(57)【要約】【課題】高車速で走行している際に要求駆動力が低下すること伴ってワンウェイクラッチが解放されることを抑制することができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】エンジンが連結された第１回転要素と、モータが連結された第２回転要素と、駆動輪に連結された第３回転要素とを有する差動機構と、所定の車速以上で走行する際に係合して差動機構に反力トルクを作用させるワンウェイクラッチとを備え、ワンウェイクラッチは、モータとトルク伝達可能に連結され、モータへの電力の供給を停止するとともに、エンジンから駆動力を出力して所定の車速以上で走行している際に、車両への要求駆動力が予め定められた所定値以下になった場合（ステップＳ４）に、モータに電力を供給してモータからワンウェイクラッチを係合させる方向にトルクを伝達する（ステップＳ５）ように構成されている。【選択図】図１
2016155469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンが連結された第１回転要素と、モータが連結された第２回転要素と、駆動輪に連結された第３回転要素とを有する差動機構と、所定の車速以上で走行する際に、前記エンジンから出力されたトルクにより係合して、前記差動機構に反力トルクを作用させるワンウェイクラッチとを備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記ワンウェイクラッチは、前記モータとトルク伝達可能に連結され、
前記モータへの電力の供給を停止するとともに、前記エンジンから駆動力を出力して前記所定の車速以上で走行している際に、前記車両への要求駆動力が予め定められた所定値以下になった場合に、前記モータに電力を供給して前記モータから前記ワンウェイクラッチを係合させる方向にトルクを伝達するように構成されている
ことを特徴と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】
この発明は、エンジンとモータとを備えたハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンとモータとから出力されたトルクが、動力伝達ギヤを介して駆動輪に伝達されるように構成されたハイブリッド車両が記載されている。このハイブリッド車両は、高速走行時には、エンジンのみから駆動力を出力して走行する方が効率がよく、その際には、モータを機械的に固定するとともに、モータへの電力の供給を停止することにより電力消費量を低減するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４１３５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンが連結された入力要素と、モータ・ジェネレータが連結された反力要素と、駆動輪に連結された出力要素とを備えたハイブリッド車両は、所定の車速未満ではモータ・ジェネレータが発電機として機能し、所定の車速以上では、モータ・ジェネレータが電動機として機能する場合がある。そのようにモータ・ジェネレータが電動機として機能することによる電力の損失を抑制するために、所定の車速以上で係合することにより反力を受け持つワンウェイクラッチを設け、モータへの電力の供給を停止させることが好ましい。一方、比較的高車速では、走行路面や車間距離などの種々の条件に応じて、アクセルペダルが踏み込まれ、またそのアクセル操作が戻される。このようなアクセル操作が繰り返し行われると、ワンウェイクラッチが係合と解放とを繰り返すことになる。そのため、ワンウェイクラッチの耐久性が低下する可能性がある。また、ワンウェイクラッチが解放されている状態から係合するまでは、エンジンを過剰運転することになるので、係合と解放との不用意な繰り返しは、燃費を悪化させる要因となる可能性がある。
【０００５】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、高車速で走行している際に要求駆動力が低下すること伴ってワンウェイクラッチが解放されることを抑制することが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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、エンジンが連結された第１回転要素と、モータが連結された第２回転要素と、駆動輪に連結された第３回転要素とを有する差動機構と、所定の車速以上で走行する際に、前記エンジンから出力されたトルクにより係合して、前記差動機構に反力トルクを作用させるワンウェイクラッチとを備えたハイブリッド車両の制御装置において、前記ワンウェイクラッチは、前記モータとトルク伝達可能に連結され、前記モータへの電力の供給を停止するとともに、前記エンジンから駆動力を出力して前記所定の車速以上で走行している際に、前記車両への要求駆動力が予め定められた所定値以下になった場合に、前記モータに電力を供給して前記モータから前記ワンウェイクラッチを係合させる方向にトルクを伝達するように構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、所定の車速以上で走行する際に、エンジンから出力されたトルクによりワンウェイクラッチが係合する。一方、要求駆動力が低下してワンウェイクラッチが係合する方向にエンジンからトルクが伝達されなくなると、モータに電力が供給されてモータからワンウェイクラッチを係合させる方向のトルクが伝達される。したがって、ワンウェイクラッチが解放されることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明に係る制御装置の制御例を説明するためのフローチャートである。
【図２】この発明の対象とすることができるハイブリッド車両の一例を説明するためのスケルトン図である。
【図３】ＳＯＷＣを係合させる運転状態を説明するための線図である。
【図４】各遊星歯車機構における各回転要素の運転状態を説明するための共線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明で対象とすることができるハイブリッド車両の一例を図２に示している。図２に示す車両は、エンジン１と二つのモータ・ジェネレータ２，３とを備えている。このエンジン１の出力軸４は、シングルピニオン型の遊星歯車機構（以下、第１遊星歯車機構と記す）５における第１キャリヤ６に連結されている。また、第１遊星歯車機構５における第１サンギヤ７には第１モータ・ジェネレータ２が連結され、さらに、第１遊星歯車機構５における第１リングギヤ８には、ギヤトレーン部９を介して図示しない駆動輪が連結されている。また、ギヤトレーン部９には、第２モータ・ジェネレータ３が連結されている。なお、第１遊星歯車機構５は、この発明の実施例における「差動機構」に相当する。
【００１０】
上記第１モータ・ジェネレータ２を挟んで第１遊星歯車機構５とは反対側にダブルピニオン型の遊星歯車機構（以下、第２遊星歯車機構と記す）１０が配置されている。この第２遊星歯車機構１０における第２サンギヤ１１には、第１モータ・ジェネレータ２が連結され、第２キャリヤ１２には、エンジン１の出力軸４が連結され、第２リングギヤ１３には、セレクタブルワンウェイクラッチ（以下、ＳＯＷＣと記す）１４が連結されている。
【００１１】
このＳＯＷＣ１４は、第２リングギヤ１３を一方に回転させるようにトルクが入力された場合に固定部１５と係合して、第２リングギヤ１３が回転することを制限するとともに、他方に回転させるようにトルクが入力された場合には、第２リングギヤ１３が回転することを許容するワンウェイクラッチとして機能する状態（以下、オン制御状態と記す）と、第２リングギヤ１３に入力されるトルクの向きに拘わらず、第２リングギヤ１３が回転することを許容する状態（以下、オフ制御状態と記す）とを選択的に切り替えることができるように構成されている。
【００１２】
このＳＯＷＣ１４は、車速とアクセル開度とに基づいてオン制御状態とオフ制御状態とを切り替えるように構成されている。図３は、ＳＯＷＣ１４を係合させる運転状態を説明するための図である。なお、運転状態が図３におけるハッチングを付した領域内である場合には、ＳＯＷＣ１４をオン制御状態とするように構成されている。図３に示すようにＳＯＷＣ１４は、後述する所定の車速（図３における係合可能最低車速）以上となる場合にオン制御状態に切り替えられる。一方、ＳＯＷＣ１４をオン制御状態に切り替えた状態で走行すると、車速に応じて各遊星歯車機構５，１０におけるピニオンギヤの回転数が増大する。そのため、車速が高速になりピニオンギヤの回転数が過剰に増大すると、ピニオンギヤの耐久性が低下するので、図３に示す例では、一定の車速（図３における係合可能最高車速）以上まで車速が増大した場合には、ＳＯＷＣ１４をオフ制御状態に切り替えるように構成されている。さらに、所定の車速以上であっても、要求駆動力が高いと、ＳＯＷＣ１４に作用するトルクが過剰に高くなってＳＯＷＣ１４の耐久性が低下する可能性がある。したがって、図３に示す例では、アクセル開度が過剰に大きくなったとき（図３における係合可能最高開度以上になったとき）に、ＳＯＷＣ１４をオフ制御状態に切り替えるように構成されている。
【００１３】
つぎに、各遊星歯車機構５，１０における各回転要素の運転状態を図４に示す共線図を参照しつつ説明する。まず、所定の車速未満で車両が走行している場合（図４に破線で示す走行状態の場合）には、上述したようにＳＯＷＣ１４は、オフ制御状態とされている。一方、第１遊星歯車機構５には、エンジン４の出力トルクが伝達され、その反力を第１モータ・ジェネレータ２が出力することにより、第１リングギヤ８からトルクが出力されるように制御される。この際、エンジン４の運転点が、予め定められた最適燃費線上となるように、第１モータ・ジェネレータ２の回転数や出力トルクが制御される。なお、第１モータ・ジェネレータ２の回転を停止させる方向に第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクを制御する場合、言い換えると、第１モータ・ジェネレータ２に通電した状態で、エンジン４のトルクにより第１モータ・ジェネレータ２が回転させられる場合には、第１モータ・ジェネレータ２が発電し、その電力が、第２モータ・ジェネレータ３や図示しないバッテリに供給される。
【００１４】
一方、第２リングギヤ１３の回転数が「０」になる所定の車速以上で車両が走行している場合（図４に実線で示す走行状態の場合）には、ＳＯＷＣ１４がオン制御状態に切り替えられる。この場合には、エンジン４から駆動力を出力すると、エンジン４と同一の方向に第２リングギヤ１３を回転させるようにエンジン４からトルクが伝達される。一方、ＳＯＷＣ１４はオン制御状態であり、そのようにトルクが伝達された場合に、固定部１５と係合するように構成されている。したがって、第２リングギヤ１３が反力要素として機能することにより、第１リングギヤ８からトルクが出力される。その場合には、第１モータ・ジェネレータ２には、電力が供給されておらず、車速とエンジン４の回転数とに応じた回転数で空転している。
【００１５】
このように高車速時に、ＳＯＷＣ１４が反力を受けるようにオン制御状態にされることにより、第１モータ・ジェネレータ２への電力の供給を停止することができるので、電力消費量を低減することができる。
【００１６】
一方、高車速時には、路面の勾配角度や、車間距離、あるいは運転者の特性などの種々の理由により、アクセルペダルのオンとオフとが繰り返し実行される場合がある。そのようにアクセルペダルがオフされると、エンジン４のポンピングロスなどにより、第１キャリヤ６および第２キャリヤ１２には、負のトルク（駆動力を出力している方向とは反対方向のトルク）が作用する。したがって、第２リングギヤ１３には、ＳＯＷＣ１４が解放する方向にトルクが伝達される。その場合、上記のように第１モータ・ジェネレータ２への電力の供給を停止していると、ＳＯＷＣ１４が解放され、第２リングギヤ１３が負方向（エンジン４の回転方向とは反対方向）に回転する。その状態で、再度、アクセルペダルが踏み込まれると、第２リングギヤ１３に作用するトルクの方向が反転して、ＳＯＷＣ１４が係合する。したがって、アクセルペダルのオンとオフとが繰り返し実行されると、ＳＯＷＣ１４は、係合と解放とを繰り返すことになり、耐久性が低下する可能性がある。
【００１７】
そのため、この発明に係る制御装置では、アクセルペダルが戻されたときであっても、ＳＯＷＣ１４を係合させた状態を維持することができるように構成されている。その制御の一例を図１に示している。図１に示す制御は、所定時間毎に繰り返し実行される。まず、車速がＳＯＷＣ１４を係合させる領域（オン制御状態とする領域）内か否かが判断される（ステップＳ１）。このステップＳ１は、上述したように第２リングギヤ１３の回転数が「０」、またはその回転方向が負方向になる車速であるか否かにより判断することができる。この第２リングギヤ１３の回転数は、車速とエンジン４の運転点と、各遊星歯車機構５，１０のギヤ比とから求めることができる。
【００１８】
車速がＳＯＷＣ１４を係合させる領域内でなくステップＳ１で否定的に判断された場合には、ＳＯＷＣ１４を解放させる（オフ制御状態とする）指示を出力して（ステップＳ２）、このルーチンを一旦終了する。なお、既にＳＯＷＣ１４がオフ制御状態である場合には、そのままオフ制御状態を維持する。それとは反対に、車速がＳＯＷＣ１４を係合させる領域内でありステップＳ１で肯定的に判断された場合には、アクセル開度がＳＯＷＣ１４を係合させる領域内であるか否かが判断される（ステップＳ３）。このステップＳ３は、上述したようにＳＯＷＣ１４の耐久性などを考慮して定められたアクセル開度よりも大きいか否かにより判断することができる。アクセル開度が比較的高くステップＳ３で否定的に判断された場合には、ＳＯＷＣ１４を解放させる指示を出力して（ステップＳ２）、このルーチンを一旦終了する。
【００１９】
一方、アクセル開度が比較的小さくステップＳ３で肯定的に判断された場合には、ついで、アクセル開度が予め定められた閾値α以下か否かが判断される（ステップＳ４）。このステップＳ４における閾値αは、エンジン４から駆動力を出力しなくなる程度のアクセルの操作量であって、実験やシミュレーションなどにより予め定められた値である。アクセル開度が閾値αよりも大きく、ステップＳ４で否定的に判断された場合には、このルーチンを一旦終了する。
【００２０】
それとは反対に、アクセル開度が閾値α以下であって、ステップＳ４で肯定的に判断された場合には、第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）２への電力を供給して（シャットダウンを復帰させて）、第２リングギヤ１３に伝達するトルクを増大させる（ステップＳ５）。このステップＳ５は、ＳＯＷＣ１４が係合する方向にトルクを伝達して、ＳＯＷＣ１４が解放されることを抑制するためであり、そのトルクの大きさは車速やエンジン１によるポンピングロスの大きさなどに基づいて適宜設定することができる。
【００２１】
ついで、第２リングギヤ１４の回転方向が負方向か否かが判断される（ステップＳ６）。このステップＳ６は、ステップＳ５に基づいてトルクを出力した場合であっても、第２リングギヤ１３が負方向に回転する場合があるために設けられたステップであって、ステップＳ６で肯定的に判断された場合には、ステップＳ５に戻り、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクを増大させる。第２リングギヤ１３の回転方向が負方向でなく、ステップＳ６で否定的に判断された場合には、そのまま、このルーチンを一旦終了する。
【００２２】
この発明に係る制御装置は、上述したようにＳＯＷＣ１４の係合と解放とが繰り返し行われることを抑制するものである。したがって、上述したステップＳ４における閾値αは、ステップＳ５で第１モータ・ジェネレータ２のシャットダウンを復帰させるのに要する時間を考慮して、ＳＯＷＣ１４が解放するよりも前に第１モータ・ジェネレータ２から第２リングギヤ１３にトルクが作用するように定めることが好ましい。
【００２３】
上述したように制御することにより、アクセルペダルが戻された場合であっても、ＳＯＷＣ１４が解放されることを抑制することができる。そのため、高速走行時には、エンジン４の回転数に比例して車速が変化するので、いわゆるリニア感を維持することができる。また、ＳＯＷＣ１４が一旦解放されると、再度、ＳＯＷＣ１４が係合するまでの間は、エンジン４が過渡に運転することになるものの、上記のように制御することにより、そのような事態が生じることを抑制することができるので、係合と解放との繰り返しにより燃費が悪化することを抑制することができる。さらに、ＳＯＷＣ１４が、一時的に解放されたとしても、第１モータ・ジェネレータ２からトルクが伝達されて早期にＳＯＷＣ１４を係合状態にすることができる。その結果、ＳＯＷＣ１４の係合面に作用する衝突エネルギーを小さくすることができ、ＳＯＷＣ１４の耐久性が低下することを抑制することができる。言い換えると、ＳＯＷＣ１４の剛性を過度に高くする必要がないので、ＳＯＷＣ１４が大型化することを抑制することができる。
【００２４】
また、上述したようにステップＳ４における閾値を、第１モータ・ジェネレータ２のシャットダウンを復帰させるのに要する時間を考慮して定めることにより、ＳＯＷＣ１４が係合した状態を維持することができる。その結果、上述したリニア感を維持することをより一層向上させることができ、または燃費が悪化することや、ＳＯＷＣ１４の耐久性が低下することをより一層抑制することができる。
【００２５】
さらに、図２に示すようにエンジン４の出力軸４や、第１モータ・ジェネレータ２の出力軸とは異なる回転部材にＳＯＷＣ１４を設けることにより、第１モータ・ジェネレータ２の出力トルクをギヤ比に応じて増大させることができるので、ＳＯＷＣ１４を係合させるように第１モータ・ジェネレータ２から出力するトルクを低下させることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１…エンジン、  ２，３…モータ・ジェネレータ、  ４…出力軸、  ５，１０…遊星歯車機構、  ６，１２…キャリヤ、  ７，１１…サンギヤ、  ８，１３…リングギヤ、  ９…ギヤトレーン部、  １４…セレクタブルワンウェイクラッチ（ＳＯＷＣ）、  １５…固定部。
【図１】
2016155469.tif 000003
【図２】
2016155469.tif 000004
【図３】
2016155469.tif 000005
【図４】
2016155469.tif 000006