(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において、要求駆動力が判定値よりも大きい場合に要求駆動力を目標駆動力に設定してエンジンを作動させて、要求駆動力が大きなエンジンの始動時にも駆動力を低下させないで良好な運転性能を維持するとともに、燃料消費量を低減することにある。【解決手段】制御手段（１２）は、要求駆動力設定手段（２９）により設定された要求駆動力になるようにエンジン（１）とモータジェネレータ（４、５）とを制御し、また、要求駆動力と予め設定された判定値とを比較して要求駆動力が判定値よりも大きい場合に要求駆動力を目標駆動力に設定してエンジン（１）を作動させる。【選択図】図１
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【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駆動軸に動力伝達機構を介して出力するハイブリッド車両において、運転者の要求に応じて要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を備えてこの要求駆動力設定手段により設定された要求駆動力になるように前記エンジンと前記モータジェネレータとを制御する制御手段を設け、この制御手段は前記要求駆動力と予め設定された判定値とを比較して前記要求駆動力が前記判定値よりも大きい場合に前記要求駆動力を目標駆動力に設定して前記エンジンを作動することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
前記制御手段は、前記判定値を前記エンジンの始動中に出力可能な駆動力以下の値に設定し、前記エンジンの始動時には前記目標駆動力を前記判定値以下の値に制限することを特徴とする請求項１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、特に複数の動力源を備えてそれらの動力を合成して駆動軸に出力するハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、駆動源として、エンジンとこのエンジン以外にモータジェネレータ（電動機）を備えた、いわゆるハイブリッド車両がある。このエンジンとモータジェネレータとを備えたハイブリッド車両の動力利用の方式としては、シリーズ方式（エンジンは発電機を回すためのみに用いられ、駆動は全てモータジェネレータで行う方式：直列方式）やパラレル方式（エンジンとモータジェネレータとが並列に配置され、夫々の動力が駆動に用いられる方式：並列方式）がある。
また、ハイブリッド車両において、これら以外の他の動力利用の方式には、３軸式として、１つの遊星歯車機構（３つの回転要素を有する差動歯車機構）と２つのモータジェネレータとを用いてエンジンの動力を発電機と駆動軸とに分割し、発電機で発電した電力を用いて駆動軸に設けたモータジェネレータを駆動することにより、エンジンの動力をトルク変換する方式があり、これにより、エンジンの動作点を停止が含められた任意の点に設定して燃費を向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６３５５１号公報
【特許文献２】特開２００６−３０６３７１号公報  特許文献１に係る動力出力装置およびその制御方法並びにこれを搭載する自動車は、エンジンの運転が停止され電動機からの動力を駆動軸に出力しているときには、検出したエンジンの始動状態に基づいて駆動軸に出力される動力が滑らかな変化を伴って出力されるとともに、エンジンを始動するように始動手段と電動機とを駆動制御するものである。  特許文献２に係る車両およびその制御方法は、操作者による操作に基づいて要求駆動力を設定し、この設定された要求駆動力が所定変化量未満の変更を伴っているときにはこの要求駆動力に向けて第１の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定し、設定された要求駆動力が所定変化量以上の変更を伴っているときには所定時間に亘ってその要求駆動力に向けて第１の変化許容値よりも小さい第２の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定すると共に所定時間を経過した後にその要求駆動力に向けて第１の変化許容値の範囲内で増減させた目標駆動力を設定し、設定した目標駆動力が駆動装置から駆動軸に出力させるように駆動装置を制御するものである。
【０００４】
しかしながら、シリーズ方式ほどではないが、充分な駆動軸のトルクを得るためには、比較的大きなトルクを有するモータジェネレータが必要になるため、及び、ＬＯＷギア比域では発電機とモータジェネレータとの間での電力の受け渡し量が増加するために、電気的損失が大きくなり、未だ改善の余地があった。
この点を解決する方法としては、４軸式として、４つの回転要素を有する動力伝達機構（差動歯車機構）の各回転要素に、エンジンの出力軸、第１のモータジェネレータ、第２のモータジェネレータ、及び駆動輪に接続される駆動軸を接続し、エンジンの動力と第１のモータジェネレータの動力と第２のモータジェネレータの動力とを合成して駆動軸に出力する構造がある。そして、共線図上において内側の回転要素にエンジンの出力軸と駆動軸とを配置し、共線図上において外側の回転要素にエンジン側の第１のモータジェネレータと駆動軸側の第２のモータジェネレータとを配置することにより、エンジンから駆動軸へ伝達される動力のうち第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータが受け持つ割合を少なくし、第１のモータジェネレータ及び第２のモータジェネレータを小型化するとともに、駆動装置としての伝達効率を改善している。
【特許文献３】特開２００２−２８１６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来、４軸式の動力伝達機構を備えたハイブリッド車両においては、エンジンを始動する際に、エンジンをクランキングするために駆動軸に後進方向の反力トルクが作用するため、モータジェネレータのみで走行する場合の駆動トルクよりも始動時の駆動力が小さくなってしまう場合があり、エンジンの始動により一時的に駆動力が低下するとギクシャクとした運転性となってしまう。特に、アクセルペダルを踏み込んで要求駆動力が大きくなってエンジンを始動する場合には、運転者は駆動力の増加を意図しているにもかかわらず、エンジンを始動するために、エンジンのクランキング時に駆動力が一時的に低下して違和感が顕著になるという不都合があった。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、要求駆動力が大きなエンジンの始動時にも駆動力を低下させないで良好な運転性能を維持するとともに、燃料消費量を低減す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】
【０００７】
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駆動軸に動力伝達機構を介して出力するハイブリッド車両において、運転者の要求に応じて要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段を備えてこの要求駆動力設定手段により設定された要求駆動力になるように前記エンジンと前記モータジェネレータとを制御する制御手段を設け、この制御手段は前記要求駆動力と予め設定された判定値とを比較して前記要求駆動力が前記判定値よりも大きい場合に前記要求駆動力を目標駆動力に設定して前記エンジンを作動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のハイブリッド車両は、要求駆動力が判定値よりも大きい場合に要求駆動力を目標駆動力に設定してエンジンを作動することで、要求駆動力が大きなエンジンの始動時にも駆動力を低下させないで良好な運転性能を維持し、また、要求駆動力が判定値よりも小さい場合にはエンジンを作動しないことから、燃料消費量を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１はハイブリッド車両の制御装置のシステム構成図である。（実施例）
【図２】図２は制御手段のブロック図である。（実施例）
【図３】図３は制御手段おける制御のフローチャートである。（実施例）
【図４】図４は要求駆動力検索マップを示す図である。（実施例）
【図５】図５は走行モード領域を示す図である。（実施例）
【図６】図６は駆動力パターンを示す図である。（実施例）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明は、要求駆動力が大きなエンジンの始動時にも駆動力を低下させないで良好な運転性能を維持するとともに、燃料消費量を低減させる目的を、要求駆動力が判定値よりも大きい場合に要求駆動力を目標駆動力に設定してエンジンを作動して実現するものである。
以下、図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的に説明する。
【実施例】
【００１１】
図１〜図６は、この発明の実施例を示すものである。
図１において、１は車両としてのハイブリッド車両に搭載されるエンジン、２はハイブリッド車両の制御装置である。
この制御装置２は、トルクを出力する駆動源であるエンジン１の出力軸３と、モータジェネレータとしての第１のモータジェネレータ４及び第２のモータジェネレータ５と、駆動輪６に伝達ギア機構７を介して接続される駆動軸８と、出力軸３と第１のモータジェネレータ４と第２のモータジェネレータ５と駆動軸８とに夫々連結された動力伝達機構（差動歯車機構）９とを備えている。
また、制御装置２は、第１のモータジェネレータ４を作動制御する第１のインバータ１０と、第２のモータジェネレータ５を作動制御する第２のインバータ１１と、第１のインバータ１０と第２のインバータ１１とに連絡した制御手段１２とを備えている。第１のインバータ１０と第２のインバータ１１の各電源端子は、バッテリ１３に接続している。
【００１２】
動力伝達機構９は、いわゆる４軸式の動力入出力装置であり、エンジン１の出力軸３と駆動軸８とを配置し、また、エンジン１側の第１のモータジェネレータ４と駆動軸８側の第２のモータジェネレータ５とを配置し、エンジン１の動力と第１のモータジェネレータ４の動力と第２のモータジェネレータ５の動力とを合成して駆動軸８に出力し、エンジン１と第１のモータジェネレータ４と第２のモータジェネレータ５と駆動軸８との間で動力の授受を行う。
【００１３】
動力伝達機構９は、互いの２つの回転要素が連結された第１の遊星歯車機構１４と第２の遊星歯車機構１５とを並設して構成される。
第１の遊星歯車機構１４は、第１のサンギア１６と、この第１のサンギア１６に噛み合った第１のピニオンギア１７と、この第１のピニオンギア１７に噛み合った第１のリングギア１８と、第１のピニオンギア１７に連結した第１のキャリア１９とを備えている。
第２の遊星歯車機構１５は、第２のサンギア２０と、この第２のサンギア２０に噛み合った第２のピニオンギア２１と、この第２のピニオンギア２１に噛み合った第２のリングギア２２と、第２のピニオンギア２１２に連結した第２のキャリア２３とを備えている。
【００１４】
また、動力伝達機構９において、第１の遊星歯車機構１４の第１のキャリア１９は、エンジン１の出力軸３に連結し、また、第２の遊星歯車機構１５の第２のキャリア２３は、第１の遊星歯車機構１４の第１のリングギア１８に連結している。
第１のサンギア１６には、第１のモータ出力軸２４を介して第１のモータジェネレータ４が接続する。第１のキャリア１９・第２のサンギア２０には、エンジン１の出力軸３が接続する。第１のリングギア１８・第２のキャリア２３には、伝達ギア機構７を介して駆動軸８が接続する。第２のリングギア２２には、第２のモータ出力軸２５を介して第２のモータジェネレータ５が接続する。
第２のモータジェネレータ５は、第２のモータ出力軸２５と第２のリングギア２２と第２のキャリア２３と第１のリングギア１８と伝達ギア機構７と駆動軸８とを介して駆動輪６に直接連結可能となり、単独出力のみで車両を走行させることができる性能を備えている。
つまり、動力伝達機構９においては、第１の遊星歯車機構１４の第１のキャリア１９と第２の遊星歯車機構１５の第２のサンギア２０とを結合してエンジン１の出力軸３に接続し、第１の遊星歯車機構１４の第１のリングギア１８と第２の遊星歯車機構１５の第２のキャリア２３とを結合して駆動軸８に接続し、第１の遊星歯車機構１４の第１のサンギア１６に第１のモータージェネレータ４を接続し、第２の遊星歯車機構１５の第２のリングギア２２に第２のモータージェネレータ５を接続し、エンジン１、第１のモータージェネレータ４、第２のモータージェネレータ５、及び駆動軸８との間で動力の授受を行っている。
【００１５】
図２に示すように、制御手段１２は、車速を検知する車速センサ２６とアクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検知するアクセルセンサ２７とに連絡して運転者の要求に応じて要求駆動力を設定する要求駆動力設定手段２８と、この要求駆動力設定手段２８に連絡して走行モードの判定値（しきい値）とから走行モードを判定する走行モード判定手段２９と、この走行モード判定手段２９に連絡して走行モードの判定値を予め記憶する判定値記憶手段３０と、走行モード判定手段２９及び判定値記憶手段３０に連絡して目標駆動力を算出する目標駆動力算出手段３１とを備えている。
この制御手段１２は、第１のモータジェネレータ４及び第２のモータジェネレータ５を作動する所定の制御値を出力して、第１のインバータ１０及び第２のインバータ１１を作動制御するとともに、エンジン１を作動制御する。
また、バッテリ１３は、第１のモータジェネレータ４及び第２のモータジェネレータ５の回生時には、蓄電を行う機能を備えている。
【００１６】
制御手段１２は、要求駆動力設定手段２８により設定された要求駆動力になるようにエンジン１と第１のモータジェネレータ４・第２のモータジェネレータ５とを制御し、また、要求駆動力と予め設定された判定値とを比較して要求駆動力が判定値よりも大きい場合に要求駆動力を目標駆動力に設定してエンジン１を作動する。
また、制御手段１２は、判定値をエンジン１の始動中に出力可能な駆動力以下の値に設定し、また、エンジン１の始動時には目標駆動力を判定値以下の値に制限する。
即ち、この実施例に係るハイブリッド車両の制御装置２においては、エンジン１を停止して第１のモータージェネレータ４、第２のモータージェネレータ５により走行モードから、エンジン１を作動させて走行モードに移行する条件として、アクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）に基づいて演算した要求駆動力がエンジン１の始動中に出力可能な駆動力より小さな値として設定された判定値を超えたことを含むよう構成され、また、エンジン１の始動中は目標駆動力を判定値よりも大きくしないように制限するよう構成され、更に、エンジン１の始動完了後には目標駆動力の制限を解除するよう構成される。
【００１７】
このため、制御手段１２には、図４に示すように、要求駆動力（目標駆動力）検索マップが組み込まれている。この図４の要求駆動力検索マップにおいては、車速が零（０）から所定に大きくなったＶ１で且つアクセル開度が０％以下では、要求駆動力が負の値に設定され、また、アクセル開度が５０％・１００％で且つ車速が前記Ｖ１よりも大きなＶ２では、要求駆動力が正の値で漸次低下するように設定されている。
また、制御手段１２においては、図５に示すように、走行モード領域が設定される。この図５の走行モード領域においては、アクセル開度が０％とアクセル開度が１００％との間で、本案の駆動力の判定値（実線で示す）が従来の判定値（破線で示す）よりも低い値に設定され、車速がＶ１を超えて前記Ｖ２よりも大きなＶ３との間で、エンジン１を作動するエンジンモードの領域と第１のモータージェネレータ４・第２のモータージェネレータ５を作動するＥＶ（電気車両）モードの領域とが設定される。
【００１８】
次に、この実施例の作用を、図３のフローチャートに基づいて説明する。
図３に示すように、制御手段１２のプログラムがスタートすると（ステップＡ０１）、先ず、各種信号を取り込み（ステップＡ０２）、図４の要求駆動力検索マップから車速とアクセル開度とに応じた要求駆動力を設定し（ステップＡ０３）、そして、その要求駆動力が判定値を超えたか否かを判断する（ステップＡ０４）。ここで、アクセル開度＝０％での高車速域の場合には、図４に示すように、エンジンブレーキ相当の減速方向の駆動力となるように負の値に設定し、アクセル開度≠０％での低車速域の場合には、クリープ走行ができるように正の値としている。また、判定値は、エンジン１の始動時に出力可能な駆動力以下に設定されており、エンジン１の始動時に駆動力が低下させない値に設定されている。
このステップＡ０４がＹＥＳで、要求駆動力が判定値を超えている場合には、エンジンモードとし（ステップＡ０５）、エンジン１の始動が完了したか否かを判断し（ステップＡ０６）、このステップＡ０６がＹＥＳで、エンジン１の始動が完了した場合には、要求駆動力を目標駆動力とする（ステップＡ０７）。
一方、前記ステップＡ０４がＮＯで、要求駆動力が判定値を超えていない場合には、ＥＶモードとし（ステップＡ０８）、そして、要求駆動力と判定値とのいずれか小さい方の値（最小値）を目標駆動力とする（ステップＡ０９）。また、前記ステップＡ０６がＮＯで、エンジン１の始動が完了していない場合にも、要求駆動力と判定値とのいずれか小さい方の値（最小値）を目標駆動力とする（ステップＡ０９）。
前記ステップＡ０７の処理後又は前記ステップＡ０８の処理後は、プログラムをリターンする（ステップＡ１０）。
これにより、図６の駆動力パターンに示すように、車両停止状態からアクセル開度を全開にして発進した場合の車速と駆動力との関係を比較すると、アクセルペダルを大きく踏み込んでアクセル開度を大きくしてエンジン１を始動する場合に、従来では、駆動力が大きくなった後で一時的に低下していたが（図６の太い破線で示す）、本案では、駆動力が低下することなく良好な運転性能を保つことができる（図６の太い実線で示す）。
【００１９】
この結果、この実施例においては、運転者の要求に応じた要求駆動力と予め設定された判定値とを比較し、要求駆動力が判定値よりも大きい場合に、要求駆動力を目標駆動力に設定してエンジン１を作動させることから、要求駆動力が判定値よりも小さい時にはエンジン１が作動せず、燃料消費量を低減させることが可能となる。
また、要求駆動力が判定値よりも大きい場合に、要求駆動力を目標駆動力に設定してエンジン１を作動させるとともに、判定値をエンジン１の始動中に出力可能な駆動力以下の値に設定し、エンジン１の始動時には目標駆動力を判定値以下の値に制限していることから、第１のモータジェネレータ４・第２のモータジェネレータ５により走行している状態において、運転者により更なる加速を要求された場合には、エンジン１による動力を付加する必要があり、この場合、停止していたエンジン１を始動する必要があり、このようなエンジン１の始動を開始した場合でも、つまり、要求駆動力が大きなエンジンの始動時にでも、エンジン１のクランキング中に駆動力が一時的に低下することがなく、運転性能の向上に貢献できる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
この発明に係るハイブリッド車両の制御装置を、各種車両にも適用可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１  エンジン
２  ハイブリッド車両の制御装置
３  エンジンの出力軸
４  第１のモータジェネレータ
５  第２のモータジェネレータ
８  駆動軸
９  動力伝達機構
１０  第１のインバータ
１１  第２のインバータ
１２  制御手段
１３  バッテリ
１４  第１の遊星歯車機構
１５  第２の遊星歯車機構
２６  車速センサ
２７  アクセルセンサ
２８  要求駆動力設定手段
２９  走行モード判定手段
３０  判定値記憶手段
３１  目標駆動力算出手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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