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【発明の名称】 ハイブリッド型車両
【発明者】 【氏名】山口 幸蔵
【要約】 【課題】エンジンの始動に伴ってショックが発生するのを防止することができるようにする。

【解決手段】エンジン１１と、発電機モータ１６と、走行用駆動モータ２５と、少なくとも３個の歯車要素から成り、第１の歯車要素と前記発電機モータ１６とが、第２の歯車要素と出力軸とが、第３の歯車要素とエンジン１１とが連結された差動歯車装置と、第３の歯車要素の回転を規制する制動手段と、ハイブリッド型車両の要求負荷に基づいて、走行用駆動モータ２５及び発電機モータ１６を駆動する二モータ走行処理手段と、エンジン始動手段と、前記二モータ走行処理手段によってハイブリッド型車両を走行させている間に、前記エンジン１１が始動されたことが検出されたときに、前記走行用駆動モータの出力トルクを小さくする補正手段とを有する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジンと、発電機モータと、電流が供給されて駆動される走行用駆動モータと、少なくとも３個の歯車要素から成り、第１の歯車要素と前記発電機モータとが、第２の歯車要素と出力軸とが、第３の歯車要素と前記エンジンとが連結された差動歯車装置と、前記第３の歯車要素の回転を規制する制動手段と、ハイブリッド型車両の要求負荷を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段によって検出された要求負荷に基づいて、前記走行用駆動モータを駆動するとともに、前記発電機モータを走行用回転方向に駆動してハイブリッド型車両を走行させる二モータ走行処理手段と、前記発電機モータを非走行用回転方向に駆動して前記エンジンを始動するエンジン始動手段と、前記二モータ走行処理手段によってハイブリッド型車両を走行させている間に、前記エンジンが始動されたことが検出されたときに、前記走行用駆動モータの出力トルクを小さくする補正手段とを有することを特徴とするハイブリッド型車両。
【請求項２】 エンジンと、互いに独立に回転自在に配設された二つの回転子を備え、一方の回転子と前記エンジンとが、他方の回転子と出力軸とが連結された二重回転型発電機モータと、前記出力軸と連結され、電流が供給されて駆動される走行用駆動モータと、前記一方の回転子がエンジンの非回転方向に回転するのを規制する制動手段と、ハイブリッド型車両の要求負荷を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段によって検出された要求負荷に基づいて、前記走行用駆動モータを駆動し、かつ、二重回転型発電機モータをモータとして駆動してハイブリッド型車両を走行させる二モータ走行処理手段と、前記二重回転型発電機モータを駆動し、前記一方の回転子を走行用回転方向に回転させて前記エンジンを始動するエンジン始動手段と、前記二モータ走行処理手段によってハイブリッド型車両を走行させている間に、前記エンジンが始動されたことが検出されたときに、前記走行用駆動モータの出力トルクを小さくする補正手段とを有することを特徴とするハイブリッド型車両。
【請求項３】 前記負荷検出手段によって検出された要求負荷が、前記走行用駆動モータのあらかじめ設定された許容最大駆動力より大きい場合、前記補正手段は、エンジンが駆動される前及び後の少なくとも一方の所定時間だけ、前記走行用駆動モータの出力トルクを小さくする請求項１又は２に記載のハイブリッド型車両。
【請求項４】 前記補正手段は、エンジンを始動するのに適したエンジン始動車速を算出し、車速が前記エンジン始動車速より所定値だけ低い値に到達したときに目標走行用駆動モータトルクを小さくする請求項１又は２に記載のハイブリッド型車両。
【請求項５】 前記補正手段は、車速が前記エンジン始動車速より所定値だけ低い値に到達したときから所定時間が経過したときに、前記目標走行用駆動モータトルクを大きくし、車速が前記エンジン始動車速に到達したときに、前記目標走行用駆動モータトルクを小さくする請求項４に記載のハイブリッド型車両。
【請求項６】 前記制動手段はワンウェイクラッチである請求項１又は２に記載のハイブリッド型車両。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイブリッド型車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ハイブリッド型車両においては、エンジンと走行用駆動モータとが連結され、エンジンだけを駆動するエンジン駆動モード、走行用駆動モータだけを駆動するモータ駆動モード、並びにエンジン及び走行用駆動モータを駆動するエンジン・モータ駆動モードで走行させることができるようにしたものが提供されている。
【０００３】この場合、エンジンと発電機とが連結され、前記エンジンからの出力の一部を発電機に伝達し、残りを出力軸に直接伝達するようになっている。したがって、エンジンを高効率領域で駆動することができるだけでなく、エンジンのエネルギーのすべてを発電に利用することがないので、燃費を向上させることができる。ところが、例えば、前記モータ駆動モードでハイブリッド型車両を発進させる場合、走行用駆動モータによって大きな走行用駆動モータトルクを発生させる必要があり、その分トルク定数を高くしなければならないので、走行用駆動モータが大型化してしまう。また、走行用駆動モータに供給される電流をその分大きくする必要があるので、大容量のインバータ素子が必要になってしまう。
【０００４】そこで、前記走行用駆動モータに発電機モータを連結し、エンジンを停止させた状態で走行用駆動モータ及び発電機モータを駆動することによって発進させるようにしたハイブリッド型車両が提供されている（特開平８−２９５１４０号公報参照）。この場合、前記発電機モータを、車両を走行させる方向、すなわち、走行用回転方向に駆動し、ハイブリッド型車両を発進させ、かつ、走行させるとともに、車速が所定値に到達すると、前記発電機モータの駆動を停止させ、続いて、発電機モータを、前記走行用回転方向と逆の非走行用回転方向に駆動し、エンジンを始動するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来のハイブリッド型車両においては、エンジンの始動に伴って反力が発生し、該反力がハイブリッド型車両を停止させる方向に作用するので、ショックが発生してしまう。図２は従来のハイブリッド型車両の駆動特性を示す図である。なお、図において、横軸に車速を、縦軸に駆動力を採ってある。
【０００６】図において、ＱM は走行用駆動モータによって発生させられる走行用駆動モータ駆動力、ＱG は発電機モータによって発生させられる発電機モータ駆動力、ＱE はエンジンによって発生させられるエンジン駆動力、ＱO は発電機モータ駆動力ＱG 又はエンジン駆動力ＱE から成る出力軸駆動力、ＱD は前記走行用駆動モータ駆動力ＱM と出力軸駆動力ＱO とを加算したものであり、ハイブリッド型車両を走行させるための走行駆動力である。なお、前記出力軸駆動力ＱO はエンジンが始動されるまでは発電機モータ駆動力ＱG を表し、エンジンが始動された後はエンジン駆動力ＱE を表す。
【０００７】発進時は走行用駆動モータ及び発電機モータが駆動され、走行用駆動モータ駆動力ＱM と発電機モータ駆動力ＱG とを加算した走行駆動力ＱD でハイブリッド型車両が走行させられる。また、発電機モータをスタータとして使用して駆動し、エンジンを始動させると、発電機モータ駆動力ＱG がハイブリッド型車両を制動する方向に出力され、走行駆動力ＱD が落ち込み、点Ｐ１において発電機モータの駆動が停止させられた後、エンジン駆動力ＱE が大きくなる。そして、点Ｐ１以降は、走行用駆動モータ駆動力ＱM とエンジン駆動力ＱE とを加算した走行駆動力ＱD でハイブリッド型車両が走行させられる。このように、エンジンの始動に伴って発電機モータ駆動力ＱG が落ち込むので、走行駆動力ＱD も同様に点Ｐ２で落ち込む。したがって、ショックが発生してしまう。
【０００８】そこで、エンジンの始動時に、前記走行駆動力ＱD が落ち込んだ分（エンジン始動トルク）だけ走行用駆動モータ駆動力ＱM で補い、ショックが発生するのを防止することが考えられるが、例えば、急発進時のように、走行用駆動モータ駆動力ＱM が、あらかじめ設定された許容最大駆動力である場合、それ以上走行用駆動モータ駆動力ＱM を大きくすることはできない。なお、前記許容最大駆動力は、走行用駆動モータの定格等とは無関係に設定され、例えば、バッテリ容量、走行用駆動モータのコイルの温度等の駆動条件に対応させて設定される。
【０００９】本発明は、前記従来のハイブリッド型車両の問題点を解決して、エンジンを停止させた状態で走行用駆動モータ及び発電機モータを駆動することによって発進させた後に、エンジンの始動に伴ってショックが発生するのを防止することができるハイブリッド型車両を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明のハイブリッド型車両においては、エンジンと、発電機モータと、電流が供給されて駆動される走行用駆動モータと、少なくとも３個の歯車要素から成り、第１の歯車要素と前記発電機モータとが、第２の歯車要素と出力軸とが、第３の歯車要素と前記エンジンとが連結された差動歯車装置と、前記第３の歯車要素の回転を規制する制動手段と、ハイブリッド型車両の要求負荷を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段によって検出された要求負荷に基づいて、前記走行用駆動モータを駆動するとともに、前記発電機モータを走行用回転方向に駆動してハイブリッド型車両を走行させる二モータ走行処理手段と、前記発電機モータを非走行用回転方向に駆動して前記エンジンを始動するエンジン始動手段と、前記二モータ走行処理手段によってハイブリッド型車両を走行させている間に、前記エンジンが始動されたことが検出されたときに、前記走行用駆動モータの出力トルクを小さくする補正手段とを有する。
【００１１】本発明の他のハイブリッド型車両においては、エンジンと、互いに独立に回転自在に配設された二つの回転子を備え、一方の回転子と前記エンジンとが、他方の回転子と出力軸とが連結された二重回転型発電機モータと、前記出力軸と連結され、電流が供給されて駆動される走行用駆動モータと、前記一方の回転子がエンジンの非回転方向に回転するのを規制する制動手段と、ハイブリッド型車両の要求負荷を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段によって検出された要求負荷に基づいて、前記走行用駆動モータを駆動し、かつ、二重回転型発電機モータをモータとして駆動してハイブリッド型車両を走行させる二モータ走行処理手段と、前記二重回転型発電機モータを駆動し、前記一方の回転子を走行用回転方向に回転させて前記エンジンを始動するエンジン始動手段と、前記二モータ走行処理手段によってハイブリッド型車両を走行させている間に、前記エンジンが始動されたことが検出されたときに、前記走行用駆動モータの出力トルクを小さくする補正手段とを有する。
【００１２】本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記負荷検出手段によって検出された要求負荷が、前記走行用駆動モータのあらかじめ設定された許容最大駆動力より大きい場合、前記補正手段は、エンジンが駆動される前及び後の少なくとも一方の所定時間だけ、前記走行用駆動モータの出力トルクを小さくする。
【００１３】本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記補正手段は、エンジンを始動するのに適したエンジン始動車速を算出し、車速が前記エンジン始動車速より所定値だけ低い値に到達したときに目標走行用駆動モータトルクを小さくする。本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記補正手段は、車速が前記エンジン始動車速より所定値だけ低い値に到達したときから所定時間が経過したときに、前記目標走行用駆動モータトルクを大きくし、車速が前記エンジン始動車速に到達したときに、前記目標走行用駆動モータトルクを小さくする。
【００１４】本発明の更に他のハイブリッド型車両においては、さらに、前記制動手段はワンウェイクラッチである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図３は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。図において、１１はエンジン（Ｅ／Ｇ）であり、該エンジン１１はラジエータ等の図示されない冷却装置に接続され、該冷却装置によって前記エンジン１１において発生させられた熱が放出される。また、１２は前記エンジン１１の回転が伝達される出力軸、１３は該出力軸１２を介して入力されたエンジントルクを分配する差動歯車装置としてのプラネタリギヤユニット、１４は該プラネタリギヤユニット１３において変速が行われた回転が出力される出力軸、１５は該出力軸１４に固定された第１カウンタドライブギヤ、１６は伝達軸１７を介して前記プラネタリギヤユニット１３と連結された電機装置としての発電機モータ（Ｇ）である。
【００１６】前記出力軸１２とケーシング１９との間には、制動手段としてのワンウェイクラッチＦが配設される。該ワンウェイクラッチＦは、エンジン１１が正方向に回転しているときにフリーになり、出力軸１２がエンジン１１を逆方向に回転させようとするときにロックされる。前記出力軸１４はスリーブ形状を有し、前記出力軸１２を包囲して配設される。また、前記第１カウンタドライブギヤ１５はプラネタリギヤユニット１３よりエンジン１１側に配設される。
【００１７】前記プラネタリギヤユニット１３は、第１の歯車要素としてのサンギヤＳ、該サンギヤＳと噛（し）合するピニオンＰ、該ピニオンＰと噛合する第２の歯車要素としてのリングギヤＲ、及び前記ピニオンＰを回転自在に支持する第３の歯車要素としてのキャリヤＣＲから成る。なお、サンギヤＳ、ピニオンＰ、リングギヤＲ、及びキャリヤＣＲによってプラネタリギヤユニット１３が構成される。
【００１８】また、前記サンギヤＳは前記伝達軸１７を介して発電機モータ１６と、リングギヤＲは前記出力軸１４と、キャリヤＣＲは出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。さらに、前記発電機モータ１６は、前記伝達軸１７に固定され、回転自在に配設されたロータ２１、該ロータ２１の周囲に配設されたステータ２２、及び該ステータ２２に巻装されたコイル２３から成る。前記発電機モータ１６は、伝達軸１７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２３は、図示されないバッテリに接続され、該バッテリに電流が供給されて充電される。前記ロータ２１には、ケーシング１９に連結された図示されないブレーキが配設され、該ブレーキを係合させることによってロータ２１を停止させることができる。
【００１９】また、２５は走行用駆動モータ（Ｍ）、２６は該走行用駆動モータ２５の回転が出力される出力軸、２７は該出力軸２６に固定された第２カウンタドライブギヤである。前記走行用駆動モータ２５は、前記出力軸２６に固定され、回転自在に配設されたロータ３７、該ロータ３７の周囲に配設されたステータ３８、及び該ステータ３８に巻装されたコイル３９から成る。
【００２０】前記走行用駆動モータ２５は、コイル３９に供給される電流によって走行用駆動モータトルクを発生させる。そのために、前記コイル３９は、前記バッテリに接続され、該バッテリに電流が供給されて充電される。また、ハイブリッド型車両の減速状態において、前記走行用駆動モータ２５は、図示されない駆動輪から回転を受けて回生電流を発生させ、該回生電流をバッテリに供給して充電する。
【００２１】前記駆動輪をエンジン１１の回転と同じ方向に回転させるためにカウンタシャフト３１が配設され、該カウンタシャフト３１にカウンタドリブンギヤ３２が固定される。そして、該カウンタドリブンギヤ３２と前記第１カウンタドライブギヤ１５とが、また、カウンタドリブンギヤ３２と前記第２カウンタドライブギヤ２７とが噛合させられ、前記第１カウンタドライブギヤ１５の回転及び第２カウンタドライブギヤ２７の回転が反転されてカウンタドリブンギヤ３２に伝達される。
【００２２】さらに、前記カウンタシャフト３１には、前記カウンタドリブンギヤ３２より歯数が少ないデフピニオンギヤ３３が固定される。そして、デフリングギヤ３５が配設され、該デフリングギヤ３５と前記デフピニオンギヤ３３とが噛合させられる。また、前記デフリングギヤ３５にディファレンシャル装置３６が固定され、前記デフリングギヤ３５に伝達された回転がディファレンシャル装置３６によって差動させられ、前記駆動輪に伝達される。
【００２３】このように、エンジン１１によって発生させられた回転をカウンタドリブンギヤ３２に伝達することができるだけでなく、走行用駆動モータ２５によって発生させられた回転もカウンタドリブンギヤ３２に伝達することができるので、エンジン１１だけを駆動するエンジン駆動モード、走行用駆動モータ２５だけを駆動するモータ駆動モード、並びにエンジン１１及び走行用駆動モータ２５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。
【００２４】また、前記発電機モータ１６の制御を行うことによって、前記伝達軸１７の回転数を制御し、エンジン１１を最大効率点で駆動することができる。次に、前記構成のハイブリッド型車両の動作について説明する。図４は本発明の第１の実施の形態におけるプラネタリギヤユニットの概念図、図５は本発明の第１の実施の形態における発進時のトルク線図、図６は本発明の第１の実施の形態における発進時の回転数線図、図７は本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動時のトルク線図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるエンジン始動時の回転数線図である。
【００２５】本実施の形態においては、図４に示されるように、プラネタリギヤユニット１３（図３）のリングギヤＲの歯数をサンギヤＳの歯数の２倍にしてある。したがって、出力軸１４に出力された出力トルクＴO 、エンジントルクＴE 及び発電機モータトルクＴG は、ＴE ：ＴO ：ＴG ＝３：２：１になり、互いに反力を受け合う。
【００２６】また、ワンウェイクラッチＦは、出力軸１２がエンジン１１を逆方向に回転させようとするのを阻止するので、エンジン１１が停止させられ、エンジントルクＴE は発生させられない。そして、該エンジントルクＴE が発生させられていない場合、図５に示されるように、発電機モータトルクＴG の反力を、ワンウェイクラッチＦによるワンウェイクラッチトルクＴF によって受けることができるようになっている。このとき、エンジン１１、出力軸１４及び発電機モータ１６の各回転数、すなわち、エンジン回転数ＮE 、出力回転数ＮO 及び発電機モータ回転数ＮG は図６に示されるようになる。
【００２７】そして、エンジン１１の始動時において、発電機モータ１６は、駆動が停止させられた後、非走行用回転方向に駆動される。このとき、発電機モータ１６の回転がエンジン１１に伝達される。この場合、図７に示されるように、発電機モータトルクＴG が発進時と逆方向に作用し、発電機モータトルクＴG の反力として作用する出力トルクＴO も発進時と逆方向に作用する。そして、エンジン回転数ＮE 、出力回転数ＮO 及び発電機モータ回転数ＮG は図８に示されるようになる。なお、エンジン回転数ＮE が所定値に到達すると、エンジン１１は、燃料が供給されて始動される。
【００２８】次に、前記構成のハイブリッド型車両の制御装置について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両のブロック図、図９は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の動作を示すメインフローチャートである。図において、１１はエンジン、１６は発電機モータ、２５は走行用駆動モータ、４１は駆動輪、４３はバッテリである。
【００２９】そして、４６は前記エンジン１１の制御を行って駆動状態又は非駆動状態にするエンジン制御装置、４７は前記発電機モータ１６の制御を行う発電機モータ制御装置、４９は前記走行用駆動モータ２５の制御を行う走行用駆動モータ制御装置である。なお、エンジン１１は、図示されないイグニッションスイッチをオフにしたり、スロットル開度を０にしたりすることによって非駆動状態にすることができる。
【００３０】また、５１はハイブリッド型車両の全体の制御を行う制御装置としてのＣＰＵであり、該ＣＰＵ５１は、図示されない負荷検出手段によって検出された、ハイブリッド型車両の要求負荷としてのアクセルペダル５２の踏込量（以下「アクセル開度」という。）α、及び図示されない車速検出手段によって検出された車速Ｖを受けて、前記エンジン制御装置４６、発電機モータ制御装置４７及び走行用駆動モータ制御装置４９の制御を行う。なお、前記車速Ｖは、実際は車速情報として検出された出力回転数ＮO （図６）に基づいて検出される。また、走行用駆動モータ２５の回転数に基づいて検出することもできる。
【００３１】ところで、ハイブリッド型車両の駆動トルクをＴW とし、ハイブリッド型車両のギヤ比をｒとし、前記駆動輪４１のタイヤの半径をＲT としたとき、走行駆動力ＱD （図２参照）は、ＱD ＝ＴW ・ｒ／ＲTで表すことができる。
【００３２】そして、ハイブリッド型車両を走行させるのに必要な駆動力（以下「必要駆動力」という。）をＱ１とすると、運転者によってアクセルペダル５２が踏み込まれてアクセル開度αが大きくなるほど必要駆動力Ｑ１は大きくなる。したがって、アクセル開度αが小さい場合は、走行用駆動モータ駆動力ＱM だけでハイブリッド型車両を走行させることができるが、アクセル開度αが大きくなると、前記走行用駆動モータ駆動力ＱM だけでハイブリッド型車両を走行させることができない。
【００３３】そこで、アクセル開度αが閾（しきい）値α* より小さい場合は、走行用駆動モータ走行処理を行い、走行用駆動モータ２５だけを駆動することによってハイブリッド型車両を走行させる。また、アクセル開度αが閾値α* 以上である場合は、二モータ走行処理を行い、発電機モータ１６及び走行用駆動モータ２５を駆動することによってハイブリッド型車両を走行させるようにしている。なお、この場合、前記発電機モータ１６はハイブリッド型車両の走行用回転方向に駆動される。
【００３４】次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ アクセル開度αを読み込む。
ステップＳ２ アクセル開度αが閾値α* より小さいかどうかを判断する。アクセル開度αが閾値α* より小さい場合はステップＳ３に、アクセル開度αが閾値α* 以上である場合はステップＳ４に進む。
ステップＳ３ 走行用駆動モータ走行処理を行う。
ステップＳ４ 二モータ走行処理を行う。
【００３５】次に、図９のステップＳ４の二モータ走行処理について説明する。図１０は本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動特性を示す図、図１１は本発明の第１の実施の形態における二モータ走行処理のサブルーチンを示す第１のフローチャート、図１２は本発明の第１の実施の形態における二モータ走行処理のサブルーチンを示す第２のフローチャートである。なお、図１０において、横軸に車速を、縦軸に駆動力を採ってある。
【００３６】図１０において、ＱM は走行用駆動モータ駆動力、ＱG は発電機モータ駆動力、ＱE はエンジン駆動力、ＱO は前記発電機モータ駆動力ＱG 及びエンジン駆動力ＱE から成る出力軸駆動力、ＱD は前記走行用駆動モータ駆動力ＱM と出力軸駆動力ＱO とを加算したものであり、ハイブリッド型車両を走行させるための走行駆動力である。なお、前記出力軸駆動力ＱO は、エンジン１１（図１）が始動されるまでは発電機モータ駆動力ＱG を表し、エンジン１１が始動された後はエンジン駆動力ＱE を表す。
【００３７】ハイブリッド型車両を発進させようとする場合、走行用駆動モータ駆動力ＱMの不足分をエンジン１１又は発電機モータ１６によって補う必要があるが、一般に、発電機モータ駆動力ＱG は、車速Ｖが低いほど大きい。例えば、車速Ｖが３０〔ｋｍ／ｈ〕より低い場合、発電機モータ駆動力ＱG はエンジン駆動力ＱE より大きくなる。
【００３８】そこで、本実施の形態においては、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ* より低い場合、エンジン１１を停止させ、発電機モータ駆動力ＱG によって走行用駆動モータ駆動力ＱM の不足分を補い、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ* 以上である場合には、エンジン駆動力ＱE によって走行用駆動モータ駆動力ＱM の不足分を補うようにしている。
【００３９】このように、低速領域において走行用駆動モータ駆動力ＱM を小さくすることができるので、走行用駆動モータ２５のトルク定数をその分低くすることができ、走行用駆動モータ２５を小型化することができる。ところで、ハイブリッド型車両の発進時において、ＣＰＵ５１の図示されない二モータ走行処理手段は、走行用駆動モータ２５及び発電機モータ１６を駆動し、走行用駆動モータ駆動力ＱM と発電機モータ駆動力ＱG とを加算した走行駆動力ＱD でハイブリッド型車両を走行させる。そのために、ＣＰＵ５１は、目標走行用駆動モータトルクＴＭを最大値ＴＭｍａｘにし、目標発電機モータトルクＴＧを最大値ＴＧｍａｘにする。
【００４０】そして、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ* 以上になると、エンジン制御装置４６の図示されないエンジン始動手段は、前記発電機モータ１６をハイブリッド型車両の非走行用方向に駆動してエンジン１１を始動するが、エンジン１１の始動に伴って、発電機モータ駆動力ＱG がハイブリッド型車両を制動する方向に出力され、走行駆動力ＱD が落ち込み、点Ｐ１において発電機モータ１６の駆動が停止させられた後、エンジン駆動力ＱE が大きくなる。そして、点Ｐ１以降は、走行用駆動モータ駆動力ＱM とエンジン駆動力ＱE とを加算した走行駆動力ＱD でハイブリッド型車両が走行させられる。
【００４１】このように、エンジン１１の始動に伴って発電機モータ駆動力ＱG が落ち込むと、走行駆動力ＱD も同様に落ち込んで急激に変化するので、ショックが発生してしまう。そこで、ＣＰＵ５１の図示されない補正手段は、二モータ走行処理手段によって走行用駆動モータ２５及び発電機モータ１６が駆動されてハイブリッド型車両が走行させられている間に、エンジン１１が始動されたことが検出されたときに、走行用駆動モータ駆動力ＱM を制御し、走行駆動力ＱD が急激に変化してショックが発生するのを防止するようにしている。
【００４２】そのために、ＣＰＵ５１はアクセル開度α及び車速Ｖを読み込み、アクセル開度α及び車速Ｖに基づいて、図示されない算出手段によって、エンジン１１を始動するのに適したエンジン始動車速Ｖ* を算出する。該エンジン始動車速Ｖ* は、バッテリ残量、走行用駆動モータ２５のコイルの温度、エンジン１１の温度、図示されない触媒の温度等によって異なる。
【００４３】また、エンジン１１を始動するに当たり、エンジン始動車速Ｖ* に代えて要求駆動力を使用することもできる。該要求駆動力は、アクセル開度α及び車速Ｖに基づいて算出され、駆動輪４１を回転させるための駆動力又はエネルギーを表す。そして、前記要求駆動力が、設定値としての走行用駆動モータ２５の許容最大駆動力を超えると、エンジン１１が始動される。なお、前記要求駆動力の設定値は、バッテリ残量、走行用駆動モータ２５のコイルの温度、エンジン１１の温度、前記触媒の温度等によって異なる。
【００４４】次に、前記補正手段は、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ* よりも所定値ΔＶだけ低く設定された基準値より高くなったかどうかを判断し、車速Ｖが基準値より高くなると、エンジン１１が始動されたことを検出し、図示されない第１のタイマの計時を開始し、所定時間としての設定時間ｔ１が経過するまで目標走行用駆動モータトルクＴＭを微小値ΔＭ１ずつ小さくし、走行用駆動モータ２５の出力トルクを小さくする。続いて、設定時間ｔ１が経過すると、前記補正手段は、目標走行用駆動モータトルクＴＭを微小値ΔＭ２ずつ大きくする。なお、前記設定時間ｔ１は、エンジン始動車速Ｖ* 及び所定値ΔＶに対応させて変更することができる。
【００４５】そして、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ* に到達すると、エンジン１１を始動するためのトルクが必要になるので、発電機モータ１６を非走行用回転方向に駆動する。このとき、目標発電機モータトルクＴＧはあらかじめ設定された負の値にされる。次に、エンジン回転数ＮE （図６）がエンジン１１に燃料を供給してもよい回転数βより高くなったかどうかを判断し、エンジン回転数ＮE が回転数βより高くなると、エンジン１１を始動するとともに、図示されない第２のタイマの計時を開始する。なお、エンジン回転数ＮE に代えて、発電機モータ回転数ＮG が前記回転数βより高くなったかどうかを判断することもできる。
【００４６】そして、ＣＰＵ５１は、設定時間ｔ２が経過するまで目標走行用駆動モータトルクＴＭを微小値ΔＭ３ずつ小さくする。続いて、設定時間ｔ２が経過すると、目標走行用駆動モータトルクＴＭを最大値ＴＭｍａｘにする。なお、前記設定時間ｔ２は、エンジン始動車速Ｖ* 及び所定値ΔＶに対応させて変更することができる。
【００４７】このように、前記補正手段は、エンジン１１を始動する前に目標走行用駆動モータトルクＴＭを微小値ΔＭ１ずつ小さくし、続いて、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ* になるまで目標走行用駆動モータトルクＴＭを微小値ΔＭ２ずつ大きくし、車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ* に到達すると、エンジン１１を始動し、さらに、エンジン１１を始動した後、目標走行用駆動モータトルクＴＭを微小値ΔＭ３ずつ小さくするようにしているので、走行駆動力ＱD が落ち込んで急激に変化することがなくなる。したがって、ショックが発生するのを防止することができる。
【００４８】なお、本実施の形態においては、エンジン１１を始動する前、及びエンジン１１を始動した後に、目標走行用駆動モータトルクＴＭを小さくするようにしているが、エンジン１１を始動する前、及びエンジン１１を始動した後の一方に、目標走行用駆動モータトルクＴＭを小さくこともできる。次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１１ 目標走行用駆動モータトルクＴＭに最大値ＴＭｍａｘを、目標発電機モータトルクＴＧに最大値ＴＧｍａｘをセットする。
ステップＳ１２ 車速Ｖを読み込む。
ステップＳ１３ エンジン始動車速Ｖ* を算出する。
ステップＳ１４ 車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ* よりも所定値ΔＶだけ低く設定された基準値より高くなったかどうかを判断する。車速Ｖが基準値より高くなった場合はステップＳ１５に進み、車速Ｖが基準値以下である場合はステップＳ１１に戻る。
ステップＳ１５ 目標走行用駆動モータトルクＴＭを徐々に小さくする。
ステップＳ１６ 設定時間ｔ１が経過したかどうかを判断する。設定時間ｔ１が経過した場合はステップＳ１７に進み、経過していない場合はステップＳ１５に戻る。
ステップＳ１７ 目標走行用駆動モータトルクＴＭを徐々に大きくする。
ステップＳ１８ 車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ* に到達したかどうかを判断する。車速Ｖがエンジン始動車速Ｖ* に到達した場合はステップＳ１９に進み、到達していない場合はステップＳ１７に戻る。
ステップＳ１９ 目標発電機モータトルクＴＧに負の値をセットする。
ステップＳ２０ エンジン回転数ＮE が回転数βより高くなったかどうかを判断する。エンジン回転数ＮE が回転数βより高くなった場合はステップＳ２１に進み、エンジン回転数ＮE が回転数β以下である場合はステップＳ１９に戻る。
ステップＳ２１ エンジン１１を始動する。
ステップＳ２２ 目標走行用駆動モータトルクＴＭを徐々に小さくする。
ステップＳ２３ 設定時間ｔ２が経過したかどうかを判断する。設定時間ｔ２が経過した場合はステップＳ２４に進み、経過していない場合はステップＳ２２に戻る。
ステップＳ２４ 目標走行用駆動モータトルクＴＭに最大値ＴＭｍａｘをセットする。
【００４９】次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。図１３は本発明の第２の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【００５０】本実施の形態においては、出力軸１２とケーシング１９との間に制動手段としてのブレーキＢが配設され、該ブレーキＢを係脱するために図示されないブレーキ制御装置がＣＰＵ５１（図１）に接続される。そして、該ＣＰＵ５１は、アクセル開度αが８０〔％〕より大きく、かつ、車速Ｖが３０〔ｋｍ／ｈ〕より低い場合に、エンジン１１を停止させ、前記ブレーキＢを係合させて第３の歯車要素としてのキャリヤＣＲの回転を規制して停止させるとともに、走行用駆動モータ２５に供給される電流ＩＭを最大値ＩＭｍａｘにする。
【００５１】次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。図１４は本発明の第３の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【００５２】本実施の形態においては、エンジン１１と出力軸１２との間にクラッチＣが配設され、前記出力軸１２とケーシング１９との間に制動手段としてのワンウェイクラッチＦが配設される。また、前記クラッチＣを係脱するために図示されないクラッチ制御装置がＣＰＵ５１（図１）に接続される。そして、該ＣＰＵ５１は、アクセル開度αが８０〔％〕より大きく、かつ、車速Ｖが３０〔ｋｍ／ｈ〕より低い場合に、前記クラッチＣを解放するとともに、走行用駆動モータ２５に供給される電流ＩＭを最大値ＩＭｍａｘにする。
【００５３】この場合、発電機モータ駆動力ＱG （図１０）によって、走行用駆動モータ駆動力ＱM の不足分を補うが、この間、前記クラッチＣが解放されるので、エンジン１１を停止させる必要がない。次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１５は本発明の第４の実施の形態におけるハイブリッド型車両の駆動装置の概念図である。
【００５４】図において、１１はエンジン（Ｅ／Ｇ）、１２は出力軸であり、該出力軸１２に二重回転型発電機モータ（Ｇ）６６が連結される。また、前記出力軸１２とケーシング１９との間に、制動手段としてのワンウェイクラッチＦが配設される。ワンウェイクラッチＦは、二重回転型発電機モータ６６からエンジン１１に非回転方向の回転が伝達されるのを規制する。そのために、前記ワンウェイクラッチＦは、エンジン１１が正方向に回転しているときにフリーになり、出力軸１２がエンジン１１を逆方向に回転させようとするときにロックされる。
【００５５】前記二重回転型発電機モータ６６は、回転自在に配設された一方の回転子としてのステータ７２、該ステータ７２の内側において回転自在に配設された他方の回転子としてのロータ７１、該ロータ７１に巻装されたコイル７３から成る。この場合、ステータ７２は前記ケーシング１９には固定されておらず、前記出力軸１２を介してエンジン１１と連結される。また、ロータ７１は出力軸１４と連結される。前記二重回転型発電機モータ６６は、出力軸１２を介して伝達される回転、すなわち、エンジン１１の出力の一部を受けて電力を発生させる。前記コイル７３は、バッテリ４３（図１）に接続され、該バッテリ４３に電流を供給して充電する。
【００５６】また、２５は走行用駆動モータ（Ｍ）、７５は前記出力軸１４に固定されたカウンタドライブギヤである。前記走行用駆動モータ２５は、前記出力軸１４に固定され、回転自在に配設されたロータ３７、該ロータ３７の周囲に配設されたステータ３８、及び該ステータ３８に巻装されたコイル３９から成る。そして、駆動輪４１をエンジン１１の回転と同じ方向に回転させるためにカウンタシャフト３１が配設され、該カウンタシャフト３１にカウンタドリブンギヤ３２が固定される。前記カウンタシャフト３１には前記カウンタドリブンギヤ３２より歯数が少ないデフピニオンギヤ３３が固定される。
【００５７】そして、デフリングギヤ３５が配設され、該デフリングギヤ３５と前記デフピニオンギヤ３３とが噛合させられる。また、前記デフリングギヤ３５にディファレンシャル装置３６が固定され、前記デフリングギヤ３５に伝達された回転が、ディファレンシャル装置３６によって分配させられ、前記駆動輪４１に伝達される。
【００５８】この場合、二重回転型発電機モータ６６の反力をワンウェイクラッチＦで受けることによって、発電機モータ駆動力を駆動輪４１に伝達することができる。したがって、エンジン１１を停止させ、二重回転型発電機モータ６６の発電機モータ駆動力によって、ハイブリッド型車両を走行させることができる。すなわち、ＣＰＵ５１は、図示されない負荷検出手段によって検出された、ハイブリッド型車両の要求負荷としてのアクセル開度αを検出し、図示されない二モータ走行処理手段によって、アクセル開度αに基づいて前記走行用駆動モータ２５を駆動し、かつ、二重回転型発電機モータ６６をモータとして駆動してハイブリッド型車両を走行させる。
【００５９】そして、ステータ７２の図示されないコイルに供給される電流の大きさを制御したり、ロータ７１のコイル７３に供給される電流の方向又はコイル７３によって形成される磁界の回転方向を変えたりすることによって、エンジン１１を始動することができ、エンジン１１が始動されたときに走行駆動力が落ち込んで急激に変化することがなくなる。したがって、ショックが発生するのを防止することができる。
【００６０】そのために、前記ＣＰＵ５１は、図示されないエンジン始動手段によって、前記二重回転型発電機モータ６６を駆動し、ステータ７２を走行用回転方向に回転させて前記エンジン１１を始動する。そして、前記ＣＰＵ５１は、前記二モータ走行処理手段によってハイブリッド型車両を走行させている間に、前記エンジン１１が始動されたことが検出されたときに、図示されない補正手段によって、前記走行用駆動モータ２５の出力トルクを小さくする。
【００６１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によれば、ハイブリッド型車両においては、エンジンと、発電機モータと、電流が供給されて駆動される走行用駆動モータと、少なくとも３個の歯車要素から成り、第１の歯車要素と前記発電機モータとが、第２の歯車要素と出力軸とが、第３の歯車要素と前記エンジンとが連結された差動歯車装置と、前記第３の歯車要素の回転を規制する制動手段と、ハイブリッド型車両の要求負荷を検出する負荷検出手段と、該負荷検出手段によって検出された要求負荷に基づいて、前記走行用駆動モータを駆動するとともに、前記発電機モータを走行用回転方向に駆動してハイブリッド型車両を走行させる二モータ走行処理手段と、前記発電機モータを非走行用回転方向に駆動して前記エンジンを始動するエンジン始動手段と、前記二モータ走行処理手段によってハイブリッド型車両を走行させている間に、前記エンジンが始動されたことが検出されたときに、前記走行用駆動モータの出力トルクを小さくする補正手段とを有する。
【００６２】この場合、エンジンを停止させた状態で前記走行用駆動モータ及び発電機モータを駆動してハイブリッド型車両を発進させ、続いて、エンジンを始動すると、発電機モータ駆動力が、ハイブリッド型車両を制動する方向に出力され、走行駆動力が落ち込む。ところが、エンジンの始動が検出されたときに、走行用駆動モータの出力トルクが小さくされるので、走行駆動力が落ち込んで急激に変化することがなくなる。したがって、ショックが発生するのを防止することができる。
【出願人】 【識別番号】５９１２６１５０９
【氏名又は名称】株式会社エクォス・リサーチ
【出願日】 平成１０年７月２日（１９９８．７．２）
【代理人】 【識別番号】１０００９６４２６
【弁理士】
【氏名又は名称】川合 誠
【公開番号】 特開２０００−２３３１０（Ｐ２０００−２３３１０Ａ）
【公開日】 平成１２年１月２１日（２０００．１．２１）
【出願番号】 特願平１０−１８７８４５