(57)【要約】  この発明は、エンジン始動時にモータトルクの急激な変化による振動を抑制することを目的とする。  この発明は、エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を、動力伝達機構を介して、駆動軸に出力するハイブリッド車両であって、変速時にイナーシャによるエンジン回転速度の変動を補償するイナーシャ補償トルクを算出する補償トルク算出手段と、補償トルク算出手段により算出されたイナーシャ補償トルクに基づいて前記モータジェネレータの目標トルクを修正する目標トルク算出手段とを備えたハイブリッド車両において、補償トルク算出手段は、エンジン始動時にはイナーシャ補償トルクを修正することを特徴とする。
2012105042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を、動力伝達機構を介して、駆動軸に出力するハイブリッド車両であって、エンジン及びモータジェネレータの回転速度変化により生ずるイナーシャトルクを補償するイナーシャ補償トルクを算出する補償トルク算出手段と、前記補償トルク算出手段により算出されたイナーシャ補償トルクに基づいて前記モータジェネレータの目標トルクを修正する目標トルク算出手段とを備えたハイブリッド車両において、前記補償トルク算出手段は、エンジン始動時にはイナーシャ補償トルクを修正することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を、動力伝達機構を介して、駆動軸に出力するハイブリッド車両であって、エンジン及びモータジェネレータの回転速度変化により生ずるイナーシャトルクを補償するイナーシャ補償トルクを算出する補償トルク算出手段と、前記補償トルク算出手段により算出されたイナーシャ補償トルクに基づいて前記モータジェネレータの目標トルクを修正する目標トルク算出手段とを備えたハイブリッド車両において、
前記補償トルク算出手段は、エンジン停止時にはイナーシャ補償トルクを修正することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項３】
前記補償トルク算出手段は、エンジン回転速度に基づいてイナーシャ補償トルクを修正することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハイブリッド車両。
【請求項４】
前記補償トルク算出手段は、エンジン始動時にはエンジン回転速度が０に近いほど前記モータジェネレータの目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正し、エンジン停止時にはエンジン回転速度が０に近いほど前記モータジェネレータの目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正することを特徴とする請求項３に記載のハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はハイブリッド車両に係り、特に、エンジンとモータジェネレータとを動力源とするハイブリッド車両であって、エンジン始動時及びエンジン停止時の振動を効果的に抑制することができるハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、走行用の動力源としてエンジンの他にモータジェネレータを備えたハイブリッド車両が提案されており、例えば特開２００７−１１８６９６号公報に記載されているようなハイブリッド車両が知られている。
この公報に開示される従来技術では、モータジェネレータの目標トルクを決定する際に、モータジェネレータのイナーシャや制御遅れによって発生する変速ショックを抑制するために、予め計算されたイナーシャ補償トルクによって前記目標トルクを修正することで、変速の前後でエンジン回転速度を変化させないというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１８６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の従来技術には、エンジン始動時、エンジン停止時の振動抑制に関して何ら記載がない。イナーシャ補償トルクのみでモータジェネレータの目標トルクを修正し、エンジンを始動させた場合では、モータジェネレータによるクランキングトルクにイナーシャ補償トルクが加算され、クランキング開始直後では急激なトルク変化が発生してしまうことになり、運転者に違和感や不快感を与えるといった問題点があった。また、イナーシャ補償トルクのみで目標トルクを修正し、エンジン停止する場合では、特にエンジン軸にワンウェイクラッチを備えたようなハイブリッド車両においては、停止する瞬間、モータジェネレータのイナーシャ補償トルクによって、目標エンジン回転速度を０に抑えつけるため、ワンウェイクラッチが支点となり、出力軸に対して停止ショックが伝わり、運転者に違和感や不快感を与えるといった問題点があった。【０００５】
この発明は、エンジン始動時にモータトルクの急激な変化による振動を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、エンジンとモータジェネレータとから発生する動力を、動力伝達機構を介して、駆動軸に出力するハイブリッド車両であって、エンジン及びモータジェネレータの回転速度変化により生ずるイナーシャトルクを補償するイナーシャ補償トルクを算出する補償トルク算出手段と、前記補償トルク算出手段により算出されたイナーシャ補償トルクに基づいて前記モータジェネレータの目標トルクを修正する目標トルク算出手段とを備えたハイブリッド車両において、前記補償トルク算出手段は、エンジン始動時にはイナーシャ補償トルクを修正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明は、エンジン回転速度の変動を補償するイナーシャ補償トルクをエンジン始動時に修正することで、エンジン始動時にモータトルクの急激な変化による振動を抑制することができ、運転者に違和感や不快感を与えるといった問題点を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１はハイブリッド車両のシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２はハイブリッド車両のイナーシャ補償トルクの算出及び修正の制御フローチャートである。（実施例）
【図３】図３はハイブリッド車両のエンジン始動時のエンジン回転速度及びモータトルクの推移を示すグラフである。（実施例）
【図４】図４はハイブリッド車両のエンジン停止時のエンジン回転速度及びモータトルクの推移を示すグラフである。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１〜図４は、この発明の実施例を示すものである。図１において、１はハイブリッド車両である。ハイブリッド車両１は、駆動系として、燃料の燃焼により駆動力を発生させるエンジン２の出力軸３と、電気により駆動力を発生するとともに駆動により電気エネルギを発生する第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５と、ハイブリッド車両１の駆動輪６に接続される駆動軸７と、出力軸３、第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５、駆動軸７にそれぞれ連結された動力伝達機構の第１遊星歯車機構８及び第２遊星歯車機構９と、を備えている。
前記エンジン２は、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）に対応して吸入する空気量を調整するスロットルバルブ等の空気量調整手段１０と、吸入する空気量に対応する燃料を供給する燃料噴射弁等の燃料供給手段１１と、燃料に着火する点火装置等の着火手段１２とを備えている。エンジン２は、空気量調整手段１０と燃料供給手段１１と着火手段１２とにより燃料の燃焼状態を制御され、燃料の燃焼により駆動力を発生する。
前記第１モータジェネレータ４は、第１モータロータ軸１３と第１モータロータ１４と第１モータステータ１５とを備えている。前記第２モータジェネレータ５は、第２モータロータ軸１６と第２モータロータ１７と第２モータステータ１８とを備えている。第１モータジェネレータ４の第１モータステータ１５は、第１インバータ１９に接続されている。第２モータジェネレータ５の第２モータステータ１８は、第２インバータ２０に接続されている。
第１インバータ１９と第２インバータ２０との電源端子は、双方向型のＤＣ−ＤＣコンバータ２１を介してバッテリ２２に接続されている。バッテリ２２は、第１モータジェネレータ４および第２モータジェネレータ５との間で電力のやり取りが可能な蓄電手段である。第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５とは、それぞれ第１インバータ１９と第２インバータ２０とによりＤＣ−ＤＣコンバータ２１を介してバッテリ２２から供給される電気量を制御され、供給される電気により駆動力を発生するとともに、回生時の駆動輪６による駆動で電気エネルギを発生し、発生した電気エネルギをＤＣ−ＤＣコンバータ２１を介してバッテリ２２に充電する。【００１１】
前記第１遊星歯車機構８は、第１サンギア２３と、この第１サンギア２３に噛み合う第１プラネタリギア２４を支持する第１プラネタリキャリア２５と、第１プラネタリギア２４に噛み合う第１リングギア２６とを備えている。前記第２遊星歯車機構９は、第２サンギア２７と、この第２サンギア２７に噛み合う第２プラネタリギア２８を支持する第２プラネタリキャリア２９と、第２プラネタリギア２８に噛み合う第２リングギア３０とを備えている。
第１遊星歯車機構８と第２遊星歯車機構９とは、各回転要素の回転中心線を同一軸上に配置し、エンジン２と第１遊星歯車機構８との間に第１モータジェネレータ４を配置し、第２遊星歯車機構９のエンジン２から離れる側に第２モータジェネレータ５を配置している。
第１遊星歯車機構８の第１サンギア２３には、第１モータジェネレータ４の第１モータロータ軸１３を接続している。第１遊星歯車機構８の第１プラネタリキャリア２５と第２遊星歯車機構９の第２サンギア２７とは、結合してエンジン２の出力軸３にワンウェィクラッチ３１を介して接続している。第１遊星歯車機構８の第１リングギア２６と第２遊星歯車機構９の第２プラネタリキャリア２９とは、結合して出力部３２に連結している。出力部３２は、歯車やチェーン等の出力伝達機構３３を介して前記駆動軸７に接続している。第２遊星歯車機構９の第２リングギア３０には、第２モータジェネレータ５の第２モータロータ軸１６を接続している。
ハイブリッド車両１は、エンジン２と第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５とが発生する動力を、動力伝達機構の第１遊星歯車機構８と第２遊星歯車機構９とを介して駆動軸７に出力し、駆動輪６を駆動する。また、ハイブリッド車両１は、駆動輪６からの駆動力を、動力伝達機構の第１遊星歯車機構８と第２遊星歯車機構９とを介して第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５とに伝達し、電気エネルギを発生してバッテリ２２を充電する。
このように、ハイブリッド車両１は、エンジン２と第１モータジェネレータ４と第２モータジェネレータ５と駆動軸７との間で、駆動力の授受を行う。【００１２】
前記ハイブリッド車両１は、空気量調整手段１０、燃料供給手段１１、着火手段１２、第１インバータ１９、第２インバータ２０、ＤＣ−ＤＣコンバータ２１を、車両制御部３４に接続している。車両制御部３４には、アクセル開度検出手段３５と、車両速度検出手段３６と、エンジン回転速度検出手段３７と、バッテリ充電状態検出手段３８とを接続している。また、車両制御部３４は、目標エンジンパワー算出手段３９と、目標充放電パワー設定手段４０と、エンジン制御手段４１と、モータ制御手段４２とを備えている。
エンジン制御手段４１は、アクセル開度検出手段３５と車両速度検出手段３６とエンジン回転速度検出手段３７との検出信号から目標エンジンパワー算出手段３９で算出された目標エンジンパワーに基づいて決定される、運転効率が良い動作点（エンジン回転速度とエンジントルク）で、エンジン２が動作するように、空気量調整手段１０と燃料供給手段１１と着火手段１２との駆動状態を制御する。また、モータ制御手段４２は、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の合計電力が、バッテリ充電状態検出手段３８の検出するバッテリ２２の充電状態（ＳＯＣ）に基づいて目標充放電パワー設定手段４０で設定された目標充放電パワーとなるように、第１インバータ１９と第２インバータ２０との駆動状態を制御する。
車両制御部３４は、車両モードとして少なくともエンジン動作モード、モータ動作モードを備え、各モードに応じてエンジン２と第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５との動作を制御する。
前記車両制御部３４は、補償トルク算出手段４３と、目標トルク算出手段４４とを備えている。前記補償トルク算出手段４３は、エンジン２と第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５とから発生する動力を、動力伝達機構の第１遊星歯車機構８と第２遊星歯車機構９とを介して、駆動軸７に出力するとともに、エンジン２及び第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５の回転速度変化により生ずるイナーシャトルクを補償するイナーシャ補償トルクを算出する。前記目標トルク算出手段４４は、補償トルク算出手段４３により算出されたイナーシャ補償トルクに基づいて第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の目標トルクを修正する。
前記補償トルク算出手段４３は、エンジン始動時やエンジン停止時にはイナーシャ補償トルクを修正する。このとき、補償トルク算出手段４３は、エンジン回転速度に基づいてイナーシャ補償トルクを修正する。また、補償トルク算出手段４３は、エンジン始動時にはエンジン回転速度が０に近いほど第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正し、エンジン停止時にはエンジン回転速度が０に近いほど第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正する。
車両制御部３４は、イナーシャ補償トルクの演算で使用する、イナーシャ補償トルク係数とイナーシャ補償トルクなまし係数を備えている。また、車両制御部３４は、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の目標モータ回転速度を設定する目標モータ回転速度設定手段４５を備えている。【００１３】
次に作用を説明する。
ハイブリッド車両１は、図２に示すように、車両制御部３４によって制御を実行する。なお、図２に示すルーチンは、周期的に実行される。
図２において、車両制御部３４は、制御がスタートすると（１００）、本制御に用いる各種信号として、車両モード、目標モータ回転速度、エンジン回転速度、イナーシャ補償トルク係数、イナーシャ補償トルクなまし係数を取り込み（１０１）、目標モータ回転速度からイナーシャ補償トルクベース値を算出し（１０２）、現在の車両モードがエンジン動作モードかを判断する（１０３）。これは、エンジン動作モードでないときは、エンジンクランキング中（エンジン始動時）や、エンジン停止移行中（エンジン停止時）を含むからである。
判断（１０３）がＹＥＳの場合、ステップ１０２で算出されたイナーシャ補償トルクベース値のなまし処理をイナーシャ補償トルクなまし係数により行い（１０４）、なまし処理を行ったイナーシャ補償トルクベース値からエンジンイナーシャ、モータイナーシャによって設定されたイナーシャ補償トルク係数によってイナーシャ補償トルクを計算し（１０５）、各種信号の取り込み（１０１）にリターンする（１０６）。
また、前記判断（１０３）がＮＯの場合は、エンジンクランキング中（エンジン始動時）や、エンジン停止移行中（エンジン停止時）であり、エンジン回転速度によってイナーシャ補償トルクベース値に修正を行う（１０７）。この修正においては、図３に示すように、エンジン始動時にはエンジン回転速度が０に近いほど第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正し、また、図４に示すように、エンジン停止時にはエンジン回転速度が０に近いほど第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正する。
前記ステップ１０７による修正の後、修正されたイナーシャ補償トルクベース値のなまし処理をイナーシャ補償トルクなまし係数により行い（１０４）、なまし処理を行ったイナーシャ補償トルクベース値からエンジンイナーシャ、モータイナーシャによって設定されたイナーシャ補償トルク係数によってイナーシャ補償トルクを計算し（１０５）、各種信号の取り込み（１０１）にリターンする（１０６）。
車両制御部３４は、前記ステップ１０５において算出されたイナーシャ補償トルクに基づいて、第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の目標トルクを、目標トルク算出手段４４によって修正する。【００１４】
このように、このハイブリッド車両１は、エンジン２及び第１モータジェネレータ４、第２モータジェネレータ５の回転速度変化により生ずるイナーシャトルクを補償するイナーシャ補償トルクをエンジン始動時やエンジン停止時に修正することで、エンジン始動時においてはモータトルクの急激な変化による振動を抑制することができ、運転者に違和感や不快感を与えるといった問題点を解消することができ、また、エンジン停止時においてはエンジン停止直前のショックを抑制することができる。
また、このハイブリッド車両は、エンジン回転速度に基づいてイナーシャ補償トルクを修正することで、エンジン始動時及びエンジン停止時の振動を効果的に抑制することができる。
さらに、このハイブリッド車両１は、エンジン始動時にはエンジン回転速度が０に近いほど第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正することで、エンジンクランキング開始直後のトルクの急激な変化による振動を抑制することができる。また、このハイブリッド車両１は、図４に示すように、エンジン停止時にはエンジン回転速度が０に近いほど第１モータジェネレータ４及び第２モータジェネレータ５の目標トルクが小さくなるようにイナーシャ補償トルクを修正することで、エンジン停止直前のショックを抑制することができる。特にエンジン２の出力軸３にワンウェイクラッチ３１を備えたハイブリッド車両１においては、ワンウェイクラッチ３１を支点として駆動軸７に直接、停止時のショックが伝達されるため、より有効的である
【産業上の利用可能性】
【００１５】
この発明は、エンジン始動時においてはモータトルクの急激な変化による振動を抑制することができ、また、エンジン停止時においてはエンジン停止直前のショックを抑制することができるものであり、エンジンとモータジェネレータとを駆動源とするハイブリッド車両に適用することができる。
【符号の説明】
【００１６】
１  ハイブリッド車両
２  エンジン
３  出力軸
４  第１モータジェネレータ
５  第２モータジェネレータ
６  駆動輪
７  駆動軸
８  第１遊星歯車機構
９  第２遊星歯車機構
１９  第１インバータ
２０  第２インバータ
２１  ＤＣ−ＤＣコンバータ
２２  バッテリ
３４  車両制御部
４１  エンジン制御手段
４２  モータ制御手段
４３  補償トルク算出手段
４４  目標トルク算出手段
【図１】
2012105042.tif 000003
【図２】
2012105042.tif 000004
【図３】
2012105042.tif 000005
【図４】
2012105042.tif 000006
【国際調査報告】
2012105042.tif 000007
2012105042.tif 000008
2012105042.tif 000009
2012105042.tif 000010