(57)【要約】  【課題】モータのみによって駆動輪を駆動する第１走行モードから、エンジンによって駆動輪を駆動する第２走行モードへの切換えを、すみやかにかつスムーズに行えるようにする。  【解決手段】変速機３を介して駆動輪６Ｒ、６Ｌを駆動するエンジン１と、エンジン１の出力軸に連結された第１モータ１１と、変速機３を介することなく駆動輪６Ｒ、６Ｌを駆動する第２モータ１２と、を備えている。あらかじめ設定された切換条件にしたがって第２モータ１２のみによって駆動輪を駆動する第１走行モードと、エンジン１によって駆動輪を駆動する第２走行モードとを切換えられる。第１走行モードのときに、あらかじめ設定された運転条件を満足したときに、エンジン１による駆動輪の駆動を行わないようにしつつ、エンジン１を通常のアイドル回転数よりも低回転となる低アイドル回転数でもって運転する。【選択図】  図１
2010083185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機を介して駆動輪を駆動するエンジンと、該エンジンの出力軸に連結された第１モータと、前記変速機を介することなく駆動輪を駆動する第２モータと、を備え、あらかじめ設定された切換条件にしたがって前記第２モータのみによって駆動輪を駆動する第１走行モードと、前記エンジンによって駆動輪を駆動する第２走行モードとを切換えるようにした車両用駆動装置の制御方法であって、
前記第１走行モードのときに、あらかじめ設定された運転条件を満足したときに、前記エンジンによる駆動輪の駆動を行わないようにしつつ、該エンジンを通常のアイドル回転数よりも低回転となる低アイドル回転数でもって運転する、
ことを特徴とする車両用駆動装置の制御方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１走行モードのときに前記エンジンが前記低アイドル回転数でもって運転されているときに、前記第１モータを該エンジンのクランク角に応じて力行制御と回生制御することにより該エンジンの回転数変動を抑制する、ことを特徴とする車両用駆動装置の制御方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記エンジンが前記低アイドル回転数でもって運転されているときに、該エンジンの気筒が圧縮行程にあるときに前記第１モータが力行制御される、ことを特徴とする車両用駆動装置の制御方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
前記あらかじめ設定された運転条件が、前記第１走行モードから前記第２走行モードへの切換えの可能性が高いときとして設定されている、ことを特徴とする車両用駆動装置の制御方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
前記あらかじめ設定された運転条件が、前記第１走行モードと前記第２走行モードとの間での切換えの頻度が高いときとして設定されている、ことを特徴とする車両用駆動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用駆動装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の車両、特に自動車においては、駆動輪を駆動する駆動源として、エンジンとモータとを備えて、あらかじめ設定された切換条件にしたがって、モータのみによって駆動輪を駆動する第１走行モードと、エンジンによって駆動輪を駆動する第２走行モードとを切換えることが行われている。エンジンにおいては、モータに比して回転数変動が生じやすいものとなるが、特許文献１には、吸入空気量を調整することによって、エンジンのアイドル回転数の変動を抑制することが開示されている。
【特許文献１】特開２００８−１８７１６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、モータのみによって駆動輪を駆動する第１走行モードから、エンジンによって駆動輪を駆動する第２走行モードへと切換える場合に、この切換えをすみやかにかつスムーズに行うことが望まれることになる。すなわち、第１走行モードから第２走行モードへの切換時に、エンジンの始動が遅れると、駆動輪を駆動する駆動トルクが一瞬落ち込むことになって運転者は不快感や違和感を感じることにる。また、エンジンを急速に始動しようとすると、エンジン回転数が急激に立ち上がってしまって、トルク変動を生じてしまうことになりかねないものとなる。
【０００４】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、モータのみによって駆動輪を駆動する第１走行モードから、エンジンによって駆動輪を駆動する第２走行モードへの切換えを、すみやかにかつスムーズに行えるようにした車両用駆動装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような第１の解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
変速機を介して駆動輪を駆動するエンジンと、該エンジンの出力軸に連結された第１モータと、前記変速機を介することなく駆動輪を駆動する第２モータと、を備え、あらかじめ設定された切換条件にしたがって前記第２モータのみによって駆動輪を駆動する第１走行モードと、前記エンジンによって駆動輪を駆動する第２走行モードとを切換えるようにした車両用駆動装置の制御方法であって、
前記第１走行モードのときに、あらかじめ設定された運転条件を満足したときに、前記エンジンによる駆動輪の駆動を行わないようにしつつ、該エンジンを通常のアイドル回転数よりも低回転となる低アイドル回転数でもって運転する、
ようにしてある。上記解決手法によれば、第１走行モードのときに、あらかじめ設定された運転条件を満足したときは、エンジンを低アイドル回転数でもってあかじめ運転しておくので、第２走行モードへすみやかにかつスムーズに移行することができる。また、通常アイドル回転数よりも低アイドル回転数での運転とされているので、燃費の悪化を極力抑制する上でも好ましいものとなる。
【０００６】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記第１走行モードのときに前記エンジンが前記低アイドル回転数でもって運転されているときに、前記第１モータを該エンジンのクランク角に応じて力行制御と回生制御することにより該エンジンの回転数変動を抑制する、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、低アイドル回転数での運転は、通常のアイドル回転数での運転に比してエンジンの回転数変動が極めて大きくなるが、第１モータを利用してこの回転数変動を抑制して、第１走行モードでの走行時に、エンジンの運転に起因する不快な回転数変動を運転者に感じさせないようにする上で好ましいものとなる。
【０００７】
前記エンジンが前記低アイドル回転数でもって運転されているときに、該エンジンの気筒が圧縮行程にあるときに前記第１モータが力行制御される、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、エンジンが圧縮行程にあるときは、エンジンが駆動力を吸収するときでかなりの回転数（トルク）の落ち込みとなるが、エンジンが吸収しようとする駆動力を第１モータを力行制御することによって補って、回転数変動を十分に抑制することができる。
【０００８】
前記あらかじめ設定された運転条件が、前記第１走行モードから前記第２走行モードへの切換えの可能性が高いときとして設定されている、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、第２走行モードへの切換の可能性が低いときはエンジンの運転が開始されないので、燃費向上の上で好ましいものとなる。
【０００９】
前記あらかじめ設定された運転条件が、前記第１走行モードと前記第２走行モードとの間での切換えの頻度が高いときとして設定されている、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、エンジンが、低アイドル回転数でもって運転される運転状態と運転停止状態とが頻繁に繰り返される事態を未然に防止する上で好ましいものとなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、モータのみによって駆動輪を駆動する第１走行モードからエンジンによって駆動輪を駆動する第２走行モードへの切換えを、すみやかにかつスムーズに行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、自動車のハイブリッドシステムに本発明を適用した場合の一例を示す。図中、１はエンジンであり、エンジン１の駆動力は、ロックアップクラッチ付のトルクコンバータ２，自動変速機３、プロペラシャフト４，デファレンシャルギア５を介して、駆動輪としての左右の後輪６Ｒ、６Ｌに伝達されるようになっている。そして、エンジン１の出力軸には、第１モータ１１が連結されている。なお、駆動輪としては、前輪とすることもできる。
【００１２】
図１中、ＤＵは、プロペラシャフト５に対して連結されたドライブユニットである。このドライブユニットＤＵは、第２モータ１２を有している。この第２モータ１２の駆動力は、減速機１３，クラッチ１４を介して、プロペラシャフト４つまり左右の後輪６Ｒ、６Ｌに伝達されるようになっている。なお、クラッチ１４は、例えば遊星歯車機構機や平歯車機構等を介してプロペラシャフト５に連結されているものである。また、上記各モータ１１，１２は、それぞれ、駆動力発生となる力行を行うばかりでなく、回生（発電）をも行うもので、いわゆるモータ・ジェネレータとして機能されるものである。
【００１３】
エンジン１は、実施形態では、図２に示すように、往復動型の直列４気筒エンジンとされており、図示を略す点火プラグによって着火される火花点火式とされている。この図２において、３０はクランク軸、３１〜３４はピストンであり、点火順序が例えば１番気筒、３番気筒、４番気筒、２番気筒とされている。そして、第１モータ１１は、トルクコンバータ２の直前方位置において、クランク軸３０に連結されている。
【００１４】
後輪６Ｒ、６Ｌの駆動態様として、第２モータ１２のみによって駆動を行う第１走行モードと、エンジン１によって駆動を行う第２走行モードとが設定されている。図３には、この各走行モードの領域設定例が示される。この図３は、車速とアクセル開度とをパラメータとして設定されて、図中β１線が第１走行モードと第２走行モードとの境界線となる。すなわち、β１線よりも低負荷、低回転となるハッチングを付した領域が、第１走行モードの領域とされ、それ以外の領域が第２走行モードの領域とされている。なお、図３中α１〜α３で示す特性線は、自動変速機３の変速特性線である（シフトアップ特性線のみを示してあり、シフトダウン特性線は図示略）。
【００１５】
図３において、第１走行モード領域中で、かつβ１線に近い位置に、β２線が設定されている。このβ１とβ２との間の領域が、第１走行モードから第２走行モードへ切換えられる可能性が高いときであると判断される過渡領域とされている。すなわち、第１走行モードでは、基本的にエンジン１の運転は停止されているが、β１とβ２との間の過渡領域となったときは、後述のように、エンジン１が低アイドル回転数でもって運転されることになる。なお、第１走行モードのときは、エンジン１の運転、停止にかかわらず、自動変速機３はニュートラル状態とされて、車両の減速時にエンジンブレーキが作用しないようにされる（回生エネルギが第２モータ１２によって回収される）。なお、第２走行モードのときは、クラッチ１４が切断されて、回生エネルギは第１モータ１１によって回収される。また、第２走行モードにおいて、例えば高負荷時、急加速時等の大きなトルクが要求されるときは、エンジン１に加えて第１モータ１１あるいは第２モータ１２の少なくとも一方でもって後輪６Ｒ、６Ｌの駆動補助を行うようにしてもよい。
【００１６】
次に、図４〜図６を参照しつつ、エンジン１を通常のアイドル回転数よりも低回転となる低アイドル回転数でもって運転したときの制御内容について説明する。まず、図４中、Ｘ１は、エンジン１のトルク（回転数と考えることもできる）変動の様子を示す。エンジン１のトルクは、圧縮行程時に大きく落ち込み、圧縮行程直後にある爆発行程の直後から大きくトルクが上昇して、次の圧縮行程開始まで徐々にトルクが低下していくことになる。このようなＸ１で示すトルク変動が、回転数変動ともなって、振動発生の原因となる。
【００１７】
図４中、Ｘ２は、エンジン１のトルク変動（回転数変動）を抑制するために行われる第１モータ１１の制御内容が示される。すなわち、第１モータ１１は、エンジン１が圧縮行程時にあるときは、トルクの大きな落ち込みを防止すべく力行制御され（トルク発生）、膨張行程の初期時にはエンジントルクが大きく立ち上がることから、この大きなトルクを吸収すべく回生制御が開始され、その後は、次の圧縮行程開始まで、徐々に回生量が小さくされていく。このように、第１モータ１１を、エンジン１のクランク角に応じて力行制御と回生制御とを繰り返し行うことによって、エンジン１の大きなトルク変動（回転数変動）が抑制されることになる。
【００１８】
図５は、通常のアイドル回転数（例えば６５０ｒｐｍ前後）と、これよりも低回転となる低アイドル回転数（例えば４００ｒｐｍ前後）とを比較して示すものである。Ｙ１が、通常のアイドル回転数の場合を示し、第１モータ１１を利用した回転数変動抑制の制御が実行されない場合を示す。また、Ｙ２は、低アイドル回転数とした場合で、かつ図４に示すような第１モータ１１による回転数変動抑制の制御を実行した場合を示す。エンジン１を低アイドル回転数で運転したときは、通常であれば、通常のアイドル回転数の場合に比して回転数変動はより大きいものとなって、そのままでは実用的な運転とはならないものとなる。しかしながら、低アイドル回転数での運転時には、第１モータ１１を利用した回転数変動抑制制御を行うことにより、回転数変動を十分に抑制することができる。そして、低アイドル回転数での運転時は、通常アイドル回転数での運転時に比して、機械抵抗が大幅に小さくなって、燃費の上で相当に有利となる。
【００１９】
図６中、Ｚ１は、低アイドル回転数で運転したときで、かつ第１モータ１１によるトルク変動抑制制御が実行されないときのトルク変動の様子を示す。また、Ｚ２は、低アイドル回転数で運転したときで、かつ第１モータ１１によるトルク変動抑制制御をＺ３（図４のＸ２対応）で示すように実行した場合のトルク変動の様子を示す。
【００２０】
第１モータ１１のトルク変動抑制制御において、その力行制御の割合よりも回生制御の割合を大きくした場合が、Ｚ４線で示される（Ｚ３からの変更）。この場合、回生制御の割合を大きくした分、Ｚ５で示すようにエンジン１の発生トルクそのものは大きくされるが、この大きな発生トルクが第１モータ１１の回生制御によって吸収されて（吸収トルクは、蓄電池４０への充電に用いられることになる）、エンジン１のトルク変動はＺ２で示すのと同じとなる（第１モータ１１の回生制御の割合を大きくしない場合は、回生されない分だけエンジン回転数が上昇してしまう）。
【００２１】
上記の説明から明かなように、蓄電池４０の蓄電量が十分にあるときは、低アイドル回転数としつつ、第１モータ１１の回生制御を、回転数変動を抑制する程度とし（ただし第１モータ１１での消費電力よりも回生制御による発電量の方が大きくなるようにするのが好ましい）、蓄電池４０の蓄電量が少ないときは、回転数変動抑制制御の際の第１モータ１１の回生による発電量を増大させて、蓄電池４０の積極的な充電を行うようにするのが好ましいものとなる。
【００２２】
再び図１において、Ｕはマイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラである。このコントローラＵは、インバータを含んで構成されて、各モータ１１、１２の駆動用となる蓄電池４０の充電（モータの回生）や放電（モータの駆動）を制御するものとなっている。このコントローラＵには、各種センサＳ１〜Ｓ５からの信号が入力される。センサＳ１は車速を検出するものである。センサＳ２は、アクセル開度を検出するものである。センサＳ３は、エンジン１のクランク角を検出するものである。センサＳ４は、エンジンの回転数を検出するものである。センサＳ５は、蓄電池４０の蓄電量を検出するものである。
【００２３】
コントローラＵは、走行モードの切換制御と、エンジン１の低アイドル回転数での運転制御と、低アイドル回転数えの運転時における第１モータ１１を制御することによる回転数変動抑制制御等を行うようになっている。このコントローラＵの制御例について、図７のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。
【００２４】
まず、図７のＱ１において、各種センサからの信号が読み込まれる。次いで、Ｑ２において、現在第２モータ１２のみによって後輪６Ｒ、６Ｌを駆動する第１走行モード状態であるか否かが判別される。このＱ２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ３において、エンジン１によって後輪６Ｒ、６Ｌが駆動される第２走行モードへ切換えられる可能性が高いときであるか否かが判別される。具体的には、図３に示すβ１とβ２との間となる過渡領域にあるか否かが判別される。
【００２５】
上記Ｑ３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ４において、第１モータ１１を駆動することによって、エンジン１が始動される。この後、Ｑ５において、エンジン１が始動したことが確認されると（例えばエンジン回転数が３００ｒｐｍ程度にまで回転数上昇されたとき）、Ｑ６において、エンジン１が、低アイドル回転数（前述のように例えば４００ｒｐｍ程度）でもって運転される。この後、Ｑ７において、第１モータ１１を利用して、エンジン１の回転数変動を抑制する制御が実行される（エンジン１のクランク角に応じて力行制御と回生制御とが繰り返される制御の実行）。
【００２６】
以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。第２モータ１２が故障したときは、図３に示す全ての運転領域において、エンジン１によって後輪６Ｒ、６ｌを駆動する駆動態様とされ、このときのエンジン１のアイドル回転数は、低アイドル回転数よりも高回転となる通常のアイドル回転数（例えば６５０ｒｐｍ程度）とされる。
【００２７】
第１走行モードから第２走行モードへの切換えの可能性が高い状態を判断する手法として、例えば、アクセル開度の増大率が所定値以上のとき、車速の増大率が所定値以上のとき、所定値以上の急な上り坂であるとき、カーブ走行路が続くとき等、適宜設定できるものである。また、第１走行モードと第２走行モードとの間で頻繁に切換わるとき、例えば所定の単位時間あたり、あるいは所定の走行距離あたりの切換回数をカウントして、このカウント値が所定値以上のときに、切換頻度が高いときであるとして、第１走行モードであってもエンジン１を低アイドル回転数でもって運転するようにしてもよい。
【００２８】
低アイドル回転数としては、通常のアイドル回転数よりも低い回転数、例えば５００ｒｐｍ以下であればよく、エンジン１の運転が継続可能な限り、例えば３５０ｒｐｍ程度にまで回転数を低下させることもできる。また、低アイドル回転数として、第１モータ１１による回転数変動抑制の制御を実行しない限り、そのままでは回転数変動が大きすぎて、実用上採用できないような低回転数を採択することができる。なお、低アイドル回転数の選択に際しては、通常のアイドル回転数に対しては１００ｒｐｍ（好ましくは１５０〜２００ｒｐｍ）以上低い回転数とし、またエンジン１が継続して回転できる許容下限回転数（例えば３００ｒｐｍ）に対しては５０〜１００ｒｐｍ程度高い回転数とすればよい。
【００２９】
本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものであり、また本発明は装置発明としても表現できるものであり、この場合フローチャートに示す各ステップあるいはステップ群は、その機能を示す名称を付した手段を有する装置として表現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明が適用された自動車の駆動系統例と制御系統例とを示す簡略平面図。
【図２】図１に示すエンジン部分の簡略側面断面図。
【図３】第１走行モードと第２走行モードとの設定例を示す図。
【図４】エンジンのトルク変動とそれを抑制する第１モータの制御内容を示す図。
【図５】通常アイドル回転数で運転したときの回転数変動と、第１モータによる回転数変動抑制制御を実行しつつ低アイドル回転数運転したときの回転数変動とを比較して示す図。
【図６】低アイドル回転数で運転しつつ、第１モータによる回生制御の割合を増大したときのトルク変動の様子を示す図。
【図７】本発明の制御例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３１】
１；エンジン
２：トルクコンバータ
３：自動変速機
４：プロペラシャフト
５：デファレンシャルギア
６Ｒ、６Ｌ：後輪（駆動輪）
１１：第１モータ
１２：第２モータ
１３：減速機
１４：クラッチ
４０：蓄電池
Ｕ：コントローラ
ＤＵ：ドライブユニット
Ｓ１：センサ（車速）
Ｓ２：センサ（アクセル開度）
Ｓ３：センサ（クランク角）
Ｓ４：センサ（エンジン回転数）
Ｓ５：センサ（蓄電量）
【図１】
2010083185.tif 000003
【図２】
2010083185.tif 000004
【図３】
2010083185.tif 000005
【図４】
2010083185.tif 000006
【図５】
2010083185.tif 000007
【図６】
2010083185.tif 000008
【図７】
2010083185.tif 000009