JP3539702B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、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、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型車両が提供されている。
この種のハイブリッド型車両は各種提供されており、エンジンによって発電機を駆動して電気エネルギーを発生させ、該電気エネルギーによってモータを回転させ、その回転を駆動輪に伝達するシリーズ（直列）式のハイブリッド型車両や、エンジン及びモータによって駆動輪を直接回転させるパラレル（並列）式のハイブリッド型車両等に分類される。
【０００３】
シリーズ式ハイブリッド車両では、エンジンは高効率域で定点的に運転されている。また、パラレル式ハイブリッド車両では、特開平５−２２９３５１号に記載されているように、走行負荷が大きい場合には、エンジントルクをモータトルクで補助し、走行負荷が小さい場合には、エンジントルクの一部をモータが回生発電するための駆動トルクとして用い、エンジンは常に高効率域で運転されるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、従来ガソリンエンジンなどのように、スロットルを用いるエンジンでは、スロットルを閉じる方向へ操作すると、スロットルの下流側に負圧が発生するため、この負圧を加えてブレーキペダルの踏み込み力を増すブレーキ負圧装置が設けられている。
【０００５】
しかし、上記ハイブリッド車両では、エンジンは常時最高効率領域で駆動されているため、スロットルは常時全開に近い状態となっており、負圧はほとんど発生しない。このため、ハイブリッド車両では、スロットルの操作によって生ずる負圧を利用せず、ブレーキ負圧装置に負圧を発生させるための真空ポンプを付けることにより、負圧を発生させる構成が採用されており、装置の大型化やコスト高を招いていた。
【０００６】
この発明は、真空ポンプを用いることなく、ブレーキ負圧を得ることのできるハイブリッド車両を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、以下の本発明により達成される。
【０００８】
（１）指令信号によりスロットル開度が調整される燃焼エンジンと、駆動輪を駆動させる駆動力を出力する駆動出力軸と、前記駆動出力軸に連結された駆動モータとを有し、前記燃焼エンジンが出力するエンジントルクと前記駆動モータの出力するモータトルクとの合計出力トルクをアクセル開度に対応して前記駆動出力軸に伝達されるハイブリッド車両であって、アクセル開度を検出するアクセルセンサと、スロットル開度の調整に基づきブレーキ負圧を得るブレーキ負圧装置と、前記ブレーキ負圧装置のブレーキ負圧を検出する負圧検出装置と、前記スロットル開度を調整する前記指令信号を出力する制御手段とを有し、前記制御手段は、負圧検出手段によって検出された検出値に応じてブレーキ負圧を予め定められた範囲内に維持するように前記アクセル開度とは無関係にスロットル開度を調整するとともに、前記ブレーキ負圧を維持するためのスロットル開度の調整によって生じたエンジントルクの変動量によって、前記アクセルセンサが検出したアクセル開度に基づく前記駆動出力軸に伝達される駆動トルクが変動しないように前記モータトルクを制御することを特徴とするハイブリッド車両。
【０００９】
（２） さらに、ブレーキ操作を検出するブレーキセンサを有し、前記制御手段は、ブレーキセンサによるブレーキ操作の検出に基づきスロットル開度を調整する上記（１）に記載のハイブリッド車両。
【００１０】
（３） 前記制御手段は、負圧検出手段によって検出された検出値が、閾値を越えた時に、スロットル開度を減少させるものである上記（１）に記載のハイブリッド車両。
【００１１】
（４） 前記制御手段は、予め定められた関数に基づき、負圧検出手段によって検出された検出値に応じて、スロットル開度を連続的に調整する上記（１）に記載のハイブリッド車両。
【００１２】
【作用】
燃焼エンジンの出力は、スロットル開度を調整することにより制御される。ブレーキ負圧装置は、燃焼エンジンの駆動に基づきブレーキ負圧を得ることができ、スロットル開度を調節することによってブレーキ負圧値が制御される。
【００１３】
ブレーキ操作を行うと、ブレーキを作用させる方向へブレーキ負圧が加わり、ブレーキ操作力が増強される。
ブレーキ操作が行われたことをブレーキセンサが検出すると、制御手段はブレーキ操作を十分補強できる程度にブレーキ負圧が発生しているかどうかを判断し、負圧検出装置によって検出された負圧の検出値に応じて、十分なブレーキ負圧がブレーキ負圧装置に発生するようにスロットル開度を調整する。
【００１４】
駆動出力軸に、燃焼エンジンの駆動によって発生するエンジントルクと、駆動モータの駆動によって発生するモータトルクとが駆動出力軸に伝達されるパラレル式ハイブリッド車両では、ブレーキ負圧を維持するためにアクセル開度とは無関係にスロットル開度を調整した結果、エンジントルクが変化して駆動力が変動することを防止するため、エンジントルクの変動量を駆動モータのモータトルクを制御することによって補正する。
【００１５】
負圧検出装置による検出値に応じてスロットル開度を調整する方法としては、検出されるブレーキ負圧値が所定の閾値を越えた時点で、スロットル開度を所定の値まで減少させる方法や、検出されたブレーキ負圧値に対するスロットル開度の値を予め設定しておき、ブレーキ負圧値の変化に対して逐次スロットル開度を制御する方法などを採ることができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施例を示すもので、ハイブリッド車両１の制御系を示すブロック図である。ハイブリッド車両は、内燃機関または外燃機関で構成されるエンジン２と、エンジン２の発生するエンジントルクによって発電するとともに、駆動電力を受けてモータトルクを発生する駆動モータとしての発電機／モータ３と、発電機／モータ３にモータ駆動電力を供給するバッテリ４と、エンジンの出力軸５と、駆動トルクを駆動輪１７まで伝達する駆動出力軸６と、発電機／モータ３の出力軸７とエンジン２の出力軸５との間に介設されたクラッチ８と、エンジン２の吸気系から負圧を得るブレーキ負圧装置１６を備え、さらに上記エンジン２や発電機／モータ３の駆動を制御する制御手段９を有している。
【００１７】
エンジン２は、ガソリンエンジンであり、スロットル開度を調整することによりエンジントルクが調整される。また、ブレーキ負圧装置１６に蓄えられた負圧が、エンジン２へ吸収されないように、エンジン２とブレーキ負圧装置１６との間には、逆止弁１８が介設されている。
【００１８】
発電機／モータ３は、バッテリ４からの駆動電力の供給によって、モータトルクを発生させ、また出力軸７から駆動力を吸収することによって回生電流を生じさせる。モータトルクは、例えば、駆動電流の大きさを変えることにより制御される。
【００１９】
クラッチ８は、発電機／モータ３の出力軸７とエンジン２の出力軸５とを、選択的に接続する。エンジントルクが出力され、発電機／モータ３がモータトルクを出力している場合には、クラッチ８を連結することによって、駆動出力軸６には、エンジントルクとモータトルクとを合計したトルクが出力される。また、クラッチ８が連結されている状態において、発電機／モータ３が発電機として作用すると、エンジントルクの一部が出力軸７に入力されて、発電機／モータ３は回生電流を発生させる。また、クラッチ８が解放された状態では、モータトルクのみが駆動出力軸６へ伝達される。
【００２０】
上記逆止弁１８は、ブレーキ負圧がエンジンの吸気系の負圧より大きい時に閉じられ、ブレーキ負圧がエンジンの吸気系の負圧より小さい時に開き、エンジン２からの負圧をブレーキ負圧装置１６へ供給する。
【００２１】
次に、制御系の説明をする。制御手段９は、車両制御装置１０と、エンジン制御装置１１と、モータ制御装置１２とを備えている。
各制御装置１０、１１、１２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。
【００２２】
車両制御装置１０は、最終的に駆動出力軸６に伝達される駆動出力を制御し、アクセルセンサ１３からアクセル開度αが入力され、ブレーキセンサ１４からブレーキ踏み込み量βが入力され、負圧検出手段である負圧センサ１５からブレーキ負圧ｐが入力される。車両制御装置１０は、アクセルセンサ１３から入力されるアクセル開度αに基づいて、最終的に駆動出力軸６に伝達される駆動トルクＴ0 を決定し、駆動トルクＴ0 とエンジントルクＴＥ0 に基づき、発電機／モータ３の目標駆動トルクＴＭ* を算出する。駆動トルクＴＭ* はモータ制御装置１２に供給され、最終的に駆動トルクＴ0 が駆動出力軸６に伝達されるように制御される。さらに、車両制御装置１０は、エンジン制御装置１１へスロットル開度指令信号を出力し、エンジン２の出力を制御する。
【００２３】
エンジン制御装置１１は、車両制御装置１０から入力されるスロットル開度信号を受けると、信号に応じたスロットル開度θの調整を行い、エンジン出力を制御する。エンジン２は、エンジン制御装置１１によって、通常最高効率域において駆動させられている。
【００２４】
モータ制御装置１２は、供給されたトルクＴＭ* が発電機／モータ３から出力されるように発電機／モータ３の電流（トルク）ＩＭを制御する。また、モータ制御装置１２は、車両制御装置１０から入力される回生電流指令値を受けると、発電機／モータ３からバッテリ４に対して回生電力を供給するように制御する。
【００２５】
一方、車両制御装置１０は、ブレーキセンサ１４からブレーキ踏み込み量βが入力されると、ブレーキ負圧装置の負圧ｐが十分に得られるように、スロットル開度θを決定し、スロットル開度θの変更によって変動したエンジントルクの変動分を補正するように、モータトルクＴＭ* を決定する。
【００２６】
例えば、負圧センサ１５から入力されるブレーキ負圧装置の負圧ｐが所定の閾値に達すると、十分なブレーキ負圧装置の負圧ｐを得るために、スロットル開度θを決定し、また、スロットル開度θの変更によって変動したエンジントルクの変動分を補正するように、モータトルクＴＭ* を決定する。このような決定に基づいて、車両制御装置１０は、決定されたスロットル開度θを指示するスロットル開度信号をエンジン制御装置１１へ供給し、上記決定されたモータトルクＴＭ* をモータ制御装置１２へ供給する。
【００２７】
即ち、ブレーキが踏み込まれて、ブレーキ負圧装置の負圧ｐが不足した場合には、エンジン２のスロットルを閉じる方向へ調整して、十分な負圧ｐを発生させ、スロットルを閉じることで減少したエンジントルクの減少分を補うため、モータトルクを増加させる。そして、ブレーキが解除された場合には、エンジン２を通常の高効率域にするべく、スロットル開度をほぼ全開状態へ変更し、スロットルを全開としたことにより生じたエンジントルクの上昇分を、モータトルクを減少させることで補正する。
【００２８】
なお、通常走行時において、エンジントルクのみで必要な駆動出力以上の出力が得られる場合には、余分なエンジントルクで発電機／モータ３を駆動して回生電力を生じさせるように、回生電流指令値を出力する。
このように、ブレーキを作用させる度に、スロットル開度θが調節されてエンジン２のエンジントルクが変動しても、最終的に駆動出力軸６に伝達されるトルクは変動しないように制御されている。
【００２９】
以下、上記駆動系の車両制御装置１０の制御動作について、詳細に説明する。図２は、ブレーキ動作を行った時のタイムチャート、および図３は、ブレーキ動作時のサブルーチンを示すフローチャートである。
走行中にブレーキが踏み込まれると、ブレーキ負圧ｐが低下する（図２中（Ａ）位置）。車両制御装置１０では、ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを判断し（ステップＳ１１）、ブレーキペダルを踏み込んだ時には、ブレーキ負圧ｐを検出し、ブレーキ負圧ｐが閾値ｂ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００３０】
ブレーキ負圧ｐが閾値ｂを下回ると、スロットル開度θを通常走行状態でのスロットル開度θ0 からθ1 へ下げる（ステップＳ１３）（図２中（Ｂ）位置）。これにより、スロットルは閉じる方向に変化し、ブレーキ負圧ｐが所定の値に維持される。
【００３１】
スロットル開度θが小さくなった結果、エンジン２の出力は低下し、エンジントルクＴＥ0 は、ＴＥ1 へ減少する。エンジントルクＴＥ0 の変動（減少）によって、最終的に駆動出力軸６に伝達される駆動トルクＴ0 が変動（減少）しないように、モータトルクＴＭ0 を補正（増加）する。即ち、駆動トルクＴ0 からエンジントルクＴＥ1 を差し引いた値を、補正したモータトルクＴＭ1 として決定する（ステップＳ１４）（図２中（Ｃ）位置）。モータトルクＴＭ1 を決定するには、エンジントルクＴＥ0 の変化量ΔＴＥをモータトルクＴＭ0 に加える方法（ＴＭ1 ＝ＴＭ0 ＋ΔＴＥ）を採ってもよい。
【００３２】
ブレーキの踏み込みが解除されてブレーキ踏み込み量βが零となった場合には、ブレーキ負圧ｐが上昇する（図２中（Ｄ）位置）。車両制御装置１０は、ブレーキ負圧ｐが閾値ａを上回ったか否かを判断し（ステップＳ１５）、上回っていない場合には、スロットル開度θ1 で維持させ、上回った場合には、通常走行状態へ復帰させる。即ち、スロットル開度θをθ1 から通常走行状態でのスロットル開度θ0 へ上げる（ステップＳ１６）（図２中（Ｅ）位置）。
【００３３】
また、スロットル開度θの上昇によって、エンジントルクが増加して通常走行時のエンジントルクＴＥ0 となる。エンジントルクＴＥの増加によって、アクセル開度に応じて決定されなければならない駆動トルクＴ0 が変動（増加）しないように、エンジントルクＴＥの変動分（増加分）を補正（減少）したモータトルクＴＭ3 （＝ＴＭ0 ）を決定する（ステップＳ１７）（図２中（Ｆ）位置）。
【００３４】
上述のように、ブレーキ負圧値ｐは、ヒステリシスを有し、減少した時と、増加したときで異なる閾値ａ，ｂ（ａ＞ｂ）が設定され、ハンチングが防止されている。
以上のような制御動作によって、ブレーキ操作時のブレーキ負圧が確保され、かつブレーキ操作を行っても駆動出力には変化は生じない。
【００３５】
次に、以上のような制御動作は、例えば次に説明するようなハイブリッド車両の駆動系に対して作用する。以下、図４に基づいて説明する。
図４には、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）式の車両の駆動系の一例が示されている。従来、ＦＦ式の車両には、回転軸が横方向になるようにエンジンを搭載した横置ＦＦ車両と、回転軸が縦方向になるようにエンジンを搭載した縦置ＦＦ車両とがある。前記横置ＦＦ車両には、エンジンの回転をカウンタドライブギヤとカウンタドリブンギヤから成るカウンタギヤを介してディファレンシャル装置に伝達するカウンタギヤ式のものと、エンジンの回転をチェーンを介してディファレンシャル装置に伝達するチェーン式のものがあり、前記カウンタギヤ式のものは、更にカウンタギヤを中間部に設けた中間部配置型のものと、カウンタギヤを後部に設けた後部配置型のものがある。
【００３６】
図４に示されている構成は、回転軸が横方向になるようにエンジン２を搭載した横置ＦＦ車両であり、エンジン２の回転をカウンタギヤを介してディファレンシャル装置２１に伝達するカウンタギヤ式であり、かつ、カウンタギヤを中間部に設けた中間部配置型の車両である。なお、本発明は、上述の他の型の車両に適用することもできる。
【００３７】
エンジン２以外の駆動系は、駆動装置ケース２２内に収容されており、駆動装置ケース２２内には、発電機／モータ３と、ディファレンシャル装置２１と、トルクコンバータ２３と、前進時に常時係合するクラッチ８と、プラネタリギヤユニット２４と、ブレーキＢ１と、ワンウェイクラッチＦ１とが設けられている。
【００３８】
発電機／モータ３は、駆動装置ケース２２に固定されたステータ３ａと、伝動軸２５に連結されたロータ３ｂとを有している。ステータ３ａにはコイル３ｃが巻装されていて、該コイル３ｃに駆動電流を流すことによってロータ３ｂを回転させることができる。そして、前記エンジン２および／または発電機／モータ３の回転は、前記伝動軸２５に固定されたカウンタドライブギヤ２６に伝達される。
【００３９】
ディファレンシャル装置２１からは、ディファレンシャル装置２１によって減速され、差動させられた回転を左右の駆動輪に伝達するための駆動軸２７が突設されている。
プラネタリギヤユニット２４はシンプルプラネタリ型のものであり、リングギヤ２４ａと、ピニオンギヤ２４ｂと、サンギヤ２４ｃと、ピニオンギヤ２４ｂを支持するキャリヤ２４ｄとを備えている。
【００４０】
エンジン２の出力軸５は、トルクコンバータ２３の入力側に接続され、トルクコンバータ２３の出力軸２８は、クラッチ８の入力側に接続されている。クラッチ８の出力側は、プラネタリギヤユニット２４の入力軸２９に接続され、入力軸２９は、キャリヤ２４ｄに接続されている。サンギヤ２４ｃの回転は、ブレーキＢ１によって選択的に止められる。また、ワンウェイクラッチＦ１は、サンギヤ２４ｃとキャリヤ２４ｄの間に設けられている。リングギヤ２４ａには、伝動軸２５の一端が接続され、他端にはカウンタドライブギヤ２６が固定されている。
【００４１】
伝動軸２５の近傍には、伝動軸２５と平行となる位置に駆動出力軸としてのカウンタドライブシャフト３１が配設されていて、該カウンタドライブシャフト３１には、カウンタドリブンギヤ３２と出力ギヤ３３が設けられる。該カウンタドリブンギヤ３２は前記カウンタドライブギヤ２６と噛合しており、該カウンタドライブギヤ２６の回転は、出力ギヤ３３に伝達される。
【００４２】
そして、該出力ギヤ３３の回転は、該出力ギヤ３３と噛合する出力大歯車３４に伝達される。前記出力ギヤ３３の歯数に対して前記出力大歯車３４の歯数は多く、前記出力ギヤ３３及び出力大歯車３４で最終減速機を構成する。該最終減速機によって減速された前記出力大歯車３４の回転は、ディファレンシャル装置２１に伝達され、差動させられて左右の駆動軸２７に伝達される。
【００４３】
上記構成の駆動系において、前記発電機／モータ３に駆動電流を供給せず、エンジン２を作動させると、エンジン２の回転は出力軸５を介してトルクコンバータ２３に伝達され、さらに出力軸２８を介してクラッチ８に伝達される。そして、該クラッチ８が係合されると出力軸２８に伝達された回転は入力軸２９を介してプラネタリギヤユニット２４のキャリヤ２４ｄに伝達される。
【００４４】
前記プラネタリギヤユニット２４においては、ブレーキＢ１が解放されると、キャリヤ２４ｄに入力された回転によってワンウェイクラッチＦ１がロックされて直結状態になる。したがって、入力軸２９の回転がそのまま伝動軸２５に伝達される。また、ブレーキＢ１が係合されると、サンギヤ２４ｃが固定され、リングギヤ２４ａから増速された回転が出力され、伝動軸２５を介してカウンタドライブギヤ２６に伝達される。
【００４５】
そして、前述したようにカウンタドライブギヤ２６に伝達された回転は、カウンタドリブンギヤ３２を介してカウンタドライブシャフト３１に伝達され、出力ギヤ３３及び出力大歯車３４で構成される最終減速機によって減速されてディファレンシャル装置２１に伝達される。この時、エンジン２のみによって車両を走行させることができ、発電機／モータ３において回生電力を発生させるようにすることができる。
【００４６】
次に、クラッチ８を解放し、発電機／モータ３を駆動すると、該発電機／モータ３においてモータトルクＴＭが発生する。該モータトルクＴＭは、伝動軸２５に出力され、同様にカウンタドライブギヤ２６に伝達される。この時、発電機／モータ３のみによって車両を走行させることも可能である。
また、前記エンジン２を作動させ、クラッチ８を係合し、発電機／モータ３を駆動すると、エンジン２及び発電機／モータ３によって車両を走行させることができる。
【００４７】
上記構成において、上記制御手段９による制御は、クラッチ８が係合している場合になされ、スロットル開度θの変更によってエンジン２のエンジントルクＴＭが変動すると、発電機／モータ３のモータトルクＴＭを補正して、カウンタドライブシャフト３１に伝達される駆動トルクＴ0 は一定に維持される。
【００４８】
次に、第２実施例のハイブリッド車両の構成について説明する。本実施例では、制御手段の制御動作のみが異なり、他の構成は上記第１実施例と同様であるため、制御動作のみを説明し、他の説明は省略する。図５は、本実施例で制御する際の、スロットル開度θと、エンジン２の吸気系の負圧ｐ’との間に規定される関係を示すマップである。図５においては、横軸に負圧ｐ’を、縦軸にスロットル開度θが採られている。
本実施例では、スロットル開度θは、図５に示されているように、負圧ｐ’の値に応じて連続して調整される。
【００４９】
図６は、本実施例におけるブレーキ動作時のサブルーチンを示すフローチャートである。車両制御装置１０は、走行中は、エンジン１１の吸気系の負圧ｐ’を検出しており（ステップＳ２１）、例えば、長時間ブレーキが踏まれない場合や、エンジン２の排管からの漏れ等から起こる負圧ｐ’の変動（低下）が生じているが否かを判断する（ステップ２２）。そして、図５に示されているマップに基づき、該負圧ｐ’に応じたスロットル開度θ1 を決定する（ステップＳ２３）。
【００５０】
通常走行時のスロットル開度θ0 が変動した結果、エンジントルクＴＥ0 も変動する。最終的に駆動出力軸６に伝達される駆動トルクＴ0 が変動しないように、モータトルクＴＭ0 が補正される。即ち、駆動トルクＴ0 から変動したエンジントルクＴＥ1 を差し引いた値を、補正したモータトルクＴＭ1 として決定する（ステップＳ２４）。
【００５１】
次に、上記第１および第２実施例と異なる駆動系を有する実施例について説明する。図７は本発明の第３の実施例におけるハイブリッド型車両の駆動系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２と、エンジン２を駆動させることによって発生する回転を出力する出力軸４１と、該出力軸４１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４２と、該プラネタリギヤユニット４２における変速後の回転が出力される出力軸４３と、該出力軸４３に固定された第１カウンタドライブギヤ４４と、発電機／モータ４５と、発電機／モータ４５とプラネタリギヤユニット４２とを連結する伝達軸４６とが配置されている。出力軸４３は、スリーブ形状を有し、出力軸４１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４４は、プラネタリギヤユニット４２よりエンジン２側に配設されている。
【００５２】
プラネタリギヤユニット４２は、サンギヤＳと、サンギヤＳと歯合するピニオンＰと、該ピニオンＰと歯合するリングギヤＲと、ピニオンＰを回転自在に支持するキャリヤＣＲとを備えている。
サンギヤＳは、伝達軸４６を介して発電機／モータ４５と連結され、リングギヤＲは、出力軸４３を介して第１カウンタドライブギヤ４４と連結され、キャリヤＣＲは、出力軸４１を介してエンジン２と連結されている。
【００５３】
さらに、発電機／モータ４５は伝達軸４６に固定され、回転自在に配設されたロータ４７と、該ロータ４７の周囲に配設されたステータ４８と、該ステータ４８に巻装されたコイル４９とを備えている。発電機／モータ４５は、伝達軸４６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４９は図示しないバッテリに接続され、該バッテリに電力を供給して充電する。
【００５４】
第１軸線と平行な第２軸線上には、駆動モータとしてのモータ５０と、モータ５０の回転が出力される出力軸５１と、出力軸５１に固定された第２カウンタドライブギヤ５２とが配置されている。
【００５５】
モータ５０は、出力軸５１に固定され、回転自在に配設されたロータ５３と、該ロータ５３の周囲に配設されたステータ５４と、該ステータ５４に巻装されたコイル５５とを備えている。モータ５０は、コイル５５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５５は図示しないバッテリに接続され、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。
【００５６】
本発明のハイブリッド車両が減速状態において、モータ５０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に供給して充電する。
そして、前記エンジン２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５６が配設されている。該カウンタシャフト５６にはカウンタドリブンギヤ５７が固定されている。また、該カウンタドリブンギヤ５７と第１カウンタドライブギヤ４４とが、及びカウンタドリブンギヤ５７と第２カウンタドライブギヤ５２とが噛合させられ、第１カウンタドライブギヤ４４の回転及び第２カウンタドライブギヤ５２の回転が反転されてカウンタドリブンギヤ５７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５６にはカウンタドリブンギヤ５７より歯数が小さなデフピニオンギヤ５８が固定される。
【００５７】
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５９が配設され、該デフリングギヤ５９と前記デフピニオンギヤ５８とが噛合させられる。また、前記デフリングギヤ５９にディファレンシャル装置６０が固定され、デフリングギヤ５９に伝達された回転が前記ディファレンシャル装置６０によって差動させられ、駆動輪に伝達される。
【００５８】
このように、エンジン２によって発生させられた回転をカウンタドリブンギヤ５７に伝達することができるだけでなく、モータ５０によって発生させられた回転をカウンタドリブンギヤ５７に伝達することができるので、エンジン２だけを駆動するエンジン駆動モード、モータ５０だけを駆動するモータ駆動モード、並びにエンジン２及びモータ５０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／モータ４５によってエンジン２を始動させることもできる。
【００５９】
このような駆動系において、図１に示されているような制御手段９で制御を行う場合には、スロットル開度θの調整によって変動するエンジントルクＴＥの補正は、モータ５０のモータトルクを調整することにより行われる。
また、発電機／モータ４５とエンジン２のトルクは比例するので、発電機／モータのトルクからエンジントルクを推定できる。
【００６０】
なお、上記ブレーキ制動時に、燃料カットしてエンジンを非駆動状態とし、発電機／モータ４５を回生駆動させることにより、回生電力を生じさせるように制御することもできる。この際、エンジンを非駆動状態としても、発電機／モータ４５の回転数を制御することによって、エンジン２を回転させることができ、この回転によってピストンを駆動させて、ブレーキ負圧を生じさせることができる。特に、エンジン２の回転をブレーキ負圧を生じさせるのに必要な最小限の回転数に抑えれば、ブレーキ動作時の回生エネルギーを最大限回生電力に変換することが可能となる。
【００６４】
以上説明した本発明のハイブリッド車両は、上記構成に限定されるものではなく、他の構成、例えばシリーズ・パラレル型ハイブリッド車両などにも適用することも可能である。シリーズ・パラレル型ハイブリッド車両の構成としては、例えば、発電機とトランスミッションの間にあるクラッチを切り離すことによりシリーズ型ハイブリッド車両となり、クラッチを結合することによりパラレル型ハイブリッド車両となるようなものが挙げられる。
【００６５】
また、第１実施例においては、ブレーキの踏み込みによる負圧の変動の例を示したが、第２実施例と同様に、第１実施例においても、長時間ブレーキが踏まれない場合や、エンジンの排管の漏れ等から起こる負圧の変動に基づいて、スロットル開度θを制御するようにしてもよい。さらに、上記構成の他、ブレーキセンサは、アクセルペダルの踏み込み量が減少し、または零となった状態を検出する構成とし、アクセルペダルの踏み込み量が零となったときに、ブレーキ負圧ｐの検出に値に基づくスロットル開度θの制御を開始する構成とすることもできる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明した本発明のハイブリッド車両によれば、例えばバキュームポンプなどのブレーキ負圧発生装置を別途設けることなく、ブレーキ負圧を確保することができ、エンジンの小型化、軽量化を図ることができる。
特に、エンジントルクが駆動出力軸に伝達されるパラレル型のハイブリッド車両の場合には、エンジンのスロットル開度の変更によって生ずるエンジントルクの変動を、モータトルクによって補正するため、走行フィーリングが良好に保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハイブリッド車両の制御系の構成を示すブロック図である。
【図２】制御手段の第１実施例の制御動作を示すタイムチャートである。
【図３】制御手段の第１実施例の制御動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明のハイブリッド車両の第１実施例の駆動系を示す概念図である。
【図５】第２実施例の制御動作において、ブレーキ負圧とスロットル開度との関
係を示すマップである。
【図６】第２実施例の制御動作を示すフローチャートである。
【図７】第３実施例の駆動系を示す概念図である。
【産業上の利用分野】
本発明は、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、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型車両が提供されている。
この種のハイブリッド型車両は各種提供されており、エンジンによって発電機を駆動して電気エネルギーを発生させ、該電気エネルギーによってモータを回転させ、その回転を駆動輪に伝達するシリーズ（直列）式のハイブリッド型車両や、エンジン及びモータによって駆動輪を直接回転させるパラレル（並列）式のハイブリッド型車両等に分類される。
【０００３】
シリーズ式ハイブリッド車両では、エンジンは高効率域で定点的に運転されている。また、パラレル式ハイブリッド車両では、特開平５−２２９３５１号に記載されているように、走行負荷が大きい場合には、エンジントルクをモータトルクで補助し、走行負荷が小さい場合には、エンジントルクの一部をモータが回生発電するための駆動トルクとして用い、エンジンは常に高効率域で運転されるように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、従来ガソリンエンジンなどのように、スロットルを用いるエンジンでは、スロットルを閉じる方向へ操作すると、スロットルの下流側に負圧が発生するため、この負圧を加えてブレーキペダルの踏み込み力を増すブレーキ負圧装置が設けられている。
【０００５】
しかし、上記ハイブリッド車両では、エンジンは常時最高効率領域で駆動されているため、スロットルは常時全開に近い状態となっており、負圧はほとんど発生しない。このため、ハイブリッド車両では、スロットルの操作によって生ずる負圧を利用せず、ブレーキ負圧装置に負圧を発生させるための真空ポンプを付けることにより、負圧を発生させる構成が採用されており、装置の大型化やコスト高を招いていた。
【０００６】
この発明は、真空ポンプを用いることなく、ブレーキ負圧を得ることのできるハイブリッド車両を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、以下の本発明により達成される。
【０００８】
（１）指令信号によりスロットル開度が調整される燃焼エンジンと、駆動輪を駆動させる駆動力を出力する駆動出力軸と、前記駆動出力軸に連結された駆動モータとを有し、前記燃焼エンジンが出力するエンジントルクと前記駆動モータの出力するモータトルクとの合計出力トルクをアクセル開度に対応して前記駆動出力軸に伝達されるハイブリッド車両であって、アクセル開度を検出するアクセルセンサと、スロットル開度の調整に基づきブレーキ負圧を得るブレーキ負圧装置と、前記ブレーキ負圧装置のブレーキ負圧を検出する負圧検出装置と、前記スロットル開度を調整する前記指令信号を出力する制御手段とを有し、前記制御手段は、負圧検出手段によって検出された検出値に応じてブレーキ負圧を予め定められた範囲内に維持するように前記アクセル開度とは無関係にスロットル開度を調整するとともに、前記ブレーキ負圧を維持するためのスロットル開度の調整によって生じたエンジントルクの変動量によって、前記アクセルセンサが検出したアクセル開度に基づく前記駆動出力軸に伝達される駆動トルクが変動しないように前記モータトルクを制御することを特徴とするハイブリッド車両。
【０００９】
（２） さらに、ブレーキ操作を検出するブレーキセンサを有し、前記制御手段は、ブレーキセンサによるブレーキ操作の検出に基づきスロットル開度を調整する上記（１）に記載のハイブリッド車両。
【００１０】
（３） 前記制御手段は、負圧検出手段によって検出された検出値が、閾値を越えた時に、スロットル開度を減少させるものである上記（１）に記載のハイブリッド車両。
【００１１】
（４） 前記制御手段は、予め定められた関数に基づき、負圧検出手段によって検出された検出値に応じて、スロットル開度を連続的に調整する上記（１）に記載のハイブリッド車両。
【００１２】
【作用】
燃焼エンジンの出力は、スロットル開度を調整することにより制御される。ブレーキ負圧装置は、燃焼エンジンの駆動に基づきブレーキ負圧を得ることができ、スロットル開度を調節することによってブレーキ負圧値が制御される。
【００１３】
ブレーキ操作を行うと、ブレーキを作用させる方向へブレーキ負圧が加わり、ブレーキ操作力が増強される。
ブレーキ操作が行われたことをブレーキセンサが検出すると、制御手段はブレーキ操作を十分補強できる程度にブレーキ負圧が発生しているかどうかを判断し、負圧検出装置によって検出された負圧の検出値に応じて、十分なブレーキ負圧がブレーキ負圧装置に発生するようにスロットル開度を調整する。
【００１４】
駆動出力軸に、燃焼エンジンの駆動によって発生するエンジントルクと、駆動モータの駆動によって発生するモータトルクとが駆動出力軸に伝達されるパラレル式ハイブリッド車両では、ブレーキ負圧を維持するためにアクセル開度とは無関係にスロットル開度を調整した結果、エンジントルクが変化して駆動力が変動することを防止するため、エンジントルクの変動量を駆動モータのモータトルクを制御することによって補正する。
【００１５】
負圧検出装置による検出値に応じてスロットル開度を調整する方法としては、検出されるブレーキ負圧値が所定の閾値を越えた時点で、スロットル開度を所定の値まで減少させる方法や、検出されたブレーキ負圧値に対するスロットル開度の値を予め設定しておき、ブレーキ負圧値の変化に対して逐次スロットル開度を制御する方法などを採ることができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施例を示すもので、ハイブリッド車両１の制御系を示すブロック図である。ハイブリッド車両は、内燃機関または外燃機関で構成されるエンジン２と、エンジン２の発生するエンジントルクによって発電するとともに、駆動電力を受けてモータトルクを発生する駆動モータとしての発電機／モータ３と、発電機／モータ３にモータ駆動電力を供給するバッテリ４と、エンジンの出力軸５と、駆動トルクを駆動輪１７まで伝達する駆動出力軸６と、発電機／モータ３の出力軸７とエンジン２の出力軸５との間に介設されたクラッチ８と、エンジン２の吸気系から負圧を得るブレーキ負圧装置１６を備え、さらに上記エンジン２や発電機／モータ３の駆動を制御する制御手段９を有している。
【００１７】
エンジン２は、ガソリンエンジンであり、スロットル開度を調整することによりエンジントルクが調整される。また、ブレーキ負圧装置１６に蓄えられた負圧が、エンジン２へ吸収されないように、エンジン２とブレーキ負圧装置１６との間には、逆止弁１８が介設されている。
【００１８】
発電機／モータ３は、バッテリ４からの駆動電力の供給によって、モータトルクを発生させ、また出力軸７から駆動力を吸収することによって回生電流を生じさせる。モータトルクは、例えば、駆動電流の大きさを変えることにより制御される。
【００１９】
クラッチ８は、発電機／モータ３の出力軸７とエンジン２の出力軸５とを、選択的に接続する。エンジントルクが出力され、発電機／モータ３がモータトルクを出力している場合には、クラッチ８を連結することによって、駆動出力軸６には、エンジントルクとモータトルクとを合計したトルクが出力される。また、クラッチ８が連結されている状態において、発電機／モータ３が発電機として作用すると、エンジントルクの一部が出力軸７に入力されて、発電機／モータ３は回生電流を発生させる。また、クラッチ８が解放された状態では、モータトルクのみが駆動出力軸６へ伝達される。
【００２０】
上記逆止弁１８は、ブレーキ負圧がエンジンの吸気系の負圧より大きい時に閉じられ、ブレーキ負圧がエンジンの吸気系の負圧より小さい時に開き、エンジン２からの負圧をブレーキ負圧装置１６へ供給する。
【００２１】
次に、制御系の説明をする。制御手段９は、車両制御装置１０と、エンジン制御装置１１と、モータ制御装置１２とを備えている。
各制御装置１０、１１、１２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。
【００２２】
車両制御装置１０は、最終的に駆動出力軸６に伝達される駆動出力を制御し、アクセルセンサ１３からアクセル開度αが入力され、ブレーキセンサ１４からブレーキ踏み込み量βが入力され、負圧検出手段である負圧センサ１５からブレーキ負圧ｐが入力される。車両制御装置１０は、アクセルセンサ１３から入力されるアクセル開度αに基づいて、最終的に駆動出力軸６に伝達される駆動トルクＴ0 を決定し、駆動トルクＴ0 とエンジントルクＴＥ0 に基づき、発電機／モータ３の目標駆動トルクＴＭ* を算出する。駆動トルクＴＭ* はモータ制御装置１２に供給され、最終的に駆動トルクＴ0 が駆動出力軸６に伝達されるように制御される。さらに、車両制御装置１０は、エンジン制御装置１１へスロットル開度指令信号を出力し、エンジン２の出力を制御する。
【００２３】
エンジン制御装置１１は、車両制御装置１０から入力されるスロットル開度信号を受けると、信号に応じたスロットル開度θの調整を行い、エンジン出力を制御する。エンジン２は、エンジン制御装置１１によって、通常最高効率域において駆動させられている。
【００２４】
モータ制御装置１２は、供給されたトルクＴＭ* が発電機／モータ３から出力されるように発電機／モータ３の電流（トルク）ＩＭを制御する。また、モータ制御装置１２は、車両制御装置１０から入力される回生電流指令値を受けると、発電機／モータ３からバッテリ４に対して回生電力を供給するように制御する。
【００２５】
一方、車両制御装置１０は、ブレーキセンサ１４からブレーキ踏み込み量βが入力されると、ブレーキ負圧装置の負圧ｐが十分に得られるように、スロットル開度θを決定し、スロットル開度θの変更によって変動したエンジントルクの変動分を補正するように、モータトルクＴＭ* を決定する。
【００２６】
例えば、負圧センサ１５から入力されるブレーキ負圧装置の負圧ｐが所定の閾値に達すると、十分なブレーキ負圧装置の負圧ｐを得るために、スロットル開度θを決定し、また、スロットル開度θの変更によって変動したエンジントルクの変動分を補正するように、モータトルクＴＭ* を決定する。このような決定に基づいて、車両制御装置１０は、決定されたスロットル開度θを指示するスロットル開度信号をエンジン制御装置１１へ供給し、上記決定されたモータトルクＴＭ* をモータ制御装置１２へ供給する。
【００２７】
即ち、ブレーキが踏み込まれて、ブレーキ負圧装置の負圧ｐが不足した場合には、エンジン２のスロットルを閉じる方向へ調整して、十分な負圧ｐを発生させ、スロットルを閉じることで減少したエンジントルクの減少分を補うため、モータトルクを増加させる。そして、ブレーキが解除された場合には、エンジン２を通常の高効率域にするべく、スロットル開度をほぼ全開状態へ変更し、スロットルを全開としたことにより生じたエンジントルクの上昇分を、モータトルクを減少させることで補正する。
【００２８】
なお、通常走行時において、エンジントルクのみで必要な駆動出力以上の出力が得られる場合には、余分なエンジントルクで発電機／モータ３を駆動して回生電力を生じさせるように、回生電流指令値を出力する。
このように、ブレーキを作用させる度に、スロットル開度θが調節されてエンジン２のエンジントルクが変動しても、最終的に駆動出力軸６に伝達されるトルクは変動しないように制御されている。
【００２９】
以下、上記駆動系の車両制御装置１０の制御動作について、詳細に説明する。図２は、ブレーキ動作を行った時のタイムチャート、および図３は、ブレーキ動作時のサブルーチンを示すフローチャートである。
走行中にブレーキが踏み込まれると、ブレーキ負圧ｐが低下する（図２中（Ａ）位置）。車両制御装置１０では、ブレーキペダルが踏み込まれたか否かを判断し（ステップＳ１１）、ブレーキペダルを踏み込んだ時には、ブレーキ負圧ｐを検出し、ブレーキ負圧ｐが閾値ｂ以下であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００３０】
ブレーキ負圧ｐが閾値ｂを下回ると、スロットル開度θを通常走行状態でのスロットル開度θ0 からθ1 へ下げる（ステップＳ１３）（図２中（Ｂ）位置）。これにより、スロットルは閉じる方向に変化し、ブレーキ負圧ｐが所定の値に維持される。
【００３１】
スロットル開度θが小さくなった結果、エンジン２の出力は低下し、エンジントルクＴＥ0 は、ＴＥ1 へ減少する。エンジントルクＴＥ0 の変動（減少）によって、最終的に駆動出力軸６に伝達される駆動トルクＴ0 が変動（減少）しないように、モータトルクＴＭ0 を補正（増加）する。即ち、駆動トルクＴ0 からエンジントルクＴＥ1 を差し引いた値を、補正したモータトルクＴＭ1 として決定する（ステップＳ１４）（図２中（Ｃ）位置）。モータトルクＴＭ1 を決定するには、エンジントルクＴＥ0 の変化量ΔＴＥをモータトルクＴＭ0 に加える方法（ＴＭ1 ＝ＴＭ0 ＋ΔＴＥ）を採ってもよい。
【００３２】
ブレーキの踏み込みが解除されてブレーキ踏み込み量βが零となった場合には、ブレーキ負圧ｐが上昇する（図２中（Ｄ）位置）。車両制御装置１０は、ブレーキ負圧ｐが閾値ａを上回ったか否かを判断し（ステップＳ１５）、上回っていない場合には、スロットル開度θ1 で維持させ、上回った場合には、通常走行状態へ復帰させる。即ち、スロットル開度θをθ1 から通常走行状態でのスロットル開度θ0 へ上げる（ステップＳ１６）（図２中（Ｅ）位置）。
【００３３】
また、スロットル開度θの上昇によって、エンジントルクが増加して通常走行時のエンジントルクＴＥ0 となる。エンジントルクＴＥの増加によって、アクセル開度に応じて決定されなければならない駆動トルクＴ0 が変動（増加）しないように、エンジントルクＴＥの変動分（増加分）を補正（減少）したモータトルクＴＭ3 （＝ＴＭ0 ）を決定する（ステップＳ１７）（図２中（Ｆ）位置）。
【００３４】
上述のように、ブレーキ負圧値ｐは、ヒステリシスを有し、減少した時と、増加したときで異なる閾値ａ，ｂ（ａ＞ｂ）が設定され、ハンチングが防止されている。
以上のような制御動作によって、ブレーキ操作時のブレーキ負圧が確保され、かつブレーキ操作を行っても駆動出力には変化は生じない。
【００３５】
次に、以上のような制御動作は、例えば次に説明するようなハイブリッド車両の駆動系に対して作用する。以下、図４に基づいて説明する。
図４には、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）式の車両の駆動系の一例が示されている。従来、ＦＦ式の車両には、回転軸が横方向になるようにエンジンを搭載した横置ＦＦ車両と、回転軸が縦方向になるようにエンジンを搭載した縦置ＦＦ車両とがある。前記横置ＦＦ車両には、エンジンの回転をカウンタドライブギヤとカウンタドリブンギヤから成るカウンタギヤを介してディファレンシャル装置に伝達するカウンタギヤ式のものと、エンジンの回転をチェーンを介してディファレンシャル装置に伝達するチェーン式のものがあり、前記カウンタギヤ式のものは、更にカウンタギヤを中間部に設けた中間部配置型のものと、カウンタギヤを後部に設けた後部配置型のものがある。
【００３６】
図４に示されている構成は、回転軸が横方向になるようにエンジン２を搭載した横置ＦＦ車両であり、エンジン２の回転をカウンタギヤを介してディファレンシャル装置２１に伝達するカウンタギヤ式であり、かつ、カウンタギヤを中間部に設けた中間部配置型の車両である。なお、本発明は、上述の他の型の車両に適用することもできる。
【００３７】
エンジン２以外の駆動系は、駆動装置ケース２２内に収容されており、駆動装置ケース２２内には、発電機／モータ３と、ディファレンシャル装置２１と、トルクコンバータ２３と、前進時に常時係合するクラッチ８と、プラネタリギヤユニット２４と、ブレーキＢ１と、ワンウェイクラッチＦ１とが設けられている。
【００３８】
発電機／モータ３は、駆動装置ケース２２に固定されたステータ３ａと、伝動軸２５に連結されたロータ３ｂとを有している。ステータ３ａにはコイル３ｃが巻装されていて、該コイル３ｃに駆動電流を流すことによってロータ３ｂを回転させることができる。そして、前記エンジン２および／または発電機／モータ３の回転は、前記伝動軸２５に固定されたカウンタドライブギヤ２６に伝達される。
【００３９】
ディファレンシャル装置２１からは、ディファレンシャル装置２１によって減速され、差動させられた回転を左右の駆動輪に伝達するための駆動軸２７が突設されている。
プラネタリギヤユニット２４はシンプルプラネタリ型のものであり、リングギヤ２４ａと、ピニオンギヤ２４ｂと、サンギヤ２４ｃと、ピニオンギヤ２４ｂを支持するキャリヤ２４ｄとを備えている。
【００４０】
エンジン２の出力軸５は、トルクコンバータ２３の入力側に接続され、トルクコンバータ２３の出力軸２８は、クラッチ８の入力側に接続されている。クラッチ８の出力側は、プラネタリギヤユニット２４の入力軸２９に接続され、入力軸２９は、キャリヤ２４ｄに接続されている。サンギヤ２４ｃの回転は、ブレーキＢ１によって選択的に止められる。また、ワンウェイクラッチＦ１は、サンギヤ２４ｃとキャリヤ２４ｄの間に設けられている。リングギヤ２４ａには、伝動軸２５の一端が接続され、他端にはカウンタドライブギヤ２６が固定されている。
【００４１】
伝動軸２５の近傍には、伝動軸２５と平行となる位置に駆動出力軸としてのカウンタドライブシャフト３１が配設されていて、該カウンタドライブシャフト３１には、カウンタドリブンギヤ３２と出力ギヤ３３が設けられる。該カウンタドリブンギヤ３２は前記カウンタドライブギヤ２６と噛合しており、該カウンタドライブギヤ２６の回転は、出力ギヤ３３に伝達される。
【００４２】
そして、該出力ギヤ３３の回転は、該出力ギヤ３３と噛合する出力大歯車３４に伝達される。前記出力ギヤ３３の歯数に対して前記出力大歯車３４の歯数は多く、前記出力ギヤ３３及び出力大歯車３４で最終減速機を構成する。該最終減速機によって減速された前記出力大歯車３４の回転は、ディファレンシャル装置２１に伝達され、差動させられて左右の駆動軸２７に伝達される。
【００４３】
上記構成の駆動系において、前記発電機／モータ３に駆動電流を供給せず、エンジン２を作動させると、エンジン２の回転は出力軸５を介してトルクコンバータ２３に伝達され、さらに出力軸２８を介してクラッチ８に伝達される。そして、該クラッチ８が係合されると出力軸２８に伝達された回転は入力軸２９を介してプラネタリギヤユニット２４のキャリヤ２４ｄに伝達される。
【００４４】
前記プラネタリギヤユニット２４においては、ブレーキＢ１が解放されると、キャリヤ２４ｄに入力された回転によってワンウェイクラッチＦ１がロックされて直結状態になる。したがって、入力軸２９の回転がそのまま伝動軸２５に伝達される。また、ブレーキＢ１が係合されると、サンギヤ２４ｃが固定され、リングギヤ２４ａから増速された回転が出力され、伝動軸２５を介してカウンタドライブギヤ２６に伝達される。
【００４５】
そして、前述したようにカウンタドライブギヤ２６に伝達された回転は、カウンタドリブンギヤ３２を介してカウンタドライブシャフト３１に伝達され、出力ギヤ３３及び出力大歯車３４で構成される最終減速機によって減速されてディファレンシャル装置２１に伝達される。この時、エンジン２のみによって車両を走行させることができ、発電機／モータ３において回生電力を発生させるようにすることができる。
【００４６】
次に、クラッチ８を解放し、発電機／モータ３を駆動すると、該発電機／モータ３においてモータトルクＴＭが発生する。該モータトルクＴＭは、伝動軸２５に出力され、同様にカウンタドライブギヤ２６に伝達される。この時、発電機／モータ３のみによって車両を走行させることも可能である。
また、前記エンジン２を作動させ、クラッチ８を係合し、発電機／モータ３を駆動すると、エンジン２及び発電機／モータ３によって車両を走行させることができる。
【００４７】
上記構成において、上記制御手段９による制御は、クラッチ８が係合している場合になされ、スロットル開度θの変更によってエンジン２のエンジントルクＴＭが変動すると、発電機／モータ３のモータトルクＴＭを補正して、カウンタドライブシャフト３１に伝達される駆動トルクＴ0 は一定に維持される。
【００４８】
次に、第２実施例のハイブリッド車両の構成について説明する。本実施例では、制御手段の制御動作のみが異なり、他の構成は上記第１実施例と同様であるため、制御動作のみを説明し、他の説明は省略する。図５は、本実施例で制御する際の、スロットル開度θと、エンジン２の吸気系の負圧ｐ’との間に規定される関係を示すマップである。図５においては、横軸に負圧ｐ’を、縦軸にスロットル開度θが採られている。
本実施例では、スロットル開度θは、図５に示されているように、負圧ｐ’の値に応じて連続して調整される。
【００４９】
図６は、本実施例におけるブレーキ動作時のサブルーチンを示すフローチャートである。車両制御装置１０は、走行中は、エンジン１１の吸気系の負圧ｐ’を検出しており（ステップＳ２１）、例えば、長時間ブレーキが踏まれない場合や、エンジン２の排管からの漏れ等から起こる負圧ｐ’の変動（低下）が生じているが否かを判断する（ステップ２２）。そして、図５に示されているマップに基づき、該負圧ｐ’に応じたスロットル開度θ1 を決定する（ステップＳ２３）。
【００５０】
通常走行時のスロットル開度θ0 が変動した結果、エンジントルクＴＥ0 も変動する。最終的に駆動出力軸６に伝達される駆動トルクＴ0 が変動しないように、モータトルクＴＭ0 が補正される。即ち、駆動トルクＴ0 から変動したエンジントルクＴＥ1 を差し引いた値を、補正したモータトルクＴＭ1 として決定する（ステップＳ２４）。
【００５１】
次に、上記第１および第２実施例と異なる駆動系を有する実施例について説明する。図７は本発明の第３の実施例におけるハイブリッド型車両の駆動系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２と、エンジン２を駆動させることによって発生する回転を出力する出力軸４１と、該出力軸４１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４２と、該プラネタリギヤユニット４２における変速後の回転が出力される出力軸４３と、該出力軸４３に固定された第１カウンタドライブギヤ４４と、発電機／モータ４５と、発電機／モータ４５とプラネタリギヤユニット４２とを連結する伝達軸４６とが配置されている。出力軸４３は、スリーブ形状を有し、出力軸４１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４４は、プラネタリギヤユニット４２よりエンジン２側に配設されている。
【００５２】
プラネタリギヤユニット４２は、サンギヤＳと、サンギヤＳと歯合するピニオンＰと、該ピニオンＰと歯合するリングギヤＲと、ピニオンＰを回転自在に支持するキャリヤＣＲとを備えている。
サンギヤＳは、伝達軸４６を介して発電機／モータ４５と連結され、リングギヤＲは、出力軸４３を介して第１カウンタドライブギヤ４４と連結され、キャリヤＣＲは、出力軸４１を介してエンジン２と連結されている。
【００５３】
さらに、発電機／モータ４５は伝達軸４６に固定され、回転自在に配設されたロータ４７と、該ロータ４７の周囲に配設されたステータ４８と、該ステータ４８に巻装されたコイル４９とを備えている。発電機／モータ４５は、伝達軸４６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４９は図示しないバッテリに接続され、該バッテリに電力を供給して充電する。
【００５４】
第１軸線と平行な第２軸線上には、駆動モータとしてのモータ５０と、モータ５０の回転が出力される出力軸５１と、出力軸５１に固定された第２カウンタドライブギヤ５２とが配置されている。
【００５５】
モータ５０は、出力軸５１に固定され、回転自在に配設されたロータ５３と、該ロータ５３の周囲に配設されたステータ５４と、該ステータ５４に巻装されたコイル５５とを備えている。モータ５０は、コイル５５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５５は図示しないバッテリに接続され、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。
【００５６】
本発明のハイブリッド車両が減速状態において、モータ５０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に供給して充電する。
そして、前記エンジン２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５６が配設されている。該カウンタシャフト５６にはカウンタドリブンギヤ５７が固定されている。また、該カウンタドリブンギヤ５７と第１カウンタドライブギヤ４４とが、及びカウンタドリブンギヤ５７と第２カウンタドライブギヤ５２とが噛合させられ、第１カウンタドライブギヤ４４の回転及び第２カウンタドライブギヤ５２の回転が反転されてカウンタドリブンギヤ５７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５６にはカウンタドリブンギヤ５７より歯数が小さなデフピニオンギヤ５８が固定される。
【００５７】
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５９が配設され、該デフリングギヤ５９と前記デフピニオンギヤ５８とが噛合させられる。また、前記デフリングギヤ５９にディファレンシャル装置６０が固定され、デフリングギヤ５９に伝達された回転が前記ディファレンシャル装置６０によって差動させられ、駆動輪に伝達される。
【００５８】
このように、エンジン２によって発生させられた回転をカウンタドリブンギヤ５７に伝達することができるだけでなく、モータ５０によって発生させられた回転をカウンタドリブンギヤ５７に伝達することができるので、エンジン２だけを駆動するエンジン駆動モード、モータ５０だけを駆動するモータ駆動モード、並びにエンジン２及びモータ５０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／モータ４５によってエンジン２を始動させることもできる。
【００５９】
このような駆動系において、図１に示されているような制御手段９で制御を行う場合には、スロットル開度θの調整によって変動するエンジントルクＴＥの補正は、モータ５０のモータトルクを調整することにより行われる。
また、発電機／モータ４５とエンジン２のトルクは比例するので、発電機／モータのトルクからエンジントルクを推定できる。
【００６０】
なお、上記ブレーキ制動時に、燃料カットしてエンジンを非駆動状態とし、発電機／モータ４５を回生駆動させることにより、回生電力を生じさせるように制御することもできる。この際、エンジンを非駆動状態としても、発電機／モータ４５の回転数を制御することによって、エンジン２を回転させることができ、この回転によってピストンを駆動させて、ブレーキ負圧を生じさせることができる。特に、エンジン２の回転をブレーキ負圧を生じさせるのに必要な最小限の回転数に抑えれば、ブレーキ動作時の回生エネルギーを最大限回生電力に変換することが可能となる。
【００６４】
以上説明した本発明のハイブリッド車両は、上記構成に限定されるものではなく、他の構成、例えばシリーズ・パラレル型ハイブリッド車両などにも適用することも可能である。シリーズ・パラレル型ハイブリッド車両の構成としては、例えば、発電機とトランスミッションの間にあるクラッチを切り離すことによりシリーズ型ハイブリッド車両となり、クラッチを結合することによりパラレル型ハイブリッド車両となるようなものが挙げられる。
【００６５】
また、第１実施例においては、ブレーキの踏み込みによる負圧の変動の例を示したが、第２実施例と同様に、第１実施例においても、長時間ブレーキが踏まれない場合や、エンジンの排管の漏れ等から起こる負圧の変動に基づいて、スロットル開度θを制御するようにしてもよい。さらに、上記構成の他、ブレーキセンサは、アクセルペダルの踏み込み量が減少し、または零となった状態を検出する構成とし、アクセルペダルの踏み込み量が零となったときに、ブレーキ負圧ｐの検出に値に基づくスロットル開度θの制御を開始する構成とすることもできる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明した本発明のハイブリッド車両によれば、例えばバキュームポンプなどのブレーキ負圧発生装置を別途設けることなく、ブレーキ負圧を確保することができ、エンジンの小型化、軽量化を図ることができる。
特に、エンジントルクが駆動出力軸に伝達されるパラレル型のハイブリッド車両の場合には、エンジンのスロットル開度の変更によって生ずるエンジントルクの変動を、モータトルクによって補正するため、走行フィーリングが良好に保たれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハイブリッド車両の制御系の構成を示すブロック図である。
【図２】制御手段の第１実施例の制御動作を示すタイムチャートである。
【図３】制御手段の第１実施例の制御動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明のハイブリッド車両の第１実施例の駆動系を示す概念図である。
【図５】第２実施例の制御動作において、ブレーキ負圧とスロットル開度との関
係を示すマップである。
【図６】第２実施例の制御動作を示すフローチャートである。
【図７】第３実施例の駆動系を示す概念図である。
Claims (4)
- 指令信号によりスロットル開度が調整される燃焼エンジンと、駆動輪を駆動させる駆動力を出力する駆動出力軸と、前記駆動出力軸に連結された駆動モータとを有し、前記燃焼エンジンが出力するエンジントルクと前記駆動モータの出力するモータトルクとの合計出力トルクをアクセル開度に対応して前記駆動出力軸に伝達されるハイブリッド車両であって、
アクセル開度を検出するアクセルセンサと、 スロットル開度の調整に基づきブレーキ負圧を得るブレーキ負圧装置と、 前記ブレーキ負圧装置のブレーキ負圧を検出する負圧検出装置と、 前記スロットル開度を調整する前記指令信号を出力する制御手段とを有し、
前記制御手段は、負圧検出手段によって検出された検出値に応じてブレーキ負圧を予め定められた範囲内に維持するように前記アクセル開度とは無関係にスロットル開度を調整するとともに、
前記ブレーキ負圧を維持するためのスロットル開度の調整によって生じたエンジントルクの変動量によって、前記アクセルセンサが検出したアクセル開度に基づく前記駆動出力軸に伝達される駆動トルクが変動しないように前記モータトルクを制御することを特徴とするハイブリッド車両。 - さらに、ブレーキ操作を検出するブレーキセンサを有し、前記制御手段は、ブレーキセンサによるブレーキ操作の検出に基づきスロットル開度を調整する請求項１に記載のハイブリッド車両。
- 前記制御手段は、負圧検出手段によって検出された検出値が、閾値を越えた時に、スロットル開度を減少させるものである請求項１に記載のハイブリッド車両。
- 前記制御手段は、予め定められた関数に基づき、負圧検出手段によって検出された検出値に応じて、スロットル開度を連続的に調整する請求項１に記載のハイブリッド車両。
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