JP5036505B2 - ハイブリッド車およびその制御方法並びに駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車およびその制御方法並びに駆動装置に関し、詳しくは、内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、駆動輪に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸とに３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、発電機および電動機と電力のやり取りが可能な蓄電装置と、駆動輪の空転によるスリップが生じたときに駆動輪のスリップを抑制するスリップ抑制装置と、を備えるハイブリッド車およびその制御方法並びにハイブリッド車に搭載される駆動装置に関する。

従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、発電機と、エンジンの出力軸と発電機の回転軸とにそれぞれキャリアとサンギヤとを接続すると共に駆動輪に連結された駆動軸にリングギヤを接続した遊星歯車機構と、駆動軸に接続された走行用モータと、発電機および走行用モータと電力のやり取りが可能なバッテリとを備え、駆動輪の空転によるスリップを抑制するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド車では、モータ走行中に駆動輪の空転によるスリップが生じたときに、走行用モータからのトルクを制限したり、ブレーキにより制動力を作用させるスリップ抑制制御を行なうことにより、駆動輪のスリップを抑制している。
特開２００６−４４５３６号公報

上述のハイブリッド車では、スリップ抑制制御をオフするスイッチを備えるものがあるが、モータ走行用の運転モードでリバース走行する際に運転者によりスリップ抑制制御がオフされた状態で駆動輪の空転によるスリップが生じたときには、スリップ抑制制御が行なわれないため、走行用モータによる電力消費によってバッテリが過大な電力により放電される場合が生じる。この場合、スリップが継続してバッテリの残容量が低下するなどにより、発電機によるクランキングを伴ってエンジンの始動が開始されると、発電機が力行駆動されるため、バッテリが更に過大な電力により放電されてしまう。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法並びに駆動装置は、後進走行する際の蓄電装置の過大な電力による放電を抑制することを主目的とする。

本発明のハイブリッド車およびその制御方法並びに駆動装置は、少なくとも上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のハイブリッド車は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸とに３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記駆動輪の空転によるスリップが生じたときに該駆動輪のスリップを抑制するスリップ抑制装置と、を備えるハイブリッド車であって、
前記スリップ抑制装置の作動をオフするスリップ抑制装置オフスイッチと、
シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、
前記スリップ抑制装置オフスイッチにより前記スリップ抑制装置の作動がオフされた状態かつ前記検出されたシフトポジションが後進走行用のポジションの状態となったとき、前記内燃機関が停止されているときには前記発電機によるクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるよう該内燃機関と該発電機とを制御し、前記内燃機関が運転されているときには前記発電機の駆動を伴って前記内燃機関の運転が継続されるよう該内燃機関と前記発電機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明のハイブリッド車では、スリップ抑制装置の作動がオフされた状態かつシフトポジションが後進走行用のポジションの状態となったときに、内燃機関が停止されているときには発電機によるクランキングを伴って内燃機関が始動されるよう内燃機関と発電機とを制御し、内燃機関が運転されているときには発電機の駆動を伴って内燃機関の運転が継続されるよう内燃機関と発電機とを制御する。これにより、後進走行する際にスリップ抑制装置により抑制されない駆動輪のスリップが生じている最中に内燃機関の始動が行なわれるのが抑止されるから、後進走行する際の蓄電手段の過大な電力による放電を抑制することができる。ここで、スリップ抑制装置の作動がオフされた状態かつシフトポジションが後進走行用のポジションの状態となったときには、前記検出されたシフトポジションが後進走行用のポジションの状態で前記スリップ抑制装置オフスイッチにより前記スリップ抑制装置の作動がオフされたときなどが含まれる。

本発明の駆動装置は、
内燃機関および蓄電手段と共にハイブリッド車に搭載され、前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で動力を入出力可能な発電機と、駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸とに３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記駆動輪の空転によるスリップが生じたときに該駆動輪のスリップを抑制するスリップ抑制装置と、を備える駆動装置であって、
前記スリップ抑制装置の作動をオフするスリップ抑制装置オフスイッチと、
シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、
前記スリップ抑制装置オフスイッチにより前記スリップ抑制装置の作動がオフされた状態かつ前記検出されたシフトポジションが後進走行用のポジションの状態となったとき、前記内燃機関が停止されているときには前記発電機によるクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるよう該内燃機関と該発電機とを制御し、前記内燃機関が運転されているときには前記発電機の駆動を伴って前記内燃機関の運転が継続されるよう該内燃機関と前記発電機とを制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の駆動装置では、スリップ抑制装置の作動がオフされた状態かつシフトポジションが後進走行用のポジションの状態となったときに、内燃機関が停止されているときには発電機によるクランキングを伴って内燃機関が始動されるよう内燃機関と発電機とを制御し、内燃機関が運転されているときには発電機の駆動を伴って内燃機関の運転が継続されるよう内燃機関と発電機とを制御する。これにより、後進走行する際にスリップ抑制装置により抑制されない駆動輪のスリップが生じている最中に内燃機関の始動が行なわれるのが抑止されるから、後進走行する際の蓄電手段の過大な電力による放電を抑制することができる。ここで、スリップ抑制装置の作動がオフされた状態かつシフトポジションが後進走行用のポジションの状態となったときには、前記検出されたシフトポジションが後進走行用のポジションの状態で前記スリップ抑制装置オフスイッチにより前記スリップ抑制装置の作動がオフされたときなどが含まれる。

本発明のハイブリッド車の制御方法は、
内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸とに３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記駆動輪の空転によるスリップが生じたときに該駆動輪のスリップを抑制するスリップ抑制装置と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
前記スリップ抑制装置の作動がオフされた状態かつシフトポジションが後進走行用のポジションの状態となったとき、前記内燃機関が停止されているときには前記発電機によるクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるよう該内燃機関と該発電機とを制御し、前記内燃機関が運転されているときには前記発電機の駆動を伴って前記内燃機関の運転が継続されるよう該内燃機関と該発電機とを制御する、
ことを特徴とする。

この本発明のハイブリッド車の制御方法では、スリップ抑制装置の作動がオフされた状態かつシフトポジションが後進走行用のポジションの状態となったときに、内燃機関が停止されているときには発電機によるクランキングを伴って内燃機関が始動されるよう内燃機関と発電機とを制御し、内燃機関が運転されているときには発電機の駆動を伴って内燃機関の運転が継続されるよう内燃機関と発電機とを制御する。これにより、後進走行する際にスリップ抑制装置により抑制されない駆動輪のスリップが生じている最中に内燃機関の始動が行なわれるのが抑止されるから、後進走行する際の蓄電手段の過大な電力による放電を抑制することができる。ここで、スリップ抑制装置の作動がオフされた状態かつシフトポジションが後進走行用のポジションの状態となったときには、前記検出されたシフトポジションが後進走行用のポジションの状態で前記スリップ抑制装置オフスイッチにより前記スリップ抑制装置の作動がオフされたときなどが含まれる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図示するように、エンジン２２と、エンジン２２の出力軸としてのクランクシャフト２６にダンパ２８を介して接続された３軸式の動力分配統合機構３０と、動力分配統合機構３０に接続された発電可能なモータＭＧ１と、動力分配統合機構３０に接続された駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに取り付けられた減速ギヤ３５と、この減速ギヤ３５に接続されたモータＭＧ２と、駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪のブレーキを制御するためのブレーキアクチュエータ９２と、車両全体をコントロールするハイブリッド用電子制御ユニット７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関であり、エンジン２２の運転状態を検出する各種センサから信号を入力するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）２４により燃料噴射制御や点火制御，吸入空気量調節制御などの運転制御を受けている。エンジンＥＣＵ２４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によりエンジン２２を運転制御すると共に必要に応じてエンジン２２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、エンジンＥＣＵ２４は、クランクシャフト２６に取り付けられた図示しないクランクポジションセンサからの信号に基づいてクランクシャフト２６の回転数、即ちエンジン２２の回転数Ｎｅも演算している。

動力分配統合機構３０は、外歯歯車のサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車のリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１とリングギヤ３２とキャリア３４とを回転要素として差動作用を行なう遊星歯車機構として構成されている。動力分配統合機構３０は、キャリア３４にはエンジン２２のクランクシャフト２６が、サンギヤ３１にはモータＭＧ１が、リングギヤ３２にはリングギヤ軸３２ａを介して減速ギヤ３５がそれぞれ連結されており、モータＭＧ１が発電機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力をサンギヤ３１側とリングギヤ３２側にそのギヤ比に応じて分配し、モータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア３４から入力されるエンジン２２からの動力とサンギヤ３１から入力されるモータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ３２側に出力する。リングギヤ３２に出力された動力は、リングギヤ軸３２ａからギヤ機構６０およびデファレンシャルギヤ６２を介して、最終的には車両の駆動輪６３ａ，６３ｂに出力される。

モータＭＧ１およびモータＭＧ２は、いずれも発電機として駆動することができると共に電動機として駆動できる周知の同期発電電動機として構成されており、インバータ４１，４２を介してバッテリ５０と電力のやりとりを行なう。インバータ４１，４２とバッテリ５０とを接続する電力ライン５４は、各インバータ４１，４２が共用する正極母線および負極母線として構成されており、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかで発電される電力を他のモータで消費することができるようになっている。したがって、バッテリ５０は、モータＭＧ１，ＭＧ２のいずれかから生じた電力や不足する電力により充放電されることになる。なお、モータＭＧ１，ＭＧ２により電力収支のバランスをとるものとすれば、バッテリ５０は充放電されない。モータＭＧ１，ＭＧ２は、いずれもモータ用電子制御ユニット（以下、モータＥＣＵという）４０により駆動制御されている。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するために必要な信号、例えばモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ４３，４４からの信号や図示しない電流センサにより検出されるモータＭＧ１，ＭＧ２に印加される相電流などが入力されており、モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２へのスイッチング制御信号が出力されている。モータＥＣＵ４０は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御すると共に必要に応じてモータＭＧ１，ＭＧ２の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。なお、モータＥＣＵ４０は、回転位置検出センサ４３，４４からの信号に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２も演算している。

バッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、バッテリＥＣＵという）５２によって管理されている。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ５０の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧，バッテリ５０の出力端子に接続された電力ライン５４に取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流，バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１からの電池温度Ｔｂなどが入力されており、必要に応じてバッテリ５０の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。また、バッテリＥＣＵ５２は、バッテリ５０を管理するために電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいて残容量（ＳＯＣ）を演算したり、演算した残容量（ＳＯＣ）と電池温度Ｔｂとに基づいてバッテリ５０を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔを演算している。なお、バッテリ５０の入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔは、電池温度Ｔｂに基づいて入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値を設定し、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Ｗｉｎ，Ｗｏｕｔの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。

ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキペダル８５の踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ９０の圧力（ブレーキ圧）と車速とにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動トルクが駆動輪６３ａ，６３ｂや図示しない従動輪に作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したり、ブレーキペダル８５の踏み込みに無関係に、駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に制動トルクが作用するようブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄの油圧を調整したりすることができるように構成されている。ブレーキアクチュエータ９２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）９４により制御されている。ブレーキＥＣＵ９４は、駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪に取り付けられた車輪速センサ９８ａ〜９８ｄからの駆動輪速Ｖｆｌ，Ｖｆｒや従動輪速Ｖｒｌ，Ｖｒｒ，図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力して、運転者がブレーキペダル８５を踏み込んだときに駆動輪６３ａ，６３ｂや従動輪のいずれかがロックによりスリップするのを防止するアンチロックブレーキシステム機能（ＡＢＳ）や運転者がアクセルペダル８３を踏み込んだときに駆動輪６３ａ，６３ｂのいずれかが空転によりスリップするのを防止するトラクションコントロール（ＴＲＣ），車両が旋回走行しているときに姿勢を保持する姿勢保持制御（ＶＳＣ）なども行なう。ブレーキＥＣＵ９４は、ハイブリッド用電子制御ユニット７０と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット７０からの制御信号によってブレーキアクチュエータ９２を駆動制御したり、各車輪速に関する信号や必要に応じてブレーキアクチュエータ９２の状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット７０に出力する。実施例のブレーキＥＣＵ９４によるトラクションコントロール（ＴＲＣ）は、各駆動輪速Ｖｆｌ，Ｖｆｒを車体速に換算したものと車体の推定される推定車体速Ｖｅとの偏差であるスリップ速度が比較的小さな所定速度Ｖｓｒｅｆ（例えば、時速１ｋｍや時速３ｋｍ，時速５ｋｍなど）以上となっている駆動輪にスリップが生じていると判定し、スリップを生じていると判定した駆動輪にスリップ速度が大きいほど大きな制動トルクが付与されるようブレーキアクチュエータ９２を制御したり、必要に応じてモータＭＧ２からのトルクが制限されるようハイブリッド用電子制御ユニット７０に制御信号を出力することにより行なわれる。なお、推定車体速Ｖｅは、各従動輪速Ｖｒｌ，Ｖｒｒの平均値や各車輪速のうち車輪速差の少ない３つの平均値を用いて演算することができる。

ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、ＣＰＵ７２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ７２の他に処理プログラムを記憶するＲＯＭ７４と、データを一時的に記憶するＲＡＭ７６と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット７０には、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号，シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ８８からの車速Ｖ、運転者の操作によりブレーキＥＣＵ９４によるトラクションコントロール（ＴＲＣ）が行なわれないよう指示するＴＲＣオフスイッチ８９からのＴＲＣオフスイッチ信号ＳＷｔｒｃなどが入力ポートを介して入力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット７０は、前述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，ブレーキＥＣＵ９４と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０，バッテリＥＣＵ５２，ブレーキＥＣＵ９４と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。なお、シフトポジションＳＰとしては、前進走行用のドライブポジション（Ｄポジション）、アクセルオフ時の制動力が大きな前進走行用のブレーキポジション（Ｂポジション）、後進走行用のリバースポジション（Ｒポジション）、中立のニュートラルポジション（Ｎポジション）、駐車時に用いる駐車ポジション（Ｐポジション）などがある。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、運転者によるアクセルペダル８３の踏み込み量に対応するアクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて駆動軸としてのリングギヤ軸３２ａに出力すべき要求トルクＴｒ＊を計算し、この要求トルクＴｒ＊に対応する要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるように、エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２とが運転制御される。エンジン２２とモータＭＧ１とモータＭＧ２の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にエンジン２２から出力される動力のすべてが動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによってトルク変換されてリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ５０の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン２２から出力されるようにエンジン２２を運転制御すると共にバッテリ５０の充放電を伴ってエンジン２２から出力される動力の全部またはその一部が動力分配統合機構３０とモータＭＧ１とモータＭＧ２とによるトルク変換を伴って要求動力がリングギヤ軸３２ａに出力されるようモータＭＧ１およびモータＭＧ２を駆動制御する充放電運転モード、エンジン２２の運転を停止してモータＭＧ２からの要求動力に見合う動力をリングギヤ軸３２ａに出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。ここで、トルク変換運転モードは、充放電運転モードのうちバッテリ５０の充放電が行なわれない状態であるから、充放電運転モードとして取り扱うことができる。

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０の動作、特にモータ運転モードで後進走行するときにエンジン２２を始動するか否かを判定する際の動作について説明する。図２はハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるリバース時エンジン始動判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、シフトポジションＳＰがＲポジションのときに所定時間毎（例えば数ｍｓｅｃ毎）に繰り返し実行される。

リバース時エンジン始動判定ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット７０のＣＰＵ７２は、まず、ＴＲＣオフスイッチ８９からのＴＲＣオフスイッチ信号ＳＷｔｒｃやバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）などの処理に必要なデータを入力し（ステップＳ１００）、エンジン２２の運転が停止されているか否かを判定し（ステップＳ１１０）、エンジン２２の運転が停止されているときには、入力したＴＲＣオフスイッチ信号ＳＷｔｒｃがオン、即ちブレーキＥＣＵ９４によるトラクションコントロール（ＴＲＣ）がオフされているか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１２０）。ここで、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）は、バッテリＥＣＵ５２より演算されたものを通信により入力するものとした。

エンジン２２の停止中にトラクションコントロール（ＴＲＣ）がオフされていないときには、エンジン２２の始動条件に応じてエンジン２２の始動を指示して（ステップＳ１３０）、本ルーチンを終了する。エンジン２２の始動条件としては、実施例では、バッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）がモータＭＧ１によりエンジン２２をクランキングして始動するために必要な残容量（ＳＯＣ）の下限よりも若干大きい値として予め定められた閾値未満となる条件を用いるものとした。エンジン２２の始動が指示されると、実施例では、エンジン２２の始動処理、即ち、エンジン２２が安定して所定の点火開始回転数以上でモータリングされるようハイブリッド用電子制御ユニット７０により設定したモータＭＧ１のトルク指令でモータＥＣＵ４０によりモータＭＧ１を制御すると共にエンジン２２の回転数Ｎｅが点火開始回転数以上に至ったときにエンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御を開始し、エンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２の完爆が判定されたときにハイブリッド用電子制御ユニット７０により設定した発電用のトルク指令でモータＥＣＵ４０によりモータＭＧ１を制御すると共に要求トルクＴｒ＊に基づくエンジン２２の要求パワーがエンジン２２から出力されるようエンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２の燃料噴射制御や点火制御などの運転制御を行なうものとした。また、実施例では、エンジン２２の始動条件が成立していないときには、要求トルクＴｒ＊に対応するモータＭＧ２のトルク指令をハイブリッド用電子制御ユニット７０により設定すると共に設定したトルク指令でモータＭＧ２を制御するモータ運転モード用の駆動制御を行なって走行するものとした。

エンジン２２の停止中にトラクションコントロール（ＴＲＣ）がオフされているときには、始動条件の成立にかかわらずにエンジン２２の始動を指示して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。エンジン２２の始動が指示されたときの処理については上述した。

ステップＳ１１０でエンジン２２の運転が停止されていないとき、即ち、エンジン２２の運転中には、そのまま本ルーチンを終了する。したがって、エンジン２２が運転された状態でシフトポジションＳＰがＲポジションとされて本ルーチンを最初に実行した以降や、本ルーチンでエンジン２２が一旦始動された以降は、エンジン２２を停止することなくその運転を継続するものとなる。実施例では、エンジン２２の運転中は、要求トルクＴｒ＊で走行するためのエンジン２２の目標運転ポイントとモータＭＧ１，ＭＧ２の各トルク指令とをハイブリッド用電子制御ユニット７０により設定して、設定した目標運転ポイントでエンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２を制御すると共に設定した各トルク指令でモータＥＣＵ４０によりモータＭＧ１，ＭＧ２を制御する充放電運転モード用の駆動制御を行なって走行するものとした。

図３に、モータ運転モードで後進走行する際に駆動輪６３ａ，６３ｂの空転によるスリップが生じたときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図を示す。図中、左のＳ軸はモータＭＧ１の回転数Ｎｍ１であるサンギヤ３１の回転数を示し、Ｃ軸はエンジン２２の回転数Ｎｅであるキャリア３４の回転数を示し、Ｒ軸はモータＭＧ２の回転数Ｎｍ２を減速ギヤ３５のギヤ比Ｇｒで除したリングギヤ３２の回転数Ｎｒを示す。モータ運転モードで後進走行する際にスリップが生じると、トラクションコントロール（ＴＲＣ）がオンのときにはスリップは抑制されるが、トラクションコントロール（ＴＲＣ）がオフのときにはスリップは抑制されないため、負回転するモータＭＧ２からの負のトルクＴｍ２（図中、太線矢印参照）によりバッテリ５０が過大な電力により放電される場合がある。さらに、スリップの継続によりバッテリ５０の残容量（ＳＯＣ）が閾値を下回るとエンジン２２が始動されることになるが、後進走行する際のエンジン２２の始動は、前進走行する際とは異なり、正回転しているモータＭＧ１からの正のクランキングトルク（図中、白抜き矢印参照）によりバッテリ５０の更なる放電を伴うから、バッテリ５０の出力制限Ｗｏｕｔを超えて更に放電されてしまう。これを回避するため、実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰがＲポジションの状態で後進走行する際にＴＲＣオフスイッチ８９がオンされたときには、始動条件の成立にかかわらずに予めエンジン２２を始動したり、エンジン２２の運転を継続するのである。これにより、後進走行する際のバッテリ５０の過大な電力による放電を抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０によれば、シフトポジションＳＰがＲポジションの状態で後進走行する際にトラクションコントロール（ＴＲＣ）がオフされたときには、停止中のエンジン２２を始動したり、エンジン２２の運転を継続することにより、後進走行する際のスリップ中にエンジン２２が始動されるのが抑止されるから、後進走行する際のバッテリ５０の過大な電力による放電を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０では、シフトポジションＳＰがＲポジションの状態で後進走行する際にＴＲＣオフスイッチ８９がオンされたときにエンジン２２を始動したりその運転を継続するものとしたが、ＴＲＣオフスイッチ８９がオンされた状態でシフトポジションＳＰがＲポジションとされたときにエンジン２２を始動したりその運転を継続するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０では、モータＭＧ２の動力を減速ギヤ３５により変速してリングギヤ軸３２ａに出力するものとしたが、図４の変形例のハイブリッド自動車１２０に例示するように、モータＭＧ２の動力をリングギヤ軸３２ａが接続された車軸（駆動輪６３ａ，６３ｂが接続された車軸）とは異なる車軸（図４における車輪６４ａ，６４ｂに接続された車軸）に接続するものとしてもよい。この場合、車輪６４ａ，６４ｂのスリップに予め備えてエンジン２２を始動したりその運転を継続するものとなる。

また、こうしたハイブリッド自動車に適用するものに限定されるものではなく、自動車以外の列車などのハイブリッド車の形態やハイブリッド車に搭載される駆動装置，ハイブリッド車の制御方法の形態としても構わない。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「内燃機関」に相当し、モータＭＧ１が「発電機」に相当し、動力分配統合機構３０が「遊星歯車機構」に相当し、モータＭＧ２が「電動機」に相当し、バッテリ５０が「蓄電手段」に相当し、ブレーキマスターシリンダ９０とブレーキアクチュエータ９２とトラクションコントロール（ＴＲＣ）を行なうブレーキＥＣＵ９４とブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄと車輪速センサ９８ａ〜９８ｄとが「スリップ抑制装置」に相当し、ＴＲＣオフスイッチ８９が「スリップ抑制装置オフスイッチ」に相当し、シフトポジションセンサ８２が「シフトポジション検出手段」に相当し、シフトポジションＳＰがＲポジションの状態でトラクションコントロール（ＴＲＣ）がオフされたときにエンジン２２の停止中には始動を指示し運転中には運転を継続する図２のリバース時エンジン始動判定ルーチンのステップＳ１１０，Ｓ１２０，Ｓ１４０の処理を実行したりエンジン２２の始動処理においてモータＭＧ１のトルク指令を設定するハイブリッド用電子制御ユニット７０と始動処理においてエンジン２２の点火制御や燃料噴射制御などの運転制御を行なうエンジンＥＣＵ２４と始動処理においてモータＭＧ１のトルク指令でモータＭＧ１を制御するモータＥＣＵ４０とが「制御手段」に相当する。ここで、「内燃機関」としては、ガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関に限定されるものではなく、水素エンジンなど如何なるタイプの内燃機関であっても構わない。「発電機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ１に限定されるものではなく、誘導電動機など、動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの発電機としても構わない。「遊星歯車機構」としては、上述の動力分配統合機構３０に限定されるものではなく、ダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いるものや複数の遊星歯車機構を組み合わせたものなど、駆動輪に連結された駆動軸と内燃機関の出力軸と発電機の回転軸とに３つの回転要素が接続されたものであれば如何なるものとしても構わない。「電動機」としては、同期発電電動機として構成されたモータＭＧ２に限定されるものではなく、誘導電動機など、駆動軸に動力を入出力可能なものであれば如何なるタイプの電動機であっても構わない。「蓄電手段」としては、二次電池としてのバッテリ５０に限定されるものではなく、キャパシタなど、発電機や電動機と電力のやりとりが可能であれば如何なるものとしても構わない。「スリップ抑制装置」としては、ブレーキマスターシリンダ９０とブレーキアクチュエータ９２とトラクションコントロール（ＴＲＣ）を行なうブレーキＥＣＵ９４とブレーキホイールシリンダ９６ａ〜９６ｄと車輪速センサ９８ａ〜９８ｄとに限定されるものではなく、駆動輪の空転によるスリップが生じたときに駆動輪のスリップを抑制するものであれば如何なるものとしても構わない。「スリップ抑制装置オフスイッチ」としては、ＴＲＣオフスイッチ８９に限定されるものではなく、スリップ抑制装置の作動をオフするものであれば如何なるものとしても構わない。「シフトポジション検出手段」としてはシフトポジションセンサ８２に限定されるものではなく、シフトポジションを検出するものであれば如何なるものとしても構わない。「制御手段」としては、ハイブリッド用電子制御ユニット７０とエンジンＥＣＵ２４とモータＥＣＵ４０とからなる組み合わせに限定されるものではなく単一の電子制御ユニットにより構成されるなどとしてもよい。また、「制御手段」としては、シフトポジションＳＰがＲポジションの状態でトラクションコントロール（ＴＲＣ）がオフされたときにエンジン２２の始動を指示したり運転を継続したり始動処理を行なってエンジン２２とモータＭＧ１とを制御するものに限定されるものではなく、スリップ抑制装置オフスイッチによりスリップ抑制装置の作動がオフされた状態かつ検出されたシフトポジションが後進走行用のポジションの状態となったとき、内燃機関が停止されているときには発電機によるクランキングを伴って内燃機関が始動されるよう内燃機関と発電機とを制御し、内燃機関が運転されているときには発電機の駆動を伴って内燃機関の運転が継続されるよう内燃機関と発電機とを制御するものであれば如何なるものとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、ハイブリッド車や駆動装置の製造産業などに利用可能である。

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のハイブリッド用電子制御ユニット７０により実行されるリバース時エンジン始動判定ルーチンの一例を示すフローチャートである。 モータ運転モードで後進走行する際に駆動輪６３ａ，６３ｂの空転によるスリップが生じたときの動力分配統合機構３０の回転要素における回転数とトルクとの力学的な関係を示す共線図の一例を示す説明図である。 変形例のハイブリッド自動車１２０の構成の概略を示す構成図である。

符号の説明

２０，１２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ 動力分配統合機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３２ａ リングギヤ軸、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３５ 減速ギヤ、４０ モータ用電子制御ユニット（モータＥＣＵ）、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置検出センサ、５０ バッテリ、５１ 温度センサ、５２ バッテリ用電子制御ユニット（バッテリＥＣＵ）、５４ 電力ライン、６０ ギヤ機構、６２ デファレンシャルギヤ、６３ａ，６３ｂ 駆動輪、６４ａ，６４ｂ 車輪、７０ ハイブリッド用電子制御ユニット、７２ ＣＰＵ、７４ ＲＯＭ、７６ ＲＡＭ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ ＴＲＣオフスイッチ、９０ ブレーキマスターシリンダ、９２ ブレーキアクチュエータ、９４ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ）、９６ａ〜９６ｄ ブレーキホイールシリンダ、９８ａ〜９８ｄ 車輪速センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (4)

1. 内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸とに３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記駆動輪の空転によるスリップが生じたときに該駆動輪のスリップを抑制するスリップ抑制装置と、を備えるハイブリッド車であって、
   前記スリップ抑制装置の作動をオフするスリップ抑制装置オフスイッチと、
   シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、
   前記スリップ抑制装置オフスイッチにより前記スリップ抑制装置の作動がオフされた状態かつ前記検出されたシフトポジションが後進走行用のポジションの状態となったとき、前記内燃機関が停止されているときには前記発電機によるクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるよう該内燃機関と該発電機とを制御し、前記内燃機関が運転されているときには前記発電機の駆動を伴って前記内燃機関の運転が継続されるよう該内燃機関と前記発電機とを制御する制御手段と、
   を備えるハイブリッド車。
2. 前記制御手段は、前記検出されたシフトポジションが後進走行用のポジションの状態で前記スリップ抑制装置オフスイッチにより前記スリップ抑制装置の作動がオフされたときに前記内燃機関と前記発電機とを制御する手段である請求項１記載のハイブリッド車。
3. 内燃機関および蓄電手段と共にハイブリッド車に搭載され、前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で動力を入出力可能な発電機と、駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸とに３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記蓄電手段と電力のやり取りが可能で前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記駆動輪の空転によるスリップが生じたときに該駆動輪のスリップを抑制するスリップ抑制装置と、を備える駆動装置であって、
   前記スリップ抑制装置の作動をオフするスリップ抑制装置オフスイッチと、
   シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、
   前記スリップ抑制装置オフスイッチにより前記スリップ抑制装置の作動がオフされた状態かつ前記検出されたシフトポジションが後進走行用のポジションの状態となったとき、前記内燃機関が停止されているときには前記発電機によるクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるよう該内燃機関と該発電機とを制御し、前記内燃機関が運転されているときには前記発電機の駆動を伴って前記内燃機関の運転が継続されるよう該内燃機関と前記発電機とを制御する制御手段と、
   を備える駆動装置。
4. 内燃機関と、動力を入出力可能な発電機と、駆動輪に連結された駆動軸と前記内燃機関の出力軸と前記発電機の回転軸とに３つの回転要素が接続された遊星歯車機構と、前記駆動軸に動力を入出力可能な電動機と、前記発電機および前記電動機と電力のやり取りが可能な蓄電手段と、前記駆動輪の空転によるスリップが生じたときに該駆動輪のスリップを抑制するスリップ抑制装置と、を備えるハイブリッド車の制御方法であって、
   前記スリップ抑制装置の作動がオフされた状態かつシフトポジションが後進走行用のポジションの状態となったとき、前記内燃機関が停止されているときには前記発電機によるクランキングを伴って前記内燃機関が始動されるよう該内燃機関と該発電機とを制御し、前記内燃機関が運転されているときには前記発電機の駆動を伴って前記内燃機関の運転が継続されるよう該内燃機関と該発電機とを制御する、
   ことを特徴とするハイブリッド車の制御方法。

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