JP3444706B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

ハイブリッド車両

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JP3444706B2
JP3444706B2 JP29361895A JP29361895A JP3444706B2 JP 3444706 B2 JP3444706 B2 JP 3444706B2 JP 29361895 A JP29361895 A JP 29361895A JP 29361895 A JP29361895 A JP 29361895A JP 3444706 B2 JP3444706 B2 JP 3444706B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド車両
にかかり、詳しくは、差動歯車装置を介してエンジンと
発電機と駆動出力系とを接続し、エンジンの出力の一部
を発電機へ伝達し、残りを駆動出力系へ伝達し、駆動出
力系に電気モータを連結したハイブリッド車両に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、低公害、低燃費を実現するため
に、エンジンとモータとを併用した駆動装置を有するハ
イブリッド車両が提供されている。この種のハイブリッ
ド車両は各種提供されており、例えば、エンジンを駆動
することによって発生させられた回転を発電機に伝達し
て発電機を駆動し、該発電機によって得られた電力を直
流電流に変換してバッテリに送って充電し、さらに該バ
ッテリの電力を交流電流に交換して電気モータを駆動す
るようにしたシリーズ（直列）式のハイブリッド車両
や、エンジンと電気モータの駆動力を出力軸に伝達して
車両を走行させ、主として電気モータの出力を制御して
増減速を行うパラレル（並列）式のハイブリッド車両な
どがある。
【０００３】前述のパラレル式のハイブリッド車両にお
いては、差動歯車装置を介して、エンジンと発電機と駆
動出力軸とを連結し、駆動出力軸には電気モータを接続
した構造のハイブリッド車両が提案されている。この構
造のハイブリッド車両においては、エンジン・モータ駆
動モードや、モータ駆動モードなどに切り替えることが
でき、さらには、回生電力のバッテリーへの充電や、発
電機をモータとして駆動させることによってエンジンの
始動を行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、上記差動歯車装
置を有するパラレル式のハイブリッド車両においては、
差動歯車装置を介して、エンジン、発電機、電気モータ
が接続されており、それぞれの回転数やトルクが相互に
関連する。その結果、例えばエンジン停止状態で走行
中、エンジンを始動させる場合には、発電機の回転数を
制御してエンジンを回転させ、あるいは、発電機の回転
を固定することによって、エンジンを回転させるなどの
動作が行われる。
【０００５】しかし、上記の場合において、発電機を固
定すると、エンジンも差動歯車装置を介して出力軸に連
結されているので、出力トルクに変動が生じ、走行感覚
が乱れるといった問題があった。
【０００６】本発明の目的は、走行中に発電機を固定し
てエンジンを始動させても、出力変動が生じないハイブ
リッド車両を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的は、以下
の本発明によって達成される。
【０００８】（１） エンジンと、回転数制御可能な発
電機と、駆動輪を駆動させる駆動力を伝動する駆動出力
軸と、駆動出力軸に連結された電気モータと、第１の歯
車要素が前記エンジンの出力軸に連結され、第２の歯車
要素が前記発電機のロータに連結され、第３の歯車要素
が前記駆動出力軸に連結された差動歯車装置と、制御信
号によって作動し、前記発電機の回転を固定する固定手
段と、前記制御信号を供給して発電機の回転固定を指示
し、前記エンジンを始動させるエンジン始動手段と、エ
ンジン始動時に生ずる駆動出力軸のトルク変動を演算す
るトルク演算手段と、前記トルク演算手段によって演算
された変動トルクに応じて前記電気モータの出力トルク
を補正するモータトルク補正手段とを有することを特徴
とするハイブリッド車両。
【０００９】（２） 前記エンジン始動手段は、低速走
行時には、前記発電機の回転数を制御することにより前
記エンジンを始動し、高速走行時には、前記固定手段に
よって前記発電機の回転を固定することによって、前記
エンジンを始動させるものである請求項１に記載のハイ
ブリッド車両。
【００１０】（３） 前記低速走行時とは、前記発電機
が、エンジン始動に必要となる発電機トルクを確保でき
る回転数領域で回転している時であり、高速走行時と
は、前記発電機が前記回転数領域以上の回転数で回転し
ている時である上記（２）に記載のハイブリッド車両（４） エンジンと、回転数制御可能な発電機と、駆動
輪を駆動させる駆動力を伝動する駆動出力軸と、駆動出
力軸に連結された電気モータと、第１の歯車要素が前記
エンジンの出力軸に連結され、第２の歯車要素が前記発
電機のロータに連結され、第３の歯車要素が前記駆動出
力軸に連結された差動歯車装置と、前記発電機のロータ
を固定する固定手段と、車両の車速を検出する車速検出
手段と、前記車速検出手段によって検出された車速が予
め設定された値よりも大きい場合に、前記固定手段によ
って前記発電機のロータを固定し前記エンジンを始動さ
せる車両制御装置と、エンジン始動時に生ずる駆動出力
軸のトルク変動を演算するトルク演算手段と、前記トル
ク演算手段によって演算された変動トルクに応じて前記
電気モータの出力トルクを補正するモータトルク補正手
段とを有することを特徴とするハイブリッド車両。 （５） エンジンと、回転数制御可能な発電機と、駆動
輪を駆動させる駆動力を伝動する駆動出力軸と、駆動出
力軸に連結された電気モータと、第１の歯車要素が前記
エンジンの出力軸に連結され、第２の歯車要素が前記発
電機のロータに連結され、第３の歯車要素が前記駆動出
力軸に連結された差動歯車装置と、 前記発電機のロータ
を固定する固定手段と、前記発電機の回転数を検出する
発電機回転数検出手段と、前記発電機回転数検出手段に
よって検出された発電機回転数が前記エンジンを始動す
るために必要な始動必要トルクに対応する回転数よりも
大きい場合に、前記固定手段によって前記発電機のロー
タを固定し前記エンジンを始動させる車両制御装置と、
エンジン始動時に生ずる駆動出力軸のトルク変動を演算
するトルク演算手段と、前記トルク演算手段によって演
算された変動トルクに応じて前記電気モータの出力トル
クを補正するモータトルク補正手段とを有することを特
徴とするハイブリッド車両。
【００１１】（６） 前記固定手段は、湿式ブレーキで
ある上記（１）ないし（５）のいずれか１に記載のハイ
ブリッド車両。
【００１２】
【作用】走行中にエンジン停止状態から、エンジンを始
動させる際、エンジンと発電機と出力軸が、差動歯車装
置を介して連結されているため、固定手段によって発電
機の回転を固定することによって、エンジンを回転さ
せ、エンジン始動を行うことができる。この時、エンジ
ンの始動の際に変動する出力軸に伝達されるトルクを、
トルク演算手段において演算し、モータトルク補正手段
がその変動分を電気モータのモータトルクで補正するよ
うに制御する。これにより、最終的に駆動輪へ伝達され
るトルクの変動が少なくなり、走行感覚の変動が抑制さ
れる。
【００１３】また、エンジンを停止状態とし、電気モー
タのみで走行すると、電気モータによって駆動している
駆動出力軸の回転が、差動歯車装置を介して、発電機に
入力される。車両の速度が増加して高速走行となった
時、発電機に入力される回転数も車速の増加とともに増
加し、エンジンの始動に必要なトルクを発電機が確保で
きなくなる。そこで、発電機がエンジンの始動トルクを
出力できない高速走行時では、発電機の回転を固定手段
により固定し、固定手段の受けるトルクの反力によって
エンジンを回転させてエンジンを始動させる。
【００１４】一方、発電機がエンジンの始動トルクを出
力できる低速走行時では、発電機の回転を制御すること
によって、エンジンを始動する。このとき、発電機は同
時に発電をすることができ、発電量を増すことができ
る。また、発電機の回転数制御によってエンジンを始動
できる回転数領域内においては、常に発電機の回転数制
御によるエンジン始動を行うことで、発電機の発電能力
を最大限利用することができ、さらに発電量を増すこと
が可能となる。
【００１５】車速検出手段より入力される車速が予め設
定されている値より大きい場合には、固定手段による始
動を行う。或いは、車速の代わりに、発電機回転数を検
出し、その値が、始動必要トルクを出力し得る発電機回
転数より大きい場合には、固定手段による始動を行う。
さらに、固定手段として湿式ブレーキを用いれば、ブレ
ーキの係合面を滑らせながら発電機の回転を固定するた
め、エンジンや差動歯車装置にかかる負担を抑制し、部
品の寿命の延ばすことができる。さらに、その間のトル
ク補正制御が容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明のハイブリッド車両
の実施形態について、添付図面に基づいて詳細に説明す
る。図１は、本発明の実施形態のハイブリッド車両の駆
動装置を示す概念図である。図において、第１軸線上に
は、エンジン１１と、エンジン１１を駆動させることに
よって発生する回転を出力するエンジン出力軸１２と、
該エンジン出力軸１２を介して入力された回転に対して
変速を行う差動歯車装置であるプラネタリギヤユニット
１３と、該プラネタリギヤユニット１３における変速後
の回転が出力される駆動出力軸であるユニット出力軸１
４と、該ユニット出力軸１４に固定された第１カウンタ
ドライブギヤ１５と、通常走行状態では主として発電機
として作用する発電機１６と、該発電機１６とプラネタ
リギヤユニット１３とを連結する伝達軸１７とが配置さ
れている。ユニット出力軸１４は、スリーブ形状を有
し、エンジン出力軸１２を包囲して配設されている。ま
た、第１カウンタドライブギヤ１５は、プラネタリギヤ
ユニット１３よりエンジン１１側に配設されている。
【００１７】プラネタリギヤユニット１３は、第２の歯
車要素であるサンギヤＳと、サンギヤＳと噛合するピニ
オンＰと、該ピニオンＰと噛合する第３の歯車要素であ
るリングギヤＲと、ピニオンＰを回転自在に支持する第
１の歯車要素であるキャリヤＣＲとを備えている。サン
ギヤＳは、伝達軸１７を介して発電機１６と連結され、
リングギヤＲは、ユニット出力軸１４を介して第１カウ
ンタドライブギヤ１５と連結され、キャリヤＣＲは、エ
ンジン出力軸１２を介してエンジン１１と連結されてい
る。
【００１８】さらに、発電機１６は伝達軸１７に固定さ
れ、回転自在に配設されたロータ２１と、該ロータ２１
の周囲に配設されたステータ２２と、該ステータ２２に
巻装されたコイル２３とを備えている。発電機１６は、
伝達軸１７を介して伝達される回転によって電力を発生
させる。前記コイル２３はバッテリ１９（図２）に接続
され、該バッテリに電力を供給して充電する。
【００１９】発電機１６には、伝達軸１７の他端側に、
固定手段としてブレーキ２８が接続されており、このブ
レーキ２８を係合状態とすることで、ロータ２１が固定
され、発電機１６の回転およびサンギヤＳの回転が停止
されるようになっている。本実施形態のブレーキ２８
は、湿式ブレーキであり、圧油源から供給される油圧に
よって作動する。圧油源としては、例えば電動の油圧ポ
ンプや、発電機１６の伝達軸１７とエンジン出力軸１２
の内、速い方の回転によって駆動する油圧ポンプなどを
用いることができる。
【００２０】第１軸線と平行な第２軸線上には、電気モ
ータ２５と、電気モータ２５の回転が出力されるモータ
出力軸２６と、モータ出力軸２６に固定された第２カウ
ンタドライブギヤ２７とが配置されている。電気モータ
２５は、モータ出力軸２６に固定され、回転自在に配設
されたロータ３７と、該ロータ３７の周囲に配設された
ステータ３８と、該ステータ３８に巻装されたコイル３
９とを備えている。電気モータ２５は、コイル３９に供
給される電流によってトルクを発生させる。そのため
に、コイル３９はバッテリ１９（図２）に接続され、該
バッテリから電流が供給されるように構成されている。
本発明のハイブリッド車両が減速状態において、電気モ
ータ２５は、図示しない駆動輪から回転を受けて回生電
力を発生させ、該回生電力をバッテリ１９に供給して充
電する。
【００２１】そして、前記エンジン１１の回転と同じ方
向に図示しない駆動輪を回転させるために、第１軸線及
び第２軸線と平行な第３軸線上には、駆動出力軸として
カウンタシャフト３１が配設されている。該カウンタシ
ャフト３１にはカウンタドリブンギヤ３２が固定されて
いる。また、該カウンタドリブンギヤ３２と第１カウン
タドライブギヤ１５とが、及びカウンタドリブンギヤ３
２と第２カウンタドライブギヤ２７とが噛合させられ、
第１カウンタドライブギヤ１５の回転及び第２カウンタ
ドライブギヤ２７の回転が反転されてカウンタドリブン
ギヤ３２に伝達されるようになっている。さらに、カウ
ンタシャフト３１には、カウンタドリブンギヤ３２より
歯数が小さなデフピニオンギヤ３３が固定される。
【００２２】そして、第１軸線、第２軸線及び第３軸線
に平行な第４軸線上にデフリングギヤ３５が配設され、
該デフリングギヤ３５と前記デフピニオンギヤ３３とが
噛合させられる。また、前記デフリングギヤ３５にディ
ファレンシャル装置３６が固定され、デフリングギヤ３
５に伝達された回転が前記ディファレンシャル装置３６
によって差動させられ、駆動輪に伝達される。上記構成
において、駆動出力系は、プラネタリギヤユニット１３
と、発電機１６と、第１カウンタドライブギヤ１５と、
カウンタドリブンギヤ３２と、第２カウンタドライブギ
ヤ２７と、カウンタシャフト３１と、デフピニオンギヤ
３３と、デフリングギヤ３５と、ディファレンシャル装
置３６とによって構成されている。
【００２３】このように、エンジン１１によって発生さ
せられた回転をカウンタドリブンギヤ３２に伝達するこ
とができるだけでなく、電気モータ２５によって発生さ
せられた回転をカウンタドリブンギヤ３２に伝達するこ
とができるので、エンジン１１だけを駆動するエンジン
駆動モード、電気モータ２５だけを駆動するモータ駆動
モード、並びにエンジン１１及び電気モータ２５を駆動
するエンジン・モータ駆動モードでハイブリッド型車両
を走行させることができる。また、発電機１６において
発生させられる電力を制御することによって、前記伝達
軸１７の回転数を制御することができる。さらにその結
果、発電機１６によってエンジン１１を始動させること
もできる。また、発電機の回転を停止させる場合には、
ブレーキ２８を係合させて発電機１６のロータ２１を固
定することができる。
【００２４】次に、本発明のハイブリッド車両の制御系
について、図２のブロック図に基づいて詳細に説明す
る。本実施形態の制御系を構成する制御手段は、車両制
御装置４１と、エンジン制御装置４２と、モータ制御装
置４３と、発電機制御装置４４とを有している。これら
の制御装置４１、４２、４３、４４は、例えばＣＰＵ
（中央処理装置）、各種プログラムやデータが格納され
たＲＯＭ（リード・オン・メモリ）、ワーキングエリア
として使用されるＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモ
リ）等を備えたマイクロコンピュータによって構成する
ことができる。
【００２５】さらに、この制御系は、アクセル開度αを
検出するアクセルセンサ４５と、車速Ｖを検出する車速
検出手段である車速センサ４６と、ブレーキ踏み込み量
βを検出するブレーキセンサ４７とを備えている。これ
らのセンサ４５、４６、４７で検出された検出値は車両
制御装置４１へ供給される。
【００２６】車両制御装置４１は、次のような動作を行
う。アクセルセンサ４５からのアクセル開度αと、車速
センサ４６からの車速Ｖに応じたモータトルクＴＭ1 を
決定して、通常はこれをモータトルク指令値ＴＭ0とし
てモータ制御装置４３へ供給する。
【００２７】また、エンジン制御装置４２に対してエン
ジンＯＮ／ＯＦＦ信号を供給する。具体的には、例え
ば、ブレーキが踏み込まれて、ブレーキセンサ４７から
ブレーキ踏み込み量βが供給されると、エンジン１１を
非駆動状態とするエンジンＯＦＦ信号を供給し、ブレー
キが解除されるとエンジン１１を駆動状態とするエンジ
ンＯＮ信号を供給する。
【００２８】さらに、発電機１６に設けられたブレーキ
２８を動作させる電磁バルブ５４へソレノイドＯＮ／Ｏ
ＦＦ信号を供給する。電磁バルブ５４は、供給されるＯ
Ｎ／ＯＦＦ信号に基づいて電磁バルブ５４に内蔵されて
いるソレノイドが作動し、例えばＯＮ信号の場合には、
ソレノイドが作動してバルブが開放され、圧油をブレー
キ２８へ供給してブレーキ２８を係合状態とし、ＯＦＦ
信号の場合には、バルブが閉鎖されてブレーキ２８の係
合を解除する。
【００２９】特に、本発明の実施形態においては、車両
制御装置４１は、エンジン停止状態において、車速セン
サ４６を介して車速を検出し、発電機１６がエンジン１
１を始動させるために必要なトルクＴＧＥを発生させる
ことが可能な車速であれば、発電機１６の回転数制御に
よるエンジン１１の始動を行う。また、始動トルクを発
生させることが困難なほど車速が高ければ、上記のよう
なブレーキ２８を係合させてエンジン１１を始動する。
ブレーキ２８の係合によりエンジン１１を始動する場合
には、ブレーキ２８を係合させた時のトルク変動を検出
し、通常走行時のモータトルクＴＭ1 から変動トルクΔ
ＴＭを補正したモータトルク指令値ＴＭ0 をモータ制御
装置４３へ供給する。
【００３０】エンジン制御装置４２は、車両制御装置４
１から入力される選択指令信号に基づいて、エンジン１
１を、エンジントルクを出力している駆動状態（ＯＮ状
態）と、エンジントルクを発生させていない非駆動状態
（ＯＦＦ状態）とに切換える。また、エンジン１１に設
けられた回転数センサから入力される実際のエンジン回
転数ＮＥに応じてスロットル開度θを制御することで、
エンジン１１の出力を制御する。
【００３１】モータ制御装置４３は、供給されたモータ
トルク指令値ＴＭ0 が電気モータ２５から出力されるよ
うに電気モータ２５の電流（トルク）ＩＭを制御する。
【００３２】発電機制御装置４４は、発電機１６の回転
数ＮＧを制御し、車両制御装置４１から入力される制御
目標回転数ＮＧ0 となるように、電流（トルク）ＩＧを
制御する。この発電機制御装置４４と、車両制御装置４
１とによってエンジン始動手段が構成される。
【００３３】次に、上記構成のハイブリッド車両の動作
について説明する。図３（Ａ）は、本発明の第１実施形
態のプラネタリギヤユニット１３（図１）の概念図、図
３（Ｂ）は、本発明の第１実施形態におけるプラネタリ
ギヤユニット１３の通常走行時の速度線図、図４は、本
発明の第１実施形態におけるプラネタリギヤユニット１
３の通常走行時のトルク線図である。
【００３４】本実施形態においては、図３（Ａ）に示さ
れているように、プラネタリギヤユニット１３のリング
ギヤＲの歯数がサンギヤＳの歯数の２倍となっている。
従って、リングギヤＲに接続されるユニット出力軸１４
の回転数（以下「リングギヤ回転数」という。）をＮＲ
とし、キャリヤＣＲに接続されるエンジン出力軸１２の
回転数（以下「エンジン回転数」という。）をＮＥとし
た時、ＮＲ、ＮＥと、サンギヤＳに接続された発電機の
回転数ＮＧとの関係は、図３（Ｂ）に示されているよう
に、
【００３５】ＮＧ＝３・ＮＥ−２・ＮＲ となる。また、リングギヤＲからユニット出力軸１４に
出力されるトルク（以下「リングギヤトルク」とい
う。）をＴＲとし、エンジン１１のトルク（以下「エン
ジントルク」という。）をＴＥとし、発電機トルクをＴ
Ｇとしたとき、ＴＲ、ＴＥ、ＴＧの関係は、図４に示さ
れているように、
【００３６】ＴＥ：ＴＲ：ＴＧ＝３：２：１ となる。
【００３７】そして、ハイブリッド車両の通常走行時に
おいては、リングギヤＲ、キャリヤＣＲおよびサンギヤ
Ｓは、いずれも正方向に回転させられ、図３（Ｂ）に示
されるように、リングギヤ回転数ＮＲ、エンジンの回転
数ＮＥ、発電機回転数ＮＧは、いずれも正の値を採る。
【００３８】エンジントルクＴＥが、キャリヤＣＲに入
力され、このエンジントルクＴＥが、図１に示されてい
る第１カウンタドライブギヤ１５および発電機１６の反
力によって受けられる。その結果、図４に示されている
ように、リングギヤＲからユニット出力軸１４にリング
ギヤトルクＴＲが、サンギヤＳから伝達軸１７に発電機
トルクＴＧが出力される。
【００３９】上記リングギヤトルクＴＲおよび発電機ト
ルクＴＧは、プラネタリギヤユニット１３の歯数によっ
て決定されるトルク比でエンジントルクＴＥを按分する
ことによって得られ、トルク線図上において、リングギ
ヤトルクＴＲと発電機トルクＴＧとを加えたものがエン
ジントルクＴＥとなる。
【００４０】図５は、エンジン１１が停止している状態
におけるプラネタリギヤユニット１３の速度線図であ
る。この状態から、発電機１６のブレーキ２８を係合す
ると、サンギヤＳの回転は０となり、図６（Ａ）に示さ
れている速度線図のように、エンジン１１が回転させら
れ、エンジンを始動させることができる。また、発電機
１６にトルクを発生させることができれば、図６（Ｂ）
に示されている速度線図のように、発電機１６にて発電
しながら、エンジン１１が回転させられ、エンジン１１
の始動が可能となる。
【００４１】次に、車両制御装置４１の制御動作につい
て、図７に示されているフローチャートに基づいて説明
する。本実施形態では、走行中のエンジン始動におい
て、ブレーキ２８の係合による始動と、発電機１６によ
る始動の選択をする際、車速Ｖの値に基づいて判断す
る。即ち、車速センサ４６より入力される車速Ｖが、予
め設定されている値Ｖ＊よりも大きい場合には、ブレー
キ２８の係合による始動、小さい場合には、発電機１６
による始動を行う。
【００４２】Ｖ＊の値は、次のようにして求められる。
エンジン１１の始動に必要な発電機トルクＴＧ＊（以下
「始動必要トルク」という。）は既知であり、図８に示
されている発電機の回転数・トルク線図より、発電機ト
ルクＴＧの最大値が、始動必要トルクＴＧ＊となる回転
数ＮＧ＊を求める。
【００４３】エンジン１１が停止した状態で、発電機回
転数がＮＧ＊である時の、出力回転数ＮＯＵＴ＊を求め
る。出力回転数ＮＯＵＴ＊（＝ＮＲ）は、プラネタリギ
ヤユニット１３のギヤ比から、ＮＯＵＴ＊＝ＮＧ＊／２
で求められる。そして、ＮＯＵＴ＊よりその時の車速Ｖ
＊が求められる。
【００４４】このような車速Ｖ＊を基にして、次のよう
な制御動作が行われる。選択された走行モードを判断し
（ステップＳ１０１）、エンジン・モータ駆動モードが
選択された場合には、車速Ｖを車速センサ４６より検出
する（ステップＳ１０２）。エンジン・モータ駆動モー
ドの選択は、例えば、運転者が手動により選択する場合
や、制動ブレーキが解除された場合、低速走行から高速
走行に移行する場合などがある。
【００４５】入力された車速Ｖが、上述の車速Ｖ＊以上
であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。車速Ｖ
＊以上でない場合には、エンジン１１が回転させられる
ように、発電機１６にトルクを発生させて回転数を少な
くし、エンジン１１を始動する（ステップＳ１０４）。
具体的には、始動必要トルクＴＧ＊を出力し得る回転数
に値が決定された目標回転数ＮＧ0 が発電機制御装置４
４へ供給される。この時のプラネタリギヤユニット１３
の速度線図は図６（Ｂ）のようになる。同時に、発電機
１６では、発電も行われ、電力を稼ぐことができる。
【００４６】入力された車速Ｖが、上述の車速Ｖ＊以上
である場合には、車両制御装置４１は、ソレノイドＯＮ
信号を電磁バルブ５４へ発信し、ブレーキ２８を係合状
態とする（ステップＳ１０５）。これにより、図６
（Ａ）に示されているように、発電機１６の回転が固定
されて、エンジン１１が回転させられ、エンジン１１の
始動が可能となる。次に、発電機１６の固定によって生
ずるトルク変動を補正するサブルーチンを実行し（ステ
ップＳ１０６）終了する。
【００４７】以上説明した、本実施形態においては、ト
ルク演算手段とモータトルク補正手段は、車両制御装置
４１によって構成される。以下、その動作について説明
する。上記トルク演算手段とモータトルク補正手段が行
うトルク変動を補正するサブルーチンについて、図９に
示されているフローチャートに基づいて説明する。ブレ
ーキ２８の係合によって、エンジン１１の回転数が変化
する際の角加速度αＢＥをエンジン制御装置４２から検
出する（ステップＳ２０１）。次に、エンジン始動時に
ユニット出力軸１４に発生する減速トルクＴＢＲを算出
する（ステップＳ２０２）。減速トルクＴＢＲは、プラ
ネタリギヤユニット１３のキャリヤＣＲからユニット出
力軸１４へのギヤ比をａ、エンジンブレーキトルクをＴ
ＥＬ、エンジンのイナーシャをＩＥとすると、次の式に
よって得られる。
【００４８】ＴＢＲ＝ａ×ＴＥＬ＋ａ×ＩＥ×αＢＥ 得られた減速トルクＴＢＲとカウンタギヤ比ｉより、電
気モータ２５の出力部分での変動トルクΔＴＭを算出す
る（ステップＳ２０３）。即ち、変動トルクΔＴＭは、
次の式によって得られる。
【００４９】ΔＴＭ＝ＴＢＲ×ｉ 次の式によりモータトルク指令値ＴＭ0 を補正し、補正
したモータトルク指令値ＴＭ0 をモータ制御装置４３へ
出力する（ステップＳ２０４）。
【００５０】ＴＭ0 ＝ＴＭ1 ＋ΔＴＭ エンジン１１の始動動作が終了したか否かを判断し（ス
テップＳ２０５）、終了していない場合には、ステップ
Ｓ２０１からステップＳ２０５までの動作を繰り返す。
始動動作が終了した場合には、このサブルーチンを終了
する。
【００５１】次に、本発明のハイブリッド車両が、増速
して低速域から高速域に移行する際に、エンジン１１を
始動させる制御を行った場合の各部の作動状態につい
て、図１０に示されているタイムチャートに基づいて説
明する。
【００５２】停車状態から、走行を開始すると（図１０
中ｔ1 ）、車速は０から序々に増加する。低速走行時で
は、電気モータ２５のモータトルクのみによって車両は
走行し、車速の増加とともに、ユニット出力１４からプ
ラネタリギヤユニット１３を介して伝達されたトルクに
よって、発電機１６の回転数が増加する。この時、図５
に示されているように、プラネタリギヤユニット１３の
速度線図は、エンジン１１の回転数が０となっている。
【００５３】車速がＶ＊に到達すると（図１０中ｔ
2 ）、車両制御装置４１は、エンジン・モータ駆動モー
ドのスッチをＯＮし、ブレーキ２８を係合させるために
ソレノイドＯＮ信号を電磁バルブ５４へ供給する。この
動作により、ブレーキ２８が係合動作を開始する。湿式
であるブレーキ２８は、ブレーキの係合面を滑らせなが
ら序々に係合圧が高くなり、完全にブレーキ２８が係合
すると発電機１６の回転は停止する（図１０中ｔ3 ）。
ブレーキ２８が係合動作を開始してから、完全に係合す
るまでの間（図１０中ｔ2 〜ｔ3 間）に、発電機１６の
回転数は時間ｔの経過と共に減少する。
【００５４】一方、エンジン回転数ＮＥは、ブレーキ２
８が受けるトルクの反力によって、時間ｔの経過と共に
増加する。この間、ブレーキ２８の係合によって出力ト
ルクが変動するが、モータトルクＴＭ0 は、変動トルク
ΔＴＭ分補正された値に制御されるため、出力トルクの
落ち込みによるショックは防止される。エンジン１１の
回転開始により、エンジン１１が始動可能となり、ブレ
ーキ２８が完全に係合した時点（図１０中ｔ3 ）（図６
（Ａ））で、エンジン制御装置４２（ＥＧ ＥＣＵ）が
作動（ＯＮ状態）し、エンジントルクが出力される。そ
の後は（図１０中ｔ3 以降）、エンジン１１からのエン
ジントルクが得られるため、モータトルクはその分小さ
く設定される。
【００５５】本実施形態では、発電機１６に設けられた
ブレーキ２８は、湿式ブレーキであり、ブレーキ２８の
係合面を滑らせながらブレーキ動作を行うため、乾式ブ
レーキと比較して完全に発電機１６が停止させられるま
でに時間があり、出力トルクの急激な変動が抑制され
る。その結果、その間のトルク補正等の制御が容易とな
るため、トルク補正による走行速度の安定化がより確実
に実現できる。また、ブレーキ係合された際の、プラネ
タリギヤユニット１３やエンジン１１の出力軸に加わる
衝撃が、乾式ブレーキの場合に比較して少ないので、エ
ンジン１１やプラネタリギヤユニット１３等の動力伝達
系の部品寿命を延ばすことができる。
【００５６】この発明は、上記実施形態の他、発電機１
６の実回転数ＮＧを検出して、該回転数ＮＧと、始動必
要トルクを出力し得る最大の発電機回転数ＮＧ＊とを比
較して、ＮＧ＊＞ＮＧの場合には、発電機回転数を制御
してエンジン１１を始動し、ＮＧ＊≦ＮＧの場合には、
ブレーキ２８を係合させる制御を行ってもよい。
【００５７】
【発明の効果】以上に説明した本発明によれば、発電機
の回転を固定することによって生ずる出力トルクの変動
を補正するために、走行感覚の乱れが少ない。
【００５８】
【００５９】
【００６０】固定手段として湿式ブレーキを用いた場合
には、発電機の回転を固定した際の急激なトルク変動が
抑制され、エンジンや差動歯車装置などの寿命を延ばす
ことができ、さらに、制動動作に入ってから発電機の回
転が固定されるまでの間に時間があるため、変動トルク
を補正する制御が容易となり、より良好な走行感覚を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のハイブリッド車両を示す
もので、ハイブリッド車両に搭載された駆動装置の概念
図である。
【図２】本発明の一実施形態のハイブリッド車両を示す
もので、ハイブリッド車両に搭載された制御系の概念図
である。
【図３】プラネタリギヤユニットの概念図と速度線図で
ある。
【図４】プラネタリギヤユニットの通常走行時のトルク
線図である。
【図５】プラネタリギヤユニットの速度線図である。
【図６】プラネタリギヤユニットの速度線図である。
【図７】車両制御装置の制御動作を示すフローチャート
である。
【図８】発電機の制御可能な領域を示す回転数−トルク
線図である。
【図９】車両制御装置の制御動作を示すフローチャート
である。
【図１０】車両制御装置の制御動作を示すタイムチャー
トである。
【符号の説明】
１１ エンジン １３ プラネタリギヤユニット １６ 発電機 ２５ 電気モータ ２８ ブレーキ ４１ 車両制御装置 ４２ エンジン制御装置 ４３ モータ制御装置 ４４ 発電機制御装置 ４６ 車速センサ ５４ 電磁バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ６０Ｋ 41/00 ３０１ Ｂ６０Ｋ 41/00 ３０１Ａ ３０１Ｂ ３０１Ｃ 41/18 41/18 Ｂ６０Ｌ 11/14 Ｂ６０Ｌ 11/14 Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｆ０２Ｎ 11/04 Ｃ Ｄ (72)発明者 山内 義一 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリュ株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−109706（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−30223（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−17727（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−238945（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−319110（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−273933（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−15806（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−31773（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60K 6/02 - 6/06 F02N 11/04 B60L 11/00 - 11/18

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンと、 回転数制御可能な発電機と、 駆動輪を駆動させる駆動力を伝動する駆動出力軸と、 駆動出力軸に連結された電気モータと、 第１の歯車要素が前記エンジンの出力軸に連結され、第
    ２の歯車要素が前記発電機のロータに連結され、第３の
    歯車要素が前記駆動出力軸に連結された差動歯車装置
    と、 制御信号によって作動し、前記発電機の回転を固定する
    固定手段と、 前記制御信号を供給して発電機の回転固定を指示し、前
    記エンジンを始動させるエンジン始動手段と、 エンジン始動時に生ずる駆動出力軸のトルク変動を演算
    するトルク演算手段と、 前記トルク演算手段によって演算された変動トルクに応
    じて前記電気モータの出力トルクを補正するモータトル
    ク補正手段とを有することを特徴とするハイブリッド車
    両。
  2. 【請求項２】 前記エンジン始動手段は、低速走行時に
    は、前記発電機の回転数を制御することにより前記エン
    ジンを始動し、高速走行時には、前記固定手段によって
    前記発電機の回転を固定することによって、前記エンジ
    ンを始動させるものである請求項１に記載のハイブリッ
    ド車両。
  3. 【請求項３】 前記低速走行時とは、前記発電機が、エ
    ンジン始動に必要となる発電機トルクを確保できる回転
    数領域で回転している時であり、高速走行時とは、前記
    発電機が前記回転数領域以上の回転数で回転している時
    である請求項２に記載のハイブリッド車両。
  4. 【請求項４】 エンジンと、 回転数制御可能な発電機と、 駆動輪を駆動させる駆動力を伝動する駆動出力軸と、 駆動出力軸に連結された電気モータと、 第１の歯車要素が前記エンジンの出力軸に連結され、第
    ２の歯車要素が前記発 電機のロータに連結され、第３の
    歯車要素が前記駆動出力軸に連結された差動歯車装置
    と、 前記発電機のロータを固定する固定手段と、 車両の車速を検出する車速検出手段と、 前記車速検出手段によって検出された車速が予め設定さ
    れた値よりも大きい場合に、前記固定手段によって前記
    発電機のロータを固定し前記エンジンを始動させる車両
    制御装置と、 エンジン始動時に生ずる駆動出力軸のトルク変動を演算
    するトルク演算手段と、 前記トルク演算手段によって演算された変動トルクに応
    じて前記電気モータの出力トルクを補正するモータトル
    ク補正手段とを有することを特徴とするハイブリッド車
    両。
  5. 【請求項５】 エンジンと、 回転数制御可能な発電機と、 駆動輪を駆動させる駆動力を伝動する駆動出力軸と、 駆動出力軸に連結された電気モータと、 第１の歯車要素が前記エンジンの出力軸に連結され、第
    ２の歯車要素が前記発電機のロータに連結され、第３の
    歯車要素が前記駆動出力軸に連結された差動歯車装置
    と、 前記発電機のロータを固定する固定手段と、 前記発電機の回転数を検出する発電機回転数検出手段
    と、 前記発電機回転数検出手段によって検出された発電機回
    転数が前記エンジンを始動するために必要な始動必要ト
    ルクに対応する回転数よりも大きい場合に、前記固定手
    段によって前記発電機のロータを固定し前記エンジンを
    始動させる車両制御装置と、 エンジン始動時に生ずる駆動出力軸のトルク変動を演算
    するトルク演算手段と、 前記トルク演算手段によって演算された変動トルクに応
    じて前記電気モータの出力トルクを補正するモータトル
    ク補正手段とを有することを特徴とするハイブ リッド車
    両。
  6. 【請求項６】 前記固定手段は、湿式ブレーキである請
    求項１ないし５のいずれか１に記載のハイブリッド車
    両。
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