(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において、電力走行モードからハイブリッド走行モードへ切り替わる際に伴う、エンジン始動時のショックを回避する。【解決手段】走行モードの選択制御で参照する走行モード選択マップ上で電力走行モードとハイブリッド走行モードとの間を分けるモード切替線を、或るアクセル開度のアクセル開度一定線に一致させる。【選択図】図４
2007099200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ／ジェネレータと、エンジンとを具えたハイブリッド車両に設けられ、駆動力目標値および車速に基づき、該モータ／ジェネレータのみを用いて走行する電力走行モード、または、該モータ／ジェネレータおよび該エンジンを用いて走行するハイブリッド走行モードのいずれかを選択するハイブリッド車両のモード切り替え制御装置において、
前記走行モード間の境界における駆動力目標値および車速間の関係を表すモード切替線を、アクセル開度一定における駆動力目標値および車速間の関係を表すアクセル開度一定線に一致させたことを特徴とするハイブリッド車両のモード切替制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両のモード切替制御装置において、
前記アクセル開度一定線は、アクセル開度が中程度の時の第１アクセル開度一定線と、アクセル開度が大程度の時の第２アクセル開度一定線とを有し、
前記モータ／ジェネレータと電力を授受するバッテリの蓄電量が標準域の場合には、前記モード切替線を、第１アクセル開度一定線に一致させ、
前記蓄電量が標準域以上の場合には、前記モード切替線を、第２アクセル開度一定線と一致させるよう構成したことを特徴とするハイブリッド車両のモード切替制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のハイブリッド車両のモード切替制御装置において、
前記アクセル開度一定線は、アクセル開度が中程度の時の第１アクセル開度一定線と、アクセル開度が小程度の時の第３アクセル開度一定線とを有し、
前記モータ／ジェネレータと電力を授受するバッテリの蓄電量が標準域の場合には、前記モード切替線を、第１アクセル開度一定線に一致させ、
前記蓄電量が標準域以下の場合には、前記モード切替線を、第３アクセル開度一定線に一致させるよう構成したことを特徴とするハイブリッド車両のモード切替制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機であるモータ／ジェネレータおよび内燃機関であるエンジンを、動力源として具えたハイブリッド車両につき、モータ／ジェネレータのみを用いて走行するモードから、モータ／ジェネレータおよびエンジンを用いて走行するモードへ切り替える制御、およびその逆に切り替える制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
運転者が操作するアクセル開度またはアクセル開度に連動するスロットル開度と、車速とに基づき、ハイブリッド車両の走行モードを適宜選択するよう制御する発明として、本願出願人は、例えば特許文献１に記載のごときものを既に出願している。
特許文献１に記載のハイブリッド車のモード遷移制御装置は、走行モード切り替えの際に生じる燃費の無駄や、電力の無駄を抑制するために、走行モードの切り替え回数が少なくなるよう、走行モードの切替を制御するものである。具体的には、近い将来に選択されるであろう将来目標走行モードCを予測し、現在選択されている走行モードAから、将来目標走行モードCに切り替わるために、瞬時に通過する走行モードBがある場合には(走行モードA→走行モードB→走行モードC)、瞬時に通過する走行モードBをスキップするものである(走行モードA→走行モードC)。
【特許文献１】特開２００５−１６４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来のようなハイブリッド車のモード遷移制御装置にあっては、尚も以下に説明するような問題を生ずる。つまり現在選択されている走行モードAから、将来目標走行モードCに切り替わることには変わりがないため、依然として走行モード切り替えが実行される。したがって、エンジン始動に伴なうショックが発生して乗り心地性能を悪化させる。
ここで、上記した問題の前提のなる走行モードの選択制御につき、特許文献１で開示された内容を参照しつつ説明する。
本願の図７は、特許文献１の図６および図７を重ねあわせて表示したものであって、走行モードの選択制御をマップ化したものである。なお、スロットル開度はアクセル開度と略同義であることから、本願の図７ではアクセル開度と表示している。
【０００４】
走行モードの選択制御は、駆動力目標値および車速で表示される動作点を求め、図７に示すマップを参照し、当該動作点に該当する走行モードを選択する。
例えば、運転者が図７中の低車速域でアクセル開度をｄにして走行中に、加速を所望して、アクセル開度をｅまで増加して、アクセル開度をそのままｅに保持するとする。そうすると、図７中で駆動力目標値および車速で表示される動作点が、現在選択されている走行モードA（電力走行モード）かつアクセル開度一定線ｄ上から、アクセル開度一定線ｅに漸近するよう移動し、最終的にはアクセル開度一定線ｅ上に移動する。
このとき動作点は、通常の制御においては走行モードA（電力走行モード）→走行モードB→走行モードC（ハイブリッド走行モード）となるところ、直接に走行モードA（電力走行モード）→走行モードC（ハイブリッド走行モード）となるようモード切替制御を実行する。
あるいは、運転者が図７中の低車速域でアクセル開度をeに保持して走行中にハイブリッド車両が降坂路にさしかかり、車速が増加する場合にも、通常の制御においては走行モードA（電力走行モード）→走行モードB→走行モードC（ハイブリッド走行モード）となるところ、直接に走行モードA（電力走行モード）→走行モードC（ハイブリッド走行モード）となるようモード切替制御を実行する。
しかし、運転者はアクセル開度をｅに保持しているにもかかわらず、ハイブリッド走行モードへの切り替えに伴なってエンジンを始動すれば、エンジンのファイヤリングによる駆動トルクの急変動によってショックが発生し、乗り心地性能が悪化する。
【０００５】
本発明は、ハイブリッド車両の特色である各種走行モードの選択制御を具えつつも、アクセル開度が略一定の場合には、走行モードの切り替えを極力なくして、エンジン始動時のショックを回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的のため本発明によるハイブリッド車両のモード切替制御装置は、請求項１に記載のごとく、
モータ／ジェネレータと、エンジンとを具えたハイブリッド車両に設けられ、駆動力目標値および車速に基づき、該モータ／ジェネレータのみを用いて走行する電力走行モード、または、該モータ／ジェネレータおよび該エンジンを用いて走行するハイブリッド走行モードのいずれかを選択するハイブリッド車両のモード切り替え制御装置において、
前記走行モード間の境界における駆動力目標値および車速間の関係を表すモード切替線を、アクセル開度一定における駆動力目標値および車速間の関係を表すアクセル開度一定線に一致させたことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００７】
かかる本発明のモード切替制御装置によれば、電力走行モードとハイブリッド走行モードとの間を分けるモード切替線が、或るアクセル開度を保持されるときの動作点同士を結んで表されるアクセル開度一定線と一致するため、
アクセル開度を一定にして走行する場合には、走行モードが極力切り替わることがなく、エンジンが始動することがない。したがって、エンジン始動に伴なうショックを防止して、搭乗者の乗り心地性能や駆動システム系全体の耐久性の悪化を回避することができる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態になるモード切替制御装置を適用可能なハイブリッド車両の駆動系を例示し、これを本実施例においては、内蔵モータ／ジェネレータを具えたハイブリッド変速機として、前輪駆動車（ＦＦ車）用のトランスアクスルとして用いるのに有用な以下に詳述する構成となす。
【０００９】
図において１は変速機ケースを示し、該変速機ケース１の軸線方向（図の左右方向）右側（エンジンENGに近い前側）にラビニョオ型プラネタリギヤセット２を、また図の左側（エンジンENGから遠い後側）に例えば複合電流２層モータ４を可とするモータ／ジェネレータ組を内蔵する。
これらラビニョオ型プラネタリギヤセット２および複合電流２層モータ４は変速機ケース１の主軸線上に同軸に配置するが、この主軸線からオフセットさせて平行に配置したカウンターシャフト５およびディファレンシャルギヤ装置６をも変速機ケース１内に内蔵させる。
【００１０】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、ロングピニオンP1およびリングギヤRを共有するシングルピニオン遊星歯車組７およびダブルピニオン遊星歯車組８の組み合わせになり、シングルピニオン遊星歯車組７はサンギヤSsにロングピニオンP1を噛合させた構造とし、ダブルピニオン遊星歯車組８はサンギヤSd、リングギヤRおよびロングピニオンP1の他に、大径のショートピニオンP2を具え、ショートピニオンP2をサンギヤSdおよびリングギヤRに噛合させると共にロングピニオンP1にも噛合させた構造とする。
そして遊星歯車組７，８のピニオンP1,P2を全て、共通なキャリアCにより回転自在に支持する。
【００１１】
以上の構成になるラビニョオ型プラネタリギヤセット２は、サンギヤSd、サンギヤSs、リングギヤR、およびキャリアCの４個の回転メンバを主たる要素とし、これら４個の回転メンバのうち２個のメンバの回転速度を決定すると他のメンバの回転速度が決まる２自由度の差動装置を構成する。
なお差動装置は、本実施例で用いるラビニョオ型プラネタリギヤセット２に限られず、任意のものを用いることができるのは言うまでもない。
【００１２】
複合電流２層モータ４は、内側ロータ4riと、これを包囲する環状の外側ロータ4roとを、変速機ケース１内に同軸に回転自在に支持して具え、これら内側ロータ4riおよび外側ロータ4ro間における環状空間に同軸に配置した環状ステ-タ４ｓを変速機ケース１に固設して構成する。
環状コイル４ｓと外側ロータ4roとで外側のモータ／ジェネレータである第１のモータ／ジェネレータMG1を構成し、環状コイル４ｓと内側ロータ4riとで内側のモータ／ジェネレータである第２のモータ／ジェネレータMG2を構成する。
ここでモータ／ジェネレータMG1,MG2はそれぞれ、複合電流をモータ側が負荷として供給される時は供給電流に応じた個々の方向の、また供給電流に応じた個々の速度（停止を含む）の回転を出力するモータとして機能し、複合電流を発電機側が負荷として印加した時は外力による回転に応じた電力を発生する発電機として機能する。
【００１３】
なお図１ではモータ／ジェネレータMG1,MG2を複合電流２層モータとして構成したが、モータ／ジェネレータMG1,MG2はこれに限られず、個々のロータおよびステータ組で構成し、これらの組を相互に径方向へオフセットさせて配置することができる。
【００１４】
ラビニョオ型プラネタリギヤセット２の上記した４個の回転メンバには、回転速度順に、つまりサンギヤSs、リングギヤR、キャリアC、サンギヤSdの順に、第1モータ／ジェネレータMG1、原動機であるエンジンENG、ディファレンシャギヤ装置６を含む車輪駆動系への出力（Out）、第2モータ／ジェネレータMG2をそれぞれ結合する。
【００１５】
この結合を図１に基づき以下に詳述するに、リングギヤRをエンジン（ENG）回転が入力される入力要素とするため、このリングギヤRをクラッチ３を介してエンジンクランクシャフト９に結合する。
サンギヤSdは軸１１を介して第２モータ／ジェネレータMG2の内側ロータ４riに結合し、軸１１を包套する中空軸１２を介してサンギヤSsを第１モータ／ジェネレータMG1の外側ロータ４roに結合する。
【００１６】
キャリアCを車輪駆動系(Out)へ回転を出力する出力要素とするため、このキャリアCに中空軸１３を介して出力歯車１４を結合し、これをカウンターシャフト５上のカウンター歯車１５に噛合させる。
カウンターシャフト５には別にファイナルドライブピニオン１６を一体的に設け、これを、ディファレンシャルギヤ装置６に設けたファイナルドライブリングギヤ１７に噛合させる。
変速機からの出力回転は、ファイナルドライブピニオン１６およびファイナルドライブリングギヤ１７により構成されるファイナルドライブギヤ組を経てディファレンシャルギヤ装置６に至り、このディファレンシャルギヤ装置により左右駆動輪１８に分配されるものとする。
【００１７】
上記したハイブリッド車両の駆動系になる変速制御および走行モード切替制御システムは図２に示すごとく、ハイブリッドコントローラ２１を具え、このハイブリッドコントローラ２１は目標エンジントルクに関する指令をエンジンコントローラ２２に供給し、エンジンコントローラ２２はエンジンENGを当該目標トルクが発生するようスロットル制御を実行する。
【００１８】
ハイブリッドコントローラ２１は更に、モータ／ジェネレータMG1のトルク指令およびモータ／ジェネレータMG2の回転数指令の組み合わせに関する信号、またはモータ／ジェネレータMG1の回転数指令およびモータ／ジェネレータMG2のトルク指令の組み合わせに関する信号をモータコントローラ２３に供給し、モータコントローラ２３はインバータ２４およびバッテリ２５によりモータ／ジェネレータMG1,MG2をそれぞれ、上記したトルク指令および回転数指令の組み合わせが達成されるよう制御する。ここでインバータ２４は、モータ／ジェネレータMG1,MG2の三相電流を制御するものである。
【００１９】
これがためハイブリッドコントローラ２１には、アクセルペダル踏み込み量からアクセル開度APOを検出するアクセル開度センサ（図示せず）からの信号と、車速VSPを検出する車速センサ（図示せず）からの信号と、モータ／ジェネレータMG1,MG2の実トルクを検出するトルク検出手段（図示せず）からの信号と、モータ／ジェネレータMG1,MG2の実回転数を検出する回転検出手段（図示せず）からの信号と、エンジン回転数Neを検出するエンジン回転センサ（図示せず）からの信号とを入力する。
なお、モータ／ジェネレータMG1,MG2のトルク検出手段および回転検出手段からの信号は更にモータコントローラ２３にも供給し、モータコントローラ２３がこれら検出手段からの信号と上記したトルク指令および回転数指令との間における偏差に応じたフィードバック制御により当該指令が達成されるようになす。
【００２０】
ハイブリッドコントローラ２１は上記の入力情報を基に、予め記憶された図３に例示する駆動力目標値決定マップを参照して、アクセル開度APOおよび車速VSPから運転者が要求している車輪の駆動力目標値を決定する。
【００２１】
また、ハイブリッドコントローラ２１は上記の入力情報および求めた駆動力目標値を基に、予め記憶された図４に例示する走行モード選択マップを参照して、ハイブリッド車両の走行モードを選択する。
【００２２】
本実施例では、走行のための動力源としてモータ／ジェネレータMG1,MG2を用いる電力走行（ＥＶ）モードと、モータ／ジェネレータMG1,MG2およびエンジンENGを用いるハイブリッド走行（Ｅ−ｉＶＴ）モードが用意されている。
一般には図４に示すように、車速VSPが低速域の場合や駆動力目標値が小さい場合には、電力走行モードを選択する。また、車速VSPが高速域の場合や駆動力目標値が大きい場合には、ハイブリッド走行モードを選択する。
また、車速VSPが上述した場合の間となる中速域の場合や駆動力目標値が上述した場合の間となる場合には、詳しくは後述するが電力走行モードまたはハイブリッド走行モードを適宜選択する。
【００２３】
なお、上記した走行モード選択マップと、前述の図３の駆動力目標値決定マップとは、両者とも車速VSPおよび駆動力目標値の関係で表示されることから、図４に示すように両者を重ねて表すことができる。
【００２４】
図３および図４に示す駆動力目標値決定マップに沿って説明すると、アクセル開度を或る値に保持して走行中には、異なる車速毎に駆動力目標値を設定する。つまり、アクセル開度一定のもとで、駆動力目標値および車速の関係を表すアクセル開度一定線を設定する。
このアクセル開度一定線は、車速が大きいほど駆動力目標値が少なくなるよう設定する。
また、アクセル開度毎にアクセル開度一定線を設定し、アクセル開度が大程度であるほど駆動力目標値が大きくなるよう設定する。
【００２５】
すなわち、車速および駆動力目標値を表す動作点について、アクセル開度を大程度のある値に保持した場合に個々の動作点同士を結んだものがアクセル開度一定線aである。
またアクセル開度を中程度のある値に保持した場合に個々の動作点同士を結んだものがアクセル開度一定線bである。
またアクセル開度を小程度のある値に保持した場合に個々の動作点同士を結んだものがアクセル開度一定線ｃである。
【００２６】
このようにアクセル開度一定線は、アクセル開度毎に設定される。したがってアクセル開度を小刻みにすればアクセル開度一定線が多数設定されるものであるが、図３，４には、アクセル開度が小程度から大程度の場合にわたり、代表的なアクセル開度一定線を数本表示する。
【００２７】
本実施例では、図４に示すように車速が低速域では、駆動力目標値の大小に係わらず
電力走行（ＥＶ）モードを選択する。
また、車速が高速域では、駆動力目標値の大小に係わらずハイブリッド走行（Ｅ−ｉＶＴ）モードを選択する。
そして、車速が中速域では、駆動力目標値がアクセル開度一定線ｂ以上の場合にはハイブリッド走行モードを選択し、駆動力目標値がアクセル開度一定線ｂ未満の場合には電力走行モードを選択し電力走行モードを選択する。
【００２８】
つまり、車速が中速域では、図４に示す走行モード選択マップ上で電力走行（ＥＶ）モードと、ハイブリッド走行（Ｅ−ｉＶＴ）モードとの境界における駆動力目標値および車速間の関係を表すモード切替線を、アクセル開度一定における駆動力目標値および車速間の関係を表すアクセル開度一定線ｂに一致させたことから、
例えば、走行負荷不変のもとで、ハイブリッド走行（Ｅ−ｉＶＴ）モードを選択し、運転者がアクセル開度をaに保持して中速域のある車速で一定速走行中に、運転者がアクセル開度をa2までやや戻し、その後一定値a2を保持して走行する場合には、動作点がアクセル開度一定線a上からアクセル開度一定線a2に漸近するよう移動して最終的にはアクセル開度一定線a2上に移動し、車速が中速域で減少するものの、ハイブリッド走行（Ｅ−ｉＶＴ）モードを保持したままであり、電力走行（ＥＶ）モードに切り替わることがない。
また例えば、ハイブリッド走行（Ｅ−ｉＶＴ）モードを選択し、運転者がアクセル開度をa2に保持して中速域のある車速で一定速走行中に、ハイブリッド車両が坂路にさしかかり、車速が中速域で変化する場合であっても、動作点がアクセル開度一定線a2上を移動するため、ハイブリッド走行（Ｅ−ｉＶＴ）モードを保持したままであり、電力走行（ＥＶ）モードに切り替わることがない。
したがって、図４に示すように中・高速域で車速変化が生じても走行モードがハイブリッド走行（Ｅ−ｉＶＴ）モードから電力走行（ＥＶ）モードに切り替わることがなく、エンジンが停止することがない。この結果、エンジン停止に伴なうショックを防止して、搭乗者の乗り心地性能や駆動システム系全体の耐久性の悪化を回避することができる。
【００２９】
また例えば、走行負荷不変のもとで、電力走行（ＥＶ）モードを選択し、運転者がアクセル開度をｃに保持して中速域のある車速で一定速走行中に、運転者がアクセル開度をｃ2までやや踏み増し、その後一定値ｃ2を保持して走行する場合には、動作点がアクセル開度一定線ｃ上からアクセル開度一定線ｃ2に漸近するよう移動して最終的にはアクセル開度一定線ｃ2上に移動し、車速が中速域で増加するものの、電力走行（ＥＶ）モードを保持したままでありハイブリッド走行（Ｅ−ｉＶＴ）モードに切り替わることがない。
また例えば、電力走行（ＥＶ）モードを選択し、運転者がアクセル開度をc2に保持して中速域のある車速で一定速走行中に、ハイブリッド車両が坂路にさしかかり、車速が中速域で変化する場合であっても、動作点がアクセル開度一定線ｃ2上を移動するため、電力走行（ＥＶ）モードを保持したままであり、ハイブリッド走行（Ｅ−ｉＶＴ）モードに切り替わることがない。
したがって、走行モードが電力走行（ＥＶ）モードからハイブリッド走行（Ｅ−ｉＶＴ）に切り替わることがなく、エンジンが始動することがない。この結果、エンジン始動に伴なうショックを防止して、搭乗者の乗り心地性能や駆動システム系全体の耐久性の悪化を回避することができる。
【００３０】
また、本実施例では、ハイブリッドコントローラ２１に、バッテリ２５の蓄電量（充電状態：SOCともいう）を判断する手段（図示せず）からの信号を入力し、ハイブリッドコントローラ２１は、バッテリ２５の蓄電量に応じてモード切替線を他のアクセル開度一定線に一致するよう変更させる。
【００３１】
具体的には、本実施例ではアクセル開度が中程度の時のアクセル開度一定線ｂと、アクセル開度が大程度の時のアクセル開度一定線ａとを有する。そして、バッテリ２５の蓄電量が多くもなく少なくもない標準域の場合には、モード切替線をアクセル開度一定線ｂに変更させる（図４）。
しかし、バッテリ２５の蓄電量が多くなり標準域以上となれば、モード切替線を、図５に示すようにアクセル開度一定線ａに変更させる。
【００３２】
また、本実施例ではアクセル開度が小程度の時のアクセル開度一定線ｃを有する。そして、バッテリ２５の蓄電量が少なくなり標準域以下となれば、モード切替線を、図６に示すようにアクセル開度一定線ｃに変更させる。
【００３３】
このようにバッテリ２５の蓄電量に応じてモード切替線を変更することから、
バッテリ２５の蓄電量が多い場合には、バッテリ２５に蓄えられた電力量を用いて電力走行（ＥＶ）モードで走行する機会を増やすことが可能になり、エンジン始動を極力少なくして、ショックの抑止および搭乗者の乗り心地性能を益々向上することができる。また、燃費の向上にも寄与することができる。
【００３４】
また、バッテリ２５の蓄電量が少ない場合には、ハイブリッド走行（Ｅ−ｉＶＴ）モードで走行する機会を増やすことが可能になり、エンジンＥＮＧを用いてバッテリ２５を充電することが可能になる。
【００３５】
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明によるモード切替制御装置を適用し得るハイブリッド車両の駆動系を例示する線図的構成図である。
【図２】同実施例のモード切替制御装置のシステム構成図である。
【図３】同実施例において、走行中の駆動力目標値を求めるための駆動力目標値決定マップである。
【図４】同実施例において、走行モードを選択するための走行モード選択マップである。図である。
【図５】同実施例において、バッテリの蓄電量が標準域以上の場合の走行モード選択マップである。
【図６】同実施例において、バッテリの蓄電量が標準域以下の場合の走行モード選択マップである。
【図７】従来例になる走行モード選択マップおよび駆動力目標値決定マップである。
【符号の説明】
【００３７】
１  変速機ケース
２  ラビニョオ型プラネタリギヤセット（差動装置）
３  クラッチ
ENG  エンジン（原動機）
４  複合電流２層モータ
MG1  第１モータ／ジェネレータ
MG2  第２モータ／ジェネレータ
７  シングルピニオン遊星歯車組
８  ダブルピニオン遊星歯車組
Sd  サンギヤ
Ss  サンギヤ
P1  ロングピニオン
P2  ショートピニオン
R  リングギヤ
C  キャリア
21  ハイブリッドコントローラ
22  エンジンコントローラ
23  モータコントローラ
24  インバータ
25  バッテリ
【図１】
2007099200.tif 000003
【図２】
2007099200.tif 000004
【図３】
2007099200.tif 000005
【図４】
2007099200.tif 000006
【図５】
2007099200.tif 000007
【図６】
2007099200.tif 000008
【図７】
2007099200.tif 000009