トップ :: B 処理操作 運輸 :: B60 車両一般




【発明の名称】 車両の回生制御装置
【発明者】 【氏名】小島 正清
【要約】 【課題】車両走行時にモータジェネレータを回生制御してバッテリを充電するとともに車両に所定の制動力を作用させる際に、エンジンを連れ廻ししながら回生制御を行う場合にも優れた発電効率が得られるようにする。

【解決手段】エンジンが連れ廻りさせられる接続状態（Ｓ３がＹＥＳ）とエンジンが切り離される遮断状態（Ｓ３がＮＯ）とで、別々の基準に従って変速機の変速制御を行う。すなわち、遮断状態ではステップＳ８でモータジェネレータの発電効率が所定の条件下で最大になるように変速制御を行う一方、接続状態ではステップＳ５でエンジンの回転抵抗が所定の条件下で最低になるように変速制御を行う。また、接続状態であっても、モータジェネレータ等の故障で回生制御が不可の場合には、ステップＳ７でエンジンの回転抵抗に基づいて所定の制動力が得られるように変速制御を行う。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 変速比を変更可能な変速機を介して駆動輪に連結されている内燃機関と、該内燃機関と前記変速機との間の動力伝達を接続、遮断する断続装置と、前記変速機を介して前記駆動輪に連結されているとともに少なくとも発電機として機能する回転機と、車両走行時に前記回転機を回生制御して発電するとともに車両に制動力を作用させる回生制御手段と、を備えている車両の回生制御装置において、前記回生制御手段による回生制御時に、前記断続装置が接続状態か遮断状態かによって前記変速機の変速比を別々の基準で制御する回生時変速制御手段を有することを特徴とする車両の回生制御装置。
【請求項２】 前記回生時変速制御手段は、前記断続装置が遮断状態の場合には前記回転機の発電効率が大きくなるように前記変速比を制御することを特徴とする請求項１に記載の車両の回生制御装置。
【請求項３】 前記回生時変速制御手段は、前記断続装置が接続状態の場合には前記内燃機関の回転抵抗が小さくなるように前記変速比を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の車両の回生制御装置。
【請求項４】 前記回生時変速制御手段は、前記断続装置が接続状態であっても前記回転機の故障時には前記内燃機関の回転抵抗が大きくなるように前記変速比を制御することを特徴とする請求項３に記載の車両の回生制御装置。
【請求項５】 前記変速機は無段変速機であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両の回生制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は車両の回生制御装置に係り、特に、回転機を回生制御して発電する際の変速機の変速制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】(a) 変速比を変更可能な変速機を介して駆動輪に連結されている内燃機関と、(b) その内燃機関と前記変速機との間の動力伝達を接続、遮断する断続装置と、(c) 前記変速機を介して前記駆動輪に連結されているとともに少なくとも発電機として機能する回転機と、(d) 車両走行時に前記回転機を回生制御して発電するとともに車両に制動力を作用させる回生制御手段と、を備えている車両が知られている。特開平８−２５１７０８号公報に記載されているハイブリッド車両はその一例で、回転機として発電機および電動モータの両方の機能を有するモータジェネレータが用いられているとともに、変速機としてベルト式無段変速機が用いられており、回生制御手段による回生制御時には、モータジェネレータが最も発電効率の良い回転速度で回転するように変速機を変速制御するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このようにモータジェネレータの発電効率だけで変速制御を行った場合、断続装置が接続状態で内燃機関が連れ廻りさせられると、内燃機関のポンプ作用やフリクションロスなどによる回転抵抗で制動力が発生するため、その分だけモータジェネレータの発電量（回生制動トルク）が低下してエネルギー効率が悪化する。回生制御時には、断続装置を遮断して内燃機関を切り離すようにすれば良いが、例えば電動モータでは十分な駆動力が得られない高速走行時などの再加速時に速やかに内燃機関による駆動力が得られるようにしたい場合など、断続装置を接続して内燃機関を連れ廻ししながら回生制御を行う場合も考えられる。
【０００４】本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、内燃機関を連れ廻ししながら回生制御を行う場合にも優れた発電効率が得られるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 変速比を変更可能な変速機を介して駆動輪に連結されている内燃機関と、(b) その内燃機関と前記変速機との間の動力伝達を接続、遮断する断続装置と、(c) 前記変速機を介して前記駆動輪に連結されているとともに少なくとも発電機として機能する回転機と、(d) 車両走行時に前記回転機を回生制御して発電するとともに車両に制動力を作用させる回生制御手段と、を備えている車両の回生制御装置において、(e) 前記回生制御手段による回生制御時に、前記断続装置が接続状態か遮断状態かによって前記変速機の変速比を別々の基準で制御する回生時変速制御手段を有することを特徴とする。
【０００６】第２発明は、第１発明の車両の回生制御装置において、前記回生時変速制御手段は、前記断続装置が遮断状態の場合には前記回転機の発電効率が大きくなるように前記変速比を制御することを特徴とする。
【０００７】第３発明は、第１発明または第２発明の車両の回生制御装置において、前記回生時変速制御手段は、前記断続装置が接続状態の場合には前記内燃機関の回転抵抗が小さくなるように前記変速比を制御することを特徴とする。
【０００８】第４発明は、第３発明の車両の回生制御装置において、前記回生時変速制御手段は、前記断続装置が接続状態であっても前記回転機の故障時には前記内燃機関の回転抵抗が大きくなるように前記変速比を制御することを特徴とする。
【０００９】第５発明は、第１発明〜第４発明の何れかの車両の回生制御装置において、前記変速機は無段変速機であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】このような車両の回生制御装置においては、内燃機関が連れ廻りさせられる接続状態と内燃機関が切り離される遮断状態とで別々の基準に従って変速機の変速制御が行われるため、それぞれの状態において優れたエネルギー効率で回転機を回生制御することができる。すなわち、内燃機関が切り離される遮断状態の場合には、第２発明のよう回転機の発電効率が大きくなるように変速制御、すなわち回転機の回転速度制御を行うことにより、従来と同様に高いエネギー効率で発電することができる。また、内燃機関が連れ回りさせられる接続状態の場合には、第３発明のように内燃機関の回転抵抗が小さくなるように変速制御、すなわち内燃機関の回転速度制御を行うことにより、内燃機関の回転抵抗によるエネルギーロスが低減されて、それだけ回転機の回生制御で回収できる発電量が増大する。
【００１１】ここで、内燃機関の回転抵抗に基づいて変速制御を行うと、回転機の発電効率が低下するが、内燃機関の回転抵抗の変動に比較して回転機の発電効率の変動は小さく、内燃機関の回転抵抗が小さくなるように変速制御が行われることにより、トータルとして回転機の発電量を増大させることができる。但し、内燃機関の回転抵抗を小さくすることを基本として、回転機の発電効率の変動を加味することにより、トータルとして更に高いエネルギー効率で発電できるように変速制御することも可能である。また、回転機の発電効率だけでなく、電気エネルギーを蓄積するバッテリの充電効率なども考慮して変速制御、すなわち回転機の回転速度制御を行うこともできる。
【００１２】第４発明では、断続装置が接続状態であっても回転機の故障時には内燃機関の回転抵抗が大きくなるように変速比を制御するため、回転機の故障で回生制御による制動力が得られない場合でも、内燃機関の回転抵抗に基づいて制動力が発生させられ、回生制動力の有無によって生じる違和感が軽減され、或いは解消する。
【００１３】第５発明では無段変速機が用いられているため、車速変化に応じて変速比を連続的に変化させることにより、常に高いエネルギー効率で回転機を回生制御することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】ここで、変速機としてはベルト式やトロイダル式等の無段変速機が好適に用いられるが、有段の変速機を有する車両にも適用され得る。断続装置は、摩擦係合式のクラッチやブレーキが好適に用いられ、例えば変速機に連結された回転機と内燃機関との間の動力伝達を接続、遮断するように配設され、接続時には回転機および内燃機関が一体回転させられるように構成されるが、歯車式差動装置（遊星歯車装置など）の３つの回転要素のうちの１つがブレーキによって固定されることにより、他の２つの回転要素に連結された回転機と内燃機関とが相対回転させられるとともに、それ等の合成トルクが変速機側へ出力される場合など、種々の態様が可能である。
【００１５】本発明は、車両の駆動源として内燃機関の他に電動モータを備えているハイブリッド車両に好適に適用され、回転機として発電機および電動モータの両方の機能を有するモータジェネレータが好適に用いられるが、内燃機関のみで走行する車両や、回転機の発電による回生制動トルクを反力として内燃機関で走行する車両などにも適用され得る。また、発電機として用いられる回転機とは別に、車両駆動用の電動モータ或いはモータジェネレータを備えているハイブリッド車両にも適用され得る。
【００１６】回生制御手段は、例えば車両の前進走行時にアクセル操作量などの運転者の出力要求量が０になった場合やフットブレーキが踏込み操作された場合などに、回転機を回生制御するように構成されるが、後進走行時に回生制御することも可能である。回転機の回生制動トルクは、予め一定値が定められても良いが、フットブレーキの踏込み操作力などのブレーキ要求量や変速機の変速比などをパラメータとして、回転機の回生制動トルクが求められるようになっていていも良いなど、種々の態様が可能である。また、このような回生制御時には、内燃機関はフューエルカットされるのが普通であるが、例えばアイドル状態などで作動が継続されるようになっていても良い。
【００１７】第２発明の回生時変速制御手段は、断続装置が遮断状態の場合に、例えば要求制動トルクおよび車速に応じて要求制動仕事率（制動パワー）を求め、その要求制動仕事率が得られる回転機の回転速度−制動トルク線上で、且つ変速機の変速制御で可能な回転速度範囲内において、発電効率が最大になる目標回転速度を予め定められたマップなどから求め、回転機の回転速度がその目標回転速度になるように変速制御を行うように構成されるが、何らかのガードなどで発電効率が制限されたり、バッテリの充電効率を加味して目標回転速度を設定したりすることも可能である。なお、回転機が最も発電効率の良い予め定められた一定の回転速度、回生制動トルクで作動するように変速制御を行うようにしても良いなど、種々の態様を採用できる。
【００１８】第３発明の回生時変速制御手段は、断続装置が接続状態の場合に、例えば内燃機関の回転抵抗が最小になるように、変速機の変速制御で可能な内燃機関の回転速度の範囲内で最低（内燃機関がアイドル状態で作動している場合はアイドル回転速度）になるように変速制御が行われるが、内燃機関が停止状態（フューエルカット）の場合に回転速度が低くなり過ぎると直ちに再始動できなくなるため、所定の下限値（例えば１２００ｒｐｍなど）を設けることが望ましく、内燃機関の回転速度がその下限値以上で且つ変速機の変速制御で可能な最低回転速度になるように変速制御を行うことが望ましい。また、回生制御手段は、例えば前記要求制動仕事率から内燃機関の回転抵抗による制動仕事率を差し引いた制動仕事率が得られるように、その時の回転機の回転速度から回生制動トルクを求め、その回生制動トルクで回転機を回生制御するように構成されるが、予め定められた一定の回生制動トルクで回生制御したり、上記変速制御で定まる回転速度で最も発電効率の良い回生制動トルクで回生制御したりするなど、種々の態様が可能である。
【００１９】第４発明の回生時変速制御手段は、例えば内燃機関の回転抵抗に基づいて前記要求制動トルクが得られるように変速制御を行うことが望ましい。第４発明は、断続装置が接続状態の場合のものであるが、回転機が故障で回生制御不可の場合には、常に断続装置を接続して内燃機関を連れ廻りさせることにより、所定の制動力が得られるようにすることも可能である。なお、回転機の故障は、回転機やインバータの機械的な故障だけでなく、その電気系統の故障も含むもので、実質的に回生制御が不可の場合である。
【００２０】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明が適用されたハイブリッド駆動制御装置１０を説明する概略構成図で、図２は変速機１２を含む骨子図であり、このハイブリッド駆動制御装置１０は、燃料の燃焼で動力を発生するエンジン１４、電動モータおよび発電機として用いられるモータジェネレータ１６、およびダブルピニオン型の遊星歯車装置１８を備えて構成されており、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などに横置きに搭載されて使用される。遊星歯車装置１８のサンギヤ１８ｓにはエンジン１４が連結され、キャリア１８ｃにはモータジェネレータ１６が連結され、リングギヤ１８ｒは第１ブレーキＢ１を介してケース２０に連結されるようになっている。また、キャリア１８ｃは第１クラッチＣ１を介して変速機１２の入力軸２２に連結され、リングギヤ１８ｒは第２クラッチＣ２を介して入力軸２２に連結されるようになっている。エンジン１４は内燃機関に相当し、モータジェネレータ１６は回転機に相当する。また、遊星歯車装置１８は歯車式差動装置で、第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１と共にエンジン１４と変速機１２との間の動力伝達を接続、遮断する断続装置を構成している。
【００２１】上記クラッチＣ１、Ｃ２および第１ブレーキＢ１は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる湿式多板式の油圧式摩擦係合装置で、油圧制御回路２４から供給される作動油によって摩擦係合させられるようになっている。図３は、油圧制御回路２４の要部を示す図で、電動ポンプを含む電動式油圧発生装置２６で発生させられた元圧ＰＣが、マニュアルバルブ２８を介してシフトレバー３０（図１参照）のシフトポジションに応じて各クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１へ供給されるようになっている。シフトレバー３０は、運転者によって操作されるシフト操作部材で、本実施例では「Ｂ」、「Ｄ」、「Ｎ」、「Ｒ」、「Ｐ」の５つのシフトポジションに選択操作されるようになっており、マニュアルバルブ２８はケーブルやリンク等を介してシフトレバー３０に連結され、そのシフトレバー３０の操作に従って機械的に切り換えられるようになっている。
【００２２】「Ｂ」ポジションは、前進走行時に変速機１２のダウンシフトなどにより比較的大きな動力源ブレーキが発生させられるシフトポジションで、「Ｄ」ポジションは前進走行するシフトポジションであり、これ等のシフトポジションでは出力ポート２８ａからクラッチＣ１およびＣ２へ元圧ＰＣが供給される。第１クラッチＣ１へは、シャトル弁３１を介して元圧ＰＣが供給されるようになっている。「Ｎ」ポジションは動力源からの動力伝達を遮断するシフトポジションで、「Ｒ」ポジションは後進走行するシフトポジションで、「Ｐ」ポジションは動力源からの動力伝達を遮断するとともに図示しないパーキングロック装置により機械的に駆動輪の回転を阻止するシフトポジションであり、これ等のシフトポジションでは出力ポート２８ｂから第１ブレーキＢ１へ元圧ＰＣが供給される。出力ポート２８ｂから出力された元圧ＰＣは戻しポート２８ｃへも入力され、上記「Ｒ」ポジションでは、その戻しポート２８ｃから出力ポート２８ｄを経てシャトル弁３１から第１クラッチＣ１へ元圧ＰＣが供給されるようになっている。
【００２３】クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１には、それぞれコントロール弁３２、３４、３６が設けられ、それ等の油圧ＰC1、ＰC2、ＰB1が制御されるようになっている。クラッチＣ１の油圧ＰC1についてはＯＮ−ＯＦＦ弁３８によって調圧され、クラッチＣ２およびブレーキＢ１についてはリニアソレノイド弁４０によって調圧されるようになっている。
【００２４】そして、上記クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１の作動状態に応じて、図４に示す各走行モードが成立させられる。すなわち、「Ｂ」ポジションまたは「Ｄ」ポジションでは、「ＥＴＣモード」、「直結モード」、「モータ走行モード（前進）」の何れかが成立させられ、「ＥＴＣモード」では、第２クラッチＣ２を係合するとともに第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１を開放した状態、言い換えればサンギヤ１８ｓ、キャリア１８ｃ、およびリングギヤ１８ｒが相対回転可能な状態で、エンジン１４およびモータジェネレータ１６を共に作動させてサンギヤ１８ｓおよびキャリア１８ｃにトルクを加え、リングギヤ１８ｒを回転させて車両を前進走行させる。「直結モード」では、クラッチＣ１、Ｃ２を係合するとともに第１ブレーキＢ１を開放した状態で、エンジン１４を作動させて車両を前進走行させる。また、「モータ走行モード（前進）」では、第１クラッチＣ１を係合するとともに第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１を開放した状態で、モータジェネレータ１６を作動させて車両を前進走行させる。「モータ走行モード（前進）」ではまた、フットブレーキの踏込み操作時（ブレーキＯＮ時）などにモータジェネレータ１６を回生制御することにより、車両の運動エネルギーで発電してバッテリ４２（図１参照）を充電するとともに車両に制動力を作用させることができる。
【００２５】図５は、上記前進モードにおける遊星歯車装置１８の作動状態を示す共線図で、「Ｓ」はサンギヤ１８ｓ、「Ｒ」はリングギヤ１８ｒ、「Ｃ」はキャリア１８ｃを表しているとともに、それ等の間隔はギヤ比ρ（＝サンギヤ１８ｓの歯数／リングギヤ１８ｒの歯数）によって定まる。具体的には、「Ｓ」と「Ｃ」の間隔を１とすると、「Ｒ」と「Ｃ」の間隔がρになり、本実施例ではρが０．６程度である。また、(a) のＥＴＣモードにおけるトルク比は、エンジントルクＴｅ：ＣＶＴ入力軸トルクＴin：モータトルクＴｍ＝ρ：１：１−ρであり、モータトルクＴｍはエンジントルクＴｅより小さくて済むとともに、定常状態ではそれ等のモータトルクＴｍおよびエンジントルクＴｅを加算したトルクがＣＶＴ入力軸トルクＴinになる。ＣＶＴは無段変速機の意味であり、本実施例では変速機１２としてベルト式無段変速機が設けられている。
【００２６】図４に戻って、「Ｎ」ポジションまたは「Ｐ」ポジションでは、「ニュートラル」または「充電・Ｅｎｇ始動モード」の何れかが成立させられ、「ニュートラル」ではクラッチＣ１、Ｃ２および第１ブレーキＢ１の何れも開放する。「充電・Ｅｎｇ始動モード」では、クラッチＣ１、Ｃ２を開放するとともに第１ブレーキＢ１を係合し、モータジェネレータ１６を逆回転させてエンジン１４を始動したり、エンジン１４により遊星歯車装置１８を介してモータジェネレータ１６を回転駆動するとともに発電制御することにより、電気エネルギーを発生させてバッテリ４２（図１参照）を充電したりする。
【００２７】「Ｒ」ポジションでは、「モータ走行モード（後進）」または「フリクション走行モード」が成立させられ、「モータ走行モード（後進）」では、第１クラッチＣ１を係合するとともに第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１を開放した状態で、モータジェネレータ１６を逆方向へ回転駆動してキャリア１８ｃ、更には入力軸２２を逆回転させることにより車両を後進走行させる。「フリクション走行モード」は、上記「モータ走行モード（後進）」での後進走行時にアシスト要求が出た場合に実行されるもので、エンジン１４を始動してサンギヤ１８ｓを正方向へ回転させるとともに、そのサンギヤ１８ｓの回転に伴ってリングギヤ１８ｒが正方向へ回転させられている状態で、第１ブレーキＢ１をスリップ係合させてそのリングギヤ１８ｒの回転を制限することにより、キャリア１８ｃに逆方向の回転力を作用させて後進走行をアシストするものである。
【００２８】前記変速機１２はベルト式無段変速機で、その出力軸４４からカウンタ歯車４６を経て差動装置４８のリングギヤ５０に動力が伝達され、その差動装置４８により左右の駆動輪（本実施例では前輪）５２に動力が分配される。
【００２９】本実施例のハイブリッド駆動制御装置１０は、図１に示すＨＶＥＣＵ６０によって制御されるようになっている。ＨＶＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えていて、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を実行することにより、電子スロットルＥＣＵ６２、エンジンＥＣＵ６４、Ｍ／ＧＥＣＵ６６、Ｔ／ＭＥＣＵ６８、前記油圧制御回路２４のＯＮ−ＯＦＦ弁３８、リニアソレノイド弁４０、エンジン１４のスタータ７０などを制御する。電子スロットルＥＣＵ６２はエンジン１４の電子スロットル弁７２を開閉制御するもので、エンジンＥＣＵ６４はエンジン１４の燃料噴射量や可変バルブタイミング機構、点火時期などによりエンジン出力を制御するもので、Ｍ／ＧＥＣＵ６６はインバータ７４を介してモータジェネレータ１６の力行トルクや回生制動トルク等を制御するもので、Ｔ／ＭＥＣＵ６８は変速機１２の変速比γ（＝入力軸回転速度Ｎin／出力軸回転速度Ｎout ）やベルト張力などを制御するものである。前記油圧制御回路２４は、変速機１２の変速比γやベルト張力を制御するための回路を備えている。スタータ７０はモータジェネレータで、ベルト或いはチェーンなどの動力伝達装置を介してエンジン１４のクランクシャフトに連結されている。
【００３０】上記ＨＶＥＣＵ６０には、アクセル操作量センサ７６からアクセル操作部材としてのアクセルペダル７８の操作量θacを表す信号が供給されるとともに、シフトポジションセンサ８０からシフトレバー３０のシフトポジションを表す信号が供給される。また、エンジン回転速度センサ８２、モータ回転速度センサ８４、入力軸回転速度センサ８６、出力軸回転速度センサ８８、ＡＢＳ等のブレーキ制御装置９０から、それぞれエンジン回転速度（回転数）Ｎｅ、モータ回転速度（回転数）Ｎｍ、入力軸回転速度（入力軸２２の回転速度）Ｎin、出力軸回転速度（出力軸４４の回転速度）Ｎout 、要求制動トルクＴB を表す信号がそれぞれ供給される。出力軸回転速度Ｎout は車速Ｖに対応する。この他、バッテリ４２の蓄電量ＳＯＣなど、運転状態を表す種々の信号が供給されるようになっている。蓄電量ＳＯＣは単にバッテリ電圧であっても良いが、充放電量を逐次積算して求めるようにしても良い。アクセル操作量θacは運転者の出力要求量に相当する。
【００３１】図６は、前進走行時にモータジェネレータ１６を回生制御して発電するとともに車両に所定の制動力を作用させる回生制御を説明するフローチャートで、ＨＶＥＣＵ６０やＭ／ＧＥＣＵ６６、Ｔ／ＭＥＣＵ６８の信号処理により所定のサイクルタイムで繰り返し実行される。図６のステップＳ６およびＳ９はＭ／ＧＥＣＵ６６によって実行されるもので、回生制御手段として機能しており、ステップＳ５、Ｓ７、およびＳ８はＴ／ＭＥＣＵ６８によって実行されるもので、回生時変速制御手段として機能している。
【００３２】図６のステップＳ１では、ブレーキ制御装置９０から減速要求があるか否か、すなわち要求制動トルクＴB を表す信号が供給されているか否かを判断し、要求制動トルクＴB を表す信号が供給されている場合はステップＳ２以下を実行する。要求制動トルクＴB は、例えば「Ｂ」または「Ｄ」ポジションでの前進走行中にフットブレーキが踏込み操作された場合に、車輪に設けられた制動装置と合わせて所望の制動力が得られるように、その踏込み操作力（運転者のブレーキ要求量）などに応じて求められる。
【００３３】ステップＳ２では所定の回生許可条件を満足するか否かを判断し、満足する場合にはステップＳ３以下を実行する。回生許可条件は、例えばバッテリ４２の蓄電量ＳＯＣが所定値以下で充電可能であること、モータジェネレータ１６の温度やインバータ７４の温度が所定値以下で回生制御が可能なこと、車速Ｖが所定値（例えば１０ｋｍ／ｈ）以上で回生制御により運転フィーリングが損なわれる恐れがないとともにクリープ制御などの複雑な制御が不要であること、などである。
【００３４】ステップＳ３では、エンジン１４が直結状態か否か、すなわち第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が共に係合している「直結モード」か否かを判断し、直結の場合はステップＳ４以下を実行するが、直結でない場合、すなわち第２クラッチＣ２が開放している「モータ走行モード（前進）」の場合はステップＳ８以下を実行する。回生制御時には、車両の運動エネルギーを効率良く電気エネルギーに変換するため、第２クラッチＣ２を開放してエンジン１４を切り離すことが望ましいが、例えば車速Ｖが所定値（例えば５５ｋｍ／ｈ）以上の高速走行時や、バッテリ４２の蓄電量ＳＯＣが所定値以下の場合など、再加速時にエンジン１４を動力源として走行する必要がある場合は、エンジン１４による駆動力が速やかに得られるようにすることが望ましく、そのような一定の条件下で第２クラッチＣ２を係合してエンジン１４を連れ廻りさせるようになっている。なお、このような回生制御時、すなわちフットブレーキのＯＮ時には、エンジン１４はフューエルカットされており、切離し状態では回転停止する。
【００３５】ステップＳ４では、モータジェネレータ１６やインバータ７４、或いはその電気系統が故障で回生制御が不可か否かを、例えばモータジェネレータ１６に対する制御指令とモータ回転速度Ｎｍとの関係やダイアグノーシスなどで判断し、故障でなければステップＳ５で、エンジン１４のフリクションロスやポンプ作用による回転抵抗が最小になるように変速機１２の変速比γを制御する。エンジン１４の回転抵抗は、その回転速度Ｎｅが低い程小さくなるため、変速機１２の変速制御で可能なエンジン回転速度Ｎｅ（入力軸回転速度Ｎinと同じ）の範囲内で最低になるように変速比γを最小にすれば良いが、エンジン回転速度Ｎｅが低くなり過ぎると直ちに再始動できなくなるため、本実施例では燃料噴射や点火などで直ちに始動できる所定の下限値Ｎｅmin （例えば１２００ｒｐｍなど）を設け、その下限値Ｎｅmin 以上で且つ変速機１２の変速制御で可能な最低回転速度になるように変速制御を行うようになっている。
【００３６】また、次のステップＳ６では、前記要求制動トルクＴB および車速Ｖに応じて求められる要求制動仕事率（制動パワー）ＰB からエンジン１４の回転抵抗分を差し引いた制動仕事率を発生するように、モータジェネレータ１６の回生制動トルクＴEBを制御する。図７の(b) は、ステップＳ５の変速制御で入力軸回転速度Ｎin（＝Ｎｅ＝Ｎｍ）が下限値Ｎｅmin とされた場合で、例えば要求制動仕事率ＰB が得られるモータジェネレータ１６の回転速度Ｎｍ−制動トルクＴEB線Ａとその時のモータ回転速度Ｎｍ（＝Ｎｅmin ）との交点の回生制動トルクＴEB1 を求め、そこからエンジン１４の回転抵抗トルクを差し引くことにより、モータジェネレータ１６の回生制動トルクＴEB2 を求めることができる。要求制動仕事率ＰB は、要求制動トルクＴB と車速Ｖとを掛算すれば良く、交点の回生制動トルクＴEB1 は、要求制動仕事率ＰB をその時のモータ回転速度Ｎｍ（＝Ｎｅmin ）で割算すれば良く、エンジン１４の回転抵抗トルクは回転速度Ｎｅをパラメータとして予め定められたマップや演算式から求められる。これにより、車両にはモータジェネレータ１６の回生制御およびエンジン１４の回転抵抗に基づいて要求制動トルクＴB が発生させられ、車輪の制動装置と合わせて所望の制動力が得られる。
【００３７】モータジェネレータ１６等の故障で回生制御不可の場合には、前記ステップＳ４に続いてステップＳ７を実行し、エンジン１４のフリクションロスやポンプ作用による回転抵抗を大きくすることにより、その回転抵抗に基づいて前記要求制動トルクＴB が得られるように変速機１２の変速比γを制御する。具体的には、例えば要求制動トルクＴB および車速Ｖに応じて求められる要求制動仕事率ＰBが得られるエンジン回転速度Ｎｅを予め定められたマップや演算式などから算出し、そのエンジン回転速度Ｎｅになるように変速比γを制御する。これにより、車両にはエンジン１４の回転抵抗に基づいて要求制動トルクＴB が発生させられ、車輪の制動装置と合わせて所望の制動力が得られる。但し、エンジン１４のオーバ回転を防止するために上限値Ｎｅmax のガードが設定されるとともに、変速比γを最大値γmax にしても目的とするエンジン回転速度Ｎｅに達しない場合は、その最大値γmax とする。
【００３８】一方、第２クラッチＣ２が開放されてエンジン１４が切り離されている場合に実行する前記ステップＳ８では、モータジェネレータ１６の発電効率が最大になるように変速機１２の変速比γを制御する。すなわち、図７の(a) に示すように、要求制動トルクＴB および車速Ｖに応じて求められる要求制動仕事率ＰB が得られるモータジェネレータ１６の回転速度Ｎｍ−制動トルクＴEB線Ａ上で、且つ変速機１２の変速制御で可能な回転速度範囲内において、予め定められた効率マップ（図７(a) における細線）から発電効率が最大になる動作点Ｂを求め、その動作点Ｂにおける回転速度Ｎｍを目標回転速度Ｎｍ* に設定して、入力軸回転速度Ｎin（＝Ｎｍ）が目標回転速度Ｎｍ* になるように変速機１２の変速比γを制御する。
【００３９】また、次のステップＳ９では、上記動作点Ｂにおける回生制動トルクＴEBでモータジェネレータ１６を回生制御する。これにより、最大エネルギー効率で発電してバッテリ４２を充電できるとともに、車両にはモータジェネレータ１６の回生制御に基づいて要求制動トルクＴB が発生させられ、車輪の制動装置と合わせて所望の制動力が得られる。
【００４０】このように、本実施例のハイブリッド駆動制御装置１０においては、モータジェネレータ１６を回生制御してバッテリ４２を充電するとともに車両に所定の制動力を作用させる際に、エンジン１４が連れ廻りさせられる接続状態（直結モード）とエンジン１４が切り離される遮断状態（モータ走行モード）とで、ステップＳ５、Ｓ８において別々の基準に従って変速機１２の変速制御が行われるため、それぞれの状態において優れたエネルギー効率でモータジェネレータ１６を回生制御することができる。
【００４１】すなわち、本実施例では、エンジン１４が切り離される遮断状態では、ステップＳ８でモータジェネレータ１６の発電効率が所定の条件下で最大になるように変速制御が行われ、従来と同様に高いエネギー効率で発電してバッテリ４２を充電することができる。また、エンジン１４が連れ回りさせられる接続状態では、ステップＳ５でエンジン１４の回転抵抗が所定の条件下で最低になるように変速制御が行われ、エンジン１４の回転抵抗によるエネルギーロスが最小になって、それだけモータジェネレータ１６の回生制御で回収できる電気エネルギーが増大する。
【００４２】ここで、エンジン１４の回転抵抗に基づいて変速制御を行うと、モータジェネレータ１６の発電効率が低下するが、エンジン１４の回転抵抗の変動に比較してモータジェネレータ１６の発電効率の変動は小さく、エンジン１４の回転抵抗が小さくなるように変速制御が行われることにより、トータルとしてモータジェネレータ１６の発電量を増大させることができる。すなわち、接続状態において例えば図７の(a) における目標回転速度Ｎｍ* になるように変速制御を行うと、エンジン１４の回転抵抗が大きいため、モータジェネレータ１６が負担する回生制動トルクＴEBが少なくなり、それに伴って発電量も低下するのである。但し、エンジン１４の回転抵抗を小さくすることを基本として、モータジェネレータ１６の発電効率の変動を加味することにより、トータルとして更に高いエネルギー効率で発電できるように変速制御することも可能である。また、モータジェネレータ１６の発電効率だけでなく、バッテリ４２の充電効率なども考慮して変速制御、すなわちモータジェネレータ１６の回転速度制御を行うこともできる。
【００４３】また、本実施例では、エンジン１４が連れ廻りさせられる接続状態（直結モード）であっても、モータジェネレータ１６等の故障で回生制御が不可の場合には、ステップＳ７でエンジン１４の回転抵抗に基づいて基本的に要求制動トルクＴB が得られるように変速機１２の変速比γを制御するため、モータジェネレータ１６による回生制動トルクが得られない場合でも、エンジン１４の回転抵抗に基づいて所定の制動力が発生させられ、モータジェネレータ１６による回生制動トルクの有無によって生じる違和感が軽減され、或いは解消する。
【００４４】また、本実施例では変速機１２としてベルト式の無段変速機が用いられているため、車速Ｖの変化に応じて変速比γを連続的に変化させることにより、常に高いエネルギー効率でモータジェネレータ１６を回生制御することができる。
【００４５】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】 平成１２年１１月３０日（２０００．１１．３０）
【代理人】 【識別番号】１０００８５３６１
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 治幸
【公開番号】 特開２００２−１７１６０１（Ｐ２００２−１７１６０１Ａ）
【公開日】 平成１４年６月１４日（２００２．６．１４）
【出願番号】 特願２０００−３６４２９９（Ｐ２０００−３６４２９９）