JP-2026076591-A - ハイブリッド車両の制御装置

JP2026076591AJP 2026076591 AJP2026076591 AJP 2026076591AJP-2026076591-A

Abstract

【課題】大きい変速比を維持する走行時におけるいわゆる悪路の走破性の向上とドライバビリティの向上とを両立させる。【解決手段】コントローラは、変速機で設定する変速比が所定の低速変速比に制限されていることを判定する変速比判定部（ステップＳ１）と、第２モードが選択されていることを判定するモード判定部（ステップＳ２）と、変速機で設定する変速比が所定の低速変速比に制限されていることが変速比判定部で判定され、かつ第２モードが選択されていることがモード判定部で判定された場合に、間欠運転を許可し、変速機で設定する変速比が所定の低速変速比に制限されていることが変速比判定部で判定され、かつ第２モードが選択されていることがモード判定部で判定されない場合に、間欠運転を禁止する間欠運転制御部（ステップＳ３，Ｓ４）とを備えている。【選択図】図４

Inventors

早坂昭人
鶴田義明
山口満

Assignees

トヨタ自動車株式会社

Dates

Publication Date: 20260512
Application Date: 20241024

Claims (2)

エンジンとモータとを駆動力源として備え、前記駆動力源の出力側に変速機が連結され、前記エンジンが出力するトルクおよび前記モータが出力するトルクとによって走行するハイブリッド走行時に、所定の条件が成立することにより前記エンジンの間欠運転を行うとともに、車速もしくは要求駆動力を含む走行状態に基づいて走行のための駆動力を制御する第１モードと前記駆動力を制限する第２モードとを選択可能なハイブリッド車両の制御装置であって、前記エンジンの運転を制御するコントローラを有し、前記コントローラは、前記変速機で設定する変速比が所定の低速変速比に制限されていることを判定する変速比判定部と、前記第２モードが選択されていることを判定するモード判定部と、前記変速機で設定する変速比が前記所定の低速変速比に制限されていることが前記変速比判定部で判定され、かつ前記第２モードが選択されていることが前記モード判定部で判定された場合に、前記間欠運転を許可し、前記変速機で設定する変速比が前記所定の低速変速比に制限されていることが前記変速比判定部で判定され、かつ前記第２モードが選択されていることが前記モード判定部で判定されない場合に、前記間欠運転を禁止する間欠運転制御部とを備えていることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置であって、前記第２モードでは、車速を予め定めた所定車速以下に制限する車速制限と、左右の車輪もしくは前後の車輪の差動回転を制限する差動制限とのいずれかを含む制限制御で前記駆動力が制限されることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

Description

この発明は、エンジンとモータとを駆動力源として備えたハイブリッド車両の制御装置に関し、特にエンジンが出力する駆動力とモータが出力する駆動力とを共に駆動輪に伝達して走行することのできるハイブリッド車両の駆動力を制御する装置に関するものである。車両のハイブリッド形式として、パラレルハイブリッドおよびシリーズ・パラレルハイブリッドが知られており、この種のハイブリッド車両では、エンジンの駆動力による走行（仮にエンジン走行と称する。）、モータの駆動力による走行（仮にモータ走行と称する。）、ならびにエンジンとモータとの両方の駆動力による走行（仮にハイブリッド走行と称する。）が可能である。そのため、これらの走行形態（もしくは駆動形態）を走行路の状態に応じて選択することにより、加速性や静粛性あるいは悪路走破性などを向上させることができる。特許文献１には、駆動要求を充足するためにエンジンおよびモータを駆動する状況において、高い走破能力が指定されている場合には、モータの出力を、モータのみで走行できる程度に増大させる手段を備えた制御装置が記載されている。この特許文献１に記載されている車両の制御装置によれば、未舗装の路面などを走行する際には、走破性が指定されることにより、モータの出力が増大させられるので、エンジンを停止して走行する機会を増大させることができる。特開２０１４－１２５０６８号公報この発明の実施形態における駆動系統を示す模式図である。そのハイブリッド駆動機構の一例を示すスケルトン図である。そのコントローラの機能的構成を示すブロック図である。コントローラで実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。つぎに、この発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態はこの発明を実施する場合の一例に過ぎないのであって、この発明を限定するものではない。この発明の実施形態における車両は、エンジン（内燃機関）とモータ（電気モータあるいは発電機能のあるモータ）とを駆動力源として備え、エンジンが出力するトルクとモータが出力するトルクとを駆動輪に伝達することのできるハイブリッド車両である。図１にそのハイブリッド車両１の駆動系統を模式的に示してある。駆動力源２は、ガソリンエンジンなどのエンジン３と、モータ４とを備えており、エンジン３による走行（エンジン走行）と、モータ４による走行（ＥＶ走行）と、エンジン３およびモータ４による走行（ハイブリッド走行）とが可能である。このような走行を可能にするハイブリッド駆動機構を図２にスケルトン図で示してある。図２における符号「５」は動力分割機構を構成している遊星歯車機構を示しており、サンギヤ６と、リングギヤ７と、これらサンギヤ６およびリングギヤ７に噛み合っているピニオンギヤ８を保持しているキャリヤ９とを回転要素とした差動機構である。キャリヤ９にエンジン３が連結されており、サンギヤ６に第１モータ１０が連結されている。リングギヤ７が出力要素となっていて、出力部材１１がリングギヤ７に連結されている。さらに、第２モータ１２が出力部材１１に連結されている。これら第１モータ１０および第２モータ１２がモータ４を構成している。なお、リングギヤ７とキャリヤ９との間に両者を連結するクラッチを設け、またリングギヤ７と出力部材１１との間にクラッチを設けるなど、所定の部材を選択的に連結したり、回転を止めるための機構を設けることは任意である。エンジン３が出力した動力は遊星歯車機構５によってサンギヤ６とリングギヤ７とに分割され、一部の動力は、リングギヤ７を介して出力部材１１に出力される。これに対して、サンギヤ６には、エンジン回転数を制御するために第１モータ１０からトルクが入力されており、定常的なハイブリッド走行の場合には、第１モータ１０が発電機として機能して反力トルクがサンギヤ６に入力される。その結果、リングギヤ７のトルクは、エンジン３が出力したトルクより大きいトルクとなる。第１モータ１０がサンギヤ６に対して反力トルクを与えることにより発生した電力は、第２モータ１２に送られて第２モータ１２がモータとして機能し、その出力トルクが出力部材１１から出力される。なお、第１モータ１０および第２モータ１２は、図示しない蓄電装置の電力によって駆動することもできる。駆動力源２の出力側に変速機１３が連結されている。変速機１３は、一例として歯車変速機であって、前進走行する複数の変速比、後進走行状態、トルクを出力しないニュートラルなどを設定できるように構成されている。なお、変速比の切り替えすなわち変速は、電気的に制御して実行できるように構成されている。変速機１３にトランスファ１４が連結されている。トランスファ１４は、変速機１３から出力されるトルクを後輪１５側と前輪１６側とに分割して伝達する機構であって、例えば三つの回転要素からなる差動機構によって構成することができる。差動機構は、ベベルギヤからなる一対のサイドギヤの間に、ベベルギヤからなるピニオンギヤを噛み合わせて配置し、そのピニオンギヤを公転および自転させる機構や、遊星歯車機構がその例である。また、その差動作用を制限もしくは禁止する図示しない差動制限クラッチが設けられている。トランスファ１４には後輪出力軸１７と前輪出力軸１８とが設けられている。後輪出力軸１７は、終減速機であるリヤデファレンシャル（以下、リヤデフと記す。）１９に連結されており、左右の後輪１５がこのリヤデフ１９に連結されている。なお、リヤデフ１９は、左右の後輪１５の差動回転を制限もしくは禁止する図示しない差動制限クラッチを備えている。また、前輪出力軸１８は、２－４切替クラッチ２０を介して、終減速機であるフロントデファレンシャル（以下、フロントデフと記す。）２１に連結されている。フロントデフ２１に左右の前輪１６が連結されている。フロントデフ２１には、上記のリヤデフ１９と同様に、左右の前輪１６の差動回転を制限もしくは禁止する図示しない差動制限クラッチを備えている。２－４切替クラッチ２０は、前輪出力軸１８を介したフロントデフ２１もしくは前輪１６に対するトルクの伝達を選択的に遮断するクラッチであり、２－４切替クラッチ２０を係合させることにより四輪駆動状態となり、また反対に２－４切替クラッチ２０を解放することにより２輪駆動状態となる。なお、２輪駆動状態では、トランスファ１４における差動制限クラッチを係合させて、後輪出力軸１７に出力するトルクを確保する。また、この２－４切替クラッチ２０は、トランスファ１４に内蔵させてもよい。変速機１３は、従来知られているいわゆる自動変速機であって、その変速機１３による変速状態を切り替えるためのシフト装置２２が設けられている。シフト装置２２はシフトレバーによってポジションを選択するように構成され、そのポジションは、パーキング（Ｐ）、後進（Ｒ）、ニュートラル（Ｎ）、ドライブ（Ｄ）などである。また、図１に示すハイブリッド車両１は、変速機１３やトランスファ１４、差動制限クラッチを有する終減速機１９，２１などを備えていることにより、二輪駆動状態ならびに四輪駆動状態あるいは駆動力を制限した状態に切り替えることができ、これらの駆動状態を選択する切替スイッチ２３が設けられている。切替スイッチ２３によって選択できる駆動状態は、駆動力の制限のない二輪駆動状態Ｈ2、駆動力の制限のない四輪駆動状態Ｈ4、アップシフトを制限して所定の低速変速比を多用する四輪駆動状態Ｌ4である。さらに、ハイブリッド車両１には、路面状態に適した走行を行うように駆動状態を設定するＭＴＳ(Multi Terrain Select)システムが搭載されている。選択できる路面状態は、例えば、砂地路の走行に適した「ＳＡＮＤ」、泥濘路の走行に適した「ＭＵＤ」、岩石路の走行に適した「ＲＯＣＫ」などである。これらの駆動状態を手動操作によって選択するためのＭＴＳスイッチ２４が設けられている。ここに挙げている路面状態にそれぞれ適した駆動状態では、差動制限が行われて四輪駆動状態が維持され、あるいは車速を所定車速以下に車速制限するための駆動力制限などが実行される。このような制御は、従来知られているパワーコントロールコンピュータ、ブレーキコンピュータ、四輪駆動コンピュータなどによって実行することができる。したがって、この発明の実施形態における「駆動力の制限」とは、変速機１３で設定する変速比を予め定めた所定の大きい変速比（すなわち低速変速比）に制限し、また車速が予め定めた所定の車速以下になるように動力源２の出力トルクを制限する制御、あるいは前後四輪の差動回転を制限する制御などを含む、ハイブリッド車両１の駆動状態の制限制御である。なお、図１に示すハイブリッド車両１は、ステアリングホイール２５やアクセルペダル２６、図示しないブレーキペダルなど、通常の車両が備えている操作機器を備えている。上記のハイブリッド車両１が、エンジン３とモータ４とを駆動してハイブリッド走行している状態で、モータ４に接続されている図示しない蓄電装置における充電残量（ＳＯＣ）が充分多く、またアクセル開度が小さいなどモータ４によって駆動要求を充足できる場合には、エンジン３を停止してモータ走行を行う。また、アクセルペダル２６が踏み込まれるなどのことによって要求駆動力が増大したり、蓄電装置のＳＯＣが低下したりした場合には、エンジン３が再始動させられる。このような走行中にエンジン３の運転を停止する制御を間欠運転と称している。ハイブリッド走行中のエンジン３の間欠運転は、基本的には、上述したように、モータ４によって駆動要求を充足できることを条件として行う。この発明の実施形態における制御装置では、その条件に加えて、駆動力もしくは駆動状態が制限されていることを条件として間欠運転を行う。その間欠運転を制御するためのコントローラ２７が設けられている。コントローラ２７は、演算素子（ＣＰＵ）や記憶素子（ＲＡＭ，ＲＯＭ）ならびにインターフェースなどからなるマイクロコンピュータを主体として構成された電子制御装置であって、入力されたデータや予め記憶しているデータを使用して、所定のプログラムに従って演算を行い、その演算の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。入力されているデータは、上記の切替スイッチ２３によって選択されている駆動状態の信号や、ＭＴＳスイッチ２４で選択されている路面状態の信号などである。コントローラ２７は、これらの入力されたデータに基づいて、間欠運転の許可あるいは禁止の指令信号を出力する。その制御を行うためのコントローラ２７の機能的構成を図３にブロック図で示してある。コントローラ２７は、変速比判定部２７ａを備えている。変速比判定部２７ａは、前述した変速機１３で設定する変速比が予め定められている大きい変速比（低速変速比）に制限されていることを判定する。その判定は、切替スイッチ２３で選択されている駆動状態に基づいて行うことができる。例えば、アップシフトを制限して所定の低速変速比を多用する四輪駆動状態Ｌ4が選択されている場合には、低速変速比に制限されていることの判定を成立させる。また、コントローラ２７は、モード判定部２７ｂを備えている。ここで、モードは、ＭＴＳスイッチ２４で選択されている路面状態に適した駆動状態であり、モード判定部２７ｂは、前述した「ＳＡＮＤ」、「ＭＵＤ」、「ＲＯＣＫ」のいずれかが選択されている場合に、第２モードが選択されていることの判定を成立させる。特に、ここで説明している実施形態では、モード判定部２７ｂは、「ＲＯＣＫ」が選択されている場合に、第２モードが選択されていることの判定を成立させる。なお、ＭＴＳスイッチ２４が操作されずにいずれの駆動状態も選択されていない場合、特に「ＲＯＣＫ」が選択されていない状態がこの発明の実施形態における第１モードに相当する