JP2000308209A - ハイブリッド車の動力装置 - Google Patents
ハイブリッド車の動力装置Info
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- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
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- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
て駆動軸に出力するハイブリッド車の動力装置におい
て、坂路発進などの際に車両がずり下がらないようにす
ると共に装置のエネルギ効率を向上させる。 【解決手段】 アクセルポジションAPがオフでエンジ
ン運転フラグFEが値0で車速Vの絶対値が閾値Vr未
満のときは(S100〜S106)、ブレーキ油圧PB
を車両の現在位置の勾配θに基づいて設定された基準油
圧Prefと比較し(S108〜S114)、基準油圧
Pref以上のときには、ブレーキによる制動力によっ
て車両はずり下がらずに停止していると判定してモータ
の運転を停止し(S118)、基準油圧Pref未満の
ときには勾配θとブレーキ油圧PBとに基づいてモータ
の目標回転数Nm*を設定し(S116)、モータから
トルクコンバータを介して駆動軸にクリープトルクを出
力する。
Description
動力装置に関し、詳しくは、内燃機関からの動力と電動
機からの動力とをトルクコンバータを介して駆動輪に接
続された駆動軸に各々独立に出力可能なハイブリッド車
の動力装置に関する。
機からの動力により駆動する電気自動車の動力装置であ
って、車両が停車あるいは停車前後の駆動力制御時にブ
レーキペダルの踏み込み量に基づいて電動機から駆動軸
に出力するトルクを制御するものが提案されている(例
えば、特開平7−154905号公報など)。この装置
では、車両が確実に停止している場合には電動機から駆
動軸に出力するトルクを値0とし、そうでない場合には
ブレーキペダルの踏み込み量が大きくなるほど電動機か
ら駆動軸に出力するトルクを小さくして、例えば車両が
坂路発進するときなどに後方へずり下がるのを防止して
いる。
た装置の構成を、内燃機関からの動力と電動機からの動
力とをトルクコンバータを介して駆動輪に接続された駆
動軸に各々独立に出力可能なハイブリッド車の動力装置
に適用しても、坂路発進する際に車両が後方へずり下が
る場合を生じるという問題があった。これは、従来例の
動力装置との構成の相違、即ち、電動機からの動力を直
接に駆動軸に出力する構成と電動機からの動力をトルク
コンバータを介して駆動軸に出力する構成との相違に基
づくものと考えられる。
動機からの動力をトルクコンバータを介して駆動軸に出
力する構成でも坂路発進などの際に車両がずり下がらな
いようにすることを目的の一つとする。また、本発明の
ハイブリッド車の動力装置は、上述の目的を達成すると
共にエネルギ効率の向上を目的の一つとする。
発明のハイブリッド車の動力装置は、上述の目的の少な
くとも一部を達成するために以下の手段を採った。
燃機関からの動力と電動機からの動力とをトルクコンバ
ータを介して駆動輪に接続された駆動軸に各々独立に出
力可能なハイブリッド車の動力装置であって、前記内燃
機関の運転が停止されている状態を検出する運転停止状
態検出手段と、アクセルペダルの踏み込み状態を検出す
る踏み込み状態検出手段と、前記駆動軸の回転数を検出
する回転数検出手段と、前記駆動軸に作用している制動
力を検出する制動力検出手段と、前記運転停止状態検出
手段により前記内燃機関の運転が停止されている状態が
検出されると共に前記踏み込み状態検出手段により前記
アクセルペダルが踏み込まれていない状態が検出され、
かつ、前記回転数検出手段により検出された回転数が所
定回転以下であるとき、前記制動力検出手段により検出
される制動力に基づいて前記電動機の回転数を制御する
制御手段とを備えることを要旨とする。
は、運転停止状態検出手段により内燃機関の運転が停止
されている状態が検出されると共に踏み込み状態検出手
段によりアクセルペダルが踏み込まれていない状態が検
出され、かつ、回転数検出手段により検出された回転数
が所定回転以下であるとき、制御手段が制動力検出手段
により検出される駆動軸に作用している制動力に基づい
てトルクコンバータを介して駆動軸に動力を出力可能な
電動機の回転数を制御する。電動機を運転すると、電動
機からの動力はトルクコンバータを介して駆動軸にトル
クとして出力され、電動機の回転数の変更は駆動軸に出
力されるトルクの変更として表われる。この結果、駆動
軸に作用している制動力に基づいて電動機の回転数を制
御することにより適切なトルクを駆動軸に出力すること
ができ、坂路発進などの際のずり下がりなども防止する
ことができる。なお、「所定回転数以下」には車両が前
進しているときにおける駆動軸の回転数が所定回転数以
下の場合を含むのは勿論、車両が後進しているときにお
ける駆動軸の回転数が所定回転数以下の場合も含まれ
る。
て、前記制御手段は、前記制動力検出手段により検出さ
れる制動力に基づいて目標回転数を設定する目標回転数
設定手段と、該設定された目標回転数で前記電動機が回
転するよう該電動機を駆動制御する駆動制御手段とを備
えるものとすることもできる。こうすれば、より適切な
トルクを駆動軸に出力することができる。
制御手段とを備える態様の本発明のハイブリッド車の動
力装置において、前記目標回転数設定手段は、前記制動
力検出手段により検出された制動力が所定値以上のとき
には値0を前記目標回転数に設定し、該検出された制動
力が該所定値未満のときには所定回転数を前記目標回転
数に設定する手段であるものとすることもできる。ここ
で、「所定値」には車両が確実に停止していることがで
きる制動力の値やそれ以上の値が含まれる。こうすれ
ば、所定のトルクを駆動軸に出力することができる。こ
の際、電動機の目標回転数として設定される「所定回転
数」を車両に想定される坂路発進において車両がずり下
がらない程度のトルクが駆動軸に作用する電動機の回転
数以上の回転数として設定すれば、より確実に坂路発進
の際などにおいて車両がずり下がることを防止すること
ができる。また、車両が確実に停止しているときなどに
は電動機を回転させず、電動機から駆動軸にトルクを出
力しないから、車両全体のエネルギ効率を向上させるこ
とができる。
動制御手段とを備える態様の本発明のハイブリッド車の
動力装置において、前記目標回転数設定手段は、前記制
動力検出手段により検出された制動力が所定値以上のと
きには値0を前記目標回転数に設定し、該検出された制
動力が該所定値未満のときには該制動力が大きくなるほ
ど小さな回転数を前記目標回転数に設定する手段である
ものとすることもできる。この態様における「所定値」
の意味については前述のとおりである。こうすれば、駆
動軸に作用している制動力に応じたトルクを駆動軸に出
力することができる。また、きめ細かく電動機の回転数
を制御するから、電動機により消費されるエネルギを少
なくすることができる。もとより、車両が確実に停止し
ているときなどには電動機を回転させないから、車両全
体のエネルギ効率を向上させることができる。
て、該ハイブリッド車の走行位置または停止位置の勾配
を検出または推定する勾配検出推定手段を備え、前記制
御手段は、前記勾配検出推定手段により検出または推定
された勾配にも基づいて前記電動機の回転数を制御する
手段であるものとすることもできる。坂路発進の際に車
両がずり下がるか否かは車両に作用している力の釣り合
いに基づいて定まり、これは車両の位置する道路などの
勾配と駆動軸に作用しているトルクとによって求まる。
即ち、勾配が異なれば、車両を静止させるために駆動軸
に必要なトルクが異なるのである。したがって、この態
様のように車両の位置の勾配と駆動軸に作用する制動力
に基づいて電動機の回転数を制御することにより、駆動
軸に出力するトルクをより適切に制御することができる
と共に、よりエネルギ効率を向上させることができる。
発明のハイブリッド車の動力装置において、前記制御手
段は、前記制動力検出手段により検出される制動力と前
記勾配検出推定手段により検出または推定された勾配と
に基づいて目標回転数を設定する目標回転数設定手段
と、該設定された目標回転数で前記電動機が回転するよ
う該電動機を駆動制御する駆動制御手段とを備えるもの
とすることもできる。こうすれば、より適切なトルクを
駆動軸に出力することができる。
が目標回転数設定手段と駆動制御手段とを備える態様の
本発明のハイブリッド車の動力装置において、前記目標
回転数設定手段は、前記勾配検出推定手段により検出ま
たは推定された勾配に基づいて基準制動力を設定する基
準制動力設定手段を備え、該設定された基準制動力と前
記制動力検出手段により検出される制動力とに基づいて
前記目標回転数を設定する手段であるものとすることも
できる。ここで、「基準制動力」には、その勾配で車両
が確実に停止していることができる制動力の値やその前
後の近傍の値が含まれる。こうすれば、よりきめ細かく
電動機の回転数を制御することができる。
発明のハイブリッド車の動力装置において、前記目標回
転数設定手段は、前記制動力検出手段により検出された
制動力が前記基準制動力以上のときには値0を前記目標
回転数に設定し、該検出された制動力が該基準制動力未
満のときには所定回転数を前記目標回転数に設定する手
段であるものとすることもできる。こうすれば、所定の
トルクを駆動軸に出力することができる。この際、電動
機の目標回転数として設定される「所定回転数」を車両
に想定される坂路発進において車両がずり下がらない程
度のトルクが駆動軸に作用する電動機の回転数以上の回
転数として設定すれば、より確実に坂路発進の際などに
おいて車両がずり下がることを防止することができる。
また、車両が確実に停止しているときなどには電動機を
回転させず、電動機から駆動軸にトルクを出力しないか
ら、車両全体のエネルギ効率を向上させることができ
る。
本発明のハイブリッド車の動力装置において、前記目標
回転数設定手段は、前記制動力検出手段により検出され
た制動力が前記基準制動力以上のときには値0を前記目
標回転数に設定し、該検出された制動力が該基準制動力
未満のときには該制動力が大きくなるほど小さな回転数
を前記目標回転数に設定する手段であるものとすること
もできる。こうすれば、駆動軸に作用している制動力に
応じたトルクを駆動軸に出力することができる。また、
きめ細かく電動機の回転数を制御するから、電動機によ
り消費されるエネルギを少なくすることができる。もと
より、車両が確実に停止しているときなどには電動機を
回転させないから、車両全体のエネルギ効率を向上させ
ることができる。
の本発明のハイブリッド車の動力装置において、前記目
標回転数設定手段は、前記制動力検出手段により検出さ
れた制動力が前記基準制動力以上のときには値0を前記
目標回転数に設定し、該検出された制動力が該基準制動
力未満のときには前記勾配検出推定手段により検出また
は推定された勾配が大きくなるほど大きな回転数を前記
目標回転数に設定する手段であるものとすることもでき
る。こうすれば、勾配に応じたトルクを駆動軸に出力す
ることができる。また、きめ細かく電動機の回転数を制
御するから、電動機により消費されるエネルギを少なく
することができる。もとより、車両が確実に停止してい
るときなどには電動機を回転させないから、車両全体の
エネルギ効率を向上させることができる。
様の本発明のハイブリッド車の動力装置において、前記
目標回転数設定手段は、前記制動力検出手段により検出
された制動力が前記基準制動力以上のときには値0を前
記目標回転数に設定し、該検出された制動力が該基準制
動力未満のときには、該制動力が大きくなるほど小さな
回転数となる関係と前記勾配検出推定手段により検出ま
たは推定された勾配が大きくなるほど大きな回転数とな
る関係とに基づいて前記目標回転数に設定する手段であ
るものとすることもできる。こうすれば、駆動軸に作用
している制動力と勾配とに応じたトルクを駆動軸に出力
することができる。このように駆動軸に作用している制
動力と勾配とに基づいてきめ細かく電動機の回転数を制
御するから、電動機により消費されるエネルギを少なく
することができる。もとより、車両が確実に停止してい
るときなどには電動機を回転させないから、車両全体の
エネルギ効率を向上させることができる。
のハイブリッド車の動力装置において、前記駆動制御手
段は、前記目標回転数に値0が設定されたときは前記電
動機の運転を停止する手段であるものとすることもでき
る。こうすれば、電動機により消費される電力を値0と
することができ、車両全体のエネルギ効率を向上させる
ことができる。
例を用いて説明する。図1は、本発明の一実施例である
ハイブリッド車の動力装置20の構成の概略を示す構成
図である。図示するように、ハイブリッド車の動力装置
20は、クランクシャフト24に動力を出力するエンジ
ン22と、同じくクランクシャフト24に動力を出力す
るモータ30と、流体の作用によりクランクシャフト2
4のトルクを増幅して後段に伝達するトルクコンバータ
42と、回転数を所定の変速比で減速あるいは増速する
トランスミッション50と、装置全体を制御するハイブ
リッド用電子制御ユニット(以下、HVECUという)
70とを備える。
力を出力する内燃機関であり、その運転は、エンジン用
電子制御ユニット(以下、エンジンECUと呼ぶ)26
により制御されている。エンジンECU26によるエン
ジン22の運転制御は、図示しないスロットルバルブの
開度の制御と図示しない燃料噴射弁の開弁時間の制御に
より行なわれるが、その詳細は本発明の中核をなさない
から省略する。
され、外周面に複数個の永久磁石を有するロータと、回
転磁界を形成する三相コイルが巻回されたステータとを
備える。モータ30の運転は、インバータ32を介して
モータ用電子制御ユニット(以下、モータECUとい
う)36により制御されている。モータECU36によ
るモータ30の運転制御は、バッテリ38に接続された
インバータ32が備えるスイッチング素子としての6個
のトランジスタのON時間の割合を順次制御してモータ
30の三相コイルの各コイルに流れる電流を制御するこ
とによって行なわれる。なお、実施例ではモータ30を
同期電動発電機としたから、制動時やエンジン22によ
る駆動時にモータ30を発電機として動作させることに
より、バッテリ38の充電が行なえるようになってい
る。このモータ30を発電機として動作させる制御もモ
ータECU36によりなされる。なお、モータ30の制
御のためにその回転数Nmを検出するためのレゾルバ3
4がクランクシャフト24に取り付けられており、その
信号は信号ラインによりモータECU36に入力されて
いる。
例えばニッケル水素系の電池として構成されており、そ
の蓄電状態や充放電はバッテリ用電子制御ユニット(以
下、バッテリECUという)40により制御されてい
る。
の作用によりトルクを増幅して後方に伝達する周知の流
体式のトルクコンバータである。トランスミッション5
0は、トルクコンバータ42の出力軸にその入力軸が接
続され、入力軸の回転数を所定の変速比で減速あるいは
増速する。このトランスミッション50の出力軸は駆動
軸60に連結されており、駆動軸60はディファレンシ
ャルギヤ62を介して駆動輪64,66に接続されてい
る。トランスミッション50は、油圧を動力源として前
進5段、後進1段の切換が可能な遊星歯車機構として構
成されており、この切換のために設けられているクラッ
チやブレーキの駆動源としての油圧制御は、オートマチ
ックトランスミッション用電子制御ユニット(以下、A
TECUという)52により行なわれている。
CU)70は、CPU72を中心として構成されたワン
チップマイクロプロセッサとして構成されており、処理
プログラムを記憶したROM74と、一時的にデータを
記憶するRAM76と、エンジンECU26やモータE
CU36,バッテリECU40,ATECU52と通信
する図示しない通信ポートと、図示しない入力ポートと
を備える。このHVECU70には、駆動輪64,66
に取り付けられた車輪速センサ65,67からの車輪速
VR,VLやアクセルペダル80の踏み込み状態を検出
するアクセルポジションセンサ82からのアクセルポジ
ションAP,ブレーキペダル84の踏み込み状態を検出
するブレーキポジションセンサ86からのブレーキポジ
ションBP,ブレーキペダル84の踏み込みにより油圧
を生じるブレーキ油圧系統88に取り付けられた油圧セ
ンサ89からのブレーキ油圧PB,シフトレバー90の
ポジションを検出するシフトポジションセンサ92から
のシフトポジションSP,駆動装置全体を駆動するため
のスタータスイッチ94からのスタータ信号STなどが
入力ポートを介して入力されている。
車は、バッテリ38の蓄電状態が良好であって車両に対
する要求負荷が小さいときには、エンジン22の運転を
停止した状態でモータ30の動力のみで車両を駆動する
よう制御される。このとき、エンジン22は燃料供給や
点火が行なわれていない状態でモータ30により連れ回
されることになる。バッテリ38の蓄電状態が良好であ
っても車両に対する要求負荷が大きいときには、エンジ
ン22は運転され、このエンジン22からの動力で車両
は駆動されるよう制御される。車両の減速時には、モー
タ30を発電機として作動させて発電された電力により
バッテリ38を充電するよう制御される。車両に対する
要求負荷が小さいときや車両が停止しているときには、
前述したように、バッテリ38の蓄電状態が良好であれ
ばモータ30の動力のみで車両を駆動するよう制御され
るが、バッテリ38の蓄電状態が低下して充電が必要に
なると、エンジン22の運転を開始すると共にモータ3
0を発電機として機能させてバッテリ38を充電する制
御が行なわれる。こうした各制御は、HVECU70が
アクセルポジションセンサ82やブレーキポジションセ
ンサ86,車輪速センサ65,67により検出されたア
クセルポジションAPやブレーキポジションBP,車輪
速VR,VLに基づいて車両に対する要求負荷を演算す
ると共に通信によりバッテリECU40からバッテリ3
8の蓄電状態を入力して判断し、どの制御とするかを決
定し、各制御に対応するそれぞれの運転信号をエンジン
ECU26やモータECU36,バッテリECU40,
ATECU52に通信により出力することによって行な
われる。これらの制御は、本発明の中核をなさず、これ
以上の説明は冗長となるから、これ以上の説明は省略す
る。
実施例のハイブリッド車の動力装置20の車両の発進時
や停車時などの動作について説明する。図2は、実施例
のHVECU70により実行される駆動制御ルーチンの
一例を示すフローチャートである。このルーチンは、シ
フトポジションセンサ92により検出されるシフトポジ
ションSPがDレンジや1レンジ,2レンジ,Rレンジ
のときに所定時間毎(例えば、8msec毎)に繰り返
し実行されるものである。
は、まず、アクセルポジションセンサ82により検出さ
れるアクセルポジションAPとエンジン運転フラグFE
と車速Vを読み込む処理を実行する(ステップS10
0)。ここで、エンジン運転フラグFEは、エンジン2
2が運転状態にあるか運転停止状態にあるかを値として
持つフラグであり、HVECU70がエンジン22を始
動するようエンジンECU26に信号を出力するとき
に、これと同時にRAM76の所定アドレスに値1を書
き込み、逆にエンジン22の運転を停止するようエンジ
ンECU26に信号を出力するときに、これと同時に所
定アドレスに値0を書き込むものである。したがって、
エンジン運転フラグFEの読み込み処理は、RAM76
の所定アドレスの値を読み込む処理となる。車速Vの読
み込み処理は、図示しない車速演算ルーチンによって車
輪速センサ65,67から求められRAM76の所定ア
ドレスに書き込まれた車速Vを読み込む処理となる。な
お、実施例のハイブリッド車の動力装置20では車輪速
センサ65,67から車速Vを演算するものとしたが、
車速センサを取り付け、この車速センサにより検出され
る車速Vを直接読み込むものとしてもよい。こうして読
み込み処理を行なうと、読み込んだアクセルポジション
APがオフでないときや(ステップS102)、エンジ
ン運転フラグFEが値0でないとき(ステップS10
4)、あるいは車速Vの絶対値が閾値Vr以上のときに
は、何もしないで本ルーチンを終了する。いま、処理の
対象としているのは、車両の発進時や停車時,停止時等
であるからである。なお、アクセルポジションAPがオ
フとはアクセルペダル80が踏み込まれていない状態を
意味する。また、閾値Vrは、車両は停車しておらず僅
かなスピードで動いている状態をもこの制御に含めるた
めに設定される値であり、例えば、歩く程度の速さの値
等に設定されるものである。車速Vの絶対値を考えるの
は、車両が前進しているときは勿論、後進しているとき
も含むからである。
であり、エンジン運転フラグFEが値0であり、さらに
車速Vの絶対値が閾値Vr未満であるときには、CPU
72は、車両の停車している位置または車両の走行して
いる位置の路面あるいは地面の勾配θを読み込む処理を
実行する(ステップS108)。ここで、勾配θは、車
速Vや車速Vから演算される加速度や駆動軸60に出力
しているトルク,エンジン22やモータ30の負荷など
により演算されるものであり、実施例では図示しない勾
配演算ルーチンにより演算されRAM76の所定アドレ
スに書き込まれる勾配θを読み込む処理とした。なお、
勾配θは、ナビゲーションシステムなどを利用して地図
情報と車両の現在位置と車速Vとから導出するものとし
てもよく、また車両の勾配θを検出する勾配検出センサ
を取り付け、このセンサにより検出された値を読み込む
ものとしてもよい。
圧Prefを設定する処理を実行する(ステップS11
0)。基準油圧Prefは、モータ30からトルクコン
バータ42を介して駆動軸60にトルクを出力しなくて
も車両が勾配θに対してずり下がることなく停止してい
ることができるブレーキ油圧PBの値やこれより若干高
い値または若干低い値に設定されるものである。実施例
では、勾配θと基準油圧Prefとの関係を示すマップ
をROM74の所定アドレスに書き込んでおき、読み込
んだ勾配θとこのマップとを用いて基準油圧Prefを
導出するものとした。図3に勾配θと基準油圧Pref
との関係の一例を示す。図示するように、基準油圧Pr
efは、勾配θが大きくなるほど大きくなっている。車
両が停止していることができるブレーキ油圧PBは勾配
θが大きくなるほど大きくなるからである。
ブレーキ油圧PBを読み込み(ステップS112)、読
み込んだブレーキ油圧PBを設定された基準油圧Pre
fと比較する(ステップS114)。ブレーキ油圧PB
が基準油圧Pref以上のときには、ブレーキによる制
動力で車両は十分に停止していることができると判断
し、モータ30の目標回転数Nm*に値0を設定し(ス
テップS118)、ブレーキ油圧PBが基準油圧Pre
f未満のときには、ブレーキによる制動力だけでは車両
は停止していることができないと判断し、勾配θとブレ
ーキ油圧PBとに基づいて求められる値をモータ30の
目標回転数Nm*に設定する(ステップS116)。モ
ータ30の目標回転数Nm*の設定としては、勾配θが
大きくなるほど車両が勾配θに対してずり下がることな
く停止していることができるために必要な駆動軸60に
出力すべきトルクが大きくなることや、このトルクをブ
レーキ油圧PBから出力されるトルクとモータ30から
トルクコンバータ42を介して出力されるトルクとの和
で賄えばよいことに基づいて行なわれる。実施例では、
こうした勾配θとブレーキ油圧PBとモータ30の目標
回転数Nm*との関係を実験などにより予め求めてマッ
プとしてROM74に記憶しておき、勾配θとブレーキ
油圧PBとが与えられると、このマップを用いて勾配θ
とブレーキ油圧PBとからモータ30の目標回転数Nm
*を導出するものとした。勾配θとモータ30の目標回
転数Nm*とを軸にしてブレーキ油圧PBを変化させた
ときの勾配θと目標回転数Nm*との関係の一例を図4
に、ブレーキ油圧PBとモータ30の目標回転数Nm*
とを軸として勾配θを変化させたときのブレーキ油圧P
Bと目標回転数Nm*との関係の一例を図5に示す。こ
こで、図4中ブレーキ油圧PB1〜PB5はPB1<P
B2<PB3<PB4<PB5の関係であり、図5中勾
配θ1〜θ5はθ1<θ2<θ3<θ4<θ5の関係で
ある。即ち、図4から明らかなように、同じブレーキ油
圧PBのときには勾配θが大きくなるにしたがって目標
回転数Nm*も大きな値が設定され、図5から明らかな
ように、同じ勾配θのときにはブレーキ油圧PBが大き
くなるにしたがって目標回転数Nm*は小さな値が設定
される。なお、モータ30から出力すべきトルクを設定
するのではなく目標回転数Nm*を設定するのは、モー
タ30からトルクが直接駆動軸60に出力されるのでは
なくトルクコンバータ42を介して出力されることに基
づく。即ち、モータ30から出力されるトルクを制御し
ても所望のトルクが駆動軸60に出力されるものではな
いこと、駆動軸60の回転数(車速V)等により出力す
べきトルクが同じでもモータ30の回転数が変化するこ
と等から、モータ30のトルク制御は回転数制御に比し
て困難なものとなるからである。
設定されると、モータ30の回転数Nmが目標回転数N
m*となるようモータ30を制御する処理を実行して
(ステップS120)、本ルーチンを終了する。モータ
30の制御は、具体的には、HVECU70が通信によ
り設定した目標回転数Nm*をモータECU36に送
り、これを受信したモータECU36が、モータ30が
目標回転数Nm*で回転するようインバータ32のスイ
ッチング素子のオンオフ制御をすることにより行なわれ
る。したがって、図2には、HVECU70により実行
されるルーチンのステップとしてモータ30の制御処理
を記載したが、実際は前述のとおり、モータECU36
によってモータ30の回転数制御がなされるのである。
なお、実施例では、モータ30の目標回転数Nm*に値
0が設定されたときのモータ30の制御は、モータ30
を運転しない制御としている。
の後発進する際の車速Vと勾配θとブレーキ油圧PBと
モータ30の回転数Nmと駆動軸60に作用するトルク
(クリープトルク)Tとの関係の一例を時系列として示
すタイムチャートである。図示するように、運転者のブ
レーキペダル84の踏み込みにより勾配θにおける基準
油圧Prefより大きなブレーキ油圧PBによって駆動
軸60に作用する制動力により、車両は時間t1で停止
する。車両を発進させるために運転者がブレーキペダル
84の踏み込み量を小さくすることによりブレーキ油圧
PBが基準油圧Pref未満になると(時間t2)、勾
配θとブレーキ油圧PBとに基づいてモータ30の目標
回転数Nm*が設定されてモータ30の回転数制御が行
なわれる。このモータ30の回転数制御により駆動軸6
0には、トルクコンバータ42およびトランスミッショ
ン50を介してモータ30からのトルクがクリープトル
クとして出力される。
力装置20によれば、勾配θとブレーキ油圧PBとに基
づいてモータ30の回転数を制御することにより適切な
トルクを駆動軸60に出力することができる。この結
果、坂路発進などの際のずり下がりなどを防止すること
ができる。また、実施例のハイブリッド車の動力装置2
0によれば、ブレーキ油圧PBが勾配θに基づいて設定
される基準油圧Pref以上のときには、モータ30の
目標回転数Nm*に値0を設定し、モータ30の運転を
停止して電気エネルギを節約するから、エネルギ効率の
よい動力装置とすることができる。さらに、実施例のハ
イブリッド車の動力装置20によれば、モータ30をト
ルク制御ではなく回転数制御により制御するから、モー
タ30の制御を容易なものとすることができる。
は、モータ30の目標回転数Nm*を勾配θとブレーキ
油圧PBとに基づいて設定したが、ブレーキ油圧PBに
のみ基づいて目標回転数Nm*を設定するものとした
り、勾配θのみに基づいて目標回転数Nm*を設定する
ものとしてもよい。ブレーキ油圧PBのみに基づいて目
標回転数Nm*を設定する場合、図2の駆動制御ルーチ
ンのステップS116およびS118は、図7に例示す
る変形例の駆動制御ルーチンのステップS116Bおよ
びS118Bのようにすればよい。即ち、ブレーキ油圧
PBが設定された基準油圧Pref未満のときにはモー
タ30の目標回転数Nm*をブレーキ油圧PBに基づい
て設定し(ステップS116B)、ブレーキ油圧PBが
設定された基準油圧Pref以上のときにはモータ30
の目標回転数Nm*に値0を設定するのである(ステッ
プS118B)。ブレーキ油圧PBが基準油圧Pref
未満のときのブレーキ油圧PBと目標回転数Nm*との
関係は、基本的には図5に例示する関係である。こうし
た変形例の駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド車
の動力装置20によっても、坂路発進などの際のずり下
がりなどを防止することができると共に装置のエネルギ
効率を向上させることができる。
m*を設定する場合、図2の駆動制御ルーチンのステッ
プS116およびS118は、図8に例示する変形例の
駆動制御ルーチンのステップS116CおよびS118
Cのようにすればよい。即ち、ブレーキ油圧PBが設定
された基準油圧Pref未満のときにはモータ30の目
標回転数Nm*を勾配θに基づいて設定し(ステップS
116C)、ブレーキ油圧PBが設定された基準油圧P
ref以上のときにはモータ30の目標回転数Nm*に
値0を設定するのである(ステップS118C)。ブレ
ーキ油圧PBが基準油圧Pref未満のときの勾配θと
目標回転数Nm*との関係は、基本的には図4に例示す
る関係であるが、ブレーキ油圧PBによらず車両のずり
下がりを防止するため、ブレーキペダル84が踏み込ま
れていないときの関係が用いられる。こうした変形例の
駆動制御ルーチンを実行するハイブリッド車の動力装置
20によっても、坂路発進などの際のずり下がりなどを
防止することができると共に装置のエネルギ効率を向上
させることができる。
チンを実行するハイブリッド車の動力装置20では、ブ
レーキ油圧PBが基準油圧Pref未満のときにはブレ
ーキ油圧PBや勾配θに基づいてモータ30の目標回転
数Nm*を設定したが、所定値を目標回転数Nm*に設
定するものとしてもよい。この場合、所定値は、例えば
従来のAT車並のクリープ力が出せる値として設定すれ
ばよい。または、坂路でのずり下がりを防止あるいは抑
制するために従来のAT車並のクリープ力が出せる値よ
り高めの値として設定してもよい。
は、ブレーキ油圧PBが基準油圧Pref以上のときに
はモータ30の目標回転数Nm*に値0を設定してモー
タ30の運転を停止し、ブレーキ油圧PBが基準油圧P
ref未満になるとモータ30の目標回転数Nm*に値
を設定してモータ30を運転するものとしたが、モータ
30の運転を停止する基準油圧と逆にモータ30の運転
を開始する基準油圧とを設定するものとしてもよい。そ
の場合、ブレーキ油圧PBが基準油圧Pref付近で変
化するときにモータ30の運転の停止と開始とが頻繁に
行なわれないよう基準油圧にヒステリシスを設けるもの
としてもよい。この場合の駆動制御ルーチンの一例の一
部を図9に示す。以下、実施例のハイブリッド車の動力
装置20が図2の駆動制御ルーチンに代えてこの図9の
駆動制御ルーチンを実行した場合の動作について簡単に
説明する。なお、図9の駆動制御ルーチンでも図2の駆
動制御ルーチンのステップS100ないしS106の処
理と同一の処理を行なうから、この部分についての図9
への図示は省略した。
ンジン運転フラグFEが値0であり、さらに車速Vの絶
対値が閾値Vr未満であるときには、車両の停車してい
る位置または車両の走行している位置の路面あるいは地
面の勾配θを読み込み(ステップS208)、読み込ん
だ勾配θに基づいて基準油圧Ponと基準油圧Poff
とを設定する(ステップS210)。基準油圧Pon
は、モータ30の運転を開始するための閾値であり、図
2の駆動制御ルーチンのステップS110で設定される
基準油圧Prefと同様に設定される。一方、基準油圧
Poffは、モータ30の運転を停止するための閾値で
あり、設定された基準油圧Ponに所定偏差ΔPを加え
た値として設定される。図10に勾配θと基準油圧Po
nと基準油圧Poffとの関係の一例を示す。
モータ運転フラグFMとを読み込む処理を実行する(ス
テップS212)。ここで、モータ運転フラグFMは、
モータ30が運転状態にあるか運転停止状態にあるかを
値として持つフラグであり、本ルーチンにより設定され
るものである。その設定については後述する。
の値を調べ(ステップS214)、モータ運転フラグF
Mが値0のときには、モータ30は運転停止状態にある
と判定し、ブレーキ油圧PBをモータ30の運転開始の
閾値として設定された基準油圧Ponと比較する(ステ
ップS216)。ブレーキ油圧PBが基準油圧Pon以
上のときには、ブレーキによる制動力で車両は十分に停
止していることができると判断すると共にモータ30の
運転開始は必要ないと判定し、そのまま本ルーチンを終
了する。この場合、モータ30は運転停止状態を保持す
る。一方、ブレーキ油圧PBが基準油圧Pon未満のと
きには、ブレーキによる制動力だけでは車両は停止して
いることができないと判断してモータ運転フラグFMに
値1を設定すると共に(ステップS218)、勾配θと
ブレーキ油圧PBとに基づいてモータ30の目標回転数
Nm*を設定し(ステップS220)、この設定した目
標回転数Nm*でモータ30が運転されるようモータ3
0の制御を行なって(ステップS228)、本ルーチン
を終了する。
Mが値1であると判定すると、ブレーキ油圧PBをモー
タ30の運転停止の閾値として設定された基準油圧Po
ffと比較する(ステップS222)。ブレーキ油圧P
Bが基準油圧Poff未満ののときには、まだブレーキ
による制動力だけでは車両は停止していることができな
いと判断して勾配θとブレーキ油圧PBとに基づいてモ
ータ30の目標回転数Nm*を設定し(ステップS22
0)、この設定した目標回転数Nm*でモータ30が運
転されるようモータ30の制御を行なって(ステップS
228)、本ルーチンを終了する。一方、ブレーキ油圧
PBが基準油圧Poff以上のときには、ブレーキによ
る制動力で車両は十分に停止していることができると判
断すると共にモータ30の運転は必要ないと判定し、モ
ータ運転フラグFMに値0を設定すると共に(ステップ
S224)、モータ30の目標回転数Nm*に値0を設
定し(ステップS226)、モータ30の運転を停止す
る制御を行なって(ステップS228)、本ルーチンを
終了する。
とにヒステリシスを持たせた際のブレーキ油圧PBとモ
ータ運転フラグFMとの関係の一例を時系列に示したタ
イムチャートである。図示するように、運転者がブレー
キペダル84の踏み込みをゆるめることにより時間t1
でブレーキ油圧PBが基準油圧Pon未満となると、モ
ータ運転フラグFMに値1が設定されると共にモータ3
0の運転が開始されて、駆動軸60にクリープトルクが
作用する。運転者のブレーキペダル84の踏み込みの緩
め方が不安定でブレーキ油圧PBが基準油圧Pon付近
をふらついて基準油圧Pon以上の値(時間t2ないし
t3の間)となっても、モータ30の運転を停止する閾
値である基準油圧Poff未満の間はモータ運転フラグ
FMは書き換えられず、モータ30の運転は継続され
る。運転者が再度ブレーキペダル84を踏み込むことに
より時間t4でブレーキ油圧PBが基準油圧Poff以
上となると、モータ運転フラグFMには値0が設定され
て、モータ30の運転は停止される。
えて図9の駆動制御ルーチンを実行する実施例のハイブ
リッド車の動力装置20によれば、モータ30の運転の
開始と停止とにヒステリシスを持たせたので、モータ3
0の運転の開始と停止とが頻繁に行なわれるという不都
合を防止することができる。この結果、耐久性の優れた
装置にすることができる。
は、車両の現在位置の勾配θに基づいてモータ30の運
転を開始するための基準油圧Prefを設定したが、勾
配θに基づかない所定値を閾値としてモータ30の運転
を開始してもよい。この場合の駆動制御ルーチンの一例
を図12に示す。以下、実施例のハイブリッド車の動力
装置20が図2の駆動制御ルーチンに代えてこの図12
の駆動制御ルーチンを実行した場合の動作について簡単
に説明する。なお、図12の駆動制御ルーチンにおける
ステップS300ないしS306の処理は図2の駆動制
御ルーチンにおけるステップS100ないしS106の
処理と同一である。
ンジン運転フラグFEが値0であり、さらに車速Vの絶
対値が閾値Vr未満であるときには、CPU72は、ブ
レーキ油圧PBを読み込み(ステップS312)、読み
込んだブレーキ油圧PBを所定値である閾値P1と比較
する(ステップS314)。ここで、閾値P1は、モー
タ30からトルクコンバータ42を介して駆動軸60に
トルクを出力しなくても車両に予定されている高い値の
勾配θに車両が位置してもずり下がることなく停止して
いることができるブレーキ油圧PBの値やこれより若干
高い値もしくはこれより若干低い値として設定されるも
のである。
は、ブレーキによる制動力で車両は十分に停止している
ことができると判断し、モータ30の目標回転数Nm*
に値0を設定し(ステップS318)、ブレーキ油圧P
Bが閾値P1未満のときには、ブレーキによる制動力だ
けでは車両は停止していることができないと判断し、ブ
レーキ油圧PBに基づいて求められる値をモータ30の
目標回転数Nm*に設定する(ステップS316)。そ
して、設定した目標回転数Nm*となるようモータ30
を制御して(ステップS320)、本ルーチンを終了す
る。
えて図12の駆動制御ルーチンを実行する実施例のハイ
ブリッド車の動力装置20によれば、勾配θを用いなく
ても車両のずり下がりを防止することができる。
ハイブリッド車の動力装置20では、ブレーキ油圧PB
が閾値P1未満のときにはブレーキ油圧PBに基づいて
モータ30の目標回転数Nm*を設定したが、所定値を
目標回転数Nm*に設定するものとしてもよいのは、図
7や図8の駆動制御ルーチンの変形例として説明したの
と同様である。
その変形例ではモータ30をクランクシャフト24に取
り付けたが、モータ30を減速機を介してクランクシャ
フト24に取り付けるものとしてもよい。また、実施例
のハイブリッド車の動力装置20やその変形例では、モ
ータ30からの動力のみで駆動しているときには、モー
タ30が停止しているエンジン22を連れ回すものとし
たが、クランクシャフト24にクラッチを設け、モータ
30からの動力のみで駆動しているときには、クラッチ
によりエンジン22を切り離すものとしてもよい。こう
すれば、エンジン22を連れ回さないから、装置をエネ
ルギ効率の高いものとすることができる。
その変形例では、モータ30を同期電動発電機として構
成したが、発電できる電動機であれば如何なる電動機と
して構成してもよい。
を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
力装置20の構成の概略を示す構成図である。
動制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
示すマップである。
関係の一例を示すマップである。
Nm*との関係の一例を示すマップである。
る際の車速Vと勾配θとブレーキ油圧PBとモータ30
の回転数NmとクリープトルクTとの関係の一例を時系
列として示すタイムチャートである。
フローチャートである。
フローチャートである。
フローチャートである。
fとの関係の一例を示すマップである。
リシスを持たせた際のブレーキ油圧PBとモータ運転フ
ラグFMとの関係の一例を時系列に示したタイムチャー
トである。
るフローチャートである。
4 クランクシャフト、26 エンジンECU、30
モータ、32 インバータ、34 レゾルバ、36 モ
ータECU、38 バッテリ、40 バッテリECU、
42 トルクコンバータ、50 トランスミッション、
52 ATECU、60 駆動軸、62ディファレンシ
ャルギヤ、64,66 駆動輪、65,67 車輪速セ
ンサ、70 HVECU、72 CPU、74 RO
M、76 RAM、80 アクセルペダル、82 アク
セルポジションセンサ、84 ブレーキペダル、86
ブレーキポジションセンサ、88 ブレーキ油圧系統、
89 油圧センサ、90シフトレバー、92 シフトポ
ジションセンサ、94 スタータスイッチ。
Claims (12)
- 【請求項1】 内燃機関からの動力と電動機からの動力
とをトルクコンバータを介して駆動輪に接続された駆動
軸に各々独立に出力可能なハイブリッド車の動力装置で
あって、 前記内燃機関の運転が停止されている状態を検出する運
転停止状態検出手段と、 アクセルペダルの踏み込み状態を検出する踏み込み状態
検出手段と、 前記駆動軸の回転数を検出する回転数検出手段と、 前記駆動軸に作用している制動力を検出する制動力検出
手段と、 前記運転停止状態検出手段により前記内燃機関の運転が
停止されている状態が検出されると共に前記踏み込み状
態検出手段により前記アクセルペダルが踏み込まれてい
ない状態が検出され、かつ、前記回転数検出手段により
検出された回転数が所定回転以下であるとき、前記制動
力検出手段により検出される制動力に基づいて前記電動
機の回転数を制御する制御手段とを備えるハイブリッド
車の動力装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のハイブリッド車の動力装
置であって、 前記制御手段は、 前記制動力検出手段により検出される制動力に基づいて
目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、 該設定された目標回転数で前記電動機が回転するよう該
電動機を駆動制御する駆動制御手段とを備えるハイブリ
ッド車の動力装置。 - 【請求項3】 前記目標回転数設定手段は、前記制動力
検出手段により検出された制動力が所定値以上のときに
は値0を前記目標回転数に設定し、該検出された制動力
が該所定値未満のときには所定回転数を前記目標回転数
に設定する手段である請求項2記載のハイブリッド車の
動力装置。 - 【請求項4】 前記目標回転数設定手段は、前記制動力
検出手段により検出された制動力が所定値以上のときに
は値0を前記目標回転数に設定し、該検出された制動力
が該所定値未満のときには該制動力が大きくなるほど小
さな回転数を前記目標回転数に設定する手段である請求
項2記載のハイブリッド車の動力装置。 - 【請求項5】 請求項1記載のハイブリッド車の動力装
置であって、 該ハイブリッド車の走行位置または停止位置の勾配を検
出または推定する勾配検出推定手段を備え、 前記制御手段は、前記勾配検出推定手段により検出また
は推定された勾配にも基づいて前記電動機の回転数を制
御する手段であるハイブリッド車の動力装置。 - 【請求項6】 請求項5記載のハイブリッド車の動力装
置であって、 前記制御手段は、 前記制動力検出手段により検出される制動力と前記勾配
検出推定手段により検出または推定された勾配とに基づ
いて目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、 該設定された目標回転数で前記電動機が回転するよう該
電動機を駆動制御する駆動制御手段とを備えるハイブリ
ッド車の動力装置。 - 【請求項7】 前記目標回転数設定手段は、前記勾配検
出推定手段により検出または推定された勾配に基づいて
基準制動力を設定する基準制動力設定手段を備え、該設
定された基準制動力と前記制動力検出手段により検出さ
れる制動力とに基づいて前記目標回転数を設定する手段
である請求項6記載のハイブリッド車の動力装置。 - 【請求項8】 前記目標回転数設定手段は、前記制動力
検出手段により検出された制動力が前記基準制動力以上
のときには値0を前記目標回転数に設定し、該検出され
た制動力が該基準制動力未満のときには所定回転数を前
記目標回転数に設定する手段である請求項7記載のハイ
ブリッド車の動力装置。 - 【請求項9】 前記目標回転数設定手段は、前記制動力
検出手段により検出された制動力が前記基準制動力以上
のときには値0を前記目標回転数に設定し、該検出され
た制動力が該基準制動力未満のときには該制動力が大き
くなるほど小さな回転数を前記目標回転数に設定する手
段である請求項7記載のハイブリッド車の動力装置。 - 【請求項10】 前記目標回転数設定手段は、前記制動
力検出手段により検出された制動力が前記基準制動力以
上のときには値0を前記目標回転数に設定し、該検出さ
れた制動力が該基準制動力未満のときには前記勾配検出
推定手段により検出または推定された勾配が大きくなる
ほど大きな回転数を前記目標回転数に設定する手段であ
る請求項7記載のハイブリッド車の動力装置。 - 【請求項11】 前記目標回転数設定手段は、前記制動
力検出手段により検出された制動力が前記基準制動力以
上のときには値0を前記目標回転数に設定し、該検出さ
れた制動力が該基準制動力未満のときには、該制動力が
大きくなるほど小さな回転数となる関係と前記勾配検出
推定手段により検出または推定された勾配が大きくなる
ほど大きな回転数となる関係とに基づいて前記目標回転
数に設定する手段である請求項7記載のハイブリッド車
の動力装置。 - 【請求項12】 前記駆動制御手段は、前記目標回転数
に値0が設定されたときは前記電動機の運転を停止する
手段である請求項3,4,8,9,10,11のいずれ
か記載のハイブリッド車の動力装置。
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