(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両において、運転者のブレーキ操作にかかわらず燃費をより向上させる。【解決手段】制御部は、車両の走行位置と移動方向と道路形状とから移動方向に沿った最も近い位置にあるブレーキポイント位置を予測し、車両速度とアクセル開度とから走行に必要な必要エンジン出力を算出し、算出した必要エンジン出力と車両走行位置とブレーキポイント位置に基づいて車両走行位置からブレーキポイント位置までの走行に必要な走行エネルギーを算出し、エンジン回転数とエンジンの回転慣性モーメントに基づいてエンジン回転エネルギーを算出し、必要走行エネルギーとエンジン回転エネルギーとを比較し、この比較結果に基づいてモータジェネレータの負荷トルクの設定を変更する。【選択図】図２
2009113739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、モータジェネレータと、エンジン出力トルクと反対方向のモータジェネレータの負荷トルクを動力出力軸に出力する動力出力機構と、車両の走行位置と移動方向とを取得する移動状態取得手段と、車両走行位置近傍の道路形状を取得する道路形状取得手段と、車両の速度を検出する速度検出手段と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、エンジンの出力とモータジェネレータの負荷トルクを設定する制御部と、を備えるハイブリッド車両であって、
制御部は、
移動状態取得手段で取得した車両の走行位置と移動方向と、道路形状取得手段によって取得した道路形状とから移動方向に沿った最も近い位置にあるブレーキポイント位置を予測するブレーキポイント予測手段と、
速度検出手段で検出した車両速度と、アクセル開度検出手段で検出したアクセル開度とから走行に必要な必要エンジン出力を算出し、算出した必要エンジン出力と車両走行位置とブレーキポイント位置に基づいて車両走行位置からブレーキポイント位置までの走行に必要な走行エネルギーを算出する必要走行エネルギー算出手段と、
エンジン回転数検出手段によって検出したエンジン回転数とエンジンの回転慣性モーメントに基づいてエンジン回転エネルギーを算出するエンジン回転エネルギー算出手段と、
必要走行エネルギーとエンジン回転エネルギーとを比較するエネルギー比較手段と、
エネルギー比較手段による比較結果に基づいてモータジェネレータの負荷トルクの設定を変更する負荷トルク設定変更手段と、
を有することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】
請求項１に記載のハイブリッド車両であって、
負荷トルク設定変更手段は、
必要走行エネルギーがエンジン回転エネルギーよりも小さい場合には、エンジン出力を低減すると共に、モータジェネレータの負荷トルクをエンジンの出力トルクとバランスする負荷トルクよりも大きい負荷トルクに設定すること、
を特徴とするハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項２に記載のハイブリッド車両であって、
負荷トルク設定変更手段は、
アクセル開度検出手段によって検出したアクセル開度が開の状態でエンジン出力の低減とモータジェネレータの負荷トルクの設定を行うこと、
を特徴とするハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のハイブリッド車両であって、
制御部は、モータジェネレータの負荷トルクによってエンジン回転数の制御を行うエンジン回転数制御手段を備え、
負荷トルク設定変更手段は、
必要走行エネルギーがエンジン回転エネルギーよりも大きい場合には、エンジン最適効率線に基づいて必要エンジン出力に対する目標エンジン回転数を算出し、目標エンジン回転数となるようにモータジェネレータの負荷トルクを増減すること、
を特徴とするハイブリッド車両。
【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構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンを用いる車両では、車両の燃費改善及び排気ガスの軽減のため、アクセルを戻した際にフューエルカット制御を行い、燃料の噴射を停止している。ここで、フューエルカットは、再度アクセルを踏み込んだ際に、スムーズに加速できるように比較的高いエンジン回転数（例えば、２０００rpm）において行い、予め設定されている解除回転数（例えば、１６００rpm）以下になると、燃料噴射を再開するように設定されている。また、ハイブリッド車両においては、減速を行う際に、駆動輪に接続された駆動用のモータにて発電を行う回生制動によってバッテリを充電し、エネルギーの回収による燃費の向上を図っている。
【０００３】
上記のような燃費の向上対策を行う際に、ナビゲーション装置を用い現在位置を検出すると共に、予めナビゲーション本体に保持しておいた道路データから、車両の現在の走行環境（例えば、交差点の手前であるか等）を求め、停止の予想される走行環境（例えば、一旦停止交差点の手前等）において、より低い変速段を選択し、フューエルカット、或いは、回生制動を効率的に行うことが提案されている。また、この際、エンジンブレーキ或いは回生による減速動作に加えて、運転者がブレーキペダルを踏み込んで必要以上にエンジン回転数が低下することにより燃費低減効果が減少することを防止できるように、ブレーキペダルに遊びを設けて、エンジンブレーキと油圧ブレーキが同時に作用する時間をずらし、エンジン回転数が下がりすぎないようにする方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、車両前方のカーブ路の曲率又は半径とカーブまでの距離と車速に基づいて必要な減速度を求め、この必要な減速度に基づいて、変速段の変更による減速量とブレーキによる減速量との合計を連続的に制御し、必要以上の減速を防止し、燃費を向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１６６２０９号公報
【特許文献２】特開２００５−１９３７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された従来技術では、ナビゲーション装置によって車両の停止環境を求め、走行状態から必要な変速段の変更を行うと共に、ブレーキの踏み込み量が設定値以上になるまで油圧ブレーキの動作をさせないことにより過度の減速を防止している。つまり、過度の減速を防止することができるかは、運転者のブレーキペダルの踏み込み状態に基づくものとなっている。
【０００７】
また、特許文献２に記載された従来技術では、特許文献１と同様に変速機の変速による減速はナビゲーション装置のデータや車両の走行状態から自動的に行われるものの、ブレーキによる減速量との合計減速量を連続的に制御して過度の減速を防止する動作は、運転者のブレーキペダルの踏み込みの後になされるものであることから、燃費低減の効果は運転者の動作に依存することとなるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、運転者のブレーキ操作にかかわらず燃費をより向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるハイブリッド車両は、エンジンと、モータジェネレータと、エンジン出力トルクと反対方向のモータジェネレータの負荷トルクを動力出力軸に出力する動力出力機構と、車両の走行位置と移動方向とを取得する移動状態取得手段と、車両走行位置近傍の道路形状を取得する道路形状取得手段と、車両の速度を検出する速度検出手段と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、エンジンの出力とモータジェネレータの負荷トルクを設定する制御部と、を備えるハイブリッド車両であって、制御部は、移動状態取得手段で取得した車両の走行位置と移動方向と、道路形状取得手段によって取得した道路形状とから移動方向に沿った最も近い位置にあるブレーキポイント位置を予測するブレーキポイント予測手段と、速度検出手段で検出した車両速度と、アクセル開度検出手段で検出したアクセル開度とから走行に必要な必要エンジン出力を算出し、算出した必要エンジン出力と車両走行位置とブレーキポイント位置に基づいて車両走行位置からブレーキポイント位置までの走行に必要な走行エネルギーを算出する必要走行エネルギー算出手段と、エンジン回転数検出手段によって検出したエンジン回転数とエンジンの回転慣性モーメントに基づいてエンジン回転エネルギーを算出するエンジン回転エネルギー算出手段と、必要走行エネルギーとエンジン回転エネルギーとを比較するエネルギー比較手段と、エネルギー比較手段による比較結果に基づいてモータジェネレータの負荷トルクの設定を変更する負荷トルク設定変更手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のハイブリッド車両において、負荷トルク設定変更手段は、必要走行エネルギーがエンジン回転エネルギーよりも小さい場合には、エンジン出力を低減すると共に、モータジェネレータの負荷トルクをエンジンの出力トルクとバランスする負荷トルクよりも大きい負荷トルクに設定すること、としても好適であるし、負荷トルク設定変更手段は、アクセル開度検出手段によって検出したアクセル開度が開の状態でエンジン出力の低減とモータジェネレータの負荷トルクの設定を行うこと、としても好適である。
【００１１】
また、本発明のハイブリッド車両において、制御部は、モータジェネレータの負荷トルクによってエンジン回転数の制御を行うエンジン回転数制御手段を備え、負荷トルク設定変更手段は、必要走行エネルギーがエンジン回転エネルギーよりも大きい場合には、エンジン最適効率線に基づいて必要エンジン出力に対する目標エンジン回転数を算出し、目標エンジン回転数となるようにモータジェネレータの負荷トルクを増減すること、としても好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、運転者のブレーキ操作にかかわらず燃費をより向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１に示すように、ハイブリッド車両１００は、エンジン１２と、第１モータジェネレータ１６（発電機）と、第２モータジェネレータ２２（モータ）と、動力分割機構２０および減速ギヤ３０，３２を含む駆動ギヤ２５を備えている。エンジン１２の出力は、動力分割機構２０により二分され、その出力軸の一方は第２モータジェネレータ２２（モータ）と車輪に、他方は第１モータジェネレータ１６（発電機）に伝達され、エンジン１２の動力は機械的なものと電気的なものとの２つの経路によって車輪４２に伝達される。また、エンジン１２にはその回転数を検出するエンジン回転数検出手段であるエンジン回転数検出器１３が取付けられている。
【００１４】
この、動力分割機構２０は、遊星歯車（プラネタリーギヤ）によって構成されており、各構成ギヤの比率でエンジン１２のトルクを動力出力軸１９と第１モータジェネレータ１６（発電機）に分割している。歯車機構内部のキャリア２０ｃの回転軸は、回転変動を吸収するダンパ装置１４を介してエンジン１２と連結され、ピニオンギヤを通じて外周のリングギヤ２０ｒおよび内側のサンギヤ２０ｓに動力を伝達する。サンギヤ２０ｓの回転軸２４は第１モータジェネレータ１６（発電機）に連結され、リングギヤ２０ｒの回転軸１８は第２モータジェネレータ２２（モータ）と動力出力軸１９に直結している。このように、第２モータジェネレータ２２（モータ）によるリングギヤ２０ｒの回転が直接、駆動シャフト４１と車輪４２を駆動している構成となっている。車輪４２には車輪４２の回転数からハイブリッド車両１００の速度を検出する速度検出手段である速度検出器４３が取付けられている。
【００１５】
ハイブリッド車両１００は、蓄電装置４０の直流電力を各モータジェネレータ１６，２２の駆動用交流電力に変換すると共に、各モータジェネレータ１６，２２の交流の発電電力を蓄電装置４０に充電をするために直流電力に変換する第１、第２モータジェネレータ用インバータ３６，３７と、蓄電装置４０からの電圧を駆動用電圧に昇圧すると共に発電電圧を蓄電装置４０への充電電圧に降圧するＤＣ／ＤＣコンバータ３９と、電流を平滑化するコンデンサ３５，３８とが設けられている。各インバータ３６，３７は互いに２本の接続線で接続され、この２本の接続線の間にコンデンサ３５が設けられている。そして、これら２本の接続線にはＤＣ／ＤＣコンバータ３９が接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３９にはコンデンサ３８と蓄電装置４０が並列に接続されている。
【００１６】
動力分割機構２０又は、動力出力軸１９に接続された第２モータジェネレータ２２とインバータ３６，３７はエンジン出力トルクと反対方向の第１モータジェネレータ１６の負荷トルクを動力出力軸１９に出力する動力出力機構を構成する。ハイブリッド車両１００は、アクセル４４の開度を検出するアクセル開度検出手段である、アクセル開度検出器４５が設けられている。
【００１７】
また、ハイブリッド車両１００には、衛星からの電波を受信するアンテナ４６と、アンテナ４６で受信した信号に基づいてハイブリッド車両１００の位置を出力するＧＰＳ装置４７と、ＧＰＳ装置４７からの信号と地図データ４９とに基づいて地図上でのハイブリッド車両１００の走行位置と移動方向を取得して出力するとともに、ハイブリッド車両１００の地図上の走行位置に基づいて地図データからハイブリッド車両１００の走行位置の近傍の道路形状データを出力するナビゲーション装置４８を備えている。ナビゲーション装置４８は、ハイブリッド車両１００の移動状態取得手段であると共に、道路形状取得手段を構成する。
【００１８】
ハイブリッド車両１００は、エンジン１２の出力と各モータジェネレータ１６，２２のトルクを設定する制御部６０を備えている。制御部６０は内部にＣＰＵとメモリ等の記憶装置とを備えるコンピュータである。そして、エンジン１２、エンジン回転数検出器１３、速度検出器４３、アクセル開度検出器４５、ナビゲーション装置４８、各インバータ３６，３７はそれぞれ制御部６０に接続され、各検出器１３，４３，４５の検出信号およびナビゲーション装置４８からの信号は制御部６０に入力され、エンジン１２及び第１、第２モータジェネレータ１６，２２はインバータ３６，３７を介して制御部６０の指令によって回転数、トルクの制御が行なわれるよう構成されている。
【００１９】
以下、本実施形態の動作について図２から図６を参照しながら説明する。図２は本実施形態のハイブリッド車両１００の動作を示すフローチャートであり、図３は各部の動作を示すタイムチャートである。
【００２０】
図３のタイムチャートの時間ｔ０はハイブリッド車両１００が通常の走行を行っている初期状態を示している。時間ｔ０においては、運転者のアクセル４４の踏み込みによってアクセル４４は開度がゼロ以上の開状態で、エンジン１２は出力指令に基づいて走行に必要な動力を出力している。そして、エンジン１２の回転数は走行に必要な所定の回転数で回転し、エンジン１２には燃料噴射が行われている。また、第１モータジェネレータ１６には所定のトルクが発生するよう、制御部６０は第１モータジェネレータ用インバータ３６によって第１モータジェネレータ１６のトルクを制御している。
【００２１】
図４は時間ｔ０の初期状態における動力の流れを示している。図中の塗りつぶしの太矢印は機械的な動力の方向を示し、その幅は動力の大きさを示している。また、ハッチングされた太矢印は電力の方向を示し、その大きさは電力の大きさを示している。図４に示すように、エンジン１２から出力された動力８１は動力分割機構２０によって第１モータジェネレータの駆動動力８２と動力出力軸１９へ伝達される動力８３とに分割される。図４では動力８１を示す矢印の太さは分割された動力８２と８３を示す各矢印の合計太さとなっている。第１モータジェネレータ１６に伝達された動力８２は第１モータジェネレータの負荷トルクＴｇに対抗して第１モータジェネレータの回転子を回転させ、発電電力８４に変換される。この際、第１モータジェネレータの負荷トルクＴｇとエンジン１２の出力トルクＴｅとは、動力分割機構２０のギヤ比をρとして、Ｔｇ＝−ρ／（１＋ρ）＊Ｔｅとなる。符号のマイナスは、負荷トルクＴｇとエンジン１２の出力トルクＴｅとの方向が反対方向となっていることを示している。三相交流電力である発電電力８４は第１モータジェネレータ用インバータ３６によって直流電力８５に変換された後、第２モータジェネレータ用インバータ３７に入力される。第２モータジェネレータ用インバータ３７は制御部６０の指令に基づいて入力された直流電力８５を第２モータジェネレータ２２駆動用の三相交流電力８６に変換する。そして、変換された三相交流電力８６は第２モータジェネレータ用インバータ３７から第２モータジェネレータ２２に出力され、第２モータジェネレータ２２が回転し動力８７が動力出力軸１９に出力される。動力分割機構２０からの動力８３と第２モータジェネレータ２２からの動力８７との合計動力８８が動力出力軸１９からハイブリッド車両１００の駆動ギヤ２５に出力され、駆動ギヤ２５を通して車輪駆動動力８９が車輪４２に伝達され、ハイブリッド車両１００が駆動される。図４では合計動力８８を示す矢印の太さは動力分割機構からの動力８３と第２モータジェネレータ２２からの動力８３とを示す各矢印の合計太さとなっている。このように、初期状態では、エンジン１２の動力は機械的なものと電気的なものとの２つの経路によって車輪４２に伝達されている。
【００２２】
図２のステップＳ１０１に示すように、制御部６０は速度検出器４３から車速を検出し、図２のステップＳ１０２に示すように、アクセル開度検出器４５からアクセル開度を検出する。そして、図２のステップＳ１０３に示すように、制御部６０は、取得した車速とアクセル開度とから必要エンジン出力Ｐｒｅｑを算出する。先に図４を参照して説明したように初期状態においては、ハイブリッド車両１００はエンジン１２の動力を機械的なものと電気的なものとの２つの経路によって車輪４２に伝達することによって駆動されているので、必要エンジン出力Ｐｒｅｑは略必要車両駆動動力に等しくなる。
【００２３】
図２のステップＳ１０４に示すように、制御部６０はブレーキポイント予測手段を開始する。制御部６０はナビゲーション装置４８からハイブリッド車両１００の走行位置と移動方向のデータを取得する。そして、取得したハイブリッド車両１００の走行位置と地図データ４９から地図上のハイブリッド車両１００の位置と移動方向を取得する。この地図上のハイブリッド車両１００の位置は、例えば、国道に沿った基準点からの距離と国道に沿った移動方向、例えば南方向などのデータである。この場合の方位は国道の方向に沿った方位となる。そして、制御部６０は地図上の走行位置データに基づいて、地図上でのハイブリッド車両１００の走行位置の近傍の道路形状データを取得する。道路形状データは道路のカーブの位置や交差点など速度を落とすことが予測される位置のデータである。また、サーキットなどにおいては、ハイブリッド車両１００の走行位置データはサーキットのビーコンから取得することとしてもよいし、スタートからの積算走行距離からサーキットの道路形状データを取得することとしてもよい。
【００２４】
そして、ハイブリッド車両１００の走行位置と移動方向と道路形状データに基づいて、道路の移動方向に沿った方向にある最も近いカーブ、あるいは交差点などの減速必要箇所の距離を求め、現在の車速と想定減速度に基づいて減速必要箇所の手前のブレーキポイントを算出する。ここでブレーキポイントは略アクセル開度がゼロ、すなわちアクセルオフとなる位置である。
【００２５】
図２のステップＳ１０５に示すように、制御部６０は必要走行エネルギー算出手段を開始する。制御部６０は、まず、ハイブリッド車両１００の現在の走行位置と道路形状からブレーキポイント予測手段によって予測したブレーキポイントまでの距離を求める。そして、その距離を現在の車速で割ることによって現在の走行位置からブレーキポイントに達するのに必要な時間Ｔａｒｖを計算する。そして、先に求めた必要エンジン出力Ｐｒｅｑに時間Ｔａｒｖを掛け合わせて現在の走行位置からブレーキポイントまでの走行に必要な必要走行エネルギーＥｄｒｖを算出する。Ｅｄｒｖを算出したら、必要走行エネルギー算出手段を終了する。
【００２６】
図２のステップＳ１０６に示すように、制御部６０は、エンジン回転エネルギー算出手段を開始する。制御部６０はエンジン回転数検出器１３からの信号によってエンジン回転数を検出し、検出したエンジン回転数からエンジンの角速度ωを計算する。そして、制御部６０は、内部の記憶装置からエンジン１２の回転慣性モーメントＩを読み出して、現在のエンジン１２の持っている回転エネルギーを１／２＊Ｉ＊ω２として計算する。また、制御部６０はエンジンの最低回転数、例えばアイドリング回転数の際の角速度ωｍｉｎとエンジン１２の回転慣性モーメントから最低回転数の際の回転エネルギーを１／２＊Ｉ＊ωｍｉｎ２として計算する。そして、この現時点でのエンジン１２の回転エネルギーとエンジン１２の最低回転数の際の回転エネルギーの差、１／２＊Ｉ＊ω２−１／２＊Ｉ＊ωｍｉｎ２は、エンジン１２の回転数が現在の回転数から最低回転数まで低下する際に外部に出力できるエネルギーを示している。この現時点でのエンジン１２の回転エネルギーとエンジン１２の最低回転数の際の回転エネルギーの差、１／２＊Ｉ＊ω２−１／２＊Ｉ＊ωｍｉｎ２をエンジン回転エネルギーＥｅｎとして算出すると、制御部６０はエンジン回転エネルギー算出手段を終了する。
【００２７】
図２のステップＳ１０７に示すように、制御部６０は、現在の走行位置からブレーキポイントまでの走行に必要な必要走行エネルギーＥｄｒｖとエンジン回転エネルギーＥｅｎとを比較する。必要走行エネルギーＥｄｒｖがエンジン回転エネルギーＥｅｎよりも小さい場合は、現在の走行位置からブレーキポイントまでの走行に必要な必要走行エネルギーがエンジン１２の回転数が現在の回転数から最低回転数まで低下する際に外部に出力できるエンジン回転エネルギーＥｅｎよりも小さい場合であり、エンジン１２へのエネルギー供給、すなわち、燃料供給をカットしても、エンジン回転エネルギーＥｅｎによってハイブリッド車両１００を現在の走行位置からブレーキポイントまで走行させることができ、この走行によってエネルギーを消費してもまだエンジン１２の回転に基づくエネルギーを出力することができる状態にある場合となる。
【００２８】
また、必要走行エネルギーＥｄｒｖがエンジン回転エネルギーＥｅｎよりも大きい場合は、現在の走行位置からブレーキポイントまでの走行に必要な必要走行エネルギーＥｄｒｖがエンジン１２の回転数が現在の回転数から最低回転数まで低下する際に外部に出力できるエンジン回転エネルギーＥｅｎよりも大きい場合であり、エンジン回転エネルギーＥｅｎのみ、すなわち、エンジン１２への燃料をカットすると、現在の速度でブレーキポイントまで到達できない状態にある場合である。
【００２９】
ハイブリッド車両１００が道路を走行しており、カーブあるいは交差点手前のブレーキポイントまで遠い場合には、必要走行エネルギーＥｄｒｖがエンジン回転エネルギーＥｅｎよりも大きくなる、すなわち、エンジン回転エネルギーＥｅｎでは現在の走行位置からブレーキポイントまで現在の速度で走行させることができず、エンジン１２に燃料を供給して動力を出力することが必要となる。この場合には、制御部６０は、次のように第１モータジェネレータ１６の負荷トルクＴｇを設定する。
【００３０】
図２のステップＳ１１４に示すように、制御部６０は、図５に示す、エンジン回転数に対して最も効率的にエンジン１２の出力が得られる最適効率線に基づいて、最も効率的に必要なエンジン出力を出力することができるエンジン回転数を目標エンジン回転数として求める。そして、図２のステップＳ１１５に示すように、制御部６０は、第１モータジェネレータ１６の負荷トルクＴｇを増減して、エンジン回転数Ｎｅが目標回転数となるように調節する。この際、第１モータジェネレータの負荷トルクＴｇとエンジン１２の出力トルクＴｅとは、動力分割機構２０のギヤ比をρとして、Ｔｇ＝−ρ／（１＋ρ）＊Ｔｅとなる。エンジン１２の回転数はエンジン回転数検出器１３によって検出されているので、検出したエンジン回転数Ｎｅが目標エンジン回転数となるように、第１モータジェネレータ用インバータ３６で第１モータジェネレータの負荷トルクＴｇを調整して制御する。制御方法は、例えば、目標エンジン回転に対するＰＩ制御が用いられる。
【００３１】
そして、制御部６０は、図２のステップＳ１１０に示すように、図示しない第１モータジェネレータ１６の回転数検出器によって第１モータジェネレータ１６の回転数を検出し、図２のステップＳ１１１に示すように、図示しない第１モータジェネレータ１６の電力検出器によって第１モータジェネレータ１６からの発電電力を検出する。そして制御部６０は、図２のステップＳ１１２に示すように、図示しない第２モータジェネレータ２２の回転数検出器から第２モータジェネレータ２２の回転数を検出する。エンジン１２出力と第１モータジェネレータ１６の発電電力とから走行に必要な第２モータジェネレータの必要出力Ｐｍが計算される。そして、制御部６０は、図２のステップＳ１１３に示すように、第２モータジェネレータ２２の必要出力Ｐｍと回転数Ｎｍとから第２モータジェネレータの必要トルクＴｍを計算する。そして、第２モータジェネレータ２２のトルクが必要トルクＴｍとなるように、第２モータジェネレータ用インバータ３７によって第２モータジェネレータのトルクを制御する。
【００３２】
以上述べたような通常の走行をしているうちに、ハイブリッド車両１００の走行位置がブレーキポイントに近づき、図３に示す時間ｔ１で必要走行エネルギーＥｄｒｖがエンジン回転エネルギーＥｅｎよりも小さく、エンジン１２の出力が無くてもブレーキポイントまで現在速度で走行できる状態になる。すると、図２のステップＳ１０８に示すように、制御部６０は、エンジン１２の出力をゼロにする指令を出力する。この場合、図３に示すように、運転者はまだアクセルを踏んでおり、アクセルは開の状態となっている。エンジン１２の出力指令がゼロとなると、図３に示すように、燃料噴射量がゼロとなり、エンジン１２への燃料供給がカットされ、エンジン出力は急速にゼロとなる。しかし、この状態では、エンジン１２はまだ燃料カット以前のエンジン回転数Ｎｅを保持しているため、エンジン１２はエンジン回転による慣性エネルギーとして１／２＊Ｉ＊ω２を保持し、エンジン最低回転数までのエンジン回転エネルギーＥｅｎは１／２＊Ｉ＊ω２−１／２＊Ｉ＊ωｍｉｎ２となる。
【００３３】
一方、エンジン１２への燃料がカットされるため、エンジン１２から出力される出力トルクＴｅはほぼゼロとなる。エンジンのトルクＴｅと第１モータジェネレータの負荷トルクＴｇとは動力分割機構２０のギヤ比をρとして、Ｔｇ＝−ρ／（１＋ρ）＊Ｔｅの関係でバランスしていることから、何の制御もしなければ、Ｔｅが略ゼロとなった場合には第１モータジェネレータの負荷トルクＴｇはＴｅにバランスして略ゼロとなってしまう。
【００３４】
そこで、制御部６０は、図２のステップＳ１０９に示すように、負荷トルク設定変更手段を開始する。制御部６０は、第１モータジェネレータの負荷トルクＴｇを、燃料カット直前の走行での必要エンジン出力Ｐｒｅｑとその際のエンジン回転数Ｎｅと動力分割機構２０のギヤ比ρを用いて、Ｔｇ＝−ρ／（１＋ρ）＊（Ｐｒｅｑ／Ｎｅ）の様に算出する。つまり、エンジン１２の燃料カットの直前と同様の負荷トルクＴｇを第１モータジェネレータ１６に掛けた状態を維持し、第１モータジェネレータの負荷トルクＴｇを、ゼロとなるエンジン１２の出力トルクＴｅとバランスするゼロトルクより大きい負荷トルクＴｇとなるよう設定する。一方、エンジン１２は回転による慣性エネルギー１／２＊Ｉ＊ω２を保持しているので、エンジン回転数Ｎｅか最低回転数に低下するまでの間、エンジン１２は燃料の供給が無くとも、エンジン回転エネルギーＥｅｎ＝１／２＊Ｉ＊ω２−１／２＊Ｉ＊ωｍｉｎ２を外部に出力することができる。このエンジン回転エネルギーＥｅｎは第１モータジェネレータ１６に掛かっている負荷トルクＴｇの反力として動力出力軸１９にトルクとして出力され、ハイブリッド車両を走行させる。つまり、エンジン１２の持っている回転の慣性エネルギーをハイブリッド車両１００の駆動力として利用し、燃費の低減を図るものである。また、本実施形態では、第１モータジェネレータの負荷トルクＴｇを、燃料カット直前の走行での必要エンジン出力Ｐｒｅｑとその際のエンジン回転数Ｎｅと動力分割機構２０のギヤ比ρを用いて、Ｔｇ＝−ρ／（１＋ρ）＊（Ｐｒｅｑ／Ｎｅ）の様に算出することとして説明したが、第１モータジェネレータの負荷トルクＴｇを、エンジン１２の出力トルクＴｅとバランスするトルクより大きい負荷トルクＴｇとなるよう設定するのであれば、上記のように算出せず、例えば、エンジン１２の燃料カットの直前の負荷トルクＴｇよりも大きい所定の負荷トルクＴｇに設定するようにしてもよい。
【００３５】
上記の実施形態では、エンジンの出力トルクＴｅをゼロとする場合について説明したが、エンジンの出力トルクＴｅ時間ｔ１のトルクよりも小さくするようにしてもよい。この場合でも第１モータジェネレータの負荷トルクＴｇは小さく設定したエンジンの出力トルクＴｅ’とバランスする負荷トルクＴｇ’＝−ρ／（１＋ρ）＊Ｔｅ’よりも大きな負荷トルクＴｇ＝−ρ／（１＋ρ）＊（Ｐｒｅｑ／Ｎｅ）に設定される。
【００３６】
また、エンジン回転エネルギーＥｅｎを第１モータジェネレータ１６に掛かっている負荷トルクＴｇの反力として動力出力軸１９にトルクとして出力するには、動力分割機構２０を通して機械的なトルクとして動力出力軸１９に出力するように構成してもよいし、以下のように、各インバータ３６，３７を介して電気出力に変換して第２モータジェネレータから出力するように構成してもよい。
【００３７】
図６に示すように、エンジン１２の燃料をカットすると、エンジン１２からのトルク出力は低下するが、図中に白抜き矢印で示すようなエンジン回転エネルギーＥｅｎによるトルクが動力９１として出力される。出力されたエンジン回転エネルギーＥｅｎによる動力９１は動力分割機構２０を通って第１モータジェネレータ１６と動力出力軸１９とにそれぞれ動力９２、動力９３として伝達される。第１モータジェネレータ１６の負荷トルクＴｇはエンジン１２の燃料が遮断されたあとでも燃料遮断前と同様のトルクとなっていることから、エンジン１２の出力動力よりも第１モータジェネレータ１６が受け取る動力の方が大きくなっている。このため図中の動力９２を示す矢印はエンジン１２からのエンジン回転エネルギーＥｅｎによる動力９１を示す矢印よりも太くなっている。この様にエンジン１２から出力される動力９１よりも第１モータジェネレータ１６の受け取る動力９２の方が大きいため、エンジン１２のエンジン回転エネルギーＥｅｎは次第に消費され、図３に示すように、エンジン１２の回転数は低下する。
【００３８】
そして、この第１モータジェネレータ１６の負荷トルクＴｇによって第１モータジェネレータ１６からの発電電力はエンジン１２の燃料カット前と同様の電力となっており、この電力９４は第１モータジェネレータ用インバータ３６によって直流電力９５に変換された後、第２モータジェネレータ用インバータ３７によって三相交流電力に変換されて第２モータジェネレータ２２に出力され、第２モータジェネレータ２２はこの電力によって駆動され、駆動力が動力出力軸１９に出力される。そして動力出力軸１９は第２モータジェネレータ２２から出力される動力９７と動力分割機構２０からの動力９３との合計動力が伝達される。このように、エンジン１２のエンジン回転エネルギーＥｅｎは、第１モータジェネレータ１６に負荷トルクＴｇを掛けることによって一端電気出力に変換され、第２モータジェネレータ２２によって再び駆動動力として動力出力軸１９を駆動するように構成される。
【００３９】
制御部６０は第１モータジェネレータ１６の負荷トルクＴｇの設定を行うと負荷トルク設定変更手段を終了し、図２のステップＳ１１０〜ステップＳ１１３に示すように、先に説明した通常走行と同様、第１モータジェネレータ１６の回転数と、第１モータジェネレータ１６の発電電力を取得し、第２モータジェネレータ２２の回転数Ｎｍと第２モータジェネレータ２２からの必要出力Ｐｍとから第２モータジェネレータ２２の必要トルクＴｍを算出し、この必要トルクＴｍを出力できるように第２モータジェネレータ用インバータ３７を制御する。
【００４０】
この状態では、エンジン１２の回転数は低下してくるものの、エンジン回転エネルギーＥｅｎを消費することによってハイブリッド車両１００は燃料カット前の速度でブレーキポイントに向かって走行することができる。そして、時間ｔ２にブレーキポイント近くに達した際に、運転者によってアクセル４４の踏み込みが解除され、アクセル開度はゼロとなる。しかし、運転者がアクセルの踏み込みを外してアクセル開度をゼロにする前に、燃料カット指令によってエンジン１２への燃料供給が停止されていることから、ハイブリッド車両１００の制御動作は変わらない。
【００４１】
そして、エンジン１２の回転数が最低回転数まで低下したら、制御部６０はエンジン回転エネルギーＥｅｎを消費しきったと判断し、再びエンジン１２に燃料噴射を開始し、通常の駆動方法によってエンジン１２と各モータジェネレータ１６，２２を制御してハイブリッド車両１００を走行させる。
【００４２】
以上述べたように、本実施形態は、必要走行エネルギーＥｄｒｖがエンジン１２の持っているエンジン回転エネルギーＥｅｎよりも小さい場合に、第１モータジェネレータ１６の負荷トルクＴｇをエンジン１２の出力トルクＴｅとバランスするトルクよりも大きなトルクに設定することによって、余剰のエンジン回転エネルギーＥｅｎをハイブリッド車両１００の駆動力として利用することができるので、燃費の低減を図ることが出来るという効果を奏する。また、本実施形態では、燃料カットを行う時間ｔ１は、エンジン１２の回転によるエンジン回転エネルギーＥｅｎがブレーキポイントまでの走行に必要な必要走行エネルギーＥｄｒｖよりも大きくなる時点であって、ハイブリッド車両１００の走行位置、速度、走行方向と道路形状によってのみ決まってくるもので、運転者のアクセルあるいはブレーキ操作とは関係なく決まる時点である。このことから本実施形態は、運転者によるアクセルあるいはブレーキ操作とは関係無しに、余剰のエンジン回転エネルギーＥｅｎをハイブリッド車両１００の駆動力として利用して燃費低減を図る動作の開始時点を決定することが出来るので、より効率的に燃費向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の構成を示す系統図である。
【図２】本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の動作を示すタイムチャートである。
【図４】本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の動力の流れを示す説明図である。
【図５】本発明の実施形態における最適効率におけるエンジン回転数と出力とを示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態におけるハイブリッド車両の動力の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１２  エンジン、１３  エンジン回転数検出器、１４  ダンパ装置、１６  第１モータジェネレータ、１８  回転軸、１９  動力出力軸、２０  動力分割機構、２０ｃ  キャリア、２０ｓ  サンギヤ、２０ｒ  リングギヤ、２２  第２モータジェネレータ、２４  回転軸、２５  駆動ギヤ、３０，３２  減速ギヤ、３５，３８  コンデンサ、３６  第１モータジェネレータ用インバータ、３７  第２モータジェネレータ用インバータ、４０  蓄電装置、４１  駆動シャフト、４２  車輪、４３  速度検出器、４４  アクセル、４５  アクセル開度検出器、４６  アンテナ、４７  ＧＰＳ装置、４８  ナビゲーション装置、４９  地図データ、６０  制御部、８１〜８３，８７〜８９，９１〜９３，９７〜９９  動力、８４〜８６，９４〜９６  電力、１００  ハイブリッド車両、Ｅｄｒｖ  必要走行エネルギー、Ｅｅｎ  エンジン回転エネルギー、Ｉ  回転慣性モーメント、Ｎｅ  エンジン回転数、Ｎｍ  回転数、Ｐｍ  必要出力、Ｐｒｅｑ  必要エンジン出力、Ｓ１０１〜Ｓ１１５  ステップ、ｔ０〜ｔ２，Ｔａｒｖ  時間、Ｔｅ  出力トルク、Ｔｇ  負荷トルク、Ｔｍ  必要トルク、ρ  ギヤ比、ω，ωｍｉｎ  角速度。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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