JP2002089313A - ハイブリッド車両の走行制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高出力が要求された場合に電動モータにて大
きな走行駆動力を出力させることにより生じる不都合を
極力回避させることが可能となるハイブリッド車両の走
行制御装置を提供する。 【解決手段】 エンジン２及び電動モータ４を動力源と
して備え、それらを制御する制御手段とが設けられ、そ
の制御手段は、アクセル開度を含む走行駆動力調整情報
に基づいて求められる目標走行駆動力を出力させるよう
に、エンジン２を高効率運転状態で運転し且つエンジン
２では不足する走行駆動力を電動モータ４にて出力させ
る形態で、エンジン２の運転及び電動モータ４の運転を
制御する運転処理を実行するように構成され、走行駆動
力調整情報に基づいて高出力の要求を判別した場合に
は、エンジン２を高効率運転状態に替えて高出力運転状
態で運転し且つ不足する走行駆動力を電動モータ４にて
出力させる形態で、エンジン２及び電動モータ４の運転
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン及び電動
モータを動力源として備え、走行装置を駆動する走行用
駆動力を変更調整自在な駆動手段と、その駆動手段を制
御する制御手段とが設けられ、その制御手段は、アクセ
ル操作量を含む走行駆動力調整情報に基づいて求められ
る目標走行駆動力を、前記エンジンを運転する場合に
は、前記エンジンを高効率運転状態で運転し且つエンジ
ンが出力する走行駆動力では前記目標走行駆動力に対し
て不足する走行駆動力を前記電動モータにて出力させる
形態で、かつ、前記エンジンの停止状態では、前記目標
走行駆動力を前記電動モータにて出力させる形態で、前
記駆動手段にて出力させるように、前記エンジンの運転
及び前記電動モータの運転を制御する運転処理を実行す
るように構成されたハイブリッド車両の走行制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】上記構成のハイブリッド車両の走行制御
装置は、前記運転処理を実行することによって、エンジ
ンの燃料消費量を抑制するようにしながら、前記目標走
行駆動力を出力することができるようにしたものであ
る。因みに、この種のハイブリッド車両においては、エ
ンジンと電動モータとを併用して運転しながら走行装置
を駆動する形態が一般的であるが、例えば、低速状態で
走行している場合や、バッテリーが十分充電されて走行
負荷が少ないような場合等において、電動モータのみに
より走行装置を駆動する場合もある。

【０００３】ところで、このようなハイブリッド車両の
走行制御装置において、従来では、前記運転処理におい
て、エンジンを運転する場合、エンジンを常に前記高効
率運転状態で運転するように構成されていた。ちなみ
に、前記高効率運転状態で運転するための具体例として
は、例えば、次のような構成のものがある。つまり、エ
ンジンの運転効率の高い点に沿うように、エンジンの回
転速度に対する目標スロットル開度の変化特性、すなわ
ち、最適燃費ラインを、例えば図５に示すように予め設
定し、前記目標走行駆動力や車速の情報から、そのとき
のエンジンの目標回転速度を求めるとともに、その求め
た目標回転速度と前記最適燃費ラインとから、そのとき
の目標スロットル開度を求める。そして、実際のスロッ
トル開度が目標スロットル開度になるようにスロットル
開度を自動調節する。又、吸入空気量とエンジン回転速
度に対応する燃料噴射量も合わせて求められ、対応する
燃料噴射量になるように自動調節されることになる。

【０００４】又、上記構成のハイブリッド車両の走行制
御装置においては、燃料消費量を抑制したり、振動を抑
制することを目的として、自動的に、エンジンを一時的
に停止させた後に、エンジンを再度始動させるような場
合がある。例えば、車速が設定車速以下になるとエンジ
ンを一時的に停止させ、車速が設定車速を越えると自動
的にエンジンを始動させるといった制御を行うことがあ
る。尚、エンジンが始動した後においては前記運転処理
を実行することになる。

【０００５】そして、従来では、上記したようなエンジ
ンの始動時において、始動用スロットル開度でエンジン
始動を開始し、エンジンが起動確認回転状態、例えば、
出力トルクが一定量以上出力されている状態で回転する
ことが設定時間継続すると起動完了と判断して、エンジ
ンにて走行駆動力を出力する状態に移行するように制御
する構成となっていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成において
は、エンジンと電動モータとを併用して運転しながら走
行装置を駆動する場合において、エンジンを常に高効率
運転状態で運転する構成となっていたから、次のような
不利な面があった。

【０００７】すなわち、高出力の要求が生じた場合、例
えばアクセル操作量が大きな値になった場合には、アク
セル操作量を含む走行駆動力調整情報に基づいて求めら
れる目標走行駆動力は大きな値になるが、このような状
態においても、エンジンは上記したような高効率運転状
態で運転されることになるから、エンジンの出力が目標
走行駆動力に対して大きく不足した状態となり、要求さ
れる目標走行駆動力を出力するために、電動モータによ
る走行駆動力を大にする必要がある。そうすると、この
電動モータを駆動するためにバッテリーを流れる電流が
一時的にバッテリーの許容値を越えるような過大な値に
なることがあり、そのことに起因して、バッテリーの出
力電圧が一時的に低下してバッテリーから電力供給して
いる他の電気機器に対して悪影響を与えたり、バッテリ
ーの耐久性が低下するおそれがある等の不利があった。

【０００８】又、上記従来構成においては、エンジンを
始動するときに、エンジンが起動確認回転状態で回転す
ることが設定時間継続した後に起動完了と判断している
ので、次のような不利があった。すなわち、エンジンが
停止している状態から、上記したような高出力が要求さ
れる状態でエンジンが始動された場合、前記目標走行駆
動力が大きな値になるにもかかわらず、エンジンが前記
起動確認回転状態で回転することが設定時間継続するま
での間は、エンジンのスロットル開度は始動用スロット
ル開度に維持されてエンジンの出力が低くなるので、要
求される目標走行駆動力を出力するために、電動モータ
による走行駆動力を大にする必要がある。そうすると、
この電動モータを駆動するためにバッテリーを流れる電
流が一時的にバッテリーの許容値を越えるような過大な
値になることがあり、そのことに起因して、バッテリー
の出力電圧が一時的に低下してバッテリーから電力供給
している他の電気機器に対して悪影響を与えたり、バッ
テリーの耐久性が低下するおそれがある等の不利があっ
た。

【０００９】尚、このようなハイブリッド車両として、
特に、軽自動車等の小型の車両にあっては、配置スペー
スに制約があり大型で大容量のバッテリーを搭載するこ
とが難しく、小型小容量のバッテリーにて対応する必要
があるが、このように小型小容量のバッテリーにおいて
は上記したような不都合が顕著に現れやすいものとな
る。

【００１０】本発明はかかる点に着目してなされたもの
であり、その目的は、高出力が要求された場合に電動モ
ータにて大きな走行駆動力を出力させることにより生じ
る不都合を極力回避させることが可能となるハイブリッ
ド車両の走行制御装置を提供する点にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、上記
構成のハイブリッド車両の走行制御装置において、前記
制御手段は、前記運転処理において、前記エンジンを運
転する場合には、前記走行駆動力調整情報に基づいて高
出力の要求を判別すると、前記エンジンを前記高効率運
転状態に替えて高出力運転状態で運転させるように、前
記エンジンの運転を制御するように構成されている点を
特徴とする。

【００１２】すなわち、前記走行駆動力調整情報に基づ
いて高出力の要求を判別した場合においては、エンジン
を高出力運転状態で運転するので、高効率運転状態にて
運転する場合に比べて大きい走行駆動力がエンジンから
出力されることになる。そのとき、エンジンが出力する
走行駆動力では目標走行駆動力に対して不足する走行駆
動力を電動モータにて出力させるのであるが、エンジン
が高効率運転状態にて運転する場合に比べて大きい走行
駆動力を出力する高出力運転状態で運転されることか
ら、電動モータが出力すべき走行駆動力が従来の構成に
比べて少ないもので済む。従って、バッテリーから一時
的に電動モータに許容値を越えるような過電流が供給さ
れるおそれが少なくなり、バッテリーの出力電圧が一時
的に低下して、バッテリーから電力供給している他の電
気機器に対して悪影響を与えたり、バッテリーの耐久性
が低下するおそれがある等の不利を極力回避させること
が可能となる。

【００１３】その結果、高出力が要求された場合に電動
モータにて大きな走行駆動力を出力させることにより生
じる不都合を極力回避させることが可能となるハイブリ
ッド車両の走行制御装置を提供できるに至った。

【００１４】請求項２によれば、上記構成のハイブリッ
ド車両の走行制御装置において、前記制御手段は、前記
運転処理において、前記エンジンの停止状態にてエンジ
ン始動条件が成立すると、始動用スロットル開度で前記
エンジンの始動を開始して、エンジンが起動確認回転状
態で回転することが設定時間継続すると起動完了とする
エンジン始動処理を実行するように構成され、そのエン
ジン始動処理において、前記走行駆動力調整情報に基づ
いて高出力の要求を判別した場合には、前記始動用スロ
ットル開度で前記エンジンの始動を開始したのち前記起
動確認回転状態で回転することが確認されると、その時
点で起動完了とするように構成されている点を特徴とす
る。

【００１５】すなわち、エンジンが停止している状態か
ら高出力が要求される状態でエンジンが始動される場合
には、エンジン始動用モータを用いて始動用スロットル
開度でエンジンの始動を開始したのち前記起動確認回転
状態で回転することが確認されると、従来のように、起
動確認回転状態で回転することが設定時間継続すること
を待つことなく、その時点で起動完了とするのである。
つまり、起動完了と判断して、エンジンにて走行駆動力
を出力する状態に移行することになる。

【００１６】尚、前記設定時間継続することを待つこと
なく起動完了と判断して、エンジンにて走行駆動力を出
力する状態に移行した後には、アクセル開度を含む走行
駆動力調整情報に基づいて求められる目標走行駆動力を
出力するように、エンジン及び電動モータの運転が制御
されるが、このときは、高出力が要求されて目標走行駆
動力が大きくなるのでエンジン出力も増大するように制
御されるから、エンジンが停止するおそれは少ない。

【００１７】上記したように起動確認回転状態で回転す
ることが確認されるとすぐにエンジンにて走行駆動力を
出力する状態に移行するので、従来のように、高出力が
要求された場合に、前記設定時間が継続する間にバッテ
リーから電動モータに一時的に許容値を越えるような過
電流が供給されるといったことがない。従って、バッテ
リーの出力電圧が一時的に低下して、バッテリーから電
力供給している他の電気機器に対して悪影響を与えた
り、バッテリーの耐久性が低下するおそれがある等の不
利を極力回避させることが可能となる。

【００１８】その結果、高出力が要求された場合に電動
モータにて大きな走行駆動力を出力させることにより生
じる不都合を極力回避させることが可能となるハイブリ
ッド車両の走行制御装置を提供できるに至った。

【００１９】請求項３によれば、請求項２記載のハイブ
リッド車両の走行制御装置において、前記制御手段は、
前記運転処理において、前記エンジンを運転する場合に
は、前記走行駆動力調整情報に基づいて高出力の要求を
判別すると、前記エンジンを前記高効率運転状態に替え
て高出力運転状態で運転させるように、前記エンジンの
運転を制御するように構成されている点を特徴とする。

【００２０】この請求項３によれば、請求項２による上
記作用効果に加えて、請求項１による作用効果をも奏す
ることは勿論であるが、それに加えて、次のような作用
効果を奏する。

【００２１】すなわち、エンジンが停止している状態か
ら高出力が要求される状態でエンジンが始動されると、
起動確認回転状態で回転することが確認されるとすぐに
エンジンにて走行駆動力を出力する状態に移行すること
になり、エンジンが始動した後においても高出力が要求
される状態が継続している場合には、エンジンにて走行
駆動力を出力する状態に移行した後において、エンジン
を高出力運転状態で運転することになるので、大きい走
行駆動力がエンジンから出力されることになる。

【００２２】そうすると、例えば、エンジンが停止して
いる車両の走行停止状態から急加速によって車両を急発
進させるような場合において、エンジンの起動の判別が
素早く行われるとともに、エンジンにて走行駆動力を出
力する状態に移行した後においては、すぐに高出力運転
状態にて運転する状態になる。その結果、エンジン停止
状態から急加速にて発進したような場合に、極力迅速
に、エンジンが大きい走行駆動力を出力して走行する状
態に移行させることが可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るハイブリッド
車両の走行駆動制御装置について図面に基づいて説明す
る。図１に、ハイブリッド車両のシステム構成を示して
いる。このハイブリッド車両は、後述するような遊星ギ
ア機構１、エンジン２、発電機３、及び、電動モータ４
等が一体的に組み付けられた駆動ユニットＫが設けら
れ、この駆動ユニットＫが、走行装置としての左右の前
輪５を駆動する走行用駆動力を発生するように構成され
ている。

【００２４】次に駆動ユニットＫの構成について説明す
る。図２に示すように、エンジン２、電動モータ４、及
び、発電機３は夫々、遊星ギア機構１を介して機械的に
結合されており、遊星ギア機構１は、中央軸芯周りで回
転するサンギア１８、サンギア１８の外周を係合して自
転しながら中央軸芯周りで公転する３個の遊星ピニオン
ギア１９、さらにその外周で各遊星ピニオンギア１９に
係合しながら回転するリングギア２０が備えられ、前記
３個の遊星ピニオンギア１９はキャリア２１にて軸支さ
れ一体的に中央軸芯周りで公転するように構成されてい
る。この遊星ギア機構１に対して、エンジン２の出力軸
２ａがキャリア２１に結合され、発電機３の駆動軸３ａ
がサンギア１８に結合され、電動モータ４の駆動軸４ａ
がカウンタギア２２を介してリングギア２０に結合され
ている。又、前記電動モータ４の駆動軸４ａはカウンタ
ーギア２２及びディファレンシャルギア２３を介して左
右の前輪５に結合されている。つまり、電動モータ４と
各前輪５とは連動連結される状態であり常に同期して回
転する状態となっている。

【００２５】上記構成の遊星ギア機構１では、前記各ギ
アに夫々結合されている３つの軸、つまり、エンジン２
の出力軸２ａ、発電機３の駆動軸３ａ、及び、電動モー
タ４の駆動軸４ａのうち、２つの軸の回転状態（回転速
度や回転トルク等）が定まると、残りの１つの軸の回転
状態は一義的に定まる特性を有している。これらの間で
の回転速度の関係は、図４に示すような共線図で表すこ
とができる。前記各ギアが停止している状態（速度ゼ
ロ）であれば、図の特性線Ｌ１で示す状態となる。そし
て、エンジン２が停止している状態で電動モータ４のみ
により走行駆動させるモータ走行状態では、図の特性線
Ｌ２で示すように電動モータ４を前進方向側に回転駆動
する。このとき、エンジン２は停止しており、発電機３
は自由回転状態となる。前記モータ走行状態においてエ
ンジン２を始動させるときには、図の特性線Ｌ３で示す
ように、発電機３を始動用モータとして機能させて設定
回転速度で駆動させてエンジン２を始動させる。エンジ
ン２が始動すると、図の特性線Ｌ４で示すように、発電
機３は回転速度をゼロに調整して図示しないクラッチ機
構により機械的に回転停止状態に維持され、その後はエ
ンジン２の動力と電動モータ４の動力により走行駆動さ
れる。バッテリー１７の充電が必要なときは、図の特性
線Ｌ５で示すようにエンジン２の回転速度を上げて発電
機３を駆動して発電させることができる。

【００２６】このように、エンジン２の出力軸、発電機
３の駆動軸、及び、電動モータ４の駆動軸の夫々の回転
速度の関係は共線図上で常に一直線として規定されるこ
とになる。発電機３及び電動モータ４は、夫々、交流同
期式の電動機で構成され、これらに対する駆動電流の供
給方向と電流値を調節して回転方向や回転速度を制御す
ることが可能であり、駆動ユニットＫは無段階に走行速
度を変更させることができる構成となっている。

【００２７】次に、このハイブリッド車両における駆動
ユニットＫに対する制御構成について説明する。図３に
も示すように、車両全体の動作を統括して管理する車両
制御部６、この車両制御部６からの制御情報に基づいて
前記電動モータ４の動作を制御するモータ制御部７、車
両制御部６からの制御情報に基づいて前記発電機３の動
作を制御する発電機制御部８、車両制御部６からの制御
情報に基づいて前記エンジン２の出力調節部９の動作状
態を自動調整するエンジン制御部１０夫々が備えられ、
アクセル操作具１１の操作量を検出するアクセル操作量
検出センサＳ１、ブレーキ操作具１３の操作量（操作
圧）を検出するブレーキ操作量検出センサＳ２、シフト
ポジションレバー１５の位置を検出するシフトポジショ
ンセンサＳ３等による各種の検出情報が車両制御部６に
入力される構成となっている。又、前輪５の車軸の回転
速度に基づいて車速を検出する車速センサＳ４、及び、
エンジンの回転速度を検出するエンジン回転センサＳ５
の夫々の検出情報もエンジン制御部１０に入力される構
成となっている。

【００２８】尚、図示はしないが、前記エンジン２の出
力調節部９は、エンジン２の燃焼室への吸気量を変更調
節すべくスロットル開度を変更調節自在な電子スロット
ル弁と、燃焼室へ供給するための燃料を噴射するととも
に、その燃料噴射量を変更調節自在なインジェクターと
を備えて構成されている。そして、エンジン制御部１０
は、電子スロットル弁のスロットル開度と、インジェク
ターによる燃料噴射量とを夫々調節制御することによ
り、エンジン２の出力を変更調節するようになってい
る。

【００２９】前記シフトポジションレバー１５の位置と
しては、「Ｐ」（駐車位置）、「Ｒ」（後進走行位
置）、「Ｎ」（中立位置）、「Ｄ」（前進走行位置）、
「Ｂ」（制動力が大きめに作用する前進走行位置）があ
り、運転者により運転状況に応じて適宜、切り換え操作
されることになる。前記電動モータ４、発電機３並びに
前記各制御部に対する駆動電力は、バッテリー１７から
供給され、このバッテリー１７は後述するように発電機
３や電動モータ４からの発電電力によって充電される構
成となっている。

【００３０】そして、前記車両制御部６が、アクセル操
作具１１の操作量の情報、ブレーキ操作具１３の操作量
の情報、シフトポジションレバー１５の位置の情報、車
速検出情報等の走行駆動力調整情報に基づいて、駆動ユ
ニットＫに対する目標走行駆動力としての要求駆動力を
求めて、駆動ユニットＫの走行駆動力が上述したように
して求めた要求駆動力になるように自動調節すべく、モ
ータ制御部７、発電機制御部８、及び、エンジン制御部
１０に制御情報を出力して、エンジン２、発電機３及び
電動モータ４の出力を制御するようになっている。

【００３１】詳述すると、例えば、シフトポジションレ
バー１５が「Ｄ」位置にあるときの車速の変化に対する
駆動ユニットＫの要求駆動力の変化特性が、図６に示す
ような特性として予め設定されており、前記車両制御部
６がこの特性に基づいて要求駆動力を求める構成となっ
ている。図６（イ）に示されるラインｑ１はアクセル操
作量が最大（全開）になったときの値に対応する車速の
変化に対する要求駆動力の変化を示しており、アクセル
操作量が変化した場合の要求駆動力の変化割合が図６
（ロ）に示すような特性として予め設定されている。そ
して、これらの特性から、そのときの車速に対応する要
求駆動力は、図６（イ）に示されるラインｑ１から求め
られる車速に対する値と、アクセル操作量の検出値に基
づく変化割合（％）との積により求められることにな
る。

【００３２】図６に示す特性において、正（＋）側は、
前進走行用の駆動力であることを示し、図において上側
ほど前進走行用の駆動力が大となる。負（−）側は、前
進走行用の駆動方向とは逆向きの駆動力であることを示
しており、図において下側ほど逆向きの駆動力が大とな
る。そして、図６のラインｑ２はアクセル操作量が最小
（全閉）で且つブレーキ操作量が最小になったときの要
求駆動力の変化特性を示しており、又、図６のラインｑ
３はブレーキ操作量が最大になったときの要求駆動力の
変化特性を示している。

【００３３】アクセル操作具１１並びにブレーキ操作具
１３が操作されていないときには、このラインｑ２を用
いて要求駆動力が求められることになる。上記ラインｑ
２より明らかなように、車速が設定車速より大でありア
クセルが全閉であるとき負（−）側の駆動力があるの
は、指示されている進行方向とは逆向きの駆動力が発生
することを示しており、ラインｑ２及びラインｑ３より
明らかなように、ブレーキ操作量が大であるほど負
（−）側の駆動力が大になるように設定されている。

【００３４】上記したような逆向き駆動力の変更調節
は、モータ制御部７が電動モータ４に通流する電流値を
変更調節することにより、電動モータ４の走行駆動力を
変更調節することによって行う。例えば、車両が高速で
走行している場合には、エンジンにて駆動力が出力され
て走行駆動されている状態で電動モータ４が回生制動力
により前記逆向き駆動力を発生する状態になり、回生制
動によって発生した電力がバッテリー１７に充電される
ようになっており、その電流を変更調節することで回生
制動力の大きさを調節する構成となっている。このよう
にして、回生制動力により図示しない油圧式の摩擦ブレ
ーキを補助する構成となっている。

【００３５】又、上記ラインｑ２より明らかなように、
車速が設定速度よりも低い低速状態において、アクセル
操作量が最小であってもクリープ走行用の走行駆動力Ｔ
_CRを出力させる形態で要求駆動力が設定される構成とな
っている。これは、例えば、停止している状態から車両
を微速で発進させたい場合等に対応できるようにして操
作性を向上させたものである。車速が低速で要求される
駆動力が小さい場合には、エンジン２を停止させた状態
で電動モータ４の駆動力のみにより車輪を駆動するよう
に構成してあり、上記したようなクリープ走行用の走行
駆動力Ｔ_CRも電動モータ４にて出力する構成となってい
る。

【００３６】以下、車両が停車している状態から発進し
て走行し、その後、減速して停止するまでの各操作段階
での夫々の運転モードにおける制御内容について簡単に
説明する。エンジン２、電動モータ４、及び、発電機３
が回転を停止している停止状態（図４の特性線Ｌ１に対
応）から、アクセルが踏み込み操作されると、先ず、エ
ンジン２を停止した状態で電動モータ４に前進走行用の
駆動トルクを発生させて車両を発進させる（図４の特性
線Ｌ２に対応）。具体的には、車両制御部６がアクセル
操作量の情報等に基づいて要求駆動力を求めるととも
に、その要求駆動力に対応する出力を発生するための制
御情報を求め、モータ制御部７にその制御情報を指令す
る。モータ制御部７は対応する駆動力になるように電動
モータ４に対する供給電流値を制御する。このとき発電
機３は無負荷状態である。

【００３７】エンジン２を始動させる必要がある場合に
は、発電機３を始動用モータとして利用して回転駆動さ
せてエンジン２を始動させる（図４の特性線Ｌ３に対
応）。つまり、車両制御部６がエンジン２の始動に必要
な発電機３の目標回転速度を求め、その目標回転速度の
指令情報を発電機制御部８に指令し、発電機制御部８
が、対応する目標回転速度になるように発電機３に対す
る駆動用の供給電流値を制御する。そして、発電機制御
部８により発電機３の駆動トルクが正から負に切り換わ
り、後述するようにエンジン２の始動が確認されると、
その後は発電機３の回転を停止させて機械的に制動をか
けて停止状態を維持するようになっている（図４の特性
線Ｌ４に対応）。バッテリー１７の充電状態が低下して
充電が必要であると判断されると、エンジン２の動力に
より発電機３を駆動して発電してバッテリー１７を充電
するようになっている（図４の特性線Ｌ５に対応）。

【００３８】エンジン２が始動した後において、エンジ
ン２に対するスロットル開度及び燃料噴射量は、エンジ
ンの回転速度の変化に対して運転効率が最も大きくなる
ような最適燃費ラインに沿って変化するように前記出力
調節部９における電子スロットル弁やインジェクターを
自動調節する構成となっている。説明を加えると、図５
に、エンジン２の運転効率の高い点に沿うように予め設
定されたエンジン２の回転速度に対する目標スロットル
開度の変化特性、すなわち、最適燃費ラインが示されて
おり、前記要求駆動力や車速の情報からエンジンの目標
回転速度を求めて、その目標回転速度とこの最適燃費ラ
インとからそのときの目標スロットル開度を求め、実際
のスロットル開度が目標スロットル開度になるように電
子スロットル弁を自動調節するようになっている。尚、
図示はしないが、目標スロットル開度に対応する燃料噴
射量も合わせて求められ、対応する燃料噴射量になるよ
うにインジェクターによる燃料噴射量を自動調節するこ
とになる。このようなエンジン２の出力調整処理がエン
ジン２を高効率運転状態で運転することに対応する。
尚、詳細については後述するが、高出力の要求を判別し
た場合には、前記高効率運転状態に替えて高出力運転状
態で運転するようになっている。

【００３９】そして、上記したような最適燃費ラインに
基づくエンジン２の駆動力では要求駆動力に不足する走
行駆動力を電動モータ４により出力するようになってい
る。又、アクセル操作が解除されてアクセル操作量が最
小になる状態では、図６（イ）のラインｑ２に示すよう
に要求駆動力が負（−）側、すなわち、指示されている
進行方向とは逆向きの要求駆動力となる。車速が高速で
あれば、要求駆動力に対応する回生制動力を発生するた
めの目標電流値を求めて、電動モータ４からバッテリー
１７に供給される電流が目標電流値になるように電流量
を調整制御する。このとき、電動モータ４は発電機とし
て機能し発電した電力はバッテリ１７に蓄電される構成
となっている。車速が低速になり、要求駆動力に対する
回生制動力が充分でないときは、前記逆向きの要求駆動
力を発生するための目標電流値を求めて、バッテリー１
７から電動モータ４へ供給される電流が目標電流値にな
るように電流量を調整制御することになる。このとき、
電動モータ４は走行駆動力を発生する駆動源として機能
する状態となっている。

【００４０】車両を停止させるためにブレーキ操作が行
われると、指示されている進行方向とは逆向きの要求駆
動力が発生するように、電動モータ４の電流値を調節す
るとともに、ブレーキ操作量が大であるほど逆向き駆動
力が大になるように電流値を変更調節するようになって
いる。又、車速がクリープ車速以下にまで減速すると、
アクセル操作量が最小であっても上記したような前進走
行用のクリープ走行用の走行駆動力を出力すべく電動モ
ータ４の電流値を変更調節するようになっている。

【００４１】シフトポジションレバー１５が「Ｄ」位置
にある場合について説明したが、それ以外の指令位置、
例えば、「Ｂ」位置にある場合や「Ｒ」位置にある場合
であっても、同じような処理を実行することになる。但
し、このように走行用の指令位置が異なると、車速の変
化に対する要求駆動力の変化特性として異なる特性が用
いられることになる。例えば、「Ｂ」位置では、「Ｄ」
位置に比べて、アクセルが全閉であるときの逆向き走行
駆動力が大きめの値が設定されることになるが、それら
の詳細については説明は省略する。

【００４２】上述したような駆動ユニットＫに対する走
行駆動力の調整処理が運転処理に対応しており、車両制
御部６、モータ制御部７、発電機制御部８、エンジン制
御部１０の夫々により運転処理を実行する制御手段Ｈが
構成される。この制御手段Ｈの制御内容について図面を
参照しながら説明を加えると、図７に示すように、先
ず、アクセル操作量検出センサＳ１にて検出されるアク
セル操作具１１の操作量の情報、ブレーキ操作量検出セ
ンサＳ２にて検出されるブレーキ操作具１３の操作量の
情報、シフトポジションセンサＳ３にて検出されるシフ
トポジションレバー１５の位置の情報、車速センサＳ４
にて検出される車速検出情報、エンジン回転センサＳ５
にて検出されるエンジン２の回転速度の情報等の夫々を
取り込み、それらの各種の情報に基づいて、現在の車両
の走行状態が上述したような各種の運転モードのうちの
いずれの運転モードにあるかを判断する処理や、上記各
種の検出情報に基づいて、駆動ユニットＫが出力すべき
要求駆動力を求める処理、及び、エンジン２を始動させ
たり、停止させたりする必要があるか否かの判断処理等
を含む演算処理を実行する。

【００４３】そして、前記演算処理にて演算された結果
に基づいて、エンジン２を始動させるエンジン始動処
理、エンジン２の出力を調整するエンジン出力処理、運
転モードに応じて必要とされる運転状態になるように電
動モータ４の出力を調整するモータ出力処理、及び、運
転モードに応じて必要とされる運転状態になるように発
電機３の出力を調整する発電機出力処理の夫々を実行す
るように構成されている。これらの一連の処理が運転処
理に対応する。

【００４４】前記制御手段Ｈは、前記エンジン始動処理
において、エンジン始動条件が成立すると、エンジン始
動用モータの一例である発電機３を用いて、例えばアイ
ドリング状態に対応する始動用スロットル開度でエンジ
ン２の始動を開始して、エンジン２が起動確認回転状態
で回転することが設定時間継続すると起動完了とする処
理を実行するように構成され、そのエンジン始動処理に
おいて、走行駆動力調整情報に基づいて高出力の要求を
判別した場合には、始動用スロットル開度でエンジン２
の始動を開始したのち、起動確認回転状態で回転するこ
とが確認されると、その時点で起動完了とするように構
成されている。

【００４５】次に、図８に示すフローチャートに基づい
て制御手段Ｈによるエンジン始動処理の具体的な制御動
作について説明する。先ず、前記演算処理の結果に基づ
いて、エンジン２を始動する必要があるか否かを判別し
て（ステップ１）、始動する必要があると判別すると、
エンジン２を始動させる（ステップ２）。すなわち、前
記演算処理において、例えば、エンジンが停止している
状態で車速が設定速度を越えると、エンジンを始動する
必要があると判断されるが、ステップ１にて、その判断
結果が判別されるのである。エンジンを始動させる処理
は、エンジン２を回転させる方向に発電機３が回転する
ように駆動電流を供給して駆動トルクを発生させてエン
ジン２を始動させるとともに、始動用のスロットル開度
と始動用の燃料噴射量になるように調節する。具体的に
は、エンジン２の始動に適正となる前記発電機３の目標
回転速度を求め、その目標回転速度の指令情報を発電機
制御部８に指令するとともに、スロットル開度が始動用
スロットル開度になり、それに対応した始動用の燃料噴
射量になるように、エンジン制御部１０に指令情報を指
令する。そうすると、前記発電機出力処理において、発
電機制御部８が、発電機３に対する駆動用の供給電流値
を制御してエンジン２を回転させる方向に発電機３を目
標回転速度で回転させる。又、エンジン出力処理におい
て、スロットル開度が始動用スロットル開度になり、そ
れに対応した始動用の燃料噴射量になるように、エンジ
ン制御部１０が電子スロットル弁とインジェクターとを
制御する。そして、燃料カットモードとして処理すべき
予め設定されている動作異常が発生していれば、その後
の処理を中止する（ステップ３）。尚、この燃料カット
モードであれば、エンジン出力処理においてエンジンを
停止させる処理を実行することになる。

【００４６】燃料カットモードでなければ、エンジン回
転センサＳ５にて検出されるエンジン回転速度（設定時
間当たりの回転数）が設定値以上にまで上昇し、且つ、
エンジン２が設定値以上のトルクを発生している起動確
認回転状態で回転しているか否かが判別される（ステッ
プ３、４、５）。エンジン２が設定値以上のトルクを発
生しているか否かの判別について説明を加えると、発電
機制御部８により前記目標回転速度で駆動回転している
発電機３の駆動トルクが正から負に変化したことを判別
してエンジンの動力により駆動されている状態になった
ことが判断され、且つ、発電機３の出力からエンジン２
が設定値以上のトルクを発生しているか否かを判別する
ことになる。

【００４７】前記起動確認回転状態で回転していること
が判別されると、そのときのアクセル操作量検出センサ
Ｓ１の検出値に基づいて、高出力が要求されているか否
かが判断される。具体的には、アクセル操作量検出セン
サＳ１の検出値が設定量以上であれば高出力要求状態で
あることの判断条件を満たしていると判断し、アクセル
操作量検出センサＳ１の検出値が設定量未満であれば高
出力要求状態であることの判断条件を満たしていないと
判断する（ステップ６）。

【００４８】そして、アクセル操作量検出センサＳ１の
検出値が設定量未満であれば、起動確認回転状態で回転
することが設定時間（数秒間）継続するとエンジン始動
が完了したと判断して、エンジン始動処理を終了して、
エンジン２にて走行駆動力を出力するエンジンパワーモ
ードを設定する（ステップ７、８）。アクセル操作量検
出センサＳ１の検出値が設定量以上であれば、前記起動
確認回転状態で回転することが確認されると、ステップ
７の前記設定時間待つ処理を実行することなく、その時
点でエンジン始動が完了したものと判断して、エンジン
始動処理を終了して、エンジン２にて走行駆動力を出力
するエンジンパワーモードを設定する（ステップ６、
８）。

【００４９】このようにして、高出力が要求される場合
には、前記起動確認回転状態で回転することが確認され
てから設定時間経過するまでの間、待機することがな
く、すぐに、エンジン２により走行駆動力を出力する状
態に移行するので、電動モータ４にて出力すべき要求駆
動力をそれだけ少ないもので済ませることができ、電動
モータを駆動するためにバッテリーを流れる電流が一時
的にバッテリーの許容値を越えるような過大な値になる
おそれが少ないものとなる。

【００５０】更に、前記制御手段Ｈは、前記エンジン出
力処理において、通常では、上述したように前記最適燃
費ラインに基づいてエンジン２の出力が調整される高効
率運転状態でエンジン２を運転する制御状態となるよう
に構成され、後述するように、高出力が要求されている
と判別した場合には、前記高効率運転状態に替えて高出
力運転状態でエンジン２を運転する制御状態となるよう
に構成されている。この高出力運転状態とは、高効率運
転状態にて運転する場合に比べて大きい走行駆動力を出
力する運転状態である。前記高効率運転状態でエンジン
２を運転する場合だけでなく、前記高出力運転状態でエ
ンジン２を運転する場合であっても、エンジン２が出力
する走行駆動力では要求駆動力に対して不足するとき
は、モータ出力処理において、その不足する走行駆動力
を電動モータ４にて出力させることになる。

【００５１】このエンジン出力処理は、次のような処理
を実行することになる。先ず、スロットル開度の制御目
標値を設定するためのスロットル開度の制御目標値設定
処理を実行し、実際のスロットル開度が設定された制御
目標値になるように電子スロットル弁の動作を制御する
スロットル調節処理を実行し、且つ吸入空気量とエンジ
ン回転速度に対応する燃料噴射量も合わせて求められ、
対応する燃料噴射量になるように自動調節されることに
なる。

【００５２】次に、スロットル開度の制御目標値設定処
理について、図９のフローチャートに基づいて具体的に
説明する。このスロットル開度の制御目標値設定処理を
実行するに際して、最適燃費ラインとは別に、図１０に
示すように、アクセル操作量検出センサＳ１にて検出さ
れるアクセル操作量に対する高出力用の目標スロットル
開度の変化特性、すなわち、高出力ラインが予め設定さ
れて記憶されており、この高出力ラインでは、アクセル
操作量が設定開度ａ以上の大側の操作域（図中にてＢ１
で示す）に至ると、エンジン２のスロットル開度を全開
とする運転状態となるように高出力用の目標スロットル
開度が設定されている。尚、この高出力ラインでは、ア
クセル操作量が前記設定量よりも小側の操作域（図中に
てＢ２で示す）では、アクセル操作量が大になるほどス
ロットル開度が大になる比例関係で変化する特性となっ
ており、後述するように、最適燃費ラインによる目標ス
ロットル開度に代えて、この高出力ラインによる目標ス
ロットル開度にて制御される状態に切り換わっても、こ
の高出力ラインのうち図中にてＢ２で示すラインに沿っ
て変化させるようにして、小さめの開度から急激にスロ
ットル開度を全開とさせるような変化を抑制して、エン
ジンの耐久性を低下させる等の不利を回避させるように
している。

【００５３】そして、スロットル開度の制御目標値設定
処理においては、高出力ラインに基づいて求められる目
標スロットル開度と、最適燃費ラインに基づいて求めら
れる目標スロットル開度とを大小比較することにより、
高出力が要求されているか否かを判別して、高出力が要
求されていると、高出力ラインに基づいて求められる目
標スロットル開度になるようにスロットル開度を制御
し、高出力が要求されていなければ、最適燃費ラインに
基づいて求められる目標スロットル開度になるようにス
ロットル開度を制御するようにしている。

【００５４】つまり、最適燃費ラインに基づいて求めら
れる目標スロットル開度になるようにスロットル開度を
制御することが、エンジンを高効率運転状態で運転する
ことに対応し、高出力ラインに基づいて求められる目標
スロットル開度になるようにスロットル開度を制御する
ことが、エンジンを高出力運転状態で運転することに対
応する。

【００５５】具体的な処理動作について説明すると、エ
ンジン２にて走行駆動力を出力するエンジンパワー運転
を実行すべきエンジンパワーモードであるか否かを判断
し、エンジンパワーモードであれば以下の処理を実行
し、エンジンパワーモードでなければ、以後の処理を実
行することなく当該処理を終了する（ステップ１１）。
エンジンパワーモードであれば、上述したような最適燃
費ラインに基づいて目標スロットル開度を求め、その求
めた値をスロットル開度Ｘとする（ステップ１２）。説
明を加えると、上記したように各種の走行駆動力調整情
報に基づいて求められる要求駆動力及びそのときの車速
の情報からエンジン２の目標回転速度を求め、図５で示
す最適燃費ラインと、前記目標回転速度とから求めた値
をスロットル開度Ｘとするのである。

【００５６】次に、前記高出力ラインに基づいて目標ス
ロットル開度Ｙを求める（ステップ１３）。説明を加え
ると、そのときのアクセル操作量検出センサＳ１の検出
値を読み込むとともに、その検出値すなわちアクセル操
作量と、図１０に示す高出力ラインとから求めた値を目
標スロットル開度Ｙとするのである。

【００５７】次に、前記スロットル開度Ｘとスロットル
開度Ｙとの大きさを比較して、スロットル開度Ｘがスロ
ットル開度Ｙより大きい場合、すなわち、そのときのア
クセル開度が設定値以下であって高出力が要求されてい
ないと判別される場合には、スロットル開度Ｘを電子ス
ロットル弁に対する制御目標値として設定する（ステッ
プ１４、１５）。このようにスロットル開度の制御目標
値が設定されてエンジン２が運転される状態が高効率運
転状態に対応する。スロットル開度Ｘがスロットル開度
Ｙより小さい場合、すなわち、そのときのアクセル操作
量が設定値よりも大であって高出力が要求されているも
のと判別される場合には、スロットル開度Ｙを電子スロ
ットル弁に対する制御目標値として設定する（ステップ
１６）。このようにスロットル開度の制御目標値が設定
されてエンジン２が運転される状態が高出力運転状態に
て運転される状態に対応する。尚、図示はしないが、吸
入空気量とエンジン回転速度に対応する燃料噴射量も合
わせて求められ、対応する燃料噴射量になるように自動
調節されることになる。

【００５８】従って、高出力が要求される場合には、エ
ンジン２のスロットル開度を全開とする高出力運転状態
でエンジン２が駆動されることになり、電動モータ４に
て出力すべき走行駆動力をそれだけ少ないもので済ませ
ることができ、電動モータを駆動するためにバッテリー
を流れる電流が一時的にバッテリーの許容値を越えるよ
うな過大な値になるおそれが少ないものとなる。又、高
出力が要求されて前記高出力運転状態でエンジン２が駆
動されている状態から、高出力の要求が解除されて、ア
クセル開度が設定値よりも小さくなると、スロットル開
度Ｘがスロットル開度Ｙより大きくなり、高効率運転状
態に移行することになる。

【００５９】〔別実施形態〕以下、別実施形態を列記す
る。

【００６０】（１）上記実施形態では、前記エンジン出
力処理において、前記スロットル開度Ｘとスロットル開
度Ｙとの大きさを比較して、スロットル開度Ｘがスロッ
トル開度Ｙより大きく高出力が要求されない状態であれ
ば直ちに高効率運転状態に移行し、スロットル開度Ｘが
スロットル開度Ｙより小さく高出力が要求される状態で
あれば直ちに高出力運転状態に移行するような構成とし
たが、このような構成に限らず、次のように構成しても
よい。例えば、高出力運転状態への移行は時間遅れなく
直ちに実行するが、高出力運転状態から高効率運転状態
への移行は、スロットル開度を漸減させるように切り換
えるような構成としてもよい。例えば、設定単位時間毎
に設定量づつスロットル開度を減少させて高効率運転状
態へ移行するような構成としてもよい。このように構成
すると、高出力の要求に対する応答性が良好であり、し
かも、高出力状態から通常の走行状態に復帰するときに
急激なスロットル開度の変化がなく、エンジン回転の急
変化による走行安定性の低下を極力防止できる。又、高
出力が要求される状態から高出力が要求されない状態に
切り換わっても、その高出力が要求されない状態が設定
時間継続してから、高効率運転状態に移行するような構
成としてもよい。

【００６１】（２）上記実施形態では、前記エンジン始
動処理において、前記走行駆動力調整情報に基づいて高
出力の要求を判別した場合には、前記起動確認回転状態
で回転することが確認されるとその時点で起動完了とす
る構成とし、更に、前記エンジン出力処理において、高
出力の要求を判別した場合に、前記エンジンを前記高効
率運転状態に替えて前記高出力運転状態で運転する構成
としたが、このような構成に代えて、次のように構成す
るものでもよい。 （イ）前記エンジン出力処理において高出力の要求を判
別した場合に、前記エンジンを前記高効率運転状態に替
えて前記高出力運転状態で運転する構成のみを採用し、
前記エンジン始動処理においては、常に、前記起動確認
回転状態で回転することが設定時間継続すると起動完了
とするように構成する。 （ロ）前記エンジン始動処理において高出力の要求を判
別した場合には、前記起動確認回転状態で回転すること
が確認されるとその時点で起動完了とする構成のみを採
用し、前記エンジン出力処理においては、エンジンは常
に高効率運転状態にて運転するような制御を行う構成と
する。

【００６２】（３）上記実施形態では、高出力の要求を
判別する構成として、前記エンジン始動処理において
は、アクセル開度が設定値以上になっていれば高出力の
要求があると判別する構成とし、制御目標値設定処理に
おいては、前記最適燃費ラインから求めた高効率運転用
のスロットル開度と、高出力用の目標スロットル開度と
を比較してそれらの判別結果から、高出力用の目標スロ
ットル開度が大きければ高出力の要求があると判別する
構成としたが、これらの構成に限らず、次の（ａ）〜
（ｄ）に例示するような各種の形態で実施することがで
きる。 （ａ）アクセル開度の変化率が設定値以上であり、且
つ、設定時間内におけるアクセル開度の変化量が設定値
以上であるときに、高出力が要求されていると判別する
構成。 （ｂ）アクセル開度の変化率が設定値以上の状態が設定
時間以上継続したときに、高出力が要求されていると判
別する構成。 （ｃ）アクセル開度の連続的な変化量が設定量以上であ
るときに、高出力が要求されていると判別する構成。 （ｄ）アクセル開度の大きさとその変化率とを用いて、
予め設定されるファジールールに基づくファジー推論に
より、高出力が要求される状態であるか否かを判断する
構成。

【００６３】（４）上記実施形態では、前記エンジンの
高出力運転状態として、前記エンジンのスロットル開度
を全開とする運転状態とする構成としたが、エンジンの
開度を予め設定された大きめのスロットル開度とするよ
うにしてもよく、あるいは、エンジンが最大トルクを発
生するようなスロットル開度であってもよく、要する
に、高効率運転状態に比べて高出力の運転状態であれば
よい。

【００６４】（５）上記実施形態では、車速が設定速度
以下になるとエンジン２は停止状態となり、車速が設定
速度を越えるとエンジンを始動する構成を例示したが、
このような構成に限らず、車速が設定速度を越える状態
であっても、走行負荷が軽く電動モータによる回生制動
状態が設定時間以上継続するような場合、例えば、長い
坂道を下り走行しているような場合に、エンジンを停止
状態にさせ、その後、登り坂に差し掛かって走行負荷が
大きくなると、エンジンを始動させる構成としてもよ
い。

【００６５】（６）上記実施形態では、駆動手段が前輪
を駆動する構成としたが、これに限らず、後輪を駆動す
る構成や、4 輪すべてを駆動する構成でもよく、又、駆
動手段として遊星ギア機構を備える構成を例示したが、
このような構成に限定されるものではなく、各種の伝動
機構を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】概略構成図

【図２】駆動ユニットを示す図

【図３】制御ブロック図

【図４】駆動ユニットの動作状態を示す共線図

【図５】最適燃費ラインを示す図

【図６】要求駆動力を示す図

【図７】制御動作のフローチャート

【図８】制御動作のフローチャート

【図９】制御動作のフローチャート

【図１０】高出力運転状態の目標スロットル開度の変化
を示す図

【符号の説明】

２ エンジン ４ 電動モータ Ｋ 駆動手段 Ｈ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 炭谷 俊弘 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内 (72)発明者 山口 和行 大阪府池田市桃園２丁目１番１号 ダイハ ツ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G093 AA07 BA08 BA15 BA21 CA01 CA07 CB06 DA01 DA06 DB05 DB11 DB15 EA01 EA04 EA05 EB08 EC01 FA06 FA11 FB01 5H115 PA12 PG04 PI16 PU01 PU25 QE01 QE03 QN06 RE02 RE05 SE03 SE05 SF01 TB01 TE02 TE03 TO21

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン及び電動モータを動力源として
   備え、走行装置を駆動する走行用駆動力を変更調整自在
   な駆動手段と、 その駆動手段を制御する制御手段とが設けられ、 その制御手段は、アクセル操作量を含む走行駆動力調整
   情報に基づいて求められる目標走行駆動力を、前記エン
   ジンを運転する場合には、前記エンジンを高効率運転状
   態で運転し且つエンジンが出力する走行駆動力では前記
   目標走行駆動力に対して不足する走行駆動力を前記電動
   モータにて出力させる形態で、かつ、前記エンジンの停
   止状態では、前記目標走行駆動力を前記電動モータにて
   出力させる形態で、前記駆動手段にて出力させるよう
   に、前記エンジンの運転及び前記電動モータの運転を制
   御する運転処理を実行するように構成されたハイブリッ
   ド車両の走行制御装置であって、 前記制御手段は、前記運転処理において、前記エンジン
   を運転する場合には、前記走行駆動力調整情報に基づい
   て高出力の要求を判別すると、前記エンジンを前記高効
   率運転状態に替えて高出力運転状態で運転させるよう
   に、前記エンジンの運転を制御するように構成されてい
   るハイブリッド車両の走行制御装置。
2. 【請求項２】 エンジン及び電動モータを動力源として
   備え、走行装置を駆動する走行用駆動力を変更調整自在
   な駆動手段と、 その駆動手段を制御する制御手段とが設けられ、 その制御手段は、アクセル操作量を含む走行駆動力調整
   情報に基づいて求められる目標走行駆動力を、前記エン
   ジンを運転する場合には、前記エンジンを高効率運転状
   態で運転し且つエンジンが出力する走行駆動力では前記
   目標走行駆動力に対して不足する走行駆動力を前記電動
   モータにて出力させる形態で、かつ、前記エンジンの停
   止状態では、前記目標走行駆動力を前記電動モータにて
   出力させる形態で、前記駆動手段にて出力させるよう
   に、前記エンジンの運転及び前記電動モータの運転を制
   御する運転処理を実行するように構成されたハイブリッ
   ド車両の走行制御装置であって、 前記制御手段は、 前記運転処理において、前記エンジンの停止状態にてエ
   ンジン始動条件が成立すると、始動用スロットル開度で
   前記エンジンの始動を開始して、エンジンが起動確認回
   転状態で回転することが設定時間継続すると起動完了と
   するエンジン始動処理を実行するように構成され、 そのエンジン始動処理において、前記走行駆動力調整情
   報に基づいて高出力の要求を判別した場合には、前記始
   動用スロットル開度で前記エンジンの始動を開始したの
   ち前記起動確認回転状態で回転することが確認される
   と、その時点で起動完了とするように構成されているハ
   イブリッド車両の走行制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御手段は、前記運転処理におい
   て、前記エンジンを運転する場合には、前記走行駆動力
   調整情報に基づいて高出力の要求を判別すると、前記エ
   ンジンを前記高効率運転状態に替えて高出力運転状態で
   運転させるように、前記エンジンの運転を制御するよう
   に構成されている請求項２記載のハイブリッド車両の走
   行制御装置。