ハイブリッド車両の制御装置
【課題】エンジン及びモータからの動力によって走行するハイブリッド車両において、ＡＢＳ制御やスリップ率制御などの車両安定制御を安定的に実施可能なハイブリッド車両の制御装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（１８）は、スリップ状態にあるか否かを判定する駆動輪状態判定手段（２２）と、スリップ状態と判定時にエンジン（２）及びモータ（４）の少なくとも一方の運転状態を制御することでスリップ状態から回復させる車両安定制御手段（２４）と、車両安定制御手段の作動を判定する車両安定制御判定手段（２７）と、車両安定制御手段の作動時にクラッチ（３）を切断状態に設定するクラッチ制御手段（２８）とを備えたことを特徴とする。
【解決手段】本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（１８）は、スリップ状態にあるか否かを判定する駆動輪状態判定手段（２２）と、スリップ状態と判定時にエンジン（２）及びモータ（４）の少なくとも一方の運転状態を制御することでスリップ状態から回復させる車両安定制御手段（２４）と、車両安定制御手段の作動を判定する車両安定制御判定手段（２７）と、車両安定制御手段の作動時にクラッチ（３）を切断状態に設定するクラッチ制御手段（２８）とを備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン及びモータの少なくとも一方から出力された動力を、変速機を介して駆動輪に伝達することにより走行を行うハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関、及び、バッテリに蓄えられた電力で動作可能なモータ（電動機）の少なくとも一方を動力源として走行するハイブリッド車両が注目されている。ハイブリッド車両は、減速時にモータを回生駆動して発電し、得られた電力をバッテリに充電して蓄える。そして、当該充電した電力を用いて電動機を力行駆動することにより、内燃機関の燃料消費量を削減し、燃費性能の改善を図っている。
【０００３】
この種のハイブリッド車両では、スリップ状態に陥った場合に車両挙動を安定状態に回復させるために、アンチロックブレーキ制御（以下、「ＡＢＳ制御」と称する）やスリップ率制御などの車両安定制御が実行される場合がある。これらの制御では、駆動輪のスリップ率を検出し、該検出したスリップ率値が予め設定された所定閾値を超えてスリップ状態にあると判定された場合に、ＡＢＳ制御では油圧ブレーキやエアブレーキ等の制動手段の制動力を減少させることにより、車両挙動の回復を図る。一方、スリップ率制御では、走行用動力源であるモータから所定トルクを出力することにより、駆動輪のロックを防止して、車両挙動の回復を図る。
【０００４】
このような車両安定制御は、制動手段や走行用モータがＥＣＵなどのコントロールユニットから送信される制御信号に従って制御されることによって行われる。このとき、車両安定制御下にある駆動輪に対して、ドライバ要求トルク（例えばアクセルペダルの踏み込み量に応じてエンジンもしくはモータに要求される出力トルク）に応じてエンジンやモータから余分なトルクが出力されてしまうと、車両安定制御によって支配されている車両挙動が乱れてしまうという問題がある。このような問題に対して例えば特許文献１では、車両安定制御の一種であるＡＢＳ制御が実行されているときには、モータによる回生トルクを（段階的にゼロまで）減少させることにより、ブレーキの効きの低下を防止し、車両挙動の安定化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９７４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、車両安定制御下にある場合には、ドライバ要求トルクをゼロに設定することで、車両挙動の安定化を図ることができる。しかしながら、走行車両におけるエンジン回転数は様々な値を推移しており、このように逐次変化するエンジン回転数を有するエンジンの出力トルクが完全にゼロになるように、エンジン制御を行うことは現実的には困難である。そのため、ＥＣＵ側でドライバ要求トルクをゼロに設定した場合であっても、実際にはエンジンから正又は負のトルクが少なからず出力されることとなる。
【０００７】
ＡＢＳ制御やスリップ率制御が実行されている最中に、エンジンの動力を駆動輪側に伝達するためのクラッチが接続されている場合、エンジン要求トルクがゼロに設定したとしても、実際には上記説明したようなエンジントルクが駆動輪側に少なからず伝達されてしまい、車両の走行安定性を低下させるおそれがある。例えば、エンジン要求トルクをゼロに設定した際に、実際にエンジンから出力されるトルクが負トルクである場合には、エンジンブレーキの作用によって駆動輪に減速トルクが付加される。そのため、特に走行路面が低μ路などである場合には駆動輪がロック傾向を示しやすくなり、車両の走行安定性が低下してしまう。逆に、エンジン要求トルクをゼロに設定した際に、実際にエンジンから出力されるトルクが正トルクである場合には、エンジン要求トルクがゼロであるにも関わらず、車両に駆動トルクが作用してしまい、車両の減速力が不足することとなる。その結果、制動距離が長くなるなど制動性能が悪化してしまい、車両の走行安定性が低下してしまう。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、エンジン及びモータからの動力によって走行するハイブリッド車両において、ＡＢＳ制御やスリップ率制御などの車両安定制御を安定的に実施可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は上記課題を解決するために、エンジン及びモータ間にクラッチが設けられ、前記エンジン及び前記モータの少なくとも一方で発生した動力を駆動輪に伝達することにより走行を行うハイブリッド車両の制御装置であって、前記駆動輪がスリップ状態にあるか否かを判定する駆動輪状態判定手段と、該駆動輪状態判定手段によって前記駆動輪がスリップ状態であると判定されたときに、前記エンジン及び前記モータの少なくとも一方の運転状態を制御することにより、前記駆動輪をスリップ状態から回復させる車両安定制御手段と、該車両安定制御手段が作動しているか否かを判定する車両安定制御判定手段と、該車両安定制御判定手段によって前記車両安定制御手段が作動していると判定されたときに、前記クラッチを切断状態に設定するクラッチ制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、駆動輪がスリップ状態に陥ることによって車両安定制御が作動した場合に、エンジンの出力トルクが駆動輪側に伝達されないように、クラッチを切断状態に設定する。特に走行中のエンジントルクはドライバ要求トルクによって正確にゼロに制御することが困難であるが、このようにクラッチを切断状態にすることによって、機械的にエンジントルクが駆動輪に伝達されることを防止できる。これにより、ＡＢＳ制御やスリップ率制御などの車両安定制御の作動時にエンジンの出力トルクが伝達されることによって、車両挙動の安定性が損なわれてしまうことを効果的に防止することができる。
【００１１】
本発明の一態様としては、前記車両安定制御手段は、前記駆動輪状態判定手段によって前記駆動輪がスリップ状態であると判定されたときに、前記駆動輪のスリップ率が目標スリップ率となるように、前記駆動輪の制動トルクを制御するＡＢＳ制御を行うことにより前記駆動輪をスリップ状態から回復させると共に、前記モータの出力トルクをゼロに設定するとよい。この態様では、車両安定制御はいわゆるＡＢＳ制御であり、車両安定制御下において上記のようにクラッチを切断状態にすることによって、エンジンから受ける影響（ドライバ要求トルクをゼロに設定した際に、実際にエンジンから出力されるトルクの影響）を排除して、車両安定制御の制御精度を向上することができる。一方、モータはエンジンに比べて制御性に優れているため出力トルクを容易にゼロに設定することができる。これにより、エンジンやモータからの影響を受けることなく車両安定制御を精度よく行うことができ、速やかにスリップ状態から車両挙動を安定化することができる。
【００１２】
本発明の他の態様としては、前記車両安定制御手段は、前記駆動輪状態判定手段によって前記駆動輪がスリップ状態であると判定されたときに、前記駆動輪のスリップ率が目標スリップ率となるように前記モータに駆動トルク又は回生トルクを付与して、前記駆動輪のスリップ状態を抑制するスリップ率制御を行うことにより前記駆動輪をスリップ状態から回復させてもよい。この態様では、車両安定制御はいわゆるスリップ率制御であり、車両安定制御下において上記のようにクラッチを切断状態にすることによって、エンジンから受ける影響を排除して、車両安定制御の制御精度を向上することができる。一方、制御性に優れたモータから駆動トルク又は回生トルクを付与することで、スリップ状態にある車両挙動を回復させることができる。
【００１３】
また、前記エンジンの動力はデュアルクラッチトランスミッションを介して前記駆動輪に伝達され、前記デュアルクラッチトランスミッションは、前記エンジン及び前記モータの動力が前記駆動輪に伝達可能な第１の動力伝達系と、前記第１の動力伝達系の前記エンジン及び前記モータ間に設けられる第１のクラッチと、前記エンジンの動力が前記駆動輪に伝達可能な第２の動力伝達系と、前記第２の動力伝達系に設けられる第２のクラッチとを備え、前記第１の動力伝達系と前記第２の動力伝達系のいずれかを介して前記駆動輪に動力を伝達し、前記クラッチ制御手段は、前記車両安定制御判定手段によって前記車両安定制御手段が作動していると判定されたときに、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチを切断状態に設定してもよい。この態様は、変速時のエネルギーロスが少ないとして近年着目されているデュアルクラッチトランスミッションを搭載したハイブリッド車両に本発明を適用した場合である。この場合においても、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチを切断状態に設定することによって、車両安定制御が作動した際に、エンジントルクが駆動輪側に伝達することを機械的に防止することで、車両挙動の安定化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、駆動輪がスリップ状態に陥ることによって車両安定制御が作動した場合に、エンジンの出力トルクが駆動輪側に伝達されないように、クラッチを切断状態に設定する。特に走行中のエンジントルクはドライバ要求トルクによって正確にゼロに制御することが困難であるが、このようにクラッチを切断状態にすることによって、機械的にエンジントルクが駆動輪に伝達されることを防止できる。これにより、ＡＢＳ制御やスリップ率制御などの車両安定制御の作動時にエンジンの出力トルクが伝達されることによって、車両挙動の安定性が損なわれてしまうことを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施例に係るハイブリッド電気自動車の全体構成を概念的に示すブロック図である。
【図２】ＡＢＳ制御作動時におけるブレーキペダルの踏み込み量、駆動輪のスリップ率、及び、機械ブレーキによるブレーキ制動力の推移を示すグラフ図である。
【図３】スリップ率制御におけるスリップ率とモータ出力トルクの推移を示すグラフ図である。
【図４】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図５】車両安定制御としてＡＢＳ制御が作動される場合のハイブリッド車両の制御内容を示すフローチャート図である。
【図６】車両安定制御としてスリップ率制御が作動されるハイブリッド車両における制御内容を示すフローチャート図である。
【図７】第２実施例に係るハイブリッド車両の全体構成を概念的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１７】
（第１実施例）
図１は、第１実施例に係るハイブリッド車両１の全体構成を概念的に示すブロック図である。ハイブリッド車両１は走行用動力源としてエンジン２及びモータ４を有するパラレル式ハイブリッド電気自動車である。エンジン２の出力軸とモータ４の回転軸とはクラッチ３を介して接続されており、該クラッチ３の接続状態に応じて動力の伝達が切り換えられ、クラッチ３が接続されている場合には、動力源としてエンジン２、またはエンジン２とモータ４を併用し、クラッチ３が切断されている場合には、動力源としてモータ４を用いて、変速機５にて所定のギア比でプロペラシャフト６に伝達される。プロペラシャフト６に伝達された動力は、差動装置７及び駆動軸８を介して駆動輪９が駆動されることにより、ハイブリッド車両１の走行が行われる。
【００１８】
エンジン２は、ハイブリッド車両１の動力源の一つとして機能する内燃機関であり、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。ガソリンエンジンの場合には燃焼室に直接燃料を噴射する、いわゆる直噴式ガソリンエンジンであってもよい。
【００１９】
クラッチ３は、エンジン２の出力軸とモータ４の回転軸との間の接続状態を切り替える動力伝達機構である。クラッチ３が接続状態にある場合、エンジン２及びモータ４の出力トルクは共に駆動輪９側に伝達される。一方、クラッチ３が切断状態にある場合、エンジン２の出力トルクはモータ４側に伝達されないため、駆動輪９側にはモータ４からの出力トルクのみが伝達されることとなる。
【００２０】
モータ４は、所定の磁場を発生させるステータ（固定子）と、該ステータによって発生された磁場を横切るように回転するロータ（回転子）とを含んでなる電動機である。モータ４は、インバータ１０を介してバッテリ１１から供給される電力により力行駆動することにより、駆動トルクを発生させ、ハイブリッド電気自動車１の動力源の一つとして機能する。またモータ４が回生駆動された場合には、回生エネルギーを発生させることによって発電を行うと共に、制動トルクを発生させて回生ブレーキとしても機能する。尚、モータ４で発電された電力は、インバータ１０にて直流変換された後、バッテリ１１に充電される。
【００２１】
変速機５は複数の変速段を有するマニュアルトランスミッション又はオートマティックトランスミッションであり、その変速段は段階的に可変であってもよいし、連続的に可変であってもよい。
【００２２】
ハイブリッド車両１の左右に設けられた各駆動輪９には、車輪速度センサ１２が設けられている。車輪速度センサ１２によって検出された車輪速度はＥＣＵ１８に送信され、各駆動輪９のスリップ率に換算される。スリップ率の換算方法については公知であるため説明を省略するが、ハイブリッド車両１は換算したスリップ率に基づいてＡＢＳ制御やスリップ率制御などの車両安定制御を実行することにより、車両挙動の安定化を図っている。
【００２３】
バッテリ１１は、モータ４を力行駆動するための電力を蓄積する二次電池セルからなる蓄電池である。バッテリ１１には予め直流電力が充電されており、放電時に出力された直流電力がインバータ１０によって交流変換され、モータ４の力行駆動のために消費される。一方、モータ４の回生駆動時には、モータ４で発電した交流電力をインバータ１０によって直流変換し、バッテリ１１に充電される。
【００２４】
尚、バッテリ１１の上限充電量及び下限充電量は、バッテリ１１を構成する二次電池セルの種類・数などの諸条件により予め規定されている。バッテリの充電量は、上限充電量から下限充電量の範囲内に収まるように電子デバイスによって制御されており、過充電・過放電状態に陥ることを防止することによって、バッテリ１１の長寿命化が図られている。
【００２５】
クラッチ３が接続状態にある場合、エンジン２の出力軸はモータ４の回転軸と機械的に接続される。このときモータ４を力行駆動すると、駆動輪９にはエンジン２及びモータ４の双方からの出力トルクが伝達されることとなる。つまり、駆動輪９を駆動させるためのトルクの一部はエンジン２から供給されると共に、残りはモータ４から供給される。また、走行中にバッテリ１１の充電量が少なくなったときには、エンジン２の出力トルクの一部を用いて駆動輪９を駆動しつつ、エンジン２の出力トルクの残りを用いてモータ４を回生駆動させ、発電した電力をバッテリ１１に充電することもできる。
【００２６】
一方、クラッチが切断状態にある場合、エンジン２の出力軸はモータ４の回転軸と機械的に切断される。このときモータ４を力行駆動すると、駆動輪９にはエンジン２からの出力トルクは伝達されず、モータ４からの出力トルクのみが伝達される。即ち、ハイブリッド電気自動車１の走行は、専ら、バッテリ１１に蓄えられた電力を用いてモータ４を駆動することによって行われる。
【００２７】
ブレーキペダル１３は、ドライバによる踏み込み量がＥＣＵ１８に送信され、ＥＣＵ１８は制御信号に基づいて各駆動輪９に設けられた機械ブレーキ１４を作動させることによって制動トルクを発生させ、ハイブリッド車両１を減速する。本実施例では特に、機械ブレーキ１４は油圧制御式ブレーキであり、図不示の油圧制御機構によって図示しない制動用ＥＣＵからの制御信号に対応する油圧が印加されることによって制動トルクが制御できるように構成されている。尚、機械ブレーキ１４に印加される油圧値は、図不示の油圧センサによって検出され、ＥＣＵ１８に送信されることによって各種制御に使用される。
【００２８】
アクセルペダル１６もまたドライバによる踏み込み量がＥＣＵ１８に送信され、ＥＣＵ１８は制御信号に基づいて動力源であるエンジン２及びモータ４を制御して、車両を加速する。
【００２９】
ＥＣＵ１８は、ハイブリッド車両１に設けられた各種センサの検出値、アクセルペダル１６やブレーキペダル１３などから取得したドライバからの加減速要求に関する情報（それぞれの踏み込み量）に基づいて、ハイブリッド車両１の動作全体を制御する電子制御ユニットである。例えば、ＥＣＵ１８は上記各種情報に基づいて算出したドライバ要求トルクに基づいて、エンジン２から出力すべきトルクを制御したり、インバータ１０を制御することによってモータ４を力行又は回生駆動する。その他、ＥＣＵ１８はバッテリ１１の充電残量のチェックなどハイブリッド車両１の走行に必要な各種制御を行う。
【００３０】
ＥＣＵ１８は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて構成される電子制御ユニットであり、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する各種制御を実行することが可能に構成されている。これら各種制御の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではない。
【００３１】
本実施例に係るハイブリッド車両１では、車両安定制御としてＡＢＳ制御及びスリップ率制御が行われる。ここで、ＡＢＳ制御及びスリップ率制御について具体的に説明する。
【００３２】
図２はＡＢＳ制御作動時における駆動輪９のスリップ率Ｓ、ブレーキペダル１３の踏み込み量、及び、機械ブレーキ１４によるブレーキ制動力の推移を示すグラフ図である。図２（ａ）に示す駆動輪９のスリップ率は、車輪速度センサ１２によって検出された車輪速度をＥＣＵ１８にて換算することによって求めた値である。図２（ｂ）はブレーキペダル１３からＥＣＵ１８が検知した踏み込み量を示している。図２（ｃ）に示すブレーキ制動力は、図示しない制動用ＥＣＵからの制御信号によって最終的に機械ブレーキ１４で発生される制動トルク値を示している。
【００３３】
まず、ハイブリッド車両１は一定速度で走行する定常状態にあるとし、時刻ｔ０において、ドライバがブレーキペダル１３を踏み込むことにより、ハイブリッド車両１を減速させようとする状況を想定する。この減速動作において、ドライバはブレーキペダル１３の踏み込み量を、時刻ｔ０〜ｔ１にかけて次第に増加するように踏み、時刻ｔ１以降は一定値に保つものとする。このとき、時刻ｔ０〜ｔ１では、スリップ率Ｓが予め規定された所定閾値Ｓ１未満であるため、ＡＢＳ制御は作動せず、ブレーキペダル１３の踏み込み量に応じて機械ブレーキ１４からの制動トルクも次第に増加する。
【００３４】
時刻ｔ１に達するとスリップ率Ｓが所定閾値Ｓ１を超えるため、ハイブリッド車両１がスリップ状態に陥ったことを示している。するとＡＢＳ制御が作動し、以下のように図示しない制動用ＥＣＵによる制動トルクの制御が行われる。
【００３５】
時刻ｔ１以降ではブレーキペダル１３の踏み込み量は一定であるが、スリップ率Ｓが高い状態でこのまま制動トルクを維持すると、駆動輪９がロック傾向を示して車両挙動の回復を行うことができない。そこで、図示しない制動用ＥＣＵはブレーキペダル１３の踏み込み量に関わらず、スリップ率Ｓが所定閾値Ｓ１を越えた後、機械ブレーキ１４の制動トルクを減少させることにより、駆動輪９のロック傾向を緩和し、スリップ率Ｓの減少を図る。なお、機械ブレーキ１４は、スリップ率Ｓに対して若干遅れて制動トルクが制御されるようになっている。そして、時刻ｔ２にてスリップ率Ｓが所定閾値Ｓ１を下回ると、再びブレーキペダル１３の踏み込み量に応じた制動力が得られるように、制動トルクの制御が行われる。
【００３６】
時刻ｔ２以降では、時刻ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜６においてスリップ率Ｓが所定閾値Ｓ１より大きくなっているので、これらの期間においても上記と同様に制動トルクを図示しない制動用ＥＣＵによって減少するように制御することで、車両挙動の回復を行っている。
【００３７】
このようにＡＢＳ制御では、図示しない制動用ＥＣＵによって制動トルクを減少させることによって車両挙動の安定化が行われている。このとき、図示しない制動用ＥＣＵによる制動トルク制御によって車両挙動を安定化するためには、エンジン２やモータ４からの出力トルクがゼロであることが好ましい。そこで、本実施例に係るハイブリッド車両１では、ＥＣＵ１８はＡＢＳ制御の作動中にはエンジン２やモータ４からの出力トルクがゼロになるように制御を行っている（しかしながら、後述するようにエンジン２の出力トルクを正確にゼロにするのは技術的に困難であり、実際には少なからず正又は負のトルクが出力されてしまう）。
【００３８】
図３はスリップ率制御における駆動輪９のスリップ率とモータ４の出力トルクの推移を示すグラフ図である。図３（ａ）に示すスリップ率は、図２（ａ）と同様に、各駆動輪９に設置された車輪速度センサ１２によって検出された車輪速度をＥＣＵ１８にて換算することによって求めた値を使用している。図３（ｂ）に示すモータ出力トルクはＥＣＵ１８による制御値である。
【００３９】
まず、ハイブリッド車両１はドライバがアクセルペダル１６を一定量で踏み込んでいる状態からアクセルを離して減速を開始した際に、時刻ｔ０で路面が低μ路に差しかかることにより、スリップ率Ｓが上昇した状況を想定する。スリップ率Ｓが時刻ｔ０からｔ１にかけて上昇し、時刻ｔ１で所定閾値Ｓ１を超えることによりハイブリッド車両１がスリップ状態に陥ると、スリップ率制御が作動する。このとき、ハイブリッド車両１の駆動輪９がロック傾向を示すので、該ロック傾向を緩和するように、ＥＣＵ１８はモータ４を力行駆動に切替又は回生駆動を減少させる。これによりスリップ率Ｓが減少し、時刻ｔ２にて所定閾値Ｓ１を下回ると、再びモータ４の駆動制御を通常の回生駆動に戻す。時刻ｔ２以降においても、時刻ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜６においてスリップ率Ｓが所定閾値Ｓ１より大きくなることによりスリップ状態に陥っているので、上記と同様にモータ４の出力トルクをＥＣＵ１８によって制御することにより、車両挙動の回復が図られている。
【００４０】
続いて、以上のように構成されたハイブリッド車両１の具体的な動作について説明する。図４はＥＣＵ１８の機能ブロック図である。
【００４１】
車輪速度センサ１２によって検出された車輪速度は、ＥＣＵ１８のスリップ率換算部２１に入力されることにより、対応するスリップ率Ｓが算出される。スリップ率Ｓは駆動輪状態判定部２２に送信され、記憶部２３に予め格納されている所定閾値Ｓ１と比較されることによって、ハイブリッド車両１がスリップ状態にあるか否かが判定される。車両安定制御部２４は、駆動輪状態判定部２２における判定結果に応じて車両安定制御（ＡＢＳ制御又はスリップ率制御）を実施する。
【００４２】
出力トルク算出部２５では、アクセルペダル１６の踏み込み量と車両安定制御部２４からの指令とに基づいてエンジン２及びモータ４への出力トルクをそれぞれ算出して、エンジン２及びモータ４の出力トルク制御を行う。また、制動トルク算出部２６では、ブレーキペダル１３の踏み込み量と車両安定制御部２４からの指令とに基づいてエンジン２（エンジンブレーキ）、モータ４（回生ブレーキ）の制動トルクをそれぞれ算出して、エンジン２、モータ４の制動トルク制御を行う。このとき車両安定制御判定部２７は車両安定制御部２４が作動しているか否かを判定し、その作動状態および図示しない制動用ＥＣＵからのＡＢＳ作動情報に応じてクラッチ制御部２８によってクラッチ３の接続状態を切り替え制御する。
【００４３】
図５は車両安定制御としてＡＢＳ制御が作動される場合のハイブリッド車両１の制御内容を示すフローチャート図である。
【００４４】
ＥＣＵ１８は、車両安定制御部２４にてＡＢＳ制御が作動中であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ＡＢＳ制御が作動中でない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、クラッチの接続状態、エンジンの運転状態、モータの駆動状態を通常通り制御する（ステップＳ１０５）。
【００４５】
一方、ＡＢＳ制御が作動中である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、車両ＥＣＵ１８はクラッチ制御部２８にアクセスすることによって、クラッチ３が接続状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。上述したように、ＡＢＳ制御下にある場合、出力トルク算出部２５からエンジン２に対して要求する出力トルクをゼロに設定することで、車両挙動の安定化が図られる。しかしながら、走行車両におけるエンジン回転数は様々な値を推移しており、このように逐次変化するエンジン回転数を有するエンジン２の出力トルクが完全にゼロになるように、エンジン制御を行うことは現実的には困難である。そのため、出力トルク算出部２５側でエンジン２からの出力トルクをゼロに設定した場合であっても、実際にはエンジン２から正又は負のトルクが少なからず出力されることとなる。
【００４６】
このときクラッチ３が接続状態にあると、エンジン２からの出力トルクが駆動輪９側に少なからず伝達されてしまい、ＡＢＳ制御の制御性を悪化させ、車両挙動の安定性を悪化させてしまうおそれがある。そこで、ＡＢＳ制御の作動中にクラッチ３が接続状態にある場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、クラッチ制御部２８はクラッチ３を強制的に切断状態に切り替えることによって、エンジン２からの出力トルクが駆動輪９側に伝達されることを防止する（ステップＳ１０３）。このようにクラッチ３を切断状態にすることによって、機械的にエンジン２から出力トルクが駆動輪９に伝達されることを防止できるので、車両挙動の安定性が損なわれてしまうことを効果的に防止することができる。
【００４７】
一方、ＡＢＳ制御の作動中にクラッチ３が切断状態にある場合は（ステップＳ１０２：ＮＯ）、クラッチ３の切断状態を継続する（ステップＳ１０４）。このとき、エンジン２の運転状態をアイドリング状態にすると共に、モータ４の駆動状態をゼロトルク状態にする。
【００４８】
続いて図６は、車両安定制御としてスリップ率制御が作動されるハイブリッド車両１における制御内容を示すフローチャート図である。ここで、図６のステップＳ２０１及びＳ２０２については、図５のステップＳ１０１及びＳ１０２と同様であるため、説明は省略することとする。
【００４９】
スリップ率制御の作動中は、駆動輪９のスリップ率が目標スリップ率となるようにモータ４に駆動トルク又は回生トルクを付与して、駆動輪９のスリップ状態を抑制する。このとき、出力トルク算出部２５はエンジン２からの出力トルクがゼロになるように制御するが、実際には上述したように、エンジン２から正又は負のトルクが少なからず出力される。このときクラッチ３が接続状態にあると、エンジン２からの出力トルクが駆動輪９側に少なからず伝達されてしまい、スリップ率制御の制御性を悪化させ、車両挙動の安定性を悪化させてしまうおそれがある。そこで、スリップ率制御の作動中にクラッチ３が接続状態にある場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、クラッチ制御部２８はクラッチ３を強制的に切断状態に切り替えることによって、エンジン２からの出力トルクが駆動輪９側に伝達されることを防止する（ステップＳ２０３）。
【００５０】
このようにクラッチ３を切断状態にすることによって、機械的にエンジン２からの出力トルクが駆動輪９に伝達されることを防止できるので、車両挙動の安定性が損なわれてしまうことを効果的に防止することができる。一方、スリップ率制御の作動中にクラッチ３が切断状態にある場合は（ステップＳ２０２：ＮＯ）、クラッチ３の切断状態を継続する（ステップＳ２０４）。このとき、エンジン２の運転状態はアイドリング状態に設定すると共に、モータ４の駆動状態は、図３に示す如く、スリップ率制御に準じて制御する。
【００５１】
（第２実施例）
続いて本発明を、複数のクラッチを有するデュアルクラッチトランスミッション３０を有するハイブリッド車両１´に適用した例について説明する。図７は第２実施例に係るハイブリッド車両１´の全体構成を概念的に示すブロック図である。尚、上記第１実施例と共通する箇所については、共通の符号を付すこととし、その詳細な説明は適宜省略することとする。
【００５２】
デュアルクラッチトランスミッション３０は、エンジン２の出力トルクを駆動輪９側に伝達するための経路として、第１の動力伝達系と第２の動力伝達系を有している。図７（ａ）は第１の動力伝達系を介してエンジン２の動力が駆動輪９に伝達される場合を図示している。第１の動力伝達系はエンジン２と駆動輪９側との接続状態を切り替えるための第１のクラッチ３１と、エンジン２と共に走行用動力源として機能するモータ４と、偶数変速段（２速、４速、６速）を担当する変速ギア群３０ａとからなる。
【００５３】
図７（ｂ）は第２の動力伝達系を介してエンジン２の動力が駆動輪９に伝達される場合を図示している。第２の動力伝達系はエンジン２と駆動輪９側との接続状態を切り替えるための第２のクラッチ３２と、奇数変速段（１速、３速、５速）を担当する変速ギア群３０ｂとからなる。
【００５４】
図７（ａ）に示すように、エンジン２の動力が第１の動力伝達系を介して駆動輪９側に伝達されている際には偶数変速段３０ａが接続されているが、第２の動力伝達系の奇数変速段３０ｂでは、次のタイミングで変速される変速段を予め選択（プレシフト）しておく。これにより、デュアルクラッチトランスミッション３０では変速動作に要する時間を短縮し、トルク抜けなどのエネルギーロスを減少させることができる。このようにハイブリッド車両１´は、第１のクラッチ３１及び第２のクラッチ３２の接続状態を交互に接続／切断に切り替えることにより、第１の動力伝達系又は第２の動力伝達系のいずれかを介して、適切なギアを選択しながら走行する。
【００５５】
このとき、ＡＢＳ制御やスリップ率制御などの車両安定制御が作動した場合には、駆動輪９の挙動がエンジン２側の影響を受けないように、第１のクラッチ３１及び第２のクラッチ３２を切断状態に強制的に切り替える。つまり、本実施例のハイブリッド車両１´では、走行中は基本的に第１のクラッチ３１又は第２のクラッチ３２のいずれかが接続状態にあるが（減速時の一部を除く）、車両安定制御が作動するタイミングで切断状態に切り替えることによって、エンジン２を駆動輪９側から機械的に隔離して、車両安定制御の制御性を確保する。
【００５６】
尚、第１実施例と同様に、作動する車両安定制御がＡＢＳ制御の場合にはエンジン２はアイドリング状態、モータ４の出力トルクはゼロに設定され、車両安定制御がスリップ率制御である場合には、エンジン２の出力トルクのみがアイドリング状態に設定される。
【００５７】
以上説明したように、本実施例によれば、スリップ状態に陥ったために車両安定制御が作動した場合に、エンジントルクが駆動輪９側に伝達されないように、クラッチ３を切断状態に設定する。エンジントルクはドライバ要求トルクによってゼロに制御することが困難であるが、このようにクラッチ３を切断状態にすることによって、機械的にエンジントルクが駆動輪９に伝達されることを防止できる。これにより、ＡＢＳ制御やスリップ率制御などの車両安定制御の作動時にエンジントルクが伝達されることによって、車両挙動の安定性が損なわれてしまうことを効果的に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、エンジン及びモータの少なくとも一方から出力された動力を、変速機を介して駆動輪に伝達することにより走行を行うハイブリッド車両の制御装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ クラッチ
４ モータ
５ 変速機
６ プロペラシャフト
７ 差動装置
８ 駆動軸
９ 駆動輪
１０ インバータ
１１ バッテリ
１２ 車輪速度センサ
１３ ブレーキペダル
１４ 機械ブレーキ
１６ アクセルペダル
１８ ＥＣＵ
２１ スリップ率換算部
２２ 駆動輪状態判定部
２３ 記憶部
２４ 車両安定制御部
２５ 出力トルク算出部
２６ 制動トルク算出部
２７ 車両安定制御判定部
２８ クラッチ制御部
３０ デュアルクラッチトランスミッション
３１ 第１のクラッチ
３２ 第２のクラッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン及びモータの少なくとも一方から出力された動力を、変速機を介して駆動輪に伝達することにより走行を行うハイブリッド車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関、及び、バッテリに蓄えられた電力で動作可能なモータ（電動機）の少なくとも一方を動力源として走行するハイブリッド車両が注目されている。ハイブリッド車両は、減速時にモータを回生駆動して発電し、得られた電力をバッテリに充電して蓄える。そして、当該充電した電力を用いて電動機を力行駆動することにより、内燃機関の燃料消費量を削減し、燃費性能の改善を図っている。
【０００３】
この種のハイブリッド車両では、スリップ状態に陥った場合に車両挙動を安定状態に回復させるために、アンチロックブレーキ制御（以下、「ＡＢＳ制御」と称する）やスリップ率制御などの車両安定制御が実行される場合がある。これらの制御では、駆動輪のスリップ率を検出し、該検出したスリップ率値が予め設定された所定閾値を超えてスリップ状態にあると判定された場合に、ＡＢＳ制御では油圧ブレーキやエアブレーキ等の制動手段の制動力を減少させることにより、車両挙動の回復を図る。一方、スリップ率制御では、走行用動力源であるモータから所定トルクを出力することにより、駆動輪のロックを防止して、車両挙動の回復を図る。
【０００４】
このような車両安定制御は、制動手段や走行用モータがＥＣＵなどのコントロールユニットから送信される制御信号に従って制御されることによって行われる。このとき、車両安定制御下にある駆動輪に対して、ドライバ要求トルク（例えばアクセルペダルの踏み込み量に応じてエンジンもしくはモータに要求される出力トルク）に応じてエンジンやモータから余分なトルクが出力されてしまうと、車両安定制御によって支配されている車両挙動が乱れてしまうという問題がある。このような問題に対して例えば特許文献１では、車両安定制御の一種であるＡＢＳ制御が実行されているときには、モータによる回生トルクを（段階的にゼロまで）減少させることにより、ブレーキの効きの低下を防止し、車両挙動の安定化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２９７４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、車両安定制御下にある場合には、ドライバ要求トルクをゼロに設定することで、車両挙動の安定化を図ることができる。しかしながら、走行車両におけるエンジン回転数は様々な値を推移しており、このように逐次変化するエンジン回転数を有するエンジンの出力トルクが完全にゼロになるように、エンジン制御を行うことは現実的には困難である。そのため、ＥＣＵ側でドライバ要求トルクをゼロに設定した場合であっても、実際にはエンジンから正又は負のトルクが少なからず出力されることとなる。
【０００７】
ＡＢＳ制御やスリップ率制御が実行されている最中に、エンジンの動力を駆動輪側に伝達するためのクラッチが接続されている場合、エンジン要求トルクがゼロに設定したとしても、実際には上記説明したようなエンジントルクが駆動輪側に少なからず伝達されてしまい、車両の走行安定性を低下させるおそれがある。例えば、エンジン要求トルクをゼロに設定した際に、実際にエンジンから出力されるトルクが負トルクである場合には、エンジンブレーキの作用によって駆動輪に減速トルクが付加される。そのため、特に走行路面が低μ路などである場合には駆動輪がロック傾向を示しやすくなり、車両の走行安定性が低下してしまう。逆に、エンジン要求トルクをゼロに設定した際に、実際にエンジンから出力されるトルクが正トルクである場合には、エンジン要求トルクがゼロであるにも関わらず、車両に駆動トルクが作用してしまい、車両の減速力が不足することとなる。その結果、制動距離が長くなるなど制動性能が悪化してしまい、車両の走行安定性が低下してしまう。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、エンジン及びモータからの動力によって走行するハイブリッド車両において、ＡＢＳ制御やスリップ率制御などの車両安定制御を安定的に実施可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は上記課題を解決するために、エンジン及びモータ間にクラッチが設けられ、前記エンジン及び前記モータの少なくとも一方で発生した動力を駆動輪に伝達することにより走行を行うハイブリッド車両の制御装置であって、前記駆動輪がスリップ状態にあるか否かを判定する駆動輪状態判定手段と、該駆動輪状態判定手段によって前記駆動輪がスリップ状態であると判定されたときに、前記エンジン及び前記モータの少なくとも一方の運転状態を制御することにより、前記駆動輪をスリップ状態から回復させる車両安定制御手段と、該車両安定制御手段が作動しているか否かを判定する車両安定制御判定手段と、該車両安定制御判定手段によって前記車両安定制御手段が作動していると判定されたときに、前記クラッチを切断状態に設定するクラッチ制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、駆動輪がスリップ状態に陥ることによって車両安定制御が作動した場合に、エンジンの出力トルクが駆動輪側に伝達されないように、クラッチを切断状態に設定する。特に走行中のエンジントルクはドライバ要求トルクによって正確にゼロに制御することが困難であるが、このようにクラッチを切断状態にすることによって、機械的にエンジントルクが駆動輪に伝達されることを防止できる。これにより、ＡＢＳ制御やスリップ率制御などの車両安定制御の作動時にエンジンの出力トルクが伝達されることによって、車両挙動の安定性が損なわれてしまうことを効果的に防止することができる。
【００１１】
本発明の一態様としては、前記車両安定制御手段は、前記駆動輪状態判定手段によって前記駆動輪がスリップ状態であると判定されたときに、前記駆動輪のスリップ率が目標スリップ率となるように、前記駆動輪の制動トルクを制御するＡＢＳ制御を行うことにより前記駆動輪をスリップ状態から回復させると共に、前記モータの出力トルクをゼロに設定するとよい。この態様では、車両安定制御はいわゆるＡＢＳ制御であり、車両安定制御下において上記のようにクラッチを切断状態にすることによって、エンジンから受ける影響（ドライバ要求トルクをゼロに設定した際に、実際にエンジンから出力されるトルクの影響）を排除して、車両安定制御の制御精度を向上することができる。一方、モータはエンジンに比べて制御性に優れているため出力トルクを容易にゼロに設定することができる。これにより、エンジンやモータからの影響を受けることなく車両安定制御を精度よく行うことができ、速やかにスリップ状態から車両挙動を安定化することができる。
【００１２】
本発明の他の態様としては、前記車両安定制御手段は、前記駆動輪状態判定手段によって前記駆動輪がスリップ状態であると判定されたときに、前記駆動輪のスリップ率が目標スリップ率となるように前記モータに駆動トルク又は回生トルクを付与して、前記駆動輪のスリップ状態を抑制するスリップ率制御を行うことにより前記駆動輪をスリップ状態から回復させてもよい。この態様では、車両安定制御はいわゆるスリップ率制御であり、車両安定制御下において上記のようにクラッチを切断状態にすることによって、エンジンから受ける影響を排除して、車両安定制御の制御精度を向上することができる。一方、制御性に優れたモータから駆動トルク又は回生トルクを付与することで、スリップ状態にある車両挙動を回復させることができる。
【００１３】
また、前記エンジンの動力はデュアルクラッチトランスミッションを介して前記駆動輪に伝達され、前記デュアルクラッチトランスミッションは、前記エンジン及び前記モータの動力が前記駆動輪に伝達可能な第１の動力伝達系と、前記第１の動力伝達系の前記エンジン及び前記モータ間に設けられる第１のクラッチと、前記エンジンの動力が前記駆動輪に伝達可能な第２の動力伝達系と、前記第２の動力伝達系に設けられる第２のクラッチとを備え、前記第１の動力伝達系と前記第２の動力伝達系のいずれかを介して前記駆動輪に動力を伝達し、前記クラッチ制御手段は、前記車両安定制御判定手段によって前記車両安定制御手段が作動していると判定されたときに、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチを切断状態に設定してもよい。この態様は、変速時のエネルギーロスが少ないとして近年着目されているデュアルクラッチトランスミッションを搭載したハイブリッド車両に本発明を適用した場合である。この場合においても、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチを切断状態に設定することによって、車両安定制御が作動した際に、エンジントルクが駆動輪側に伝達することを機械的に防止することで、車両挙動の安定化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、駆動輪がスリップ状態に陥ることによって車両安定制御が作動した場合に、エンジンの出力トルクが駆動輪側に伝達されないように、クラッチを切断状態に設定する。特に走行中のエンジントルクはドライバ要求トルクによって正確にゼロに制御することが困難であるが、このようにクラッチを切断状態にすることによって、機械的にエンジントルクが駆動輪に伝達されることを防止できる。これにより、ＡＢＳ制御やスリップ率制御などの車両安定制御の作動時にエンジンの出力トルクが伝達されることによって、車両挙動の安定性が損なわれてしまうことを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施例に係るハイブリッド電気自動車の全体構成を概念的に示すブロック図である。
【図２】ＡＢＳ制御作動時におけるブレーキペダルの踏み込み量、駆動輪のスリップ率、及び、機械ブレーキによるブレーキ制動力の推移を示すグラフ図である。
【図３】スリップ率制御におけるスリップ率とモータ出力トルクの推移を示すグラフ図である。
【図４】ＥＣＵの機能ブロック図である。
【図５】車両安定制御としてＡＢＳ制御が作動される場合のハイブリッド車両の制御内容を示すフローチャート図である。
【図６】車両安定制御としてスリップ率制御が作動されるハイブリッド車両における制御内容を示すフローチャート図である。
【図７】第２実施例に係るハイブリッド車両の全体構成を概念的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１７】
（第１実施例）
図１は、第１実施例に係るハイブリッド車両１の全体構成を概念的に示すブロック図である。ハイブリッド車両１は走行用動力源としてエンジン２及びモータ４を有するパラレル式ハイブリッド電気自動車である。エンジン２の出力軸とモータ４の回転軸とはクラッチ３を介して接続されており、該クラッチ３の接続状態に応じて動力の伝達が切り換えられ、クラッチ３が接続されている場合には、動力源としてエンジン２、またはエンジン２とモータ４を併用し、クラッチ３が切断されている場合には、動力源としてモータ４を用いて、変速機５にて所定のギア比でプロペラシャフト６に伝達される。プロペラシャフト６に伝達された動力は、差動装置７及び駆動軸８を介して駆動輪９が駆動されることにより、ハイブリッド車両１の走行が行われる。
【００１８】
エンジン２は、ハイブリッド車両１の動力源の一つとして機能する内燃機関であり、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。ガソリンエンジンの場合には燃焼室に直接燃料を噴射する、いわゆる直噴式ガソリンエンジンであってもよい。
【００１９】
クラッチ３は、エンジン２の出力軸とモータ４の回転軸との間の接続状態を切り替える動力伝達機構である。クラッチ３が接続状態にある場合、エンジン２及びモータ４の出力トルクは共に駆動輪９側に伝達される。一方、クラッチ３が切断状態にある場合、エンジン２の出力トルクはモータ４側に伝達されないため、駆動輪９側にはモータ４からの出力トルクのみが伝達されることとなる。
【００２０】
モータ４は、所定の磁場を発生させるステータ（固定子）と、該ステータによって発生された磁場を横切るように回転するロータ（回転子）とを含んでなる電動機である。モータ４は、インバータ１０を介してバッテリ１１から供給される電力により力行駆動することにより、駆動トルクを発生させ、ハイブリッド電気自動車１の動力源の一つとして機能する。またモータ４が回生駆動された場合には、回生エネルギーを発生させることによって発電を行うと共に、制動トルクを発生させて回生ブレーキとしても機能する。尚、モータ４で発電された電力は、インバータ１０にて直流変換された後、バッテリ１１に充電される。
【００２１】
変速機５は複数の変速段を有するマニュアルトランスミッション又はオートマティックトランスミッションであり、その変速段は段階的に可変であってもよいし、連続的に可変であってもよい。
【００２２】
ハイブリッド車両１の左右に設けられた各駆動輪９には、車輪速度センサ１２が設けられている。車輪速度センサ１２によって検出された車輪速度はＥＣＵ１８に送信され、各駆動輪９のスリップ率に換算される。スリップ率の換算方法については公知であるため説明を省略するが、ハイブリッド車両１は換算したスリップ率に基づいてＡＢＳ制御やスリップ率制御などの車両安定制御を実行することにより、車両挙動の安定化を図っている。
【００２３】
バッテリ１１は、モータ４を力行駆動するための電力を蓄積する二次電池セルからなる蓄電池である。バッテリ１１には予め直流電力が充電されており、放電時に出力された直流電力がインバータ１０によって交流変換され、モータ４の力行駆動のために消費される。一方、モータ４の回生駆動時には、モータ４で発電した交流電力をインバータ１０によって直流変換し、バッテリ１１に充電される。
【００２４】
尚、バッテリ１１の上限充電量及び下限充電量は、バッテリ１１を構成する二次電池セルの種類・数などの諸条件により予め規定されている。バッテリの充電量は、上限充電量から下限充電量の範囲内に収まるように電子デバイスによって制御されており、過充電・過放電状態に陥ることを防止することによって、バッテリ１１の長寿命化が図られている。
【００２５】
クラッチ３が接続状態にある場合、エンジン２の出力軸はモータ４の回転軸と機械的に接続される。このときモータ４を力行駆動すると、駆動輪９にはエンジン２及びモータ４の双方からの出力トルクが伝達されることとなる。つまり、駆動輪９を駆動させるためのトルクの一部はエンジン２から供給されると共に、残りはモータ４から供給される。また、走行中にバッテリ１１の充電量が少なくなったときには、エンジン２の出力トルクの一部を用いて駆動輪９を駆動しつつ、エンジン２の出力トルクの残りを用いてモータ４を回生駆動させ、発電した電力をバッテリ１１に充電することもできる。
【００２６】
一方、クラッチが切断状態にある場合、エンジン２の出力軸はモータ４の回転軸と機械的に切断される。このときモータ４を力行駆動すると、駆動輪９にはエンジン２からの出力トルクは伝達されず、モータ４からの出力トルクのみが伝達される。即ち、ハイブリッド電気自動車１の走行は、専ら、バッテリ１１に蓄えられた電力を用いてモータ４を駆動することによって行われる。
【００２７】
ブレーキペダル１３は、ドライバによる踏み込み量がＥＣＵ１８に送信され、ＥＣＵ１８は制御信号に基づいて各駆動輪９に設けられた機械ブレーキ１４を作動させることによって制動トルクを発生させ、ハイブリッド車両１を減速する。本実施例では特に、機械ブレーキ１４は油圧制御式ブレーキであり、図不示の油圧制御機構によって図示しない制動用ＥＣＵからの制御信号に対応する油圧が印加されることによって制動トルクが制御できるように構成されている。尚、機械ブレーキ１４に印加される油圧値は、図不示の油圧センサによって検出され、ＥＣＵ１８に送信されることによって各種制御に使用される。
【００２８】
アクセルペダル１６もまたドライバによる踏み込み量がＥＣＵ１８に送信され、ＥＣＵ１８は制御信号に基づいて動力源であるエンジン２及びモータ４を制御して、車両を加速する。
【００２９】
ＥＣＵ１８は、ハイブリッド車両１に設けられた各種センサの検出値、アクセルペダル１６やブレーキペダル１３などから取得したドライバからの加減速要求に関する情報（それぞれの踏み込み量）に基づいて、ハイブリッド車両１の動作全体を制御する電子制御ユニットである。例えば、ＥＣＵ１８は上記各種情報に基づいて算出したドライバ要求トルクに基づいて、エンジン２から出力すべきトルクを制御したり、インバータ１０を制御することによってモータ４を力行又は回生駆動する。その他、ＥＣＵ１８はバッテリ１１の充電残量のチェックなどハイブリッド車両１の走行に必要な各種制御を行う。
【００３０】
ＥＣＵ１８は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて構成される電子制御ユニットであり、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する各種制御を実行することが可能に構成されている。これら各種制御の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではない。
【００３１】
本実施例に係るハイブリッド車両１では、車両安定制御としてＡＢＳ制御及びスリップ率制御が行われる。ここで、ＡＢＳ制御及びスリップ率制御について具体的に説明する。
【００３２】
図２はＡＢＳ制御作動時における駆動輪９のスリップ率Ｓ、ブレーキペダル１３の踏み込み量、及び、機械ブレーキ１４によるブレーキ制動力の推移を示すグラフ図である。図２（ａ）に示す駆動輪９のスリップ率は、車輪速度センサ１２によって検出された車輪速度をＥＣＵ１８にて換算することによって求めた値である。図２（ｂ）はブレーキペダル１３からＥＣＵ１８が検知した踏み込み量を示している。図２（ｃ）に示すブレーキ制動力は、図示しない制動用ＥＣＵからの制御信号によって最終的に機械ブレーキ１４で発生される制動トルク値を示している。
【００３３】
まず、ハイブリッド車両１は一定速度で走行する定常状態にあるとし、時刻ｔ０において、ドライバがブレーキペダル１３を踏み込むことにより、ハイブリッド車両１を減速させようとする状況を想定する。この減速動作において、ドライバはブレーキペダル１３の踏み込み量を、時刻ｔ０〜ｔ１にかけて次第に増加するように踏み、時刻ｔ１以降は一定値に保つものとする。このとき、時刻ｔ０〜ｔ１では、スリップ率Ｓが予め規定された所定閾値Ｓ１未満であるため、ＡＢＳ制御は作動せず、ブレーキペダル１３の踏み込み量に応じて機械ブレーキ１４からの制動トルクも次第に増加する。
【００３４】
時刻ｔ１に達するとスリップ率Ｓが所定閾値Ｓ１を超えるため、ハイブリッド車両１がスリップ状態に陥ったことを示している。するとＡＢＳ制御が作動し、以下のように図示しない制動用ＥＣＵによる制動トルクの制御が行われる。
【００３５】
時刻ｔ１以降ではブレーキペダル１３の踏み込み量は一定であるが、スリップ率Ｓが高い状態でこのまま制動トルクを維持すると、駆動輪９がロック傾向を示して車両挙動の回復を行うことができない。そこで、図示しない制動用ＥＣＵはブレーキペダル１３の踏み込み量に関わらず、スリップ率Ｓが所定閾値Ｓ１を越えた後、機械ブレーキ１４の制動トルクを減少させることにより、駆動輪９のロック傾向を緩和し、スリップ率Ｓの減少を図る。なお、機械ブレーキ１４は、スリップ率Ｓに対して若干遅れて制動トルクが制御されるようになっている。そして、時刻ｔ２にてスリップ率Ｓが所定閾値Ｓ１を下回ると、再びブレーキペダル１３の踏み込み量に応じた制動力が得られるように、制動トルクの制御が行われる。
【００３６】
時刻ｔ２以降では、時刻ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜６においてスリップ率Ｓが所定閾値Ｓ１より大きくなっているので、これらの期間においても上記と同様に制動トルクを図示しない制動用ＥＣＵによって減少するように制御することで、車両挙動の回復を行っている。
【００３７】
このようにＡＢＳ制御では、図示しない制動用ＥＣＵによって制動トルクを減少させることによって車両挙動の安定化が行われている。このとき、図示しない制動用ＥＣＵによる制動トルク制御によって車両挙動を安定化するためには、エンジン２やモータ４からの出力トルクがゼロであることが好ましい。そこで、本実施例に係るハイブリッド車両１では、ＥＣＵ１８はＡＢＳ制御の作動中にはエンジン２やモータ４からの出力トルクがゼロになるように制御を行っている（しかしながら、後述するようにエンジン２の出力トルクを正確にゼロにするのは技術的に困難であり、実際には少なからず正又は負のトルクが出力されてしまう）。
【００３８】
図３はスリップ率制御における駆動輪９のスリップ率とモータ４の出力トルクの推移を示すグラフ図である。図３（ａ）に示すスリップ率は、図２（ａ）と同様に、各駆動輪９に設置された車輪速度センサ１２によって検出された車輪速度をＥＣＵ１８にて換算することによって求めた値を使用している。図３（ｂ）に示すモータ出力トルクはＥＣＵ１８による制御値である。
【００３９】
まず、ハイブリッド車両１はドライバがアクセルペダル１６を一定量で踏み込んでいる状態からアクセルを離して減速を開始した際に、時刻ｔ０で路面が低μ路に差しかかることにより、スリップ率Ｓが上昇した状況を想定する。スリップ率Ｓが時刻ｔ０からｔ１にかけて上昇し、時刻ｔ１で所定閾値Ｓ１を超えることによりハイブリッド車両１がスリップ状態に陥ると、スリップ率制御が作動する。このとき、ハイブリッド車両１の駆動輪９がロック傾向を示すので、該ロック傾向を緩和するように、ＥＣＵ１８はモータ４を力行駆動に切替又は回生駆動を減少させる。これによりスリップ率Ｓが減少し、時刻ｔ２にて所定閾値Ｓ１を下回ると、再びモータ４の駆動制御を通常の回生駆動に戻す。時刻ｔ２以降においても、時刻ｔ３〜ｔ４、ｔ５〜６においてスリップ率Ｓが所定閾値Ｓ１より大きくなることによりスリップ状態に陥っているので、上記と同様にモータ４の出力トルクをＥＣＵ１８によって制御することにより、車両挙動の回復が図られている。
【００４０】
続いて、以上のように構成されたハイブリッド車両１の具体的な動作について説明する。図４はＥＣＵ１８の機能ブロック図である。
【００４１】
車輪速度センサ１２によって検出された車輪速度は、ＥＣＵ１８のスリップ率換算部２１に入力されることにより、対応するスリップ率Ｓが算出される。スリップ率Ｓは駆動輪状態判定部２２に送信され、記憶部２３に予め格納されている所定閾値Ｓ１と比較されることによって、ハイブリッド車両１がスリップ状態にあるか否かが判定される。車両安定制御部２４は、駆動輪状態判定部２２における判定結果に応じて車両安定制御（ＡＢＳ制御又はスリップ率制御）を実施する。
【００４２】
出力トルク算出部２５では、アクセルペダル１６の踏み込み量と車両安定制御部２４からの指令とに基づいてエンジン２及びモータ４への出力トルクをそれぞれ算出して、エンジン２及びモータ４の出力トルク制御を行う。また、制動トルク算出部２６では、ブレーキペダル１３の踏み込み量と車両安定制御部２４からの指令とに基づいてエンジン２（エンジンブレーキ）、モータ４（回生ブレーキ）の制動トルクをそれぞれ算出して、エンジン２、モータ４の制動トルク制御を行う。このとき車両安定制御判定部２７は車両安定制御部２４が作動しているか否かを判定し、その作動状態および図示しない制動用ＥＣＵからのＡＢＳ作動情報に応じてクラッチ制御部２８によってクラッチ３の接続状態を切り替え制御する。
【００４３】
図５は車両安定制御としてＡＢＳ制御が作動される場合のハイブリッド車両１の制御内容を示すフローチャート図である。
【００４４】
ＥＣＵ１８は、車両安定制御部２４にてＡＢＳ制御が作動中であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ＡＢＳ制御が作動中でない場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、クラッチの接続状態、エンジンの運転状態、モータの駆動状態を通常通り制御する（ステップＳ１０５）。
【００４５】
一方、ＡＢＳ制御が作動中である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、車両ＥＣＵ１８はクラッチ制御部２８にアクセスすることによって、クラッチ３が接続状態にあるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。上述したように、ＡＢＳ制御下にある場合、出力トルク算出部２５からエンジン２に対して要求する出力トルクをゼロに設定することで、車両挙動の安定化が図られる。しかしながら、走行車両におけるエンジン回転数は様々な値を推移しており、このように逐次変化するエンジン回転数を有するエンジン２の出力トルクが完全にゼロになるように、エンジン制御を行うことは現実的には困難である。そのため、出力トルク算出部２５側でエンジン２からの出力トルクをゼロに設定した場合であっても、実際にはエンジン２から正又は負のトルクが少なからず出力されることとなる。
【００４６】
このときクラッチ３が接続状態にあると、エンジン２からの出力トルクが駆動輪９側に少なからず伝達されてしまい、ＡＢＳ制御の制御性を悪化させ、車両挙動の安定性を悪化させてしまうおそれがある。そこで、ＡＢＳ制御の作動中にクラッチ３が接続状態にある場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、クラッチ制御部２８はクラッチ３を強制的に切断状態に切り替えることによって、エンジン２からの出力トルクが駆動輪９側に伝達されることを防止する（ステップＳ１０３）。このようにクラッチ３を切断状態にすることによって、機械的にエンジン２から出力トルクが駆動輪９に伝達されることを防止できるので、車両挙動の安定性が損なわれてしまうことを効果的に防止することができる。
【００４７】
一方、ＡＢＳ制御の作動中にクラッチ３が切断状態にある場合は（ステップＳ１０２：ＮＯ）、クラッチ３の切断状態を継続する（ステップＳ１０４）。このとき、エンジン２の運転状態をアイドリング状態にすると共に、モータ４の駆動状態をゼロトルク状態にする。
【００４８】
続いて図６は、車両安定制御としてスリップ率制御が作動されるハイブリッド車両１における制御内容を示すフローチャート図である。ここで、図６のステップＳ２０１及びＳ２０２については、図５のステップＳ１０１及びＳ１０２と同様であるため、説明は省略することとする。
【００４９】
スリップ率制御の作動中は、駆動輪９のスリップ率が目標スリップ率となるようにモータ４に駆動トルク又は回生トルクを付与して、駆動輪９のスリップ状態を抑制する。このとき、出力トルク算出部２５はエンジン２からの出力トルクがゼロになるように制御するが、実際には上述したように、エンジン２から正又は負のトルクが少なからず出力される。このときクラッチ３が接続状態にあると、エンジン２からの出力トルクが駆動輪９側に少なからず伝達されてしまい、スリップ率制御の制御性を悪化させ、車両挙動の安定性を悪化させてしまうおそれがある。そこで、スリップ率制御の作動中にクラッチ３が接続状態にある場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、クラッチ制御部２８はクラッチ３を強制的に切断状態に切り替えることによって、エンジン２からの出力トルクが駆動輪９側に伝達されることを防止する（ステップＳ２０３）。
【００５０】
このようにクラッチ３を切断状態にすることによって、機械的にエンジン２からの出力トルクが駆動輪９に伝達されることを防止できるので、車両挙動の安定性が損なわれてしまうことを効果的に防止することができる。一方、スリップ率制御の作動中にクラッチ３が切断状態にある場合は（ステップＳ２０２：ＮＯ）、クラッチ３の切断状態を継続する（ステップＳ２０４）。このとき、エンジン２の運転状態はアイドリング状態に設定すると共に、モータ４の駆動状態は、図３に示す如く、スリップ率制御に準じて制御する。
【００５１】
（第２実施例）
続いて本発明を、複数のクラッチを有するデュアルクラッチトランスミッション３０を有するハイブリッド車両１´に適用した例について説明する。図７は第２実施例に係るハイブリッド車両１´の全体構成を概念的に示すブロック図である。尚、上記第１実施例と共通する箇所については、共通の符号を付すこととし、その詳細な説明は適宜省略することとする。
【００５２】
デュアルクラッチトランスミッション３０は、エンジン２の出力トルクを駆動輪９側に伝達するための経路として、第１の動力伝達系と第２の動力伝達系を有している。図７（ａ）は第１の動力伝達系を介してエンジン２の動力が駆動輪９に伝達される場合を図示している。第１の動力伝達系はエンジン２と駆動輪９側との接続状態を切り替えるための第１のクラッチ３１と、エンジン２と共に走行用動力源として機能するモータ４と、偶数変速段（２速、４速、６速）を担当する変速ギア群３０ａとからなる。
【００５３】
図７（ｂ）は第２の動力伝達系を介してエンジン２の動力が駆動輪９に伝達される場合を図示している。第２の動力伝達系はエンジン２と駆動輪９側との接続状態を切り替えるための第２のクラッチ３２と、奇数変速段（１速、３速、５速）を担当する変速ギア群３０ｂとからなる。
【００５４】
図７（ａ）に示すように、エンジン２の動力が第１の動力伝達系を介して駆動輪９側に伝達されている際には偶数変速段３０ａが接続されているが、第２の動力伝達系の奇数変速段３０ｂでは、次のタイミングで変速される変速段を予め選択（プレシフト）しておく。これにより、デュアルクラッチトランスミッション３０では変速動作に要する時間を短縮し、トルク抜けなどのエネルギーロスを減少させることができる。このようにハイブリッド車両１´は、第１のクラッチ３１及び第２のクラッチ３２の接続状態を交互に接続／切断に切り替えることにより、第１の動力伝達系又は第２の動力伝達系のいずれかを介して、適切なギアを選択しながら走行する。
【００５５】
このとき、ＡＢＳ制御やスリップ率制御などの車両安定制御が作動した場合には、駆動輪９の挙動がエンジン２側の影響を受けないように、第１のクラッチ３１及び第２のクラッチ３２を切断状態に強制的に切り替える。つまり、本実施例のハイブリッド車両１´では、走行中は基本的に第１のクラッチ３１又は第２のクラッチ３２のいずれかが接続状態にあるが（減速時の一部を除く）、車両安定制御が作動するタイミングで切断状態に切り替えることによって、エンジン２を駆動輪９側から機械的に隔離して、車両安定制御の制御性を確保する。
【００５６】
尚、第１実施例と同様に、作動する車両安定制御がＡＢＳ制御の場合にはエンジン２はアイドリング状態、モータ４の出力トルクはゼロに設定され、車両安定制御がスリップ率制御である場合には、エンジン２の出力トルクのみがアイドリング状態に設定される。
【００５７】
以上説明したように、本実施例によれば、スリップ状態に陥ったために車両安定制御が作動した場合に、エンジントルクが駆動輪９側に伝達されないように、クラッチ３を切断状態に設定する。エンジントルクはドライバ要求トルクによってゼロに制御することが困難であるが、このようにクラッチ３を切断状態にすることによって、機械的にエンジントルクが駆動輪９に伝達されることを防止できる。これにより、ＡＢＳ制御やスリップ率制御などの車両安定制御の作動時にエンジントルクが伝達されることによって、車両挙動の安定性が損なわれてしまうことを効果的に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、エンジン及びモータの少なくとも一方から出力された動力を、変速機を介して駆動輪に伝達することにより走行を行うハイブリッド車両の制御装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ クラッチ
４ モータ
５ 変速機
６ プロペラシャフト
７ 差動装置
８ 駆動軸
９ 駆動輪
１０ インバータ
１１ バッテリ
１２ 車輪速度センサ
１３ ブレーキペダル
１４ 機械ブレーキ
１６ アクセルペダル
１８ ＥＣＵ
２１ スリップ率換算部
２２ 駆動輪状態判定部
２３ 記憶部
２４ 車両安定制御部
２５ 出力トルク算出部
２６ 制動トルク算出部
２７ 車両安定制御判定部
２８ クラッチ制御部
３０ デュアルクラッチトランスミッション
３１ 第１のクラッチ
３２ 第２のクラッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン及びモータ間にクラッチが設けられ、前記エンジン及び前記モータの少なくとも一方で発生した動力を駆動輪に伝達することにより走行を行うハイブリッド車両の制御装置であって、
前記駆動輪がスリップ状態にあるか否かを判定する駆動輪状態判定手段と、
該駆動輪状態判定手段によって前記駆動輪がスリップ状態であると判定されたときに、前記エンジン及び前記モータの少なくとも一方の運転状態を制御することにより、前記駆動輪をスリップ状態から回復させる車両安定制御手段と、
該車両安定制御手段が作動しているか否かを判定する車両安定制御判定手段と、
該車両安定制御判定手段によって前記車両安定制御手段が作動していると判定されたときに、前記クラッチを切断状態に設定するクラッチ制御手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記車両安定制御手段は、前記駆動輪状態判定手段によって前記駆動輪がスリップ状態であると判定されたときに、前記駆動輪のスリップ率が目標スリップ率となるように、前記駆動輪の制動トルクを制御するＡＢＳ制御を行うことにより前記駆動輪をスリップ状態から回復させると共に、前記モータの出力トルクをゼロに設定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記車両安定制御手段は、前記駆動輪状態判定手段によって前記駆動輪がスリップ状態であると判定されたときに、前記駆動輪のスリップ率が目標スリップ率となるように前記モータに駆動トルク又は回生トルクを付与して、前記駆動輪のスリップ状態を抑制するスリップ率制御を行うことにより前記駆動輪をスリップ状態から回復させることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記エンジン及び前記モータの動力はデュアルクラッチトランスミッションを介して前記駆動輪に伝達され、
前記デュアルクラッチトランスミッションは、前記エンジン及び前記モータの動力が前記駆動輪に伝達可能な第１の動力伝達系と、前記第１の動力伝達系の前記エンジン及び前記モータ間に設けられる第１のクラッチと、前記エンジンの動力が前記駆動輪に伝達可能な第２の動力伝達系と、前記第２の動力伝達系に設けられる第２のクラッチとを備え、前記第１の動力伝達系と前記第２の動力伝達系のいずれか一方を介して前記駆動輪に動力を伝達し、
前記クラッチ制御手段は、前記車両安定制御判定手段によって前記車両安定制御手段が作動していると判定されたときに、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチを切断状態に設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１】
エンジン及びモータ間にクラッチが設けられ、前記エンジン及び前記モータの少なくとも一方で発生した動力を駆動輪に伝達することにより走行を行うハイブリッド車両の制御装置であって、
前記駆動輪がスリップ状態にあるか否かを判定する駆動輪状態判定手段と、
該駆動輪状態判定手段によって前記駆動輪がスリップ状態であると判定されたときに、前記エンジン及び前記モータの少なくとも一方の運転状態を制御することにより、前記駆動輪をスリップ状態から回復させる車両安定制御手段と、
該車両安定制御手段が作動しているか否かを判定する車両安定制御判定手段と、
該車両安定制御判定手段によって前記車両安定制御手段が作動していると判定されたときに、前記クラッチを切断状態に設定するクラッチ制御手段と
を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記車両安定制御手段は、前記駆動輪状態判定手段によって前記駆動輪がスリップ状態であると判定されたときに、前記駆動輪のスリップ率が目標スリップ率となるように、前記駆動輪の制動トルクを制御するＡＢＳ制御を行うことにより前記駆動輪をスリップ状態から回復させると共に、前記モータの出力トルクをゼロに設定することを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記車両安定制御手段は、前記駆動輪状態判定手段によって前記駆動輪がスリップ状態であると判定されたときに、前記駆動輪のスリップ率が目標スリップ率となるように前記モータに駆動トルク又は回生トルクを付与して、前記駆動輪のスリップ状態を抑制するスリップ率制御を行うことにより前記駆動輪をスリップ状態から回復させることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記エンジン及び前記モータの動力はデュアルクラッチトランスミッションを介して前記駆動輪に伝達され、
前記デュアルクラッチトランスミッションは、前記エンジン及び前記モータの動力が前記駆動輪に伝達可能な第１の動力伝達系と、前記第１の動力伝達系の前記エンジン及び前記モータ間に設けられる第１のクラッチと、前記エンジンの動力が前記駆動輪に伝達可能な第２の動力伝達系と、前記第２の動力伝達系に設けられる第２のクラッチとを備え、前記第１の動力伝達系と前記第２の動力伝達系のいずれか一方を介して前記駆動輪に動力を伝達し、
前記クラッチ制御手段は、前記車両安定制御判定手段によって前記車両安定制御手段が作動していると判定されたときに、前記第１のクラッチ及び前記第２のクラッチを切断状態に設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−４３４５９（Ｐ２０１３−４３４５９Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８０２４８（Ｐ２０１１−１８０２４８）
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（５９８０５１８１９）ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト (1,147)
【氏名又は名称原語表記】Ｄａｉｍｌｅｒ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｍｅｒｃｅｄｅｓｓｔｒａｓｓｅ １３７，７０３２７ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（５９８０５１８１９）ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト (1,147)
【氏名又は名称原語表記】Ｄａｉｍｌｅｒ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｍｅｒｃｅｄｅｓｓｔｒａｓｓｅ １３７，７０３２７ Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ，Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
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