JP3812187B2 - 車両用動力源制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、種類の異なる複数の動力源を有する、車両用動力源制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の動力源として一般に使用されている第１の動力源（エンジン）に加えて、第２の動力源として電動機（モータ・ジェネレータ）を搭載した車両が開発されている。この種の車両では、電動機の出力する動力が、車両の走行のためには必ずしも充分ではないが、電動機の出力の制御性がよいこと、電動機によってエネルギの回生をおこなうことできること、電動機は排ガスを生じないことなどの利点を生かして電動機を使用するように構成している。
【０００３】
例えば、発進時などに大きいトルクが必要な場合には、電動機を内燃機関の補助的な動力源として動作させ、また減速時には、電動機を発電機として機能させてエネルギの回生をおこなうなどの制御がおこなわれている。このように、エンジンおよび電動機を動力源とする車両の一例が特開平９−２０９７９０号公報に記載されている。
【０００４】
この公報に記載された車両は、エンジンおよびモータ・ジェネレータと、モータ・ジェネレータと車輪との間に配置された変速機（動力伝達装置）とを備えている。また、モータ・ジェネレータに電力を供給するバッテリと、インバータと、エンジンおよびインバータならびに変速機を制御するコントローラが設けられている。さらに、変速機の制御油圧を発生する油圧発生手段を備えている。一方、上記公報に記載された車両においては、所定の停止条件に基づいて、エンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動・停止が制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報においては、変速機の部品である摩擦材が発熱すると、摩擦材の耐久性が低下するとともに、変速機の作動油の温度が上昇し、作動油が劣化する可能性がある。このため、一般的には油圧発生手段内の作動油を冷却装置により冷却した後、再び作動油を油圧発生手段に戻す制御がおこなわれている。しかしながら、作動油を冷却する冷却装置が、エンジンの動力により駆動される構成である場合は、エンジンの駆動停止にともなって冷却装置の冷却機能が損なわれる。このため、作動油温が高温の状態でエンジンの駆動停止制御がおこなわれると、摩擦材の耐久性の低下や作動油の劣化を招く可能性があるが、上記公報では自動変速機の作動油温と、エンジンの停止制御との関係は考慮されておらず、この点で改善の余地があった。
【０００６】
この発明は上記課題を解決するためのもので、動力伝達装置の性能、および作動油の劣化を回避することの可能な、車両用動力源制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車輪に動力を伝達するエンジンおよびモータ・ジェネレータと、このエンジンおよびモータ・ジェネレータから前記車輪に至る間に配置されている動力伝達装置と、前記エンジンの動力により駆動され、かつ、前記動力伝達装置の作動油を冷却する冷却装置とを備え、少なくとも前記エンジンの動力を前記車輪に伝達し、かつ、前記エンジンの動力により前記冷却装置を駆動する第１の制御パターンと、前記エンジンを停止し、かつ、前記モータ・ジェネレータの動力を前記車輪に伝達する第２の制御パターンとを、車両の状態に基づいて変更することの可能な、車両用動力源制御装置において、前記作動油が高油温である場合は、前記車両の状態が前記第２の制御パターンを選択する状態になったとしても、前記第２の制御パターンの選択を禁止して、前記第１の制御パターンを選択する動力源制御手段を有することを特徴とするものである。また、請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記動力源制御手段は、油温を検出するセンサがフェールしている場合に、前記第２の制御パターンの選択を禁止して前記第１の制御パターンを選択する手段を含むことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の発明によれば、少なくともエンジンの動力を車輪に伝達し、かつ、エンジンの動力により冷却装置を駆動する第１の制御パターンと、エンジンを停止し、かつ、モータ・ジェネレータの動力を車輪に伝達する第２の制御パターンとを、車両の状態に基づいて変更することが可能である。そして、作動油が高油温である場合は、車両の状態が第２の制御パターンを選択する状態になったとしても、第２の制御パターンの選択を禁止して、第１の制御パターンを選択する。また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が生じる他に、油温を検出するセンサがフェールしている場合は、第２の制御パターンの選択を禁止して第１の制御パターンを選択する。さらに、請求項３の発明は、車輪に動力を伝達する第１の動力源および第２の動力源と、この第１の動力源または第２の動力源のうちの少なくとも一方と前記車輪との間に配置されている動力伝達装置と、前記第１の動力源の動力により駆動され、かつ、前記動力伝達装置の油を冷却する機能を有する冷却装置とを備え、少なくとも第１の動力源を駆動する第１の制御パターンと、少なくとも第１の動力源を停止する第２の制御パターンとを相互に変更することの可能な、車両用動力源制御装置において、前記油が高油温である場合は、前記第２の制御パターンの選択を禁止する動力源制御手段を備えていることを特徴とするものである。この請求項３の発明によれば、少なくとも第１の動力源の動力を車輪に伝達し、かつ、第１の動力源の動力により冷却装置を駆動する第１の制御パターンと、第１の動力源を停止し、かつ、第２の動力源の動力を車輪に伝達する第２の制御パターンとを、車両の状態に基づいて変更することが可能である。そして、作動油が高油温である場合は、車両の状態が第２の制御パターンを選択する状態になったとしても、第２の制御パターンの選択を禁止して、第１の制御パターンを選択する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図面を参照して具体的に説明する。図２は、この発明を適用したハイブリッド車Ａ１の基本的な構成を示している。ここに示す例は、エンジン１の出力側にモータ・ジェネレータ（ＭＧ）２が配置され、モータ・ジェネレータ２の出力側にトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）５を介して自動変速機６が配置されている。エンジン１は、燃料の燃焼によって動力を出力する形式の装置であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのほかに、液化石油ガスや天然ガスなどのガス燃料を燃焼させるエンジンなどがその例である。
【００１０】
また、エンジン１は水冷式冷却装置１１０を備えている。この水冷式冷却装置１１０は、エンジン１を冷却する機能と、自動変速機６の作動油（オートマチックトランスミッションフルード：ＡＴＦ）を冷却する機能とを備えている。この水冷式冷却装置１１０は、エンジン１により駆動されるウォーターポンプ１１１と、エンジン１の本体内部に形成されたウォータージャケット（図示せず）と、ウォータージャケットに対してアッパーホース１１２およびロアーホース１１３を介して接続されたラジエータ１１４とを有する。上記構成により、エンジン１本体熱により温度上昇した冷却水が、ウォーターポンプ１１１によりラジエータ１１４に送られて冷却された後、再びエンジン１の本体内部に戻される。一方、エンジン１を始動するスタータモータ１１５が設けられている。このスタータモータ１１５としては、マグネチックシフト式またはリダクションギヤ式などの公知の構造を有する直流モータが例示される。
【００１１】
図３は、エンジン１からトルクコンバータ５に至るパワートレーンの配置構成を示すブロック図であり、図４はエンジン１から自動変速機６に至るパワートレーンのスケルトン図である。エンジン１のクランクシャフト１３にフライホイール３が連結されているとともに、このフライホイール３に制振機構（ダンパ）４が連結されている。また、エンジン１とモータ・ジェネレータ２との間には、係合・解放可能なクラッチ１００が設けられている。
【００１２】
モータ・ジェネレータ２は、エンジン１とは異なる種類の動力源であり、電気的エネルギを回転運動などの運動エネルギに変換して出力することのできる電動機としての機能と、運動エネルギを電気的エネルギに変換する発電機としての機能（回生機能）とを有する。前記モータ・ジェネレータ２として、例えば永久磁石型同期モータが使用され、その出力側部材であるロータの回転角度を検出するためのレゾルバ７がモータ・ジェネレータ２と並列に配列されている。そして、レゾルバ７のロータもモータ・ジェネレータ２のロータと同様に、ダンパ４とトルクコンバータ５とを連結している部材もしくはトルクコンバータ５の入力側の部材に連結されている。
【００１３】
さらに、モータ・ジェネレータ２にはインバータ１０１を介してバッテリ１０２が接続され、モータ・ジェネレータ２およびインバータ１０１ならびにバッテリ１０２を制御するコントローラ１０３が設けられている。バッテリ１０２の定格電圧は、例えば２８８Ｖに設定されている。前記インバータ１０１は、バッテリ１０２の直流電流を３相交流電流に変換してモータ・ジェネレータ２に供給する一方、モータ・ジェネレータ２で発電された３相交流電流を直流電流に変換してバッテリ１０２に供給する３相ブリッジ回路を備えている。この３相ブリッジ回路は、例えば６個のパワートランジスタを電気的に接続して構成され、これらのパワートランジスタのオン・オフを切り換えることにより、モータ・ジェネレータ２とバッテリ１０２との間の電流の向きを切り換える。このようにして、３相交流電流と直流電流との相互の変換と、モータ・ジェネレータ２に印可される３相交流電流の周波数の調整と、モータ・ジェネレータ２に印可される３相交流電流の大きさの調整と、モータ・ジェネレータ２の回生制動トルクの大きさの調整とがおこなわれる。
【００１４】
そして、モータ・ジェネレータ２を電動機として機能させる場合は、バッテリ１０２からの直流電圧を交流電圧に変換してモータ・ジェネレータ２に供給する。また、モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させる場合は、回転子の回転により発生した誘導電圧をインバータ１０１により直流電圧に変換してバッテリ１０２に充電する。さらに、コントローラ１０３は、バッテリ１０２からモータ・ジェネレータ２に供給される電流値、またはモータ・ジェネレータ２により発電される電流値を検出または制御する機能を備えている。また、コントローラ１０３は、モータ・ジェネレータ２の回転数を制御する機能と、バッテリ１０２の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を検出および制御する機能とを備えている。上記のモータ・ジェネレータ２は、車輪１０４に伝達する動力を出力する機能と、車輪１０４から入力される運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有する。なお、モータ・ジェネレータ２によりエンジン１を始動させることも可能であり、この場合はクラッチ１００が係合される。
【００１５】
一方、前記トルクコンバータ５は、フロントカバー３３、ポンプインペラ３５、タービンランナ４８、ステータ３５Ａ、一方向クラッチ４３、ロックアップクラッチ４９などを有する公知の構造のものである。また、前記自動変速機６は変速機入力軸４４を有し、その先端部にハブ４６が取り付けられている。そして、このハブ４６に対して、タービンランナ４８とロックアップクラッチ４９とが連結されている。また、自動変速機６は、後述する歯車変速機部５５と油圧制御部５６とを備えており、歯車変速機部５５から後方側に延びた出力軸５７を介して動力を出力し、その動力が車輪１０４に伝達されるようになっている。
【００１６】
さらに、油圧制御部５６は、オイルポンプ（図示せず）により汲み出された作動油を油圧回路を介して所定の部位に供給もしくは排出することにより、前記ロックアップクラッチ４９の係合・解放の制御および変速制御ならびに摩擦係合装置の係合圧の制御をおこなうためのものである。この油圧制御部５６は、複数の電磁バルブや切り換えバルブならびに調圧バルブを備え、電磁バルブを電気的に制御することにより、上記の各制御を実行するように構成されている。この油圧制御部５６としては、従来知られている自動変速機用の油圧制御装置を採用することができる。
【００１７】
前記作動油としてのＡＴＦは、上記機能の他に、自動変速機６の構成部品を潤滑および冷却する機能をも備えている。一方、油圧制御部５６はオイルクーラーチューブ１１５，１１６を介してラジエータ１１４に接続されている。そして、前記オイルポンプにより汲み出されたＡＴＦが、オイルクーラーチューブ１１５を介してラジエータ１１４に送られて冷却された後、ＡＴＦがオイルクーラーチューブ１１６を介して油圧制御部５６に戻される。
【００１８】
前記自動変速機６は後進段を含む複数の変速段を設定することができるように構成されている。その歯車変速機部５５の一例を図４に示してある。ここに示す構成では、前進５段・後進１段の変速段を設定するように構成されている。すなわちここに示す自動変速機６は、トルクコンバータ５に続けて副変速部６１と、主変速部６２とを備えている。その副変速部６１は、いわゆるオーバードライブ部であって１組のシングルピニオン型遊星歯車機構６３によって構成され、キャリヤ６４が前記変速機入力軸４４に連結され、またこのキャリヤ６４とサンギヤ６５との間に一方向クラッチＦ0 と一体化クラッチＣ0 とが並列に配置されている。なお、この一方向クラッチＦ0 はサンギヤ６５がキャリヤ６４に対して相対的に正回転（変速機入力軸４４の回転方向の回転）する場合に係合するようになっている。またサンギヤ６５の回転を選択的に止める多板ブレーキＢ0 が設けられている。そしてこの副変速部６１の出力要素であるリングギヤ６６が、主変速部６２の入力要素である中間軸６７に接続されている。
【００１９】
したがって副変速部６１は、多板クラッチＣ0 もしくは一方向クラッチＦ0 が係合した状態では遊星歯車機構６３の全体が一体となって回転するため、中間軸６７が変速機入力軸４４と同速度で回転し、低速段となる。またブレーキＢ0 を係合させてサンギヤ６５の回転を止めた状態では、リングギヤ６６が変速機入力軸４４に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００２０】
他方、主変速部６２は三組の遊星歯車機構７０，８０，９０を備えており、それらの回転要素が以下のように連結されている。すなわち第１遊星歯車機構７０のサンギヤ７１と第２遊星歯車機構８０のサンギヤ８１とが互いに一体的に連結され、また第１遊星歯車機構７０のリングギヤ７３と第２遊星歯車機構８０のキャリヤ８２と第３遊星歯車機構９０のキャリヤ９２との三者が連結され、かつそのキャリヤ９２に出力軸５７が連結されている。さらに第２遊星歯車機構８０のリングギヤ８３が第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９１に連結されている。
【００２１】
この主変速部６２の歯車列では後進段と前進側の四つの変速段とを設定することができ、そのためのクラッチおよびブレーキが以下のように設けられている。先ずクラッチについて述べると、互いに連結されている第２遊星歯車機構８０のリングギヤ８３および第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９１と中間軸６７との間に第１クラッチＣ1 が設けられ、また互いに連結された第１遊星歯車機構７０のサンギヤ７１および第２遊星歯車機構８０のサンギヤ８１と中間軸６７との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。
【００２２】
つぎにブレーキについて述べると、第１ブレーキＢ1 はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機構７０および第２遊星歯車機構８０のサンギヤ７１，８１の回転を止めるように配置されている。またこれらのサンギヤ７１，８１（すなわち共通サンギヤ軸）とトランスミッションハウジング１０との間には、第１一方向クラッチＦ1 と多板ブレーキである第２ブレーキＢ2 とが直列に配列されており、その第１一方向クラッチＦ1 はサンギヤ７１，８１が逆回転（変速機入力軸４４の回転方向とは反対方向の回転）しようとする際に係合するようになっている。多板ブレーキである第３ブレーキＢ3 は第１遊星歯車機構７０のキャリヤ７２とトランスミッションハウジング１０との間に設けられている。そして第３遊星歯車機構９０のリングギヤ９３の回転を止めるブレーキとして多板ブレーキである第４ブレーキＢ4 と第２一方向クラッチＦ2 とがトランスミッションハウジング１０との間に並列に配置されている。なお、この第２一方向クラッチＦ2 はリングギヤ９３が逆回転しようとする際に係合するようになっている。
【００２３】
上述した各変速部６１，６２の回転部材のうち副変速部６１のクラッチＣ0 の回転数を検出するタービン回転数センサ６８と、出力軸５７の回転数を検出する出力軸回転数（車速）センサ６９とが設けられている。そして、出力軸５７にはプロペラシャフト（図示せず）などの動力伝達装置が接続され、この動力伝達装置を介して動力が車輪１０４に伝達されるように構成されている。
【００２４】
上記の自動変速機６では、各クラッチやブレーキを図５の作動図表に示すように係合・解放することにより前進５段・後進１段の変速段を設定することができる。なお、図５において○印は係合状態、空欄は解放状態、◎印はエンジンブレーキ時の係合状態、△印は係合するものの動力伝達に関係しないことをそれぞれ示す。
【００２５】
自動変速機６において、Ｐ（パーキング）、Ｒ（リバース：後進段）、Ｎ（ニュートラル）ならびに第１速（１ｓｔ）ないし第５速（５ｔｈ）の各シフト状態は、図示しないシフト装置のレバーをマニュアル操作することにより設定される。このシフトレバーによって、例えばＰ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌポジションを選択することが可能である。
【００２６】
ここで、Ｄポジションは車速やアクセル開度などの車両の走行状態に基づいて前進第１速ないし第５速を設定するためのポジションであり、また４ポジションは、第１速ないし第４速、３ポジションは第１速ないし第３速、２ポジションは第１速および第２速、Ｌポジションは第１速をそれぞれ設定するためのポジションである。なお、３ポジションないしＬポジションは、エンジンブレーキレンジを設定するポジションであり、それぞれのポジションで設定可能な変速段のうち最も高速側の変速段でエンジンブレーキを効かせるように構成されている。
【００２７】
上記のエンジン１、モータ・ジェネレータ２、自動変速機６、クラッチ１００、スタータモータ１１５などの各装置は、車両の状態を示す各種の検出信号や、予め設定されているデータならびに制御パターンに基づいて制御される。例えば図６に示すように、マイクロコンピュータを主体とする総合制御装置（ＥＣＵ）６０に各種の信号を入力し、その入力された信号に基づく演算結果を制御信号として出力するようになっている。この入力信号の例を挙げれば、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）コンピュータからの信号、車両安定化制御（ＶＳＣ：商標）コンピュータからの信号、エンジン回転数ＮE の信号、エンジン水温の信号、イグニッションスイッチからの信号、バッテリ１０２のＳＯＣ（State of Charge：充電状態）信号、ヘッドライトのオン・オフ信号、デフォッガのオン・オフ信号、エアコンのオン・オフ信号、車速信号、自動変速機６の作動油温の信号、シフトレバーにより選択されるシフトポジション、サイドブレーキのオン・オフ信号、フットブレーキのオン・オフ信号、触媒（排気浄化触媒）温度信号、アクセル開度の信号、カム角センサからの信号、スポーツシフト信号、車両加速度センサからの信号、モータ・ジェネレータ２の回生制動トルクを調整するための動力源ブレーキ力スイッチからの信号、タービン回転数ＮT センサ６８からの信号、レゾルバ７の信号などである。
【００２８】
また、出力信号の例を挙げると、クラッチ１００への制御信号、点火装置への制御信号、噴射（燃料の噴射）装置への制御信号、コントローラ１０３への信号、減速装置１０５への信号、油圧制御部５６の自動変速機（ＡＴ）ソレノイドへの信号、油圧制御部５６のＡＴライン圧コントロールソレノイドへの信号、ＡＢＳアクチュエータへの信号、エアコン用コンプレッサなどの補機を制御する信号、エンジン１またはモータ・ジェネレータ２が動力源として使用されているか否か、あるいはエンジン１の自動停止制御（後述）がおこなわれているか否かを表示する動力源インジケータへの信号、スポートモードインジケータへの信号、ＶＳＣアクチュエータへの信号、油圧制御部５６のＡＴロックアップコントロールバルブへの信号、スタータモータ１１５に対する制御信号などである。
【００２９】
そして、アクセル開度、シフトポジション、車速などの信号が総合制御装置６０に入力されると、これらの信号に対応するエンジン出力、モータ・ジェネレータ２の出力が演算され、総合制御装置６０から制御信号が出力されて車両の駆動力が制御される。また、総合制御装置６０においては、フットブレーキペダルの信号、車速などに基づいて車両に対する減速要求が演算され、その減速要求に対応して油圧ブレーキ装置（図示せず）により負担するべき制動力と、モータ・ジェネレータ２により負担するべき制動力（回生制動トルク）とが演算される。
【００３０】
ここで、実施形態の構成とこの発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、エンジン１がこの発明の第１の動力源に相当し、モータ・ジェネレータ２がこの発明の第２の動力源に相当し、自動変速機６がこの発明の動力伝達装置に相当する。
【００３１】
つぎに、上記ハード構成を有するハイブリッド車Ａ１の制御内容を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、総合制御装置６０に入力される信号が処理される（ステップ２０１）。そして、所定の条件に基づいて、エンジン１またはモータ・ジェネレータ２のうちの少なくとも一方の動力源により、車両が走行する駆動モードが選択される。例えば、車速およびアクセル開度をパラメータとするマップに基づいて、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の駆動モードが選択される。
【００３２】
すなわち、アクセル開度および車速に基づいて要求パワーを演算するとともに、この要求パワーの全部をエンジン１で発生させる第１の駆動モードと、加速時などのように、要求パワーの一部をエンジン１で発生させ、その不足分をモータ・ジェネレータ２の動力により補う第２の駆動モードと、停車時、または軽負荷走行中などのように、エンジン効率の低い状態において、要求パワーの全部をモータ・ジェネレータ２により発生させる第３の駆動モードとを選択することが可能である。言い換えれば、第１の制御パターンと第２の制御パターンの切り換えにより、エンジン１の自動停止・自動復帰がおこなわれる。上記第１の駆動モードおよび第２の駆動モードが、この発明の第１の制御パターンに相当し、第３の駆動モードがこの発明の第２の制御パターンに相当する。
【００３３】
ステップ２０１についで、自動変速機６のＡＴＦ温度を検出する油温センサがフェールしているか否かが判断される（ステップ２０２）。この油温センサのフェールとしては、信号送信回線の断線やコネクタの外れ、あるいは電気回路のショートなどが例示される。
【００３４】
ステップ２０２で否定判断された場合は、ＡＴＦ温度が所定値TEMP１以下であるか否かが判断される（ステップ２０３）。この所定値TEMP１は総合制御装置６０に予め設定されており、所定値TEMP１は例えば１３０℃である。ステップ２０３で肯定判断された場合は、車両の状態が、前述した第１の駆動モードを選択する状態にあるか否かが判断される（ステップ２０４）。ステップ２０４で肯定判断された場合は、エンジン１が単独で駆動してその動力により車両が走行し（ステップ２０５）、リターンされる。
【００３５】
前記ステップ２０４で否定判断された場合は、車両の状態が、前記第３の駆動モードを選択する状態にあるか否かが判断される（ステップ２０６）。ステップ２０６で肯定判断された場合は、モータ・ジェネレータ２が単独で駆動してその動力により車両が走行し（ステップ２０７）、リターンされる。これに対して、ステップ２０６で否定判断された場合は、第２の駆動モードが選択され、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２が駆動してその動力により車両が走行し（ステップ２０８）、リターンされる。
【００３６】
一方、前記ステップ２０３で否定判断された場合は、エンジン１の駆動停止を禁止し（ステップ２０９）、リターンされる。つまり、アクセル開度および車速をパラメータとするマップにより、車両の状態が第３の駆動モードに対応する状態になったとしても、第３の駆動モードが禁止され、第１の駆動モードまたは第２の駆動モードが選択される。
【００３７】
このように、エンジン１の駆動が停止する第３の駆動モードが禁止される理由は次の通りである。すなわち、自動変速機６の作動油であるＡＴＦが、ラジエータ１１４により冷却される構成になっている。このため、登坂路などを走行してＡＴＦの温度が上昇した後にエンジン１が停止された場合は、ウォーターポンプ１１１が停止してＡＴＦを冷却することができなくなる。その結果、自動変速機６の内部に配置されている摩擦材の耐久性が低下したり、ＡＴＦ自体が劣化する可能性がある。そこで、この制御例においては、ＡＴＦ温度が所定値TEMP１を越えている場合にエンジン１の停止を禁止することにより、上記不具合を未然に回避することができる。
【００３８】
また、前記ステップ２０２で肯定判断された場合も、エンジン１の駆動停止を禁止し（ステップ２１０）、リターンされる。つまり、ＡＴＦ温度センサがフェールしている場合は、ＡＴＦ温度を推定もしくは検出することが困難であるため、上記の不都合を未然に回避するフェールセイフという観点から、エンジン１の駆動停止を禁止する。つまり、アクセル開度および車速をパラメータとするマップにより、車両の状態が第３の駆動モードに対応する状態になったとしても、第３の駆動モードが禁止され、第１の駆動モードまたは第２の駆動モードが選択される。
【００３９】
ここで、図１のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明する。図１のステップ２０２，２０３，２０９，２１０がこの発明の動力源制御手段に相当する。以上のように、図１の制御例によれば、車両の状態が、エンジン１の駆動が停止される第３の駆動モードを選択するべき状態になったとしても、ＡＴＦ温度が所定値を越えている場合は、第３の駆動モードの選択が禁止される。このため、ウォーターポンプ１１１が駆動状態に制御されてラジエータ１１４の冷却機能が保持され、自動変速機６の内部に配置されている摩擦材の耐久性の低下や、ＡＴＦ自体の劣化を回避することができる。
【００４０】
図７はエンジン１の単独駆動モードから、モータ・ジェネレータ２の単独駆動モードに変更され、再度エンジン１の単独駆動モードに変更する場合のタイムチャートを示している。まず、ＡＴＦ温度が所定値TEMP１を越えている状態では、エンジン駆動指令がオンされており、所定のエンジン回転数に制御されている。また、モータ・ジェネレータ２が停止し、ロックアップクラッチ４９がオフされている。
【００４１】
その後、ＡＴＦ温度が徐々に低下して、時刻ｔ１において、ＡＴＦ温度が所定値TEMP１以下になると、エンジン１の単独駆動モードからモータ・ジェネレータ２の単独駆動モードに変更する判断が成立し、時刻ｔ２においてエンジン駆動指令がオンからオフに切り換えられ、エンジン回転数が徐々に低下している。また、これと同時にモータ・ジェネレータ２の駆動が開始され、モータ・ジェネレータ２のトルクが正側に徐々に増加している。なお、ＡＴＦ油温は時刻ｔ２以降は、ほぼ一定値に保たれている。
【００４２】
その後、時刻ｔ３においてエンジン回転数が零になるとともに、ロックアップクラッチ４９がオフからオン側に変更され、さらに時刻ｔ４以降はモータ・ジェネレータ２の正のトルクがほぼ一定に制御され、かつ、ロックアップクラッチ４９が係合状態に制御されている。
【００４３】
そして、時刻ｔ５において、モータ・ジェネレータ２の単独駆動モードからエンジン１の単独駆動モードに変更する判断が成立すると、モータ・ジェネレータ２のトルクが徐々に零側に変化し、かつ、ロックアップクラッチ４９の係合圧が低下される。ついで、時刻ｔ６において、エンジン駆動指令がオフからオンに変更されると、エンジン回転数が徐々に増加するとともに、ロックアップクラッチ４９がオフされる。さらに、時刻ｔ７以降は一定のエンジン回転数に制御され、モータ・ジェネレータ２のトルクが零に制御されている。
【００４４】
図８は、モータ・ジェネレータ２の特性とトルクコンバータ５の特性との関係を示す線図である。図８の線図においては、横軸にはモータ・ジェネレータ２の回転数およびトルクコンバータ５の入力回転数が示され、縦軸にはモータ・ジェネレータ２の出力トルクおよびトルクコンバータ５の入力トルクが示されている。図８の線図において、点Ａは、ロックアップクラッチ４９がオン（完全係合）されている場合の特性を示し、モータ・ジェネレータ２の回転数およびトルクコンバータ５の入力回転数は零である。また、点Ａにおけるモータ・ジェネレータ２の出力トルクおよびトルクコンバータ５の入力トルクはＴＡになる。
【００４５】
点Ｂは、ロックアップクラッチ４９がオフ（完全解放）されている場合の特性を示し、トルクコンバータ５から必要なクリープトルクが出力されるように、モータ・ジェネレータ２の回転数およびトルクコンバータ５の入力回転数が制御される。点Ｂに対応するモータ・ジェネレータ２の回転数およびトルクコンバータ５の入力回転数は、４００〜５００ｒｐｍ程度である。また点Ｂに対応するモータ・ジェネレータ２の出力トルクおよびトルクコンバータ５の入力トルクは、ＴＢになる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、作動油が高油温である場合は、第２の制御パターンを選択するための条件が成立した場合でも、第２の制御パターンの選択が禁止され、第１の制御パターンが選択されて、エンジンおよびモータ・ジェネレータのうち、少なくともエンジンの動力を車輪に伝達し、かつ、エンジンの動力により冷却装置を駆動することができる。このため、冷却装置により作動油が冷却され、動力伝達装置の機能の低下や作動油自体の劣化を回避することができる。また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、油温を検出するセンサがフェールしている場合に、第２の制御パターンの選択が禁止される。さらに、請求項３の発明によれば、作動油が高油温である場合は、車両の状態が第２の制御パターンを選択する状態になったとしても、第２の制御パターンの選択を禁止して、第１の制御パターンを選択する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一制御例を示すフローチャートである。
【図２】 この発明を適用したハイブリッド車の構成を原理的に示すブロック図である。
【図３】 この発明の第２の動力源の制御系統を示すブロック図である。
【図４】 この発明の一例における自動変速機のギヤトレーンを示すスケルトン図である。
【図５】 図４の自動変速機の各変速段を設定するためのクラッチおよびブレーキの係合・解放を示す図表である。
【図６】 図２に示されたハイブリッド車の総合制御装置の入出力信号を示す図である。
【図７】 図２に示されたハイブリッド車の制御例を示すタイムチャートである。
【図８】 図４に示されたモータ・ジェネレータの特性とトルクコンバータの特性との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２…モータ・ジェネレータ、 ６…自動変速機、 １０４…車輪、 １１０…水冷式冷却装置。
【発明の属する技術分野】
この発明は、種類の異なる複数の動力源を有する、車両用動力源制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の動力源として一般に使用されている第１の動力源（エンジン）に加えて、第２の動力源として電動機（モータ・ジェネレータ）を搭載した車両が開発されている。この種の車両では、電動機の出力する動力が、車両の走行のためには必ずしも充分ではないが、電動機の出力の制御性がよいこと、電動機によってエネルギの回生をおこなうことできること、電動機は排ガスを生じないことなどの利点を生かして電動機を使用するように構成している。
【０００３】
例えば、発進時などに大きいトルクが必要な場合には、電動機を内燃機関の補助的な動力源として動作させ、また減速時には、電動機を発電機として機能させてエネルギの回生をおこなうなどの制御がおこなわれている。このように、エンジンおよび電動機を動力源とする車両の一例が特開平９−２０９７９０号公報に記載されている。
【０００４】
この公報に記載された車両は、エンジンおよびモータ・ジェネレータと、モータ・ジェネレータと車輪との間に配置された変速機（動力伝達装置）とを備えている。また、モータ・ジェネレータに電力を供給するバッテリと、インバータと、エンジンおよびインバータならびに変速機を制御するコントローラが設けられている。さらに、変速機の制御油圧を発生する油圧発生手段を備えている。一方、上記公報に記載された車両においては、所定の停止条件に基づいて、エンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動・停止が制御される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報においては、変速機の部品である摩擦材が発熱すると、摩擦材の耐久性が低下するとともに、変速機の作動油の温度が上昇し、作動油が劣化する可能性がある。このため、一般的には油圧発生手段内の作動油を冷却装置により冷却した後、再び作動油を油圧発生手段に戻す制御がおこなわれている。しかしながら、作動油を冷却する冷却装置が、エンジンの動力により駆動される構成である場合は、エンジンの駆動停止にともなって冷却装置の冷却機能が損なわれる。このため、作動油温が高温の状態でエンジンの駆動停止制御がおこなわれると、摩擦材の耐久性の低下や作動油の劣化を招く可能性があるが、上記公報では自動変速機の作動油温と、エンジンの停止制御との関係は考慮されておらず、この点で改善の余地があった。
【０００６】
この発明は上記課題を解決するためのもので、動力伝達装置の性能、および作動油の劣化を回避することの可能な、車両用動力源制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車輪に動力を伝達するエンジンおよびモータ・ジェネレータと、このエンジンおよびモータ・ジェネレータから前記車輪に至る間に配置されている動力伝達装置と、前記エンジンの動力により駆動され、かつ、前記動力伝達装置の作動油を冷却する冷却装置とを備え、少なくとも前記エンジンの動力を前記車輪に伝達し、かつ、前記エンジンの動力により前記冷却装置を駆動する第１の制御パターンと、前記エンジンを停止し、かつ、前記モータ・ジェネレータの動力を前記車輪に伝達する第２の制御パターンとを、車両の状態に基づいて変更することの可能な、車両用動力源制御装置において、前記作動油が高油温である場合は、前記車両の状態が前記第２の制御パターンを選択する状態になったとしても、前記第２の制御パターンの選択を禁止して、前記第１の制御パターンを選択する動力源制御手段を有することを特徴とするものである。また、請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記動力源制御手段は、油温を検出するセンサがフェールしている場合に、前記第２の制御パターンの選択を禁止して前記第１の制御パターンを選択する手段を含むことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の発明によれば、少なくともエンジンの動力を車輪に伝達し、かつ、エンジンの動力により冷却装置を駆動する第１の制御パターンと、エンジンを停止し、かつ、モータ・ジェネレータの動力を車輪に伝達する第２の制御パターンとを、車両の状態に基づいて変更することが可能である。そして、作動油が高油温である場合は、車両の状態が第２の制御パターンを選択する状態になったとしても、第２の制御パターンの選択を禁止して、第１の制御パターンを選択する。また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が生じる他に、油温を検出するセンサがフェールしている場合は、第２の制御パターンの選択を禁止して第１の制御パターンを選択する。さらに、請求項３の発明は、車輪に動力を伝達する第１の動力源および第２の動力源と、この第１の動力源または第２の動力源のうちの少なくとも一方と前記車輪との間に配置されている動力伝達装置と、前記第１の動力源の動力により駆動され、かつ、前記動力伝達装置の油を冷却する機能を有する冷却装置とを備え、少なくとも第１の動力源を駆動する第１の制御パターンと、少なくとも第１の動力源を停止する第２の制御パターンとを相互に変更することの可能な、車両用動力源制御装置において、前記油が高油温である場合は、前記第２の制御パターンの選択を禁止する動力源制御手段を備えていることを特徴とするものである。この請求項３の発明によれば、少なくとも第１の動力源の動力を車輪に伝達し、かつ、第１の動力源の動力により冷却装置を駆動する第１の制御パターンと、第１の動力源を停止し、かつ、第２の動力源の動力を車輪に伝達する第２の制御パターンとを、車両の状態に基づいて変更することが可能である。そして、作動油が高油温である場合は、車両の状態が第２の制御パターンを選択する状態になったとしても、第２の制御パターンの選択を禁止して、第１の制御パターンを選択する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図面を参照して具体的に説明する。図２は、この発明を適用したハイブリッド車Ａ１の基本的な構成を示している。ここに示す例は、エンジン１の出力側にモータ・ジェネレータ（ＭＧ）２が配置され、モータ・ジェネレータ２の出力側にトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）５を介して自動変速機６が配置されている。エンジン１は、燃料の燃焼によって動力を出力する形式の装置であり、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンのほかに、液化石油ガスや天然ガスなどのガス燃料を燃焼させるエンジンなどがその例である。
【００１０】
また、エンジン１は水冷式冷却装置１１０を備えている。この水冷式冷却装置１１０は、エンジン１を冷却する機能と、自動変速機６の作動油（オートマチックトランスミッションフルード：ＡＴＦ）を冷却する機能とを備えている。この水冷式冷却装置１１０は、エンジン１により駆動されるウォーターポンプ１１１と、エンジン１の本体内部に形成されたウォータージャケット（図示せず）と、ウォータージャケットに対してアッパーホース１１２およびロアーホース１１３を介して接続されたラジエータ１１４とを有する。上記構成により、エンジン１本体熱により温度上昇した冷却水が、ウォーターポンプ１１１によりラジエータ１１４に送られて冷却された後、再びエンジン１の本体内部に戻される。一方、エンジン１を始動するスタータモータ１１５が設けられている。このスタータモータ１１５としては、マグネチックシフト式またはリダクションギヤ式などの公知の構造を有する直流モータが例示される。
【００１１】
図３は、エンジン１からトルクコンバータ５に至るパワートレーンの配置構成を示すブロック図であり、図４はエンジン１から自動変速機６に至るパワートレーンのスケルトン図である。エンジン１のクランクシャフト１３にフライホイール３が連結されているとともに、このフライホイール３に制振機構（ダンパ）４が連結されている。また、エンジン１とモータ・ジェネレータ２との間には、係合・解放可能なクラッチ１００が設けられている。
【００１２】
モータ・ジェネレータ２は、エンジン１とは異なる種類の動力源であり、電気的エネルギを回転運動などの運動エネルギに変換して出力することのできる電動機としての機能と、運動エネルギを電気的エネルギに変換する発電機としての機能（回生機能）とを有する。前記モータ・ジェネレータ２として、例えば永久磁石型同期モータが使用され、その出力側部材であるロータの回転角度を検出するためのレゾルバ７がモータ・ジェネレータ２と並列に配列されている。そして、レゾルバ７のロータもモータ・ジェネレータ２のロータと同様に、ダンパ４とトルクコンバータ５とを連結している部材もしくはトルクコンバータ５の入力側の部材に連結されている。
【００１３】
さらに、モータ・ジェネレータ２にはインバータ１０１を介してバッテリ１０２が接続され、モータ・ジェネレータ２およびインバータ１０１ならびにバッテリ１０２を制御するコントローラ１０３が設けられている。バッテリ１０２の定格電圧は、例えば２８８Ｖに設定されている。前記インバータ１０１は、バッテリ１０２の直流電流を３相交流電流に変換してモータ・ジェネレータ２に供給する一方、モータ・ジェネレータ２で発電された３相交流電流を直流電流に変換してバッテリ１０２に供給する３相ブリッジ回路を備えている。この３相ブリッジ回路は、例えば６個のパワートランジスタを電気的に接続して構成され、これらのパワートランジスタのオン・オフを切り換えることにより、モータ・ジェネレータ２とバッテリ１０２との間の電流の向きを切り換える。このようにして、３相交流電流と直流電流との相互の変換と、モータ・ジェネレータ２に印可される３相交流電流の周波数の調整と、モータ・ジェネレータ２に印可される３相交流電流の大きさの調整と、モータ・ジェネレータ２の回生制動トルクの大きさの調整とがおこなわれる。
【００１４】
そして、モータ・ジェネレータ２を電動機として機能させる場合は、バッテリ１０２からの直流電圧を交流電圧に変換してモータ・ジェネレータ２に供給する。また、モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させる場合は、回転子の回転により発生した誘導電圧をインバータ１０１により直流電圧に変換してバッテリ１０２に充電する。さらに、コントローラ１０３は、バッテリ１０２からモータ・ジェネレータ２に供給される電流値、またはモータ・ジェネレータ２により発電される電流値を検出または制御する機能を備えている。また、コントローラ１０３は、モータ・ジェネレータ２の回転数を制御する機能と、バッテリ１０２の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を検出および制御する機能とを備えている。上記のモータ・ジェネレータ２は、車輪１０４に伝達する動力を出力する機能と、車輪１０４から入力される運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有する。なお、モータ・ジェネレータ２によりエンジン１を始動させることも可能であり、この場合はクラッチ１００が係合される。
【００１５】
一方、前記トルクコンバータ５は、フロントカバー３３、ポンプインペラ３５、タービンランナ４８、ステータ３５Ａ、一方向クラッチ４３、ロックアップクラッチ４９などを有する公知の構造のものである。また、前記自動変速機６は変速機入力軸４４を有し、その先端部にハブ４６が取り付けられている。そして、このハブ４６に対して、タービンランナ４８とロックアップクラッチ４９とが連結されている。また、自動変速機６は、後述する歯車変速機部５５と油圧制御部５６とを備えており、歯車変速機部５５から後方側に延びた出力軸５７を介して動力を出力し、その動力が車輪１０４に伝達されるようになっている。
【００１６】
さらに、油圧制御部５６は、オイルポンプ（図示せず）により汲み出された作動油を油圧回路を介して所定の部位に供給もしくは排出することにより、前記ロックアップクラッチ４９の係合・解放の制御および変速制御ならびに摩擦係合装置の係合圧の制御をおこなうためのものである。この油圧制御部５６は、複数の電磁バルブや切り換えバルブならびに調圧バルブを備え、電磁バルブを電気的に制御することにより、上記の各制御を実行するように構成されている。この油圧制御部５６としては、従来知られている自動変速機用の油圧制御装置を採用することができる。
【００１７】
前記作動油としてのＡＴＦは、上記機能の他に、自動変速機６の構成部品を潤滑および冷却する機能をも備えている。一方、油圧制御部５６はオイルクーラーチューブ１１５，１１６を介してラジエータ１１４に接続されている。そして、前記オイルポンプにより汲み出されたＡＴＦが、オイルクーラーチューブ１１５を介してラジエータ１１４に送られて冷却された後、ＡＴＦがオイルクーラーチューブ１１６を介して油圧制御部５６に戻される。
【００１８】
前記自動変速機６は後進段を含む複数の変速段を設定することができるように構成されている。その歯車変速機部５５の一例を図４に示してある。ここに示す構成では、前進５段・後進１段の変速段を設定するように構成されている。すなわちここに示す自動変速機６は、トルクコンバータ５に続けて副変速部６１と、主変速部６２とを備えている。その副変速部６１は、いわゆるオーバードライブ部であって１組のシングルピニオン型遊星歯車機構６３によって構成され、キャリヤ６４が前記変速機入力軸４４に連結され、またこのキャリヤ６４とサンギヤ６５との間に一方向クラッチＦ0 と一体化クラッチＣ0 とが並列に配置されている。なお、この一方向クラッチＦ0 はサンギヤ６５がキャリヤ６４に対して相対的に正回転（変速機入力軸４４の回転方向の回転）する場合に係合するようになっている。またサンギヤ６５の回転を選択的に止める多板ブレーキＢ0 が設けられている。そしてこの副変速部６１の出力要素であるリングギヤ６６が、主変速部６２の入力要素である中間軸６７に接続されている。
【００１９】
したがって副変速部６１は、多板クラッチＣ0 もしくは一方向クラッチＦ0 が係合した状態では遊星歯車機構６３の全体が一体となって回転するため、中間軸６７が変速機入力軸４４と同速度で回転し、低速段となる。またブレーキＢ0 を係合させてサンギヤ６５の回転を止めた状態では、リングギヤ６６が変速機入力軸４４に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００２０】
他方、主変速部６２は三組の遊星歯車機構７０，８０，９０を備えており、それらの回転要素が以下のように連結されている。すなわち第１遊星歯車機構７０のサンギヤ７１と第２遊星歯車機構８０のサンギヤ８１とが互いに一体的に連結され、また第１遊星歯車機構７０のリングギヤ７３と第２遊星歯車機構８０のキャリヤ８２と第３遊星歯車機構９０のキャリヤ９２との三者が連結され、かつそのキャリヤ９２に出力軸５７が連結されている。さらに第２遊星歯車機構８０のリングギヤ８３が第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９１に連結されている。
【００２１】
この主変速部６２の歯車列では後進段と前進側の四つの変速段とを設定することができ、そのためのクラッチおよびブレーキが以下のように設けられている。先ずクラッチについて述べると、互いに連結されている第２遊星歯車機構８０のリングギヤ８３および第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９１と中間軸６７との間に第１クラッチＣ1 が設けられ、また互いに連結された第１遊星歯車機構７０のサンギヤ７１および第２遊星歯車機構８０のサンギヤ８１と中間軸６７との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。
【００２２】
つぎにブレーキについて述べると、第１ブレーキＢ1 はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機構７０および第２遊星歯車機構８０のサンギヤ７１，８１の回転を止めるように配置されている。またこれらのサンギヤ７１，８１（すなわち共通サンギヤ軸）とトランスミッションハウジング１０との間には、第１一方向クラッチＦ1 と多板ブレーキである第２ブレーキＢ2 とが直列に配列されており、その第１一方向クラッチＦ1 はサンギヤ７１，８１が逆回転（変速機入力軸４４の回転方向とは反対方向の回転）しようとする際に係合するようになっている。多板ブレーキである第３ブレーキＢ3 は第１遊星歯車機構７０のキャリヤ７２とトランスミッションハウジング１０との間に設けられている。そして第３遊星歯車機構９０のリングギヤ９３の回転を止めるブレーキとして多板ブレーキである第４ブレーキＢ4 と第２一方向クラッチＦ2 とがトランスミッションハウジング１０との間に並列に配置されている。なお、この第２一方向クラッチＦ2 はリングギヤ９３が逆回転しようとする際に係合するようになっている。
【００２３】
上述した各変速部６１，６２の回転部材のうち副変速部６１のクラッチＣ0 の回転数を検出するタービン回転数センサ６８と、出力軸５７の回転数を検出する出力軸回転数（車速）センサ６９とが設けられている。そして、出力軸５７にはプロペラシャフト（図示せず）などの動力伝達装置が接続され、この動力伝達装置を介して動力が車輪１０４に伝達されるように構成されている。
【００２４】
上記の自動変速機６では、各クラッチやブレーキを図５の作動図表に示すように係合・解放することにより前進５段・後進１段の変速段を設定することができる。なお、図５において○印は係合状態、空欄は解放状態、◎印はエンジンブレーキ時の係合状態、△印は係合するものの動力伝達に関係しないことをそれぞれ示す。
【００２５】
自動変速機６において、Ｐ（パーキング）、Ｒ（リバース：後進段）、Ｎ（ニュートラル）ならびに第１速（１ｓｔ）ないし第５速（５ｔｈ）の各シフト状態は、図示しないシフト装置のレバーをマニュアル操作することにより設定される。このシフトレバーによって、例えばＰ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌポジションを選択することが可能である。
【００２６】
ここで、Ｄポジションは車速やアクセル開度などの車両の走行状態に基づいて前進第１速ないし第５速を設定するためのポジションであり、また４ポジションは、第１速ないし第４速、３ポジションは第１速ないし第３速、２ポジションは第１速および第２速、Ｌポジションは第１速をそれぞれ設定するためのポジションである。なお、３ポジションないしＬポジションは、エンジンブレーキレンジを設定するポジションであり、それぞれのポジションで設定可能な変速段のうち最も高速側の変速段でエンジンブレーキを効かせるように構成されている。
【００２７】
上記のエンジン１、モータ・ジェネレータ２、自動変速機６、クラッチ１００、スタータモータ１１５などの各装置は、車両の状態を示す各種の検出信号や、予め設定されているデータならびに制御パターンに基づいて制御される。例えば図６に示すように、マイクロコンピュータを主体とする総合制御装置（ＥＣＵ）６０に各種の信号を入力し、その入力された信号に基づく演算結果を制御信号として出力するようになっている。この入力信号の例を挙げれば、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）コンピュータからの信号、車両安定化制御（ＶＳＣ：商標）コンピュータからの信号、エンジン回転数ＮE の信号、エンジン水温の信号、イグニッションスイッチからの信号、バッテリ１０２のＳＯＣ（State of Charge：充電状態）信号、ヘッドライトのオン・オフ信号、デフォッガのオン・オフ信号、エアコンのオン・オフ信号、車速信号、自動変速機６の作動油温の信号、シフトレバーにより選択されるシフトポジション、サイドブレーキのオン・オフ信号、フットブレーキのオン・オフ信号、触媒（排気浄化触媒）温度信号、アクセル開度の信号、カム角センサからの信号、スポーツシフト信号、車両加速度センサからの信号、モータ・ジェネレータ２の回生制動トルクを調整するための動力源ブレーキ力スイッチからの信号、タービン回転数ＮT センサ６８からの信号、レゾルバ７の信号などである。
【００２８】
また、出力信号の例を挙げると、クラッチ１００への制御信号、点火装置への制御信号、噴射（燃料の噴射）装置への制御信号、コントローラ１０３への信号、減速装置１０５への信号、油圧制御部５６の自動変速機（ＡＴ）ソレノイドへの信号、油圧制御部５６のＡＴライン圧コントロールソレノイドへの信号、ＡＢＳアクチュエータへの信号、エアコン用コンプレッサなどの補機を制御する信号、エンジン１またはモータ・ジェネレータ２が動力源として使用されているか否か、あるいはエンジン１の自動停止制御（後述）がおこなわれているか否かを表示する動力源インジケータへの信号、スポートモードインジケータへの信号、ＶＳＣアクチュエータへの信号、油圧制御部５６のＡＴロックアップコントロールバルブへの信号、スタータモータ１１５に対する制御信号などである。
【００２９】
そして、アクセル開度、シフトポジション、車速などの信号が総合制御装置６０に入力されると、これらの信号に対応するエンジン出力、モータ・ジェネレータ２の出力が演算され、総合制御装置６０から制御信号が出力されて車両の駆動力が制御される。また、総合制御装置６０においては、フットブレーキペダルの信号、車速などに基づいて車両に対する減速要求が演算され、その減速要求に対応して油圧ブレーキ装置（図示せず）により負担するべき制動力と、モータ・ジェネレータ２により負担するべき制動力（回生制動トルク）とが演算される。
【００３０】
ここで、実施形態の構成とこの発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、エンジン１がこの発明の第１の動力源に相当し、モータ・ジェネレータ２がこの発明の第２の動力源に相当し、自動変速機６がこの発明の動力伝達装置に相当する。
【００３１】
つぎに、上記ハード構成を有するハイブリッド車Ａ１の制御内容を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、総合制御装置６０に入力される信号が処理される（ステップ２０１）。そして、所定の条件に基づいて、エンジン１またはモータ・ジェネレータ２のうちの少なくとも一方の動力源により、車両が走行する駆動モードが選択される。例えば、車速およびアクセル開度をパラメータとするマップに基づいて、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の駆動モードが選択される。
【００３２】
すなわち、アクセル開度および車速に基づいて要求パワーを演算するとともに、この要求パワーの全部をエンジン１で発生させる第１の駆動モードと、加速時などのように、要求パワーの一部をエンジン１で発生させ、その不足分をモータ・ジェネレータ２の動力により補う第２の駆動モードと、停車時、または軽負荷走行中などのように、エンジン効率の低い状態において、要求パワーの全部をモータ・ジェネレータ２により発生させる第３の駆動モードとを選択することが可能である。言い換えれば、第１の制御パターンと第２の制御パターンの切り換えにより、エンジン１の自動停止・自動復帰がおこなわれる。上記第１の駆動モードおよび第２の駆動モードが、この発明の第１の制御パターンに相当し、第３の駆動モードがこの発明の第２の制御パターンに相当する。
【００３３】
ステップ２０１についで、自動変速機６のＡＴＦ温度を検出する油温センサがフェールしているか否かが判断される（ステップ２０２）。この油温センサのフェールとしては、信号送信回線の断線やコネクタの外れ、あるいは電気回路のショートなどが例示される。
【００３４】
ステップ２０２で否定判断された場合は、ＡＴＦ温度が所定値TEMP１以下であるか否かが判断される（ステップ２０３）。この所定値TEMP１は総合制御装置６０に予め設定されており、所定値TEMP１は例えば１３０℃である。ステップ２０３で肯定判断された場合は、車両の状態が、前述した第１の駆動モードを選択する状態にあるか否かが判断される（ステップ２０４）。ステップ２０４で肯定判断された場合は、エンジン１が単独で駆動してその動力により車両が走行し（ステップ２０５）、リターンされる。
【００３５】
前記ステップ２０４で否定判断された場合は、車両の状態が、前記第３の駆動モードを選択する状態にあるか否かが判断される（ステップ２０６）。ステップ２０６で肯定判断された場合は、モータ・ジェネレータ２が単独で駆動してその動力により車両が走行し（ステップ２０７）、リターンされる。これに対して、ステップ２０６で否定判断された場合は、第２の駆動モードが選択され、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２が駆動してその動力により車両が走行し（ステップ２０８）、リターンされる。
【００３６】
一方、前記ステップ２０３で否定判断された場合は、エンジン１の駆動停止を禁止し（ステップ２０９）、リターンされる。つまり、アクセル開度および車速をパラメータとするマップにより、車両の状態が第３の駆動モードに対応する状態になったとしても、第３の駆動モードが禁止され、第１の駆動モードまたは第２の駆動モードが選択される。
【００３７】
このように、エンジン１の駆動が停止する第３の駆動モードが禁止される理由は次の通りである。すなわち、自動変速機６の作動油であるＡＴＦが、ラジエータ１１４により冷却される構成になっている。このため、登坂路などを走行してＡＴＦの温度が上昇した後にエンジン１が停止された場合は、ウォーターポンプ１１１が停止してＡＴＦを冷却することができなくなる。その結果、自動変速機６の内部に配置されている摩擦材の耐久性が低下したり、ＡＴＦ自体が劣化する可能性がある。そこで、この制御例においては、ＡＴＦ温度が所定値TEMP１を越えている場合にエンジン１の停止を禁止することにより、上記不具合を未然に回避することができる。
【００３８】
また、前記ステップ２０２で肯定判断された場合も、エンジン１の駆動停止を禁止し（ステップ２１０）、リターンされる。つまり、ＡＴＦ温度センサがフェールしている場合は、ＡＴＦ温度を推定もしくは検出することが困難であるため、上記の不都合を未然に回避するフェールセイフという観点から、エンジン１の駆動停止を禁止する。つまり、アクセル開度および車速をパラメータとするマップにより、車両の状態が第３の駆動モードに対応する状態になったとしても、第３の駆動モードが禁止され、第１の駆動モードまたは第２の駆動モードが選択される。
【００３９】
ここで、図１のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明する。図１のステップ２０２，２０３，２０９，２１０がこの発明の動力源制御手段に相当する。以上のように、図１の制御例によれば、車両の状態が、エンジン１の駆動が停止される第３の駆動モードを選択するべき状態になったとしても、ＡＴＦ温度が所定値を越えている場合は、第３の駆動モードの選択が禁止される。このため、ウォーターポンプ１１１が駆動状態に制御されてラジエータ１１４の冷却機能が保持され、自動変速機６の内部に配置されている摩擦材の耐久性の低下や、ＡＴＦ自体の劣化を回避することができる。
【００４０】
図７はエンジン１の単独駆動モードから、モータ・ジェネレータ２の単独駆動モードに変更され、再度エンジン１の単独駆動モードに変更する場合のタイムチャートを示している。まず、ＡＴＦ温度が所定値TEMP１を越えている状態では、エンジン駆動指令がオンされており、所定のエンジン回転数に制御されている。また、モータ・ジェネレータ２が停止し、ロックアップクラッチ４９がオフされている。
【００４１】
その後、ＡＴＦ温度が徐々に低下して、時刻ｔ１において、ＡＴＦ温度が所定値TEMP１以下になると、エンジン１の単独駆動モードからモータ・ジェネレータ２の単独駆動モードに変更する判断が成立し、時刻ｔ２においてエンジン駆動指令がオンからオフに切り換えられ、エンジン回転数が徐々に低下している。また、これと同時にモータ・ジェネレータ２の駆動が開始され、モータ・ジェネレータ２のトルクが正側に徐々に増加している。なお、ＡＴＦ油温は時刻ｔ２以降は、ほぼ一定値に保たれている。
【００４２】
その後、時刻ｔ３においてエンジン回転数が零になるとともに、ロックアップクラッチ４９がオフからオン側に変更され、さらに時刻ｔ４以降はモータ・ジェネレータ２の正のトルクがほぼ一定に制御され、かつ、ロックアップクラッチ４９が係合状態に制御されている。
【００４３】
そして、時刻ｔ５において、モータ・ジェネレータ２の単独駆動モードからエンジン１の単独駆動モードに変更する判断が成立すると、モータ・ジェネレータ２のトルクが徐々に零側に変化し、かつ、ロックアップクラッチ４９の係合圧が低下される。ついで、時刻ｔ６において、エンジン駆動指令がオフからオンに変更されると、エンジン回転数が徐々に増加するとともに、ロックアップクラッチ４９がオフされる。さらに、時刻ｔ７以降は一定のエンジン回転数に制御され、モータ・ジェネレータ２のトルクが零に制御されている。
【００４４】
図８は、モータ・ジェネレータ２の特性とトルクコンバータ５の特性との関係を示す線図である。図８の線図においては、横軸にはモータ・ジェネレータ２の回転数およびトルクコンバータ５の入力回転数が示され、縦軸にはモータ・ジェネレータ２の出力トルクおよびトルクコンバータ５の入力トルクが示されている。図８の線図において、点Ａは、ロックアップクラッチ４９がオン（完全係合）されている場合の特性を示し、モータ・ジェネレータ２の回転数およびトルクコンバータ５の入力回転数は零である。また、点Ａにおけるモータ・ジェネレータ２の出力トルクおよびトルクコンバータ５の入力トルクはＴＡになる。
【００４５】
点Ｂは、ロックアップクラッチ４９がオフ（完全解放）されている場合の特性を示し、トルクコンバータ５から必要なクリープトルクが出力されるように、モータ・ジェネレータ２の回転数およびトルクコンバータ５の入力回転数が制御される。点Ｂに対応するモータ・ジェネレータ２の回転数およびトルクコンバータ５の入力回転数は、４００〜５００ｒｐｍ程度である。また点Ｂに対応するモータ・ジェネレータ２の出力トルクおよびトルクコンバータ５の入力トルクは、ＴＢになる。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、作動油が高油温である場合は、第２の制御パターンを選択するための条件が成立した場合でも、第２の制御パターンの選択が禁止され、第１の制御パターンが選択されて、エンジンおよびモータ・ジェネレータのうち、少なくともエンジンの動力を車輪に伝達し、かつ、エンジンの動力により冷却装置を駆動することができる。このため、冷却装置により作動油が冷却され、動力伝達装置の機能の低下や作動油自体の劣化を回避することができる。また、請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、油温を検出するセンサがフェールしている場合に、第２の制御パターンの選択が禁止される。さらに、請求項３の発明によれば、作動油が高油温である場合は、車両の状態が第２の制御パターンを選択する状態になったとしても、第２の制御パターンの選択を禁止して、第１の制御パターンを選択する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一制御例を示すフローチャートである。
【図２】 この発明を適用したハイブリッド車の構成を原理的に示すブロック図である。
【図３】 この発明の第２の動力源の制御系統を示すブロック図である。
【図４】 この発明の一例における自動変速機のギヤトレーンを示すスケルトン図である。
【図５】 図４の自動変速機の各変速段を設定するためのクラッチおよびブレーキの係合・解放を示す図表である。
【図６】 図２に示されたハイブリッド車の総合制御装置の入出力信号を示す図である。
【図７】 図２に示されたハイブリッド車の制御例を示すタイムチャートである。
【図８】 図４に示されたモータ・ジェネレータの特性とトルクコンバータの特性との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２…モータ・ジェネレータ、 ６…自動変速機、 １０４…車輪、 １１０…水冷式冷却装置。
Claims (3)
- 車輪に動力を伝達するエンジンおよびモータ・ジェネレータと、このエンジンおよびモータ・ジェネレータから前記車輪に至る間に配置されている動力伝達装置と、前記エンジンの動力により駆動され、かつ、前記動力伝達装置の作動油を冷却する冷却装置とを備え、少なくとも前記エンジンの動力を前記車輪に伝達し、かつ、前記エンジンの動力により前記冷却装置を駆動する第１の制御パターンと、前記エンジンを停止し、かつ、前記モータ・ジェネレータの動力を前記車輪に伝達する第２の制御パターンとを、車両の状態に基づいて変更することの可能な、車両用動力源制御装置において、
前記作動油が高油温である場合は、前記車両の状態が前記第２の制御パターンを選択する状態になったとしても、前記第２の制御パターンの選択を禁止して、前記第１の制御パターンを選択する動力源制御手段を有することを特徴とする、車両用動力源制御装置。 - 前記動力源制御手段は、油温を検出するセンサがフェールしている場合に、前記第２の制御パターンの選択を禁止して前記第１の制御パターンを選択する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用動力源制御装置。
- 車輪に動力を伝達する第１の動力源および第２の動力源と、この第１の動力源または第２の動力源のうちの少なくとも一方と前記車輪との間に配置されている動力伝達装置と、前記第１の動力源の動力により駆動され、かつ、前記動力伝達装置の油を冷却する機能を有する冷却装置とを備え、少なくとも第１の動力源を駆動する第１の制御パターンと、少なくとも第１の動力源を停止する第２の制御パターンとを相互に変更することの可能な、車両用動力源制御装置において、
前記油が高油温である場合は、前記第２の制御パターンの選択を禁止する動力源制御手段を備えていることを特徴とする、車両用動力源制御装置。
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-
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