(57)【要約】【課題】ハイブリッド車に於いて、運転モードを内燃機関のみによる駆動と、電動機のみによる駆動と、両者による駆動の間に切換えるに際して、内燃機関または電動機の制御が他方のオンオフにより受ける外乱を低減或は無くし、運転モードの切換えに際して車輪駆動系や車体に衝撃や振動が生ずることを抑制する。【解決手段】ハイブリッド車に於いて、内燃機関は前輪または後輪のいずれか一方をのみを駆動し、電動機は前輪または後輪のいずれか一方をのみを駆動するようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と電動機とを車輌駆動源とするハイブリッド車にして、前輪および後輪のいずれか一方を前記内燃機関のみにて駆動し、他方を前記電動機のみにて駆動するようになっていることを特徴とするハイブリッド車。
【請求項２】
前記内燃機関が停止されている状態で上り坂発進しようとするとき前記内燃機関が自動的に始動されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車。
【請求項３】
前記内燃機関が停止されている状態で平地発進するとき、アクセル開度が所定値以上であれば、車速が零でない所定値に達すると前記内燃機関が自動的に始動されるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関と電動機とを車輌駆動源とするハイブリッド車に係り、特に機関駆動系と電動駆動系とを分離したハイブリッド車に係る。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関と電動機とを車輌駆動源とするハイブリッド車に於いて、前輪および後輪にそれぞれ個別に電動機を設け、車輌の運転状態や道路状況に応じて２輪駆動と４輪駆動の間の切り換えを行うことが下記の特許文献１および２に記載されている。このうち特許文献１には、更に登坂路での車輌発進時に、車輌を零より大きい所定の車速または加速度まで後退させた後駆動力を付与する制御を行い、運転者が道路勾配を把握してアクセルペダルを踏み込むことができようにすることが記載されている。また特許文献２には、運転者の運転操作と車速とに基づいて目標駆動力を求め、前輪駆動力と後輪駆動力とを制御することが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１７１３７７号
【特許文献２】特開２００１−１７１３７８号
【０００３】
またハイブリッド車に於いて、内燃機関の運転中にも電動機を作動させて内燃機関の出力を助ける加速モードと電動機は作動させないクルーズモードとの切換え制御をより適切に行うべく、道路の上り勾配が強い場合には加速モードに入りやすくし、道路の上り勾配が弱い場合には加速モードに入りにくくする制御を行うことが下記の特許文献３に記載されている。また下記の特許文献４および５には、降坂時に路面の勾配の程度を求め、求められた勾配の程度に応じて車輌の運動エネルギより電力を回生する度合を変えるようにすることが記載されており、そのうち特許文献５には、路面の勾配の程度に応じて電力を回生する度合を変えるに当って発電機の発電効率を変えることが記載されている。また下記の特許文献６には、降坂路に於いて回生可能なエネルギの量を演算し、バッテリの蓄電量と降坂路の情報を基づいて降坂路終点に於いて蓄電量が最大となるように降坂路に於ける発電機の制動力を制御することが記載されている。
【特許文献３】特開平１１−２６６５０７号
【特許文献４】特開２０００−１０２１１０号
【特許文献５】特開２０００−２１７２０３号
【特許文献６】特開２００１−５４２０２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ハイブリッド車は、駆動輪を内燃機関のみまたは電動機のみにて駆動するか或いはこれら両方にて同時に駆動する３つの運転モードの間に切り換えて運転されるが、従来のハイブリッド車に於いては、同一の駆動輪を内燃機関のみまたは電動機のみ或いはこれら両方にて駆動するようになっている。その場合、内燃機関を中に挟んでその両側に駆動輪と電動機とを直列に連結したのでは、電動駆動中常に内燃機関を空転させざるをなくなるので、通常、電動機または電動発電機を中に挟んでその一方の側に駆動輪を連結し、他方の側にクラッチを介して内燃機関を連結するか、或いは遊星歯車装置の如き回転動力合成装置の一つの入力端に内燃機関を連結し、他の一つの入力端に電動機を連結し、出力端に駆動輪を連結し、これに適当なクラッチを組み合わせて、内燃機関のみまたは電動機のみ或いはこれら両方にて駆動輪を駆動するようになっている。
【０００５】
しかし、このように内燃機関と電動機とが直接或いはクラッチまたは回転動力合成装置を経て駆動輪に連結されていると、内燃機関または電動機のいずれか一方の作動がオンオフされるとき、そのトルク変化が車体という大きな慣性質量に連結された駆動輪を反力支持部材として他方に直に作用するので、内燃機関または電動機の制御は相当の外乱を受け、運転モードの切換えに際して車輪駆動系や車体に衝撃や振動が生ずる恐れがある。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑み、ハイブリッド車の運転モード切換えに際して内燃機関または電動機の制御が受ける外乱を低減或は無くし、運転モードの切換えに際して車輪駆動系や車体に衝撃や振動が生ずることを抑制したハイブリッド車を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するものとして、本発明は、内燃機関と電動機とを車輌駆動源とするハイブリッド車にして、前輪および後輪のいずれか一方を前記内燃機関のみにて駆動し、他方を前記電動機のみにて駆動するようになっていることを特徴とするハイブリッド車を提案するものである。
【０００８】
上記の如くハイブリッド車が前輪および後輪のいずれか一方を内燃機関のみにて駆動し、他方を電動機のみにて駆動するよう構成されるなら、ハイブリッド車は、内燃機関が停止されている状態で上り坂発進しようとするとき内燃機関が自動的に始動されようになっていてよく、また内燃機関が停止されている状態で平地発進するとき、アクセル開度が所定値以上であれば、車速が零でない所定値に達すると内燃機関が自動的に始動されようになっていてよい。
【発明の効果】
【０００９】
上記の如くハイブリッド車が前輪および後輪のいずれか一方を内燃機関のみにて駆動し、他方を電動機のみにて駆動するよう構成されるときには、内燃機関と電動機とはいずれも前輪または後輪に対しそれぞれ単独にて連結され、内燃機関と電動機との間のトルクの相互干渉は前輪と後輪の間にある車体という大きな慣性質量を介してしか作用しないので、内燃機関および電動機の作動のオンオフに係る制振制御は、それぞれ他方の電動機または内燃機関のトルク変化の干渉を受けることなく実行され、高い制振効果を上げることができる。
【００１０】
また従来一般にハイブリッド車では、内燃機関が停止されている電動運転状態にあるときには、平地での発進でも上り坂での発進でも、発進は電動運転のまま行われている。車輌の発進には一時的に大きな駆動トルクを要し、特に上り坂での発進や平地での機敏な発進には、電動機のみによる電動運転では駆動トルクが不十分である。内燃機関は前輪または後輪のいずれか一方を駆動し、電動機は他方を駆動するようになっていれば、両者の間には車体という大きな慣性質量が介在しているので、両者間での直接的相互出力抑制作用は働かず、車輌発進と同時に内燃機関を始動させても、内燃機関と電動機の平行作動によるトルクの加算効果を十分に発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明によるハイブリッド車の車輪駆動系を一つの実施の形態について示す概略図である。図に於いて、１０は車体であり、１２Ｌ、１２Ｒは左右一対の前輪であり、１４Ｌ、１４Ｒは左右一対の後輪である。前輪１２Ｌ、１２Ｒはそれぞれ内燃機関１６より変速機１８、車軸２０Ｌ、２０Ｒ、操舵機構２２Ｌ，２２Ｒを経て駆動されるようになっている。２４は内燃機関を始動させるスタータであり、２６は内燃機関および車軸２０Ｒの回転により発電を行う発電機である。スタータ２４は低圧（図示の例では１２Ｖ）のバッテリ２８により作動され、また発電機２６が発電した電力は高圧のバッテリ３０に蓄電されるようになっている。低圧バッテリ２８は高圧のバッテリ３０よりＤＣ／ＤＣコンバータ３２を経て充電されるようになっている。
【００１２】
後輪１４Ｌ、１４Ｒはそれぞれ電動発電機３４より差動歯車装置３６および車軸３８Ｌ、３８Ｒを経て駆動され、また電動発電機３４は車輌の制動時に後輪１４Ｌ、１４Ｒにより駆動され、車輌走行慣性エネルギを電力として回生するようになっている。電動発電機３４はインバータ４０を経て高圧バッテリ３０と接続されており、高圧バッテリ３０からの電力により駆動されまた回生電力の発電を行うようになっている。
【００１３】
内燃機関１６、変速機１８、ＤＣ／ＤＣコンバータ３２、電動発電機３４、インバータ４０からは、それぞれの作動状態を示す信号がマイクロコンピュータを備えた電子式車輌運転制御装置（ＥＣＵ）４２へ発信されると共に、同電子式車輌運転制御装置より各装置へ向けてその作動を制御する信号が送られるようになっている。また電子式車輌運転制御装置４２には、高圧バッテリ３０よりその充電状態を示す信号、車速センサ４４より車速を示す信号、傾斜センサ４６より車体の前後方向の傾き角を示す信号が送られると共に、図には示されていないにアクセルセンサよりアクセルペダルの踏み込み状態に関する信号、ブレーキセンサよりブレーキペダルの踏み込み状態に関する信号、２輪駆動／４輪駆動切換スイッチ（４ＷＤＳ／Ｗ）より２輪駆動と４輪駆動の間の切換えに関する信号が送られるようになっている。スタータ２４および発電機２６作動は電子式車輌運転制御装置４２よりの指令信号により制御される。
【００１４】
電子式車輌運転制御装置４２はそれに送られてきた上記の如き各種の信号に応じてそこに組み込まれた制御プログラムに基づいて制御演算を行い、車輌を内燃機関のみまたは電動機のみにて駆動するか或いはこれら両方にて同時に駆動するかの運転モードの選択を行い、車輌を内燃機関のみにて駆動するときには、内燃機関１６を作動させて一対の前輪１２Ｌ、１２Ｒのみを駆動し，車輌を電動機のみにて駆動するときには、電動発電機３４を作動させて一対の後輪１４Ｌ、１４Ｒのみを駆動し，車輌を内燃機関と電動機の両方にて駆動するときには、内燃機関によっては前輪１２Ｌ、１２Ｒのみを駆動し、電動発電機によっては後輪１４Ｌ、１４Ｒのみを駆動する。
【００１５】
図２は、図１に示すハイブリッド車に於いて、電子式車輌運転制御装置４２により内燃機関１６および電動発電機３４の運転が制御される要領の一例を、特に内燃機関が停止されている状態で上り坂発進しようとするとき内燃機関が自動的に始動されること、および内燃機関が停止されている状態で平地発進するとき、アクセル開度が所定値以上であれば、車速が零でない所定値に達すると内燃機関が自動的に始動されることを含む例として示すフローチャートである。
【００１６】
図示のフローチャートによる制御は、車輌の運転が開始されると、電子式車輌運転制御装置４２による車輌の総合的コンピュータ制御の一部として数十ミリセカンドの周期にて繰返し実行される。
【００１７】
制御が開始されると、ステップ１０にて制御に必要なデータの読込みが行われ、ついで読み込まれたデータに基づいてステップ２０にて内燃機関が作動されている（エンジンＯＮ）か否かが判断される。答がイエス（Ｙ）であれば、制御はステップ３０へ進み、傾斜センサ４６により車輌が上り坂上にある（登坂）か否かが判断される。答がイエスであれば、制御はステップ４０へ進み、アクセル開度Ａcが或る所定の比較的大きい開度Ａc１以上であるか否かが判断される。答がイエスであれば、制御はステップ５０へ進み、内燃機関の作動に加えて電動発電機３４が内燃機関による駆動を補助するよう作動される（ＭＧアシスト）。ステップ４０の答がノー（Ｎ）であれば、ＭＧアシストは行われない
【００１８】
ステップ３０の答えがノーであるときには、制御はステップ６０へ進み、車輌が下り坂上にある（降坂）か否かが判断される。答がイエスのときには、制御はステップ７０ へ進み、内燃機関が停止（エンジンＯＦＦ）される。この場合、次の制御サイクルに於いてはステップ２０の答はノーとなるので、制御は後述のステップ１００へ進む。ステップ６０の答がノーのとき、即ち車輌が平地上にあるときには、制御はステップ８０へ進み、ブレーキが作動されている（ブレーキＯＮ）か否かが判断され、答がイエスであれば制御はステップ９０へ進み、電動発電機３４による車輌慣性エネルギからの電力の回生（ＭＧ回生）が行われる。ステップ８０の答がノーであれば、ステップ９０はバイパスされる。
【００１９】
ステップ２０の答がノーであるときには、制御はステップ１００へ進み、車輌が上り坂上にある（登坂）か否かが判断される。答がイエスであれば、制御はステップ１１０へ進み、ブレーキが作動されている（ブレーキＯＮ）か否かが判断される。答がノーであれば制御はステップ１２０へ進み、車輌が発進されているか否かが判断される。この判断は、例えば、ブレーキが作動されてなく、アクセル開度がある所定値以上であり、車速が零から上昇しつつあることによって判断されてよい。ステップ１２０の答がイエスであれば、制御はステップ１３０へ進み、直ちに内燃機関が始動（エンジン始動）される。
【００２０】
ステップ１１０の答がイエスであるときには、制御はステップ１４０へ進み、電動発電機３４による車輌運動エネルギからの電力の回生が行われる。ステップ１２０の答がノーであるとき、即ち、車輌が上り坂上にあり、ブレーキが作動されておらず、車輌発進時でもないときには、制御はステップ１5０へ進み、高圧バッテリ３０の充電量Ｑbが所定値Ｑb1以上であるか否かが判断される。答がイエスであれば、制御はステップ１６０へ進み、電動運転が行われるが、答がノーであれば、制御はステップ１７０へ進み、内燃機関が始動される。
【００２１】
ステップ１００の答がノーであるときには、制御はステップ１８０へ進み、車輌が下り坂上にある（降坂）か否かが判断される。答がイエスであれば、制御はステップ１９０へ進み、ブレーキが作動されているか否かが判断される。答がイエスであれば、制御はステップ２００へ進み、電動発電機３４による車輌運動エネルギからの電力の回生か行われる。ステップ１９０の答がノーであれば、ステップ２００はバイパスされる。
【００２２】
ステップ１８０の答がノーであるとき、即ち、車輌が平地上にあるときには、制御はステップ２１０へ進み、ブレーキが作動されているか否かが判断される。答がイエスであれば、制御はステップ２００へ進み、前述のＭＧ回生制御が行われる。
【００２３】
ステップ２１０の答がノーであるときには、制御はステップ２２０へ進み、車輌が発進されているか否かが判断される。このときの車輌発進の判断も、ステップ１２０について説明したのと同様の要領にてなされてよい。答がイエスであれば、制御はステップ２３０へ進み、アクセル開度Ａcが車輌の機敏な発進を求めるような或る比較的大きい所定値Ａc２以上であるか否かが判断される。答がイエスであれば、制御はステップ２４０へ進み、車速Ｖがある所定の値Ｖ１以上になったか否かが判断される。答がイエスあれば、制御はステップ２５０へ進み、内燃機関が始動される。こうして車輌が平地上にて発進されるときには、アクセル開度が所定値以上であるとき、車輌がある程度進行を開始したときを待って始動され、車輌が上り坂上にあって発進されるときよりはゆとりをもってより滑らかな発進が行われる。平地上の運転では、発進時でないとき、また発進時であってもステップ２３０または２４０の何れか一方でも答がノーであるときには、制御はステップ２６０へ進み、高圧バッテリ３０の充電量Ｑbが所定値Ｑb2以上であるか否かが判断され、答がイエスであれば、制御はステップ２７０へ進み、電動運転が行われるが、答がノーであれば、制御はステップ２５０へ進み、内燃機関が始動される。
【００２４】
以上に於いては本発明を一つの実施の形態とそのいくつかの局面について詳細に説明したが、かかる実施の形態について本発明の範囲内にて種々の変更が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明によるハイブリッド車の車輪駆動系を一つの実施の形態について示す概略図。
【図２】本発明によるハイブリッド車の運転制御要領を上り坂、下り坂、平地走行との関連に於いて例示するフローチャート。
【符号の説明】
【００２６】
１０…車体、１２Ｌ、１２Ｒ…前輪、１４Ｌ，１２Ｒ…後輪、１６…内燃機関、１８…変速機、２０Ｌ，２０Ｒ…車軸、２２ｌ，２２Ｒ…操舵機構、２４…スタータ、２６…発電機、２８…低圧バッテリ、３０…高圧バッテリ、３２…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３４…電動発電機、３６…差動歯車装置、３８Ｌ，３８Ｒ…車軸、４０…インバータ、４２…電子式車輌運転制御装置、４４…車速センサ、４６…傾斜センサ
【図１】
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【図２】
2005320890.tif 000004