JP2011183847A

JP2011183847A - 車両の制御装置

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Publication number: JP2011183847A
Application number: JP2010048364A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Takahashi; 知也高橋; Michihiro Tabata; 満弘田畑; Yukio Toyoyoshi; 幸男豊良
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2011-09-22

Abstract

【課題】ＥＶ走行モードへと切り替える際の走行モード切替前後の減速度のずれを抑えること。
【解決手段】エンジン１０と、モータ／ジェネレータ２０と、エンジン１０及び／又はモータ／ジェネレータ２０の動力を駆動輪ＷＬ，ＷＲ側に伝える手動変速機３０と、を備え、エンジン１０の動力を用いたエンジン走行モードと、モータ／ジェネレータ２０の動力を用いたＥＶ走行モードと、エンジン１０及びモータ／ジェネレータ２０の双方の動力を用いたハイブリッド走行モードと、を切り替えて走行させる車両の制御装置において、ＥＶ走行モードへと切り替える場合、この走行モード切替前の手動変速機３０の変速比に基づいて当該走行モード切替後のモータ／ジェネレータ２０における目標回生量を設定すること。
【選択図】図１

Description

本発明は、機械エネルギを動力とする機械動力源と電気エネルギを変換した機械エネルギを動力とする電気動力源とを備え、機械動力源を用いたエンジン走行モードと、電気動力源を用いたＥＶ走行モードと、機械動力源及び電気動力源を用いたハイブリッド走行モードと、を切り替えて走行可能な車両の制御装置に関する。

従来、機械動力源の動力のみで走行させるエンジン走行モードと、電気動力源の動力のみで走行させるＥＶ走行モードと、機械動力源及び電気動力源の双方の動力で走行させるハイブリッド走行モードと、を有する車両が知られている。例えば、下記の特許文献１には、運転者の減速要求時で且つエンジンへの燃料カット時に変速機の変速段が低速段であるほど目標回生量を増加させることで、擬似的なエンジンブレーキ感を生成するハイブリッド車両が開示されている。尚、下記の特許文献２には、減速時にクラッチを切断させ、そのクラッチが接続されていると仮定したときのエンジンブレーキに相当する負荷を発生させるようモータの回生制御を行う技術が開示されている。

特開２００５−１０２３６５号公報特開平１１−１６４４０３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術においては、変速後の変速段に合わせて目標回生量を設定するので、変速前の変速段における車両の減速度と変速後の変速段における車両の減速度との間に差が生じてしまい、運転者に違和感を与えてしまう虞がある。そのような減速度のずれは、走行モードを切り替える際にも現れる。

そこで、本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、走行モード切替前後の減速度のずれを抑え、運転者に違和感を与えない車両の制御装置を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成する為、本発明は、機械エネルギを動力にして駆動力を発生させる機械動力源と、電気エネルギを変換した機械エネルギを動力にして駆動力を発生させる電気動力源と、前記機械動力源及び／又は前記電気動力源の動力を駆動輪側に伝える変速機と、を備え、前記機械動力源の動力を用いたエンジン走行モードと、前記電気動力源の動力を用いたＥＶ走行モードと、前記機械動力源及び前記電気動力源の双方の動力を用いたハイブリッド走行モードと、を切り替えて走行させる車両の制御装置において、前記ＥＶ走行モードへと切り替える場合、該走行モード切替前の前記変速機の変速比に基づいて当該走行モード切替後の前記電気動力源における目標回生量を設定することを特徴としている。

ここで、前記目標回生量の設定の際、前記走行モード切替前の前記変速機の変速比でのエンジンブレーキに相当する回生制動力となるよう前記目標回生量の設定を行うことが望ましい。

また、停車中に前記ＥＶ走行モードへの切り替えが要求された場合、前記変速機の低速段側の変速比でのエンジンブレーキに相当する回生制動力となるよう前記目標回生量の設定を行うことが望ましい。

また、前記走行モード切替前の前記変速機の変速比が高速段側である場合、前記目標回生量を少なくする又は前記電気動力源の回生制御を禁止させることが望ましい。

また、前記変速機は、運転者の手動操作によって変速比の切り替えが可能な手動変速機であり、前記エンジン走行モード又は前記ハイブリッド走行モードで走行する際の前記変速機の変速比を選択する為の変速位置及び前記ＥＶ走行モードに切り替える為のＥＶ走行モード選択位置を有する変速操作装置を備えることが望ましい。

本発明に係る車両の制御装置は、ＥＶ走行モードへの走行モード切替前の変速機の変速比に基づいて当該走行モード切替後の電気動力源における目標回生量を設定することで、走行モード切替前後での減速度の差を縮めることができ、走行モード切替前後における運転者の違和感を緩和できる。特に、この制御装置は、走行モード切替前の変速機の変速比でのエンジンブレーキに相当する回生制動力となるよう目標回生量を設定することで、走行モード切替前後での減速度の差が無くなり、走行モード切替前後における運転者の違和感を解消できる。

図１は、本発明に係る車両の制御装置が適用されるハイブリッド車両の一例を示す図である。図２は、変速操作装置とＥＶ走行モード切替装置の一例を示すニュートラル状態選択時の図である。図３は、変速操作装置とＥＶ走行モード切替装置の一例を示すＥＶ走行モード選択時の図である。図４は、ＥＶ走行モードへと切り替える際の目標回生量の設定動作について示すフローチャートである。図５は、目標回生量マップの一例である。図６は、惰性走行時の減速度と各変速比（各変速段）でのエンジンブレーキによる減速度との関係を説明する図である。図７は、ＥＶ走行モードへと切り替える際の目標回生量の設定動作について示す別形態のフローチャートである。図８は、ＥＶ走行モードへと切り替える際の目標回生量の設定動作について示す別形態のフローチャートである。図９は、目標回生量マップの他の例である。

以下に、本発明に係る車両の制御装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。尚、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

［実施例］
本発明に係る車両の制御装置の実施例を図１から図１０に基づいて説明する。

本発明に係る制御装置の適用対象たる車両とは、機械エネルギを動力とする機械動力源と電気エネルギを変換した機械エネルギを動力とする電気動力源とを備え、機械動力源の動力のみを用いたエンジン走行モードと、電気動力源の動力のみを用いたＥＶ走行モードと、機械動力源及び電気動力源の双方の動力を用いたハイブリッド走行モードと、を切り替えての走行が可能なハイブリッド車両である。

最初に、このハイブリッド車両の一例について図１を用いて説明する。この図１の符号１は、本実施例のハイブリッド車両を示す。

このハイブリッド車両１は、機械動力源として、出力軸（クランクシャフト）１１から機械的な動力（エンジントルク）を出力するエンジン１０を備える。そのエンジン１０としては、内燃機関や外燃機関等が考えられる。このエンジン１０は、その動作がエンジン用の電子制御装置（以下、「エンジンＥＣＵ」という。）１０１によって制御される。

また、このハイブリッド車両１は、電気動力源として、モータ、力行駆動可能なジェネレータ又は力行及び回生の双方の駆動が可能なモータ／ジェネレータを備える。ここでは、モータ／ジェネレータ２０を例に挙げて説明する。このモータ／ジェネレータ２０は、例えば永久磁石型交流同期電動機として構成されたものであり、その動作がモータ／ジェネレータ用の電子制御装置（以下、「モータ／ジェネレータＥＣＵ」という。）１０２によって制御される。力行駆動時には、モータ（電動機）として機能して、二次電池２５とインバータ２６を介して供給された電気エネルギを機械エネルギに変換し、回転軸２１から機械的な動力（モータ力行トルク）を出力する。一方、回生駆動時には、ジェネレータ（発電機）として機能して、回転軸２１から機械的な動力（モータ回生トルク）が入力された際に機械エネルギを電気エネルギに変換し、インバータ２６を介して電力として二次電池２５に蓄える。

このハイブリッド車両１には、その二次電池２５の充電状態（ＳＯＣ：ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ）を検出する電池監視ユニット２７が設けられている。その電池監視ユニット２７は、検出した二次電池２５の充電状態に係る信号（換言するならば、充電状態量（ＳＯＣ量）に関する信号）をモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に送信する。そのモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２は、その信号に基づいて二次電池２５の充電状態の判定を行い、その二次電池２５の充電の要否を判定する。

また、このハイブリッド車両１は、有段の手動変速機３０等からなる動力伝達装置を備えている。その動力伝達装置は、エンジン１０やモータ／ジェネレータ２０の動力（エンジントルクやモータ力行トルク）を駆動力として駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝えるものである。

手動変速機３０には、エンジントルクが入力される入力軸４１と、この入力軸４１に対して間隔を空けて平行に配置され、駆動輪ＷＬ，ＷＲ側にトルクを出力する出力軸４２と、が設けられている。

その入力軸４１には、クラッチ５０を介してエンジントルクが入力される。そのクラッチ５０は、エンジン１０の出力軸１１と入力軸４１とを係合させる係合状態と、その出力軸１１と入力軸４１とを係合状態から解放（非係合）させる解放状態（非係合状態）と、の切り替えができるように構成された例えば摩擦クラッチ装置である。ここで言う係合状態とは、その出力軸１１と入力軸４１との間でのトルクの伝達が可能な状態のことであり、解放状態（非係合状態）とは、その出力軸１１と入力軸４１との間でのトルクの伝達が行えない状態のことである。このクラッチ５０は、その係合状態と解放状態の切り替え動作が運転者のクラッチペダル５１の操作に従いリンク機構やワイヤー等を介して機械的に行われるものである。

本実施例においては、その出力軸４２にＥＶギアとしての歯車対６０を介してモータ／ジェネレータ２０を連結する。その歯車対６０は、互いに噛み合い状態にある第１ギア６１と第２ギア６２とで構成する。その第１ギア６１は、モータ／ジェネレータ２０の回転軸２１に一体となって回転するよう取り付ける。一方、第２ギア６２は、その第１ギア６１よりも大径に成形し、手動変速機３０の出力軸４２に一体となって回転するよう取り付ける。これにより、この歯車対６０は、モータ／ジェネレータ２０の回転軸２１側からトルクが入力されることによって減速装置として動作する一方、手動変速機３０の出力軸４２側から回転トルクが入力されることによって増速装置として動作する。従って、そのモータ／ジェネレータ２０を力行駆動させたときには、モータ力行トルクが減速装置として機能する歯車対６０を介して手動変速機３０に伝わる。これに対して、このモータ／ジェネレータ２０を回生駆動させたときには、増速装置として機能する歯車対６０を介して手動変速機３０の出力軸４２からの出力トルクがモータ／ジェネレータ２０のロータに伝達される。ここで、その歯車対６０は、後述するシフトレバー８１ａがシフトゲージ８１ｂ上のどの位置にあっても、つまり変速位置１〜５，Ｒ、ＥＶ走行モード選択位置ＥＶ又はニュートラル位置にあっても、噛み合い状態になっているものとする。

更に、ここで例示する手動変速機３０は、前進５段、後退１段の変速段を有するものであって、前進用の変速段として第１速ギア段３１，第２速ギア段３２，第３速ギア段３３，第４速ギア段３４及び第５速ギア段３５を備え、且つ、後退用の変速段として後退ギア段３９を備えている。前進用の変速段は、変速比が第１速ギア段３１，第２速ギア段３２，第３速ギア段３３，第４速ギア段３４，第５速ギア段３５の順に小さくなるよう構成している。尚、図１の手動変速機３０はその構成を簡易的に説明したものであり、各変速段の配置については、必ずしも図１の態様になるとは限らない。

本実施例の動力伝達装置においては、クラッチ５０を係合状態にすることで、入力軸４１に入力されたエンジントルクが各変速段（ギア段３１〜３５，３９）の内の何れか１つで変速されて出力軸４２に伝わる。また、この動力伝達装置においては、モータ力行トルクが歯車対６０を介して出力軸４２に伝わる。この動力伝達装置においては、その出力軸４２から出力されたトルクが最終減速機構７１で減速され、差動機構７２を介して駆動力として駆動輪ＷＬ，ＷＲに伝達される。

ここで、第１速ギア段３１は、互いに噛み合い状態にある第１速ドライブギア３１ａと第１速ドリブンギア３１ｂの歯車対で構成する。その第１速ドライブギア３１ａは、入力軸４１上に配置される一方、第１速ドリブンギア３１ｂは、出力軸４２上に配置される。第２速ギア段３２から第５速ギア段３５についても、第１速ギア段３１と同様の第２速ドライブギア３２ａ〜第５速ドライブギア３５ａと第２速ドリブンギア３２ｂ〜第５速ドリブンギア３５ｂを有する。

一方、後退ギア段３９については、後退ドライブギア３９ａと後退ドリブンギア３９ｂと後退中間ギア３９ｃとで構成する。その後退ドライブギア３９ａは、入力軸４１上に配置され、後退ドリブンギア３９ｂは、出力軸４２上に配置される。また、後退中間ギア３９ｃは、後退ドライブギア３９ａ及び後退ドリブンギア３９ｂと噛み合い状態にあり、回転軸４３上に配置される。

この手動変速機３０の構成においては、各変速段のドライブギアの内の何れかが入力軸４１と一体になって回転するように配設される一方、残りのドライブギアが入力軸４１に対して相対回転するように配設される。また、各変速段のドリブンギアは、その内の何れかが出力軸４２と一体になって回転するように配設される一方、残りが出力軸４２に対して相対回転するように配設される。

また、入力軸４１や出力軸４２には、運転者の変速操作に従って軸線方向に移動するスリーブ（図示略）が配設されている。入力軸４１上のスリーブは、その入力軸４１と相対回転可能な２つの変速段の各ドライブギアの間に配置される。一方、出力軸４２上のスリーブは、その出力軸４２と相対回転可能な２つの変速段の各ドリブンギアの間に配置される。このスリーブは、変速操作装置８１を運転者が操作した際に、その変速操作装置８１に連結されている図示しないリンク機構やフォークを介して軸線方向への移動を行う。そして、移動後のスリーブは、移動された方向に位置する相対回転可能なドライブギアやドリブンギアを入力軸４１や出力軸４２と一体回転させる。この手動変速機３０においては、そのスリーブが運転者の変速操作装置８１の変速操作に対応した方向に移動し、これによりその変速操作に応じた変速段への切り替え又はニュートラル状態（つまり入力軸４１と出力軸４２との間でトルクの伝達が行えない状態）への切り替えが実行される。

その変速操作装置８１は、図２に示す如く、運転者が変速操作する際に使用するシフトレバー８１ａ、このシフトレバー８１ａを夫々の変速段毎にガイドする所謂シフトゲージ８１ｂ、上記のリンク機構やフォーク等を備えている。図２は、手動変速機３０をニュートラル状態に操作するときのシフトレバー８１ａの位置を示している。尚、この図２のシフトゲージ８１ｂ上の「１〜５」と「Ｒ」は、夫々に第１速ギア段３１〜第５速ギア段３５と後退ギア段３９の変速位置（セレクト位置）を示している。

このハイブリッド車両１においては、その走行モードとして、エンジン走行モードとＥＶ走行モードとハイブリッド走行モードとが少なくとも用意されている。

このハイブリッド車両１では、シフトレバー８１ａがシフトゲージ８１ｂ上の変速位置１〜５，Ｒの内の何れかに位置しているときに、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードが選択される。

一方、このハイブリッド車両１においては、ＥＶ走行モードが選択されるときに運転者によって操作されるＥＶ走行モード切替装置を利用する。ここでは、そのＥＶ走行モード切替装置としての機能を変速操作装置８１にもたせることにする。つまり、本実施例の変速操作装置８１は、運転者に手動変速機３０の変速段を切り替えさせるだけでなく、運転者がＥＶ走行モードに切り替える際のＥＶ走行モード切替装置としての機能も兼ね備えている。例えば、この変速操作装置８１は、変速位置１〜５，Ｒと同様のシフトレバー８１ａのセレクト位置であって、ＥＶ走行モードに切り替える為のＥＶ走行モード選択位置ＥＶをシフトゲージ８１ｂ上に備えている。本実施例のハイブリッド車両１においては、シフトレバー８１ａが図３に示す如くＥＶ走行モード選択位置ＥＶへと操作された際に、手動変速機３０がスリーブ等によってニュートラル状態となり、且つ、走行モードがＥＶ走行モードとなる。

その変速操作装置８１には、シフトレバー８１ａがＥＶ走行モード選択位置ＥＶに位置しているのか否かを検出するＥＶ走行モード選択位置検出部８２が設けられている。このＥＶ走行モード選択位置検出部８２とは、例えば、シフトレバー８１ａが図３に示す如くＥＶ走行モード選択位置ＥＶにあることを検出可能な位置情報検出センサ等である。このＥＶ走行モード選択位置検出部８２の検出信号は、車両全体の動作を統括的に制御する電子制御装置（以下、「ハイブリッドＥＣＵ」という。）１００に送信される。

そのハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２との間で夫々に各種センサの検出信号や制御指令等の情報の授受ができる。本実施例においては、少なくともそのハイブリッドＥＣＵ１００、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２が車両の制御装置の構成要件となっている。

また、この変速操作装置８１は、シフトレバー８１ａがシフトゲージ８１ｂ上のどの変速位置１〜５，Ｒにあるのかについて、つまり運転者がどの変速段を選択したのか否かを検出する変速位置検出部８３を備えている。その変速位置検出部８３は、例えば、シフトレバー８１ａがどの変速位置１〜５，Ｒにあるのかを検出可能な位置情報検出センサ等を利用すればよい。その検出信号は、ハイブリッドＥＣＵ１００に送られる。このハイブリッドＥＣＵ１００は、その検出信号に基づいて、運転者の選択した変速段、現状の変速段を判断する。尚、ここでは、便宜上、その変速位置検出部８３をＥＶ走行モード選択位置検出部８２とは別のものとして例示したが、これらを１つに統合したシフトレバー位置検出部（図示略）に置き換えてもよい。ここで、そのハイブリッドＥＣＵ１００には、この技術分野にて知られている周知の技術を利用して、エンジントルクや車輪速度等から現在の変速段を推定させてもよい。

シフトレバー８１ａが変速位置１〜５，Ｒに操作されている場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードの内の何れか一方を選択する。例えば、このハイブリッドＥＣＵ１００は、設定した運転者の駆動要求（要求駆動力）、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２から送られてきた二次電池２５の充電状態の情報（ＳＯＣ量）、車両走行状態の情報（図示しない車両横加速度検出装置により検出された車両横加速度、車輪スリップ検出装置により検出された駆動輪ＷＬ，ＷＲのスリップ状態等の情報）に基づいて、エンジン走行モードとハイブリッド走行モードの切り替えを行う。

ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン走行モードを選択した場合、エンジントルクのみで要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に制御指令を送る。この場合には、エンジンＥＣＵ１０１への制御指令として、例えば現状の変速段又は変速操作後の変速段でその要求駆動力を満足させるエンジントルクの情報が送信される。これにより、そのエンジンＥＣＵ１０１は、そのエンジントルクを発生させるようにエンジン１０の燃料噴射量等の制御を行う。一方、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２には、モータ／ジェネレータ２０をモータとしてもジェネレータとしても動作させないよう制御指令を送る。

これに対して、このハイブリッドＥＣＵ１００は、ハイブリッド走行モードを選択した場合、エンジントルクとモータ／ジェネレータ２０のモータ又はジェネレータとしての出力で要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に制御指令を送る。この場合、エンジントルクとモータ力行トルクの双方を用いるときには、エンジンＥＣＵ１０１とモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２への制御指令として、例えば現状の変速段又は変速操作後の変速段でその要求駆動力を満足させるエンジントルクとモータ力行トルクの情報が夫々に送信される。これにより、そのエンジンＥＣＵ１０１は、そのエンジントルクを発生させるようにエンジン１０の制御を行い、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２は、そのモータ力行トルクを発生させるようにモータ／ジェネレータ２０への給電量を制御する。また、モータ／ジェネレータ２０で電力の回生を行わせるときには、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に対してモータ／ジェネレータ２０をジェネレータとして動作させるよう制御指令を送る。その際、例えば、エンジンＥＣＵ１０１には、モータ回生トルクの分だけ増加させたエンジントルクの情報が送られる。

また、シフトレバー８１ａがＥＶ走行モード選択位置ＥＶに操作されている場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、モータ力行トルクのみで要求駆動力を発生させるように、エンジンＥＣＵ１０１及びモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に制御指令を送る。この場合には、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２への制御指令として、その要求駆動力を満足させるモータ力行トルクの情報が送信される。手動変速機３０がニュートラル状態のときにエンジン１０が動いていると、燃費を悪化させてしまうので、エンジンＥＣＵ１０１には、燃費を向上させるべく、エンジン１０の動作を停止させる制御指令を送る。更に、このＥＶ走行モードにおいては、運転者がアクセルペダル９１から足を離したとき又はブレーキ操作等でハイブリッド車両１の減速要求を行ったときに、モータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に対して回生制動できるよう制御指令を送らせてもよい。

本実施例のハイブリッド車両１においては、運転者によるクラッチ５０の操作と変速操作装置８１の操作を契機にして、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードとＥＶ走行モードとの間の切り替えが実行される。運転者は、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードからＥＶ走行モードへと切り替える際、クラッチ５０の解放操作、シフトレバー８１ａの変速位置１〜５からＥＶ走行モード選択位置ＥＶへの操作、クラッチ５０の係合操作を順に行う。その際、ハイブリッドＥＣＵ１００の受信する検出信号は、変速位置検出部８３の検出信号からＥＶ走行モード選択位置検出部８２の検出信号に変わる。一方、ＥＶ走行モードからエンジン走行モード又はハイブリッド走行モードへと切り替える際には、クラッチ５０の解放操作、ＥＶ走行モード選択位置ＥＶからシフトレバー８１ａの変速位置１〜５への操作、クラッチ５０の係合操作が順に行われる。その際にハイブリッドＥＣＵ１００の受信する検出信号は、ＥＶ走行モード選択位置検出部８２の検出信号から変速位置検出部８３の検出信号に変わる。

ところで、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードからＥＶ走行モードに切り替わる場合、走行モード切替前には、減速操作（ブレーキ操作のみならずアクセルペダル９１から足を離す操作も含む）が為されることによって、手動変速機３０の変速比（変速段）でのエンジンブレーキによる制動力がハイブリッド車両１に加わり、その制動力に伴う減速度が発生する。これに対して、走行モード切替後には、減速操作が為されることによって、モータ／ジェネレータ２０の回生量（回生トルク）や歯車対６０のギア比に応じた回生制動力がハイブリッド車両１に加わり、その回生制動力に伴う減速度が発生する。その際、例えば、或るエンジンブレーキに相当する回生制動力となるようにモータ／ジェネレータ２０の目標回生量（目標回生トルク）を予め設定してしまうと、その減速度は、走行モード切替前の減速度に対してずれてしまう可能性がある。その走行モード切替前後の減速度のずれは、運転者に違和感を与えてしまう虞がある。

そこで、本実施例の制御装置は、ＥＶ走行モードへと切り替える際の走行モード切替前後の減速度のずれを抑え、運転者に違和感を与えないように構成する。

この制御装置には、ＥＶ走行モードへと切り替える場合、走行モード切替前の手動変速機３０の変速比（変速段）に基づいて走行モード切替後のモータ／ジェネレータ２０の目標回生量（目標回生トルク）を設定させ、その走行モード切替前後における減速度のずれを抑えさせる。具体的に、その設定の際には、モータ／ジェネレータ２０による回生制動力が走行モード切替前の変速比（変速段）でのエンジンブレーキによる制動力となるように目標回生量の設定を行う。

以下に、ＥＶ走行モードへと切り替える際のモータ／ジェネレータ２０の目標回生量（目標回生トルク）の設定動作について図４のフローチャートに基づき説明する。

先ず、ハイブリッドＥＣＵ１００は、シフトレバー８１ａがどのセレクト位置に操作されているのかを判断する（ステップＳＴ５）。この判断は、ＥＶ走行モード選択位置検出部８２と変速位置検出部８３の検出信号に基づき行う。そのセレクト位置が変速位置１〜５の内の何れかであれば、ハイブリッドＥＣＵ１００は、その変速位置をシフト履歴として記憶装置（図示略）に記憶させる（ステップＳＴ１０）。

ハイブリッドＥＣＵ１００は、ステップＳＴ５でセレクト位置がＥＶ走行モード選択位置ＥＶであると判断した後、又はステップＳＴ１０でシフト履歴を保持した後、車速検出装置９５（車速センサや車輪速度センサ等）の検出信号に基づいて停車中か否かの判定を行う（ステップＳＴ１５）。

ここで、停車中との判定結果であれば、ハイブリッドＥＣＵ１００は、記憶装置内のシフト履歴を削除する（ステップＳＴ２０）。停車中にシフトレバー８１ａがＥＶ走行モード選択位置ＥＶ又は変速位置１〜５へと操作された場合、次のハイブリッド車両１の動きとしては、発進動作になる可能性が高い。また、ハイブリッド車両１が発進する際に仮にシフト履歴が残存していたとすると、発進後に減速操作が為されたときには、そのシフト履歴の情報に基づいて目標回生量が設定されるので、そのシフト履歴が例えば高速段側に関するものであれば、減速度不足による違和感を運転者に与えてしまう可能性がある。これが為、この場合には、記憶装置内にシフト履歴が残っていれば、これを削除させることにする。

ハイブリッドＥＣＵ１００は、ステップＳＴ１５で停車中ではないと判断した後、又はステップＳＴ２０でシフト履歴を削除した後、再度シフトレバー８１ａがどのセレクト位置に操作されているのかを判断する（ステップＳＴ２５）。

このステップＳＴ２５においてセレクト位置が変速位置１〜５の内の何れかであると判断された場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、本演算処理動作を終了させる。上述した運転者の違和感は、ＥＶ走行モードへの切り替え操作と減速操作とが略同時期に行われたときに生じる。これが為、ここでセレクト位置が変速位置１〜５の内の何れかであるならば、ハイブリッドＥＣＵ１００は、上述したような運転者の違和感が生じないと判断して、本演算処理動作を終了させる。この状況に該当するのは、ステップＳＴ５の判断のときからセレクト位置が変速位置１〜５の内の何れかに操作されたままである場合、ステップＳＴ５の判断のときにＥＶ走行モード選択位置ＥＶと判断されたセレクト位置が変速位置１〜５の内の何れかへと変えられた場合である。

尚、後者の場合、ハイブリッドＥＣＵ１００には、ハイブリッド走行モードを選択させ、走行モード切替前の回生制動力と走行モード切替後の変速段でのエンジンブレーキによる制動力とを比較させる。そして、そのエンジンブレーキによる制動力よりも走行モード切替前の回生制動力の方が大きいときには、その差分を補って走行モード切替前の回生制動力に相当する制動力となるようにモータ／ジェネレータ２０の目標回生量を設定させてもよい。これにより、この場合においても、走行モード切替前後における減速度のずれを抑えることが可能になり、運転者に違和感を与えずとも済む。

一方、ステップＳＴ２５においてセレクト位置がＥＶ走行モード選択位置ＥＶと判断された場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ等のアクセル操作量検出装置９２の検出信号に基づいてアクセルペダル９１が全閉になっているのか否か、つまり減速操作になっているのか否かを判定する（ステップＳＴ３０）。ハイブリッドＥＣＵ１００は、ここでアクセルペダル９１が全閉になっていなければ、本演算処理動作を終了させる。

このステップＳＴ３０でアクセルペダル９１が全閉になっていると判定された場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、記憶装置内にシフト履歴が存在しているのか否かを判定する（ステップＳＴ３５）。

そして、シフト履歴が存在しているのならば、ハイブリッドＥＣＵ１００は、そのシフト履歴の変速位置に応じた変速比（変速段）相当の目標回生量を設定する（ステップＳＴ４０）。その目標回生量は、その変速比（変速段）でのエンジンブレーキによる制動力と同等の大きさの回生制動力を発生させる回生量（回生トルク）である。ハイブリッドＥＣＵ１００は、例えばそのシフト履歴の情報と現在の車速の情報とを用いて図５に示す目標回生量マップから目標回生量（目標回生トルク）を求める。

ここで例示する目標回生量マップは、走行中（Ｖ＞０）であれば、変速比（変速段）に応じた目標回生量を変速比（変速段）毎に設定させ、停車中（Ｖ＝０）であれば、低速段側の変速比（ここでは１速）に相当する目標回生量を設定させるものである。ここでは、走行中の目標回生量を速度によって変化させないことにしている。また、走行中には、シフト履歴の変速位置に応じた変速比（変速段）が低速段側であるほど目標回生量を増加させる。この目標回生量マップにおける目標回生量（目標回生トルク）は、少なくともエンジンブレーキによる制動力とＥＶギアとしての歯車対６０のギア比と最終減速機構７１のギア比とを用いて変速比（変速段）毎に求める。車両においては、そのようにして求めた目標回生量（目標回生トルク）でモータ／ジェネレータ２０を回生制御することによって、その制動力と同じ大きさの回生制動力が発生する。

ここでは、この目標回生量の設定時点で減速操作が為されているので、ハイブリッドＥＣＵ１００は、その目標回生量でモータ／ジェネレータ２０を回生制御させるようモータ／ジェネレータＥＣＵ１０２に対して制御指令を送り、回生制動を実行させる（ステップＳＴ４５）。これにより、ハイブリッド車両１においては、走行モード切替前のギア比（変速段）でのエンジンブレーキによる制動力と同等の回生制動力が走行モード切替後にも働くことになる。従って、走行モード切替前後において減速度に大きな変化が現れないので、この制御装置は、ＥＶ走行モードへと変更した際の減速度の違いによる違和感を運転者に対して与えない。

一方、ステップＳＴ３５でシフト履歴が存在していないと判定された場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、再び停車中か否かの判定を行う（ステップＳＴ５０）。

そして、このステップＳＴ５０で停車中ではないと判定された場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、例えば継続してＥＶ走行が為されていると判断して、ＥＶ走行モードにおけるＥＶ走行中の目標回生量を従来通りに設定する（ステップＳＴ５５）。例えば、その目標回生量は、車速に応じて決めればよい。この目標回生量の設定時点でも減速操作が為されているので、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ステップＳＴ４５に進み、その目標回生量で回生制動を実行させる。

これに対して、ステップＳＴ５０で停車中と判定された場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、ＥＶ走行モードでの発進と判断し、低速段側の変速比（変速段）に相当する目標回生量を設定させる（ステップＳＴ６０）。その目標回生量は、その低速段側のギア比でのエンジンブレーキによる制動力と同等の大きさの回生制動力を発生させる回生量（回生トルク）である。例えば、ＥＶ走行モードでの通常の発進時には、１速相当の目標回生量を設定し、ＥＶ走行モードにおけるスノーモード等の発進時（２速発進時等）には、その発進時の変速比（変速段）相当の目標回生量を設定する。この目標回生量の設定時には、未だハイブリッド車両１が発進していない状態である。従って、この目標回生量による回生制動は、発進直後等の低速時において減速操作が為された際に実行させる。これが為、この制御装置は、ＥＶ走行モードで発進し、その後運転者が減速操作を行ったときに、エンジントルクを用いた発進時と同等の大きさの回生制動力による減速度を発生させるので、運転者に対して違和感を与えない。

このように、本実施例の車両の制御装置に依れば、ＥＶ走行モードへの走行モード切替前の手動変速機３０の変速比（変速段）に基づいて当該走行モード切替後のモータ／ジェネレータ２０における目標回生量を設定するので、その走行モード切替前後での減速度の差を縮めることができ、走行モード切替前後における運転者の違和感を緩和できる。特に、この制御装置は、走行モード切替前の手動変速機３０の変速比（変速段）でのエンジンブレーキに相当する回生制動力となるよう目標回生量を設定することで、走行中にＥＶ走行モードへと切り替える際の走行モード切替前後の減速度のずれを抑えることができるので、ＥＶ走行モードへの切り替えに際して運転者に対して違和感を与えない。また、この制御装置は、ＥＶ走行モード発進時においても適切な大きさの目標回生量を設定することで、発進後の減速操作の際にエンジン走行モード発進時と同等の減速度を発生させることができるので、ＥＶ走行モードでの発進の際にも運転者に対して違和感を与えない。

ところで、エンジンブレーキは、手動変速機３０の変速比（変速段）が高速段側になるほど小さくなる。これが為、その変速比（変速段）が高速段側のときには、ハイブリッド車両１に発生する減速度も小さくなる。その際の減速度（特に最も小さい変速比での減速度）は、エンジン１０の出力軸１１と駆動輪ＷＬ，ＷＲ側との間に機械的な繋がりのない惰性走行（所謂フリーラン）のときの減速度と然程大きさが変わらない（図６）。故に、高速段側の変速比によるエンジンブレーキで減速度を発生させているときに惰性走行へと移行させても、運転者は、減速度の違いによる違和感を覚えない。尚、ここで云う高速段側の変速比とは、エンジン走行モードでの惰性走行時と同等で且つ上記の移行時に運転者に対して違和感を与えない減速度を発生させる小さい変速比のことである。そこで、ＥＶ走行モードへの走行モード切替前の手動変速機３０の変速比（変速段）が高速段側になっていた場合、走行モード切替前後における減速度のずれと云う違和感を運転者に与えないので、本実施例の制御装置には、ハイブリッド車両１を惰性走行させてもよい。

ここで、惰性走行時には、エンジン１０の出力軸１１と駆動輪ＷＬ，ＷＲ側との間に機械的な繋がりがないので、エンジン１０を停止させた方が燃費を向上させる上で好ましい。これが為、本実施例の制御装置には、惰性走行を行うときにエンジン１０を停止させる。更に、惰性走行時に回生制動が実行された場合には、その際の燃費が良くなる反面、減速度が回生量の分だけ大きくなるので、車速の下がりすぎを回避する為にアクセル操作が為される可能性もあり、燃費の向上を妨げる虞がある。従って、本実施例の制御装置には、惰性走行時にモータ／ジェネレータ２０の回生制御を禁止させる。

このときの制御装置による目標回生量（目標回生トルク）の設定動作について図７のフローチャートに基づき説明する。尚、以下の説明においては、図４のフローチャートの工程と同じものの説明を省略し、そのフローチャートとの相違点について示す。

ハイブリッドＥＣＵ１００は、図４のフローチャートと共通の工程を幾つか経た後、ステップＳＴ３５でシフト履歴が存在していると判定した場合、そのシフト履歴の変速位置に応じた変速比（変速段）が高速段側のもの（例えばここでは５速）であるのか否かを判定する（ステップＳＴ３６）。

ここで、高速段側でない（例えば１〜４速）との判定の場合には、ステップＳＴ４０に進んで、そのシフト履歴の変速位置に応じた変速比（変速段）相当の目標回生量を設定する。

一方、高速段側であるとの判定の場合、ハイブリッドＥＣＵ１００は、モータ／ジェネレータ２０の目標回生量（目標回生トルク）を０に設定し、そのモータ／ジェネレータ２０による回生制御を禁止させる（ステップＳＴ３７）。例えば、この際の目標回生量マップとしては、図９に示すように、先に示した図５のものに対して５速の目標回生トルクを０にしたものを用いる。その後、ハイブリッドＥＣＵ１００は、エンジン１０を停止させて、ハイブリッド車両１を惰性走行させる。これにより、この制御装置は、ＥＶ走行モードへの走行モード切替前後における減速度のずれを運転者に違和感を与えない程度にまで抑えつつ、燃費を更に向上させることができる。

ここで、ＥＶギアたる歯車対６０は、ＥＶ走行時の燃費を向上させるべく、そのギア比を小さく設定することがある。このような設定の場合には、ＥＶ走行モードにおける回生制御に伴う減速度が小さくなり、その際の目標回生量（目標回生トルク）を少なくすることによって更に減速度が小さくなるので、その減速度をエンジン走行モードにおける惰性走行時の減速度と同等の大きさにまで小さくできる。この点について考慮すれば、上記ステップＳＴ３６で高速段側であると判定されたときには、走行モード切替後の目標回生量（目標回生トルク）を少なくすることによって、走行モード切替前後における減速度のずれを運転者に違和感を与えない程度にまで抑えることができる。

そこで、本実施例の制御装置には、その走行モード切替前の手動変速機３０の変速比（変速段）が高速段側の場合に、走行モード切替後のモータ／ジェネレータ２０の目標回生量（目標回生トルク）を少なくさせるようにしてもよい。ここで、この例示のハイブリッド車両１のＥＶ走行モードにおいては、手動変速機３０がニュートラル状態になっているので、エンジン１０だけに着目すれば、惰性走行と同じ状態になっている。これが為、エンジンブレーキを考慮しなくてもよいので、その際の目標回生量は、例えばエンジン走行モードにおける惰性走行時と同等の減速度を発生させる大きさに設定すればよい。例えば、このときのハイブリッドＥＣＵ１００は、高速段側と判定されたならば、運転者に対して走行モード切替前後での減速度の違いによる違和感を与えぬ程度にまで少なくしたモータ／ジェネレータ２０の目標回生量（目標回生トルク）を設定し、その目標回生量で回生制動を実行させる。これにより、この制御装置は、ＥＶ走行モードへの走行モード切替前後における減速度のずれを運転者に違和感を与えない程度にまで抑えることができ、更に、モータ／ジェネレータ２０による回生量を少なくしているので、燃費を向上させることもできる。

上述した例示においては手動変速機３０の出力軸４２にモータ／ジェネレータ２０の回転軸２１を連結させたハイブリッド車両１を挙げたが、本実施例の制御装置は、その回転軸２１を手動変速機３０の入力軸４１に連結させたハイブリッド車両に対して適用してもよい。そのハイブリッド車両の一例を図１０に示す。その図１０に示すハイブリッド車両２は、図１に示すハイブリッド車両１に対して次の点を変更したものである。

先ず、このハイブリッド車両２においては、エンジン１０とクラッチ５０との間にモータ／ジェネレータ２０を配設し、更に、そのモータ／ジェネレータ２０とエンジン１０との間に係合動作及び解放動作が自動的に実行される自動クラッチ５５を介在させている。つまり、このハイブリッド車両２のクラッチ５０は、一方の係合要素を先の例示と同じく入力軸４１に連結させると共に、他方の係合要素をモータ／ジェネレータ２０の回転軸２１に連結させる。また、このハイブリッド車両２においては、エンジン１０の出力軸１１を自動クラッチ５５の一方の係合要素に連結させ、その自動クラッチ５５の他方の係合要素をモータ／ジェネレータ２０の回転軸２１に連結させる。尚、図示の便宜上、図１０においては、二次電池２５と電池監視ユニット２７を省略している。

その自動クラッチ５５は、夫々の係合要素間の係合動作と解放動作を行う電動や油圧等のアクチュエータ５６を備えている。そのアクチュエータ５６は、その動作が自動クラッチ用の電子制御装置（以下、「クラッチＥＣＵ」という。）１０３によって制御される。ここで、そのクラッチＥＣＵ１０３は、エンジン走行モード又はハイブリッド走行モードのときに自動クラッチ５５を係合させる。これに対して、ＥＶ走行モードのときには、自動クラッチ５５を解放させる。尚、この場合においても、エンジン１０は、ＥＶ走行モードのときに停止させることが望ましい。

更に、このハイブリッド車両２においては、ＥＶギアとして、歯車対６０の替わりに第１速ギア段３１〜第５速ギア段３５の内の何れか１つを利用する。この例示においては、第３速ギア段３３をＥＶギアとする。従って、ここでの手動変速機３０においては、シフトレバー８１ａがＥＶ走行モード選択位置ＥＶへと操作されたときに、第３速ギア段３３が係合状態となる。

本実施例の制御装置は、このようなハイブリッド車両２においても先に例示したハイブリッド車両１のときと同様の作用効果を得ることができる。

ここで、上述した例示においては変速機として手動変速機３０を挙げたが、本実施例の制御装置は、変速機として有段又は無段の自動変速機が搭載された車両であっても同様の作用効果を得ることができる。また、上述した例示においてはクラッチ５０を手動操作されるものとして示したが、本実施例の制御装置は、そのクラッチ５０を自動クラッチに置き換えた車両においても同様の作用効果を得ることができる。

以上のように、本発明に係る車両の制御装置は、ＥＶ走行モードへと切り替える際の走行モード切替前後の減速度のずれを抑え、その走行モード切替の際の運転者の違和感を解消させる技術に有用である。

１，２ハイブリッド車両
１０エンジン
２０モータ／ジェネレータ
３０手動変速機
５０クラッチ
５１クラッチペダル
５５自動クラッチ
６０歯車対（ＥＶギア）
８１変速操作装置
８１ａシフトレバー
８１ｂシフトゲージ
８２ＥＶ走行モード選択位置検出部
８３変速位置検出部
１００ハイブリッドＥＣＵ
１０１エンジンＥＣＵ
１０２モータ／ジェネレータＥＣＵ
１０３クラッチＥＣＵ
ＥＶＥＶ走行モード選択位置

Claims

機械エネルギを動力にして駆動力を発生させる機械動力源と、電気エネルギを変換した機械エネルギを動力にして駆動力を発生させる電気動力源と、前記機械動力源及び／又は前記電気動力源の動力を駆動輪側に伝える変速機と、を備え、前記機械動力源の動力を用いたエンジン走行モードと、前記電気動力源の動力を用いたＥＶ走行モードと、前記機械動力源及び前記電気動力源の双方の動力を用いたハイブリッド走行モードと、を切り替えて走行させる車両の制御装置において、
前記ＥＶ走行モードへと切り替える場合、該走行モード切替前の前記変速機の変速比に基づいて当該走行モード切替後の前記電気動力源における目標回生量を設定することを特徴とした車両の制御装置。
前記目標回生量の設定の際、前記走行モード切替前の前記変速機の変速比でのエンジンブレーキに相当する回生制動力となるよう前記目標回生量の設定を行うことを特徴とした請求項１記載の車両の制御装置。
停車中に前記ＥＶ走行モードへの切り替えが要求された場合、前記変速機の低速段側の変速比でのエンジンブレーキに相当する回生制動力となるよう前記目標回生量の設定を行うことを特徴とした請求項１記載の車両の制御装置。
前記走行モード切替前の前記変速機の変速比が高速段側である場合、前記目標回生量を少なくする又は前記電気動力源の回生制御を禁止させることを特徴とした請求項１記載の車両の制御装置。
前記変速機は、運転者の手動操作によって変速比の切り替えが可能な手動変速機であり、前記エンジン走行モード又は前記ハイブリッド走行モードで走行する際の前記変速機の変速比を選択する為の変速位置及び前記ＥＶ走行モードに切り替える為のＥＶ走行モード選択位置を有する変速操作装置を備えることを特徴とした請求項１，２，３又は４に記載の車両の制御装置。