特許 7708025 ハイブリッド車の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-07-07

(45)【発行日】2025-07-15

(54)【発明の名称】ハイブリッド車の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 10/06 20060101AFI20250708BHJP

   B60K 6/445 20071001ALI20250708BHJP

   B60W 20/16 20160101ALI20250708BHJP

   F02D 41/30 20060101ALI20250708BHJP

【ＦＩ】

B60W10/06 900

B60K6/445 ZHV

B60W20/16

F02D41/30

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2022120508

(22)【出願日】2022-07-28

(65)【公開番号】P2024017694

(43)【公開日】2024-02-08

【審査請求日】2024-06-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】飯澤 侑貴

(72)【発明者】

【氏名】熊沢 卓

(72)【発明者】

【氏名】藤竹 良徳

(72)【発明者】

【氏名】正源寺 良行

(72)【発明者】

【氏名】本田 信之介

(72)【発明者】

【氏名】谷山 元彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 啓太

【審査官】三宅 龍平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２６０３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０８８５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１８９１５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｋ ６／２０ － ６／５４７

Ｂ６０Ｗ １０／００ － ２０／５０

Ｆ０２Ｄ ４１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の気筒のエンジンと、前記エンジンからの排ガスを浄化する触媒を有する排ガス浄化装置と、第１モータと、前記エンジンと前記第１モータと入力軸との３軸に３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記入力軸に接続された第２モータと、前記入力軸と駆動輪に連結された駆動軸とに接続された有段変速機と、を備えるハイブリッド車の前記エンジンと前記第１、第２モータと前記有段変速機とを制御するハイブリッド車の制御装置であって、
前記複数の気筒のうち少なくとも１つの気筒への燃料供給を停止する一部気筒フューエルカット制御を実行し、
前記一部気筒フューエルカット制御を実行しているときには、前記有段変速機については、同一の車速およびアクセル開度において前記一部気筒フューエルカット制御を実行していないときに比して低速段となるように前記有段変速機を制御し、前記エンジンおよび前記第１、第２モータについては、前記車速が大きいほど線形で大きくなり且つ前記有段変速機の変速段が大きいほど前記車速に対する傾きが小さくなるように仮目標回転数を設定し、前記エンジンが失火しない回転数の下限値より高く、且つ、前記アクセル開度が高いときには低いときに比して高く、且つ、前記車速が高いときには低いときに比して高くなるように下限回転数を設定し、前記仮目標回転数と前記下限回転数とのうち大きいほうの値を前記エンジンの目標回転数に設定し、前記アクセル開度と前記車速とに基づく走行パワーで前記ハイブリッド車が走行するように前記エンジンの目標パワーを設定し、前記目標パワーを前記目標回転数で除した目標トルクと前記目標回転数で前記エンジンが運転されると共に走行用トルクで前記ハイブリッド車が走行するように制御する
ハイブリッド車の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハイブリッド車の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のハイブリッド車の制御装置としては、複数気筒のエンジンと、エンジンからの排ガスを浄化する触媒を有する排ガス浄化装置と、第１、第２モータと、を備えるハイブリッド車のエンジンと第１、第２モータとを制御するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、複数の気筒のうち少なくとも１つの気筒への燃料供給を停止する一部気筒フューエルカット（一部気筒ＦＣ）制御の実行中は、一部気筒ＦＣ制御を実行していないときに比してエンジンの回転を高くする。これにより、一部気筒ＦＣ制御中におけるドライバビリティの悪化を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－１２７７０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のハイブリッド車の制御装置では、ハイブリッド車の走行状態に拘わらず、一部気筒ＦＣ制御の実行中は、一部気筒ＦＣ制御を実行していないときに比してエンジンの回転を高くするから、ハイブリッド車の走行状態によっては、ドライバに違和感を与えてしまう。

【0005】

本発明のハイブリッド車の制御装置は、一部気筒フューエルカット制御の実行中にドライバに違和感を与えるのを抑制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の制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本発明のハイブリッド車の制御装置は、
複数の気筒のエンジンと、前記エンジンからの排ガスを浄化する触媒を有する排ガス浄化装置と、第１モータと、前記エンジンと前記第１モータと駆動輪に連結された駆動軸との３軸に３つの回転要素が接続されたプラネタリギヤと、前記駆動軸に接続された第２モータと、を備えるハイブリッド車の前記エンジンと前記第１、第２モータとを制御するハイブリッド車の制御装置であって、
前記複数の気筒のうち少なくとも１つの気筒への燃料供給を停止する一部気筒フューエルカット制御を実行し、
前記一部気筒フューエルカット制御の実行中に、前記ハイブリッド車の走行状態に基づいて、同一の前記走行状態で且つ前記一部気筒フューエルカット制御を実行していないときに比して前記エンジンの回転数を高くする
ことを要旨とする。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】ハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。

【図2】制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図3】変速線図の一例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

【実施例】

【0010】

図１は、本発明の一実施例としての制御装置を搭載するハイブリッド車２０の構成の概略を示す構成図である。ハイブリッド車２０は、図示するように、エンジン２２と、排ガス浄化装置（浄化装置）２４と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２（第１、第２モータ）と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、変速機（変速装置）６０と、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）７０とを備える。エンジン２２は、内燃機関として構成されており、ＥＣＵ７０によって運転制御されている。排ガス浄化装置２４は、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）を含む排ガスを浄化する触媒や排気中の酸素を吸蔵する酸素吸蔵触媒からなる触媒を備えている。プラネタリギヤ３０は、シングルピニオン式の遊星歯車機構として構成されており、サンギヤにはモータＭＧ１の回転子が接続され、リングギヤには変速機６０の入力軸３３が接続され、キャリアには、エンジン２２のクランクシャフト２３が接続されている。モータＭＧ１、ＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、モータＭＧ２は、入力軸３３に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いられると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、ＥＣＵ７０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。バッテリ５０は、二次電池として構成されており、ＥＣＵ７０により管理されている。変速機６０は、例えば、１０段変速の有段変速機として構成されており、入力軸３３と、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６とに接続され、ＥＣＵ７０により制御されている。ＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、入出力ポート、通信ポートを有するマイクロコンピュータを備える。ＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。ＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号や、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する図示しない回転位置センサからの回転位置θｍ１，θｍ２、車両の走行状態を検出するセンサからの検出値（例えば、アクセルペダルの開度を検出するセンサからのアクセル開度Ａｃｃや車速を検出する車速センサからの車速Ｖ）などのモータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号、後述する一部気筒フューエルカット（一部気筒ＦＣ）制御の要求（一部気筒ＦＣ要求）が有るときにオンされるスイッチＳＷからのスイッチ信号などを挙げることができる。ＥＣＵ７０からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号やインバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号，変速機６０への変速制御信号などが出力ポートを介して出力されている。

【0011】

こうして構成された実施例のハイブリッド車２０では、ＥＣＵ７０の制御により、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行（ＨＶ走行）モードや、エンジン２２の運転停止を伴って走行する電動走行（ＥＶ走行）モードで走行する。例えば、ＥＣＵ７０は、ＨＶ走行モードでは、基本的には、エンジン２２が下限回転数Ｎｅｍｉｎ以上の回転数で効率よく運転されながら走行するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを駆動制御する第１制御を実行する。第１制御では、下限回転数Ｎｅｍｉｎを、エンジン２２が失火しない回転数の下限値として予め定めた回転数とする。ＥＣＵ７０は、変速機６０の制御では、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖと変速線図とに基づいて変速機６０の目標変速段Ｍ＊を設定し、変速機６０の現在の変速段Ｍと目標変速段Ｍ＊とが一致するときには、変速段Ｍが保持されるように変速機６０を制御し、変速段Ｍと目標変速段Ｍ＊とが異なるときには、変速段Ｍが目標変速段Ｍ＊に一致するように変速機６０を制御する変速制御（アップシフトやダウンシフト）を実行する。変速線図については後述する。ＥＣＵ７０は、エンジン２２の負荷運転中に排ガス浄化装置２４の昇温が要求されたときには、その旨を運転席近傍の図示しないディスプレイに表示する。そして、スイッチＳＷがオンされたときには、複数の気筒のうち少なくとも何れか１つの気筒への燃料供給を停止させる一部気筒フューエルカット（一部気筒ＦＣ）制御を実行する。こうした一部気筒ＦＣ制御の実行により、低温環境下において、排ガス浄化装置２４により多くの空気を供給して昇温させている。

【0012】

次に、こうして構成されたハイブリッド車２０の動作、特に、ＨＶ走行モードで走行中の動作について説明する。図２は、ＥＣＵ７０により実行される制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。本ルーチンは、ＨＶ走行モードでの走行中且つエンジン２２を負荷運転しているときに、所定時間毎（例えば、数ｍｓｅｃ毎）に実行される。

【0013】

本ルーチンが実行されると、ＥＣＵ７０は、スイッチＳＷがオンか否か、即ち、一部気筒ＦＣ要求の有無を判定する（ステップＳ１００）。ＥＣＵ７０は、スイッチＳＷがオフのときには、一部気筒ＦＣ要求が無いと判断して、通常時制御を実行し（ステップＳ１１０）、スイッチＳＷがオンのときには、一部気筒ＦＣ要求が有ると判断して、一部気筒ＦＣ時制御を実行して（ステップＳ１２０）、本ルーチンを終了する。ステップＳ１１０の通常時制御では、エンジン２２やモータＭＧ１、ＭＧ２については上述の第１制御を実行し、変速機６０については図３に示す変速線図の実線、破線の変速線を用いて制御する。

【0014】

ステップＳ１２０の一部気筒ＦＣ時制御では、変速機６０については、図３に示す変速図の一点鎖線の変速線を用いて制御する。一点鎖線の変速線は、同一の車速Ｖ、アクセル開度Ａｃｃにおいて実線、破線の変速線より低速段を選択できる傾向となるように設定されている。なお、図３では、１速から４速までの変速線のみを記載しているが、５速から１０速までの変速線においても、同一の車速Ｖ、アクセル開度Ａｃｃにおいて実線、破線の変速線より低速段を選択できる傾向になるよう設定されている。

【0015】

ステップＳ１２０の一部気筒ＦＣ時制御では、エンジン２２やモータＭＧ１、ＭＧ２については、第１制御に代えて第２制御を実行する。第２制御では、最初に、車速Ｖと目標変速段Ｍ＊と第２制御用回転数設定用マップとを用いてエンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐを設定する。第２制御用回転数設定用マップでは、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐは、各変速段で車速Ｖが大きいほど線形で大きくなるように、且つ、変速段が大きいほど車速Ｖに対する傾きが小さくなるように設定される。これにより、エンジン２２が仮目標回転数Ｎｅｔｍｐで運転されると、変速機６０の各変速段で車速Ｖが大きくなるにつれてエンジン２２の回転数Ｎｅが大きくなり、変速段がアップシフトする際にはエンジン２２の回転数Ｎｅが低下し、変速段がダウンシフトする際にはエンジン２２の回転数Ｎｅが増加する。これにより、エンジン２２の回転数Ｎｅの挙動を、エンジンと有段変速機とを備える自動車に搭載されるエンジンの挙動に近づけることができ、ドライバの違和感を抑制できる。こうして仮目標回転数Ｎｅｔｍｐを設定することにより、図３に示す変速図の実線や破線の変速線を用いるものに比して、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐが高くなる。これにより、エンジン２２が仮目標回転数Ｎｅｔｍｐで運転されると、エンジン２２のトルク変動の周期を駆動系の共振周波数帯より高くできる機会が多くなり、車両の振動を抑制でき、ドライバの違和感を抑制できる。ＥＣＵ７０は、エンジン２２の仮目標回転数Ｎｅｔｍｐを設定すると、エンジン２２の下限回転数Ｎｅｍｉｎを、第１制御より高く、且つ、アクセル開度Ａｃｃが高いときには低いときに比して高く、且つ、車速Ｖが高いときには低いときに比して高く設定し、仮目標回転数Ｎｅｔｍｐと下限回転数Ｎｅｍｉｎとのうち大きいほうの値をエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊に設定し、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づく走行用パワーで車両が走行するようにエンジン２２の目標パワーＰｅ＊を設定し、目標パワーＰｅ＊を目標回転数Ｎｅ＊で除した目標トルクＴｅ＊と目標回転数Ｎｅ＊とでエンジン２２が運転されると共に走行用トルクＴｄ＊で車両が走行するようにエンジン２２とモータＭＧ１，ＭＧ２とを駆動制御する。このように下限回転数Ｎｅｍｉｎをアクセル開度Ａｃｃが高いときには低いときに比して高く、且つ、車速Ｖが高いときには低いときに比して高く設定することにより、エンジン２２の回転数Ｎｅの挙動を、エンジンと有段変速機とを備える自動車に搭載されるエンジンの挙動に近づけることができ、ドライバの違和感を抑制できる。

【0016】

以上説明した実施例の制御装置を搭載するハイブリッド車２０によれば、複数の気筒のうち少なくとも１つの気筒への燃料供給を停止する一部気筒ＦＣ制御を実行し、一部気筒ＦＣ制御の実行中に、アクセル開度Ａｃｃや車速Ｖと図３に示す変速図の一点鎖線の変速線とを用いて、同一のアクセル開度Ａｃｃや車速Ｖで一部気筒ＦＣ制御を実行していない第１制御に比してエンジン２２の回転数Ｎｅを高くすることにより、一部気筒ＦＣ時制御の実行中にドライバに違和感を与えることを抑制できる。

【0017】

実施例の制御装置を搭載するハイブリッド車２０では、一部気筒ＦＣ時制御の第２制御において、図３に示す変速図の一点鎖線の変速線を用いたり、下限回転数Ｎｅｍｉｎをより高くすることで、エンジン２２の回転数Ｎｅを同一のアクセル開度Ａｃｃや車速Ｖで第１制御の実行時に比して高くしている。図３に示す変速図の一点鎖線の変速線や下限回転数Ｎｅｍｉｎを用いることと共に、または、図３に示す変速図の一点鎖線の変速線や下限回転数Ｎｅｍｉｎの少なくとも一方に代えて、第２制御用回転数設定用マップにおける仮目標回転数Ｎｅｔｍｐの車速Ｖに対する傾きを大きくしたり、車速毎に高い変速段への変速を禁止することで、エンジン２２の回転数Ｎｅを同一のアクセル開度Ａｃｃや車速Ｖで第１制御に比して高くしてもよい。

【0018】

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0019】

本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0020】

２０ ハイブリッド車、７０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）。

【図1】

【図2】

【図3】