(57)【要約】【課題】エンジンのクランクシャフトの停止位置が目標停止位置からずれることを抑制する。【解決手段】エンジンと、第１モータと、エンジンの出力軸と第１モータの回転軸と車軸に連結された駆動軸とに３つの回転要素が共線図において回転軸，出力軸，駆動軸の順に並ぶように接続されたプラネタリギヤと、駆動軸に接続された第２モータと、を備えるハイブリッド車両であって、エンジンを回転停止させる際には、制動トルクによる出力軸の角加速度の変化を抑制すると共に、エンジンのクランク角の停止位置が目標停止位置となるように第１モータを制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
第１モータと、
前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸と車軸に連結された駆動軸とに３つの回転要素が共線図において前記回転軸，前記出力軸，前記駆動軸の順に並ぶように接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に接続された第２モータと、
前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する制御装置と
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、前記エンジンを回転停止させる際には、制動トルクによる前記出力軸の角加速度の変化を抑制すると共に、前記エンジンのクランク角の停止位置が目標停止位置となるように前記第１モータを制御する、
ハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両に関し、詳しくは、エンジンと、第１，第２モータと、プラネタリギヤと、を備えるハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のハイブリッド車両としては、エンジンと、第１モータ（ジェネレータ）と、遊星歯車機構と、第２モータと、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。遊星歯車機構は、エンジンの出力軸と第１モータの回転軸と車軸に連結された駆動軸とに３つの回転要素が共線図において回転軸，出力軸，駆動軸の順に並ぶように接続されている。第２モータは、駆動軸に接続されている。このハイブリッド車両では、エンジンを停止する際には、第１モータからエンジンの回転数を低下させる方向のトルクを出力して、エンジンのクランクシャフトを目標停止位置（目標クランク角位置）で停止させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１２５３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のハイブリッド車両では、ブレーキペダルが踏み込まれたときなど制動力が車両に付与される場合、駆動軸からプラネタリギヤを介してエンジンの出力軸にトルクが作用し、クランクシャフトの停止位置が目標停止位置からずれてしまう場合がある。
【０００５】
本発明のハイブリッド車両は、エンジンのクランクシャフトの停止位置が目標停止位置からずれることを抑制する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のハイブリッド車両は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明のハイブリッド自動車は、
エンジンと、
第１モータと、
前記エンジンの出力軸と前記第１モータの回転軸と車軸に連結された駆動軸とに３つの回転要素が共線図において前記回転軸，前記出力軸，前記駆動軸の順に並ぶように接続されたプラネタリギヤと、
前記駆動軸に接続された第２モータと、
前記エンジンと前記第１モータと前記第２モータとを制御する制御装置と
を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御装置は、前記エンジンを回転停止させる際には、制動トルクによる前記出力軸の角加速度の変化を抑制すると共に、前記エンジンのクランク角の停止位置が目標停止位置となるように前記第１モータを制御する、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド自動車は、エンジンを回転停止させる際には、制動力によるエンジンの出力軸の角加速度の変化を抑制すると共に、エンジンのクランク角の停止位置が目標停止位置となるように第１モータを制御する。これにより、車両に制動力が作用しているときでも、エンジンのクランク角の停止位置が目標停止位置からずれることを抑制することができる。
【０００９】
こうした本発明のハイブリッド自動車において、前記制御装置は、前記エンジンのクランク角と前記エンジンの回転数とに基づいて設定される前記エンジンの回転数を低下させる方向の第１トルクと、前記制動トルクによる前記出力軸の角加速度の変化を抑制する第２トルクと、の和のトルクが前記第１モータから出力されるように前記第１モータを制御してもよい。この場合において、前記プラネタリギヤは、サンギヤが前記第１モータの回転軸に接続され、キャリヤが前記エンジンの出力軸に接続され、リングギヤが前記駆動軸に接続され、前記第２トルクは、前記リングギヤに作用するトルクに所定値を乗じたものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるトルク指令設定処理の一例を示すブロック線図である。
【図３】エンジン２２の回転数を低下させているときにおけるプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、油圧ブレーキ装置９０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０と、を備える。
【００１３】
エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。このエンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４によって運転制御されている。
【００１４】
エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、クランクポジションセンサからのエンジン２２のクランクシャフト２６のクランク角θｃｒなどが入力ポートを介して入力されている。エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサからのクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算している。
【００１５】
プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、前輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、エンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。
【００１６】
モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いられると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０と接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。
【００１７】
モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、例えば、回転位置検出センサ４４，４５からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２などが入力ポートを介して入力されている。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４４，４５からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算している。
【００１８】
バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２と接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２によって管理されている。
【００１９】
バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号、例えば、電圧センサ５１ａからのバッテリ５０の電圧Ｖｂ，電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂ（バッテリ５０から放電するときが正の値）などが入力ポートを介して入力されている。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算している。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。
【００２０】
油圧ブレーキ装置９０は、前輪３８ａ，３８ｂや後輪３８ｃ，３８ｄに取り付けられたブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄと、ブレーキアクチュエータ９４と、を備える。ブレーキアクチュエータ９４は、前輪３８ａ，３８ｂや後輪３８ｃ，３８ｄに制動力を付与するためのアクチュエータとして構成されている。このブレーキアクチュエータ９４は、ブレーキペダルの踏み込みに応じて生じるマスタシリンダ９２の圧力（ブレーキ圧）と、車速Ｖと、に基づいて定められる車両に作用させる制動力のうち、油圧ブレーキ装置９０の分担分に応じた制動力が、前輪３８ａ，３８ｂや後輪３８ｃ，３８ｄに作用するように、ブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄの油圧を調節する。また、ブレーキアクチュエータ９４は、ブレーキペダルの踏み込みとは無関係に、油圧ブレーキ装置９０に要求される制動力が前輪３８ａ，３８ｂや後輪３８ｃ，３８ｄに作用するように、ブレーキホイールシリンダ９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄの油圧を調節する。以下、ブレーキアクチュエータ９４の作動によって前輪３８ａ，３８ｂや後輪３８ｃ，３８ｄに作用させる制動力を「油圧ブレーキ」という。このブレーキアクチュエータ９４は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、「ブレーキＥＣＵ」という）９８によって駆動制御されている。
【００２１】
ブレーキＥＣＵ９８は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ブレーキＥＣＵ９８には、ブレーキアクチュエータ９４を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ブレーキＥＣＵ９８からは、ブレーキアクチュエータ９４への駆動制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ブレーキＥＣＵ９８は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。
【００２２】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ，データを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポート，通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトポジションセンサ８２からのシフトポジションなどを挙げることができる。また、アクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰなども挙げることができる。さらに、車速センサ８８からの車速Ｖなども挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４，モータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，ブレーキＥＣＵ９８と通信ポートを介して接続されている。
【００２３】
こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０では、ハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや電動走行（ＥＶ走行）モードで走行する。ここで、ＨＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴って走行するモードであり、ＥＶ走行モードは、エンジン２２の運転を伴わずに走行するモードである。
【００２４】
また、実施例のハイブリッド自動車２０では、ブレーキペダルが踏み込まれることにより制動要求がなされたときには、ブレーキペダルポジションＢＰと車速Ｖとに基づいて車両に要求される要求制動トルクＴｐ＊を設定し、要求制動力Ｔｐ＊を駆動軸３６に作用するトルクに換算した値と回生上限トルクＴｌｉｍとのうち小さいほうの値をトルク指令Ｔｍ２＊に設定してモータＭＧ２をトルク指令Ｔｍ２＊で駆動しながら（回生上限トルクＴｌｉｍの範囲内でモータＭＧ２を駆動しながら）要求制動トルクＴｐ＊が車両に作用するようにモータＭＧ２（インバータ４２）と油圧ブレーキ装置９０とを制御する。エンジン２２については、エンジン２２を運転するための燃料噴射制御や点火制御などの各種運転制御を停止する。モータＭＧ１については、エンジン２２を運転停止する際には、エンジン２２の回転が停止するように設定されたトルク指令Ｔｍ１＊で駆動されるようにインバータ４１の複数のスイッチング素子をスイッチング制御し、エンジン２２の回転が停止した後には、値０のトルク指令Ｔｍ１＊で駆動されるようにインバータ４１の複数のスイッチング素子をスイッチング制御する。なお、エンジン２２の制御は、ＨＶＥＣＵ７０からの指令を受信したエンジンＥＣＵ２４が実行する。モータＭＧ１，ＭＧ２の制御は、ＨＶＥＣＵ７０からの指令を受信したモータＥＣＵ４０が実行する。油圧ブレーキ装置９０の制御は、ＨＶＥＣＵ７０からの指令を受信したブレーキＥＣＵ９８が実行する。
【００２５】
次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特に、ブレーキペダルが踏み込まれてエンジン２２の回転を停止する際にトルク指令Ｔｍ１＊を設定する動作について説明する。図２は、実施例のＨＶＥＣＵ７０により実行されるトルク指令設定処理の一例を示すブロック線図である。この処理は、ブレーキペダルが踏み込まれてエンジン２２の回転が停止するまでの期間に繰り返して実行される。なお、ブレーキペダルが踏み込まれたときには、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の燃料噴射制御，点火制御などの各種運転制御が停止する。
【００２６】
ＨＶＥＣＵ７０は、エンジンＥＣＵ２４により入力されたエンジン２２の回転数Ｎｅやクランク角θｃｒとを用いて、エンジン２２を回転停止する際のベーストルクＴｂａｓｅを設定する。ベーストルクＴｂａｓｅの設定は、回転数Ｎｅとクランク角θｃｒとエンジン２２の回転数を目標停止位置（例えば、圧縮行程の上死点付近など）へ向けて滑らかに低下させることができる回転低下トルクとの関係を予めマップとして記憶しておき、回転数Ｎｅとクランク角θｃｒとが与えられると対応する回転低下トルクを導出してベーストルクＴｂａｓｅに設定する。なお、エンジン２２の回転数を低下させているときには、エンジン２２の膨脹圧縮によるトルク脈動が生じるが、回転低下トルクは、こうしたトルク脈動に拘わらずエンジン２２の回転数が滑らかに低下するように回転数Ｎｅとクランク角θｃｒに応じて設定されている。
【００２７】
続いて、要求制動力Ｔｐ＊を駆動軸３６に作用するトルクに換算したトルクＴｂｒｋを用いて、要求制動力Ｔｐ＊を車両に作用させるときにエンジン２２のクランクシャフト２６の角加速度を値０にするためにモータＭＧ１から出力する補正トルクＴａｄｄを次式（１）を用いて演算する。式（１）中、「ｋ」は、トルクＴｂｒｋから補正トルクＴａｄｄを換算するための係数であり、実験や解析などによって設定される。
【００２８】
Tadd= -k・Tbrk・・・(1)
【００２９】
こうして補正トルクＴａｄｄを演算すると、ベーストルクＴｂａｓｅに補正トルクＴａｄｄを加えたものをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定する。トルク指令Ｔｍ１＊を設定すると、ＨＶＥＣＵ７０は、設定したトルク指令Ｔｍ１＊をモータＥＣＵ４０に送信する。トルク指令Ｔｍ１＊を受信したモータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１がトルク指令Ｔｍ１＊で駆動されるようにインバータ４１の複数のスイッチング素子をスイッチング制御する。こうした制御により、要求制動トルクＴｐ＊によるエンジン２２のクランクシャフト２６の角加速度の変化を抑制すると共に、エンジン２２のクランク角θｃｒの停止位置が目標停止位置となるようにモータＭＧ１を制御することになる。
【００３０】
エンジン２２の回転数を低下させているときにおけるプラネタリギヤ３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を図３に示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤの回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリヤの回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２であるリングギヤの回転数Ｎｒを示す。なお、Ｒ軸上の太線矢印は、要求制動力Ｔｐ＊を駆動軸３６に作用するトルクに換算したトルクＴｂｒｋを示す。Ｓ軸上の太線矢印は、べーストルクＴｂａｓｅを示す。Ｓ軸横の太線矢印は、補正トルクＴａｄｄを示す。実施例では、リングギヤ軸の慣性モーメントＩｒは、サンギヤ軸に慣性モーメントＩｓに比べて非常に大きい。そのため、要求制動トルクＴｐ＊が大きいとき（トルクＴｂｒｋが大きいとき）には、キャリヤに接続されているエンジン２２のクランクシャフト２６の動きに影響を与えてしまう。実施例では、べーストルクＴｂａｓｅと補正トルクＴａｄｄとの和をモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、要求制動トルクＴｐ＊によるエンジン２２のクランクシャフト２６の角加速度の変化を抑制すると共に、エンジン２２のクランク角θｃｒの停止位置が目標停止位置となるようにモータＭＧ１を制御するから、車両に比較的大きな要求制動トルクＴｐ＊が作用しているときにおいて、エンジン２２のクランク角θｃｒの停止位置が目標停止位置からずれることを抑制することができる。また、要求制動トルクＴｐ＊に値ｋを乗じたものを補正トルクＴａｄｄに設定するから、ブレーキペダルの踏み込み量が変更されて要求制動トルクＴｐ＊が変更されたときでも、エンジン２２のクランク角θｃｒの停止位置が目標停止位置からずれることを抑制することができる。
【００３１】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、要求制動トルクＴｐ＊によるエンジン２２のクランクシャフト２６の角加速度の変化を抑制すると共に、エンジン２２のクランク角θｃｒの停止位置が目標停止位置となるようにモータＭＧ１を制御することにより、車両に要求制動トルクＴｐ＊が作用しているときでも、エンジン２２のクランク角θｃｒの停止位置を目標停止位置で停止させることができる。
【００３２】
実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、モータＭＧ１が「第１モータ」に相当し、プラネタリギヤ３０が「プラネタリギヤ」に相当し、モータＭＧ２が「第２モータ」に相当し、エンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とＨＶＥＣＵ７０とが「制御装置」に相当する。
【００３３】
なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
【００３４】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、ハイブリッド自動車の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００３６】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２４  エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６  クランクシャフト、３０  プラネタリギヤ、３６  駆動軸、３７  デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ  前輪、３８ｃ，３８ｄ  後輪、４０  モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２  インバータ、４４，４５  回転位置検出センサ、５０  バッテリ、５１ａ  電圧センサ、５１ｂ  電流センサ、５２  バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４  電力ライン、７０  ＨＶＥＣＵ、８０  イグニッションスイッチ、８２  シフトポジションセンサ、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、９０  油圧ブレーキ装置、９２  マスタシリンダ、９４  ブレーキアクチュエータ、９６ａ〜９６ｄ  ブレーキホイールシリンダ、９８  ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
2018127163.tif 000003
【図２】
2018127163.tif 000004
【図３】
2018127163.tif 000005