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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025099744
(43)【公開日】2025-07-03
(54)【発明の名称】ハイブリッド車両の制御装置
(51)【国際特許分類】
B60K 6/54 20071001AFI20250626BHJP
B60K 6/485 20071001ALI20250626BHJP
B60W 10/10 20120101ALI20250626BHJP
B60W 20/15 20160101ALI20250626BHJP
【ＦＩ】
B60K6/54
B60K6/485 ZHV
B60W10/10 900
B60W20/15
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023216644
(22)【出願日】2023-12-22
(71)【出願人】
【識別番号】000002082
【氏名又は名称】スズキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100090273
【弁理士】
【氏名又は名称】國分 孝悦
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 稜
【テーマコード（参考）】
3D202
【Ｆターム（参考）】
3D202AA09
3D202BB12
3D202BB32
3D202CC22
3D202CC42
3D202DD18
3D202DD26
3D202DD32
3D202FF04
(57)【要約】
【課題】エンジンの再始動性を向上させるとともに、エンジンアシストを行える速度領域を拡大できるようにする。
【解決手段】エンジン１と、電動機２と、エンジン１のクランクシャフト１ａに接続し、プーリ径を可変とするクランクプーリ４、電動機２の回転軸２ａに接続し、プーリ径を可変とする電動機プーリ５、及びクランクプーリ４と電動機プーリ５とを接続するベルト６を具備する変速機構３と、を備えたハイブリッド車両の制御装置１００であって、電動機２によってエンジン１を再始動するとき、電動機プーリ５のプーリ径に対するクランクプーリ４のプーリ径の比であるプーリ比をエンジン１の再始動が可能な所定の値にし、電動機２によってエンジン１の駆動をアシストするとき、エンジン１の回転数に応じて、プーリ比を所定の値よりも小さくするプーリ比変更手段１０３を備える。
【選択図】図１
【解決手段】エンジン１と、電動機２と、エンジン１のクランクシャフト１ａに接続し、プーリ径を可変とするクランクプーリ４、電動機２の回転軸２ａに接続し、プーリ径を可変とする電動機プーリ５、及びクランクプーリ４と電動機プーリ５とを接続するベルト６を具備する変速機構３と、を備えたハイブリッド車両の制御装置１００であって、電動機２によってエンジン１を再始動するとき、電動機プーリ５のプーリ径に対するクランクプーリ４のプーリ径の比であるプーリ比をエンジン１の再始動が可能な所定の値にし、電動機２によってエンジン１の駆動をアシストするとき、エンジン１の回転数に応じて、プーリ比を所定の値よりも小さくするプーリ比変更手段１０３を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジンと、
電動機と、
前記エンジンのクランクシャフトに接続し、プーリ径を可変とするクランクプーリ、前記電動機の回転軸に接続し、プーリ径を可変とする電動機プーリ、及び前記クランクプーリと前記電動機プーリとを接続するベルトを具備する変速機構と、を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記電動機によって前記エンジンを再始動するとき、前記電動機プーリのプーリ径に対する前記クランクプーリのプーリ径の比であるプーリ比を前記エンジンの再始動が可能な所定の値にし、
前記電動機によって前記エンジンの駆動をアシストするとき、前記エンジンの回転数に応じて、前記プーリ比を前記所定の値よりも小さくするプーリ比変更手段を備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
電動機と、
前記エンジンのクランクシャフトに接続し、プーリ径を可変とするクランクプーリ、前記電動機の回転軸に接続し、プーリ径を可変とする電動機プーリ、及び前記クランクプーリと前記電動機プーリとを接続するベルトを具備する変速機構と、を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、
前記電動機によって前記エンジンを再始動するとき、前記電動機プーリのプーリ径に対する前記クランクプーリのプーリ径の比であるプーリ比を前記エンジンの再始動が可能な所定の値にし、
前記電動機によって前記エンジンの駆動をアシストするとき、前記エンジンの回転数に応じて、前記プーリ比を前記所定の値よりも小さくするプーリ比変更手段を備えた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】
前記プーリ比変更手段は、前記エンジンの回転数及び前記プーリ比に基づいて算出される前記電動機の回転数が、前記電動機の許容回転数を超えないように、前記プーリ比を変更す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の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ディーゼルエンジンに接続されたトランスミッションと駆動輪を駆動するデファレンシャルとを連結するプロペラシャフトと、モータージェネレーターの回転軸とを、無段変速機構を介して接続するハイブリッド車両が開示されている。モータージェネレーターによる回生発電を行うときは、モータージェネレーターの回転軸に取り付けられたプーリの直径を、プロペラシャフトに取り付けられたプーリの直径よりも小さくすることで、幅広い速度域で高効率な回生発電を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－１７５４７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１は、ハイブリッド車両において、回生発電の効率を改善することに着目したものであるが、エンジンの再始動やエンジンアシストのために電動機からエンジンに動力を伝達する構成については検討されておらず、改善の余地がある。
【0005】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、エンジンの再始動性を向上させるとともに、エンジンアシストを行える速度領域を拡大できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のハイブリッド車両の制御装置は、エンジンと、電動機と、前記エンジンのクランクシャフトに接続し、プーリ径を可変とするクランクプーリ、前記電動機の回転軸に接続し、プーリ径を可変とする電動機プーリ、及び前記クランクプーリと前記電動機プーリとを接続するベルトを具備する変速機構と、を備えたハイブリッド車両の制御装置であって、前記電動機によって前記エンジンを再始動するとき、前記電動機プーリのプーリ径に対する前記クランクプーリのプーリ径の比であるプーリ比を前記エンジンの再始動が可能な所定の値にし、前記電動機によって前記エンジンの駆動をアシストするとき、前記エンジンの回転数に応じて、前記プーリ比を前記所定の値よりも小さくするプーリ比変更手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、エンジンの再始動性を向上させるとともに、エンジンアシストを行える速度領域を拡大することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の一実施形態に係るハイブリッド車両の制御装置１００は、エンジン１と、電動機２と、前記エンジン１のクランクシャフト１ａに接続し、プーリ径を可変とするクランクプーリ４、前記電動機２の回転軸２ａに接続し、プーリ径を可変とする電動機プーリ５、及び前記クランクプーリ４と前記電動機プーリ５とを接続するベルト６を具備する変速機構３と、を備えたハイブリッド車両の制御装置１００であって、前記電動機２によって前記エンジン１を再始動するとき、前記電動機プーリ５のプーリ径に対する前記クランクプーリ４のプーリ径の比であるプーリ比を前記エンジン１の再始動が可能な所定の値にし、前記電動機２によって前記エンジン１の駆動をアシストするとき、前記エンジン１の回転数に応じて、前記プーリ比を前記所定の値よりも小さくするプーリ比変更手段１０３を備える。
これにより、エンジン１の再始動性を向上させるとともに、エンジンアシストを行える速度領域を拡大することが可能になる。
これにより、エンジン１の再始動性を向上させるとともに、エンジンアシストを行える速度領域を拡大することが可能になる。
【実施例0010】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施例について説明する。
図１に、実施例に係るハイブリッド車両である自動車の要部の概略構成を示す。
図１に示すように、自動車には、エンジン１と、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）２と、エンジン１とＩＳＧ２とを接続する変速機構３とが搭載される。
図１に、実施例に係るハイブリッド車両である自動車の要部の概略構成を示す。
図１に示すように、自動車には、エンジン１と、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）２と、エンジン１とＩＳＧ２とを接続する変速機構３とが搭載される。
【0011】
エンジン１は、複数の気筒を有する内燃機関であり、各気筒に対して、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行い、動力を出力するように構成される。エンジン１によってクランクシャフト１ａから出力される動力は、クラッチ７を介して変速機８で変速され、デファレンシャルギア９、ドライブシャフト１０を経て駆動輪１１に伝達されて、自動車の駆動に利用される。
【0012】
ＩＳＧ２は、減速エネルギを利用して発電し、バッテリ１２に充電する発電機として機能する。また、ＩＳＧ２は、バッテリ１２を電源として、アイドリングストップ時のエンジン１の再始動や、エンジン１の駆動をアシストするエンジンアシストのための電動機として機能する。
【0013】
変速機構３は、エンジン１のクランクシャフト１ａに接続し、プーリ径を可変とするクランクプーリ４と、ＩＳＧ２の回転軸２ａに接続し、プーリ径を可変とするＩＳＧプーリ５と、クランクプーリ４とＩＳＧプーリ５とを接続するベルト６とを具備する。クランクプーリ４及びＩＳＧプーリ５はそれぞれＶ字型の溝を有し、溝幅を変化させることで、両プーリ４、５間に掛けられるリング状のベルト６の位置を移動させて、プーリ径を変えることができる。なお、本実施例では、ＩＳＧ２が本発明でいう電動機の例であり、ＩＳＧプーリ５が本発明でいう電動機プーリに相当する。
【0014】
また、自動車には、各種機能を電子制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００が搭載される（図２を参照）。ＥＣＵ１００は、エンジン制御を司り、燃料供給制御や点火時期制御を行う。このようにしたＥＣＵ１００は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、バックアップ用のデータ等を保存するフラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成される。
【0015】
本実施例では、ＥＣＵ１００が、本発明を適用したハイブリッド車両の制御装置として機能する。以下、本発明を適用したハイブリッド車両の制御装置としての機能を中心に説明する。
図２に、ＥＣＵ１００が本発明を適用したハイブリッド車両の制御装置として機能するための機能構成を示す。
ＥＣＵ１００は、アイドリングストップ制御部１０１と、アシスト制御部１０２と、プーリ比変更部１０３とを備える。また、ＥＣＵ１００には、各種情報、例えば、エンジン１の回転数、車速、バッテリ１２の状態を表す情報等が入力される。
図２に、ＥＣＵ１００が本発明を適用したハイブリッド車両の制御装置として機能するための機能構成を示す。
ＥＣＵ１００は、アイドリングストップ制御部１０１と、アシスト制御部１０２と、プーリ比変更部１０３とを備える。また、ＥＣＵ１００には、各種情報、例えば、エンジン１の回転数、車速、バッテリ１２の状態を表す情報等が入力される。
【0016】
アイドリングストップ制御部１０１は、アイドリングストップを制御する。アイドリングストップ制御部１０１は、例えば、減速中、車速が所定の速度以下になると、エンジン１を停止する。そして、アイドリングストップ制御部１０１は、ドライバがブレーキを離す等の操作を条件として、ＩＳＧ２によってエンジン１を再始動する。
【0017】
アシスト制御部１０２は、エンジンアシストを制御する。アシスト制御部１０２は、例えば、車速、バッテリ１２の状態、エンジン１の回転数等に応じて、ＩＳＧ２によってエンジン１の駆動をアシストする。
【0018】
プーリ比変更部１０３は、ＩＳＧプーリ５のプーリ径に対するクランクプーリ４のプーリ径の比であるプーリ比を変更する。
プーリ比変更部１０３は、ＩＳＧ２によってエンジン１を再始動するとき、プーリ比をエンジン１の再始動が可能な所定の値にする。所定の値は、ＩＳＧ２からエンジン１の再制動に必要な始動トルクを伝達できるような、比較的大きいプーリ比である。
その一方で、プーリ比が大きいとき、エンジン１の回転数が高くなると、ＩＳＧ２の回転数が高くなりやすい。エンジン１の回転数が高いときにエンジンアシストを行いたいとき、ＩＳＧ２が高回転することから高出力（大電力）が必要となり、ＩＳＧ２が対応できない可能性がある。そこで、プーリ比変更部１０３は、ＩＳＧ２によってエンジン１の駆動をアシストするとき、エンジン１の回転数に応じて、プーリ比を所定の値よりも小さくする、換言すれば比較的小さいプーリ比にする。
プーリ比変更部１０３は、ＩＳＧ２によってエンジン１を再始動するとき、プーリ比をエンジン１の再始動が可能な所定の値にする。所定の値は、ＩＳＧ２からエンジン１の再制動に必要な始動トルクを伝達できるような、比較的大きいプーリ比である。
その一方で、プーリ比が大きいとき、エンジン１の回転数が高くなると、ＩＳＧ２の回転数が高くなりやすい。エンジン１の回転数が高いときにエンジンアシストを行いたいとき、ＩＳＧ２が高回転することから高出力（大電力）が必要となり、ＩＳＧ２が対応できない可能性がある。そこで、プーリ比変更部１０３は、ＩＳＧ２によってエンジン１の駆動をアシストするとき、エンジン１の回転数に応じて、プーリ比を所定の値よりも小さくする、換言すれば比較的小さいプーリ比にする。
【0019】
図３は、ＥＣＵ１００が実行する処理の例を示すフローチャートである。
ステップＳ１で、アイドリングストップ制御部１０１は、アイドリングストップの条件が成立したか否かを判定し、アイドリングストップの条件が成立すると、ステップＳ２に進む。アイドリングストップの条件は、例えば、減速中、車速が所定の速度以下になるといった条件である。
ステップＳ１で、アイドリングストップ制御部１０１は、アイドリングストップの条件が成立したか否かを判定し、アイドリングストップの条件が成立すると、ステップＳ２に進む。アイドリングストップの条件は、例えば、減速中、車速が所定の速度以下になるといった条件である。
【0020】
ステップＳ２で、プーリ比変更部１０３は、クランクプーリ４のプーリ径を大きく、ＩＳＧプーリ５のプーリ径を小さくして、プーリ比をエンジン１の再始動が可能な所定の値にする。
【0021】
ステップＳ３で、アイドリングストップ制御部１０１は、アイドリングストップを実施し、エンジン１を停止する。
ステップＳ４で、アイドリングストップ制御部１０１は、ブレーキを離す等の操作を条件として、ＩＳＧ２によってエンジン１を再始動する。ステップＳ２でプーリ比を所定の値にすることにより、エンジン１の再始動の際には、ＩＳＧ２からエンジン１の再制動に必要な始動トルクを伝達できるような、比較的大きいプーリ比にすることができる。これにより、エンジン１の再始動性を向上させることができる。
ステップＳ４で、アイドリングストップ制御部１０１は、ブレーキを離す等の操作を条件として、ＩＳＧ２によってエンジン１を再始動する。ステップＳ２でプーリ比を所定の値にすることにより、エンジン１の再始動の際には、ＩＳＧ２からエンジン１の再制動に必要な始動トルクを伝達できるような、比較的大きいプーリ比にすることができる。これにより、エンジン１の再始動性を向上させることができる。
【0022】
ステップＳ５で、アシスト制御部１０２は、例えば、車速、バッテリ１２の状態、エンジン１の回転数等に応じて、ＩＳＧ２によるアシストを実施する。
ステップＳ６で、アシスト制御部１０２は、アシスト状態で、かつ、エンジン１の回転数が所定の回転数に到達するまで待機し、エンジン１の回転数が所定の回転数以上になると、ステップＳ７に進む。エンジン１の回転数が所定の回転数に到達するまでは、プーリ比の変更を行わずにエンジンアシストを継続することになる。
ステップＳ６で、アシスト制御部１０２は、アシスト状態で、かつ、エンジン１の回転数が所定の回転数に到達するまで待機し、エンジン１の回転数が所定の回転数以上になると、ステップＳ７に進む。エンジン１の回転数が所定の回転数に到達するまでは、プーリ比の変更を行わずにエンジンアシストを継続することになる。
【0023】
ステップＳ７で、プーリ比変更部１０３は、クランクプーリ４のプーリ径を小さく、ＩＳＧプーリ５のプーリ径を大きくして、プーリ比を所定の値よりも小さくする。
ステップＳ８で、アシスト制御部１０２は、エンジンアシストを継続する。ステップＳ７でプーリ比を所定の値よりも小さくすることにより、エンジン１がある程度回転しているときに、ＩＳＧ２からエンジン１に動力（アシストトルク）を伝達する際には、高出力の回転域にも対応できるプーリ比にすることができる。これにより、エンジンアシストを行える速度領域を拡大することができる。
ステップＳ８で、アシスト制御部１０２は、エンジンアシストを継続する。ステップＳ７でプーリ比を所定の値よりも小さくすることにより、エンジン１がある程度回転しているときに、ＩＳＧ２からエンジン１に動力（アシストトルク）を伝達する際には、高出力の回転域にも対応できるプーリ比にすることができる。これにより、エンジンアシストを行える速度領域を拡大することができる。
【0024】
ここで、ＩＳＧには、耐久性等の観点から動作保証できる範囲があり、その一つとして許容回転数がある。回転数が高いときにＩＳＧを動作させるほど、ＩＳＧに高負荷がかかるため、回転数の上限である許容回転数が設定される。そこで、プーリ比変更部１０３は、ステップＳ７でプーリ比を変更する際に、エンジン１の回転数及びプーリ比に基づいて算出されるＩＳＧ２の回転数が、ＩＳＧ２の許容回転数を超えないように、換言すればＩＳＧ２の許容回転数に収まるように、プーリ比を変更する。これにより、エンジンアシストを行える速度領域を拡大しつつ、ＩＳＧ２に高負荷がかかるのを避けることができる。
【0025】
以上述べたように、ＩＳＧ２によってエンジン１を再始動するとき、プーリ比をエンジン１の再始動が可能な所定の値にし、ＩＳＧ２によってエンジン１の駆動をアシストするとき、エンジン１の回転数に応じて、プーリ比を所定の値よりも小さくすることにより、エンジン１の再始動性を向上させるとともに、エンジンアシストを行える速度領域を拡大することが可能になる。
また、ＩＳＧ２によってエンジン１を再始動するとき、プーリ比を比較的大きくすることにより、エンジン１の再始動時のＮＶＨ（音振）の低減、電力消費の削減にもつながる。一方、ＩＳＧ２によってエンジン１の駆動をアシストするとき、プーリ比を比較的大きくすることにより、ＩＳＧ２の回転低減によるファン音、電磁音の低減にもつながる。
また、ＩＳＧ２によってエンジン１を再始動するとき、プーリ比を比較的大きくすることにより、エンジン１の再始動時のＮＶＨ（音振）の低減、電力消費の削減にもつながる。一方、ＩＳＧ２によってエンジン１の駆動をアシストするとき、プーリ比を比較的大きくすることにより、ＩＳＧ２の回転低減によるファン音、電磁音の低減にもつながる。
【0026】
なお、ＩＳＧ２によってエンジン１の駆動をアシストするとき、プーリ比を所定の値よりも小さくするようにしたが、ＩＳＧ２だけで走行する（電動機による単独走行）機能を有する場合、ＩＳＧ２だけで走行するときにも、プーリ比を所定の値よりも小さくするようにしてもよい。
【0027】
以上、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明したが、各実施例は、本発明の実施にあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、各実施例に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明を適用したハイブリッド車両の制御装置は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータ装置により構成され、ＣＰＵが例えばＲＯＭに記憶された所定のプログラムを実行することによって、各手段の機能が実現される。
本発明を適用したハイブリッド車両の制御装置は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータ装置により構成され、ＣＰＵが例えばＲＯＭに記憶された所定のプログラムを実行することによって、各手段の機能が実現される。
【符号の説明】
【0028】
１：エンジン、１ａ：クランクシャフト、２：ＩＳＧ、２ａ：回転軸、３：変速機構、４：クランクプーリ、５：ＩＳＧプーリ、６：ベルト、１００：ＥＣＵ、１０１：アイドリングストップ制御部、１０２：アシスト制御部、１０３：プーリ比変更部
【図1】
【図2】
【図3】