JP2005257004A

JP2005257004A - ハイブリッド車の制御装置

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Publication number: JP2005257004A
Application number: JP2004071001A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Suzuki; 義隆鈴木; Hiroatsu Endo; 弘淳遠藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2024-03-12
Also published as: DE102005010883B8; DE102005010883B4; DE102005010883A1; US7552003B2; US20050203678A1; JP3928624B2

Abstract

【課題】手動操作可能なハイブリッド車において、モータの大型化の抑制と要求駆動力の満足とを両立させる。
【解決手段】エンジン１と、第１モータ・ジェネレータ（ＭＧ１）１１と、第２モータ・ジェネレータ（ＭＧ２）５とを備え、ＭＧ１の回転数を手動で指示することによりエンジン１の回転数を制御する回転数手動制御手段を備え、車両の要求駆動力を検出する要求駆動力検出手段（ステップＳ２）と、エンジン１の回転数の変更が検出された時、要求駆動力に基づいてＭＧ２の要求出力トルクを算出する要求トルク算出手段（ステップＳ６）と、算出された要求トルクと第２駆動力源の許容トルクとを比較する出力トルク比較手段（ステップＳ７）と、出力トルクが大きいと判断された場合に変速比を増大させる変速機状態変更手段（ステップＳ９，１０）とを備えることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の駆動力源を有するハイブリッド車の駆動装置に関するものである。

従来、ハイブリッド車としては、例えば内燃機関に加えて電動機やモータ・ジェネレータを動力源として備えた車両が知られている。このハイブリッド車の例では、遊星歯車機構の差動作用を利用して、内燃機関を最適運転点で駆動させるように遊星歯車機構に接続された電動機もしくはモータ・ジェネレータで回転数制御をおこなう。また、加速時に駆動力やエンジンブレーキ力の要求駆動力に対する過不足を電動機もしくはモータ・ジェネレータで補い、さらには減速時にエネルギの回生をおこなうことにより、内燃機関による排ガスを低減し、同時に燃費の向上を図るように構成されている。

このハイブリッド車の一例として特許文献１に記載されたハイブリッド車の駆動装置が知られている。この駆動装置は、エンジンと第１モータ・ジェネレータと、出力部材とが動力分配機構を介して連結されているとともに、出力部材に第２モータ・ジェネレータが連結されている。そして、エンジンからの出力を動力分配機構により、出力部材と第１モータ・ジェネレータとに分割して伝達するとともに、第１モータ・ジェネレータにより発電した電力によって第２モータ・ジェネレータを駆動して、出力部材にトルクを加減するように構成されている。また、第１モータ・ジェネレータの回転数を制御してエンジンの回転数を最適燃費線上に維持することで燃費の向上を図ることができる。
特開２００２−２２５５７８号公報

一方、手動により第１モータ・ジェネレータの回転数を変化させることが考えられる。こうすることで、エンジンの回転数を運転者の意図した回転数とすることができ、ドライバビリティの向上を図ることができる。しかし、アクセルペダルの操作状態を変化させずに手動操作によってダウンシフトした場合、エンジンの出力が一定のまま回転数が増大するのでエンジンの出力トルクが相対的に低下する。その結果、出力軸に対するエンジンのいわゆる直達トルクが低下するので、駆動力の低下を回避または抑制するために、第２のモータ・ジェネレータに要求される出力に基づく第２モータ・ジェネレータのトルクが大きければ、その要求を満たすべく第２モータ・ジェネレータを大型化することになり、あるいは第２モータ・ジェネレータの回転数には制限があるために出力要求を満たせない可能性がある。

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、モータの大型化の抑制と、要求駆動力の充足とを両立させることを目的とする。

この発明の制御装置は、上記の目的を達成するために、要求駆動力を検出し、検出した要求駆動力の大きさに応じて、変速機の切換をおこなうことを特徴とするものである。より具体的には、請求項１の発明は、内燃機関と発電機能のある第１駆動力源と出力部材とが差動作用のある動力分配機構を介して連結されるとともに、その出力部材に、変速比を変更可能な変速機を介して第２駆動力源が連結され、前記内燃機関と第２駆動力源とによる前記出力部材の駆動状態を手動操作によって変更する手動切換手段を備えたハイブリッド車の制御装置において、車両の要求駆動力を検出する要求駆動力検出手段と、前記手動切換手段によって、前記内燃機関と第２駆動力源とによる前記出力部材の駆動状態が切り換えられた場合に前記要求駆動力検出手段により求められた要求駆動力に基づいて前記第２駆動力源の要求出力トルクを求める要求出力トルク検出手段と、その要求出力トルク検出手段で求められた前記要求出力トルクとその時点の変速機の変速比の下で前記第２駆動力源から前記出力部材に伝達できるトルクの上限値とを比較する比較手段と、前記要求出力トルクが前記上限値より大きい場合に前記変速機の変速比を増大させる変速制御手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。

また、請求項２の発明は、内燃機関と発電機能のある第１駆動力源と出力部材とが差動作用のある動力分配機構を介して連結されるとともに、その出力部材に、変速比を変更可能な変速機を介して第２駆動力源が連結され、前記内燃機関と第２駆動力源とによる前記出力部材の駆動状態を手動操作によって変更する手動切換手段を備えたハイブリッド車の制御装置において、車両の要求駆動力を検出する要求駆動力検出手段と、前記手動切換手段によって、前記内燃機関と第２駆動力源とによる前記出力部材の駆動状態が切り換えられた場合に前記要求駆動力検出手段により求められた要求駆動力に基づいて前記第２駆動力源の要求回転数を求める要求回転数検出手段と、その要求回転数検出手段で求められた前記回転数とその時点の変速機の変速比の下で前記第２駆動力源の予め定められた回転数の上限値とを比較する回転数比較手段と、前記要求回転数が前記上限値より大きい場合に前記変速機の変速比を低下させる変速比低下手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。

請求項１によれば内燃機関の回転数が変化したときに要求駆動力を検出し、検出した要求駆動力から要求トルクを算出し、算出した要求トルクと、第２駆動力源の最大許容トルクとを比較し、要求トルクが最大許容トルクよりも大きい場合には、出力部材の回転数を減速させるように変速機が切り換えられる。このため、変速機の出力トルクを増大させることができるので、要求トルクを満たすことができ、第２駆動力源の大型化を防止することができる。

また、請求項２によれば内燃機関の回転数が変化したときに要求駆動力を検出し、検出した要求駆動力から要求回転数を算出し、算出した要求回転数と、第２駆動力源の最大許容回転数とを比較し、要求回転数が最大許容回転数よりも大きい場合には、出力部材の回転数を増速させるように変速機が切り換えられる。このため、変速機の出力回転数を増大させることができるので、要求回転数を満たすことができ、第２駆動力源の大型化を防止することができる。

つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とするハイブリッド車における駆動装置について説明すると、この発明で対象とするハイブリッド駆動装置は、図２に示すように、主動力源（すなわち第１の動力源）１のトルクが出力部材２に伝達され、その出力部材２からデファレンシャル３を介して駆動輪４にトルクが伝達される。一方、走行のための駆動力を出力する力行制御あるいはエネルギーを回収する回生制御の可能なアシスト動力源（すなわち第２の動力源）５が設けられており、このアシスト動力源５が変速機６を介して出力部材２に連結されている。したがってアシスト動力源５と出力部材２との間で伝達するトルクを変速機６で設定する変速比に応じて増減するようになっている。

上記の変速機６は、設定する変速比が“１”以上となるように構成することができ、このように構成することにより、アシスト動力源５でトルクを出力する力行時に、アシスト動力源５で出力したトルクを増大させて出力部材２に伝達できるので、アシスト動力源５を低容量もしくは小型のものとすることができる。しかしながら、アシスト動力源５の運転効率を良好な状態に維持することが好ましいので、例えば車速に応じて出力部材２の回転数が増大した場合には、変速比を低下させてアシスト動力源５の回転数を低下させる。また、出力部材２の回転数が低下した場合には、変速比を増大させることがある。

上記のハイブリッド駆動装置を更に具体的に説明すると、主動力源１は図３に示すように、内燃機関（以下、エンジンと記す）１０と、モータ・ジェネレータ（以下、仮に第１モータ・ジェネレータもしくはＭＧ１と記す）１１と、これらエンジン１０と第１モータ・ジェネレータ１１との間でトルクを合成もしくは分配する遊星歯車機構１２とを主体として構成されている。そのエンジン１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、例えば、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）１３によっておこなうように構成されている。

また、第１モータ・ジェネレータ１１は、一例として永久磁石式同期電動機であって、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成され、インバータ１４を介してバッテリーなどの蓄電装置１５に接続されている。そして、そのインバータ１４を制御することにより、第１モータ・ジェネレータ１１の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定するようになっている。その制御をおこなうために、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ１−ＥＣＵ）１６が設けられている。なお、第１モータ・ジェネレータ１１のステータ（図示せず）は固定されており、回転しないようになっている。

さらに、遊星歯車機構１２は、外歯歯車であるサンギヤ１７と、そのサンギヤ１７に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１８と、これらサンギヤ１７とリングギヤ１８とに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ１９とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。前記エンジン１０の出力軸がダンパー２０を介して第１の回転要素であるキャリヤ１９に連結されている。言い換えれば、キャリヤ１９が入力要素となっている。

これに対して第２の回転要素であるサンギヤ１７に第１モータ・ジェネレータ１１のロータ（図示せず）が連結されている。したがってサンギヤ１７がいわゆる反力要素となっており、また第３の回転要素であるリングギヤ１８が出力要素となっている。そして、そのリングギヤ１８が出力部材（すなわち出力軸）２に連結されている。

一方、変速機６は、図３に示す例では、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわちそれぞれ外歯歯車である第１サンギヤ（Ｓ１）２１と第２サンギヤ（Ｓ２）２２とが設けられており、その第１サンギヤ２１に第１のピニオン２３が噛合するとともに、その第１のピニオン２３が第２のピニオン２４に噛合し、その第２のピニオン２４が前記各サンギヤ２１，２２と同心円上に配置されたリングギヤ（Ｒ）２５に噛合している。なお、各ピニオン２３，２４は、キャリヤ（Ｃ）２６によって自転かつ公転自在に保持されている。また、第２サンギヤ２２が第２のピニオン２４に噛合している。したがって第１サンギヤ２１とリングギヤ２５とは、各ピニオン２３，２４と共にダブルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また第２サンギヤ２２とリングギヤ２５とは、第２のピニオン２４と共にシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。

そして、第１サンギヤ２１を選択的に固定する第１ブレーキＢ１と、リングギヤ２５を選択的に固定する第２ブレーキＢ２とが設けられている。これらのブレーキＢ１，Ｂ２は摩擦力によって係合力を生じるいわゆる摩擦係合装置であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキＢ１，Ｂ２は、油圧による係合力に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。さらに、第２サンギヤ２２に前述したアシスト動力源５が連結され、またキャリヤ２６が前記出力軸２に連結されている。さらに、出力軸２を固定して車両をパーキング状態に維持するためのパーキングギヤ３７が出力軸２に取り付けられており、図示しないシフト装置によってパーキングポジションを選択した場合にそのパーキングギヤ３７に噛合してその回転を止めるパーキングロックポール３８が設けられている。

したがって、上記の変速機６は、第２サンギヤ２２がいわゆる入力要素であり、またキャリヤ２６が出力要素となっており、第１ブレーキＢ１を係合させることにより変速比が“１”より大きい高速段が設定され、第１ブレーキＢ１に替えて第２ブレーキＢ２を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段が設定されるように構成されている。この各変速段の間での変速は、車速や要求駆動力（もしくはアクセル開度）などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ（変速線図）として定めておき、検出された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。その制御をおこなうためのマイクロコンピュータを主体とした電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）２７が設けられている。

なお、図３に示す例では、アシスト動力源５として、トルクを出力する力行およびエネルギーを回収する回生の可能なモータ・ジェネレータ（以下仮に、第２モータ・ジェネレータもしくはＭＧ２と記す）が採用されている。この第２モータ・ジェネレータ５は、一例として永久磁石式同期電動機であって、そのロータ（図示せず）は第２サンギヤ２２に接続されている。さらにこの第２モータ・ジェネレータ５は、インバータ２８を介してバッテリー２９に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ２−ＥＣＵ）３０によってそのインバータ２８を制御することにより、力行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクを制御するように構成されている。なお、そのバッテリー２９および電子制御装置３０は、前述した第１モータ・ジェネレータ１１についてのインバータ１４およびバッテリー（蓄電装置）１５と統合することもできる。また、第２モータ・ジェネレータ５のステータ（図示せず）は固定されており、回転しないようになっている。

なお、これらの電子制御装置１３，１６，３０，２７には、シフト装置３１からシフト信号が入力される。そして、このシフト信号に応じてエンジン１やモータ・ジェネレータ５，１１の回転数制御がおこなわれ、また変速機６の切り換えがおこなわれる。なお、このシフト装置は手動により操作することができる。すなわち、手動によりエンジン１やモータ・ジェネレータ５，１１の回転数を連続的、または段階的に変化させることができる。

また、上述したトルク合成分配機構としてのシングルピニオン型遊星歯車機構１２についての共線図を示せば、図４の（Ａ）のとおりであり、キャリヤ（Ｃ）１９に入力されるエンジン１０の出力するトルクに対して、第１モータ・ジェネレータ１１による反力トルクをサンギヤ（Ｓ）１７に入力すると、これらのトルクを遊星歯車機構１２のギヤ比に応じて増減した大きさのトルクが、出力要素となっているリングギヤ（Ｒ）１８に現れる。その場合、第１モータ・ジェネレータ１１のロータがそのトルクによって回転し、第１モータ・ジェネレータ１１は発電機として機能する。また、リングギヤ１８の回転数（出力回転数）を一定とした場合、第１モータ・ジェネレータ１１の回転数を大小に変化させることにより、エンジン１０の回転数を連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、エンジン１０の回転数を例えば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、第１モータ・ジェネレータ１１を制御することによっておこなうことができる。

さらに、図４の（Ａ）に一点鎖線で示すように、走行中にエンジン１０を停止させていれば、第１モータ・ジェネレータ１１が逆回転しており、その状態から第１モータ・ジェネレータ１１を電動機として機能させて正回転方向にトルクを出力させると、キャリヤ１９に連結されているエンジン１０にこれを正回転させる方向のトルクが作用し、したがって第１モータ・ジェネレータ１１によってエンジン１０を始動（モータリングもしくはクランキング）することができる。その場合、出力軸２にはその回転を止める方向のトルクが作用する。したがって走行のための駆動トルクは、第２モータ・ジェネレータ５の出力するトルクを制御することにより維持でき、同時にエンジン１０の始動を円滑におこなうことができる。なお、この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称されている。

また、変速機６を構成しているラビニョ型遊星歯車機構についての共線図を示せば、図４の（Ｂ）のとおりである。すなわち第２ブレーキＢ２によってリングギヤ２５を固定すれば、低速段Ｌが設定され、第２モータ・ジェネレータ５の出力したトルクが変速比に応じて増幅されて出力軸２に付加される。これに対して第１ブレーキＢ１によって第１サンギヤ２１を固定すれば、低速段Ｌより変速比の小さい高速段Ｈが設定される。この高速段Ｈにおける変速比も“１”より大きいので、第２モータ・ジェネレータ５の出力したトルクがその変速比に応じて増大させられて出力軸２に付加される。

なお、各変速段Ｌ，Ｈが定常的に設定されている状態では、出力軸２に付加されるトルクは、第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクを変速比に応じて増大させたトルクとなるが、変速過渡状態では各ブレーキＢ１，Ｂ２でのトルク容量や回転数変化に伴う慣性トルクなどの影響を受けたトルクとなる。また、出力軸２に付加されるトルクは、第２モータ・ジェネレータ５の駆動状態では、正トルクとなり、被駆動状態では負トルクとなる。

上述したハイブリッド駆動装置は、主動力源１とアシスト動力源５との二つの動力源を備えているので、これらを有効に利用して低燃費で排ガス量の少ない運転がおこなわれる。またエンジン１０を駆動する場合であっても、第１モータ・ジェネレータ１１によって最適燃費となるようにエンジン１０の回転数が制御される。さらに、コースト時には車両の有する慣性エネルギーが電力として回生される。そして、第２モータ・ジェネレータ５を駆動してトルクアシストする場合、車速が遅い状態では変速機６を低速段Ｌに設定して出力軸２に付加するトルクを大きくし、車速が増大した状態では、変速機６を高速段Ｈに設定して第２モータ・ジェネレータ５の回転数を相対的に低下させて損失を低減し、効率の良いトルクアシストが実行される。

上述したハイブリッド車は、エンジン１０の動力による走行、エンジン１０と第２モータ・ジェネレータ５とを使用した走行、第２モータ・ジェネレータ５のみを使用した走行のいずれもが可能であって、これらの走行形態は、アクセル開度などの駆動要求量や車速などに基づいて判断され、選択される。例えばバッテリーの充電量が充分にあって、駆動要求量が相対的に小さい場合、あるいは静粛な発進が手動選択された場合などでは、第２モータ・ジェネレータ５を使用した電気自動車に類した走行（以下、仮にＥＶ走行と記す）の形態が選択され、エンジン１０は停止させられる。その状態からアクセルペダルが大きく踏み込まれるなど駆動要求量が増大した場合、あるいはバッテリーの充電量が低下した場合、もしくは静粛な発進から通常走行に手動切り換えされた場合には、エンジン１０が始動されてエンジン１０を使用した走行（以下、仮にＥ／Ｇ走行と記す）の形態に切り換えられる。

一方、運転者の意図を反映させるために、第１モータ・ジェネレータ１１の回転数を運転者が直接指示することによりエンジン１の回転数を変化させることが考えられる。この場合、運転者の指示によりエンジン１の回転数が高回転域で運転された場合、第１モータ・ジェネレータ１１の回転数も増大する。第１モータ・ジェネレータ１１で発電される電力は第１モータ・ジェネレータ１１の回転数の増大に伴って増加するため、第１モータ・ジェネレータ１１の発電量はエンジン１の回転数の増大に伴って増加する。これは、エンジン１から直接出力軸２に機械的に伝達される動力が減少することを意味しており、そのため、第２モータ・ジェネレータ５による動力アシストを増大させる必要がある。

しかし、第２モータ・ジェネレータ５に対するアシスト必要要求量によっては第２モータ・ジェネレータ５の最大回転数や最大トルク等の最大定格を超えてしまい、必要なトルクや回転数を発生させることができない場合がある。また、必要なトルクや回転数を発生させるために、第２モータ・ジェネレータ５の最大定格を大きくすると、第２モータ・ジェネレータ５が大型化する。

したがって、必要とされる動力アシスト量に応じて、第２モータ・ジェネレータ５と出力軸２との間に設けられた変速機６を切り換えて適正なトルクや回転数を発生させる必要がある。この適正なトルクや回転数を発生させるために以下の制御がおこなわれる。

図１は、必要とされる動力アシスト量に応じて変速機６を切り換えるための制御を示したフローチャートである。まず、アクセルが踏み込まれたか否かが判断されるとともに、踏み込まれたアクセルの踏み込み量が検出される（ステップＳ１）。

ステップＳ１で否定的に判断された場合、すなわちアクセルが踏み込まれていない場合には、特に処理をおこなわずにこのルーチンを抜ける。これに対し、ステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわちアクセルが踏まれている場合には、アクセルの踏み込み量から要求駆動力を算出する（ステップＳ２）。これは、例えばアクセルペダルの踏み込み量と車速とをパラメータとしたマップを利用しておこなうことができる。そして、要求駆動力と車速とから変速機６の変速レンジ、もしくは変速比が仮に決定される（ステップＳ３）。これは、予め用意した図５に示す変速線図に基づいて決定でき、その場合摩擦などによる損失を防ぐべく小さい変速比が選択される。なお、ステップＳ３では変速レンジ、もしくは変速比が決定されるのみであり、実際の変速機６の切換はステップＳ３以降におこなわれる。

そして、ステップＳ３で変速レンジが仮に決定されると、現在のシフト装置の状態の検出がおこなわれる（ステップＳ４）。これにより手動により指示されているエンジン１の目標回転数が検出される。目標回転数が検出されると、その目標回転数と要求駆動力とから、エンジン１の動作点が決定される（ステップＳ５）。

エンジン１の動作点が決まると、エンジン１の出力トルクを知ることができ、またトルク合成分配機構を構成している遊星歯車機構１２のギヤ比は予め知られているので、結局、エンジン１から出力軸２に伝達されるトルクを求めることができる。これに対してステップＳ２で要求駆動力が求められているので、手動操作（目標エンジン回転数を増大させるダウンシフト操作）した後にエンジン１から出力軸２に伝達されるトルクの目標駆動力に対する不足量が判る。その不足量を第２モータ・ジェネレータ５によってアシストすることになるので、その不足量から第２モータ・ジェネレータ５の要求出力が算出される。すなわち電力によって出力軸２に伝達される動力が算出される（ステップＳ６）。

そして、電力が、発電電力量だけ第２モータ・ジェネレータ５に入力されるので、このときの発電電力量と車速から、第２モータ・ジェネレータ５に要求されている出力トルクを算出し、この出力要求トルクが第２モータ・ジェネレータ５の最大許容出力トルク以上か否かが判断される（ステップＳ７）。すなわち、その時点の変速機６の変速比における予め定められた上限値を超えているか否かが判断される。

ステップＳ７で否定的に判断された場合、すなわち、第２モータ・ジェネレータ５に要求されている出力トルクが第２モータ・ジェネレータ５の最大許容出力トルクよりも小さい場合、車速から求めた第２モータ・ジェネレータ５に要求されている回転数が第２モータ・ジェネレータ５の最大許容回転数以上か否かが判断される（ステップＳ８）。すなわち、その時点の変速機６の変速比における予め定められた上限値を超えているか否かが判断される。

そして、ステップＳ８で否定的に判断された場合、すなわち、車速から求めた第２モータ・ジェネレータ５に要求されている回転数が第２モータ・ジェネレータ５の最大許容回転数以上でない場合には、このルーチンを抜ける。

一方、ステップＳ７で肯定的に判断された場合、すなわち、出力要求トルクが第２モータ・ジェネレータ５の最大許容出力トルク以上である場合には、第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクを増幅させる必要があり、そのため、変速機６をＬ側に切り換える（ステップＳ９）。

さらに、ステップＳ８で肯定的に判断された場合、すなわち、車速から求めた第２モータ・ジェネレータ５に対する要求回転数が第２モータ・ジェネレータ５の最大許容回転数以上である場合には、第２モータ・ジェネレータ５の出力回転数を増速させる必要があり、そのため、変速機６をＨ側に切り換える（ステップＳ１０）。

次に上記のハイブリッド車についての車速−駆動力線図に基づいて上記の制御例を説明する。図５において、横軸は車速Ｖを示し、また縦軸は駆動力ｆを示し、さらに（ａ）、（ｄ）、（ｅ）は負荷曲線を示し、（ｂ）は変速機６についてのダウンシフト線、（ｃ）は同様にアップシフト線を示している。

アクセルペダルを所定角度に踏み込んで所定の車速で走行している状態では、前述したステップＳ１での肯定的な判断が成立し、またステップＳ２での要求駆動力の算出が行われる。そして、その時点の車速Ｖおよび要求駆動力ｆから図５の線図を利用して、変速機６で設定するべき変速レンジ（変速段もしくは変速比）が求められる。これが上記のステップＳ３における仮決定である。なお、その時点の動作状態を図５中Ｘ点であるとし、変速機６で設定されている変速段はＨであるとする。

この状態で手動によるダウンシフト操作が行われると、アクセル開度が変化していないので、エンジン１の運転点が高回転数でかつ低トルク側に変化する。その結果、図６に示すようにエンジン動作点がＸからＹに変化する。これによりエンジントルクが低下し、直達トルクが低下する。このような駆動力の低下を補うように第２モータ・ジェネレータ５の動力が算出される。これが上述したステップＳ６での演算である。

したがって手動によるいわゆるダウンシフトによって図５に示す車速・駆動力線図上のＸ点は変化しないので、変速機６の変速が生じることはない。しかしながら、ステップＳ６で算出された第２モータ・ジェネレータ５の出力を達成するとした場合の第２モータ・ジェネレータ５のトルクが最大許容トルクなどの予め定めた上限値を超えている場合には、図５の線図上では高速段領域であっても、変速機６は低速段Ｌに設定される。これが上記のステップＳ９の制御である。その結果、第２モータ・ジェネレータ５を大出力化、大型化することなく、必要とする駆動力を得ることができる。

このような状況は、第２モータ・ジェネレータ５の回転数についても同様である。すなわち、ステップＳ６で算出された第２モータ・ジェネレータ５の動力を達成するとした場合の動作点はＸ１で表すＬ側にある。そのため、第２モータ・ジェネレータ５の回転数が最大許容回転数などの予め定めた上限値を超えている場合には、図５の線図上では低速段領域であっても、変速機６は高速段Ｈに設定される。これが上記のステップＳ１０の制御である。その結果、第２モータ・ジェネレータ５を低回転数・高トルク型にするなど第２モータ・ジェネレータ５の大型化の要因が回避され、その結果、第２モータ・ジェネレータ５を大出力化、大型化することなく、必要とする駆動力を得ることができる。

つまり、エンジン１の回転数が変化したときにアクセル開度と車速から要求駆動力を検出し、検出した要求駆動力から要求トルクを算出し、算出した要求トルクと、第２モータ・ジェネレータ５の最大許容トルクとを比較し、要求トルクが最大許容トルクよりも大きい場合には、出力軸２の回転数を減速させるように変速機６が切り換えられる。このため、変速機６の出力トルクを増大させることができるので、要求トルクを満たすことができ、第２モータ・ジェネレータ５の大型化を防止することができる。

また、エンジンの回転数が変化したときにアクセル開度と車速から要求駆動力を検出し、検出した要求駆動力から要求回転数を算出し、算出した要求回転数と、第２モータ・ジェネレータ５の最大許容回転数とを比較し、要求回転数が最大許容回転数よりも大きい場合には、出力軸２の回転数を増速させるように変速機６が切り換えられる。このため、変速機の６出力回転数を増大させることができるので、要求回転数を満たすことができ、第２モータ・ジェネレータ５の大型化を防止することができる。同様にモータが出力できるパワーが回転数により変化する場合は変速機６の変速段を切り換えることで、要求された第２モータ・ジェネレータ５のパワーを出力可能とすることもできる。

ここで、上述した各具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、出力軸２が「出力部材」に相当する。また、ステップＳ２の機能的手段が「要求駆動力検出手段」に相当し、ステップＳ６の機能的手段が「要求トルク算出手段」および「要求出力回転数算出手段」に相当する。また、ステップＳ７の機能的手段が「出力トルク比較手段」に相当し、ステップＳ８の機能的手段が「出力回転数比較手段」に相当する。さらに、ステップＳ９およびＳ１０の機能的手段が「変速機状態変更手段」に相当する。

なお、この発明における「内燃機関」と「駆動力源」とは駆動力の発生の原理が異なる。本実施例では「内燃機関」は熱エネルギを運動エネルギに変換したが、「内燃機関」の他に「外燃機関」等を使用してもよい。要は熱エネルギを運動エネルギに変換する装置であればよい。」

この発明の制御装置による制御例を説明するためのフローチャートである。この発明に係るハイブリッド車の駆動装置を概略的に示す図である。この発明に係るハイブリッド車の駆動装置を示すスケルトン図である。その駆動装置についての共線図である。第２モータ・ジェネレータについての車速と駆動力との関係を示す図である。エンジンの動作点を示す図である。

符号の説明

１…主動力源、２…出力軸、５…アシスト動力源（第２モータ・ジェネレータ）、６…変速機、１０…内燃機関（エンジン）、１１…第１モータ・ジェネレータ、１２…遊星歯車機構、Ｂ１，Ｂ２…ブレーキ。

Claims

内燃機関と発電機能のある第１駆動力源と出力部材とが差動作用のある動力分配機構を介して連結されるとともに、その出力部材に、変速比を変更可能な変速機を介して第２駆動力源が連結され、前記内燃機関と第２駆動力源とによる前記出力部材の駆動状態を手動操作によって変更する手動切換手段を備えたハイブリッド車の制御装置において、
車両の要求駆動力を検出する要求駆動力検出手段と、
前記手動切換手段によって前記内燃機関と第２駆動力源とによる前記出力部材の駆動状態が切り換えられた場合に、前記要求駆動力検出手段により求められた要求駆動力に基づいて前記第２駆動力源の要求出力トルクを求める要求出力トルク検出手段と、
その要求出力トルク検出手段で求められた前記要求出力トルクとその時点の変速機の変速比の下で前記第２駆動力源から前記出力部材に伝達できるトルクの上限値とを比較する比較手段と、
前記要求出力トルクが前記上限値より大きい場合に前記変速機の変速比を増大させる変速制御手段と
を備えていることを特徴とするハイブリッド車の制御装置。
内燃機関と発電機能のある第１駆動力源と出力部材とが差動作用のある動力分配機構を介して連結されるとともに、その出力部材に、変速比を変更可能な変速機を介して第２駆動力源が連結され、前記内燃機関と第２駆動力源とによる前記出力部材の駆動状態を手動操作によって変更する手動切換手段を備えたハイブリッド車の制御装置において、
車両の要求駆動力を検出する要求駆動力検出手段と、
前記手動切換手段によって前記内燃機関と第２駆動力源とによる前記出力部材の駆動状態が切り換えられた場合に、前記要求駆動力検出手段により求められた要求駆動力に基づいて前記第２駆動力源の要求回転数を求める要求回転数検出手段と、
その要求回転数検出手段で求められた前記回転数とその時点の変速機の変速比の下で前記第２駆動力源の予め定められた回転数の上限値とを比較する回転数比較手段と、
前記要求回転数が前記上限値より大きい場合に前記変速機の変速比を低下させる変速比低下手段と
を備えていることを特徴とするハイブリッド車の制御装置。