車両の制御装置
【課題】 目標トルクをゼロ相当にしたときに安定した走行状態を達成可能な車両の制御装置を提供すること。
【解決手段】 エンジンとモータジェネレータとからなる動力源のトルク制御により目標トルクを発生させるときに、目標トルクをゼロ相当とする要求が出力されたときは、モータジェネレータをトルク制御から回転数制御に切り換え、かつ、該回転数制御における目標回転数を駆動輪回転数相当値とすることとした。
【解決手段】 エンジンとモータジェネレータとからなる動力源のトルク制御により目標トルクを発生させるときに、目標トルクをゼロ相当とする要求が出力されたときは、モータジェネレータをトルク制御から回転数制御に切り換え、かつ、該回転数制御における目標回転数を駆動輪回転数相当値とすることとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源としてエンジン及び電動機を備えた車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の制御装置として、特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、コースト走行時に運転者の減速度要求に応じたコーストトルクをエンジン及びモータジェネレータにより発生している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６８５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、車両が減速し、ある車速未満となると、今度はコーストトルクとしての負トルクではなく、クリープトルクとしての正トルクを出力する必要があることから、これらのトルクの切り換えをスムーズに行うべく、一旦、コーストトルクをゼロとし、その上でトルクの切り換えを行うといった要求がある。しかしながら、エンジン及びモータジェネレータをトルク制御している状態で目標コーストトルクをゼロに設定しても、エンジントルクのバラツキがあるため、ゼロトルクを実現することは困難であった。また、モータジェネレータと駆動輪との間にクラッチを有し、このクラッチをスリップ制御している場合であっても、やはりクラッチのばらつきによってゼロトルクを実現することが困難であった。これは、コースト状態からドライブ状態に遷移する場合に限らず、目標トルクをゼロ相当とする場合において共通の課題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、目標トルクをゼロ相当にしたときに安定した走行状態を達成可能な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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本願の第１の発明の車両の制御装置では、エンジンとモータジェネレータとからなる動力源のトルク制御により目標トルクを発生させるときに、目標トルクをゼロ相当とする要求が出力されたときは、モータジェネレータをトルク制御から回転数制御に切り換え、かつ、該回転数制御における目標回転数を駆動輪回転数相当値とすることとした。また、本願の第２の発明の車両の制御装置では、モータジェネレータと駆動輪との間に介装されたクラッチをスリップ制御しつつ、動力源のトルク制御により目標トルクを発生させるときに、目標トルクをゼロ相当とする要求が出力されたときは、モータジェネレータをトルク制御から回転数制御に切り換え、かつ、該回転数制御における目標回転数を駆動輪回転数相当値とすることとした。
【発明の効果】
【０００７】
よって、モータジェネレータが駆動輪回転数相当値の回転数を達成するようにトルクを発生するため、エンジントルクやクラッチの伝達トルク容量がばらついたとしてもゼロトルク相当状態を実現でき、安定した走行状態を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の後輪駆動のハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の統合コントローラにおける演算処理プログラムを示す制御ブロック図である。
【図３】図２の目標駆動力演算部にて目標駆動力演算に用いられる目標駆動力マップの一例を示す図である。
【図４】図２のモード選択部にてモードマップと推定勾配との関係を表す図である。
【図５】図２のモード選択部にて目標モードの選択に用いられる通常モードマップを示す図である。
【図６】実施例１の通常時変速マップである。
【図７】実施例１のＭレンジ時変速マップである。
【図８】実施例１のＤレンジ選択時における目標コーストトルクマップである。
【図９】実施例１のＭレンジ選択時における目標コーストトルクマップである。
【図１０】実施例１のＭレンジ用の各ギヤ段係数を表す図である。
【図１１】実施例１のコースト回生制動力制御処理を表すフローチャートである。
【図１２】実施例１のコースト走行時ゼロトルク制御処理を表すフローチャートである。
【図１３】実施例１のコースト走行時ゼロトルク制御を含む制御処理を表すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【０００９】
まず、ハイブリッド車両の駆動系構成を説明する。図１は実施例１のエンジン始動制御装置が適用された後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１クラッチCL1と、モータジェネレータMGと、第２クラッチCL2と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有する。尚、FLは左前輪、FRは右前輪である。
【００１０】
エンジンＥは、例えばガソリンエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。尚、エンジン出力軸にはフライホイールFWが設けられている。
【００１１】
第１クラッチCL1は、エンジンＥとモータジェネレータMGとの間に介装されたクラッチであり、後述する第１クラッチコントローラ５からの制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。
【００１２】
モータジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータジェネレータMGは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。尚、このモータジェネレータMGのロータは、図外のダンパーを介して自動変速機ATの入力軸に連結されている。
【００１３】
第２クラッチCL2は、モータジェネレータMGと左右後輪RL,RRとの間に介装されたクラッチであり、後述するＡＴコントローラ７からの制御指令に基づいて、第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。
【００１４】
自動変速機ATは、前進５速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機であり、第２クラッチCL2は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用している。この自動変速機ATは、運転者が操作するシフトレバーの操作により、Ｄレンジ、ニュートラルレンジ、Ｒレンジ等を選択可能であり、更にＤレンジに加えて、運転者が選択する変速段のみを達成するＭレンジ（マニュアルレンジ）が選択可能に構成されている。Ｄレンジが選択されているときは、車速とアクセルペダル開度に応じて最適な変速段を選択し、自動的に変速する。Ｍレンジが選択されているときは、運転者のシフトレバー操作に応じた変速段となるように変速する。
【００１５】
自動変速機ATは、前進１速を達成するにあたり、Ｄレンジを選択しているときにはワンウェイクラッチを係合要素の１つとして達成し、Ｍモードが選択されているときにはワンウェイクラッチに代えて摩擦締結要素を係合要素の１つとして達成する。すなわち、Ｄレンジが選択されている場合、エンジンＥ及び／又はモータジェネレータMGから駆動輪に向けてトルクが伝達されるとき（すなわち、ドライブ状態）にはワンウェイクラッチが係合して前進１速を達成し、駆動輪からエンジンＥ及び／又はモータジェネレータMGに向けてトルクが伝達されるとき（すなわち、コースト状態）にはワンウェイクラッチが解放されるため、コーストトルクが作用しない構成とされている。一方、Ｍレンジが選択されている場合、ドライブ状態及びコースト状態のいずれであっても摩擦締結要素が解放されないため、常時、コーストトルクが作用する構成とされている。そして、自動変速機ATの出力軸は、車両駆動軸としてのプロペラシャフトPS、ディファレンシャルギヤDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。尚、前記第１クラッチCL1と第２クラッチCL2には、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチを用いている。
【００１６】
ブレーキユニット900は、液圧ポンプと、複数の電磁弁を備え、要求制動トルクに相当する液圧をポンプ増圧により確保し、各輪の電磁弁の開閉制御によりホイルシリンダ圧を制御する所謂ブレーキバイワイヤ制御を可能に構成されている。各輪FR，FL，RR，RLには、ブレーキロータ901とキャリパ902が備えられ、ブレーキユニット900から供給されるブレーキ液圧により摩擦制動トルクを発生させる。尚、液圧源としてアキュムレータ等を備えたタイプでもよいし、液圧ブレーキに代えて電動キャリパを備えた構成でもよい。
【００１７】
このハイブリッド駆動系には、第１クラッチCL1の締結・開放状態に応じて３つの走行モードを有する。第１走行モードは、第１クラッチCL1の開放状態で、モータジェネレータMGの動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」と略称する。）である。第２走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で、エンジンＥを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード（以下、「HEV走行モード」と略称する。）である。第３走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で第２クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジンＥを動力源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モード（以下、「WSC走行モード」と略称する。）である。このモードは、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成可能なモードである。尚、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときは、第１クラッチCL1を締結し、モータジェネレータMGのトルクを用いてエンジン始動を行う。
【００１８】
上記「HEV走行モード」には、「エンジン走行モード」と「モータアシスト走行モード」と「走行発電モード」との３つの走行モードを有する。
【００１９】
「エンジン走行モード」は、エンジンＥのみを動力源として駆動輪を動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジンＥとモータジェネレータMGの２つを動力源として駆動輪を動かす。「走行発電モード」は、エンジンＥを動力源として駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータジェネレータMGを発電機として機能させる。
【００２０】
定速運転時や加速運転時には、エンジンＥの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる。また、減速運転時は、制動エネルギを回生してモータジェネレータMGにより発電し、バッテリ４の充電のために使用する。また、更なるモードとして、車両停止時には、エンジンＥの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる発電モードを有する。
【００２１】
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。実施例１におけるハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。尚、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、互いの情報交換が可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。
【００２２】
エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報を入力し、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne：エンジン回転数,Te：エンジントルク）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。更に詳細なエンジン制御内容については後述する。尚、エンジン回転数Ne等の情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。
【００２３】
モータコントローラ２は、モータジェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報を入力し、統合コントローラ１０からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、モータジェネレータMGのモータ動作点（Nm：モータジェネレータ回転数,Tm：モータジェネレータトルク）を制御する指令をインバータ３へ出力する。尚、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電状態を表すバッテリSOCを監視していて、バッテリSOC情報は、モータジェネレータMGの制御情報に用いると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。
【００２４】
第１クラッチコントローラ５は、第１クラッチ油圧センサ１４と第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報を入力し、統合コントローラ１０からの第１クラッチ制御指令に応じ、第１クラッチCL1の締結・開放を制御する指令を第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。尚、第１クラッチストロークC1Sの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。
【００２５】
ATコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と車速センサ１７と第２クラッチ油圧センサ１８と運転者の操作するシフトレバーの位置に応じた信号を出力するインヒビタスイッチからのセンサ情報を入力し、統合コントローラ１０からの第２クラッチ制御指令に応じ、第２クラッチCL2の締結・開放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブ内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する。尚、アクセルペダル開度APOと車速VSPとインヒビタスイッチの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。
【００２６】
また、ATコントローラ７内には、Ｄレンジが選択されている場合、アクセル開度と車速に応じて変速段を決定するノーマル変速線を有する通常時変速マップと、Ｍレンジが選択されている場合、エンジン等の保護の観点から強制的に変速するＭレンジ変速線を有するＭレンジ時変速マップとを有する。図６は実施例１の通常時変速マップである。図６中、実線で示すラインがアップシフト変速線であり、各変速段の間に設定されている。また、図６中、点線で示すラインがノーマル用のダウンシフト変速線であり、各変速段の間に設定されている。また、ノーマル用のダウンシフト変速線には、一点鎖線で示すコールド変速線が設定されている。コールド変速線とは、減速度に応じて変速線を高車速側にオフセットしたものである。
【００２７】
すなわち、変速指令が出力されても、実際の変速動作はある程度の時間を要する。特に、コースト減速時には、変速動作が遅れると、エンジン回転数が過度に低下してしまい、エンジンストール等の原因となりやすい。そこで、コースト走行状態における減速度が大きいときには、減速度が小さいときよりも高車速側にてダウンシフト指令を出力することで、エンジン回転数の過度の低下を抑制する。尚、エンジン停止が許可されている場合には、エンジン回転数の低下を回避する必要はないことから、この場合には、通常のダウンシフト変速線に従ってダウンシフト指令を出力する。
【００２８】
図７は実施例１のＭレンジ時変速マップである。図７中、実線で示すラインが強制的にアップシフトを行う強制アップシフト線、図７中、点線で示すラインが強制的にダウンシフトを行う強制ダウンシフト線である。基本的に、Ｍレンジのときは、運転者の選択した変速段を優先するが、エンジン過回転の防止や、低回転・低トルクによるエンジンストールを回避する観点から強制的に変速を行うものである。
【００２９】
ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９とブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報を入力し、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められるドライバ要求制動トルクを満足する制動力を回生制動力及び摩擦制動力により達成するように協調回生制御する。尚、ドライバ要求制動トルクに応じたブレーキ液圧に限らず、他の制御要求により任意にブレーキ液圧を発生可能なのは言うまでもない。
【００３０】
統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ２１と、第２クラッチ出力回転数N2outを検出する第２クラッチ出力回転数センサ２２と、第２クラッチ伝達トルク容量TCL2を検出する第２クラッチトルクセンサ２３と、ブレーキ油圧センサ２４と、第２クラッチCL2の温度を検知する温度センサ１０ａと、前後加速度を検出するGセンサ１０ｂからの情報およびＣＡＮ通信線１１を介して得られた情報を入力する。
【００３１】
また、統合コントローラ１０は、エンジンコントローラ１への制御指令によるエンジンＥの動作制御と、モータコントローラ２への制御指令によるモータジェネレータMGの動作制御と、第１クラッチコントローラ５への制御指令による第１クラッチCL1の締結・開放制御と、ATコントローラ７への制御指令による第２クラッチCL2の締結・開放制御と、を行う。
【００３２】
以下に、図２に示すブロック図を用いて、実施例１の統合コントローラ１０にて演算される制御を説明する。例えば、この演算は、制御周期10msec毎に統合コントローラ１０で演算される。統合コントローラ１０は、目標駆動力演算部100と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500と、を有する。
【００３３】
目標駆動力演算部100では、図３に示す目標駆動力マップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標駆動力tFoO（ドライバ要求トルク）を演算する。また、目標駆動力演算部100内には、アクセルペダル開度APOがゼロ（すなわち、運転者に加速意図が無い）のときにブレーキペダル操作（運転者の制動要求）に関わらずエンジンブレーキ力に相当する目標コーストトルクを演算し、回生制動力を含めて制動力を駆動輪に付与するコースト回生制御部101を有する。
【００３４】
ここで、コースト回生制御部101は、駆動輪に伝達される制動トルクが通常のエンジン車両において発生するエンジンフリクション相当を目標コーストトルクとして演算するものであり、第１クラッチCL1が締結しているときには、実際のエンジンフリクションを考慮した値に設定され、第１クラッチCL1が解放しているときには、エンジンフリクション分を模擬する形でモータジェネレータMGにより達成する。
【００３５】
図８は実施例１のＤレンジ選択時における目標コーストトルクマップである。エンジン作動の停止が許可されている状況では、エンジン回転数の低下を回避する必要がないため、この場合には、ノーマル用のダウンシフト線に沿ってダウンシフト指令が出力される。よって、少なくとも２速時には所定の目標コーストトルクを設定し、ノーマル用ダウンシフト線の２−１ダウンシフト線が設定されたノーマル変速２１ダウン車速よりも高めのコーストトルク減少開始車速から徐々に目標コーストトルクを小さくしていき、ノーマル変速２１ダウン車速に到達するときにコーストトルクが０となるように設定されている。その後は、１速に変速が成されたとしても、目標コーストトルクが正の値、すなわちクリープトルクが設定される。
【００３６】
また、エンジン作動の停止が許可されていない状況では、エンジン回転数の低下を回避する必要があるため、この場合には、コールド変速線に沿ってダウンシフト指令が出力される。よって、少なくとも２速時には所定の目標コーストトルクを設定し、コールド変速線の２−１ダウンシフト線が設定されたコールド変速２１ダウン車速よりも高めのコーストトルク減少開始車速から徐々に目標コーストトルクを小さくしていき、コールド変速２１ダウン車速に到達するときにコーストトルクが０となるように設定されている。言い換えると、ノーマル変速２１ダウン車速よりも所定車速だけ高いコールド変速２１ダウン車速に到達するまでにコーストトルクが０となるように設定される。それ以後は、目標コーストトルクが正の値として出力（クリープトルクが出力）されるため、ワンウェイクラッチを係合することができ、エンジン回転数の過度な低下を抑制することができる。
【００３７】
図９は実施例１のＭレンジ選択時における目標コーストトルクマップである。この場合には、エンジン作動の停止の許可等にかかわらず、図９に示すように各変速段に応じて設定された目標コーストトルクが設定される。この目標コーストトルクは、Ｍレンジ時変速マップにおいて設定された強制２１ダウン変速車速よりも高い所定車速において目標コーストトルクが０となるように設定されている。このように、比較的広い範囲に亘って目標コーストトルクを０としているのは、強制２１ダウン車速を通過するタイミングが減速度によってばらつくことを考慮したためである。目標コーストトルクが０とされたときは、モータジェネレータMGの制御状態を、それまでのトルク制御から回転数制御に切り換えるコースト走行時ゼロトルク制御が行われる。この制御の詳細については後述する。
【００３８】
目標コーストトルクは、コーストトルク減少開始車速から所定の勾配でコーストトルクを減少するように設定されている。そして、強制的に２−１ダウン変速が行われた以後は、クリープトルクを出力するように設定されている。他の変速段においては、この５速の目標コーストトルクを基準とした目標コーストトルクが設定されている。図１０は実施例１のＭレンジ用の各ギヤ段係数を表す図である。５速において設定される目標コーストトルクをベーストルクとして１に規格化し、各変速段には、５速における目標コーストトルクにギヤ比に応じた係数を掛けた値を目標コーストトルクとして設定する。
【００３９】
尚、目標コーストトルクが現時点で生じる実際のエンジンフリクションよりも小さい場合には、モータジェネレータMGに回生トルクではなく駆動トルクを出力し、これにより目標コーストトルクを達成するようにすればよい。これにより、目標コーストトルクを精度良く実現することができる。
【００４０】
モード選択部200は、モードマップを有する。図４は実施例１のモードマップである。モードマップ内には、EV走行モードと、WSC走行モードと、HEV走行モードとを有し、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標モードを演算する。但し、EV走行モードが選択されていたとしても、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的に「HEV走行モード」もしくは「WSC走行モード」を目標モードとする。
【００４１】
図４のモードマップにおいて、HEV→WSC切換線は、所定アクセル開度APO1未満の領域では、自動変速機ATが１速段のときに、エンジンＥのアイドル回転数よりも小さな回転数となる下限車速VSP1よりも低い領域に設定されている。また、所定アクセル開度APO1以上の領域では、大きな駆動力を要求されることから、下限車速VSP1よりも高い車速VSP1'領域までWSC走行モードが設定されている。尚、バッテリSOCが低く、EV走行モードを達成できないときには、発進時等であってもWSC走行モードを選択するように構成されている。
【００４２】
アクセルペダル開度APOが大きいとき、その要求をアイドル回転数付近のエンジン回転数に対応したエンジントルクとモータジェネレータトルクで達成するのは困難な場合がある。ここで、エンジントルクは、エンジン回転数が上昇すればより多くのトルクを出力できる。このことから、エンジン回転数を引き上げてより大きなトルクを出力させれば、例え下限車速VSP1よりも高い車速までWSC走行モードを実行しても、短時間でWSC走行モードからHEV走行モードに遷移させることができる。この場合が図４に示す下限車速VSP1'まで広げられたWSC領域である。
【００４３】
目標充放電演算部300では、図５に示す目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。また、目標充放電量マップには、EV走行モードを許可もしくは禁止するためのEVON線（MWSCON線）がSOC＝50％に設定され、EVOFF線（MWSCOFF線）がSOC＝35％に設定されている。
【００４４】
SOC≧50％のときは、図４のモードマップにおいてEV走行モード領域が出現する。モードマップ内に一度EV領域が出現すると、SOCが35％を下回るまでは、この領域は出現し続ける。尚、EV走行モード領域を、バッテリSOCが高いときは広く設定し、バッテリSOCが低いときは狭く設定するようにしてもよい。この場合、バッテリSOCが低いときは、車速が高まるほどEV走行モード領域が狭くなるように設定し、バッテリに過度の負担をかけないようにすることが好ましい。
【００４５】
SOC＜35％のときは、図４のモードマップにおいてEV走行モード領域が消滅する。モードマップ内からEV走行モード領域が消滅すると、SOCが50％に到達するまでは、この領域は消滅し続ける。
【００４６】
動作点指令部400では、アクセルペダル開度APOと、目標駆動力tFoO（ドライバ要求トルク）と、目標モードと、車速VSPと、目標充放電電力tPとから、これらの動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルクと目標モータジェネレータトルクと目標第２クラッチ伝達トルク容量TCL2*と自動変速機ATの目標変速段と第１クラッチソレノイド電流指令を演算する。また、動作点指令部400には、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときにエンジンＥを始動するエンジン始動制御部が設けられている。
【００４７】
変速制御部500では、シフトマップに示すシフトスケジュールに沿って、目標第２クラッチ伝達トルク容量TCL2*と目標変速段を達成するように自動変速機AT内のソレノイドバルブを駆動制御する。尚、シフトマップは、車速VSPとアクセルペダル開度APOに基づいて予め目標変速段が設定されたものである。
【００４８】
（コースト回生制動力制御処理）
次に、実施例１のコースト回生制動力制御処理について説明する。図１１は実施例１のコースト回生制動力制御処理を表すフローチャートである。この処理は、コースト回生制御部101において行われるものである。
ステップＳ１では、Ｍレンジが選択されているか否かを判断し、Ｍレンジが選択されているときはステップＳ２に進み、Ｄレンジが選択されているときはステップＳ４に進む。
ステップＳ２では、Ｍレンジ用変速線が設定されたＭレンジ時変速マップを選択する。
ステップＳ３では、Ｍレンジ用目標コーストトルクを選択する。
【００４９】
ステップＳ４では、エンジン停止禁止条件が成立しているか否かを判断し、条件成立、すなわちエンジン停止が禁止されているときはステップＳ５に進み、条件不成立、すなわちエンジン停止が禁止されていない（許可されている）ときはステップＳ７に進む。尚、エンジン停止禁止条件とは、通常のモードマップにおいてEV走行モードが設定されている領域にあるときにはエンジンを停止しても差し支えない。一方、バッテリSOCが低い場合や、エンジン水温が低くエンジン再始動時に適正な始動を行うことが困難な場合には、EV走行モードが許可されず、エンジン停止が禁止されているモード、すなわちHEV走行モードもしくはWSC走行モードが選択されることを意味する。
【００５０】
ステップＳ５では、通常時変速マップのうちコールド変速線に基づいた変速線を選択する。
ステップＳ６では、コールド用目標コーストトルクを選択する。
ステップＳ７では、通常時変速マップのうちノーマル変速線に基づいた変速線を選択する。
ステップＳ８では、ノーマル用目標コーストトルクを選択する。
【００５１】
（コースト走行時ゼロトルク制御）
次に、ステップＳ３でＭレンジ用目標コーストトルクが選択された状態におけるモータジェネレータMGの制御状態切り換え処理について説明する。図１２は実施例１のコースト走行時ゼロトルク制御処理を表すフローチャートである。
ステップＳ３１では、Ｍレンジが選択されているか否かを判断し、Ｍレンジが選択されているときはステップＳ３２に進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
ステップＳ３２では、目標コーストトルクが０か否かを判断し、０のときはステップＳ３３に進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
ステップＳ３３では、モータジェネレータMGを回転数制御とし、目標回転数を第２クラッチCL2の出力回転数に自動変速機のギヤ比（１速のギヤ比）を掛けた値に設定する。
【００５２】
次に、上記制御フローに基づく作用について説明する。図１３は実施例１のコースト走行時ゼロトルク制御を含む制御処理を表すタイムチャートである。以下の作用はコースト状態により減速している走行状態であり、Ｍレンジ選択時に１速へのダウンシフトが行われ、所定車速未満ではクリープトルクが出力される。
Ｍレンジを選択しているときは、運転者が選択した変速段に応じた目標コーストトルクが選択される（図９参照）。このとき、Ｍレンジを選択しているときの１速は、ワンウェイクラッチの作用がなく、大きな減速度を発生するおそれがある。そこで、目標コーストトルクを設定するにあたり、Ｍレンジ用２１ダウン車速よりも高いコーストトルク減少開始車速から、所定車速に向けてコーストトルクを徐々に小さくするように設定される。これにより、どの変速段から強制的に１速へのダウンシフトが行われたとしても、急激に減速度が変化することがなく、変速ショックを抑制する。尚、目標コーストトルクが負値のときは、エンジンＥ及びモータジェネレータMGはいずれもトルク制御である。発電要求があるときは、エンジンＥにより発電要求分の正トルクを出力し、モータジェネレータMGでは、エンジンＥから出力される正トルク及び目標コーストトルクの両方を加算した負トルクを発生させることで、コーストトルクを発生させる。
【００５３】
時刻ｔ１において、目標コーストトルクが０に設定されると、モータジェネレータMGでの制御状態は、トルク制御から回転数制御に切り換えられ、そのときの駆動輪回転数に相当する第２クラッチ出力側回転数（すなわち、自動変速機入力回転数）を演算し、この値を目標回転数として設定する。これにより、モータジェネレータMGは、結果として第２クラッチCL2にスリップが発生しないように制御するため、目標コーストトルクである０トルクを実現する。
【００５４】
尚、第２クラッチCL2が完全締結している場合、エンジントルクのばらつきが懸念されるが、エンジントルクのバラツキはモータジェネレータMGにより吸収されるため、駆動輪側にトルク変動を伝えることがない。また、WSC走行モードに遷移するときは第２クラッチCL2がスリップ制御される。このとき、第２クラッチCL2の伝達トルク容量は、要求トルクに応じて制御されるため、目標コーストトルクが０のときは、制御上、完全解放であってクラッチピストンが過剰にストロークしない範囲に制御される。これは、次に第２クラッチCL2に伝達トルク容量を与えるときの制御性を確保するためである。しかしながら、クラッチストローク制御にもばらつきがあるため、クラッチ制御によって０トルクを実現するのは困難である。これに対し、第２クラッチCL2の入力側回転数と一致するモータジェネレータMGの回転数制御によって、第２クラッチCL2の出力側回転数と同じ回転数となるように制御されるため、第２クラッチCL2にスリップ状態が発生せず、伝達トルク容量にばらつきがあったとしても、駆動輪にトルク変動を伝達することはない。
【００５５】
時刻ｔ２において、目標コーストトルクが０からクリープトルクである正トルクとなると、モータジェネレータMGは回転数制御を維持しつつ、目標回転数としてエンジンアイドル回転数相当値に設定される。このとき、第２クラッチCL2は目標コーストトルク（この場合はクリープトルク）を出力するように制御され、駆動輪には第２クラッチCL2の伝達トルク容量に応じたクリープトルクが出力される。
【００５６】
以上説明したように、実施例１のハイブリッド車両にあっては、下記に列挙する作用効果を得ることができる。
【００５７】
（１）エンジンＥとモータジェネレータMGとからなる動力源と、動力源のトルク制御により目標コーストトルク（目標トルク）を発生させるときに、目標コーストトルクをゼロ相当とする要求が出力されたときは、モータジェネレータMGをトルク制御から回転数制御に切り換え、かつ、該回転数制御における目標回転数を第２クラッチCL2の出力回転数に自動変速機のギヤ比を掛けた値（駆動輪回転数相当値）とするコースト回生制御部101（制御手段）と、を備えた。
よって、モータジェネレータMGが駆動輪回転数相当値の回転数を達成するようにトルクを発生するため、エンジントルクがばらついたとしてもゼロトルク相当状態を実現でき、安定した走行状態を達成できる。
【００５８】
（２）コースト回生制御部101は、モータジェネレータMGを回転数制御に切り換えたときは、エンジンＥの制御状態を、発電要求トルクを目標トルクとするトルク制御とする。これにより、モータジェネレータMGは回転数制御をすることで自動的に発電が行うことができる。
【００５９】
（３）モータジェネレータMGを有する動力源と、動力源と駆動輪との間に介装された第２クラッチCL2と、第２クラッチCL2クラッチをスリップ制御しつつ、動力源のトルク制御により目標コーストトルクを発生させるときに、目標コーストトルクをゼロ相当とする要求が出力されたときは、モータジェネレータMGをトルク制御から回転数制御に切り換え、かつ、該回転数制御における目標回転数を第２クラッチCL2の出力回転数に自動変速機のギヤ比を掛けた値（駆動輪回転数相当値）とする制御手段と、を備えた。
よって、モータジェネレータMGが駆動輪回転数相当値の回転数を達成するようにトルクを発生するため、第２クラッチCL2の伝達トルク容量がばらついたとしてもゼロトルク相当状態を実現でき、安定した走行状態を達成できる。
【００６０】
（４）運転者のシフトレバー操作により選択された変速段に変速するマニュアルレンジを有し、コースト回生制御部101は、マニュアルレンジにおいて１速が選択され、かつ、目標コーストトルクとしてゼロ相当とする要求が出力されたときにモータジェネレータMGを回転数制御に切り換える。このように、特定の走行シーンでのみモータジェネレータMGの回転数制御を行うことで、駆動輪との間でトルクの授受が行われない状況を少なくすることができ、車両としての性能を向上することができる。
【００６１】
以上、本発明を実施例１に基づいて説明したが、具体的な構成は他の構成であってもよい。例えば、実施例１では、ハイブリッド車両に適用したが、駆動源としてモータを備えた車両であれば、電気自動車であっても同様に適用可能である。
【００６２】
また、実施例１では、FR型のハイブリッド車両について説明したが、FF型のハイブリッド車両であっても構わない。
【符号の説明】
【００６３】
Ｅ エンジン
CL1 第１クラッチ
MG モータジェネレータ
CL2 第２クラッチ
AT 自動変速機
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
５ 第１クラッチコントローラ
６ 第１クラッチ油圧ユニット
７ ＡＴコントローラ
８ 第２クラッチ油圧ユニット
９ ブレーキコントローラ
１０ 統合コントローラ
２４ ブレーキ油圧センサ
100 目標駆動力演算部
200 モード選択部
300 目標充放電演算部
400 動作点指令部
500 変速制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源としてエンジン及び電動機を備えた車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の制御装置として、特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、コースト走行時に運転者の減速度要求に応じたコーストトルクをエンジン及びモータジェネレータにより発生している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６８５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、車両が減速し、ある車速未満となると、今度はコーストトルクとしての負トルクではなく、クリープトルクとしての正トルクを出力する必要があることから、これらのトルクの切り換えをスムーズに行うべく、一旦、コーストトルクをゼロとし、その上でトルクの切り換えを行うといった要求がある。しかしながら、エンジン及びモータジェネレータをトルク制御している状態で目標コーストトルクをゼロに設定しても、エンジントルクのバラツキがあるため、ゼロトルクを実現することは困難であった。また、モータジェネレータと駆動輪との間にクラッチを有し、このクラッチをスリップ制御している場合であっても、やはりクラッチのばらつきによってゼロトルクを実現することが困難であった。これは、コースト状態からドライブ状態に遷移する場合に限らず、目標トルクをゼロ相当とする場合において共通の課題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、目標トルクをゼロ相当にしたときに安定した走行状態を達成可能な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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本願の第１の発明の車両の制御装置では、エンジンとモータジェネレータとからなる動力源のトルク制御により目標トルクを発生させるときに、目標トルクをゼロ相当とする要求が出力されたときは、モータジェネレータをトルク制御から回転数制御に切り換え、かつ、該回転数制御における目標回転数を駆動輪回転数相当値とすることとした。また、本願の第２の発明の車両の制御装置では、モータジェネレータと駆動輪との間に介装されたクラッチをスリップ制御しつつ、動力源のトルク制御により目標トルクを発生させるときに、目標トルクをゼロ相当とする要求が出力されたときは、モータジェネレータをトルク制御から回転数制御に切り換え、かつ、該回転数制御における目標回転数を駆動輪回転数相当値とすることとした。
【発明の効果】
【０００７】
よって、モータジェネレータが駆動輪回転数相当値の回転数を達成するようにトルクを発生するため、エンジントルクやクラッチの伝達トルク容量がばらついたとしてもゼロトルク相当状態を実現でき、安定した走行状態を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の後輪駆動のハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【図２】実施例１の統合コントローラにおける演算処理プログラムを示す制御ブロック図である。
【図３】図２の目標駆動力演算部にて目標駆動力演算に用いられる目標駆動力マップの一例を示す図である。
【図４】図２のモード選択部にてモードマップと推定勾配との関係を表す図である。
【図５】図２のモード選択部にて目標モードの選択に用いられる通常モードマップを示す図である。
【図６】実施例１の通常時変速マップである。
【図７】実施例１のＭレンジ時変速マップである。
【図８】実施例１のＤレンジ選択時における目標コーストトルクマップである。
【図９】実施例１のＭレンジ選択時における目標コーストトルクマップである。
【図１０】実施例１のＭレンジ用の各ギヤ段係数を表す図である。
【図１１】実施例１のコースト回生制動力制御処理を表すフローチャートである。
【図１２】実施例１のコースト走行時ゼロトルク制御処理を表すフローチャートである。
【図１３】実施例１のコースト走行時ゼロトルク制御を含む制御処理を表すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【０００９】
まず、ハイブリッド車両の駆動系構成を説明する。図１は実施例１のエンジン始動制御装置が適用された後輪駆動によるハイブリッド車両を示す全体システム図である。実施例１におけるハイブリッド車の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥと、第１クラッチCL1と、モータジェネレータMGと、第２クラッチCL2と、自動変速機ATと、プロペラシャフトPSと、ディファレンシャルDFと、左ドライブシャフトDSLと、右ドライブシャフトDSRと、左後輪RL（駆動輪）と、右後輪RR（駆動輪）と、を有する。尚、FLは左前輪、FRは右前輪である。
【００１０】
エンジンＥは、例えばガソリンエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。尚、エンジン出力軸にはフライホイールFWが設けられている。
【００１１】
第１クラッチCL1は、エンジンＥとモータジェネレータMGとの間に介装されたクラッチであり、後述する第１クラッチコントローラ５からの制御指令に基づいて、第１クラッチ油圧ユニット６により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。
【００１２】
モータジェネレータMGは、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータジェネレータMGは、バッテリ４からの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリ４を充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。尚、このモータジェネレータMGのロータは、図外のダンパーを介して自動変速機ATの入力軸に連結されている。
【００１３】
第２クラッチCL2は、モータジェネレータMGと左右後輪RL,RRとの間に介装されたクラッチであり、後述するＡＴコントローラ７からの制御指令に基づいて、第２クラッチ油圧ユニット８により作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。
【００１４】
自動変速機ATは、前進５速後退１速等の有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機であり、第２クラッチCL2は、専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機ATの各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用している。この自動変速機ATは、運転者が操作するシフトレバーの操作により、Ｄレンジ、ニュートラルレンジ、Ｒレンジ等を選択可能であり、更にＤレンジに加えて、運転者が選択する変速段のみを達成するＭレンジ（マニュアルレンジ）が選択可能に構成されている。Ｄレンジが選択されているときは、車速とアクセルペダル開度に応じて最適な変速段を選択し、自動的に変速する。Ｍレンジが選択されているときは、運転者のシフトレバー操作に応じた変速段となるように変速する。
【００１５】
自動変速機ATは、前進１速を達成するにあたり、Ｄレンジを選択しているときにはワンウェイクラッチを係合要素の１つとして達成し、Ｍモードが選択されているときにはワンウェイクラッチに代えて摩擦締結要素を係合要素の１つとして達成する。すなわち、Ｄレンジが選択されている場合、エンジンＥ及び／又はモータジェネレータMGから駆動輪に向けてトルクが伝達されるとき（すなわち、ドライブ状態）にはワンウェイクラッチが係合して前進１速を達成し、駆動輪からエンジンＥ及び／又はモータジェネレータMGに向けてトルクが伝達されるとき（すなわち、コースト状態）にはワンウェイクラッチが解放されるため、コーストトルクが作用しない構成とされている。一方、Ｍレンジが選択されている場合、ドライブ状態及びコースト状態のいずれであっても摩擦締結要素が解放されないため、常時、コーストトルクが作用する構成とされている。そして、自動変速機ATの出力軸は、車両駆動軸としてのプロペラシャフトPS、ディファレンシャルギヤDF、左ドライブシャフトDSL、右ドライブシャフトDSRを介して左右後輪RL,RRに連結されている。尚、前記第１クラッチCL1と第２クラッチCL2には、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチを用いている。
【００１６】
ブレーキユニット900は、液圧ポンプと、複数の電磁弁を備え、要求制動トルクに相当する液圧をポンプ増圧により確保し、各輪の電磁弁の開閉制御によりホイルシリンダ圧を制御する所謂ブレーキバイワイヤ制御を可能に構成されている。各輪FR，FL，RR，RLには、ブレーキロータ901とキャリパ902が備えられ、ブレーキユニット900から供給されるブレーキ液圧により摩擦制動トルクを発生させる。尚、液圧源としてアキュムレータ等を備えたタイプでもよいし、液圧ブレーキに代えて電動キャリパを備えた構成でもよい。
【００１７】
このハイブリッド駆動系には、第１クラッチCL1の締結・開放状態に応じて３つの走行モードを有する。第１走行モードは、第１クラッチCL1の開放状態で、モータジェネレータMGの動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」と略称する。）である。第２走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で、エンジンＥを動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード（以下、「HEV走行モード」と略称する。）である。第３走行モードは、第１クラッチCL1の締結状態で第２クラッチCL2をスリップ制御させ、エンジンＥを動力源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モード（以下、「WSC走行モード」と略称する。）である。このモードは、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成可能なモードである。尚、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときは、第１クラッチCL1を締結し、モータジェネレータMGのトルクを用いてエンジン始動を行う。
【００１８】
上記「HEV走行モード」には、「エンジン走行モード」と「モータアシスト走行モード」と「走行発電モード」との３つの走行モードを有する。
【００１９】
「エンジン走行モード」は、エンジンＥのみを動力源として駆動輪を動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジンＥとモータジェネレータMGの２つを動力源として駆動輪を動かす。「走行発電モード」は、エンジンＥを動力源として駆動輪RR,RLを動かすと同時に、モータジェネレータMGを発電機として機能させる。
【００２０】
定速運転時や加速運転時には、エンジンＥの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる。また、減速運転時は、制動エネルギを回生してモータジェネレータMGにより発電し、バッテリ４の充電のために使用する。また、更なるモードとして、車両停止時には、エンジンＥの動力を利用してモータジェネレータMGを発電機として動作させる発電モードを有する。
【００２１】
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。実施例１におけるハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、バッテリ４と、第１クラッチコントローラ５と、第１クラッチ油圧ユニット６と、ＡＴコントローラ７と、第２クラッチ油圧ユニット８と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０と、を有して構成されている。尚、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、第１クラッチコントローラ５と、ＡＴコントローラ７と、ブレーキコントローラ９と、統合コントローラ１０とは、互いの情報交換が可能なＣＡＮ通信線１１を介して接続されている。
【００２２】
エンジンコントローラ１は、エンジン回転数センサ１２からのエンジン回転数情報を入力し、統合コントローラ１０からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne：エンジン回転数,Te：エンジントルク）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。更に詳細なエンジン制御内容については後述する。尚、エンジン回転数Ne等の情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。
【００２３】
モータコントローラ２は、モータジェネレータMGのロータ回転位置を検出するレゾルバ１３からの情報を入力し、統合コントローラ１０からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、モータジェネレータMGのモータ動作点（Nm：モータジェネレータ回転数,Tm：モータジェネレータトルク）を制御する指令をインバータ３へ出力する。尚、このモータコントローラ２では、バッテリ４の充電状態を表すバッテリSOCを監視していて、バッテリSOC情報は、モータジェネレータMGの制御情報に用いると共に、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給される。
【００２４】
第１クラッチコントローラ５は、第１クラッチ油圧センサ１４と第１クラッチストロークセンサ１５からのセンサ情報を入力し、統合コントローラ１０からの第１クラッチ制御指令に応じ、第１クラッチCL1の締結・開放を制御する指令を第１クラッチ油圧ユニット６に出力する。尚、第１クラッチストロークC1Sの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。
【００２５】
ATコントローラ７は、アクセル開度センサ１６と車速センサ１７と第２クラッチ油圧センサ１８と運転者の操作するシフトレバーの位置に応じた信号を出力するインヒビタスイッチからのセンサ情報を入力し、統合コントローラ１０からの第２クラッチ制御指令に応じ、第２クラッチCL2の締結・開放を制御する指令をAT油圧コントロールバルブ内の第２クラッチ油圧ユニット８に出力する。尚、アクセルペダル開度APOと車速VSPとインヒビタスイッチの情報は、ＣＡＮ通信線１１を介して統合コントローラ１０へ供給する。
【００２６】
また、ATコントローラ７内には、Ｄレンジが選択されている場合、アクセル開度と車速に応じて変速段を決定するノーマル変速線を有する通常時変速マップと、Ｍレンジが選択されている場合、エンジン等の保護の観点から強制的に変速するＭレンジ変速線を有するＭレンジ時変速マップとを有する。図６は実施例１の通常時変速マップである。図６中、実線で示すラインがアップシフト変速線であり、各変速段の間に設定されている。また、図６中、点線で示すラインがノーマル用のダウンシフト変速線であり、各変速段の間に設定されている。また、ノーマル用のダウンシフト変速線には、一点鎖線で示すコールド変速線が設定されている。コールド変速線とは、減速度に応じて変速線を高車速側にオフセットしたものである。
【００２７】
すなわち、変速指令が出力されても、実際の変速動作はある程度の時間を要する。特に、コースト減速時には、変速動作が遅れると、エンジン回転数が過度に低下してしまい、エンジンストール等の原因となりやすい。そこで、コースト走行状態における減速度が大きいときには、減速度が小さいときよりも高車速側にてダウンシフト指令を出力することで、エンジン回転数の過度の低下を抑制する。尚、エンジン停止が許可されている場合には、エンジン回転数の低下を回避する必要はないことから、この場合には、通常のダウンシフト変速線に従ってダウンシフト指令を出力する。
【００２８】
図７は実施例１のＭレンジ時変速マップである。図７中、実線で示すラインが強制的にアップシフトを行う強制アップシフト線、図７中、点線で示すラインが強制的にダウンシフトを行う強制ダウンシフト線である。基本的に、Ｍレンジのときは、運転者の選択した変速段を優先するが、エンジン過回転の防止や、低回転・低トルクによるエンジンストールを回避する観点から強制的に変速を行うものである。
【００２９】
ブレーキコントローラ９は、４輪の各車輪速を検出する車輪速センサ１９とブレーキストロークセンサ２０からのセンサ情報を入力し、例えば、ブレーキ踏み込み制動時、ブレーキストロークBSから求められるドライバ要求制動トルクを満足する制動力を回生制動力及び摩擦制動力により達成するように協調回生制御する。尚、ドライバ要求制動トルクに応じたブレーキ液圧に限らず、他の制御要求により任意にブレーキ液圧を発生可能なのは言うまでもない。
【００３０】
統合コントローラ１０は、車両全体の消費エネルギを管理し、最高効率で車両を走らせるための機能を担うもので、モータ回転数Nmを検出するモータ回転数センサ２１と、第２クラッチ出力回転数N2outを検出する第２クラッチ出力回転数センサ２２と、第２クラッチ伝達トルク容量TCL2を検出する第２クラッチトルクセンサ２３と、ブレーキ油圧センサ２４と、第２クラッチCL2の温度を検知する温度センサ１０ａと、前後加速度を検出するGセンサ１０ｂからの情報およびＣＡＮ通信線１１を介して得られた情報を入力する。
【００３１】
また、統合コントローラ１０は、エンジンコントローラ１への制御指令によるエンジンＥの動作制御と、モータコントローラ２への制御指令によるモータジェネレータMGの動作制御と、第１クラッチコントローラ５への制御指令による第１クラッチCL1の締結・開放制御と、ATコントローラ７への制御指令による第２クラッチCL2の締結・開放制御と、を行う。
【００３２】
以下に、図２に示すブロック図を用いて、実施例１の統合コントローラ１０にて演算される制御を説明する。例えば、この演算は、制御周期10msec毎に統合コントローラ１０で演算される。統合コントローラ１０は、目標駆動力演算部100と、モード選択部200と、目標充放電演算部300と、動作点指令部400と、変速制御部500と、を有する。
【００３３】
目標駆動力演算部100では、図３に示す目標駆動力マップを用いて、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標駆動力tFoO（ドライバ要求トルク）を演算する。また、目標駆動力演算部100内には、アクセルペダル開度APOがゼロ（すなわち、運転者に加速意図が無い）のときにブレーキペダル操作（運転者の制動要求）に関わらずエンジンブレーキ力に相当する目標コーストトルクを演算し、回生制動力を含めて制動力を駆動輪に付与するコースト回生制御部101を有する。
【００３４】
ここで、コースト回生制御部101は、駆動輪に伝達される制動トルクが通常のエンジン車両において発生するエンジンフリクション相当を目標コーストトルクとして演算するものであり、第１クラッチCL1が締結しているときには、実際のエンジンフリクションを考慮した値に設定され、第１クラッチCL1が解放しているときには、エンジンフリクション分を模擬する形でモータジェネレータMGにより達成する。
【００３５】
図８は実施例１のＤレンジ選択時における目標コーストトルクマップである。エンジン作動の停止が許可されている状況では、エンジン回転数の低下を回避する必要がないため、この場合には、ノーマル用のダウンシフト線に沿ってダウンシフト指令が出力される。よって、少なくとも２速時には所定の目標コーストトルクを設定し、ノーマル用ダウンシフト線の２−１ダウンシフト線が設定されたノーマル変速２１ダウン車速よりも高めのコーストトルク減少開始車速から徐々に目標コーストトルクを小さくしていき、ノーマル変速２１ダウン車速に到達するときにコーストトルクが０となるように設定されている。その後は、１速に変速が成されたとしても、目標コーストトルクが正の値、すなわちクリープトルクが設定される。
【００３６】
また、エンジン作動の停止が許可されていない状況では、エンジン回転数の低下を回避する必要があるため、この場合には、コールド変速線に沿ってダウンシフト指令が出力される。よって、少なくとも２速時には所定の目標コーストトルクを設定し、コールド変速線の２−１ダウンシフト線が設定されたコールド変速２１ダウン車速よりも高めのコーストトルク減少開始車速から徐々に目標コーストトルクを小さくしていき、コールド変速２１ダウン車速に到達するときにコーストトルクが０となるように設定されている。言い換えると、ノーマル変速２１ダウン車速よりも所定車速だけ高いコールド変速２１ダウン車速に到達するまでにコーストトルクが０となるように設定される。それ以後は、目標コーストトルクが正の値として出力（クリープトルクが出力）されるため、ワンウェイクラッチを係合することができ、エンジン回転数の過度な低下を抑制することができる。
【００３７】
図９は実施例１のＭレンジ選択時における目標コーストトルクマップである。この場合には、エンジン作動の停止の許可等にかかわらず、図９に示すように各変速段に応じて設定された目標コーストトルクが設定される。この目標コーストトルクは、Ｍレンジ時変速マップにおいて設定された強制２１ダウン変速車速よりも高い所定車速において目標コーストトルクが０となるように設定されている。このように、比較的広い範囲に亘って目標コーストトルクを０としているのは、強制２１ダウン車速を通過するタイミングが減速度によってばらつくことを考慮したためである。目標コーストトルクが０とされたときは、モータジェネレータMGの制御状態を、それまでのトルク制御から回転数制御に切り換えるコースト走行時ゼロトルク制御が行われる。この制御の詳細については後述する。
【００３８】
目標コーストトルクは、コーストトルク減少開始車速から所定の勾配でコーストトルクを減少するように設定されている。そして、強制的に２−１ダウン変速が行われた以後は、クリープトルクを出力するように設定されている。他の変速段においては、この５速の目標コーストトルクを基準とした目標コーストトルクが設定されている。図１０は実施例１のＭレンジ用の各ギヤ段係数を表す図である。５速において設定される目標コーストトルクをベーストルクとして１に規格化し、各変速段には、５速における目標コーストトルクにギヤ比に応じた係数を掛けた値を目標コーストトルクとして設定する。
【００３９】
尚、目標コーストトルクが現時点で生じる実際のエンジンフリクションよりも小さい場合には、モータジェネレータMGに回生トルクではなく駆動トルクを出力し、これにより目標コーストトルクを達成するようにすればよい。これにより、目標コーストトルクを精度良く実現することができる。
【００４０】
モード選択部200は、モードマップを有する。図４は実施例１のモードマップである。モードマップ内には、EV走行モードと、WSC走行モードと、HEV走行モードとを有し、アクセルペダル開度APOと車速VSPとから、目標モードを演算する。但し、EV走行モードが選択されていたとしても、バッテリSOCが所定値以下であれば、強制的に「HEV走行モード」もしくは「WSC走行モード」を目標モードとする。
【００４１】
図４のモードマップにおいて、HEV→WSC切換線は、所定アクセル開度APO1未満の領域では、自動変速機ATが１速段のときに、エンジンＥのアイドル回転数よりも小さな回転数となる下限車速VSP1よりも低い領域に設定されている。また、所定アクセル開度APO1以上の領域では、大きな駆動力を要求されることから、下限車速VSP1よりも高い車速VSP1'領域までWSC走行モードが設定されている。尚、バッテリSOCが低く、EV走行モードを達成できないときには、発進時等であってもWSC走行モードを選択するように構成されている。
【００４２】
アクセルペダル開度APOが大きいとき、その要求をアイドル回転数付近のエンジン回転数に対応したエンジントルクとモータジェネレータトルクで達成するのは困難な場合がある。ここで、エンジントルクは、エンジン回転数が上昇すればより多くのトルクを出力できる。このことから、エンジン回転数を引き上げてより大きなトルクを出力させれば、例え下限車速VSP1よりも高い車速までWSC走行モードを実行しても、短時間でWSC走行モードからHEV走行モードに遷移させることができる。この場合が図４に示す下限車速VSP1'まで広げられたWSC領域である。
【００４３】
目標充放電演算部300では、図５に示す目標充放電量マップを用いて、バッテリSOCから目標充放電電力tPを演算する。また、目標充放電量マップには、EV走行モードを許可もしくは禁止するためのEVON線（MWSCON線）がSOC＝50％に設定され、EVOFF線（MWSCOFF線）がSOC＝35％に設定されている。
【００４４】
SOC≧50％のときは、図４のモードマップにおいてEV走行モード領域が出現する。モードマップ内に一度EV領域が出現すると、SOCが35％を下回るまでは、この領域は出現し続ける。尚、EV走行モード領域を、バッテリSOCが高いときは広く設定し、バッテリSOCが低いときは狭く設定するようにしてもよい。この場合、バッテリSOCが低いときは、車速が高まるほどEV走行モード領域が狭くなるように設定し、バッテリに過度の負担をかけないようにすることが好ましい。
【００４５】
SOC＜35％のときは、図４のモードマップにおいてEV走行モード領域が消滅する。モードマップ内からEV走行モード領域が消滅すると、SOCが50％に到達するまでは、この領域は消滅し続ける。
【００４６】
動作点指令部400では、アクセルペダル開度APOと、目標駆動力tFoO（ドライバ要求トルク）と、目標モードと、車速VSPと、目標充放電電力tPとから、これらの動作点到達目標として、過渡的な目標エンジントルクと目標モータジェネレータトルクと目標第２クラッチ伝達トルク容量TCL2*と自動変速機ATの目標変速段と第１クラッチソレノイド電流指令を演算する。また、動作点指令部400には、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときにエンジンＥを始動するエンジン始動制御部が設けられている。
【００４７】
変速制御部500では、シフトマップに示すシフトスケジュールに沿って、目標第２クラッチ伝達トルク容量TCL2*と目標変速段を達成するように自動変速機AT内のソレノイドバルブを駆動制御する。尚、シフトマップは、車速VSPとアクセルペダル開度APOに基づいて予め目標変速段が設定されたものである。
【００４８】
（コースト回生制動力制御処理）
次に、実施例１のコースト回生制動力制御処理について説明する。図１１は実施例１のコースト回生制動力制御処理を表すフローチャートである。この処理は、コースト回生制御部101において行われるものである。
ステップＳ１では、Ｍレンジが選択されているか否かを判断し、Ｍレンジが選択されているときはステップＳ２に進み、Ｄレンジが選択されているときはステップＳ４に進む。
ステップＳ２では、Ｍレンジ用変速線が設定されたＭレンジ時変速マップを選択する。
ステップＳ３では、Ｍレンジ用目標コーストトルクを選択する。
【００４９】
ステップＳ４では、エンジン停止禁止条件が成立しているか否かを判断し、条件成立、すなわちエンジン停止が禁止されているときはステップＳ５に進み、条件不成立、すなわちエンジン停止が禁止されていない（許可されている）ときはステップＳ７に進む。尚、エンジン停止禁止条件とは、通常のモードマップにおいてEV走行モードが設定されている領域にあるときにはエンジンを停止しても差し支えない。一方、バッテリSOCが低い場合や、エンジン水温が低くエンジン再始動時に適正な始動を行うことが困難な場合には、EV走行モードが許可されず、エンジン停止が禁止されているモード、すなわちHEV走行モードもしくはWSC走行モードが選択されることを意味する。
【００５０】
ステップＳ５では、通常時変速マップのうちコールド変速線に基づいた変速線を選択する。
ステップＳ６では、コールド用目標コーストトルクを選択する。
ステップＳ７では、通常時変速マップのうちノーマル変速線に基づいた変速線を選択する。
ステップＳ８では、ノーマル用目標コーストトルクを選択する。
【００５１】
（コースト走行時ゼロトルク制御）
次に、ステップＳ３でＭレンジ用目標コーストトルクが選択された状態におけるモータジェネレータMGの制御状態切り換え処理について説明する。図１２は実施例１のコースト走行時ゼロトルク制御処理を表すフローチャートである。
ステップＳ３１では、Ｍレンジが選択されているか否かを判断し、Ｍレンジが選択されているときはステップＳ３２に進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
ステップＳ３２では、目標コーストトルクが０か否かを判断し、０のときはステップＳ３３に進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
ステップＳ３３では、モータジェネレータMGを回転数制御とし、目標回転数を第２クラッチCL2の出力回転数に自動変速機のギヤ比（１速のギヤ比）を掛けた値に設定する。
【００５２】
次に、上記制御フローに基づく作用について説明する。図１３は実施例１のコースト走行時ゼロトルク制御を含む制御処理を表すタイムチャートである。以下の作用はコースト状態により減速している走行状態であり、Ｍレンジ選択時に１速へのダウンシフトが行われ、所定車速未満ではクリープトルクが出力される。
Ｍレンジを選択しているときは、運転者が選択した変速段に応じた目標コーストトルクが選択される（図９参照）。このとき、Ｍレンジを選択しているときの１速は、ワンウェイクラッチの作用がなく、大きな減速度を発生するおそれがある。そこで、目標コーストトルクを設定するにあたり、Ｍレンジ用２１ダウン車速よりも高いコーストトルク減少開始車速から、所定車速に向けてコーストトルクを徐々に小さくするように設定される。これにより、どの変速段から強制的に１速へのダウンシフトが行われたとしても、急激に減速度が変化することがなく、変速ショックを抑制する。尚、目標コーストトルクが負値のときは、エンジンＥ及びモータジェネレータMGはいずれもトルク制御である。発電要求があるときは、エンジンＥにより発電要求分の正トルクを出力し、モータジェネレータMGでは、エンジンＥから出力される正トルク及び目標コーストトルクの両方を加算した負トルクを発生させることで、コーストトルクを発生させる。
【００５３】
時刻ｔ１において、目標コーストトルクが０に設定されると、モータジェネレータMGでの制御状態は、トルク制御から回転数制御に切り換えられ、そのときの駆動輪回転数に相当する第２クラッチ出力側回転数（すなわち、自動変速機入力回転数）を演算し、この値を目標回転数として設定する。これにより、モータジェネレータMGは、結果として第２クラッチCL2にスリップが発生しないように制御するため、目標コーストトルクである０トルクを実現する。
【００５４】
尚、第２クラッチCL2が完全締結している場合、エンジントルクのばらつきが懸念されるが、エンジントルクのバラツキはモータジェネレータMGにより吸収されるため、駆動輪側にトルク変動を伝えることがない。また、WSC走行モードに遷移するときは第２クラッチCL2がスリップ制御される。このとき、第２クラッチCL2の伝達トルク容量は、要求トルクに応じて制御されるため、目標コーストトルクが０のときは、制御上、完全解放であってクラッチピストンが過剰にストロークしない範囲に制御される。これは、次に第２クラッチCL2に伝達トルク容量を与えるときの制御性を確保するためである。しかしながら、クラッチストローク制御にもばらつきがあるため、クラッチ制御によって０トルクを実現するのは困難である。これに対し、第２クラッチCL2の入力側回転数と一致するモータジェネレータMGの回転数制御によって、第２クラッチCL2の出力側回転数と同じ回転数となるように制御されるため、第２クラッチCL2にスリップ状態が発生せず、伝達トルク容量にばらつきがあったとしても、駆動輪にトルク変動を伝達することはない。
【００５５】
時刻ｔ２において、目標コーストトルクが０からクリープトルクである正トルクとなると、モータジェネレータMGは回転数制御を維持しつつ、目標回転数としてエンジンアイドル回転数相当値に設定される。このとき、第２クラッチCL2は目標コーストトルク（この場合はクリープトルク）を出力するように制御され、駆動輪には第２クラッチCL2の伝達トルク容量に応じたクリープトルクが出力される。
【００５６】
以上説明したように、実施例１のハイブリッド車両にあっては、下記に列挙する作用効果を得ることができる。
【００５７】
（１）エンジンＥとモータジェネレータMGとからなる動力源と、動力源のトルク制御により目標コーストトルク（目標トルク）を発生させるときに、目標コーストトルクをゼロ相当とする要求が出力されたときは、モータジェネレータMGをトルク制御から回転数制御に切り換え、かつ、該回転数制御における目標回転数を第２クラッチCL2の出力回転数に自動変速機のギヤ比を掛けた値（駆動輪回転数相当値）とするコースト回生制御部101（制御手段）と、を備えた。
よって、モータジェネレータMGが駆動輪回転数相当値の回転数を達成するようにトルクを発生するため、エンジントルクがばらついたとしてもゼロトルク相当状態を実現でき、安定した走行状態を達成できる。
【００５８】
（２）コースト回生制御部101は、モータジェネレータMGを回転数制御に切り換えたときは、エンジンＥの制御状態を、発電要求トルクを目標トルクとするトルク制御とする。これにより、モータジェネレータMGは回転数制御をすることで自動的に発電が行うことができる。
【００５９】
（３）モータジェネレータMGを有する動力源と、動力源と駆動輪との間に介装された第２クラッチCL2と、第２クラッチCL2クラッチをスリップ制御しつつ、動力源のトルク制御により目標コーストトルクを発生させるときに、目標コーストトルクをゼロ相当とする要求が出力されたときは、モータジェネレータMGをトルク制御から回転数制御に切り換え、かつ、該回転数制御における目標回転数を第２クラッチCL2の出力回転数に自動変速機のギヤ比を掛けた値（駆動輪回転数相当値）とする制御手段と、を備えた。
よって、モータジェネレータMGが駆動輪回転数相当値の回転数を達成するようにトルクを発生するため、第２クラッチCL2の伝達トルク容量がばらついたとしてもゼロトルク相当状態を実現でき、安定した走行状態を達成できる。
【００６０】
（４）運転者のシフトレバー操作により選択された変速段に変速するマニュアルレンジを有し、コースト回生制御部101は、マニュアルレンジにおいて１速が選択され、かつ、目標コーストトルクとしてゼロ相当とする要求が出力されたときにモータジェネレータMGを回転数制御に切り換える。このように、特定の走行シーンでのみモータジェネレータMGの回転数制御を行うことで、駆動輪との間でトルクの授受が行われない状況を少なくすることができ、車両としての性能を向上することができる。
【００６１】
以上、本発明を実施例１に基づいて説明したが、具体的な構成は他の構成であってもよい。例えば、実施例１では、ハイブリッド車両に適用したが、駆動源としてモータを備えた車両であれば、電気自動車であっても同様に適用可能である。
【００６２】
また、実施例１では、FR型のハイブリッド車両について説明したが、FF型のハイブリッド車両であっても構わない。
【符号の説明】
【００６３】
Ｅ エンジン
CL1 第１クラッチ
MG モータジェネレータ
CL2 第２クラッチ
AT 自動変速機
１ エンジンコントローラ
２ モータコントローラ
３ インバータ
４ バッテリ
５ 第１クラッチコントローラ
６ 第１クラッチ油圧ユニット
７ ＡＴコントローラ
８ 第２クラッチ油圧ユニット
９ ブレーキコントローラ
１０ 統合コントローラ
２４ ブレーキ油圧センサ
100 目標駆動力演算部
200 モード選択部
300 目標充放電演算部
400 動作点指令部
500 変速制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとモータジェネレータとからなる動力源と、
前記動力源のトルク制御により目標トルクを発生させるときに、前記目標トルクをゼロ相当とする要求が出力されたときは、前記モータジェネレータをトルク制御から回転数制御に切り換え、かつ、該回転数制御における目標回転数を駆動輪回転数相当値とする制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御装置において、
前記制御手段は、前記モータジェネレータを回転数制御に切り換えたときは、前記エンジンの制御状態を、発電要求トルクを目標トルクとするトルク制御とすることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
モータジェネレータを有する動力源と、
前記動力源と駆動輪との間に介装されたクラッチと、
前記クラッチをスリップ制御しつつ、前記動力源のトルク制御により目標トルクを発生させるときに、前記目標トルクをゼロ相当とする要求が出力されたときは、前記モータジェネレータをトルク制御から回転数制御に切り換え、かつ、該回転数制御における目標回転数を駆動輪回転数相当値とする制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１つに記載の車両の制御装置において、
運転者のシフトレバー操作により選択された変速段に変速するマニュアルレンジを有し、
前記制御手段は、前記マニュアルレンジにおいて１速が選択され、かつ、目標トルクとしてコースト走行時の目標トルクがゼロ相当とする要求が出力されたときに前記モータジェネレータを回転数制御に切り換えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項１】
エンジンとモータジェネレータとからなる動力源と、
前記動力源のトルク制御により目標トルクを発生させるときに、前記目標トルクをゼロ相当とする要求が出力されたときは、前記モータジェネレータをトルク制御から回転数制御に切り換え、かつ、該回転数制御における目標回転数を駆動輪回転数相当値とする制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御装置において、
前記制御手段は、前記モータジェネレータを回転数制御に切り換えたときは、前記エンジンの制御状態を、発電要求トルクを目標トルクとするトルク制御とすることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
モータジェネレータを有する動力源と、
前記動力源と駆動輪との間に介装されたクラッチと、
前記クラッチをスリップ制御しつつ、前記動力源のトルク制御により目標トルクを発生させるときに、前記目標トルクをゼロ相当とする要求が出力されたときは、前記モータジェネレータをトルク制御から回転数制御に切り換え、かつ、該回転数制御における目標回転数を駆動輪回転数相当値とする制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１つに記載の車両の制御装置において、
運転者のシフトレバー操作により選択された変速段に変速するマニュアルレンジを有し、
前記制御手段は、前記マニュアルレンジにおいて１速が選択され、かつ、目標トルクとしてコースト走行時の目標トルクがゼロ相当とする要求が出力されたときに前記モータジェネレータを回転数制御に切り換えることを特徴とする車両の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１５３３１７（Ｐ２０１２−１５３３１７Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１９０（Ｐ２０１１−１６１９０）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]