JP6859966B2 - ハイブリッド車両 - Google Patents

Description

本発明は、ハイブリッド車両に関する。

特許文献１には、ハイブリッド車両において、モータジェネレータで受けられる以上のトルクをエンジンが出力しないように制限を設けることについて開示されている。

特開２００６−２４０６０８号公報

従来、ハイブリッド車両においては、モータジェネレータがエンジン反力トルクに加えてイナーシャトルクをも受け持っている。そのため、イナーシャトルク分のモータジェネレータトルクが減少する。それによって、直達トルクも減少し、加速応答性が悪化するおそれがある。そこで、ハイブリッド車両において、エンジン回転数を増大させる際に、エンジンイナーシャトルクをエンジン要求トルクに合算してエンジントルクを出力し、エンジン要求トルクに対する反力トルクをモータジェネレータで出力することによって、加速応答性を向上させることが考えられる。

しかしながら、実際の加速性能と、ユーザーが加速感を得ることができる駆動力特性とは、必ずしも対応しておらず、ユーザーによって最適な加速感を設定することは困難であった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ユーザーが好みの加速感を得ることができるハイブリッド車両を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るハイブリッド車両は、エンジン回転数を増大させる際に、エンジンイナーシャトルクをエンジン要求トルクに合算してエンジントルクを出力し、該エンジン要求トルクに対する反力トルクをモータジェネレータで出力するハイブリッド車両において、エンジン回転数上昇中における前記モータジェネレータのトルクアシスト量が可変であることを特徴とするものである。

また、上記において、前記エンジン回転数上昇中に、前記モータジェネレータによるエンジン回転数上昇補助開始からエンジン回転数上昇補助終了までは、エンジンが出力するトルクと同方向である正方向に前記モータジェネレータがトルクを出力し、前記モータジェネレータによるエンジン回転数上昇補助終了後は、前記エンジンが出力するトルクとは逆方向である負方向に前記モータジェネレータがトルクを出力するようにしてもよい。

また、上記において、所定のエンジン回転数まで前記モータジェネレータによるエンジン回転数上昇補助を行う第１走行モードと、前記所定のエンジン回転数よりも低いエンジン回転数まで前記モータジェネレータによるエンジン回転数上昇補助を行う第２走行モードと、を有しており、前記第１走行モードと前記第２走行モードとを切り替える走行モード切り替え手段を備えてもよい。

これにより、エンジンの低回転から加速を始めることができ、ユーザーの嗜好に合った走行モードを選択することができる。

また、上記において、前記エンジンは過給機を備えてもよい。

これにより、低回転からのトルクと、高回転での伸びのある加速を実現して、過給機を備えたエンジンに対するユーザーの期待に応えることが可能となる。

本発明に係るハイブリッド車両は、エンジン回転数上昇中におけるモータジェネレータのトルクアシスト量を可変にすることによって、駆動力の上昇タイミングをエンジン回転数に対して可変にすることができ、ユーザーが好みの加速感を得ることができるという効果を奏する。

図１は、ハイブリッド車両のパワートレーンの一例を示すスケルトン図である。 図２は、図１のシングルピニオン型の遊星歯車機構から構成されている動力分割機構についての共線図である。 図３は、実施形態に係るハイブリッド車両Ｖｅにおけるモード切り替えシステムの一例を示した図である。 図４は、モード切り替え操作部の一例として、モード切り替えをプッシュボタンによって行う場合を示した図である。 図５は、モード切り替え操作部の一例として、モード切り替えをダイヤルによって行う場合を示した図である。 図６は、モード切り替え操作部の一例として、モード切り替えをタッチパネル式のディスプレイによって行う場合を示した図である。 図７は、モード切り替え操作部の一例として、モード切り替えをシフトレバーによって行う場合を示した図である。 図８は、アクセル開度、エンジン回転数、第１モータジェネレータトルク、及び、駆動力の一例を示したタイムチャートである。 図９は、第１モータジェネレータによるエンジン回転数補助中の共線図である。 図１０は、第１モータジェネレータによるエンジン回転数補助終了後の共線図である。

以下に、本発明に係るハイブリッド車両の一実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、ハイブリッド車両Ｖｅのパワートレーンの一例を示すスケルトン図である。ハイブリッド車両Ｖｅは、主原動機としてエンジン（ＥＮＧ）１、及び、第１モータジェネレータ（ＭＧ１）２並びに第２モータジェネレータ（ＭＧ２）３の複数の駆動力源を備えている。ハイブリッド車両Ｖｅは、エンジン１が出力する動力を、動力分割機構４によって第１モータジェネレータ２側と駆動軸５側とに分割して伝達するように構成されている。また、第１モータジェネレータ２で発生した電力を第２モータジェネレータ３に供給し、第２モータジェネレータ３が出力する駆動力を駆動軸５及び駆動輪６に付加することができるように構成されている。

第１モータジェネレータ２及び第２モータジェネレータ３は、いずれも、駆動電力が供給されることによりトルクを出力するモータとしての機能と、トルクが与えられることにより発電電力を発生する発電機としての機能（発電機能）との両方を兼ね備えた電動機である。なお、第１モータジェネレータ２及び第２モータジェネレータ３は、図示しないインバータなどを介してバッテリやキャパシタなどの蓄電装置に電気的に接続されており、その蓄電装置から電力が供給されたり、発電した電力を蓄電装置に充電したりすることができるように構成されている。

動力分割機構４は、エンジン１及び第１モータジェネレータ２と同一軸線上に配置されている。動力分割機構４を構成している遊星歯車機構のキャリア９に、エンジン１の出力軸１ａが連結されている。出力軸１ａは、エンジン１から駆動輪６にいたる動力伝達経路において動力分割機構４の入力軸となる。また、キャリア９には、動力分割機構４の潤滑及び冷却のためや、第１モータジェネレータ２及び第２モータジェネレータ３の銅損や鉄損により生じる熱を冷却するためのオイルを供給するオイルポンプ１１の回転軸１１ａが連結されている。

第１モータジェネレータ２は、動力分割機構４に隣接してエンジン１とは反対側に配置されており、第１モータジェネレータ２のロータ２ａと一体となって回転するロータ軸２ｂが、遊星歯車機構のサンギヤ７と連結されている。ロータ軸２ｂ及びサンギヤ７の回転軸は中空軸になっており、ロータ軸２ｂ及びサンギヤ７の回転軸の中空部に、オイルポンプ１１の回転軸１１ａが配置されていて、回転軸１１ａは前記中空部を通ってエンジン１の出力軸１ａに連結されている。

遊星歯車機構のリングギヤ８の外周部分に、出力部材である外歯歯車の第１ドライブギヤ１２が、リングギヤ８と一体に形成されている。また、動力分割機構４及び第１モータジェネレータ２の回転軸線と平行に、カウンタシャフト１３が配置されている。カウンタシャフト１３の一方の端部には、第１ドライブギヤ１２と噛み合うカウンタドリブンギヤ１４が一体となって回転するように取り付けられている。カウンタドリブンギヤ１４は、第１ドライブギヤ１２から伝達されたトルクを増幅させるように構成されている。一方、カウンタシャフト１３の他方の端部には、カウンタドライブギヤ１５がカウンタシャフト１３に一体となって回転するように取り付けられている。カウンタドライブギヤ１５は、デファレンシャルギヤ１６のデフリングギヤ１７と噛み合っている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ８は、第１ドライブギヤ１２、カウンタシャフト１３、カウンタドリブンギヤ１４、カウンタドライブギヤ１５、及び、デフリングギヤ１７からなる出力ギヤ列１８を介して、駆動軸５及び駆動輪６に動力伝達可能に連結されている。

ハイブリッド車両Ｖｅのパワートレーンは、動力分割機構４から駆動軸５及び駆動輪６に伝達されるトルクに、第２モータジェネレータ３が出力するトルクを付加することができるように構成されている。具体的には、第２モータジェネレータ３のロータ３ａに一体となって回転するロータ軸３ｂが、カウンタシャフト１３と平行に配置されている。また、ロータ軸３ｂの先端に、カウンタドリブンギヤ１４と噛み合う第２ドライブギヤ１９が一体となって回転するように取り付けられている。したがって、動力分割機構４のリングギヤ８には、デフリングギヤ１７及び第２ドライブギヤ１９を介して、第２モータジェネレータ３が動力伝達可能に連結されている。すなわち、リングギヤ８は、第２モータジェネレータ３と共に、デフリングギヤ１７を介して、駆動軸５及び駆動輪６に動力伝達可能に連結されている。

ハイブリッド車両Ｖｅは、エンジン１を主に動力源としたハイブリッド走行モード（ＨＶ走行）や、第１モータジェネレータ２及び第２モータジェネレータ３を蓄電装置の電力で駆動して走行する電気走行モード（ＥＶ走行）などの走行形態が可能である。このような、各走行モードの設定や切り替えはＥＣＵ（電子制御装置）２０によって実行される。ＥＣＵ２０は、制御指令信号を伝送するように、エンジン１や第１モータジェネレータ２や第２モータジェネレータ３などと電気的に接続されている。また、ＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータ及びプログラムを使用して演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。ＥＣＵ２０に入力されるデータは、車速、車輪速、アクセル開度、及び、蓄電装置の充電残量（ＳＯＣ）などである。また、ＥＣＵ２０が予め記憶しているデータは、各走行モードを決めてあるマップ、エンジン１の最適燃費運転点を決めてあるマップ、エンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑ（エンジン要求出力）を決めてあるマップなどである。ＥＣＵ２０は、制御指令信号として、エンジン１の始動や停止の指令信号、第１モータジェネレータ２のトルク指令信号、第２モータジェネレータ３のトルク指令信号、及び、エンジン１のトルク指令信号などを出力する。

図２は、図１のシングルピニオン型の遊星歯車機構から構成されている動力分割機構４についての共線図である。図２に示す共線図において、サンギヤ７を示す縦線（第１モータジェネレータ軸）と、リングギヤ８を示す縦線（第２モータジェネレータ軸及び出力軸）との間に、キャリア９を示す縦線（エンジン軸）が位置し、サンギヤ７を示す縦線とキャリア９を示す縦線との間隔を「１」とした場合、キャリア９を示す縦線とリングギヤ８を示す縦線との間隔がギヤ比ρに相当する間隔となっている。なお、ギヤ比ρは、動力分割機構４を構成している遊星歯車機構におけるサンギヤ７の歯数とリングギヤ８の歯数との比である。これら各回転要素を示す線上における基線からの距離がそれぞれの回転要素の回転数を示し、各回転要素の回転数を示す点を結んだ線は直線となる。なお、図２に示した各矢印は、各回転要素のトルクの大きさ及び方向を表している。

また、図２に示した共線図は、ハイブリッド走行モードでの動作状態を示している。ハイブリッド走行モードでは、主にエンジン１の動力で走行する。つまり、エンジン１は、要求駆動力に応じた要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑを出力する。その場合、第１モータジェネレータ２は発電機として機能して、エンジン１の回転方向とは反対方向（負回転方向）のトルクを出力し、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑの反力を支持する反力受けとして機能する。

また、図１に示すパワートレーンにおける、エンジン１の出力可能な最大トルクＴｅ＿ｍａｘと第１モータジェネレータ２の出力可能な最大トルクＴｇ＿ｍａｘとの関係は、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、エンジン１の出力可能な最大トルクＴｅ＿ｍａｘを出力した場合におけるキャリア９に作用するトルクのほうが、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、第１モータジェネレータ２の出力可能な最大トルクＴｇ＿ｍａｘを出力した場合におけるキャリア９に作用するトルクよりも大きく構成されている。エンジン１の最大トルクＴｅ＿ｍａｘと第１モータジェネレータ２の最大トルクＴｇ＿ｍａｘとの関係を、ギヤ比ρを考慮して数式で表すと下記（１）式のように示すことができる。

Ｔｅ＿ｍａｘ＞−｛（１＋ρ）／ρ｝×Ｔｇ＿ｍａｘ ・・・・（１）

なお、エンジン１の出力トルクを増大させるためのトルクアップは、例えば、過給機２１によって増大される。過給機２１としては、エンジン１の出力軸１ａの動力により駆動される機械式過給機（スーパーチャージャ）や、排気ガスの運動エネルギーにより駆動させる排気式過給機（ターボチャージャ）などを用いることができる。

ハイブリッド車両Ｖｅにおけるハイブリッド走行モードは、上述したように主にエンジン１を動力源としてハイブリッド車両Ｖｅを走行させる走行モードである。具体的には、エンジン１と動力分割機構４とを連結することにより、エンジン１から出力された動力を駆動輪６に伝達することができる。このように、エンジン１から出力された動力を駆動輪６に伝達する際には、第１モータジェネレータ２からの反力を動力分割機構４に作用させる。そのため、エンジン１から出力されたトルクを駆動輪６に伝達することができるように、動力分割機構４におけるサンギヤ７を反力要素として機能させる。すなわち、第１モータジェネレータ２は、加速要求に基づく要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに応じたトルクを駆動輪６に作用させるべく、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに対する反力トルクを出力する。

また、第１モータジェネレータ２は、通電される電流値やその周波数に応じて回転数を任意に制御することができる。そのため、第１モータジェネレータ２の回転数を制御して、エンジン回転数Ｎｅを任意に制御することができる。具体的には、運転者のアクセルペダルの踏み込み量によって決まるアクセル開度や車速などに応じて要求駆動力が求められる。また、その要求駆動力に基づいてエンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑが求められる。さらに、そのエンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑと現在のエンジン回転数Ｎｅとから運転者の要求する要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑが求められる。そして、エンジン１の燃費が良好になる最適燃費線からエンジン１の運転点を定める。また、前述のように定められたエンジン１の運転点となるように、第１モータジェネレータ２の回転数が制御される。つまり、エンジン１から動力分割機構４に伝達されるトルクに応じて、第１モータジェネレータ２のトルクＴｇまたは回転数が制御され、具体的には、エンジン回転数Ｎｅを目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑに制御するように、第１モータジェネレータ２の回転数が制御される。この場合、第１モータジェネレータ２の回転数は連続的に変化させることができるため、エンジン回転数Ｎｅも連続的に変化させることができる。

上述のように、エンジン回転数Ｎｅは第１モータジェネレータ２によって制御され、及び、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに応じて第１モータジェネレータ２のトルクＴｇが制御される。その場合、第１モータジェネレータ２は上述したように反力要素として機能する。さらに、エンジン回転数Ｎｅの制御は、例えば、加速要求などにより、エンジン回転数Ｎｅを増大させるためのイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒを要求する。この場合、イナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒは正の値（Ｔｇ＿ｉｎｅｒ＞０）であって、具体的には、現在の実際のエンジン回転数Ｎｅが目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑよりも低い状態でエンジン回転数Ｎｅを増大させる。そして、そのイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒは、エンジン１または各モータジェネレータ２，３のいずれかの駆動力源によって受け持つことになる。

例えば、定常走行の場合や滑らかな加速要求の場合は、上述したように第１モータジェネレータ２によってエンジン回転数Ｎｅを制御する。つまり、エンジン回転数Ｎｅを維持もしくは滑らかに増大させるためのイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒを第１モータジェネレータ２によって出力する。したがって、第１モータジェネレータ２が出力するトルクＴｇは、下記（２）式のように示すことができる。

Ｔｇ＝−｛ρ／（１＋ρ）｝×Ｔｅ＿ｒｅｑ＋Ｔｇ＿ｉｎｅｒ ・・・・（２）

なお、上記（２）式の「−｛ρ／（１＋ρ）｝×Ｔ＿ｒｅｑ」は、上述した反力トルクを示している。また、前述した動力分割機構４を構成している遊星歯車機構における各回転要素のトルクの関係は、そのギヤ比ρ（サンギヤ７の歯数とリングギヤ８の歯数との比）に基づいて決まることから、上記（２）式を利用して第１モータジェネレータ２によって出力するトルクＴｇを求めることができる。

その一方で、上述したように急加速など比較的加速要求が大きい場合には、エンジン回転数Ｎｅを増大させるために要するイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒが増大するため、上記のように第１モータジェネレータ２でエンジン回転数Ｎｅを制御すると、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑが駆動輪６から出力されず、運転者が意図した加速感を得られないおそれがある。そこで、本実施形態では、急加速など加速要求が大きい場合には、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに加えて、エンジン回転数Ｎｅを増大させるためのイナーシャトルクＴｅ＿ｉｎｅｒをもエンジン１によって出力するように構成されている。なお、このイナーシャトルクＴｅ＿ｉｎｅｒは、エンジン１の軸トルクに変換したイナーシャトルクであって、動力分割機構４を構成する遊星歯車機構のギヤ比ρとの関係から、下記（３）式で変換することができる。

Ｔｅ＿ｉｎｅｒ＝｛（１＋ρ）／ρ｝×Ｔｇ＿ｉｎｅｒ ・・・・（３）

したがって、これ以降の説明では、イナーシャトルクを、エンジン１によって出力する場合には「イナーシャトルクＴｅ＿ｉｎｅｒ」と示し、第１モータジェネレータ２によって出力する場合には「イナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒ」と示す。

また、図１に示すパワートレーンにおける、エンジン１の出力可能な最大トルクＴｅ＿ｍａｘと第１モータジェネレータ２の出力可能な最大トルクＴｇ＿ｍａｘとの関係は、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、エンジン１の出力可能な最大トルクＴｅ＿ｍａｘを出力した場合におけるキャリア９に作用するトルクのほうが、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に、第１モータジェネレータ２の出力可能な最大トルクＴｇ＿ｍａｘを出力した場合におけるキャリア９に作用するトルクよりも大きく構成されている。つまり、本実施形態では、上述したように、急加速など加速要求が大きい場合には、エンジン１によって要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑとイナーシャトルクＴｅ＿ｉｎｅｒとを出力するため、エンジン１の最大トルクＴｅ＿ｍａｘは、少なくとも、第１モータジェネレータ２で出力可能な最大トルクＴｇ＿ｍａｘにイナーシャトルクＴｅ＿ｉｎｅｒ分を考慮したトルクを出力できるように構成されている。

エンジン１の最大トルクＴｅ＿ｍａｘと第１モータジェネレータ２の最大トルクＴｇ＿ｍａｘとの関係を、ギヤ比を考慮して数式で表すと下記（４）式のように示すことができる。

Ｔｅ＿ｍａｘ＞−｛（１＋ρ）／ρ｝×Ｔｇ＿ｍａｘ ・・・・（４）

なお、エンジン１の出力トルクを増大させるためのトルクアップは、例えば、過給機２１によって増大される。過給機２１としては、エンジン１の出力軸１ａの動力により駆動される機械式過給機（スーパーチャージャ）や、排気ガスの運動エネルギーにより駆動させる排気式過給機（ターボチャージャ）などを用いることができる。

次に、エンジン１に実際に指令するエンジントルクＴｅ＿ｃｍｄを演算するために、ＥＣＵ２０が行う制御の一例について説明する。

まず、ＥＣＵ２０は、エンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑを求める。このエンジン１の要求パワーＰｅ＿ｒｅｑは、運転者のアクセルペダルの踏み込み量によって決まるアクセル開度や車速に基づいて求まる要求駆動力から求められ、例えば、予め用意されたマップなどを参照することにより決定される。

次に、ＥＣＵ２０は、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑを求める。この要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑは、例えば、運転者の要求するエンジントルクであって、運転者のアクセルペダルの操作量などに基づいて求まる値である。したがって、要求駆動力と現在のエンジン回転数Ｎｅとから求めることができる。

次に、ＥＣＵ２０は、イナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒを算出する。このイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒは、上述したように、加速要求に基づいてエンジン回転数Ｎｅを増大させる際に要するトルクであって、具体的には、エンジン１及び第１モータジェネレータ２の回転数を変化させるためのトルクである。このイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒの演算は、フィードバック制御及びフィードフォワード制御により求めることができる。フィードバック制御では、現在のルーチンにおける実際のエンジン回転数Ｎｅと現在のルーチンにおける目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑとの偏差に基づいて求める。また、フィードフォワード制御では、現在のルーチンの目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑと、１ルーチン後の目標エンジン回転数Ｎｅ＿ｒｅｑ＋１との偏差に基づいて求める。つまり、イナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒは、フォードバック制御におけるフィードバックトルクＴｇ＿ｆｂとフィードフォワード制御におけるフィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆとにより求めることができる。したがって、イナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒは、下記（５）式で表すことができる。

Ｔｇ＿ｉｎｅｒ＝Ｔｇ＿ｆｂ＋Ｔｇ＿ｆｆ ・・・・（５）

なお、フィードフォワードトルクＴｇ＿ｆｆは、１ルーチンの間に増大させるべき目標エンジン回転数の増加量ｄＮｅに、エンジン１及び第１モータジェネレータ２のイナーシャモーメントＩｅを掛け合わせ、さらにエンジン１の軸トルクを第１モータジェネレータ２の軸トルクに変換するための変換係数Ｋを掛けて求められる。これを簡略化して表すと、下記（６）式のように示すことができる。

Ｔｇ＿ｆｆ＝Ｉｅ×Ｋ×ｄＮｅ／ｄｔ ・・・・（６）

なお、上記（５）式において、第２モータジェネレータ３の回転軸における回転変動に与える影響は比較的少ないため考慮しない。

次に、算出されたイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒが、予め設定された閾値αよりも大きいかの判断を行う。これは、上述したように、第１モータジェネレータ２でエンジン回転数Ｎｅを制御している際のイナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒが、閾値αより大きいかを判断するものであって、言い換えれば、急加速などの比較的加速要求が大きいか否かの判断を行う。したがって、閾値αは、例えば、エンジン回転数Ｎｅの変化率を増大させるために要するイナーシャトルクの値に設定される。なお、閾値αは、急加速など比較的加速要求が大きい場合に限るものではなく、加速要求の大きさにかかわらず、少なくとも加速要求があり、エンジン回転数Ｎｅを上昇させる場合に適用することができる。したがって、閾値αは、加速要求の大きさや各種車両などに応じて適宜設定され、その閾値αの値は、少なくとも０以上の値に設定される。

エンジン回転数Ｎｅの変化率が大きいことなどにより、イナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒの値が閾値αよりも大きい場合には、エンジン１に実際に指令するエンジントルクＴｅ＿ｃｍｄは、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑに加えてエンジン軸に変換したイナーシャトルクＴｅ＿ｉｎｅｒを合算した合算トルクを指令する。したがって、実際にエンジン１に指令するエンジントルクＴｅ＿ｃｍｄを簡略化して表すと、下記（７）式のように示すことができる。

Ｔｅ＿ｃｍｄ＝Ｔｅ＿ｒｅｑ＋Ｔｅ＿ｉｎｅｒ ・・・・（７）

一方、イナーシャトルクＴｇ＿ｉｎｅｒの値が閾値α以下の場合には、エンジン１に実際に指令するエンジントルクＴｅ＿ｃｍｄは、要求エンジントルクＴｅ＿ｒｅｑが指令される。したがって、実際にエンジン１に指令するエンジントルクＴｅ＿ｃｍｄは、下記（８）式のように示すことができる。

Ｔｅ＿ｃｍｄ＝Ｔｅ＿ｒｅｑ ・・・・（８）

なお、上述した制御は、例えば、所定時間ごとに繰り返し実行され、上記１ルーチンが「所定時間」に相当する。

ここで、比較的高いエンジン回転数まで、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数上昇補助を行ったほうが、狙いの車速に到達するまでの加速時間を短くできるなど、加速性能が良い傾向にある。しかしながら、この場合、ユーザーは、エンジン回転数が大きく持ち上がってから最大駆動力が出てきた後、駆動力が車速にしたがって停滞、もしくは徐々に減少するような加速感を感じる。一方で、過給機２１を備えたエンジン１に対するユーザーの期待は、エンジン１の低回転からの高トルクと、エンジン回転数が上昇するに連れて駆動力が増加する加速の伸びにある。その結果、エンジン１が高回転になってから駆動力が出るという点や、駆動力が出てからの加速の伸びが悪いという点で、ユーザーの期待に応えられない。

そのため、実施形態に係るハイブリッド車両Ｖｅにおいては、走行モードとして、エンジン１の高回転から加速が始まる加速性能を重視した第１走行モードと、エンジン１の低回転から加速が始まるユーザーの加速感を重視した第２走行モードとを、ユーザーがモード切り替え操作部４０を操作することによって切り替え可能となっている。

なお、第１走行モードと第２走行モードとのモード切り替えは、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数上昇補助が開始されてから終了するまでの期間に設定されたモード切り替え不可タイミングでは実施不可能となっている。そして、第１走行モードと第２走行モードとのモード切り替えが可能なモード切り替え許容タイミングとしては、例えば、ハイブリッド車両Ｖｅが、停車中、定速度で走行中、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数上昇補助制御が実施されないような緩やかな加速中、及び、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数上昇補助終了後の加速中などである。

図３は、実施形態に係るハイブリッド車両Ｖｅにおけるモード切り替えシステムの一例を示した図である。

ユーザーが、第１走行モードから第２走行モードに切り替える操作、または、第２走行モードから第１走行モードに切り替える操作をモード切り替え操作部４０で行うと、モード切り替え操作部４０からＥＣＵ２０にモード切り替えに関する信号が送られる。そして、ＥＣＵ２０は、モード切り替え操作部４０から送られてきた前記信号に基づいて、エンジン１や第１モータジェネレータ２や動力分割機構４などを制御し、第１走行モードから第２走行モード、または、第２走行モードから第１走行モードに走行モードを切り替える。なお、ユーザーによるモード切り替え操作が、モード切り替え不可タイミングで実施された場合、ＥＣＵ２０は、モード切り替え操作部４０から前記信号を受けても、一旦、モード切り替えを保留し、モード切り替え許容タイミングになってからモード切り替えを実施する。

図４は、モード切り替え操作部４０の一例として、モード切り替えをプッシュボタン４１によって行う場合を示した図である。図４においては、ユーザーがプッシュボタン４１を押すごとに、プッシュボタン４１が最も飛び出した図４中の破線で示した第１走行モード選択位置と、プッシュボタン４１が最も押し込まれた図４中の実線で示した第２走行モード選択位置とが交互に切り替えられる。

そして、ユーザーが、第１走行モード選択位置に位置するプッシュボタン４１を押して、プッシュボタン４１を第２走行モード選択位置に位置させることにより、走行モードが第２走行モードに切り替えられる。また、ユーザーが、第２走行モード選択位置に位置するプッシュボタン４１を押して、プッシュボタン４１を第１走行モード選択位置に位置させることにより、走行モードが第１走行モードに切り替えられる。

図５は、モード切り替え操作部４０の一例として、モード切り替えをダイヤル４２によって行う場合を示した図である。図５においては、ダイヤル目盛りとして、第１走行モードに対応する「ＭＯＤＥ１」、第２走行モードに対応する「ＭＯＤＥ２」、及び、燃費性能を重視したエコモードに対応する「ＥＣＯ」が設定されている。そして、ユーザーがダイヤル４２を回転させて「ＭＯＤＥ１」を選択することにより、走行モードが第１走行モードに切り替えられる。また、ユーザーがダイヤル４２を回転させて「ＭＯＤＥ２」を選択することにより、走行モードが第２走行モードに切り替えられる。また、ユーザーがダイヤル４２を回転させて「ＥＣＯ」を選択することにより、走行モードがエコモードに切り替えられる。

図６は、モード切り替え操作部４０の一例として、モード切り替えをタッチパネル式のディスプレイ４３によって行う場合を示した図である。図６においては、ユーザーがディスプレイ４３に表示された、第１走行モードに対応する「ＭＯＤＥ１」のソフトウェアキー４３ａを押すことによって、走行モードが第１走行モードに切り替えられる。また、ユーザーがディスプレイ４３に表示された、第２走行モードに対応する「ＭＯＤＥ２」のソフトウェアキー４３ｂを押すことによって、走行モードが第２走行モードに切り替えられる。また、ユーザーがディスプレイ４３に表示された、エコモードに対応する「ＥＣＯ」のソフトウェアキー４３ｃを押すことによって、走行モードがエコモードに切り替えられる。

図７は、モード切り替え操作部４０の一例として、モード切り替えをシフトレバー４４によって行う場合を示した図である。図７においては、シフトレンジがＤ（ドライブ）レンジのときに、走行モードが第１走行モードとなるように設定されている。また、シフトレンジがＳ（スポーツ）レンジのときに、走行モードが第２走行モードとなるように設定されている。なお、ここでは、Ｄレンジよりもユーザーが加速感を得て走行可能なスポーツ走行をするときに、Ｓレンジを選択することを想定して、Ｓレンジが第２走行モードに設定されている。そして、ユーザーがシフトレバー４４を操作して、シフトレンジをＤレンジからＳレンジに切り替えることにより、走行モードを第１走行モードから第２走行モードに切り替えることができる。また、逆に、ユーザーがシフトレバー４４を操作して、シフトレンジをＳレンジからＤレンジに切り替えることによって、走行モードが第２走行モードから第１走行モードに切り替えられる。

図８は、第１走行モード及び第２走行モードにおける、アクセル開度、エンジン回転数、第１モータジェネレータトルク、及び、駆動力の一例を示したタイムチャートである。図９は、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数補助中の共線図である。図１０は、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数補助終了後の共線図である。なお、図９及び図１０に示した各矢印は、各回転要素から出力されるトルクの大きさ及び方向を表している。

走行モードが第１走行モードの場合には、ｔ１時点で、アクセル開度が急激に大きくなって比較的大きな加速要求があると、ｔ２時点で、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数上昇補助を開始する。この際、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数上昇補助開始からエンジン回転数上昇補助終了までは、図９に示すように、エンジン１が出力するトルクと同方向である正方向に第１モータジェネレータ２がトルクを出力する。そして、ｔ４時点で、エンジン回転数Ｎｅが第１走行モードでの持ち上げ目標エンジン回転数Ｎｅ１に到達すると、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数上昇補助を終了する。第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数上昇補助終了後は、図１０に示すように、エンジン１が出力するトルクとは逆方向である負方向に第１モータジェネレータ２がトルクを出力する。これにより、第１モータジェネレータ２は、反力トルクを発生させて、発電を行うとともに、直達トルクを駆動軸５に伝達する。

走行モードが第２走行モードの場合には、ｔ１時点で、アクセル開度が急激に大きくなって比較的大きな加速要求があると、ｔ２時点で、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数上昇補助を開始する。この際、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数上昇補助開始からエンジン回転数上昇補助終了までは、図９に示すように、エンジン１が出力するトルクと同方向である正方向に第１モータジェネレータ２がトルクを出力する。

ここで、図８に示すように、第２走行モードでの持ち上げ目標エンジン回転数Ｎｅ２は、第１走行モードでの持ち上げ目標エンジン回転数Ｎ１よりも小さく設定されている。そのため、第２走行モードでは、ｔ４時点よりも早いｔ３時点で、エンジン回転数Ｎｅが第２走行モードでの持ち上げ目標エンジン回転数Ｎｅ２に到達し、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数上昇補助を終了する。そして、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数上昇補助終了後は、図１０に示すように、エンジン１が出力するトルクとは逆方向である負方向に第１モータジェネレータ２がトルクを出力する。これにより、第１モータジェネレータ２は、反力トルクを発生させて、発電を行うとともに、直達トルクを駆動軸５に伝達する。よって、第２走行モードでは、第１走行モードよりもエンジン１の低回転から加速が始まり、エンジン回転数Ｎｅの上昇に伴って駆動力が増加する。

このように、実施形態に係るハイブリッド車両Ｖｅを第２走行モードで走行させることによって、低回転からのトルクと、高回転での伸びのある加速を実現して、過給機２１を備えたエンジン１に対するユーザーの加速感の期待に応えることができる。

なお、第２走行モードにおいて、第２走行モードでの持ち上げ目標エンジン回転数Ｎｅ２に到達した以降のエンジン出力の上昇速度は、所定値以上とするのが好ましい。前記所定値は、第２走行モードでの目標エンジン回転数Ｎｅ２に到達した以降の加速において、駆動力が増加するために必要な値を指す。そして、前記エンジン出力の上昇速度を所定値以上にするためには、下記（９）式の関係を満たすように、エンジン１の動作点を推移させればよい。

（時間当たりのエンジン出力変化率／時間当たりの車速変化率）＞１ ・・・・（９）

以上のように、実施形態に係るハイブリッド車両Ｖｅにおいては、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数上昇補助を行っている時間が、第１走行モードよりも第２走行モードのほうが短くなっている。すなわち、実施形態に係るハイブリッド車両Ｖｅでは、第１モータジェネレータ２によるエンジン回転数上昇補助を行っている時間、言い換えれば、第１モータジェネレータ２のトルクアシスト量が可変である。これにより、実施形態に係るハイブリッド車両Ｖｅでは、加速性能を重視した第１走行モードと、ユーザーの加速感を重視した第２走行モードとを、ユーザーがモード切り替え操作部４０を操作して選択することにより、ユーザーの嗜好に合った走行モードで走行させることができる。

１ エンジン
２ 第１モータジェネレータ
３ 第２モータジェネレータ
４ 動力分割機構
５ 駆動軸
６ 駆動輪
７ サンギヤ
８ リングギヤ
９ キャリア
１２ 第１ドライブギヤ
２０ ＥＣＵ
２１ 過給機
４０ モード切り替え操作部
４１ プッシュボタン
４２ ダイヤル
４３ ディスプレイ
４３ａ，４３ｂ，４３ｃ ソフトウェアキー
４４ シフトレバー
Ｖｅ ハイブリッド車両

Claims (3)

1. エンジン回転数を増大させる際に、エンジンイナーシャトルクをエンジン要求トルクに合算してエンジントルクを出力し、該エンジン要求トルクに対する反力トルクをモータジェネレータで出力するハイブリッド車両において、
   エンジン回転数上昇中における前記モータジェネレータのトルクアシスト量が可変であり、
   前記エンジン回転数上昇中に、前記モータジェネレータによるエンジン回転数上昇補助開始からエンジン回転数上昇補助終了までは、エンジンが出力するトルクと同方向である正方向に前記モータジェネレータがトルクを出力し、
   前記モータジェネレータによるエンジン回転数上昇補助終了後は、前記エンジンが出力するトルクとは逆方向である負方向に前記モータジェネレータがトルクを出力することを特徴とするハイブリッド車両。
2. 所定のエンジン回転数まで前記モータジェネレータによるエンジン回転数上昇補助を行う第１走行モードと、
   前記所定のエンジン回転数よりも低いエンジン回転数まで前記モータジェネレータによるエンジン回転数上昇補助を行う第２走行モードと、
   を有しており、
   前記第１走行モードと前記第２走行モードとを切り替える走行モード切り替え手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両。
3. 前記エンジンは過給機を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両。

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