車両
【課題】シフトチェンジの際のドライバビリティを向上させる車両を提供する。
【解決手段】予め記憶されているマップデータｍａｐＡが読み込まれ、マップデータｍａｐＡと車速Ｖとが比較され、クランキングを、行うか否かの判断が行われる。カウンタＣの値が、始動を遅延させる時刻ｔ１に到達して超えた場合は、エンジン始動遅延要求をＯＦＦ制御として、クランキングを行わなわず、制御処理を終了する。マップデータｍａｐＡは、充電電力上限値Ｗｉｎがマイナス側に０から離れて、エンジン１０を始動させるタイミングを遅延させる判定車速を高く設定する。充電電力上限値Ｗｉｎが低い場合、エンジン１０を始動させるタイミングを遅延させる判定車速の閾値が低く設定される。充電電力上限値Ｗｉｎによって、ＥＣＵ２００内のマップデータｍａｐＡから、閾値が引き出されて、クランキングを、行うか否かの判断が行われる。
【解決手段】予め記憶されているマップデータｍａｐＡが読み込まれ、マップデータｍａｐＡと車速Ｖとが比較され、クランキングを、行うか否かの判断が行われる。カウンタＣの値が、始動を遅延させる時刻ｔ１に到達して超えた場合は、エンジン始動遅延要求をＯＦＦ制御として、クランキングを行わなわず、制御処理を終了する。マップデータｍａｐＡは、充電電力上限値Ｗｉｎがマイナス側に０から離れて、エンジン１０を始動させるタイミングを遅延させる判定車速を高く設定する。充電電力上限値Ｗｉｎが低い場合、エンジン１０を始動させるタイミングを遅延させる判定車速の閾値が低く設定される。充電電力上限値Ｗｉｎによって、ＥＣＵ２００内のマップデータｍａｐＡから、閾値が引き出されて、クランキングを、行うか否かの判断が行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライバビリティを向上させた車両、特にハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータジェネレータとエンジンとを搭載した車両としてハイブリッド車両が知られている。
【０００３】
ハイブリッド車両は、回生制御によるモータジェネレータの減速トルクに加えて、更にエンジンのフリクション（エンジンブレーキ）を利用し、減速時のドライバビリティを向上させる。
【０００４】
例えば、特開２００９−１６６６５７号公報（特許文献１）は、Ｄレンジ（ドライブレンジ）から、Ｂレンジ（ブレーキレンジ）にシフトチェンジが行われた際に、エンジンを始動して回転軸に同期させることにより、所望の減速感を達成している。
【０００５】
また、特開平９−０３７４０７号公報（特許文献２）は、アクセルオフ時のシフトレバーがエンジンブレーキである場合、アクセルオフされる直前の車速とシフト位置とに基づいて目標制動力あるいは目標源速度を定めるものが知られている。そして、この目標値に応じて回生制動力を発生させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１６６６５７号公報
【特許文献２】特開平９−０３７４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、Ｄレンジで減速トルクが与えられる方向と、エンジンを始動するために、スタータモータでクランキングする際に発生する始動トルクの反力の方向とは、反対方向に働いている。
【０００８】
このため、ＤレンジからＢレンジにシフトチェンジされた際に同時にエンジンが始動すると、減速感が薄れてしまうといった問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、シフトチェンジの際のドライバビリティを向上させることが出来る車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、要約すると、内燃機関と、内燃機関の出力軸を回転駆動して始動させる回転電機と、内燃機関の出力軸および回転電機が接続される車両の駆動軸と、回生電力を発生させる方向の減速トルクが、必要とされる場合には、回転電機による内燃機関の出力軸の回転駆動を見合わせる始動制御部とを備えた。
【００１１】
好ましくは、回転電機は、内燃機関の出力軸を回転駆動して始動させる第１モータジェネレータと、車両の駆動軸に連結される第２モータジェネレータとを含み、内燃機関の出力軸、車両の駆動軸、および第１モータジェネレータの回転軸の三要素の各々を機械的に連結して、三要素のうちの何れか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間で動力伝達を可能とする動力分割機構と、動力分割機構の要素間の動力伝達をシフトポジション変更操作に応じて制御するシフト制御部とを更に備え、始動制御部はシフトポジション変更操作に応じて、第１モータジェネレータが、内燃機関の出力軸を回転駆動させてクランキングさせるタイミングを遅らせる。
【００１２】
更に好ましくは、始動制御部は、シフト操作部のポジション変更操作があった場合に、所定時間内の内燃機関の出力軸の回転駆動による始動を遅延させる遅延条件が記録されたマップデータを含む。
【００１３】
更に好ましくは、蓄電装置を更に備え、マップデータは、車速および充電電力上限値に応じて変動する閾値を有する。
【００１４】
更に好ましくは、シフト操作部のポジション変更操作は、ドライブポジションから、ブレーキポジションに変更する操作であり、遅延条件は、ポジション変更操作で、ブレーキポジションに変更された時点から所定時間が経過するまで、内燃機関の始動を遅延させることを含む。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、上記構成により、回生電力を発生させる方向の減速トルクが加わっている状態では、始動制御部が、減速トルクの加わる向きとは反対方向に打ち消すように働く出力軸の回転駆動を見合わせることが出来る。
【００１６】
車両に加わる減速方向の減速トルクは、そのまま維持されて、所望の減速感が打ち消されることなく、シフトチェンジが行われる際に節度感を与えることが出来、ドライバビリティを向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係る車両の全体の構成を説明するブロック図である。
【図２】実施の形態の始動制御を説明するフローチャートである。
【図３】減速トルクの増減と、エンジン始動が遅延される場合のクランキングのタイミングとを示すタイムチャートである。
【図４】記憶されたマップデータの一例を示すグラフである。
【図５】通常走行時のエンジンの出力軸、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータの状態変化を共線図上に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態は、説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る車両の全体の構成を説明するブロック図である。車両１は、内燃機関としてのエンジン１０と、トランスミッション８と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、バッテリ７０と、車両１の駆動輪８０と、エンジン１０のクランク軸である出力軸ＫＪおよびモータジェネレータＭＧが接続されて、駆動輪８０と連結される駆動軸Ｄと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。
【００２０】
トランスミッション８は、モータジェネレータＭＧに含まれる第１モータジェネレータ２０、第２モータジェネレータ３０と、動力分割装置４０と、アウトプットホイール９０に一体に形成されたカウンタドライブギヤ９１と、このカウンタドライブギヤ９１に噛合されて、駆動軸Ｄとの間で回転駆動力を伝達する減速機５８とを含む。
【００２１】
車両１は、エンジン１０および第２モータジェネレータ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。２経路のうちの一方の経路は減速機５８を経由して駆動輪８０へ伝達される経路であり、他方の経路は第１モータジェネレータ２０へ伝達される経路である。
【００２２】
第１モータジェネレータ２０および第２モータジェネレータ３０は、たとえば、三相交流回転電機である。第１モータジェネレータ２０および第２モータジェネレータ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。
【００２３】
第１モータジェネレータ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電してＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するジェネレータとしての機能を有する。また、第１モータジェネレータ２０は、バッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸ＫＪを回転駆動させる。これによって、第１モータジェネレータ２０は、エンジン１０を始動するスタータとしての機能を有する。
【００２４】
第２モータジェネレータ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１モータジェネレータ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて駆動輪８０に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第２モータジェネレータ３０は、回生制動によって発電された電力を用いてＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するためのジェネレータとしての機能を有する。
【００２５】
エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、複数の気筒１０２を含む。なお、気筒１０２は、一つ以上あればよい。
【００２６】
さらに、エンジン１０のクランク軸に対向した位置には、エンジン回転数センサ１１が設けられる。エンジン回転数センサ１１は、エンジン１０の出力軸ＫＪの回転速度（以下、エンジン回転数と記載する）Ｎｅを検出する。エンジン回転数センサ１１は、検出されたエンジン回転数と比例するエンジン回転速度Ｎｅを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００２７】
動力分割装置４０は、エンジン１０の出力軸、第１モータジェネレータ２０の回転軸および第２モータジェネレータ３０の回転軸３２の三要素の各々を機械的に連結する動力伝達装置である。動力分割装置４０は、上述の三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間での動力の伝達を可能とする。動力分割装置４０は、第１遊星歯車装置４１と、第２遊星歯車装置４２とを含む。
【００２８】
第１遊星歯車装置４１は、第１サンギヤ５０と、第１ピニオンギヤ５２と、第１キャリア５４と、第１リングギヤ５６とを含む。第１ピニオンギヤ５２は、第１サンギヤ５０および第１リングギヤ５６の各々と噛み合う。第１キャリア５４は、第１ピニオンギヤ５２を自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランク軸に連結される。第１サンギヤ５０は、第１モータジェネレータ２０の回転軸に連結される。第１リングギヤ５６は、第２遊星歯車装置４２の第２リングギヤ５７に連結される。第１リングギヤ５６は、アウトプットホイール９０に一体に形成され、減速機５８に連結されている。
【００２９】
第２遊星歯車装置４２は、第２サンギヤ５１と、第２ピニオンギヤ５３と、第２キャリア５５と、第２リングギヤ５７とを含む。第２ピニオンギヤ５３は、第２サンギヤ５１および第２リングギヤ５７の各々と噛み合う。第２キャリア５５は、第２ピニオンギヤ５３を自転可能に支持するとともに、トランスミッション８の筐体に固定される。第２サンギヤ５１は、第２モータジェネレータ３０の回転軸３２に連結される。
【００３０】
また、第２リングギヤ５７は、アウトプットホイール９０に一体に形成されている。
そして、減速機５８によって、動力分割装置４０からの動力が、駆動軸Ｄを介して駆動輪８０に伝達される。更に、減速機５８は、駆動輪８０が受けた路面からの反力が、駆動軸Ｄから加わる加速トルクあるいは減速トルクとして、動力分割装置４０に伝達する。
【００３１】
ＰＣＵ６０は、バッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１モータジェネレータ２０および第２モータジェネレータ３０を駆動するための交流電力に変換する。ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ２に基づいて制御されるコンバータおよびインバータ（いずれも図示せず）を含む。
【００３２】
コンバータは、バッテリ７０から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータに出力する。インバータは、コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して第１モータジェネレータ２０および／または第２モータジェネレータ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力を用いて第１モータジェネレータ２０および／または第２モータジェネレータ３０が駆動される。
【００３３】
また、インバータは、第１モータジェネレータ２０および／または第２モータジェネレータ３０によって発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータに出力する。コンバータは、インバータが出力した直流電力の電圧を降圧してバッテリ７０へ出力する。これにより、第１モータジェネレータ２０および／または第２モータジェネレータ３０により発電された電力を用いてバッテリ７０が充電される。なお、コンバータは、省略してもよい。
【００３４】
バッテリ７０は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。バッテリ７０としては、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池が用いられる。バッテリ７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ７０は、上述したように第１モータジェネレータ２０および／または第２モータジェネレータ３０により発電された電力を用いて充電される他、外部電源（図示せず）から供給される電力を用いて充電されてもよい。なお、バッテリ７０は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池、燃料電池等であってもよい。
【００３５】
第１レゾルバ１２は、第１モータジェネレータ２０に設けられる。第１レゾルバ１２は、第１モータジェネレータ２０の回転速度Ｎｍ１を検出する。第１レゾルバ１２によって、検出された第１モータジェネレータの回転速度Ｎｍ１を示す信号はＥＣＵ２００に送信される。
【００３６】
第２レゾルバ１３は、第２モータジェネレータ３０に設けられる。第２レゾルバ１３は、第２モータジェネレータ３０の回転速度Ｎｍ２を検出する。第２レゾルバ１３によって、検出された回転速度Ｎｍ２を示す信号はＥＣＵ２００に送信される。
【００３７】
車輪速センサ１４は、駆動輪８０の回転速度Ｎｗを検出する。車輪速センサ１４は、検出された回転速度Ｎｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。ＥＣＵ２００は、受信した回転速度Ｎｗに基づいて、車両１の速度である車速Ｖを算出する。なお、ＥＣＵ２００は、回転速度Ｎｗに代えて第２モータジェネレータ３０の回転速度Ｎｍ２に基づいた車両１の車速Ｖを算出するようにしてもよい。
【００３８】
ＥＣＵ２００は、エンジン始動前（ＥＶ走行時）には、エンジン１０を停止させて（エンジン回転速度Ｎｅ＝０として）、ユーザが要求するパワーを第２モータジェネレータ３０のパワーによって実現するように、第２モータジェネレータ３０の加速トルクおよび減速トルクを制御する。
【００３９】
ＥＣＵ２００は、エンジン始動時（ＥＶ走行からＨＶ走行への移行時）には、第１モータジェネレータ２０から正方向のクランキングトルクを発生させて、エンジン１０をクランキングする。
【００４０】
そして、ＥＣＵ２００は、クランキングトルクによって、主に、エンジン回転速度Ｎｅが所定速度まで上昇した時にエンジン１０の点火制御を開始する始動制御部が設けられている。この始動制御部では、シフトポジション変更操作に応じて、第１モータジェネレータが、内燃機関の出力軸を回転駆動させてクランキングさせるタイミングを遅らせる。
【００４１】
また、ＥＣＵ２００は、エンジン始動後（ＨＶ走行時）には、ユーザが要求するパワーをエンジン１０および第２モータジェネレータ３０のパワーによって実現するように、エンジントルク、第１モータジェネレータＭＧ１側トルクＴｇ、第２モータジェネレータＭＧ２側トルクＴｍを制御する。
【００４２】
さらに、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の残存容量や温度に応じてバッテリ７０の充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔ（単位はいずれもワット）を設定し、実際の充電電力および放電電力がそれぞれ充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔを超えないようにコンバータおよびインバータを制御する。
【００４３】
この充電電力上限値Ｗｉｎは、バッテリの残容量ＳＯＣ（State of Charge）に最も影響を受ける他、バッテリ温度にも影響を受ける。
【００４４】
通常、特にＳＯＣが不足している場合には、エンジン１０の出力を増加させて第１モータジェネレータ３０による発電量を増加させる。これにより、バッテリ７０のＳＯＣが増加すると共に、充電電力上限値Ｗｉｎが減少する。
【００４５】
図２は、この発明の実施の形態の始動制御を説明するフローチャートである。
まず、減速トルクのドライバビリティを向上させる始動制御をスタートさせる。
【００４６】
具体的には、Ｓｔｅｐ１は、シフト操作部のシフトポジションが、減速トルクを変動させるフィーリングを伴ったポジション変更操作があったか否かを判定する。
【００４７】
Ｓｔｅｐ１では、前回、Ｂレンジ（ブレーキレンジ）以外で、かつ今回、Ｂレンジが選択されるポジション変更操作があったか否かが判定される。そのようなポジション変更動作があった場合には、次のＳｔｅｐ２に処理が進み、ＥＣＵ２００のカウンタＣの値を値０とすると共に、ポジション変更操作がない場合には、Ｓｔｅｐ３に処理が進む。
【００４８】
Ｓｔｅｐ３では、ＥＣＵ２００のカウンタＣの値に値１が加えられた後、Ｓｔｅｐ４に処理が進められる。Ｓｔｅｐ４では、始動を遅延させる時点ｔ１（例えば、約２５０ｍｓ〜３００ｍｓ）を、カウンタＣの値が到達して超えているか否かが判定される。
【００４９】
カウンタＣの値が始動を遅延させる時点ｔ１に到達していない場合は、Ｓｔｅｐ５に進む。Ｓｔｅｐ５では、予め記憶されているマップデータｍａｐＡが読み込まれ、マップデータｍａｐＡと車速Ｖとが比較され、クランキングを行うか否かの判断が行われる。
【００５０】
また、Ｓｔｅｐ４においてカウンタＣの値が、始動を遅延させる時点ｔ１に到達して超えた場合は、Ｓｔｅｐ７に処理が進み、エンジン始動遅延要求をＯＦＦ制御として、クランキングを行わなわず、Ｓｔｅｐ８で、制御処理を終了する。
【００５１】
図４は、記憶されたマップデータｍａｐＡの一例を示すグラフである。
このマップデータｍａｐＡは、充電電力上限値Ｗｉｎがマイナス側に０から離れる場合、図２のＳｔｅｐ５で、内燃機関の始動させるタイミングを遅延させる判定車速を高く設定する。
【００５２】
充電電力上限値Ｗｉｎが低い、すなわち充電電力上限値Ｗｉｎがマイナス側から、０に近づく場合、エンジン１０を始動させるタイミングを遅延させる判定車速の閾値が低く設定される。
【００５３】
車速Ｖと、バッテリの充電状態による充電電力上限値Ｗｉｎは、相関して定められる閾値Ａが設定される際に、変数として用いられている。このため、充電電力上限値Ｗｉｎによって、ＥＣＵ２００内のマップデータｍａｐＡから、この記憶された閾値が引き出されて、クランキングを、行うか否かの判断が行われる。
【００５４】
このマップデータｍａｐＡを用いると、車速Ｖのデータによって、一意にエンジン始動遅延を行うか否かの判断が迅速に行える。
【００５５】
例えば、減速トルクが大きく、しかも車速Ｖが早い場合、第１モータジェネレータ２０の回転数も高くなり、低い回転数でも同等の回転エネルギを、容易に回生エネルギとして、充電に用いることなる。このため、充電電力上限値Ｗｉｎが早く満たされてしまう。
【００５６】
図３は、減速トルクの増減と、エンジン始動が遅延される場合のクランキングのタイミングとを示すタイムチャートである。
【００５７】
図３中、駆動軸ＤのシャフトトルクＴｐが、シフトチェンジが行われる時点ｔ０の直後から、大きくマイナス方向へ振れる山型の減速トルクが得られるように、ＥＣＵ２００の制御で動作するＰＣＵ６０の作用で第２モータジェネレータ３０の回生発電量が増大される。
【００５８】
車両の乗員は、時点ｔ０においてシフトポジションをドライブポジションから、ブレーキポジションにシフト操作すると、大きな減速方向の加速度を一時的に受けて、節度感のあるドライバビリティを得られる。
【００５９】
このような減速トルクが与えられている間に、例えば、ＳＯＣ要求により、エンジン１０のクランキングによる始動が行われる場合がある。
【００６０】
図５は、通常走行時のエンジン１０の出力軸ＫＪ、第１モータジェネレータ２０、第２モータジェネレータ３０の状態変化を共線図上に示した図である。なお、上述したように、エンジン回転速度Ｎｅ、第１モータジェネレータ２０の回転速度Ｎｍ１、第２モータジェネレータ３０の回転速度Ｎｍ２は、共線図において直線で結ばれる関係になる。
【００６１】
この場合、始動を行う第１モータジェネレータ２０の回転数が増大して、共線図上で正方向に移動する。
【００６２】
図５では、共線上での回転数の移動を説明するための図である。
図５中破線および一点鎖線に示すように、出力軸ＫＪの回転数も正方向に増大して移動する。
【００６３】
ここで、駆動輪８０に連結されたアウトプットホイール９０は、図中矢印で示す方向へ向けて移動する速度で示される車両１の減速よりも、早く第１モータジェネレータ２０が回転してしまうと、出力軸ＫＪの回転に伴うトルクが正方向に移動してしまう。
【００６４】
よって、第２モータジェネレータ３０の回生発電量を増大させることにより得られる減速感が、クランキングによるエンジン１０の出力軸ＫＪの回転で、反対方向に回転トルクが加わり、相殺されてしまう。
【００６５】
車両の乗員は、時点ｔ０においてシフトポジションをドライブポジションから、ブレーキボジションにシフト操作しても、同時にもしくは一部重複して、クランキングされると、節度感が減少して、所望のドライバビリティを得られない。
【００６６】
Ｓｔｅｐ６で、このような状態とならないように、所望の減速トルクを得るため、回生電力を発生させる方向の減速トルクが、必要な状態であると判断されると、エンジン始動制御の前段階で行われる出力軸ＫＪの回転駆動が見合わせられる。
【００６７】
すなわち、Ｓｔｅｐ６で、ＥＣＵ２００からエンジン始動遅延要求がＯＮ制御されると、図３中シフトポジションをドライブポジションから、ブレーキボジションにシフト操作された時点ｔ０から、一定時間ｔ１、図中ＩＤとして示すチャートで、二点鎖線位置から実線位置となるように、クランキング開始が遅延される。
【００６８】
回生電力を発生させる方向の減速トルクが加わっている状態では、始動制御部が、減速トルクの加わる向きとは反対方向に打ち消すように働く、エンジン１０の出力軸ＫＪの回転駆動を見合わせることが出来る。
【００６９】
よって、車両１に加わる減速方向の減速トルクは、そのまま維持されて、所望の減速感が打ち消されることが無い。
【００７０】
シフトポジションをドライブポジションから、ブレーキボジションにシフト操作する場合に限らず、他のドライブポジションの変速段から、減速する変速段へ、シフトチェンジする時にも同様に、節度感を与えることが出来、ドライバビリティを向上させることが出来る。
【００７１】
好ましくは、ＥＣＵ２００の始動制御部が、図３中第１モータジェネレータＭＧ１側トルクＴｇのように、正方向にエンジン始動用の回転トルクを与えて回転駆動を開始するタイミングを、シャフトトルクＴｐの山型トルクと重複しないように、シフトチェンジが行われる時点ｔ０の直後から一定時間ｔ１、クランキングが見合わせられる。
【００７２】
そして、シフトチェンジが行われた時点ｔ０の直後から一定時間ｔ１経過して、山型トルクとの打ち消し合いが発生しないタイミングまで遅延されてから、クランキングによりエンジン１０の出力軸ＫＪが回転駆動される。
【００７３】
また、図３中モータジェネレータＭＧ１側トルクＴｇのように、正方向にエンジン始動用の回転トルクを与えて回転駆動を開始するタイミングが、シャフトトルクＴｐの山型トルクと重複しないように、シフトチェンジが行われた時点ｔ０の直後から一定時間ｔ１は、クランキングが見合わせられる。
【００７４】
このため、図３中には、モータジェネレータＭＧ２側トルクＴｍは、クランキングさせるタイミングを遅らせることにより、第１モータジェネレータ２０の回転駆動によって、所望の減速感が打ち消されることなく、各々正負方向へ発生している様子が示されている。
【００７５】
そして、シフトチェンジが行われた時点ｔ０の直後から一定時間ｔ１経過して、山型トルクとの打ち消し合いが発生しないタイミングまで遅延されて、クランキングによりエンジン１０の出力軸ＫＪが回転駆動される。
【００７６】
この点火制御による燃焼（いわゆる初爆）が行なわれると、エンジン始動（ＥＶ走行からＨＶ走行への移行）が進行する。更に、始動制御部が有するマップデータｍａｐＡに記録された所定時間内のエンジン１０の始動を遅延させる遅延条件に基づいて、シフト操作部のポジション変更操作があった場合に、エンジン１０の始動を遅延させて、シフトチェンジの際のドライバビリティを向上させることが出来る。
【００７７】
また、マップデータｍａｐＡを、エンジン１０の始動を遅延させる遅延条件を設定するための車速Ｖに応じて変動する閾値を含むものとすることが出来る。この場合、バッテリ７０の充電電力上限値に近い充電状態までバッテリ７０の充電電力上限値Ｗｉｎが減少している場合等、車速Ｖに依存したエンジン１０の始動タイミングの制御を行うことが出来る。
【００７８】
よって、充電電力上限値Ｗｉｎが、少ない場合には、車速Ｖに応じて、所定時間内の内燃機関の始動させるタイミングを遅延させて、ドライバビリティを向上させることが出来る。
【００７９】
通常、特にＳＯＣが必要な場合には、エンジンの出力を増加させて第１モータジェネレータ２０による発電量を増加させる。これにより、バッテリのＳＯＣが増加すると共に、充電電力上限値Ｗｉｎが減少する。
【００８０】
また、マップデータｍａｐＡに設定された遅延条件は、車速Ｖおよび蓄電装置としてのバッテリ７０の充電電力上限値Ｗｉｎに応じて変動する閾値を含み、この閾値を予め設定しておくことにより、第１モータジェネレータ２０によるエンジン１０の出力軸ＫＪの回転駆動を見合わせる判断を、車速Ｖの検出のみで迅速に行うことが出来る。
【００８１】
エンジンの始動を遅延させる遅延条件として、回生電力を発生させる減速トルクが同じで、起電力が車速Ｖに比例する条件では、車速Ｖが高い場合比較的多くの回生電力を得られて、充電残り時間は短くなる。しかしながら、充電電力上限値Ｗｉｎが多い場合は、高めの車速Ｖを、エンジン１０の始動を見合わせて遅延させる遅延条件として設定することができる。
【００８２】
また、充電電力上限値Ｗｉｎが少ない場合でも、低めの車速Ｖで、エンジン１０の始動を見合わせて遅延させる遅延条件として設定することが出来る。
【００８３】
よって、減速トルク感を損なわない範囲内で、エンジン１０の始動を見合わせて遅延させる遅延条件を予め設定することが出来る。
【００８４】
更に、そもそもエンジン１０の始動が要求されている理由が、山型トルクの減少抑制よりも優先される場合には、エンジン１０の始動を見合わせて遅延させる遅延要求があっても、エンジン１０をクランキングさせて、出力軸を回転させることが出来る。
【００８５】
しかも、この遅延条件は、エンジン１０の始動によって発生する回生電力と、車両１の駆動軸Ｄに加わる減速トルクで発生する回生電力と、減速感を得るために与えられるドライバビリティ向上のために与えられた山型トルク等の減速トルクで発生する回生電力との総和が、充電電力上限値Ｗｉｎで充分吸収できる範囲内であるには、エンジン１０の始動を見合わせて遅延させる必要がない。
【００８６】
しかも、マップデータｍａｐＡの閾値は、主に車速Ｖに依存するように設定されている。
【００８７】
よって、総和の回生電力が、充電電力上限値Ｗｉｎによって十分吸収出来て、ドライバビリティ向上のために与えられた減速トルクに影響を与えない場合には、エンジン１０の始動を見合わせる必要が無く、直ちにクランキングを行い、出力軸ＫＪを回転駆動させることで始動を行う。
【００８８】
このように、マップデータｍａｐＡに予め設定された閾値を用いることにより、より正確に必要となる減速トルクと、バッテリ７０への回生充電量とのバランスを容易に取ることが可能となる。
【００８９】
上述してきたように、この発明の車両１では、シフト操作部のポジション変更操作によって、ドライブポジションから、ブレーキポジションＢに変更されると、ポジション変更操作で、ブレーキポジションＢに変更された時点ｔ０から一定時間ｔ１が経過するまで、エンジン１０の始動が遅延される。
【００９０】
このため、ブレーキポジションＢに変更された時点ｔ０から所定時間内では、第１モータジェネレータ２０によるエンジン１０の出力軸ＫＪの回転駆動が見合わせられて、始動を遅延させることが出来、所望の減速感が打ち消されることなく、ドライバビリティを向上させることが出来る。
【００９１】
また、この実施の形態では、システム要求でより、ドライバビリティ向上よりも、優先順位の高いものが生じている場合は、始動遅延をさせずにクランキングによるエンジン始動を行う。
【００９２】
例えば、部品保護、オーバーラン（意図しない加速）、モータの逆回転等、エンジンを始動させなければならない要求理由が、ドライバビリティの向上理由を上廻る場合には、始動遅延をさせずにクランキングによるエンジン始動を行う。
【００９３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００９４】
この実施の形態の第２モータジェネレータ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１モータジェネレータ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて駆動輪８０に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有するが、特にこれに限らず、エンジン１０と、第１モータジェネレータ２０のように、バッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸ＫＪを回転駆動させてエンジン１０を始動するスタータとしての機能を有するものが備えられていれば、第２モータジェネレータ３０が省略されている車両であってもよい。
【００９５】
また、車両１は、エンジン１０および第２モータジェネレータ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行するものを示して説明してきたが特にこれに限らず、エンジン１０で走行に必要とされる駆動力を得て、第２モータジェネレータ３０を回生発電に用いるように構成する等、モータジェネレータＭＧ等の回転電機によるエンジン１０の出力軸ＫＪの回転駆動が行えるものであればどのような組み合わせであってもよい。
【００９６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した範囲説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９７】
１ 車両、８ トランスミッション、１０ エンジン、１１ エンジン回転数センサ、１２ 第１レゾルバ、１３ 第２レゾルバ、１４ 車輪速センサ、２０ 第１モータジェネレータ、３０ 第２モータジェネレータ、３２ 回転軸、４０ 動力分割装置、４１ 第１遊星歯車装置、４２ 第２遊星歯車装置、５０ 第１サンギヤ、５１ 第２サンギヤ、５２ 第１ピニオンギヤ、５３ 第２ピニオンギヤ、５４ 第１キャリア、５５ 第２キャリア、５６ 第１リングギヤ、５７ 第２リングギヤ、５８ 減速機、７０ バッテリ、８０ 駆動輪、９０ アウトプットホイール、９１ カウンタドライブギヤ、１０２ 気筒、Ｂ ブレーキポジション、Ｃ カウンタ、Ｄ 駆動軸、ＫＪ 出力軸。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライバビリティを向上させた車両、特にハイブリッド車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータジェネレータとエンジンとを搭載した車両としてハイブリッド車両が知られている。
【０００３】
ハイブリッド車両は、回生制御によるモータジェネレータの減速トルクに加えて、更にエンジンのフリクション（エンジンブレーキ）を利用し、減速時のドライバビリティを向上させる。
【０００４】
例えば、特開２００９−１６６６５７号公報（特許文献１）は、Ｄレンジ（ドライブレンジ）から、Ｂレンジ（ブレーキレンジ）にシフトチェンジが行われた際に、エンジンを始動して回転軸に同期させることにより、所望の減速感を達成している。
【０００５】
また、特開平９−０３７４０７号公報（特許文献２）は、アクセルオフ時のシフトレバーがエンジンブレーキである場合、アクセルオフされる直前の車速とシフト位置とに基づいて目標制動力あるいは目標源速度を定めるものが知られている。そして、この目標値に応じて回生制動力を発生させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１６６６５７号公報
【特許文献２】特開平９−０３７４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、Ｄレンジで減速トルクが与えられる方向と、エンジンを始動するために、スタータモータでクランキングする際に発生する始動トルクの反力の方向とは、反対方向に働いている。
【０００８】
このため、ＤレンジからＢレンジにシフトチェンジされた際に同時にエンジンが始動すると、減速感が薄れてしまうといった問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、シフトチェンジの際のドライバビリティを向上させることが出来る車両を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、要約すると、内燃機関と、内燃機関の出力軸を回転駆動して始動させる回転電機と、内燃機関の出力軸および回転電機が接続される車両の駆動軸と、回生電力を発生させる方向の減速トルクが、必要とされる場合には、回転電機による内燃機関の出力軸の回転駆動を見合わせる始動制御部とを備えた。
【００１１】
好ましくは、回転電機は、内燃機関の出力軸を回転駆動して始動させる第１モータジェネレータと、車両の駆動軸に連結される第２モータジェネレータとを含み、内燃機関の出力軸、車両の駆動軸、および第１モータジェネレータの回転軸の三要素の各々を機械的に連結して、三要素のうちの何れか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間で動力伝達を可能とする動力分割機構と、動力分割機構の要素間の動力伝達をシフトポジション変更操作に応じて制御するシフト制御部とを更に備え、始動制御部はシフトポジション変更操作に応じて、第１モータジェネレータが、内燃機関の出力軸を回転駆動させてクランキングさせるタイミングを遅らせる。
【００１２】
更に好ましくは、始動制御部は、シフト操作部のポジション変更操作があった場合に、所定時間内の内燃機関の出力軸の回転駆動による始動を遅延させる遅延条件が記録されたマップデータを含む。
【００１３】
更に好ましくは、蓄電装置を更に備え、マップデータは、車速および充電電力上限値に応じて変動する閾値を有する。
【００１４】
更に好ましくは、シフト操作部のポジション変更操作は、ドライブポジションから、ブレーキポジションに変更する操作であり、遅延条件は、ポジション変更操作で、ブレーキポジションに変更された時点から所定時間が経過するまで、内燃機関の始動を遅延させることを含む。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、上記構成により、回生電力を発生させる方向の減速トルクが加わっている状態では、始動制御部が、減速トルクの加わる向きとは反対方向に打ち消すように働く出力軸の回転駆動を見合わせることが出来る。
【００１６】
車両に加わる減速方向の減速トルクは、そのまま維持されて、所望の減速感が打ち消されることなく、シフトチェンジが行われる際に節度感を与えることが出来、ドライバビリティを向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係る車両の全体の構成を説明するブロック図である。
【図２】実施の形態の始動制御を説明するフローチャートである。
【図３】減速トルクの増減と、エンジン始動が遅延される場合のクランキングのタイミングとを示すタイムチャートである。
【図４】記憶されたマップデータの一例を示すグラフである。
【図５】通常走行時のエンジンの出力軸、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータの状態変化を共線図上に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態は、説明される。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る車両の全体の構成を説明するブロック図である。車両１は、内燃機関としてのエンジン１０と、トランスミッション８と、ＰＣＵ（Power Control Unit）６０と、バッテリ７０と、車両１の駆動輪８０と、エンジン１０のクランク軸である出力軸ＫＪおよびモータジェネレータＭＧが接続されて、駆動輪８０と連結される駆動軸Ｄと、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００とを含む。
【００２０】
トランスミッション８は、モータジェネレータＭＧに含まれる第１モータジェネレータ２０、第２モータジェネレータ３０と、動力分割装置４０と、アウトプットホイール９０に一体に形成されたカウンタドライブギヤ９１と、このカウンタドライブギヤ９１に噛合されて、駆動軸Ｄとの間で回転駆動力を伝達する減速機５８とを含む。
【００２１】
車両１は、エンジン１０および第２モータジェネレータ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行する。エンジン１０が発生する動力は、動力分割装置４０によって２経路に分割される。２経路のうちの一方の経路は減速機５８を経由して駆動輪８０へ伝達される経路であり、他方の経路は第１モータジェネレータ２０へ伝達される経路である。
【００２２】
第１モータジェネレータ２０および第２モータジェネレータ３０は、たとえば、三相交流回転電機である。第１モータジェネレータ２０および第２モータジェネレータ３０は、ＰＣＵ６０によって駆動される。
【００２３】
第１モータジェネレータ２０は、動力分割装置４０によって分割されたエンジン１０の動力を用いて発電してＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するジェネレータとしての機能を有する。また、第１モータジェネレータ２０は、バッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸ＫＪを回転駆動させる。これによって、第１モータジェネレータ２０は、エンジン１０を始動するスタータとしての機能を有する。
【００２４】
第２モータジェネレータ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１モータジェネレータ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて駆動輪８０に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有する。また、第２モータジェネレータ３０は、回生制動によって発電された電力を用いてＰＣＵ６０を経由してバッテリ７０を充電するためのジェネレータとしての機能を有する。
【００２５】
エンジン１０は、たとえば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関である。エンジン１０は、複数の気筒１０２を含む。なお、気筒１０２は、一つ以上あればよい。
【００２６】
さらに、エンジン１０のクランク軸に対向した位置には、エンジン回転数センサ１１が設けられる。エンジン回転数センサ１１は、エンジン１０の出力軸ＫＪの回転速度（以下、エンジン回転数と記載する）Ｎｅを検出する。エンジン回転数センサ１１は、検出されたエンジン回転数と比例するエンジン回転速度Ｎｅを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。
【００２７】
動力分割装置４０は、エンジン１０の出力軸、第１モータジェネレータ２０の回転軸および第２モータジェネレータ３０の回転軸３２の三要素の各々を機械的に連結する動力伝達装置である。動力分割装置４０は、上述の三要素のうちのいずれか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間での動力の伝達を可能とする。動力分割装置４０は、第１遊星歯車装置４１と、第２遊星歯車装置４２とを含む。
【００２８】
第１遊星歯車装置４１は、第１サンギヤ５０と、第１ピニオンギヤ５２と、第１キャリア５４と、第１リングギヤ５６とを含む。第１ピニオンギヤ５２は、第１サンギヤ５０および第１リングギヤ５６の各々と噛み合う。第１キャリア５４は、第１ピニオンギヤ５２を自転可能に支持するとともに、エンジン１０のクランク軸に連結される。第１サンギヤ５０は、第１モータジェネレータ２０の回転軸に連結される。第１リングギヤ５６は、第２遊星歯車装置４２の第２リングギヤ５７に連結される。第１リングギヤ５６は、アウトプットホイール９０に一体に形成され、減速機５８に連結されている。
【００２９】
第２遊星歯車装置４２は、第２サンギヤ５１と、第２ピニオンギヤ５３と、第２キャリア５５と、第２リングギヤ５７とを含む。第２ピニオンギヤ５３は、第２サンギヤ５１および第２リングギヤ５７の各々と噛み合う。第２キャリア５５は、第２ピニオンギヤ５３を自転可能に支持するとともに、トランスミッション８の筐体に固定される。第２サンギヤ５１は、第２モータジェネレータ３０の回転軸３２に連結される。
【００３０】
また、第２リングギヤ５７は、アウトプットホイール９０に一体に形成されている。
そして、減速機５８によって、動力分割装置４０からの動力が、駆動軸Ｄを介して駆動輪８０に伝達される。更に、減速機５８は、駆動輪８０が受けた路面からの反力が、駆動軸Ｄから加わる加速トルクあるいは減速トルクとして、動力分割装置４０に伝達する。
【００３１】
ＰＣＵ６０は、バッテリ７０に蓄えられた直流電力を第１モータジェネレータ２０および第２モータジェネレータ３０を駆動するための交流電力に変換する。ＰＣＵ６０は、ＥＣＵ２００からの制御信号Ｓ２に基づいて制御されるコンバータおよびインバータ（いずれも図示せず）を含む。
【００３２】
コンバータは、バッテリ７０から受けた直流電力の電圧を昇圧してインバータに出力する。インバータは、コンバータが出力した直流電力を交流電力に変換して第１モータジェネレータ２０および／または第２モータジェネレータ３０に出力する。これにより、バッテリ７０に蓄えられた電力を用いて第１モータジェネレータ２０および／または第２モータジェネレータ３０が駆動される。
【００３３】
また、インバータは、第１モータジェネレータ２０および／または第２モータジェネレータ３０によって発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータに出力する。コンバータは、インバータが出力した直流電力の電圧を降圧してバッテリ７０へ出力する。これにより、第１モータジェネレータ２０および／または第２モータジェネレータ３０により発電された電力を用いてバッテリ７０が充電される。なお、コンバータは、省略してもよい。
【００３４】
バッテリ７０は、蓄電装置であり、再充電可能な直流電源である。バッテリ７０としては、たとえば、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の二次電池が用いられる。バッテリ７０の電圧は、たとえば２００Ｖ程度である。バッテリ７０は、上述したように第１モータジェネレータ２０および／または第２モータジェネレータ３０により発電された電力を用いて充電される他、外部電源（図示せず）から供給される電力を用いて充電されてもよい。なお、バッテリ７０は、二次電池に限らず、直流電圧を生成できるもの、たとえば、キャパシタ、太陽電池、燃料電池等であってもよい。
【００３５】
第１レゾルバ１２は、第１モータジェネレータ２０に設けられる。第１レゾルバ１２は、第１モータジェネレータ２０の回転速度Ｎｍ１を検出する。第１レゾルバ１２によって、検出された第１モータジェネレータの回転速度Ｎｍ１を示す信号はＥＣＵ２００に送信される。
【００３６】
第２レゾルバ１３は、第２モータジェネレータ３０に設けられる。第２レゾルバ１３は、第２モータジェネレータ３０の回転速度Ｎｍ２を検出する。第２レゾルバ１３によって、検出された回転速度Ｎｍ２を示す信号はＥＣＵ２００に送信される。
【００３７】
車輪速センサ１４は、駆動輪８０の回転速度Ｎｗを検出する。車輪速センサ１４は、検出された回転速度Ｎｗを示す信号をＥＣＵ２００に送信する。ＥＣＵ２００は、受信した回転速度Ｎｗに基づいて、車両１の速度である車速Ｖを算出する。なお、ＥＣＵ２００は、回転速度Ｎｗに代えて第２モータジェネレータ３０の回転速度Ｎｍ２に基づいた車両１の車速Ｖを算出するようにしてもよい。
【００３８】
ＥＣＵ２００は、エンジン始動前（ＥＶ走行時）には、エンジン１０を停止させて（エンジン回転速度Ｎｅ＝０として）、ユーザが要求するパワーを第２モータジェネレータ３０のパワーによって実現するように、第２モータジェネレータ３０の加速トルクおよび減速トルクを制御する。
【００３９】
ＥＣＵ２００は、エンジン始動時（ＥＶ走行からＨＶ走行への移行時）には、第１モータジェネレータ２０から正方向のクランキングトルクを発生させて、エンジン１０をクランキングする。
【００４０】
そして、ＥＣＵ２００は、クランキングトルクによって、主に、エンジン回転速度Ｎｅが所定速度まで上昇した時にエンジン１０の点火制御を開始する始動制御部が設けられている。この始動制御部では、シフトポジション変更操作に応じて、第１モータジェネレータが、内燃機関の出力軸を回転駆動させてクランキングさせるタイミングを遅らせる。
【００４１】
また、ＥＣＵ２００は、エンジン始動後（ＨＶ走行時）には、ユーザが要求するパワーをエンジン１０および第２モータジェネレータ３０のパワーによって実現するように、エンジントルク、第１モータジェネレータＭＧ１側トルクＴｇ、第２モータジェネレータＭＧ２側トルクＴｍを制御する。
【００４２】
さらに、ＥＣＵ２００は、バッテリ７０の残存容量や温度に応じてバッテリ７０の充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔ（単位はいずれもワット）を設定し、実際の充電電力および放電電力がそれぞれ充電電力上限値Ｗｉｎおよび放電電力上限値Ｗｏｕｔを超えないようにコンバータおよびインバータを制御する。
【００４３】
この充電電力上限値Ｗｉｎは、バッテリの残容量ＳＯＣ（State of Charge）に最も影響を受ける他、バッテリ温度にも影響を受ける。
【００４４】
通常、特にＳＯＣが不足している場合には、エンジン１０の出力を増加させて第１モータジェネレータ３０による発電量を増加させる。これにより、バッテリ７０のＳＯＣが増加すると共に、充電電力上限値Ｗｉｎが減少する。
【００４５】
図２は、この発明の実施の形態の始動制御を説明するフローチャートである。
まず、減速トルクのドライバビリティを向上させる始動制御をスタートさせる。
【００４６】
具体的には、Ｓｔｅｐ１は、シフト操作部のシフトポジションが、減速トルクを変動させるフィーリングを伴ったポジション変更操作があったか否かを判定する。
【００４７】
Ｓｔｅｐ１では、前回、Ｂレンジ（ブレーキレンジ）以外で、かつ今回、Ｂレンジが選択されるポジション変更操作があったか否かが判定される。そのようなポジション変更動作があった場合には、次のＳｔｅｐ２に処理が進み、ＥＣＵ２００のカウンタＣの値を値０とすると共に、ポジション変更操作がない場合には、Ｓｔｅｐ３に処理が進む。
【００４８】
Ｓｔｅｐ３では、ＥＣＵ２００のカウンタＣの値に値１が加えられた後、Ｓｔｅｐ４に処理が進められる。Ｓｔｅｐ４では、始動を遅延させる時点ｔ１（例えば、約２５０ｍｓ〜３００ｍｓ）を、カウンタＣの値が到達して超えているか否かが判定される。
【００４９】
カウンタＣの値が始動を遅延させる時点ｔ１に到達していない場合は、Ｓｔｅｐ５に進む。Ｓｔｅｐ５では、予め記憶されているマップデータｍａｐＡが読み込まれ、マップデータｍａｐＡと車速Ｖとが比較され、クランキングを行うか否かの判断が行われる。
【００５０】
また、Ｓｔｅｐ４においてカウンタＣの値が、始動を遅延させる時点ｔ１に到達して超えた場合は、Ｓｔｅｐ７に処理が進み、エンジン始動遅延要求をＯＦＦ制御として、クランキングを行わなわず、Ｓｔｅｐ８で、制御処理を終了する。
【００５１】
図４は、記憶されたマップデータｍａｐＡの一例を示すグラフである。
このマップデータｍａｐＡは、充電電力上限値Ｗｉｎがマイナス側に０から離れる場合、図２のＳｔｅｐ５で、内燃機関の始動させるタイミングを遅延させる判定車速を高く設定する。
【００５２】
充電電力上限値Ｗｉｎが低い、すなわち充電電力上限値Ｗｉｎがマイナス側から、０に近づく場合、エンジン１０を始動させるタイミングを遅延させる判定車速の閾値が低く設定される。
【００５３】
車速Ｖと、バッテリの充電状態による充電電力上限値Ｗｉｎは、相関して定められる閾値Ａが設定される際に、変数として用いられている。このため、充電電力上限値Ｗｉｎによって、ＥＣＵ２００内のマップデータｍａｐＡから、この記憶された閾値が引き出されて、クランキングを、行うか否かの判断が行われる。
【００５４】
このマップデータｍａｐＡを用いると、車速Ｖのデータによって、一意にエンジン始動遅延を行うか否かの判断が迅速に行える。
【００５５】
例えば、減速トルクが大きく、しかも車速Ｖが早い場合、第１モータジェネレータ２０の回転数も高くなり、低い回転数でも同等の回転エネルギを、容易に回生エネルギとして、充電に用いることなる。このため、充電電力上限値Ｗｉｎが早く満たされてしまう。
【００５６】
図３は、減速トルクの増減と、エンジン始動が遅延される場合のクランキングのタイミングとを示すタイムチャートである。
【００５７】
図３中、駆動軸ＤのシャフトトルクＴｐが、シフトチェンジが行われる時点ｔ０の直後から、大きくマイナス方向へ振れる山型の減速トルクが得られるように、ＥＣＵ２００の制御で動作するＰＣＵ６０の作用で第２モータジェネレータ３０の回生発電量が増大される。
【００５８】
車両の乗員は、時点ｔ０においてシフトポジションをドライブポジションから、ブレーキポジションにシフト操作すると、大きな減速方向の加速度を一時的に受けて、節度感のあるドライバビリティを得られる。
【００５９】
このような減速トルクが与えられている間に、例えば、ＳＯＣ要求により、エンジン１０のクランキングによる始動が行われる場合がある。
【００６０】
図５は、通常走行時のエンジン１０の出力軸ＫＪ、第１モータジェネレータ２０、第２モータジェネレータ３０の状態変化を共線図上に示した図である。なお、上述したように、エンジン回転速度Ｎｅ、第１モータジェネレータ２０の回転速度Ｎｍ１、第２モータジェネレータ３０の回転速度Ｎｍ２は、共線図において直線で結ばれる関係になる。
【００６１】
この場合、始動を行う第１モータジェネレータ２０の回転数が増大して、共線図上で正方向に移動する。
【００６２】
図５では、共線上での回転数の移動を説明するための図である。
図５中破線および一点鎖線に示すように、出力軸ＫＪの回転数も正方向に増大して移動する。
【００６３】
ここで、駆動輪８０に連結されたアウトプットホイール９０は、図中矢印で示す方向へ向けて移動する速度で示される車両１の減速よりも、早く第１モータジェネレータ２０が回転してしまうと、出力軸ＫＪの回転に伴うトルクが正方向に移動してしまう。
【００６４】
よって、第２モータジェネレータ３０の回生発電量を増大させることにより得られる減速感が、クランキングによるエンジン１０の出力軸ＫＪの回転で、反対方向に回転トルクが加わり、相殺されてしまう。
【００６５】
車両の乗員は、時点ｔ０においてシフトポジションをドライブポジションから、ブレーキボジションにシフト操作しても、同時にもしくは一部重複して、クランキングされると、節度感が減少して、所望のドライバビリティを得られない。
【００６６】
Ｓｔｅｐ６で、このような状態とならないように、所望の減速トルクを得るため、回生電力を発生させる方向の減速トルクが、必要な状態であると判断されると、エンジン始動制御の前段階で行われる出力軸ＫＪの回転駆動が見合わせられる。
【００６７】
すなわち、Ｓｔｅｐ６で、ＥＣＵ２００からエンジン始動遅延要求がＯＮ制御されると、図３中シフトポジションをドライブポジションから、ブレーキボジションにシフト操作された時点ｔ０から、一定時間ｔ１、図中ＩＤとして示すチャートで、二点鎖線位置から実線位置となるように、クランキング開始が遅延される。
【００６８】
回生電力を発生させる方向の減速トルクが加わっている状態では、始動制御部が、減速トルクの加わる向きとは反対方向に打ち消すように働く、エンジン１０の出力軸ＫＪの回転駆動を見合わせることが出来る。
【００６９】
よって、車両１に加わる減速方向の減速トルクは、そのまま維持されて、所望の減速感が打ち消されることが無い。
【００７０】
シフトポジションをドライブポジションから、ブレーキボジションにシフト操作する場合に限らず、他のドライブポジションの変速段から、減速する変速段へ、シフトチェンジする時にも同様に、節度感を与えることが出来、ドライバビリティを向上させることが出来る。
【００７１】
好ましくは、ＥＣＵ２００の始動制御部が、図３中第１モータジェネレータＭＧ１側トルクＴｇのように、正方向にエンジン始動用の回転トルクを与えて回転駆動を開始するタイミングを、シャフトトルクＴｐの山型トルクと重複しないように、シフトチェンジが行われる時点ｔ０の直後から一定時間ｔ１、クランキングが見合わせられる。
【００７２】
そして、シフトチェンジが行われた時点ｔ０の直後から一定時間ｔ１経過して、山型トルクとの打ち消し合いが発生しないタイミングまで遅延されてから、クランキングによりエンジン１０の出力軸ＫＪが回転駆動される。
【００７３】
また、図３中モータジェネレータＭＧ１側トルクＴｇのように、正方向にエンジン始動用の回転トルクを与えて回転駆動を開始するタイミングが、シャフトトルクＴｐの山型トルクと重複しないように、シフトチェンジが行われた時点ｔ０の直後から一定時間ｔ１は、クランキングが見合わせられる。
【００７４】
このため、図３中には、モータジェネレータＭＧ２側トルクＴｍは、クランキングさせるタイミングを遅らせることにより、第１モータジェネレータ２０の回転駆動によって、所望の減速感が打ち消されることなく、各々正負方向へ発生している様子が示されている。
【００７５】
そして、シフトチェンジが行われた時点ｔ０の直後から一定時間ｔ１経過して、山型トルクとの打ち消し合いが発生しないタイミングまで遅延されて、クランキングによりエンジン１０の出力軸ＫＪが回転駆動される。
【００７６】
この点火制御による燃焼（いわゆる初爆）が行なわれると、エンジン始動（ＥＶ走行からＨＶ走行への移行）が進行する。更に、始動制御部が有するマップデータｍａｐＡに記録された所定時間内のエンジン１０の始動を遅延させる遅延条件に基づいて、シフト操作部のポジション変更操作があった場合に、エンジン１０の始動を遅延させて、シフトチェンジの際のドライバビリティを向上させることが出来る。
【００７７】
また、マップデータｍａｐＡを、エンジン１０の始動を遅延させる遅延条件を設定するための車速Ｖに応じて変動する閾値を含むものとすることが出来る。この場合、バッテリ７０の充電電力上限値に近い充電状態までバッテリ７０の充電電力上限値Ｗｉｎが減少している場合等、車速Ｖに依存したエンジン１０の始動タイミングの制御を行うことが出来る。
【００７８】
よって、充電電力上限値Ｗｉｎが、少ない場合には、車速Ｖに応じて、所定時間内の内燃機関の始動させるタイミングを遅延させて、ドライバビリティを向上させることが出来る。
【００７９】
通常、特にＳＯＣが必要な場合には、エンジンの出力を増加させて第１モータジェネレータ２０による発電量を増加させる。これにより、バッテリのＳＯＣが増加すると共に、充電電力上限値Ｗｉｎが減少する。
【００８０】
また、マップデータｍａｐＡに設定された遅延条件は、車速Ｖおよび蓄電装置としてのバッテリ７０の充電電力上限値Ｗｉｎに応じて変動する閾値を含み、この閾値を予め設定しておくことにより、第１モータジェネレータ２０によるエンジン１０の出力軸ＫＪの回転駆動を見合わせる判断を、車速Ｖの検出のみで迅速に行うことが出来る。
【００８１】
エンジンの始動を遅延させる遅延条件として、回生電力を発生させる減速トルクが同じで、起電力が車速Ｖに比例する条件では、車速Ｖが高い場合比較的多くの回生電力を得られて、充電残り時間は短くなる。しかしながら、充電電力上限値Ｗｉｎが多い場合は、高めの車速Ｖを、エンジン１０の始動を見合わせて遅延させる遅延条件として設定することができる。
【００８２】
また、充電電力上限値Ｗｉｎが少ない場合でも、低めの車速Ｖで、エンジン１０の始動を見合わせて遅延させる遅延条件として設定することが出来る。
【００８３】
よって、減速トルク感を損なわない範囲内で、エンジン１０の始動を見合わせて遅延させる遅延条件を予め設定することが出来る。
【００８４】
更に、そもそもエンジン１０の始動が要求されている理由が、山型トルクの減少抑制よりも優先される場合には、エンジン１０の始動を見合わせて遅延させる遅延要求があっても、エンジン１０をクランキングさせて、出力軸を回転させることが出来る。
【００８５】
しかも、この遅延条件は、エンジン１０の始動によって発生する回生電力と、車両１の駆動軸Ｄに加わる減速トルクで発生する回生電力と、減速感を得るために与えられるドライバビリティ向上のために与えられた山型トルク等の減速トルクで発生する回生電力との総和が、充電電力上限値Ｗｉｎで充分吸収できる範囲内であるには、エンジン１０の始動を見合わせて遅延させる必要がない。
【００８６】
しかも、マップデータｍａｐＡの閾値は、主に車速Ｖに依存するように設定されている。
【００８７】
よって、総和の回生電力が、充電電力上限値Ｗｉｎによって十分吸収出来て、ドライバビリティ向上のために与えられた減速トルクに影響を与えない場合には、エンジン１０の始動を見合わせる必要が無く、直ちにクランキングを行い、出力軸ＫＪを回転駆動させることで始動を行う。
【００８８】
このように、マップデータｍａｐＡに予め設定された閾値を用いることにより、より正確に必要となる減速トルクと、バッテリ７０への回生充電量とのバランスを容易に取ることが可能となる。
【００８９】
上述してきたように、この発明の車両１では、シフト操作部のポジション変更操作によって、ドライブポジションから、ブレーキポジションＢに変更されると、ポジション変更操作で、ブレーキポジションＢに変更された時点ｔ０から一定時間ｔ１が経過するまで、エンジン１０の始動が遅延される。
【００９０】
このため、ブレーキポジションＢに変更された時点ｔ０から所定時間内では、第１モータジェネレータ２０によるエンジン１０の出力軸ＫＪの回転駆動が見合わせられて、始動を遅延させることが出来、所望の減速感が打ち消されることなく、ドライバビリティを向上させることが出来る。
【００９１】
また、この実施の形態では、システム要求でより、ドライバビリティ向上よりも、優先順位の高いものが生じている場合は、始動遅延をさせずにクランキングによるエンジン始動を行う。
【００９２】
例えば、部品保護、オーバーラン（意図しない加速）、モータの逆回転等、エンジンを始動させなければならない要求理由が、ドライバビリティの向上理由を上廻る場合には、始動遅延をさせずにクランキングによるエンジン始動を行う。
【００９３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００９４】
この実施の形態の第２モータジェネレータ３０は、バッテリ７０に蓄えられた電力および第１モータジェネレータ２０により発電された電力の少なくともいずれか一方を用いて駆動輪８０に駆動力を与える駆動用モータとしての機能を有するが、特にこれに限らず、エンジン１０と、第１モータジェネレータ２０のように、バッテリ７０からの電力を受けてエンジン１０の出力軸ＫＪを回転駆動させてエンジン１０を始動するスタータとしての機能を有するものが備えられていれば、第２モータジェネレータ３０が省略されている車両であってもよい。
【００９５】
また、車両１は、エンジン１０および第２モータジェネレータ３０の少なくとも一方から出力される駆動力によって走行するものを示して説明してきたが特にこれに限らず、エンジン１０で走行に必要とされる駆動力を得て、第２モータジェネレータ３０を回生発電に用いるように構成する等、モータジェネレータＭＧ等の回転電機によるエンジン１０の出力軸ＫＪの回転駆動が行えるものであればどのような組み合わせであってもよい。
【００９６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した範囲説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９７】
１ 車両、８ トランスミッション、１０ エンジン、１１ エンジン回転数センサ、１２ 第１レゾルバ、１３ 第２レゾルバ、１４ 車輪速センサ、２０ 第１モータジェネレータ、３０ 第２モータジェネレータ、３２ 回転軸、４０ 動力分割装置、４１ 第１遊星歯車装置、４２ 第２遊星歯車装置、５０ 第１サンギヤ、５１ 第２サンギヤ、５２ 第１ピニオンギヤ、５３ 第２ピニオンギヤ、５４ 第１キャリア、５５ 第２キャリア、５６ 第１リングギヤ、５７ 第２リングギヤ、５８ 減速機、７０ バッテリ、８０ 駆動輪、９０ アウトプットホイール、９１ カウンタドライブギヤ、１０２ 気筒、Ｂ ブレーキポジション、Ｃ カウンタ、Ｄ 駆動軸、ＫＪ 出力軸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸を回転駆動して始動させる回転電機と、
前記内燃機関の出力軸および前記回転電機が接続される車両の駆動軸と、
回生電力を発生させる方向の減速トルクが必要とされる場合には、前記回転電機による内燃機関の出力軸の回転駆動を見合わせる始動制御部とを備えた、車両。
【請求項２】
前記回転電機は、
前記内燃機関の出力軸を回転駆動して始動させる第１モータジェネレータと、
前記車両の駆動軸に連結される第２モータジェネレータとを含み、
前記内燃機関の出力軸、前記車両の駆動軸、および前記第１モータジェネレータの回転軸の三要素の各々を機械的に連結して、前記三要素のうちの何れか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間で動力伝達を可能とする動力分割機構と、
前記動力分割機構の要素間の動力伝達をシフトポジション変更操作に応じて制御するシフト制御部とを更に備え、
前記始動制御部は、前記シフトポジション変更操作に応じて、前記第１モータジェネレータが、前記内燃機関の出力軸を回転駆動させてクランキングさせるタイミングを遅らせる請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記始動制御部は、
前記シフト操作部のポジション変更操作があった場合に、所定時間内の前記内燃機関の出力軸の回転駆動による始動を遅延させる遅延条件が記録されたマップデータを含む、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
蓄電装置を更に備え、前記マップデータは、車速および前記蓄電装置の充電電力上限値に応じて変動する閾値を有する、請求項３に記載の車両。
【請求項５】
前記シフト操作部のポジション変更操作は、ドライブポジションから、ブレーキポジションに変更する操作であり、
前記遅延条件は、ポジション変更操作で、ブレーキポジションに変更された時点から所定時間が経過するまで、前記内燃機関の始動を遅延させることを含む、請求項２に記載の車両。
【請求項１】
内燃機関と、
前記内燃機関の出力軸を回転駆動して始動させる回転電機と、
前記内燃機関の出力軸および前記回転電機が接続される車両の駆動軸と、
回生電力を発生させる方向の減速トルクが必要とされる場合には、前記回転電機による内燃機関の出力軸の回転駆動を見合わせる始動制御部とを備えた、車両。
【請求項２】
前記回転電機は、
前記内燃機関の出力軸を回転駆動して始動させる第１モータジェネレータと、
前記車両の駆動軸に連結される第２モータジェネレータとを含み、
前記内燃機関の出力軸、前記車両の駆動軸、および前記第１モータジェネレータの回転軸の三要素の各々を機械的に連結して、前記三要素のうちの何れか一つを反力要素とすることによって、他の２つの要素間で動力伝達を可能とする動力分割機構と、
前記動力分割機構の要素間の動力伝達をシフトポジション変更操作に応じて制御するシフト制御部とを更に備え、
前記始動制御部は、前記シフトポジション変更操作に応じて、前記第１モータジェネレータが、前記内燃機関の出力軸を回転駆動させてクランキングさせるタイミングを遅らせる請求項１に記載の車両。
【請求項３】
前記始動制御部は、
前記シフト操作部のポジション変更操作があった場合に、所定時間内の前記内燃機関の出力軸の回転駆動による始動を遅延させる遅延条件が記録されたマップデータを含む、請求項２に記載の車両。
【請求項４】
蓄電装置を更に備え、前記マップデータは、車速および前記蓄電装置の充電電力上限値に応じて変動する閾値を有する、請求項３に記載の車両。
【請求項５】
前記シフト操作部のポジション変更操作は、ドライブポジションから、ブレーキポジションに変更する操作であり、
前記遅延条件は、ポジション変更操作で、ブレーキポジションに変更された時点から所定時間が経過するまで、前記内燃機関の始動を遅延させることを含む、請求項２に記載の車両。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８２３４６（Ｐ２０１３−８２３４６Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４１２９（Ｐ２０１１−２２４１２９）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【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５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]