ハイブリッド車両の制御装置
【課題】電動モータのバッテリの状態を考慮して車両の走行状態の制御を行なうことで、変速時の運転者の加速感の喪失、変速ショックを防止することができるハイブリッド車両を提供する。
【解決手段】車両の走行時の必要に応じてモータ８を駆動し、アシストトルクを発生させる走行アシスト制御手段２４と、変速条件が成立すると、モータ８を駆動し、クラッチ１６の切断による駆動輪２２に伝達されるエンジントルクの低下に対応してアシストトルクを発生させる変速アシスト制御手段２４と、バッテリ６のＳＯＣ値を検出するＳＯＣ値検出手段４８と、ＳＯＣ値検出手段によって検出されたＳＯＣ値が第１所定値以下である場合に、通常モードから走行アシスト制御を禁止し、変速アシスト制御を許容するバッテリ電力温存モードに切替える第１モード切替え手段２４を備えていること。
【解決手段】車両の走行時の必要に応じてモータ８を駆動し、アシストトルクを発生させる走行アシスト制御手段２４と、変速条件が成立すると、モータ８を駆動し、クラッチ１６の切断による駆動輪２２に伝達されるエンジントルクの低下に対応してアシストトルクを発生させる変速アシスト制御手段２４と、バッテリ６のＳＯＣ値を検出するＳＯＣ値検出手段４８と、ＳＯＣ値検出手段によって検出されたＳＯＣ値が第１所定値以下である場合に、通常モードから走行アシスト制御を禁止し、変速アシスト制御を許容するバッテリ電力温存モードに切替える第１モード切替え手段２４を備えていること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の走行運動におけるモータ及びエンジンを制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料の燃焼エネルギーによって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行時の動力源として備えるハイブリッド車両が各種開発されている。ハイブリッド車両は、通常走行時には主として電動モータを動力源とすることで、騒音や大気汚染の問題を回避し、その一方で、電気自動車の持つ欠点、特にバッテリの一充電走行距離が不十分であることや、発生させるトルクが小さいので、急発進、高負荷走行、高速走行等が困難であるという欠点を、燃焼エネルギーによるエンジンを併用することで解消することができるので、近年注目を浴びている。
【０００３】
このようなハイブリッド車両においては、運転状態に応じてエンジンと電動モータを使い分けるため、エンジンのみを動力源として走行するエンジン走行モード、電動モータのみを動力源として走行するモータ走行モード、エンジン及び電動モータの両方を動力源として走行するエンジン・モータ走行モードなど、エンジン及び電動モータの作動状態が異なる複数の走行モードを備えており、車速及びアクセル操作量などの運転状態をパラメータとする動力源マップ等の予め定められたモード切替え条件に従って自動的に切り換えられるようになっている。
【０００４】
しかしながら、このようなハイブリッド車両においては、一方のエネルギー源が無くなると、それを使う一方の動力源が作動不能になるため、他方の動力源が作動可能であっても、ハイブリッド車両としての走行性能が悪くなる可能性があった。
【０００５】
そのため、特許文献１のハイブリッド車両には、エンジン及び電動モータの総エネルギー源残量あるいはエンジンのエネルギー源残量が閾値以下になったか否かを判断する残量判断手段と、該閾値以下となった場合にエンジン及び電動モータの作動状態を走行距離が長くなる走行距離増モードに切り換えるモード切替手段とを設けることが記載されている。
【０００６】
また、従来、既存のマニュアルトランスミッションにアクチュエータを取り付け、運転者の意思若しくは車両状態により一連の変速操作（クラッチの断接、ギヤシフトのセレクト）を自動的に行なうオートメーテッド・マニュアル・トランスミッション（以下、ＡＭＴという。）が知られている。このＡＭＴでは、変速時にクラッチが切断されている間、エンジンからのトルクが車輪に伝達されていないため、ドライバーが加速を要求している場合でも車両の加速度が０となり、加速感が喪失（トルク抜け）する問題があった。
【０００７】
そのため、エンジンと電動モータとを駆動源として備えるハイブリッド車両では、ＡＭＴにおけるクラッチの切断時に補助として電動モータの駆動トルクを付与させる変速アシストを実施することで、加速感の喪失等を回避することが行なわれていた。
【０００８】
また、車両の走行時に出力できるエンジントルク以上の要求トルクがある場合や、要求トルクが出力できるエンジントルクより小さい場合でも、省エネを図るために、電動モータからの駆動トルクをエンジントルクの補助として付与させることが走行アシストとして実施されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２８３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に開示された技術は、エネルギー源残量が閾値以下になった場合、エンジン及び電動モータの作動状態を走行距離が長くなる走行距離増モードとするもので、走行アシスト及び変速アシストは継続して実施されてしまう。
【００１１】
また、前記ＡＭＴを用いたハイブリッド車両においては、電動モータのエネルギー源の残量（バッテリのＳＯＣ値）が減少してしまった場合に、変速の際におけるクラッチの切断時に、電動モータによる駆動トルクを付与するアシスト（変速アシスト）ができなくなるため、変速段の切替時のフィーリングが著しく悪化（加速感の喪失、変速ショック等）するという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたもので、電動モータのバッテリのＳＯＣ値が小さくなった場合に走行アシストを禁止することで、変速アシストができなくなるのを防ぎ、変速時の運転者の加速感の喪失、変速ショックを防止す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目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する請求項１に係る発明の構成上の特徴は、ハウジングに軸線方向に軸承されるとともに車両に搭載されたエンジンのエンジントルクによって回転駆動される入力軸と駆動輪に回転連結された出力軸とを異なる変速比で回転連結可能な複数の歯車対と、前記歯車対のうちの１つを選択して前記入力軸と前記出力軸とに回転連結する切替え装置を備えた自動変速装置と、前記自動変速装置の変速動作を制御する変速動作制御手段と、前記エンジンのアウトプットシャフトと前記自動変速装置の前記入力軸とを回転連結する接続状態と連結解除する切断状態とにクラッチ駆動装置によって切り換えられるクラッチと、前記駆動輪に回転連結されたモータと、前記車両の走行時の必要に応じて前記モータを駆動し、アシストトルクを発生させる走行アシスト制御手段と、変速条件が成立すると、前記モータを駆動し、前記クラッチの切断による前記駆動輪に伝達される前記エンジントルクの低下に対応してアシストトルクを発生させる変速アシスト制御手段と、前記バッテリのＳＯＣ値を検出するＳＯＣ値検出手段と、前記ＳＯＣ値検出手段によって検出されたＳＯＣ値が第１所定値以下である場合に、前記走行アシスト制御及び前記変速アシスト制御を行う通常モードから前記走行アシスト制御を禁止し、前記変速アシスト制御を許容するバッテリ電力温存モードに切替える第１モード切替え手段を備えていることである。
【００１４】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記ＳＯＣ値が前記第１所定値より小さい第２所定値以下である場合に、前記バッテリ温存モードから、前記走行アシスト制御及び前記変速アシスト制御を禁止するアシスト禁止モードに切替える第２モード切替え手段を備えていることである。
【００１５】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記アシスト禁止モードに移行することを搭乗者に知らせる警告手段を備えていることである。
【００１６】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２又は３において、前記変速アシスト制御が禁止された場合に、前記変速中のトルク抜けに伴うトルク変動を緩和する変速フィーリング悪化防止手段を備えていることである。
【００１７】
請求項５の係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、前記バッテリ温度検出手段により検出されたバッテリの温度が所定温度以下の場合には、前記走行アシスト制御及び前記変速アシスト制御を禁止するアシスト禁止モードに切替える第３モード切替え手段を備えていることである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明によると、モータに電力を供給するバッテリＳＯＣ値が第１所定値以下である場合に、バッテリ電力温存モードに切替えて通常モードで実施されていた走行アシストを停止することで、走行アシストのために持ち出されていた電力分の温存をおこなう。これによって、バッテリの電力消費を減少させることで、車両の変速時の変速アシストを引き続き行うことを可能にし、ＡＭＴ搭載車両における変速時のトルク変動によるフィーリングの悪化を防止する。
【００１９】
請求項２に係る発明によると、バッテリのＳＯＣ値が第１所定値より小さい第２所定値以下である場合に、アシスト禁止モードによりエンジン出力軸に対するアシスト制御をすべて禁止することで、バッテリからの電力の持出しを停止する。このように、バッテリの電力消費を停止させることで、バッテリの過放電を防止することができる。
【００２０】
請求項３に係る発明によると、警告手段によりアシスト禁止モードに移行することを搭乗者に知らせることで、変速時のフィーリングの変化による搭乗者の驚きや不安感の発生を防止することができる。
【００２１】
請求項４に係る発明によると、自動変速装置による変速動作を、変速フィーリング悪化防止モードに切り替えることで、モータによる変速アシストができないことに基づくトルク抜けや変速ショック等による搭乗者のフィーリング悪化を防止することができる。
【００２２】
請求項５に係る発明によると、ＳＯＣ値が高くバッテリの充電状態が良い場合でも、バッテリの温度が極めて低い場合には、電気を発生させる化学反応が進まないことから、バッテリからの電力供給が減少してしまう。そのため、このような低い温度である場合にも、アシスト禁止モードによりエンジン出力軸に対するアシスト制御をすべて禁止することで、バッテリからの電力の持出しを停止する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の制御装置を使用したハイブリッド車両の概要を示す図である。
【図２】変速の前後における変速動作のタイムチャートである。
【図３】クラッチトルクとアクチュエータ作動量の関係を示すクラッチトルクマップである。
【図４】エンジン出力制御量一定時におけるエンジントルク―エンジン回転数のグラフである。
【図５】本実施形態におけるフローチャートである。
【図６】バッテリの状態に応じての走行アシスト、変速アシスト及び変速フィーリング悪化防止手段の実施を表わす表である。
【図７】走行アシストをする場合のモータトルクを表すグラフである。
【図８】変速段を切替える際の変速線を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２４】
本発明が適用されたハイブリッド車両の実施形態を図に基づいて以下に説明する。
ハイブリッド車両２の構成の概要は、図１に示すように、エンジン４と、バッテリ６に蓄積された電力により駆動されるモータ８という２種類の原動機が並列に配置され、各原動機により車輪が駆動される。なお、このモータ８は、ジェネレータ（ＭＧ，モータジェネレータ）としても使用される。
【００２５】
エンジン４の出力軸（アウトプットシャフト）１０の下流側には自動変速装置１２が設けられている。自動変速装置１２の入力軸１４とエンジン４の出力軸１０との間にはクラッチ装置（クラッチ）１６が設けられ、エンジン４の出力軸１０と自動変速装置１２の入力軸１４との係脱を行なって自動変速装置１２へのエンジントルクＴｅの伝達を制御可能としている。そして、差動装置（ディファレンシャル）１８と、駆動軸２０と駆動輪２２とを備えている。
【００２６】
さらに、ハイブリッド車両２は、車両全体の制御を行なうＨＶ／ＥＣＵ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｃｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２４と、モータ８に駆動又は回生を司令するＭＧ／ＥＣＵ２６と、モータ８にバッテリ６の直流電流を交流電流に変換して供給するインバータ２８と、エンジン４の停止および燃焼を制御するＥＮＧ／ＥＣＵ３０と、自動変速装置１２に組み込まれたクラッチアクチュエータ３２、シフトアクチュエータ３４及びセレクトアクチュエータ３６と接続され、各アクチュエータ３２，３４，３６を制御して最適な変速を実施させる変速動作制御手段としてのＡＭＴ／ＥＣＵ３８と、インバータ２８と接続されたバッテリ６の充電状態を管理するバッテリＥＣＵ４０とを備えている。なお、シフトアクチュエータ３４及びセレクトアクチュエータ３６により切替え装置が構成される。
【００２７】
また、ＭＧ／ＥＣＵ２６，ＥＮＧ／ＥＣＵ３０，ＡＭＴ／ＥＣＵ３８，及びバッテリＥＣＵ４０は、ＨＶ／ＥＣＵ２４によって管理・制御されている。
【００２８】
各ＥＣＵ２４，２６，３０，３８，４０は、それぞれ制御部（図略）を備えており、演算を行なうＣＰＵと、ＲＯＭ，ＲＡＭ及びバックアップ電源なしでデータの保存が可能なＥＥＰＲＯＭ等を備えて構成される（いずれも図略）。制御部はＣＰＵによってＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭには、各種制御プログラムやこれらのプログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＲＡＭは、制御部での演算結果や外部から入力されるデータ等を一時的に記憶し、ＥＥＰＲＯＭは、記憶されたデータ等を保存する不揮発性のメモリからなる。
【００２９】
制御部のＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭ及びＥＥＰＲＯＭは、それぞれバスを介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース、及び出力インターフェース（いずれも図略）と接続される。
【００３０】
ＨＶ／ＥＣＵ２４には、エンジン回転数センサ４４、バッテリ温度検出手段としてのバッテリ温度センサ４６、バッテリＳＯＣ値検出手段としてのＳＯＣ値検出センサ４８等の各種センサが各ＥＣＵ２６，３０，３８及び４０を介して接続されている。
【００３１】
エンジン４は、吸入空気量を調節し、エンジン４の出力を制御するスロットルバルブ５０と、スロットルバルブ５０の開度（スロットル開度）を検出するスロットルセンサ５２と、スロットルバルブ５０を開閉するスロットル用アクチュエータ５４とを備えている。スロットルセンサ５２及びスロットル用アクチュエータ５４は、ＥＮＧ／ＥＣＵ３０に接続されている。なお、ＥＮＧ／ＥＣＵ３０は、スタータ４２を駆動してエンジン４を始動させる。
【００３２】
エンジン４の出力軸１０の近傍には出力軸１０の回転数を検出するエンジン回転数センサ４４が設けられている。また、アクセルペダル５５にはアクセルペダル５５の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ５７が設けられ、検出されるアクセル開度により駆動輪２２に要求される駆動トルクが定められる。運転者がアクセルペダル５５を踏み込むとアクセル開度センサ５７からアクセル開度信号がＨＶ／ＥＣＵ２４に送信され、ＨＶ／ＥＣＵ２４はエンジン４が作動状態である場合において、送信されたアクセル開度信号の値に応じてＥＮＧ／ＥＣＵ３０に駆動トルクによる指令値を送信する。ＥＮＧ／ＥＣＵ３０は指令値に基づきスロットル用アクチュエータ５４を作動させてスロットルバルブ５０を開閉させ、エンジン回転数センサ４４によって出力軸１０の回転数を監視しながらエンジン４の出力及びエンジン回転数Ｎｅを制御する。このエンジン回転数Ｎｅは、アクセルペダルの踏み込み量とは関係なくＨＶ／ＥＣＵ２４からの要求によっても、スロットル用アクチュエータ５４を作動させて制御可能に構成される。
【００３３】
ＨＶ／ＥＣＵ２４は、前記駆動輪２２に要求される駆動トルクをエンジントルクＴｅに換算したドライバ要求トルクＴｄｒｖとして、ＥＮＧ／ＥＣＵ３０に指令する。駆動トルクの大きさは、自動変速装置１２の入力軸１４側と出力軸１５側との間の変速比などに依存して変わるので、エンジン４の出力軸１０を基準位置として換算を行い、ドライバ要求トルクＴｄｒｖを指示する。以降では、モータ８を駆動する発電トルクやモータ８が発生するアシストトルクも基準位置における値に統一して説明する。
【００３４】
クラッチ装置１６は、エンジン４の出力軸１０に固定されたフライホイール（図略）、自動変速装置１２の入力軸１４とスプライン連結され一体的に回転するクラッチディスク（図略）、前記フライホイールに固定されるクラッチアッセンブリ等で構成される。クラッチ装置１６は、フライホイールに対するクラッチディスクの圧着荷重を変化させることで、フライホイール及びクラッチディスク間の回転伝達量が増減可能となっており、クラッチトルクＴｃをＨＶ／ＥＣＵ２４が車両運転状態に応じて要求する目標クラッチトルクに制御可能にしている。目標クラッチトルクはＨＶ／ＥＣＵ２４からの指令によって制御されるＡＭＴ／ＥＣＵ３８が、クラッチ装置１６を作動させるクラッチアクチュエータ３２のアクチュエータ作動量が、図３に示すクラッチトルク―アクチュエータ作動量マップに基づいて制御されることで実現される。クラッチアクチュエータ３２によりクラッチ駆動装置が構成される。
【００３５】
自動変速装置１２は、既存のマニュアルトランスミッションに対し、クラッチアクチュエータ３２の作動によって係脱を制御されるクラッチ装置１６を取り付けて変速動作を自動化したいわゆるＡＭＴである。自動変速装置１２は、例えば前進５段・後進１段の平行軸歯車式変速機であって、入力軸１４及び出力軸１５を備えるとともに、複数の歯車対３３を備えている。また、複数の歯車対３３の１つを選択的に噛合結合する切替え装置としてシフトアクチュエータ３４及びセレクトアクチュエータ３６を有している。シフトアクチュエータ３４及びセレクトアクチュエータ３６の駆動方法については公知であるので、詳細な説明は省略する（例えば、特開２００４−１７６８９４を参照）。
【００３６】
自動変速装置１２の入力軸１４は、クラッチ装置１６を介してエンジン４の出力軸１０に係脱可能に連結され、出力軸１５は車両の駆動軸２０に差動装置（ディファレンシャル）１８を介して動力が伝達可能に連結されている（図１参照）。これによりエンジントルクＴｅは、自動変速装置１２の変速段で増減され、差動装置１８を経由して駆動輪２２に伝達されて車両２を駆動させる。
【００３７】
前記差動装置１８にはモータ８が連結され、このモータはハイブリッド車両で一般的に使用される、例えば三相交流同期モータである。モータ８の図略のロータシャフトは減速機構を介して差動装置１８の入力側に回転連結されている。モータ８のロータシャフトは、自動変速装置１２の出力軸１５と駆動輪２２の両方に回転連結されることとなる。モータ８にはインバータ２８及びバッテリ６が接続されている。インバータ２８は入出力端子として、いずれも図略の交流端子及び直流端子を有し、交流端子はモータ８の電源端子（図略）に接続され、直流端子はバッテリ６の端子（図略）に接続されている。インバータ２８はバッテリ６から出力される直流電流を周波数可変の交流電流に変換してモータ８に供給する直流／交流変換機能、及びモータ８で発電した交流電力を直流電力に変換してバッテリ６を充電する交流／直流変換機能の両方を具備している。ＭＧ／ＥＣＵ２６は、インバータ２８を制御することでモータ８を駆動させ、駆動軸２０に対するトルクアシストを行なう。また、モータ８がジェネレータとして使用されたときには、発生した回生エネルギを充電する。バッテリ６にはＳＯＣ値検出センサ４８が設けられ、ＳＯＣ値検出センサ４８から検出されるＳＯＣ値によりバッテリＥＣＵ４０がバッテリ６の充電状態の管理を行う。
【００３８】
ＡＭＴにおける変速動作は、一般に図２のタイムチャートで示すように実施される。
タイムチャートは、例えば１速から２速への変速を示すタイムチャートで、横軸は時間を示しており、各縦軸は図２中上から、変速段、変速中フラグ、変速段切替え、エンジン回転数（入力軸回転数）、クラッチトルクＴｃ、エンジントルクＴｅ（ドライバ要求トルクＴｄｒｖ）、モータトルクＴｍ、車両の加速度である。
【００３９】
変速は時刻ｔ１から開始され時刻ｔ４で終了する。なお、このタイムチャートは運転者が加速の意思を示しており、アクセルペダルが変速中一定に踏まれていた場合のタイムチャートである。
【００４０】
まず、ＡＭＴ／ＥＣＵ３８は各変速段毎に設定された変速線（図８参照）を有している。各変速段において自動変速装置１２の出力軸回転数Ｎｏが、変速線が示す回転数に達すると、ＡＭＴ／ＥＣＵ３８からの指令によりＨＶ／ＥＣＵ２４には変速中である旨のフラグが立ち変速動作の制御を開始する。ＡＭＴ／ＥＣＵ３８の指令により自動変速装置１２は、時刻ｔ１においてクラッチアクチュエータ３２を作動させる。クラッチアクチュエータ３２は、時刻ｔ２までにクラッチ装置１６のフライホイールとクラッチディスクとの係合を切断する。時刻ｔ２から時刻ｔ３まではクラッチが完全切断中である。
【００４１】
時刻ｔ２において、ＡＭＴ／ＥＣＵ３８は、シフトアクチュエータ３４、セレクトアクチュエータ３６を適宜駆動させて自動変速装置１２の変速段の切替えを実施する。時刻ｔ３において、ＥＮＧ／ＥＣＵ３０はスロットル用アクチュエータ５４を駆動してスロットルバルブ５０を作動させ、エンジン回転数Ｎｅを、変速後の変速段及びその時点での車速に応じた自動変速装置の入力軸回転数Ｎｉに適合したエンジン回転数Ｎｅにする。このとき、クラッチ装置１６はクラッチアクチュエータ３２を駆動することによってクラッチトルクＴｃを徐々に増加させていってエンジン回転数Ｎｅと、変速後の変速段での入力軸回転数Ｎｉとが良好に適合できるよう半クラッチ状態を作り出しながら、最終的にクラッチを完全係合させ変速動作を時刻ｔ４において終了する。
【００４２】
また、変速が開始されクラッチの切断が開始された時刻ｔ１で、ＭＧ／ＥＣＵ２６が、モータ８を駆動させてアシストトルクを発生させ始め、ＡＭＴ／ＥＣＵ３８の要求に基づいて、エンジントルクＴｅは減少されるとともに、ＭＧ／ＥＣＵ２６は、モータ８を駆動してエンジントルクＴｅの減少分に対応するアシストトルクを発生させる。このアシストトルクはドライバ要求トルクＴｄｒｖを越えない範囲で、ドライバ要求トルクＴｄｒｖからエンジン４による駆動トルクを差し引いた差分となる。その後エンジン４による駆動トルクの増加に応じて（時刻ｔ３からｔ４の間）アシストトルクの発生を徐々に減少させて終了させる。この間にモータ８により発生したアシストトルクは、差動装置１８を介して駆動輪２２に伝達される。これによりＨＶ／ＥＣＵ２４ＭＧ／ＥＣＵ２６及びＡＭＴ／ＥＣＵ３８による変速動作の制御を終了する。
【００４３】
また、上記変速動作の制御において、クラッチ装置１６におけるクラッチアクチュエータ３２の制御量とクラッチトルクＴｃの対応関係が必要である。これは、例えば図３に示すように、アクチュエータ作動量（クラッチアクチュエータ３２の制御量）ＳａとクラッチトルクＴｃとの対応関係を示すマップをＲＯＭに記憶させておくことで制御に使用する。
【００４４】
また、モータ８による走行アシストは、例えば推定エンジントルクＴｅを、図４に示すスロットル開度及びエンジン回転数を示すマップより求め、図７に示すように運転者より要求される要求トルクと推定エンジントルクの差分をアシストトルクとして差動装置１８を介して駆動輪２２に伝達する。
【００４５】
次に、上記のように構成されたハイブリッド車両のバッテリ状態を考慮したアシスト制御について、図５及び図６に基づいて以下に説明する。
まず、ＨＶ／ＥＣＵ２４は、バッテリ６の温度についてバッテリ温度センサ４６からの検出信号により所定温度以下であるか否かを判断する（ステップ１「以下Ｓ１と略記載する」）。所定温度は、バッテリの種類・容量・特性等を考慮して定められ、例えば−１５℃と設定してＨＶ／ＥＣＵ２４のＲＯＭに予め記憶させておく。
【００４６】
所定温度以下である場合には、バッテリ内部の化学反応が鈍くなり充放電の効率が低下し、充電状態が高いＳＯＣ値にある場合でも十分な電力の供給ができないため、まず、バッテリ６の温度を検出する。
【００４７】
バッテリ６の温度が所定温度以下の場合には、ＨＶ／ＥＣＵ２４は、アシスト禁止モードに切替え（Ｓ２）、ＭＧ／ＥＣＵ２６にモータ８に対する電力の供給を停止する指令を伝達し、モータ８によるエンジントルクへの走行アシスト及び変速アシストを禁止する（Ｓ３）。図６において、極低温の場合には×印を付して走行アシスト及び変速アシストが禁止されている。なお、ステップ２において、ＨＶ／ＥＣＵ２４によりアシスト禁止モードに切替える第３モード切替手段が構成される。
【００４８】
次に、変速アシストが行われない旨の警告表示を行い、運転者に注意喚起する（Ｓ４）。警告表示手段として、例えば特定マークランプの点滅表示等が挙げられる。変速時のエンジントルクの変動に対応するアシストが行われない場合には、特に運転者がそれまでと異なる違和感を生じ、場合により不安感を生じるのでこれを防止することができる。
【００４９】
次に、変速フィーリング悪化防止手段を実施する（Ｓ５）。図６において、極低温の場合に○印を付してフィーリング悪化防止手段が実施されることを示している。変速フィーリング悪化防止手段として、例えば次の変速段に切替える時間Ｔ（シフト時間）を短くする。これにより、クラッチ（クラッチ装置１６）が切断された状態に感じるトルク抜けの時間を短くすることができる。
【００５０】
また、切断されたクラッチを接続する際にトルクダウンされた状態の復帰を滑らかにする。例えば、ＡＭＴ／ＥＣＵ３８の指令により、図２におけるクラッチトルクが現す接合側の線ＳＬの傾斜を緩やかにする。これにより、急激な加速度変化を緩やかにして切断されたクラッチが再び接合される際の変速ショックを緩和することができる。
【００５１】
また、変速段の切替をおこなう変速点（各変速段毎に設定された変速線）を上昇させる。これにより変速のタイミングが遅くなって、変速時のエンジン回転数が上昇する。その際、図４に示すように、スロットル開度一定ではエンジン回転数が一定以上上昇すると、エンジン回転数の上昇に伴いエンジントルクは低下する。その結果、変速時のエンジントルクを低下させることで駆動輪２２に伝えられるトルク（加速度）の上昇を抑え、トルクの変動を小さくすることができる。
【００５２】
これらの変速フィーリング悪化防止手段の少なくとも１つを実施することにより、モータとして使用されたモータ８によるアシストの有無でフィーリング差が大きいハイブリッドＡＭＴで、搭乗者に不快な思いをさせることを抑え快適に車両を使用させることが可能となる。
【００５３】
ステップ１において、バッテリ６が所定温度を超えていると判断された場合には、ＨＶ／ＥＣＵ２４は、ＳＯＣ値検出センサ４８の検出信号によりバッテリ６のＳＯＣ値が第１所定値以下であるか否かを判断する（Ｓ６）。第１所定値は、バッテリの種類・容量・特性等を考慮して定められ、例えばＳＯＣ値が５０％であることを第１所定値として設定してＨＶ／ＥＣＵ２４のＲＯＭに予め記憶させておく。
【００５４】
ステップ６において第１所定値を超えると判断した場合には、ＨＶ／ＥＣＵ２４は、通常モードであることをＭＧ／ＥＣＵ２６に指令し（Ｓ７）、ＭＧ／ＥＣＵ２６は、車両の走行状態に応じて行う走行アシスト制御と、変速時に行う変速アシスト制御とを行う電力を、インバータ２８を制御することでモータ８に供給することを許容する（Ｓ８）。
【００５５】
ステップ６において第１所定値以下であると判断した場合には、ＨＶ／ＥＣＵ２４は、第１所定値よりも低い第２所定値以下であるか否かを判断する（Ｓ９）。第２所定値は、バッテリの種類・容量・特性等を考慮して定められ、例えば第２所定値としてＳＯＣ値が４０％であることを設定してＨＶ／ＥＣＵ２４のＲＯＭに予め記憶させておく。
【００５６】
ステップ９において第２所定値を超えると判断した場合には、ＨＶ／ＥＣＵ２４はバッテリ温存モードに切替え（Ｓ１０）、走行アシスト時のモータ８に対する電力の供給を停止するとともに、変速アシスト時のモータ８に対する電力の供給を許容する指令をＭＧ／ＥＣＵ２６に伝達する。ＭＧ／ＥＣＵ２６は、モータ８によるエンジントルクへの走行アシスト制御を禁止するとともに、変速時に行う変速アシスト制御を許容する（Ｓ１１）。図６において、バッテリ温度が「高」であり、ＳＯＣ値が「中」である場合であり、走行アシストが×印で禁止され、変速アシストが○印で実施が許容されることを示している。 なお、ステップ１０において、ＨＶ／ＥＣＵ２４によりバッテリ温存モードに切替える第１モード切替え手段が構成される。
【００５７】
ステップ９において、第２所定値以下であると判断した場合には、ＨＶ／ＥＣＵ２４はアシスト禁止モードに切替え（Ｓ２・第２モード切替え手段）、バッテリ温度が所定温度以下の場合と同様な制御が実施され、ハイブリッド車両のバッテリ状態を考慮したアシスト制御が終了する。なお、ステップ２において、ＨＶ／ＥＣＵ２４により第２所定値以下でアシスト禁止モードに切替える第２モード切替え手段が構成される。図６において、ＳＯＣ値が「小」の場合であり、走行アシスト及び変速アシストが×印で共に禁止され、変速フィーリング悪化防止手段が実施されることが示されている。
【００５８】
上記のように構成されたハイブリッド車両の制御装置によると、モータ８に電力を供給するバッテリ６のＳＯＣ値が第１所定値以下である場合に、バッテリ電力温存モードに切替えて通常モードで実施されていた走行アシストを停止することで、走行アシストのために持ち出されていた電力分の温存をおこなう。これによって、バッテリ６の電力消費を減少させて、車両の変速時の変速アシストを引き続き行うことで、ＡＭＴ搭載車両における変速時のトルク変動によるフィーリングの悪化を防止する。
【００５９】
また、バッテリ６のＳＯＣ値が第１所定値より小さい第２所定値以下である場合に、アシスト禁止モードによりエンジン出力軸１０に対するアシスト制御をすべて禁止することで、バッテリ６からの電力の持出しを停止する。このように、バッテリ６の電力消費を停止させることで、その後の過放電を防止することができる。
【００６０】
また、警告手段によりアシスト禁止モードに移行することを搭乗者に知らせることで、変速時のフィーリングの変化による搭乗者の驚きや不安感の発生を防止することができる。
【００６１】
また、自動変速装置１２による変速動作を、変速フィーリング悪化防止モードに切り替えることで、モータ８による変速アシストができないことによるトルク抜けや変速ショックによる搭乗者のフィーリング悪化を防止することができる。
【００６２】
また、ＳＯＣ値が高くバッテリの充電状態が良い場合でも、バッテリ６の温度が極めて低い場合には、電気を発生させる化学反応が鈍くなることから、バッテリ６からの電力供給が減少してしまうが、このような低い温度である場合にも、アシスト禁止モードによりエンジン出力軸１０に対するアシスト制御をすべて禁止することで、バッテリ６からの電力の持出しを停止する。
【００６３】
なお、上記実施形態において、モータ８は、自動変速装置１２の出力軸１５に差動装置１８を介して回転連結されるものとしたが、これに限定されず、例えば自動変速装置１２の入力軸１４に回転連結されるものでもよい。
【００６４】
また、本実施形態では、ハイブリッド車両の制御装置を、いわゆるパラレル式ハイブリッドに適用するものとしたが、これに限定されず、例えばシリーズパラレル式ハイブリッドの車両にも適用できる。
【００６５】
斯様に、上記した実施の形態で述べた具体的構成は、本発明の一例を示したものにすぎず、本発明はそのような具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものである。
【符号の説明】
【００６６】
２…ハイブリッド車両、４…エンジン、８…モータ、１０…アウトプットシャフト（出力軸）、１２…自動変速装置、１４…入力軸、１５…出力軸、１６…クラッチ（クラッチ装置）、２４…走行アシスト制御手段・変速アシスト制御手段・第１モード切替え手段・第２モード切替え手段・第３モード切替え手段・変速フィーリング悪化防止手段（ＨＶ／ＥＣＵ）、２６…走行アシスト制御手段・変速アシスト制御手段（ＭＧ／ＥＣＵ）、３２…クラッチ駆動装置（クラッチアクチュエータ）、３４…切替え装置（シフトアクチュエータ）、３６…切替え装置（セレクトアクチュエータ）、３８…変速動作制御手段（ＡＭＴ／ＥＣＵ）、４６…バッテリ温度検出手段（バッテリ温度センサ）、４８…バッテリＳＯＣ値検出手段（ＳＯＣ値検出センサ）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の走行運動におけるモータ及びエンジンを制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料の燃焼エネルギーによって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行時の動力源として備えるハイブリッド車両が各種開発されている。ハイブリッド車両は、通常走行時には主として電動モータを動力源とすることで、騒音や大気汚染の問題を回避し、その一方で、電気自動車の持つ欠点、特にバッテリの一充電走行距離が不十分であることや、発生させるトルクが小さいので、急発進、高負荷走行、高速走行等が困難であるという欠点を、燃焼エネルギーによるエンジンを併用することで解消することができるので、近年注目を浴びている。
【０００３】
このようなハイブリッド車両においては、運転状態に応じてエンジンと電動モータを使い分けるため、エンジンのみを動力源として走行するエンジン走行モード、電動モータのみを動力源として走行するモータ走行モード、エンジン及び電動モータの両方を動力源として走行するエンジン・モータ走行モードなど、エンジン及び電動モータの作動状態が異なる複数の走行モードを備えており、車速及びアクセル操作量などの運転状態をパラメータとする動力源マップ等の予め定められたモード切替え条件に従って自動的に切り換えられるようになっている。
【０００４】
しかしながら、このようなハイブリッド車両においては、一方のエネルギー源が無くなると、それを使う一方の動力源が作動不能になるため、他方の動力源が作動可能であっても、ハイブリッド車両としての走行性能が悪くなる可能性があった。
【０００５】
そのため、特許文献１のハイブリッド車両には、エンジン及び電動モータの総エネルギー源残量あるいはエンジンのエネルギー源残量が閾値以下になったか否かを判断する残量判断手段と、該閾値以下となった場合にエンジン及び電動モータの作動状態を走行距離が長くなる走行距離増モードに切り換えるモード切替手段とを設けることが記載されている。
【０００６】
また、従来、既存のマニュアルトランスミッションにアクチュエータを取り付け、運転者の意思若しくは車両状態により一連の変速操作（クラッチの断接、ギヤシフトのセレクト）を自動的に行なうオートメーテッド・マニュアル・トランスミッション（以下、ＡＭＴという。）が知られている。このＡＭＴでは、変速時にクラッチが切断されている間、エンジンからのトルクが車輪に伝達されていないため、ドライバーが加速を要求している場合でも車両の加速度が０となり、加速感が喪失（トルク抜け）する問題があった。
【０００７】
そのため、エンジンと電動モータとを駆動源として備えるハイブリッド車両では、ＡＭＴにおけるクラッチの切断時に補助として電動モータの駆動トルクを付与させる変速アシストを実施することで、加速感の喪失等を回避することが行なわれていた。
【０００８】
また、車両の走行時に出力できるエンジントルク以上の要求トルクがある場合や、要求トルクが出力できるエンジントルクより小さい場合でも、省エネを図るために、電動モータからの駆動トルクをエンジントルクの補助として付与させることが走行アシストとして実施されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−２８３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に開示された技術は、エネルギー源残量が閾値以下になった場合、エンジン及び電動モータの作動状態を走行距離が長くなる走行距離増モードとするもので、走行アシスト及び変速アシストは継続して実施されてしまう。
【００１１】
また、前記ＡＭＴを用いたハイブリッド車両においては、電動モータのエネルギー源の残量（バッテリのＳＯＣ値）が減少してしまった場合に、変速の際におけるクラッチの切断時に、電動モータによる駆動トルクを付与するアシスト（変速アシスト）ができなくなるため、変速段の切替時のフィーリングが著しく悪化（加速感の喪失、変速ショック等）するという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたもので、電動モータのバッテリのＳＯＣ値が小さくなった場合に走行アシストを禁止することで、変速アシストができなくなるのを防ぎ、変速時の運転者の加速感の喪失、変速ショックを防止す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目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する請求項１に係る発明の構成上の特徴は、ハウジングに軸線方向に軸承されるとともに車両に搭載されたエンジンのエンジントルクによって回転駆動される入力軸と駆動輪に回転連結された出力軸とを異なる変速比で回転連結可能な複数の歯車対と、前記歯車対のうちの１つを選択して前記入力軸と前記出力軸とに回転連結する切替え装置を備えた自動変速装置と、前記自動変速装置の変速動作を制御する変速動作制御手段と、前記エンジンのアウトプットシャフトと前記自動変速装置の前記入力軸とを回転連結する接続状態と連結解除する切断状態とにクラッチ駆動装置によって切り換えられるクラッチと、前記駆動輪に回転連結されたモータと、前記車両の走行時の必要に応じて前記モータを駆動し、アシストトルクを発生させる走行アシスト制御手段と、変速条件が成立すると、前記モータを駆動し、前記クラッチの切断による前記駆動輪に伝達される前記エンジントルクの低下に対応してアシストトルクを発生させる変速アシスト制御手段と、前記バッテリのＳＯＣ値を検出するＳＯＣ値検出手段と、前記ＳＯＣ値検出手段によって検出されたＳＯＣ値が第１所定値以下である場合に、前記走行アシスト制御及び前記変速アシスト制御を行う通常モードから前記走行アシスト制御を禁止し、前記変速アシスト制御を許容するバッテリ電力温存モードに切替える第１モード切替え手段を備えていることである。
【００１４】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記ＳＯＣ値が前記第１所定値より小さい第２所定値以下である場合に、前記バッテリ温存モードから、前記走行アシスト制御及び前記変速アシスト制御を禁止するアシスト禁止モードに切替える第２モード切替え手段を備えていることである。
【００１５】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記アシスト禁止モードに移行することを搭乗者に知らせる警告手段を備えていることである。
【００１６】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２又は３において、前記変速アシスト制御が禁止された場合に、前記変速中のトルク抜けに伴うトルク変動を緩和する変速フィーリング悪化防止手段を備えていることである。
【００１７】
請求項５の係る発明の構成上の特徴は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、前記バッテリ温度検出手段により検出されたバッテリの温度が所定温度以下の場合には、前記走行アシスト制御及び前記変速アシスト制御を禁止するアシスト禁止モードに切替える第３モード切替え手段を備えていることである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明によると、モータに電力を供給するバッテリＳＯＣ値が第１所定値以下である場合に、バッテリ電力温存モードに切替えて通常モードで実施されていた走行アシストを停止することで、走行アシストのために持ち出されていた電力分の温存をおこなう。これによって、バッテリの電力消費を減少させることで、車両の変速時の変速アシストを引き続き行うことを可能にし、ＡＭＴ搭載車両における変速時のトルク変動によるフィーリングの悪化を防止する。
【００１９】
請求項２に係る発明によると、バッテリのＳＯＣ値が第１所定値より小さい第２所定値以下である場合に、アシスト禁止モードによりエンジン出力軸に対するアシスト制御をすべて禁止することで、バッテリからの電力の持出しを停止する。このように、バッテリの電力消費を停止させることで、バッテリの過放電を防止することができる。
【００２０】
請求項３に係る発明によると、警告手段によりアシスト禁止モードに移行することを搭乗者に知らせることで、変速時のフィーリングの変化による搭乗者の驚きや不安感の発生を防止することができる。
【００２１】
請求項４に係る発明によると、自動変速装置による変速動作を、変速フィーリング悪化防止モードに切り替えることで、モータによる変速アシストができないことに基づくトルク抜けや変速ショック等による搭乗者のフィーリング悪化を防止することができる。
【００２２】
請求項５に係る発明によると、ＳＯＣ値が高くバッテリの充電状態が良い場合でも、バッテリの温度が極めて低い場合には、電気を発生させる化学反応が進まないことから、バッテリからの電力供給が減少してしまう。そのため、このような低い温度である場合にも、アシスト禁止モードによりエンジン出力軸に対するアシスト制御をすべて禁止することで、バッテリからの電力の持出しを停止する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の制御装置を使用したハイブリッド車両の概要を示す図である。
【図２】変速の前後における変速動作のタイムチャートである。
【図３】クラッチトルクとアクチュエータ作動量の関係を示すクラッチトルクマップである。
【図４】エンジン出力制御量一定時におけるエンジントルク―エンジン回転数のグラフである。
【図５】本実施形態におけるフローチャートである。
【図６】バッテリの状態に応じての走行アシスト、変速アシスト及び変速フィーリング悪化防止手段の実施を表わす表である。
【図７】走行アシストをする場合のモータトルクを表すグラフである。
【図８】変速段を切替える際の変速線を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２４】
本発明が適用されたハイブリッド車両の実施形態を図に基づいて以下に説明する。
ハイブリッド車両２の構成の概要は、図１に示すように、エンジン４と、バッテリ６に蓄積された電力により駆動されるモータ８という２種類の原動機が並列に配置され、各原動機により車輪が駆動される。なお、このモータ８は、ジェネレータ（ＭＧ，モータジェネレータ）としても使用される。
【００２５】
エンジン４の出力軸（アウトプットシャフト）１０の下流側には自動変速装置１２が設けられている。自動変速装置１２の入力軸１４とエンジン４の出力軸１０との間にはクラッチ装置（クラッチ）１６が設けられ、エンジン４の出力軸１０と自動変速装置１２の入力軸１４との係脱を行なって自動変速装置１２へのエンジントルクＴｅの伝達を制御可能としている。そして、差動装置（ディファレンシャル）１８と、駆動軸２０と駆動輪２２とを備えている。
【００２６】
さらに、ハイブリッド車両２は、車両全体の制御を行なうＨＶ／ＥＣＵ（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｃｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）２４と、モータ８に駆動又は回生を司令するＭＧ／ＥＣＵ２６と、モータ８にバッテリ６の直流電流を交流電流に変換して供給するインバータ２８と、エンジン４の停止および燃焼を制御するＥＮＧ／ＥＣＵ３０と、自動変速装置１２に組み込まれたクラッチアクチュエータ３２、シフトアクチュエータ３４及びセレクトアクチュエータ３６と接続され、各アクチュエータ３２，３４，３６を制御して最適な変速を実施させる変速動作制御手段としてのＡＭＴ／ＥＣＵ３８と、インバータ２８と接続されたバッテリ６の充電状態を管理するバッテリＥＣＵ４０とを備えている。なお、シフトアクチュエータ３４及びセレクトアクチュエータ３６により切替え装置が構成される。
【００２７】
また、ＭＧ／ＥＣＵ２６，ＥＮＧ／ＥＣＵ３０，ＡＭＴ／ＥＣＵ３８，及びバッテリＥＣＵ４０は、ＨＶ／ＥＣＵ２４によって管理・制御されている。
【００２８】
各ＥＣＵ２４，２６，３０，３８，４０は、それぞれ制御部（図略）を備えており、演算を行なうＣＰＵと、ＲＯＭ，ＲＡＭ及びバックアップ電源なしでデータの保存が可能なＥＥＰＲＯＭ等を備えて構成される（いずれも図略）。制御部はＣＰＵによってＲＯＭに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＯＭには、各種制御プログラムやこれらのプログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＲＡＭは、制御部での演算結果や外部から入力されるデータ等を一時的に記憶し、ＥＥＰＲＯＭは、記憶されたデータ等を保存する不揮発性のメモリからなる。
【００２９】
制御部のＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭ及びＥＥＰＲＯＭは、それぞれバスを介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース、及び出力インターフェース（いずれも図略）と接続される。
【００３０】
ＨＶ／ＥＣＵ２４には、エンジン回転数センサ４４、バッテリ温度検出手段としてのバッテリ温度センサ４６、バッテリＳＯＣ値検出手段としてのＳＯＣ値検出センサ４８等の各種センサが各ＥＣＵ２６，３０，３８及び４０を介して接続されている。
【００３１】
エンジン４は、吸入空気量を調節し、エンジン４の出力を制御するスロットルバルブ５０と、スロットルバルブ５０の開度（スロットル開度）を検出するスロットルセンサ５２と、スロットルバルブ５０を開閉するスロットル用アクチュエータ５４とを備えている。スロットルセンサ５２及びスロットル用アクチュエータ５４は、ＥＮＧ／ＥＣＵ３０に接続されている。なお、ＥＮＧ／ＥＣＵ３０は、スタータ４２を駆動してエンジン４を始動させる。
【００３２】
エンジン４の出力軸１０の近傍には出力軸１０の回転数を検出するエンジン回転数センサ４４が設けられている。また、アクセルペダル５５にはアクセルペダル５５の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ５７が設けられ、検出されるアクセル開度により駆動輪２２に要求される駆動トルクが定められる。運転者がアクセルペダル５５を踏み込むとアクセル開度センサ５７からアクセル開度信号がＨＶ／ＥＣＵ２４に送信され、ＨＶ／ＥＣＵ２４はエンジン４が作動状態である場合において、送信されたアクセル開度信号の値に応じてＥＮＧ／ＥＣＵ３０に駆動トルクによる指令値を送信する。ＥＮＧ／ＥＣＵ３０は指令値に基づきスロットル用アクチュエータ５４を作動させてスロットルバルブ５０を開閉させ、エンジン回転数センサ４４によって出力軸１０の回転数を監視しながらエンジン４の出力及びエンジン回転数Ｎｅを制御する。このエンジン回転数Ｎｅは、アクセルペダルの踏み込み量とは関係なくＨＶ／ＥＣＵ２４からの要求によっても、スロットル用アクチュエータ５４を作動させて制御可能に構成される。
【００３３】
ＨＶ／ＥＣＵ２４は、前記駆動輪２２に要求される駆動トルクをエンジントルクＴｅに換算したドライバ要求トルクＴｄｒｖとして、ＥＮＧ／ＥＣＵ３０に指令する。駆動トルクの大きさは、自動変速装置１２の入力軸１４側と出力軸１５側との間の変速比などに依存して変わるので、エンジン４の出力軸１０を基準位置として換算を行い、ドライバ要求トルクＴｄｒｖを指示する。以降では、モータ８を駆動する発電トルクやモータ８が発生するアシストトルクも基準位置における値に統一して説明する。
【００３４】
クラッチ装置１６は、エンジン４の出力軸１０に固定されたフライホイール（図略）、自動変速装置１２の入力軸１４とスプライン連結され一体的に回転するクラッチディスク（図略）、前記フライホイールに固定されるクラッチアッセンブリ等で構成される。クラッチ装置１６は、フライホイールに対するクラッチディスクの圧着荷重を変化させることで、フライホイール及びクラッチディスク間の回転伝達量が増減可能となっており、クラッチトルクＴｃをＨＶ／ＥＣＵ２４が車両運転状態に応じて要求する目標クラッチトルクに制御可能にしている。目標クラッチトルクはＨＶ／ＥＣＵ２４からの指令によって制御されるＡＭＴ／ＥＣＵ３８が、クラッチ装置１６を作動させるクラッチアクチュエータ３２のアクチュエータ作動量が、図３に示すクラッチトルク―アクチュエータ作動量マップに基づいて制御されることで実現される。クラッチアクチュエータ３２によりクラッチ駆動装置が構成される。
【００３５】
自動変速装置１２は、既存のマニュアルトランスミッションに対し、クラッチアクチュエータ３２の作動によって係脱を制御されるクラッチ装置１６を取り付けて変速動作を自動化したいわゆるＡＭＴである。自動変速装置１２は、例えば前進５段・後進１段の平行軸歯車式変速機であって、入力軸１４及び出力軸１５を備えるとともに、複数の歯車対３３を備えている。また、複数の歯車対３３の１つを選択的に噛合結合する切替え装置としてシフトアクチュエータ３４及びセレクトアクチュエータ３６を有している。シフトアクチュエータ３４及びセレクトアクチュエータ３６の駆動方法については公知であるので、詳細な説明は省略する（例えば、特開２００４−１７６８９４を参照）。
【００３６】
自動変速装置１２の入力軸１４は、クラッチ装置１６を介してエンジン４の出力軸１０に係脱可能に連結され、出力軸１５は車両の駆動軸２０に差動装置（ディファレンシャル）１８を介して動力が伝達可能に連結されている（図１参照）。これによりエンジントルクＴｅは、自動変速装置１２の変速段で増減され、差動装置１８を経由して駆動輪２２に伝達されて車両２を駆動させる。
【００３７】
前記差動装置１８にはモータ８が連結され、このモータはハイブリッド車両で一般的に使用される、例えば三相交流同期モータである。モータ８の図略のロータシャフトは減速機構を介して差動装置１８の入力側に回転連結されている。モータ８のロータシャフトは、自動変速装置１２の出力軸１５と駆動輪２２の両方に回転連結されることとなる。モータ８にはインバータ２８及びバッテリ６が接続されている。インバータ２８は入出力端子として、いずれも図略の交流端子及び直流端子を有し、交流端子はモータ８の電源端子（図略）に接続され、直流端子はバッテリ６の端子（図略）に接続されている。インバータ２８はバッテリ６から出力される直流電流を周波数可変の交流電流に変換してモータ８に供給する直流／交流変換機能、及びモータ８で発電した交流電力を直流電力に変換してバッテリ６を充電する交流／直流変換機能の両方を具備している。ＭＧ／ＥＣＵ２６は、インバータ２８を制御することでモータ８を駆動させ、駆動軸２０に対するトルクアシストを行なう。また、モータ８がジェネレータとして使用されたときには、発生した回生エネルギを充電する。バッテリ６にはＳＯＣ値検出センサ４８が設けられ、ＳＯＣ値検出センサ４８から検出されるＳＯＣ値によりバッテリＥＣＵ４０がバッテリ６の充電状態の管理を行う。
【００３８】
ＡＭＴにおける変速動作は、一般に図２のタイムチャートで示すように実施される。
タイムチャートは、例えば１速から２速への変速を示すタイムチャートで、横軸は時間を示しており、各縦軸は図２中上から、変速段、変速中フラグ、変速段切替え、エンジン回転数（入力軸回転数）、クラッチトルクＴｃ、エンジントルクＴｅ（ドライバ要求トルクＴｄｒｖ）、モータトルクＴｍ、車両の加速度である。
【００３９】
変速は時刻ｔ１から開始され時刻ｔ４で終了する。なお、このタイムチャートは運転者が加速の意思を示しており、アクセルペダルが変速中一定に踏まれていた場合のタイムチャートである。
【００４０】
まず、ＡＭＴ／ＥＣＵ３８は各変速段毎に設定された変速線（図８参照）を有している。各変速段において自動変速装置１２の出力軸回転数Ｎｏが、変速線が示す回転数に達すると、ＡＭＴ／ＥＣＵ３８からの指令によりＨＶ／ＥＣＵ２４には変速中である旨のフラグが立ち変速動作の制御を開始する。ＡＭＴ／ＥＣＵ３８の指令により自動変速装置１２は、時刻ｔ１においてクラッチアクチュエータ３２を作動させる。クラッチアクチュエータ３２は、時刻ｔ２までにクラッチ装置１６のフライホイールとクラッチディスクとの係合を切断する。時刻ｔ２から時刻ｔ３まではクラッチが完全切断中である。
【００４１】
時刻ｔ２において、ＡＭＴ／ＥＣＵ３８は、シフトアクチュエータ３４、セレクトアクチュエータ３６を適宜駆動させて自動変速装置１２の変速段の切替えを実施する。時刻ｔ３において、ＥＮＧ／ＥＣＵ３０はスロットル用アクチュエータ５４を駆動してスロットルバルブ５０を作動させ、エンジン回転数Ｎｅを、変速後の変速段及びその時点での車速に応じた自動変速装置の入力軸回転数Ｎｉに適合したエンジン回転数Ｎｅにする。このとき、クラッチ装置１６はクラッチアクチュエータ３２を駆動することによってクラッチトルクＴｃを徐々に増加させていってエンジン回転数Ｎｅと、変速後の変速段での入力軸回転数Ｎｉとが良好に適合できるよう半クラッチ状態を作り出しながら、最終的にクラッチを完全係合させ変速動作を時刻ｔ４において終了する。
【００４２】
また、変速が開始されクラッチの切断が開始された時刻ｔ１で、ＭＧ／ＥＣＵ２６が、モータ８を駆動させてアシストトルクを発生させ始め、ＡＭＴ／ＥＣＵ３８の要求に基づいて、エンジントルクＴｅは減少されるとともに、ＭＧ／ＥＣＵ２６は、モータ８を駆動してエンジントルクＴｅの減少分に対応するアシストトルクを発生させる。このアシストトルクはドライバ要求トルクＴｄｒｖを越えない範囲で、ドライバ要求トルクＴｄｒｖからエンジン４による駆動トルクを差し引いた差分となる。その後エンジン４による駆動トルクの増加に応じて（時刻ｔ３からｔ４の間）アシストトルクの発生を徐々に減少させて終了させる。この間にモータ８により発生したアシストトルクは、差動装置１８を介して駆動輪２２に伝達される。これによりＨＶ／ＥＣＵ２４ＭＧ／ＥＣＵ２６及びＡＭＴ／ＥＣＵ３８による変速動作の制御を終了する。
【００４３】
また、上記変速動作の制御において、クラッチ装置１６におけるクラッチアクチュエータ３２の制御量とクラッチトルクＴｃの対応関係が必要である。これは、例えば図３に示すように、アクチュエータ作動量（クラッチアクチュエータ３２の制御量）ＳａとクラッチトルクＴｃとの対応関係を示すマップをＲＯＭに記憶させておくことで制御に使用する。
【００４４】
また、モータ８による走行アシストは、例えば推定エンジントルクＴｅを、図４に示すスロットル開度及びエンジン回転数を示すマップより求め、図７に示すように運転者より要求される要求トルクと推定エンジントルクの差分をアシストトルクとして差動装置１８を介して駆動輪２２に伝達する。
【００４５】
次に、上記のように構成されたハイブリッド車両のバッテリ状態を考慮したアシスト制御について、図５及び図６に基づいて以下に説明する。
まず、ＨＶ／ＥＣＵ２４は、バッテリ６の温度についてバッテリ温度センサ４６からの検出信号により所定温度以下であるか否かを判断する（ステップ１「以下Ｓ１と略記載する」）。所定温度は、バッテリの種類・容量・特性等を考慮して定められ、例えば−１５℃と設定してＨＶ／ＥＣＵ２４のＲＯＭに予め記憶させておく。
【００４６】
所定温度以下である場合には、バッテリ内部の化学反応が鈍くなり充放電の効率が低下し、充電状態が高いＳＯＣ値にある場合でも十分な電力の供給ができないため、まず、バッテリ６の温度を検出する。
【００４７】
バッテリ６の温度が所定温度以下の場合には、ＨＶ／ＥＣＵ２４は、アシスト禁止モードに切替え（Ｓ２）、ＭＧ／ＥＣＵ２６にモータ８に対する電力の供給を停止する指令を伝達し、モータ８によるエンジントルクへの走行アシスト及び変速アシストを禁止する（Ｓ３）。図６において、極低温の場合には×印を付して走行アシスト及び変速アシストが禁止されている。なお、ステップ２において、ＨＶ／ＥＣＵ２４によりアシスト禁止モードに切替える第３モード切替手段が構成される。
【００４８】
次に、変速アシストが行われない旨の警告表示を行い、運転者に注意喚起する（Ｓ４）。警告表示手段として、例えば特定マークランプの点滅表示等が挙げられる。変速時のエンジントルクの変動に対応するアシストが行われない場合には、特に運転者がそれまでと異なる違和感を生じ、場合により不安感を生じるのでこれを防止することができる。
【００４９】
次に、変速フィーリング悪化防止手段を実施する（Ｓ５）。図６において、極低温の場合に○印を付してフィーリング悪化防止手段が実施されることを示している。変速フィーリング悪化防止手段として、例えば次の変速段に切替える時間Ｔ（シフト時間）を短くする。これにより、クラッチ（クラッチ装置１６）が切断された状態に感じるトルク抜けの時間を短くすることができる。
【００５０】
また、切断されたクラッチを接続する際にトルクダウンされた状態の復帰を滑らかにする。例えば、ＡＭＴ／ＥＣＵ３８の指令により、図２におけるクラッチトルクが現す接合側の線ＳＬの傾斜を緩やかにする。これにより、急激な加速度変化を緩やかにして切断されたクラッチが再び接合される際の変速ショックを緩和することができる。
【００５１】
また、変速段の切替をおこなう変速点（各変速段毎に設定された変速線）を上昇させる。これにより変速のタイミングが遅くなって、変速時のエンジン回転数が上昇する。その際、図４に示すように、スロットル開度一定ではエンジン回転数が一定以上上昇すると、エンジン回転数の上昇に伴いエンジントルクは低下する。その結果、変速時のエンジントルクを低下させることで駆動輪２２に伝えられるトルク（加速度）の上昇を抑え、トルクの変動を小さくすることができる。
【００５２】
これらの変速フィーリング悪化防止手段の少なくとも１つを実施することにより、モータとして使用されたモータ８によるアシストの有無でフィーリング差が大きいハイブリッドＡＭＴで、搭乗者に不快な思いをさせることを抑え快適に車両を使用させることが可能となる。
【００５３】
ステップ１において、バッテリ６が所定温度を超えていると判断された場合には、ＨＶ／ＥＣＵ２４は、ＳＯＣ値検出センサ４８の検出信号によりバッテリ６のＳＯＣ値が第１所定値以下であるか否かを判断する（Ｓ６）。第１所定値は、バッテリの種類・容量・特性等を考慮して定められ、例えばＳＯＣ値が５０％であることを第１所定値として設定してＨＶ／ＥＣＵ２４のＲＯＭに予め記憶させておく。
【００５４】
ステップ６において第１所定値を超えると判断した場合には、ＨＶ／ＥＣＵ２４は、通常モードであることをＭＧ／ＥＣＵ２６に指令し（Ｓ７）、ＭＧ／ＥＣＵ２６は、車両の走行状態に応じて行う走行アシスト制御と、変速時に行う変速アシスト制御とを行う電力を、インバータ２８を制御することでモータ８に供給することを許容する（Ｓ８）。
【００５５】
ステップ６において第１所定値以下であると判断した場合には、ＨＶ／ＥＣＵ２４は、第１所定値よりも低い第２所定値以下であるか否かを判断する（Ｓ９）。第２所定値は、バッテリの種類・容量・特性等を考慮して定められ、例えば第２所定値としてＳＯＣ値が４０％であることを設定してＨＶ／ＥＣＵ２４のＲＯＭに予め記憶させておく。
【００５６】
ステップ９において第２所定値を超えると判断した場合には、ＨＶ／ＥＣＵ２４はバッテリ温存モードに切替え（Ｓ１０）、走行アシスト時のモータ８に対する電力の供給を停止するとともに、変速アシスト時のモータ８に対する電力の供給を許容する指令をＭＧ／ＥＣＵ２６に伝達する。ＭＧ／ＥＣＵ２６は、モータ８によるエンジントルクへの走行アシスト制御を禁止するとともに、変速時に行う変速アシスト制御を許容する（Ｓ１１）。図６において、バッテリ温度が「高」であり、ＳＯＣ値が「中」である場合であり、走行アシストが×印で禁止され、変速アシストが○印で実施が許容されることを示している。 なお、ステップ１０において、ＨＶ／ＥＣＵ２４によりバッテリ温存モードに切替える第１モード切替え手段が構成される。
【００５７】
ステップ９において、第２所定値以下であると判断した場合には、ＨＶ／ＥＣＵ２４はアシスト禁止モードに切替え（Ｓ２・第２モード切替え手段）、バッテリ温度が所定温度以下の場合と同様な制御が実施され、ハイブリッド車両のバッテリ状態を考慮したアシスト制御が終了する。なお、ステップ２において、ＨＶ／ＥＣＵ２４により第２所定値以下でアシスト禁止モードに切替える第２モード切替え手段が構成される。図６において、ＳＯＣ値が「小」の場合であり、走行アシスト及び変速アシストが×印で共に禁止され、変速フィーリング悪化防止手段が実施されることが示されている。
【００５８】
上記のように構成されたハイブリッド車両の制御装置によると、モータ８に電力を供給するバッテリ６のＳＯＣ値が第１所定値以下である場合に、バッテリ電力温存モードに切替えて通常モードで実施されていた走行アシストを停止することで、走行アシストのために持ち出されていた電力分の温存をおこなう。これによって、バッテリ６の電力消費を減少させて、車両の変速時の変速アシストを引き続き行うことで、ＡＭＴ搭載車両における変速時のトルク変動によるフィーリングの悪化を防止する。
【００５９】
また、バッテリ６のＳＯＣ値が第１所定値より小さい第２所定値以下である場合に、アシスト禁止モードによりエンジン出力軸１０に対するアシスト制御をすべて禁止することで、バッテリ６からの電力の持出しを停止する。このように、バッテリ６の電力消費を停止させることで、その後の過放電を防止することができる。
【００６０】
また、警告手段によりアシスト禁止モードに移行することを搭乗者に知らせることで、変速時のフィーリングの変化による搭乗者の驚きや不安感の発生を防止することができる。
【００６１】
また、自動変速装置１２による変速動作を、変速フィーリング悪化防止モードに切り替えることで、モータ８による変速アシストができないことによるトルク抜けや変速ショックによる搭乗者のフィーリング悪化を防止することができる。
【００６２】
また、ＳＯＣ値が高くバッテリの充電状態が良い場合でも、バッテリ６の温度が極めて低い場合には、電気を発生させる化学反応が鈍くなることから、バッテリ６からの電力供給が減少してしまうが、このような低い温度である場合にも、アシスト禁止モードによりエンジン出力軸１０に対するアシスト制御をすべて禁止することで、バッテリ６からの電力の持出しを停止する。
【００６３】
なお、上記実施形態において、モータ８は、自動変速装置１２の出力軸１５に差動装置１８を介して回転連結されるものとしたが、これに限定されず、例えば自動変速装置１２の入力軸１４に回転連結されるものでもよい。
【００６４】
また、本実施形態では、ハイブリッド車両の制御装置を、いわゆるパラレル式ハイブリッドに適用するものとしたが、これに限定されず、例えばシリーズパラレル式ハイブリッドの車両にも適用できる。
【００６５】
斯様に、上記した実施の形態で述べた具体的構成は、本発明の一例を示したものにすぎず、本発明はそのような具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものである。
【符号の説明】
【００６６】
２…ハイブリッド車両、４…エンジン、８…モータ、１０…アウトプットシャフト（出力軸）、１２…自動変速装置、１４…入力軸、１５…出力軸、１６…クラッチ（クラッチ装置）、２４…走行アシスト制御手段・変速アシスト制御手段・第１モード切替え手段・第２モード切替え手段・第３モード切替え手段・変速フィーリング悪化防止手段（ＨＶ／ＥＣＵ）、２６…走行アシスト制御手段・変速アシスト制御手段（ＭＧ／ＥＣＵ）、３２…クラッチ駆動装置（クラッチアクチュエータ）、３４…切替え装置（シフトアクチュエータ）、３６…切替え装置（セレクトアクチュエータ）、３８…変速動作制御手段（ＡＭＴ／ＥＣＵ）、４６…バッテリ温度検出手段（バッテリ温度センサ）、４８…バッテリＳＯＣ値検出手段（ＳＯＣ値検出センサ）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに軸線方向に軸承されるとともに車両に搭載されたエンジンのエンジントルクによって回転駆動される入力軸と駆動輪に回転連結された出力軸とを異なる変速比で回転連結可能な複数の歯車対と、前記歯車対のうちの１つを選択して前記入力軸と前記出力軸とに回転連結する切替え装置を備えた自動変速装置と、
前記自動変速装置の変速動作を制御する変速動作制御手段と、
前記エンジンのアウトプットシャフトと前記自動変速装置の前記入力軸とを回転連結する接続状態と連結解除する切断状態とにクラッチ駆動装置によって切り換えられるクラッチと、
前記駆動輪に回転連結されたモータと、
前記車両の走行時の必要に応じて前記モータを駆動し、アシストトルクを発生させる走行アシスト制御手段と、
変速条件が成立すると、前記モータを駆動し、前記クラッチの切断による前記駆動輪に伝達される前記エンジントルクの低下に対応してアシストトルクを発生させる変速アシスト制御手段と、
前記バッテリのＳＯＣ値を検出するＳＯＣ値検出手段と、
前記ＳＯＣ値検出手段によって検出されたＳＯＣ値が第１所定値以下である場合に、前記走行アシスト制御及び前記変速アシスト制御を行う通常モードから前記走行アシスト制御を禁止し、前記変速アシスト制御を許容するバッテリ電力温存モードに切替える第１モード切替え手段を備えているハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ＳＯＣ値が前記第１所定値より小さい第２所定値以下である場合に、前記バッテリ温存モードから、前記走行アシスト制御及び前記変速アシスト制御を禁止するアシスト禁止モードに切替える第２モード切替え手段を備えているハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２において、前記アシスト禁止モードに移行することを搭乗者に知らせる警告手段を備えているハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記変速アシスト制御が禁止された場合に、前記変速中のトルク抜けに伴うトルク変動を緩和する変速フィーリング悪化防止手段を備えているハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
前記バッテリ温度検出手段により検出されたバッテリの温度が所定温度以下の場合には、前記走行アシスト制御及び前記変速アシスト制御を禁止するアシスト禁止モードに切替える第３モード切替え手段を備えているハイブリッド車両の制御装置。
【請求項１】
ハウジングに軸線方向に軸承されるとともに車両に搭載されたエンジンのエンジントルクによって回転駆動される入力軸と駆動輪に回転連結された出力軸とを異なる変速比で回転連結可能な複数の歯車対と、前記歯車対のうちの１つを選択して前記入力軸と前記出力軸とに回転連結する切替え装置を備えた自動変速装置と、
前記自動変速装置の変速動作を制御する変速動作制御手段と、
前記エンジンのアウトプットシャフトと前記自動変速装置の前記入力軸とを回転連結する接続状態と連結解除する切断状態とにクラッチ駆動装置によって切り換えられるクラッチと、
前記駆動輪に回転連結されたモータと、
前記車両の走行時の必要に応じて前記モータを駆動し、アシストトルクを発生させる走行アシスト制御手段と、
変速条件が成立すると、前記モータを駆動し、前記クラッチの切断による前記駆動輪に伝達される前記エンジントルクの低下に対応してアシストトルクを発生させる変速アシスト制御手段と、
前記バッテリのＳＯＣ値を検出するＳＯＣ値検出手段と、
前記ＳＯＣ値検出手段によって検出されたＳＯＣ値が第１所定値以下である場合に、前記走行アシスト制御及び前記変速アシスト制御を行う通常モードから前記走行アシスト制御を禁止し、前記変速アシスト制御を許容するバッテリ電力温存モードに切替える第１モード切替え手段を備えているハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ＳＯＣ値が前記第１所定値より小さい第２所定値以下である場合に、前記バッテリ温存モードから、前記走行アシスト制御及び前記変速アシスト制御を禁止するアシスト禁止モードに切替える第２モード切替え手段を備えているハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２において、前記アシスト禁止モードに移行することを搭乗者に知らせる警告手段を備えているハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
請求項２又は３において、前記変速アシスト制御が禁止された場合に、前記変速中のトルク抜けに伴うトルク変動を緩和する変速フィーリング悪化防止手段を備えているハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、前記バッテリの温度を検出するバッテリ温度検出手段と、
前記バッテリ温度検出手段により検出されたバッテリの温度が所定温度以下の場合には、前記走行アシスト制御及び前記変速アシスト制御を禁止するアシスト禁止モードに切替える第３モード切替え手段を備えている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８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７１５５１（Ｐ２０１３−７１５５１Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１１３３（Ｐ２０１１−２１１１３３）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】（５９２０５８３１５）アイシン・エーアイ株式会社 (490)
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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