JP3515420B2 - ハイブリッド自動車の制御装置 - Google Patents
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
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- B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関と、無段
変速機と、電動機とを備え、前記内燃機関の出力軸が前
記無段変速機の入力部に接続され、前記無段変速機の出
力部が、結合・分離自在な一対の係合要素からなる係合
部を介して前記電動機の出力軸に接続され、前記電動機
の出力軸が、駆動輪に結合された駆動力伝達手段に対し
て接続されたハイブリッド自動車に適用される制御装置
に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】この種のハイブリッド自動車の制御装置
は、例えば、図５に示す特開平９−２２４３０３号に記
載されたものが知られている。図５において、エンジン
１の出力軸は、オイルポンプ２を駆動するとともに、無
段変速機３の入力軸に連結されており、無段変速機３の
出力軸には、クラッチ４およびギア５を介して電動機６
の出力軸が連結されている。また、無段変速機３の出力
軸には、ディファレンシャルギア７を介して駆動輪８が
連結されている。 【０００３】また、無段変速機３の出力軸には回転数を
検出する回転センサが取り付けており、回転センサから
の出力信号は、電子制御装置（ＥＣＵ）９の入力ポート
に入力される。さらに、ＥＣＵ９においては、ディファ
レンシャルギア７の減速比とタイヤ有効半径とから車速
が検出される。 【０００４】図６および図７に示すものは、このハイブ
リッド自動車の制御装置における車両走行時の動作の手
順である。これにより、このハイブリッド自動車におけ
る発進時の制御は以下のようになる。すなわち、運転者
がアクセルペダルを踏むと、ステップＳ１０１におい
て、アクセルスイッチがＯＮと判断され、ステップＳ１
０２に進む。ステップＳ１０２において、車速Ｖが１０
km/h以下と判断されると、ステップＳ３０１においてク
ラッチ４が開放されるとともに、ステップＳ３０２にお
いてエンジン１がアイドリング状態に維持される。一
方、ステップＳ１０２において車速Ｖが１０km/h以上と
判断されたときには、ステップＳ１０３において、クラ
ッチ４が結合状態とされる。なお、このステップＳ１０
３においては、無段変速機３の入力軸の回転数とエンジ
ン１のアイドリング回転数とが一致したところでクラッ
チ４を接続させる。 【０００５】この制御によれば、発進時において、車速
Ｖが１０km/h以下のときには、エンジン１がアイドリン
グ状態とされることとなり、また、車速Ｖが１０km/hを
越えたところで、無段変速機３の入力軸の回転数とエン
ジン１のアイドリング回転数とが一致したところで、ク
ラッチ４を結合させることとなる。この場合、図５に示
すようにエンジン１の出力軸と無段変速機３の入力軸と
は一致しているから、エンジン１がアイドリング状態に
あれば、無段変速機３の入力軸回転数は、必ずアイドル
回転数と一致する。したがって、このハイブリッド自動
車においては、発進後に、車速Ｖが１０km/hを越えたと
ころで、クラッチ４が接続され、そのときのエンジン１
の回転数は、アイドリング回転数であることとなる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、ク
ラッチの結合をショック無く行うためには、クラッチの
入力回転数と出力回転数とを一致させた状態で結合動作
を行う必要がある。上述のハイブリッド自動車において
は、図５に示した動力伝達系の構造によれば、クラッチ
４の出力回転数が車速により決定されることとなってお
り、さらに、上述のようにクラッチ４を結合する際の車
速が一定値（１０km/h）に規定されることとなってい
る。このため、結合時のクラッチ４の出力回転数は自ず
と一定値に定まることになる。これより、クラッチ４の
結合をショック無く行うためには、クラッチ４の入力回
転数も一定値とする必要がある。 【０００７】クラッチ４の入力回転数は、図５の構造よ
り、エンジン１の回転数と無段変速機３の変速比とで決
定されることになるが、上述の制御によれば、クラッチ
４の結合時のエンジン１の回転数がアイドリング回転数
に定められているために、クラッチ４の入力回転数と出
力回転数とを一致させるためには、無段変速機３の変速
比を一定値としなくてはならなくなる。 【０００８】したがって、上述のハイブリッド自動車に
おいては、車両発進時の運転者の駆動力要求が大きく、
エンジン１により即座に大きな駆動力を発生させたい場
合に、車速によらずエンジン回転数を上昇させ、高出力
運転が可能な状態でクラッチ４の結合を行うことが不可
能であり、運転者の要求に十分に応えることができな
い。 【０００９】このような事情に鑑み、本発明において
は、無段変速機と駆動輪または電動機との間に介装され
た係合要素の結合を、車速やエンジン回転数によらず行
うことができ、これにより、運転者が要求する駆動力の
変化に良好に対応することが可能なハイブリッド自動車
の制御装置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】上記課題を解決するため
に本発明においては以下の手段を採用した。すなわち、
請求項１記載のハイブリッド自動車の制御装置は、内燃
機関（例えば、実施の形態におけるエンジンＥ）と、無
段変速機（例えば、実施の形態におけるＣＶＴ１８）
と、電動機（例えば、実施の形態における駆動／回生用
モータＭ）とを備え、前記内燃機関の出力軸が前記無段
変速機の入力部（例えば、実施の形態における駆動側プ
ーリ１９）に接続され、前記無段変速機の出力部（例え
ば、実施の形態における被動側プーリ２１）が、結合・
分離自在な一対の係合要素（例えば、実施の形態におけ
る係合要素２６，２７）からなる係合部（例えば、実施
の形態におけるクラッチ２８）を介して前記電動機の出
力軸に接続され、前記電動機の出力軸が、駆動輪に結合
された駆動力伝達手段（例えば、実施の形態における最
終減速ギア３０）に対して接続されたハイブリッド自動
車（例えば、実施の形態におけるハイブリッド自動車１
０）に適用される制御装置（例えば、実施の形態におけ
る制御装置１１）であって、前記係合要素の結合および
分離を制御する係合要素制御手段（例えば、実施の形態
におけるステップＳ７およびステップＳ１２）と、前記
係合要素のそれぞれの回転数を検出する回転数検出手段
（例えば、実施の形態におけるステップＳ２）と、前記
無段変速機の変速比を制御する変速比制御手段（例え
ば、実施の形態におけるステップＳ９およびＳ１１）
と、前記内燃機関の回転数を制御する内燃機関回転数制
御手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ８およ
びＳ１０）とを備えている。そして、前記係合要素制御
手段により前記係合要素を結合させるにあたっては、前
記係合要素同士の回転数差が所定値（例えば、１００rp
m、または実施の形態におけるステップＳ４において設
定される値）以上である場合には、前記内燃機関回転数
制御手段および前記変速比制御手段のいずれか一方また
は双方を用いて、前記内燃機関の回転数および前記無段
変速機の変速比のいずれか一方または双方を制御するこ
とにより、前記係合要素のうち前記無段変速機側に接続
されたものの回転数を調整することとし、さらに、前記
回転数差が前記所定値以内となった場合に、前記係合要
素の結合動作を開始するようにしている。 【００１１】このように構成したために、このハイブリ
ッド自動車の制御装置においては、係合要素同士を結合
させる際の内燃機関の回転数と無段変速機の変速比とが
一定に定められることが無く、例えば、発進時の運転者
の駆動力要求が大きいときには、内燃機関の回転数を上
昇させ、高出力運転が可能な状態としたまま係合要素同
士の結合動作を行うことができる。 【００１２】また、前記係合部において要求される伝達
トルク容量を演算する伝達トルク演算手段（例えば、実
施の形態におけるステップＳ４１）を備え、演算された
前記伝達トルク容量が大きいほど、前記所定値を大に設
定するようにしている。 【００１３】このような構成により、係合要素の伝達ト
ルク容量が大であるほど、係合要素同士の結合開始の回
転数差が大となることとなるが、一般に、運転者は、低
負荷のクルーズ走行をしている場合には小さなショック
でもこれを敏感に感じ、高負荷の加速走行等の場合に
は、多少のショックでもあまり気にならないので、高負
荷走行、すなわち、伝達トルク容量の大きいときには、
回転数差の所定値を大きく設定するようにしても、運転
者の感じるショックは小さいと考えられる。これによ
り、高負荷走行時に、内燃機関の回転数制御などに要す
る時間や燃料を、運転者の走行快適性を損なわない範囲
内で省略することができる。 【００１４】 【発明の実施の形態】以下、本発明の第一および第二の
実施の形態の一例を、図面に基づいて説明する。 ［第一の実施の形態］図２に示すものは、ハイブリッド
自動車１０の動力伝達系の模式図と、ハイブリッド自動
車１０に適用された制御装置１１のブロック図とを併せ
て示したものである。 【００１５】図２に示す動力伝達系において、エンジン
（内燃機関）Ｅの動力は、振動減衰ダンパー１２を介し
て前後進切り替え用プラネタリーギアセット１３に入力
される。この前後進切り替え用プラネタリーギアセット
１３は、図示略のセレクトレバーに機械的に連結された
油圧切り替えバルブ（図示略）によって、セレクトレバ
ーの操作により油圧作動の摩擦要素１６，１７を選択的
に係合できるようになっており、これにより、ＣＶＴ１
８の駆動側プーリ（入力部）１９に入力されるエンジン
Ｅの動力の回転方向を切り替えるようになっている。 【００１６】また、駆動側プーリ１９の回転は金属ベル
ト２０を介して被動側プーリ（出力部）２１に伝えられ
る。ここに、駆動側プーリ１９と被動側プーリ２１との
回転数比は、各プーリに対する金属ベルト２０の巻き付
き径により決まり、この巻き付き径は、各プーリの側室
２２，２３に与えた油圧により発生する押しつけ力によ
って制御される。なお、この油圧は、エンジンＥによっ
て駆動されるオイルポンプ２４により発生し、油圧制御
装置２５を介して、側室２２，２３に供給される。 【００１７】被動側プーリ２１は、一対の係合要素２
６，２７からなるクラッチ（係合部）２８を介して駆動
／回生用モータＭの出力軸に接続されている。クラッチ
２８と駆動／回生用モータＭとの間には、最終減速ギア
（駆動力伝達手段）３０およびギア３１が介装されてお
り、被動側プーリ２１の駆動力は、最終減速ギア３０を
介して車軸３２に伝達され、駆動輪Ｗを回転させる。ま
た、駆動／回生用モータＭの駆動力は、ギア３１および
最終減速ギア３０を介して、車軸３２に伝達され、駆動
輪Ｗを回転させるようになっている。 【００１８】一方、制御装置１１は、図示しないＣＰ
Ｕ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータを
有するＥＣＵ３５を備えた構成となっている。ＥＣＵ３
５には、エンジンＥの回転数を検出するためのエンジン
回転数センサＳ1、および、係合要素２６，２７の回転
数を検出するためのクラッチ回転数センサＳ2の検出結
果が入力され、これにより、エンジンＥの回転数と、ク
ラッチ２８の入力側および出力側の回転数とを把握でき
るようになっている。 【００１９】また、ＥＣＵ３５は、油圧制御装置２５と
接続されており、油圧制御装置２５を介してＣＶＴ１８
の各側室２２，２３に供給される油圧を検出・制御でき
るようになっている。これにより、ＥＣＵ３５において
ＣＶＴ１８の変速比を把握するとともに、制御できるよ
うになっている。 【００２０】さらに、ＥＣＵ３５は、エンジンＥの作動
を制御するための燃料噴射量制御用アクチュエータ３６
やスロットル制御用アクチュエータ３７に接続され、こ
れらのアクチュエータを介してエンジンＥを制御するよ
うになっている。また、ＥＣＵ３５は、駆動／回生用モ
ータＭの動作を制御するモータ制御装置３８に接続され
るとともに、係合要素２６，２７の分離または結合を制
御するためのクラッチ制御用アクチュエータ３９に接続
され、駆動／回生用モータＭの回転作動を制御できると
ともに、クラッチ２８の結合・開放動作を制御できるよ
うになっている。 【００２１】さらに、駆動／回生用モータＭは モータ
制御装置３８を介してバッテリ（蓄電装置）４１に電気
的に接続されている。バッテリ４１には、バッテリ４１
の充電状態を検出可能なバッテリ容量センサ（充電状態
検出手段）４２が設けられており、このバッテリ容量セ
ンサ４２の出力値は、ＥＣＵ３５に入力されるようにな
っている。 【００２２】このハイブリッド自動車１０においては、
車両停止時には、エンジンＥを停止させることにより、
燃料消費量の低減を図ることができ、さらに、この状態
から発進する際には、係合要素２６，２７を分離してク
ラッチ２８を開放状態とし、駆動／回生用モータＭを駆
動させて、駆動／回生用モータＭのみにより発進するこ
とができる。これにより、発進の際に、エンジンＥの立
ち上がりを待つ必要が無く、運転者の要求に応じた迅速
な発進を実現することができる。 【００２３】また、駆動／回生用モータＭを駆動源とし
て発進した際に、運転者が更に大きな駆動力を要求する
場合には、エンジンＥを始動するとともにクラッチ２８
を結合状態とすることにより、エンジンＥの駆動力をＣ
ＶＴ１８およびクラッチ２８を介して車軸３２に供給す
ることができ、これにより、運転者の要求に十分に応え
ることができる。 【００２４】このように、駆動／回生用モータＭのみに
よって走行している際にエンジンＥを始動させて駆動力
を発揮させるには、開放していたクラッチ２８を結合状
態とする必要があるが、この際、ＥＣＵ３５は、図１に
示すようなフローチャートに基づき、係合要素２６，２
７を結合させる。 【００２５】まず、ステップＳ１において、クラッチ２
８の結合指令を、クラッチ制御アクチュエータ３８（図
２参照）に対して発するべきか否かの判断を行う。クラ
ッチ結合指令を発するべきで無いとの判断が行われた際
には、この制御を通過する。また、クラッチ結合指令を
発するべきであるとの判断が行われた際には、ステップ
Ｓ２において、クラッチ２８の入力および出力回転数、
すなわち、係合要素２６，２７の回転数を検出し、ステ
ップＳ３において、クラッチ２８における入力回転数と
出力回転数との差を演算する。 【００２６】次に、ステップＳ４において、係合要素２
６，２７を結合させるにあたっての許容回転数差を設定
する。この許容回転数差は、クラッチ２８の入力および
出力側の回転数がほぼ一致し、クラッチ２８を結合させ
ても殆どショックが発生しないような回転数差であり、
具体的には１００rpm程度である。 【００２７】ステップＳ５では、ステップＳ３で演算し
た回転数差の絶対値が許容回転数差である１００rpmよ
りも大きいか否かを判定する。回転数差が１００rpmよ
りも小さい場合には、ステップＳ７において、クラッチ
制御用アクチュエータ３９（図２参照）を作動させるこ
とによりクラッチ結合を開始する。 【００２８】これに対し、回転数差が１００rpmよりも
大きい場合には、ステップＳ６で回転数差の正負を判定
する。回転数差が正の場合には、クラッチ２８の入力側
回転数が出力側回転数よりも大きいことになるから、ス
テップＳ８およびＳ９において、エンジンＥの回転数を
低下させる制御およびＣＶＴ１８の変速比を減少させる
（Highレシオ側へ変速する）制御のいずれか一方または
双方を行い、クラッチ２８の入力側の回転数、すなわ
ち、係合要素２６の回転数を低下させる。 【００２９】逆に、回転数差が負の場合には、クラッチ
２８の出力側回転数が入力側よりも大きいことになるか
ら、ステップＳ１０およびＳ１１において、エンジンＥ
の回転数を上昇させる制御およびＣＶＴ１８の変速比を
増加させる（Lowレシオ側へ変速する）制御のいずれか
一方または双方を行い、クラッチ２８の入力側の回転
数、すなわち、係合要素２６の回転数を上昇させる。 【００３０】なお、ステップＳ８，Ｓ９またはステップ
Ｓ１０，Ｓ１１において、エンジンＥの回転数およびＣ
ＶＴ１８の変速比のどちらをどの程度変化させるかにつ
いては、例えば、以下のようにして決定する。すなわ
ち、ステップＳ６で回転数差が正と判断された場合、先
ず運転者の要求する駆動力と車速からＣＶＴ１８の目標
変速比を決定し、実際の変速比が目標変速比よりもLow
側にあれば、目標変速比を超えない範囲においてステッ
プＳ９でHighレシオ側へ変速し、同時にステップＳ８で
エンジン回転を低下させる。逆に実際の変速比が目標変
速比よりもHigh側にあれば、ステップＳ９による変速は
行わずに、ステップＳ８によりエンジン回転を低下させ
る。ステップＳ６で回転数差が負と判断された場合も同
様で、実際の変速比が目標の変速比よりもHigh側にあれ
ば、目標変速比を超えない範囲で、ステップＳ１１でLo
w側へ変速し、同時にステップＳ１０でエンジン回転を
上昇させる。逆に実際の変速比が目標変速比よりもLow
側にあれば、ステップＳ１１による変速は行わずに、ス
テップＳ１０によりエンジン回転を上昇させる。 【００３１】そして、回転数差が１００rpmよりも大き
い間は、以上の制御を繰り返し、その間ステップＳ１２
においてクラッチ２８の結合を禁止する。また、以上の
制御を繰り返すことにより、回転数差が許容回転数差で
ある１００rpm以内となった場合には、ステップＳ７に
おいて、係合要素２６，２７の結合動作を開始すること
とする。 【００３２】これにより、係合要素２６，２７の結合に
先立ち、これら係合要素２６，２７の回転数差は、確実
に許容回転数差である１００rpm以下に制御され、その
後に係合要素２６，２７が結合されるため、クラッチ２
８の結合にあたって発生することが懸念される不快なシ
ョックを確実に防止することができる。 【００３３】以上のように、図１に示した制御によれ
ば、係合要素２６，２７を結合させるにあたって、係合
要素２６，２７間の回転数差が所定値（１００rpm）以
上である場合には、エンジンＥの回転数およびＣＶＴ１
８の変速比のいずれか一方または双方を制御することに
より、ＣＶＴ１８側に接続された係合要素２６の回転数
を調整し、回転数差が所定値（１００rpm）以内となっ
た場合に、係合要素２６，２７の結合動作を開始するこ
ととしたため、従来と異なり、クラッチ２８を結合させ
る際に、エンジンＥの回転数およびＣＶＴ１８の変速比
とが一定に定められることが無い。したがって、車両発
進時の運転者の駆動力要求が大きいときに、エンジンＥ
の回転数を上昇させ、高出力運転が可能な状態としたま
ま係合要素２６，２７の結合動作を行うことができ、運
転者の駆動力要求を十分に満たすことが可能となる。ま
た、運転者の駆動力要求が小さいときには、エンジンＥ
の回転数の低い静かな状態で係合要素２６，２７の結合
動作を行うことができる。これにより、走行快適性の向
上を図ることができる。 【００３４】なお、上記実施の形態において、本発明の
趣旨を逸脱しない範囲内で、他の構成を採用するように
してもよい。例えば、上記実施の形態においては、ステ
ップＳ４において設定される許容回転数差が一定値（１
００rpm）に決められていたが、これを変化させるよう
にしてもよい。 【００３５】この場合、図１のステップＳ４の部分を、
図３に示すフローチャートで置換するのが好適である。
図３に示すフローチャートにおいては、まず、ステップ
Ｓ４１において、クラッチ２８において要求される伝達
トルク容量が演算される。この伝達トルク容量の演算
は、具体的には、以下のようにして行う。すなわち、ま
ず、アクセル開度と車速から運転者の要求する駆動力を
決定する。これに駆動輪（タイヤ）半径を乗じて駆動ト
ルクとし、これを最終減速ギア３０の減速比および伝達
効率で除することによりクラッチの伝達容量が計算され
る。 【００３６】次に、ステップＳ４１において演算された
伝達トルク容量に対応した許容回転数差を設定する。こ
の許容回転数差の設定は、図中ステップＳ４１において
示すようなグラフで表されるデータテーブルをあらかじ
め設定しておき、このデータテーブルに基づいて行う。
このデータテーブルは、クラッチ２８における伝達トル
ク容量（横軸）の増加に対して許容回転数差（縦軸）が
単調に増加するような構成となっており、具体的には、
例えば、伝達トルク容量が、７．５kgfmのときに、許容
回転数差が７５rpmに設定され、また、伝達トルク容量
が１５kgfmのときに、許容回転数差が１００rpmに、伝
達トルク容量が３０kgfmのときに、許容回転数差が１５
０rpmに設定されている。（なお、これらの値は、車両
の重量、駆動輪半径等により種々異なる。） 【００３７】このような構成を採用することにより、以
下のような効果が得られる。すなわち、一般に運転者
は、低負荷のクルーズ走行をしている場合には小さなシ
ョックでもこれを敏感に感じ、高負荷の加速走行等の場
合には、多少のショックでもあまり気にならないので、
高負荷走行、すなわち、伝達トルク容量が大きいときに
は、回転数差の所定値を大きく設定するようにしても、
運転者の感じるショックは小さいと考えられる。したが
って、上述のように、伝達トルク容量が大きいほど、許
容回転数差が大に設定することとすれば、運転者がショ
ックを感じない範囲内で、エンジンＥの回転数制御やＣ
ＶＴ１８の変速比制御に要する時間や燃料を省略するこ
とができ、これにより、クラッチ２８の結合動作を迅速
に行い得るとともに、クラッチ２８の結合制御に要する
燃料を削減して燃料消費改善効果を向上させることがで
きる。 【００３８】［第二の実施の形態］次に、上述のハイブ
リッド自動車１０において減速回生時にクラッチ２８の
制御を行う場合の実施の形態を説明する。上述した従来
のハイブリッド自動車においては、減速時にクラッチ４
を開放状態とすることにより、クラッチ４より上流側の
要素、すなわち、無段変速機３やエンジン１といった摩
擦抵抗や慣性質量として作用する部分を分離することが
でき、この状態で、電動機６あるいは駆動／回生用モー
タＭを回転させることにより車体の運動エネルギーを余
すところ無く電気エネルギーに変換（回生）することが
できる。 【００３９】このように、減速時にクラッチを開放して
運動エネルギーを回生する場合、車両の減速度は、電動
機６において設定される回生出力で決まる。回生された
エネルギーは、バッテリ（蓄電装置）の充電に用いられ
るが、バッテリ（蓄電装置）の電気容量が１００％（満
充電状態）となり、電気エネルギーが受け入れなくなっ
た場合には、電動機６の減速回生動作を禁止せざるを得
なくなり、これにより車両の減速度が変化してしまう。
一般に、運転者は、車両に一定の減速度を見込んだ状態
で運転を行っているため、このように車両の減速度が変
化することにより、運転操作性の低下を招く懸念が生ず
る。 【００４０】そこで、上述のハイブリッド自動車１０の
制御装置１１においては、減速回生時における減速度
が、蓄電装置の容量により変化させられることを回避
し、これにより、良好な運転操作性を実現することを課
題として、以下の手段を採用することとした。 【００４１】すなわち、この場合、ハイブリッド自動車
１０の制御装置１１は、内燃機関（エンジンＥ）と、無
段変速機（ＣＶＴ１８）と、電動機（駆動／回生用モー
タＭ）と、前記電動機により発電された電気エネルギー
を蓄電するための蓄電装置（バッテリ４１）とを備え、
前記内燃機関の出力軸が前記無段変速機の入力部（駆動
側プーリ１９）に接続され、前記無段変速機の出力部
（被動側プーリ２１）が、結合・分離自在な一対の係合
要素（係合要素２６，２７）からなる係合部（クラッチ
２８）を介して前記電動機の出力軸に接続され、前記電
動機の出力軸が、駆動輪（駆動輪Ｗ）に結合された駆動
力伝達手段（最終減速ギア３０）に対して接続されたハ
イブリッド自動車１０に適用される制御装置１１であっ
て、前記蓄電装置の残容量を検出する蓄電装置残容量検
出手段と、前記係合要素の結合および分離を制御する係
合要素制御手段とを備えており、前記蓄電装置の残容量
が所定値（例えば、満充電容量の９５％）以上の場合に
は、前記電動機による回生発電を禁止するとともに、前
記係合要素の分離を禁止することを特徴とする。 【００４２】このようにしたために、ハイブリッド自動
車１０の制御装置１１においては、電動機（駆動／回生
用モータＭ）による回生発電が禁止された場合には、係
合要素（係合要素２６，２７）が結合状態とされるため
に、電動機による回生制動力が無くても、係合要素の上
流側に位置する無段変速機や内燃機関などが摩擦抵抗や
慣性質量として作用することにより、制動力を確保でき
る。 【００４３】以下に、ハイブリッド自動車１０の制御装
置１１による減速時の制御内容についてを、図４に基づ
いて説明する。なお、ハイブリッド自動車１０の動力伝
達系の概略構成、および制御装置１１の概略構成につい
ては、上記第一の実施の形態において説明したとおりで
ある。 【００４４】図４において、ステップＳ１１は、車両の
減速状態の判定部分であり、具体的には、アクセルペダ
ルが操作されていない状態を検出し、この場合に、減速
状態であるとの判断を行う。減速状態であるとの判断が
なされた場合には、ステップＳ２に進み、それ以外の場
合には、この制御を通過する。 【００４５】ステップＳ１２においては、バッテリ４１
の充電状態、すなわち、バッテリ４１の残容量を検出す
る。このステップＳ１２は、上記の蓄電装置残容量検出
手段に相当する。そして、次のステップＳ１３におい
て、検出されたバッテリ４１の残容量が、満充電に近い
所定の値以上、具体的には満充電容量の９５％以上か否
かを判定する。 【００４６】バッテリ４１の残容量が９５％以下の場合
は、ステップＳ１６において、駆動／回生用モータＭに
よる回生動作を継続するとともに、ステップＳ１７にお
いて、係合要素２６，２７を分離した状態を維持するよ
うにする。これにより、バッテリ４１の残容量が９５％
以下のときには、クラッチ２８を開放して、駆動輪Ｗ側
と、ＣＶＴ１８、前後進切り替え用プラネタリーギアセ
ット１３、およびエンジンＥ等の摩擦抵抗あるいは慣性
質量として作用する部分とを分離することができ、車両
の運動エネルギーを最大限に回収しつつ車両の減速度を
維持することができる。 【００４７】一方、バッテリ４１の残容量が９５％以上
の場合には、このまま回生動作を継続すると、まもなく
回生した電気エネルギーをバッテリ４１が受け入れるこ
とが不可能となる。したがって、回生動作を禁止せざる
を得なくなるとともに、駆動／回生用モータＭによる回
生制動力が失われることとなる。 【００４８】そこで、この場合には、ステップＳ１４に
おいて駆動／回生用モータＭによる回生動作を禁止する
とともに、ステップＳ１５において係合要素２６，２７
の分離を禁止し、係合要素２６，２７を結合状態に維持
するようにする。これにより、クラッチ２８の上流側に
位置するＣＶＴ１８、前後進切り替え用プラネタリーギ
アセット１３、およびエンジンＥ等の摩擦抵抗あるいは
慣性質量として作用する部分を駆動輪Ｗ側に結合させ
て、通常のエンジンブレーキと同じ効果を得ることがで
き、回生の禁止による減速度の減少を効果的に防止でき
る。なお、この場合、上述のステップＳ１５およびＳ１
７は、上記の係合要素制御手段に相当する。 【００４９】以上説明した実施の形態によれば、バッテ
リ４１の残容量が所定値（９５％）以上の場合には、駆
動／回生用モータＭによる回生発電を禁止するととも
に、係合要素２６，２７の分離を禁止するようにしたた
め、駆動／回生用モータＭによる回生制動力が無くて
も、ＣＶＴ１８やエンジンＥを摩擦抵抗あるいは慣性質
量として作用させることにより、制動力を確保すること
ができ、したがって、回生作動が禁止されることにより
車両の減速度が減少して運転操作性が低下することを防
ぐことができる。 【００５０】 【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るハ
イブリッド自動車の制御装置においては、係合要素を結
合させるにあたって、係合要素間の回転数差が所定値以
上である場合には、内燃機関の回転数および無段変速機
の変速比のいずれか一方または双方を制御することによ
り、無段変速機側に接続された係合要素の回転数を調整
し、回転数差が所定値以内となった場合に、係合要素の
結合動作を開始するようにしたため、従来と異なり、係
合部を結合させる際に、内燃機関の回転数および無段変
速機の変速比と一定に定められることが無い。したがっ
て、車両発進時の運転者の駆動力要求が大きいときに、
内燃機関の回転数を上昇させ、高出力運転が可能な状態
としたまま係合要素の結合動作を行うことができ、運転
者の駆動力要求を十分に満たすことが可能となる。ま
た、運転者の駆動力要求が小さいときには、内燃機関の
回転数の低い静かな状態で係合要素の結合動作を行うこ
とができる。これにより、走行快適性の向上を図ること
ができる。 【００５１】また、伝達トルク容量が大きいほど、係合
要素同士を結合する際の許容回転数差を大に設定するこ
とにしたため、運転者がショックを感じない範囲内で、
内燃機関の回転数制御や無段変速比の変速比制御に要す
る時間や燃料を省略することができる。これにより、係
合要素の結合動作を迅速に行い得るとともに、結合制御
に要する燃料を削減して燃料消費改善効果を向上させる
ことができる。
変速機と、電動機とを備え、前記内燃機関の出力軸が前
記無段変速機の入力部に接続され、前記無段変速機の出
力部が、結合・分離自在な一対の係合要素からなる係合
部を介して前記電動機の出力軸に接続され、前記電動機
の出力軸が、駆動輪に結合された駆動力伝達手段に対し
て接続されたハイブリッド自動車に適用される制御装置
に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】この種のハイブリッド自動車の制御装置
は、例えば、図５に示す特開平９−２２４３０３号に記
載されたものが知られている。図５において、エンジン
１の出力軸は、オイルポンプ２を駆動するとともに、無
段変速機３の入力軸に連結されており、無段変速機３の
出力軸には、クラッチ４およびギア５を介して電動機６
の出力軸が連結されている。また、無段変速機３の出力
軸には、ディファレンシャルギア７を介して駆動輪８が
連結されている。 【０００３】また、無段変速機３の出力軸には回転数を
検出する回転センサが取り付けており、回転センサから
の出力信号は、電子制御装置（ＥＣＵ）９の入力ポート
に入力される。さらに、ＥＣＵ９においては、ディファ
レンシャルギア７の減速比とタイヤ有効半径とから車速
が検出される。 【０００４】図６および図７に示すものは、このハイブ
リッド自動車の制御装置における車両走行時の動作の手
順である。これにより、このハイブリッド自動車におけ
る発進時の制御は以下のようになる。すなわち、運転者
がアクセルペダルを踏むと、ステップＳ１０１におい
て、アクセルスイッチがＯＮと判断され、ステップＳ１
０２に進む。ステップＳ１０２において、車速Ｖが１０
km/h以下と判断されると、ステップＳ３０１においてク
ラッチ４が開放されるとともに、ステップＳ３０２にお
いてエンジン１がアイドリング状態に維持される。一
方、ステップＳ１０２において車速Ｖが１０km/h以上と
判断されたときには、ステップＳ１０３において、クラ
ッチ４が結合状態とされる。なお、このステップＳ１０
３においては、無段変速機３の入力軸の回転数とエンジ
ン１のアイドリング回転数とが一致したところでクラッ
チ４を接続させる。 【０００５】この制御によれば、発進時において、車速
Ｖが１０km/h以下のときには、エンジン１がアイドリン
グ状態とされることとなり、また、車速Ｖが１０km/hを
越えたところで、無段変速機３の入力軸の回転数とエン
ジン１のアイドリング回転数とが一致したところで、ク
ラッチ４を結合させることとなる。この場合、図５に示
すようにエンジン１の出力軸と無段変速機３の入力軸と
は一致しているから、エンジン１がアイドリング状態に
あれば、無段変速機３の入力軸回転数は、必ずアイドル
回転数と一致する。したがって、このハイブリッド自動
車においては、発進後に、車速Ｖが１０km/hを越えたと
ころで、クラッチ４が接続され、そのときのエンジン１
の回転数は、アイドリング回転数であることとなる。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、ク
ラッチの結合をショック無く行うためには、クラッチの
入力回転数と出力回転数とを一致させた状態で結合動作
を行う必要がある。上述のハイブリッド自動車において
は、図５に示した動力伝達系の構造によれば、クラッチ
４の出力回転数が車速により決定されることとなってお
り、さらに、上述のようにクラッチ４を結合する際の車
速が一定値（１０km/h）に規定されることとなってい
る。このため、結合時のクラッチ４の出力回転数は自ず
と一定値に定まることになる。これより、クラッチ４の
結合をショック無く行うためには、クラッチ４の入力回
転数も一定値とする必要がある。 【０００７】クラッチ４の入力回転数は、図５の構造よ
り、エンジン１の回転数と無段変速機３の変速比とで決
定されることになるが、上述の制御によれば、クラッチ
４の結合時のエンジン１の回転数がアイドリング回転数
に定められているために、クラッチ４の入力回転数と出
力回転数とを一致させるためには、無段変速機３の変速
比を一定値としなくてはならなくなる。 【０００８】したがって、上述のハイブリッド自動車に
おいては、車両発進時の運転者の駆動力要求が大きく、
エンジン１により即座に大きな駆動力を発生させたい場
合に、車速によらずエンジン回転数を上昇させ、高出力
運転が可能な状態でクラッチ４の結合を行うことが不可
能であり、運転者の要求に十分に応えることができな
い。 【０００９】このような事情に鑑み、本発明において
は、無段変速機と駆動輪または電動機との間に介装され
た係合要素の結合を、車速やエンジン回転数によらず行
うことができ、これにより、運転者が要求する駆動力の
変化に良好に対応することが可能なハイブリッド自動車
の制御装置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】上記課題を解決するため
に本発明においては以下の手段を採用した。すなわち、
請求項１記載のハイブリッド自動車の制御装置は、内燃
機関（例えば、実施の形態におけるエンジンＥ）と、無
段変速機（例えば、実施の形態におけるＣＶＴ１８）
と、電動機（例えば、実施の形態における駆動／回生用
モータＭ）とを備え、前記内燃機関の出力軸が前記無段
変速機の入力部（例えば、実施の形態における駆動側プ
ーリ１９）に接続され、前記無段変速機の出力部（例え
ば、実施の形態における被動側プーリ２１）が、結合・
分離自在な一対の係合要素（例えば、実施の形態におけ
る係合要素２６，２７）からなる係合部（例えば、実施
の形態におけるクラッチ２８）を介して前記電動機の出
力軸に接続され、前記電動機の出力軸が、駆動輪に結合
された駆動力伝達手段（例えば、実施の形態における最
終減速ギア３０）に対して接続されたハイブリッド自動
車（例えば、実施の形態におけるハイブリッド自動車１
０）に適用される制御装置（例えば、実施の形態におけ
る制御装置１１）であって、前記係合要素の結合および
分離を制御する係合要素制御手段（例えば、実施の形態
におけるステップＳ７およびステップＳ１２）と、前記
係合要素のそれぞれの回転数を検出する回転数検出手段
（例えば、実施の形態におけるステップＳ２）と、前記
無段変速機の変速比を制御する変速比制御手段（例え
ば、実施の形態におけるステップＳ９およびＳ１１）
と、前記内燃機関の回転数を制御する内燃機関回転数制
御手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ８およ
びＳ１０）とを備えている。そして、前記係合要素制御
手段により前記係合要素を結合させるにあたっては、前
記係合要素同士の回転数差が所定値（例えば、１００rp
m、または実施の形態におけるステップＳ４において設
定される値）以上である場合には、前記内燃機関回転数
制御手段および前記変速比制御手段のいずれか一方また
は双方を用いて、前記内燃機関の回転数および前記無段
変速機の変速比のいずれか一方または双方を制御するこ
とにより、前記係合要素のうち前記無段変速機側に接続
されたものの回転数を調整することとし、さらに、前記
回転数差が前記所定値以内となった場合に、前記係合要
素の結合動作を開始するようにしている。 【００１１】このように構成したために、このハイブリ
ッド自動車の制御装置においては、係合要素同士を結合
させる際の内燃機関の回転数と無段変速機の変速比とが
一定に定められることが無く、例えば、発進時の運転者
の駆動力要求が大きいときには、内燃機関の回転数を上
昇させ、高出力運転が可能な状態としたまま係合要素同
士の結合動作を行うことができる。 【００１２】また、前記係合部において要求される伝達
トルク容量を演算する伝達トルク演算手段（例えば、実
施の形態におけるステップＳ４１）を備え、演算された
前記伝達トルク容量が大きいほど、前記所定値を大に設
定するようにしている。 【００１３】このような構成により、係合要素の伝達ト
ルク容量が大であるほど、係合要素同士の結合開始の回
転数差が大となることとなるが、一般に、運転者は、低
負荷のクルーズ走行をしている場合には小さなショック
でもこれを敏感に感じ、高負荷の加速走行等の場合に
は、多少のショックでもあまり気にならないので、高負
荷走行、すなわち、伝達トルク容量の大きいときには、
回転数差の所定値を大きく設定するようにしても、運転
者の感じるショックは小さいと考えられる。これによ
り、高負荷走行時に、内燃機関の回転数制御などに要す
る時間や燃料を、運転者の走行快適性を損なわない範囲
内で省略することができる。 【００１４】 【発明の実施の形態】以下、本発明の第一および第二の
実施の形態の一例を、図面に基づいて説明する。 ［第一の実施の形態］図２に示すものは、ハイブリッド
自動車１０の動力伝達系の模式図と、ハイブリッド自動
車１０に適用された制御装置１１のブロック図とを併せ
て示したものである。 【００１５】図２に示す動力伝達系において、エンジン
（内燃機関）Ｅの動力は、振動減衰ダンパー１２を介し
て前後進切り替え用プラネタリーギアセット１３に入力
される。この前後進切り替え用プラネタリーギアセット
１３は、図示略のセレクトレバーに機械的に連結された
油圧切り替えバルブ（図示略）によって、セレクトレバ
ーの操作により油圧作動の摩擦要素１６，１７を選択的
に係合できるようになっており、これにより、ＣＶＴ１
８の駆動側プーリ（入力部）１９に入力されるエンジン
Ｅの動力の回転方向を切り替えるようになっている。 【００１６】また、駆動側プーリ１９の回転は金属ベル
ト２０を介して被動側プーリ（出力部）２１に伝えられ
る。ここに、駆動側プーリ１９と被動側プーリ２１との
回転数比は、各プーリに対する金属ベルト２０の巻き付
き径により決まり、この巻き付き径は、各プーリの側室
２２，２３に与えた油圧により発生する押しつけ力によ
って制御される。なお、この油圧は、エンジンＥによっ
て駆動されるオイルポンプ２４により発生し、油圧制御
装置２５を介して、側室２２，２３に供給される。 【００１７】被動側プーリ２１は、一対の係合要素２
６，２７からなるクラッチ（係合部）２８を介して駆動
／回生用モータＭの出力軸に接続されている。クラッチ
２８と駆動／回生用モータＭとの間には、最終減速ギア
（駆動力伝達手段）３０およびギア３１が介装されてお
り、被動側プーリ２１の駆動力は、最終減速ギア３０を
介して車軸３２に伝達され、駆動輪Ｗを回転させる。ま
た、駆動／回生用モータＭの駆動力は、ギア３１および
最終減速ギア３０を介して、車軸３２に伝達され、駆動
輪Ｗを回転させるようになっている。 【００１８】一方、制御装置１１は、図示しないＣＰ
Ｕ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータを
有するＥＣＵ３５を備えた構成となっている。ＥＣＵ３
５には、エンジンＥの回転数を検出するためのエンジン
回転数センサＳ1、および、係合要素２６，２７の回転
数を検出するためのクラッチ回転数センサＳ2の検出結
果が入力され、これにより、エンジンＥの回転数と、ク
ラッチ２８の入力側および出力側の回転数とを把握でき
るようになっている。 【００１９】また、ＥＣＵ３５は、油圧制御装置２５と
接続されており、油圧制御装置２５を介してＣＶＴ１８
の各側室２２，２３に供給される油圧を検出・制御でき
るようになっている。これにより、ＥＣＵ３５において
ＣＶＴ１８の変速比を把握するとともに、制御できるよ
うになっている。 【００２０】さらに、ＥＣＵ３５は、エンジンＥの作動
を制御するための燃料噴射量制御用アクチュエータ３６
やスロットル制御用アクチュエータ３７に接続され、こ
れらのアクチュエータを介してエンジンＥを制御するよ
うになっている。また、ＥＣＵ３５は、駆動／回生用モ
ータＭの動作を制御するモータ制御装置３８に接続され
るとともに、係合要素２６，２７の分離または結合を制
御するためのクラッチ制御用アクチュエータ３９に接続
され、駆動／回生用モータＭの回転作動を制御できると
ともに、クラッチ２８の結合・開放動作を制御できるよ
うになっている。 【００２１】さらに、駆動／回生用モータＭは モータ
制御装置３８を介してバッテリ（蓄電装置）４１に電気
的に接続されている。バッテリ４１には、バッテリ４１
の充電状態を検出可能なバッテリ容量センサ（充電状態
検出手段）４２が設けられており、このバッテリ容量セ
ンサ４２の出力値は、ＥＣＵ３５に入力されるようにな
っている。 【００２２】このハイブリッド自動車１０においては、
車両停止時には、エンジンＥを停止させることにより、
燃料消費量の低減を図ることができ、さらに、この状態
から発進する際には、係合要素２６，２７を分離してク
ラッチ２８を開放状態とし、駆動／回生用モータＭを駆
動させて、駆動／回生用モータＭのみにより発進するこ
とができる。これにより、発進の際に、エンジンＥの立
ち上がりを待つ必要が無く、運転者の要求に応じた迅速
な発進を実現することができる。 【００２３】また、駆動／回生用モータＭを駆動源とし
て発進した際に、運転者が更に大きな駆動力を要求する
場合には、エンジンＥを始動するとともにクラッチ２８
を結合状態とすることにより、エンジンＥの駆動力をＣ
ＶＴ１８およびクラッチ２８を介して車軸３２に供給す
ることができ、これにより、運転者の要求に十分に応え
ることができる。 【００２４】このように、駆動／回生用モータＭのみに
よって走行している際にエンジンＥを始動させて駆動力
を発揮させるには、開放していたクラッチ２８を結合状
態とする必要があるが、この際、ＥＣＵ３５は、図１に
示すようなフローチャートに基づき、係合要素２６，２
７を結合させる。 【００２５】まず、ステップＳ１において、クラッチ２
８の結合指令を、クラッチ制御アクチュエータ３８（図
２参照）に対して発するべきか否かの判断を行う。クラ
ッチ結合指令を発するべきで無いとの判断が行われた際
には、この制御を通過する。また、クラッチ結合指令を
発するべきであるとの判断が行われた際には、ステップ
Ｓ２において、クラッチ２８の入力および出力回転数、
すなわち、係合要素２６，２７の回転数を検出し、ステ
ップＳ３において、クラッチ２８における入力回転数と
出力回転数との差を演算する。 【００２６】次に、ステップＳ４において、係合要素２
６，２７を結合させるにあたっての許容回転数差を設定
する。この許容回転数差は、クラッチ２８の入力および
出力側の回転数がほぼ一致し、クラッチ２８を結合させ
ても殆どショックが発生しないような回転数差であり、
具体的には１００rpm程度である。 【００２７】ステップＳ５では、ステップＳ３で演算し
た回転数差の絶対値が許容回転数差である１００rpmよ
りも大きいか否かを判定する。回転数差が１００rpmよ
りも小さい場合には、ステップＳ７において、クラッチ
制御用アクチュエータ３９（図２参照）を作動させるこ
とによりクラッチ結合を開始する。 【００２８】これに対し、回転数差が１００rpmよりも
大きい場合には、ステップＳ６で回転数差の正負を判定
する。回転数差が正の場合には、クラッチ２８の入力側
回転数が出力側回転数よりも大きいことになるから、ス
テップＳ８およびＳ９において、エンジンＥの回転数を
低下させる制御およびＣＶＴ１８の変速比を減少させる
（Highレシオ側へ変速する）制御のいずれか一方または
双方を行い、クラッチ２８の入力側の回転数、すなわ
ち、係合要素２６の回転数を低下させる。 【００２９】逆に、回転数差が負の場合には、クラッチ
２８の出力側回転数が入力側よりも大きいことになるか
ら、ステップＳ１０およびＳ１１において、エンジンＥ
の回転数を上昇させる制御およびＣＶＴ１８の変速比を
増加させる（Lowレシオ側へ変速する）制御のいずれか
一方または双方を行い、クラッチ２８の入力側の回転
数、すなわち、係合要素２６の回転数を上昇させる。 【００３０】なお、ステップＳ８，Ｓ９またはステップ
Ｓ１０，Ｓ１１において、エンジンＥの回転数およびＣ
ＶＴ１８の変速比のどちらをどの程度変化させるかにつ
いては、例えば、以下のようにして決定する。すなわ
ち、ステップＳ６で回転数差が正と判断された場合、先
ず運転者の要求する駆動力と車速からＣＶＴ１８の目標
変速比を決定し、実際の変速比が目標変速比よりもLow
側にあれば、目標変速比を超えない範囲においてステッ
プＳ９でHighレシオ側へ変速し、同時にステップＳ８で
エンジン回転を低下させる。逆に実際の変速比が目標変
速比よりもHigh側にあれば、ステップＳ９による変速は
行わずに、ステップＳ８によりエンジン回転を低下させ
る。ステップＳ６で回転数差が負と判断された場合も同
様で、実際の変速比が目標の変速比よりもHigh側にあれ
ば、目標変速比を超えない範囲で、ステップＳ１１でLo
w側へ変速し、同時にステップＳ１０でエンジン回転を
上昇させる。逆に実際の変速比が目標変速比よりもLow
側にあれば、ステップＳ１１による変速は行わずに、ス
テップＳ１０によりエンジン回転を上昇させる。 【００３１】そして、回転数差が１００rpmよりも大き
い間は、以上の制御を繰り返し、その間ステップＳ１２
においてクラッチ２８の結合を禁止する。また、以上の
制御を繰り返すことにより、回転数差が許容回転数差で
ある１００rpm以内となった場合には、ステップＳ７に
おいて、係合要素２６，２７の結合動作を開始すること
とする。 【００３２】これにより、係合要素２６，２７の結合に
先立ち、これら係合要素２６，２７の回転数差は、確実
に許容回転数差である１００rpm以下に制御され、その
後に係合要素２６，２７が結合されるため、クラッチ２
８の結合にあたって発生することが懸念される不快なシ
ョックを確実に防止することができる。 【００３３】以上のように、図１に示した制御によれ
ば、係合要素２６，２７を結合させるにあたって、係合
要素２６，２７間の回転数差が所定値（１００rpm）以
上である場合には、エンジンＥの回転数およびＣＶＴ１
８の変速比のいずれか一方または双方を制御することに
より、ＣＶＴ１８側に接続された係合要素２６の回転数
を調整し、回転数差が所定値（１００rpm）以内となっ
た場合に、係合要素２６，２７の結合動作を開始するこ
ととしたため、従来と異なり、クラッチ２８を結合させ
る際に、エンジンＥの回転数およびＣＶＴ１８の変速比
とが一定に定められることが無い。したがって、車両発
進時の運転者の駆動力要求が大きいときに、エンジンＥ
の回転数を上昇させ、高出力運転が可能な状態としたま
ま係合要素２６，２７の結合動作を行うことができ、運
転者の駆動力要求を十分に満たすことが可能となる。ま
た、運転者の駆動力要求が小さいときには、エンジンＥ
の回転数の低い静かな状態で係合要素２６，２７の結合
動作を行うことができる。これにより、走行快適性の向
上を図ることができる。 【００３４】なお、上記実施の形態において、本発明の
趣旨を逸脱しない範囲内で、他の構成を採用するように
してもよい。例えば、上記実施の形態においては、ステ
ップＳ４において設定される許容回転数差が一定値（１
００rpm）に決められていたが、これを変化させるよう
にしてもよい。 【００３５】この場合、図１のステップＳ４の部分を、
図３に示すフローチャートで置換するのが好適である。
図３に示すフローチャートにおいては、まず、ステップ
Ｓ４１において、クラッチ２８において要求される伝達
トルク容量が演算される。この伝達トルク容量の演算
は、具体的には、以下のようにして行う。すなわち、ま
ず、アクセル開度と車速から運転者の要求する駆動力を
決定する。これに駆動輪（タイヤ）半径を乗じて駆動ト
ルクとし、これを最終減速ギア３０の減速比および伝達
効率で除することによりクラッチの伝達容量が計算され
る。 【００３６】次に、ステップＳ４１において演算された
伝達トルク容量に対応した許容回転数差を設定する。こ
の許容回転数差の設定は、図中ステップＳ４１において
示すようなグラフで表されるデータテーブルをあらかじ
め設定しておき、このデータテーブルに基づいて行う。
このデータテーブルは、クラッチ２８における伝達トル
ク容量（横軸）の増加に対して許容回転数差（縦軸）が
単調に増加するような構成となっており、具体的には、
例えば、伝達トルク容量が、７．５kgfmのときに、許容
回転数差が７５rpmに設定され、また、伝達トルク容量
が１５kgfmのときに、許容回転数差が１００rpmに、伝
達トルク容量が３０kgfmのときに、許容回転数差が１５
０rpmに設定されている。（なお、これらの値は、車両
の重量、駆動輪半径等により種々異なる。） 【００３７】このような構成を採用することにより、以
下のような効果が得られる。すなわち、一般に運転者
は、低負荷のクルーズ走行をしている場合には小さなシ
ョックでもこれを敏感に感じ、高負荷の加速走行等の場
合には、多少のショックでもあまり気にならないので、
高負荷走行、すなわち、伝達トルク容量が大きいときに
は、回転数差の所定値を大きく設定するようにしても、
運転者の感じるショックは小さいと考えられる。したが
って、上述のように、伝達トルク容量が大きいほど、許
容回転数差が大に設定することとすれば、運転者がショ
ックを感じない範囲内で、エンジンＥの回転数制御やＣ
ＶＴ１８の変速比制御に要する時間や燃料を省略するこ
とができ、これにより、クラッチ２８の結合動作を迅速
に行い得るとともに、クラッチ２８の結合制御に要する
燃料を削減して燃料消費改善効果を向上させることがで
きる。 【００３８】［第二の実施の形態］次に、上述のハイブ
リッド自動車１０において減速回生時にクラッチ２８の
制御を行う場合の実施の形態を説明する。上述した従来
のハイブリッド自動車においては、減速時にクラッチ４
を開放状態とすることにより、クラッチ４より上流側の
要素、すなわち、無段変速機３やエンジン１といった摩
擦抵抗や慣性質量として作用する部分を分離することが
でき、この状態で、電動機６あるいは駆動／回生用モー
タＭを回転させることにより車体の運動エネルギーを余
すところ無く電気エネルギーに変換（回生）することが
できる。 【００３９】このように、減速時にクラッチを開放して
運動エネルギーを回生する場合、車両の減速度は、電動
機６において設定される回生出力で決まる。回生された
エネルギーは、バッテリ（蓄電装置）の充電に用いられ
るが、バッテリ（蓄電装置）の電気容量が１００％（満
充電状態）となり、電気エネルギーが受け入れなくなっ
た場合には、電動機６の減速回生動作を禁止せざるを得
なくなり、これにより車両の減速度が変化してしまう。
一般に、運転者は、車両に一定の減速度を見込んだ状態
で運転を行っているため、このように車両の減速度が変
化することにより、運転操作性の低下を招く懸念が生ず
る。 【００４０】そこで、上述のハイブリッド自動車１０の
制御装置１１においては、減速回生時における減速度
が、蓄電装置の容量により変化させられることを回避
し、これにより、良好な運転操作性を実現することを課
題として、以下の手段を採用することとした。 【００４１】すなわち、この場合、ハイブリッド自動車
１０の制御装置１１は、内燃機関（エンジンＥ）と、無
段変速機（ＣＶＴ１８）と、電動機（駆動／回生用モー
タＭ）と、前記電動機により発電された電気エネルギー
を蓄電するための蓄電装置（バッテリ４１）とを備え、
前記内燃機関の出力軸が前記無段変速機の入力部（駆動
側プーリ１９）に接続され、前記無段変速機の出力部
（被動側プーリ２１）が、結合・分離自在な一対の係合
要素（係合要素２６，２７）からなる係合部（クラッチ
２８）を介して前記電動機の出力軸に接続され、前記電
動機の出力軸が、駆動輪（駆動輪Ｗ）に結合された駆動
力伝達手段（最終減速ギア３０）に対して接続されたハ
イブリッド自動車１０に適用される制御装置１１であっ
て、前記蓄電装置の残容量を検出する蓄電装置残容量検
出手段と、前記係合要素の結合および分離を制御する係
合要素制御手段とを備えており、前記蓄電装置の残容量
が所定値（例えば、満充電容量の９５％）以上の場合に
は、前記電動機による回生発電を禁止するとともに、前
記係合要素の分離を禁止することを特徴とする。 【００４２】このようにしたために、ハイブリッド自動
車１０の制御装置１１においては、電動機（駆動／回生
用モータＭ）による回生発電が禁止された場合には、係
合要素（係合要素２６，２７）が結合状態とされるため
に、電動機による回生制動力が無くても、係合要素の上
流側に位置する無段変速機や内燃機関などが摩擦抵抗や
慣性質量として作用することにより、制動力を確保でき
る。 【００４３】以下に、ハイブリッド自動車１０の制御装
置１１による減速時の制御内容についてを、図４に基づ
いて説明する。なお、ハイブリッド自動車１０の動力伝
達系の概略構成、および制御装置１１の概略構成につい
ては、上記第一の実施の形態において説明したとおりで
ある。 【００４４】図４において、ステップＳ１１は、車両の
減速状態の判定部分であり、具体的には、アクセルペダ
ルが操作されていない状態を検出し、この場合に、減速
状態であるとの判断を行う。減速状態であるとの判断が
なされた場合には、ステップＳ２に進み、それ以外の場
合には、この制御を通過する。 【００４５】ステップＳ１２においては、バッテリ４１
の充電状態、すなわち、バッテリ４１の残容量を検出す
る。このステップＳ１２は、上記の蓄電装置残容量検出
手段に相当する。そして、次のステップＳ１３におい
て、検出されたバッテリ４１の残容量が、満充電に近い
所定の値以上、具体的には満充電容量の９５％以上か否
かを判定する。 【００４６】バッテリ４１の残容量が９５％以下の場合
は、ステップＳ１６において、駆動／回生用モータＭに
よる回生動作を継続するとともに、ステップＳ１７にお
いて、係合要素２６，２７を分離した状態を維持するよ
うにする。これにより、バッテリ４１の残容量が９５％
以下のときには、クラッチ２８を開放して、駆動輪Ｗ側
と、ＣＶＴ１８、前後進切り替え用プラネタリーギアセ
ット１３、およびエンジンＥ等の摩擦抵抗あるいは慣性
質量として作用する部分とを分離することができ、車両
の運動エネルギーを最大限に回収しつつ車両の減速度を
維持することができる。 【００４７】一方、バッテリ４１の残容量が９５％以上
の場合には、このまま回生動作を継続すると、まもなく
回生した電気エネルギーをバッテリ４１が受け入れるこ
とが不可能となる。したがって、回生動作を禁止せざる
を得なくなるとともに、駆動／回生用モータＭによる回
生制動力が失われることとなる。 【００４８】そこで、この場合には、ステップＳ１４に
おいて駆動／回生用モータＭによる回生動作を禁止する
とともに、ステップＳ１５において係合要素２６，２７
の分離を禁止し、係合要素２６，２７を結合状態に維持
するようにする。これにより、クラッチ２８の上流側に
位置するＣＶＴ１８、前後進切り替え用プラネタリーギ
アセット１３、およびエンジンＥ等の摩擦抵抗あるいは
慣性質量として作用する部分を駆動輪Ｗ側に結合させ
て、通常のエンジンブレーキと同じ効果を得ることがで
き、回生の禁止による減速度の減少を効果的に防止でき
る。なお、この場合、上述のステップＳ１５およびＳ１
７は、上記の係合要素制御手段に相当する。 【００４９】以上説明した実施の形態によれば、バッテ
リ４１の残容量が所定値（９５％）以上の場合には、駆
動／回生用モータＭによる回生発電を禁止するととも
に、係合要素２６，２７の分離を禁止するようにしたた
め、駆動／回生用モータＭによる回生制動力が無くて
も、ＣＶＴ１８やエンジンＥを摩擦抵抗あるいは慣性質
量として作用させることにより、制動力を確保すること
ができ、したがって、回生作動が禁止されることにより
車両の減速度が減少して運転操作性が低下することを防
ぐことができる。 【００５０】 【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るハ
イブリッド自動車の制御装置においては、係合要素を結
合させるにあたって、係合要素間の回転数差が所定値以
上である場合には、内燃機関の回転数および無段変速機
の変速比のいずれか一方または双方を制御することによ
り、無段変速機側に接続された係合要素の回転数を調整
し、回転数差が所定値以内となった場合に、係合要素の
結合動作を開始するようにしたため、従来と異なり、係
合部を結合させる際に、内燃機関の回転数および無段変
速機の変速比と一定に定められることが無い。したがっ
て、車両発進時の運転者の駆動力要求が大きいときに、
内燃機関の回転数を上昇させ、高出力運転が可能な状態
としたまま係合要素の結合動作を行うことができ、運転
者の駆動力要求を十分に満たすことが可能となる。ま
た、運転者の駆動力要求が小さいときには、内燃機関の
回転数の低い静かな状態で係合要素の結合動作を行うこ
とができる。これにより、走行快適性の向上を図ること
ができる。 【００５１】また、伝達トルク容量が大きいほど、係合
要素同士を結合する際の許容回転数差を大に設定するこ
とにしたため、運転者がショックを感じない範囲内で、
内燃機関の回転数制御や無段変速比の変速比制御に要す
る時間や燃料を省略することができる。これにより、係
合要素の結合動作を迅速に行い得るとともに、結合制御
に要する燃料を削減して燃料消費改善効果を向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第一の実施の形態の一例を示す図で
あって、ハイブリッド自動車の制御装置により、係合要
素同士の結合動作を行う際の手順を示すフローチャート
である。 【図２】 本発明のハイブリッド自動車における動力伝
達系の模式図および制御装置のブロック図を併せて示す
図である。 【図３】 本発明の第一の実施の形態の他の例を示す図
であって、係合要素間の許容回転数差を設定する際の手
順を示すフローチャートである。 【図４】 本発明の第二の実施の形態の一例を示す図で
あって、車両の減速時におけるクラッチおよび駆動／回
生用モータの制御手順を示すフローチャートである。 【図５】 本発明の従来の技術を示すハイブリッド自動
車の動力伝達系の模式図および制御システム構成図であ
る。 【図６】 図５において示したハイブリッド自動車の電
子制御装置において実行される処理のフローチャートの
上半分である。 【図７】 同、下半分である。 【符号の説明】 １０ ハイブリッド自動車 １１ 制御装置 １８ ＣＶＴ（無段変速機） １９ 駆動側プーリ（入力部） ２１ 被動側プーリ（出力部） ２６，２７ 係合要素 ２８ クラッチ（係合部） ３０ 最終減速ギア（駆動力伝達手段） ３５ ＥＣＵ Ｅ エンジン（内燃機関） Ｗ 駆動輪 Ｍ 駆動／回生用モータ（電動機） ステップＳ２ 回転数検出手段 ステップＳ７，Ｓ１２ 係合要素制御手段 ステップＳ８，Ｓ１０ 内燃機関回転数制御手段 ステップＳ９，Ｓ１１ 変速比制御手段 ステップＳ４１ 伝達トルク演算手段
あって、ハイブリッド自動車の制御装置により、係合要
素同士の結合動作を行う際の手順を示すフローチャート
である。 【図２】 本発明のハイブリッド自動車における動力伝
達系の模式図および制御装置のブロック図を併せて示す
図である。 【図３】 本発明の第一の実施の形態の他の例を示す図
であって、係合要素間の許容回転数差を設定する際の手
順を示すフローチャートである。 【図４】 本発明の第二の実施の形態の一例を示す図で
あって、車両の減速時におけるクラッチおよび駆動／回
生用モータの制御手順を示すフローチャートである。 【図５】 本発明の従来の技術を示すハイブリッド自動
車の動力伝達系の模式図および制御システム構成図であ
る。 【図６】 図５において示したハイブリッド自動車の電
子制御装置において実行される処理のフローチャートの
上半分である。 【図７】 同、下半分である。 【符号の説明】 １０ ハイブリッド自動車 １１ 制御装置 １８ ＣＶＴ（無段変速機） １９ 駆動側プーリ（入力部） ２１ 被動側プーリ（出力部） ２６，２７ 係合要素 ２８ クラッチ（係合部） ３０ 最終減速ギア（駆動力伝達手段） ３５ ＥＣＵ Ｅ エンジン（内燃機関） Ｗ 駆動輪 Ｍ 駆動／回生用モータ（電動機） ステップＳ２ 回転数検出手段 ステップＳ７，Ｓ１２ 係合要素制御手段 ステップＳ８，Ｓ１０ 内燃機関回転数制御手段 ステップＳ９，Ｓ１１ 変速比制御手段 ステップＳ４１ 伝達トルク演算手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｂ６０Ｋ 6/04 ５３０ Ｂ６０Ｋ 6/04 ５３０
７３１ ７３１
41/00 ３０１ 41/00 ３０１Ａ
３０１Ｃ
３０１Ｄ
41/28 41/28
Ｂ６０Ｌ 15/20 Ｂ６０Ｌ 15/20 Ｋ
Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｈ
29/02 29/02 Ｄ
Ｆ１６Ｄ 48/02 Ｆ１６Ｈ 61/02
Ｆ１６Ｈ 61/02 101:02
// Ｆ１６Ｈ 101:02 Ｆ１６Ｄ 25/14 ６４０Ｎ
(72)発明者 玉川 裕
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式
会社本田技術研究所内
(72)発明者 金丸 善博
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式
会社本田技術研究所内
(56)参考文献 特開 平９−224303（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−61105（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−38304（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−243502（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−107799（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−165566（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60K 6/02 - 6/06
F02D 29/00 - 29/06
B60K 41/00 - 41/28
F16H 59/00 - 61/12
F16H 61/16 - 61/24
F16H 63/40 - 63/48
F16D 48/00 - 48/12
B60L 1/00 - 15/42
B60K 17/04
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 内燃機関と、無段変速機と、電動機とを
備え、前記内燃機関の出力軸が前記無段変速機の入力部
に接続され、前記無段変速機の出力部が、結合・分離自
在な一対の係合要素からなる係合部を介して前記電動機
の出力軸に接続され、前記電動機の出力軸が、駆動輪に
結合された駆動力伝達手段に対して接続されたハイブリ
ッド自動車に適用される制御装置であって、前記係合要
素の結合および分離を制御する係合要素制御手段と、前
記係合要素のそれぞれの回転数を検出する回転数検出手
段と、前記無段変速機の変速比を制御する変速比制御手
段と、前記内燃機関の回転数を制御する内燃機関回転数
制御手段とを備えてなり、前記係合要素制御手段により
前記係合要素を結合させるにあたって、前記係合要素同
士の回転数差が所定値以上である場合には、前記内燃機
関回転数制御手段および前記変速比制御手段のいずれか
一方または双方を用いて、前記内燃機関の回転数および
前記無段変速機の変速比のいずれか一方または双方を制
御することにより、前記係合要素のうち前記無段変速機
側に接続されたものの回転数を調整し、前記回転数差が
前記所定値以内となった場合に、前記係合要素の結合動
作を開始し、前記係合部において要求される伝達トルク
容量を演算する伝達トルク演算手段を備えてなり、演算
された前記伝達トルク容量が大きいほど、前記所定値を
大に設定することを特徴とするハイブリッド自動車の制
御装置。
Priority Applications (1)
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