(57)【要約】【課題】エンジンの動力を、直結される動力分割機構に入力させ、前記動力分割機構の出力軸の一方をモータ及び車輪に接続し、他方をジェネレータに接続してなるハイブリッド車両において、走行中にエンジンへの燃料供給を開始するときの排気エミションの悪化及びトルクショックの発生を回避する。【解決手段】走行中に燃料供給を再開させる要求が発生すると（Ｓ１）、そのときのエンジン回転速度がアイドル回転速度よりも高い所定速度以上であるか否かを判別し（Ｓ２）、所定速度以上であれば、直ちに燃料供給・点火制御を開始させる（Ｓ３）。一方、エンジン回転速度が前記所定速度よりも低い時には、ジェネレータの回転速度を制御することで、エンジン回転速度を前記所定速度以上にしてから（Ｓ４、Ｓ５）、燃料供給・点火制御を開始させる（Ｓ６）。【選択図】  図４
2004225563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源としてエンジン及びモータを備えると共に、前記エンジンの動力を、直結される動力分割機構に入力させ、前記動力分割機構の出力軸の一方をモータ及び車輪に接続し、他方をジェネレータに接続してなり、
前記エンジンへの燃料供給を停止させて前記モータの駆動力のみで走行するモードと、前記エンジンの駆動力を直接用いて走行するモードとを備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記エンジンへの燃料供給の再開要求が発生したときに、エンジン回転速度が所定速度以上である場合は、直ちに前記エンジンに対する燃料供給を開始させる一方、前記エンジン回転速度が前記所定速度を下回る場合は、前記ジェネレータの回転速度を制御することでエンジン回転速度を前記所定速度以上にしてから、燃料供給を開始させることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記所定速度が、前記エンジンのアイドル回転速度よりも高い回転速度であることを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】
前記動力分割機構が遊星歯車装置で構成され、
前記エンジンの動力が、直結するプラネタリキャリアに伝達された後、ピニオンギヤを通じてリングギヤとサンギヤとに分配されると共に、前記リングギヤの回転軸が前記モータに直結される一方、前記サンギヤの回転軸が、前記ジェネレータに直結される構成であることを特徴とする請求項１又は２記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンへの燃料供給を停止させてモータの駆動力のみで走行するモードと、エンジンの駆動力を直接用いて走行するモードとを備えたハイブリッド車両の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、駆動源としてエンジンとモータを有するハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照）。
【０００３】
また、前記ハイブリッド車両では、エンジンの動力を、直結される動力分割機構によって車輪の駆動力とジェネレータの駆動力とに分割する構成とし、車両停止時には、エンジン・モータ・ジェネレータを共に停止させ、発進時や極低速走行時などのエンジンの効率が悪くなる条件では、エンジンへの燃料供給を停止させ、モータの駆動力のみによって走行させ、通常走行時には、前記エンジンの駆動力を直接用いて走行させる構成としたものがあった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２８８０２８号公報
【非特許文献１】
岡澤正之編集，「自動車工学  １９９７年６月号」，株式会社鉄道日本社，１９９７年６月１日，ｐ３８−ｐ５２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように、エンジンへの燃料供給を停止させてモータの駆動力のみによって走行している状態から、前記エンジンの駆動力を用いるモードに移行させるときに、従来では、エンジン回転速度の高低を判断することなく燃料供給を再開させていた。
【０００６】
しかし、燃料供給を再開させるときのエンジン回転速度が低いと、燃料供給再開直後の排気エミションを悪化させると共に、駆動力の変動によって乗員にショックを与えてしまうことがあった。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、エンジンへの燃料供給を停止させてモータの駆動力のみによって走行している状態から、エンジンへの燃料供給を再開させるときに、排気エミッションの悪化やショックの発生を回避できるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１記載の発明では、エンジンへの燃料供給の再開要求が発生したときに、エンジン回転速度が所定速度以上である場合は、直ちにエンジンに対する燃料供給を開始させる一方、エンジン回転速度が前記所定速度を下回る場合は、ジェネレータの回転速度を制御することでエンジン回転速度を前記所定速度以上にしてから、燃料供給を開始させる構成とした。
【０００９】
かかる構成によると、燃料供給の再開要求が発生すると、そのときのエンジン回転速度と所定速度とを比較し、エンジン回転速度が所定速度以上であれば、そのまま燃料供給を開始させるが、エンジン回転速度が所定速度よりも低い場合には、ジェネレータの回転速度を制御することでエンジン回転速度を所定速度以上にしてから、燃料供給を開始させる。
【００１０】
従って、エンジン回転速度が所定速度よりも低い状態において燃料供給が再開されることが回避され、以って、排気エミッションの悪化及びショックの発生を防止できる。
【００１１】
請求項２記載の発明では、前記所定速度を、エンジンのアイドル回転速度よりも高い回転速度とする構成とした。
かかる構成によると、燃料供給の再開要求に対しては、エンジン回転速度がアイドル回転速度よりも高い所定速度以上になっていることを条件に燃料供給を開始させる。
【００１２】
従って、アイドル回転速度以下の不安定領域で燃料供給が再開されることがなく、燃料供給を再開させるときの排気エミッションの悪化及びショックの発生を確実に防止できる。
【００１３】
請求項３記載の発明では、前記動力分割機構が遊星歯車装置で構成され、前記エンジンの動力が、直結するプラネタリキャリアに伝達された後、ピニオンギヤを通じてリングギヤとサンギヤとに分配されると共に、前記リングギヤの回転軸が前記モータに直結される一方、前記サンギヤの回転軸が、前記ジェネレータに直結される構成とした。
【００１４】
かかる構成によると、サンギヤ（ジェネレータ）の回転速度を制御することで、キャリア（エンジン）の回転速度が制御され、燃料供給の再開要求時に、エンジン回転速度が所定速度よりも低い場合には、サンギヤ（ジェネレータ）の回転速度を制御することで、キャリア（エンジン）の回転速度を高くしてから、燃料供給を再開させる。
【００１５】
従って、遊星歯車装置を用いた動力分配機構を備えたハイブリッド車両において、燃料供給を再開させるときの排気エミッションの悪化及びショックの発生を防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本実施形態におけるハイブリッドシステムの概略図である。
【００１７】
この図１において、火花点火式ガソリンエンジン１の駆動力は、動力分割機構２によって駆動輪３の駆動力とジェネレータ４の駆動力とに分割される。
前記動力分割機構２としては、図２に示すような遊星歯車装置が用いられており、エンジン１の動力は、直結するプラネタリキャリアに伝達され、ピニオンギヤを通じてリングギヤとサンギヤとに分配される。
【００１８】
前記リングギヤの回転軸はモータ５と直結されており、減速機８を通じて駆動輪３に駆動力が伝達される一方、サンギヤの回転軸は、ジェネレータ４に直結している。
【００１９】
即ち、前記エンジン１の動力を、直結される動力分割機構２に入力させ、前記動力分割機構２の出力軸の一方をモータ５及び駆動輪３に接続し、他方をジェネレータ４に接続してある。
【００２０】
上記動力分割機構２においては、ジェネレータ４（サンギヤ）の回転をインバータ６で制御することで、エンジン１（キャリア）の回転速度を変えることができる（図３参照）。
【００２１】
また、同時に、エンジン出力の一部は、ジェネレータ４を介してモータ５に伝達して車両の駆動力に変換することで、無段変速機としての機能を持つことになる。
【００２２】
前記ジェネレータ４で発電された電力は、モータ５の駆動に直接利用されると共に、インバータ６で直流に変換されてバッテリ７に蓄えられる。
マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット９には、エンジン回転速度，アクセルペダルの踏み込み量，車速，バッテリ電圧，シフト位置などの情報が入力され、これらの情報に基づいてエンジン１に備えられる電子スロットルの開度，燃料噴射弁による燃料噴射，点火プラグによる点火を制御すると共に、前記ジェネレータ４の回転速度、更に、モータ５のトルクを制御する。
【００２３】
具体的には、停車時には、エンジン１，ジェネレータ４，モータ５が共に停止していて（図３Ａ参照）、エンジン１の効率が悪い発進時及び軽負荷時には、前記エンジン１への燃料供給を停止させておいて、モータ５のみで走行させる。
【００２４】
尚、前記エンジン１への燃料供給を停止させておいて、モータ５のみで走行させるモードにおいて、エンジン１は、モータ５の回転速度及びジェネレータ４の回転速度に応じた回転速度で従動回転する。
【００２５】
前記エンジン１は、発進後に燃料供給が開始され（図３Ｂ参照）、定常走行時は、主としてエンジン１の出力で行われる。
従って、定常走行時には、前記ジェネレータ４による発電は殆ど不要になる（図３Ｃ参照）。
【００２６】
定常走行から加速するときには、エンジン１の回転速度を上げると共に、ジェネレータ４に発電を行わせ、エンジン１の直接駆動力にモータ駆動力を加えて加速する（図３Ｄ参照）。
【００２７】
減速時には、駆動輪３がモータ５を駆動することで、モータ５が発電機として機能し、回生発電が行われ、回生したエネルギーはバッテリ７に蓄えられる。
更に、バッテリ７の充電量が少なくなると、エンジン１によりジェネレータ４を駆動させて発電を行わせる。
【００２８】
ここで、前記コントロールユニット９は、発進後にエンジン１への燃料供給を再開させるときに、図４のフローチャートに示すような制御を行う。
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、エンジン１への燃料供給を再開させる要求が発生したか否かを判別する。
【００２９】
前記燃料供給の再開要求は、車速などに基づいて判断される。
燃料供給の再開要求が発生すると、ステップＳ２へ進み、そのときのエンジン１の回転速度が所定速度以上であるか否かを判別する。
【００３０】
前記所定速度は、エンジン１のアイドル回転速度よりも高い速度であって、共振点を避けた速度とする。
ステップＳ２でエンジン回転速度が前記所定速度以上であると判別された場合には、ステップＳ３へ進み、直ちにエンジン１への燃料供給を開始させ、同時に、点火プラグによる点火を開始させる。
【００３１】
一方、ステップＳ２でエンジン回転速度が前記所定速度よりも低いと判断されたときには、ステップＳ４へ進む。
ステップＳ４では、ジェネレータ４の回転速度をインバータ６で制御することによってエンジン１の回転速度を上昇させるようにする。
【００３２】
そして、次のステップＳ５では、ジェネレータ４の回転速度を制御した結果、エンジン回転速度が前記所定速度以上になったか否かを判別し、エンジン回転速度が前記所定速度以上になるまでは、ステップＳ４に戻り、ジェネレータ４の回転速度を制御することでエンジン１の回転速度を上昇させる制御を継続させる。
【００３３】
ステップＳ４における制御の結果、ステップＳ５でエンジン回転速度が前記所定速度以上になったと判別されると、ステップＳ６へ進み、エンジン１への燃料供給を開始させ、同時に、点火プラグによる点火を開始させる。
【００３４】
上記のように、燃料供給の再開要求が発生しても、そのときのエンジン回転速度が所定速度以上でないときには、ジェネレータ４の回転速度を制御することでエンジン１の回転速度を前記所定速度以上にしてから、燃料供給を開始させる。
【００３５】
これにより、前記所定速度よりも低いエンジン回転速度のときに、燃料供給が行われることが回避され、高い安定性で燃焼を開始させることができるから、燃料供給の再開に伴う排気エミションの悪化を抑制できると共に、トルク変動によるショックの発生を回避できる。
【００３６】
尚、上記実施形態では、前記動力分割機構２として遊星歯車装置を用いたが、遊星歯車装置に限定されるものではない。
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜３のいずれか１つに記載のハイブリッド車両の制御装置において、
前記前記エンジンへの燃料供給を停止させて前記モータの駆動力のみで走行するモードが、発進時及び軽負荷時であって、通常走行が、前記エンジンの駆動力を直接用いて走行するモードによって行われることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【００３７】
かかる構成によると、発進時及び軽負荷時のエンジンの効率が悪いときにモータ駆動力で走行させ、通常走行に移行するときには、エンジンへの燃料供給を、エンジン回転速度が所定速度以上であることを条件に再開させる。
【００３８】
従って、発進・停止を繰り返すことで、エンジンへの燃料供給・停止が繰り返されるときに、排気エミションの悪化を抑止し、かつ、ショックの発生を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態におけるハイブリッド車両のシステム構成図。
【図２】実施形態における動力分割機構を構成する遊星歯車装置を示す図。
【図３】実施形態において動力分割分機構を構成する遊星歯車の軸回転数の相関を示す共線図。
【図４】実施形態におけるハイブリッド車両における燃料供給の再開制御を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン、２…動力分配機構、３…駆動輪、４…ジェネレータ、５…モータ、６…インバータ、７…バッテリ、８…減速機、９…コントロールユニット
【図１】
2004225563.tif 000003
【図２】
2004225563.tif 000004
【図３】
2004225563.tif 000005
【図４】
2004225563.tif 000006