特開 2025-13046 車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025013046

(43)【公開日】2025-01-24

(54)【発明の名称】車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 20/14 20160101AFI20250117BHJP

   B60K 6/485 20071001ALI20250117BHJP

   B60W 10/26 20060101ALI20250117BHJP

   B60W 10/10 20120101ALI20250117BHJP

   B60L 7/14 20060101ALI20250117BHJP

   F16H 61/14 20060101ALI20250117BHJP

【ＦＩ】

B60W20/14

B60K6/485 ZHV

B60W10/26 900

B60W10/10 900

B60L7/14

F16H61/14 601Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023116332

(22)【出願日】2023-07-14

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085361

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 治幸

(74)【代理人】

【識別番号】100147669

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 光治郎

(72)【発明者】

【氏名】久下 智司

【テーマコード（参考）】

3D202

3J053

5H125

【Ｆターム（参考）】

3D202AA09

3D202BB15

3D202BB19

3D202BB37

3D202CC05

3D202CC59

3D202CC84

3D202DD05

3D202DD18

3D202DD22

3D202DD26

3D202DD33

3D202DD41

3D202DD45

3D202DD46

3D202DD47

3D202DD48

3D202FF06

3D202FF12

3J053CA05

3J053CB16

3J053CB19

3J053DA30

5H125AA01

5H125AC08

5H125AC12

5H125BE05

5H125CB02

5H125EE27

5H125EE42

5H125EE51

(57)【要約】

【課題】バッテリの充電残量が低く、回生の重要度が高いほど、確実なロックアップを可能として、適切に回生制御を開始できる車両の制御装置を提供する。
【解決手段】ロックアップクラッチ４０を係合して電動機ＭＧによる回生制御を実施する際に、バッテリ５４の充電残量ＳＯＣが少ないほど、ロックアップクラッチ４０の係合油圧Ｐｌｕを高める制御を実施するので、バッテリ５４への充電のための回生の重要度が高いほど、確実にロックアップされるようになり、適切に回生制御を開始することができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行用の動力源としてのエンジンおよび電動機と、前記動力源と駆動輪との間に設けられたロックアップクラッチを備えたトルクコンバータおよび自動変速機と、バッテリと、を備えた車両の、制御装置であって、
前記車両の減速時に、前記ロックアップクラッチを係合して前記電動機による回生制御を実施する際に、前記バッテリの充電残量が少ないほど、前記ロックアップクラッチの係合油圧を高める制御を実施する回生制御部を、備える
ことを特徴とする車両の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回生を行なうハイブリッド車両の制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

走行用の動力源としてのエンジンおよび電動機と、動力源と駆動輪との間に設けられたトルクコンバータおよび自動変速機と、バッテリとを備えたハイブリッド車両において、燃費向上策として、車両の減速時に、バッテリの充電残量が所定値未満、例えば充電可能な場合は、トルクコンバータのロックアップクラッチを係合し、電動機を発電機として機能させ、発電電力をバッテリに充電する回生制御を行う技術が公開されている。例えば、特許文献１に記載されたハイブリッド車両がそれである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－１７８０００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１のハイブリッド車両では、回生制御の実施要否が、バッテリ充電残量の固定値、例えば充電可能か否かの閾値で判定され、バッテリ充電残量の多少に応じた制御となっていない。一方、バッテリの充電残量が少なくなるほど、充電の必要度（重要度）は大きくなり、また、回生制御で得られる電力(充電量)も多くなる。そのため、さらなる燃費向上には、バッテリの充電残量が少なくなるほど、前記電動機による回生制御の機会、頻度を高めていくことが求められている。

【0005】

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、車両減速時の回生制御において、バッテリの充電残量が低く、回生の重要度が高いほど、ロックアップクラッチの確実なロックアップを可能とし、適切に回生制御を開始できるハイブリッド車両を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の要旨とするところは、（ａ）走行用の動力源としてのエンジンおよび電動機と、前記動力源と駆動輪との間に設けられたロックアップクラッチを備えたトルクコンバータおよび自動変速機と、バッテリと、を備えた車両の、制御装置であって、（ｂ）前記車両の減速時に、前記ロックアップクラッチを係合して前記電動機による回生制御を実施する際に、前記バッテリの充電残量が少ないほど、前記ロックアップクラッチの係合油圧を高める制御を実施する回生制御部を、備えることにある。

【発明の効果】

【0007】

本発明の車両の制御装置によれば、前記車両の減速時に、前記ロックアップクラッチを係合して前記電動機による回生制御を実施する際に、前記バッテリの充電残量が少ないほど、前記ロックアップクラッチの係合油圧を高める制御を実施するので、バッテリへの充電のための回生の重要度が高いほど、確実にロックアップされるようになり、適切に前記電動機による回生制御を開始することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施例である制御装置として電子制御装置を備えているハイブリッド車両の概略構成図である。

【図2】図１の電子制御装置の回生制御において、ロックアップクラッチの係合油圧の制御を説明するフローチャートである。

【図3】図１の電子制御装置の回生制御において、バッテリの充電残量（ＳＯＣ）と、ロックアップ油圧加算値のマップの一例を説明する図である。

【図4】図１の電子制御装置の回生制御において、本発明が適用されず、回生制御が実施されない場合を説明するタイムチャートである。

【図5】図１の電子制御装置の回生制御において、本発明が適用され、回生制御が実施される場合を説明するタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明は、例えば電動機がエンジンに併設され、エンジンがトルクコンバータを介して自動変速機に接続されているハイブリッド車両に好適に適用されるが、エンジンとトルクコンバータとの間に電動機が直列に配置され、エンジンと電動機との間に断接クラッチが配置されている形式のハイブリッド車両にも適用され得る。

【実施例0010】

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である制御装置として電子制御装置１００を備えている車両１０の駆動系統の概略構成図であって、車両１０に関する各種制御のための制御機能および制御系統の要部を併せて示した図である。

【0011】

車両１０は、走行用の動力源としてエンジン１２および電動機ＭＧを備えているハイブリッド車両である。エンジン１２は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であり、スロットルアクチュエータや燃料噴射装置、点火装置等を含むエンジン制御装置５０が電子制御装置１００によって制御されることにより、エンジントルクＴｅが制御される。

【0012】

電動機ＭＧは、エンジン１２のクランク軸とベルト２０を介して作動的に連結されている。電動機ＭＧは、電動機としての機能および発電機としての機能を有するモータジェネレータであり、インバータ５２を介してバッテリ（二次電池）５４に接続されている。電動機ＭＧは、電子制御装置１００によってインバータ５２が制御されることにより、ＭＧトルクＴｍｇやＭＧ回転速度Ｎｍｇが制御される。

【0013】

バッテリ５４は、電動機ＭＧに対して電力を授受する蓄電装置であり、例えば４８Ｖの電圧で蓄電される高圧バッテリである。バッテリ５４には、電圧変換器（ＤＣ／ＤＣコンバータ）５６を介して低圧バッテリ５８が接続されている。低圧バッテリ５８は、エアコン、制御機器、照明機器等の補機電源であり、例えば１２Ｖの電圧で蓄電される。

【0014】

車両１０は、エンジン１２と駆動輪１４との間の動力伝達経路に設けられた動力伝達装置１６を備えている。動力伝達装置１６は、車体に取り付けられるケース１８内において、エンジン１２側から、ロックアップクラッチ４０付のトルクコンバータ２２、および自動変速機２４を直列に備えている。トルクコンバータ２２は、流体を介して動力伝達する流体式伝動装置であり、トルクコンバータ２２の入出力回転部材を直結するロックアップクラッチ４０を備えている。自動変速機２４は、例えば複数の油圧式係合装置ＣＢを有する遊星歯車式の有段変速機である。動力伝達装置１６は、プロペラシャフト２８、ディファレンシャルギヤ３０、一対のドライブシャフト３２等を備えている。

【0015】

油圧制御回路６０は、ロックアップクラッチ４０に供給される作動油の油圧Ｐｌｕ、及び自動変速機２４の図示しない油圧アクチュエータを調整可能に設けられている。油圧制御回路６０は、図示しない複数の電磁弁を備えており、電子制御装置１００からの指令信号に基づいて各種電磁弁から出力される制御圧が制御されることによって、上記各油圧アクチュエータに供給される作動油の油圧が制御される。

【0016】

車両１０は、各種の制御を実行する制御装置として電子制御装置１００を備えている。電子制御装置１００は、所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、予め記憶されたプログラムに従って入力信号の処理を行うことにより、車両１０の各種制御を実行する。

【0017】

電子制御装置１００には、バッテリセンサ８４、エンジン水温センサ８６、エンジン油温センサ８８から、バッテリ５４のバッテリ温度ＴＨｂａｔ（°Ｃ）やバッテリ充放電電流Ｉｂａｔ（Ａ）やバッテリ電圧Ｖｂａｔ（Ｖ）、エンジン冷却水の温度であるエンジン水温ＴＨｗｅ（°Ｃ）、エンジンオイルの温度であるエンジン油温ＴＨｏｅ（°Ｃ）が供給される。電子制御装置１００にはまた、エンジン１２の回転速度であるエンジン回転速度Ｎｅ（ｒｐｍ）、変速機入力回転速度Ｎｉ（ｒｐｍ）と同値であるタービン回転速度Ｎｔ（ｒｐｍ）、車速Ｖに対応する変速機出力回転速度Ｎｏ（ｒｐｍ）、電動機ＭＧの回転速度であるＭＧ回転速度Ｎｍｇ（ｒｐｍ）、アクセルペダル等のアクセル操作部材の操作量で運転者の加速要求量を表すアクセル開度θａｃｃ（％）、電子スロットル弁の開度で
あるスロットル弁開度θｔｈ（％）など、各種の制御に必要な種々の情報が、図示しないセンサなどから供給される。

【0018】

電子制御装置１００は、エンジン１２および電動機ＭＧの制御に関連して、動力源制御部１０２、走行モード制御部１０４、変速制御部１０６、回生制御部１０８等を機能的に備えている。

【0019】

動力源制御部１０２は、例えば駆動要求量マップにアクセル開度θａｃｃおよび車速Ｖを適用することで、運転者による車両１０に対する駆動要求量を算出する。駆動要求量は、例えば駆動輪１４における要求駆動トルクＴｒｄｅｍ等である。動力源制御部１０２は、要求駆動トルクＴｒｄｅｍを実現するために必要なトルクコンバータ２２の入力トルクである要求入力トルクＴｉｎｄｅｍを求め、その要求入力トルクＴｉｎｄｅｍが得られるようにエンジン１２および電動機ＭＧを制御する。動力源制御部１０２は、エンジン１２のみを動力源として用いて走行するか、或いはエンジン１２および電動機ＭＧを動力源として用いて走行するＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）走行を行う。このＨＥＶ走行においては、要求入力トルクＴｉｎｄｅｍを実現するように、エンジントルクＴｅとＭＧトルクＴｍｇが、好適に組み合わせられて制御される。また、動力源制御部１０２は、車両１０停止時のエンジン１２のアイドリングストップ状態から、電動機ＭＧを回転させエンジン１２の再始動を行う、アイドリングストップ解除の制御を行う。

【0020】

走行モード制御部１０４は、ＨＥＶ走行の実施可否を制御する。例えば、バッテリ５４の充電残量ＳＯＣが予め定められた下限値ＳＯＣｍｉｎに達するまではＨＥＶ走行を可能とし、下限値ＳＯＣｍｉｎに達したらエンジンのみの走行となるよう制御する。充電残量ＳＯＣは、バッテリ５４の充電状態を示す値であり、例えばバッテリ充放電電流Ｉｂａｔおよびバッテリ電圧Ｖｂａｔなどに基づいて算出される。下限値ＳＯＣｍｉｎは、例えば、アイドリングストップ解除に必要な電力を最低限確保するために設定された値である。

【0021】

変速制御部１０６は、予め記憶された変速マップから実際のアクセル開度θａｃｃおよび車速Ｖに基づいて自動変速機２４の目標変速段を決定し、実際の変速段が目標変速段となるように、自動変速機２４の複数の油圧式係合装置ＣＢを選択的に係合させる。

【0022】

回生制御部１０８は、アクセル開度θａｃｃが０（％）になった減速時において、充電残量ＳＯＣが予め定められた上限値ＳＯＣｍａｘを下回る場合のようなバッテリ５４が充電を受け入れる場合に出される回生要求に応じて、ロックアップクラッチ４０を係合させて電動機ＭＧを回転させることで、電動機ＭＧの回生により得られる発電量でバッテリ５４を充電する、回生制御を実施する。

【0023】

図２は、電子制御装置１００の制御機能の要部であって、回生制御部１０８により、回生制御の開始時に実行されるロックアップクラッチ４０の係合制御を説明するフローチャートである。ロックアップクラッチ４０の係合は、ロックアップクラッチ４０に供給される作動油の油圧Ｐｌｕが制御されることによって行われる。

【0024】

先ず、ステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１０において、ロックアップクラッチ４０が係合されるに必要な油圧Ｐａ（ｋＰａ）が算出される。油圧Ｐａは、例えば、車速Ｖ、エンジン回転速度Ｎｅ（ｒｐｍ）、タービン回転速度Ｎｔ（ｒｐｍ）、自動変速機２４の変速段、等の情報が、予め実験的または設計的に準備されたマップや計算式に入力されて、算出される。

【0025】

次いで、Ｓ２０において、充電残量ＳＯＣによる油圧加算値Ｐｂ（ｋＰａ）が求められ、Ｓ１０で算出された油圧Ｐａに加算される（Ｐａ＋Ｐｂとされる）。油圧加算値Ｐｂは、例えば、予め実験的または設計的に準備されたマップより求められた図３で示す関係から、実際の充電残量ＳＯＣに基づいて算出される。図３において、充電残量ＳＯＣが少ないほど油圧加算値Ｐｂが大きい値とされ、充電残量ＳＯＣが予め定められた閾値ＳＯＣａｄｄ（％）を上回る場合は、油圧加算値Ｐｂは０とされる。閾値ＳＯＣａｄｄは、予め実験的または設計的に好適に設定された値である。

【0026】

次いで、Ｓ３０において、Ｓ２０の演算結果（Ｐａ＋Ｐｂ）が、ロックアップクラッチ４０への目標ロックアップ油圧Ｐｌｕｏとして、油圧制御回路６０に指令される（Ｐｌｕｏ＝Ｐａ＋Ｐｂとされる）。

【0027】

上述の制御により、バッテリ５４の充電残量ＳＯＣが少ないほど、目標ロックアップ油圧Ｐｌｕｏが高くなることで、ロックアップクラッチ４０の係合油圧を高めた回生制御がなされる。

【0028】

図４、図５は、車両減速時の回生制御の制御作動を、説明したタイムチャートである。図４は、本発明の要部である、図２のＳ２０での制御、即ち充電残量ＳＯＣによる油圧加算の制御を適用しない場合を、図５は、図２のＳ２０での制御、即ち充電残量ＳＯＣによる油圧加算の制御を適用した場合を示している。

【0029】

図４において、まず時刻ｔ１時点で、アクセルオフ（アクセル開度θａｃｃ＝０）操作で、減速時の回生制御が開始され、算出された油圧Ｐａ（図２のＳ１０参照）が、目標ロックアップ油圧Ｐｌｕｏ（＝Ｐａ）として油圧制御回路６０に指令され、ロックアップクラッチ４０の係合制御が開始される。次に、時刻ｔ２時点で、ロックアップクラッチ４０のエンジン回転速度Ｎｅ（入力側）が、タービン回転速度Ｎｔ（出力側）を下回ったにも拘わらず、実測値の実ロックアップ油圧Ｐｌｕｒが、目標ロックアップ油圧Ｐｌｕｏに到達していない場合は、ロックアップ不可と判断されてロックアップは棄却され、回生制御は実施されない。このような、アクセルオフ時のエンジン回転速度Ｎｅの急下降に対して、従来の目標ロックアップ油圧Ｐｌｕｏ（＝Ｐａ）の設定では、油圧不足でロックアップ状態を形成できない場合があり、回生制御実施の機会損失につながっていた。

【0030】

一方、図５においては、目標ロックアップ油圧Ｐｌｕｏは、前述のとおり、Ｐａ＋Ｐｂに加算された値となる（図２のＳ２０参照）。目標ロックアップ油圧Ｐｌｕｏ（＝Ｐａ＋Ｐｂ）がかさ上げされることにより、実ロックアップ油圧Ｐｌｕｒの立ち上がりも早くなり、時刻ｔ１１時点で、目標ロックアップ油圧Ｐｌｕｏ（＝Ｐａ＋Ｐｂ）へ到達し、ロックアップがなされ（エンジン回転速度Ｎｅ＝タービン回転速度Ｎｔとなる）、回生制御が実施される

【0031】

上述のように、本実施例の車両１０の電子制御装置１００によれば、車両１０の減速時に、ロックアップクラッチ４０を係合し、回生制御を実施する際に、バッテリ５４の充電残量ＳＯＣが低いほど、ロックアップクラッチ４０の係合油圧Ｐｌｕを高める制御を実施するので、バッテリ５４への充電のための回生の重要度が高いほど、確実にロックアップされるようになり、適切に回生制御を開始することができる。

【0032】

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

【符号の説明】

【0033】

１０：ハイブリッド車両 １２：エンジン ２２：トルクコンバータ ２４：自動変速機 ４０：ロックアップクラッチ ５４：バッテリ １００：電子制御装置 １０８：回生制御部 ＭＧ：電動機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】