(57)【要約】【課題】走行モードがエコモードであるときに車両全体のエネルギ効率の向上を図る。【解決手段】エンジンをモータでクランキングして始動するとき、走行モードがエコモードであるときには、エンジンをクランキングする際のモータのクランキングトルクＴｃｒを、走行モードがエコモードと異なるときの通常時のクランキングトルクＴｃｒより小さくなるよう設定する。これにより、走行モードがエコモードであるときには、エンジンを始動する際のモータでの電力消費を抑制することができ、車両全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンからの動力で発電とが可能な発電機と、電動機と、前記エンジンの間欠運転を伴って走行するよう制御すると共に前記エンジンを始動する時には前記発電機による前記エンジンのクランキングを伴って前記エンジンを始動する制御手段と、を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御手段は、走行モードがエコモードであるときには、前記エンジンを始動する時の前記発電機のクランキングトルクが、前記走行モードが前記エコモードと異なるモードであるときの前記発電機のクランキングトルクに比べて小さくなるよう前記発電機を制御する手段である
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、エンジンからの動力で発電可能な発電機と、電動機と、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、エンジンからの動力で発電可能な第１モータと、走行用の動力を出力する第２モータと、を備え、エンジンの始動時には、エンジンの回転数が共振回転数帯を迅速に通過できるようエンジンをモータリングするトルクを第１モータから出力すると共にクランキング時に駆動軸に作用する始動時慣性トルクをキャンセルするキャンセルトルクを第２モータから出力するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この車両では、駆動要求より燃費を優先させる燃費優先モードが選択されているときには、燃費優先モードが選択されていないときよりキャンセルトルクを小さくすることにより、第２モータでの電力の消費を抑制して、車両全体のエネルギ効率の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２２０７９０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、エンジンの始動時には、第１モータから出力するトルク、つまり、エンジンの回転数が共振回転数帯を迅速に通過できるようエンジンをモータリングするトルクが比較的大きなトルクとして設定されているため、第２モータでの消費電力に比べて第１モータでの消費電力が大きくなっている。燃費優先モードが選択されたときには燃費優先モードが選択されていないときに比べて車両全体のエネルギ効率の向上の要請が大きいため、第２モータから出力するキャンセルトルクを小さくして第２モータでの電力消費を抑制しても、車両全体のエネルギ効率の向上としては不十分な場合がある。
【０００５】
本発明のハイブリッド車両は、走行モードがエコモードであるときの車両全体のエネルギ効率の向上を図ることを主目的とする。
【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車両は、
エンジンと、前記エンジンからの動力で発電とが可能な発電機と、電動機と、前記エンジンの間欠運転を伴って走行するよう制御すると共に前記エンジンを始動する時には前記発電機による前記エンジンのクランキングを伴って前記エンジンを始動する制御手段と、を備えるハイブリッド車両であって、
前記制御手段は、走行モードがエコモードであるときには、前記エンジンを始動する時の前記発電機のクランキングトルクが、前記走行モードが前記エコモードと異なるモードであるときの前記発電機のクランキングトルクに比べて小さくなるよう前記発電機を制御する手段である
ことを要旨とする。
【０００８】
この本発明のハイブリッド車両では、走行モードがエコモードであるときには、エンジンを始動する時の発電機のクランキングトルクを、走行モードがエコモードと異なるモードであるときの発電機のクランキングトルクに比べて小さくなるよう発電機を制御する。これにより、走行モードがエコモードであるときには、エンジンを始動する際の発電機での電力消費を抑制することができ、車両全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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】ＨＶＥＣＵ７０により実行されるクランキングトルクマップ選択処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図３】クランキングトルクＴｃｒを設定するためのクランキングマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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】
【００１１】
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、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力するエンジン２２と、エンジン２２のクランクシャフト２６にキャリアが接続されると共に駆動輪３４ａ，３４ｂにデファレンシャルギヤ３２を介して連結された駆動軸３６にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ３０と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されたモータＭＧ１と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸３６に接続されたモータＭＧ２と、図示しない複数のスイッチング素子のスイッチングによってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動するインバータ４１，４２と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されてインバータ４１，４２を介してモータＭＧ１，ＭＧ２と電力をやりとりするバッテリ５０と、車両全体を制御するＨＶＥＣＵ７０と、を備える。
【００１２】
ＨＶＥＣＵ７０は、図示しない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、図示しないが、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ，入出力ポートおよび通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフト位置センサ８２からのシフト位置ＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出する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Ａｃｃｌ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出する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，車速センサ８８からの車速Ｖ，走行モードとして駆動要求より燃費を優先させるエコモードが選択されたときにオンされるエコスイッチ９０からのエコスイッチ信号ＥＳＷ，エンジン２２の状態を検出する種々のセンサからの信号などエンジン２２の運転制御に必要な信号，モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置検出センサからの信号などモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号，バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧やバッテリ５０から出力される電流を検出する電流センサからのバッテリ電流などバッテリ５０を管理するのに必要な信号などが入力ポートを介して入力されている。また、ＨＶＥＣＵ７０からは、エンジン２２の運転制御をするための運転制御信号やインバータ４１，４２へのスイッチング制御信号などが出力されている。さらに、ＨＶＥＣＵ７０は、バッテリ５０の残容量ＳＯＣ（バッテリ５０に充電可能な蓄電量の最大値に対するバッテリ５０の蓄電量の割合）を演算している。
【００１３】
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、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）や、エンジン２２の運転を停止して走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）で走行する。
【００１４】
ＨＶ走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される要求トルクＴｒ＊を設定し、設定した要求トルクＴｒ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｒ（例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数）を乗じて走行に要求される走行用パワーＰｄｒｖ＊を計算し、計算した走行用パワーＰｄｒｖ＊からバッテリ５０の蓄電割合ＳＯＣに基づくバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０を充電するときは負の値）を減じて車両に要求される要求パワーＰｅ＊を設定する。そして、要求パワーＰｅ＊がエンジン２２から出力されると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊，モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、目標回転数Ｎｅ＊と目標トルクＴｅ＊とによってエンジン２２が運転されるようエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御，点火制御などを行ない、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このＨＶ走行モードでの走行時には、要求パワーＰｅ＊が停止用閾値Ｐｓｔｏｐ未満に至ったときなどエンジン２２の停止条件が成立したときに、エンジン２２の運転を停止してＥＶ走行モードでの走行に移行する。
【００１５】
ＥＶ走行モードでの走行時には、ＨＶＥＣＵ７０は、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて要求トルクＴｒ＊を設定し、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようインバータ４１，４２のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このＥＶ走行モードでの走行時には、ＨＶ走行モードによる走行時と同様に計算した要求パワーＰｅ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときなどエンジン２２の始動条件が成立したときに、エンジン２２を始動してＨＶ走行モードでの走行に移行する。
【００１６】
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、エンジン２２を始動する際の動作について説明する。エンジン２２の始動は、エンジン２２をクランキングするためのクランキングトルクＴｃｒをモータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に設定し、モータＭＧ１がトルク指令Ｔｍ１＊で駆動されるようインバータ４１のスイッチング素子のスイッチング制御を行なってモータＭＧ１でエンジン２２をクランキングし、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆ以上に至ったときに燃料噴射制御や点火制御などを開始することによって行なわれる。なお、このエンジン２２の始動の最中もバッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの範囲内で要求トルクＴｒ＊が駆動軸３６に出力されるようモータＭＧ２の駆動制御が行なわれる。
【００１７】
クランキングトルクＴｃｒは、走行モードに応じて選択されたクランキングトルクマップとエンジン２２の始動を開始してからの経過時間ｔとに基づいて設定される。図２は、ＨＶＥＣＵ７０により実行されるクランキングトルクマップ選択処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。クランキングトルクマップ選択処理ルーチンが実行されると、ＨＶＥＣＵ７０のＣＰＵは、エンジン２２の始動要求が有るか否かを調べる処理を実行する（ステップＳ１００）。ここで、エンジン２２の始動要求は、ＥＶ走行モードでの走行時に要求パワーＰｅ＊が始動用閾値Ｐｓｔａｒｔ以上に至ったときなどエンジン２２の始動条件が成立したときになされるものとした。
【００１８】
エンジン２２の始動要求がない場合には、本ルーチンを終了し、エンジン２２の始動要求が有る場合には、続いて、エコスイッチ９０がオンされてエコモードが選択されているか否か（エコモードがオンである否か）を調べる（ステップＳ１１０）。エコモードがオフであるときには、通常時、すなわち、走行モードがエコモードと異なる走行モードであるときのクランキングトルクマップを選択して本ルーチンを終了し（ステップＳ１１０，Ｓ１２０）、エコモードがオンであるときにはエコモード時のクランキングトルクマップを選択して本ルーチンを終了する（ステップＳ１１０，Ｓ１３０）。
【００１９】
図３は、クランキングトルクＴｃｒを設定するためのクランキングマップの一例とエンジン２２の回転数Ｎｅの変化の様子の一例とを示す説明図である。図中、実線は通常時のクランキングトルクマップとエンジン２２の回転数Ｎｅの変化とを示し、破線はエコモードがオンであるときのクランキングトルクマップとエンジン２２の回転数Ｎｅの変化とを示している。通常時のクランキングトルクマップは、図示するように、エンジン２２の始動要求がなされた時間ｔ１１の直後から段階的に比較的大きなトルクをクランキングトルクＴｃｒに設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを迅速に増加させる。エンジン２２の回転数Ｎｅが共振回転数帯を通過するのに必要な時間として予め定められた時間ｔ１２に、エンジン２２を安定して所定回転数Ｎｒｅｆ以上でクランキングすることができるトルクの範囲内で段階的に減少するトルクをクランキングトルクＴｃｒに設定し、電力消費や駆動軸３６における反力を小さくする。そして、エンジン２２の回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｒｅｆに至った時間ｔ１３からレート処理を用いて値０に向けて減少するトルクをクランキングトルクＴｃｒに設定する。こうしてクランキングトルクＴｃｒを設定することにより、通常時にはエンジン２２の回転数Ｎｅを共振回転数帯を迅速に通過させることができ、車両のショックや振動を抑制することができる。
【００２０】
エコモード時のクランキングトルクマップは、図示するように、通常時のクランキングトルクマップより小さいトルクとしてクランキングトルクＴｃｒを設定する。エコモード時のクランキングトルクマップは、エンジン２２の始動要求がなされた時間ｔ１１の直後から段階的に増加するトルクをクランキングトルクＴｃｒに設定してエンジン２２の回転数Ｎｅを増加させ、時間ｔ１２より後の時間ｔ１４にエンジン２２を安定して所定回転数Ｎｒｅｆ以上でクランキングすることができるトルクの範囲内で段階的に減少するトルクをクランキングトルクＴｃｒに設定し、電力消費や駆動軸３６における反力を小さくする。クランキングトルクＴｃｒを通常時のクランキングトルクマップより小さいトルクに設定しているから、エンジン２２の回転数Ｎｅの上昇は通常時より緩やかになってエンジン２２の回転数が共振回転数帯に留まる時間が通常時より長くなるが、モータＭＧ１での電力の消費を抑制することができ、車両全体のシステム効率の向上を図ることができる。
【００２１】
なお、上述したように、エコモード時には、エンジン２２の回転数が共振回転数帯に留まる時間が通常時より長くなるため、車両のショックや振動が悪化してユーザが違和感を覚える可能性がある。こうした違和感を抑えるために、オーナーズマニュアルに車両の振動やショックが発生する旨を記載したり、図示しない車室内へ車両の情報を表示するマルチディスプレイに車両の振動やショックが発生する旨を表示したり、エンジン２２を潤滑する潤滑オイルが比較的低温であるときなど車両のショックや振動が生じたとしても比較的許容できるときのみ実施するものとすればよい。
【００２２】
以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、走行モードがエコモードであるときには、エンジン２２を始動する時のモータＭＧ１のクランキングトルクＴｃｒを、通常時（走行モードがエコモードと異なるモードであるとき）のモータＭＧ１のクランキングトルクＴｃｒに比べて小さくなるようモータＭＧ１を制御する。これにより、走行モードがエコモードであるときには、エンジン２２を始動する際のモータＭＧ１での電力消費を抑制することができ、車両全体のエネルギ効率の向上を図ることができる。
【００２３】
実施例のハイブリッド自動車２０では、図３に示したクランキングトルクマップを用いてクランキングトルクＴｃｒを設定するものとしたが、走行モードがエコモードであるときにクランキングトルクＴｃｒを通常時のクランキングトルクＴｃｒに比べて小さくなるよう設定すればよいから、クランキングトルクＴｃｒを通常時のクランキングトルクＴｃｒに比べて小さい他のクランキングトルクマップを用いて設定するものとしてもよい。
【００２４】
実施例では、エンジン２２からの動力をプラネタリギヤ３０を介して駆動輪３４ａ，３４ｂに接続された駆動軸３６に出力すると共にモータＭＧ２からの動力を駆動軸３６に出力するハイブリッド自動車について説明したが、エンジンと、エンジンをクランキング可能であると共にエンジンからの動力により発電する発電機と、駆動軸に動力を出力する電動機とを備えるいわゆるシリーズ型のハイブリッド自動車に適用するものとしてもよい。
【００２５】
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「発電機」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、ＨＶＥＣＵ７０が「制御手段」に相当する。
【００２６】
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。
【００２７】
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】
【００２８】
本発明は、ハイブリッド車両の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００２９】
２０  ハイブリッド自動車、２２  エンジン、２６  クランクシャフト、３０  プラネタリギヤ、３２  デファレンシャルギヤ、３４ａ，３４ｂ  駆動輪、３６  駆動軸、４１，４２  インバータ、５０  バッテリ、７０  ＨＶＥＣＵ、８０  イグニッションスイッチ、８１  シフトレバー、８２  シフト位置センサ、８３  アクセルペダル、８４  アクセルペダルポジションセンサ、８５  ブレーキペダル、８６  ブレーキペダルポジションセンサ、８８  車速センサ、９０  エコスイッチ、ＭＧ１，ＭＧ２  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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