JP2012081810A - ハイブリット車のクラッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリット車の走行モードを変更する際、トルクショックが生じないようにするハイブリット車のクラッチ制御装置を提供する。
【解決手段】ハイブリット車のクラッチ制御装置において、発電最大出力Ｐｇと電池可能出力Ｐとに基づいて、モータ可能駆動力Ｔｍｂを車速に対応して求め、エンジン最大駆動力Ｔｅを車速に対応して求め、モータ可能駆動力Ｔｍｂとエンジン最大駆動力Ｔｅとの差が所定の駆動力差ΔＴ以下となる車速Ｖｂを、クラッチを結合状態から開放状態へ変更するパラレル終了車速とし、車速Ｖｂのときに、パラレル走行からシリーズ走行、ＥＶ走行へ変更する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ハイブリット車のクラッチ制御装置に関する。

エンジンとモータとを有するハイブリッド車には、走行モードとして、ＥＶ走行、シリーズ走行、パラレル走行がある。このようなハイブリッド車では、例えば、図８〜図１０に示すように、エンジン３１側のエンジン軸３２とモータ３３側のモータ軸３４との間を結合／開放するクラッチ３５が設けられており、走行モードに応じて、クラッチ３５を結合状態／開放状態としている（例えば、特許文献１）。このようなクラッチとしては、湿式（単板／多板）、乾式（単板／多板）のいずれのものを用いてもよく、以降、これらを総称してクラッチと呼ぶ。

ここで、図８〜図１０を参照して、各々の走行モードとクラッチの関係を説明する。
ＥＶ走行のときには、図８に示すように、モータ３３を駆動して、車両３０のタイヤ３６を駆動している。このとき、エンジン３１は停止しており、発電機３７による発電も停止しており、クラッチ３５は開放状態である。

シリーズ走行は、図９に示すように、エンジン３１を駆動して、発電機３７により発電し、バッテリ（図示省略）に充電してある電気だけでなく、発電機３７で発電した電気も用いて、モータ３３を駆動して、車両３０のタイヤ３６を駆動している。このときも、クラッチ３５は開放状態である。

一方、パラレル走行は、図１０に示すように、エンジン３１を駆動して、車両３０のタイヤ３６を駆動しているが、クラッチ３５を結合状態としており、これにより、エンジン３１の駆動力をモータ軸３４側（駆動軸側）へ伝達している。なお、パラレル走行は、エンジン３１及びモータ３３を共に駆動して、車両３０のタイヤ３６を駆動する場合もある。

このように、ハイブリッド車の車両３０は、モータ３３を駆動力とするＥＶ走行時及びシリーズ走行時には、クラッチ３５を開放し、エンジン軸３２とモータ軸３４とを機械的に動力遮断した状態で走行している。これに対し、エンジン３１を駆動力とするパラレル走行時には、クラッチ３５を結合し、エンジン軸３２とモータ軸３４とを機械的に連結した状態で走行している。

従って、ＥＶ走行及びシリーズ走行からパラレル走行へモード変更するときには、開放していたクラッチ３５を結合し、逆に、パラレル走行からＥＶ走行及びシリーズ走行へモード変更するときには、結合していたクラッチ３５を開放するようにしている。

特許第３７０２８９７号公報

エンジン３１の最大駆動力は、車速に応じた定まった値となるのに対して、モータ３３が出力可能な最大の駆動力は、車速だけでなく、バッテリが出力可能な電池可能出力にも左右される（詳細は、後述の図２〜図４で説明する。）。パラレル走行からシリーズ走行へモード変更するときには、結合していたクラッチ３５を開放して、駆動力がエンジン３１からモータ３３へシフトするが、クラッチ３５の開放直後は、この電池可能出力を考慮しないと、エンジン３１の最大駆動力とモータ３３が出力可能な最大の駆動力との間に大きな差が生じ、トルクショックが生じて、乗り心地が悪くなるという問題がある

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、ハイブリット車の走行モードを変更する際、トルクショックが生じないようにするハイブリット車のクラッチ制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する第１の発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置は、
発電機で発電された電気を充電するバッテリと、
前記発電機で発電された電気、前記バッテリに充電された電気の少なくとも一方を用いて、車両の駆動軸と接続されたモータ軸を駆動するモータと、
前記発電機の駆動及び前記車両の駆動に用いるエンジンと、
前記モータ軸と前記エンジンのエンジン軸との間の結合／開放を行うクラッチと、
前記モータ軸と前記エンジン軸との間を結合して、前記エンジンにより前記車両を駆動するエンジン走行状態と、前記モータ軸と前記エンジン軸との間を開放して、前記モータにより前記車両を駆動するモータ走行状態とを、前記クラッチを制御して切り換える制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記バッテリが出力可能な電池可能出力を求め、
前記クラッチを結合状態から開放状態へ変更する変更車速を、前記電池可能出力に応じて設定し、
前記変更車速のときに、前記クラッチを結合状態から開放状態へ変更して、前記エンジン走行状態から前記モータ走行状態へ変更することを特徴とする。

上記課題を解決する第２の発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置は、
上記第１の発明に記載のハイブリット車のクラッチ制御装置において、
前記制御手段は、
前記発電機が出力する最大の発電最大出力と前記電池可能出力とに基づいて、前記モータが出力可能なモータ可能駆動力を車速に対応して求め、
前記エンジンが出力する最大のエンジン最大駆動力を車速に対応して求め、
前記モータ可能駆動力と前記エンジン最大駆動力との差が所定の駆動力差以下となる車速を前記変更車速とすることを特徴とする。

上記課題を解決する第３の発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置は、
上記第２の発明に記載のハイブリット車のクラッチ制御装置において、
前記制御手段は、
前記モータが出力する最大のモータ最大駆動力を車速に対応して求め、
前記モータ可能駆動力が前記モータ最大駆動力以上となる場合、前記モータ可能駆動力に換えて前記モータ最大駆動力を用い、前記モータ最大駆動力と前記エンジン最大駆動力との差が所定の駆動力差以下となる車速を前記変更車速とすることを特徴とする。

上記課題を解決する第４の発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置は、
上記第１〜第３のいずれか１つの発明に記載のハイブリット車のクラッチ制御装置において、
前記制御手段は、
前記電池可能出力がバッテリ切れの前段階を判定する緊急判定出力以下である場合、車速に依らず、前記クラッチの結合を禁止し、前記クラッチが結合状態であるときには、即、前記クラッチを開放状態とすることを特徴とする。

上記課題を解決する第５の発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置は、
上記第１〜第４のいずれか１つの発明に記載のハイブリット車のクラッチ制御装置において、
前記制御手段は、前記バッテリの充電率と温度から前記電池可能出力を求めることを特徴とする。

本発明によれば、エンジン走行状態からモータ走行状態へ変更する変更車速を、電池可能出力に応じて設定するので、エンジン走行状態からモータ走行状態へのモード変更時におけるトルクショックを防止することができる。

本発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置を有する車両の構成図である。 本発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置における制御を説明する図であり、電池可能出力が所定出力以上の場合の制御マップである。 本発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置における制御を説明する図であり、電池可能出力が所定出力未満の場合の制御マップである。 本発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置における制御を説明する図であり、電池可能出力が緊急判定出力以下の場合の制御マップである。 本発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置において、電池可能出力を演算するときのブロック図である。 本発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置における制御を説明するフローチャートである。 本発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置における電池可能出力とパラレル終了車速の関係を示すグラフである。 ハイブリッド車におけるＥＶ走行モードを説明する概略図である。 ハイブリッド車におけるシリーズ走行モードを説明する概略図である。 ハイブリッド車におけるパラレル走行モードを説明する概略図である。

以下、本発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置の実施形態について、図１〜図７を参照して説明を行う。

（実施例１）
図１は、本発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置を有する車両の構成図である。又、図２〜図７は、本発明に係るハイブリット車のクラッチ制御装置における制御を説明する図である。具体的には、図２は、電池可能出力が所定出力以上の場合の制御マップ、図３は、電池可能出力が所定出力未満の場合の制御マップ、図４は、電池可能出力が緊急判定出力以下の場合の制御マップ、図５は、電池可能出力を演算するときのブロック図であり、図６は、それらの制御を説明するフローチャートであり、図７は、電池可能出力とパラレル終了車速の関係を示すグラフである。

本実施例のハイブリッド車のクラッチ制御装置において、車両１０は、図１に示すように、エンジン１１とモータ１５とを動力源とするハイブリッド車である。具体的には、車両駆動を行うと共に発電の動力源となるエンジン１１と、エンジン１１により駆動されて発電を行う発電機１２と、発電機１２により発電された電気を充電する高圧バッテリ１３と、インバータ１４を介して、発電機１２、高圧バッテリ１３から電気を供給して、発電機１２で発電された電気、高圧バッテリ１３に充電された電気の少なくとも一方を用いて、車両駆動を行うモータ１５とを有している。

モータ１５は、前輪１８の駆動軸を駆動しており、ギアボックス（変速機）１７を介して（詳細には、ギアボックス１７内のディファレンシャルを介して）、前輪１８の駆動軸と接続されている。一方、エンジン１１も、ギアボックス１７を介して、前輪１８と接続されるが、前輪１８の駆動軸を駆動する際には、ギアボックス１７の内部に設けたクラッチ１６を介して（更には、ギアボックス１７内のディファレンシャルを介して）、接続されている。このクラッチ１６は、ソレノイド等の油圧制御弁（図示省略）により制御されるものであり、具体的には、エンジン１１のエンジン軸とモータ１５のモータ軸（駆動軸側）との間の結合／開放を行っている。クラッチ１６、ギアボックス１７の構成は公知のいずれの構成でもよいので、ここでは、その詳細な説明は割愛する。又、クラッチ１６は、ギアボックス１７から独立した構成でもよく、又、湿式（単板／多板）、乾式（単板／多板）のいずれのものを用いてもよい。

なお、本実施例では、一例として、前輪１８側にモータ１５を設けた構成としているが、後輪１９側を駆動するモータを更に設けた構成としてもよい。又、本実施例では、エンジン１１を駆動し、発電機１２により発電して、高圧バッテリ１３へ充電するハイブリッド車を例示しているが、車両外部の家庭用電源や急速充電器から高圧バッテリ１３への充電も可能とするプラグインハイブリッド車であってもよい。

そして、車両１０は、エンジン１１を制御するエンジンＥＣＵ（Electronics Control Unit）２１と、発電機１２を制御するジェネレータＥＣＵ２２と有し、又、高圧バッテリ１３、モータ１５、ギアボックス１７（クラッチ１６）を制御するＥＶ−ＥＣＵ（車両統合制御コントローラ；制御手段）２３を有している。なお、高圧バッテリ１３は、高圧バッテリ１３の管理を行うＢＭＵ（Battery Management Unit）２４を介して、ＥＶ−ＥＣＵ２３と接続されており、ＢＭＵ２４は、高圧バッテリ１３の電圧、電流、温度、ＳＯＣ（State of Charge；充電率）等を監視すると共に、温度、ＳＯＣに基づいて電池可能出力を算出し、ＥＶ−ＥＣＵ２３へは、電圧、電流、温度、ＳＯＣに加えて、電池可能出力も通知している。このＢＭＵ２４の機能は、ＥＶ−ＥＣＵ２３が直接行ってもよい。

エンジンＥＣＵ２１、ジェネレータＥＣＵ２２及びＥＶ−ＥＣＵ２３同士は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）等を用いて、互いの情報を送受信可能である。本実施例のクラッチ制御装置においては、ＥＶ−ＥＣＵ２３が主となって、車両１０の車速及び要求される駆動力に応じて、クラッチ１６を制御して、バッテリ駆動のＥＶ走行、バッテリ駆動とエンジン発電を併用するシリーズ走行、エンジン直動のパラレル走行を切り換えており、その際、後述するクラッチ制御を行っている。なお、ＥＶ−ＥＣＵ２３は、車速センサ（図示省略）から車両１０の車速を検知すると共に、アクセルペダル（図示省略）から検知したアクセル開度等に基づいて、必要とする駆動力を求めている。

最初に、図２（ａ）、（ｂ）を参照して、電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ以上の場合の制御マップを説明する。詳細は後述するが、電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ以上の場合とは、電池可能出力Ｐと発電最大出力Ｐｇとに基づくモータ可能駆動力が、モータ最大駆動力Ｔｍａ以上である場合である。

車両１０の走行モードは、車速及び要求される駆動力に応じて切り換えられるが、クラッチ１６の制御の点から、クラッチ１６を開放し、モータ１５による車両駆動を行うＥＶ走行及びシリーズ走行（モータ走行状態）と、クラッチ１６を結合し、エンジン１１による車両駆動を行うパラレル走行（エンジン走行状態）とに分けられる。詳細は後述するが、ここでは、クラッチ１６を結合状態から開放状態へ変更する変更車速を、パラレル終了車速Ｖａとしている。

そして、電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ以上の場合、車速がパラレル終了車速Ｖａ未満であれば、クラッチ１６を開放し、ＥＶ走行又はシリーズ走行による車両駆動を行う。ＥＶ走行及びシリーズ走行で必要な駆動力は、モータ１５による駆動力であり、高圧バッテリ１３から現在出力可能な電池可能出力Ｐによる電池可能駆動力Ｔのマップ領域Ｒｅａ内の車速及び駆動力であれば、バッテリ駆動のＥＶ走行を行い、マップ領域Ｒｅａを超え、且つ、モータ１５自体が出力する最大の駆動力であるモータ最大駆動力Ｔｍａの領域Ｒｓａ内の車速及び駆動力であれば、バッテリ駆動とエンジン発電を併用するシリーズ走行を行う。

一方、車速がパラレル終了車速Ｖａ以上であれば、クラッチ１６を結合し、パラレル走行による車両駆動を行う。パラレル走行で必要な駆動力は、エンジン１１による駆動力であり、エンジン１１が出力する最大の駆動力であるエンジン最大駆動力Ｔｅのマップ領域Ｒｐａ内の車速及び駆動力で、パラレル走行を行う。

ここで、電池可能出力Ｐについて、図５を参照して説明する。電池可能出力Ｐについては、図５に示すように、ＢＭＵ２４に入力されたＳＯＣ値ｄ１に基づいて、第１演算部Ｂ１において、ＳＯＣ値に対する電池出力のマップから、ＳＯＣ値ｄ１に対する第１電池可能出力Ｐ１を求め、ＢＭＵ２４に入力された電池温度値ｄ２に基づいて、第２演算部Ｂ２において、電池温度値に対する電池出力のマップから、電池温度値ｄ２に対する第２電池可能出力Ｐ２を求め、第３演算部Ｂ３において、第１電池可能出力Ｐ１、第２電池可能出力Ｐ２のうち、いずれか小さい方を選択し、電池可能出力Ｐとしている。ＳＯＣ値に対する電池出力は、第１演算部Ｂ１のマップからわかるように、ＳＯＣ値が高いほど高く、又、電池温度値に対する電池出力は、第２演算部Ｂ２のマップからわかるように、電池温度値が高いほど高い。

このように、電池可能出力Ｐは、ＢＭＵ２４において、高圧バッテリ１３のＳＯＣと電池温度により求められ、その後、ＥＶ−ＥＣＵ２３へ通知される。この電池可能出力Ｐにより駆動されるモータ１５において、現在出力可能な駆動力が電池可能駆動力Ｔとなる。

図２（ａ）において、モータ最大駆動力Ｔｍａは、モータ１５自体が出力する最大の駆動力であり、車速が低速のときには、電池可能出力Ｐを用いて出力可能であり、車速が中速のときには、電池可能出力Ｐと発電機１２からの発電出力とを用いて出力可能である。発電機１２が発電する最大の出力を発電最大出力Ｐｇとすると、所定出力Ｐａは、モータ最大駆動力Ｔｍａに相当する出力Ｐｍａと発電最大出力Ｐｇとにより、［Ｐａ＝Ｐｍａ−Ｐｇ］と規定できる。従って、図２（ｂ）のバーグラフに示すように、電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ以上であれば、発電機１２からの発電出力（発電最大出力Ｐｇ以下の発電電力）を加えることで、ＥＶ走行及びシリーズ走行をモータ最大駆動力Ｔｍａで実施可能である。

そして、モータ最大駆動力Ｔｍａを車速に対応して求め、エンジン１１が出力する最大のエンジン最大駆動力Ｔｅを車速に対応して求め、トルクショックとはならない所定の駆動力差をΔＴとすると、［｜Ｔｍａ−Ｔｅ｜≦ΔＴ］となるように、上記パラレル終了車速Ｖａを設定している。つまり、図２（ａ）を参照すると、モータ最大駆動力Ｔｍａの出力曲線とエンジン最大駆動力Ｔｅの出力曲線の交点の近傍の車速が上記パラレル終了車速Ｖａとして設定される。

パラレル走行からシリーズ走行及びＥＶ走行に変更する際に、パラレル終了車速Ｖａ以外の車速で、クラッチ１６を開放する場合には、図２（ａ）から明らかなように、駆動力変動が大きく、トルクショックが生じてしまう。

一方、電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ以上、即ち、モータ可能駆動力がモータ最大駆動力Ｔｍａ以上である場合には、上記パラレル終了車速Ｖａを用いており、パラレル走行からシリーズ走行及びＥＶ走行に変更する際、車速がパラレル終了車速Ｖａとなると、クラッチ１６を開放するので、クラッチ１６を開放して、駆動力がエンジン１１からモータ１５へシフトしても、駆動力変動が小さく、トルクショックが小さくなる。

後述する図３、図４の場合も含めて、電池可能出力とパラレル終了車速の関係を示すと、図７に示すグラフとなり、このパラレル終了速度Ｖａは、電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ以上の場合、モータ最大駆動力Ｔｍａにより決定されるので、一定の値となり、例えば、８０〜１００ｋｍ／ｈの範囲のいずれかに設定される。

次に、図３（ａ）、（ｂ）を参照して、電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ未満（但し、後述する緊急判定出力Ｐｂ以上）の場合の制御マップを説明する。電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ未満の場合とは、電池可能出力Ｐと発電最大出力Ｐｇとに基づくモータ可能駆動力Ｔｍｂが、モータ最大駆動力Ｔｍａ未満である場合である。

車両１０の走行モードの切り換えは、基本的には、電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ以上の場合と同様であるが、後述するように、ここでは、クラッチ１６を結合状態から開放状態へ変更する変更車速を、パラレル終了車速Ｖｂとしている。

電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ未満の場合、車速がパラレル終了車速Ｖｂ未満であれば、クラッチ１６を開放し、ＥＶ走行又はシリーズ走行による車両駆動を行う。ＥＶ走行及びシリーズ走行で必要な駆動力は、モータ１５による駆動力であり、高圧バッテリ１３から現在出力可能な電池可能出力Ｐによる電池可能駆動力Ｔのマップ領域Ｒｅｂ内の車速及び駆動力であれば、バッテリ駆動のＥＶ走行を行い、マップ領域Ｒｅｂを超え、且つ、モータ１５が現在出力可能なモータ可能駆動力Ｔｍｂの領域Ｒｓｂ内の車速及び駆動力であれば、バッテリ駆動とエンジン発電を併用するシリーズ走行を行う。

一方、車速がパラレル終了車速Ｖｂ以上であれば、クラッチ１６を結合し、パラレル走行による車両駆動を行う。パラレル走行で必要な駆動力は、エンジン１１による駆動力であり、エンジン１１のエンジン最大駆動力Ｔｅのマップ領域Ｒｐｂ内の車速及び駆動力で、パラレル走行を行う。

このように、電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ未満の場合も、一見、電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ以上の場合と同じようであるが、以下の理由により、いくつか相違する点がある。

図３（ｂ）に示すように、電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ未満の場合、発電最大出力Ｐｇを加えても、モータ可能駆動力Ｔｍｂに相当する出力Ｐｍｂは、モータ最大駆動力Ｔｍａに相当する出力Ｐｍａには及ばない。

例えば、図３（ａ）において、モータ１５が現在出力可能なモータ可能駆動力Ｔｍｂとしては、車速が低速のときには、電池可能出力Ｐを用いて、又は、電池可能出力Ｐと発電機１２からの発電出力とを用いて、モータ最大駆動力Ｔｍａまで出力可能であるが、車速が中速のときには、電池可能出力Ｐと発電最大出力Ｐｇとを用いても、モータ最大駆動力Ｔｍａまでの出力はできない。

その結果、図３（ａ）に示すモータ可能駆動力Ｔｍｂの領域Ｒｓｂは、図２（ａ）に示した領域Ｒｓａより狭くなっており、その分、領域Ｒｐｂが広くなっている。又、電池可能出力Ｐが小さくなったので、当然、図３（ａ）に示す電池可能駆動力Ｔの領域Ｒｅｂも、図２（ａ）に示した領域Ｒｅａより狭くなっている。

そして、ここでは、電池可能出力Ｐと発電最大出力Ｐｇに基づいて、モータ可能駆動力Ｔｍｂを車速に対応して求め、車速に対応して求めたエンジン最大駆動力Ｔｅ、トルクショックとはならない所定の駆動力差ΔＴを用いて、［｜Ｔｍｂ−Ｔｅ｜≦ΔＴ］となるように、上記パラレル終了車速Ｖｂを設定している。つまり、図３（ａ）を参照すると、モータ可能駆動力Ｔｍｂの出力曲線とエンジン最大駆動力Ｔｅの出力曲線の交点の近傍の車速が上記パラレル終了車速Ｖｂとして設定される。クラッチ１６の結合／開放を行う車速範囲において、［Ｔｍａ＞Ｔｍｂ］であるので、パラレル終了車速ＶｂはＶａより小さく、パラレル終了車速ＶｂはＶａより低車速側にシフトすることになる。

このように、電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ未満である場合は、モータ可能駆動力Ｔｍｂとエンジン最大駆動力Ｔｅとの差が所定の駆動力差ΔＴ以下となる車速をパラレル終了車速Ｖｂとしている。一方、前述した電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ以上である場合には、モータ可能駆動力に換えてモータ最大駆動力Ｔｍａを用い、モータ最大駆動力Ｔｍａとエンジン最大駆動力Ｔｅとの差が所定の駆動力差ΔＴ以下となる車速をパラレル終了車速Ｖａとしている。

パラレル走行からシリーズ走行及びＥＶ走行に変更する際に、パラレル終了車速Ｖｂ以外の車速で、例えば、上述した車速Ｖａでクラッチ１６を開放する場合には、図３（ａ）から明らかなように、モータ可能駆動力Ｔｍｂとエンジン最大駆動力Ｔｅとの間に大きな駆動力差があるので、トルクショックが生じてしまう。

一方、電池可能出力Ｐが所定出力Ｐａ未満、即ち、モータ可能駆動力Ｔｍｂがモータ最大駆動力Ｔｍａ未満である場合は、上記パラレル終了車速Ｖｂを用いており、パラレル走行からシリーズ走行及びＥＶ走行に変更する際、車速がパラレル終了車速Ｖｂとなると、クラッチ１６を開放するので、クラッチ１６を開放して、駆動力がエンジン１１からモータ１５へシフトしても、駆動力変動が小さく、トルクショックが小さくなる。

ここでは、電池可能出力Ｐに応じて、モータ可能駆動力Ｔｍｂが変化するので、図７に示すように、このパラレル終了速度Ｖｂは、電池可能出力Ｐに応じて、変化する値となり、例えば、５０〜８０ｋｍ／ｈの範囲で設定される。

次に、図４（ａ）、（ｂ）を参照して、電池可能出力Ｐが緊急判定出力Ｐｂ以下の場合の制御マップを説明する。この緊急判定出力Ｐｂとは、バッテリ切れ（電欠）の前段階を判定する電池出力である。

電池可能出力Ｐが緊急判定出力Ｐｂ以下の場合、車両１０の走行モードは、車速及び要求される駆動力に応じて切り換えられるが、車速全域において、クラッチ１６の結合を禁止しており、クラッチ１６を結合しているときには、即、クラッチ１６を開放している。つまり、パラレル走行は使用せず、車速及び要求される駆動力に応じて、ＥＶ走行、シリーズ走行を切り換えている。

このように、電池可能出力Ｐが緊急判定出力Ｐｂ以下の場合、車速に関係無く、クラッチ１６を開放し、ＥＶ走行又はシリーズ走行による車両駆動を行う。ＥＶ走行及びシリーズ走行で必要な駆動力は、モータ１５による駆動力であり、高圧バッテリ１３から現在出力可能な電池可能出力Ｐによる電池可能駆動力Ｔのマップ領域Ｒｅｃ内の車速及び駆動力であれば、バッテリ駆動のＥＶ走行を行い、マップ領域Ｒｅｃを超え、且つ、モータ１５が現在出力可能なモータ可能駆動力Ｔｍｃの領域Ｒｓｃ内の車速及び駆動力であれば、バッテリ駆動とエンジン発電を併用するシリーズ走行を行う。

図４（ｂ）に示すように、電池可能出力Ｐが緊急判定出力Ｐｂ以下の場合、発電最大出力Ｐｇを加えても、モータ可能駆動力Ｔｍｃに相当する出力Ｐｍｃは、モータ最大駆動力Ｔｍａに相当する出力Ｐｍａには及ばない。

例えば、図４（ａ）において、モータ１５が現在出力可能なモータ可能駆動力Ｔｍｃとしては、車速が低速のときには、電池可能出力Ｐと発電機１２からの発電出力とを用いて、モータ最大駆動力Ｔｍａまで出力可能であるが、車速が中速のときには、電池可能出力Ｐと発電最大出力Ｐｇとを用いても、モータ最大駆動力Ｔｍａまでの出力はできない。

その結果、図４（ａ）に示すモータ可能駆動力Ｔｍｃの領域Ｒｓｃは、図２（ａ）に示した領域Ｒｓａ、図３（ａ）に示した領域Ｒｓｂより狭くなっている。又、電池可能出力Ｐが小さくなったので、当然、図４（ａ）に示す電池可能駆動力Ｔの領域Ｒｅｃも、図２（ａ）に示した領域Ｒｅａ、図３（ａ）に示した領域Ｒｅｂより狭くなっている。しかも、ＥＶ走行が長時間続くと、モータ１５に最低限必要な電池出力を確保できなくなるおそれがあるので、その領域Ｒｅｃ、つまり、車速、駆動力の範囲はかなり制限される。

従って、電池可能出力Ｐが緊急判定出力Ｐｂ以下の場合には、車速全域において、クラッチ１６の結合を禁止し、又、クラッチ１６を結合しているときには即開放し、パラレル走行を使用しないようにして、高圧バッテリ１３のバッテリ切れ（電欠）を防止する。そのため、ここでは、図２（ａ）に示したＶａ、図３（ａ）に示したＶｂのように、パラレル終了車速を設定する必要はない。

最後に、図６に示すフローチャートを参照して、上述した内容の制御について、一連の手順を説明する。

（ステップＳ１）
ＳＯＣと電池温度に基づいて、電池可能出力Ｐを演算する。具体的には、図５で説明したように、ＳＯＣ値ｄ１に対する第１電池可能出力Ｐ１と、電池温度値ｄ２に対する第２電池可能出力Ｐ２のうち、いずれか小さい方を電池可能出力Ｐとしている。

（ステップＳ２）
ＥＶ−ＥＣＵ２３により電池可能出力Ｐを監視すると共に、演算した電池可能出力Ｐを所定出力Ｐａと比較し、Ｐ≧Ｐａの場合はステップＳ３に進み、Ｐ≧Ｐａでない場合はステップＳ４に進む。

（ステップＳ３）
Ｐ≧Ｐａの場合、パラレル終了速度をＶａに設定し、ステップＳ７に進む。パラレル終了速度Ｖａとしては、前述したように、［｜Ｔｍａ−Ｔｅ｜≦ΔＴ］となる車速が設定される。

（ステップＳ４）
Ｐ≧Ｐａでない場合、更に、演算した電池可能出力Ｐを所定出力Ｐａ、緊急判定出力Ｐｂ（Ｐａ＞Ｐｂ）と比較し、Ｐａ＞Ｐ＞Ｐｂの場合はステップＳ５に進み、Ｐａ＞Ｐ＞Ｐｂでない場合はステップＳ６に進む。

（ステップＳ５）
Ｐａ＞Ｐ＞Ｐｂの場合、パラレル終了速度をＶｂに設定し、ステップＳ７に進む。パラレル終了速度Ｖｂとしては、前述したように、［｜Ｔｍｂ−Ｔｅ｜≦ΔＴ］となる車速が設定される。

（ステップＳ６）
Ｐａ＞Ｐ＞Ｐｂでもない場合、Ｐｂ≧Ｐであり、この場合、車速に依らずパラレル走行を終了する設定を行い、ステップＳ７に進む。

（ステップＳ７）
Ｐ≧Ｐａの場合には、パラレル終了速度Ｖａに基づいてクラッチ開放制御を実施する。具体的には、パラレル走行からシリーズ走行及びＥＶ走行に変更する際、車速がパラレル終了車速Ｖａとなったとき、クラッチ１６を結合状態から開放状態へ変更する制御を行う。又、Ｐａ＞Ｐ≧Ｐｂの場合には、パラレル終了速度Ｖｂに基づいてクラッチ開放制御を実施する。具体的には、パラレル走行からシリーズ走行及びＥＶ走行に変更する際、車速がパラレル終了車速Ｖｂとなったとき、クラッチ１６を結合状態から開放状態へ変更する制御を行う。一方、Ｐｂ≧Ｐの場合には、車速に依らずパラレル走行を終了するので、クラッチ１６が結合状態であるときには、即、開放状態とし、クラッチ１６が開放されていれば、結合を禁止する。

このように、高圧バッテリ１３から出力可能な電池可能出力Ｐに応じて、クラッチ１６を開放するパラレル終了速度を設定するので、パラレル走行からシリーズ走行及びＥＶ走行に変更する際に、クラッチ１６を開放しても、駆動力変動が小さく、トルクショックが小さくなる。

本発明は、ハイブリッド車に好適なものである。

１０ 車両
１１ エンジン
１２ 発電機
１３ 高圧バッテリ
１５ モータ
１６ クラッチ
２３ ＥＶ−ＥＣＵ
２４ ＢＭＵ

Claims (5)

1. 発電機で発電された電気を充電するバッテリと、
   前記発電機で発電された電気、前記バッテリに充電された電気の少なくとも一方を用いて、車両の駆動軸と接続されたモータ軸を駆動するモータと、
   前記発電機の駆動及び前記車両の駆動に用いるエンジンと、
   前記モータ軸と前記エンジンのエンジン軸との間の結合／開放を行うクラッチと、
   前記モータ軸と前記エンジン軸との間を結合して、前記エンジンにより前記車両を駆動するエンジン走行状態と、前記モータ軸と前記エンジン軸との間を開放して、前記モータにより前記車両を駆動するモータ走行状態とを、前記クラッチを制御して切り換える制御手段とを有し、
   前記制御手段は、
   前記バッテリが出力可能な電池可能出力を求め、
   前記クラッチを結合状態から開放状態へ変更する変更車速を、前記電池可能出力に応じて設定し、
   前記変更車速のときに、前記クラッチを結合状態から開放状態へ変更して、前記エンジン走行状態から前記モータ走行状態へ変更することを特徴とするハイブリット車のクラッチ制御装置。
2. 請求項１に記載のハイブリット車のクラッチ制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記発電機が出力する最大の発電最大出力と前記電池可能出力とに基づいて、前記モータが出力可能なモータ可能駆動力を車速に対応して求め、
   前記エンジンが出力する最大のエンジン最大駆動力を車速に対応して求め、
   前記モータ可能駆動力と前記エンジン最大駆動力との差が所定の駆動力差以下となる車速を前記変更車速とすることを特徴とするハイブリット車のクラッチ制御装置。
3. 請求項２に記載のハイブリット車のクラッチ制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記モータが出力する最大のモータ最大駆動力を車速に対応して求め、
   前記モータ可能駆動力が前記モータ最大駆動力以上となる場合、前記モータ可能駆動力に換えて前記モータ最大駆動力を用い、前記モータ最大駆動力と前記エンジン最大駆動力との差が所定の駆動力差以下となる車速を前記変更車速とすることを特徴とするハイブリット車のクラッチ制御装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のハイブリット車のクラッチ制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記電池可能出力がバッテリ切れの前段階を判定する緊急判定出力以下である場合、車速に依らず、前記クラッチの結合を禁止し、前記クラッチが結合状態であるときには、即、前記クラッチを開放状態とすることを特徴とするハイブリット車のクラッチ制御装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のハイブリット車のクラッチ制御装置において、
   前記制御手段は、前記バッテリの充電率と温度から前記電池可能出力を求めることを特徴とするハイブリット車のクラッチ制御装置。

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