JP2003269207A

JP2003269207A - 車両のハイブリッドシステム

Info

Publication number: JP2003269207A
Application number: JP2002072161A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Nishina; 充広仁科; Yuji Suzuki; 祐次鈴木; Tatsuji Miyata; 達司宮田
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2022-03-15
Also published as: JP3745697B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】車両のハイブリッドシステムにおいて、車両の
発進に係る回転電機およびエンジンの適正な制御の実現
を目的とする。【解決手段】クラッチ３ａが切断の停車状態のときにエ
ンジン１のアイドル制御を維持しつつ、運転者のアクセ
ル操作量を基に回転電機４の出力トルクを制御する手段
を備える。運転者のアクセル操作量に相当する車両駆動
トルクの要求量が回転電機の最大出力トルクよりも大き
い場合、クラッチ３ａを接続すると共に車両駆動トルク
の要求量を確保するようにエンジン１の出力トルクを制
御する手段、蓄電要素のSOCが所定レベル以下の場合、
クラッチ３ａを接続すると共に運転者のアクセル操作量
に相当する車両駆動トルクの要求量を確保するように回
転電機４の出力トルクとエンジン１の出力トルクをそれ
ぞれ所定の分担率に制御する手段、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両の動力源に
エンジンと回転電機（モータジェネレータ）を備える車
両のハイブリッドシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両のハイブリッドシステムとして、エ
ンジンの出力軸と変速機の入力軸を断続するクラッチ
と、電動機と発電機を兼ねる回転電機と、回転電機の入
出力軸と変速機の入力軸を連結する歯車伝達機構と、回
転電機から供給される電力を蓄える蓄電要素と、を備え
たものがある（特願2000-315757号、参照）。

【０００３】この先願例においては、蓄電要素のSOC（S
tate Of Chage）をパラメータに回転電機の出力とエン
ジンの出力との分担比を設定する制御マップがハイブリ
ッドシステムを司る制御装置（ハイブリッドECU）に備
えられる。

【０００４】制御装置は、制御マップから蓄電要素のSO
Cに応じた出力分担比を求め、この分担比とアクセル操
作量（車両駆動力の要求量）に基づいて、回転電機の出
力およびエンジンの出力を制御するのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】回転電機の最高出力は
低回転時に大きく、回転が上がるに連れて低下する特性
のため、車両の発進は回転電機の出力のみで行われるこ
とが望ましい。

【０００６】この発明は、このような要望に応える、車
両の発進に係る適正な制御の実現を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、エンジン
の出力軸と変速機の入力軸を断続するクラッチと、電動
機と発電機を兼ねる回転電機と、回転電機の入出力軸と
変速機の入力軸を連結する歯車伝達機構と、回転電機か
らの電力を蓄える蓄電要素と、を備える車両のハイブリ
ッドシステムにおいて、クラッチが切断の停車状態のと
きにエンジンのアイドル制御を維持しつつ、運転者のア
クセル操作量を基に回転電機の出力トルクを制御する手
段、を備えたことを特徴とする。

【０００８】第２の発明は、第１の発明に係る車両のハ
イブリッドシステムにおいて、運転者のアクセル操作量
に相当する車両駆動トルクの要求量が回転電機の最大出
力トルクよりも大きい場合、クラッチを接続すると共に
車両駆動トルクの要求量を確保するようにエンジンの出
力トルクを制御する手段、を備えたことを特徴とする。

【０００９】第３の発明は、第１の発明に係る車両のハ
イブリッドシステムにおいて、蓄電要素のSOCが所定レ
ベル以下の場合、クラッチを接続すると共に運転者のア
クセル操作量に相当する車両駆動トルクの要求量を確保
するように回転電機の出力トルクとエンジンの出力トル
クをそれぞれ所定の分担率に制御する手段、を備えたこ
とを特徴とする。

【００１０】第４の発明は、第１の発明に係る車両のハ
イブリッドシステムにおいて、クラッチが切断かつエン
ジンがアイドル制御かつ変速機が発進段セット、の発進
待機状態に制御する手段、を備えたことを特徴とする。

【００１１】第５の発明は、第３の発明に係る車両のハ
イブリッドシステムにおいて、所定の分担率を蓄電要素
のSOCに応じて設定する手段、を備えることを特徴とす
る。

【００１２】

【発明の効果】第１の発明においては、回転電機の出力
トルクによる、車両の発進および加速が図れる。また、
エンジンがアイドル制御で待機するので、車両駆動力の
不足に適正かつ機敏な対処が可能となる。

【００１３】第２の発明においては、エンジンの出力ト
ルクを併用することにより、回転速度の上昇に伴う回転
電機の最大出力トルクの低下に対処できる。

【００１４】第３の発明においては、エンジンの出力ト
ルクを併用することにより、蓄電要素のSOCの低下に適
正かつ機敏な対処が得られる。所定の分担率に回転電機
の出力トルクも所定の分担率に制御するので、蓄電要素
の過放電を防止しつつ、蓄電要素の電力（蓄電量）を効
率よく活用できる。

【００１５】第４の発明においては、発進待機状態か
ら、運転者のアクセル操作が行われると、回転電機の出
力トルクにより、車両の発進へ機敏に移行できる。

【００１６】第５の発明においては、所定の分担率が蓄
電要素のSOCをパラメータに設定されるので、蓄電要素
の過放電を防止しつつ、蓄電要素の電力（蓄電量）が最
大限に活用可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１において、１はエンジン、２
は歯車式の変速機であり、これらの間に摩擦クラッチ３
ａが介装される。エンジン１は、ディーゼルエンジン
（または高圧天然ガスを燃料とするCNGエンジン）が採
用される。４は回転電機（モータジェネレータ）であ
り、その入出力軸は噛合クラッチ３ｂおよび動力伝達機
構５（ギヤボックス）を介して変速機２の入力軸に連結
される。

【００１８】変速機２には、そのギヤシフトを制御する
コントロールユニット６（FCT-ECU）が備えられる。コ
ントロールユニット６は、ハイブリッド制御ユニット１
０（ハイブリッドECU）に接続され、運転室のチェンジ
レバー装置７からの変速要求に基づくハイブリッドECU
１０の命令に従ってギヤシフトを制御する。

【００１９】摩擦クラッチ３ａ（エンジンクラッチ）に
は、これを断続するクラッチアクチュエータ８（クラッ
チブースタ）が備えられる。クラッチアクチュエータ８
は、運転者のペダル操作またはハイブリッドECU１０の
要求に応じてエンジン１から変速機２およびギヤボック
ス５への動力の伝達を断続する。

【００２０】噛合クラッチ３ｂ（モータクラッチ）は、
回転電機の運転停止時にその慣性質量を駆動系から分離
するためのものであり、ハイブリッドECU１０の要求に
応じて回転電機４からギヤボックス５またはその逆方向
への動力の伝達を断続するクラッチアクチュエータ（図
示せず）が備えられる。

【００２１】回転電機４は、高効率および小形軽量化の
面から、永久磁石型同期電動機（ＩＰＭ同期モータ）が
使用され、図外の蓄電要素にインバータを介して接続さ
れる。蓄電要素には、ブレーキエネルギを短時間で無駄
なく高効率に回生するため、車両の電池許容質量に対し
て必要な出力密度を確保しやすい、電気二重層キャパシ
タが使用される。

【００２２】インバータは、ハイブリッドECU１０の要
求に応じて回転電機４を電動モードまたは発電モードに
制御する。電動モードにおいては、蓄電要素の充電電力
（直流電力）を交流電力に変換して回転電機４を駆動す
る一方、発電モードにおいては、回転電機４の発電電力
（交流電力）を直流電力に変換して蓄電要素を充電す
る。

【００２３】ハイブリッドECU１０は、摩擦クラッチ３
ａのストロークを検出するクラッチストロークセンサ１
４、噛合クラッチ３ｂの断続を検出するポジションスイ
ッチ（図示せず）、エンジンの回転速度を検出するエン
ジン回転センサ１６、アクセルペダル１２の踏み量から
アクセル開度（要求駆動力）を検出するアクセル開度セ
ンサ１３、クラッチペダル２３の開放（初期位置）およ
び踏込み（作動位置）を検出するペダルスイッチ１４
ａ，１４ｂ、変速機２の出力側の回転速度（プロペラシ
ャフト回転速度）を検出するPS回転センサ１８（車速セ
ンサ）、変速機２の入力側の回転速度（カウンタシャフ
ト回転速度）を検出するCP回転センサ１９、等に接続さ
れる。

【００２４】これらの検出信号および蓄電要素のSOC（S
tate Of Chage）を含む各種情報（回転電機４のインバ
ータ，変速機２のコントロールユニット６、等から得ら
れる）に基づいて、ハイブリッドECU１０は、摩擦クラ
ッチ３ａのクラッチアクチュエータ８，噛合クラッチ３
ｂのクラッチアクチュエータ，回転電機４のインバー
タ、を制御する一方、変速機２のコントロールユニット
６への命令（目標ギヤ信号，ギヤ抜きのタイミング信
号，ギヤ入れのタイミング信号、など）、図示省略のブ
レーキ制御ユニット（ブレーキECU）およびエンジン制
御ユニット（エンジンECU）への要求、を送信する。

【００２５】図２は、蓄電要素のSOCをパラメータに回
転電機４の出力トルクとエンジン１の出力トルクとの分
担率を設定する制御マップであり、ハイブリッドECU１
０に格納される。ハイブリッドECU１０は、制御マップ
から蓄電要素のSOC情報に応じた出力トルク分担率を求
め、この分担率と要求駆動トルク（アクセル操作量）に
基づいて、エンジンECUとの協調制御により、回転電機
４の出力およびエンジン１の出力を制御する。つまり、
回転電機４が分担出力トルクを発生するようにインバー
タ１１を制御する一方、エンジンECUへの要求（エンジ
ン１が分担出力トルクに応じた燃料供給量）を送信する
のである。

【００２６】回転電機４の出力トルク分担率＝１（エン
ジン１の出力トルク分担率＝０）の場合、摩擦クラッチ
３ａが切断かつ噛合クラッチ３ｂが接続の状態におい
て、アクセル操作量に相当する要求駆動トルクが回転電
機４から得られるようにインバータ１１を制御する。回
転電機４の出力トルク分担率＜１（エンジン１の出力ト
ルク分担率＞０）の場合、摩擦クラッチ３が接続かつ噛
合クラッチ３ｂが接続の状態において、蓄電要素のSOC
の低下に連れて回転電機４の分担出力トルクが小さくな
り、それに応じてエンジン１の分担出力トルクが大きく
なるようにエンジンECUへの要求およびインバータ１１
を制御する。エンジン１の出力トルク分担率が＝１（回
転電機の出力トルク分担率＝０）の場合、摩擦クラッチ
３ａが接続かつ噛合クラッチが切断の状態において、ア
クセル操作量に相当する要求駆動トルクがエンジン１か
ら得られるようにエンジンECUへの要求を制御する。

【００２７】ハイブリッドECU１０は、ブレーキECUとの
協調制御により、ブレーキペダルの踏み量（要求制動
力）に基づいて、蓄電要素への充電が可能な限り、摩擦
クラッチ３ａが切断かつ噛合クラッチ３ｂが接続の状態
において、後輪の配分制動力（要求制動力×制動力配分
比）に相当する回生制動力が回転電機４から得られるよ
うにインバータ１１を制御する一方、前輪の配分制動力
を発生させるのに加え、後輪の配分制動力を回生制動力
で賄い切れない場合、その不足分の制動力を後輪に発生
させるようにブレーキECUへの要求を制御する。また、
蓄電要素のSOC情報から、発電の必要を判定すると、摩
擦クラッチ３ａが接続かつ噛合クラッチ３ｂが接続の状
態において、エンジン１の出力に余裕がある場合、回転
電機４の発電により、蓄電要素を充電するようにインバ
ータを制御する。

【００２８】図１において、２０は中継シリンダであ
り、その内部にその軸方向へ摺動可能な２つのピストン
２０ａ，２０ｂが収装され、これらの互いに向き合う受
圧面で仕切られる液圧室Ａと、ピストンの液圧室Ａと反
対側の受圧面で仕切られる液圧室Ｂと、ピストンの液圧
室Ａと反対側の受圧面に仕切られる液圧室Ｃと、を備え
る。

【００２９】液圧室Ａの油圧を給排するのが自動制御回
路２１、液圧室Ｂの油圧を駆動力に摩擦クラッチ３ａを
断続するのがクラッチブースタ８（クラッチアクチュエ
ータ）であり、クラッチペダル２３に連動するマスタシ
リンダ２４を含む手動制御回路２５が液圧室Ｃに接続さ
れる。

【００３０】自動制御回路２１は、リザーバ２６と液圧
室Ａとの間において、クラッチ切断用の油圧ポンプ２７
と、クラッチ緩接続用の電磁弁２８と、クラッチ急接続
用の電磁弁２９と、が並列に介装される。電磁弁２８，
２９の閉弁状態において、油圧ポンプ２７が駆動する
と、リザーバ２６の油が加圧され、液圧室Ａへ送り込ま
れる。油圧ポンプ２７から液圧室Ａへの油圧は、油圧ポ
ンプ２７の停止により封じ込められる。このポンプの停
止状態において、電磁弁２８または２９が開弁すると、
液圧室Ａの油圧が電磁弁２８または２９を介してリザー
バ２６側へ開放（排出）されるのである。

【００３１】中継シリンダ２０は、図示の状態におい
て、油圧ポンプ２７から液圧室Ａに油圧の供給を受ける
と、ピストン２０ａの往動により、液圧室Ｂが収縮さ
れ、その油圧をクラッチブースタ８へ供給する。油圧ポ
ンプ２７の停止状態において、液圧室Ａの油圧が電磁弁
２８または２９を介して開放されると、ピストン２０ａ
の復動により、液圧室Ｂがクラッチブースタ８からの油
圧を受け入れながら拡張する。

【００３２】ハイブリッドECU１０は、摩擦クラッチ３
ａの切断が必要になると、電磁弁２８，２９の閉弁状態
において、油圧ポンプ２７を駆動する。クラッチブース
タ８の伸張により、摩擦クラッチ３ａが切断されると、
摩擦クラッチ３ａを切断状態に保持するよう、油圧ポン
プ２７を停止させる。その一方、摩擦クラッチ３ａの接
続が必要になると、油圧ポンプ２７を停止状態に維持し
つつ、要求されるクラッチのストローク特性に応じて電
磁弁２８、２９の開弁を選択的に制御する。摩擦クラッ
チ３ａの急接続が必要なときは、電磁弁２８を開弁する
一方、摩擦クラッチ３ａの緩接続が必要なときは、電磁
弁２９を開弁する。クラッチブースタ８の収縮により、
摩擦クラッチ３ａが接続されると、電磁弁２８または２
９を閉弁状態に切り替える。

【００３３】摩擦クラッチ３ａの接続状態において、ク
ラッチペダル２３が踏み込まれると、マスタシリンダ２
４から液圧室Ｃへ油圧が供給される。中継シリンダ２０
は、図示の状態において、ピストン２０ｂ，２０ａの往
動により、液圧室Ｂが収縮され、クラッチブースタ８へ
油圧を供給する。クラッチペダル２３が戻されると、そ
の分の油圧が液圧室Ｃからマスタシリンダ２３へ戻さ
れ、ピストン２０ａ，２０ｂの復動により、液圧室Ｂが
クラッチブースタ８からの油圧を受け入れながら拡張す
る。つまり、手動制御回路２５により、クラッチペダル
２３の踏み量に応じた摩擦クラッチ３ａの断続が行える
のである。

【００３４】自動制御回路２１の働きに基づく、摩擦ク
ラッチ３ａの切断状態においては、中継シリンダ２０の
液圧室Ａに油圧が封じ込められ、クラッチペダル２３が
踏み込めないことになる。そのため、ハイブリッドECU
１０にペダルスイッチ１４ａがOFFすると、再びONする
までの間、自動制御回路２１の電磁弁２９を開弁状態に
保持する機能（クラッチリリース）が設定される。クラ
ッチペダル２３の初期位置とマスタシリンダ２４の初期
位置との間に遊びが設けられ、ペダルスイッチ１４ａ
は、クラッチペダル２３の初期位置でONする一方、クラ
ッチペダル２３が初期位置から踏まれるとOFFするよう
に配置される。

【００３５】図３は、車両の発進に係る制御系の機能的
なブロック構成を表すものである。ハイブリッドECU１
０は、各種の検出信号から運転状態を検知する手段４０
（運転状態検知手段）と、蓄電要素３４（キャパシタ蓄
電装置）のSOCを判定する手段４３（蓄電状態判定手
段）と、噛合クラッチ３ｂのポジションスイッチ３３
（モータクラッチ位置検出手段）からの入力信号に基づ
いて、モータクラッチ３ｂ（噛合クラッチ）が接続状態
かどうかを確認する手段４２（モータ接続状態確認判定
手段）と、運転状態検知情報に基づいて、車両の発進前
準備操作の確認処理を行う手段４１（車両発進前準備操
作確認判定手段）と、運転状態検知情報およびSOC情報
に基づいて、必要な時期にエンジン−回転電機（モー
タ）に係る走行状態をモータの単独走行またはエンジン
−モータの併用走行に決定する手段４７（エンジン−モ
ータ走行状態決定手段）と、が備えられる。

【００３６】車両の発進前準備操作の確認情報とモータ
接続状態の確認情報およびエンジン−モータ走行状態の
決定情報とから、車両の発進モードをモータ単独発進ま
たはエンジン−モータの併用発進に決定する手段４４
（発進モード決定手段）と、発進モードが決定されると
その情報に基づいて、エンジンの始動を決定する手段４
５（エンジン始動決定手段）と、発進モードが決定され
るとその情報およびエンジン−モータの走行状態の決定
情報に基づいて、エンジンクラッチ３ｂ（摩擦クラッ
チ）の断続（位置）を決定する手段４６（エンジンクラ
ッチ位置決定手段）と、エンジン−モータの走行状態の
決定(SOC）情報に基づいて、図２の制御マップからエン
ジン１の出力トルクと回転電機４の出力トルクとの分担
率を決定する手段４８（駆動トルク分担率決定手段）
と、この分担率と要求駆動トルク（アクセル操作量）と
から回転電機４の出力トルクを決定する手段４９（モー
タトルク決定手段）と、同じく分担率と要求駆動トルク
とからエンジン１の出力トルクを決定する手段５０（エ
ンジントルク決定手段）と、が設けられる。

【００３７】３８はエンジン１の始動が決定されるとそ
の情報に応じてエンジン１の始動を制御する手段（エン
ジン始動制御手段）、３７はエンジンクラッチ３ａの位
置が決定されるとその情報に応じて摩擦クラッチ３ａの
断続を制御する手段（エンジンクラッチ位置制御手
段）、３６はモータトルクの決定情報に応じて回転電機
４の出力トルクを制御する手段（モータ出力制御手段：
インバータ）、３２はエンジントルクの決定情報に応じ
てエンジン１の出力トルクを制御すると共に後述する発
進の手動制御時にエンジンの出力トルクをアクセル開度
センサの検出信号およびエンジン回転センサの検出信号
に基づいて制御する手段３２（エンジン出力制御手
段）、である。

【００３８】シフト操作SW検出手段７ａはチェンジレバ
ー装置７に収装される。クラッチ位置検出手段１４Ａは
クラッチストロークセンサ１４およびペダルスイッチ１
４ａ，１４ｂから構成される。３０は変速機４のシフト
位置センサ（ギヤ位置検出手段）、３１はブレーキ操作
検出手段であり、ブレーキペダルの踏み量を検出する。

【００３９】図４および図５は、車両の発進に係る制御
内容を説明するフローチャートである。図４のS1におい
ては、運転状態の検知処理により、エンジン１が停止か
つ摩擦クラッチ３ａが接続かつ変速機２がニュートラ
ル、の停車状態のときに停止フラグ＝１とする。S2にお
いては、停止フラグ＝１かどうかを判定する。S2の判定
がyesのときは、S3へ進む一方、S2の判定がnoのとき
は、図５の走行時判断処理へ移行する。

【００４０】S3においては、車両の発進前準備操作確認
処理により、ブレーキ操作の解除が確認されると、発進
条件成立フラグ＝１とする。S4においては、発進条件成
立フラグ＝１かどうかを判定する。S4の判定がyesのと
きは、S5へ進む一方、S4の判定がnoのときは、S19へ飛
び、停車状態（エンジン１が停止かつ摩擦クラッチ３ａ
が接続かつ変速機２がニュートラル）を維持する。

【００４１】S5においては、蓄電要素３４の蓄電状態
（SOC）判定処理を行う。S6においては、エンジン始動
方法の決定処理を行う。この処理は、エンジン１の始動
をセルモータにより行うのか、それとも回転電機４の出
力により行うのか、を決定するものである。S7において
は、この決定方法に従ってエンジン１の始動を制御す
る。エンジン１の始動が回転電機４の出力による場合、
エンジンクラッチ３ａおよびモータクラッチ３ｂを一時
的に接続した状態において、回転電機４にエンジンの始
動トルクを発生させるようにインバータ３６を制御す
る。いずれの方法においても、エンジン１の始動が完了
すると、エンジン始動フラグ＝１とする。

【００４２】S8においては、エンジン始動フラグ＝１か
どうかを判定する。S8の判定がyesのときは、S9へ進む
一方、S8の判定がnoのときは、S20へ飛び、エンジン１
の再始動処理を行う。S9においては、エンジン１のアイ
ドル制御を開始する。S10においては、モータクラッチ
位置確認処理により、モータクラッチ3bが接続状態のと
きにモータクラッチ接状態フラグ＝１とする。

【００４３】S11においては、モータクラッチ接状態フ
ラグ＝１かどうかを判定する。S11の判定がyesのとき
は、S12へ進む一方、S11の判定がnoのときは、S18へ飛
び、モータクラッチ３ｂの再接続処理を行う。S12，S13
においては、蓄電要素３４のSOCに基づく、発進モード
決定処理により、マニュアル発進モードが選択されず、
SOCが所定レベル以上のときは、モータ発進許可フラグ
＝１とする。

【００４４】図６は、S13の処理内容を説明するルーチ
ンである。S61においては、クラッチペダ信号を読み取
り、クラッチペダル２３が開放位置（ペダルスイッチ１
４ａがON）のときにクラッチペダル接続フラグ＝１とす
る。S62においては、クラッチペダル接続フラグ＝１か
どうかを判定する。S62の判定がyesのときは、S63へ進
む一方、S62の判定がnoのときは、S73へ飛ぶ。

【００４５】S73，S74においては、マニュアル発進モー
ドが選択され、そのモードに基づく発進が行われる。す
なわち、クラッチリリースが働きいてエンジンクラッチ
３ａの自動制御が解除される一方、モータクラッチ３ｂ
が切断される。エンジン１は、アクセル開度センサ１３
の検出信号およびエンジン回転センサ１６の検出信号に
基づいて制御され、発進段へのギヤセット後、運転者の
ペダル操作により、車両のマニュアル発進が制御される
のである。

【００４６】S63においては、チェンジレバー装置７の
シフト操作SW信号を読み取り、そのSW信号に基づいて、
シフト操作がUPまたはDOWNのときにシフト（UPまたはDO
WN）操作フラグ＝１とする。S64においては、シフト操
作フラグ＝１かどうかを判定する。S64の判定がyesのと
きは、S65へ進み、モータ先行発進許可フラグ＝１とす
る。続くS66においては、エンジンクラッチ３ａを切断
する。その一方、S64の判定がnoのときは、リターンへ
飛ぶ。

【００４７】S67においては、シフトUP操作フラグ＝１
かどうかを判定する。S67の判定がyesのときは、S68，S
69へ進み、高速発進段へのギヤセットを処理する一方、
S67の判定がnoのときは、S70へ飛ぶ（S68，S69をパスす
る）。S70においては、シフトDOWN操作フラグ＝１かど
うかを判定する。S70判定がyesのときは、S71，S72へ進
み、低速発進段へのギヤセットを処理する一方、S70判
定がnoのときは、リターンへ飛ぶ（S71，S72をパスす
る）のである。

【００４８】図４のS14においては、モータ先行発進許
可フラグ＝１かどうかを判定する。S14の判定がyesのと
きは、S15へ進み、発進時エンジン出力ゼロモードを選
択すると共にエンジンクラッチ接フラグ＝１とする。S1
4の判定がnoのときは、S19へ飛び、発進時エンジン−モ
ータ併用出力モードを選択する。S20およびS21において
は、蓄電要素３４のSOCに基づく、発進時エンジン−モ
ータ走行状態決定処理により、エンジン−モータの駆動
トルク分担率を決定する。なお、S16〜S18、S21、の処
理後についても、リターンへ至る。

【００４９】図５のS31においては、運転状態検知処理
により、アクセルペダルが踏まれると走行フラグ＝１と
する。S32においては、走行フラグ＝１かどうかを判定
する。S32の判定がyesのときは、S33へ進む一方、S32の
判定がnoのときは、図４の停車時判断処理へ移行する。

【００５０】S33においては、モータ先行発進モードフ
ラグ＝１かどうか判定する。S33の判定がyesのときは、
S34へ進む一方、S33の判定がnoのときは、リターンに至
る。S34においては、運転者の要求トルク（アクセル操
作量）が回転電機４の最大出力トルクを超えるかどうか
の判定処理を行う（図３の運転状態検知手段４０で行わ
れる）。S35においては、蓄電要素４のSOCが所定レベル
以上かどうかの判定処理を行う（図３の蓄電状態判定手
段４３で行われる）。そして、運転者の要求トルク≦回
転電機の最大出力トルク（S34の判定）かつ蓄電要素のS
OC≧所定レベルのときにモータ単独走行可能フラグ＝１
とする。

【００５１】S36においては、モータ単独走行可能フラ
グ＝１かどうかを判定する。S36の判定がyesのときは、
S37〜S40へ進む一方、S36の判定がnoのときは、S41へ移
行する。S37およびS38においては、蓄電要素３４のSOC
に基づく、走行時エンジン−モータ走行状態決定処理に
より、エンジン−モータの駆動トルク分担率を決定す
る。S39およびS40においては、エンジン１の出力トルク
値および回転電機４の出力トルク値を要求駆動力とそれ
ぞれの分担率とから決定する。

【００５２】S41においては、エンジンクラッチ接モー
ドフラグ＝１かどうかを判定する。S41の判定がyesのと
きは、S37へ飛ぶ一方、S41の判定がnoのときは、S42〜S
43を処理する。S42〜S43においては、エンジンクラッチ
３ａの接続ショックを緩和するため、エンジン１の回転
速度（クラッチ入力回転）と変速機４のTM回転速度（ク
ラッチ出力回転）を合わせるよう、エンジン１の回転速
度を制御するのであり、エンジン回転速度＞TM回転速度
のときにエンジンクラッチ接許可フラグ＝１とする。

【００５３】S45においては、エンジンクラッチ接許可
フラグ＝１かどうかを判定する。S45の判定がyesのとき
は、S46へ進む一方、S45の判定がnoのときは、S51の処
理（エンジンクラッチ３ａの切断状態を保持する）後、
S42へリターンする。S46においては、エンジンクラッチ
３ａの徐変接動作を処理する。つまり、図１における、
クラッチ急接続用の電磁弁２８およびクラッチ緩接続用
の電磁弁２９を所定のストローク特性が得られるように
制御するのである。

【００５４】この徐変接動作中の回転合わせを行うのが
S47〜S49の処理であり、エンジンクラッチ３ａが接続す
ると、エンジンクラッチ接フラグ＝１とする。S50にお
いては、エンジンクラッチ接フラグ＝１かどうかを判定
する。S50の判定がyesのときは、S37〜S40へ進む一方、
S50の判定がnoのときは、S46へリターンする。

【００５５】S37〜S40においては、モータ単独走行フラ
グ＝１の場合、エンジンの出力トルク値＝０，回転電機
の出力トルク値＝車両の要求駆動力トルク、となる。ま
た、エンジン−モータ併用走行の場合、エンジンの出力
トルク値＝車両の要求駆動力×エンジンのトルク分担
率，回転電機の出力トルク＝車両の要求駆動力×回転電
機のトルク分担率、となる。

【００５６】なお、図４の停車時判断処理の各フラグ＝
１および図５の走行時判断処理の各フラグ＝１は、車両
が走行中は保持され、停車状態へ移行するとフラグ＝０
に解除される。

【００５７】図７は、車両の発進に係る制御内容を説明
するタイミングチャートであり、この例においては、モ
ータ単独発進からエンジン−モータ併用走行へ切り替わ
る過程が示される。エンジン１が停止かつエンジンクラ
ッチ３ａが接続かつ変速機２がニュートラル、の停車状
態において、ブレーキ操作が解除されると、エンジン１
が自動始動され、エンジンクラッチ３ａが切断される。
エンジン１はアイドル制御され、運転者のチェンジレバ
ー操作に基づいて発進段へのギヤセットが制御される。
これにより、エンジンクラッチ３ａが切断かつエンジン
１がアイドル運転かつ変速機２がギヤセット、の発進待
機状態となり、モータ単独走行のため、噛合クラッチ３
ｂ（モータクラッチ）が接続状態に維持される。

【００５８】運転者のアクセル操作により、要求駆動ト
ルクが発生すると、この要求トルクを発生させるように
回転電機４が制御され、その出力により車両は走り始め
る。回転電機の最大出力トルクは、回転速度（車速）の
上昇に伴って低下する。要求駆動トルクが回転電機４の
最大出力トルクを上回ると、エンジンクラッチ３ａが接
続（徐変接動作）され、要求駆動力の不足分は、エンジ
ンの出力トルクにより補償（アシスト）される。また、
蓄電要素３４のSOCが所定レベル以下になると、エンジ
ンクラッチ３ａが接続（徐変接動作）され、エンジン−
モータ併用走行へ移行することになる。

【００５９】ハイブリッドECU１０にペダルスイッチ１
４ａがOFFすると、再びONするまでの間、自動制御回路
２１の電磁弁２９を開弁状態に保持する機能（クラッチ
リリース）が設定されるので、運転者のクラッチ操作
（マニュアル操作）により、エンジンクラッチ３ａの断
続が可能のため、エンジン１の出力トルクで車両を発進
させることもできる。エンジンクラッチ３ａの自動制御
も解除され、エンジン１はアクセル開度センサ１３の検
出信号およびエンジン回転センサ１６の検出信号に基づ
いて制御される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態を表すシステム概要図であ
る。

【図２】同じく制御内容を説明する特性図である。

【図３】同じく車両の発進に係るブロック図である。

【図４】同じく車両の発進係る制御フローである。

【図５】同じく車両の発進に係る制御フローである。

【図６】同じく車両の発進に係る制御フローである。

【図７】同じく車両の発進に係るタイミングチャートで
ある。

【符号の説明】

１エンジン２変速機３ａエンジンクラッチ３ｂモータクラッチ４回転電機５ギヤボックス６変速機のコントロールユニット７チェンジレバー装置７ａシフト操作SW検出手段８クラッチアクチュエータ１０ハイブリッドECU １３アクセル開度センサ１４クラッチストロークセンサ１４ａ，１４ｂペダルスイッチ１６エンジン回転センサ１８ PS回転センサ１９ CS回転センサ２０中継シリンダ２１自動制御回路２５手動制御回路３０シフト位置センサ３１ブレーキ操作検出手段３２エンジンECU ３３モータクラッチ位置検出手段３４蓄電要素（キャパシタ）３６モータ出力制御手段（インバータ）３７エンジンクラッチ位置制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６０Ｋ 6/04 ４００Ｂ６０Ｋ 6/04 ５３０５３０Ｂ６０Ｌ 11/14 ＺＨＶＢ６０Ｌ 11/14 ＺＨＶＦ０２Ｂ 61/00 ＤＦ０２Ｂ 61/00 Ｆ０２Ｍ 21/02 ＬＦ０２Ｍ 21/02 Ｂ６０Ｋ 6/04 (72)発明者宮田達司埼玉県上尾市大字壱丁目１番地日産ディーゼル工業株式会社内Ｆターム(参考） 3G093 AA05 AA07 AB01 BA15 CA01 CB05 DA01 DA06 DB01 DB10 EA02 EA05 EB03 EB04 EC02 5H115 PA12 PC06 PG04 PI16 PI22 PI24 PI29 PO01 PO06 PU01 PU10 PU22 PU23 PU25 PV09 QE01 QE05 QN03 QN04 RE01 RE02 RE03 SE02 SE03 SE05 SJ11 TB01 TE02 TE03 TO21 TO23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンの出力軸と変速機の入力軸を断続
するクラッチと、電動機と発電機を兼ねる回転電機と、
回転電機の入出力軸と変速機の入力軸を連結する歯車伝
達機構と、回転電機からの電力を蓄える蓄電要素と、を
備える車両のハイブリッドシステムにおいて、クラッチ
が切断の停車状態のときにエンジンのアイドル制御を維
持しつつ、運転者のアクセル操作量を基に回転電機の出
力トルクを制御する手段、を備えたことを特徴とする車
両のハイブリッドシステム。
【請求項２】運転者のアクセル操作量に相当する車両駆
動トルクの要求量が回転電機の最大出力トルクよりも大
きい場合、クラッチを接続すると共に車両駆動トルクの
要求量を確保するようにエンジンの出力トルクを制御す
る手段、を備えたことを特徴とする請求項１の記載に係
る車両のハイブリッドシステム。
【請求項３】蓄電要素のSOCが所定レベル以下の場合、
クラッチを接続すると共に運転者のアクセル操作量に相
当する車両駆動トルクの要求量を確保するように回転電
機の出力トルクとエンジンの出力トルクをそれぞれ所定
の分担率に制御する手段、を備えたことを特徴とする請
求項１の記載に係る車両のハイブリッドシステム。
【請求項４】クラッチが切断かつエンジンがアイドル制
御かつ変速機が発進段セット、の発進待機状態に制御す
る手段、を備えたことを特徴とする請求項１の記載に係
る車両のハイブリッドシステム。
【請求項５】所定の分担率を蓄電要素のSOCに応じて設
定する手段、を備えることを特徴とする請求項３の記載
に係る車両のハイブリッドシステム。