JP2009280173A - ハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の燃費を効果的に向上できるハイブリッド車両を提供すること。
【解決手段】このハイブリッド車両１は、エンジン２、第一モータ・ジェネレータ３１および第二モータ・ジェネレータ３２から成る複数の動力源と、これらのエンジン２および第二モータ・ジェネレータ３２からの動力を駆動輪に伝達する遊星歯車機構６１とを備えている。また、このハイブリッド車両１は、遊星歯車機構６１と駆動輪１１ＦＲ、１１ＦＬとの間に配置されると共に、遊星歯車機構６１と駆動輪１１ＦＲ、１１ＦＬとの間の動力伝達を制御するクラッチ６２を有している。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ハイブリッド車両に関し、さらに詳しくは、車両の燃費を効果的に向上できるハイブリッド車両に関する。

近年のハイブリッド車両は、エンジンおよび少なくとも一つのモータ・ジェネレータから成る複数の動力源と、エンジンおよびモータ・ジェネレータからの動力を駆動輪に伝達する遊星歯車機構とを備えている。このようなハイブリッド車両（ハイブリッド車両の制御装置）では、モータ・ジェネレータを駆動源とする運転モードにて、モータ特性を生かした走行制御を行うことにより燃費の向上を図ることが課題となっている。このような課題に関する従来のハイブリッド車両として、特許文献１に記載される技術が知られている。

特開２００６−１８３６８３号公報

この発明は、車両の燃費を効果的に向上できるハイブリッド車両を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかるハイブリッド車両は、エンジンおよび少なくとも一つのモータ・ジェネレータから成る複数の動力源と、前記エンジンおよび前記モータ・ジェネレータからの動力を駆動輪に伝達する遊星歯車機構とを備えるハイブリッド車両であって、前記遊星歯車機構と前記駆動輪との間に配置されると共に前記遊星歯車機構と前記駆動輪との間の動力伝達を制御するクラッチを有することを特徴とする。

このハイブリッド車両では、モータ・ジェネレータから駆動輪に伝達される動力あるいは駆動輪からモータ・ジェネレータに伝達される外力がクラッチトルクの調整により制御されるので、モータ・ジェネレータの動作点を任意に変更できる。これにより、モータ・ジェネレータの作動効率を最適化できるので、車両の燃費を効果的に向上できる利点がある。

また、この発明にかかるハイブリッド車両は、前記モータ・ジェネレータを駆動源とする運転モードにて、設定された前記モータ・ジェネレータの要求回転数における前記モータ・ジェネレータの動作点をＰ１とすると共にこの動作点Ｐ１よりも前記モータ・ジェネレータの消費電力が低い動作点をＰ２とするときに、動作点Ｐ２における前記モータ・ジェネレータのＭＧトルクが前記モータ・ジェネレータの要求ＭＧトルクとして用いられると共に、動作点Ｐ２のＭＧトルクと動作点Ｐ１のＭＧトルクとの差が前記クラッチのクラッチトルクの調整により制御される。

このハイブリッド車両では、モータ・ジェネレータの動作点が本来必要なＭＧトルクを有する動作点Ｐ１から消費電力を最小にする動作点Ｐ２に移動するように、モータ・ジェネレータのＭＧトルクが制御される。また、これに伴って増加した余分なＭＧトルクが、クラッチのクラッチトルクの調整により制御される。これにより、モータ・ジェネレータが作動効率の高い動作点にて駆動されて、車両の燃費の向上が図られている。

また、この発明にかかるハイブリッド車両は、車両の制動時にて前記駆動輪からの外力が前記クラッチおよび前記遊星歯車機構を介して前記モータ・ジェネレータに伝達されて回生発電が行われる運転モードにおいて、設定された前記モータ・ジェネレータの要求回転数およびドライバー要求トルクにおける前記モータ・ジェネレータの動作点をＰ３とすると共に当該動作点Ｐ３よりも前記モータ・ジェネレータの回生電力が高い動作点をＰ４とするときに、動作点Ｐ４における前記モータ・ジェネレータのＭＧトルクが前記モータ・ジェネレータの要求ＭＧトルクとして用いられると共に、動作点Ｐ４のＭＧトルクと動作点Ｐ３のＭＧトルクとの差が前記クラッチのクラッチトルクの調整により制御される。

このハイブリッド車両では、動作点Ｐ４におけるモータ・ジェネレータのＭＧトルクがモータ・ジェネレータの要求ＭＧトルクとして用いられている。そして、動作点Ｐ４のＭＧトルクと動作点Ｐ３のＭＧトルクとの差がクラッチ６２のクラッチトルクの調整により制御されている。したがって、モータ・ジェネレータの動作点がドライバー要求トルクを有する動作点Ｐ３から回生電力を最大にする動作点Ｐ４に移動するように、モータ・ジェネレータのＭＧトルクが制御される。また、これに伴って変化したＭＧトルクが、クラッチのクラッチトルクの調整により制御される。これにより、モータ・ジェネレータの回生効率が向上して車両の燃費が向上する利点がある。

また、この発明にかかるハイブリッド車両は、車両の制動時にて前記駆動輪からの外力が前記クラッチおよび前記遊星歯車機構を介して前記モータ・ジェネレータに伝達されて回生発電が行われる運転モードにおいて、回生電力を蓄えるバッテリーの充電状態が飽和状態にあり、且つ、設定された前記モータ・ジェネレータの要求回転数およびドライバー要求トルクにおける前記モータ・ジェネレータの動作点をＰ５とすると共に当該動作点Ｐ５よりも前記モータ・ジェネレータの回生電力が低い動作点をＰ６とするときに、動作点Ｐ６における前記モータ・ジェネレータのＭＧトルクが前記モータ・ジェネレータの要求ＭＧトルクとして用いられると共に、動作点Ｐ６のＭＧトルクと動作点Ｐ５のＭＧトルクとの差が前記クラッチのクラッチトルクの調整により制御される。

このハイブリッド車両では、動作点Ｐ５におけるモータ・ジェネレータのＭＧトルクがモータ・ジェネレータの要求ＭＧトルクとして用いられる。そして、動作点Ｐ６のＭＧトルクと動作点Ｐ５のＭＧトルクとの差がクラッチのクラッチトルクの調整により制御される。したがって、モータ・ジェネレータの動作点がドライバー要求トルクを有する動作点Ｐ５から動作点Ｐ６に移動するように、モータ・ジェネレータのＭＧトルクが制御される。また、これに伴って変化したＭＧトルクが、クラッチのクラッチトルクの調整により制御される。これにより、これにより、バッテリーの充電状態が飽和状態にあるときに、モータ・ジェネレータの回生発電が抑制される利点がある。

この発明にかかるハイブリッド車両では、モータ・ジェネレータから駆動輪に伝達される動力あるいは駆動輪からモータ・ジェネレータに伝達される外力がクラッチトルクの調整により制御されるので、モータ・ジェネレータの動作点を任意に変更できる。これにより、モータ・ジェネレータの作動効率を最適化できるので、車両の燃費を効果的に向上できる利点がある。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

図１は、この発明の実施例にかかるハイブリッド車両を示す構成図である。図２〜図８は、図１に記載したハイブリッド車両の作用を示す説明図（図２、図４、図６および図８）ならびにフローチャート（図３、図５および図７）である。

［ハイブリッド車両］
ハイブリッド車両１は、（１）エンジンの動力を機械的に車輪に伝えて走行するモード、（２）エンジンの動力で発電を行いモータで走行するモード、および、（３）エンジンを停止させてモータのみで電気自動車として走行するモードを車両の走行状態に応じて切り替えることにより、低燃費性能および低エミッション性能を実現する。このハイブリッド車両１は、例えば、ＦＦ（Front engine Front drive）車に適用される（図１参照）。

ハイブリッド車両１は、エンジン２と、第一モータ・ジェネレータ３１および第二モータ・ジェネレータ３２と、パワー・コントロール・ユニット４と、バッテリー５と、プラネタリーギア（遊星歯車機構）６１とを備える（図１参照）。エンジン２は、車両の第一動力源であり、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンあるいはＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas）エンジンにより構成される。第一モータ・ジェネレータ（発電機）３１は、エンジン２の動力（余剰トルク）およびクランキングにより発電する機能を有する。また、第一モータ・ジェネレータ３１は、動力のバランスを保つ機能を有する。また、第一モータ・ジェネレータ３１は、パワー・コントロール・ユニット４を介してバッテリー５に接続される。第二モータ・ジェネレータ（モータ）３２は、車両の第二動力源である。この第二モータ・ジェネレータ３２は、パワー・コントロール・ユニット４を介してバッテリー５に接続され、所定の運転モードにてバッテリー５から電力を供給されて動力を発生する機能を有する。また、第二モータ・ジェネレータ３２は、回生運転時にて、前輪１１ＦＲ、１１ＦＬから入力される車両の運動エネルギーにより発電する機能を有する。パワー・コントロール・ユニット４は、インバータ機能およびコンバータ機能を有する。バッテリー５は、第一モータ・ジェネレータ３１での発電および第二モータ・ジェネレータ３２での発電により得られた回生電力を蓄え、また、この回生電力を第二モータ・ジェネレータ３２に供給する。プラネタリーギア６１は、車両駆動時にて、エンジン２および第二モータ・ジェネレータ３２の動力をシャフト１２Ｆを介して後輪（駆動輪）１１ＦＲ、１１ＦＬに伝達し、また、車両の制動時にて、前輪１１ＦＲ、１１ＦＬに入力される外力を第二モータ・ジェネレータ３２に伝達する機構である。

また、ハイブリッド車両１は、プラネタリーギア６１と前輪１１ＦＲ、１１ＦＬのシャフト１２Ｆとの間にクラッチ６２を有する。このクラッチ６２は、プラネタリーギア６１およびシャフト１２Ｆ間における動力の切断および接続を行う機構である。また、クラッチ６２は、プラネタリーギア６１と前輪１１ＦＲ、１１ＦＬとの間の動力伝達（クラッチトルク）を半クラッチ制御により調整できる。なお、このクラッチ６２は、車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）（図示省略）により駆動制御される。

このハイブリッド車両１の駆動時には、（１）エンジンの動力を機械的に車輪に伝えて走行するモードにて、エンジン２の動力がプラネタリーギア６１およびクラッチ６２を介してシャフト１２Ｆに伝達されて前輪１１ＦＲ、１１ＦＬが駆動される。また、（２）エンジンの動力で発電を行いモータで走行するモードでは、エンジン２の動力により第一モータ・ジェネレータ３１が発電し、その電力により第二モータ・ジェネレータ３２が駆動される。そして、この第二モータ・ジェネレータ３２の動力がプラネタリーギア６１およびクラッチ６２を介してシャフト１２Ｆに伝達されて前輪１１ＦＲ、１１ＦＬが駆動される。また、（３）エンジンを停止させてＥＶ（Electric Vehicle）走行するモードでは、バッテリー５に蓄えられた電力が第二モータ・ジェネレータ３２に供給されて、第二モータ・ジェネレータ３２が駆動される。そして、この第二モータ・ジェネレータ３２の動力がプラネタリーギア６１およびクラッチ６２を介してシャフト１２Ｆに伝達されて前輪１１ＦＲ、１１ＦＬが駆動される。これらの各運転モードにより、ハイブリッド車両１が走行する。

また、ハイブリッド車両１の制動時には、前輪１１ＦＲ、１１ＦＬから入力される外力（車両の運動エネルギー）がクラッチ６２およびプラネタリーギア６１を介して第二モータ・ジェネレータ３２に伝達される。そして、この動力により第二モータ・ジェネレータ３２が発電して、回生電力がバッテリー５に蓄えられる（回生運転モード）。

［車両駆動時におけるクラッチ制御］
一般的なモータ・ジェネレータでは、電力が次の関係式（１）により定義される。
電力［Ｗ］＝回転数×トルク×効率 数式（１）
ここでは、この関係式（１）を基に制御システムを考える。

まず、一般的なモータ・ジェネレータは、図２のような効率マップ（動作点効率マップ）を有する。同図に示す効率マップでは、横軸がモータ・ジェネレータの回転数（以下、ＭＧ回転数という。）を示し、縦軸がモータ・ジェネレータのトルク（以下、ＭＧトルクという。）を示している。また、同図に示す効率マップの各領域では、各領域に付された符号（１）〜（５）の順にモータ・ジェネレータの回生効率が良い。例えば、所定の要求回転数（破断線ｌ）では、トルク量を無視したときに、モータ・ジェネレータの回生効率が所定の領域Ａにて最良となる。したがって、この領域Ａを目標としてＭＧトルクを制御することにより、モータ・ジェネレータの効率的な制御が可能となる。

ここで、ハイブリッド車両１の駆動時には、第二モータ・ジェネレータ３２がモータとして機能する。このとき、第二モータ・ジェネレータ３２のＭＧトルク制御およびクラッチ６２のクラッチトルク制御が次のように行われる（図３および図４参照）。まず、現在の走行モードが低速ＥＶ走行モードか否かが判定される（走行モード判定ステップＳＴ１１）。すなわち、第二モータ・ジェネレータ３２の駆動力により車両が駆動されているか否かが判定される。そして、現在の走行モードが低速ＥＶ走行モードであるときには、第二モータ・ジェネレータ３２の要求回転数が設定される（要求回転数設定ステップＳＴ１２）。

次に、第二モータ・ジェネレータ３２の要求ＭＧトルクが算出される（要求ＭＧトルク算出ステップＳＴ１３）。この要求ＭＧトルク算出ステップＳＴ１３では、要求回転数設定ステップＳＴ１２にて設定された要求回転数と所定の効率マップとに基づいて、要求ＭＧトルクが算出される。例えば、第二モータ・ジェネレータ３２の動作点のうち、要求回転数設定ステップＳＴ１２にて設定された要求回転数（破断線ｌ）に対して本来必要なＭＧトルクを有する動作点をＰ１する（図４参照）。また、この動作点Ｐ１のＭＧトルクよりも大きなＭＧトルクを有し、且つ、第二モータ・ジェネレータ３２の電力が最小となる動作点をＰ２とする。この動作点Ｐ２では、動作点Ｐ１よりも第二モータ・ジェネレータ３２の作動効率が低い（Ｐ１＞Ｐ２）。そして、この動作点Ｐ２におけるＭＧトルクが第二モータ・ジェネレータ３２の要求ＭＧトルクとして算出される。すなわち、第二モータ・ジェネレータ３２の動作点をＰ１からＰ２まで移動させることにより、ＭＧトルクを増加させる。

次に、数式（１）と第二モータ・ジェネレータ３２の効率マップ（図４参照）とが用いられてクラッチ６２の要求クラッチトルクが算出される（ＳＴ１４）。具体的には、第二モータ・ジェネレータ３２の電力が最小となる動作点Ｐ２のＭＧトルク（要求ＭＧトルク算出ステップＳＴ１３にて算出された要求ＭＧトルク）と本来必要な動作点Ｐ１のＭＧトルクが比較されて、余分なＭＧトルク（動作点Ｐ２のＭＧトルクと動作点Ｐ１のＭＧトルクとの差）が算出される。そして、この余分なＭＧトルクを調整するために必要なクラッチトルクが、要求クラッチトルクとして算出される。

そして、算出された第二モータ・ジェネレータ３２の要求ＭＧトルクおよびクラッチ６２の要求クラッチトルクがそれぞれ出力される（ＳＴ１５およびＳＴ１６）。すなわち、第二モータ・ジェネレータ３２の動作点が本来必要なＭＧトルクを有する動作点Ｐ１から消費電力を最小にする動作点Ｐ２に移動するように、第二モータ・ジェネレータ３２のＭＧトルクが制御される（ＳＴ１２、ＳＴ１３およびＳＴ１５）（図４参照）。また、これに伴って増加した余分なＭＧトルクが、クラッチ６２のクラッチトルクの調整により制御（クラッチ制御）される（ＳＴ１４およびＳＴ１６）。これにより、第二モータ・ジェネレータ３２が作動効率の高い動作点にて駆動されて、車両の燃費が向上する。

なお、上記の構成では、クラッチの駆動制御に起因して第二モータ・ジェネレータの回転数が低下する懸念もある。しかしながら、このクラッチの駆動制御では、微量のＭＧトルク調整のみが行われるため、クラッチの駆動制御により第二モータ・ジェネレータの回転数が過度に低下する事態は生じ難い。

［車両制動時におけるクラッチ制御］
また、ハイブリッド車両１の制動時には、第二モータ・ジェネレータ３２がジェネレータとして機能する。このとき、第二モータ・ジェネレータ３２のトルク制御およびクラッチ６２のトルク制御が次のように行われる（図５および図６参照）。まず、現在の走行モードが低速ＥＶ走行モードか否かが判定される（走行モード判定ステップＳＴ２１）。そして、現在の走行モードが低速ＥＶ走行モードであるときには、第二モータ・ジェネレータ３２の要求回転数が設定される（要求回転数設定ステップＳＴ２２）。

次に、ドライバー要求トルクが設定される（ドライバー要求トルク設定ステップＳＴ２３）。このドライバー要求トルクが第二モータ・ジェネレータ３２の最大トルクとなる。次に、第二モータ・ジェネレータ３２の要求ＭＧトルクが算出される（要求ＭＧトルク算出ステップＳＴ２４）。この要求ＭＧトルク算出ステップＳＴ２４では、ドライバー要求トルク設定ステップＳＴ２３にて設定されたドライバー要求トルクと所定の効率マップとに基づいて、要求ＭＧトルクが算出される。例えば、第二モータ・ジェネレータ３２の動作点のうち、要求回転数設定ステップＳＴ２２にて設定された要求回転数（破断線ｌ）とドライバー要求トルク設定ステップＳＴ２３にて設定されたドライバー要求トルクとを有する動作点をＰ３する（図６参照）。このドライバー要求トルクが第二モータ・ジェネレータ３２の最大トルクとなる。また、この動作点Ｐ３のＭＧトルクよりも小さなＭＧトルクを有し、且つ、要求回転数にて第二モータ・ジェネレータ３２の回生電力が最大となる動作点をＰ４とする。そして、この動作点Ｐ４におけるＭＧトルクが第二モータ・ジェネレータ３２の要求ＭＧトルクとして算出される。すなわち、第二モータ・ジェネレータ３２の動作点をＰ３からＰ４まで移動させることにより、第二モータ・ジェネレータ３２の回生効率を高める。

次に、数式（１）と第二モータ・ジェネレータ３２の効率マップ（図６参照）とが用いられてクラッチ６２の要求クラッチトルクが算出される（ＳＴ２５）。具体的には、第二モータ・ジェネレータ３２の電力が最大となる動作点Ｐ４のＭＧトルク（要求ＭＧトルク算出ステップＳＴ２４にて算出された要求ＭＧトルク）と、本来必要なドライバー要求トルク（ドライバー要求トルク設定ステップＳＴ２３にて設定されたＭＧトルク）とが比較され、第二モータ・ジェネレータ３２を動作点Ｐ４にて動作させるために必要な要求クラッチトルクが算出される。

そして、算出された第二モータ・ジェネレータ３２の要求ＭＧトルクおよびクラッチ６２の要求クラッチトルクがそれぞれ出力される（ＳＴ２６およびＳＴ２７）。すなわち、第二モータ・ジェネレータ３２の動作点がドライバー要求トルクを有する動作点Ｐ３から回生電力を最大にする動作点Ｐ４に移動するように、第二モータ・ジェネレータ３２のＭＧトルクが制御される（ＳＴ２３、ＳＴ２４およびＳＴ２６）（図６参照）。また、これに伴って変化したＭＧトルクが、クラッチ６２のクラッチトルクの調整により制御される（ＳＴ２５およびＳＴ２７）。これにより、第二モータ・ジェネレータ３２の回生効率が向上して車両の燃費が向上する。

［充電状態の飽和時におけるクラッチ制御］
また、ハイブリッド車両１の制動時にて、バッテリー５の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）が飽和状態にあるときには、第二モータ・ジェネレータ３２のトルク制御およびクラッチ６２のトルク制御が次のように行われる（図７および図８参照）。まず、バッテリー５の充電状態が所定の閾値よりも高いか否かが判定される（ＳＴ３１）。次に、現在の走行モードが低速ＥＶ走行モードか否かが判定される（走行モード判定ステップＳＴ３２）。そして、現在の走行モードが低速ＥＶ走行モードであるときには、第二モータ・ジェネレータ３２の要求回転数が設定される（要求回転数設定ステップＳＴ３３）。

次に、ドライバー要求トルクが設定される（ドライバー要求トルク設定ステップＳＴ３４）。このドライバー要求トルクが第二モータ・ジェネレータ３２の最大トルクとなる。次に、第二モータ・ジェネレータ３２の要求ＭＧトルクが算出される（要求ＭＧトルク算出ステップＳＴ３５）。この要求ＭＧトルク算出ステップＳＴ３５では、ドライバー要求トルク設定ステップＳＴ３４にて設定されたドライバー要求トルクと所定の効率マップとに基づいて、要求ＭＧトルクが算出される。例えば、第二モータ・ジェネレータ３２の動作点のうち、要求回転数設定ステップＳＴ３３にて設定された要求回転数（破断線ｌ）とドライバー要求トルク設定ステップＳＴ３４にて設定されたドライバー要求トルクとを有する動作点をＰ５する（図８参照）。また、この動作点Ｐ５のＭＧトルクよりも小さなＭＧトルクを有し、且つ、モータの回生効率が動作点Ｐ５の領域（３）よりも低い領域（５）にある動作点をＰ６とする。そして、この動作点Ｐ６におけるＭＧトルクが第二モータ・ジェネレータ３２の要求ＭＧトルクとして算出される。すなわち、低い回生効率を有する動作点Ｐ６が選択されて要求ＭＧトルクが算出される。

次に、数式（１）と第二モータ・ジェネレータ３２の効率マップ（図８参照）とが用いられてクラッチ６２の要求クラッチトルクが算出される（ＳＴ３６）。具体的には、第二モータ・ジェネレータ３２の電力が最小となる動作点Ｐ６のＭＧトルク（要求ＭＧトルク算出ステップＳＴ３５にて算出された要求ＭＧトルク）と、本来必要なドライバー要求トルク（ドライバー要求トルク設定ステップＳＴ３４にて設定されたＭＧトルク）とが比較され、第二モータ・ジェネレータ３２を動作点Ｐ６にて動作させるために必要な要求クラッチトルクが算出される。

そして、算出された第二モータ・ジェネレータ３２の要求ＭＧトルクおよびクラッチ６２の要求クラッチトルクがそれぞれ出力される（ＳＴ３７およびＳＴ３８）。すなわち、第二モータ・ジェネレータ３２の動作点がドライバー要求トルクを有する動作点Ｐ５から回生電力を最小にする動作点Ｐ６に移動するように、第二モータ・ジェネレータ３２のＭＧトルクが制御される（ＳＴ３４、ＳＴ３５およびＳＴ３７）（図８参照）。また、これに伴って変化したＭＧトルクが、クラッチ６２のクラッチトルクの調整により制御される（ＳＴ３６およびＳＴ３８）。これにより、バッテリー５の充電状態が飽和状態にあるときに、第二モータ・ジェネレータ３２の回生発電が抑制される。

［効果］
以上説明したように、このハイブリッド車両１では、遊星歯車機構（プラネタリーギア６１）と駆動輪（前輪１１ＦＲ、１１ＦＬ）との間にクラッチ６２が配置され、このクラッチ６２がクラッチトルクを調整することにより、遊星歯車機構と駆動輪との間の動力伝達が制御される（クラッチ制御）。したがって、第二モータ・ジェネレータ３２から駆動輪に伝達される動力あるいは駆動輪から第二モータ・ジェネレータ３２に伝達される外力がクラッチトルクの調整により制御されるので、第二モータ・ジェネレータ３２の動作点を任意に変更できる。これにより、第二モータ・ジェネレータ３２の作動効率を最適化できるので、車両の燃費を効果的に向上できる利点がある。

また、かかる構成では、遊星歯車機構（プラネタリーギア６１）と駆動輪（前輪１１ＦＲ、１１ＦＬ）との間にクラッチ６２が配置されるので、駆動軸に与えるトルクを自由に制御できるという利点がある。例えば、クラッチが（１）モータと遊星歯車機構との間に配置される構成や（２）エンジンと遊星歯車機構との間に配置される構成では、それぞれ独立に制御することにより車両へのショックが発生するおそれがある。

例えば、この実施例では、第二モータ・ジェネレータ３２がモータとして機能とする運転モードにて、第二モータ・ジェネレータ３２の要求ＭＧトルクおよびクラッチ６２のクラッチトルクが以下のように調整されている（図３および図４参照）。すなわち、第二モータ・ジェネレータ３２の要求回転数が設定されたときに（ＳＴ１２）、この要求回転数における第二モータ・ジェネレータ３２の本来の動作点をＰ１とし、この動作点Ｐ１よりも第二モータ・ジェネレータ３２の消費電力が低い動作点をＰ２とする。このとき、動作点Ｐ２における第二モータ・ジェネレータ３２のＭＧトルクが第二モータ・ジェネレータ３２の要求ＭＧトルクとして用いられている（ＳＴ１３）。そして、動作点Ｐ２のＭＧトルクと動作点Ｐ１のＭＧトルクとの差がクラッチ６２のクラッチトルクの調整により制御されている（ＳＴ１４およびＳＴ１６）。すなわち、第二モータ・ジェネレータ３２の動作点が本来必要なＭＧトルクを有する動作点Ｐ１から消費電力を最小にする動作点Ｐ２に移動するように、第二モータ・ジェネレータ３２のＭＧトルクが制御されている。また、これに伴って増加した余分なＭＧトルクが、クラッチ６２のクラッチトルクの調整により制御されている（ＳＴ１４およびＳＴ１６）。これにより、第二モータ・ジェネレータ３２が作動効率の高い動作点にて駆動されて、車両の燃費の向上が図られている。

また、この実施例では、車両の制動時に第二モータ・ジェネレータ３２がジェネレータとして機能して回生発電が行われる運転モードにて、クラッチ６２のクラッチトルクが以下のように調整されている（図５および図６参照）。すなわち、第二モータ・ジェネレータ３２の要求回転数が設定（ＳＴ２２）されたときに、この要求回転数およびドライバー要求トルクにおける第二モータ・ジェネレータ３２の動作点をＰ３とし、この動作点Ｐ３よりも第二モータ・ジェネレータ３２の回生電力が高い動作点をＰ４とする。このとき、動作点Ｐ４における第二モータ・ジェネレータ３２のＭＧトルクが第二モータ・ジェネレータ３２の要求ＭＧトルクとして用いられている（ＳＴ２４）。そして、動作点Ｐ４のＭＧトルクと動作点Ｐ３のＭＧトルクとの差がクラッチ６２のクラッチトルクの調整により制御されている（ＳＴ２５およびＳＴ２７）。したがって、第二モータ・ジェネレータ３２の動作点がドライバー要求トルクを有する動作点Ｐ３から回生電力を最大にする動作点Ｐ４に移動するように、第二モータ・ジェネレータ３２のＭＧトルクが制御されている（ＳＴ２３、ＳＴ２４およびＳＴ２６）（図６参照）。また、これに伴って変化したＭＧトルクが、クラッチ６２のクラッチトルクの調整により制御されている（ＳＴ２５およびＳＴ２７）。これにより、第二モータ・ジェネレータ３２の回生効率が向上して車両の燃費が向上する利点がある。

また、この実施例では、車両の制動時に第二モータ・ジェネレータ３２がジェネレータとして機能して回生発電が行われる運転モードにて、クラッチ６２のクラッチトルクが以下のように調整されている（図７および図８参照）。すなわち、第二モータ・ジェネレータ３２の要求回転数が設定（ＳＴ３３）されたときに、この要求回転数およびドライバー要求トルクにおける第二モータ・ジェネレータ３２の動作点をＰ５とし、この動作点Ｐ５よりも第二モータ・ジェネレータ３２の回生電力が低い動作点をＰ６とする。このとき、動作点Ｐ５における第二モータ・ジェネレータ３２のＭＧトルクが第二モータ・ジェネレータ３２の要求ＭＧトルクとして用いられている（ＳＴ３４）。そして、動作点Ｐ６のＭＧトルクと動作点Ｐ５のＭＧトルクとの差がクラッチ６２のクラッチトルクの調整により制御されている（ＳＴ３５およびＳＴ３７）。したがって、第二モータ・ジェネレータ３２の動作点がドライバー要求トルクを有する動作点Ｐ５から回生電力を最大にする動作点Ｐ６に移動するように、第二モータ・ジェネレータ３２のＭＧトルクが制御されている（ＳＴ３３、ＳＴ３４およびＳＴ３６）（図８参照）。また、これに伴って変化したＭＧトルクが、クラッチ６２のクラッチトルクの調整により制御されている（ＳＴ３５およびＳＴ３７）。これにより、バッテリー５の充電状態が飽和状態にあるときに、第二モータ・ジェネレータ３２の回生発電が抑制される利点がある。

また、上記の構成では、特に、低速ＥＶ走行モードでの運転時にて第二モータ・ジェネレータ３２の駆動特性を生かした制御を行い得るので、車両の走行効率が向上する利点がある。

以上のように、この発明にかかるハイブリッド車両は、車両の燃費を効果的に向上できる点で有用である。

この発明の実施例にかかるハイブリッド車両を示す構成図である。 図１に記載したハイブリッド車両の作用を示す説明図である。 図１に記載したハイブリッド車両の作用を示すフローチャートである。 図１に記載したハイブリッド車両の作用を示す説明図である。 図１に記載したハイブリッド車両の作用を示すフローチャートである。 図１に記載したハイブリッド車両の作用を示す説明図である。 図１に記載したハイブリッド車両の作用を示すフローチャートである。 図１に記載したハイブリッド車両の作用を示す説明図である。

符号の説明

１ ハイブリッド車両
２ エンジン
４ パワー・コントロール・ユニット
５ バッテリー
１１ＦＲ、１１ＦＬ 駆動輪
１２Ｒ シャフト
３１ 第一モータ・ジェネレータ
３２ 第二モータ・ジェネレータ
６１ プラネタリーギア（遊星歯車機構）
６２ クラッチ

Claims (4)

1. エンジンおよび少なくとも一つのモータ・ジェネレータから成る複数の動力源と、前記エンジンおよび前記モータ・ジェネレータからの動力を駆動輪に伝達する遊星歯車機構とを備えるハイブリッド車両であって、
   前記遊星歯車機構と前記駆動輪との間に配置されると共に前記遊星歯車機構と前記駆動輪との間の動力伝達を制御するクラッチを有することを特徴とするハイブリッド車両。
2. 前記モータ・ジェネレータを駆動源とする運転モードにて、設定された前記モータ・ジェネレータの要求回転数における前記モータ・ジェネレータの動作点をＰ１とすると共にこの動作点Ｐ１よりも前記モータ・ジェネレータの消費電力が低い動作点をＰ２とするときに、動作点Ｐ２における前記モータ・ジェネレータのＭＧトルクが前記モータ・ジェネレータの要求ＭＧトルクとして用いられると共に、動作点Ｐ２のＭＧトルクと動作点Ｐ１のＭＧトルクとの差が前記クラッチのクラッチトルクの調整により制御される請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 車両の制動時にて前記駆動輪からの外力が前記クラッチおよび前記遊星歯車機構を介して前記モータ・ジェネレータに伝達されて回生発電が行われる運転モードにおいて、設定された前記モータ・ジェネレータの要求回転数およびドライバー要求トルクにおける前記モータ・ジェネレータの動作点をＰ３とすると共に当該動作点Ｐ３よりも前記モータ・ジェネレータの回生電力が高い動作点をＰ４とするときに、動作点Ｐ４における前記モータ・ジェネレータのＭＧトルクが前記モータ・ジェネレータの要求ＭＧトルクとして用いられると共に、動作点Ｐ４のＭＧトルクと動作点Ｐ３のＭＧトルクとの差が前記クラッチのクラッチトルクの調整により制御される請求項１または２に記載のハイブリッド車両。
4. 車両の制動時にて前記駆動輪からの外力が前記クラッチおよび前記遊星歯車機構を介して前記モータ・ジェネレータに伝達されて回生発電が行われる運転モードにおいて、回生電力を蓄えるバッテリーの充電状態が飽和状態にあり、且つ、設定された前記モータ・ジェネレータの要求回転数およびドライバー要求トルクにおける前記モータ・ジェネレータの動作点をＰ５とすると共に当該動作点Ｐ５よりも前記モータ・ジェネレータの回生電力が低い動作点をＰ６とするときに、動作点Ｐ６における前記モータ・ジェネレータのＭＧトルクが前記モータ・ジェネレータの要求ＭＧトルクとして用いられると共に、動作点Ｐ６のＭＧトルクと動作点Ｐ５のＭＧトルクとの差が前記クラッチのクラッチトルクの調整により制御される請求項１〜３のいずれか一つに記載のハイブリッド車両。

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