(57)【要約】      （修正有）【課題】車両の後進走行を行う場合に、運転者に車両の飛び出し感を与えるのを防ぐ。【解決手段】車両の後進走行を行う場合に、車両の後方が前方より鉛直下方に下がる勾配状態が検出され（Ｓ１０１の判定結果がＹＥＳ）、運転者以外の乗員数が設定数より少ない（Ｓ１０２の判定結果がＹＥＳ）ときは、モータジェネレータにトルクを発生させるとともにエンジンをモータリングするようモータジェネレータからサンギアＳにトルクを作用させることで当該トルクをリングギアＲに伝達して車両の後進走行を行う第２走行モードを禁止する（Ｓ１０６）。【選択図】図４
2015101213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転部に伝達されたトルクを第２回転部及び第３回転部に所定比で分配可能なトルク分配機構と、
第１回転部にトルクを伝達可能なエンジンと、
第２回転部にトルクを伝達可能な第１回転電機と、
トルクを発生可能な第２回転電機と、
を備え、
第３回転部に伝達されたトルク及び第２回転電機のトルクの少なくとも１つ以上を利用して走行可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
車両の前後方向に関する勾配状態を検出する勾配検出部と、
車両の運転者以外の乗員数を判定する乗員判定部と、
を備え、
エンジンがトルクを発生していない状態で車両の後進走行を行う場合の走行モードとして、
第１回転電機にトルクを発生させずに、第２回転電機にトルクを発生させて車両の後進走行を行う第１走行モードと、
第２回転電機にトルクを発生させるとともに、エンジンをモータリングするよう第１回転電機から第２回転部にトルクを作用させることで当該トルクを第３回転部に伝達して車両の後進走行を行う第２走行モードと、
を有し、
車両の後進走行を行う場合に、車両の後方が前方より鉛直下方に下がる勾配状態が勾配検出部で検出され、乗員判定部で判定された乗員数が設定数より少ないときは、第２走行モードによる後進走行を禁止する、ハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、特に車両の後進走行を行う場合の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１のハイブリッド車両では、エンジンが遊星歯車機構のキャリアに連結され、第１回転電機が遊星歯車機構のサンギアに連結され、第２回転電機が遊星歯車機構のリングギア及び駆動軸に連結されている。エンジンがトルクを発生していない状態で車両の後進走行を行う場合は、第２回転電機から駆動軸にトルクを作用させるとともに、エンジンをモータリングするよう第１回転電機からサンギアにトルクを作用させることで当該トルクをリングギアに伝達している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２１８８２７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０１５７４号公報
【特許文献３】特開２０１０−１７３３６１号公報
【特許文献４】特開２００９−１６６５１７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によれば、エンジンのモータリング時のフリクションを利用して第１回転電機のトルクをリングギアに伝達することで、後進走行時の駆動トルクを増加させることができるが、後進走行時には常に大きな駆動トルクが要求されるわけではなく、例えば車両重量が重く上り勾配が大きい路面での発進等に大きな駆動トルクが必要となる。そのため、大きな駆動トルクが必要となるとき以外に、エンジンのモータリング時のフリクションを利用して後進走行時の駆動トルクを増加させると、運転者に車両の飛び出し感を与え、違和感を与えることになる。
【０００５】
本発明は、車両の後進走行を行う場合に、運転者に車両の飛び出し感を与えるのを防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明に係るハイブリッド車両の制御装置は、第１回転部に伝達されたトルクを第２回転部及び第３回転部に所定比で分配可能なトルク分配機構と、第１回転部にトルクを伝達可能なエンジンと、第２回転部にトルクを伝達可能な第１回転電機と、トルクを発生可能な第２回転電機と、を備え、第３回転部に伝達されたトルク及び第２回転電機のトルクの少なくとも１つ以上を利用して走行可能なハイブリッド車両の制御装置であって、車両の前後方向に関する勾配状態を検出する勾配検出部と、車両の運転者以外の乗員数を判定する乗員判定部と、を備え、エンジンがトルクを発生していない状態で車両の後進走行を行う場合の走行モードとして、第１回転電機にトルクを発生させずに、第２回転電機にトルクを発生させて車両の後進走行を行う第１走行モードと、第２回転電機にトルクを発生させるとともに、エンジンをモータリングするよう第１回転電機から第２回転部にトルクを作用させることで当該トルクを第３回転部に伝達して車両の後進走行を行う第２走行モードと、を有し、車両の後進走行を行う場合に、車両の後方が前方より鉛直下方に下がる勾配状態が勾配検出部で検出され、乗員判定部で判定された乗員数が設定数より少ないときは、第２走行モードによる後進走行を禁止することを要旨とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車両が後進走行にとって加速しやすい条件のときに、エンジンのモータリング時のフリクションを利用して後進走行時の駆動トルクを増加させる第２走行モードを禁止することで、運転者に車両の飛び出し感を与えるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成例を示す図である。
【図２】遊星歯車機構の回転要素における回転速度の関係を表す共線図である。
【図３】車両の後方が前方より鉛直下方に下がる勾配状態を示す図である。
【図４】車両の後進走行を行う場合に、ハイブリッド用電子制御装置により実行される処理を説明するフローチャートである。
【図５】アクセル開度ＡＣに対する駆動軸の要求トルクＴｒ＊の関係を表す駆動トルク特性マップの一例を示す図である。
【図６】第１走行モードで車両の後進走行を行う場合に、遊星歯車機構の回転要素における回転速度及びトルクの関係を表す共線図である。
【図７】第２走行モードで車両の後進走行を行う場合に、遊星歯車機構の回転要素における回転速度及びトルクの関係を表す共線図である。
【図８】アクセル開度ＡＣに対する駆動軸の要求トルクＴｒ＊の関係を表す駆動トルク特性マップの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を図面に従って説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置の構成例を示す図である。エンジン１２は遊星歯車機構（シングルピニオン遊星歯車）３２のキャリアＣに連結され、モータジェネレータ（第１回転電機）１４は遊星歯車機構３２のサンギアＳに連結され、モータジェネレータ（第２回転電機）１５は減速機１９を介して駆動軸１７及び遊星歯車機構３２のリングギアＲに連結されている。燃料を燃焼させることでエンジン１２が発生するトルクは、遊星歯車機構３２のキャリアＣに伝達される。ここでの遊星歯車機構３２は、キャリアＣに伝達されたトルクをサンギアＳ及びリングギアＲに所定比で分配可能なトルク分配機構として機能する。キャリアＣからリングギアＲに分配されたトルクが駆動軸１７へ伝達されることで、エンジン１２のトルクを利用して駆動軸１７（車輪１８）を正転方向に回転駆動して車両の前進走行を行うことが可能である。一方、キャリアＣからサンギアＳに分配されたトルクはモータジェネレータ１４に伝達される。モータジェネレータ１４は発電運転により電力を発生し、モータジェネレータ１４の発電電力はインバータ２４，２５を介してモータジェネレータ１５に供給される。モータジェネレータ１５は力行運転によりトルクを発生し、モータジェネレータ１５のトルクが減速機１９で減速されてから駆動軸１７へ伝達されることによっても、車輪１８を正転方向に回転駆動して車両の前進走行を行うことが可能である。このように、リングギアＲに伝達されたトルク及びモータジェネレータ１５のトルクの少なくとも１つ以上を利用して車両の走行を行うことが可能である。
【００１２】
遊星歯車機構（トルク分配機構）３２において、サンギアＳ、キャリアＣ、及びリングギアＲの３つの回転要素の回転速度は、図２の共線図に示す共線関係にある。ただし、図２の共線図において、ρは（サンギアＳの歯数）／（リングギアＲの歯数）であり、０＜ρ＜１を満たす定数である。遊星歯車機構３２は２自由度の回転自由度を有する機構であり、サンギアＳ、キャリアＣ、及びリングギアＲの３つの回転要素のうち２つの回転要素のトルクが決まると、残りの１つの回転要素のトルクも決まる。図２の共線図では、エンジン１２に連結されたキャリアＣが、モータジェネレータ１４に連結されたサンギアＳと、駆動軸１７及びモータジェネレータ１５に連結されたリングギアＲとの間に配置されている。そのため、エンジン１２からキャリアＣに伝達されたトルクは、サンギアＳ及びリングギアＲにそれらのトルク比が所定比ρになる状態で分配されてから、モータジェネレータ１４及び駆動軸１７にそれぞれ伝達される。
【００１３】
モータジェネレータ１４，１５の運転状態は、モータ用電子制御装置（モータＥＣＵ）５０により制御される。モータＥＣＵ５０はハイブリッド用電子制御装置（ハイブリッドＥＣＵ）６０と通信しており、ハイブリッドＥＣＵ６０からの制御信号によりモータジェネレータ１４，１５を運転制御するとともにモータジェネレータ１４，１５の運転状態に関するデータをハイブリッドＥＣＵ６０へ出力する。ハイブリッドＥＣＵ６０には、アクセル開度センサ６１で検出されたアクセル開度（アクセルペダルの踏み込み量）ＡＣを示す信号、シフトポジションセンサ６２で検出されたシフトレバーのポジションＳＰを示す信号、勾配センサ６３で検出された車両の前後方向に関する勾配（車両が位置する路面の勾配）θを示す信号、重量センサ６４ｐで検出された助手席にかかる重量ＷＰを示す信号、重量センサ６４ｒで検出された後部座席にかかる重量ＷＲを示す信号、及びエンジン回転速度センサ６５で検出されたエンジン回転速度Ｎｅを示す信号が入力される。なお、勾配センサ６３で検出される勾配θについては、例えば図３に示すような、車両の後方が前方より鉛直下方に下がる勾配状態を正とする。
【００１４】
次に、車両の後進走行（リバース走行）を行う場合に、ハイブリッドＥＣＵ６０が実行する処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。図４のフローチャートの処理は、シフトポジションセンサ６２で検出されたシフトレバーのポジションＳＰがＲ（リバース）レンジである場合に、所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。なお、シフトレバーのポジションＳＰがＲレンジである場合は、エンジン１２の燃料噴射や点火は停止され、エンジン１２はトルクを発生していない状態となる。
【００１５】
ステップＳ１０１では、勾配センサ６３で検出された勾配θが正であるか否かが判定される。例えば図３に示すような、車両の後方が前方より鉛直下方に下がる勾配状態である場合、つまり車両が位置する路面の勾配がリバース走行にとって下り勾配である場合は、ステップＳ１０１の判定結果がＹＥＳとなる。その場合は、ステップＳ１０２に進む。一方、車両の後方が前方より鉛直下方に下がる勾配状態でない場合（車両が位置する路面の勾配がリバース走行にとって下り勾配でない場合）は、ステップＳ１０１の判定結果がＮＯとなる。その場合は、ステップＳ１０３に進む。
【００１６】
ステップＳ１０２では、重量センサ６４ｐ，６４ｒで検出された重量ＷＰ，ＷＲから、車両の運転者以外の乗員数が設定数より少ないか否かが判定される。ここでの設定数は例えば１に設定され、その場合は、運転者以外の乗員の有無が判定される。重量センサ６４ｐ，６４ｒで検出された重量ＷＰ，ＷＲがいずれも設定重量Ｗ０より少なく、助手席及び後部座席のいずれにも乗員が座っていない、つまり車両の運転者以外の乗員数が０であると判定された場合は、ステップＳ１０２の判定結果がＹＥＳとなる。その場合は、ステップＳ１０６に進む。一方、重量センサ６４ｐ，６４ｒで検出された重量ＷＰ，ＷＲのいずれかが設定重量Ｗ０以上で、助手席及び後部座席のいずれかに乗員が座っている（車両の運転者以外の乗員数が１以上である）と判定された場合は、ステップＳ１０２の判定結果がＮＯとなる。その場合は、ステップＳ１０３に進む。ただし、上記の設定数については、例えば２に設定する等、１以外の値に設定することも可能である。
【００１７】
ステップＳ１０３では、駆動軸１７の要求トルクＴｒ＊が設定トルクＴｒｓｅｔを超えているか否かが判定される。その際には、図５に示すような、アクセル開度ＡＣに対する駆動軸１７の要求トルクＴｒ＊の関係を表す駆動トルク特性マップを予め作成してハイブリッドＥＣＵ６０の記憶装置に記憶しておき、図５の駆動トルク特性マップにおいて、アクセル開度センサ６１で検出されたアクセル開度ＡＣに対応する駆動軸１７の要求トルクＴｒ＊を算出する。駆動軸１７の要求トルクＴｒ＊については、車両の後進走行時の駆動軸１７の回転方向を正とし、設定トルクＴｒｓｅｔについては、例えばモータジェネレータ１５の定格トルクＴｍ２ｓｅｔと減速機１９の減速比Ｇｒとの積Ｔｍ２ｓｅｔ×Ｇｒに設定される。Ｔｒ＊≦Ｔｒｓｅｔの場合（ステップＳ１０３の判定結果がＮＯの場合）は、ステップＳ１０４において、モータジェネレータ１４のトルク指令値Ｔｍ１＊が０、モータジェネレータ１５のトルク指令値Ｔｍ２＊がＴｒ＊／Ｇｒに設定され、トルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊がモータＥＣＵ５０へ送信される。モータＥＣＵ５０は、モータジェネレータ１４のトルクＴｍ１をＴｍ１＊（＝０）にし、モータジェネレータ１５のトルクＴｍ２をＴｍ２＊（＝Ｔｒ＊／Ｇｒ）にするように制御する。これによって、モータジェネレータ１４にトルクを発生させずに、モータジェネレータ１５にＴｒ＊／Ｇｒのトルクを発生させて車両のリバース走行を行う（第１走行モードとする）。その際には、蓄電装置２０からインバータ２５を介してモータジェネレータ１５へ電力が供給される。第１走行モードでリバース走行を行う場合に、遊星歯車機構３２の回転要素における回転速度及びトルクの関係を表す共線図の一例を図６に示す。図６に示すように、第１走行モードにおいては、キャリアＣ（エンジン１２）の回転が停止し、サンギアＳ（モータジェネレータ１４）がリングギアＲ（駆動軸１７）と逆方向に回転する。
【００１８】
一方、Ｔｒ＊＞Ｔｒｓｅｔの場合（ステップＳ１０３の判定結果がＹＥＳの場合）は、ステップＳ１０５において、アクセル開度ＡＣに基づいてエンジン１２の目標回転速度Ｎｅ＊が設定されるとともに、アクセル開度ＡＣに基づいてエンジン１２の回転速度Ｎｅの単位時間（図４のフローチャートの起動頻度を単位時間としたときの単位時間）あたりの上昇の程度としての上昇レート値Ｎｅｒｔが設定される。次に、目標回転速度Ｎｅ＊と、エンジン１２の回転速度Ｎｅに上昇レート値Ｎｅｒｔを加えた値（Ｎｅ＋Ｎｅｒｔ）のうち、小さい方の値が制御用回転速度Ｎ＊として設定される。そして、エンジン１２の回転速度Ｎｅが制御用回転速度Ｎ＊になるようにモータジェネレータ１４のトルク指令値Ｔｍ１＊が以下の（１）式に従って設定されるとともに、モータジェネレータ１５のトルク指令値Ｔｍ２＊が以下の（２）式に従って設定される。（１）式において、ｋ１は比例項のゲインであり、ｋ２は積分項のゲインである。
【００１９】
【数１】
2015101213.tif 000003
【００２０】
設定されたトルク指令値Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊はモータＥＣＵ５０へ送信され、モータＥＣＵ５０は、モータジェネレータ１４のトルクＴｍ１をＴｍ１＊にし、モータジェネレータ１５のトルクＴｍ２をＴｍ２＊にするように制御する。これによって、モータジェネレータ１５にトルクＴｍ２を発生させるとともに、エンジン１２をモータリングするようモータジェネレータ１４からサンギアＳにトルクＴｍ１を作用させることで、エンジン１２のモータリング時のフリクショントルク（摩擦トルク）を利用してモータジェネレータ１４のトルクＴｍ１をリングギアＲに伝達して車両のリバース走行を行う（第２走行モードとする）。その際には、蓄電装置２０からインバータ２４，２５を介してモータジェネレータ１４，１５へ電力が供給される。第２走行モードでリバース走行を行う場合に、遊星歯車機構３２の回転要素における回転速度及びトルクの関係を表す共線図の一例を図７に示す。図７に示すように、第２走行モードにおいては、サンギアＳ（モータジェネレータ１４）及びキャリアＣ（エンジン１２）がリングギアＲ（駆動軸１７）と逆方向に回転し、モータジェネレータ１４からサンギアＳにその回転速度を増加させる方向のトルクＴｍ１が作用するのに応じて、エンジン１２のモータリング時のフリクショントルクによりキャリアＣにはその回転速度を減少させる方向の抵抗トルクが作用する。このキャリアＣの抵抗トルクがサンギアＳのトルクを受ける反トルクとなって、サンギアＳのトルクをリングギアＲへ伝達することができ、駆動軸１７のトルクを増加させることができる。このように、エンジン１２がトルクを発生していない（燃料噴射を行っていない）状態で車両のリバース走行を行う場合の走行モードとして、第１走行モードと第２走行モードのいずれかを選択的に実行し、第２走行モードでは、リバース走行時の車両駆動力を増加させることができる。なお、エンジン１２のモータリング時のフリクショントルクや、エンジン１２の回転速度Ｎｅの上昇に必要なエネルギーが大きくなるほど、サンギアＳからリングギアＲへ伝達されるトルクが大きくなる。その点を考慮して、アクセル開度ＡＣが大きいほどエンジン１２の目標回転速度Ｎｅ＊及び上昇レート値Ｎｅｒｔを大きくするように設定することが好ましい。
【００２１】
また、ステップＳ１０６では、ハイブリッドＥＣＵ６０の記憶装置に記憶された、図８の駆動トルク特性マップにおいて、アクセル開度センサ６１で検出されたアクセル開度ＡＣに対応する駆動軸１７の要求トルクＴｒ＊が算出される。ただし、図８の駆動トルク特性マップでは、駆動軸１７の要求トルクＴｒ＊が設定トルクＴｒｓｅｔを超えないよう制限されており、設定トルクＴｒｓｅｔを超えない要求トルクＴｒ＊が算出される。そして、ステップＳ１０４と同様に、モータジェネレータ１４のトルク指令値Ｔｍ１＊が０、モータジェネレータ１５のトルク指令値Ｔｍ２＊がＴｒ＊／Ｇｒに設定され、モータジェネレータ１４にトルクを発生させずに、モータジェネレータ１５にＴｒ＊／Ｇｒのトルクを発生させる第１走行モードにより、車両のリバース走行が行われる。
【００２２】
図４のフローチャートの処理によれば、車両のリバース走行を行う場合に、車両の後方が前方より鉛直下方に下がる勾配状態が検出され、車両の運転者以外の乗員数が設定数より少ない条件が成立するときは、第２走行モードによるリバース走行が禁止され、当該条件が成立しないときに第２走行モードによるリバース走行が許可される。このように、車両が位置する路面の勾配がリバース走行にとって下り勾配となり、運転者以外の乗員数がいない（あるいは少ない）ような、車両がリバース走行にとって加速しやすい条件のときは、エンジン１２のモータリング時のフリクショントルクを利用して後進走行時の駆動トルクを増加させる第２走行モードを禁止して駆動トルクを制限することで、運転者に車両の飛び出し感を与えるのを防ぐことができ、違和感を与えるのを防ぐことができる。さらに、第２走行モードを禁止することで、リバース走行時における蓄電装置２０の使用電力量を減らすことができ、リバース走行距離を増加させることができる。
【００２３】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態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。
【符号の説明】
【００２４】
１２  エンジン、１４，１５  モータジェネレータ、１７  駆動軸、１８  車輪、２０  蓄電装置、２４，２５  インバータ、３２  遊星歯車機構、５０  モータ用電子制御装置（モータＥＣＵ）、６０  ハイブリッド用電子制御装置（ハイブリッドＥＣＵ）、６１  アクセル開度センサ、６２  シフトポジションセンサ、６３  勾配センサ、６４ｐ，６４ｒ  重量センサ、６５  エンジン回転速度センサ、Ｃ  キャリア、Ｒ  リングギア、Ｓ  サンギア。
【図１】
2015101213.tif 000004
【図２】
2015101213.tif 000005
【図３】
2015101213.tif 000006
【図４】
2015101213.tif 000007
【図５】
2015101213.tif 000008
【図６】
2015101213.tif 000009
【図７】
2015101213.tif 000010
【図８】
2015101213.tif 000011