ハイブリッド車両の押し当て制御装置
【課題】バッテリーの出力制限に拘らず押し当てトルクを適切に付与できるようにする。
【解決手段】第２モータジェネレータＭＧ２に電力供給するバッテリー５４の出力の上限値がバッテリー出力制限手段７８によって制限された場合でも、押し当て保証トルク設定手段７６およびＭＡＸ選択手段８０によって押し当て保証トルクｓｔｍｇが選択されることにより、制限された上限値を越えてバッテリー５４から第２電動モータジェネレータＭＧ２に電力が供給されることが許容され、押し当てトルクｏｔｍｇで第２モータジェネレータＭＧ２が作動させられる。これにより、バッテリー５４の出力制限に拘らず押し当てトルクｏｔｍｇが適切に付与されるようになり、押し当てトルクの低下で歯打ち音が発生したり押し当てトルクのハンチングで車両振動が発生したりすることが防止される。
【解決手段】第２モータジェネレータＭＧ２に電力供給するバッテリー５４の出力の上限値がバッテリー出力制限手段７８によって制限された場合でも、押し当て保証トルク設定手段７６およびＭＡＸ選択手段８０によって押し当て保証トルクｓｔｍｇが選択されることにより、制限された上限値を越えてバッテリー５４から第２電動モータジェネレータＭＧ２に電力が供給されることが許容され、押し当てトルクｏｔｍｇで第２モータジェネレータＭＧ２が作動させられる。これにより、バッテリー５４の出力制限に拘らず押し当てトルクｏｔｍｇが適切に付与されるようになり、押し当てトルクの低下で歯打ち音が発生したり押し当てトルクのハンチングで車両振動が発生したりすることが防止される。
【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に係り、特に、車両停止状態におけるエンジンの作動時に電動モータによって駆動系に押し当てトルクを付与する押し当て制御の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよび電動モータを備えているハイブリッド車両において、車両停止状態におけるエンジンの作動時に電動モータによって駆動系に押し当てトルクを付与することにより、エンジンの脈動（トルク変動）に起因して歯打ち音が発生することを防止することが提案されている。特許文献１に記載のハイブリッド車両はその一例で、エンジン、第１モータジェネレータ、および出力部材が動力分割機構（遊星歯車装置など）を介して連結されているスプリット型であり、車両停止状態ではエンジン回転に対応して第１モータジェネレータが回転駆動されるが、エンジンの脈動に起因して動力分割機構や減速ギヤ等が歯打ち音を発生する可能性があるため、出力部材に連結された第２モータジェネレータによって押し当てトルクを付与するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８３３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなハイブリッド車両の押し当て制御装置においては、例えば低温時やバッテリーの蓄電残量ＳＯＣが低下した場合等にバッテリーの出力（供給電力量）が制限されると、それに伴って押し当てトルクが制限され、歯打ち音の防止効果が適切に得られなくなったり、押し当てトルクがハンチングして車両振動が発生したりすることがあった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、バッテリーの出力制限に拘らず押し当てトルクを適切に付与できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明は、車両停止状態におけるエンジンの作動時に電動モータによって駆動系に押し当てトルクを付与するハイブリッド車両の押し当て制御装置において、前記電動モータに電力供給するバッテリーの出力の上限値が制限された場合でも、その電動モータにより前記押し当てトルクを発生させることができるように、前記制限された上限値を越えて前記バッテリーから前記電動モータに電力を供給することが許容されるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のハイブリッド車両の押し当て制御装置においては、電動モータに電力供給するバッテリーの出力の上限値が制限された場合でも、その電動モータにより押し当てトルクを発生させることができるように、制限された上限値を越えてバッテリーから電動モータに電力が供給されることが許容されるため、バッテリーの出力制限に拘らず押し当てトルクを適切に付与できるようになり、押し当てトルクの低下で歯打ち音が発生したり押し当てトルクのハンチングで車両振動が発生したりすることが防止される。すなわち、押し当てトルクは車両停止状態におけるエンジンの作動時に付与されるもので、そのトルクは比較的小さいのに対し、バッテリー出力の上限値の制限は、蓄電残量ＳＯＣの低下時や低温時等に運転者の出力要求等により急に大きなバッテリー出力が要求される場合等を考慮し、安全を見込んで蓄電残量ＳＯＣが比較的多い段階で実施されるため、押し当てトルクのためにバッテリー出力制限時の上限値を越えて電動モータに電力供給しても、蓄電残量ＳＯＣの更なる低下などでバッテリーが直ちに使用不可になる恐れは殆ど無いのである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が好適に適用されるハイブリッド車両の一例を説明する骨子図である。
【図２】図１のハイブリッド車両の電子制御装置が第２モータジェネレータＭＧ２のトルク制御に関して備えている機能を説明する機能ブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、エンジン、第１モータジェネレータ、および出力部材が動力分割機構（遊星歯車装置など）を介して連結されているスプリット型のハイブリッド車両に好適に適用され、例えば出力部材から駆動輪までの動力伝達経路に連結された第２モータジェネレータによって押し当てトルクが付与されるように構成される。
【００１０】
押し当てトルクは車両停止状態におけるエンジンの作動時に付与されるが、車両停止状態とは、パーキングロック機構によって駆動系が機械的に回転停止状態に保持される駐車状態や、Ｄ（ドライブ）レンジ等の車両駆動状態での車両停止時などで、エンジンの脈動による歯打ち音が問題になる場合である。エンジンの作動時は、例えば暖房や暖機等のための自立運転時やバッテリー充電等のための負荷運転時などで、エンジンを始動したり停止したりする際に大きな押し当てトルクを付与する場合があるが、バッテリー出力制限時の上限値を越えて電力供給して押し当てトルクを付与するのは、エンジンの始動や停止時を除いた比較的押し当てトルクが小さい定常作動時が望ましい。すなわち、エンジンの作動状態に応じて押し当てトルクが変化する場合、必ずしも総ての押し当てトルクを発生させることができるようにバッテリーからの電力供給が許容される必要はなく、比較的小さな一部の押し当てトルクの時だけバッテリー出力制限時の上限値を越えて電力供給することが許容されるようにしても良い。
【００１１】
バッテリー出力の上限値の制限は、例えば蓄電残量ＳＯＣの低下時や低温時等に実施されるが、蓄電残量ＳＯＣ（バッテリー電圧など）が更に低下して所定の使用下限値に達すると、バッテリー保護のためにバッテリーの使用が更に制限される場合があり、その時には押し当てトルクの付与も禁止することが望ましい。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０を説明するための骨子図である。このハイブリッド車両１０は、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関であるエンジン１６と、それぞれ電動モータおよび発電機として用いることができる第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２と、シングルピニオン型の遊星歯車装置１８とを同軸上に備えている。エンジン１６は、トルクコンバータ等の流体式伝動装置が介在することなく、ダンパ２２を介して入力軸２４に機械的に接続されている。本実施例では、第２モータジェネレータＭＧ２が請求項１に記載の電動モータに相当する。
【００１３】
このハイブリッド車両１０はスプリット型で、遊星歯車装置１８は、エンジン１６の動力を出力部材である出力スプロケット２６および第１モータジェネレータＭＧ１に分割する動力分割機構として機能する。すなわち、遊星歯車装置１８のキャリアＣ１には入力軸２４が相対回転不能に連結されている一方、リングギヤＲ１には出力スプロケット２６が相対回転不能に連結されているとともに、サンギヤＳ１には第１モータジェネレータＭＧ１のロータが相対回転不能に連結されており、キャリアＣ１がエンジン１６により回転駆動されると、サンギヤＳ１に連結された第１モータジェネレータＭＧ１の反力トルク（制動トルク）に応じたトルクでリンギヤＲ１、更には出力スプロケット２６が回転駆動される。出力スプロケット２６にはまた、前記第２モータジェネレータＭＧ２のロータが相対回転不能に連結されており、その第２モータジェネレータＭＧ２によっても回転駆動されるようになっている。
【００１４】
上記出力スプロケット２６は、チェーン２８を介してカウンタ軸３０に機械的に接続されており、そのカウンタ軸３０に伝達されたトルクは、更に大歯車３２および小歯車３４が一体的に設けられた減速装置３６、差動歯車装置３８、および１対の車軸４０Ｌ、４０Ｒを介して左右の前輪４２Ｌ、４２Ｒへ伝達されるようになっている。上記減速装置３６の大歯車３２にはパーキングギヤ４４が一体的に設けられており、シトフレバー６０が駐車用の「Ｐ」ポジションへ操作された場合に、図示しないパーキングロック装置によってパーキングロックポールと噛み合わされ、回転が機械的に阻止されるパーキングロック状態とされる。なお、図１では、前輪４２Ｌ、４２Ｒの舵角を変更する操舵装置が省略されている。
【００１５】
上記第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、インバータ５２を介してバッテリー５４に接続されており、それぞれ電動モータとして機能する力行時や発電機として機能する回生時のトルクが制御される。また、エンジン１６は、電子スロットル弁や燃料噴射装置等を有するエンジン制御装置５６によって運転状態が制御される。これ等のインバータ５２およびエンジン制御装置５６は、マイクロコンピュータ等を有する電子制御装置５０によって制御されるようになっており、電子制御装置５０にはバッテリー５４から蓄電残量ＳＯＣを表す信号、具体的にはバッテリー電圧を表す信号が供給される。また、バッテリー温度センサ５５からバッテリー温度Ｔbattを表す信号が供給されるとともに、レバーポジションセンサ５８からシフトレバー６０の操作ポジションＰshを表す信号が供給される。シフトレバー６０は、車両の駆動状態を選択する駆動状態選択手段に相当するもので、駐車用の「Ｐ」ポジション、後進走行用の「Ｒ」ポジション、前進走行用の「Ｄ」ポジション、動力伝達を遮断する「Ｎ」ポジション等を選択できるようになっている。電子制御装置５０にはまた、アクセルペダルの操作量であるアクセル操作量（開度）Ａccを表す信号や、エンジン回転速度Ｎｅを表す信号、車速Ｖ（出力スプロケット２６等の出力回転速度Ｎout に対応）を表す信号、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度（ＭＧ１回転速度）ＮＭＧ１を表す信号、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度（ＭＧ２回転速度）ＮＭＧ２を表す信号など、各種の制御に必要な種々の情報を表す信号が供給されるようになっている。
【００１６】
上記電子制御装置５０は、第２モータジェネレータＭＧ２のトルク制御に関して図２に示す各種の機能を備えている。要求モータトルク算出手段７０は、アクセル操作量Ａcc等の出力要求量に基づいて要求モータトルクｒｔｍｇを算出するもので、Ａcc＝０の車両停止時にはｒｔｍｇ＝０或いは所定のクリープトルクとされる。押し当てトルク設定手段７２は、シフトレバー６０が「Ｐ」ポジションへ操作された駐車時、或いはシフトレバー６０が「Ｄ」または「Ｒ」ポジションへ操作された駆動状態での車両停止時で、且つエンジン１６が作動状態である場合に、その作動状態に応じて押し当てトルクｏｔｍｇを設定する。押し当てトルクｏｔｍｇはエンジン１６の脈動などで歯打ち音が発生しないようにするためのもので、エンジン１６の作動状態、すなわち暖房や暖機等のための自立運転時か、バッテリー充電等のための負荷運転時か、エンジン１６の始動時か、エンジン１６を停止させる停止時か、等に応じて予め定められている。エンジン１６の始動時や停止時には、自立運転時や負荷運転時等の定常作動時に比較して大きな押し当てトルクｏｔｍｇが設定される。押し当て制限手段７４は、バッテリー５４の蓄電残量ＳＯＣすなわちバッテリー電圧が予め定められた使用下限値に達した場合に、押し当てトルク設定手段７２によって設定される押し当てトルクｏｔｍｇを強制的に０にする。
【００１７】
上記要求モータトルク算出手段７０によって算出された要求モータトルクｒｔｍｇおよび押し当てトルク設定手段７２によって設定された押し当てトルクｏｔｍｇが加算手段７５によって加算されることにより、総モータトルクｔｍｇ（＝ｒｔｍｇ＋ｏｔｍｇ）が算出される。そして、この総モータトルクｔｍｇは上下限制限手段８６により上限値ｔｍｇｍａｘ以下で且つ下限値ｔｍｇｍｉｎ以上に制限され、それ等の上限値ｔｍｇｍａｘおよび下限値ｔｍｇｍｉｎによって制限された総モータトルクｔｍｇで第２モータジェネレータＭＧ２が作動させられるように、モータトルク指令手段８８によってインバータ５２が制御される。例えばシフトレバー６０の操作ポジションが「Ｐ」、「Ｄ」、または「Ｒ」ポジションでの車両停止時で且つエンジン１６が作動状態である場合に、要求モータトルクｒｔｍｇ＝０で総モータトルクｔｍｇ＝ｏｔｍｇであり、その総モータトルクｔｍｇが上限値ｔｍｇｍａｘと下限値ｔｍｇｍｉｎの範囲内である場合には、実質的に押し当てトルクｏｔｍｇで第２モータジェネレータＭＧ２が作動させられる。そして、この押し当てトルクｏｔｍｇが遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１や出力スプロケット２６に加えられることにより、遊星歯車装置１８やカウンタ軸３０等の各部の歯車が押圧され、エンジン１６の脈動などで歯打ち音が発生することが防止される。
【００１８】
一方、上記押し当てトルクｏｔｍｇを表す信号は押し当て保証トルク設定手段７６にも供給される。押し当て保証トルク設定手段７６は、バッテリー５４の出力の上限値が制限される場合でも、エンジン１６が自立運転または負荷運転の時には押し当てトルクｏｔｍｇで第２電動モータジェネレータＭＧ２を作動させることを保証するためのもので、その押し当てトルクｏｔｍｇを押し当て保証トルクｓｔｍｇに設定する。エンジン１６の始動時や停止時など、自立運転または負荷運転以外の場合は、押し当て保証トルクｓｔｍｇを０とする。
【００１９】
バッテリー出力制限手段７８は、バッテリー５４の蓄電残量ＳＯＣが所定値以下になるか、バッテリー温度Ｔbattが所定温度以下の時に、バッテリー５４の出力（供給電力量）の上限値を制限するもので、その制限された電力量により第２モータジェネレータＭＧ２が発生するトルクを制限トルクαとしてＭＡＸ選択手段８０に出力する。この制限トルクαは、エンジン１６が自立運転または負荷運転の時の押し当てトルクｏｔｍｇよりも小さい値で、この制限トルクαによって前記上下限制限手段８６により総モータトルクｔｍｇの上限が制限されると、十分な押し当てトルクが得られなくなって歯打ち音が発生したり、その押し当てトルクのハンチングで車両振動が生じたりする可能性がある。上記バッテリー出力制限手段７８によるバッテリー出力の制限は、運転者の出力要求等により急に大きなバッテリー出力が要求される場合等を考慮し、安全を見込んで蓄電残量ＳＯＣに余裕がある段階で実施される。なお、前記押し当て制限手段７４が押し当てトルクｏｔｍｇを強制的に０にする使用下限値は、このバッテリー出力制限手段７８によってバッテリー出力が制限される蓄電残量ＳＯＣよりも更に低い蓄電残量ＳＯＣである。
【００２０】
ＭＡＸ選択手段８０は、押し当て保証トルク設定手段７６によって設定された押し当て保証トルクｓｔｍｇと、バッテリー出力制限手段７８から供給された制限トルクαとを比較し、大きい方を選択する。すなわち、車両停止時にエンジン１６が自立運転または負荷運転で押し当てトルク設定手段７２により押し当てトルクｏｔｍｇが設定されている場合、バッテリー出力制限手段７８によってバッテリー出力の上限値が制限されても、その押し当てトルクｏｔｍｇを表す押し当て保証トルクｓｔｍｇがＭＡＸ選択手段８０によって選択される。また、車両走行時など押し当てトルクｏｔｍｇ＝０の時には、制限トルクαが選択される。なお、バッテリー出力制限手段７８によってバッテリー出力の上限値が制限されていない場合は、予め定められた許容最大出力と押し当て保証トルクｓｔｍｇとを比較し、許容最大出力が選択される。この許容最大出力についても、その許容最大出力により第２モータジェネレータＭＧ２が発生するトルクに換算して比較が行われる。
【００２１】
上限値設定手段８２は、バッテリー５４や第２モータジェネレータＭＧ２に関する定格や熱等による各種の制限によって定まる最大トルクと、上記ＭＡＸ選択手段８０によって選択されたトルクとを比較して、小さい方のトルクを選択して上限値ｔｍｇｍａｘに設定する。車両停止時にエンジン１６が自立運転または負荷運転で押し当てトルク設定手段７２により押し当てトルクｏｔｍｇが設定されている場合で、バッテリー出力制限手段７８によってバッテリー出力の上限値が制限される場合には、その押し当てトルクｏｔｍｇを表す押し当て保証トルクｓｔｍｇがＭＡＸ選択手段８０によって選択されるため、熱等で最大トルクが大きく制限されない限り、通常はその押し当て保証トルクｓｔｍｇが上限値ｔｍｇｍａｘに設定される。そして、この上限値ｔｍｇｍａｘを用いて上下限制限手段８６により総モータトルクｔｍｇの上限が制限されることにより、バッテリー出力制限手段７８によりバッテリー出力の上限が制限される場合でも押し当てトルクｏｔｍｇで第２モータジェネレータＭＧ２が作動させられ、エンジン１６の脈動等による歯打ち音の発生が適切に防止される。
【００２２】
下限値設定手段８４は、バッテリー５４にや第２モータジェネレータＭＧ２に関する定格や出力（パワー）、熱等による各種の制限によって定まる最小トルクの最大値を選択し、下限値ｔｍｇｍｉｎに設定する。そして、この下限値ｔｍｇｍｉｎを用いて上下限制限手段８６により総モータトルクｔｍｇの下限が制限されることにより、第２モータジェネレータＭＧ２がその下限値ｔｍｇｍｉｎ以上のトルクで作動させられる。
【００２３】
このように、本実施例のハイブリッド車両１０においては、第２モータジェネレータＭＧ２に電力供給するバッテリー５４の出力の上限値がバッテリー出力制限手段７８によって制限された場合でも、押し当て保証トルク設定手段７６およびＭＡＸ選択手段８０によって押し当て保証トルクｓｔｍｇが選択されることにより、制限された上限値を越えてバッテリー５４から第２電動モータジェネレータＭＧ２に電力が供給されることが許容され、押し当てトルクｏｔｍｇで第２モータジェネレータＭＧ２が作動させられる。これにより、バッテリー５４の出力制限に拘らず押し当てトルクｏｔｍｇが適切に付与されるようになり、押し当てトルクの低下で歯打ち音が発生したり押し当てトルクのハンチングで車両振動が発生したりすることが防止される。
【００２４】
ここで、押し当てトルクｏｔｍｇは車両停止状態におけるエンジン１６の作動時に付与されるもので、そのトルクｏｔｍｇは比較的小さいのに対し、バッテリー出力の上限値の制限は、蓄電残量ＳＯＣの低下時や低温時等に運転者の出力要求等により急に大きなバッテリー出力が要求される場合等を考慮し、安全を見込んで蓄電残量ＳＯＣが比較的多い段階で実施されるため、押し当てトルクｏｔｍｇのためにバッテリー出力制限時の上限値を越えて第２モータジェネレータＭＧ２に電力供給しても、蓄電残量ＳＯＣの更なる低下などでバッテリー５４が直ちに使用不可になる恐れは殆ど無く、押し当て制御を適切に実施することができる。
【００２５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１０：ハイブリッド車両 １６：エンジン ５０：電子制御装置 ５４：バッテリー ７２：押し当てトルク設定手段 ７６：押し当て保証トルク設定手段 ７８：バッテリー出力制限手段 ８０：ＭＡＸ選択手段 ＭＧ２：第２モータジェネレータ（電動モータ） ｏｔｍｇ：押し当てトルク α：制限トルク
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイブリッド車両に係り、特に、車両停止状態におけるエンジンの作動時に電動モータによって駆動系に押し当てトルクを付与する押し当て制御の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンおよび電動モータを備えているハイブリッド車両において、車両停止状態におけるエンジンの作動時に電動モータによって駆動系に押し当てトルクを付与することにより、エンジンの脈動（トルク変動）に起因して歯打ち音が発生することを防止することが提案されている。特許文献１に記載のハイブリッド車両はその一例で、エンジン、第１モータジェネレータ、および出力部材が動力分割機構（遊星歯車装置など）を介して連結されているスプリット型であり、車両停止状態ではエンジン回転に対応して第１モータジェネレータが回転駆動されるが、エンジンの脈動に起因して動力分割機構や減速ギヤ等が歯打ち音を発生する可能性があるため、出力部材に連結された第２モータジェネレータによって押し当てトルクを付与するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８３３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなハイブリッド車両の押し当て制御装置においては、例えば低温時やバッテリーの蓄電残量ＳＯＣが低下した場合等にバッテリーの出力（供給電力量）が制限されると、それに伴って押し当てトルクが制限され、歯打ち音の防止効果が適切に得られなくなったり、押し当てトルクがハンチングして車両振動が発生したりすることがあった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、バッテリーの出力制限に拘らず押し当てトルクを適切に付与できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために、本発明は、車両停止状態におけるエンジンの作動時に電動モータによって駆動系に押し当てトルクを付与するハイブリッド車両の押し当て制御装置において、前記電動モータに電力供給するバッテリーの出力の上限値が制限された場合でも、その電動モータにより前記押し当てトルクを発生させることができるように、前記制限された上限値を越えて前記バッテリーから前記電動モータに電力を供給することが許容されるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のハイブリッド車両の押し当て制御装置においては、電動モータに電力供給するバッテリーの出力の上限値が制限された場合でも、その電動モータにより押し当てトルクを発生させることができるように、制限された上限値を越えてバッテリーから電動モータに電力が供給されることが許容されるため、バッテリーの出力制限に拘らず押し当てトルクを適切に付与できるようになり、押し当てトルクの低下で歯打ち音が発生したり押し当てトルクのハンチングで車両振動が発生したりすることが防止される。すなわち、押し当てトルクは車両停止状態におけるエンジンの作動時に付与されるもので、そのトルクは比較的小さいのに対し、バッテリー出力の上限値の制限は、蓄電残量ＳＯＣの低下時や低温時等に運転者の出力要求等により急に大きなバッテリー出力が要求される場合等を考慮し、安全を見込んで蓄電残量ＳＯＣが比較的多い段階で実施されるため、押し当てトルクのためにバッテリー出力制限時の上限値を越えて電動モータに電力供給しても、蓄電残量ＳＯＣの更なる低下などでバッテリーが直ちに使用不可になる恐れは殆ど無いのである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が好適に適用されるハイブリッド車両の一例を説明する骨子図である。
【図２】図１のハイブリッド車両の電子制御装置が第２モータジェネレータＭＧ２のトルク制御に関して備えている機能を説明する機能ブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、エンジン、第１モータジェネレータ、および出力部材が動力分割機構（遊星歯車装置など）を介して連結されているスプリット型のハイブリッド車両に好適に適用され、例えば出力部材から駆動輪までの動力伝達経路に連結された第２モータジェネレータによって押し当てトルクが付与されるように構成される。
【００１０】
押し当てトルクは車両停止状態におけるエンジンの作動時に付与されるが、車両停止状態とは、パーキングロック機構によって駆動系が機械的に回転停止状態に保持される駐車状態や、Ｄ（ドライブ）レンジ等の車両駆動状態での車両停止時などで、エンジンの脈動による歯打ち音が問題になる場合である。エンジンの作動時は、例えば暖房や暖機等のための自立運転時やバッテリー充電等のための負荷運転時などで、エンジンを始動したり停止したりする際に大きな押し当てトルクを付与する場合があるが、バッテリー出力制限時の上限値を越えて電力供給して押し当てトルクを付与するのは、エンジンの始動や停止時を除いた比較的押し当てトルクが小さい定常作動時が望ましい。すなわち、エンジンの作動状態に応じて押し当てトルクが変化する場合、必ずしも総ての押し当てトルクを発生させることができるようにバッテリーからの電力供給が許容される必要はなく、比較的小さな一部の押し当てトルクの時だけバッテリー出力制限時の上限値を越えて電力供給することが許容されるようにしても良い。
【００１１】
バッテリー出力の上限値の制限は、例えば蓄電残量ＳＯＣの低下時や低温時等に実施されるが、蓄電残量ＳＯＣ（バッテリー電圧など）が更に低下して所定の使用下限値に達すると、バッテリー保護のためにバッテリーの使用が更に制限される場合があり、その時には押し当てトルクの付与も禁止することが望ましい。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０を説明するための骨子図である。このハイブリッド車両１０は、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関であるエンジン１６と、それぞれ電動モータおよび発電機として用いることができる第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２と、シングルピニオン型の遊星歯車装置１８とを同軸上に備えている。エンジン１６は、トルクコンバータ等の流体式伝動装置が介在することなく、ダンパ２２を介して入力軸２４に機械的に接続されている。本実施例では、第２モータジェネレータＭＧ２が請求項１に記載の電動モータに相当する。
【００１３】
このハイブリッド車両１０はスプリット型で、遊星歯車装置１８は、エンジン１６の動力を出力部材である出力スプロケット２６および第１モータジェネレータＭＧ１に分割する動力分割機構として機能する。すなわち、遊星歯車装置１８のキャリアＣ１には入力軸２４が相対回転不能に連結されている一方、リングギヤＲ１には出力スプロケット２６が相対回転不能に連結されているとともに、サンギヤＳ１には第１モータジェネレータＭＧ１のロータが相対回転不能に連結されており、キャリアＣ１がエンジン１６により回転駆動されると、サンギヤＳ１に連結された第１モータジェネレータＭＧ１の反力トルク（制動トルク）に応じたトルクでリンギヤＲ１、更には出力スプロケット２６が回転駆動される。出力スプロケット２６にはまた、前記第２モータジェネレータＭＧ２のロータが相対回転不能に連結されており、その第２モータジェネレータＭＧ２によっても回転駆動されるようになっている。
【００１４】
上記出力スプロケット２６は、チェーン２８を介してカウンタ軸３０に機械的に接続されており、そのカウンタ軸３０に伝達されたトルクは、更に大歯車３２および小歯車３４が一体的に設けられた減速装置３６、差動歯車装置３８、および１対の車軸４０Ｌ、４０Ｒを介して左右の前輪４２Ｌ、４２Ｒへ伝達されるようになっている。上記減速装置３６の大歯車３２にはパーキングギヤ４４が一体的に設けられており、シトフレバー６０が駐車用の「Ｐ」ポジションへ操作された場合に、図示しないパーキングロック装置によってパーキングロックポールと噛み合わされ、回転が機械的に阻止されるパーキングロック状態とされる。なお、図１では、前輪４２Ｌ、４２Ｒの舵角を変更する操舵装置が省略されている。
【００１５】
上記第１モータジェネレータＭＧ１および第２モータジェネレータＭＧ２は、インバータ５２を介してバッテリー５４に接続されており、それぞれ電動モータとして機能する力行時や発電機として機能する回生時のトルクが制御される。また、エンジン１６は、電子スロットル弁や燃料噴射装置等を有するエンジン制御装置５６によって運転状態が制御される。これ等のインバータ５２およびエンジン制御装置５６は、マイクロコンピュータ等を有する電子制御装置５０によって制御されるようになっており、電子制御装置５０にはバッテリー５４から蓄電残量ＳＯＣを表す信号、具体的にはバッテリー電圧を表す信号が供給される。また、バッテリー温度センサ５５からバッテリー温度Ｔbattを表す信号が供給されるとともに、レバーポジションセンサ５８からシフトレバー６０の操作ポジションＰshを表す信号が供給される。シフトレバー６０は、車両の駆動状態を選択する駆動状態選択手段に相当するもので、駐車用の「Ｐ」ポジション、後進走行用の「Ｒ」ポジション、前進走行用の「Ｄ」ポジション、動力伝達を遮断する「Ｎ」ポジション等を選択できるようになっている。電子制御装置５０にはまた、アクセルペダルの操作量であるアクセル操作量（開度）Ａccを表す信号や、エンジン回転速度Ｎｅを表す信号、車速Ｖ（出力スプロケット２６等の出力回転速度Ｎout に対応）を表す信号、第１モータジェネレータＭＧ１の回転速度（ＭＧ１回転速度）ＮＭＧ１を表す信号、第２モータジェネレータＭＧ２の回転速度（ＭＧ２回転速度）ＮＭＧ２を表す信号など、各種の制御に必要な種々の情報を表す信号が供給されるようになっている。
【００１６】
上記電子制御装置５０は、第２モータジェネレータＭＧ２のトルク制御に関して図２に示す各種の機能を備えている。要求モータトルク算出手段７０は、アクセル操作量Ａcc等の出力要求量に基づいて要求モータトルクｒｔｍｇを算出するもので、Ａcc＝０の車両停止時にはｒｔｍｇ＝０或いは所定のクリープトルクとされる。押し当てトルク設定手段７２は、シフトレバー６０が「Ｐ」ポジションへ操作された駐車時、或いはシフトレバー６０が「Ｄ」または「Ｒ」ポジションへ操作された駆動状態での車両停止時で、且つエンジン１６が作動状態である場合に、その作動状態に応じて押し当てトルクｏｔｍｇを設定する。押し当てトルクｏｔｍｇはエンジン１６の脈動などで歯打ち音が発生しないようにするためのもので、エンジン１６の作動状態、すなわち暖房や暖機等のための自立運転時か、バッテリー充電等のための負荷運転時か、エンジン１６の始動時か、エンジン１６を停止させる停止時か、等に応じて予め定められている。エンジン１６の始動時や停止時には、自立運転時や負荷運転時等の定常作動時に比較して大きな押し当てトルクｏｔｍｇが設定される。押し当て制限手段７４は、バッテリー５４の蓄電残量ＳＯＣすなわちバッテリー電圧が予め定められた使用下限値に達した場合に、押し当てトルク設定手段７２によって設定される押し当てトルクｏｔｍｇを強制的に０にする。
【００１７】
上記要求モータトルク算出手段７０によって算出された要求モータトルクｒｔｍｇおよび押し当てトルク設定手段７２によって設定された押し当てトルクｏｔｍｇが加算手段７５によって加算されることにより、総モータトルクｔｍｇ（＝ｒｔｍｇ＋ｏｔｍｇ）が算出される。そして、この総モータトルクｔｍｇは上下限制限手段８６により上限値ｔｍｇｍａｘ以下で且つ下限値ｔｍｇｍｉｎ以上に制限され、それ等の上限値ｔｍｇｍａｘおよび下限値ｔｍｇｍｉｎによって制限された総モータトルクｔｍｇで第２モータジェネレータＭＧ２が作動させられるように、モータトルク指令手段８８によってインバータ５２が制御される。例えばシフトレバー６０の操作ポジションが「Ｐ」、「Ｄ」、または「Ｒ」ポジションでの車両停止時で且つエンジン１６が作動状態である場合に、要求モータトルクｒｔｍｇ＝０で総モータトルクｔｍｇ＝ｏｔｍｇであり、その総モータトルクｔｍｇが上限値ｔｍｇｍａｘと下限値ｔｍｇｍｉｎの範囲内である場合には、実質的に押し当てトルクｏｔｍｇで第２モータジェネレータＭＧ２が作動させられる。そして、この押し当てトルクｏｔｍｇが遊星歯車装置１８のリングギヤＲ１や出力スプロケット２６に加えられることにより、遊星歯車装置１８やカウンタ軸３０等の各部の歯車が押圧され、エンジン１６の脈動などで歯打ち音が発生することが防止される。
【００１８】
一方、上記押し当てトルクｏｔｍｇを表す信号は押し当て保証トルク設定手段７６にも供給される。押し当て保証トルク設定手段７６は、バッテリー５４の出力の上限値が制限される場合でも、エンジン１６が自立運転または負荷運転の時には押し当てトルクｏｔｍｇで第２電動モータジェネレータＭＧ２を作動させることを保証するためのもので、その押し当てトルクｏｔｍｇを押し当て保証トルクｓｔｍｇに設定する。エンジン１６の始動時や停止時など、自立運転または負荷運転以外の場合は、押し当て保証トルクｓｔｍｇを０とする。
【００１９】
バッテリー出力制限手段７８は、バッテリー５４の蓄電残量ＳＯＣが所定値以下になるか、バッテリー温度Ｔbattが所定温度以下の時に、バッテリー５４の出力（供給電力量）の上限値を制限するもので、その制限された電力量により第２モータジェネレータＭＧ２が発生するトルクを制限トルクαとしてＭＡＸ選択手段８０に出力する。この制限トルクαは、エンジン１６が自立運転または負荷運転の時の押し当てトルクｏｔｍｇよりも小さい値で、この制限トルクαによって前記上下限制限手段８６により総モータトルクｔｍｇの上限が制限されると、十分な押し当てトルクが得られなくなって歯打ち音が発生したり、その押し当てトルクのハンチングで車両振動が生じたりする可能性がある。上記バッテリー出力制限手段７８によるバッテリー出力の制限は、運転者の出力要求等により急に大きなバッテリー出力が要求される場合等を考慮し、安全を見込んで蓄電残量ＳＯＣに余裕がある段階で実施される。なお、前記押し当て制限手段７４が押し当てトルクｏｔｍｇを強制的に０にする使用下限値は、このバッテリー出力制限手段７８によってバッテリー出力が制限される蓄電残量ＳＯＣよりも更に低い蓄電残量ＳＯＣである。
【００２０】
ＭＡＸ選択手段８０は、押し当て保証トルク設定手段７６によって設定された押し当て保証トルクｓｔｍｇと、バッテリー出力制限手段７８から供給された制限トルクαとを比較し、大きい方を選択する。すなわち、車両停止時にエンジン１６が自立運転または負荷運転で押し当てトルク設定手段７２により押し当てトルクｏｔｍｇが設定されている場合、バッテリー出力制限手段７８によってバッテリー出力の上限値が制限されても、その押し当てトルクｏｔｍｇを表す押し当て保証トルクｓｔｍｇがＭＡＸ選択手段８０によって選択される。また、車両走行時など押し当てトルクｏｔｍｇ＝０の時には、制限トルクαが選択される。なお、バッテリー出力制限手段７８によってバッテリー出力の上限値が制限されていない場合は、予め定められた許容最大出力と押し当て保証トルクｓｔｍｇとを比較し、許容最大出力が選択される。この許容最大出力についても、その許容最大出力により第２モータジェネレータＭＧ２が発生するトルクに換算して比較が行われる。
【００２１】
上限値設定手段８２は、バッテリー５４や第２モータジェネレータＭＧ２に関する定格や熱等による各種の制限によって定まる最大トルクと、上記ＭＡＸ選択手段８０によって選択されたトルクとを比較して、小さい方のトルクを選択して上限値ｔｍｇｍａｘに設定する。車両停止時にエンジン１６が自立運転または負荷運転で押し当てトルク設定手段７２により押し当てトルクｏｔｍｇが設定されている場合で、バッテリー出力制限手段７８によってバッテリー出力の上限値が制限される場合には、その押し当てトルクｏｔｍｇを表す押し当て保証トルクｓｔｍｇがＭＡＸ選択手段８０によって選択されるため、熱等で最大トルクが大きく制限されない限り、通常はその押し当て保証トルクｓｔｍｇが上限値ｔｍｇｍａｘに設定される。そして、この上限値ｔｍｇｍａｘを用いて上下限制限手段８６により総モータトルクｔｍｇの上限が制限されることにより、バッテリー出力制限手段７８によりバッテリー出力の上限が制限される場合でも押し当てトルクｏｔｍｇで第２モータジェネレータＭＧ２が作動させられ、エンジン１６の脈動等による歯打ち音の発生が適切に防止される。
【００２２】
下限値設定手段８４は、バッテリー５４にや第２モータジェネレータＭＧ２に関する定格や出力（パワー）、熱等による各種の制限によって定まる最小トルクの最大値を選択し、下限値ｔｍｇｍｉｎに設定する。そして、この下限値ｔｍｇｍｉｎを用いて上下限制限手段８６により総モータトルクｔｍｇの下限が制限されることにより、第２モータジェネレータＭＧ２がその下限値ｔｍｇｍｉｎ以上のトルクで作動させられる。
【００２３】
このように、本実施例のハイブリッド車両１０においては、第２モータジェネレータＭＧ２に電力供給するバッテリー５４の出力の上限値がバッテリー出力制限手段７８によって制限された場合でも、押し当て保証トルク設定手段７６およびＭＡＸ選択手段８０によって押し当て保証トルクｓｔｍｇが選択されることにより、制限された上限値を越えてバッテリー５４から第２電動モータジェネレータＭＧ２に電力が供給されることが許容され、押し当てトルクｏｔｍｇで第２モータジェネレータＭＧ２が作動させられる。これにより、バッテリー５４の出力制限に拘らず押し当てトルクｏｔｍｇが適切に付与されるようになり、押し当てトルクの低下で歯打ち音が発生したり押し当てトルクのハンチングで車両振動が発生したりすることが防止される。
【００２４】
ここで、押し当てトルクｏｔｍｇは車両停止状態におけるエンジン１６の作動時に付与されるもので、そのトルクｏｔｍｇは比較的小さいのに対し、バッテリー出力の上限値の制限は、蓄電残量ＳＯＣの低下時や低温時等に運転者の出力要求等により急に大きなバッテリー出力が要求される場合等を考慮し、安全を見込んで蓄電残量ＳＯＣが比較的多い段階で実施されるため、押し当てトルクｏｔｍｇのためにバッテリー出力制限時の上限値を越えて第２モータジェネレータＭＧ２に電力供給しても、蓄電残量ＳＯＣの更なる低下などでバッテリー５４が直ちに使用不可になる恐れは殆ど無く、押し当て制御を適切に実施することができる。
【００２５】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１０：ハイブリッド車両 １６：エンジン ５０：電子制御装置 ５４：バッテリー ７２：押し当てトルク設定手段 ７６：押し当て保証トルク設定手段 ７８：バッテリー出力制限手段 ８０：ＭＡＸ選択手段 ＭＧ２：第２モータジェネレータ（電動モータ） ｏｔｍｇ：押し当てトルク α：制限トルク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両停止状態におけるエンジンの作動時に電動モータによって駆動系に押し当てトルクを付与するハイブリッド車両の押し当て制御装置において、
前記電動モータに電力供給するバッテリーの出力の上限値が制限された場合でも、該電動モータにより前記押し当てトルクを発生させることができるように、前記制限された上限値を越えて前記バッテリーから前記電動モータに電力を供給することが許容されるようにした
ことを特徴とするハイブリッド車両の押し当て制御装置。
【請求項１】
車両停止状態におけるエンジンの作動時に電動モータによって駆動系に押し当てトルクを付与するハイブリッド車両の押し当て制御装置において、
前記電動モータに電力供給するバッテリーの出力の上限値が制限された場合でも、該電動モータにより前記押し当てトルクを発生させることができるように、前記制限された上限値を越えて前記バッテリーから前記電動モータに電力を供給することが許容されるようにした
ことを特徴とするハイブリッド車両の押し当て制御装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−１２４９（Ｐ２０１３−１２４９Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３４４２９（Ｐ２０１１−１３４４２９）
【出願日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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