(57)【要約】【課題】エンジンの排気系に水が侵入することを抑制できるハイブリッド車両の駆動力制御装置を提供する。【解決手段】エンジンと駆動輪とのトルクの伝達を遮断した状態で、エンジンの動力を電力に変換してその電力により走行するシリーズ走行モードと、エンジンのトルクを駆動輪に伝達して走行するエンジン走行モードとを選択可能であり、車両が水路を走行する場合には、シリーズ走行モードを選択するとともに、エンジンの出力を、エンジンの背圧が水路を走行している際に、エンジンの排気を外部に排出する排気管に作用する水圧以上となる出力に制御するように構成されている（ステップＳ２）。【選択図】図２
2019093731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンから出力された動力を電力に変換する発電機能を有する第１モータと、前記第１モータで発電された電力または電源の電力が供給されて駆動し、かつ駆動輪にトルク伝達可能に連結された第２モータと、前記エンジンと前記駆動輪とのトルクの伝達を遮断できるクラッチ機構と、前記エンジンの排気を外部に排出する排気管とを備え、
前記クラッチ機構を解放した状態で前記エンジンから出力された動力を前記第１モータで電力に変換し、その変換された電力の少なくとも一部を前記第２モータに供給して走行するシリーズ走行モードと、前記クラッチ機構を係合した状態で前記エンジンから前記駆動輪にトルクを伝達して走行するエンジン走行モードとを切り替えることができるように構成されたハイブリッド車両の駆動力制御装置において、
前記シリーズ走行モードと前記エンジン走行モードとを選択するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記ハイブリッド車両が水路を走行する場合には、前記シリーズ走行モードを選択し、前記エンジンの出力を、前記エンジンの背圧が前記水路を走行している際に前記排気管の開口部に作用する水圧以上となる出力に制御するように構成されている
ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動力源としてエンジンとモータとを備えたハイブリッド車両の駆動力制御装置に関し、特に、水路を走行する際の駆動力を制御する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンの排気系に水が侵入することを抑制する制御装置が記載されている。この制御装置は、排気系が浸水する可能性があるか否かを判断し、浸水する可能性がある場合には、エンジンの自動停止を抑制し、またはモータによる走行を禁止し、さらに停止しているエンジンを始動させるように構成されている。さらに、排気系に水が進入することを抑制するために、エンジンのアイドル運転状態での目標エンジン回転数を、所定回転数だけ増大させ、エンジンの背圧を所望の背圧とするように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０６９１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された制御装置は、エンジンの排気系に水が侵入する可能性がある場合に、エンジンを駆動状態とさせるとともに、エンジン回転数を増大させて所望の背圧を確保するように構成されている。しかしながら、エンジンの背圧は、エンジンの回転数と出力トルクとの積で求められるエンジンパワーに応じて増大するため、例えば、変速機の変速比を変更するなどによりエンジン回転数を増大させたとしても、それに伴って出力トルクが低下した場合には、エンジンパワーが増大せず、必ずしもエンジンの背圧を増大させることができるものではない。また、エンジン回転数には上限があり、その上限を超えてエンジン回転数を増大させることができないため、排気系に係る水圧が比較的高い場合などには、エンジンの背圧が不十分となり、浸水を抑制することができない可能性がある。さらに、単にエンジンパワーを増大させるとしても、その動力が駆動輪に作用すると、運転者の要求する駆動力を超えた駆動力が出力される可能性があり、運転者が違和感を抱く可能性がある。
【０００５】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、エンジンの排気系に水が侵入することを抑制できるハイブリッド車両の駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンと、前記エンジンから出力された動力を電力に変換する発電機能を有する第１モータと、前記第１モータで発電された電力または電源の電力が供給されて駆動し、かつ駆動輪にトルク伝達可能に連結された第２モータと、前記エンジンと前記駆動輪とのトルクの伝達を遮断できるクラッチ機構と、前記エンジンの排気を外部に排出する排気管とを備え、前記クラッチ機構を解放した状態で前記エンジンから出力された動力を前記第１モータで電力に変換し、その変換された電力の少なくとも一部を前記第２モータに供給して走行するシリーズ走行モードと、前記クラッチ機構を係合した状態で前記エンジンから前記駆動輪にトルクを伝達して走行するエンジン走行モードとを切り替えることができるように構成されたハイブリッド車両の駆動力制御装置において、前記シリーズ走行モードと前記エンジン走行モードとを選択するコントローラを備え、前記コントローラは、前記ハイブリッド車両が水路を走行する場合には、前記シリーズ走行モードを選択し、前記エンジンの出力を、前記エンジンの背圧が前記水路を走行している際に前記排気管の開口部に作用する水圧以上となる出力に制御するように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明におけるハイブリッド車両は、クラッチ機構を解放した状態でエンジンから出力された動力を第１モータで電力に変換し、その変換された電力の少なくとも一部を第２モータに供給して走行するシリーズ走行モードと、クラッチ機構を係合した状態でエンジンから駆動輪にトルクを伝達して走行するエンジン走行モードとを切り替えることができる。したがって、シリーズ走行モードを設定している場合には、エンジンから比較的大きな動力を出力した状態で、所定の駆動力を出力することができる。すなわち、要求駆動力とは独立してエンジンを駆動できる。そのため、水路を走行する場合に、シリーズ走行モードを選択する。そして、エンジンの背圧が、エンジンの排気を外部に排出する排気管の開口部に作用する水圧以上となるようにエンジンの出力を制御することにより、要求駆動力を出力しつつ、エンジンの背圧を増大させることができ、エンジンの排気系に水が侵入することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施形態におけるハイブリッド車両の一例を説明するための模式図である。
【図２】この発明の実施形態における駆動力制御装置の制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図３】エンジンの排気の流量と、エンジンの背圧との関係を示す図である。
【図４】水路を走行する際に選択される走行モード、およびエンジンの出力、エンジンの背圧の変化を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明の実施形態におけるハイブリッド車両の一例を図１に示している。図１に示す車両Ｖｅは、駆動力源としてのエンジン（ＥＮＧ）１を備えている。このエンジン１は、従来知られているガソリンエンジンやディーゼルエンジンと同様に構成されている。すなわち、燃料と空気との混合気が供給され、その混合気を燃焼させることにより動力を発生させる。その際に生じる排気を外部に排出するための排気管２が連結されている。この排気管２は、車室の下部を通って車両Ｖｅの後方に延出しており、その端部が開口している。なお、排気管２には、排気を浄化するための浄化装置３が設けられている。
【００１０】
上記のエンジン１の出力軸４には、第１モータ（ＭＧ１）５が連結されている。この第１モータ５は、発電機能のあるモータであって、エンジン１から出力された動力の一部を電力に変換することができるとともに、エンジン１から出力された動力に更に動力を付加することができるように構成されている。具体的には、エンジン１の出力軸４に図示しないロータが連結され、そのロータを囲うようにステータが設けられている。この第１モータ５は、従来知られている永久磁石形の同期モータと同様に構成することができる。
【００１１】
第１モータ５の出力軸６には、変速機構（Ｔ／Ｍ）７が連結されている。この変速機構７は、従来知られた有段式の変速機構や、ベルト式の無段変速機構、あるいはトロイダル式の無段変速機構などであってよい。この変速機構７には、変速機構７の入力部材と出力部材とのトルクの伝達が可能な連結状態と、それら入力部材と出力部材とのトルクの伝達を遮断する解放状態とを選択的に切り替えることができる発進クラッチＣが設けられている。この発進クラッチＣは、摩擦式のクラッチ機構であってもよく、噛み合い式のクラッチ機構であってもよい。さらに、係合状態と解放状態とを切り替えるアクチュエータは、油圧や電力などいずれの動力で駆動するものであってもよい。なお、発進クラッチＣが、この発明の実施形態における「クラッチ機構」に相当する。
【００１２】
なお、変速機構７を有段式の変速機構とした場合には、複数のクラッチ機構（ブレーキ機構を含む）が係合することで、所定の変速段が設定され、それらのクラッチ機構のいずれか一つを解放することにより、変速機構７の入力部材と出力部材とのトルクの伝達が遮断される。したがって、変速機構７を有段式の変速機構とした場合には、上記いずれかのクラッチ機構が、発進クラッチＣに相当する。また、変速機構７をベルト式の無段変速機とした場合、あるいはトロイダル式の無段変速機とした場合には、変速機構７の入力軸と出力軸とのいずれか一方に発進クラッチＣを設ければよい。
【００１３】
上記変速機構７の出力軸８には、デファレンシャルギヤユニット９が連結され、そのデファレンシャルギヤユニット９に左右の駆動輪１０Ｒ，１０Ｌが連結されている。なお、ここに示す車両Ｖｅは、フロントエンジン・フロントドライブ式の車両であってもよく、フロントエンジン・リヤドライブ式の車両であってもよい。
【００１４】
さらに、変速機構７の出力軸８には、第２モータ（ＭＧ２）１１がトルク伝達可能に連結されている。具体的には、第２モータ１１の回転中心軸線が、変速機構７の出力軸８の中心軸線と平行となるように、第２モータ１１が配置されている。その第２モータ１１の出力軸１２の端部に小径のドライブギヤ１３が設けられており、そのドライブギヤ１３と噛み合うドリブンギヤ１４が変速機構７の出力軸８に設けられている。このドリブンギヤ１４は、ドリブンギヤ１３よりも大径に形成されており、第２モータ１１から出力されたトルクが増幅されてドリブンギヤ１４に伝達されるように構成されている。この第２モータ１１は、第１モータ５と同様に永久磁石形の同期モータなど、発電機能のあるモータで構成することができる。
【００１５】
なお、上記第１モータ５および第２モータ１１は、電気的に接続されており、更に、第１モータ５および第２モータ１１と蓄電装置１５とが電気的に接続されている。すなわち、第１モータ５で発電された電力を第２モータ１１に供給するとともに、蓄電装置１５に供給することができる。なお、蓄電装置１５が、この発明の実施形態における「電源」に相当する。
【００１６】
上述した車両Ｖｅは、エンジン１の動力を第１モータ５で電力に変換し、その電力または必要に応じて蓄電装置１５の電力を第２モータ１１に供給して走行するシリーズ走行モードと、エンジン１の動力をそのまま駆動輪１０Ｒ，１０Ｌに伝達して走行するエンジン走行モードとを少なくとも選択することができる。さらに、エンジン走行モードは、エンジン１の動力のみを駆動輪１０Ｒ，１０Ｌに伝達する走行モードに加えて、エンジン１および第２モータ１１の動力を駆動輪１０Ｒ，１０Ｌに伝達する、いわゆるパラレル走行モードを選択することができる。
【００１７】
上記シリーズ走行モードは、発進クラッチＣを解放することにより、エンジン１と駆動輪１０Ｒ，１０Ｌとのトルクの伝達を遮断した状態で、第２モータ１１から駆動トルクを出力するモードであって、そのエンジン１の運転点は、走行状態（例えば、要求駆動力や車速）とは関係なく、適宜、設定することができる。具体的には、シリーズ走行モードを設定している際におけるエンジン１の運転状態は、例えば、第２モータ１１に供給するべき電力と、蓄電装置１５を充電するための電力との合計電力に基づいた動力を出力する。さらに、エンジン１から前記合計電力に基づいた動力を出力する場合に、そのエンジン１の回転数が燃費の良好な回転数になるように、第１モータ５の回転数やトルクを制御する。そのように第１モータ５を制御することにより発電された電力のうち少なくとも一部を第２モータ１１に供給して走行する。
【００１８】
また、エンジン走行モードは、エンジン１から駆動輪１０Ｒ，１０Ｌにトルクを伝達することができるように発進クラッチＣを係合する。エンジン走行モードでは、エンジン１の出力は、要求駆動力と車速との積で求められる要求動力以下に定められる。なお、その際に蓄電装置１５を充電する要求がある場合には、更にその分の動力をエンジン１から出力する。そして、パラレル走行モードでは、不足する動力分を第２モータ１１から出力して、変速機構７の出力軸８に伝達する。
【００１９】
上述したシリーズ走行モードやエンジン走行モード（パラレル走行モードを含む）を選択する図示しない電子制御装置が設けられている。この電子制御装置は、従来知られているものと同様に、マイクロコンピュータを主体として構成されたものであって、車速やアクセル開度など、車両Ｖｅに設けられた種々のセンサの信号が入力され、その入力された信号と、予め記憶されている演算式やマップなどとから、エンジン１や発進クラッチＣ、あるいは変速機構７、もしくは各モータ５，１１などに出力する信号を求めるように構成されている。この電子制御装置が、この発明の実施形態における「コントローラ」に相当する。
【００２０】
この発明における駆動力制御装置は、水路を走行する際にシリーズ走行モードを選択するように構成されている。なお、この発明における水路とは、排気管２に水が侵入するような路面を意味しており、水を流すために設けられた箇所に限らず、例えば、雨天後にできた水溜りなどを含んでよい。
【００２１】
図２には、その制御の一例を説明するためのフローチャートを示してあり、上記電子制御装置により実行される。図２に示す例では、まず、水路を走行する条件が成立しているか否かを判断する（ステップＳ１）。このステップＳ１は、例えば、車体に浸水を検出するフロート式のセンサなどを設け、そのセンサの検出信号に応じて判断することができ、またはＧＰＳ位置情報などに基づいて判断することができ、あるいは車速や路面の勾配角度などから算出できる走行抵抗（または加速度）と、実際の走行抵抗（または加速度）とが所定値以上であるか否かなどに基づいて判断することができる。
【００２２】
水路を走行する条件が成立していないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合は、そのままこのルーチンを一旦終了する。すなわち、上述したように要求される動力や蓄電装置１５の充電残量などに応じて走行モードを選択する。それとは反対に水路を走行する条件が成立していることによりステップＳ１で肯定的に判断された場合は、シリーズ走行モードを設定し、かつエンジン１の出力を浸水深さに応じた出力に定めて（ステップＳ２）、このルーチンを一旦終了する。
【００２３】
ここで、ステップＳ２で定められるエンジン１の出力について具体的に説明する。まず、排気管２の開口部の浸水深さが１メートル多くなる毎に、約９．８キロパスカルの水圧が排気管の開口部に作用する。したがって、ステップＳ２では、エンジン１の背圧が浸水深さに応じて排気管２の開口部に作用する水圧以上となるようにエンジン１の出力を求める。エンジン１の背圧は、例えば、図３に示すように排気の流量（空気流量）が増大するほど増加する。そのため、上記水圧からエンジン１の背圧を求め、その背圧となる空気流量を求め、その後、上記の空気流量となるようにエンジン１の出力を求める。
【００２４】
なお、通常路（水路でない路面）を走行している際の要求駆動力や車速などから求められるエンジン１の出力が、上記ステップＳ２で定められる出力以上の場合には、通常路を走行している場合と同様にエンジン１の出力を定めてもよい。具体的に例を挙げて説明すると、蓄電装置１５の充電残量が下限値近傍まで低下していることにより、蓄電装置１５を充電するために要求される電力が大きい場合には、エンジン１の出力は、それに応じて大きくなる。そのため、水路を走行しているか否かに限らず、エンジン１の出力が高いことにより、エンジン１の背圧が排気管２の開口部に作用する水圧以上となる可能性があり、そのような場合には、水路を走行している場合であっても、エンジン１の出力を、それ以上に増大させる必要はない。すなわち、通常路を走行している場合に定められるエンジン１の出力に基づいた背圧が、排気管２の開口部に作用する水圧よりも小さくなる場合には、その水圧に応じてエンジン１の出力を増大させればよい。
【００２５】
図４には、通常路から水路に侵入し、その後、水路から通常路に脱出した場合における走行モード、エンジン１の出力、エンジン１の背圧の変化を説明するためのタイムチャートを示している。図４に示す例では、ｔ０時点では、通常路を走行しており、その際における走行モードはパラレル走行モードとなっている。したがって、要求される駆動力などに基づいてエンジン１から動力が出力されている。なお、ｔ０時点では、エンジン１の出力が比較的小さいことにより、エンジン１の背圧も比較的低い値になっている。
【００２６】
水路に向けて走行していることにより、要求駆動力が低下して、それに応じてエンジン１の出力および背圧が次第に低下している。そして、ｔ１時点で、ＧＰＳ情報などに応じて水路を走行することが検出されている。ｔ２時点で、図２におけるステップＳ１で肯定的に判断されて、走行モードが、シリーズ走行モードに切り替えられるとともに、エンジン１の出力が増大させられている。その結果、エンジン１の背圧が増大している。
【００２７】
そして、ｔ３時点で、水路を脱出することが検出され、ｔ４時点で、図２におけるステップＳ１で否定的に判断されている。すなわち、走行モードが、パラレル走行モードに切り替えられるとともに、エンジン１の出力が低下させられ、それに伴ってエンジン１の背圧が低下している。なお、上記のｔ２時点からｔ４時点までの間、すなわち図２におけるステップＳ１で肯定的に判断されている間の制御を、図４では、水路走行制御と示している。
【００２８】
上述したようにシリーズ走行モードを設定することにより、エンジン１の出力は、走行とは関係なく定めることができる。すなわち、エンジン１から比較的大きな動力を出力したとしても、第２モータ１１の出力を制御することにより、車速に応じた要求駆動力を充足することができる。そのため、水路を走行する際にシリーズ走行モードを設定することにより、運転者が意図しない駆動力の変化を生じさせることなく、エンジン１を高負荷運転（出力が大きい）で駆動することができ、その結果、排気管２に水が侵入することを抑制できる。
【００２９】
言い換えると、排気管２に水が侵入することを防止するためのバルブを設けることなく、走行モードやエンジン１の出力を制御することで、排気管２に水が侵入することを抑制でき、車両Ｖｅのコストが増大することを抑制できる。さらに、排気管２の設置高さを高くするなどによるエンジン１の性能低下が生じることも抑制できる。
【００３０】
なお、この発明で対象とすることができる車両Ｖｅは、エンジン１の出力トルクを駆動輪１０Ｒ，１０Ｌに伝達する走行モードと、エンジン１と駆動輪１０Ｒ，１０Ｌとのトルクの伝達を遮断して走行できる走行モードとを選択できる車両であればよく、図１に示す構成の車両に限定されず、またパラレル走行モードを設定することができない車両、すなわちエンジン走行モード（第１モータ５による発電を要さない走行モード）とシリーズ走行モードとの二つの走行モードを切り替えることができる車両であってもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１…エンジン、  ２…排気管、  ５…第１モータ、  １１…第２モータ、  １５…蓄電装置、  Ｃ…発進クラッチ、  Ｖｅ…車両。
【図１】
2019093731.tif 000003
【図２】
2019093731.tif 000004
【図３】
2019093731.tif 000005
【図４】
2019093731.tif 000006