JP2000197210A - ハイブリッド車両の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加速アシスト制御及び回生制動制御を行うハ
イブリッド車両において、山間地等で過度のアクセル操
作及びブレーキ操作をすることなく円滑に加減速を行
う。 【解決手段】 エンジン１０とモータジェネレータ１２
を有するハイブリッド車両の加速時にモータジェネレー
タ１２へトルク指令を与えて加速アシスト制御し、減速
時にモータジェネレータ１２へロータ回転と反対方向の
トルク指令を与えて回生制動制御する。自動変速機１６
のギヤ段を検出するギヤ段センサ１８またはシフトレバ
ーポジションを検出するシフトレバーポジションセンサ
２８を有する。ギヤ段またはシフトレバーポジションに
応じて加速時または減速時のモータジェネレータ１２の
トルク特性を変更制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
の走行制御装置に関し、特にエンジンを動力源として走
行中に必要に応じてモータジェネレータによりアシスト
するハイブリッド車両の走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの出力軸にモータジ
ェネレータを連結し、車両発進時や加速時にモータとし
て機能させてトルクアシストを行うとともに、制動時に
ジェネレータとして機能させて回生制動を行い電力を回
収するハイブリッド車両の走行制御装置が、例えば特開
平４−２０７９０７号公報に開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、モータジェネ
レータに与えられる加速時、または、減速時のトルク指
令が走行状態に関わらず一定であるならば、上り坂で加
速する場合は、平坦地よりも余計にアクセルを踏み込む
必要があり、また下り坂で減速する場合はエンジンブレ
ーキをより働かせるために低速段にシフトダウンした
り、平坦地より余計にブレーキペダルを踏み込む操作が
必要となる。従って、このため、運転者は、山間地での
加速時及び減速時の走行性能に満足できない場合があ
る。

【０００４】そこで、坂の多い山間部においても、平坦
地同様のアクセルまたはブレーキ操作で平坦地と同様の
走行性能を達成することができる走行制御装置を得るこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、エンジンとモータジェネレータとを
有するハイブリッド車両の走行制御装置であって、自動
変速機のギヤ段を検出するギヤ段検出手段またはシフト
レバーポジションを検出するシフトレバーポジション検
出手段と、前記ギヤ段またはシフトレバーポジションに
応じて加速時または減速時のモータジェネレータのトル
ク特性を変更制御する制御手段と、前記ギヤ段またはシ
フトレバーポジションに応じて前記加速時または減速時
のモータジェネレータのトルク特性を自動変更するモー
ドの切り替えを手動で行う切替手段と、を有することを
特徴とする。

【０００６】また第２の発明は、エンジンとモータジェ
ネレータとを有するハイブリッド車両の走行制御装置で
あって、走行予定路に関する情報を受信する情報受信手
段と、受信情報から走行予定路が山間地かどうかを判定
する判定手段と、走行予定路が山間地の場合に加速時ま
たは減速時のモータジェネレータのトルク指令を変更さ
せる手段と、を有することを特徴とする。

【０００７】また、第３の発明は、第１の発明のハイブ
リッド車両の走行制御装置であって、前記自動変更モー
ドが作動側に切り替えられている場合は、常にトルク特
性の自動変更を実施するモードと、前記自動変更モード
が作動側に切り替えられ、走行予定路に関する情報を受
信する情報受信手段により予め走行予定路が設定されて
いる場合に限りトルク特性の自動変更を実施するモード
とを有し、両モードを手動で切り替える切替手段を有す
ることを特徴とする。

【０００８】また、第４の発明は、第１から第３のいず
れかの発明のハイブリッド車両の走行制御装置であっ
て、加速時または減速時のモータジェネレータのトルク
特性を変更するモードまたはトルク指令を変更するモー
ドが選択された場合に、選択されたモードを表示する表
示手段を有することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に従って説明する。

【００１０】図１には、本実施の形態の構成ブロック図
が示されている。エンジン１０の出力軸には、モータジ
ェネレータ１２が連結され、さらにトルクコンバータ１
４、自動変速機１６が接続され駆動輪へ駆動力が伝達さ
れる。

【００１１】自動変速機１６は、前置式オーバドライブ
プラネタリギヤユニットからなる副変速機と単純連結３
プラネタリギヤトレインからなる前進４段、後進１段の
主変速機を組み合わせたものである。図２に変速機のス
ケルトン図を示す。副変速機は、シングルピニオン型の
遊星歯車装置と、油圧アクチュエータによって摩擦係合
させられる油圧式のクラッチＣ０、ブレーキＢ０と、一
方向クラッチＦ０とを備えて構成されている。主変速機
は、３組のシングルピニオン型の遊星歯車装置と、油圧
アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式のク
ラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４と
一方向クラッチＦ１、Ｆ２とを備えて構成されている。
ソレノイドバルブの励磁、非励磁により油圧回路が切り
替えられたり、シフトレバーによって機械的に連結され
たマニュアルシフトバルブによって油圧回路が機械的に
切り替えられたりすることにより、係合手段であるクラ
ッチＣ０、Ｃ１、Ｃ２、ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ
４がそれぞれ係合、解放制御され、ニュートラル（Ｎ）
と前進５段（１ｓｔ〜５ｔｈ）、後進１段（Ｒ）の各変
速段が成立させられる。

【００１２】図３の作動係合表において、欄内の「○」
は係合、「◎」はシフトレバーがエンジンブレーキすな
わち、「３」、「２」、「Ｌ」、または「ＤＭ」ポジシ
ョンへ操作された場合に係合し、「△」は係合するが動
力伝達には関係なく、無印は非係合を示している。自動
変速機１６に設けられるギヤ段センサ１８は、前記油圧
式クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ
４及び一方向クラッチＦ１、Ｆ２の係合状態を検知する
センサであり、これらの組み合わせからギヤ段を判定す
る。

【００１３】エンジン１０の状態は、ＥＣＵ２０により
監視され、吸気温度や機関回転数、エンジン出力値等が
ＥＣＵ２０に入力される。また、車速、アクセルペダル
の開度信号、フットブレーキペダルの踏込信号等もＥＣ
Ｕ２０に入力され、車両の走行状態を判定する。ＥＣＵ
２０からの指令に基づいてインバータ２２を動作させて
回転磁界を形成し、モータジェネレータ１２をモータあ
るいはジェネレータとして機能させる。具体的には、発
進時や加速時には、ＥＣＵ２０からのアクセル開度信号
に基づいてモータジェネレータ１２をモータとして機能
させ、また制動時にはフットブレーキペダルの踏込信号
に基づいてジェネレータとして機能させてバッテリ２４
に回生電力を供給し蓄積する。

【００１４】さらにＥＣＵ２０には、走行予定路に関す
る情報を受信する情報受信手段であるナビゲーションシ
ステム２６が接続されている。ここで情報受信手段はナ
ビゲーションシステム２６に限定されず、走行予定路に
関する情報を受信できる受信できるものであれば、運転
者自らが走路予定を入力する入力手段や過去の走行経路
の記録から現在の走行経路を分析する分析手段や、交通
情報等の受信手段であってもよい。ここでいう情報に
は、走行予定路の地形情報、交通情報、工事情報等が含
まれる。ナビゲーションシステム２６は、例えば、表示
装置、入力装置、通信制御部、経路検索部、地図データ
ベース、走行データ記録部から構成される。運転者が目
的地を入力することによりＧＰＳ等で検出された現在の
走行位置から目的地までの走行予定ルートが計算により
求められる。ナビゲーションシステム２６の地図データ
ベースに収められた走行予定ルートの地理的情報、交通
情報がＥＣＵ２０に送られる。地理的情報から走行予定
路が市街地なのか、坂の多い山間部なのかを判定する。

【００１５】図４にシフトレバーポジションの代表例を
示す。シフトレバーは「Ｐ（パーキング）」、「Ｒ（リ
バース）」、「Ｎ（ニュートラル）」、「Ｄ（ドライ
ブ）」、「ＤＭ（ダイレクトモード）」、「３」、
「２」、「Ｌ」の計８つの操作ポジションを有する。そ
してこの操作位置はシフトレバーポジションセンサ２８
によって検知される。「ＤＭ」ポジションは、５つの前
進変速段（１ｓｔ〜５ｔｈ、エンジンブレーキ作動）を
手動で切替操作できるポジションで、坂の勾配等に応じ
て運転者が切替選択できる。「ＤＭ」ポジションでは、
図５に示すステアリング部に設けられたシフトスイッチ
により５つの前進変速段を上下にマニュアルシフト操作
することができる。図５に表示された表側のスイッチが
シフトダウンスイッチであり、非表示の裏側のスイッチ
がシフトアップスイッチであり、ステアリングから手を
離さずにマニュアルシフト操作が実現できるようになっ
ている。

【００１６】図６に減速時のモータジェネレータのトル
ク特性と加速時のモータジェネレータのトルク特性を示
す。（ａ）には車速に対する回生トルク特性を示す。４
ｔｈと５ｔｈでは、５ｔｈの方が、回生トルクが大きく
なっている。ギヤ比が大きいほど回生トルクを大きく設
定している。回生トルクが大きくなることで、エンジン
ブレーキのトルク不足を補うことができ、フットブレー
キペダル操作を煩雑に行うことなく充分な制動が得られ
ることになる。また、山間地においては、４ｔｈ，５ｔ
ｈいずれの場合も通常時に比べて一律に回生トルクが大
きくなるため、急勾配の多い山間地を走行する場合も、
通常のフットブレーキペダル操作で充分な制動が得られ
ることになる。また、回生トルクを大きくすることによ
り、上り坂の加速アシストで消費される電力分を下り坂
で回収することが可能となる。尚、ここでは、山間地と
通常の場合の２つのレベルのみを記載したが、市街地−
弱山間地−中山間地−強山間地というようにいくつかの
レベルに分けて回生トルク特性を設定してもよい。

【００１７】（ｂ）には、アクセル開度に対する加速ア
シストトルク特性を示す。通常の場合に比べて山間地の
方が一律に加速トルクが大きくなるため、急勾配の多い
山間地を走行する場合に、アクセルを余計に踏み込まな
くても、充分な加速が得られることになる。また、アク
セルの踏み込みに対して加速性が向上する。

【００１８】図７にナビゲーションシステムにおけるタ
ッチパネル式の操作画面を示す。この画面は、走行方法
の入力画面であり、特開平１０−２６４７３９号に記載
されたものと同じである。登降坂制御「有」「無」、
「パワー」「ノーマル」、運転者指向制御等の選択スイ
ッチがある。前記画面に続いて図８の本実施の形態の走
行制御の入力画面が設けられている。

【００１９】（１） ＭＧ自動トルク補助制御「有」
「無」；加速、減速時にモータジェネレータのトルクの
自動制御を実行するか否かを選択する。（２） 回生時
減速度アップ「有」「無」；減速時にモータジェネレー
タの回生トルクの自動制御を実行するか否かを選択す
る。（３）加速時加速度アップ「有」「無」；加速時に
モータジェネレータの加速アシストトルクの自動制御を
実行するか否かを選択する。（４）山間地識別制御
「有」「無」；山間地において、モータジェネレータの
トルクを一律にアップさせるか否かを選択する。

【００２０】上記項目のいずれかを選択しパネルをタッ
チすることで、入力される。また、設定した項目を個人
別に記憶できるように個人識別情報として設定するかど
うかの選択もすることができる。図８には、マニュアル
操作により回生時減速度アップ「有」を設定したときの
状態が示されている。

【００２１】図９に示す本実施の形態の走行制御装置の
フローチャートに基づいて加速時または減速時における
トルクの自動制御（自動トルク補助制御）の操作手順を
説明する。まず、ＥＣＵ２０が入力信号を処理した後
（Ｓ２０）、システムが正常かどうか判断する（Ｓ３
０）。すなわち、モータジェネレータ、自動変速機、ナ
ビゲーションシステムが正しく作動しているかのチェッ
クを行う。システムに異常がなければ、続いてナビゲー
ションシステムにより、ナビ走行の設定がされているか
どうかを確認する（Ｓ４０）。ナビ走行の設定とは、ナ
ビゲーションシステム２６を用いて目的地を入力し、Ｇ
ＰＳより検出される現在位置から目的地までの経路が操
作画面上に案内される設定をいう。ここでナビ走行の設
定がある場合のみ自動トルク補助制御を実施する考え方
と、ナビ走行の設定の有無に関わらず、常時自動トルク
補助制御を実施する考え方とがある。常時実施する場合
は、このステップは省略することができる。また、図８
のナビゲーションシステム２６のタッチパネルの操作画
面において、ナビ走行中のみ制御を実施するか、通常走
行でも常時制御を実施するかを運転者が手動で設定でき
るように選択スイッチを設けることも可能である。

【００２２】ナビ走行の設定がされている場合は、自動
トルク補助制御を実行するか否かを判断する（Ｓ５
０）。すなわち、操作画面における自動トルク補正のマ
ニュアル設定内容のうち、どの設定が選択されているか
をチェックする。自動トルク補助制御「無」を選択して
いる場合はリターンされる。

【００２３】自動トルク補助制御「有」が選択される
と、バッテリの充電量状態（ＳＯＣ）がチェックされる
（Ｓ６０）。バッテリのＳＯＣが第１所定値以上でかつ
第２所定値以下であることのチェック即ち、充放電に耐
えるかの判断が行われる。第１所定値以下とは例えば充
電量が少なく、放電による加速アシストができない状態
であり、第２所定値以上とは、例えば、充電量が多く、
回生により発生した電力を充電できない状態である。バ
ッテリが充放電可能な所定の範囲内にあるときは、続い
てＥＣＵ２０にて、既に運転者が目的地入力することに
より設定された予定走行経路の高度データ等に基づいて
現在の走行地が山間地かどうかの判断を行う（Ｓ７
０）。この判断は、市街地か山間地かの２段階の急な領
域の区別ではなく、例えば、市街地−弱山間地−中山間
地−強山間地等であってもよい。

【００２４】ここで山間地と判断された場合は、山間地
特性の設定がされる（Ｓ８０）。ここでは、２レベル
（市街地、山間地）しか記載していないが、Ｓ７０での
判断レベル数に合わせて数段設けてもよい。また、特性
の切り替えは、問題でないとき、すなわち停車中等に実
施されてもよい。この制御が行われた場合は、山間地制
御を実施されることを運転者に伝えるため、インジケー
タを点灯させる（Ｓ９０）。

【００２５】Ｓ７０の判断において、市街地と判断され
た場合は、通常の設定のままである（Ｓ１００）。

【００２６】Ｓ７０の判断において、山間地と判断され
た場合は、Ｓ８０で設定されたモードにてモータジェネ
レータが制御される（Ｓ１１０）。これらの設定は、Ｓ
５０でのマニュアル設定に基づいて制御が行われる。例
えば、山間地識別制御「有」が選択されていれば、一律
にモータジェネレータのトルクが大きくなる。

【００２７】尚、このフローチャートでは、省略した
が、ギヤ段センサ１８または、シフトレバーポジション
センサ２８により走行時のギヤ段またはシフトレバーポ
ジションを検出し、それに基づいて加速トルクまたは回
生トルクを変更するようにしてもよい。例えば、シフト
レバーポジションが「Ｄ」ポジションの時に比べ「３」
ポジションの加速トルク、回生トルクを大きくする。

【００２８】また、本実施の形態における回生時減速度
アップ制御と加速時加速度アップ制御は、いずれか一方
のみを行ってもよいが、同時に行われる方が、望まし
い。加速時加速度アップ制御のみまたは回生時減速度ア
ップ制御のみを行うと加速時の電力消費と、回生制動時
の電力供給のバランスがくずれてＳＯＣが低くなり加速
アシストできなくなったり、反対にＳＯＣが高くなり、
回生制動電力を充電しきれなくなったりする可能性があ
るからである。一方、同時に行えば、充放電の収支が釣
り合う場合が多くなる。

【００２９】さらに、本実施の形態においては、減速時
の回生トルクは、自動的に補助制御するが、図１０に示
すようなマニュアル調整スイッチを設けて、手動で変更
することも可能である。このスイッチは、スライドノブ
３２が上下に移動するように取付けられており、スライ
ドノブ３２を上の強位置にすると、回生トルクは大きく
なり、下の弱位置にすると回生トルクは小さくなる。こ
のマニュアル調整スイッチは、インパネまたはシフトレ
バー部付近に設けられる。マニュアルスイッチを設ける
ことで運転者が下り坂の斜度や車速等に合わせて、回生
制動の割合を調整することができ、より制動性能を高め
ることが可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
走行時のシフトレバーポジションまたはギヤ段に基づ
いてモータジェネレータのトルク特性を変更するように
したので、走行状態の変化に関わらず、一定のアクセ
ル、ブレーキ操作にて十分な加速、または、減速が可能
となる。また、加速時のアクセル踏み込み量が少なくて
すむため、燃費も改善される。

【００３１】また、ナビゲーションシステムにより山間
部かどうかを判定し、山間部であれば、一律にモータジ
ェネレータのトルクを大きくさせるため、走行性能が高
められ、運転者の欲求を満たすことができる。

【００３２】さらに、トルク特性を変更するモードまた
はトルク指令を増加させるモードが選択された場合に、
選択されたモードが表示されるため、運転者が自らが選
択したモードで正しく走行制御されているかどうかを確
認することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態にかかる車両走行制御装
置の構成のブロック図である。

【図２】 図１の自動変速機のスケルトン図である。

【図３】 図１の自動変速機の作動係合表である。

【図４】 図１の車両走行制御装置のシフトレバーポジ
ションを示す図である。

【図５】 図４のＤＭポジションにおけるマニュアルシ
フト操作をするためのシフトスイッチを示す図である。

【図６】 本発明の実施形態における回生時または加速
時のトルク特性を示す図である。

【図７】 従来の走行方法入力画面を示す図である。

【図８】 本発明の実施の形態における自動トルク補助
制御のための入力画面を示す図である。

【図９】 本発明の実施の形態における自動トルク補助
制御処理を示すフローチャートである。

【図１０】 本発明の別の実施の形態にかかる減速度設
定スイッチを示す図である。

【符号の説明】

１０ エンジン、１２ モータジェネレータ、１４ ト
ルクコンバータ、１６ 自動変速機、１８ ギヤ段セン
サ、２０ ＥＣＵ、２２ インバータ、２４バッテリ、
２６ ナビゲーションシステム、２８ シフトレバーポ
ジションセンサ、３０ シフトスイッチ、３２ スライ
ドノブ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G093 AA05 AA07 AA16 BA24 CB06 CB07 DA01 DA04 DA06 DB00 DB05 DB11 DB15 DB18 EB00 5H115 PA10 PC06 PG04 PI13 PI22 PO02 PO10 PU08 PU23 PV09 QE04 QE06 QE08 QE10 QI04 RB08 SE04 SE05 SE06 SE08 SL06 TI01

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンとモータジェネレータとを有す
   るハイブリッド車両の走行制御装置であって、 自動変速機のギヤ段を検出するギヤ段検出手段またはシ
   フトレバーポジションを検出するシフトレバーポジショ
   ン検出手段と、 前記ギヤ段またはシフトレバーポジションに応じて加速
   時または減速時のモータジェネレータのトルク特性を変
   更制御する制御手段と、 前記ギヤ段またはシフトレバーポジションに応じて前記
   加速時または減速時のモータジェネレータのトルク特性
   を自動変更するモードの切り替えを手動で行う切替手段
   と、 を有することを特徴とするハイブリッド車両の走行制御
   装置。
2. 【請求項２】 エンジンとモータジェネレータとを有す
   るハイブリッド車両の走行制御装置であって、 走行予定路に関する情報を受信する情報受信手段と、 受信情報から走行予定路が山間地かどうかを判定する判
   定手段と、 走行予定路が山間地の場合に加速時または減速時のモー
   タジェネレータのトルク指令を変更させる手段と、 を有することを特徴とするハイブリッド車両の走行制御
   装置。
3. 【請求項３】 前記自動変更モードが作動側に切り替え
   られている場合にトルク特性の自動変更を実施するモー
   ドと、 前記自動変更モードが作動側に切り替えられ、走行予定
   路に関する情報を受信する情報受信手段により予め走行
   予定路が設定されている場合に限りトルク特性の自動変
   更を実施するモードとを有し、 両モードを手動で切り替える切替手段を有することを特
   徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の走行制御装
   置。
4. 【請求項４】 加速時または減速時のモータジェネレー
   タのトルク特性を変更するモードまたはトルク指令を変
   更するモードが選択された場合に、選択されたモードを
   表示する表示手段を有することを特徴とする請求項１か
   ら３のいずれかに記載のハイブリッド車両の走行制御装
   置。