以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
図1ないし図3は、本発明の第1の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置を備えたハイブリッド車両の走行駆動制御システムを示している。本実施形態は、本発明をパラレル方式のハイブリッド車両に適用するものであるが、勿論、本発明は、プラグインハイブリッドタイプの車両にも適用できる。
図1に示すように、本実施形態の車両1においては、エンジン11、オートクラッチ12(クラッチ)、モータジェネレータ13、AMT(Automated Manual Transmission)14、推進軸15、ディファレンシャル装置16が車両1の前後方向に順次配設されている。そして、エンジン11およびモータジェネレータ13のうち少なくとも一方からの動力を、AMT14、推進軸15、ディファレンシャル装置16および左右の駆動軸17a、17bを介して左右の駆動車輪18a、18bに動力伝達する動力伝達経路19が構成されている。
車両1には、また、インバータ22および高圧バッテリ23が搭載されており、これらインバータ22および高圧バッテリ23と、エンジン11、オートクラッチ12、モータジェネレータ13、AMT14および推進軸15とによって、車両1を走行駆動するハイブリッド式の走行駆動システム20が構成されている。
エンジン11は、多気筒の内燃機関、例えば4サイクルディーゼルエンジンである。また、オートクラッチ12は、エンジン11のクランク軸である出力軸11aとモータジェネレータ13の入出力軸13aとを動力伝達可能に接続したりその接続を遮断したりする機能を有している。
このオートクラッチ12は、摩擦式のクラッチディスクのストロークを可変操作する油圧操作シリンダへの油圧の給排を制御することで、断接の切り換えが可能になっている。ここにいう油圧操作シリンダへの油圧は、例えば後述するAMT−ECU32からの油圧制御コマンドに応動する図外の電気油圧アクチュエータ(クラッチマスタシリンダでもよい)により生成されたものである。
モータジェネレータ13は、供給される電力を回転動力に変換して出力する電動モータ(電動機)の機能と、入力された回転動力を電力に変換し出力する発電機の機能とを併有する電動発電機である。
このモータジェネレータ13は、電動モータとして機能するとき、エンジン11のアイドル運転状態下で車両1を走行駆動可能な回転動力を出力したり、エンジン11を燃費効率の高い運転領域で運転するためにエンジン11の出力をアシストする回転動力を出力したりすることができる。また、モータジェネレータ13は、車両1の回生ブレーキ作動時にインバータ22と協働して駆動車輪18a、18b側に制動トルクを出力するとともに発電機として作動し、高圧バッテリ23に充電できるようになっている。
AMT14は、エンジン11と共に車両1の図示しない本体フレームにマウントされた公知の変速機で、手動変速機と同様な多段変速可能な歯車変速機構を内蔵するとともに、その変速操作を自動制御可能にした半自動変速機として構成されている。このAMT14は、オートクラッチ12と協働して多段の円滑な変速動作、例えば1速から6速までの変速動作を行うことができるようになっている。
推進軸15は、AMT14の出力軸14bおよびディファレンシャル装置16の入力軸16aに対しそれぞれユニバーサルジョイント等を介して連結され、AMT14およびディファレンシャル装置16の間を動力伝達可能に連結している。
ディファレンシャル装置16は、推進軸15からの入力される回転動力を、左右の駆動軸17a、17bに対し差動を許容しつつ分配できる公知の差動装置である。
高圧バッテリ23は、モータジェネレータ13に電力を供給可能で、かつ、モータジェネレータ13で発生される電力を蓄えることができる二次電池である。また、インバータ22は、高圧バッテリ23の電圧を昇圧させるとともにモータジェネレータ13用の三相交流に変換する機能を有している。
このように、ハイブリッド式の走行駆動システム20は、エンジン11の出力軸11aとモータジェネレータ13の入出力軸13aとの間にオートクラッチ12が設けられているので、モータジェネレータ13の駆動力を車両1の駆動車輪18a、18b側に伝達可能であるとともに、オートクラッチ12の接続によりモータジェネレータ13の駆動力に加えてエンジン11の駆動力を駆動車輪18a、18bに伝達可能になっている。
このような走行駆動システム20は、以下に述べる制御装置30によって制御される。
制御装置30は、複数の電子制御ユニット(ECU)、例えばハイブリッド駆動制御ユニットであるHV−ECU31と、オートクラッチ12のクラッチ操作およびAMT14の変速操作を制御するAMT−ECU32と、車両制御ECU33、エンジンECU34およびバッテリECU35とを含んで構成されている。
HV−ECU31は、CPU、RAM、ROM、バックアップメモリ、入力インターフェース回路、出力インターフェース回路およびCAN(Controller Area Network)通信用の通信インターフェース回路を含んで構成されるものである。このHV−ECU31の入力インターフェース回路には、車両1の走行状態を検出するセンサ群として、例えばアクセルペダル21の開度を検出するアクセル開度センサ41および車両1の速度を検出する車速センサ42が接続されている。ここで、本実施の形態におけるアクセル開度センサ41は、本発明に係るアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段を構成している。
HV−ECU31は、ROMに予め格納されたハイブリッド制御プログラムに従って、CPUにより、RAMとの間でデータを授受しながら、例えばアクセル開度に対応する要求パワーとして走行駆動システム20のトータルの出力値を算出し、さらに、現在の車速Vやエンジン11およびモータジェネレータ13の回転速度Nj等のセンサ情報と、エンジン11の機関性能やモータジェネレータ13の特性に関するバックアップメモリ内のマップ情報等を基に、走行駆動システム20のエネルギ効率が高い動作条件となるよう、エンジン11に要求されるトルクTeおよびモータジェネレータ13に要求されるトルクTmの指令値等を逐次算出する。そして、そのトルクTeを指令値としてCANバス36を介してエンジンECU34に出力するとともに、トルクTmを指令値として後述する内蔵のMG制御部に取り込ませるようになっている。
HV−ECU31のバックアップメモリは、CPUの停止時にも記憶情報を保持可能なメモリで、例えばEEPROMにより構成されている。また、HV−ECU31の通信インターフェース回路には、CANバス36を介してAMT−ECU32および車両制御ECU33が接続されており、ゲートウェイ機能を有する車両制御ECU33を介して、例えばHV−ECU31からエンジンECU34にトルク指令値Teが出力される。
バッテリECU35は、高圧バッテリ23の充放電量を常時監視し、高圧バッテリ23の全電池容量に対する充電量の比率、すなわち、充電率に相当するSOC(State Of Charge)[%]を算出して、そのSOCをHV−ECU31に送信できるようになっている。バッテリECU35とHV−ECU31がCAN通信可能に接続され得るのは勿論である。
そして、HV−ECU31は、このSOCの変動範囲を高圧バッテリ23の寿命や信頼性等の面で好適な範囲内に維持するように、モータジェネレータ13による駆動出力や回生ブレーキ作動の制御を実行することで、高圧バッテリ23のSOCを予め設定した上限値(例えば80%)と下限値(例えば40%)の間に制御するようになっている。なお、一時的にSOCの上限値が増加したり、回生電力の充電が見込まれるときに一時的にSOCが下限値を下回ったりしてもよい。
AMT−ECU32は、CPU、RAM、ROM、バックアップメモリ、入力インターフェース回路、出力インターフェース回路およびCAN(Controller Area Network)通信用の通信インターフェース回路を含んで構成されるものである。AMT−ECU32の入力インターフェース回路には、ドライバのシフトレバー操作入力を検出するシフトスイッチ43と、オートクラッチ12の変速機側のディスク回転速度でもあるモータジェネレータ13の回転速度Njを検出するレゾルバ等の回転速度センサ44と、オートクラッチ12の操作位置であるディスクストロークを検出するクラッチストロークセンサ45とが接続されている。そして、これらセンサ群43ないし45からの検出情報が、AMT−ECU32に取り込まれるようになっている。
ここで、シフトスイッチ43は、シフトレバーが、パーキング(P)、リバース(R)、ニュートラル(N)、ドライブ(D)、スポーツ(S)等の各種シフトポジションのうちいずれのシフトポジションにあるのかを検出するシフトポジションセンサにより構成されている。Pポジションは駐車レンジに対応し、Rポジションは後進レンジに対応し、Nポジションは中立レンジに対応する。Dポジションは前進レンジに対応し、Sポジションは、スポーツレンジに対応している。シフトレバーが、Dレンジで保持された状態で、後述する走行駆動パワーや現在の車速Vに応じて最適変速段を設定する自動変速モードとなり、Sレンジで保持された状態で、上下方向のシフトレバー操作に応じてシフトアップおよびシフトダウンを自由に選択可能な手動変速モードとなる。
このように、シフトスイッチ43は、自動変速モードと手動変速モードのうち何れのモードが選択されているかを検出するようになっている。また、シフトスイッチ43は、Sレンジにおいて上下方向のシフトレバー操作を検出するようになっている。シフトスイッチ43は、シフトレバーのシフトポジションを検出して信号に変換し、その信号をAMT−ECU32に出力するようになっている。なお、本実施の形態に係るシフトスイッチ43は、本発明に係るモード検出手段を構成している。
AMT−ECU32は、自動変速モードにおいて、HV−ECU31および車両制御ECU33からの制御情報およびセンサ群43ないし45からの検出情報に基づいて、要求される走行駆動パワーや現在の車速Vに対応するAMT14の最適なギヤ位置(最適な変速段)を設定するとともに、オートクラッチ12の接続の度合いを制御することができるようになっている。そして、そのような制御を実行するために、HV−ECU31、車両制御ECU33およびAMT−ECU32の間で、相互に必要な制御値や検出値に関する情報の双方向通信がなされる。
一方、AMT−ECU32の出力インターフェース回路には、オートクラッチ12が接続されており、AMT−ECU32は、HV−ECU31および車両制御ECU33からの制御要求と、クラッチストロークセンサ45の検出位置とに基づいてオートクラッチ12の断接およびディスクストロークを制御することができるようになっている。
車両制御ECU33の入力インターフェース回路には、Gセンサ等で構成される勾配センサ47と、エンジン11の運転状態および車両1の状況に関連する情報を取得する図示しない他のセンサ群と、が接続されている。そして、これらセンサ群47等からの検出情報が車両制御ECU33に取り込まれることで、車両制御ECU33は、他のECUと協働して、車両走行性能に関する車両制御プログラムを実行できるようになっている。また、車両制御ECU33は、アクセル開度センサ41の出力信号からアクセル開度Accを算出するようになっている。
勾配センサ47は、例えば車両前後方向と車両上下方向の加速度を検出する2軸の加速度センサの出力比を基に、走行路面の車両前後方向の傾斜角を検出するものである。車両制御ECU33は、車両が走行する路面の勾配を検出する勾配センサ47の検出情報を基に坂路であるか否かを判定するようになっている。車両制御ECU33のROMには、車両1の諸元値に基づいて予め実験により定められた所定の勾配判定値が記憶され、車両制御ECU33は、勾配センサ47の検出情報と所定勾配判定値とを比較して坂路であるか否かを判定するようになっている。したがって、本実施の形態に係る勾配センサ47および車両制御ECU33は、本発明に係る坂路判定手段を構成している。
エンジンECU34の入力インターフェース回路にはクランク角センサ48が接続されており、クランク角センサ48で検出されるエンジン回転数Ne[rpm]は、エンジンECU34に取り込まれ、ゲートウェイ機能を有する車両制御ECU33によってHV−ECU31およびAMT−ECU32等の他のECUに送信される。ここで、本実施の形態におけるクランク角センサ48は、本発明に係るエンジン回転数を検出する回転数検出手段を構成している。
エンジンECU34は、要求されるトルクTeを基にエンジン11の出力を制御する各種のプログラムやマップを内蔵している。このエンジンECU34は、トルクTeの指令値を入力すると、その指令値に対応する燃料噴射量や噴射時期等を算出し、エンジン11を制御するようになっている。
制御装置30のこれらHV−ECU31、AMT−ECU32、車両制御ECU33およびエンジンECU34のROMやバックアップメモリには、ハイブリッド制御プログラム、変速制御プログラム、車両制御プログラムおよびエンジン制御プログラムと、これらの制御プログラムと協働する他の複数の制御プログラム(以下、これらを総称して複数の制御プログラムという)、例えばクラッチ制御を含む制御プログラムが格納されるとともに、複数の制御プログラムで使用される各種の設定値やマップ等が記憶されている。また、AMT−ECU32には、オートクラッチ12を切断した回生制御を禁止するか否かを判定するプログラムが格納されている。
制御装置30は、本発明に係る制御手段を構成しており、HV−ECU31、AMT−ECU32、車両制御ECU33およびエンジンECU34を協働させて、これら複数の制御プログラムを実行することで、以下に述べるような機能を発揮するように構成されている。
AMT−ECU32は、アクセル開度に基づく減速開始指示が検出されたことを条件にオートクラッチ12を切断するか否かの判定を実行するようになっており、手動変速モードが検出されているとともに、減速開始指示が検出されたときのエンジンの回転数が所定回転閾値X以上であることを条件(以下禁止条件ともいう)に、オートクラッチ12の切断を禁止するようになっている。また、AMT−ECU32には、車両1の諸元値に基づいて予め実験により定められた後述する所定回転閾値が予めROMに記憶されている。
具体的には、AMT−ECU32は、アクセル開度が所定値未満を表す情報を受信した場合に、アクセルペダル21がオフ(単にアクセルオフともいう)である減速開始指示が検出されたとして、オートクラッチ12を切断するか否かの判定を実行するようになっている。また、AMT−ECU32は、前述した減速開始指示が検出された際のエンジン回転数を表す情報を車両制御ECU33を介して受信するようになっている。このように、AMT−ECU32は、手動変速モードが検出されているとともに、減速開始指示が検出されたときのエンジンの回転数が所定回転閾値X以上であることを条件(禁止条件)に、オートクラッチ12の切断を禁止するようになっている。
一方、AMT−ECU32は、前述のようにアクセル開度に基づく減速開始指示が検出されたことを条件にオートクラッチ12を切断するか否かの判定を実行するようになっているが、自動変速モードが検出されている場合には、オートクラッチ12の切断を許可するようになっている。
さらに、AMT−ECU32は、手動変速モードが検出されているとともに、減速開始指示が検出されたときのエンジンの回転数が所定回転閾値X未満であっても、次の禁止条件が成立した場合、オートクラッチ12の切断を禁止するようになっている。すなわち、AMT−ECU32は、車両制御ECU33によって判定された坂路の勾配の絶対値が、所定の勾配判定閾値以上であることを条件(禁止条件)に、オートクラッチ12の切断を禁止するようになっている。なお、車両制御ECU33によって判定された坂路の勾配の絶対値は、前述した減速開始指示が検出されたときの勾配の絶対値を意味する。
一方、AMT−ECU32は、手動変速モードが検出されているとともに、減速開始指示が検出されたときのエンジンの回転数が所定回転閾値X未満であっても、前述した禁止条件が成立しない場合、オートクラッチ12の切断を許可するようになっている。
次に、作用を説明する。
上述のように構成された本実施の形態のハイブリッド車両の制御装置30においては、スタートスイッチオンを条件に図2に示すようなクラッチ制御処理が所定時間間隔で実行される。
まず、AMT−ECU32は、HV−ECU31を介して取得されたアクセル開度を表す情報に基づいて、アクセルオフである減速開始指示が検出された否かを判定する(ステップS11)、そして、AMT−ECU32は、ステップS11において減速開始要求であると判定した場合には、手動変速モードか自動変速モードであるかを判定し(ステップS12)、一方、ステップS11において減速開始要求でないと判定した場合には、終了する。
次いで、AMT−ECU32は、ステップS12において手動変速モードであると判定した場合(ステップS12でYESの場合)、ステップS13に進み、一方、ステップS12において手動変速モードでないと判定した場合(ステップS12でNOの場合)、終了する。
次いで、AMT−ECU32は、車両制御ECU33を介して取得された減速開始指示が検出されたときのエンジン回転数が所定の回転閾値X以上であるか否かを判定する(ステップS13)。そして、ステップS13においてエンジン回転数が所定の回転閾値X以上であると判定した場合には、オートクラッチ12の切断が禁止され(ステップS14)、一方、ステップS13において減速開始指示が検出されたときのエンジン回転数が所定の回転閾値X未満であると判定した場合には、ステップS15に進む。
次いで、AMT−ECU32は、ステップS15において車両制御ECU33を介して取得した坂路の勾配の絶対値が、所定の勾配判定閾値G以上であるか否かを判定する(ステップS15)。そして、AMT−ECU32は、ステップS15において車両制御ECU33を介して取得した坂路の勾配の絶対値が、所定の勾配判定閾値G以上であると判定した場合には、オートクラッチ12の切断が禁止され(ステップS14)、一方、ステップS15において車両制御ECU33を介して取得した坂路の勾配の絶対値が、所定の勾配判定閾値G未満であると判定した場合には、オートクラッチ12の切断が許可される(ステップS16)。
ここで、従来の技術では、図3(a)の実線71で示すように、時刻T1の時点においてドライバのアクセルオフが操作入力されたことにより減速開始されるとともに回生制御が実行され、車速が低下する。このとき、車速の低下に伴って実線72で示すオートクラッチ12の出力側の回転数が低下するが、エンジンのフリクション分のエネルギを回生エネルギとして回収できるようオートクラッチ12を切断するので、点線73で示すようにエンジン回転数がアイドル回転数相当の回転数まで低下する。このため、再加速するためにドライバによってアクセルペダル21が踏み込まれた場合に、オートクラッチ12を接続するために実線72で示すオートクラッチ12の出力側の回転数に同期する同期回転数まで実線73で示すエンジン回転数を上昇させる必要が生じる。したがって、ドライバにとっては回転上昇時間分の応答遅れが生じてしまい応答性が悪い印象を与えていた。
これに対して、本実施の形態のハイブリッド車両では、図3(b)の実線74で示すように、時刻T1の時点においてドライバのアクセルオフが操作入力されたことにより減速開始され車速が低下する。このとき、車速の低下に伴って実線75で示すオートクラッチ12の出力側の回転数が低下するが、上述した禁止条件が成立するような場合には、オートクラッチ12の切断が禁止される。このため、点線76で示すエンジン回転数が実線75で示すオートクラッチ12の出力側の回転数と同期しているので、従来の技術のように再加速時に実線72で示すオートクラッチ12の出力側の回転数に同期する同期回転数まで実線73で示すエンジン回転数を上昇させる必要が生じ得ない。
以上のように、本実施の形態のハイブリッド車両にあっては、手動変速モードの下で、アクセルオフする減速開始要求が発生したとき、エンジンの回転数が所定回転閾値X以上となる高負荷時等には、オートクラッチ12の切断を禁止するようにしたので、オートクラッチ12の切断によってエンジンの回転数がアイドル回転数程度まで大きく低下することがなく、再加速時の車両の応答性を向上させることができる。しかも、自動変速モードが検出されている場合や、手動変速モードが検出されており、アクセルオフしたときのエンジンの回転数が所定回転閾値未満の場合には、アクセルオフする減速開始要求が検出されたことを条件に、オートクラッチ12を切断するよう制御することで、燃費を向上させることができる。
したがって、オートクラッチ12の断接を好適に制御することにより、燃費の向上を図ることができ、しかも再加速時の車両の応答性を向上させることができる。
また、本実施の形態のハイブリッド車両にあっては、車両1が走行する坂路の勾配の絶対値が所定の勾配判定閾値G以上の場合に、登坂路または降坂路において正の駆動力または負の駆動量が強くなるよう要求しているものと推定してオートクラッチ12の切断を禁止するので、車両の走行状態に応じてクラッチの断接を好適に制御することができる。
なお、上述の第1の実施の形態においては、禁止条件としてエンジン回転数や勾配に基づいてオートクラッチ12の切断を禁止するようにしたが、以下に述べるように、禁止条件として用いられる上述した所定回転数閾値Xを車両の状態に応じて可変設定するようにしてもよい。
(第2の実施の形態)
図6は、本発明の第2の実施の形態に係るハイブリッド車両の制御装置の制御プログラムを示すフローチャートである。なお、本実施形態は、上述の第1の実施の形態と類似する構成を有するので、各構成要素には類似の構成要素と同一の符号を付して説明することとし、構成図を省略する。
制御装置30の各ECUには第1の実施の形態において説明した各プログラムが格納されるとともに、複数の制御プログラムで使用される各種の設定値やマップ等が記憶されていることに加え、AMT−ECU32には、オートクラッチ12を切断した回生制御を禁止するか否かを判定するプログラムおよび後述する所定回転数閾値Xを可変設定するプログラムが格納されている。
具体的には、AMT−ECU32は、車両1の走行路面の勾配、アクセル開度の変化量、ディファレンシャル装置16のデフ比、ダイヤの外径、AMT14のギヤ段に基づいて、オートクラッチ12を切断した回生を禁止するか否かを判定するクラッチ切断回生禁止閾値(所定回転数閾値)Xを算出するようになっている。ここで、車両1の走行路面の勾配、アクセル開度の変化量、ディファレンシャル装置16のデフ比、ダイヤの外径のうち、車両1の走行路面の勾配、アクセル開度の変化量およびAMT14のギヤ段は、車両1の走行状態によって変化するものなので、ディファレンシャル装置16のデフ比およびダイヤの外径は、予め車両1の諸元値により定められている。そして、AMT−ECU32のROMには、取得したアクセル開度の変化量および勾配の絶対値に応じてクラッチ切断回生禁止閾値Xが得られるよう2次元マップが予め記憶されている。このマップは、前述したディファレンシャル装置16のデフ比およびダイヤの外径を考慮して後述する図5(a)、(b)に示すマップに基づいてAMT14のギヤ段毎に予め実験的に求められたものであり、ギヤ段毎にAMT−ECU32のROMに記憶されている。なお、本実施の形態におけるAMT−ECU32は、予め設定した算出式を記憶しておき、クラッチ切断回生禁止閾値Xを求めるようにしてもよい。
また、本実施の形態におけるAMT−ECU32は、車両1の走行路面の勾配の絶対値とアクセル開度の変化量とに基づいて前述したマップによりクラッチ切断回生禁止閾値Xを求めるようにしたが、車両1の走行路面の勾配の絶対値とアクセル開度の変化量のうち何れか一方に基づいてクラッチ切断回生禁止閾値Xを求めるようにしてもよい。
より詳細には、AMT−ECU32のROMには、車両1の走行路面の勾配に基づいてクラッチ切断回生禁止閾値Xを求める場合、図5(a)に示すように、ディファレンシャル装置16のデフ比およびダイヤの外径を考慮して予め実験的に求められたマップがAMT14のギヤ段毎にそれぞれ予め記憶されている。そして、AMT−ECU32は、HV−ECU31を介してクラッチ断回生モードの立ち上がり(アクセルオフである減速開始指示)が検出されたときの車両1の勾配の絶対値に基づいて実線52上のクラッチ切断回生禁止閾値Xを求めるようになっている。このように、勾配に基づく閾値は、図5(a)に示すように、勾配の絶対値が大きくなるときエンジン回転数によって定められるクラッチ切断回生禁止閾値Xが小さくなるよう設定されている。
また、AMT−ECU32のROMには、車両1のアクセル開度の変化量に基づいてクラッチ切断回生禁止閾値Xを求める場合、図5(b)に示すように、ディファレンシャル装置16のデフ比およびダイヤの外径を考慮して予め実験的に求められたマップがAMT14のギヤ段毎にそれぞれ予め記憶されている。そして、AMT−ECU32は、HV−ECU31を介してクラッチ断回生モードの立ち上がりが検出されたときの車両1のアクセル開度の変化量に基づいて実線53上のクラッチ切断回生禁止閾値Xを求めるようになっている。このように、アクセル開度変化量に基づく閾値は、図5(b)に示すように、アクセル開度変化量が大きくなるときエンジン回転数によって定められるクラッチ切断回生禁止閾値Xが小さくなるように設定されている。勾配とアクセル開度の双方に基に閾値Xを算出するマップをギヤ段毎に設定できることは言うまでもない。
また、車両制御ECU33は、アクセル開度センサ41の出力信号からアクセル開度Accを検出するようになっており、検出されたアクセル開度AccをAMT−ECU32に送信するようになっている。AMT−ECU32は、取得したアクセル開度Accに基づいて単位時間当たりの後述する変化量を算出するようになっており、クラッチ切断回生禁止閾値Xを上述したマップにより求める際に当該算出結果を用いるようになっている。なお、AMT−ECU32は、アクセル開度の変化量としてクラッチ断回生モードの立ち上がりが検出されたときの直近の変化量を用いる。なお、本実施の形態に係るアクセル開度センサ41、車両制御ECU33およびAMT−ECU32は、本発明に係る変化量検出手段を構成している。
AMT−ECU32は、車両1が走行する路面の勾配が大きくなるときクラッチ切断回生禁止閾値X(所定回転閾値)が小さくなるようクラッチ切断回生禁止閾値(所定回転閾値)Xを設定するようになっているので、本発明の設定手段を構成している。さらにAMT−ECU32は、アクセル開度の単位時間当たりの変化量が大きくなるとき上述したクラッチ切断回生禁止閾値(所定回転閾値)Xが小さくなるようクラッチ切断回生禁止閾値(所定回転閾値)Xを設定するようになっているので、本発明に係る設定手段を構成している。
また、車両制御ECU33は、勾配センサ47によって検出された勾配の絶対値を検出するようになっており、検出された勾配の絶対値をAMT−ECU32に送信するようになっている。AMT−ECU32は、クラッチ切断回生禁止閾値Xを上述した各マップにより求める際に取得した勾配の絶対値を用いるようになっている。なお、本実施の形態に係る勾配センサ47および車両制御ECU33は、本発明に係る勾配検出手段を構成している。
また、車両制御ECU33は、車両1の速度を検出する車速センサ42から車速情報を取得するようになっており、検出された車速情報をAMT−ECU32に送信するようになっている。AMT−ECU32は、取得した車速情報に基づいて車両1が停止したか否かを判定するようになっている。また、AMT−ECU32は、車両制御ECU33から取得したアクセル開度に基づいて再加速要求があったか否か判定するようになっている。このように、AMT−ECU32は、(1)車両1の車速がゼロになった場合、または(2)アクセルオフされたのちのアクセルオン(アクセル開度が所定値を超えた)された場合、後述する同一減速中でないと判定するようになっている。
制御装置30は、HV−ECU31、AMT−ECU32、車両制御ECU33およびエンジンECU34を協働させて、上述した複数の制御プログラムを実行することで、以下に述べるような機能を発揮するように構成されている。なお、本実施の形態における説明では、説明の便宜上、アクセルオフである減速開始指示が検出された場合に、クラッチ断回生モードの立ち上がりが検出されたとして説明し、また、同一減速中でないと判定した場合に、クラッチ断回生モードの立ち下がりが検出されたとして説明するが、オートクラッチ12を切断したクラッチ断回生モードに移行する条件として、例えばバッテリ23の充電率やその温度等を条件とし得ることは勿論である。
AMT−ECU32は、クラッチ断回生モードの立ち上がりが検出された、すなわちアクセル開度に基づく減速開始指示が検出されたことを条件にオートクラッチ12を切断するか否かの判定を実行する。そして、AMT−ECU32は、手動変速モードが検出されているとともに、クラッチ断回生モードの立ち上がりが検出されたときのエンジンの回転数が前述のように算出されたクラッチ切断回生禁止閾値X以上であることを条件(禁止条件)に、オートクラッチ12の切断を禁止するようになっている。
具体的には、AMT−ECU32は、アクセル開度が所定値未満を表す情報をHV−ECU31から受信した場合に、アクセルオフである減速開始指示(クラッチ断回生モードの立ち上がり)が検出されたとして、オートクラッチ12を切断するか否かの判定を実行するようになっている。また、AMT−ECU32は、前述した減速開始指示(クラッチ断回生モードの立ち上がり)が検出された際のエンジン回転数を表す情報を車両制御ECU33を介して受信するようになっている。そして、AMT−ECU32は、手動変速モードが検出されているとともに、減速開始指示(クラッチ断回生モードの立ち上がり)が検出されたときのエンジンの回転数が前述のように算出されたクラッチ切断回生禁止閾値X以上であることを条件(禁止条件)に、オートクラッチ12の切断を禁止するようになっている。
一方、AMT−ECU32は、前述のようにアクセル開度に基づく減速開始指示(クラッチ断回生モードの立ち上がり)が検出されたことを条件にオートクラッチ12を切断するか否かの判定を実行するようになっているが、自動変速モードが検出されている場合には、オートクラッチ12の切断を許可するようになっている。
さらに、AMT−ECU32は、オートクラッチ12の切断を禁止するように制御した後、同一減速中か否かを判定するようになっている。AMT−ECU32は、同一減速中でないと判定した場合には、クラッチ断回生許可判定結果をリセット、つまりオートクラッチ12の切断を禁止する状態を解除するようになっている。
具体的には、AMT−ECU32は、HV−ECU31から取得したアクセル開度に基づいてアクセルオフされてからアクセル開度が所定値を超えた場合に、同一減速中でないと判定し、オートクラッチ12の切断を禁止する状態を解除するようになっている。また、AMT−ECU32は、HV−ECU31から取得した車速Vに基づいて車速Vがゼロになった場合に、同一減速中でないと判定し、オートクラッチ12の切断を禁止する状態を解除するようになっている。
一方、AMT−ECU32は、手動変速モードが検出されているとともに、減速開始指示が検出されたときのエンジンの回転数が算出されたクラッチ切断回生禁止閾値X未満であることを条件に、オートクラッチ12の切断を許可するようになっている。
また、AMT−ECU32は、手動変速モードが検出されているとともに、減速開始指示(クラッチ断回生モードの立ち上がり)が検出されたときのエンジンの回転数が前述のように算出されたクラッチ切断回生禁止閾値X以上であることを条件(禁止条件)に、オートクラッチ12の切断を禁止することに加え、減速開始指示(クラッチ断回生モードの立ち上がり)が検出されたときのエンジンの回転数が前述のように算出されたクラッチ切断回生禁止閾値X未満であっても、次の禁止条件が成立したときは、オートクラッチ12の切断を禁止する。すなわち、AMT−ECU32は、手動変速モードが検出されているとともに、減速開始指示(クラッチ断回生モードの立ち上がり)が検出されクラッチ断回生を開始した後に、同一減速中でないと判定する前であっても、クラッチ断回生制御を実行中のエンジン回転数がクラッチ切断回生禁止閾値Xに達したことを条件(禁止条件)に、オートクラッチ12の切断を禁止するようになっている。
次に、作用を説明する。
上述のように構成された本実施の形態のハイブリッド車両の制御装置30においては、スタートスイッチオンを条件に図4に示すようなクラッチ制御処理が所定時間間隔で実行される。
まず、AMT−ECU32は、HV−ECU31を介して取得されたクラッチ断回生モードの立ち上がり検出がされたか否か、すなわち、アクセルオフである減速開始指示が検出された否かを判定する(ステップS21)。そして、AMT−ECU32は、ステップS21においてクラッチ断回生モードの立ち上がり検出がされたと判定した場合には、手動変速モードか自動変速モードであるかを判定し(ステップS22)、一方、ステップS21においてクラッチ断回生モードの立ち上がり検出がされていないと判定した場合には、終了する。
次いで、AMT−ECU32は、ステップS22において手動変速モードであると判定した場合(ステップS22でYESの場合)、ステップS23に進み、一方、ステップS22において手動変速モードでないと判定した場合(ステップS22でNOの場合)、終了する。
次いで、AMT−ECU32は、オートクラッチ12を切断した回生制御を禁止するクラッチ切断回生禁止閾値Xを算出する(ステップS23)。そして、AMT−ECU32は、車両制御ECU33を介して取得されたクラッチ断回生モードの立ち上がり検出がされたときのエンジン回転数がクラッチ切断回生禁止閾値X以上であるか否かを判定するようになっている(ステップS24)。そして、ステップS24においてクラッチ断回生モードの立ち上がり検出がされたときのエンジン回転数(クラッチ断回生制御を実行中のエンジン回転数を含む)がクラッチ切断回生禁止閾値X以上であると判定した場合には、オートクラッチ12の切断が禁止され(ステップS25)、ステップS26に進む。一方、ステップS24においてクラッチ断回生モードの立ち上がり検出がされたときのエンジン回転数がクラッチ切断回生禁止閾値X未満であると判定した場合には、オートクラッチ12の切断が許可され(ステップS28)、ステップS27に進む。
次いで、AMT−ECU32は、ステップS26において、車両1が同一減速中であると判定した場合は、ステップS24に戻り、車両1が同一減速中でないと判定しない場合は、クラッチ断回生許可判定結果をリセット、すなわちオートクラッチ12の切断を禁止する状態を解除して(ステップS27)終了する。
図6は、本実施の形態に係るハイブリッド車両におけるオートクラッチの断接を説明するタイミングチャートである。(a)は、エンジン回転数の変化を実線81で示し、(b)は、クラッチ切断のクラッチ断回生モードの立ち上がりが検出されたか否かを実線82で示し、(c)は、クラッチの断接状態を実線83で示し、(d)は、クラッチの切断を禁止しているか否かを実線84で示している。なお、(a)におけるであるXの値は、車両の走行状態に応じて変化するものであるが、ここでは説明の便宜上一定値として説明している。
まず、図6に示すように、時刻T1の時点において、AMT−ECU32は、アクセルオフとして減速開始指示により回生制御実行条件が成立しているので、実線82で示すようにHV−ECU31を介してクラッチ断回生モードの立ち上がりを検出している。このとき、時刻T1の時点では、実線81で示すように、エンジン回転数がクラッチ切断回生禁止閾値X以上であるので、実線84で示すように、オートクラッチ12を切断した回生を禁止する禁止条件が成立しており、オートクラッチ12は接続状態となる。その後、時刻T2の時点において、走行状態によりエンジン回転数が徐々に低下し始めるが、時刻T2の時点では、実線81で示すように、同一減速中であるので、実線84で示すように、オートクラッチ12を切断した回生を禁止する禁止条件の成立が継続している。したがって、時刻T2の時点では、実線83で示すように、オートクラッチ12は接続状態となる。
その後、時刻T3の時点において、同一減速中でなくなったためオートクラッチ12の切断禁止がリセットされ、AMT−ECU32は、回生制御実行条件が不成立となったので、実線82で示すようにHV−ECU31を介してクラッチ断回生モードの立ち下がりを検出し、実線83で示すように、オートクラッチ12は接続状態となる。そして、時刻T4の時点において、AMT−ECU32は、アクセルオフとして減速開始指示により回生制御実行条件が成立しているので、実線82で示すようにHV−ECU31を介してクラッチ断回生モードの立ち上がりを検出する。したがって、エンジン回転数がクラッチ切断回生禁止閾値X未満であるので、オートクラッチ12を切断した回生を許可し、時刻T4の時点では、実線83で示すように、オートクラッチ12は切断状態となる。
その後、時刻T5の時点において、エンジン回転数がクラッチ切断回生禁止閾値X以上となり、実線84で示すように禁止条件が成立する。したがって、時刻T5の時点では、実線83で示すように、オートクラッチ12は接続状態となる。その後、時刻T6の時点において、同一減速中でなくなったためオートクラッチ12の切断回生の禁止がリセットされる。このように時刻T6の時点において、クラッチ断回生制御の実行条件が不成立となるので、実線82で示すようにHV−ECU31を介してクラッチ断回生モードの立ち下がりを検出し、実線83で示すように、オートクラッチ12は接続状態となる。
このように、本実施の形態のハイブリッド車両では、AMT−ECU32が、時刻T1から時刻T2の間でHV−ECU31を介してクラッチ断回生モードの立ち上がりを検出していても、エンジン回転数がクラッチ切断回生禁止閾値X以上であるので、オートクラッチ12を切断した回生を禁止するので、同一減速中でないと判定されるまでオートクラッチ12が接続状態となっている。また、AMT−ECU32は、時刻T4から減速開始指示(クラッチ断回生モードの立ち上がり)が検出されクラッチ断回生制御を開始した後に、時刻T6において同一減速中でないと判定する前であっても、クラッチ断回生制御を実行中のエンジン回転数がクラッチ切断回生禁止閾値Xに達したことで、オートクラッチ12を切断した回生を禁止するので、時刻T5のからオートクラッチ12が接続状態となる。
以上のように、本実施の形態のハイブリッド車両では、手動変速モードの下で、回生モードの立ち上がりを検出している状態で、エンジンの回転数がクラッチ切断回生禁止閾値X以上となる高負荷時等には、オートクラッチ12の切断を禁止するようにしたので、オートクラッチ12の切断によってエンジンの回転数がアイドル回転数程度まで大きく低下することがなく、再加速時の車両の応答性を向上させることができる。しかも、本実施の形態のハイブリッド車両1では、自動変速モードが検出されている場合や、手動変速モードが検出されており、クラッチ断回生モードの立ち上がりを検出している状態で、エンジンの回転数がクラッチ切断回生禁止閾値X未満の場合には、オートクラッチ12を切断するよう制御することで、再加速時の車両1の応答性に影響を与えない範囲内で、燃費を向上させることができる。
したがって、本実施の形態のハイブリッド車両では、オートクラッチ12の断接を好適に制御することにより、燃費の向上を図ることができ、しかも再加速時の車両の応答性を向上させることができる。
しかも、本実施の形態のハイブリッド車両では、オートクラッチ12の切断を伴う回生を禁止するか否かの判定に用いられるクラッチ切断回生禁止閾値Xが、ディファレンシャル装置16のデフ比、ダイヤの外径およびギヤ段の他に、車両の走行状態、すなわち車両1の走行路面の勾配とアクセル開度の変化量とを考慮して設定されるので、ドライバの駆動力要求の強さを識別できる。すなわち、勾配の絶対値および変化量が大きくなるとき登坂路または降坂路において一時的なアクセルオフ状態となっても正の駆動力(トルク)または負の駆動力(トルク)が強くなるよう要求される可能性が高いものと推定してクラッチの切断を禁止するので、車両の走行状態に応じてクラッチの断接を好適に制御することができる。
上述した各実施の形態において、制御装置30を構成するECUのうち、AMT−ECU32が、クラッチ切断回生モードにおけるフォートクラッチ12の切断の禁止する制御を実行したが、これに限定されず、制御装置30を構成するECUのうちAMT−ECU32を除くその他のECUに当該制御を実行させてもよいし、各ECUが協働して当該制御を実行させてもよい。
上述した各実施の形態において、ハイブリッド式の走行駆動システム20は、エンジン11の出力軸11aとモータジェネレータ13の入出力軸13aとの間にオートクラッチ12が設けられているが、これに限定されない。
以上説明したように、本発明は、クラッチの断接を好適に制御することにより、燃費の向上を図ることができ、しかも再加速時の車両の応答性を向上させ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ができ、内燃エンジンおよび電動モータをそれぞれ走行駆動用の動力源として併用するパラレル式のハイブリッド車両でクラッチ断状態での減速回生を実行する制御装置全般に有用である。