(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの電力により駆動力を発生する走行用モータと、エンジンとを併用して走行するハイブリッド自動車であって、
前記走行用モータと該走行用モータにより駆動される車輪との間に配置されたクラッチと、
前記車輪側の回転数を検出する検出手段と、
前記クラッチ締結時には、前記走行用モータを回転させ、前記走行用モータの変動する回転数の最小値が前記車輪側の回転数以上の値になったとき、前記クラッチを締結して、前記走行用モータで前記車輪を駆動させるクラッチ制御手段と、を備えている、
ことを特徴とするハイブリッド自動車。
【請求項２】
バッテリの電力により駆動力を発生する走行用モータと、エンジンとを併用して走行するハイブリッド自動車であって、
前記走行用モータと該走行用モータにより駆動される車輪との間に配置されたクラッチと、
前記車輪側の回転数を検出する検出手段と、
前記クラッチ締結時には、前記走行用モータを回転させ、前記走行用モータの変動する回転数の最小値が、前記車輪側の回転数と該車輪側の回転数より所定値だけ高い回転数との間の値になったとき、前記クラッチを締結して、前記走行用モータで前記車輪を駆動させるクラッチ制御手段と、を備えている、
ことを特徴とするハイブリッド自動車。
【請求項３】
バッテリの電力により駆動力を発生する走行用モータと、エンジンとを併用して走行するハイブリッド自動車であって、
前記走行用モータと該走行用モータにより駆動される車輪との間に配置されたクラッチと、
前記車輪側の回転数を検出する検出手段と、
前記クラッチ締結時には、前記走行用モータを回転させ、前記走行用モータの変動する回転数の最小値が前記車輪側の回転数と略同一になったとき、前記クラッチを締結して、前記走行用モータで前記車輪を駆動させるクラッチ制御手段と、を備えている、
ことを特徴とするハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド自動車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
動力源としてエンジンとモータとを備え、これらの駆動力をクラッチを介して伝える構成を備えているハイブリッド自動車が知られている（例えば、特開平１１−３４８６０３号公報）。このようなハイブリッド自動車には、動力源の切り換え又は追加を行うとき、トルクショックが生じるという問題がある。このハイブリッド自動車では、モータからエンジンへの動力切り換え時にはエンジントルクをジェネレータで吸収する等して、モータとエンジンの回転数が一致させてから、エンジンの動力を伝達するためのクラッチを締結して、動力源の切換によるトルクショックを防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
クラッチを用いてハイブリッド自動車の動力源の切り換え又は追加を行うときのトルクショックの問題は、エンジンのみで駆動していた状態から動力をモータに切り換えた時、または、エンジンのみで駆動していた状態にモータの駆動力を追加するときにも起こる。
【０００４】
本発明は、この問題点に鑑みてなされたものであり、モータによる駆動力に切り換える又はモータによる駆動力を追加したときのトルクショックが小さいハイブリッド自動車を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、バッテリの電力により駆動力を発生する走行用モータと、エンジンとを併用して走行するハイブリッド自動車であって、前記走行用モータと該走行用モータにより駆動される車輪との間に配置されたクラッチと、前記車輪側の回転数を検出する検出手段と、前記クラッチ締結時には、前記走行用モータを回転させ、前記走行用モータの変動する回転数の最小値が前記車輪側の回転数以上の値になったとき、前記クラッチを締結して、前記走行用モータで前記車輪を駆動させるクラッチ制御手段と、を備えていることを特徴とするハイブリッド自動車が提供される。
【０００６】
このような構成によれば、モータ側の回転数が、車輪側の回転数より大きくなったときに、クラッチ締結によって、モータとこれに駆動される車輪とが連結されるので、モータのトルクが加速方向で車輪側に作用する。このため、トルクショックが小さくなる。さらに、モータの回転数に「むら」があっても、確実に、モータ側の回転数が高い状態でクラッチが締結される。
【０００７】
本発明のもう一つの態様によれば、バッテリの電力により駆動力を発生する走行用モータと、エンジンとを併用して走行するハイブリッド自動車であって、前記走行用モータと該走行用モータにより駆動される車輪との間に配置されたクラッチと、前記車輪側の回転数を検出する検出手段と、前記クラッチ締結時には、前記走行用モータを回転させ、前記走行用モータの変動する回転数の最小値が、前記車輪側の回転数と該車輪側の回転数より所定値だけ高い回転数との間の値になったとき、前記クラッチを締結して、前記走行用モータで前記車輪を駆動させるクラッチ制御手段と、を備えていることを特徴とするハイブリッド自動車が提供される。
【０００８】
このような構成によっても、モータの回転数に「むら」があっても、確実に、モータ側の回転数が高い状態でクラッチが締結される。
【０００９】
本発明のもう一つの態様によれば、バッテリの電力により駆動力を発生する走行用モータと、エンジンとを併用して走行するハイブリッド自動車であって、前記走行用モータと該走行用モータにより駆動される車輪との間に配置されたクラッチと、前記車輪側の回転数を検出する検出手段と、前記クラッチ締結時には、前記走行用モータを回転させ、前記走行用モータの変動する回転数の最小値が前記車輪側の回転数と略同一になったとき、前記クラッチを締結して、前記走行用モータで前記車輪を駆動させるクラッチ制御手段と、を備えていることを特徴とするハイブリッド自動車が提供される。
【００１０】
このような構成によっても、モータの回転数に「むら」があっても、確実に、モータ側の回転数が高い状態でクラッチが締結される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。最初に、図１に沿って、本発明の実施形態の自動車１を説明する。図１は、本実施形態の自動車１の概略的な構成を示すブロック図である。この実施形態の自動車は、エンジン２によって前輪を常時駆動しており、前輪がスリップしたとき、後輪をバッテリで作動するモータで駆動する所謂スタンバイ四駆である。バッテリは、エンジンによって作動する発電機で充電される他、車両の減速および車輪のスリップ時に行われる回生によっても充電される。
【００１２】
図１に示されているように、自動車１は、パワーユニットとして、エンジン２と、バッテリ４から供給される電力によって駆動される走行用モータ６とを備えている。エンジン２は、ＡＴ８等を介して左右の前輪１０、１０を常時駆動し、走行用モータ６は、前輪がスリップする等の所定の条件下において、締結された電磁クラッチ１２等を介して後輪１４、１４を駆動するように構成されている。
【００１３】
エンジン２は、ベルト１６、電磁クラッチ１８を介して、バッテリを充電するための発電機２０を駆動する。走行用モータ６は、例えばＩＰＭ同期式モータが使用され、バッテリ４は例えばニッケル水素電池が搭載されている。バッテリ４には、エアコン用コンプレッサを駆動するモータ、デフロスタ、熱線式のウインドデフォッガ等の車載の電気機器２２も接続されている。バッテリ４は、例えば、４２Ｖ  ２０アンペア／ｈｏｕｒ程度のものであり、走行用モータ６は、例えば、１０ｋｗ程度のものである。
【００１４】
自動車１は、ＥＣＵ２４を備えている。ＥＣＵ２４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路、インバータ回路等を備えている。ＥＣＵ２４には、スロットル開度センサ、車輪速センサ等の種々のセンサからの信号が入力され、点火時期、燃料噴射等のエンジン制御、バッテリ４への充電およびバッテリ４から給電等に関する充電制御、車載電気機器２２の作動制御等の自動車１に関する種々の制御を統合的に行う。
【００１５】
次に、自動車１の構成要素であるエンジン２、発電機２０、走行用モータ６、バッテリ４の作動を走行状態毎に説明する。
【００１６】
（停車時）
停車時には、エンジン２、発電機２０、走行用モータ６は停止している。但し、エンジン２は、冷間時およびバッテリ４の蓄電量低下時には運転され、発電機２０でバッテリ４を充電する。
【００１７】
（緩発進時）
緩発進時には、エンジン２は運転され、その駆動力で前輪を駆動して発進する。発電機２０は、バッテリ４の蓄電量低下時等に必要に応じて作動させられる。
【００１８】
（急発進時）
急発進時には、エンジン２は運転され、さらに、走行用モータ６も作動させられ、これらの駆動力で四輪を駆動して発進する。発電機２０は、バッテリ４の蓄電量低下時等に必要に応じて作動させられる。
【００１９】
（定常走行時）
定常走行時には、エンジン２が運転され、この駆動力で前輪１０、１０を駆動して走行する。発電機２０は、バッテリ４の蓄電量低下時等に必要に応じて作動させられる。即ち、バッテリ４の蓄電量が所定値以下になると、エンジン２と発電機２０との間に配置されたクラッチ１８が締結されて発電機２０が駆動されてバッテリ４を充電し、バッテリ４の蓄電量が所定値（必要量）に達すると、クラッチ１８の締結が解除され、発電機２０の作動が停止されるという通常の充電制御が行われる。
【００２０】
（四輪駆動走行時）
低μ路走行時、悪路走行時、急加速時に四輪駆動となり、エンジン２が前輪１０、１０を、さらに、走行用モータ６が後輪１４、１４を駆動する。また、走行用モータ６が駆動される機会が多くバッテリの蓄電量が低下し易い低μ路、悪路を走行しているときには、原則として、クラッチ１８を常時締結して発電機２０による発電が行われ、バッテリ４を充電する。
【００２１】
（減速時）
減速時、即ち、ブレーキペダル操作時、および、駆動輪のスリップ時には、原則として、発電機２０、走行用モータ６を発電機として作動させ、自動車１の運動エネルギを電気エネルギに変換（回生）して、バッテリ４を充電する。この回生の制御も、ＥＣＵ２４によって行われる。
【００２２】
次に、四輪駆動走行モードへの移行の際に行われる制御について説明する。上述したように、本実施形態の自動車１は、低μ路走行、悪路走行または急加速などの際には、走行モータ６によって後輪１４、１４を駆動させる４輪駆動走行モードに移行し、この四輪駆動走行モードへの切り換え制御は、ＥＣＵ２４によって行われる。
【００２３】
本実施形態の実施形態では、走行用モータ６を作動させるとともに、走行用モータ６と後輪１４との間に配置されたクラッチ１２を締結することによって、走行用モータ６が後輪１４を駆動できる状態とする。クラッチ１２の締結にあたっては、締結によるトルクショックを抑制するため、ＥＣＵ２４が、クラッチ１２の締結に先立って、走行用モータ６を回転駆動させ、走行用モータ６の回転数が、クラッチ１２の後輪１４側部分の回転数を越えた目標回転数に達すると、クラッチ１２を締結させる。従って、ＥＣＵ２４には、走行用モータ６の回転数、クラッチ１２の後輪１４側部分の回転数等が入力されるように構成されている。なお、この走行用モータの回転数とは、モータに回転数変動があるときには、その中心となる回転数を指す。
【００２４】
また、走行用モータ６には回転数変動があるときには、ＥＣＵ２４が変動する回転数の最小値を検出、あるいは、走行用モータ６のデータ等から推定して、この最小値が、クラッチ１２の後輪１４側部分の回転数より高くなったとき、又は、これと略同一となったときに、クラッチ１２を締結させてもよい。
【００２５】
さらには、走行用モータ６の変動する回転数の最小値が、クラッチ１２の後輪１４側部分の回転数と、該クラッチ１２の後輪１４側部分の回転数より所定値（α）だけ高い回転数との間の目標回転数になるようなフィードバック制御を行って、クラッチ１２を締結するように構成してもよい。
【００２６】
このフィードバック制御を図２のフローチャートに沿って説明する。制御が開始されると、ステップＳ１で、クラッチ１２の後輪１４側部分の回転数即ち対象回転数（Ｎｏｂｊ）、走行用モータ６の回転数等のデータを読み込み、ステップＳ２でフィードバック目標回転数（Ｎｆｂ）を読み込み、さらに、ステップＳ３で走行用モータ６の回転数の最小値（Ｎｍｉｎ）を読み込む。次いで、ステップＳ４に進み、回転数の最小値（Ｎｍｉｎ）が、対象回転数（Ｎｏｂｊ）＋α（αは定数）より小さいか否かを判定する。
【００２７】
ステップＳ４でＹＥＳ即ち回転数の最小値（Ｎｍｉｎ）が、対象回転数（Ｎｏｂｊ）＋α（αは定数）より小さいときには、ステップＳ５に進み、回転数の最小値（Ｎｍｉｎ）が、対象回転数（Ｎｏｂｊ）より大きいか否かを判定する。ステップＳ４でＹＥＳ即ち回転数の最小値（Ｎｍｉｎ）が、対象回転数（Ｎｏｂｊ）より大きいときには、回転数の最小値（Ｎｍｉｎ）が、クラッチ１２の後輪１４側部分の回転数（Ｎｏｂｊ）と、該クラッチ１２の後輪１４側部分の回転数（Ｎｏｂｊ）より所定値（α）だけ高い回転数の間に入っているので、そのままリターンして、クラッチ１２が締結される。
【００２８】
一方、ステップＳ４又はステップＳ５でＮＯのときには、ステップＳ６に進み、回転数の最小値（Ｎｍｉｎ）が、クラッチ１２の後輪１４側部分の回転数（Ｎｏｂｊ）と、該クラッチ１２の後輪１４側部分の回転数（Ｎｏｂｊ）より所定値（α）だけ高い回転数の間に入るように、現在のフィードバック目標回転数（Ｎｆｂ）を補正してリターンする。具体的には、ステップＳ６で、現在のフィードバック目標回転数（Ｎｆｂ）にＫ×（Ｎｍｉｎ−Ｎｏｂｊ）を加算し、フィードバック目標回転数（Ｎｆｂ）を補正してリターンする。なお、Ｋは負の定数である。
【００２９】
このようなフィードバック制御を行ってクラッチ１２を締結することにより、トルクショックが減少する。
【００３０】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなくて、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
【００３１】
上記実施形態の自動車は、エンジンで駆動される前輪スリップ時等に、電動モータで後輪を駆動する所謂スタンバイ四輪駆動車に本発明を適用したものであるが、本発明は他のタイプのハイブリッド自動車、例えば、エンジンで常時駆動される前輪を、必要に応じて、電動モータがアシストするハイブリッド自動車にも適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、モータによる駆動力に切り換える又はモータによる駆動力を追加したときのトルクショックが小さいハイブリッド自動車が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の自動車の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】ＥＣＵが行うフィードバック制御のフローチャートである。
【符号の説明】
２：エンジン
４：バッテリ
６：走行用モータ
１０：前輪
１２：クラッチ
１４：後輪
２０：発電機
２２：車載電気機器
２４：ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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