選択することができる。
 [充電走行モード]
 充電走行モードは、エンジン動力の一部をモータ4で電力に変換し、発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ52に充電する走行モードである。充電走行モードでは、基本的に、エンジン3の良好な燃費が得られるように、エンジントルクを制御する。また、要求トルクTRQに対するエンジントルクの余剰分を用いて、モータ4で発電が行われ、発電した電力がバッテリ52に充電される(回生)。
 アシスト走行モードの場合と同様、充電走行モード中、エンジン動力を第1変速機構11によって変速しているとき(奇数段のとき)には、モータ動力の変速比は、第1変速機構11の変速段の変速比と同じになる。また、エンジン動力を第2変速機構12によって変速しているとき(偶数段のとき)には、モータ動力の変速比として、第1変速機構11の1速段、3速段、5速段または7速段のいずれかの変速比を選択することが可能である。
 [減速回生モード]
 減速回生モードは、ハイブリッド車両Vが減速走行中であると判定されているときに、駆動輪DWの動力を用いてモータ4で発電を行うとともに、発電した電力をバッテリ52に充電する走行モードである。以下、モータ4で発電した電力をバッテリ52に充電することを適宜、「回生」という。なお、ハイブリッド車両Vが減速走行中であるか否かは、アクセル開度APに基づいて判定される。
 減速回生モードでは、エンジン3への燃料の供給が停止(フューエルカット)される。また、第1および第2クラッチC1、C2は、EV走行モードの場合と同様にして制御され、それにより、モータ4および駆動輪DWとエンジン3との間が遮断されるので、駆動輪DWの動力がエンジン3に無駄に伝達されることがない。さらに、駆動輪DWの動力は、ファイナルギヤFGや、ギヤ21a、出力軸21、第1変速機構11を介して、変速された状態でモータ4に伝達される。モータ4に伝達された駆動輪DWの動力は、電力に変換され、バッテリ52に充電される(回生)。それに伴い、モータ4から駆動輪DWに、発電した電力に応じた制動力が伝達される。
 なお、減速回生モード中、モータ4による制動力が十分に得られないときには、エンジンブレーキによる制動力を得るために、第1クラッチC1を締結することも可能である。
 [ENG始動モード]
 ENG始動モードは、エンジン3を始動するための運転モードである。ENG始動モードにおいて、ハイブリッド車両Vの停止中にエンジン3を始動する場合には、第1クラッチC1を締結状態に制御することによって、第1入力軸13をクランク軸3aに係合させるとともに、第2クラッチC2を解放状態に制御することによって、クランク軸3aへの第2入力軸32の係合を解除する。また、第1変速機構11の変速段をすべて解除(ニュートラル)するとともに、バッテリ52からモータ4に電力を供給し、モータ動力を発生させる。
 以上により、モータ動力は、第1入力軸13および第1クラッチC1を介してクランク軸3aに伝達され、クランク軸3aが回転する。その状態で、前述したCRK信号に応じ、エンジン3の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン3が始動される。この場合、第1入力軸13を介してサンギヤ12aに伝達されたモータ動力は、プラネタリギヤ12cを介してリングギヤ12bに伝達されるものの、上記のようにリングギヤ12bの回転が許容されていることでリングギヤ12bが空転するので、キャリア12dなどを介して駆動輪DWに伝達されることがない。
 また、前述したEV走行モード中にエンジン3を始動する場合には、解放状態にある第1クラッチC1を締結し、第1入力軸13をクランク軸3aに係合させる。これにより、モータ動力がクランク軸3aに伝達され、クランク軸3aが回転する。その状態で、CRK信号に応じ、エンジン3の燃料噴射量、燃料噴射時期および点火時期を制御することによって、エンジン3が始動される。この場合、第1クラッチC1の締結力を漸増させることによって、モータ4から駆動輪DWに伝達されるトルクが急減することがなくなるので、良好なドライバビリティを確保することができる。
 なお、EV走行中、ハイブリッド車両Vが極低速状態にある場合や、第1クラッチC1の温度が高い場合などにおいて、エンジン3を始動するときには、第1クラッチC1を締結せずに、第2クラッチC2を締結するとともに、エンジン3を始動するために偶数段の変速段を選択することによっても、エンジン3を始動することが可能である。
 次に、図3~図7を参照しながら、本発明の第1実施形態によるハイブリッド車両Vの制御について説明する。この制御は、上述した減速回生モードにおいて、モータ4の動作を制御するとともに、第1変速機構11の変速段を選択するものである。減速回生モード中、基本的には、モータ4の発電電力は、検出されたブレーキ踏力BPに応じて制御される。これにより、モータ4から駆動輪DWに作用する制動力が、ブレーキ踏力BPに見合った大きさに制御される。
 また、図3は、減速回生モード中において第1変速機構11の変速段を選択するための処理を示しており、本処理は、所定時間ごとに繰り返し実行される。まず、ステップ1(「S1」と図示。以下同じ)では、第1充電量CH1を算出する。この第1充電量CH1は、第1変速機構11の変速段を現在の変速段に保持した状態でモータ4による回生を現時点からハイブリッド車両Vが停止するまで行ったと仮定した場合にバッテリ52に充電される充電量の予測値である。
 第1充電量CH1は、次のようにして算出される。すなわち、まず、検出された車速VP、駆動輪トルクTDWおよび現在の変速段に応じ、図4に示す変換効率マップを検索することによって、電気エネルギ変換効率を算出する。この電気エネルギ変換効率は、ハイブリッド車両Vの走行エネルギをバッテリ52に充電される電気エネルギに変換するときの変換効率(電気エネルギ/走行エネルギ)である。また、変換効率マップは、電気エネルギ変換効率を、車速VPおよび駆動輪トルクTDWに対して変速段ごとに規定したものであり、第1変速機構11のそれぞれの変速段の動力伝達効率、モータ4の発電効率およびバッテリ52の充電効率に応じて、あらかじめ設定される。
 ここで、動力伝達効率は、第1変速機構11から出力されるトルクと第1変速機構11に入力されるトルクとの比であり、発電効率は、モータ4で発電される電気エネルギとモータ4に入力されるトルクとの比、充電効率は、バッテリ52に充電された電気エネルギとバッテリ52に供給された電気エネルギとの比である。また、図4では、ハッチングによって、電気エネルギ変換効率の高低を示している。
 次に、ブレーキ踏力BPおよび現在の変速段に応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって、モータ4に伝達されるトルク(以下「モータ伝達トルク」という)を算出するとともに、算出された電気エネルギ変換効率、モータ伝達トルクおよび車両停止時間に応じて、第1充電量CH1を算出する。この車両停止時間は、現時点からハイブリッド車両Vが停止するまでに要する時間の予測値であり、車速VPおよびブレーキ踏力BPに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって、算出される。なお、以上の第1充電量CH1の算出は、ブレーキ踏力BPが変化しないものと仮定して行われる。
 上記ステップ1に続くステップ2では、変速所要時間TIMを算出する。この変速所要時間TIMは、現在の変速段から目標変速段に変速段を変更するに際し、当該変更が開始されてから完了するまでに要する時間である。ここで、目標変速段は、車速VPおよび駆動輪トルクTDWに応じ、上述した変換効率マップ(図4)を検索することによって、設定される。具体的には、変換効率マップに基づき、電気エネルギ変換効率を変速段ごとに算出し、算出された複数の電気エネルギ変換効率のうちの最も高い電気エネルギ変換効率に対応する変速段を、目標変速段として設定する。基本的に、モータ4の回転数が高いほど、モータ4の発電効率がより高く、それにより電気エネルギ変換効率もより高いので、目標変速段は、低速側の変速段に設定され、その結果、変速段はダウンシフトされる。
 また、上記の変速所要時間TIMは、現在の変速段および目標変速段に応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって、算出される。なお、現在の変速段が目標変速段である場合には、後述するステップ5が実行され、それにより、変速段が現在の変速段に保持される。
 次いで、第2充電量CH2を算出する(ステップ3)。この第2充電量CH2は、ハイブリッド車両Vが停止するまでの間において変速段を目標変速段に変更するとともにハイブリッド車両Vが停止するまで回生を行ったと仮定した場合にバッテリ52に充電される充電量の予測値である。第2充電量CH2の算出は、次のようにして行われる。
 すなわち、まず、車速VP、駆動輪トルクTDWおよび目標変速段に応じ、発電効率マップ(図4)を検索することによって、電気エネルギ変換効率を算出する。次に、ブレーキ踏力BPおよび目標変速段に応じたマップ検索によってモータ伝達トルクを算出するとともに、算出された電気エネルギ変換効率、モータ伝達トルクおよび変速完了後停止時間に応じて、第2充電量CH2を算出する。この変速完了後停止時間は、ステップ2の説明で述べた車両停止時間から、ステップ2で算出された変速所要時間TIMを減算することによって算出される。
 以上により、第2充電量CH2は、現時点から変速所要時間TIMが経過してからハイブリッド車両Vが停止するまでの間、変速段を目標変速段に変更した状態で回生を行ったときにバッテリ52に充電される充電量に算出される。なお、以上の第2充電量CH2の算出は、ブレーキ踏力BPが変化しないものと仮定して行われる。
 ステップ3に続くステップ4では、変速段を保持すべきかまたは目標変速段に変更すべきかを判定する。具体的には、前記ステップ1で算出された第1充電量CH1がステップ3で算出された第2充電量CH2よりも大きいか否かを判別する。この答がYES(CH1>CH2)で、変速段を保持したと仮定した場合の充電量である第1充電量が、変速段を目標変速段に変更したと仮定した場合の充電量である第2充電量CH2よりも大きいときには、変速段を現在の変速段に保持すべきと判定する。そして、この判定結果を受けて、第1変速機構11の変速段を現在の変速段に保持し(ステップ5)、本処理を終了する。
 一方、上記ステップ4の答がNOで、第1充電量CH1が第2充電量CH2以下のときには、変速段を目標変速段に変更すべきと判定する。そして、この判定結果を受けて、変速段を目標変速段に変更し(ステップ6)、本処理を終了する。
 また、目標変速段への変速段の変更中、当該変更が開始されてから完了するまでの間、すなわち、前述した第1および第2シンクロクラッチSC1、SC2が解放されてから係合するまでの間は、第1変速機構11において、駆動輪DWとモータ4の間での動力の伝達が遮断され、その結果、モータ4による回生を行うことができず、当該回生に伴ってモータ4で発生する制動力が駆動輪DWに伝達されなくなる。
 このため、ECU2は、ブレーキBが作動可能か否かを判定するとともに、ブレーキBが作動可能と判定したときに、ステップ6による目標変速段への変速段の変更を開始する。さらに、当該変速段の変更中、ハイブリッド車両Vを減速させるために、ブレーキ踏力BPに基づいて、ブレーキBの動作を制御する。
 なお、上記のようにブレーキBの状態に応じて目標変速段への変速段の変更を開始する場合、現時点からブレーキBが作動可能となるまでに要する時間分、変速段の変更の開始タイミングが遅れるので、変速所要時間TIMは、より長い時間に補正される。
 さらに、ECU2は、ハイブリッド車両Vの減速走行中、算出された充電状態SOCが上限値以上であるという第1条件、および、検出されたバッテリ温度TBが所定温度以上であるという第2条件の一方が成立している否かを判定する。そして、成立していると判定されているときには、減速回生モードでのモータ4による回生を禁止する。当該回生の禁止中、ハイブリッド車両Vを減速するために、ブレーキ踏力BPに基づいて、ブレーキBの動作を制御する。
 また、ECU2は、前述したカーナビゲーションシステム68に記憶された、ハイブリッド車両Vが走行している周辺の道路情報に基づいて、ハイブリッド車両Vの走行状況を予測する。そして、予測されたハイブリッド車両Vの走行状況に応じて、ハイブリッド車両Vの走行モードが選択される。これにより、例えば、ハイブリッド車両Vが下り坂を走行すると予測されているときには、下り坂の走行中に減速回生モードによりバッテリ52の充電量が増大することが予想されるので、ENG走行モードが選択され、上り坂を走行すると予測されているときには、上り坂の走行中にアシスト走行モードが選択されると予想されるので、前もってバッテリ52を充電するために、充電走行モードが選択される。
 また、図5および図6は、減速回生モードにおける制御装置1の動作例を示している。より具体的には、図5は、第1変速機構11の変速段を3速段から1速段に変更した場合について、図6は、3速段に保持した場合について、それぞれ示している。
 図5および図6において、NMotは、モータ4の回転数(以下「モータ回転数」という)であり、MotTrqは、モータトルク(モータ4のトルク)、DwTrqは、モータ4から駆動輪DWに作用する制動トルク(以下「駆動輪制動トルク」という)である。モータトルクMotTrqは、モータ4において回生による制動力が発生しているときには負値(-)で示されており、電力の供給により動力を出力しているときには正値(+)で示されている。また、「変速段」は、第1変速機構11の変速段であり、3rdは3速段、Nはニュートラル(ロック機構BR:OFF状態、3速ギヤ14、5速ギヤ15および7速ギヤ16:係合解除)、1stは1速段である。なお、図5および図6はいずれも、所定時間が経過するまでの間、モータ4による回生を行った場合の動作例について示しており、この所定時間は、現時点から車速VPが所定速度に低下するまでの時間として設定される。
 図5に示すように、減速回生モード中、駆動輪DWからモータ4に伝達される動力を用いて、モータ4による回生が行われる。これに伴い、モータ4において回生による制動力が発生し、モータトルクMotTrqが負値になるとともに、モータ4から駆動輪DWに駆動輪制動トルクDWTrqが作用する。それにより、車速VPが低下し、それに伴って、モータ回転数NMotが低下する。
 そして、変速段を3速段から1速段に変更すべきと判定されると(ステップ4、6、時点t1)、当該変更による変速ショックを抑制するために、負値であるモータトルクMotTrqは、値0になるように制御される。それにより、駆動輪制動トルクDWTrqも値0になるように変化し、車速VPは、変速段を3速段に保持した場合(図5の破線)よりも小さな傾きで低下する。
 そして、モータトルクMotTrqが値0になると(時点t2)、変速段を1速段に変更するために、変速段がニュートラルに制御される。この場合、第1シンクロクラッチSC1の応答遅れにより、変速段がすぐにはニュートラルにならない。その後、変速段がニュートラルになると(時点t3)、モータ回転数NMotを、そのときの車速VPと1速段の変速比で定まる変速用回転数に合わせる(以下「変速用回転数合わせ」という)ために、バッテリ52からモータ4に電力が供給される。それにより、モータトルクMotTrqが正値になり、モータ回転数NMotが上昇する。さらに、変速段がニュートラルのときには、駆動輪DWとモータ4の間が第1変速機構11によって遮断されるので、駆動輪DWとモータ4との間でトルクの伝達が行われず、その結果、駆動輪制動トルクDWTrqおよび車速VPは、ほぼ一定の状態で推移する。
 そして、モータ回転数NMotが上記の変速用回転数に達し、変速用回転数合わせが完了すると(時点t4)、モータ4への電力供給が停止され、それによりモータトルクMotTrqが値0になるとともに、モータ4が惰性で回転する。その後、変速段をニュートラルから1速段に変更する際には、ロック機構BRの応答遅れにより、変速段がすぐには1速段にならない。そして、変速段が1速段になると(時点t5)、モータ4による回生が再開され、モータトルクMotTrqが負値になり、その絶対値が増大する。それにより、駆動輪制動トルクDWTrqが増大するとともに、車速VPが低下し、それに伴ってモータ回転数NMotが低下する。この場合、変速段を3速段に保持した図6の場合と比較して、モータ回転数NMotが高い状態で、回生を行うことができる。
 一方、図6に示すように、変速段を3速段に保持した場合には、モータ4による回生に伴う制動力によって、車速VPはほぼ一定の傾きで低下し、それに伴い、モータ回転数NMotもほぼ一定の傾きで低下する。また、モータトルクMotTrqは、負値になり、車速VPの低下に伴ってモータ4で発電される電力量が減少することにより、モータトルクMotTrqの絶対値が減少する。それにより、駆動輪制動トルクDWTrqも減少する。
 以上のように、本実施形態によれば、エンジン3のクランク軸3aと第1変速機構11の第1入力軸13が第1クラッチC1によって互いに係合するとともに、クランク軸3aと第2変速機構31の第2入力軸32との係合が第2クラッチC2で解放されているときには、エンジン動力は、第1変速機構11の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪DWに伝達される。また、クランク軸3aと第1入力軸13との係合が第1クラッチC1で解放されるとともに、クランク軸3aと第2入力軸32が第2クラッチC2によって互いに係合しているときには、エンジン動力は、第2変速機構31の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪DWに伝達される。さらに、モータ動力は、第1変速機構11の複数の変速段のいずれか1つで変速された状態で、駆動輪DWに伝達される。
 また、減速回生モード中、変速段を保持した状態でモータ4による回生をハイブリッド車両Vが停止するまで行ったと仮定した場合にバッテリ52に充電される充電量の予測値である第1充電量CH1が、算出される(ステップ1)とともに、変速所要時間TIMが算出される(ステップ2)。さらに、ハイブリッド車両Vが停止するまでの間において変速段を目標変速段に変更するとともにハイブリッド車両Vが停止するまで回生を行ったと仮定した場合にバッテリ52に充電される充電量の予測値である第2充電量CH2が、算出される(ステップ3)。この場合、第2充電量CH2として、算出された変速所要時間TIMが経過してからハイブリッド車両Vが停止するまでの間、変速段を目標変速段に変更した状態でモータ4による回生を行ったときにバッテリ52に充電される充電量が、算出される。したがって、変速段を変更した場合の充電量である第2充電量CH2を、変速抜け(第1変速機構11における変速段の変更に伴う動力伝達の遮断)に応じて、精度良く予測することができる。
 そして、算出された第1および第2充電量CH1、CH2に基づき、変速段を保持すべきかまたは目標変速段に変更すべきかが判定され(ステップ4)、その結果、CH1>CH2のときには、変速段が現在の変速段に保持される(ステップ5)一方、CH1≦CH2のときには、変速段が目標変速段に変更される(ステップ6)。以上により、より大きな充電量を得ることができ、ひいては、ハイブリッド車両Vの燃費を向上させることができる。
 また、減速回生モード中で、かつ、目標変速段への変速段の変更中に、ハイブリッド車両Vを減速させるために、ブレーキBの動作を制御するので、ショックを発生させないように、ハイブリッド車両Vを適切に減速することができる。さらに、減速回生モード中、ブレーキBが作動可能か否かが判定されるとともに、ブレーキBが作動可能と判定されたときに、目標変速段への変速段の変更が開始される。したがって、上述した効果、すなわち、ショックを発生させないようにハイブリッド車両Vを適切に減速することができるという効果を、確実に得ることができる。
 また、ハイブリッド車両Vの減速走行中、充電状態SOCが上限値以上であるという第1条件、およびバッテリ温度TBが所定温度以上であるという第2条件の一方が成立しているか否かが判定されるとともに、第1および第2条件の一方が成立していると判定されているときに、モータ4による回生が禁止される。したがって、バッテリ52の過熱を防止することができる。さらに、当該回生の禁止中に、ハイブリッド車両Vを減速するために、ブレーキBの動作を制御するので、ショックを発生させないように、ハイブリッド車両Vを適切に減速することができる。
 また、ハイブリッド車両Vの走行状況が、ハイブリッド車両Vが走行している周辺の道路情報を表すデータに基づいて予測されるとともに、予測されたハイブリッド車両Vの走行状況に応じて、ハイブリッド車両Vの走行モードが選択される。これにより、ハイブリッド車両Vの走行状況に適した走行モードを選択することができる。例えば、ハイブリッド車両Vが下り坂を走行すると予測されているときには、下り坂の走行中に減速回生モードによりバッテリ52の充電量が増大することが予想されるので、ENG走行モードを選択したり、上り坂を走行すると予測されているときには、上り坂の走行中にアシスト走行モードが選択されると予想されるので、前もってバッテリ52を充電するために、充電走行モードを選択したりすることができる。
 また、図7は、減速回生モード中に第1変速機構の変速段を選択する処理の他の例を示している。本処理では、図3に示す処理と比較して、変速段を保持すべきかまたは目標変速段に変更すべきかの判定を、損失回生電気エネルギLREに基づいて行う点が主に異なっている。この損失回生電気エネルギLREは、減速回生モード中に、変速段を前述した目標変速段に変更するとともにモータ4による回生を行ったと仮定した場合に、当該変速段の変更に伴う第1変速機構11における動力の伝達の遮断により回生不能な電気エネルギである。
 まず、図7のステップ11では、ブレーキ踏力BPおよび車速VPに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって、損失回生電気エネルギLREを算出する。次いで、算出された損失回生電気エネルギLREが所定値LREREFよりも大きいか否かを判別する(ステップ12)。この答がYESで、損失回生電気エネルギLRE>所定値LREREFのときには、目標変速段への変速段の変更を禁止し、変速段を現在の変速段に保持する(ステップ13)とともに、本処理を終了する。
 一方、上記ステップ13の答がNOで、損失回生電気エネルギLRE≦所定値LREREFのときには、変速段を目標変速段に変更し(ステップ14)、本処理を終了する。
 以上のように、本処理によれば、減速回生モード中、第1変速機構11の変速段を変更するとともにモータ4による回生を行ったと仮定した場合に、当該変速段の変更に伴う第1変速機構11における動力の伝達の遮断により回生不能な電気エネルギである損失回生電気エネルギLREが予測される。また、減速回生モード中、予測された損失回生電気エネルギLREが所定値LREREFよりも大きいときには、目標変速段への変速段の変更が禁止される。これにより、変速抜けにより回生不能な電気エネルギである損失回生電気エネルギLREが比較的大きいときに、目標変速段への変速段の変更を禁止し、変速段を保持した状態で回生を行うことができるので、より大きな充電量を得ることができ、ひいては、ハイブリッド車両Vの燃費を向上させることができる。
 また、減速回生モード中、ブレーキ踏力BPに応じたモータ4での発電電力の制御によって、回生に伴ってモータ4で発生する制動力が制御される。さらに、損失回生電気エネルギLREを予測するためのパラメータとして、ブレーキ踏力BPおよび車速VPを用いるので、この予測を適切に行うことができる。
 また、本発明は、図8に示すハイブリッド車両V’にも適用可能である。同図において、図1に示すハイブリッド車両Vと同じ構成要素については、同じ符号を付している。図8に示すハイブリッド車両V’は、ハイブリッド車両Vと比較して、前述した第1および第2変速機構11、31に代えて、変速機構71を備える点が主に異なっている。
 この変速機構71は、有段式の自動変速機であり、入力軸72および出力軸73を有している。入力軸72は、クラッチCを介してクランク軸3aに連結されており、入力軸72には、モータ4のロータ4bが一体に取り付けられている。クラッチCは、第1および第2クラッチC1、C2と同様の乾式多板クラッチである。
 また、出力軸73には、ギヤ73aが一体に取り付けられており、このギヤ73aは、前述したファイナルギヤFGのギヤに噛み合っている。出力軸73は、これらのギヤ73aやファイナルギヤFGを介して駆動輪DW、DWに連結されている。以上の構成の変速機構71では、入力軸72には、エンジン動力およびモータ動力が入力されるとともに、入力された動力は、複数の変速段(例えば1速段~7速段)の1つで変速され、駆動輪DW、DWに伝達される。また、変速機構71の動作は、ECU2によって制御される。
 このハイブリッド車両V’に本発明による制御装置を適用した場合にも、減速回生モードにおける変速段の設定や走行モードの選択などが、上述した制御装置1の場合と同様にして行われるので、その詳細な説明については省略する。これにより、上述した実施形態による効果を同様に得ることができる。
 なお、変速機構71を、エンジン動力およびモータ動力の両方を変速した状態で駆動輪DWに伝達するように構成しているが、エンジン動力を変速した状態で駆動輪DWに伝達する変速機構と、モータ動力を変速した状態で駆動輪DWに伝達する変速機構を、それぞれ別個に設けてもよい。また、この場合、動力源としてモータ4のみを備えるハイブリッド車両にも適用可能であり、その場合には、モータ動力は、変速機構71により変速された状態で駆動輪DWに伝達される。
 なお、本実施形態では、目標変速段への変速段の変更を、ブレーキBが作動可能と判定したときに開始しているが、これに代えて、または、これとともに、ブレーキ踏力BPが所定値以上、減少したときに、そのタイミングで、当該変速段の変更を開始してもよい。これにより、運転者による減速要求が減少したタイミングで、目標変速段への変速段の変更を開始することができるので、運転者に大きな違和感を与えることなく、変速段を変更することができる。また、実施形態では、第1および第2充電量CH1、CH2を、ハイブリッド車両Vが停止するまでの間における充電量の予測値として算出しているが、所定の回生時間が経過するまでの間における充電量の予測値として算出してもよい。この場合、回生時間は、現時点から車速VPが所定速度に低下するまでの時間に設定される。
 さらに、実施形態では、第1および第2充電量CH1、CH2に基づく変速段の設定(保持・変更)を、減速回生モード中に行っているが、充電走行モード中に行ってもよい。この場合、第1充電量として、充電走行中、変速段を保持した状態でモータ4による回生を所定の回生時間、行ったと仮定した場合にバッテリ52に充電される充電量が算出される。また、第2充電量として、充電走行中、回生時間と変速所要時間TIMとの時間差分、変速段を目標変速段に変更した状態でモータ4による回生を行ったときにバッテリ52に充電される充電量が算出される。なお、回生時間は、適当な時間に設定される。
 また、実施形態では、車速VPおよび駆動輪トルクTDWに応じて目標変速段を設定しているが、前述したように、基本的には、モータ4の発電効率は、その回転数が高いほど、より高く、より大きな充電量を得ることができるので、目標変速段を、現在の変速段よりも低速側の任意の変速段に設定したり、あるいは、最も低速側の1速段に設定してもよい。さらに、実施形態では、ブレーキペダルの操作量として、ブレーキペダルの踏み込み力であるブレーキ踏力BPを検出しているが、ブレーキペダルの操作量そのものを検出してもよい。また、実施形態では、変速所要時間TIMをマップを用いて算出しているが、所定の数式を用いて算出してもよい。
 さらに、実施形態では、第1および第2充電量CH1、CH2を、第1変速機構11の動力伝達効率、モータ4の発電効率およびバッテリ52の充電効率が反映された変換効率マップ(図4)を用いて算出しているが、例えば、次のようにして算出してもよい。すなわち、この変換効率マップを用いずに、これらの動力伝達効率、発電効率および充電効率をリアルタイムで算出するとともに、算出された動力伝達効率、発電効率および充電効率と、前述したモータ伝達トルクなどに応じて、第1および第2充電量CH1、CH2を算出してもよい。この場合、動力伝達効率は、例えば、車速VPおよび駆動輪トルクTDWに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出され、発電効率は、例えば、車速VPおよび第1変速機構11の変速段などで定まるモータ回転数NMotに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。また、充電効率は、例えば、バッテリ温度TBに応じ、所定の所定のマップ(図示せず)を検索することによって算出される。また、動力伝達効率、発電効率および充電効率の算出にあたって、マップを用いずに所定の数式を用いてもよい。
 次に、図9~図11を参照しながら、本発明の第2実施形態によるハイブリッド車両Vの制御について説明する。この制御は、バッテリ52の充電状態SOCに応じて充電優先走行を実行するとともに、第1および第2変速機構11、31の変速段を選択するものである。
 図9はそのメインルーチンを示しており、所定時間ごとに実行される。本処理ではまず、ステップ101において、バッテリ52の充電状態SOCが、バッテリ52の充電が必要とされるような低い所定の第1下限値SOCL1よりも低いか否かを判別する。この答がNOのときには、ステップ102において、通常走行制御を実行し、本処理を終了する。
 この通常走行制御では、車速VP、要求トルクTRQおよび充電状態SOCに応じて、走行モードとして、基本的に、ENG走行モード、EV走行モードまたはアシスト走行モードのいずれかが選択されるとともに、選択された走行モードにおいて、後述する総合効率が最も高い変速段が選択される。
 一方、上記ステップ101の答がYESで、SOC<SOCL1のときには、ステップ103において、エンジン3を運転状態にした後、ステップ104に進む。具体的には、それまでの走行モードがEV走行モードで、エンジン3が停止している場合には、エンジン3を強制的に始動させる。一方、エンジン3が運転中の場合には、その停止を禁止し、エンジン3を運転状態に保持する。
 ステップ104では、充電優先走行制御を実行する。図10は、そのサブルーチンを示す。本処理ではまず、ステップ111において、最適燃費制御を実行する。この最適燃費制御では、エンジン回転数NEに応じて、エンジン3の最小の燃料消費率が得られるBSFCボトムトルクするとともに、エンジントルクを、算出されたBSFCボトムトルクに制御する。
 次に、ステップ112において、所定の目標充電状態SOCMからそのときの充電状態SOCを減算することによって、不足電力SOCshtを算出する。次に、ステップ113において、算出された不足電力SOCshtを所定時間Trefで除算することによって、バッテリ52の充電状態SOCを所定時間Trefで目標充電状態SOCMに回復させるのに必要な単位時間当たりの必要電力EPreqを算出する。
 次に、ステップ114において、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて、バッテリ52の充電量EPを算出する。この算出は、第1変速機構11の変速段と第2変速機構31の変速段との組み合わせ(以下「変速パターン」という)ごとに、図11に示すような充電量マップを用いて行われる。この充電量マップは、エンジン3およびモータ4の変速段がともに3速段である変速パターンの場合の例であり、車速VPおよび要求トルクTRQに対して、バッテリ52の単位時間当たりの充電量EPを実験によりあらかじめ求め、マップとして設定したものである。なお、充電量マップは、実際には、すべての変速パターンに対応する複数のマップで構成されており、これらのマップを用いて、それぞれの変速パターンごとに充電量EPが算出される。
 次に、ステップ115において、上記の複数の変速パターンから、算出された充電量EPが必要電力EPreq以上である条件を満たす変速パターンを予備的に選択する。
 次に、ステップ116において、予備選択された変速パターンごとに、予測効率Ehatをそれぞれ算出する。この予測効率Ehatは、バッテリ52に充電された電力が将来的にモータ4での動力変換に用いられるときの効率に相当し、車速VP、要求トルクTRQおよび充電状態SOCなどに応じて算出される。
 次に、ステップ117において、予備選択された変速パターンごとに、総合効率TEをそれぞれ算出する。この総合効率TEは、ハイブリッド車両Vにおけるエネルギ源としての燃料が、最終的に走行エネルギとして用いられるまでの総合的な効率に相当する。総合効率TEには、エンジン3の効率、モータ4の効率、バッテリ52の充電効率や第1および第2変速機構11、31の効率などが含まれ、これらの効率は、車速VPおよび要求トルクTRQなどに応じて算出される。そして、総合効率TEは、算出されたこれらの効率と、ステップ16で算出された予測効率Ehatを用いて算出される。
 次に、ステップ118において、予備選択された変速パターンから、算出された総合効率TEが最も大きな変速パターンを最終的に選択し、本処理を終了する。
 以上のようにして選択された変速パターンを用いて、充電走行モードによる走行が実行され、BSFCボトムトルクと要求トルクTRQとの差が、モータ4による回生に用いられ、回生により発生した電力がバッテリ52に充電される。それにより、バッテリ52の充電状態SOCを所定時間Tref以内に目標充電状態SOCMまで回復させるとともに、その条件を満たす中で最大の総合効率TEを得ることができる。
 なお、上記の充電優先走行において、エンジン動力の変速段として第2変速機構31の2速段または4速段が選択されている状態で、充電状態SOCがさらに低下し、下限値SOCL1よりも低い所定の第2下限値SOCL2よりも低くなったときには、以下の制御を実行する。まず、第2変速機構31のエンジン動力の変速段を1段、高速側にシフトする(例えば4速段→6速段)とともに、車速VPおよび要求トルクTRQに応じ、シフト後の変速段と第1変速機構11のモータ4側の複数の変速段との組み合わせ(変速パターン)に対応する前述した充電量マップを用いて、変速パターンごとに充電量EPを検索する。そして、これらの複数の変速パターンから、検索された充電量EPが最も大きな変速パターンを選択する。これにより、第2下限値SOCL2を下回ったバッテリ52の充電状態SOCを早期に回復させることができる。
 また、ECU2は、前述したカーナビゲーションシステム68に記憶された、ハイブリッド車両Vが走行している周辺の道路情報に基づいて、ハイブリッド車両Vの走行状況を予測する。そして、予測されたハイブリッド車両Vの走行状況に応じて、変速パターンの選択を行う。具体的には、ハイブリッド車両Vが下り坂を走行すると予想されたときには、エンジントルクが最も大きな変速パターンを選択し、上り坂を走行すると予想されたときには、図11に示すような充電量マップを参照して、充電量EPが最も大きな変速パターンを選択する。
 また、上述した充電優先走行中にアクセル開度の変化量ΔAPが所定値よりも大きくなった場合には、エンジントルクが最も大きな変速パターンが選択される。
 以上のように、本実施形態によれば、バッテリ52の充電状態SOCが第1下限値SOCL1よりも低い状態では、エンジントルクがBSFCボトムトルクになるように制御されるので、エンジン3の燃費を向上させることができる。
 また、BSFCボトムトルクと要求トルクTRQとの差が、モータ4による回生に用いられ、回生により発生した電力がバッテリ52に充電されるので、第1下限値SOCL1を下回ったバッテリ52の充電状態SOCを確実に回復させることができる。
 また、充電優先走行を実行するに際し、第1下限値SOCLを下回ったバッテリ52の充電状態SOCを所定時間Tref以内に目標充電状態SOCMまで回復させることが可能な複数の変速パターンを予備的に選択し、予備選択された複数の変速パターンから、ハイブリッド車両Vの総合効率TEが最も大きな変速パターンを最終的に選択するので、バッテリ52の充電状態SOCを所定時間Tref以内に目標充電状態SOCMまで回復させることができるとともに、その条件を満たす中で最大の総合効率TEを得ることができる。
 さらに、充電優先走行において、エンジン動力の変速段として第2変速機構31の2速段または4速段が選択されている状態で、充電状態SOCがさらに低下し、下限値SOCL1よりも低い所定の第2下限値SOCL2よりも低くなったときには、第2変速機構31のエンジン動力の変速段を1段、高速側にシフトするとともに、シフト後の変速段に対して最も大きな充電量EPが得られる第1変速機構11のモータ4側の変速段を選択するので、第2下限値SOCL2を下回ったバッテリ52の充電状態SOCを早期に回復させることができる。
 また、カーナビゲーションシステム66で予測されたハイブリッド車両Vの走行状況に応じて、変速パターンの選択を行うので、ハイブリッド車両Vが下り坂を走行すると予想されたときには、エンジントルクが最も大きな変速パターンを選択し、上り坂を走行すると予想されたときには、充電量EPが最も大きな変速パターンを選択することができる。
 また、上述した充電優先走行中にアクセル開度の変化量ΔAPが所定値よりも大きくなった場合には、充電優先走行を終了し、前述した動力優先走行を開始するので、運転者の加速要求に見合ったより大きなトルクを駆動輪DWに伝達することができ、ドライバビリティを向上させることができる。
 さらに、充電状態SOCが第1下限値SOCL1を下回ったときに、それまでの走行モードがEV走行モードで、エンジン3が停止している場合には、エンジン3を強制的に始動させ、エンジン3が運転中の場合には、その停止を禁止し、エンジン3を運転状態に保持するので、第1下限値SOCL1を下回ったバッテリ52の充電状態SOCを回復させることができる。
 また、本発明は、前述した図8に示すハイブリッド車両V’にも適用可能である。このハイブリッド車両V’に本発明の第2実施形態による制御処理を適用した場合にも、走行モードの選択や、変速段の選択、走行モードの選択が、上述した制御装置1の場合と同様にして行われるので、その詳細な説明については省略する。これにより、上述した実施形態による効果を同様に得ることができる。
 なお、本実施形態では、総合効率TEの算出を、エンジン3の効率、モータ4の効率、バッテリ52の充電効率および第1・第2変速機構11、31の効率に応じて行っているが、これらに加えてまたは代えて、他の適当な効率に応じて行ってもよい。
 次に、図12~図19を参照しながら、本発明の第3実施形態によるハイブリッド車両Vの制御について説明する。この制御は、前述したENG走行モード、アシスト走行モードまたは充電走行モードを選択するとともに、各走行モードにおける変速段を選択するものである。
 まず、これらの選択に用いられる総合燃料消費率TSFCについて説明する。この総合燃料消費率TSFCは、ハイブリッド車両Vにおけるエネルギ源としての燃料が、ハイブリッド車両の走行エネルギに最終的に変換されることを想定したときの、最終的な走行エネルギに対する燃料量の比であり、したがって、その値が小さいほど、ハイブリッド車両Vの燃費がより良いことを示す。
 総合燃料消費率TSFCは、ENG走行モードのときには、エンジン3へのハイブリッド車両Vの走行用の供給燃料量、エンジン3の効率および第1および第2変速機構11、31の効率を用いて算出される。以下、これらの3つのパラメータを併せて「機関駆動パラメータ」という。
 また、総合燃料消費率TSFCは、アシスト走行モードのときには、上記の機関駆動パラメータに加えて、アシスト走行用の電力をバッテリ52に充電するためにエンジン3に過去に供給された過去供給燃料量、バッテリ52の放電効率、モータ4の駆動効率および第1および第2変速機構11、31の効率を用いて算出される。
 さらに、総合燃料消費率TSFCは、充電走行モードのときには、機関駆動パラメータに加えて、エンジン3へのモータ4による充電用の供給燃料量、エンジン3の効率、第1および第2変速機構11、31の効率、モータ4の発電効率、バッテリ52の充電効率、およびバッテリ52の電力を将来的にハイブリッド車両Vの走行に用いたときの効率である予測効率を用いて算出される。
 以上のように算出される総合燃料消費率TSFCは、エンジン3の燃料消費率だけでなく、第1および第2変速機構11、31の効率を反映し、アシスト走行モードまたは充電走行モードではさらに、モータ4の駆動効率および発電効率やバッテリ52の放電効率および充電効率などを反映する。
 次に、図12~図14を参照しながら、前述したENG走行モード、アシスト走行モードおよび充電走行モードにおいて得られるハイブリッド車両Vの総合燃料消費率TSFCの関係について述べる。
 図12のマップは、ENG走行モードにおいて得られる総合燃料消費率TSFCを、車速VP(横軸)および要求トルクTRQ(縦軸)に対して規定したものである。図13のマップは、エンジン3をBSFCボトムトルクで運転したときに、アシスト走行モードまたは充電走行モードにおいて得られる総合燃料消費率TSFCを、車速VPおよび要求トルクTRQに対して規定したものである。このBSFCボトムトルクは、エンジン3の変速段と車速VPによって定まるエンジン回転数NEに対して、エンジン3の最小の燃料消費率が得られるトルクである。
 また、図14は、図12および図13のマップを同一の車速VPREFで要求トルクTRQに沿って切り取った総合燃料消費率TSFCを、3つの走行モードについて並記したものである。なお、図示の便宜上、図14では、総合燃料消費率TSFCの小さな側が、上側に示されており、したがって、同図の上側ほど、ハイブリッド車両Vの燃費が良いことを表す。
 これらの図から分かるように、ENG走行モードでは、総合燃料消費率TSFCは、エンジントルクがBSFCボトムトルクのときに最小になる。また、このBSFCボトムトルクを含むその近傍のトルク範囲では、ENG走行モードにおける総合燃料消費率TSFCが、アシスト走行モードまたは充電走行モードにおける総合燃料消費率TSFCよりも小さくなる(同図のハッチング部分)。これは、前述したように、このトルク範囲では、要求トルクTRQとBSFCボトムトルクとの差が小さく、モータ4の負荷が小さいことから、モータ4の駆動効率または発電効率が低いためである。
 以上から、このBSFCボトムトルクを含むトルク範囲では、アシスト走行または充電走行を行うよりも、エンジントルクをBSFCボトムトルクからずらしたエンジン走行を行う方が、より小さな総合燃料消費率TSFCが得られ、ハイブリッド車両Vの燃費が向上することが分かる。
 図15~図17は、走行モードおよび変速段の選択に用いられる総合燃料消費率マップを示す。このような総合燃料消費率マップは、実際には、エンジン動力の変速段(1速段~7速段)ごとに設定され、ECU2に記憶されており、図15~図17はそのうちの3速段~5速段の例である。
 これらの図に示すように、各総合燃料消費率マップは、図12および図13と同様、車速VP(横軸)および要求トルクTRQ(縦軸)に対して、総合燃料消費率TSFCを規定したものである。各総合燃料消費率マップには、ENG(エンジン)走行領域と、それよりも要求トルクTRQが大きな側のアシスト走行領域と、ENG走行領域よりも要求トルクTRQが下側の充電走行領域が設定されている。
 ENG走行領域は、エンジン動力の各変速段において、3つの走行モードの中でENG走行モードのときに最も小さな総合燃料消費率TSFCが得られる領域である。図14に関連して述べた関係から、ENG走行領域は、BSFCボトムトルクを結んだBSFCボトムラインを含んでおり、このBSFCボトムラインは、ENG走行領域を横切るように延びている。
 同様に、アシスト走行領域は、3つの走行モードの中でアシスト走行モードのときに最も小さな総合燃料消費率TSFCが得られる領域である。アシスト走行領域とENG走行領域との境界線は、アシスト禁止ラインになっている。以上の定義から明らかなように、このアシスト禁止ラインは、ENG走行モードのときに得られる総合燃料消費率TSFCとアシスト走行モードのときに得られる総合燃料消費率TSFCが互いに一致する点を結んだものである。
 充電走行領域は、3つの走行モードの中で充電走行モードのときに最も小さな総合燃料消費率TSFCが得られる領域である。充電走行領域とENG走行領域との境界線は、充電禁止ラインになっている。以上の定義から明らかなように、この充電禁止ラインは、ENG走行モードのときに得られる総合燃料消費率TSFCと充電走行モードのときに得られる総合燃料消費率TSFCが互いに一致する点を結んだものである。図18は、以上の関係を示すために、図15~図17のマップを同一の車速VPREFで要求トルクTRQに沿って切り取った総合燃料消費率TSFCを並記したものである。
 以上の関係から、エンジン動力の変速段に対応する総合燃料消費率マップにおいて、エンジン車速VPと要求トルクTRQとの組み合わせがENG走行領域に属する場合には、ENG走行モードを選択することにより、アシスト走行領域に属する場合には、アシスト走行モードを選択することにより、充電走行領域に属する場合には、充電走行モードを選択することにより、そのエンジン動力の変速段において最小の総合燃料消費率TSFCが得られる。
 また、エンジン動力の変速段が第2変速機構31で設定される偶数段の場合、このエンジン動力の変速段と第1変速機構11で設定されるモータ動力の変速段との組み合わせ(変速パターン)を任意に選択することが可能であるとともに、総合燃料消費率TSFCは変速パターンに応じて異なる。このため、図16に示すように、エンジン動力の偶数段用の総合燃料消費率マップでは、アシスト走行領域および充電走行領域は、最小の総合燃料消費率TSFCが得られる変速パターンごとに、複数の領域に区分されている。なお、同図中の例えば「ENG4/MOT3」は、エンジン動力の変速段が4速段で、モータ動力の変速段が3速段である変速パターンを示す。
 したがって、エンジン動力の変速段が偶数段の場合には、以上のように設定された総合燃料消費率マップを、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて検索し、両者の組み合わせが属する領域を求めることによって、最小の総合燃料消費率が得られる走行モードと、走行モードがアシスト走行モードまたは充電走行モードのときの変速パターンを選択することができる。
 図19は、上述した総合燃料消費率マップを用い、エンジン動力の変速段に応じて走行モードを選択する走行モード選択処理を示す。本処理は、ECU2により、所定時間ごとに実行される。
 本処理ではまず、ステップ201において、そのときに設定されているエンジン動力の変速段と車速VPに応じて、アシスト禁止判定値TASTNGを算出する。具体的には、このエンジン動力の変速段用の総合燃料消費率マップを検索し、車速VPに対応するアシスト禁止ライン上の要求トルクTRQの値を読み出し、アシスト禁止判定値TASTNGとして設定する。
 次に、エンジン動力の変速段および車速VPに応じて、充電禁止判定値TCHGNGを算出する(ステップ202)。具体的には、総合燃料消費率マップを検索し、車速VPに対応する充電禁止ライン上の要求トルクTRQの値を読み出し、充電禁止判定値TCHGNGとして設定する。
 次に、要求トルクTRQがアシスト禁止判定値TASTNGよりも大きいか否かを判別する(ステップ203)。この答がYESのとき、すなわち、要求トルクTRQがアシスト禁止ラインよりも上側にあり、車速VPと要求トルクTRQとの組み合わせがアシスト走行領域に属するときには、走行モードとして、アシスト走行モードを選択し(ステップ204)、本処理を終了する。
 上記ステップ203の答がNOのときには、要求トルクTRQが充電禁止判定値TCHGNGよりも小さいか否かを判別する(ステップ205)。この答がNOのとき、すなわち、要求トルクTRQが、アシスト禁止ライン以下、かつ充電禁止ライン以上で、車速VPと要求トルクTRQとの組み合わせがENG走行領域に属するときには、走行モードとして、ENG走行モードを選択し(ステップ206)、本処理を終了する。
 また、上記ステップ205の答がYESのとき、すなわち、要求トルクTRQが充電禁止ラインよりも下側にあり、車速VPと要求トルクTRQとの組み合わせが充電走行領域に属するときには、走行モードとして、充電走行モードを選択し(ステップ207)、本処理を終了する。
 以上の処理により、エンジン動力の変速段、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて、最小の総合燃料処理率TSFCが得られる走行モードを適切に選択することができる。
 なお、上述した処理は、すでに決定されたエンジン動力の変速段に応じて、走行モードを選択するものであるが、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて、走行モードおよびエンジン動力の変速段などを同時に選択することもできる。
 すなわち、この場合にはまず、車速VPおよび要求トルクTRQに応じ、すべての総合燃料消費率マップを検索することによって、それぞれのエンジン動力の変速段における総合燃料消費率TSFCを算出する。次に、算出されたこれらの総合燃料消費率TSFCを互いに比較し、最小の総合燃料消費率TSFCとそれを含む総合燃料消費率マップおよび走行領域を特定する。そして、特定された走行領域に対応する走行モードを選択するとともに、特定された総合燃料消費率マップに対応するエンジン動力の変速段を選択する。また、エンジン動力の変速段が偶数段の場合には、変速パターンを併せて選択する。
 以上により、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて、最小の総合燃料消費率TSFCが得られる走行モードおよび変速段を適切に選択することができる。
 さらに、上述した例は、エンジン動力の変速段ごとに設定された複数の総合燃料消費率マップを用いるものであるが、これらの複数の総合燃料消費率マップを統合した1つの総合燃料消費率マップを用いるようにしてもよい。すなわち、この場合には、上記の複数の総合燃料消費率マップをすべて重ね合わせ、それらのうち、最小の総合燃料消費率TSFCを示す部分を残すことによって、1つの総合燃料消費率マップをあらかじめ設定する。そして、そのように統合された総合燃料消費率マップを、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて検索し、両者の組み合わせが属する領域を特定することによって、1つの総合燃料消費率マップから、最小の総合燃料消費率TSFCが得られる走行モードおよび変速段を容易かつ適切に選択することができる。
 また、ECU2は、検出されたバッテリ52の充電状態SOCが所定値以下のときには、充電状態SOCを回復させるために、充電走行モードにおいて、モータ4による回生量を増大させるようにモータ4の動作を制御する。この場合、回生量の増大分を補うように、エンジントルクを増大させる。
 さらに、アシスト走行モード中、検出されたバッテリ温度TBが所定温度以上になったときには、モータ4の出力を制限し、モータ4によるエンジン3のアシストを制限する。この場合、アシストの制限分を補うように、エンジントルクを増大させる。
 また、エンジン動力の変速段が偶数段の場合において、アクセル開度APの変化量が所定値よりも大きいときには、モータ動力の変速段として、エンジン動力の変速段よりも低速側の第1変速機構11の変速段を用いたアシスト走行モードを選択する。
 さらに、ECU2は、前述したカーナビゲーションシステム68から入力された、ハイブリッド車両Vが走行している周辺の道路情報に基づいて、ハイブリッド車両Vの走行状況を予測する。そして、予測されたハイブリッド車両Vの走行状況に応じて、変速段の選択を行う。
 以上のように、本実施形態によれば、エンジン動力の変速段ごとにあらかじめ設定され、記憶された、図15~図17に示すような総合燃料消費率マップに基づき、要求トルクTRQがアシスト禁止ライン以下かつ充電禁止ライン以上で、車速VPと要求トルクTRQとの組み合わせがENG走行領域に属するときには、ENG走行モードを選択する(図19のステップ203、205、206)。したがって、要求トルクTRQがエンジン3のBSFCボトムトルクに近い場合でも、最小の総合燃料消費率を得ることができる。
 また、要求トルクTRQがアシスト禁止ラインよりも上側にあり、車速VPと要求トルクTRQとの組み合わせがアシスト走行領域に属するときには、アシスト走行モードを選択し(ステップ203、204)、要求トルクTRQが充電禁止ラインよりも下側にあり、車速VPと要求トルクTRQとの組み合わせがアシスト走行領域に属するときには、充電走行モードを選択する(ステップ205、207)。このように、要求トルクTRQがエンジン4のBSFCボトムトルクから遠い場合には、アシスト走行モードまたは充電走行モードを選択することによって、最小の総合燃料消費率を得ることができる。以上のように、要求トルクTRQとエンジン3のBSFCボトムトルクとの関係に応じて、最適な走行モードを選択し、最小の総合燃料消費率を得ることによって、ハイブリッド車両Vの燃費を向上させることができる。
 また、エンジン動力の変速段が偶数段の場合において、アシスト走行モードまたは充電走行モードを選択するときには、アシスト走行領域または充電走行領域内に区分された複数の領域から、車速VPと要求トルクTRQとの組み合わせが属する領域を特定することによって、最小の総合燃料消費率が得られる最適な変速パターンを選択することができる。
 さらに、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて、すべての総合燃料消費率マップを検索し、最小の総合燃料消費率TSFCを示す総合燃料消費率マップを特定することによって、最小の総合燃料消費率が得られる最適なエンジン動力の変速段を容易に選択することができる。
 また、上述した内容の総合燃料消費率マップをあらかじめ準備し、車速VPおよび要求トルクTRQに応じて参照するだけで、複雑な演算などを必要とすることなく、最小の総合燃料消費率TSFCが得られる走行モードおよび変速段を、容易かつ適切に決定することができる。
 また、総合燃料消費率TSFCを算出する際には、走行モードごとに、前述したパラメータが用いられる。したがって、エンジン3、第1および第2変速機構11、31、モータ4およびバッテリ52の現在、過去および将来における損失などを反映させながら、総合燃料消費率TSFCを精度良く算出でき、それに応じて、ハイブリッド車両Vの燃費をさらに向上させることができる。
 さらに、バッテリ52の充電状態SOCが所定値以下のときに、充電走行モードにおいて、モータ4による回生量を増大させるようにモータ4の動作を制御するので、低下したバッテリ52の充電状態SOCを確実に回復させることができる。また、バッテリ温度TBが所定温度以上のときに、モータ4の出力を制限するので、バッテリ温度TBの上昇を抑制することができる。さらに、エンジン動力の変速段が偶数段の場合において、アクセル開度APの変化量が所定値よりも大きくなったときに、モータ動力の変速段として、エンジン動力の変速段よりも低速側の第1変速機構11の変速段を用いたアシスト走行モードを選択するので、加速要求に見合ったより大きなトルクを駆動輪DWに伝達でき、ドライバビリティを向上させることができる。
 さらに、カーナビゲーションシステム68からのデータに基づいて、ハイブリッド車両Vの走行状況を予測し、その結果に応じて変速段を選択するので、予測されるハイブリッド車両の走行状況に適した変速段をあらかじめ選択することができる。例えば、ハイブリッド車両Vが下り坂を走行すると予測されるときには、モータ4の高い発電効率が得られるような変速段を選択し、上り坂を走行すると予測されるときには、より大きなトルクを出力することが可能な低速側の変速段を選択することができる。
 また、本発明は、前述した図8に示すハイブリッド車両V’にも適用可能である。このハイブリッド車両V’に本実施形態を適用した場合にも、走行モードや変速段の選択が、上述した制御装置1の場合と同様にして行われるので、その詳細な説明については省略する。これにより、上述した実施形態による効果を同様に得ることができる。
 なお、実施形態では、エンジン走行領域、アシスト走行領域および充電走行領域を設定するためのパラメータとして、ハイブリッド車両の総合燃料消費率TSFCを用いているが、これに限らず、ハイブリッド車両の燃料消費量を用いてもよい。また、実施形態では、上記の3つの走行領域を総合燃料消費率マップ中に設定し、マップ化しているが、これに限らない。例えば、エンジン走行領域とアシスト走行領域との境界線であるアシスト禁止ラインと、エンジン走行領域と充電走行領域との境界線である充電禁止ラインを、ECU2に記憶し、これらの2つのアシスト・充電禁止ラインと要求トルクTRQとの比較結果に基づいて、走行モードを選択してもよい。
 さらに、モータ4の出力の制限を、バッテリ温度TBが所定温度以上のときに行っているが、これに代えて、または、これとともに、センサなどで検出されたモータ4の温度がそれに対する所定温度以上のときに行ってもよい。それにより、モータ4の温度の上昇を抑制することができる。
 また、これまでに説明した実施形態では、第1および第2変速機構11、31のそれぞれの複数の変速段を、奇数段および偶数段に設定しているが、これとは逆に、偶数段および奇数段に設定してもよい。さらに、実施形態では、第1および第2変速機構11、31として、変速された動力を駆動輪DWに伝達するための出力軸21が共用化されたタイプのものを用いているが、出力軸が別個に設けられたタイプのものを用いてもよい。この場合、第1~第4シンクロクラッチSC1~SC4を、第1入力軸13および第2入力中間軸33ではなく、出力軸に設けてもよい。また、実施形態では、クラッチC、第1および第2クラッチC1、C2は、乾式多板クラッチであるが、湿式多板クラッチや、電磁クラッチでもよい。
 さらに、実施形態では、本発明における電動機として、ブラシレスDCモータであるモータ4を用いているが、発電可能な他の適当な電動機、例えばACモータを用いてもよい。また、実施形態では、本発明における蓄電器は、バッテリ52であるが、充電および放電可能な他の適当な蓄電器、例えばキャパシタでもよい。さらに、実施形態では、本発明における内燃機関として、ガソリンエンジンであるエンジン3を用いているが、ディーゼルエンジンや、LPGエンジンを用いてもよい。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
 本発明は、ハイブリッド車両において、蓄電器の充電状態を適切に制御し、走行モードを適切に選択するとともに、燃費を向上させる上で、極めて有用である。
  V ハイブリッド車両
  V’ハイブリッド車両
  1 制御装置
  2 ECU
  3 エンジン
 3a クランク軸
  4 モータ
 DW 駆動輪
 11 第1変速機構
 13 第1入力軸
 31 第2変速機構
 32 第2入力軸
 C1 第1クラッチ
 C2 第2クラッチ
  B ブレーキ
 52 バッテリ
 68 カーナビゲーションシステム
 71 変速機構
  CH1 第1充電量
  CH2 第2充電量
  TIM 変速所要時間
  SOC バッテリの充電状態
   TB バッテリ温度
   BP ブレーキ踏力
   VP 車速
SOCL1 第1下限値
   TE 総合効率
 Tref 所定時間
EPreq 必要電力
   EP 充電量
SOCL2 第2下限値
 TSFC ハイブリッド車両の総合燃料消費率
  TRQ 要求トルク

Claims (27)

  1.  動力源としての発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、入力された動力を複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な変速機構とを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記変速段を保持した状態で前記電動機により所定の回生時間、回生を行ったときに前記蓄電器に充電される充電量である第1充電量を推定する第1充電量推定手段と、
     前記回生時間内に前記変速段を前記目標変速段に変更するとともに前記電動機による回生を前記回生時間が経過するまで行ったときに前記蓄電器に充電される充電量である第2充電量を推定する第2充電量推定手段と、
     前記推定された第1および第2充電量に基づいて、前記変速段を保持すべきかまたは前記目標変速段に変更すべきかを判定する変速判定手段と、
     当該変速判定手段による判定結果に基づいて、前記変速段を設定する変速段設定手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2.  内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記変速段を保持した状態で前記電動機により所定の回生時間、回生を行ったときに前記蓄電器に充電される充電量である第1充電量を推定する第1充電量推定手段と、
     前記回生時間内に前記変速段を前記目標変速段に変更するとともに前記電動機による回生を前記回生時間が経過するまで行ったときに前記蓄電器に充電される充電量である第2充電量を推定する第2充電量推定手段と、
     前記推定された第1および第2充電量に基づいて、前記変速段を保持すべきかまたは前記目標変速段に変更すべきかを判定する変速判定手段と、
     当該変速判定手段による判定結果に基づいて、前記変速段を設定する変速段設定手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  3.  前記第1充電量は、前記ハイブリッド車両の減速走行中、前記変速段を保持した状態で前記電動機による回生を前記ハイブリッド車両が停止するまで行ったときに前記蓄電器に充電される充電量であり、
     前記第2充電量は、前記ハイブリッド車両の減速走行中、前記ハイブリッド車両が停止するまでの間において前記変速段を前記目標変速段に変更するとともに前記電動機による回生を前記ハイブリッド車両が停止するまで行ったときに前記蓄電器に充電される充電量であることを特徴とする、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。
  4.  前記ハイブリッド車両の減速走行中で、かつ、前記変速段設定手段による前記目標変速段への前記変速段の変更中に、前記ハイブリッド車両を減速させるために、前記ハイブリッド車両のブレーキの動作を制御するブレーキ制御手段をさらに備えることを特徴とする、請求項3に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  5.  内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記ハイブリッド車両の減速走行中、前記変速段を保持した状態で前記電動機により前記ハイブリッド車両が停止するまで回生を行ったと仮定した場合に前記蓄電器に充電される充電量である第1充電量を推定する第1充電量推定手段と、
     前記第1変速機構の変速段の所定の目標変速段への変更が開始されてから完了するまでに要する時間である変速所要時間を推定する変速所要時間推定手段と、
     前記ハイブリッド車両の減速走行中、前記ハイブリッド車両が停止するまでの間において前記変速段を前記目標変速段に変更するとともに前記電動機による回生を前記ハイブリッド車両が停止するまで行ったと仮定した場合に前記蓄電器に充電される充電量である第2充電量として、前記算出された変速所要時間が経過してから前記ハイブリッド車両が停止するまでの間、前記変速段を前記目標変速段に変更した状態で前記電動機による回生を行ったときに前記蓄電器に充電される充電量を推定する第2充電量推定手段と、
     前記推定された第1および第2充電量に基づいて、前記変速段を保持すべきかまたは前記目標変速段に変更すべきかを判定する変速判定手段と、
     当該変速判定手段による判定結果に基づいて、前記変速段を設定する変速段設定手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  6.  前記蓄電器の充電状態が上限値以上であるという第1条件、および前記蓄電器の温度が所定温度以上であるという第2条件の一方が成立しているか否かを判定する蓄電器状態判定手段と、
     前記第1および第2条件の一方が成立していると判定されているときに、前記電動機による回生を禁止する回生禁止手段と、
     前記ハイブリッド車両の減速走行中、前記回生禁止手段により前記電動機による回生が禁止されているときに、前記ハイブリッド車両を減速するために、前記ハイブリッド車両のブレーキの動作を制御するブレーキ制御手段と、をさらに備えることを特徴とする、請求項3ないし5のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
  7.  前記変速段設定手段は、前記ハイブリッド車両の減速走行中、前記変速段を前記目標変速段に変更すべきと判定されているときに、前記ハイブリッド車両のブレーキペダルの操作量が所定値以上、減少したタイミングで、前記目標変速段への前記変速段の変更を開始することを特徴とする、請求項3または6に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  8.  内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記ハイブリッド車両の減速走行中、前記第1変速機構の変速段を変更するとともに前記電動機による回生を行ったと仮定した場合に、当該変速段の変更に伴う前記第1変速機構における動力の伝達の遮断により回生不能な電気エネルギである損失回生電気エネルギを、前記ハイブリッド車両のブレーキペダルの踏力および前記ハイブリッド車両の速度に応じて予測する損失回生電気エネルギ予測手段と、
     前記ハイブリッド車両の減速走行中、前記電動機による回生を行う場合において、前記予測された損失回生電気エネルギが所定値よりも大きいときに、前記変速段の変更を禁止する変速段変更禁止手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  9.  内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御方法において、
     前記ハイブリッド車両の減速走行中、前記変速段を保持した状態で前記電動機により前記ハイブリッド車両が停止するまで回生を行ったと仮定した場合に前記蓄電器に充電される充電量である第1充電量を推定し、
     前記第1変速機構の変速段の所定の目標変速段への変更が開始されてから完了するまでに要する時間である変速所要時間を推定し、
     前記ハイブリッド車両の減速走行中、前記ハイブリッド車両が停止するまでの間において前記変速段を前記目標変速段に変更するとともに前記電動機による回生を前記ハイブリッド車両が停止するまで行ったと仮定した場合に前記蓄電器に充電される充電量である第2充電量として、前記算出された変速所要時間が経過してから前記ハイブリッド車両が停止するまでの間、前記変速段を前記目標変速段に変更した状態で前記電動機による回生を行ったときに前記蓄電器に充電される充電量を推定し、
     前記推定された第1および第2充電量に基づいて、前記変速段を保持すべきかまたは前記目標変速段に変更すべきかを判定し、
     当該判定結果に基づいて、前記変速段を設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
  10.  動力源としての内燃機関および発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、入力された動力を複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な変速機構とを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記蓄電器の充電状態が所定の第1下限値よりも低くなったときに、当該蓄電器の充電状態を回復させるために、前記内燃機関を最適燃費線近傍で運転するとともに、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生を行う充電優先走行を実行する充電優先走行実行手段と、
     前記ハイブリッド車両の総合効率を前記変速段ごとに算出する総合効率算出手段と、
     前記充電優先走行を実行するに際し、前記複数の変速段から、前記算出された総合効率が最も大きな変速段を選択する変速段選択手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  11.  内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記蓄電器の充電状態が所定の第1下限値よりも低くなったときに、当該蓄電器の充電状態を回復させるために、前記内燃機関を最適燃費線近傍で運転するとともに、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生を行う充電優先走行を実行する充電優先走行実行手段と、
     前記ハイブリッド車両の総合効率を前記変速段ごとに算出する総合効率算出手段と、
     前記充電優先走行を実行するに際し、前記複数の変速段から、前記算出された総合効率が最も大きな変速段を選択する変速段選択手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  12.  前記蓄電器の充電状態が前記第1下限値よりも低くなったときに、当該蓄電器の充電状態を所定時間以内に所定の目標充電状態まで回復させるのに必要な必要電力を算出する必要電力算出手段と、
     前記複数の変速段から、前記電動機による回生によって前記算出された必要電力を発電可能な複数の変速段を予備的に選択する予備選択手段と、をさらに備え、
     前記変速段選択手段は、前記選択された複数の変速段から、前記総合効率が最も大きな変速段を最終的に選択することを特徴とする、請求項10または11に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  13.  前記第1クラッチが解放され、かつ前記第2クラッチが接続されている状態において、前記第2入力軸の動力が、前記第2変速機構および前記第1変速機構を介して、前記第1入力軸に伝達されるように構成されており、
     前記変速段選択手段は、前記充電優先走行中、前記第2変速機構により前記内燃機関の動力を変速した状態で、前記蓄電器の充電状態が前記第1下限値よりも低い所定の第2下限値よりも低くなったときに、前記第2変速機構の変速段を1段、高速側にシフトするとともに、前記第1変速機構の複数の変速段から、前記電動機による回生を行ったときの前記蓄電器の充電効率が最も大きな変速段を選択することを特徴とする、請求項11に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  14.  アクセルペダルの開度の変化量が所定値よりも大きいときに、前記充電優先走行に代えて、前記内燃機関の動力を優先した動力優先走行が実行されることを特徴とする、請求項10または11に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  15.  前記蓄電器の充電状態が前記第1下限値よりも低いときに、前記内燃機関の停止が禁止されることを特徴とする、請求項10または11に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  16.  前記内燃機関が停止した状態で前記電動機の動力によって走行するEV走行中において、前記蓄電器の充電状態が前記第1下限値よりも低くなったときに、前記電動機の動力によって前記内燃機関を始動させることを特徴とする、請求項10または11に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  17.  内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御方法において、
     前記蓄電器の充電状態が所定の第1下限値よりも低くなったときに、当該蓄電器の充電状態を回復させるために、前記内燃機関を最適燃費線近傍で運転するとともに、前記内燃機関の動力の一部を用いた前記電動機による回生を行う充電優先走行を実行し、
     前記ハイブリッド車両の総合効率を前記変速段ごとに算出し、
     前記蓄電器の充電状態を所定時間以内に所定の目標充電状態まで回復させるのに必要な必要電力を算出し、
     前記複数の変速段から、前記電動機による回生を行ったときに前記算出された必要電力を発電可能な複数の変速段を予備的に選択し、
     前記充電優先走行を実行するに際し、前記選択された複数の変速段から、前記算出された総合効率が最も大きな変速段を最終的に選択することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。
  18.  内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記ハイブリッド車両の走行モードは、前記内燃機関の動力のみで走行するエンジン走行モードと、前記内燃機関の動力を前記電動機の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、前記内燃機関の動力の一部を用いて前記電動機および前記蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、
     前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記内燃機関の動力の変速段ごとに、前記走行モードの中で前記エンジン走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるエンジン走行領域と、前記走行モードの中で前記アシスト走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるアシスト走行領域と、前記走行モードの中で前記充電走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域である充電走行領域を設定する走行領域設定手段と、
     前記ハイブリッド車両の速度と前記要求駆動力との組み合わせが属する走行領域に対応する走行モードを選択するとともに、前記内燃機関の動力の変速段として、燃料消費が最も小さな変速段を選択する選択手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  19.  前記燃料消費は、前記エンジン走行モードのときには、前記内燃機関への前記ハイブリッド車両の走行用の供給燃料量、当該内燃機関の効率および前記第1および第2変速機構の効率である機関駆動パラメータを用いて算出され、前記アシスト走行モードのときには、前記機関駆動パラメータに加えて、アシスト走行用の電力を前記蓄電器に充電するために前記内燃機関に過去に供給された過去供給燃料量、前記蓄電器の放電効率、前記電動機の駆動効率および前記第1および第2変速機構の効率を用いて算出され、前記充電走行モードのときには、前記機関駆動パラメータに加えて、前記内燃機関への前記電動機による充電用の供給燃料量、前記内燃機関の効率、前記第1および第2変速機構の効率、前記電動機の発電効率、前記蓄電器の充電効率、および前記蓄電器の電力を将来的に前記ハイブリッド車両の走行に用いたときの効率である予測効率を用いて算出されることを特徴とする、請求項18に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  20.  動力源としての内燃機関および発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、入力された動力を複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な変速機構とを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記ハイブリッド車両の走行モードは、前記内燃機関の動力のみで走行するエンジン走行モードと、前記内燃機関の動力を前記電動機の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、前記内燃機関の動力の一部を用いて前記電動機および前記蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、
     前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、変速段ごとに、前記内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含み、前記走行モードの中で前記エンジン走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるエンジン走行領域と、当該エンジン走行領域よりも前記要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、前記エンジン走行領域よりも前記要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域を設定する走行領域設定手段と、
     前記ハイブリッド車両の速度と前記要求駆動力との組み合わせが前記エンジン走行領域内に属するときに、前記走行モードとして、前記エンジン走行モードを選択する選択手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  21.  内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御装置において、
     前記ハイブリッド車両の走行モードは、前記内燃機関の動力のみで走行するエンジン走行モードと、前記内燃機関の動力を前記電動機の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、前記内燃機関の動力の一部を用いて前記電動機および前記蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、
     前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記内燃機関の動力の変速段ごとに、前記内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインを含み、前記走行モードの中で前記エンジン走行モードのときに小さな燃料消費が得られる領域であるエンジン走行領域と、当該エンジン走行領域よりも前記要求駆動力が大きな側に配置されたアシスト走行領域と、前記エンジン走行領域よりも前記要求駆動力が小さな側に配置された充電走行領域を設定する走行領域設定手段と、
     前記ハイブリッド車両の速度と前記要求駆動力との組み合わせが前記エンジン走行領域に属するときに、前記走行モードとして、前記エンジン走行モードを選択する選択手段と、
     を備えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  22.  前記内燃機関の動力の変速段が前記第2変速機構の変速段である場合、当該変速段用の前記アシスト走行領域および充電走行領域はそれぞれ、最も小さな燃料消費が得られる、前記内燃機関の動力の変速段と前記第1変速機構における前記電動機の動力の変速段との組み合わせである変速パターンごとに、複数の領域に区分されており、
     前記選択手段は、前記複数の領域のうち、前記ハイブリッド車両の速度と前記要求駆動力との組み合わせが属する領域に対応する変速パターンを選択することを特徴とする、請求項18または21に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  23.  前記電動機および前記蓄電器の少なくとも一方の温度が、当該少なくとも一方に対して設定された所定温度以上のときに、前記電動機の出力が制限されることを特徴とする、請求項18ないし22のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
  24.  前記蓄電器の充電状態が所定値以下のときに、前記電動機による回生量を増大させるように前記電動機の動作を制御することを特徴とする、請求項18ないし23のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
  25.  前記内燃機関の動力の変速段が前記第2変速機構の変速段である場合において、アクセルペダルの開度の変化量が所定値よりも大きいときには、前記電動機の動力の変速段として、前記内燃機関の動力の変速段よりも低速側の第1変速機構の変速段を用いたアシスト走行モードを選択することを特徴とする、請求項22に記載のハイブリッド車両の制御装置。
  26.  内燃機関と、発電可能な電動機と、当該電動機との間で電力の授受が可能な蓄電器と、前記内燃機関の機関出力軸および前記電動機からの動力を第1入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で駆動輪に伝達可能な第1変速機構と、前記機関出力軸からの動力を第2入力軸で受け取り、複数の変速段のいずれか1つで変速した状態で前記駆動輪に伝達可能な第2変速機構と、前記機関出力軸と前記第1変速機構との間を係合可能な第1クラッチと、前記機関出力軸と前記第2変速機構との間を係合可能な第2クラッチとを有するハイブリッド車両の制御方法において、
     前記ハイブリッド車両の走行モードは、前記内燃機関の動力のみで走行するエンジン走行モードと、前記内燃機関の動力を前記電動機の動力でアシストしながら走行するアシスト走行モードと、前記内燃機関の動力の一部を用いて前記電動機および前記蓄電器で充電しながら走行する充電走行モードを含み、
     前記ハイブリッド車両の速度および前記駆動輪に要求される要求駆動力に対して、前記内燃機関の動力の変速段ごとに、前記内燃機関の燃料消費が最小になる最適燃費ラインよりも前記要求駆動力が大きな側に、前記エンジン走行モードのときに得られる燃料消費と前記アシスト走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだアシスト禁止ラインを設定するとともに、前記最適燃費ラインよりも前記要求駆動力が小さな側に、前記エンジン走行モードのときに得られる燃料消費と前記充電走行モードのときに得られる燃料消費が互いに一致する点を結んだ充電禁止ラインを設定し、
     前記内燃機関の動力の変速段、前記ハイブリッド車両の速度および前記要求駆動力に応じ、当該要求駆動力が前記アシスト禁止ライン以下で前記充電禁止ライン以上のときに、前記エンジン走行モードを選択し、前記要求駆動力が前記アシスト禁止ラインの上側にあるときに、前記アシスト走行モードを選択し、前記要求駆動力が前記充電禁止ラインの下側にあるときに、前記充電走行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方法。
  27.  前記ハイブリッド車両には、当該ハイブリッド車両が走行している周辺の道路情報を表すデータを記憶するカーナビゲーションシステムが設けられており、
     当該カーナビゲーションシステムに記憶されたデータに基づき、前記ハイブリッド車両の走行状況を予測する予測手段をさらに備え、
     前記予測されたハイブリッド車両の走行状況に応じて、前記変速段の選択を行うことを特徴とする、請求項1、2、10、11、18ないし24のいずれかに記載のハイブリッド車両の制御装置。
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