JPH10325345A

JPH10325345A - ハイブリッド車両

Info

Publication number: JPH10325345A
Application number: JP9368910A
Authority: JP
Inventors: Kozo Yamaguchi; 幸蔵山口; Giichi Yamauchi; 義一山内; Hideki Nakajima; 秀樹中島
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Equos Research Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Equos Research Co Ltd
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1997-12-25
Publication date: 1998-12-08
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: JP3370265B2

Abstract

(57)【要約】【課題】車両の発進を速やかに行うと共に、エンジン
の始動による走行フィーリングの悪化を防止する。【解決手段】エンジン１と発電機モータ３がプラネタ
リギヤ２で出力軸に接続され、エンジン１の出力が発電
機モータ３と出力軸に出力されるハイブリッド車両にお
いて、車両の発進を駆動モータ４で行なうことで、発進
を速やかに行う。そして、車速Ｖがエンジン始動速度Ｖ
＊＝１０Ｋｍ／ｈになったら、発電機モータ３でエンジ
ン１を始動する。このときのエンジン１と発電機モータ
３による、出力トルクの変動を駆動モータ４で吸収す
る。これにより、例えば、信号待ち等で車両が一時停止
している場合等に、アイドリング状態とせずにエンジン
を一時停止するエンジン一時停止システムであっても、
速やかな発進と走行フィーリングの向上が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はハイブリッド車両に係
り、詳細には、駆動モータと内燃エンジンを駆動力とし
て走行するハイブリッド車両に関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料の供給が容易な従来のエンジンと、
クリーンな電気エネルギを使用するモータとを利用する
ハイブリッド車両が開発されている。このハイブリッド
車両には、エンジンの出力回転によって発電機を駆動
し、得られた電力を直流に変換してバッテリを充電し、
バッテリの電力を交流に変換してモータ駆動をするシリ
ーズ型のハイブリッド車両と、エンジンとモータをクラ
ッチを介して連結し、発進時にモータを駆動させ、途中
からクラッチを連結しエンジン走行し、急加速時にはモ
ータの出力を付加して走行するパラレル型のハイブリッ
ド車両、またはシリーズ型ハイブリッド車両とパラレル
型ハイブリッド車両を組み合わせたものなどが提案され
ている。このようなハイブリッド車両では、エンジンの
みを使用する一般車両と同様に、車両の一時停車時でも
エンジンをアイドリング状態で駆動している。このた
め、車両が運動していないにもかかわらず燃料を消費す
るため、燃費が悪化していた。また、エンジンのアイド
リング時は、アイドル音が騒音の一因になると共に、排
気ガスも排出していた。そこで、一般車両においてエ
ンジンを走行に必要な時にだけ駆動し、それ以外では停
止させることで、エンジン駆動時間の短縮による排ガス
量を減少し燃費を向上させる、エンジン一時停止システ
ムが提案されており、このシステムをパラレル型のハイ
ブリッド車両に適用することも考えられる。このエンジ
ン一時停止システムでは、一時停車時等にエンジンの駆
動を停止し、アクセルが踏み込まれた場合に再びエンジ
ンを始動して発進させるようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、エンジン一時
停止システムでは、エンジンの停止と再駆動の際にクラ
ッチの接・断を繰り返す必要があるため、パラレル型ハ
イブリッド車両において、クラッチの接・断回数が多く
なり、クラッチの負担が大きくなっていた。また、エン
ジンの再始動はスタータを使用するため、スタータの使
用頻度が増え、耐久性を向上させる必要もある。さら
に、アクセルを踏んでからエンジンを再始動させるとき
のタイムラグ、および、出力軸にエンジン出力を伝達す
るときのトルク変動により、走行フィーリングが良くな
かった。再始動時のタイムラグを小さくするためにクラ
ッチを急係合すると、さらにクラッチの負担が大きくな
っていた。

【０００４】

【目的】そこで本発明は、車両の発進を速やかに行うと
共に、エンジンの始動による走行フィーリングの悪化を
防止することが可能なハイブリッド車両を提供すること
を第１の目的とする。また本発明は、エンジン停止シス
テムを使用したハイブリッド車両であっても、スタータ
やクラッチを不要とすることが可能なハイブリッド車両
を提供することを第２の目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、エンジンと、電気モータと、発電機モータと、駆動
輪に連結される出力軸と、前記発電機モータと連結され
た第１の歯車要素、前記内燃エンジンと連結された第２
の歯車要素及び前記出力軸と連結された第３の歯車要素
からなる差動歯車装置と、前記発電機モータを回転数制
御して前記エンジンを始動させるエンジン始動手段と、
前記発電機モータの出力トルクを演算する発電機トルク
演算手段と、エンジン始動時、前記発電機トルク演算手
段によって演算されたトルクに応じて前記電気モータの
出力トルクを補正するモータトルク補正手段と、要求さ
れる駆動力の大きさを検出する駆動力指令値検出手段と
をハイブリッド車両に具備させ、前記駆動力指令値検出
手段によって検出された信号が所定値よりも小さいとき
に前記エンジンを停止し、所定値よりも大きいときに前
記エンジン始動手段で前記エンジンを始動する、ことで
前記第１及び第２の目的を達成する。請求項２に記載し
た発明では、請求項１に記載したハイブリッド車両にお
いて、前記車両は車速を検出する車速検出手段を有し、
前記エンジン始動手段は、前記車速検出手段によって検
出された車速が所定の車速を検出したときに前記エンジ
ンを始動する。請求項３に記載した発明では、請求項１
に記載したハイブリッド車両において、前記駆動力指令
値検出手段としてアクセルセンサを使用する。請求項４
に記載した発明では、請求項１に記載したハイブリッド
車両において、前記駆動力指令値検出手段としてブレー
キセンサを使用する。請求項５に記載した発明では、請
求項１に記載したハイブリッド車両において、前記駆動
力指令値検出手段としてギヤシフトセンサを使用する。

【０００６】

【作用】請求項１記載のハイブリッド車両では、エンジ
ン始動時に、発電機トルク演算手段によって演算された
発電機モータの出力トルクに応じて、モータトルク補正
手段が電気モータの出力トルクを補正し、要求される駆
動力の大きさを駆動力指令値検出手段で検出し、この検
出された信号が所定値よりも小さいときにエンジンを停
止し、所定値よりも大きいときにエンジンを始動する。
請求項２記載のハイブリッド車両では、車速検出手段に
よって検出された車速が所定の車速を検出したときにエ
ンジンを始動する。請求項３記載のハイブリッド車両
では、駆動力指令値検出手段としてアクセルセンサを使
用する。請求項４記載のハイブリッド車両では、駆動力
指令値検出手段としてブレーキセンサを使用する。請求
項５記載のハイブリッド車両では、駆動力指令値検出手
段としてギヤシフトセンサを使用する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明のハイブリッド車両における一
実施例を図１ないし図１１を参照して詳細に説明する。
図１はハイブリッド車両の駆動装置の配列を示すスケル
トン図（骨図）である。図１に示すように、ハイブリッ
ド車両の駆動装置は、エンジン（ＥＧ）１、プラネタリ
ギヤ２、発電機モータ（ジェネレータＧ）３、駆動モー
タ（Ｍ）４、およびデファレンシャルギヤ５を備えてお
り、４軸構成になっている。第１軸としてのエンジン１
の出力軸７上には、プラネタリギヤ２および発電機モー
タ３が配置されている。プラネタリギヤ２は、キャリヤ
２２がエンジン１の出力軸７と連結され、サンギヤ２１
が発電機モータ３の入力軸７と連結され、リングギヤ２
３が第１カウンタドライブキア１１に連結されている。
第２軸としての駆動モータ４の出力軸１３には、第２カ
ウンタドライブギヤ１５が連結されている。第３軸とし
てのカウンタシャフト３１には、カウンタドリブンギヤ
３３及びデフピニオンギヤ３５が保持されており、カウ
ンタドリブンギヤ３３には第１カウンタドライブギヤ１
１と第２カウンタドライブギヤ１５が噛合されている。
デファレンシャルギヤ５は、第４軸を有するデフリング
ギヤ３７を介して駆動され、このデフリングギヤ３７と
デフピニオンギヤ３５とが互いに噛合している。

【０００８】プラネタリギヤ２は差動ギヤであり、キャ
リヤ２２の入力回転数に対し、リングギヤ２３の出力回
転数を決定するのは、サンギヤ２１の回転数である。即
ち、発電機モータ３の負荷トルクを制御することによっ
て、サンギヤ２１の回転数を制御することが可能であ
る。例えば、サンギヤ２１を自由回転させた場合、キャ
リヤ２２の回転はサンギヤ２１により吸収され、リング
ギヤ２３は停止して、出力回転は生じないようになって
いる。プラネタリギヤ２において、キャリヤ２２の入力
トルクは、発電機モータ３の反力トルクと出力軸トルク
の合成トルクとなる。すなわち、エンジン１からの出力
はキャリヤ２２に入力され、発電機モータ３はサンギヤ
２１に入力される。エンジン１の出力トルクはリングギ
ヤ２３から出力され、エンジン効率に基づいて設定され
たギヤ比でカウンターギヤを介して駆動輪に出力され
る。また駆動モータ４の出力はモータ効率のよいギヤ比
に基づいてカウンターギヤを介して駆動輪に出力され
る。

【０００９】図２は、このようなハイブリッド車両の制
御部の構成を表したものである。この図２に示すよう
に、ハイブリッド車両は、駆動系４０と、駆動系４０そ
の他各部の状態を検出するセンサ系４１と、駆動系４０
各部の制御を行う制御系４２を備えている。駆動系４０
は、エンジン１、発電機モータ３、駆動モータ４およ
び、バッテリ４３を有している。バッテリ４３は、駆動
モータ４に電力を供給すると共に、駆動モータ４からの
回生電力および発電機モータ３の電力で充電される。セ
ンサ系４１は、アクセル開度を検出するアクセルセンサ
４１１、車速Ｖを検出する車速センサ４１２、発電機モ
ータ３の回転数を検出する発電機モータ回転数センサ４
１３、エンジン１の回転数を検出するエンジン回転数セ
ンサ４１４、バッテリ４３の充電残容量ＳＯＣを検出す
るバッテリセンサ４１５を備えている。

【００１０】制御系４２は、エンジン１を制御するエン
ジン制御装置４２１、発電機モータ３を制御する発電機
モータ制御装置４２２、駆動モータ４を制御する駆動モ
ータ制御装置４２３を備えている。また制御系４２は、
エンジン制御装置４２１、発電機モータ制御装置４２
２、駆動モータ制御装置４２３に対して制御指示や制御
値を供給することで車両全体を制御する車両制御装置４
２４を備えている。車両制御装置４２４は、エンジン制
御装置４２１に対し、車両の走行、停止等の各種状態に
応じてエンジンのＯＮ／ＯＦＦ信号を供給するようにな
っている。

【００１１】また、発電機モータ制御装置４２２に対し
て、アクセルセンサ４１１からのアクセル開度αとバッ
テリセンサ４１５からの充電残容量ＳＯＣとに応じた発
電機モータ３の目標回転数ＮＧ＊を供給する。さらに、
車両制御装置４２４は、駆動モータ制御装置４２３に対
して、アクセルセンサ４１１からのアクセル開度αと車
速センサ４１２からの車速Ｖとに応じたトルクＴＭ＊を
供給すると共に、発電機モータ制御装置４２２から供給
される発電機モータ回転数ＮＧと発電機モータトルクＴ
Ｇとから補正トルクΔＴＭを算出して供給するようにな
っている。

【００１２】そして、エンジン制御装置４２１は、車両
制御装置４２４から供給されるＯＮ信号と、エンジン回
転数センサ４１４から供給されるエンジン回転数ＮＥに
応じて、スロットル開度θを制御することで、エンジン
１の出力を制御するようになっている。発電機モータ制
御装置４２２は、目標回転数ＮＧ＊となるように、電流
（トルク）ＩＧを制御する。駆動モータ制御装置４２３
は、車両制御装置４２４から供給されるトルクＴＭ＊と
補正トルクΔＴＭによって、駆動モータ４の電流（トル
ク）ＩＭを制御するようになっている。

【００１３】次に、このように構成された実施例によ
る、各制御部の動作について説明する。本実施例では、
まず車両走行の始動を駆動モータ４で行い、車速が所定
速度に到達した時点で発電機モータ３によりエンジン１
を始動し、この時のトルク変動を駆動モータ４で吸収す
るものである。図３は、エンジン始動制御の詳細につい
て表したものである。まず車両制御装置４２４は、ア
クセルセンサ４１１からアクセル開度αを入力すると共
に、車速センサ４１２から現在の車速Ｖを入力する（ス
テップ１１）。そして、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ＊
に達したか否かを判断する（ステップ１２）。車速Ｖが
エンジン始動車速Ｖ＊以下である場合（ステップ２；
Ｎ）、車両制御装置４２４は、駆動モータ単独走行を行
うように制御する（ステップ１３）。すなわち、車両制
御装置４２４は、エンジン制御装置４２１にＯＦＦ信号
を供給する。また、車両制御装置４２４は、図４に示す
駆動モータトルク−車速特性図から、入力したアクセル
開度αと車速Ｖに応じて駆動モータトルクＴＭ＊を算出
して駆動モータ制御装置４２３に供給する。駆動モータ
制御装置４２３では、駆動モータトルクＴＭが、ＴＭ＝
ＴＭ＊となるように、駆動モータ４の電流値ＩＭを制御
する。

【００１４】一方、駆動モータ単独走行により車速Ｖが
増加し、始動車速Ｖ＊よりも大きくなった場合（ステッ
プ１２；Ｙ）、車両制御装置４２４はエンジン制御装置
４２１にＯＮ信号を供給する（ステップ１４）。次
に、車両制御装置４２４がバッテリセンサ４１５からバ
ッテリ４３の充電残容量ＳＯＣを入力すると共に、発電
機モータ制御装置４２２が発電機モータ回転数ＮＧを発
電機モータ回転数センサ４１３から入力する（ステップ
１５）。そして、発電機モータ駆動トルク指令値ＩＧを
演算する（ステップ１６）。すなわち、車両制御装置４
２４は、ステップ１１で入力したアクセル開度αと、ス
テップ１５で入力したバッテリ４３の充電残容量ＳＯＣ
とから、図５に示す特性図に従って、発電機モータ３の
目標回転数ＮＧ＊を決定し、発電機モータ制御装置４２
２に供給する。発電機モータ制御装置４２２では、供給
される目標回転数ＮＧ＊と、ステップ１５で入力した発
電機モータ３の回転数ＮＧとの差によるフィードバック
制御により、目標回転数ＮＧ＊となるための発電機モー
タ駆動トルク指令値（電流ＩＧ）を演算する。

【００１５】そして、発電機モータ３の駆動によるトル
ク変動を駆動モータ４の出力で吸収するための駆動モー
タトルク補正値ΔＴＭを演算する（ステップ１７）。す
なわち、発電機モータ制御装置４２２は、発電機モータ
３が磁石を使用している場合、発電機モータ３のトルク
は、電流に比例するので、発電機モータ電流ＩＧから発
電機モータトルクＴＧを算出する。また、発電機モータ
３が他励式である場合、図６に示すトルク−回転数特性
図から、励磁電流Ｉｆに応じて演算する。そして、車両
制御装置４２４は、供給された発電機モータトルクＴＧ
から次のようにして駆動モータトルク補正値ΔＴＭを演
算する。すなわち、発電機モータ３の発電機モータ角加
速度（回転変化率）αＧが非常に小さいと考えられるの
で、発電機モータトルクＴＧとサンギヤトルクＴＳは等
しい（ＴＧ＝ＴＳ）とみなすことができる。プラネタリ
ギヤ２におけるリングギヤ２３の歯数がサンギヤ２１の
２倍であるとすると、リングギヤトルクＴＲは発電機モ
ータトルクＴＧの２倍（ＴＲ＝２・ＴＧ）となるので、
駆動モータ４部分でのサンギヤ２１によるトルクΔＴＭ
は、カウンタギヤ比をｉとした場合、次の数式１で表さ
れる。なお、発電機モータ回転変化率αＧを考慮する場
合、発電機モータイナーシャをＩｎＧとすると、数式１
におけるサンギヤトルクＴＳは、ＴＳ＝ＴＧ＋ＩｎＧ・
αＧとなる。

【００１６】

【数１】ΔＴＭ＝２・ｉ・ＴＳ

【００１７】車両制御装置４２４は、発電機モータ３の
駆動に伴うトルク変動を吸収するための駆動モータトル
ク補正値ΔＴＭを駆動モータ制御装置４２３に供給す
る。また、車両制御装置４２４は、トルク変動を考慮し
ない場合の駆動モータトルクＴＭ＊を、図４に従って車
速Ｖから求めて、駆動モータ制御装置４２３に供給す
る。

【００１８】以上の演算の後、発電機モータ制御装置４
２２は、ステップ１６で演算した発電機モータ駆動トル
ク指令値ＩＧを発電機モータ３に出力する。また、駆動
モータ制御装置４２３は、ステップ１７で演算された駆
動モータトルクＴＭ＊と駆動モータトルク補正値ΔＴＭ
とから、ＴＭ＝ＴＭ＊−ΔＴＭとなるトルク（電流Ｉ
Ｍ）を駆動モータ４に出力する（ステップ１８）。これ
により、発電機モータ３の駆動でエンジン１を回転し、
そのときに発生するトルク変動が駆動モータ４で吸収さ
れる。

【００１９】次に、エンジン制御装置４２１は、エンジ
ン回転数センサ４１４からエンジン回転数ＮＥを入力し
（ステップ１９）、エンジンの着火が可能な回転数ＮＥ
＊に到達しているか否か判断する（ステップ２０）。到
達していなければ（ステップ２０；Ｎ）、メインルーチ
ンにリターンし、エンジン回転数ＮＥが上昇するまでま
つ。一方、エンジン回転数ＮＥがＮＥ＊以上になった場
合（ステップ２０；Ｙ）、エンジン制御装置４２１は、
エンジンＥＣＵをＯＮすることでエンジン１を着火する
（ステップ２１）。以後エンジン１は始動し、燃費が最
良となるように予め決められた図７に示す関係に従っ
て、エンジン回転数ＮＥに応じてスロットル開度θを制
御する。

【００２０】エンジン制御装置４２１は、車両制御装置
４２４に入力されたアクセル開度αを基に、図７に示す
エンジン回転数ＮＥに対応してスロットル開度θを制御
することでエンジン出力を制御する。

【００２１】以上の各制御部の動作による各部の状態変
化について、図８のタイムチャートに従って説明する。
時刻ｔ１において、アクセルが踏み込まれると車両は発
進を開始する。この時、図４に示すマップに基づいて、
アクセル開度αと車速Ｖ（発進時はゼロ）から、駆動モ
ータ４は駆動モータトルクＴＭ＝ＴＭ＊で発進する（図
８において矢印Ａで示す。以下同じ。）発電機モータ３は、駆動モータ４が出力されているので
出力軸からプラネタリギヤ２のリングギヤ２３を伝わっ
て回転（空転）する。このとき、出力軸に連結されてい
るリングギヤ２３が正方向に回転され、エンジン１に連
結されているキャリヤ２２が停止しているので、発電機
モータ３に接続されているサンギヤ２１は負方向に回転
する。すなわち、発電機モータ回転数ＮＧは負方向に次
第に増加する（矢印Ｂ）。

【００２２】駆動モータ４の出力トルクＴＭにより除々
に車速Ｖは増加し（矢印Ｃ）、時刻ｔ２において、エン
ジン始動車速Ｖ＊＝１０Ｋｍ／ｈに到達すると、発電機
モータ３でエンジン１を駆動する。すなわち、負方向に
回転していた発電機モータ３を、エンジン１を回転する
ために正方向に回転させる（矢印Ｄ）。このとき、発電
機モータ３のトルクが出力軸に作用するので、プラネタ
リギヤ２のリングギヤ２３、出力軸にかかるトルクΔＴ
Ｍを算出し、駆動モータ４でこのトルクを減算した値Ｔ
Ｍ＝ＴＭ＊−ΔＴＭを出力する（矢印Ｅ）。このときの
発電機モータ３の回転数の上昇（矢印Ｄ）は、キャリヤ
２２に連結されているエンジン１にも影響するので予め
決められたマップに基づいて、エンジン効率がよくなる
ように上昇させる。なお、急上昇の時は不足する分を駆
動モータ４で補う。

【００２３】なお、図８に示したエンジントルクＴＥは
ゼロとなっているが、実際には発電機モータ３から受け
る反力トルクが存在する。この場合、エンジン１は負の
方向にトルクを受け、エンジンブレーキと同様に作用す
る。出力軸に連結されているリングギヤ２３も減速する
のでこの分のトルクを駆動モータ４で補っている。

【００２４】そして、時刻ｔ３において、エンジン始動
可能回転数ＮＥ＊が所定値、例えば６００ｒｐｍを越え
ると（矢印Ｆ）、エンジン１を始動着火しても構わない
と判断しエンジンＥＣＵをオンにする（矢印Ｇ）。する
と、エンジントルクＴＥが上昇しようとする（矢印Ｈ）
ため、要求トルクに応じて駆動モータ４の出力を低下さ
せていく（矢印Ｉ）。このとき、発電機モータ３はエン
ジン１の反力要素となり、エンジントルクＴＥが上昇す
ると、さらに反力を小さくするためにプラネタリギヤ２
に対して負の方向にトルクを減少させていく（矢印
Ｊ）。エンジントルクＴＥは少し遅れて発生し（矢印
Ｋ）、エンジントルクＴＥが完全に伝達され、車速Ｖが
上昇するに従って（矢印Ｌ）発電機モータ３の回転をゼ
ロに近づけていく（矢印Ｍ）。このときのエンジン回転
数ＮＥは、エンジン効率を考慮して一定とする（矢印
Ｎ）。駆動モータ４のトルクＴＭを一定にして（矢印
Ｏ）、発電機モータ３の回転数をさげることで、出力軸
に連結されているリングギヤ２３の回転が上昇しトルク
が増大されて車速Ｖが上昇する。

【００２５】次に第２の実施例について説明する。図９
は、第２の実施例におけるハイブリッド車両の駆動装置
の配列を示すスケルトン図である。なお、図１に示す第
１の実施例と同一の構成部分には同一の符号を付してそ
の説明を適宜省略することとする。この図９に示すよ
うに、第２の実施例では、エンジン１ｂの出力軸７ｂが
発電機モータ３ｂのステータ５１（ケースには保持され
ていない）に連結され、発電機モータ３ｂのロータ５２
が出力軸５３に連結されている。そして、駆動モータ４
ｂも出力軸５３に連結されている。この出力軸５３に
は、カウンタドライブギヤ５４が連結され、このカウン
タドライブギヤ５４には、カウンタシャフト３１のカウ
ンタドリブンギヤ３３が噛合されている。

【００２６】第１の実施例では、エンジン１と発電機モ
ータ３はプラネタリギヤ２を介して出力軸に連結される
ので、出力軸に連結したリングギヤ２３のトルクＴＲは
発電機モータトルクＴＧの２倍となる。これに対して、
第２の実施例では、ギヤ比を考慮することなく発電機モ
ータ３ｂの出力軸トルクが発電機モータトルクＴＧと等
しくなるので、駆動モータ４に対する補正トルクΔＴＭ
は、ΔＴＭ＝ＴＧ＋ＩｎＧ・αＧとなる。

【００２７】次に第３の実施例について説明する。この
実施例では、第１の実施例において一定値であったエン
ジン始動速度Ｖ＊を、図１０に示すように、バッテリ４
３の充電残容量ＳＯＣに応じて変化させるようにしたも
のである。すなわち、図１０に示すように、充電残容量
ＳＯＣが小さいほどＥＧ始動領域を大きくし、ＥＧ始動
車速（Ｖ＊）とＥＧ停止車速（Ｖ＊＊）を共に下げるこ
とで発電量を増加してバッテリ４３に充電する。また、
ＥＧ始動車速（Ｖ＊）とＥＧ停止車速（Ｖ＊＊）に差を
設けることでハンチングを防止する。

【００２８】次に、第４の実施例について説明する。こ
の実施例では、第３の実施例に加えて、さらにセンサ系
４１に図示しない温度センサを配置し、排ガスを低減す
るための触媒が充分加熱された後にエンジン１を始動す
るようにしたものである。図１１は、第４の実施例にお
ける処理動作について表したものである。なお、図１１
では、図３で説明した実施例の動作と同様に動作するス
テップには同一のステップ番号を付してその説明を適宜
省略することとする。車両制御装置４２４は、図示しな
い温度センサにより触媒の温度を検出し、触媒が加熱状
態か否かを判断し（ステップ１１１）、未加熱状態であ
れば（Ｎ）、駆動モータ単独走行を係属する。

【００２９】一方、触媒が充分に加熱されている場合
（ステップ１１１；Ｙ）、車両センサ４２４は、車速
Ｖ、充電残容量ＳＯＣ、およびアクセル開度αを、各セ
ンサから入力する（ステップ１１２）。そして入力した
充電残容量ＳＯＣにおけるエンジン始動車速Ｖ＊を図１
０に従って算出し（ステップ１１３）、車速Ｖと算出し
たエンジン始動車速Ｖ＊とを比較する（ステップ１１
４）。そして、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ＊よりも小
さい場合には（ステップ１１４；Ｎ）ステップ１３に移
行し、Ｖ＊以上である場合には（Ｙ）ステップ１４に移
行する。以後の動作については、図３に示した実施例と
同様に動作する。なお、ステップ１５において、図３で
は、充電残容量ＳＯＣを入力したが、図１１では、ステ
ップ１１３で入力した値を使用する。

【００３０】次に、第５の実施例について説明する。こ
の実施例では、第１の実施例において、車両制御装置４
２４は、エンジン制御装置４２１に対して、エンジン一
時停止システムに従った制御を行うようにしたものであ
る。すなわち、車両制御装置４２４は、エンジン一時停
止システムとして、アクセルセンサ４１１、車速センサ
４１２、ブレーキペダルの踏み込みを検出するブレーキ
センサ（図示せず）、またはギヤシフトの位置を検出す
るギヤシフトセンサ（図示せず）の少なくとも１つのセ
ンサを具備する。そして、車両制御装置４２４は、セン
サ出力信号にもとづいてエンジン１の駆動が不要である
と判断した場合には、エンジン制御装置４２１にＯＦＦ
信号を供給することで、アイドリング状態ではなくエン
ジン１を停止させる。

【００３１】次に、アクセルセンサ４１１と車速センサ
４１２によるエンジン一時停止処理について説明する。
車両制御装置４２４は、アクセルセンサ４１１と車速セ
ンサ４１２のセンサ出力信号を入力し、アクセル開度α
からアクセルが２秒間継続してオフであるか、または車
速Ｖがゼロである場合を検出する。このような場合、車
両制御装置４２４は、信号待ち状態や下り坂等を走行中
等でアクセルが踏み込まれていない場合であるか、また
は渋滞や信号待ち等によって車両の走行が一時停止して
いる場合であり、このような場合にはエンジン１を駆動
する必要がないので、エンジン制御装置４２１に対して
ＯＦＦ信号を供給する。これによりエンジン制御装置４
２１は、燃料系や点火系を制御してエンジン１を一時停
止させる。

【００３２】エンジン１を一時停止させた後にアクセル
が踏み込まれると、車両制御装置４２４は、第１の実施
例で説明したように、発電機モータ３によりエンジンを
再始動させ、駆動モータトルクでトルクを補正する。な
お、信号待ち等により車両が停止してる状態であれば、
車両の発進を駆動モータ４で行った後に、車速Ｖ＊でエ
ンジンを再始動する。

【００３３】以上、第１から第５の実施例を例に本発明
の説明を行ったが、本発明はこれら各実施例に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、第
１の実施例では、予め設定した車速Ｖ＊でエンジンを始
動する構成としたが、車両の発進を検出したら直ちに
（Ｖ＊＝０）、エンジンを始動するようにしてもよい。
また第１の実施例において、車両制御装置４２４におい
て補正トルクΔＴＭを算出する構成としたが、他に、発
電機モータ制御装置４２２から発電機モータトルクＴＧ
と回転数ＮＧを受け取って駆動モータ制御装置４２３に
おいて補正トルクΔＴＭを計算するようにしてもよい。

【００３４】また、第１の実施例における発電機モータ
回転数ＮＧについて、発電機モータ回転数センサ４１３
で検出したが、エンジン回転数センサ４１４からエンジ
ン回転数ＮＥを入力して次のように算出してもよい。す
なわち、発電機モータ回転数（サンギヤ）をＮＧ、エン
ジン回転数（キャリヤ）をＮＥ、出力軸回転数（リング
ギヤ）をＮＲとし、リングギヤ２３の歯数をサンギヤ２
１の歯数の２倍にした場合、ＮＧ＝３・ＮＥ−２・ＮＲ
となり、エンジン回転数ＮＥと発電機モータ回転数ＮＧ
は互いに算出することができる。従って、発電機モータ
回転数センサ４１３で発電機モータ回転数ＮＧを検出す
る代わりに、エンジン回転数センサ４１４で検出したエ
ンジン回転数ＮＥを使用して発電機モータ回転数ＮＧを
算出すると共に、この発電機モータ回転数ＮＧから発電
機モータトルクＴＧを算出する。このようにすること
で、発電機モータ回転数センサ４１３が不要になる。ま
た、第１の実施例では、エンジンと発電機モータがプラ
ネタリギヤを介して出力軸に接続されている構成につい
て説明したが、本発明では、ベベルギヤ等の他の作動ギ
ヤを介して出力軸に接続されるようにしてもよい。

【００３５】また第４の実施例では、触媒の温度を検出
する場合について説明したが、触媒温度に代えて、エン
ジン１の温度を検出し、エンジン温が所定以上になった
場合にエンジン１を始動するようにしてもよい。ま
た、触媒温度とエンジン温度が共に所定温度になった場
合にエンジン１を始動するようにしてもよい。

【００３６】また、第５の実施例で説明したエンジン一
時停止システムでは、エンジンの駆動が不要な状態とし
て、２秒以上のアクセルオフの状態と車速０の状態を例
に説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。例えば、両者の条件が満たされた場合にのみエンジ
ンを一時停止するようにしてもよい。また、ギヤシフト
位置がニュートラルに移動された場合にエンジンを一時
停止するようにしてもよい。更に、第５の実施例では、
２秒以上のアクセルオフ状態でエンジン１を一時停止さ
せたが、１秒以上のアクセルオフ状態で一時停止させて
もよい。また、アクセルオフの時間とは関係なく、アク
セルオフとブレーキオンの両条件が満たされた場合にエ
ンジンを一時停止するようにしてもよい。このように、
ブレーキオンでエンジンを停止すると、駆動モータはエ
ンジンからのエネルギを発電する必要がなくなるので、
バッテリの許容値最大限まで減速エネルギを回生できる
利点がある。さらに、エンジン一時停止システムの適用
を、減速時や一時車両停止時等に限らず、例えば、ハイ
ブリッド車両において、エンジン単独走行やハイブリッ
ド走行から駆動モータ単独走行に移行した場合にも、エ
ンジンを一時停止させるようにしてもよい。

【００３７】以上説明したように、第１から第５の実施
例によれば、車両の発進を駆動モータ４で行うので、発
進のもたつきがなく、スムーズに発進することができ
る。また、エンジン１の始動時におけるトルク変動を駆
動モータ４の出力で吸収するので、エンジン始動に伴う
ショックが軽減される。さらに各実施例によれば、走行
中のエンジン効率が向上し、燃費を向上させることがで
きる。すなわち、停車時や低速時は必要エネルギーが小
さいので、その間の発電は必要量より大きく、バッテリ
４３に蓄えられる。そのため走行中の必要エネルギーが
低下するため、エンジン１は低負荷で運転される。しか
し一般的にエンジン１は高負荷で運転されるほど効率が
向上するので、必要エネルギーが低い停車時や低速時
は、エンジン１を停止した方が走行中のエンジン効率は
高くなる。特に第５の実施例では、エンジン１の駆動が
必要ないと判断された場合には、アイドリング状態とせ
ずに、エンジンを一時停止するため燃料消費がないぶん
全体としての燃費が向上する。

【００３８】また、各実施例によれば、発電機モータ３
でエンジン１を始動するので、非常時等以外はスタータ
を使用する必要がなく、スタータの負担を小さくことが
できる。特に、エンジン一時停止システムを採用した第
５の実施例ではエンジン１の停止、再始動が頻繁に行わ
れるが、発電機モータ３でエンジンを再始動すること
で、スタータやクラッチが不要となる。なお、エンジン
１を始動するための負荷は発電機モータ駆動モータの容
量に比べて小さいので、発電機モータ駆動モータの負担
は軽微である。またハイブリッド車両では十分な容量の
バッテリを搭載しているので、エンジン１の始動による
バッテリの負担も少ない。さらに、第５の実施例によれ
ば、車両の一時停車時にエンジン１を停止するので、騒
音が無い。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、車両の発進を速やかに
行うと共に、エンジンの始動による走行フィーリングの
悪化を防止することができる。また、エンジン停止シス
テムを使用したハイブリッド車両であっても、スタータ
やクラッチが不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるハイブリッド車両の
駆動装置配列を示すスケルトン図である。

【図２】同上、ハイブリッド車両の制御部の構成図であ
る。

【図３】同上、ハイブリッド車両の第１の実施例におけ
る制御動作を示すフローチャートである。

【図４】同上、ハイブリッド車両おける駆動モータトル
ク−車速特性図である。

【図５】同上、ハイブリッド車両の目標回転数ＮＧ＊と
アクセル開度αと充電残容量ＳＯＣとの関係を示す特性
図である。

【図６】同上、ハイブリッド車両における発電機モータ
が他励式である場合のトルク−回転数特性図である。

【図７】同上、ハイブリッド車両のエンジン回転数ＮＥ
とスロットル開度αとの関係を示す特性図である。

【図８】同上、ハイブリッド車両における各部のタイム
チャートである。

【図９】本発明の第２の実施例におけるハイブリッド車
両の駆動装置の配列を示すスケルトン図である。

【図１０】本発明の第３の実施例におけるハイブリッド
車両のエンジン始動速度Ｖ＊と充電残容量ＳＯＣとの関
係を示す特性図である。

【図１１】本発明の第４の実施例における、処理動作を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１エンジン２プラネタリギヤ２１サンギヤ２２キャリヤ２３リングギヤ３発電機モータ４駆動モータ５デファレンシャルギヤ１１第１カウンタドライブギヤ１５第２カウンタドライブギヤ３１カウンタシャフト３３カウンタドリブンギヤ３５デフピニオンギヤ４０駆動系４１センサ系４１１アクセルセンサ４１２車速センサ４１３発電機モータ回転数センサ４１４エンジン回転数センサ４１５バッテリセンサ４２制御系４２１エンジン制御装置４２２発電機モータ制御装置４２３駆動モータ制御装置４２４車両制御装置４３バッテリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ１６Ｈ 61/02 Ｆ１６Ｈ 61/02 // Ｆ１６Ｈ 59:18 59:54 59:70 (72)発明者中島秀樹愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと、電気モータと、発電機モータと、駆動輪に連結される出力軸と、前記発電機モータと連結された第１の歯車要素、前記内
燃エンジンと連結された第２の歯車要素及び前記出力軸
と連結された第３の歯車要素からなる差動歯車装置と、前記発電機モータを回転数制御して前記エンジンを始動
させるエンジン始動手段と、前記発電機モータの出力トルクを演算する発電機トルク
演算手段と、エンジン始動時、前記発電機トルク演算
手段によって演算されたトルクに応じて前記電気モータ
の出力トルクを補正するモータトルク補正手段と、要求される駆動力の大きさを検出する駆動力指令値検出
手段とを備え、前記駆動力指令値検出手段によって検出された信号が所
定値よりも小さいときに前記エンジンを停止し、所定値
よりも大きいときに前記エンジン始動手段で前記エンジ
ンを始動することを特徴とするハイブリッド車両。
【請求項２】前記車両は車速を検出する車速検出手段
を有し、前記エンジン始動手段は、前記車速検出手段
によって検出された車速が所定の車速を検出したときに
前記エンジンを始動することを特徴とする請求項１記載
のハイブリッド車両。
【請求項３】前記駆動力指令値検出手段はアクセルセ
ンサであることを特徴とする請求項１記載のハイブリッ
ド車両。
【請求項４】前記駆動力指令値検出手段はブレーキセ
ンサであることを特徴とする請求項１記載のハイブリッ
ド車両。
【請求項５】前記駆動力指令値検出手段はギヤシフト
センサであることを特徴とする請求項１記載のハイブリ
ッド車両。