JP3546598B2 - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両の駆動制御装置に係り、特に、所定車速以上で走行している際に、Ｄレンジ等の駆動状態からＮレンジ等の非駆動状態へ切り換えられた場合に発生する動力源の吹き上がり、或いは非駆動状態から再び駆動状態へ切り換えられた場合に生じるショック等を防止する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行時の動力源として備えており、動力伝達を行う駆動状態と動力伝達を遮断する非駆動状態とを有する動力伝達手段がその動力源と駆動輪との間に配設されているハイブリッド車両が、例えば特開平７−６７２０８号公報等に記載されている。
【０００３】
動力伝達手段としては、変速比を変更可能な変速機、例えばクラッチやブレーキなどの係合手段の係合、解放制御によって変速比が異なる複数の変速段が成立させられる有段自動変速機や、変速比を連続的に変化させるベルト式、トロイダル型などの無段変速機等が広く用いられている。これらの動力伝達手段は、Ｎ（ニュートラル）やＰ（パーキング）などの動力伝達を遮断する非駆動状態と、Ｄ（ドライブ）やＲ（リバース）などの動力伝達を行う駆動状態とを備えているのが普通であり、シフトレバーやマニュアルシフトバルブなどにより運転者の切換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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなハイブリッド車両においては、所定車速以上で走行している際に、上記動力伝達手段が駆動状態から非駆動状態へ切り換えられると、動力源から駆動輪へ動力が伝達されているパワーオン状態では、動力伝達手段の入力回転数の吹き上がりが発生し、また、駆動輪から動力源へ動力が伝達されているパワーオフ状態では、再び動力伝達手段が駆動状態へ切り換えられた場合にショック等が発生してしまうのである。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、動力源と駆動輪との間に変速機等の動力伝達手段が配設されているハイブリッド車両において、所定車速以上で走行している際に、動力伝達手段が駆動状態から非駆動状態へ切り換えられた場合に動力源が吹き上がったり、その後駆動状態へ切り換えられた場合にショック等が発生したりするのを防止することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、（ａ） 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを備え、少なくとも電動モータを車両走行時の動力源として使用する一方、（ｂ） 動力伝達を行う駆動状態と動力伝達を遮断する非駆動状態とを有して、前記動力源と駆動輪との間に配設された動力伝達手段を有するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、（ｃ） 前記動力源から前記駆動輪へ動力伝達が行われるパワーオン状態で、且つ所定車速以上で走行している際に、前記動力伝達手段が駆動状態から非駆動状態へ切り換えられた場合には、動力伝達手段の入力回転数の吹き上がりを防止するように前記電動モータを制御する非駆動時モータ制御手段を有することを特徴とする。
【０００７】
第２発明は、（ａ） 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを備え、少なくとも電動モータを車両走行時の動力源として使用する一方、（ｂ） 動力伝達を行う駆動状態と動力伝達を遮断する非駆動状態とを有して、前記動力源と駆動輪との間に配設された動力伝達手段を有するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、（ｃ） 前記駆動輪から前記動力源へ動力伝達が行われるパワーオフ状態で、且つ所定車速以上で走行している際に、前記動力伝達手段が駆動状態から非駆動状態へ切り換えられた場合には、動力伝達手段の入力回転数が車速に対応した所定範囲内となるように前記電動モータを制御する非駆動時モータ制御手段を有することを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
第１発明では、動力源から駆動輪へ動力伝達が行われるパワーオン状態で、且つ所定車速以上で走行している際に、動力伝達手段が駆動状態から非駆動状態へ切り換えられた場合には、動力伝達手段の入力回転数の吹き上がりを防止するように電動モータが制御されるため、動力源の無用な吹き上がりが防止される。
【０００９】
第２発明では、駆動輪から動力源へ動力伝達が行われるパワーオフ状態で、且つ所定車速以上で走行している際に、動力伝達手段が駆動状態から非駆動状態へ切り換えられた場合には、動力伝達手段の入力回転数が車速に対応した所定範囲内となるように電動モータが制御されるため、再び動力伝達手段が駆動状態へ切り換えられた場合にショック等の発生が防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明は、例えばクラッチにより動力伝達を接続、遮断することによって動力源を切り換えるタイプや、遊星歯車装置などの合成、分配機構によってエンジン及び電動モータの出力を合成したり分配したりするミックスタイプ、電動モータを補助的に使用するアシストタイプ、エンジンは専ら発電のために発電機を回転駆動するシリーズタイプなど、種々のタイプのハイブリッド車両に適用され得る。
【００１１】
また、動力伝達手段としては、油圧式クラッチやブレーキなどの油圧式摩擦係合手段によって駆動状態および非駆動状態、更には変速段が切り換えられる遊星歯車式等の自動変速機が好適に用いられるが、無段変速機や手動変速機などを用いることも可能である。
【００１２】
また、電動モータは、発電機（ジェネレータ）としての機能も有するモータジェネレータが好適に用いられ、非駆動時モータ制御手段は、例えばモータジェネレータを動力源とする走行時にはそのモータジェネレータのトルクを増減制御すれば良く、エンジンのみを動力源としている走行時であってモータジェネレータが無負荷状態でフリー回転させられている場合は、正逆方向のトルクを加えたり回生制動トルクを発生させたりすれば良く、モータジェネレータが発電機として用いられ、回生制動によって発電している場合は、その回生制動トルクを増減制御すれば良い。
【００１３】
また、エンジンが車両走行用の動力源として用いられている場合、第１発明では、上記モータ制御と同時に電子スロットル弁を絞り制御したり、フューエルカットを行ったりすることが望ましい。第２発明では、上記モータ制御と同時に電子スロットル弁を開くとともにフューエルカットを行うことが望ましい。
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である駆動制御装置を備えているハイブリッド駆動装置１０の骨子図である。
【００１５】
図１において、このハイブリッド駆動装置１０はＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両用のもので、燃料の燃焼によって作動する内燃機関等のエンジン１２と、電気エネルギーによって作動する電動モータとしてのモータジェネレータ１４と、シングルピニオン型の遊星歯車装置１６と、自動変速機１８とを車両の前後方向に沿って備えており、出力軸１９から図示しないプロペラシャフトや差動装置などを介して左右の駆動輪（後輪）へ駆動力を伝達する。
【００１６】
遊星歯車装置１６は機械的に力を合成分配する合成分配機構で、モータジェネレータ１４と共に電気式トルコン２４を構成しており、そのリングギヤ１６ｒは第１クラッチＣＥ_１ を介してエンジン１２に連結され、サンギヤ１６ｓはモータジェネレータ１４のロータ軸１４ｒに連結され、キャリア１６ｃは自動変速機１８の入力軸２６に連結されている。また、サンギヤ１６ｓおよびキャリア１６ｃは第２クラッチＣＥ_２ によって連結されるようになっている。
【００１７】
なお、エンジン１２の出力は、回転変動やトルク変動を抑制するためのフライホイール２８およびスプリング、ゴム等の弾性部材によるダンパ装置３０を介して第１クラッチＣＥ_１ に伝達される。第１クラッチＣＥ_１ および第２クラッチＣＥ_２ は、何れも油圧アクチュエータによって係合、解放される摩擦式の多板クラッチである。
【００１８】
自動変速機１８は、前置式オーバードライブプラネタリギヤユニットから成る副変速機２０と、単純連結３プラネタリギヤトレインから成る前進４段、後進１段の主変速機２２とを組み合わせたものである。
【００１９】
具体的には、副変速機２０はシングルピニオン型の遊星歯車装置３２と、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式のクラッチＣ_０ 、ブレーキＢ_０ と、一方向クラッチＦ_０ とを備えて構成されている。また、主変速機２２は、３組のシングルピニオン型の遊星歯車装置３４、３６、３８と、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式のクラッチＣ_１ ， Ｃ_２ 、ブレーキＢ_１ ，Ｂ_２ ，Ｂ_３ ，Ｂ_４ と、一方向クラッチＦ_１ ，Ｆ_２ とを備えて構成されている。
【００２０】
そして、図２に示されているソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４の励磁、非励磁により油圧回路４０が切り換えられたり、シフトレバー４２にプッシュプルケーブル４３（図５参照）などを介して連結されたマニュアルシフトバルブ４４（図５参照）によって油圧回路４０が機械的に切り換えられたりすることにより、クラッチＣ_０ ，Ｃ_１ ，Ｃ_２ 、ブレーキＢ_０ ，Ｂ_１ ，Ｂ_２ ，Ｂ_３ ，Ｂ_４ がそれぞれ係合、解放制御され、図３に示されているようにニュートラル（Ｎ）と前進５段（１ｓｔ〜５ｔｈ）、後進１段（Ｒｅｖ）の各変速段が成立させられる。
【００２１】
なお、上記自動変速機１８や前記電気式トルコン２４は、中心線に対して略対称的に構成されており、図１では中心線の下半分が省略されている。
【００２２】
図３のクラッチ、ブレーキ、一方向クラッチの欄の「○」は係合、「●」はシフトレバー４２がエンジンブレーキレンジ、たとえば「３」、「２」、及び「Ｌ」レンジ等の低速レンジへ操作された場合に係合、そして、空欄は非係合を表している。
【００２３】
その場合に、ニュートラルＮ、後進変速段Ｒｅｖ、及びエンジンブレーキレンジは、シフトレバー４２に機械的に連結されたマニュアルシフトバルブ４４によって油圧回路４０が機械的に切り換えられることによって成立させられ、前進変速段の１ｓｔ〜５ｔｈの相互間の変速はソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４によって電気的に制御される。
【００２４】
また、前進変速段の変速比は１ｓｔから５ｔｈとなるに従って段階的に小さくなり、４ｔｈの変速比ｉ_４ ＝１であり、５ｔｈの変速比ｉ_５ は、副変速機２０の遊星歯車装置３２のギヤ比をρ（＝サンギヤの歯数Ｚ_Ｓ ／リングギヤの歯数Ｚ_Ｒ ＜１）とすると１／（１＋ρ）となる。後進変速段Ｒｅｖの変速比ｉ_Ｒ は、遊星歯車装置３６、３８のギヤ比をそれぞれρ_２ 、ρ_３ とすると１−１／ρ_２ ・ρ_３ である。図３は各変速段の変速比の一例を示したものである。
【００２５】
図４は、図２に表されるシフトレバー４２の操作位置を示している。図において、車両の前後方向の６つの操作位置と車両の左右方向の２つの操作位置との組み合わせにより、シフトレバー４２を８通りの操作位置へ操作可能に支持する図示しない支持装置によってシフトレバー４２が支持されている。
【００２６】
図５は、シフトレバー４２に連結されるマニュアルシフトバルブ４４の作動を説明している。図５において、マニュアルシフトバルブ４４には、油路４５を介して図示しないプライマリレギュレータバルブよりライン圧が加えられている。シフトレバー４２が、中立レンジとしてのＮレンジ或いはＰレンジへ操作されている場合には、スプール４６によって油路４５から油路４７及び油路４８への流路が塞がれるため、クラッチＣ_１ 、Ｃ_２ の何れにも油圧が供給されずに機械的にニュートラルが成立させられる。
【００２７】
一方、シフトレバー４２がＤレンジ或いはエンジンブレーキレンジへ操作されている場合には、スプール４６の動きに合わせて油路４７が導通されるため、クラッチＣ_１ （フォワードクラッチ）へ油圧が供給されて機械的に前進状態が成立させられ、また、シフトレバー４２がＲレンジへ操作されている場合には、スプール４６の動きに合わせて油路４８が導通されるため、クラッチＣ_２ （ダイレクトクラッチ）へ油圧が供給されて機械的に後進状態が成立させられる。
【００２８】
図３の作動表に示されているように、第２変速段（２ｎｄ）と第３変速段（３ｒｄ）との間の変速は、第２ブレーキＢ_２ と第３ブレーキＢ_３ との係合・解放状態を共に変えるクラッチツウクラッチ変速になる。この変速を円滑に行うために、上述した油圧回路４０には図６に示す回路が組み込まれている。
【００２９】
図６において符号７０は１−２シフトバルブを示し、また符号７１は２−３シフトバルブを示し、さらに符号７２は３−４シフトバルブを示している。これらのシフトバルブ７０、７１、７２の各ポートの各変速段での連通状態は、それぞれのシフトバルブ７０、７１、７２の下側に示している通りである。なお、その数字は各変速段を示す。
【００３０】
その２−３シフトバルブ７１のポートのうち第１変速段および第２変速段で入力ポート７３に連通するブレーキポート７４に、第３ブレーキＢ_３ が油路７５を介して接続されている。この油路にはオリフィス７６が介装されており、そのオリフィス７６と第３ブレーキＢ_３ との間にダンパーバルブ７７が接続されている。このダンパーバルブ７７は、第３ブレーキＢ_３ にライン圧が急激に供給された場合に少量の油圧を吸入して緩衝作用を行うものである。
【００３１】
また符号７８はＢ−３コントロールバルブであって、第３ブレーキＢ_３ の係合圧をこのＢ−３コントロールバルブ７８によって直接制御するようになっている。すなわち、このＢ−３コントロールバルブ７８は、スプール７９とプランジャ８０とこれらの間に介装したスプリング８１とを備えており、スプール７９によって開閉される入力ポート８２に油路７５が接続され、またこの入力ポート８２に選択的に連通させられる出力ポート８３が第３ブレーキＢ_３ に接続されている。さらにこの出力ポート８３は、スプール７９の先端側に形成したフィードバックポート８４に接続されている。
【００３２】
一方、前記スプリング８１を配置した箇所に開口するポート８５には、２−３シフトバルブ７１のポートのうち第３変速段以上の変速段でＤレンジ圧を出力するポート８６が油路８７を介して連通させられている。また、プランジャ８０の端部側に形成した制御ポート８８には、リニアソレノイドバルブＳＬＵが接続されている。
【００３３】
したがって、Ｂ−３コントロールバルブ７８は、スプリング８１の弾性力とポート８５に供給される油圧とによって調圧レベルが設定され、且つ制御ポート８８に供給される信号圧が高いほどスプリング８１による弾性力が大きくなるように構成されている。
【００３４】
さらに、図６における符号８９は、２−３タイミングバルブであって、この２−３タイミングバルブ８９は、小径のランドと２つの大径のランドとを形成したスプール９０と第１のプランジャ９１とこれらの間に配置したスプリング９２とスプール９０を挟んで第１のプランジャ９１とは反対側に配置された第２のプランジャ９３とを有している。
【００３５】
この２−３タイミングバルブ８９の中間部のポート９４に油路９５が接続され、また、この油路９５は２−３シフトバルブ７１のポートのうち第３変速段以上の変速段でブレーキポート７４に連通させられるポート９６に接続されている。
【００３６】
さらに、この油路９５は途中で分岐して、前記小径ランドと大径ランドとの間に開口するポート９７にオリフィスを介して接続されている。この中間部のポート９４に選択的に連通させられるポート９８は油路９９を介してソレノイドリレーバルブ１００に接続されている。
【００３７】
そして、第１のプランジャ９１の端部に開口しているポートにリニアソレノイドバルブＳＬＵが接続され、また第２のプランジャ９３の端部に開口するポートに第２ブレーキＢ_２ がオリフィスを介して接続されている。
【００３８】
前記油路８７は第２ブレーキＢ_２ に対して油圧を供給・排出するためのものであって、その途中には小径オリフィス１０１とチェックボール付きオリフィス１０２とが介装されている。また、この油路８７から分岐した油路１０３には、第２ブレーキＢ_２ から排圧する場合に開くチェックボールを備えた大径オリフィス１０４が介装され、この油路１０３は以下に説明するオリフィスコントロールバルブ１０５に接続されている。
【００３９】
オリフィスコントロールバルブ１０５は第２ブレーキＢ_２ からの排圧速度を制御するためのバルブであって、そのスプール１０６によって開閉されるように中間部に形成したポート１０７には第２ブレーキＢ_２ が接続されており、このポート１０７より図での下側に形成したポート１０８に前記油路１０３が接続されている。
【００４０】
第２ブレーキＢ_２ を接続してあるポート１０７より図での上側に形成したポート１０９は、ドレインポートに選択的に連通させられるポートであって、このポート１０９には、油路１１０を介して前記Ｂ−３コントロールバルブ７８のポート１１１が接続されている。尚、このポート１１１は、第３ブレーキＢ_３ を接続してある出力ポート８３に選択的に連通させられるポートである。
【００４１】
オリフィスコントロールバルブ１０５のポートのうちスプール１０６を押圧するスプリングとは反対側の端部に形成した制御ポート１１２が油路１１３を介して、３−４シフトバルブ７２のポート１１４に接続されている。このポート１１４は、第３変速段以下の変速段で第３ソレノイドバルブＳＬ３の信号圧を出力し、また、第４変速段以上の変速段で第４ソレノイドバルブＳＬ４の信号圧を出力するポートである。
【００４２】
さらに、このオリフィスコントロールバルブ１０５には、前記油路９５から分岐した油路１１５が接続されており、この油路１１５を選択的にドレインポートに連通させるようになっている。
【００４３】
なお、前記２−３シフトバルブ７１において第２変速段以下の変速段でＤレンジ圧を出力するポート１１６が、前記２−３タイミングバルブ８９のうちスプリング９２を配置した箇所に開口するポート１１７に油路１１８を介して接続されている。また、３−４シフトバルブ７２のうち第３変速段以下の変速段で前記油路８７に連通させられるポート１１９が油路１２０を介してソレノイドリレーバルブ１００に接続されている。
【００４４】
そして、図６において、符号１２１は第２ブレーキＢ_２ 用のアキュムレータを示し、その背圧室にはリニアソレノイドバルブＳＬＮが出力する油圧に応じて調圧されたアキュムレータコントロール圧が供給されている。このアキュムレータコントロール圧は、リニアソレノイドバルブＳＬＮの出力圧が低いほど高い圧力になるように構成されている。したがって、第２ブレーキＢ_２ の係合・解放の過渡的な油圧は、リニアソレノイドバルブＳＬＮの信号圧が低いほど高い圧力で推移するようになっている。
【００４５】
また、符号１２２はＣ−０エキゾーストバルブを示し、さらに符号１２３はクラッチＣ_０ 用のアキュムレータを示している。Ｃ−０エキゾーストバルブ１２２は２速レンジでの第２変速段のみにおいてエンジンブレーキを効かせるためにクラッチＣ_０ を係合させるように動作するものである。
【００４６】
したがって、上述した油圧回路４０によれば、Ｂ−３コントロールバルブ７８のポート１１１がドレインに連通していれば、第３ブレーキＢ_３ の係合圧をＢ−３コントロ−ルバルブ７８によって直接調圧することができ、また、その調圧レベルをリニアソレノイドバルブＳＬＵによって変えることができる。
【００４７】
また、オリフィスコントロールバルブ１０５のスプール１０６が、図の左半分に示す位置にあれば、第２ブレーキＢ_２ はこのオリフィスコントロールバルブ１０５を介して排圧が可能になり、したがって第２ブレーキＢ_２ からのドレイン速度を制御することができる。
【００４８】
さらに、第２変速段から第３変速段への変速は、第３ブレーキＢ_３ を緩やかに解放すると共に第２ブレーキＢ_２ を緩やかに係合する所謂クラッチツウクラッチ変速が行われるわけであるが、その変速に先立って入力軸２６への入力トルクを予め推定し、その入力トルク推定値に基づいてリニアソレノイドバルブＳＬＵにより駆動される第３ブレーキＢ_３ の解放過渡油圧を制御することにより変速ショックを好適に軽減することができる。
【００４９】
ハイブリッド駆動装置１０は、図２に示されるようにハイブリッド制御用コントローラ５０及び自動変速制御用コントローラ５２を備えている。これらのコントローラ５０、５２は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータを備えて構成され、エンジントルクＴ_Ｅ 、モータトルクＴ_Ｍ 、エンジン回転数Ｎ_Ｅ 、モータ回転数Ｎ_Ｍ 、車速Ｖ（自動変速機１８の出力回転数Ｎ_Ｏ に対応）、アクセル操作量θ_ＡＣ、自動変速機１８の入力回転数Ｎ_Ｉ 、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣ、ブレーキのＯＮ、ＯＦＦ、シフトレバー４２の操作レンジ等の各種の情報を読み込むと共に、予め設定されたプログラムに従って信号処理を行う。
【００５０】
なお、エンジントルクＴ_Ｅ はスロットル弁開度や燃料噴射量などから求められ、モータトルクＴ_Ｍ はモータ電流などから求められ、蓄電量ＳＯＣはモータジェネレータ１４がジェネレータとして機能する充電時のモータ電流や充電効率などから求められる。
【００５１】
前記エンジン１２は、ハイブリッド制御用コントローラ５０によってスロットル弁開度や燃料噴射量、点火時期などが制御されることにより、運転状態に応じて出力が制御される。
【００５２】
前記モータジェネレータ１４は、図７に示すようにＭ／Ｇ制御器（インバータ）５６を介してバッテリー等の蓄電装置５８に接続されており、ハイブリッド制御用コントローラ５０により、その蓄電装置５８から電気エネルギーが供給されて所定のトルクで回転駆動される回転駆動状態と、回生制動（モータジェネレータ１４自体の電気的な制動トルク）によりジェネレータとして機能して蓄電装置５８に電気エネルギーを充電する充電状態と、ロータ軸１４ｒが自由回転することを許容する無負荷状態とに切り換えられる。
【００５３】
また、前記第１クラッチＣＥ_１ 及び第２クラッチＣＥ_２ は、ハイブリッド制御用コントローラ５０により電磁弁等を介して油圧回路４０が切り換えられることにより、係合或いは解放状態が切り換えられる。
【００５４】
前記自動変速機１８は、自動変速制御用コントローラ５２によって前記ソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４、リニアソレノイドバルブＳＬＵ、ＳＬＴ、ＳＬＮの励磁状態が制御され、油圧回路４０が切り換えられたり油圧制御が行われることにより、運転状態に応じて変速段が切り換えられる。
【００５５】
上記ハイブリッド制御用コントローラ５０は、例えば本願出願人が先に出願した特願平７−２９４１４８号に記載されているように、図８に示すフローチャートに従って図９に示す９つの運転モードの１つを選択し、その選択したモードでエンジン１２及び電気式トルコン２４を作動させる。
【００５６】
図８において、ステップＳ１ではエンジン始動要求があったか否かを、例えばエンジン１２を動力源として走行したり、エンジン１２によりモータジェネレータ１４を回転駆動して蓄電装置５８を充電したりするために、エンジン１２を始動すべき旨の指令があったか否かを判断する。
【００５７】
ここで、始動要求があればステップＳ２でモード９を選択する。モード９は、図９から明らかなように第１クラッチＣＥ_１ を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ_２ を係合（ＯＮ）し、モータジェネレータ１４により遊星歯車装置１６を介してエンジン１２を回転駆動すると共に、燃料噴射などのエンジン始動制御を行ってエンジン１２を始動する。
【００５８】
このモード９は、車両停止時には前記自動変速機１８をニュートラルにして行われ、モード１のように第１クラッチＣＥ_１ を解放したモータジェネレータ１４のみを動力源とする走行時には、第１クラッチＣＥ_１ を係合すると共に走行に必要な要求出力以上の出力でモータジェネレータ１４を作動させ、その要求出力以上の余裕出力でエンジン１２を回転駆動することによって行われる。
【００５９】
また、車両走行時であっても、一時的に自動変速機１８をニュートラルにしてモード９を実行することも可能である。このようにモータジェネレータ１４によってエンジン１２が始動させられることにより、始動専用のスタータ（電動モータなど）が不要となり、部品点数が少なくなって装置が安価となる。
【００６０】
一方、ステップＳ１の判断が否定された場合、すなわちエンジン始動要求がない場合には、ステップＳ３を実行することにより、制動力の要求があるか否かを、例えばブレーキがＯＮか否か、シフトレバー４２の操作レンジがＬや２などのエンジンブレーキレンジ（低速変速段のみで変速制御を行うと共にエンジンブレーキや回生制動が作用するレンジ）で、且つアクセル操作量θ_ＡＣが０か否か、或いは単にアクセル操作量θ_ＡＣが０か否か、等によって判断する。
【００６１】
この判断が肯定された場合にはステップＳ４を実行する。ステップＳ４では、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが予め定められた最大蓄電量Ｂ以上か否かを判断し、ＳＯＣ≧ＢであればステップＳ５でモード８を選択し、ＳＯＣ＜ＢであればステップＳ６でモード６を選択する。最大蓄電量Ｂは、蓄電装置５８に電気エネルギーを充電することが許容される最大の蓄電量で、蓄電装置５８の充放電効率などに基づいて例えば８０％程度の値が設定される。
【００６２】
上記ステップＳ５で選択されるモード８は、図９に示されるように第１クラッチＣＥ_１ を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ_２ を係合（ＯＮ）し、モータジェネレータ１４を無負荷状態とし、エンジン１２を停止状態すなわちスロットル弁を閉じると共に燃料噴射量を０とするものであり、これによりエンジン１２の引き擦り回転による制動力、すなわちエンジンブレーキが車両に作用させられ、運転者によるブレーキ操作が軽減されて運転操作が容易になる。また、モータジェネレータ１４は無負荷状態とされ、自由回転させられるため、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが過大となって充放電効率等の性能を損なうことが回避される。
【００６３】
ステップＳ６で選択されるモード６は、図９から明らかなように第１クラッチＣＥ_１ を解放（ＯＦＦ）し、第２クラッチＣＥ_２ を係合（ＯＮ）し、エンジン１２を停止し、モータジェネレータ１４を充電状態とするもので、車両の運動エネルギーでモータジェネレータ１４が回転駆動されることにより、蓄電装置５８を充電するとともにその車両にエンジンブレーキのような回生制動力を作用させるため、運転者によるブレーキ操作が軽減されて運転操作が容易になる。
【００６４】
また、第１クラッチＣＥ_１ が開放されてエンジン１２が遮断されているため、そのエンジン１２の引き擦りによるエネルギー損失がないとともに、蓄電量ＳＯＣが最大蓄電量Ｂより少ない場合に実行されるため、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが過大となって充放電効率等の性能を損なうことがない。
【００６５】
一方、ステップＳ３の判断が否定された場合、すなわち制動力の要求がない場合にはステップＳ７を実行し、エンジン発進が要求されているか否かを、例えばモード３などエンジン１２を動力源とする走行中の車両停止時か否か、すなわち車速Ｖ＝０か否か等によって判断する。
【００６６】
この判断が肯定された場合には、ステップＳ８を実行する。ステップＳ８ではアクセルがＯＮか否か、すなわちアクセル操作量θ_ＡＣが略零の所定値より大きいか否かを判断し、アクセルＯＮの場合にはステップＳ９でモード５を選択し、アクセルがＯＮでなければステップＳ１０でモード７を選択する。
【００６７】
上記ステップＳ９で選択されるモード５は、図９から明らかなように第１クラッチＣＥ_１ を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ_２ を解放（ＯＦＦ）し、エンジン１２を運転状態とし、モータジェネレータ１４の回生制動トルクを制御することにより、車両を発進させるものである。
【００６８】
具体的に説明すると、遊星歯車装置１６のギヤ比をρ_Ｅ とすると、エンジントルクＴ_Ｅ ：遊星歯車装置１６の出力トルク：モータトルクＴ_Ｍ ＝１：（１＋ρ_Ｅ ）：ρ_Ｅ となるため、例えばギヤ比ρ_Ｅ を一般的な値である０．５程度とすると、エンジントルクＴ_Ｅ の半分のトルクをモータジェネレータ１４が分担することにより、エンジントルクＴ_Ｅ の約１．５倍のトルクがキャリア１４ｃから出力される。
【００６９】
すなわち、モータジェネレータ１４のトルクの（１＋ρ_Ｅ ）／ρ_Ｅ 倍の高トルク発進を行うことができるのである。また、モータ電流を遮断してモータジェネレータ１４を無負荷状態とすれば、ロータ軸５６が逆回転させられるだけでキャリア１４ｃからの出力は０となり、車両停止状態となる。
【００７０】
すなわち、この場合の遊星歯車装置１６は発進クラッチおよびトルク増幅装置として機能するのであり、モータトルク（回生制動トルク）Ｔ_Ｍ を０から徐々に増大させて反力を大きくすることにより、エンジントルクＴ_Ｅ の（１＋ρ_Ｅ ）倍の出力トルクで車両を滑らかに発進させることができるのである。
【００７１】
ここで、本実施例では、エンジン１２の最大トルクの略ρ_Ｅ 倍のトルク容量のモータジェネレータ、すなわち必要なトルクを確保しつつできるだけ小型で小容量のモータジェネレータ１４が用いられており、装置が小型で且つ安価に構成される。
【００７２】
また、本実施例ではモータトルクＴ_Ｍ の増大に対応して、スロットル弁開度や燃料噴射量を増大させてエンジン１２の出力を大きくするようになっており、反力の増大に伴うエンジン回転数Ｎ_Ｅ の低下に起因するエンジンストール等を防止している。
【００７３】
ステップＳ１０で選択されるモード７は、図９から明らかなように第１クラッチＣＥ_１ を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ_２ を解放（ＯＦＦ）し、エンジン１２を運転状態とし、モータジェネレータ１４を無負荷状態として電気的にニュートラルとするもので、モータジェネレータ１４のロータ軸１４ｒが逆方向へ自由回転させられることにより、自動変速機１８の入力軸２６に対する出力が零となる。これにより、モード３などエンジン１２を動力源とする走行中の車両停止時に一々エンジン１２を停止させる必要がないとともに、前記モード５のエンジン発進が実質的に可能となる。
【００７４】
一方、ステップＳ７の判断が否定された場合、すなわちエンジン発進の要求がない場合にはステップＳ１１を実行し、要求出力Ｐｄが予め設定された第１判定値Ｐ１以下か否かを判断する。要求出力Ｐｄは、走行抵抗を含む車両の走行に必要な出力で、アクセル操作量θ_ＡＣやその変化速度、車速Ｖ（出力回転数Ｎ_Ｏ ）、自動変速機１８の変速段などに基づいて、予め定められたデータマップや演算式などにより算出される。
【００７５】
また、第１判定値Ｐ１はエンジン１２のみを動力源として走行する中負荷領域とモータジェネレータ１４のみを動力源として走行する低負荷領域の境界値であり、エンジン１２による充電時を含めたエネルギー効率を考慮して、排出ガス量や燃料消費量などができるだけ少なくなるように実験等によって定められている。
【００７６】
ステップＳ１１の判断が肯定された場合、すなわち要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１以下の場合には、ステップＳ１２で蓄電量ＳＯＣが予め設定された最低蓄電量Ａ以上か否かを判断し、ＳＯＣ≧ＡであればステップＳ１３でモード１を選択する。一方、ＳＯＣ＜ＡであればステップＳ１４でモード３を選択する。
【００７７】
最低蓄電量Ａはモータジェネレータ１４を動力源として走行する場合に蓄電装置５８から電気エネルギーを取り出すことが許容される最低の蓄電量であり、蓄電装置５８の充放電効率などに基づいて例えば７０％程度の値が設定される。
【００７８】
上記モード１は、前記図９から明らかなように第１クラッチＣＥ_１ を解放（ＯＦＦ）し、第２クラッチＣＥ_２ を係合（ＯＮ）し、エンジン１２を停止し、モータジェネレータ１４を要求出力Ｐｄで回転駆動させるもので、モータジェネレータ１４のみを動力源として車両を走行させる。
【００７９】
この場合も、第１クラッチＣＥ_１ が解放されてエンジン１２が遮断されるため、前記モード６と同様に引き擦り損失が少なく、自動変速機１８を適当に変速制御することにより効率の良いモータ駆動制御が可能である。
【００８０】
また、このモード１は、要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１以下の低負荷領域で且つ蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ以上の場合に実行されるため、エンジン１２を動力源として走行する場合よりもエネルギー効率が優れていて燃費や排出ガスを低減できるとともに、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａより低下して充放電効率等の性能を損なうことがない。
【００８１】
ステップＳ１４で選択されるモード３は、図９から明らかなように第１クラッチＣＥ_１ および第２クラッチＣＥ_２ を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１２を運転状態とし、モータジェネレータ１４を回生制動により充電状態とするもので、エンジン１２の出力で車両を走行させながら、モータジェネレータ１４によって発生した電気エネルギーを蓄電装置５８に充電する。エンジン１２は、要求出力Ｐｄ以上の出力で運転させられ、その要求出力Ｐｄより大きい余裕動力分だけモータジェネレータ１４で消費されるように、そのモータジェネレータ１４の電流制御が行われる。
【００８２】
一方、前記ステップＳ１１の判断が否定された場合、すなわち要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１より大きい場合には、ステップＳ１５において、要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１より大きく第２判定値Ｐ２より小さいか否か、すなわちＰ１＜Ｐｄ＜Ｐ２か否かを判断する。
【００８３】
第２判定値Ｐ２は、エンジン１２のみを動力源として走行する中負荷領域とエンジン１２およびモータジェネレータ１４の両方を動力源として走行する高負荷領域の境界値であり、エンジン１２による充電時を含めたエネルギー効率を考慮して、排出ガス量や燃料消費量などができるだけ少なくなるように実験等によって予め定められている。
【００８４】
そして、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２であればステップＳ１６でＳＯＣ≧Ａか否かを判断し、ＳＯＣ≧Ａの場合にはステップＳ１７でモード２を選択し、ＳＯＣ＜Ａの場合には前記ステップＳ１４でモード３を選択する。
【００８５】
また、Ｐｄ≧Ｐ２であればステップＳ１８でＳＯＣ≧Ａか否かを判断し、ＳＯＣ≧Ａの場合にはステップＳ１９でモード４を選択し、ＳＯＣ＜Ａの場合にはステップＳ１７でモード２を選択する。
【００８６】
上記モード２は、前記図９から明らかなように第１クラッチＣＥ_１ および第２クラッチＣＥ_２ を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１２を要求出力Ｐｄで運転し、モータジェネレータ１４を無負荷状態とするもので、エンジン１２のみを動力源として車両を走行させる。
【００８７】
また、モード４は、第１クラッチＣＥ_１ および第２クラッチＣＥ_２ を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１２を運転状態とし、モータジェネレータ１４を回転駆動するもので、エンジン１２およびモータジェネレータ１４の両方を動力源として車両を高出力走行させる。
【００８８】
このモード４は、要求出力Ｐｄが第２判定値Ｐ２以上の高負荷領域で実行されるが、エンジン１２およびモータジェネレータ１４を併用しているため、エンジン１２およびモータジェネレータ１４の何れか一方のみを動力源として走行する場合に比較してエネルギー効率が著しく損なわれることがなく、燃費や排出ガスを低減できる。また、蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ以上の場合に実行されるため、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａより低下して充放電効率等の性能を損なうことがない。
【００８９】
上記モード１〜４の運転条件についてまとめると、蓄電量ＳＯＣ≧Ａであれば、Ｐｄ≦Ｐ１の低負荷領域ではステップＳ１３でモード１を選択してモータジェネレータ１４のみを動力源として走行し、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２の中負荷領域ではステップＳ１７でモード２を選択してエンジン１２のみを動力源として走行し、Ｐ２≦Ｐｄの高負荷領域ではステップＳ１９でモード４を選択してエンジン１２およびモータジェネレータ１４の両方を動力源として走行する。
【００９０】
また、ＳＯＣ＜Ａの場合には、要求出力Ｐｄが第２判定値Ｐ２より小さい中低負荷領域でステップＳ１４のモード３を実行することにより蓄電装置５８を充電するが、要求出力Ｐｄが第２判定値Ｐ２以上の高負荷領域ではステップＳ１７でモード２が選択され、充電を行うことなくエンジン１２により高出力走行が行われる。
【００９１】
ステップＳ１７のモード２は、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２の中負荷領域で且つＳＯＣ≧Ａの場合、或いはＰｄ≧Ｐ２の高負荷領域で且つＳＯＣ＜Ａの場合に実行されるが、中負荷領域では一般にモータジェネレータ１４よりもエンジン１２の方がエネルギー効率が優れているため、モータジェネレータ１４を動力源として走行する場合に比較して燃費や排出ガスを低減できる。
【００９２】
また、高負荷領域では、モータジェネレータ１４およびエンジン１２を併用して走行するモード４が望ましいが、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａより小さい場合には、上記モード２によるエンジン１２のみを動力源とする運転が行われることにより、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａよりも少なくなって充放電効率等の性能を損なうことが回避される。
【００９３】
次に、本発明が適用された本実施例の特徴部分、即ち、所定車速以上で走行している際に、自動変速機１８がＤレンジ等の駆動状態からＮレンジ等の非駆動状態へ切り換えられた場合にエンジン１２が吹きあがったり、その後駆動状態へ切り換えられた場合にショック等が発生したりするのを防止する制御作動について、図１０のフローチャートに基づいて説明する。尚、本実施例において、ステップＳＡ７、ＳＡ１０が前記非駆動時モータ制御手段に対応しており、ハイブリッド制御用コントローラ５０によって実行される。また、自動変速機１８は、駆動状態と非駆動状態とを有する動力伝達手段に相当する。
【００９４】
図１０において、ステップＳＡ１では、シフトレバー４２がＮレンジに操作されているか否か、言い換えれば自動変速機１８が非駆動状態のニュートラルとされているか否かが、シフトポジションセンサ６２から供給される信号に基づいて判断される。この判断が否定された場合は、本ルーチンは終了させられるが、この判断が肯定された場合は、続くステップＳＡ２が実行される。
【００９５】
ステップＳＡ２では、車速Ｖが所定値α以上であるか否かが、車速センサ６４から供給される信号に基づいて判断される。所定値αは、例えば５（Ｋｍ／時）程度の比較的低車速に設定されている。この判断が否定された場合は、本ルーチンは終了させられるが、この判断が肯定された場合は、続くステップＳＡ３が実行される。
【００９６】
ステップＳＡ３では、駆動輪から動力源へ動力伝達が行われるパワーオフ状態であるか否かが判断される。この判断は、例えばアクセル操作量センサ６６に基づいて、アクセル操作量θ_ＡＣが略０であるか否かを判断することにより行われる。
【００９７】
このステップＳＡ３の判断が肯定された場合は、ステップＳＡ４において、モータジェネレータ１４のみを動力源として走行する前記モード１が選択されているか否かが、図８の運転モード判断サブルーチンに基づいて判断される。
【００９８】
このステップＳＡ４の判断が否定された場合は、エンジン１２も車両走行時の動力源として利用されているため、ステップＳＡ５において、エンジン１２のポンプ作用による抵抗の発生を防止するために、スロットル弁が電子制御されて全開とされるとともに、続くステップＳＡ６において、フューエルカットが行われて、エンジントルクＴ_Ｅ の発生が防止される。
【００９９】
ステップＳＡ４の判断が肯定された場合、或いは上記ステップＳＡ６に続いて実行されるステップＳＡ７では、車速センサ６４により検出される出力回転数Ｎ_Ｏ と入力回転数センサ６８により検出される入力回転数Ｎ_Ｉ との比（Ｎ_Ｉ ／Ｎ_Ｏ ）が、シフトレバー４２がＤレンジへ操作された場合の自動変速機１８の変速段の変速比と略等しい所定範囲内となるように、モータトルク（回生制動トルクを含む）Ｔ_Ｍ が増減制御されることにより、入力回転数Ｎ_Ｉ が最適値に誘導される。なお、エンジンブレーキが作用しない変速段では、このような入力回転数Ｎ_Ｉ の制御は必ずしも必要でない。
【０１００】
また、上記ステップＳＡ３の判断が否定された場合は、動力源から駆動輪へ動力伝達が行われるパワーオン状態であり、ステップＳＡ８において、モータジェネレータ１４のみを動力源として走行する前記モード１が選択されているか否かが、図８の運転モード判断サブルーチンに基づいて判断される。
【０１０１】
このステップＳＡ８の判断が否定された場合は、エンジン１２も車両走行時の動力源として利用されているため、ステップＳＡ９において、エンジントルクＴ_Ｅ が発生しないようにフューエルカットが行われる。ステップＳＡ９の代わりに、図１０のステップＳＡ９’を実行することにより、スロットル弁を略０まで絞り込んでエンジントルクＴ_Ｅ を低減するようにしても良い。尚、本ブレンチでは、動力源（モータジェネレータ１４）の吹き上がりを防止すれば良く、上述のステップＳＡ７のように入力回転数Ｎ_Ｉ が増大されることはないため、改めてポンプ作用による抵抗の発生を防止する必要もないことから、特に上述のＳＡ５のようなステップは実行されない。
【０１０２】
ステップＳＡ８の判断が肯定された場合、或いは上記ステップＳＡ９に続いて実行されるステップＳＡ１０では、入力回転数センサ６８により検出される入力回転数Ｎ_Ｉ の変化率｜ｄＮ_Ｉ ／ ｄｔ｜が所定値以下となるように、モータトルク（回生制動トルクを含む）Ｔ_Ｍ が増減制御されることにより、動力源（モータジェネレータ１４）の吹き上がりが防止される。尚、ステップＳＡ７と同様に、出力回転数Ｎ_Ｏ と入力回転数Ｎ_Ｉ との比（Ｎ_Ｉ ／Ｎ_Ｏ ）が所定範囲内となるように、モータトルクＴ_Ｍ が増減制御されてもよい。
【０１０３】
上述のように本実施例によれば、動力源から駆動輪へ動力伝達が行われるパワーオン状態で、且つ所定車速α以上で走行している際に、自動変速機１８がＤレンジ等の駆動状態からＮレンジへ切り換えられた場合には、自動変速機１８の入力回転数Ｎ_Ｉ の変化率｜ｄＮ_Ｉ ／ ｄｔ｜が所定値以下となるように、モータトルクＴ_Ｍ が制御されるため、動力源（モータジェネレータ１４）の吹き上がりが防止される。
【０１０４】
また、本実施例によれば、駆動輪から動力源へ動力伝達が行われるパワーオフ状態で、且つ所定車速α以上で走行している際に、自動変速機１８がＤレンジ等の駆動状態からＮレンジへ切り換えられた場合には、出力回転数Ｎ_Ｏ と入力回転数Ｎ_Ｉ との比（Ｎ_Ｉ ／Ｎ_Ｏ ）が変速比に対応する所定範囲内となるようにモータトルクＴ_Ｍ が増減制御されることにより入力回転数Ｎ_Ｉ が最適値に誘導されるため、再び自動変速機１８が駆動状態へ切り換えられた場合にショック等の発生が防止される。
【０１０５】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【０１０６】
例えば、前述の実施例においては、後進１段および前進５段の変速段を有する自動変速機１８が用いられていたが、図１２に示されるように、前記副変速機２０を省略して前記主変速機２２のみから成る自動変速機６０を採用し、図１３に示されるように前進４段および後進１段で変速制御を行うようにすることも可能である。
【０１０７】
本発明は、その主旨を逸脱しない範囲において、その他種々の態様で適用され得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である駆動制御装置を備えているハイブリッド車両のハイブリッド駆動装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１のハイブリッド駆動装置に備えられている制御系統を説明する図である。
【図３】図１の自動変速機の各変速段を成立させる係合要素の作動を説明する図である。
【図４】図２のシフトレバーの操作位置を説明する図である。
【図５】図２のシフトレバーに連結されるマニュアルシフトバルブの作動を説明する図である。
【図６】図１の自動変速機の油圧回路の一部を示す図である。
【図７】図２のハイブリッド制御用コントローラと電気式トルコンとの接続関係を説明する図である。
【図８】図１のハイブリッド駆動装置の基本的な作動を説明するフローチャートである。
【図９】図８のフローチャートにおける各モード１〜９の作動状態を説明する図である。
【図１０】本発明の特徴となる制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図１１】図１０のステップＳＡ９に代用され得るステップを示す図である。
【図１２】図１の実施例とは異なるハイブリッド駆動装置の構成を説明する骨子図である。
【図１３】図１２の自動変速機の各変速段を成立させる係合要素の作動を説明する図である。
【符号の説明】
１２：エンジン
１４：モータジェネレータ（電動モータ）
１８、６０：自動変速機（動力伝達手段）
５０：ハイブリッド制御用コントローラ
ステップＳＡ７、ＳＡ１０：非駆動時モータ制御手段

Claims (2)

1. 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを備え、少なくとも該電動モータを車両走行時の動力源として使用する一方、
   動力伝達を行う駆動状態と動力伝達を遮断する非駆動状態とを有して、前記動力源と駆動輪との間に配設された動力伝達手段を有するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
   前記動力源から前記駆動輪へ動力伝達が行われるパワーオン状態で、且つ所定車速以上で走行している際に、前記動力伝達手段が駆動状態から非駆動状態へ切り換えられた場合には、該動力伝達手段の入力回転数の吹き上がりを防止するように前記電動モータを制御する非駆動時モータ制御手段を有することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
2. 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを備え、少なくとも該電動モータを車両走行時の動力源として使用する一方、
   動力伝達を行う駆動状態と動力伝達を遮断する非駆動状態とを有して、前記動力源と駆動輪との間に配設された動力伝達手段を有するハイブリッド車両の駆動制御装置であって、
   前記駆動輪から前記動力源へ動力伝達が行われるパワーオフ状態で、且つ所定車速以上で走行している際に、前記動力伝達手段が駆動状態から非駆動状態へ切り換えられた場合には、該動力伝達手段の入力回転数が車速に対応した所定範囲内となるように前記電動モータを制御する非駆動時モータ制御手段を有することを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。

Images