説明

ハイブリッド車両およびその制御方法

【課題】ハイブリッド車両の走行中に内燃機関の始動に伴うショックの発生を抑制すると共に運転停止されていた内燃機関をより適正に始動させる。
【解決手段】エンジンの運転停止中におけるエンジンの始動判定に際して要求走行パワーと比較される始動判定パワーPref1は、当該始動判定パワーPref1をリングギヤ軸のトルクに換算することにより得られる換算始動判定トルクTc1が車速Vが高いほど小さくなるように設定され、エンジンの始動判定に際して要求トルクと比較される始動判定トルクTref1は、車速Vが間欠禁止車速Vrefよりも低い基準車速V0以下であるときに換算始動判定トルクTc1以下となると共に車速Vが基準車速V0を上回っているときに換算始動判定トルクTc1よりも大きくなるように設定される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関と、第1電動機と、3つの回転要素を有すると共に内燃機関の出力軸と第1電動機と駆動輪に連結された駆動軸とに接続される遊星歯車機構と、遊星歯車機構の何れかの回転要素に接続される第2電動機と、第1および第2電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備えたハイブリッド車両およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種のハイブリッド車両として、内燃機関の運転停止中にハイブリッド車両に要求される要求パワーが予め定められた第1の閾値以上になると内燃機関を始動させると共に、内燃機関の運転中に要求パワーが当該第1の閾値よりも小さく定められた第2の閾値未満になると内燃機関の運転を停止させるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、この種のハイブリッド車両としては、車速が間欠禁止車速未満であると共に走行に要求される要求トルクが始動判定閾値以上であるときに内燃機関の運転停止を禁止すると共に、車速が間欠禁止車速未満であると共に要求トルクが停止判定閾値未満であるときに内燃機関の運転停止を許可するものも知られている(例えば、特許文献2参照)。このハイブリッド車両では、運転モードとしてノーマルモード、トルク出力の応答性を優先するパワーモードおよび燃費を優先するECOモードの何れかを選択可能であり、運転者により選択された運転モードに応じて要求トルクと比較される始動判定閾値および停止判定閾値が変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−131103号公報
【特許文献2】特開2009−166516号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述のようなハイブリッド車両では、遊星歯車機構を介して駆動軸と内燃機関とが連結されていることから、ハイブリッド車両の走行中であって駆動軸に出力されているトルクがある程度大きいときに第1電動機によるクランキングを伴って内燃機関を始動させると、内燃機関の始動に伴うショックが発生してしまうおそれがある。従って、要求パワーや要求トルクと比較される始動判定閾値は、運転停止されている内燃機関をより適正に始動させると共に、内燃機関の始動に伴うショックの発生を抑制することができるように定められるべきである。しかしながら、上記特許文献には、内燃機関の始動に伴うショックを考慮して始動判定閾値を設定することが何ら開示されていない。
【0005】
そこで、本発明は、ハイブリッド車両の走行中に内燃機関の始動に伴うショックの発生を抑制すると共に運転停止されている内燃機関をより適正に始動させることを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明によるハイブリッド車両およびその制御方法は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。
【0007】
本発明によるハイブリッド車両は、
内燃機関と、第1電動機と、3つの回転要素を有すると共に前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機と駆動輪に連結された駆動軸とに接続される遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の何れかの回転要素に接続される第2電動機と、前記第1および第2電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備えたハイブリッド車両において、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記要求トルクと前記駆動軸の回転数または車速とに基づいて走行に要求される要求走行パワーを設定する要求走行パワー設定手段と、
前記内燃機関の運転停止中に前記要求走行パワーが始動判定パワー未満であると共に前記要求トルクが始動判定トルク未満であるときに該内燃機関の運転停止を許容し、前記内燃機関の運転停止中に前記要求走行パワーが前記始動判定パワー以上であるか、あるいは前記要求トルクが前記始動判定トルク以上であるときに該内燃機関の運転を許可する始動判定手段と、
前記始動判定手段による判定結果に応じた前記内燃機関の運転または運転の停止を伴って前記要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第1および第2電動機とを制御する制御手段とを備え、
前記始動判定パワーは、該始動判定パワーを前記駆動軸のトルクに換算することにより得られる換算始動判定トルクが前記車速が高いほど小さくなるように設定され、前記始動判定トルクは、前記車速が所定車速以下であるときに前記換算始動判定トルク以下となると共に前記車速が前記所定車速を上回っているときに前記換算始動判定トルクよりも大きくなるように設定されることを特徴とする。
【0008】
このハイブリッド車両において、内燃機関の運転停止中における当該内燃機関の始動判定に際して要求走行パワーと比較される始動判定パワーは、該始動判定パワーを駆動軸のトルクに換算することにより得られる換算始動判定トルクが車速が高いほど小さくなるように設定される。また、内燃機関の運転停止中における当該内燃機関の始動判定に際して要求トルクと比較される始動判定トルクは、車速が所定車速以下であるときに換算始動判定トルク以下となると共に車速が所定車速を上回っているときに換算始動判定トルクよりも大きくなるように設定される。これにより、車速が所定車速以下となる低車速域では、要求トルクや要求走行パワーが増加するときに要求走行パワーが始動判定パワー以上となる前に要求トルクが始動判定トルク以上となることから、運転停止されている内燃機関を要求トルクに応じて駆動軸に比較的高いトルクが出力されるようになる前に始動させることで当該内燃機関の始動に伴うショックの発生を抑制することができる。また、車速が所定車速を上回る車速域では、要求トルクや要求走行パワーが増加するときに要求トルクが始動判定トルク以上となる前に要求走行パワーが始動判定パワー以上となることから、運転停止されている内燃機関は、ハイブリッド車両の走行に要求される要求走行パワーが高まった段階で始動される。これにより、運転停止されている内燃機関が必要以上に始動されてしまうのを抑制することができる。この結果、このハイブリッド車両では、走行中の内燃機関の始動に伴うショックの発生を抑制すると共に運転停止されている内燃機関をより適正に始動させることが可能となる。
【0009】
また、前記ハイブリッド車両は、少なくとも前記要求走行パワーと前記蓄電手段の目標充放電電力とに基づいて前記内燃機関に要求される要求機関パワーを設定する要求機関パワー設定手段と、前記内燃機関の運転中に前記要求機関パワーが停止判定パワー以上であるか、あるいは前記要求トルクが停止判定トルク以上であるときに該内燃機関の運転を許容し、前記内燃機関の運転中に前記要求機関パワーが前記停止判定パワー未満であると共に前記要求トルクが前記停止判定トルク未満であるときに該内燃機関の運転停止を許可する停止判定手段とを更に備えてもよく、前記制御手段は、前記停止判定手段による判定結果に応じた前記内燃機関の運転または運転の停止を伴って前記要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第1および第2電動機とを制御するものであってもよく、前記停止判定トルクは、前記始動判定トルクよりも小さくなるように設定されてもよく、前記停止判定パワーは、該停止判定パワーを前記駆動軸のトルクに換算することにより得られる換算停止判定トルクが前記車速が高いほど小さくなると共に前記換算始動判定トルクよりも小さくなり、かつ前記車速が前記所定車速を上回っているときに該換算停止判定トルクが前記停止判定トルクよりも小さくなるように設定されてもよい。これにより、車速が所定車速以下となる低車速域における停止判定パワーと停止判定トルクとをより適正なものにして当該低車速域で内燃機関の始動および停止が頻繁に繰り返されるのを抑制することが可能となる。また、車速が所定車速を上回る車速域では、要求トルクや要求機関パワーが減少するときに要求トルクが停止判定トルク未満となった後に要求機関パワーが停止判定パワー未満になることから、運転されている内燃機関は、要求機関パワーが低下した段階で停止される。これにより、内燃機関の運転が必要以上に継続されないようにして当該内燃機関の燃費を向上させることができる。
【0010】
更に、前記車速が予め定められた間欠禁止車速以上であるときに前記内燃機関の運転停止が禁止されてもよく、前記所定車速は、前記間欠禁止車速よりも低い車速であってもよい、すなわち、本発明によれば、値0から間欠禁止車速までの車速域における始動判定パワーおよび始動判定トルクや、停止判定パワーおよび停止判定トルクをより適正に設定することが可能となる。
【0011】
また、前記遊星歯車機構は、前記第1電動機の回転軸に接続される第1要素と、前記駆動軸および前記第2電動機の回転軸に接続される第2要素と、ねじれ要素を介して前記内燃機関の出力軸に接続される第3要素とを有するものであってもよい。すなわち、内燃機関の出力軸が遊星歯車機構に対してねじれ要素を介して接続されている場合、ねじれ要素の特性等によっては、駆動軸に出力されているトルクがある程度大きいとねじれ要素が片側に捻れてしまい、そのような状態で第1電動機によるクランキングを伴って内燃機関を始動させると当該内燃機関の始動に伴うショックが発生してしまうおそれがある。従って、このようなハイブリッド車両に本発明を適用すれば、運転停止されている内燃機関を要求トルクに応じて駆動軸に比較的高いトルクが出力されるようになる前に始動させることで当該内燃機関の始動に伴うショックの発生を良好に抑制することが可能となる。
【0012】
本発明によるハイブリッド車両の制御方法は、
内燃機関と、第1電動機と、3つの回転要素を有すると共に前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機と駆動輪に連結された駆動軸とに接続される遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の何れかの回転要素に接続される第2電動機と、前記第1および第2電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備えたハイブリッド車両の制御方法において、
(a)前記駆動軸に要求される要求トルクを設定すると共に、前記要求トルクと前記駆動軸の回転数または車速とに基づいて走行に要求される要求走行パワーを設定するステップと、
(b)前記内燃機関の運転停止中に前記要求走行パワーが始動判定パワー未満であると共に前記要求トルクが始動判定トルク未満であるときに該内燃機関の運転停止を許容し、前記内燃機関の運転停止中に前記要求走行パワーが前記始動判定パワー以上であるか、あるいは前記要求トルクが前記始動判定トルク以上であるときに該内燃機関の運転を許可するステップと、
(c)ステップ(b)における判定結果に応じた前記内燃機関の運転または運転の停止を伴って前記要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第1および第2電動機とを制御するステップと、
を含み、
前記始動判定パワーを前記駆動軸のトルクに換算することにより得られる換算始動判定トルクが前記車速が高いほど小さくなるように該始動判定パワーを設定し、前記車速が所定車速以下であるときに前記換算始動判定トルク以下となると共に前記車速が前記所定車速を上回っているときに前記換算始動判定トルクよりも大きくなるように前記始動判定トルクを設定することを特徴とする。
【0013】
この方法によれば、車速が所定車速以下となる低車速域では、要求トルクや要求走行パワーが増加するときに要求走行パワーが始動判定パワー以上となる前に要求トルクが始動判定トルク以上となることから、運転停止されている内燃機関を要求トルクに応じて駆動軸に比較的高いトルクが出力されるようになる前に始動させることで当該内燃機関の始動に伴うショックの発生を抑制することができる。また、車速が所定車速を上回る車速域では、要求トルクや要求走行パワーが増加するときに要求トルクが始動判定トルク以上となる前に要求走行パワーが始動判定パワー以上となることから、運転停止されている内燃機関は、ハイブリッド車両の走行に要求される要求走行パワーが高まった段階で始動される。これにより、運転停止されている内燃機関が必要以上に始動されてしまうのを抑制することができる。この結果、このハイブリッド車両では、走行中の内燃機関の始動に伴うショックの発生を抑制すると共に運転停止されている内燃機関をより適正に始動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の実施例に係るハイブリッド車両であるハイブリッド自動車20の概略構成図である。
【図2】実施例のハイブリッドECU70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。
【図3】要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。
【図4】車速Vと始動判定パワー、停止判定パワー、始動判定トルクおよび停止判定トルクとの関係を例示する説明図である。
【図5】エンジン22の動作ラインの一例を示す説明図である。
【図6】ハイブリッド自動車20が走行するときのプラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
【実施例】
【0016】
図1は、本発明の実施例に係るハイブリッド車両であるハイブリッド自動車20の概略構成図である。同図に示すハイブリッド自動車20は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料を用いて動力を出力するエンジン(内燃機関)22と、エンジン22を制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)24と、サンギヤ(第1要素)31、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに接続されたリングギヤ(第2要素)32、および複数のピニオンギヤ33を支持すると共にねじれ要素としてのダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト(出力軸)26に接続されたプラネタリキャリア(第3要素)34を有するシングルピニオン式のプラネタリギヤ30と、プラネタリギヤ30のサンギヤ31に接続されると共に主として発電機として作動するモータMG1と、減速ギヤ機構35およびリングギヤ軸32aを介してリングギヤ32に接続されたモータMG2と、リングギヤ軸32aにギヤ機構37やデファレンシャルギヤ38を介して連結された駆動輪39a,39bと、モータMG1,MG2を駆動するためのインバータ41,42と、インバータ41,42に接続されたリチウムイオン二次電池あるいはニッケル水素二次電池であるバッテリ50と、インバータ41,42を介してモータMG1およびMG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、「モータECU」という)40と、バッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、「バッテリECU」という)52と、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52等と通信しながら車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット(以下、「ハイブリッドECU」という)70とを備える。
【0017】
エンジン22を制御するエンジンECU24は、図示しないCPUを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。エンジンECU24には、エンジン22に対して設けられて当該エンジン22の運転状態を検出する各種センサからの信号が入力され、エンジンECU24からは、エンジン22の吸入空気量や燃料噴射量、点火時期等の制御するための制御信号等が出力される。そして、エンジンECU24は、ハイブリッドECU70と通信し、ハイブリッドECU70からの信号や上記センサからの信号等に基づいてエンジン22を制御すると共に必要に応じてエンジン22の運転状態に関するデータをハイブリッドECU70に出力する。
【0018】
プラネタリギヤ30は、モータMG1がエンジン22からの動力の少なくとも一部を用いて発電する発電機として機能するときにはプラネタリキャリア34に伝達されるエンジン22からの動力をサンギヤ31とリングギヤ32とにそのギヤ比に応じて分配し、モータMG1が電動機として機能するときにはプラネタリキャリア34に伝達されるエンジン22からの動力とサンギヤ31に伝達されるモータMG1からの動力を統合してリングギヤ32に出力する。リングギヤ32に出力された動力は、リングギヤ軸32aからギヤ機構37およびデファレンシャルギヤ38を介して最終的に駆動輪39a,39bに出力される。
【0019】
モータMG1およびMG2は、周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ41,42を介してバッテリ50と電力のやり取りを行う。インバータ41,42とバッテリ50とを接続する電力ライン54は、各インバータ41,42が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータMG1およびMG2の何れか一方により発電される電力を他方のモータで消費可能とする。従って、バッテリ50は、モータMG1,MG2により発電される電力に応じて充放電され、モータMG1およびMG2間で電力収支のバランスをとれば充放電されないことになる。
【0020】
モータECU40は、図示しないCPUを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。モータECU40には、モータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からの信号や、図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流等が入力され、モータECU40からは、インバータ41,42へのスイッチング制御信号等が出力される。また、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44から入力した信号に基づいてモータMG1,MG2の回転子の回転数Nm1,Nm2を計算する。更に、モータECU40は、ハイブリッドECU70と通信し、ハイブリッドECU70からの信号等に基づいてモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の状態に関するデータをハイブリッドECU70に出力する。
【0021】
バッテリECU52も図示しないCPUを中心とするマイクロコンピュータとして構成されている。バッテリECU52には、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧Vb、バッテリ50の出力端子に接続された電力ライン54に設置された図示しない電流センサからの充放電電流Ib、バッテリ50に設置された温度センサ51からのバッテリ温度Tb等が入力される。また、バッテリECU52は、ハイブリッドECU70やエンジンECU24と通信し、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータをハイブリッドECU70やエンジンECU24に出力する。更に、バッテリECU52は、電流センサにより検出された充放電電流Ibの積算値に基づいてバッテリ50の充電割合を示す残容量SOCを算出したり、残容量SOCに基づいてバッテリ50の目標充放電電力としての充放電要求パワーPb*(実施例では、放電側を正とし、充電側を負とする)を算出したり、残容量SOCとバッテリ温度Tbとに基づいてバッテリ50の充電に許容される電力である許容充電電力としての入力制限Winとバッテリ50の放電に許容される電力である許容放電電力としての出力制限Woutとを算出したりする。
【0022】
ハイブリッドECU70は、CPUを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、CPUの他に各種プログラムを記憶するROMや、データを一時的に記憶するRAM、図示しない入出力ポートおよび通信ポート等を備える。ハイブリッドECU70は、上述したようにエンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52等と通信し、エンジンECU24やモータECU40、バッテリECU52等と各種信号やデータのやり取りを行う。また、ハイブリッドECU70には、イグニッションスイッチ(スタートスイッチ)80からのイグニッション信号、シフトレバー81の操作位置(シフトポジション)に対応したシフトレンジSRを検出するシフトレンジセンサ82からのシフトレンジSR、アクセルペダル83の踏み込み量(アクセル操作量)を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc、ブレーキペダル85の踏み込み量を検出するブレーキペダルストロークセンサ86からのブレーキペダルストロークBS、車速センサ87からの車速V等が入力ポートを介して入力される。
【0023】
上述のように構成された実施例のハイブリッド自動車20では、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*が計算され、この要求トルクTr*に応じたトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにエンジン22とモータMG1とモータMG2とが制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2との制御モードとしては、要求トルクTr*に見合うパワーがエンジン22から出力されるようにエンジン22を制御すると共にエンジン22から出力されるパワーのすべてがプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されてリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや、要求トルクTr*とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合うパワーがエンジン22から出力されるようにエンジン22を制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力されるパワーの全部またはその一部がプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようモータMG1およびMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22を停止して要求トルクTr*に基づくトルクをリングギヤ軸32aに出力するようにモータMG2を駆動制御するモータ運転モード等がある。また、実施例のハイブリッド自動車20では、車速Vが予め定められた間欠禁止車速Vref(例えば70〜90km/h)以上であるときにエンジン22の運転停止が禁止されると共に、車速Vが間欠禁止車速Vref未満であるときに、エンジン22を自動的に停止・始動させる間欠運転が実行される。
【0024】
次に、上述のように構成されるハイブリッド自動車20の動作について説明する。図2は、実施例のハイブリッドECU70により所定時間毎(例えば、数msec毎)に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。
【0025】
図2の駆動制御ルーチンの開始に際して、ハイブリッドECU70のCPUは、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accや、車速センサ87からの車速V、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2、バッテリ50の充放電要求パワーPb*や入出力制限Win,Woutといった制御に必要なデータの入力処理を実行する(ステップS100)。モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、モータECU40から通信により入力され、バッテリ50の充放電要求パワーPb*や入出力制限Win,Woutは、バッテリECU52から通信により入力されるものである。ステップS100のデータ入力処理の後、図3に例示する要求トルク設定用マップからステップS100にて入力したアクセル開度Accおよび車速Vに対応したリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*を導出・設定した上で、ハイブリッド自動車20の走行に要求される要求走行パワーPr*と、エンジン22に要求される要求エンジンパワーPe*とを設定する(ステップS110)。実施例において、要求走行パワーPr*は、走行に要求される要求トルクTr*と駆動軸としてのリングギヤ軸32aの回転数Nr(モータMG2の回転数Nm2/減速ギヤ機構35のギヤ比Gr、または車速V×換算係数k)との積として計算される。また、要求エンジンパワーPe*は、要求走行パワーPr*から充放電要求パワーPb*を減じた値に損失分Lossを加算することにより得られる。
【0026】
次いで、エンジン22が運転されているか否かを判定し(ステップS120)、エンジン22の運転が停止されている場合には、運転停止されているエンジン22の始動判定に用いられる始動判定閾値である始動判定パワーPref1と始動判定トルクTref1とを設定する(ステップS130)。実施例では、車速Vと始動判定パワーPref1との関係が予め定められて図示しない始動判定パワー設定用マップとしてハイブリッドECU70のROMに記憶されており、ステップS130では、当該マップからステップS100にて入力した車速Vに対応した始動判定パワーPref1が導出・設定される。また、実施例では、車速Vと始動判定トルクTref1との関係が予め定められて図4において実線で示すような始動判定トルク設定用マップとしてハイブリッドECU70のROMに記憶されており、ステップS130では、当該マップからステップS100にて入力した車速Vに対応した始動判定トルクTref1が導出・設定される。
【0027】
実施例の始動判定パワー設定用マップは、始動判定パワーPref1をリングギヤ軸32aの回転数Nrで除して当該リングギヤ軸32aのトルクに換算することにより得られる換算始動判定トルクTc1(=Pref1/Nr)が図4に示すように車速Vが高いほど小さくなるように車速Vと始動判定パワーPref1との関係(少なくとも値0から上述の間欠禁止車速Vrefまでの車速域における関係)を規定するものとして作成されている。また、始動判定トルク設定用マップは、図4に示すように、車速Vが間欠禁止車速Vrefよりも低く定められた基準車速V0(例えば30〜40km/h)以下であるときに換算始動判定トルクTc1以下となると共に車速Vが基準車速V0を上回っているときに換算始動判定トルクTc1よりも大きくなるように車速Vと始動判定トルクTref1との関係(少なくとも値0から上述の間欠禁止車速Vrefまでの車速域における関係)を規定するものとして作成されている。なお、実施例の始動判定トルク設定用マップは、図示するように、車速Vが値0から基準車速V0よりも高く間欠禁止車速Vrefよりも低い切替車速V1(0<V1<Vref)までの車速域に含まれるときに始動判定トルクTref1を予め定められた一定値T1に設定すると共に、車速Vが切替車速V1を上回っているときに始動判定トルクTref1を車速Vが増加するほど小さくなるように設定するものとして作成されている。
【0028】
ステップS130にて始動判定パワーPref1と始動判定トルクTref1とを設定したならば、ステップS100にて入力された車速Vが間欠禁止車速Vref未満であるか否かを判定し(ステップS140)、車速Vが間欠禁止車速Vref未満であれば、更にステップS110にて設定された要求トルクTr*がステップS130にて設定された始動判定トルクTref1未満であるか否かを判定する(ステップS150)。ステップS150にて要求トルクTr*が始動判定トルクTref1未満であると判断した場合には、更にステップS110にて設定された要求走行パワーPr*がステップS130にて設定された始動判定パワーPref1未満であるか否かを判定する(ステップS160)。そして、ステップS160にて要求走行パワーPr*が始動判定パワーPref1未満であると判断した場合には、エンジン22の運転停止状態を継続させるべく、エンジン22の目標運転ポイントである目標回転数Ne*および目標トルクTe*をそれぞれ値0に設定すると共に(ステップS170)、モータMG1に対するトルク指令Tm1*を値0に設定する(ステップS180)。
【0029】
続いて、バッテリ50の入出力制限Win,Woutとトルク指令Tm1*とモータMG1,MG2の現在の回転数Nm1,Nm2とを用いてモータMG2から出力してもよいトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを次式(1)および(2)に従い計算する(ステップS190)。更に、要求トルクTr*とトルク指令Tm1*とプラネタリギヤ30のギヤ比ρと減速ギヤ機構35のギヤ比Grとを用いてモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮モータトルクTm2tmpを次式(3)に従い計算する(ステップS200)。そして、モータMG2に対するトルク指令Tm2*をトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2tmpを制限した値に設定する(ステップS210)。このようしてモータMG2に対するトルク指令Tm2*を設定することにより、リングギヤ軸32aに出力するトルクをバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内に制限することができる。
【0030】
Tmin=(Win-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(1)
Tmax=(Wout-Tm1*・Nm1)/Nm2 …(2)
Tm2tmp=(Tr*+Tm1*/ρ)/Gr …(3)
【0031】
こうしてエンジン22の目標回転数Ne*や目標トルクTe*、モータMG1,MG2に対するトルク指令Tm1*,Tm2*を設定したならば、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECU24に、モータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS220)、再度ステップS100以降の処理を実行する。なお、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*に従ってモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*に従ってモータMG2が駆動されるようにインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【0032】
また、ステップS140にて車速Vが間欠禁止車速Vref以上であると判断するか、ステップS150にて要求トルクTr*が始動判定トルクTref1以上であると判断するか、あるいはステップS160にて要求走行パワーPr*が始動判定パワーPref1以上であると判断した場合には、運転停止されているエンジン22が始動されるようにエンジン始動フラグをオンし(ステップS230)、本ルーチンを終了させる。ここで、上述のステップS130において、始動判定パワーPref1は、上述の換算始動判定トルクTc1が車速Vが高いほど小さくなるように設定され、始動判定トルクTref1は、車速Vが基準車速V0以下であるときに換算始動判定トルクTc1以下となると共に車速Vが基準車速Vrefを上回っているときに換算始動判定トルクTc1よりも大きくなるように設定される。従って、車速Vが基準車速V0以下となる低車速域では、要求トルクTr*や要求走行パワーPr*が増加するときに要求走行パワーPr*が始動判定パワーPref1以上となる前に要求トルクTr*が始動判定トルクTref1以上となり、図2の駆動制御ルーチンが繰り返し実行される間にはステップS160にて否定判断がなされる前にステップS150にて否定判断がなされることになる。これにより、実施例のハイブリッド自動車20では、運転停止されているエンジン22を要求トルクTr*に応じてリングギヤ軸32aに比較的高いトルクが出力されるようになる前に始動させることで当該エンジン22の始動に伴うショックの発生を抑制することができる。
【0033】
また、車速Vが基準車速V0を上回る車速域(基準車速V0から間欠禁止車速Vrefまでの車速域)に含まれる場合、要求トルクTr*や要求走行パワーPr*が増加するときに要求トルクTr*が始動判定トルクTref1以上となる前に要求走行パワーPr*が始動判定パワーPref1以上となる。すなわち、車速Vが基準車速V0を上回る車速域に含まれる場合、図2の駆動制御ルーチンが繰り返し実行される間にステップS150にて否定判断がなされる前にステップS160にて否定判断がなされ、運転停止されているエンジン22は、走行に要求される要求走行パワーPr*が高まった段階で始動される。これにより、基準車速V0から間欠禁止車速Vrefまでの車速域において、車速Vが基準車速Vrefを上回っているときに換算始動判定トルクTc1以下になるように始動判定トルクTref1を設定した場合に比較して、運転停止されているエンジン22が必要以上に始動されてしまうのを抑制することができる。
【0034】
なお、ステップS230にてエンジン始動フラグがオンされて図2の駆動制御ルーチンが終了した場合には、ハイブリッドECU70により図示しないエンジン始動時駆動制御ルーチンが実行される。エンジン始動時駆動制御ルーチンは、エンジン22を始動させるためのクランキングを実行するようにモータMG1を駆動制御すると共に、エンジン22のクランキングに伴ってリングギヤ軸32aに作用する駆動トルクに対する反力としてのトルクをキャンセルしつつ要求トルクTr*に基づくトルクをリングギヤ軸32aに出力するようにモータMG2を制御する処理である。かかるエンジン始動時駆動制御ルーチンが終了するとエンジン始動フラグがオフされる。そして、エンジン始動フラグがオフされると、ハイブリッドECU70により再度本ルーチンが実行されることになる。
【0035】
一方、ステップS120にてエンジン22が運転されていると判断された場合には、運転されているエンジン22の停止判定に用いられる停止判定閾値である停止判定パワーPref0と停止判定トルクTref0とを設定する(ステップS240)。実施例では、車速Vと停止判定パワーPref0との関係が予め定められて図示しない停止判定パワー設定用マップとしてハイブリッドECU70のROMに記憶されており、ステップS240では、当該マップからステップS100にて入力した車速Vに対応した停止判定パワーPref0が導出・設定される。また、実施例では、車速Vと停止判定トルクTref0との関係が予め定められて図4において破線で示すような停止判定トルク設定用マップとしてハイブリッドECU70のROMに記憶されており、ステップS240では、当該マップからステップS100にて入力した車速Vに対応した停止判定トルクTref0が導出・設定される。
【0036】
実施例の停止判定トルク設定用マップは、図4に示すように、停止判定トルクTref0を始動判定トルクTref1よりも小さくなるように車速Vと停止判定トルクTref0との関係(値0から間欠禁止車速Vrefまでの車速域における関係)を規定するものとして作成されている。なお、実施例の停止判定トルク設定用マップは、図示するように、車速Vが値0から切替車速V1までの車速域に含まれるときに停止判定トルクTref0を上述の値T1よりも小さい一定値T0に設定すると共に、車速Vが切替車速V1を上回っているときに停止判定トルクTref0を車速Vが増加するほど小さくなるように設定するものとして作成されている。また、停止判定パワー設定用マップは、図4に示すように、停止判定パワーPref0をリングギヤ軸32aの回転数Nrで除して当該リングギヤ軸32aのトルクに換算することにより得られる換算停止判定トルクTc0(=Pref0/Nr)が車速Vが高いほど小さくなると共に換算始動判定トルクTc1よりも小さくなり、かつ車速Vが基準車速V0を上回っているときに換算停止判定トルクTc0が停止判定トルクTref0よりも小さくなるように車速Vと停止判定パワーPref0との関係(少なくとも値0から間欠禁止車速Vrefまでの車速域における関係)を規定するものとして作成されている。
【0037】
ステップS240にて停止判定パワーPref0と停止判定トルクTref0とを設定したならば、ステップS100にて入力された車速Vが間欠禁止車速Vref未満であるか否かを判定し(ステップS250)、車速Vが間欠禁止車速Vref未満であれば、更にステップS110にて設定された要求エンジンパワーPe*がステップS240にて設定された停止判定パワーPref0未満であるか否かを判定する(ステップS260)。ステップS260にて要求エンジンパワーPe*が始動判定パワーPref0未満であると判断した場合には、更にステップS110にて設定された要求トルクTr*がステップS240にて設定された停止判定パワーTref0以上であるか否かを判定する(ステップS270)。
【0038】
ステップS250にて車速Vが間欠禁止車速Vref以上であると判断された場合、ステップS260にて要求エンジンパワーPe*が停止判定パワーPref0以上であると判断された場合、あるいはステップS270にて要求トルクTr*が停止判定パワーTref0以上であると判断された場合には、ステップS110にて設定された要求エンジンパワーPe*をエンジン22に出力させるべく要求エンジンパワーPe*に基づいてエンジン22の目標運転ポイントである目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定する(ステップS280)。実施例では、目標回転数Ne*および目標トルクTe*を設定するために、エンジン22を効率よく動作させるように予め定められた動作ライン(最適燃費ライン)が用意されており、ステップS280では、当該動作ラインから要求エンジンパワーPe*に対応した目標回転数Ne*が導出・設定され、要求エンジンパワーPe*を目標回転数Ne*で除することによりエンジン22の目標トルクTe*が設定される。図5にエンジン22の動作ラインの一例を示す。続いて、目標回転数Ne*とリングギヤ軸32aの回転数Nr(Nm2/Grまたはk・V)とプラネタリギヤ30のギヤ比ρ(サンギヤ31の歯数/リングギヤ32の歯数)とを用いて次式(4)に従いモータMG1の目標回転数Nm1*を計算した上で、エンジン22の目標トルクTe*や目標回転数Nm1*や現在の回転数Nm1等を用いて次式(5)に従いモータMG1に対するトルク指令Tm1*を設定する(ステップS290)。式(4)は、プラネタリギヤ30の回転要素に対する力学的な関係式であり、上記式(3)と共に図6に例示するプラネタリギヤ30の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図から容易に導出され得るものである。そして、式(5)は、モータMG1をエンジン22の目標回転数Ne*に対応した目標回転数Nm1*で回転させるためのフィードバック制御における関係式であり、式(5)中、右辺第2項の「k1」は比例項のゲインであり、右辺第3項の「k2」は積分項のゲインである。
【0039】
Nm1*=Ne*・(1+ρ)/ρ-Nm2/(Gr・ρ) …(4)
Tm1*=-ρ/(1+ρ)・Te*+k1・(Nm1*-Nm1)+k2・∫(Nm1*-Nm1)dt …(5)
【0040】
ステップS290にてモータMG1に対するトルク指令Tm1*を設定したならば、上述のステップS190−S210の処理を実行してモータMG2に対するトルク指令Tm2*を設定する。そして、エンジン22の目標回転数Ne*および目標トルクTe*をエンジンECU24に送信すると共にモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*をモータECU40にそれぞれ送信し(ステップS220)、再度ステップS100以降の処理を実行する。ハイブリッドECU70から目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とに基づいて吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火時期制御等を実行する。更に、ハイブリッドECU70からトルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、トルク指令Tm1*に従ってモータMG1が駆動されると共にトルク指令Tm2*に従ってモータMG2が駆動されるようにインバータ41,42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。
【0041】
また、ステップS270にて要求トルクTr*が停止判定パワーTref0未満であると判断された場合、すなわち車速Vが間欠禁止車速Vref未満であり、要求走行パワーPr*が始動判定パワーPref0未満であり、かつ要求トルクTr*が停止判定パワーTref0未満であると判断された場合には、エンジン22の運転が停止されるようにエンジン停止フラグをオンし(ステップS300)、本ルーチンを終了させる。ここで、上述のステップS240において、停止判定トルクTref0は、始動判定トルクTref1よりも小さくなるように設定され、停止判定パワーPref0は、上述の換算停止判定トルクTc0が車速Vが高いほど小さくなると共に換算始動判定トルクTc1よりも小さくなり、かつ車速Vが基準車速V0を上回っているときに換算停止判定トルクTc0が停止判定トルクTref0よりも小さくなるように設定される。これにより、車速Vが基準車速V0以下となる低車速域における停止判定パワーPref0と停止判定トルクTref0とをより適正なものにして当該低車速域でエンジン22の始動および停止が頻繁に繰り返されるのを抑制することが可能となる。また、車速Vが基準車速V0を上回る車速域(基準車速V0から間欠禁止車速Vrefまでの車速域)では、要求トルクTr*や要求エンジンパワーPe*が減少するときに要求トルクTr*が停止判定トルクTref0未満となった後に要求エンジンパワーPe*が停止判定パワーPref0未満になり、運転されているエンジン22は、要求エンジンパワーPe*が低下した段階で停止されることになる。これにより、基準車速V0から間欠禁止車速Vrefまでの車速域において、換算停止判定トルクTc0が停止判定トルクTref0以上になるように停止判定パワーPref0を設定した場合に比較して、エンジン22の運転が必要以上に継続されないようにして当該エンジン22の燃費を向上させることができる。
【0042】
なお、ステップS300にてエンジン停止フラグがオンされて図2の駆動制御ルーチンが終了した場合には、ハイブリッドECU70により図示しないエンジン停止制御ルーチンが実行される。エンジン停止制御ルーチンは、エンジン22に対する燃料供給を停止した状態で、例えばエンジン22の回転数Neが所定の停止直前回転数に達するまでエンジン22の回転を抑制するための負のトルクをモータMG1に対するトルク指令Tm1*として設定すると共に、回転数Neが停止直前回転数に達したタイミングでピストンを保持するための正のトルクをモータMG1に対するトルク指令Tm1*として設定し、更に要求トルクTr*に基づくトルクがリングギヤ軸32aに出力されるようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する処理である。かかるエンジン停止制御ルーチンが終了するとエンジン停止フラグがオフされる。そして、エンジン停止フラグがオフされると、ハイブリッドECU70により再度本ルーチンが実行されることになる。
【0043】
以上説明したように、実施例のハイブリッド自動車20において、エンジン22の運転停止中における当該エンジン22の始動判定に際して要求走行パワーPr*と比較される始動判定パワーPref1は、当該始動判定パワーPref1をリングギヤ軸32aのトルクに換算することにより得られる換算始動判定トルクTc1が車速Vが高いほど小さくなるように設定される(ステップS130)。また、エンジン22の運転停止中における当該エンジン22の始動判定に際して要求トルクTr*と比較される始動判定トルクTref1は、車速Vが基準車速V0以下であるときに換算始動判定トルクTc1以下となると共に車速Vが基準車速V0を上回っているときに換算始動判定トルクTc1よりも大きくなるように設定される(ステップS130)。
【0044】
これにより、車速Vが基準車速V0以下となる低車速域では、要求トルクTr*や要求走行パワーPr*が増加するときに要求走行パワーPr*が始動判定パワーPref1以上となる前に要求トルクTr*が始動判定トルクTref1以上となることから、運転停止されているエンジン22を要求トルクTr*に応じてリングギヤ軸32aに比較的高いトルクが出力されるようになる前に始動させることで当該エンジン22の始動に伴うショックの発生を抑制することができる。また、基準車速V0から間欠禁止車速Vrefまでの車速域では、要求トルクTr*や要求走行パワーPr*が増加するときに要求トルクTr*が始動判定トルクTref1以上となる前に要求走行パワーPr*が始動判定パワーPref1以上となることから、運転停止されているエンジン22は、ハイブリッド自動車20の走行に要求される要求走行パワーPr*が高まった段階で始動される。これにより、基準車速V0から間欠禁止車速Vrefまでの車速域において、車速Vが基準車速Vrefを上回っているときに換算始動判定トルクTc1以下になるように始動判定トルクTref1を設定した場合に比較して、運転停止されているエンジン22が必要以上に始動されてしまうのを抑制することができる。この結果、実施例のハイブリッド自動車20では、走行中のエンジン22の始動に伴うショックの発生を抑制すると共に運転停止されているエンジン22をより適正に始動させることが可能となる。
【0045】
また、実施例のハイブリッド自動車20では、車速Vが間欠禁止車速Vref未満であると共にエンジン22が運転されている最中に、要求エンジンパワーPe*が停止判定パワーPref0以上であるか、あるいは要求トルクTr*が停止判定トルクTref0以上であるときにエンジン22の運転が許容され、要求エンジンパワーPe*が停止判定パワーPref0未満であると共に要求トルクTr*が停止判定トルクTref0未満であるときにエンジン22の運転停止が許可される(ステップS250−S270)。そして、停止判定トルクTref0は、始動判定トルクTref1よりも小さくなるように設定され、停止判定パワーPref0は、換算停止判定トルクTc0が車速Vが高いほど小さくなると共に換算始動判定トルクTc1よりも小さくなり、かつ車速Vが基準車速V0を上回っているときに換算停止判定トルクTc0が停止判定トルクTref0よりも小さくなるように設定される(ステップS240)。
【0046】
これにより、車速Vが基準車速V0以下となる低車速域における停止判定パワーPref0と停止判定トルクTref0とをより適正なものにして当該低車速域でエンジン22の始動および停止が頻繁に繰り返されるのを抑制することが可能となる。また、基準車速V0から間欠禁止車速Vrefまでの車速域では、要求トルクTr*や要求エンジンパワーPe*が減少するときに要求トルクTr*が停止判定トルクTref0未満となった後に要求エンジンパワーPe*が停止判定パワーPref0未満になることから、運転されているエンジン22は、要求エンジンパワーPe*が低下した段階で停止される。これにより、基準車速V0から間欠禁止車速Vrefまでの車速域において、換算停止判定トルクTc0が停止判定トルクTref0以上になるように停止判定パワーPref0を設定した場合に比較して、エンジン22の運転が必要以上に継続されないようにして当該エンジン22の燃費を向上させることができる。
【0047】
この結果、本発明によれば、値0から間欠禁止車速Vrefまでの車速域における始動判定パワーPref1および始動判定トルクTref1や、停止判定パワーおよび停止判定トルクをより適正に設定することが可能となる。
【0048】
また、実施例のハイブリッド自動車20のプラネタリギヤ30は、モータMG1の回転軸に接続されるサンギヤ(第1要素)31と、駆動軸としてのリングギヤ軸32aおよびモータMG2の回転軸に接続されるリングギヤ(第2要素)32と、ねじれ要素としてのダンパ28を介してエンジン22のクランクシャフト26に接続されるプラネタリキャリア(第3要素)34とを有する。このように、エンジン22のクランクシャフト26がプラネタリギヤ30に対してねじり要素としてのダンパ28を介して接続されている場合、ダンパ28の特性等によっては、リングギヤ軸32aに出力されているトルクがある程度大きいとダンパ28が片側に捻れてしまい、そのような状態でモータMG1によるクランキングを伴ってエンジン22を始動させると当該エンジン22の始動に伴うショックが発生してしまうおそれがある。従って、このようなハイブリッド自動車20に本発明を適用すれば、運転停止されているエンジン22を要求トルクTr*に応じてリングギヤ軸32aに比較的高いトルクが出力されるようになる前に始動させることで当該エンジン22の始動に伴うショックの発生を良好に抑制することが可能となる。
【0049】
また、クランクシャフトの硬度が比較的低い場合や、エンジンのマウントが比較的柔らかい場合、ハイブリッド自動車20の走行中であってリングギヤ軸に出力されているトルクがある程度大きいときにモータMG1によるクランキングを伴ってエンジンを始動させると、エンジンの始動に伴うショックが発生してしまうおそれがある。従って、このような特性を有するハイブリッド自動車に本発明を適用しても、エンジン22の始動に伴うショックの発生を良好に抑制することが可能となる。
【0050】
なお、プラネタリギヤ30の回転要素に対して上述のようにエンジン22やモータMG1およびMG2を接続する代わりに、プラネタリギヤ30のサンギヤ(第1要素)31にモータMG2の回転軸を接続し、リングギヤ(第2要素)32にモータMG1の回転軸およびエンジン22のクランクシャフト26を接続し、かつプラネタリキャリア(第3要素)34に駆動輪39a,39bに連結される駆動軸を接続してもよい。また、減速ギヤ機構35の代わりに、例えばHi,Loの2段の変速段あるいは3段以上の変速段を有したモータMG2の回転数を変速してリングギヤ軸32aに伝達する変速機を採用してもよい。
【0051】
ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。すなわち、上記実施例では、エンジン22が「内燃機関」に相当し、モータMG1が「第1電動機」に相当し、プラネタリギヤ30が「遊星歯車機構」に相当し、モータMG2が「第2電動機」に相当し、モータMG1およびMG2と電力をやり取り可能なバッテリ50が「蓄電手段」に相当し、図2のステップS110の処理を実行するハイブリッドECU70が「要求トルク設定手段」、「要求走行パワー設定手段」および「要求機関パワー設定手段」に相当し、図2のステップS150およびS160の処理を実行するハイブリッドECU70が「始動判定手段」に相当し、図2のステップS260およびS270の処理を実行するハイブリッドECU70が「停止判定手段」に相当し、図2のステップS170−S230およびS280−S300の処理を実行するハイブリッドECU70とエンジンECU24およびモータECU40との組み合わせが「制御手段」に相当する。
【0052】
ただし、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施例はあくまで課題を解決するための手段の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、課題を解決するための手段の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
【0053】
以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら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様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【0054】
本発明は、ハイブリッド車両の製造産業等において利用可能である。
【符号の説明】
【0055】
20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、31 サンギヤ、32 リングギヤ、32a リングギヤ軸、33 ピニオンギヤ、34 プラネタリキャリア、39a,39b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、50 バッテリ、52 バッテリ用電子制御ユニット(バッテリECU)、54 電力ライン、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(ハイブリッドECU)、MG1,MG2 モータ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関と、第1電動機と、3つの回転要素を有すると共に前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機と駆動輪に連結された駆動軸とに接続される遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の何れかの回転要素に接続される第2電動機と、前記第1および第2電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備えたハイブリッド車両において、
前記駆動軸に要求される要求トルクを設定する要求トルク設定手段と、
前記要求トルクと前記駆動軸の回転数または車速とに基づいて走行に要求される要求走行パワーを設定する要求走行パワー設定手段と、
前記内燃機関の運転停止中に前記要求走行パワーが始動判定パワー未満であると共に前記要求トルクが始動判定トルク未満であるときに該内燃機関の運転停止を許容し、前記内燃機関の運転停止中に前記要求走行パワーが前記始動判定パワー以上であるか、あるいは前記要求トルクが前記始動判定トルク以上であるときに該内燃機関の運転を許可する始動判定手段と、
前記始動判定手段による判定結果に応じた前記内燃機関の運転または運転の停止を伴って前記要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第1および第2電動機とを制御する制御手段とを備え、
前記始動判定パワーは、該始動判定パワーを前記駆動軸のトルクに換算することにより得られる換算始動判定トルクが前記車速が高いほど小さくなるように設定され、前記始動判定トルクは、前記車速が所定車速以下であるときに前記換算始動判定トルク以下となると共に前記車速が前記所定車速を上回っているときに前記換算始動判定トルクよりも大きくなるように設定され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において、
少なくとも前記要求走行パワーと前記蓄電手段の目標充放電電力とに基づいて前記内燃機関に要求される要求機関パワーを設定する要求機関パワー設定手段と、
前記内燃機関の運転中に前記要求機関パワーが停止判定パワー以上であるか、あるいは前記要求トルクが停止判定トルク以上であるときに該内燃機関の運転を許容し、前記内燃機関の運転中に前記要求機関パワーが前記停止判定パワー未満であると共に前記要求トルクが前記停止判定トルク未満であるときに該内燃機関の運転停止を許可する停止判定手段とを更に備え、
前記制御手段は、前記停止判定手段による判定結果に応じた前記内燃機関の運転または運転の停止を伴って前記要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第1および第2電動機とを制御し、
前記停止判定トルクは、前記始動判定トルクよりも小さくなるように設定され、前記停止判定パワーは、該停止判定パワーを前記駆動軸のトルクに換算することにより得られる換算停止判定トルクが前記車速が高いほど小さくなると共に前記換算始動判定トルクよりも小さくなり、かつ前記車速が前記所定車速を上回っているときに該換算停止判定トルクが前記停止判定トルクよりも小さくなるように設定されることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項3】
請求項1または2に記載のハイブリッド車両において、
前記車速が予め定められた間欠禁止車速以上であるときに前記内燃機関の運転停止が禁止され、前記所定車速は、前記間欠禁止車速よりも低い車速であることを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項4】
請求項1から3の何れか一項に記載のハイブリッド車両において、
前記遊星歯車機構は、前記第1電動機の回転軸に接続される第1要素と、前記駆動軸および前記第2電動機の回転軸に接続される第2要素と、ねじれ要素を介して前記内燃機関の出力軸に接続される第3要素とを有することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項5】
内燃機関と、第1電動機と、3つの回転要素を有すると共に前記内燃機関の出力軸と前記第1電動機と駆動輪に連結された駆動軸とに接続される遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構の何れかの回転要素に接続される第2電動機と、前記第1および第2電動機と電力をやり取り可能な蓄電装置とを備えたハイブリッド車両の制御方法において、
(a)前記駆動軸に要求される要求トルクを設定すると共に、前記要求トルクと前記駆動軸の回転数または車速とに基づいて走行に要求される要求走行パワーを設定するステップと、
(b)前記内燃機関の運転停止中に前記要求走行パワーが始動判定パワー未満であると共に前記要求トルクが始動判定トルク未満であるときに該内燃機関の運転停止を許容し、前記内燃機関の運転停止中に前記要求走行パワーが前記始動判定パワー以上であるか、あるいは前記要求トルクが前記始動判定トルク以上であるときに該内燃機関の運転を許可するステップと、
(c)ステップ(b)における判定結果に応じた前記内燃機関の運転または運転の停止を伴って前記要求トルクに基づくトルクが前記駆動軸に出力されるように前記内燃機関と前記第1および第2電動機とを制御するステップと、
を含み、
前記始動判定パワーを前記駆動軸のトルクに換算することにより得られる換算始動判定トルクが前記車速が高いほど小さくなるように該始動判定パワーを設定し、前記車速が所定車速以下であるときに前記換算始動判定トルク以下となると共に前記車速が前記所定車速を上回っているときに前記換算始動判定トルクよりも大きくなるように前記始動判定トルクを設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate


【公開番号】特開2012−153203(P2012−153203A)
【公開日】平成24年8月16日(2012.8.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−12422(P2011−12422)
【出願日】平成23年1月24日(2011.1.24)
【出願人】(000003207)トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Fターム(参考)】