JP2014113830A - 車両用駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動力源としてエンジンとＭＧ（モータジェネレータ）とを搭載した車両の構成簡素化及び低コスト化の要求を満たす共に車両の開発工数を低減できるようにする。
【解決手段】エンジン１１の動力が一方の車軸１３に入力され、ＭＧ１２の動力が他方の車軸１４に入力されるように構成（つまりエンジン１１の動力とＭＧ１２の動力が異なる車軸１３，１４に入力されるように構成）することで、ＭＧ１２の搭載スペースを容易に確保できるようにする。また、エンジン１１の動力で補機（ウォ−タポンプ２２やオイルポンプ２３やエアコンコンプレッサ２４）を駆動することで、補機専用の動力源を搭載する必要がないようにする。更に、車両駆動モードをエンジン駆動モードとＭＧ駆動モードの二つのモード間で切り換えることで、エンジン車をベースにして制御系を開発する場合に、ＭＧ駆動モードに関する制御を新たに開発するだけで良いようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の動力源としてエンジンとモータとを搭載した車両用駆動力制御装置に関する発明である。

近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請から車両の動力源としてエンジンとモータとを搭載したハイブリッド車が注目されている。このようなハイブリッド車においては、例えば、特許文献１（特開２００４−２７６９０８号公報）に記載されているように、車両の動力源となるエンジンやモータとは別に圧縮機用のモータを設け、このモータで空調装置の圧縮機を駆動するようにしたものがある。

また、ハイブリッド車においては、車両駆動モードを、エンジンの動力で車軸を駆動するエンジン駆動モードと、モータの動力で車軸を駆動するモータ駆動モードと、エンジンとモータを協調制御してエンジンとモータのうちの少なくとも一方の動力で車軸を駆動するハイブリッドモードとの間で切り換えるようにしたものがある。

特開２００４−２７６９０８号公報

上記特許文献１の技術では、車両の動力源となるエンジンやモータとは別に圧縮機用のモータを搭載する必要があるため、車両のハード構成が複雑化すると共に、車両の低コスト化の要求を満たすことが困難になる。

また、車両駆動モードをエンジン駆動モードとモータ駆動モードとハイブリッドモードの三つのモード間で切り換えるシステムでは、車両の動力源としてエンジンのみを搭載したエンジン車をベースにして制御系を開発する場合に、モータ駆動モードに関する制御とハイブリッドモードに関する制御の両方を新たに開発する必要があり、車両の開発工数が増大するという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、車両の構成簡素化及び低コスト化の要求を満たすことができると共に車両の開発工数を低減することができる車両用駆動力制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両の動力源としてエンジン（１１）とモータ（１２）とを搭載した車両用駆動力制御装置において、エンジン（１１）の動力とモータ（１２）の動力とが並列に車軸（１３，１４）に入力され、エンジン（１１）の回転と同期して回転するウォ−タポンプ（２２）とオイルポンプ（２３）とエアコンコンプレッサ（２４）のうちの少なくとも一つと、車両駆動モードをエンジン（１１）の動力で車軸（１３）を駆動するエンジン駆動モードとモータ（１２）の動力で記車軸（１３，１４）を駆動するモータ駆動モードの二つのモード間で切り換える制御手段（４１）とを備えた構成としたものである。

この構成では、エンジンの動力で補機（ウォ−タポンプやオイルポンプやエアコンコンプレッサ）を駆動することができるため、補機専用の動力源（モータ等）を搭載する必要がなく、車両のハード構成を簡素化することができると共に、車両の低コスト化の要求を満たすことができる。

また、車両駆動モードをエンジン駆動モードとモータ駆動モードの二つのモード間で切り換えるため、エンジン車をベースにして制御系を開発する場合に、モータ駆動モードに関する制御を新たに開発するだけで良く、モータ駆動モードに関する制御とハイブリッドモードに関する制御の両方を新たに開発する場合に比べて、開発工数を低減することができる。

図１は本発明の実施例１における車両駆動制御システムの概略構成を示す図である。 図２は冷却系の概略構成を示す図である。 図３は車両駆動モードの切り換え方法を説明する図である。 図４は車両駆動モードの切り換えの一例を示すタイムチャートである。 図５は駆動モード切換判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図６はずり下がり防止制御ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図７はエンジン始動判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。 図８はＭＧ駆動モード中のエンジン始動の一例を示すタイムチャートである。 図９は実施例２の車両駆動制御システムの概略構成を示す図である。 図１０は実施例３車両駆動制御システムの概略構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図８に基づいて説明する。
まず、図１に基づいて車両駆動制御システムの概略構成を説明する。
車両の動力源として内燃機関であるエンジン１１とモータジェネレータ（以下「ＭＧ」と表記する）１２とが搭載され、エンジン１１の動力とＭＧ１２の動力が並列に車軸１３，１４に入力されるように構成されている。具体的には、エンジン１１の動力が一方の車軸１３（例えば前輪用の車軸）に入力され、ＭＧ１２の動力が他方の車軸１４（例えば後輪用の車軸）に入力されるように構成されている（つまりエンジン１１の動力とＭＧ１２の動力が異なる車軸１３，１４に入力されるように構成されている）。

エンジン１１の出力軸（クランク軸）の動力が変速機１５に伝達され、この変速機１５の出力軸の動力がデファレンシャルギヤ機構１６や車軸１３等を介して車輪１７（例えば前輪）に伝達される。変速機１５は、複数段の変速段の中から変速段を段階的に切り換える有段変速機であっても良いし、無段階に変速するＣＶＴ（無段変速機）であっても良い。

エンジン１１の動力を車軸１３に伝達する動力伝達系のうちの変速機１５とデファレンシャルギヤ機構１６との間には、エンジン１１と車軸１３との間の動力伝達を断続するためのエンジン側クラッチ１８が設けられている。このエンジン側クラッチ１８は、油圧駆動式の油圧クラッチであっても良いし、電磁駆動式の電磁クラッチであっても良い。

一方、ＭＧ１２の回転軸の動力がデファレンシャルギヤ機構１９や車軸１４等を介して車輪２０（例えば後輪）に伝達される。ＭＧ１２の動力を車軸１４に伝達する動力伝達系のうちのＭＧ１２とデファレンシャルギヤ機構１９との間には、ＭＧ１２と車軸１４との間の動力伝達を断続するためのＭＧ側クラッチ２１（モータ側クラッチ）が設けられている。このＭＧ側クラッチ２１は、油圧駆動式の油圧クラッチであっても良いし、電磁駆動式の電磁クラッチであっても良い。

冷却水循環用のウォ−タポンプ２２、油圧発生用のオイルポンプ２３、空調装置用のエアコンコンプレッサ２４等の補機は、それぞれ図示しない動力伝達機構（例えば、ベルト機構、チェーン機構、ギヤ機構等）を介してエンジン１１と動力伝達可能に連結され、エンジン１１の回転と同期して回転すると共に、エンジン１１の動力で駆動されるようになっている。

アクセルセンサ２５によりアクセル開度（アクセルペダルの操作量）が検出され、シフトスイッチ２６によりシフト位置（シフトレバーの操作位置）が検出される。また、ブレーキスイッチ２７によりブレーキ操作が検出され、車速センサ２８により車速が検出される。更に、傾斜センサ２９により車両の傾斜角度が検出され、負圧センサ３０によりブレーキブースタ（図示せず）内の負圧が検出される。このブレーキブースタは、エンジン１１の吸気管負圧を利用してブレーキペダルの踏み込み力を増幅してブレーキの制動力を増大させるものである。

次に、図２に基づいて冷却系の概略構成を説明する。
ＭＧ１２を駆動するインバータ３１がバッテリ３２に接続され、ＭＧ１２がインバータ３１を介してバッテリ３２と電力を授受するようになっている。

エンジン１１とインバータ３１には、それぞれ冷却水通路（図示せず）が形成されている。エンジン１１の冷却水通路の出口とラジエタ３３の入口とが冷却水循環パイプ３４によって接続され、ラジエタ３３の出口とインバータ３１の冷却水通路の入口とが冷却水循環パイプ３５によって接続され、インバータ３１の冷却水通路の出口とエンジン１１の冷却水通路の入口とが冷却水循環パイプ３６によって接続されている。これにより、エンジン１１の冷却水通路→冷却水循環パイプ３４→ラジエタ３３→冷却水循環パイプ３５→インバータ３１の冷却水通路→冷却水循環パイプ３６→エンジン１１の冷却水通路の経路で冷却水が循環する冷却水循環回路３７が構成されている。この冷却水循環回路３７の途中（例えば冷却水循環パイプ３６）に、冷却水を循環させるウォータポンプ２２が設けられている。

これらのエンジン１１の冷却水通路、インバータ３１の冷却水通路、ラジエタ３３、冷却水循環パイプ３４〜３６、ウォータポンプ２２等により、エンジン１１とインバータ３１とラジエタ３３との間で冷却水を循環させてエンジン１１とインバータ３１を冷却する冷却装置３８（つまりエンジン１１及びインバータ３１共用の冷却装置３８）が構成されている。

また、冷却水循環パイプ３６には、エンジン冷却水温（エンジン１１の冷却水通路に流入する冷却水の温度）を検出するエンジン冷却水温センサ３９が設けられ、冷却水循環パイプ３５には、インバータ冷却水温（インバータ３１の冷却水通路に流入する冷却水の温度）を検出するインバータ冷却水温センサ４０が設けられている。

上述した各種センサやスイッチの出力は、電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と表記する）４１に入力される。このＥＣＵ４１（制御手段）は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された各種の制御プログラムを実行することで、車両の運転状態に応じて、エンジン１１やＭＧ１２等を制御する。

尚、ＥＣＵ４１は、一つの制御ユニットで構成しても良いが、これに限定されず、例えば、ハイブリッド車全体を総合的に制御するハイブリッドＥＣＵ、エンジン１１を制御するエンジンＥＣＵ、インバータ３１を制御してＭＧ１２を制御するＭＧ−ＥＣＵ等の複数の制御ユニットで構成するようにしても良い。

ＥＣＵ４１は、バッテリ３２の充電状態と運転者要求（例えばアクセル開度等）と要求駆動力と車速のうちの少なくとも一つに応じて、車両駆動モードをエンジン駆動モードとＭＧ駆動モード（モータ駆動モード）の二つのモード間で切り換える。ここで、エンジン駆動モードは、エンジン１１の動力で車軸１３を駆動するモードであり、ＭＧ駆動モードは、ＭＧ１２の動力で車軸１４を駆動するモードである。このようにすれば、そのときのバッテリ３２の充電状態や運転者要求や要求駆動力や車速等に対応した適正な車両駆動モード（エンジン駆動モード又はモータ駆動モード）で車両を走行させることができる。

例えば、図３に示すように、エンジン駆動モード中に所定のＭＧ駆動条件が成立したときに、エンジン１１を停止すると共にＭＧ側クラッチ２１をＯＮ（締結状態）にして、ＭＧ駆動モードに切り換える。ここで、ＭＧ駆動条件は、例えば、車速が所定値以下（低速域）であること、アクセル開度が所定値以下であること、要求駆動力が所定値以下であること等のうちの少なくとも一つである。ＭＧ駆動モードでは、アクセル開度等に基づいて算出した要求駆動力をＭＧ１２で実現するようにＭＧ１２を制御する。また、減速時には、車輪２０（車軸１４）の動力でＭＧ１２を駆動してＭＧ１２を発電機として作動させることで、車両の運動エネルギをＭＧ１２で電力に変換してバッテリに回収（充電）する回生発電を行う。

一方、ＭＧ駆動モード中に所定のエンジン駆動条件が成立したときに、エンジン１１を始動すると共にＭＧ側クラッチ２１をＯＦＦ（開放状態）にして、エンジン駆動モードに切り換える。ここで、エンジン駆動条件は、例えば、車速が所定値以上（中速域又は高速域）であること、アクセル開度が所定値以上であること、要求駆動力が所定値以上であること、バッテリ３２の充電状態を表すＳＯＣ(State Of Charge) が所定値以下であること等のうちの少なくとも一つである。エンジン駆動モードでは、アクセル開度等に基づいて算出した要求駆動力をエンジン１１で実現するようにエンジン１１を制御する。

図４を用いて車両駆動モードの切り換えの一例を説明する。車速が所定値以下の低速域でバッテリ３２のＳＯＣが所定値以上の高ＳＯＣ状態の期間は、エンジン駆動条件が成立していないため、車両駆動モードをＭＧ駆動モードに維持して、エンジン１１を停止状態に維持したままＭＧ１２の動力で車軸１４を駆動して走行するか又は停車する。

その後、ＭＧ駆動モード中に車速が所定値以上の中速域又は高速域になってエンジン駆動条件が成立した時点ｔ1 で、車両駆動モードをエンジン駆動モードに切り換えて、エンジン１１を始動してエンジン１１の動力で車軸１３を駆動して走行する。

その後、エンジン駆動モード中に車速が所定値以下の低速域になってＭＧ駆動条件が成立した時点ｔ2 で、車両駆動モードをＭＧ駆動モードに切り換えて、エンジン１１を停止してＭＧ１２の動力で車軸１４を駆動して走行するか又は停車する。

前述したように、ＥＣＵ４１は、エンジン駆動モード中にＭＧ側クラッチ２１をＯＦＦ（開放状態）にする。このようにすれば、エンジン駆動モード中にＭＧ１２が車軸１４と一体的に連れ回りすることを防止することができる。これにより、フリクション損失を低減することができると共に、ＭＧ１２の回転による逆起電圧の発生を防止して電気部品を保護することができる。

また、ＥＣＵ４１は、後述する図５の駆動モード切換判定ルーチンを実行することで、ＭＧ１２で要求駆動力を実現する場合に必要なＭＧ１２のトルク（以下「ＭＧ必要トルク」という）を算出し、該ＭＧ必要トルクに基づいてＭＧ１２のトルク不足と判定した場合に、エンジン駆動モードに切り換える。このようにすれば、ＭＧ１２の動力では要求駆動力を実現できない場合に、エンジン駆動モードに切り換えて、エンジン１１の動力で要求駆動力を実現することができる。

更に、傾斜センサ２９の出力信号に基づいて坂道であるか否かを判定し、坂道におけるＭＧ１２のトルク不足と判定した場合に、エンジン駆動モードに切り換える。このようにすれば、坂道におけるＭＧ１２のトルク不足でＭＧ１２の動力では十分な登坂性能を実現できない場合に、エンジン駆動モードに切り換えて、エンジン１１の動力で十分な登坂性能を実現することができる。これにより、ＭＧ１２をあまり高トルク化する必要がなくなり、ＭＧ１２やインバータ３１を低コスト化することができる。

また、ＥＣＵ４１は、後述する図６のずり下がり防止制御ルーチンを実行することで、傾斜センサ２９の出力信号に基づいて坂道であるか否かを判定し、エンジン１１のアイドリングストップ状態での停車中に坂道における車両のずり下がりが懸念されると判定した場合に、ＭＧ１２の駆動方向を所定周波数で前進方向と後進方向との間で交互に切り換えて車両を停車状態に維持する。このようにすれば、エンジン１１のアイドリングストップ状態での停車中に坂道における車両のずり下がりをＭＧ１２で防止することができ、ずり下がり防止のためのブレーキ改良が不要となる。この際、ＭＧ１２の駆動方向を所定周波数で交互に切り換えることで、ＭＧ１２の過熱を防止することができる。

また、ＥＣＵ４１は、後述する図７のエンジン始動判定ルーチンを実行することで、ＭＧ駆動モード中にウォ−タポンプ２２とオイルポンプ２３とエアコンコンプレッサ２４のうちの少なくとも一つの駆動要求が発生した場合に、エンジン側クラッチ１８をＯＦＦ（開放状態）にしてエンジン１１を始動する。このようにすれば、ＭＧ駆動モード中に補機（ウォ−タポンプ２２やオイルポンプ２３やエアコンコンプレッサ２４）の駆動要求が発生した場合に、ＭＧ駆動モードに維持したままエンジン１１の動力で補機を駆動することができ、電動ウォ−タポンプや電動オイルポンプや電動エアコンコンプレッサを新たに設ける必要がない。

更に、ＭＧ駆動モード中に暖房要求が発生した場合に、エンジン側クラッチ１８をＯＦＦ（開放状態）にしてエンジン１１を始動する。このようにすれば、ＭＧ駆動モード中に暖房要求が発生した場合に、ＭＧ駆動モードに維持したままエンジン１１の熱（例えば冷却水の熱）を利用して暖房することができ、暖房のための熱源を新たに設ける必要がない。

また、ＭＧ駆動モード中にブレーキ負圧不足（ブレーキブースタの負圧不足）になった場合に、エンジン側クラッチ１８をＯＦＦ（開放状態）にしてエンジン１１を始動する。このようにすれば、ＭＧ駆動モード中にブレーキ負圧不足になった場合に、ＭＧ駆動モードに維持したままエンジン１１の吸気管負圧をブレーキブースタに供給して、ブレーキ負圧不足を解消することができ、電動負圧ポンプを新たに設ける必要がない。
以下、ＥＣＵ４１が実行する図５乃至図７の各ルーチンの処理内容を説明する。

［駆動モード切換判定ルーチン］
図５に示す駆動モード切換判定ルーチンは、ＥＣＵ４１の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、車両状態（例えば、傾斜センサ２９で検出した車両の傾斜角度、アクセル開度等に基づいて算出した要求駆動力等）を取得する。更に、傾斜センサ２９で検出した車両の傾斜角度が所定値以上であるか否かによって坂道であるか否かを判定し、その判定結果を取得するようにしても良い。

この後、ステップ１０２に進み、要求駆動力等に基づいて、バッテリ必要出力（ＭＧ１２で要求駆動力を実現する場合に必要なバッテリ３２の出力）と、ＭＧ必要出力（ＭＧ１２で要求駆動力を実現する場合に必要なＭＧ１２の出力）と、ＭＧ必要トルク（ＭＧ１２で要求駆動力を実現する場合に必要なＭＧ１２のトルク）をそれぞれマップ又は数式等により算出する。

この後、ステップ１０３に進み、バッテリ状態（例えば、バッテリ３２の温度、ＳＯＣ、劣化状態等）を取得した後、ステップ１０４に進み、バッテリ状態に基づいてバッテリ推定出力（バッテリ３２の出力の推定値）をマップ又は数式等により算出する。

この後、ステップ１０５に進み、バッテリ必要出力がバッテリ推定出力以下であるか否かを判定する。このステップ１０５で、バッテリ必要出力がバッテリ推定出力よりも大きいと判定された場合には、バッテリ３２の出力不足と判断して、ステップ１１２に進み、ＭＧ側クラッチ２１をＯＦＦ（開放状態）にした後、ステップ１１３に進み、エンジン駆動モードに切り換える（又は維持する）。

一方、上記ステップ１０５で、バッテリ必要出力がバッテリ推定出力以下であると判定された場合には、ステップ１０６に進み、ＭＧ状態（例えば、ＭＧ１２の温度、電圧、電流等）を取得した後、ステップ１０７に進み、ＭＧ状態に基づいてＭＧ推定出力（ＭＧ１２の出力の推定値）及びＭＧ推定トルク（ＭＧ１２のトルクの推定値）をそれぞれマップ又は数式等により算出する。

この後、ステップ１０８に進み、ＭＧ必要出力がＭＧ推定出力以下であるか否かを判定する。このステップ１０８で、ＭＧ必要出力がＭＧ推定出力よりも大きいと判定された場合には、ＭＧ１２の出力不足と判断して、ステップ１１２に進み、ＭＧ側クラッチ２１をＯＦＦにした後、ステップ１１３に進み、エンジン駆動モードに切り換える（又は維持する）。

一方、上記ステップ１０８で、ＭＧ必要出力がＭＧ推定出力以下であると判定された場合には、ステップ１０９に進み、ＭＧ必要トルクがＭＧ推定トルク以下であるか否かを判定する。このステップ１０９で、ＭＧ必要トルクがＭＧ推定トルクよりも大きいと判定された場合には、ＭＧ１２のトルク不足（傾斜センサ２９の出力信号に基づいて坂道と判定された場合は坂道におけるＭＧ１２のトルク不足）と判断して、ステップ１１２に進み、ＭＧ側クラッチ２１をＯＦＦにした後、ステップ１１３に進み、エンジン駆動モードに切り換える（又は維持する）。

一方、上記ステップ１０９で、ＭＧ必要トルクがＭＧ推定トルク以下であると判定された場合には、ＭＧ１２の動力で要求駆動力を実現できると判断して、ステップ１１０に進み、ＭＧ側クラッチ２１をＯＮ（締結状態）にした後、ステップ１１１に進み、ＭＧ駆動モードに切り換える（又は維持する）。
［ずり下がり防止制御ルーチン］
図６に示すずり下がり防止制御ルーチンは、ＥＣＵ４１の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ２０１で、坂道であるか否かを、例えば、傾斜センサ２９で検出した車両の傾斜角度が所定値以上であるか否かによって判定する。このステップ２０１で、坂道であると判定された場合には、ステップ２０２に進み、アイドリングストップ状態（エンジン１１が停止状態）であるか否かを判定する。

このステップ２０２で、アイドリングストップ状態であると判定された場合には、ステップ２０３に進み、停車中であるか否かを、例えば、車速＝０であるか否かによって判定する。このステップ２０３で、停車中であると判定された場合には、ステップ２０４に進み、ずり下がりの可能性が有るか否かを、例えば、サイドブレーキＯＦＦ且つブレーキＯＦＦ（又はブレーキ操作量が所定値以下）であるか否かによって判定する。

このステップ２０４で、ずり下がりの可能性が有ると判定された場合（つまり上記ステップ２０１〜２０４で全て「Ｙｅｓ」と判定された場合）には、エンジン１１のアイドリングストップ状態での停車中に坂道における車両のずり下がりが懸念されると判断して、ステップ２０５に進み、ＭＧ１２の駆動方向を所定周波数で前進方向と後進方向との間で交互に切り換えるＭＧ前後駆動制御を実行して車両を停車状態に維持する。

一方、上記ステップ２０１〜２０４のうちのいずれか一つでも「Ｎｏ」と判定された場合には、上記ステップ２０５の処理（ＭＧ前後駆動制御）を実行することなく、本ルーチンを終了する。

［エンジン始動判定ルーチン］
図７に示すエンジン始動判定ルーチンは、ＥＣＵ４１の電源オン期間中に所定周期で繰り返し実行される。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ３０１で、ＭＧ駆動モード中であるか否かを判定し、ＭＧ駆動モード中ではない（つまりエンジン駆動モード中である）と判定された場合には、ステップ３０２以降の処理を実行することなく、本ルーチンを終了する。この場合、エンジン駆動モード中の制御仕様に従う。

一方、上記ステップ３０１で、ＭＧ駆動モード中であると判定された場合には、ステップ３０２に進み、冷房要求（エアコンコンプレッサ２４の駆動要求）が発生しているか否かを、例えば、エアコンスイッチがＯＮであるか否かによって判定する。このステップ３０２で、冷房要求（エアコンコンプレッサ２４の駆動要求）が発生していると判定された場合には、エンジン１１を始動する必要があると判断して、ステップ３０７に進み、エンジン側クラッチ１８をＯＦＦ（開放状態）にした後、ステップ３０８に進み、エンジン１１を始動して、エンジン１１の動力で補機（少なくともエアコンコンプレッサ２４）を駆動する。

一方、上記ステップ３０２で、冷房要求（エアコンコンプレッサ２４の駆動要求）が発生していないと判定された場合には、ステップ３０３に進み、暖房要求が発生しているか否かを判定する。このステップ３０３で、暖房要求が発生していると判定された場合には、エンジン１１を始動する必要があると判断して、ステップ３０７に進み、エンジン側クラッチ１８をＯＦＦにした後、ステップ３０８に進み、エンジン１１を始動して、エンジン１１の熱で冷却水温を上昇させる。

一方、上記ステップ３０３で、暖房要求が発生していないと判定された場合には、ステップ３０４に進み、オイルポンプ２３の駆動要求が発生しているか否かを判定する。ここで、オイルポンプ２３の駆動要求は、例えば、図８に示すように、油圧がエンジン始動閾値以下になったときにオイルポンプ２３の駆動要求が発生し、その後、油圧がエンジン停止閾値以上になったときにオイルポンプ２３の駆動要求が解除される。

このステップ３０４で、オイルポンプ２３の駆動要求が発生していると判定された場合には、エンジン１１を始動する必要があると判断して、ステップ３０７に進み、エンジン側クラッチ１８をＯＦＦにした後、ステップ３０８に進み、エンジン１１を始動して、エンジン１１の動力で補機（少なくともオイルポンプ２３）を駆動する。

一方、上記ステップ３０４で、オイルポンプ２３の駆動要求が発生していないと判定された場合には、ステップ３０５に進み、ウォ−タポンプ２２の駆動要求が発生しているか否かを判定する。ここで、ウォ−タポンプ２２の駆動要求は、例えば、図８に示すように、冷却水流量がエンジン始動閾値以下になったときにウォ−タポンプ２２の駆動要求が発生し、その後、冷却水流量がエンジン停止閾値以上になったときにウォ−タポンプ２２の駆動要求が解除される。

このステップ３０５で、ウォ−タポンプ２２の駆動要求が発生していると判定された場合には、エンジン１１を始動する必要があると判断して、ステップ３０７に進み、エンジン側クラッチ１８をＯＦＦにした後、ステップ３０８に進み、エンジン１１を始動して、エンジン１１の動力で補機（少なくともウォ−タポンプ２２）を駆動する。

一方、上記ステップ３０５で、ウォ−タポンプ２２の駆動要求が発生していないと判定された場合には、ステップ３０６に進み、ブレーキ負圧不足（ブレーキブースタの負圧不足）であるか否かを、例えば、負圧センサ３０で検出したブレーキブースタ内の負圧が所定値以上であるか否かによって判定する。このステップ３０５で、ブレーキ負圧不足であると判定された場合には、エンジン１１を始動する必要があると判断して、ステップ３０７に進み、エンジン側クラッチ１８をＯＦＦにした後、ステップ３０８に進み、エンジン１１を始動して、エンジン１１の吸気管負圧をブレーキブースタに供給する。

一方、上記ステップ３０６で、ブレーキ負圧不足ではないと判定された場合（つまり上記ステップ３０２〜３０６で全て「Ｎｏ」と判定された場合）には、エンジン１１を始動する必要はないと判断して、ステップ３０９に進み、エンジン１１を停止した後、ステップ３１０に進み、エンジン側クラッチ１８をＯＮにする。尚、エンジン１１の停止中に必要に応じてエンジン側クラッチ１８のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるようにしても良い。

図８を用いてＭＧ駆動モード中のエンジン始動の一例を説明する。要求駆動力が所定値以下の期間は、エンジン駆動条件が成立していないため、車両駆動モードをＭＧ駆動モードに維持して、エンジン１１を停止状態に維持したままＭＧ１２の動力で車軸１４を駆動して走行するか又は停車する。

このＭＧ駆動モード中に油圧がエンジン始動閾値以下になって、オイルポンプ２３の駆動要求が発生したと判定した時点ｔ1 で、エンジン側クラッチ１８をＯＦＦにすると共にエンジン１１を始動して、エンジン１１の動力で補機（少なくともオイルポンプ２３）を駆動する。その後、油圧がエンジン停止閾値以上になって、オイルポンプ２３の駆動要求が発生していない（解除された）と判定した時点ｔ2 、エンジン１１を停止すると共にエンジン側クラッチ１８をＯＮにする。

その後、ＭＧ駆動モード中に冷却水流量がエンジン始動閾値以下になって、ウォ−タポンプ２２の駆動要求が発生していると判定した時点ｔ3 で、エンジン側クラッチ１８をＯＦＦにすると共にエンジン１１を始動して、エンジン１１の動力で補機（少なくともウォ−タポンプ２２）を駆動する。その後、冷却水流量がエンジン停止閾値以上になって、ウォ−タポンプ２２の駆動要求が発生していない（解除された）と判定した時点ｔ4 、エンジン１１を停止すると共にエンジン側クラッチ１８をＯＮにする。

その後、ＭＧ駆動モード中に冷房要求が発生していると判定した時点ｔ5 で、エンジン側クラッチ１８をＯＦＦにすると共にエンジン１１を始動して、エンジン１１の動力で補機（少なくともエアコンコンプレッサ２４）を駆動する。その後、冷房要求が発生していない（解除された）と判定した時点ｔ6 で、エンジン１１を停止すると共にエンジン側クラッチ１８をＯＮにする。

以上説明した本実施例１では、エンジン１１の動力で補機（ウォ−タポンプ２２やオイルポンプ２３やエアコンコンプレッサ２４）を駆動することができるため、補機専用の動力源（モータ等）を搭載する必要がなく、車両のハード構成を簡素化することができると共に、車両の低コスト化の要求を満たすことができる。

また、エンジン１１の動力が一方の車軸１３（例えば前輪用の車軸）に入力され、ＭＧ１２の動力が他方の車軸１４（例えば後輪用の車軸）に入力されるように構成した（つまりエンジン１１の動力とＭＧ１２の動力が異なる車軸１３，１４に入力されるように構成した）ので、ＭＧ１２の搭載スペースを容易に確保することができると共に、エンジン車をベースにして開発する場合に、エンジン１１で駆動する車軸１３とは異なる車軸１４側にＭＧ１２等を搭載するだけで良く、車両変更規模を抑制することができる。

更に、車両駆動モードをエンジン駆動モードとＭＧ駆動モードの二つのモード間で切り換えるようにしたので、エンジン車をベースにして制御系を開発する場合に、ＭＧ駆動モードに関する制御を新たに開発するだけで良く、ＭＧ駆動モードに関する制御とハイブリッドモードに関する制御の両方を新たに開発する場合に比べて、開発工数を低減することができる。

また、本実施例１では、エンジン１１とインバータ３１とラジエタ３３との間で冷却水を循環させてエンジン１１とインバータ３１を冷却する冷却装置３８（つまりエンジン１１及びインバータ３１共用の冷却装置３８）を設けるようにしたので、エンジン用の冷却装置とインバータ用の冷却装置を別々に設ける場合と比べて、冷却系の部品点数を減少させて冷却系を小型化及び低コスト化することができる。

次に、図９を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

図９に示すように、本実施例２では、エンジン１１の動力とＭＧ１２（１２Ｒ，１２Ｌ）の動力が異なる車軸１３，１４（１４Ｒ，１４Ｌ）に入力されるように構成されているが、右車輪２０Ｒ用の車軸１４Ｒに動力を入力する右車輪２０Ｒ用のＭＧ１２Ｒと、左車輪２０Ｌ用の車軸１４Ｌに動力を入力する左車輪２０Ｌ用のＭＧ１２Ｌとが設けられている。これらの二つのＭＧ１２Ｒ，１２Ｌの回転軸の動力は、それぞれギヤ機構４２Ｒ，４２Ｌや車軸１４Ｒ，１４Ｌ等を介して車輪２０Ｒ，２０Ｌに伝達され、ＭＧ１２Ｒ，１２Ｌとギヤ機構４２Ｒ，４２Ｌとの間に、それぞれＭＧ側クラッチ２１Ｒ，２１Ｌが設けられている。ＥＣＵ４１は、左右のＭＧ１２Ｒ，１２Ｌの回転速度を個別に制御することで、車両の旋回時の左右の車軸１４Ｒ，１４Ｌの回転速度差を許容するようにしている。

以上説明した本実施例２では、左右のＭＧ１２Ｒ，１２Ｌの回転速度制御で左右の車軸１４Ｒ，１４Ｌの回転速度差を許容するようにしているため、左右の車軸１４Ｒ，１４Ｌの回転速度差を許容するためのデファレンシャルギヤ機構を省略することができ、低コスト化することができる。

次に、図１０を用いて本発明の実施例３を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

図１０に示すように、本実施例３では、エンジン１１の動力とＭＧ１２の動力が同じ車軸１３に入力されるように構成されている。この場合、エンジン１１の出力軸の動力は、変速機１５、デファレンシャルギヤ機構１６、車軸１３等を介して車輪１７に伝達され、ＭＧ１２の回転軸の動力は、デファレンシャルギヤ機構１６、車軸１３等を介して車輪１７に伝達される。ＭＧ１２とデファレンシャルギヤ機構１６との間に、ＭＧ側クラッチ２１が設けられている。

以上説明した本実施例３では、エンジン１１の動力とＭＧ１２の動力が同じ車軸１３に入力されるように構成したので、車両駆動モードをエンジン駆動モードとＭＧ駆動モードとの間で切り換えても、駆動する車軸が切り換わらない（つまり前輪駆動から後輪駆動に切り換わったり、後輪駆動から前輪駆動に切り換わったりすることがない）。このため、車両走行に伴う開発工数（例えばサスペンション系の開発工数）を抑制することができる。

尚、上記各実施例１〜３では、ウォ−タポンプ２２とオイルポンプ２３とエアコンコンプレッサ２４を全てエンジン１１の回転と同期して回転する（エンジン１１の動力で駆動する）ようにしたが、これに限定されず、例えば、ウォ−タポンプ２２とオイルポンプ２３とエアコンコンプレッサ２４のうちの一つ又は二つをエンジン１１の回転と同期して回転する（エンジン１１の動力で駆動する）ようにしても良い。

また、上記各実施例１〜３では、エンジン１１とインバータ３１を冷却する冷却装置３８（つまりエンジン１１及びインバータ３１共用の冷却装置３８）を設けるようにしたが、これに限定されず、エンジン用の冷却装置とインバータ用の冷却装置を別々に設けるようにしても良い。

１１…エンジン、１２…ＭＧ（モータ）、１３，１４…車軸、１８…エンジン側クラッチ、２１…ＭＧ側クラッチ（モータ側クラッチ）、２２…ウォ−タポンプ、２３…オイルポンプ、２４…エアコンコンプレッサ、２９…傾斜センサ、３１…インバータ、３２…バッテリ、３３…ラジエタ、３８…冷却装置、４１…ＥＣＵ（制御手段）

Claims (13)

1. 車両の動力源としてエンジン（１１）とモータ（１２）とを搭載した車両用駆動力制御装置において、
   前記エンジン（１１）の動力と前記モータ（１２）の動力とが並列に車軸（１３，１４）に入力され、
   前記エンジン（１１）の回転と同期して回転するウォ−タポンプ（２２）とオイルポンプ（２３）とエアコンコンプレッサ（２４）のうちの少なくとも一つと、
   車両駆動モードを前記エンジン（１１）の動力で前記車軸（１３）を駆動するエンジン駆動モードと前記モータ（１２）の動力で前記車軸（１３，１４）を駆動するモータ駆動モードの二つのモード間で切り換える制御手段（４１）と
   を備えていることを特徴とする車両用駆動力制御装置。
2. 前記制御手段（４１）は、バッテリ充電状態と運転者要求と要求駆動力と車速のうちの少なくとも一つに応じて前記車両駆動モードを前記エンジン駆動モードと前記モータ駆動モードとの間で切り換えることを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動力制御装置。
3. 前記モータ（１２）と前記車軸（１３，１４）との間の動力伝達を断続するモータ側クラッチ（２１）を備え、
   前記制御手段（４１）は、前記エンジン駆動モード中に前記モータ側クラッチ（２１）を開放することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用駆動力制御装置。
4. 前記エンジン（１１）と前記車軸（１３）との間の動力伝達を断続するエンジン側クラッチ（１８）を備え、
   前記制御手段（４１）は、前記モータ駆動モード中に前記ウォ−タポンプ（２２）と前記オイルポンプ（２３）と前記エアコンコンプレッサ（２４）のうちの少なくとも一つの駆動要求が発生した場合に、前記エンジン側クラッチ（１８）を開放して前記エンジン（１１）を始動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両用駆動力制御装置。
5. 前記エンジン（１１）と前記車軸（１３）との間の動力伝達を断続するエンジン側クラッチ（１８）を備え、
   前記制御手段（４１）は、前記モータ駆動モード中に暖房要求が発生した場合に、前記エンジン側クラッチ（１８）を開放して前記エンジン（１１）を始動することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の車両用駆動力制御装置。
6. 前記エンジン（１１）と前記車軸（１３）との間の動力伝達を断続するエンジン側クラッチ（１８）を備え、
   前記制御手段（４１）は、前記モータ駆動モード中にブレーキブースタの負圧不足になった場合に、前記エンジン側クラッチ（１８）を開放して前記エンジン（１１）を始動することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の車両用駆動力制御装置。
7. 前記車両の傾斜を検出する傾斜センサ（２９）を備え、
   前記制御手段（４１）は、前記傾斜センサ（２９）の出力信号に基づいて坂道であるか否かを判定し、前記坂道における前記モータ（１２）のトルク不足と判定した場合に、前記エンジン駆動モードに切り換えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の車両用駆動力制御装置。
8. 前記制御手段（４１）は、前記モータ（１２）で要求駆動力を実現する場合に必要な前記モータ（１２）のトルク（以下「モータ必要トルク」という）を算出し、該モータ必要トルクに基づいて前記モータ（１２）のトルク不足と判定した場合に、前記エンジン駆動モードに切り換えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の車両用駆動力制御装置。
9. 前記車両の傾斜を検出する傾斜センサ（２９）を備え、
   前記制御手段（４１）は、前記傾斜センサ（２９）の出力信号に基づいて坂道であるか否かを判定し、前記エンジン（１１）のアイドリングストップ状態での停車中に前記坂道における前記車両のずり下がりが懸念されると判定した場合に、前記モータ（１２）の駆動方向を所定周波数で前進方向と後進方向との間で交互に切り換えて前記車両を停車状態に維持することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の車両用駆動力制御装置。
10. 前記モータ（１２）を駆動するインバータ（３１）と前記エンジン（１１）とラジエタ（３３）との間で冷却水を循環させて前記エンジン（１１）と前記インバータ（３１）を冷却する冷却装置（３８）を備えていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の車両用駆動力制御装置。
11. 前記エンジン（１１）の動力と前記モータ（１２）の動力が異なる車軸（１３，１４）に入力されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の車両用駆動力制御装置。
12. 前記モータ（１２）として、右車輪（２０Ｒ）用の車軸（１４Ｒ）に動力を入力する右車輪（２０Ｒ）用のモータ（１２Ｒ）と、左車輪（２０Ｌ）用の車軸（１４Ｌ）に動力を入力する左車輪（２０Ｌ）用のモータ（１２Ｌ）とを備え、
    前記右車輪（２０Ｒ）用のモータ（１２Ｒ）と前記左車輪（２０Ｌ）用のモータ（１２Ｌ）の回転速度制御で前記右車輪（２０Ｒ）用の車軸（１４Ｒ）と前記左車輪（２０Ｌ）用の車軸（１４Ｌ）の回転速度差を許容することを特徴とする請求項１１に記載の車両用駆動力制御装置。
13. 前記エンジン（１１）の動力と前記モータ（１２）の動力が同じ車軸（１３）に入力されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の車両用駆動力制御装置。

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