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【発明の名称】 ハイブリッド車両の制御装置
【発明者】 【氏名】小島 正清

【氏名】高岡 俊文

【氏名】陣野 国彦
【要約】 【課題】トルク増幅モードでの走行中において充電要求があった場合にエンジンを燃費の良い作動領域で作動させて充電を行うことができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。

【解決手段】車両の走行中にトルク増幅モードであると判定され且つ充電要求が判定された場合には、エンジン制御手段１０８により、エンジン１４の出力トルクが充電要求中の値ＴECまで増加させられ且つそのエンジン１４の出力トルクの一部によってＳＭＧ７０が発電させられることから、エンジン１４の回転速度ＮE を増加させることなくＳＭＧ７０が発電させられることによりエンジン１４の出力トルクの一部が消費されることから、エンジン１４の回転速度ＮE がそれほど上昇させられることなく充電が行われるので、トルク増幅モードでの走行中において充電要求があった場合にエンジン１４を燃費の良い低回転高トルク作動領域で作動させて充電を行うことができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 電動機の出力トルクと内燃機関の出力トルクとをトルク合成分配機構を介して駆動輪へ伝達する形式のハイブリッド車両の制御装置であって、前記内燃機関のクランク軸に連結されたジェネレータと、前記内燃機関の出力トルクに電動機の出力トルクが加えられて駆動輪へ伝達されるトルク増幅モードであるか否かを判定するトルク増幅モード判定手段と、前記蓄電装置の充電要求があったか否かを判定する充電要求判定手段と、車両の走行中に、該トルク増幅モード判定手段によりトルク増幅モードであると判定され且つ該充電要求判定手段により充電要求が判定された場合には、前記内燃機関の出力トルクを増加させ、該内燃機関の出力トルクの一部により前記ジェネレータに発電させる内燃機関制御手段とを、含むことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】 前記トルク合成分配機構は、サンギヤ、リングギヤ、それらに噛み合う遊星ギヤを自転公転可能に支持するキャリヤの３要素を有する遊星歯車装置であり、該３要素のうちの第１要素が前記内燃機関に連結され、第２要素が前記電動機に連結され、第３要素が変速機の入力軸に連結されたものである請求項１のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項３】 前記トルク増幅モード判定手段によりトルク増幅モードであると判定された場合は、前記内燃機関が定回転状態となるように制御する定回転制御手段を含むものである請求項１または２のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】 前記定回転制御手段は、前記内燃機関が定回転となるように前記ジェネレータの発電量を制御するものである請求項３のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】 前記車両の負荷が大きい状態であるか否かを判定する負荷判定手段を含み、該負荷判定手段により負荷が大きい状態であると判定された場合には、前記内燃機関制御手段は、前記内燃機関の回転速度をそれまでよりも増加させ、前記定回転制御手段は、前記ジェネレータに代えて前記電動機により発電させるものである請求項４のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機の出力トルクと内燃機関の出力トルクとをトルク合成分配機構を介して駆動輪側へ伝達する形式のハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電動機の出力トルクと内燃機関の出力トルクとをトルク合成分配機構を介して駆動輪側へ伝達する形式のハイブリッド車両の走行中においては、その車両の走行モードのうち、比較的大きな駆動トルクを必要とするときなどに内燃機関の出力トルクと電動機の出力トルクとを合わせて変速機および駆動輪側へ伝達する走行モード、すなわち内燃機関の出力トルクよりも大きな駆動トルクが変速機および駆動輪側へ伝達されるトルク増幅モードが選択される場合がある。このようなトルク増幅モードでの走行では、電動機はその出力トルクを発生させるために電力を消費している。たとえば、特開平１１−２６２１０６号公報に記載されているようなハイブリッド車両がそれである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ハイブリッド車両では、走行中に蓄電装置の充電残量が所定値以下になると充電要求が出されるので、その充電要求に従ってその蓄電装置の充電を開始する必要がある。しかしながら、トルク増幅モードで走行中にその充電要求が出されると、前記従来のハイブリッド車両では、それまで原動機として機能していた電動機を逆回転状態で発電させる必要があるために内燃機関の回転速度をそれまでよりも大幅に増大させねばならないので、内燃機関が燃費の悪い高回転低トルク領域で作動させられ、車両の燃費効率が得られないという欠点があった。
【０００４】本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、トルク増幅モードでの走行中において充電要求があった場合にエンジンを燃費の良い作動領域で作動させて充電を行うことができるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、電動機の出力トルクと内燃機関の出力トルクとをトルク合成分配機構を介して駆動輪へ伝達する形式のハイブリッド車両の制御装置であって、(a) 前記内燃機関のクランク軸に連結されたジェネレータと、(b) 前記内燃機関の出力トルクに電動機の出力トルクが加えられて駆動輪へ伝達されるトルク増幅モードであるか否かを判定するトルク増幅モード判定手段と、(c) 前記蓄電装置の充電要求があったか否かを判定する充電要求判定手段と、(d) 車両の走行中に、トルク増幅モード判定手段によりトルク増幅モードであると判定され且つ充電要求判定手段により充電要求が判定された場合には、前記内燃機関の出力トルクを増加させ且つ該内燃機関の出力トルクによって前記ジェネレータレータに発電させる内燃機関制御手段とを、含むことにある。
【０００６】
【発明の効果】このようにすれば、車両の走行中にトルク増幅モードであると判定され且つ充電要求が判定された場合には、内燃機関制御手段により、内燃機関の出力トルクが増加させられ且つその内燃機関の出力トルクによってジェネレータが発電させられる。このため、内燃機関の回転速度を増加させることなくジェネレータが発電させられることにより内燃機関の出力トルクの一部が消費されることから、内燃機関の回転速度がそれほど上昇させられることなく充電が行われるので、トルク増幅モードでの走行中において充電要求があった場合に内燃機関を燃費の良い低回転高トルク作動領域で作動させて充電を行うことができる。
【０００７】
【発明の他の態様】ここで、好適には、前記トルク合成分配機構は、サンギヤ、リングギヤ、それらに噛み合う遊星ギヤを自転公転可能に支持するキャリヤの３要素を有する遊星歯車装置であり、それら３要素のうちの第１要素が前記内燃機関に連結され、第２要素が前記電動機に連結され、第３要素が変速機の入力軸に連結されたものである。
【０００８】また、好適には、前記トルク増幅モード判定手段によりトルク増幅モードであると判定された場合は、前記内燃機関を定回転状態となるように制御する定回転制御手段をさらに含むものである。このようにすれば、トルク増幅モードで走行中に充電要求があったときでも、内燃機関の回転速度が変化しないで充電が行われるので、充電開始時に何らの違和感が発生せず運転性が高められる。上記定回転制御手段は、好適には、内燃機関の回転速度が定回転となるように前期ジェネレータの発電量を制御する。
【０００９】また、好適には、前記車両の負荷が大きい状態であるか否かを判定する負荷判定手段を含み、その負荷判定手段により負荷すなわち（要求）駆動力が大きい状態であると判定された場合には、前記内燃機関制御手段は、前記内燃機関の回転速度をそれまでよりも増加させ、前記定回転制御手段は、前記ジェネレータに代えて前記電動機により発電させるものである。このようにすれば、大きな要求駆動力と充電要求とに対して同時に対応することができる。
【００１０】
【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両のハイブリッド制御装置１０を説明する概略構成図であり、図２は図１のハイブリッド車両の動力伝達系すなわち変速機１２を含む動力伝達装置（駆動装置）の構成を説明する骨子図である。
【００１１】図１および図２において、ハイブリッド車両の動力伝達系は、供給された燃料の燃焼でその供給量に応じた大きさの動力すなわち出力トルクを発生する内燃機関であるエンジン１４、電動機および発電機として機能するフロントモータジェネレータ（以下、ＦＭＧという）１６、およびダブルピニオン型の遊星歯車装置１８を備えて構成されており、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両などに横置きに搭載されて使用される。遊星歯車装置１８のサンギヤ１８ｓにはエンジン１４が連結され、リングギヤ１８ｒおよびサンギヤ１８ｓに噛み合う遊星ギア１８ｐを自転公転可能に支持するキャリア１８ｃにはＦＭＧ１６が連結され、リングギヤ１８ｒは第１ブレーキＢ１を介してケース２０に連結されるようになっている。また、キャリア１８ｃは第１クラッチＣ１を介して変速機１２の入力軸２２に連結され、リングギヤ１８ｒは第２クラッチＣ２を介して入力軸２２に連結されるようになっている。上記エンジン１４およびＦＭＧ１６はハイブリッド車両の原動機として機能し、遊星歯車装置１８は歯車式差動装置であって動力の合成分配機構として機能している。
【００１２】上記クラッチＣ１、Ｃ２および第１ブレーキＢ１は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる湿式多板式の油圧式摩擦係合装置であり、たとえば図３に示す油圧制御回路２４から供給される作動油によって摩擦係合させられるようになっている。図３は、油圧制御回路２４の要部を示す図であり、図示しない電動ポンプを含む電動式油圧発生装置２６で発生させられた元圧ＰＣが、マニュアルバルブ２８を介してシフトレバー３０（図１参照）のシフトポジションに応じて各クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１へ供給されるようになっている。シフトレバー３０は、運転者によって操作されるシフト操作部材で、本実施例では「Ｂ」、「Ｄ」、「Ｎ」、「Ｒ」、「Ｐ」の５つのシフトポジションに選択操作されるようになっており、マニュアルバルブ２８はケーブルやリンク等を介してシフトレバー３０に連結され、そのシフトレバー３０の操作に従って機械的に切り換えられるようになっている。
【００１３】「Ｂ」ポジションは、前進走行時に変速機１２のダウンシフトなどにより比較的大きな動力源ブレーキが発生させられるシフトポジションで、「Ｄ」ポジションは前進走行するシフトポジションであり、これ等のシフトポジションでは出力ポート２８ａからクラッチＣ１およびＣ２へ元圧ＰＣが供給される。第１クラッチＣ１へは、シャトル弁３１を介して元圧ＰＣが供給されるようになっている。「Ｎ」ポジションは動力源からの動力伝達を遮断するシフトポジションで、「Ｒ」ポジションは後進走行するシフトポジションで、「Ｐ」ポジションは動力源からの動力伝達を遮断するとともに図示しないパーキングロック装置により機械的に駆動輪の回転を阻止するシフトポジションであり、これ等のシフトポジションでは出力ポート２８ｂから第１ブレーキＢ１へ元圧ＰＣが供給される。出力ポート２８ｂから出力された元圧ＰＣは戻しポート２８ｃへも入力され、上記「Ｒ」ポジションでは、その戻しポート２８ｃから出力ポート２８ｄを経てシャトル弁３１から第１クラッチＣ１へ元圧ＰＣが供給されるようになっている。
【００１４】クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１には、それぞれコントロール弁３２、３４、３６が設けられ、それ等の油圧ＰC1、ＰC2、ＰB1が制御されるようになっている。クラッチＣ１の油圧ＰC1についてはＯＮ−ＯＦＦ弁３８によって調圧され、クラッチＣ２およびブレーキＢ１についてはリニアソレノイド弁４０によって調圧されるようになっている。
【００１５】そして、上記クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１の作動状態に応じて、図４に示す各走行モードが成立させられる。すなわち、「Ｂ」ポジションまたは「Ｄ」ポジションでは、「ＥＴＣモード」、「直結モード」、「モータ走行モード（前進）」の何れかが成立させられ、「ＥＴＣモード」では、第２クラッチＣ２を係合するとともに第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１を開放した状態、言い換えればサンギヤ１８ｓ、キャリア１８ｃ、およびリングギヤ１８ｒが相対回転可能な状態で、エンジン１４およびＦＭＧ１６を共に作動させてサンギヤ１８ｓおよびキャリア１８ｃにトルクを加え、リングギヤ１８ｒを回転させて車両を前進走行させる。「直結モード」では、クラッチＣ１、Ｃ２を係合するとともに第１ブレーキＢ１を開放した状態で、エンジン１４を作動させて車両を前進走行させる。「直結モード」ではまた、モータ走行用の電気エネルギを蓄えるバッテリ４２（図１参照）の蓄電量（残容量）ＳＯＣに応じて、ＦＭＧ１６を力行制御するとともにその分だけエンジントルクを削減したり、ＦＭＧ１６を発電制御するとともにその分だけエンジントルクを増加させたりすることにより、蓄電量ＳＯＣを例えば充放電効率が優れた適正な範囲内に保持するようになっている。また、「モータ走行モード（前進）」では、第１クラッチＣ１を係合するとともに第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１を開放させることにより、エンジン１４を切り離した状態でＦＭＧ１６だけで車両を駆動して前進走行させる。上記第２クラッチＣ２は、「直結モード」から「モータ走行モード」への切換時に解放させられて、エンジン１４を動力伝達系から切り離すものであるので、エンジン１４と駆動輪５２或いは変速機１２との間で動力を伝達し或いは遮断する動力伝達開閉装置として機能している。
【００１６】図５は、上記前進モードにおける遊星歯車装置１８の作動状態を説明するための共線図であって、「Ｓ」はサンギヤ１８ｓ、「Ｒ」はリングギヤ１８ｒ、「Ｃ」はキャリア１８ｃを表しているとともに、それ等の間隔はギヤ比ρ（＝サンギヤ１８ｓの歯数／リングギヤ１８ｒの歯数）によって定まる。具体的には、「Ｓ」と「Ｃ」の間隔を１とすると、「Ｒ」と「Ｃ」の間隔がρになり、本実施例ではρがたとえば０．６程度である。また、図５(a) のＥＴＣモードにおけるトルク比は、エンジントルクＴｅ：ＣＶＴ入力軸トルクＴin：モータトルクＴｍ＝ρ：１：１−ρであり、モータトルクＴｍはエンジントルクＴｅより小さくて済むとともに、定常状態ではそれ等のモータトルクＴｍおよびエンジントルクＴｅを加算したトルクがＣＶＴ入力軸トルクＴinになる。ＣＶＴは無段変速機の意味であり、本実施例では変速機１２としてベルト式無段変速機が設けられている。
【００１７】図４に戻って、「Ｎ」ポジションまたは「Ｐ」ポジションでは、「ニュートラル」または「充電・Ｅｎｇ始動モード」の何れかが成立させられ、「ニュートラル」ではクラッチＣ１、Ｃ２および第１ブレーキＢ１の何れも開放する。「充電・Ｅｎｇ始動モード」では、クラッチＣ１、Ｃ２を開放するとともに第１ブレーキＢ１を係合し、ＦＭＧ１６を逆回転させてエンジン１４を始動したり、エンジン１４により遊星歯車装置１８を介してＦＭＧ１６を回転駆動するとともに発電制御することにより、電気エネルギーを発生させてバッテリ４２を充電したりする。
【００１８】「Ｒ」ポジションでは、「モータ走行モード（後進）」または「フリクション走行モード」が成立させられ、「モータ走行モード（後進）」では、第１クラッチＣ１を係合するとともに第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１を開放した状態で、ＦＭＧ１６を逆方向へ回転駆動してキャリア１８ｃ、更には入力軸２２を逆回転させることにより車両を後進走行させる。「フリクション走行モード」は、上記「モータ走行モード（後進）」での後進走行時にアシスト要求が出た場合に実行されるもので、エンジン１４を始動してサンギヤ１８ｓを正方向へ回転させるとともに、そのサンギヤ１８ｓの回転に伴ってリングギヤ１８ｒが正方向へ回転させられている状態で、第１ブレーキＢ１をスリップ係合させてそのリングギヤ１８ｒの回転を制限することにより、キャリア１８ｃに逆方向の回転力を作用させて後進走行をアシストするものである。
【００１９】前記変速機１２はベルト式無段変速機であり、その出力軸４４からカウンタ歯車４６を経て差動装置４８のリングギヤ５０に動力が伝達され、その差動装置４８により左右の駆動輪（本実施例では前輪）５２に動力が分配される。変速機１２は、一対の可変プーリ１２ａ、１２ｂを備えており、油圧シリンダによってＶ溝幅が変更されることにより変速比γ（＝入力軸回転速度Ｎin／出力軸回転速度Ｎout ）が連続的に変化させられるとともに、ベルト張力が調整されるようになっている。前記油圧制御回路２４は、変速機１２の変速比γやベルト張力を制御するための回路を備えており、共通の電動式油圧発生装置２６から作動油が供給される。油圧制御回路２４の作動油はまた、オイルパンに蓄積されて遊星歯車装置１８や差動装置４８を潤滑するとともに、一部がＦＭＧ１６に供給されて、ＦＭＧ１６のハウジング内を流通したりハウジングに形成された冷却通路を流通したりハウジングに接して流通したりすることにより、そのＦＭＧ１６を冷却するようになっている。
【００２０】本実施例のハイブリッド制御装置１０において、ハイブリッド用電子制御装置であるＨＶＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えていて、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を実行することにより、電子スロットルＥＣＵ６２、エンジンＥＣＵ６４、Ｍ／ＧＥＣＵ６６、Ｔ／ＭＥＣＵ６８、前記油圧制御回路２４のＯＮ−ＯＦＦ弁３８、リニアソレノイド弁４０、エンジン１４のスタータ、補機駆動モータ、および発電機などとして機能するスタータモータジェネレータ（以下、ＳＭＧという）７０などを制御する。電子スロットルＥＣＵ６２はエンジン１４の電子スロットル弁７２の開度を図示しないアクチュエータを用いて制御するものである。エンジンＥＣＵ６４はエンジン１４の燃料噴射量や可変バルブタイミング機構、点火時期などによりエンジン出力を制御するものである。Ｍ／ＧＥＣＵ６６はインバータ７４を介してＦＭＧ１６の力行トルクや回生制動トルク等を制御するものである。Ｔ／ＭＥＣＵ６８は変速機１２の変速比γやベルト張力などを制御するものである。上記ＳＭＧ７０は電動機および発電機として機能するものであってエンジン１４に作動的に連結されており、ベルト或いはチェーンなどの動力伝達装置を介してエンジン１４のクランクシャフトに連結されている。
【００２１】上記ＨＶＥＣＵ６０には、アクセル操作量センサ７６からアクセル操作部材としてのアクセルペダル７８の操作量θacを表す信号が供給されるとともに、シフトポジションセンサ８０からシフトレバー３０のシフトポジションを表す信号が供給される。また、エンジン回転速度センサ８２、モータ回転速度センサ８４、入力軸回転速度センサ８６、出力軸回転速度センサ８８、ＣＶＴ油温センサ９０から、それぞれエンジン回転速度（回転数）Ｎｅ、モータ回転速度（回転数）Ｎｍ、入力軸回転速度（入力軸２２の回転速度）Ｎin、出力軸回転速度（出力軸４４の回転速度）Ｎout 、油圧制御回路２４の作動油の温度ＴＨCVT を表す信号がそれぞれ供給される。出力軸回転速度Ｎout は車速Ｖに対応する。この他、バッテリ４２の蓄電量ＳＯＣなど、運転状態を表す種々の信号が供給されるようになっている。蓄電量ＳＯＣは単にバッテリ電圧であっても良いが、充放電量を逐次積算して求めるようにしても良い。上記アクセル操作量θacは運転者の出力要求量に相当するものであり、前記電子スロットル弁７２の開度は基本的にはそのアクセル操作量θacに応じて制御される。
【００２２】図６は、上記ハイブリット用電子制御装置であるＨＶＥＣＵ６０の制御機能の要部、すなわち第１クラッチＣ１が解放され且つ第２クラッチＣ２が係合された「ＥＴＣモード」中においてエンジン１４の出力トルクとＦＭＧの出力トルク（供給電力による力行時に出力される正トルク）とが合成されることによりエンジン１４の出力トルクよりも大きいトルクが変速機１２の入力軸２２へ出力されるトルク増幅モードで走行中に充電要求があった場合のエンジン回転速度制御機能或いはエンジントルク制御機能を説明する機能ブロック線図である。図６において、トルク増幅モード判定手段１００は、エンジン１４の出力トルクにＦＭＧ１６の出力トルクが加えられて駆動輪へ伝達されるトルク増幅モードであるか否かを、エンジン１４およびＦＭＧ１６への指令信号などに基づいて判定する。充電要求判定手段１０２は、バッテリ（蓄電装置）４２の充電残量ＳＯＣが予め定められた値を下まわったことに基づく充電要求があったか否かを判定する。
【００２３】ジェネレータ制御手段１０４は、車両の走行中に上記トルク増幅モード判定手段１００によりトルク増幅モードであると判定され且つ充電要求判定手段１０２により充電要求が判定された場合は、そのトルク増幅モードでの車両の駆動走行条件を充電要求前に比較して変化させないようにそれまでと同様のトルクをＦＭＧ１６から出力させるように駆動電力を供給するとともに、後述のトルクＴSMGにより回転駆動されるＳＭＧ７０の発電量を制御することにより、エンジン回転速度ＮE を目標値である充電要求前の値にフィードバック制御してエンジン回転速度ＮE を維持する。このジェネレータ制御手段１０４は、エンジン回転速度ＮE を定回転となるように制御するので、定回転制御手段としても機能している。
【００２４】エンジン出力トルク決定手段１０６は、車両の走行中に、上記トルク増幅モード判定手段１００によりトルク増幅モードであると判定され且つ充電要求判定手段１０２により充電要求が判定された場合は、バッテリ４２の充電のためのＳＭＧ７０を回転駆動するために消費されるトルクＴSMG をそのときに出された充電要求量を満足するようにその充電要求量に基づいて決定し、充電要求前のそれまでのエンジン出力トルクＴE にそのＳＭＧ７０の駆動に必要なトルクＴSMG を加算することにより充電要求前の値から増加させられた充電中のエンジン出力トルクＴECを決定する。
【００２５】内燃機関制御手段すなわちエンジン制御手段１０８は、上記のように車両の走行中にトルク増幅モード判定手段１００によりトルク増幅モードであると判定され且つ充電要求判定手段１０２により充電要求が判定された場合は、上記エンジン出力トルク決定手段１０６により決定された充電中のエンジン出力トルクＴECが得られるようにエンジン１４のトルクを制御してそれまでの出力トルクから増加させ、そのエンジン１２の出力トルクの一部によって上記ＳＭＧ７０を回転駆動することによりそのＳＭＧ７０に発電させてバッテリ４２を充電させる。
【００２６】図７は、このようなトルク増幅モードで走行中に充電要求が出されたときの共線図を示している。上記の制御により、エンジン１４の出力トルクＴE は上記充電中のエンジン出力トルクＴECへ増加させられているけれども、その充電中のエンジン出力トルクＴECの一部がＳＭＧ７０の駆動に必要なトルクＴSMG として消費されるため、駆動系には充電要求前と同じトルクが伝達されるので、図７においてサンギヤ１８ｓの回転速度（エンジン１４の回転速度ＮE ）、リングギヤ１８ｒの回転速度（変速機１２の入力軸２２の回転速度ＮIN）、キャリヤ１８ｃの回転速度（ＦＭＧ１６の回転速度）を結ぶ直線は、充電要求が出される前に比較して変化がない。このため、図８内において、エンジン１４の作動点は、充電要求が出される前のＡ点からエンジン回転速度ＮE が同じである高トルクのＢ点へ等燃費曲線を横切って燃費がよくなる側へ移動させられる。因みに、従来の制御では、充電要求が出されとエンジン回転速度ＮE が高められるので、図９の破線に示す状態となり、図８において充電要求が出される前のＡ点からエンジン回転速度ＮE が高く且つ同様のトルクのＣ点へ等燃費曲線に沿って移動させられる。上記図７および図９において、上向きの矢印は駆動トルク（正トルク）を示し、下向きの矢印は負荷トルクを示しており、ＦＭＧ１６は駆動トルクを出力（力行）していることからモータとして機能している。
【００２７】図１０は、上記ハイブリット用電子制御装置であるＨＶＥＣＵ６０の制御作動の要部すなわちトルク増幅モードで走行中に充電要求があったときのエンジン回転速度制御或いはエンジントルク制御を説明するフローチャートである。図１０において、前記トルク増幅モード判定手段１００に対応するステップ（以下、ステップを省略する）ＳＡ１では、ハイブリッド車両がトルク増幅モードで走行中であるか否かが判断される。このＳＡ１の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、前記充電要求判定手段１０２に対応するＳＡ２において、充電要求が行われたか否かが判断される。このＳＡ２の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、前記エンジン出力トルク決定手段１０６に対応するＳＡ３において、車両がトルク増幅モードで走行し且つ充電要求中である場合のエンジン１４の出力トルクＴECが充電要求量に基づいて決定されると同時に、前記エンジン制御手段１０８に対応するＳＡ４において、エンジン１４の出力が上記出力トルクＴECまで増大させられ、次いで前記ジェネレータ制御手段１０４に対応するＳＡ５において、車両がトルク増幅モードで走行し且つ充電要求中である場合に、それまでの駆動走行条件から変化させないようにそれまでと同様のトルクをＦＭＧ１６から出力させるように駆動電力が供給されるとともに、エンジン回転速度ＮE が一定となるようにＳＭＧ７０に発電量が制御される。
【００２８】上述のように、本実施例のハイブリッド制御装置１０によれば、車両の走行中にトルク増幅モードであると判定され且つ充電要求が判定された場合には、エンジン制御手段１０８（ＳＡ４）により、エンジン１４の出力トルクが充電要求中の値ＴECまで増加させられ且つそのエンジン１４の出力トルクの一部によってＳＭＧ７０が発電させられることから、エンジン１４の回転速度ＮE を増加させることなくＳＭＧ７０が発電させられることによりエンジン１４の出力トルクの一部が消費されることから、エンジン１４の回転速度ＮE がそれほど上昇させられることなく充電が行われるので、トルク増幅モードでの走行中において充電要求があった場合にエンジン１４を燃費の良い低回転高トルク作動領域で作動させて充電を行うことができる。
【００２９】また、本実施例において、エンジン１４およびＦＭＧ１６の出力トルクを変速機１２へ伝達するためのトルク合成分配機構として、サンギヤ１８ｓ、リングギヤ１８ｒ、それらに噛み合う遊星ギヤ１８ｐを自転公転可能に支持するキャリヤ１８ｃの３要素を有する遊星歯車装置１８が用いられており、それら３要素のうちの第１要素（サンギヤ１８ｓ）がエンジン１４のクランク軸に連結され、第２要素（キャリヤ１８ｃ）がＦＭＧ１６に連結され、第３要素（リングギヤ１８ｒ）が変速機１２の入力軸２２に連結されたものであるので、トルク合成分配機構が簡単に構成される。
【００３０】また、好適には、トルク増幅モード判定手段１００によりトルク増幅モードであると判定された場合は、エンジン１４が定回転状態となるようにＳＭＧ７０の発電量すなわち消費トルクを制御するジェネレータ制御手段１０４を含むものであることから、トルク増幅モードで走行中に充電要求があったときでも、エンジン１４の回転速度ＮE が変化しないでバッテリ４２の充電が行われるので、充電開始時に何らの違和感が発生せず運転性が高められる。
【００３１】次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
【００３２】図１１は、ハイブリッド用電子制御装置であるＨＶＥＣＵ６０の制御機能の他の例を説明する機能ブロック線図であり、図１２はそのＨＶＥＣＵ６０の制御作動の他の例を説明するフローチャートである。図１１の機能ブロック線図は、図６の機能ブロック線図に比較して、車両の負荷、車両駆動力、或いは原動機の要求負荷を表すアクセルペダル７８の操作量θacが大きいか否かを判定する負荷判定手段１１０が設けられている点において相違し、他は同様である。本実施例では、トルク増幅モードで走行中に充電要求が出た場合は、上記負荷判定手段１１０により、アクセルペダル７８の操作量θacが判断基準値θj 以下、すなわち車両が低負荷状態であると判定された場合は、図６の実施例と同様に、ＳＭＧ７０で発電させてその駆動に必要なトルクＴSMG をエンジン出力トルクＴECから差し引くことにより車両の駆動に用いられるトルク（ＴEC−ＴSMG ）が充電要求前の値と同等とされ、エンジン１４が低回転速度且つ高トルクの高効率側の作動点たとえば図８のＢ点で作動させられる。図１２の実線はこの状態を示している。
【００３３】上記負荷判定手段１１０により、アクセルペダル７８の操作量θacが判断基準値θj より上まわったと判定された場合、すなわち車両が高負荷状態であると判定された場合には、ジェネレータ制御手段１０４がＳＭＧ７０を用いない代わりにＦＭＧ１６に負回転正トルクで発電させると同時に、エンジン制御手段１０８がエンジン１４をそれまでよりも高回転速度で作動させる。図１２の１点鎖線はこの状態を示している。これにより、一時的な大きな要求駆動力に対してエンジン出力トルクで対応すると同時に、低負荷時のようにＦＭＧ１６を力行させないようにしてそのＦＭＧ１６による放電（電力消費）量の増大による充電量不足にもそのＦＭＧ１６による発電で対応するようになっている。
【００３４】図１３は、本実施例のハイブリッド用電子制御装置であるＨＶＥＣＵ６０の制御作動を説明するフローチャートである。図１３において、前記トルク増幅モード判定手段１００に対応するＳＢ１では、ハイブリッド車両がトルク増幅モードで走行中であるか否かが判断される。このＳＢ１の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、前記充電要求判定手段１０２に対応するＳＢ２において、充電要求が行われたか否かが判断される。このＳＢ２の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが、肯定される場合は、前記負荷判定手段１１０に対応するＳＢ３において、アクセルペダル７８の操作量（アクセル開度）θacが予め設定された判断基準値θj よりも大きいか否かが判断される。このＳＢ３の判断が否定される場合すなわち低負荷である場合は、図１０のＳＡ３乃至ＳＡ５と同様に、前記エンジン出力トルク決定手段１０６に対応するＳＢ４において、車両がトルク増幅モードで走行し且つ充電要求中である場合のエンジン１４の出力トルクＴECが充電要求量に基づいて決定されると同時に、前記エンジン制御手段１０８に対応するＳＢ５において、エンジン１４の出力が上記出力トルクＴECまで増大させられ、次いで前記ジェネレータ制御手段１０４に対応するＳＢ６において、車両がトルク増幅モードで走行し且つ充電要求中である場合に、それまでの駆動走行条件から変化させないようにそれまでと同様のトルクをＦＭＧ１６から出力させるように駆動電力が供給されるとともに、エンジン回転速度ＮE が一定となるようにＳＭＧ７０に発電量が制御される。
【００３５】前記ＳＢ３の判断が肯定される場合すなわち高負荷である場合は、前記エンジン出力トルク決定手段１０６に対応するＳＢ７において、車両がトルク増幅モードで走行し且つ充電要求中である場合の充電要求量を満足する発電量をＦＭＧ１６から出力させ得るエンジン回転速度或いはそれを得るためのエンジン出力トルクが決定される。次いで前記エンジン制御手段１０８に対応するＳＢ８において、エンジン１４の回転速度が上記ＳＢ７において決定された回転速度まで増大させられ、次いで前記ジェネレータ制御手段１０４に対応するＳＢ９において、ＦＭＧ１６が負回転正トルクで駆動されてそれからバッテリ４２を充電するための発電電力が出力させられる。
【００３６】上述のように、本実施例においては、トルク増幅モード走行中における充電要求に際して、低負荷の場合は、エンジン１４の出力トルクを増大させてその一部をＳＭＧ７０で消費させることによりエンジン１４の回転速度を変化させないでそれを効率の高い作動領域内で作動させつつ充電要求に対応し、高負荷の場合は、エンジン１４の回転速度を高めてＦＭＧ１６を負回転正トルクで駆動することにより、高負荷および充電要求に対応するように構成されている。このため、本実施例によれば、低負荷の場合には、トルク増幅モードでの走行中において充電要求があった場合に内燃機関を燃費の良い低回転高トルク作動領域で作動させて充電を行うことができるなど、前述の実施例と同様の効果が得られる。また、一時的な高要求負荷に対しては、エンジン１４の高回転速度状態の高出力で対応し、車両の高加速性および充電要求を同時に満足させることができる。
【００３７】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明はその他の態様においても適用される。
【００３８】たとえば、前述の第１実施例では、遊星歯車装置（トルク合成分配機構）１８に動力を入力させるものとしてエンジン１４の他にＦＭＧ１６が用いられていたが、電動機であってもよい。また、エンジン１４のクランク軸に作動的に連結されたジェネレータとしてエンジンスタータ用のＳＭＧ７０が用いられていたが、単なる発電機であってもよい。
【００３９】また、車両のトルク合成分配機構として遊星歯車装置１８が用いられていたが、摩擦式トルク合成分配機構など他の機構であっても差し支えない。
【００４０】また、車両の動力伝達機構は、変速比を変更可能な無段変速機や遊星歯車式有段変速機、或いは前後進切換装置、合成分配機構など、動力伝達を行う種々の装置を備えたものであってもよい。
【００４１】また、前述の図１０において、ＳＭＧ７０による発電を行うＳＡ５がＳＡ３の前に実行されても差し支えない。
【００４２】又、前述の実施例において、ジェネレータ制御手段１０４によりＳＭＧ７０の発電量を制御することによりエンジン回転速度ＮE が定回転とされていたが、スロットル開度θや点火時期の調節により定回転とされてもよい。
【００４３】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】 平成１３年４月２７日（２００１．４．２７）
【代理人】 【識別番号】１０００８５３６１
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 治幸
【公開番号】 特開２００２−３２５３１０（Ｐ２００２−３２５３１０Ａ）
【公開日】 平成１４年１１月８日（２００２．１１．８）
【出願番号】 特願２００１−１３１８３４（Ｐ２００１−１３１８３４）