JP3588090B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンと発電可能な電動機を動力源とし少なくとも一方の動力から車両の推進力を得る、いわゆるハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンを駆動させる燃料の節約や、燃料の燃焼により発生する排気ガスの低減等を目的として、車両の駆動輪に連結される動力伝達機構（変速機を含む）にエンジンと発電可能な電動機（以下、モータ・ジェネレータという）とを連結し、走行時に必要に応じてモータ・ジェネレータによる駆動アシストを行うとともに、減速時に駆動輪から入力される動力を前記モータ・ジェネレータに伝達し、該モータ・ジェネレータにより回生動作を行って減速エネルギーを回生エネルギーに変換し電気エネルギーとして蓄電装置に充電するハイブリッド車両が開発されている（特開平１１−３５０９９５号公報等）。
【０００３】
さらに、この種のハイブリッド車両には、エンジンとモータ・ジェネレータとが直結して構成されているものがある（以下、直結型ハイブリット車両という）。この直結型ハイブリッド車両の場合、従来は、モータ・ジェネレータ単独の動力による走行（以下、モータ走行という）は実施されていなかった。その理由は、モータ走行ではエンジンがモータ・ジェネレータの負荷となるため、エンジンのポンピングロスやフリクションに相当する動力分をモータ・ジェネレータにより出力しなければならず、エンジン単独の動力による走行（以下、エンジン走行という）と比較して、燃費優位性がなかったからである。
そのため、従来は、変速機の変速比は、エンジン走行時のエンジン効率、変速機伝達効率、および運転性に基づいて制御されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、その後、エンジンの吸排気バルブの動作を停止させることでポンピングロスを低減する技術が開発されるに至り、直結型ハイブリッド車両においても、モータ走行時にエンジンの吸排気バルブの動作を停止させることでポンピングロスを低減すると、車両走行中のエンジンフリクションと車両走行エネルギーの両方をモータ・ジェネレータ単独で出力しても、エンジン走行よりも燃費が向上することが判明し、前記直結型ハイブリッド車両においてもモータ走行が実現可能になった。
このようにモータ走行を実施するようにした場合には、従来のようにエンジン走行時を基準にして変速機の変速比を決定したのでは効率が悪くなる場合もあり、モータ走行時に変速機の変速比をいかに制御するかが課題となった。
【０００５】
なお、特開２０００−２３６６０１号公報には、エンジンとモータ・ジェネレータがクラッチにより締結／開放自在に連結され、モータ走行時にはクラッチを開放してモータ・ジェネレータとエンジンとの間の動力伝達を切断するハイブリッド車両において、モータ走行時にはモータ・ジェネレータの効率と変速機の伝達効率を考慮して消費電力が最少となる変速比を選択する制御技術が開示されている。
しかしながら、直結型ハイブリッド車両では、モータ走行時にモータ・ジェネレータがエンジンを連れ回しているので、前記公報に開示された変速比の制御方法を採用したのでは、必ずしも最も効率の良い運転点になるとは言えない。
【０００６】
また、直結型ハイブリッド車両においてモータ走行を実施する場合の別の問題として、モータ走行からエンジン走行に切り替わる際に、エンジン初爆時の大きなトルク変動が駆動輪に伝達される虞があった。
そこで、この発明は、モータ走行時に最も効率のよい変速比を選択す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ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、エンジン（例えば、後述する実施の形態におけるエンジン２）と発電可能な電動機（例えば、後述する実施の形態におけるモータ・ジェネレータ３）を動力源として備え、前記エンジンと前記電動機の少なくとも一方の動力を変速機（例えば、後述する実施の形態における変速機４）を介して出力軸（例えば、後述する実施の形態におけるアクスルシャフト５ａ）に伝達し車両の推進力とするハイブリッド車両（例えば、後述する実施の形態におけるハイブリッド車両１）の制御装置において、前記エンジンで走行するときには、前記エンジンの効率、前記変速機の伝達効率に基づいて前記変速機の変速比を選択し、前記電動機による走行時には、前記電動機の効率、前記エンジンのフリクション、前記変速機の伝達効率に基づいて前記変速機の変速比を変化させるとともに、前記エンジンによる走行時よりも高い変速比を選択することを特徴とする。
このように構成することにより、電動機による走行時に最も効率の良い運転点で走行することが可能になるとともに、エンジンで走行するときにも最も効率の良い運転点で走行することが可能になる。しかも、電動機による走行時にはエンジンによる走行時よりも高い変速比を選択するので、電動機による走行からエンジンによる走行に切り替わる際のエンジン初爆時のトルク変動がタイヤ端に伝達されるのを抑制することができる。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記エンジンと前記電動機が直結されていることを特徴とする。
このように構成することにより、電動機による走行時にエンジンを同期回転させながら最も効率の良い運転点で走行することが可能になる。
【００１１】
請求項３に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記電動機で走行するモードは、前記エンジンが気筒休止状態で前記電動機で走行する気筒休止電動機走行モード（例えば、後述する実施の形態における休筒モータ走行モード）と、前記エンジンが気筒休止状態で前記電動機で発電しながら減速走行する気筒休止減速回生モード（例えば、後述する実施の形態における休筒減速回生モード）と、前記エンジンが燃料供給停止状態で前記電動機で走行するフューエルカット電動機走行モード（例えば、後述する実施の形態におけるＦ／Ｃモータ走行モード）と、前記エンジンが燃料供給停止状態で前記電動機で発電しながら減速走行するフューエルカット減速回生モード（例えば、後述する実施の形態におけるＦ／Ｃ減速回生モード）と、を備えることを特徴とする。
気筒休止電動機走行モードではフューエルカット電動機走行モードの場合よりもエンジンのフリクションが小さくなり、エネルギーロスが小さくなる結果、必要エネルギーが少なくて済み、したがって消費電力を少なくできる。また、気筒休止減速回生モードではフューエルカット減速回生モードよりもエンジンのフリクションが小さくなる分、多くの回生エネルギーを回収することができる。そして、これらモードに応じて最も効率の良い運転点で走行することが可能になる。
請求項４に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記電動機による走行時は、複数の電動機走行モード（例えば、後述する実施の形態における休筒モータ走行モード、休筒減速回生モード、Ｆ／Ｃモータ走行モード、Ｆ／Ｃ減速回生モード）があり、前記変速比を変化させる際は、この電動機で走行する複数のモードに応じて、変速比をそれぞれ変化させることを特徴とする。このようにすると、各モードに応じて最も効率の良い運転点で走行することが可能になる。
請求項５に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記電動機で走行するモードは、前記エンジンが気筒休止状態で前記電動機で走行する気筒休止電動機走行モード（例えば、後述する実施の形態における休筒モータ走行モード）と、前記エンジンが気筒休止状態で前記電動機で発電しながら減速走行する気筒休止減速回生モード（例えば、後述する実施の形態における休筒減速回生モード）と、前記エンジンが燃料供給停止状態で前記電動機で走行するフューエルカット電動機走行モード（例えば、後述する実施の形態におけるＦ／Ｃモータ走行モード）と、前記エンジンが燃料供給停止状態で前記電動機で発電しながら減速走行するフューエルカット減速回生モード（例えば、後述する実施の形態におけるＦ／Ｃ減速回生モード）の少なくとも二つ以上のモードを備えることを特徴とする。このようにすると、各モードに応じて最も効率の良い運転点で走行することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一実施の形態を図１から図９の図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施の形態におけるハイブリッド車両１の動力伝達系の概略構成図である。
このハイブリッド車両１では、エンジン２と発電可能な電動機（以下、モータ・ジェネレータという）３が直結されており、エンジン２とモータ・ジェネレータ３の少なくとも一方の動力が変速機４を介して車両の駆動輪５に伝達されるように構成されている。変速機４はベルト式無段変速機（ＣＶＴ）であり、モータ・ジェネレータ３の出力軸３ａに連結されたトライブプーリ４１と、駆動輪５のアクスルシャフト（出力軸）５ａに図示しないディファレンシャルギヤ等を介して連結されたドリブンプーリ４２と、ドライブプーリ４１とドリブンプーリ４２に巻き掛けられた無端ベルト４３とから構成されている。この変速機４は、両プーリ４１，４２の有効半径を増減させることにより変速比を無段階に変化させることができるようになっており、各プーリ４１，４２は有効半径を増減させるための駆動部４１ａ，４２ａを備えている。そして、コントロールバルブ６によって所定に制御された油圧を駆動部４１ａ，４２ａに供給することによって、ドライブプーリ４１とドリブンプーリ４２の有効半径を所望に増減することができ、これによって所望の変速比を得ることができる。
【００１３】
このハイブリッド車両１の減速時に駆動輪５側からモータ・ジェネレータ３側に駆動力が伝達されると、モータ・ジェネレータ３は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収し、パワードライブユニット（ＰＤＵ）７を介してバッテリー８に充電する。この時の回生出力はＥＣＵ９によってＰＤＵ７を介して制御される。
そして、モータ・ジェネレータ３は、バッテリー８に充電された電気エネルギーを消費して駆動されるとともに、ＥＣＵ９によってＰＤＵ７を介して制御される。なお、バッテリー８に代えてキャパシタを用いることも可能である。
【００１４】
エンジン２は多気筒レシプロタイプエンジンであり、各気筒に対する吸排気を行わせるための吸気バルブおよび排気バルブの作動制御を行う吸排気制御装置（気筒休止手段）１０と、各気筒に対する燃料噴射制御および噴射燃料の点火制御を行う燃料噴射・点火制御装置１１とを有し、これら制御装置１０，１１はＥＣＵ９によって制御される。
このハイブリッド車両は、必要に応じて、燃料噴射・点火制御装置１１によりエンジン２の全気筒の燃料供給を停止する燃料供給停止（フューエルカット、略してＦ／Ｃと記す場合もある）制御が可能であり、さらに、必要に応じて、吸排気制御装置１０によりエンジン２の全気筒の吸排気バルブを全閉にする気筒休止（休筒という場合もある）制御が可能になっている。
また、ＥＣＵ９には、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ１２からの信号と、車速を検出する車速センサ１３からの信号と、エンジン２の吸気圧を検出する吸気圧センサ１４からの信号が入力される。
【００１５】
このように構成されたハイブリッド車両１は、走行モードとしてエンジン走行モードとモータ走行モード（電動機走行モード）とを備えている。エンジン走行モードはエンジン２の駆動力で走行するモードであり、モータ走行モードはエンジン２の駆動力を用いずに走行するモードである。
さらに、モータ走行モードは、休筒モータ走行モード（休筒電動機走行モード）と、休筒減速回生モードと、Ｆ／Ｃモータ走行モード（フューエルカット電動機走行モード）と、Ｆ／Ｃ減速回生モード（フューエルカット減速回生モード）の４つのモードから構成されている。ただし、モータ走行モードは、これら４つのモードのうちの２つあるいは３つのモードで構成してもよい。
【００１６】
休筒モータ走行モードおよびＦ／Ｃモータ走行モードは、モータ・ジェネレータ３を電動機として機能させ、モータ・ジェネレータ３の動力だけで車両を走行させるモードである。休筒モータ走行モードとＦ／Ｃモータ走行モードの相違点は、休筒モータ走行モードの場合には、エンジン２に対してＦ／Ｃ制御が行われるとともに、エンジン２のポンピングロスを低減させるべく休筒制御が行われるのに対して、Ｆ／Ｃモータ走行モードの場合には、エンジン２に対してＦ／Ｃ制御が行われるだけで、休筒制御は行われない。したがって、休筒モータ走行モードではＦ／Ｃモータ走行モードの場合よりもエンジン２のフリクションが小さくなり、エネルギーロスが小さくなる結果、必要エネルギーが少なくて済み、したがって消費電力を少なくできる。
【００１７】
休筒減速回生モードおよびＦ／Ｃ減速回生モードは、モータ・ジェネレータ３を発電機として機能させ、車両の減速走行時にモータ・ジェネレータ３により回生動作を行って減速エネルギーを回生エネルギーに変換し電気エネルギーとしてバッテリー８に充電するモードである。休筒減速回生モードとＦ／Ｃ減速回生モードの相違点は、休筒減速回生モードの場合には、エンジン２に対してＦ／Ｃ制御が行われるとともに、エンジン２のポンピングロスを低減させるべく休筒制御が行われるのに対して、Ｆ／Ｃ減速回生モードの場合には、エンジン２に対してＦ／Ｃ制御が行われるだけで、休筒制御は行われない。したがって、休筒減速回生モードの方がＦ／Ｃ減速回生モードよりもエンジン２のフリクションが小さくなる分、多くの回生エネルギーを回収することができる。
【００１８】
このような走行モードを備えたこのハイブリッド車両１においては、ＥＣＵ９によって変速機４の変速比が各走行モードに応じて最も効率のよい変速比になるように制御される。以下、この変速比制御について説明する。
このハイブリッド車両１では、変速機４のドライブプーリ４１の要求回転数（以下、ＮＤＲＣＭＤと略す）を決定することにより変速機４の変速比を決定することができる。というのは、ドリブンプーリ４２の回転数は車速センサ１３で検出される車速から算出可能であり、このドリブンプーリ４２の回転数とＮＤＲＣＭＤから変速機４の変速比を算出することができるからである。
なお、ドライブプーリ４１はモータ・ジェネレータ３の出力軸３ａに連結されており、エンジン２とモータ・ジェネレータ３は直結されているので、ドライブプーリ４１とエンジン２とモータ・ジェネレータ３の回転数は常に同じになる。
【００１９】
ドライブプーリ４１のＮＤＲＣＭＤ算出処理を図２に示すフローチャートに従って説明する。図２のフローチャートに示すＮＤＲＣＭＤ算出処理ルーチンはＥＣＵ９によって一定時間毎に実行される。
まず、ステップＳ１０１において、エンジン走行モードか否かを判定する。ステップＳ１０１における判定結果が「ＹＥＳ」（エンジン走行モード）である場合は、ステップＳ１０２に進み、エンジン効率と変速機４の伝達効率を考慮して最も効率の良いドライブプーリ４１のＮＤＲＣＭＤを算出して、本ルーチンの実行を一旦終了する。この場合、ＮＤＲＣＭＤは、車速センサ１３で検出された車速Ｖとスロットル開度センサ１２で検出されたスロットル開度ＴＨに基づいて、予め用意された図示しないＮＤＲマップを参照して算出する。
【００２０】
ステップＳ１０１における判定結果が「ＮＯ」（モータ走行モード）である場合は、ステップＳ１０３に進み、休筒制御を実行しているか否かを判定する。
ステップＳ１０３における判定結果が「ＹＥＳ」（休筒制御実行中）である場合は、ステップＳ１０４に進み、減速中か否かを判定する。
ステップＳ１０４における判定結果が「ＮＯ」（減速中ではない）である場合は、休筒モータ走行モードであり、気筒休止状態でモータ・ジェネレータ３の動力で走行しているので、ステップＳ１０５に進み、モータ・ジェネレータ３のモータ効率、休筒時のエンジン２のフリクション、変速機４の伝達効率を考慮して、最も効率の良いＮＤＲＣＭＤを算出する。この場合、ＮＤＲＣＭＤは休筒モータ走行モード用のＮＤＲマップを参照して算出する。
【００２１】
ステップＳ１０４における判定結果が「ＹＥＳ」（減速中）である場合は、休筒減速回生モードであり、気筒休止状態でモータ・ジェネレータ３で発電しながら減速しているので、ステップＳ１０６に進み、モータ・ジェネレータ３の発電効率、休筒時のエンジンフリクション、変速機４の伝達効率を考慮して最も効率の良いＮＤＲＣＭＤを算出する。この場合、ＮＤＲＣＭＤは休筒減速回生モード用のＮＤＲマップを参照して算出する。
【００２２】
一方、ステップＳ１０３における判定結果が「ＮＯ」（休筒制御を実行していない）である場合は、ステップＳ１０７に進み、減速中か否かを判定する。
ステップＳ１０７における判定結果が「ＮＯ」（減速中ではない）である場合は、Ｆ／Ｃモータ走行モードであり、フューエルカット状態でモータ・ジェネレータ３の動力で走行しているので、ステップＳ１０８に進み、モータ・ジェネレータ３のモータ効率、Ｆ／Ｃ時のスロットル開度（ＴＨ）あるいは吸気圧（Ｐｂ）に応じたエンジン２のフリクション、変速機４の伝達効率を考慮して最も効率の良いＮＤＲＣＭＤを算出する。この場合、ＮＤＲＣＭＤはＦ／Ｃモータ走行モード用のＮＤＲマップを参照して算出する。
【００２３】
ステップＳ１０７における判定結果が「ＹＥＳ」（減速中）である場合は、Ｆ／Ｃ減速回生モードであり、フューエルカット状態でモータ・ジェネレータ３で発電しながら減速しているので、ステップＳ１０９に進み、モータ・ジェネレータ３の発電効率、Ｆ／Ｃ時のスロットル開度（ＴＨ）あるいは吸気圧（Ｐｂ）に応じたエンジン２のフリクション、変速機４の伝達効率を考慮して最も効率の良いＮＤＲＣＭＤを算出する。この場合、ＮＤＲＣＭＤはＦ／Ｃ減速回生モード用のＮＤＲマップを参照して算出する。
【００２４】
そして、このようにして算出されたドライブプーリ４１のＮＤＲＣＭＤと、車速に基づいて算出したドリブンプーリ４２の回転数から変速機４の変速比を算出し、この変速比となるように、ＥＣＵ９によりコントロールバルブ６を制御し、駆動部４１ａ，４２ａに所定油圧値の油圧を供給してドライブプーリ４１とドリブンプーリ４２の有効半径を所定に変更する。
このように変速機４の変速比を制御すると、いずれの走行モードで走行している時にも最も効率の良い運転点で走行することができるので、燃費が向上する。
【００２５】
次に、モータ走行モードにおけるＮＤＲマップについて説明する。このハイブリッド車両１においては、モータ走行モード用のＮＤＲマップとして、前述した４つのＮＤＲマップ、すなわち、休筒モータ走行モード用のＮＤＲマップ、休筒減速回生モード用のＮＤＲマップ、Ｆ／Ｃモータ走行モード用のＮＤＲマップ、Ｆ／Ｃ減速回生モード用のＮＤＲマップが予め用意され、ＥＣＵ９のＲＯＭに記憶されており、各モードに応じてＮＤＲマップを持ちかえてＮＤＲＣＭＤを算出するようにしている。
【００２６】
ＮＤＲマップの一例を図３に示す。ＮＤＲＣＭＤマップには、車速Ｖと出力軸トルク毎に消費電力が最少となるドライブプーリ４１のＮＤＲＣＭＤが設定されている。
このＮＤＲマップの作成手順を、休筒モータ走行モード用のＮＤＲマップ、Ｆ／Ｃモータ走行モード用のＮＤＲマップを例にして説明する。
【００２７】
今、出力軸トルクＴ（Ｎｍ）、車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）、エンジン回転数Ｎ（ｒｐｍ）、変速機入力軸必要トルク（ドライブプーリの必要トルク）Ｔｉｎ（Ｎｍ）、エンジンフリクショントルクＥｎｇＦｒｉｃ（Ｎｍ）、モータ軸出力トルク指令ＴＭｏｔＣｍｄ（Ｎｍ）、モータ効率ＥｆＭｏｔ（％）、必要電力ＤｃＰｏｗｅｒ（ｋＷ）とする。
この場合、変速機入力軸必要トルクＴｉｎとエンジンフリクショントルクＥｎｇＦｒｉｃの和がモータ軸出力トルク指令ＴＭｏｔＣｍｄとして必要である。
ＴＭｏｔＣｍｄ＝Ｔｉｎ＋ＥｎｇＦｒｉｃ ・・・（１）式
【００２８】
ここで、変速機入力軸必要トルクＴｉｎは、図４に示すような、変速比毎に入力軸回転数と出力軸トルクと入力軸トルクの関係をマップにした変速機効率マップを参照して求めることができる。つまり、車速Ｖから変速機４の出力軸回転数が決定されるので、車速Ｖを所定の値に設定すると、変速比毎に入力軸回転数が決定され、さらに、出力軸トルクに応じた入力軸トルクが決定されることとなる。
【００２９】
また、エンジンフリクションＥｎｇＦｒｉｃは、図５に示すような、エンジン回転数ＮＥとエンジンフリクションＥｎｇＦｒｉｃとの関係をテーブルにしたＥＮＧフリクションテーブルを参照して求めることができる。図５においてＥｎｇＦｒｉｃ１は休筒モータ走行モードのときのＥｎｇＦｒｉｃを算出する際に用いられるテーブルであり、ＥｎｇＦｒｉｃ２はＦ／Ｃモータ走行モードのときのＥｎｇＦｒｉｃを算出する際に用いられるテーブルである。ここで、ＥｎｇＦｒｉｃ２は吸気圧Ｐｂの大きさに応じた等圧線からなり、図５では図示の都合上、２本の等圧線しか記載していないが、実際には多数の等圧線が存在する。
なお、ＥｎｇＦｒｉｃ１は休筒減速回生モードのときのＥｎｇＦｒｉｃを算出する際にも使用される。また、図５には、Ｆ／Ｃ減速回生モードのときのＥｎｇＦｒｉｃを算出する際に使用されるテーブルをＥｎｇＦｒｉｃ３として併記している。
【００３０】
また、必要電力ＤｃＰｏｗｅｒは、モータ軸出力トルク指令ＴＭｏｔＣｍｄとモータ効率ＥｆＭｏｔに基づいて次式から算出することができる。
ＤｃＰｏｗｅｒ＝（ＴＭｏｔＣｍｄ×Ｎ／６５４９．３）×（ＥｆＭｏｔ／１００） ・・・（２）式
ここで、モータ効率ＥｆＭｏｔは、図６に示すような、モータ軸駆動トルクとモータ回転数Ｎｍとモータ効率の関係をマップにしたＭｏｔ効率マップを参照して、ＴＭｏｔＣｍｄとモータ回転数（すなわち、変速機４の入力軸回転数）Ｎｍに基づいて求めることができる。
なお、図６では２つのモータ効率値の等率線しか記載していないが、実際には微小間隔で設定されたモータ効率値毎に等率線が設定されている。また、図６において、二点鎖線はモータ・ジェネレータ３の最大出力線を示している。
【００３１】
したがって、出力軸トルクＴと車速Ｖとエンジン回転数（すなわち、変速機入力軸回転数）Ｎを設定すれば、その時の必要電力ＤｃＰｏｗｅｒを算出することができる。ただし、必要電力ＤｃＰｏｗｅｒはモータ・ジェネレータ３の最大出力を上限とする。
そして、出力軸トルクＴを例えば０〜１８００Ｎｍの範囲で１００Ｎｍ毎に設定し、車速Ｖを例えば０〜１８０ｋｍ／ｈの範囲で１０ｋｍ／ｈ毎に設定し、エンジン回転数Ｎを例えば１０００〜６０００ｒｐｍの範囲で１００ｒｐｍ毎に設定して、これら全ての組み合わせについて必要電力ＤｃＰｏｗｅｒを算出することにより、その算出結果から、出力軸トルクＴと車速Ｖ毎に消費電力が最少となるエンジン回転数を求めることができ、これから図３に示すような休筒モータ走行モード用のＮＤＲマップあるいはＦ／Ｃモータ走行モード用のＮＤＲマップをそれぞれ作成することができる。
なお、ＮＤＲマップにおいて出力軸トルクＴの大きさはスロットル開度の大きさに対応する。
【００３２】
休筒減速回生モード用のＮＤＲマップとＦ／Ｃ減速回生モード用のＮＤＲマップについても、ほぼ同様な方法で作成することができる。ただし、これらの場合は、図６に示すＭｏｔ効率マップの代わりに、発電トルクとモータ回転数Ｎｍと発電効率の関係をマップにした発電効率マップを用い、また、モードに応じて図５に示すＥＮＧフリクションテーブルのＥｎｇＦｒｉｃ１あるいはＥｎｇＦｒｉｃ３を用いる。
【００３３】
このように変速機４の変速比を制御すると、モータ走行モード時の変速機４の入力軸回転数をエンジン走行モード時の入力軸回転数よりも低くすることができるので、モータ走行モード時の変速比をエンジン走行モード時の変速比よりも高くすることができる。その結果、モータ走行モードからエンジン走行モードに切り替わる際のトルク伝達が和らげられ、エンジン２の初爆時に発生するトルク変動がタイヤ端に伝わりにくくなり、車体ショックを低減することができる。
図８および図９は、変速比がタイヤ端トルクに与える影響を比較したものであり、図８は低変速比（例えば１．０）の場合であり、図９は高変速比（例えば０．５）の場合を示している。例えば、エンジン２の初爆時に図７に示すようにエンジントルクが変動したとする。変速比が「１．０」の場合には、図８に示すように、タイヤ端トルクはエンジントルクと同じ大きさのトルク変動となる。一方、変速比が「０．５」の場合には、図９に示すように、タイヤ端トルクはエンジントルクを半減した大きさのトルク変動となる。したがって、変速比が高い方がエンジン２のトルク変動をタイヤ端に伝わりにくくすることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明するように、請求項１または請求項２に記載した発明によれば、電動機による走行時にも、エンジンで走行するときにも、最も効率の良い運転点で走行することができるので、運転状況に応じて最も効率の良い運転点で走行することができ、燃費が向上するという効果がある。
しかも、電動機による走行からエンジンによる走行に切り替わる際のエンジン初爆時のトルク変動がタイヤ端に伝達されるのを抑制することができるので、乗り心地が向上するという効果がある。
【００３５】
請求項３に記載した発明によれば、気筒休止電動機走行モード、気筒休止減速回生モード、フューエルカット電動機走行モード、フューエルカット減速回生モードの各モードに応じて最も効率の良い運転点で走行することができるので、燃費が向上するという効果がある。
請求項４または請求項５に記載した発明によれば、電動機による走行時の各モードに応じて最も効率の良い運転点で走行することができるので、燃費が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る制御装置を備えたハイブリッド車両の一実施の形態における動力伝達系の概略構成図である。
【図２】前記実施の形態におけるＮＤＲＣＭＤ算出処理を示すフローチャートである。
【図３】ＮＤＲＣＭＤ算出処理において使用されるＮＤＲマップの一例を示す図である。
【図４】変速機効率マップの一例を示す図である。
【図５】エンジンフリクションテーブルの一例を示す図である。
【図６】モータ効率マップの一例を示す図である。
【図７】エンジン初爆時のエンジントルク変動の一例を示す図である。
【図８】低変速比におけるタイヤ端トルクの変動の様子を示す図である。
【図９】高変速比におけるタイヤ端トルクの変動の様子を示す図である。
【符号の説明】
１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ モータ・ジェネレータ（電動機）
４ 変速機
５ａ アクスルシャフト（出力軸）
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンと発電可能な電動機を動力源とし少なくとも一方の動力から車両の推進力を得る、いわゆるハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンを駆動させる燃料の節約や、燃料の燃焼により発生する排気ガスの低減等を目的として、車両の駆動輪に連結される動力伝達機構（変速機を含む）にエンジンと発電可能な電動機（以下、モータ・ジェネレータという）とを連結し、走行時に必要に応じてモータ・ジェネレータによる駆動アシストを行うとともに、減速時に駆動輪から入力される動力を前記モータ・ジェネレータに伝達し、該モータ・ジェネレータにより回生動作を行って減速エネルギーを回生エネルギーに変換し電気エネルギーとして蓄電装置に充電するハイブリッド車両が開発されている（特開平１１−３５０９９５号公報等）。
【０００３】
さらに、この種のハイブリッド車両には、エンジンとモータ・ジェネレータとが直結して構成されているものがある（以下、直結型ハイブリット車両という）。この直結型ハイブリッド車両の場合、従来は、モータ・ジェネレータ単独の動力による走行（以下、モータ走行という）は実施されていなかった。その理由は、モータ走行ではエンジンがモータ・ジェネレータの負荷となるため、エンジンのポンピングロスやフリクションに相当する動力分をモータ・ジェネレータにより出力しなければならず、エンジン単独の動力による走行（以下、エンジン走行という）と比較して、燃費優位性がなかったからである。
そのため、従来は、変速機の変速比は、エンジン走行時のエンジン効率、変速機伝達効率、および運転性に基づいて制御されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、その後、エンジンの吸排気バルブの動作を停止させることでポンピングロスを低減する技術が開発されるに至り、直結型ハイブリッド車両においても、モータ走行時にエンジンの吸排気バルブの動作を停止させることでポンピングロスを低減すると、車両走行中のエンジンフリクションと車両走行エネルギーの両方をモータ・ジェネレータ単独で出力しても、エンジン走行よりも燃費が向上することが判明し、前記直結型ハイブリッド車両においてもモータ走行が実現可能になった。
このようにモータ走行を実施するようにした場合には、従来のようにエンジン走行時を基準にして変速機の変速比を決定したのでは効率が悪くなる場合もあり、モータ走行時に変速機の変速比をいかに制御するかが課題となった。
【０００５】
なお、特開２０００−２３６６０１号公報には、エンジンとモータ・ジェネレータがクラッチにより締結／開放自在に連結され、モータ走行時にはクラッチを開放してモータ・ジェネレータとエンジンとの間の動力伝達を切断するハイブリッド車両において、モータ走行時にはモータ・ジェネレータの効率と変速機の伝達効率を考慮して消費電力が最少となる変速比を選択する制御技術が開示されている。
しかしながら、直結型ハイブリッド車両では、モータ走行時にモータ・ジェネレータがエンジンを連れ回しているので、前記公報に開示された変速比の制御方法を採用したのでは、必ずしも最も効率の良い運転点になるとは言えない。
【０００６】
また、直結型ハイブリッド車両においてモータ走行を実施する場合の別の問題として、モータ走行からエンジン走行に切り替わる際に、エンジン初爆時の大きなトルク変動が駆動輪に伝達される虞があった。
そこで、この発明は、モータ走行時に最も効率のよい変速比を選択す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ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、エンジン（例えば、後述する実施の形態におけるエンジン２）と発電可能な電動機（例えば、後述する実施の形態におけるモータ・ジェネレータ３）を動力源として備え、前記エンジンと前記電動機の少なくとも一方の動力を変速機（例えば、後述する実施の形態における変速機４）を介して出力軸（例えば、後述する実施の形態におけるアクスルシャフト５ａ）に伝達し車両の推進力とするハイブリッド車両（例えば、後述する実施の形態におけるハイブリッド車両１）の制御装置において、前記エンジンで走行するときには、前記エンジンの効率、前記変速機の伝達効率に基づいて前記変速機の変速比を選択し、前記電動機による走行時には、前記電動機の効率、前記エンジンのフリクション、前記変速機の伝達効率に基づいて前記変速機の変速比を変化させるとともに、前記エンジンによる走行時よりも高い変速比を選択することを特徴とする。
このように構成することにより、電動機による走行時に最も効率の良い運転点で走行することが可能になるとともに、エンジンで走行するときにも最も効率の良い運転点で走行することが可能になる。しかも、電動機による走行時にはエンジンによる走行時よりも高い変速比を選択するので、電動機による走行からエンジンによる走行に切り替わる際のエンジン初爆時のトルク変動がタイヤ端に伝達されるのを抑制することができる。
【０００８】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記エンジンと前記電動機が直結されていることを特徴とする。
このように構成することにより、電動機による走行時にエンジンを同期回転させながら最も効率の良い運転点で走行することが可能になる。
【００１１】
請求項３に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記電動機で走行するモードは、前記エンジンが気筒休止状態で前記電動機で走行する気筒休止電動機走行モード（例えば、後述する実施の形態における休筒モータ走行モード）と、前記エンジンが気筒休止状態で前記電動機で発電しながら減速走行する気筒休止減速回生モード（例えば、後述する実施の形態における休筒減速回生モード）と、前記エンジンが燃料供給停止状態で前記電動機で走行するフューエルカット電動機走行モード（例えば、後述する実施の形態におけるＦ／Ｃモータ走行モード）と、前記エンジンが燃料供給停止状態で前記電動機で発電しながら減速走行するフューエルカット減速回生モード（例えば、後述する実施の形態におけるＦ／Ｃ減速回生モード）と、を備えることを特徴とする。
気筒休止電動機走行モードではフューエルカット電動機走行モードの場合よりもエンジンのフリクションが小さくなり、エネルギーロスが小さくなる結果、必要エネルギーが少なくて済み、したがって消費電力を少なくできる。また、気筒休止減速回生モードではフューエルカット減速回生モードよりもエンジンのフリクションが小さくなる分、多くの回生エネルギーを回収することができる。そして、これらモードに応じて最も効率の良い運転点で走行することが可能になる。
請求項４に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記電動機による走行時は、複数の電動機走行モード（例えば、後述する実施の形態における休筒モータ走行モード、休筒減速回生モード、Ｆ／Ｃモータ走行モード、Ｆ／Ｃ減速回生モード）があり、前記変速比を変化させる際は、この電動機で走行する複数のモードに応じて、変速比をそれぞれ変化させることを特徴とする。このようにすると、各モードに応じて最も効率の良い運転点で走行することが可能になる。
請求項５に記載した発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記電動機で走行するモードは、前記エンジンが気筒休止状態で前記電動機で走行する気筒休止電動機走行モード（例えば、後述する実施の形態における休筒モータ走行モード）と、前記エンジンが気筒休止状態で前記電動機で発電しながら減速走行する気筒休止減速回生モード（例えば、後述する実施の形態における休筒減速回生モード）と、前記エンジンが燃料供給停止状態で前記電動機で走行するフューエルカット電動機走行モード（例えば、後述する実施の形態におけるＦ／Ｃモータ走行モード）と、前記エンジンが燃料供給停止状態で前記電動機で発電しながら減速走行するフューエルカット減速回生モード（例えば、後述する実施の形態におけるＦ／Ｃ減速回生モード）の少なくとも二つ以上のモードを備えることを特徴とする。このようにすると、各モードに応じて最も効率の良い運転点で走行することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係るハイブリッド車両の制御装置の一実施の形態を図１から図９の図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施の形態におけるハイブリッド車両１の動力伝達系の概略構成図である。
このハイブリッド車両１では、エンジン２と発電可能な電動機（以下、モータ・ジェネレータという）３が直結されており、エンジン２とモータ・ジェネレータ３の少なくとも一方の動力が変速機４を介して車両の駆動輪５に伝達されるように構成されている。変速機４はベルト式無段変速機（ＣＶＴ）であり、モータ・ジェネレータ３の出力軸３ａに連結されたトライブプーリ４１と、駆動輪５のアクスルシャフト（出力軸）５ａに図示しないディファレンシャルギヤ等を介して連結されたドリブンプーリ４２と、ドライブプーリ４１とドリブンプーリ４２に巻き掛けられた無端ベルト４３とから構成されている。この変速機４は、両プーリ４１，４２の有効半径を増減させることにより変速比を無段階に変化させることができるようになっており、各プーリ４１，４２は有効半径を増減させるための駆動部４１ａ，４２ａを備えている。そして、コントロールバルブ６によって所定に制御された油圧を駆動部４１ａ，４２ａに供給することによって、ドライブプーリ４１とドリブンプーリ４２の有効半径を所望に増減することができ、これによって所望の変速比を得ることができる。
【００１３】
このハイブリッド車両１の減速時に駆動輪５側からモータ・ジェネレータ３側に駆動力が伝達されると、モータ・ジェネレータ３は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収し、パワードライブユニット（ＰＤＵ）７を介してバッテリー８に充電する。この時の回生出力はＥＣＵ９によってＰＤＵ７を介して制御される。
そして、モータ・ジェネレータ３は、バッテリー８に充電された電気エネルギーを消費して駆動されるとともに、ＥＣＵ９によってＰＤＵ７を介して制御される。なお、バッテリー８に代えてキャパシタを用いることも可能である。
【００１４】
エンジン２は多気筒レシプロタイプエンジンであり、各気筒に対する吸排気を行わせるための吸気バルブおよび排気バルブの作動制御を行う吸排気制御装置（気筒休止手段）１０と、各気筒に対する燃料噴射制御および噴射燃料の点火制御を行う燃料噴射・点火制御装置１１とを有し、これら制御装置１０，１１はＥＣＵ９によって制御される。
このハイブリッド車両は、必要に応じて、燃料噴射・点火制御装置１１によりエンジン２の全気筒の燃料供給を停止する燃料供給停止（フューエルカット、略してＦ／Ｃと記す場合もある）制御が可能であり、さらに、必要に応じて、吸排気制御装置１０によりエンジン２の全気筒の吸排気バルブを全閉にする気筒休止（休筒という場合もある）制御が可能になっている。
また、ＥＣＵ９には、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ１２からの信号と、車速を検出する車速センサ１３からの信号と、エンジン２の吸気圧を検出する吸気圧センサ１４からの信号が入力される。
【００１５】
このように構成されたハイブリッド車両１は、走行モードとしてエンジン走行モードとモータ走行モード（電動機走行モード）とを備えている。エンジン走行モードはエンジン２の駆動力で走行するモードであり、モータ走行モードはエンジン２の駆動力を用いずに走行するモードである。
さらに、モータ走行モードは、休筒モータ走行モード（休筒電動機走行モード）と、休筒減速回生モードと、Ｆ／Ｃモータ走行モード（フューエルカット電動機走行モード）と、Ｆ／Ｃ減速回生モード（フューエルカット減速回生モード）の４つのモードから構成されている。ただし、モータ走行モードは、これら４つのモードのうちの２つあるいは３つのモードで構成してもよい。
【００１６】
休筒モータ走行モードおよびＦ／Ｃモータ走行モードは、モータ・ジェネレータ３を電動機として機能させ、モータ・ジェネレータ３の動力だけで車両を走行させるモードである。休筒モータ走行モードとＦ／Ｃモータ走行モードの相違点は、休筒モータ走行モードの場合には、エンジン２に対してＦ／Ｃ制御が行われるとともに、エンジン２のポンピングロスを低減させるべく休筒制御が行われるのに対して、Ｆ／Ｃモータ走行モードの場合には、エンジン２に対してＦ／Ｃ制御が行われるだけで、休筒制御は行われない。したがって、休筒モータ走行モードではＦ／Ｃモータ走行モードの場合よりもエンジン２のフリクションが小さくなり、エネルギーロスが小さくなる結果、必要エネルギーが少なくて済み、したがって消費電力を少なくできる。
【００１７】
休筒減速回生モードおよびＦ／Ｃ減速回生モードは、モータ・ジェネレータ３を発電機として機能させ、車両の減速走行時にモータ・ジェネレータ３により回生動作を行って減速エネルギーを回生エネルギーに変換し電気エネルギーとしてバッテリー８に充電するモードである。休筒減速回生モードとＦ／Ｃ減速回生モードの相違点は、休筒減速回生モードの場合には、エンジン２に対してＦ／Ｃ制御が行われるとともに、エンジン２のポンピングロスを低減させるべく休筒制御が行われるのに対して、Ｆ／Ｃ減速回生モードの場合には、エンジン２に対してＦ／Ｃ制御が行われるだけで、休筒制御は行われない。したがって、休筒減速回生モードの方がＦ／Ｃ減速回生モードよりもエンジン２のフリクションが小さくなる分、多くの回生エネルギーを回収することができる。
【００１８】
このような走行モードを備えたこのハイブリッド車両１においては、ＥＣＵ９によって変速機４の変速比が各走行モードに応じて最も効率のよい変速比になるように制御される。以下、この変速比制御について説明する。
このハイブリッド車両１では、変速機４のドライブプーリ４１の要求回転数（以下、ＮＤＲＣＭＤと略す）を決定することにより変速機４の変速比を決定することができる。というのは、ドリブンプーリ４２の回転数は車速センサ１３で検出される車速から算出可能であり、このドリブンプーリ４２の回転数とＮＤＲＣＭＤから変速機４の変速比を算出することができるからである。
なお、ドライブプーリ４１はモータ・ジェネレータ３の出力軸３ａに連結されており、エンジン２とモータ・ジェネレータ３は直結されているので、ドライブプーリ４１とエンジン２とモータ・ジェネレータ３の回転数は常に同じになる。
【００１９】
ドライブプーリ４１のＮＤＲＣＭＤ算出処理を図２に示すフローチャートに従って説明する。図２のフローチャートに示すＮＤＲＣＭＤ算出処理ルーチンはＥＣＵ９によって一定時間毎に実行される。
まず、ステップＳ１０１において、エンジン走行モードか否かを判定する。ステップＳ１０１における判定結果が「ＹＥＳ」（エンジン走行モード）である場合は、ステップＳ１０２に進み、エンジン効率と変速機４の伝達効率を考慮して最も効率の良いドライブプーリ４１のＮＤＲＣＭＤを算出して、本ルーチンの実行を一旦終了する。この場合、ＮＤＲＣＭＤは、車速センサ１３で検出された車速Ｖとスロットル開度センサ１２で検出されたスロットル開度ＴＨに基づいて、予め用意された図示しないＮＤＲマップを参照して算出する。
【００２０】
ステップＳ１０１における判定結果が「ＮＯ」（モータ走行モード）である場合は、ステップＳ１０３に進み、休筒制御を実行しているか否かを判定する。
ステップＳ１０３における判定結果が「ＹＥＳ」（休筒制御実行中）である場合は、ステップＳ１０４に進み、減速中か否かを判定する。
ステップＳ１０４における判定結果が「ＮＯ」（減速中ではない）である場合は、休筒モータ走行モードであり、気筒休止状態でモータ・ジェネレータ３の動力で走行しているので、ステップＳ１０５に進み、モータ・ジェネレータ３のモータ効率、休筒時のエンジン２のフリクション、変速機４の伝達効率を考慮して、最も効率の良いＮＤＲＣＭＤを算出する。この場合、ＮＤＲＣＭＤは休筒モータ走行モード用のＮＤＲマップを参照して算出する。
【００２１】
ステップＳ１０４における判定結果が「ＹＥＳ」（減速中）である場合は、休筒減速回生モードであり、気筒休止状態でモータ・ジェネレータ３で発電しながら減速しているので、ステップＳ１０６に進み、モータ・ジェネレータ３の発電効率、休筒時のエンジンフリクション、変速機４の伝達効率を考慮して最も効率の良いＮＤＲＣＭＤを算出する。この場合、ＮＤＲＣＭＤは休筒減速回生モード用のＮＤＲマップを参照して算出する。
【００２２】
一方、ステップＳ１０３における判定結果が「ＮＯ」（休筒制御を実行していない）である場合は、ステップＳ１０７に進み、減速中か否かを判定する。
ステップＳ１０７における判定結果が「ＮＯ」（減速中ではない）である場合は、Ｆ／Ｃモータ走行モードであり、フューエルカット状態でモータ・ジェネレータ３の動力で走行しているので、ステップＳ１０８に進み、モータ・ジェネレータ３のモータ効率、Ｆ／Ｃ時のスロットル開度（ＴＨ）あるいは吸気圧（Ｐｂ）に応じたエンジン２のフリクション、変速機４の伝達効率を考慮して最も効率の良いＮＤＲＣＭＤを算出する。この場合、ＮＤＲＣＭＤはＦ／Ｃモータ走行モード用のＮＤＲマップを参照して算出する。
【００２３】
ステップＳ１０７における判定結果が「ＹＥＳ」（減速中）である場合は、Ｆ／Ｃ減速回生モードであり、フューエルカット状態でモータ・ジェネレータ３で発電しながら減速しているので、ステップＳ１０９に進み、モータ・ジェネレータ３の発電効率、Ｆ／Ｃ時のスロットル開度（ＴＨ）あるいは吸気圧（Ｐｂ）に応じたエンジン２のフリクション、変速機４の伝達効率を考慮して最も効率の良いＮＤＲＣＭＤを算出する。この場合、ＮＤＲＣＭＤはＦ／Ｃ減速回生モード用のＮＤＲマップを参照して算出する。
【００２４】
そして、このようにして算出されたドライブプーリ４１のＮＤＲＣＭＤと、車速に基づいて算出したドリブンプーリ４２の回転数から変速機４の変速比を算出し、この変速比となるように、ＥＣＵ９によりコントロールバルブ６を制御し、駆動部４１ａ，４２ａに所定油圧値の油圧を供給してドライブプーリ４１とドリブンプーリ４２の有効半径を所定に変更する。
このように変速機４の変速比を制御すると、いずれの走行モードで走行している時にも最も効率の良い運転点で走行することができるので、燃費が向上する。
【００２５】
次に、モータ走行モードにおけるＮＤＲマップについて説明する。このハイブリッド車両１においては、モータ走行モード用のＮＤＲマップとして、前述した４つのＮＤＲマップ、すなわち、休筒モータ走行モード用のＮＤＲマップ、休筒減速回生モード用のＮＤＲマップ、Ｆ／Ｃモータ走行モード用のＮＤＲマップ、Ｆ／Ｃ減速回生モード用のＮＤＲマップが予め用意され、ＥＣＵ９のＲＯＭに記憶されており、各モードに応じてＮＤＲマップを持ちかえてＮＤＲＣＭＤを算出するようにしている。
【００２６】
ＮＤＲマップの一例を図３に示す。ＮＤＲＣＭＤマップには、車速Ｖと出力軸トルク毎に消費電力が最少となるドライブプーリ４１のＮＤＲＣＭＤが設定されている。
このＮＤＲマップの作成手順を、休筒モータ走行モード用のＮＤＲマップ、Ｆ／Ｃモータ走行モード用のＮＤＲマップを例にして説明する。
【００２７】
今、出力軸トルクＴ（Ｎｍ）、車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）、エンジン回転数Ｎ（ｒｐｍ）、変速機入力軸必要トルク（ドライブプーリの必要トルク）Ｔｉｎ（Ｎｍ）、エンジンフリクショントルクＥｎｇＦｒｉｃ（Ｎｍ）、モータ軸出力トルク指令ＴＭｏｔＣｍｄ（Ｎｍ）、モータ効率ＥｆＭｏｔ（％）、必要電力ＤｃＰｏｗｅｒ（ｋＷ）とする。
この場合、変速機入力軸必要トルクＴｉｎとエンジンフリクショントルクＥｎｇＦｒｉｃの和がモータ軸出力トルク指令ＴＭｏｔＣｍｄとして必要である。
ＴＭｏｔＣｍｄ＝Ｔｉｎ＋ＥｎｇＦｒｉｃ ・・・（１）式
【００２８】
ここで、変速機入力軸必要トルクＴｉｎは、図４に示すような、変速比毎に入力軸回転数と出力軸トルクと入力軸トルクの関係をマップにした変速機効率マップを参照して求めることができる。つまり、車速Ｖから変速機４の出力軸回転数が決定されるので、車速Ｖを所定の値に設定すると、変速比毎に入力軸回転数が決定され、さらに、出力軸トルクに応じた入力軸トルクが決定されることとなる。
【００２９】
また、エンジンフリクションＥｎｇＦｒｉｃは、図５に示すような、エンジン回転数ＮＥとエンジンフリクションＥｎｇＦｒｉｃとの関係をテーブルにしたＥＮＧフリクションテーブルを参照して求めることができる。図５においてＥｎｇＦｒｉｃ１は休筒モータ走行モードのときのＥｎｇＦｒｉｃを算出する際に用いられるテーブルであり、ＥｎｇＦｒｉｃ２はＦ／Ｃモータ走行モードのときのＥｎｇＦｒｉｃを算出する際に用いられるテーブルである。ここで、ＥｎｇＦｒｉｃ２は吸気圧Ｐｂの大きさに応じた等圧線からなり、図５では図示の都合上、２本の等圧線しか記載していないが、実際には多数の等圧線が存在する。
なお、ＥｎｇＦｒｉｃ１は休筒減速回生モードのときのＥｎｇＦｒｉｃを算出する際にも使用される。また、図５には、Ｆ／Ｃ減速回生モードのときのＥｎｇＦｒｉｃを算出する際に使用されるテーブルをＥｎｇＦｒｉｃ３として併記している。
【００３０】
また、必要電力ＤｃＰｏｗｅｒは、モータ軸出力トルク指令ＴＭｏｔＣｍｄとモータ効率ＥｆＭｏｔに基づいて次式から算出することができる。
ＤｃＰｏｗｅｒ＝（ＴＭｏｔＣｍｄ×Ｎ／６５４９．３）×（ＥｆＭｏｔ／１００） ・・・（２）式
ここで、モータ効率ＥｆＭｏｔは、図６に示すような、モータ軸駆動トルクとモータ回転数Ｎｍとモータ効率の関係をマップにしたＭｏｔ効率マップを参照して、ＴＭｏｔＣｍｄとモータ回転数（すなわち、変速機４の入力軸回転数）Ｎｍに基づいて求めることができる。
なお、図６では２つのモータ効率値の等率線しか記載していないが、実際には微小間隔で設定されたモータ効率値毎に等率線が設定されている。また、図６において、二点鎖線はモータ・ジェネレータ３の最大出力線を示している。
【００３１】
したがって、出力軸トルクＴと車速Ｖとエンジン回転数（すなわち、変速機入力軸回転数）Ｎを設定すれば、その時の必要電力ＤｃＰｏｗｅｒを算出することができる。ただし、必要電力ＤｃＰｏｗｅｒはモータ・ジェネレータ３の最大出力を上限とする。
そして、出力軸トルクＴを例えば０〜１８００Ｎｍの範囲で１００Ｎｍ毎に設定し、車速Ｖを例えば０〜１８０ｋｍ／ｈの範囲で１０ｋｍ／ｈ毎に設定し、エンジン回転数Ｎを例えば１０００〜６０００ｒｐｍの範囲で１００ｒｐｍ毎に設定して、これら全ての組み合わせについて必要電力ＤｃＰｏｗｅｒを算出することにより、その算出結果から、出力軸トルクＴと車速Ｖ毎に消費電力が最少となるエンジン回転数を求めることができ、これから図３に示すような休筒モータ走行モード用のＮＤＲマップあるいはＦ／Ｃモータ走行モード用のＮＤＲマップをそれぞれ作成することができる。
なお、ＮＤＲマップにおいて出力軸トルクＴの大きさはスロットル開度の大きさに対応する。
【００３２】
休筒減速回生モード用のＮＤＲマップとＦ／Ｃ減速回生モード用のＮＤＲマップについても、ほぼ同様な方法で作成することができる。ただし、これらの場合は、図６に示すＭｏｔ効率マップの代わりに、発電トルクとモータ回転数Ｎｍと発電効率の関係をマップにした発電効率マップを用い、また、モードに応じて図５に示すＥＮＧフリクションテーブルのＥｎｇＦｒｉｃ１あるいはＥｎｇＦｒｉｃ３を用いる。
【００３３】
このように変速機４の変速比を制御すると、モータ走行モード時の変速機４の入力軸回転数をエンジン走行モード時の入力軸回転数よりも低くすることができるので、モータ走行モード時の変速比をエンジン走行モード時の変速比よりも高くすることができる。その結果、モータ走行モードからエンジン走行モードに切り替わる際のトルク伝達が和らげられ、エンジン２の初爆時に発生するトルク変動がタイヤ端に伝わりにくくなり、車体ショックを低減することができる。
図８および図９は、変速比がタイヤ端トルクに与える影響を比較したものであり、図８は低変速比（例えば１．０）の場合であり、図９は高変速比（例えば０．５）の場合を示している。例えば、エンジン２の初爆時に図７に示すようにエンジントルクが変動したとする。変速比が「１．０」の場合には、図８に示すように、タイヤ端トルクはエンジントルクと同じ大きさのトルク変動となる。一方、変速比が「０．５」の場合には、図９に示すように、タイヤ端トルクはエンジントルクを半減した大きさのトルク変動となる。したがって、変速比が高い方がエンジン２のトルク変動をタイヤ端に伝わりにくくすることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明するように、請求項１または請求項２に記載した発明によれば、電動機による走行時にも、エンジンで走行するときにも、最も効率の良い運転点で走行することができるので、運転状況に応じて最も効率の良い運転点で走行することができ、燃費が向上するという効果がある。
しかも、電動機による走行からエンジンによる走行に切り替わる際のエンジン初爆時のトルク変動がタイヤ端に伝達されるのを抑制することができるので、乗り心地が向上するという効果がある。
【００３５】
請求項３に記載した発明によれば、気筒休止電動機走行モード、気筒休止減速回生モード、フューエルカット電動機走行モード、フューエルカット減速回生モードの各モードに応じて最も効率の良い運転点で走行することができるので、燃費が向上するという効果がある。
請求項４または請求項５に記載した発明によれば、電動機による走行時の各モードに応じて最も効率の良い運転点で走行することができるので、燃費が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る制御装置を備えたハイブリッド車両の一実施の形態における動力伝達系の概略構成図である。
【図２】前記実施の形態におけるＮＤＲＣＭＤ算出処理を示すフローチャートである。
【図３】ＮＤＲＣＭＤ算出処理において使用されるＮＤＲマップの一例を示す図である。
【図４】変速機効率マップの一例を示す図である。
【図５】エンジンフリクションテーブルの一例を示す図である。
【図６】モータ効率マップの一例を示す図である。
【図７】エンジン初爆時のエンジントルク変動の一例を示す図である。
【図８】低変速比におけるタイヤ端トルクの変動の様子を示す図である。
【図９】高変速比におけるタイヤ端トルクの変動の様子を示す図である。
【符号の説明】
１ ハイブリッド車両
２ エンジン
３ モータ・ジェネレータ（電動機）
４ 変速機
５ａ アクスルシャフト（出力軸）
Claims (5)
- エンジンと発電可能な電動機を動力源として備え、前記エンジンと前記電動機の少なくとも一方の動力を変速機を介して出力軸に伝達し車両の推進力とするハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジンで走行するときには、前記エンジンの効率、前記変速機の伝達効率に基づいて前記変速機の変速比を選択し、
前記電動機による走行時には、前記電動機の効率、前記エンジンのフリクション、前記変速機の伝達効率に基づいて前記変速機の変速比を変化させるとともに、前記エンジンによる走行時よりも高い変速比を選択することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。 - 前記エンジンと前記電動機が直結されていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記電動機で走行するモードは、前記エンジンが気筒休止状態で前記電動機で走行する気筒休止電動機走行モードと、前記エンジンが気筒休止状態で前記電動機で発電しながら減速走行する気筒休止減速回生モードと、前記エンジンが燃料供給停止状態で前記電動機で走行するフューエルカット電動機走行モードと、前記エンジンが燃料供給停止状態で前記電動機で発電しながら減速走行するフューエルカット減速回生モードと、を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記電動機による走行時は、複数の電動機走行モードがあり、前記変速比を変化させる際は、この電動機で走行する複数のモードに応じて、変速比をそれぞれ変化させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
- 前記電動機で走行するモードは、前記エンジンが気筒休止状態で前記電動機で走行する気筒休止電動機走行モードと、前記エンジンが気筒休止状態で前記電動機で発電しながら減速走行する気筒休止減速回生モードと、前記エンジンが燃料供給停止状態で前記電動機で走行するフューエルカット電動機走行モードと、前記エンジンが燃料供給停止状態で前記電動機で発電しながら減速走行するフューエルカット減速回生モードの少なくとも二つ以上のモードを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
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