JP3861510B2 - 駆動制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変速機に対して複数種類の動力源の動力を伝達することができるように構成されている駆動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、エンジンを駆動させる燃料の節約と、エンジンの回転による騒音の低減と、燃料の燃焼により発生する排気ガスの低減とを目的として、エンジンおよび電動機を駆動力源とするハイブリッド車が提案されている。また、このほかに、エンジンの出力軸に電動機を設け、停車時にエンジンを自動停止させる一方、車両の発進時に自動的に電動機によりエンジンを始動させることのできる車両、いわゆるエコラン車も提案されている。
【０００３】
このようなハイブリッド車またはエコラン車においては、車速およびアクセル開度などの条件に基づいてエンジンおよび電動機の駆動・停止が制御される。ところで、車両に搭載される変速機としては、歯車変速機構と、クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置とを有する有段式の自動変速機が広く用いられている。このような構成の自動変速機においては、摩擦係合装置の係合・解放を制御することにより変速段が設定される。
【０００４】
一方、上記ハイブリッド車またはエコラン車に上記自動変速機が搭載されている車両において、変速機の変速ショックの低減や変速時間の短縮などを目的として、変速機の変速時に、変速機の入力回転数が変速後の出力回転数に同期するように、電動機の回転数制御をおこなうことが知られている。このような技術は、例えば特開平９−３０８０１１号公報に記載されている。この公報においては、自動変速機のダウンシフト時には、自動変速機の入力回転数をダウンシフト後の変速比に応じて出力回転数と同期させるために、モータ・ジェネレータを用いて自動変速機の入力回転数を強制的に上昇させる制御がおこなわれている。また、モータ・ジェネレータを使えない場合には、エンジンのスロットル弁の開度制御により、自動変速機の入力回転数を制御するものとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなハイブリッド車またはエコラン車においては、エンジンおよびモータ・ジェネレータが共に、自動変速機に対して動力を伝達することができるように構成されている。このため、上記公報のように、自動変速機の変速時に、その入力回転数が変速後の出力回転数に同期するように、モータ・ジェネレータの制御がおこなわれた場合は、自動変速機の入力回転数を強制的に上昇させるための動力源以外の動力源が、変速機の入力系統に対して回転慣性質量体として作用する。その結果、上記等速シフトに際して、入力系統のイナーシャが大きくなり、自動変速機の変速応答性に悪影響を及ぼす可能性があった。
【０００６】
この発明は、上記の事情を背景としてなされたものであり、変速機の変速に際して、動力源により変速機の入力回転数を制御する場合の応答性を向上させることのできる駆動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請求項１の発明は、第１の動力源および第２の動力源と、この第１の動力源および第２の動力源の動力が入力される変速機と、前記第１の動力源と前記変速機との間の動力伝達状態を制御する入力クラッチとを有する駆動制御装置において、前記第２の動力源が連結された動力伝達軸が設けられており、この動力伝達軸と前記第１の動力源との間に前記入力クラッチが設けられており、前記動力伝達軸と前記変速機との間に、ロックアップクラッチを有する流体式動力伝達装置が設けられており、前記変速機の変速に際して、前記ロックアップクラッチを解放状態または半係合状態に制御し、かつ、前記入力クラッチを解放状態または半係合状態に制御するとともに、前記第２の動力源の回転数を制御することにより、前記変速機の入力回転数を変速後の入力回転数に同期させる変速制御手段を備えている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、変速機の変速に際して、ロックアップクラッチが解放状態または半係合状態に制御され、かつ、この変速機の入力回転数を制御することに関与していない第１の動力源と変速機との間の入力クラッチが解放状態または半係合状態に制御される。したがって、第２の動力源により変速機の入力回転数を制御する際には、第１の動力源が回転慣性質量体として作用しにくくなる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記変速制御手段は、前記変速機の入力回転数を変速後の入力回転数に同期させる制御が終了した後、前記入力クラッチおよび前記ロックアップクラッチを係合状態に制御する手段を含むことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明によれば、請求項１と同様の作用が生じるほか、変速機の入力回転数を変速後の入力回転数に同期させる制御が終了した後、入力クラッチおよびロックアップクラッチが係合状態に制御される。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１の構成に加えて、前記第２の動力源が、バッテリの電力により駆動される電動機を有するとともに、前記変速制御手段は、前記バッテリの充電量が所定値以上であるか否かの判断で肯定的に判断された場合は、前記電動機の回転数を制御することにより前記変速機の入力回転数を制御する手段と、前記バッテリの充電量が前記所定値以上であるか否かの判断で否定的に判断されて、前記電動機により前記変速機の入力回転数を制御することができない場合は、前記入力クラッチを係合状態に制御し、かつ、前記第１の動力源により前記変速機の入力回転数を変速後の入力回転数に同期させる手段とを更に含むことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３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、バッテリの充電量が所定値以上であるか否かの判断で否定的に判断されて、電動機により変速機の入力回転数を制御することができない場合には、第１の動力源により変速機の入力回転数が制御される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。図２はこの発明の一実施例であるハイブリッド車のパワープラントを示している。すなわち、内燃機関１の出力側に電動機（ＭＧ）２が接続されており、内燃機関１および電動機２を、車両を走行させるための駆動力源として機能させることができる。その内燃機関１は、要は、燃料を燃焼させて動力を出力する装置であって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを採用することができ、またその形式は、レシプロタイプのもの以外にタービン型のエンジンであってもよい。なお、以下の説明では、内燃機関１をエンジン１と記す。
【００１６】
このエンジン１は、電子スロットルバルブ１Ａの開度や燃料噴射量あるいは点火時期などを電気的に制御できるように構成されているとともに、エンジン１を始動させるスタータ１Ｂが設けられている。そして、エンジン１を制御するための電子制御装置（Ｅ／Ｇ−ＥＣＵ）８が設けられている。この電子制御装置８は、演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。以下、各種の電子制御装置が説明されているが、その構成はこれとほぼ同様である。そして、この電子制御装置８において、アクセル開度や車速、変速信号、エンジン水温などの入力データに基づいて予め記憶しているプログラムに従って演算をおこない、その演算結果に基づいて制御信号を出力するように構成されている。
【００１７】
また、電動機２は、要は、電力が供給されてトルクを出力する装置であり、直流モータや交流モータを採用することができ、さらには固定永久磁石型同期モータなどの発電機能を兼ね備えたいわゆるモータ・ジェネレータを使用することができる。なお、以下の説明では、電動機２をモータ・ジェネレータ２と記す。また、モータ・ジェネレータ２の回転数および回転角度を検出するレゾルバ２Ａが設けられている。さらに、モータ・ジェネレータ２には、インバータ９を介してバッテリ１０が接続されている。
【００１８】
そして、モータ・ジェネレータ２を制御するコントローラとしての電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）１１が設けられている。この電子制御装置１１に入力されるデータに基づいて演算をおこなって、モータ・ジェネレータ２に供給する電流や周波数、モータ・ジェネレータ２からバッテリ１０に充電する電力、モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させる場合の回生制動トルクなどを制御するように構成されている。また、モータ・ジェネレータ２の出力側には自動変速機３が設けられており、この自動変速機３は、トルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）４および変速機構５ならびに油圧制御部７を有している。
【００１９】
図３は、この発明のハイブリッド車のパワープラントを示すスケルトン図である。エンジン１のクランクシャフト１Ｃと、トルクコンバータ４のフロントカバー１２０が接続された動力伝達軸１２１との間には、入力クラッチ１２２が配置されている。この入力クラッチ１２２は、エンジン１と動力伝達軸１２１との間の動力伝達状態を制御する機能を有している。この実施形態では、入力クラッチ１２２として公知の摩擦式クラッチが用いられている。すなわち、入力クラッチ１２２は、シリンダおよびピストンならびにリターンスプリング（いずれも図示せず）などを有する。そして、入力クラッチ１２は、ピストンに作用する油圧により、入力クラッチ１２の係合（完全係合）・半係合（スリップ）・解放が制御されるように構成されている。また、この動力伝達軸１２１に対して、モータ・ジェネレータ２のロータ（図示せず）が取り付けられている。
【００２０】
トルクコンバータ４は油圧によりその動作が制御されるように構成されており、フロントカバー１２０に一体的に結合されたポンプインペラ４７と、変速機構５の入力軸５７に取り付けられたタービンランナ６１と、トルクコンバータ４の内部のオイルの流れを変えるステータ５６と、フロントカバー１２０と入力軸５７との間に動力伝達状態を切り換えるロックアップクラッチ６２とを有している。
【００２１】
ロックアップクラッチ６２が解放されると流体による動力伝達状態になり、ロックアップクラッチ６３が係合されると機械的な動力伝達状態になる。なお、ロックアップクラッチ６２が解放された状態では、ステータ５６の機能により、ポンプインペラ４７からタービンランナ６１に伝達されるトルクを増幅することができる。
【００２２】
また、トルクコンバータ４と変速機構５との間には、機械式オイルポンプ６が配置されている。この機械式オイルポンプ６の回転軸は、ポンプインペラ４７に接続されている。したがって、この機械式オイルポンプ６は、エンジン１またはモータ・ジェネレータ２の動力により駆動することができる。機械式オイルポンプ６は、入力クラッチ１２２や、変速機構５の変速段を設定するためのクラッチあるいはブレーキなどの摩擦係合装置（後述）を、油圧サーボ機構によって係合・半係合・解放の各状態を制御する油圧の元圧を発生する機能を有している。
【００２３】
一方、図３に示す自動変速機３は、前進５段・後進１段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。すなわちここに示す自動変速機３は、トルクコンバータ４およびオイルポンプ６に続けて副変速部８１と、主変速部８２とを備えている。その副変速部８１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８３によって構成され、キャリヤ８４が前記入力軸５７に連結され、またこのキャリヤ８４とサンギヤ８５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８５がキャリヤ８４に対して相対的に正回転（入力軸５７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８５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８１の出力要素であるリングギヤ８６が、主変速部８２の入力要素である中間軸８７に接続されている。
【００２４】
したがって副変速部８１は、一体化クラッチ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８３の全体が一体となって回転するため、中間軸８７が入力軸５７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８５の回転を止めた状態では、リングギヤ８６が入力軸５７に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００２５】
他方、主変速部８２は三組の遊星歯車機構８８，８９，９０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８８のサンギヤ９１と第２遊星歯車機構８９のサンギヤ９２とが互いに一体的に連結され、また第１遊星歯車機構８８のリングギヤ９３と第２遊星歯車機構８９のキャリヤ９４と第３遊星歯車機構９０のキャリヤ９５との三者が連結され、かつそのキャリヤ９５に出力軸９６が連結されている。この出力軸９６が、動力伝達装置（図示せず）を介して車輪９６Ａに接続されている。にがさらに第２遊星歯車機構８９のリングギヤ９７が第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９８に連結されている。
【００２６】
この主変速部８２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８９のリングギヤ９７および第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９８と中間軸８７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８８のサンギヤ９１および第２遊星歯車機構８９のサンギヤ９２と中間軸８７との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。
【００２７】
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８８および第２遊星歯車機構８９のサンギヤ９１，８９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９１，８９（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２０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９１，８９が逆回転（入力軸５７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８８のキャリヤ９９とトランスミッションハウジング２０との間に設けられている。
【００２８】
そして第３遊星歯車機構９０のリングギヤ１００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２０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１００が逆回転しようとする際に係合するようになっている。上述した各変速部８１，８２の回転部材のうち副変速部８１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１０１と、出力軸９６の回転数を検出する出力軸回転数センサ１０２とが設けられている。
【００２９】
上記の自動変速機３では、各クラッチやブレーキを図４の作動図表に示すように係合・解放することにより前進第１段ないし第５段の変速段と、後進１段の変速段とを設定することができる。すなわち、自動変速機３は、その変速比を段階的に変更することのできる、いわゆる有段式の自動変速機である。なお、図４において○印は係合されることを意味し、空欄は解放されることを意味し、◎印はエンジンブレーキ時に係合されることを意味し、△印は係合されるものの動力伝達に関係しないことを意味している。
【００３０】
一方、図２に示すように、自動変速機３の変速比の制御範囲を設定するシフトレバー１２７が設けられており、シフトレバー１２７と油圧制御部７とが機械的に連結されている。このシフトレバー１２７の操作により選択されるシフトポジションが図５に示されている。すなわち、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できる。
【００３１】
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、自動変速機３で前進第１速ないし第５速のいずれか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速のいずれか、３ポジションは第１速ないし第３速のいずれか、２ポジションは第１速または第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。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。
【００３２】
また、この実施形態においては、自動変速機３の変速比を、電子制御装置１２に入力される信号に基づいて自動的に制御することのできる自動変速制御状態と、手動操作により制御することのできる手動変速制御状態とを相互に切り換えることができる。図６は、スポーツモードスイッチ７６を示し、このスポーツモードスイッチ７６は、例えばインストルメントパネル（図示せず）付近またはコンソールボックス（図示せず）付近などに配置されている。このスポーツモードスイッチ７６がオンされると、前記手動変速制御状態が設定され、スポーツモードスイッチ７６がオフされると、手動変速制御状態が解除される。
【００３３】
図７はダウンシフトスイッチ７８およびアップシフトスイッチ８０の配置位置の一例を示す図である。このダウンシフトスイッチ７８およびアップシフトスイッチ８０は、手動変速制御状態において、実際に自動変速機３の変速段をダウンシフトまたはアップシフトさせるためのものである。具体的には、ステアリングホイール７９の表面側にダウンシフトスイッチ７８が設けられており、ステアリングホイール７９の裏面側にアップシフトスイッチ８０が設けられている。なお、図７においては便宜上、ダウンシフトスイッチ７８およびアップシフトスイッチ８０を共にステアリングホイール７９の表面側に表示している。そして、シフトレバーにより例えばＤポジションが選択され、かつ、スポーツモードスイッチ７６がオンされた状態において、アップシフトスイッチが操作されると変速機構５の変速段がアップシフトされ、ダウンシフトスイッチ７８が操作されると変速機構５の変速段がダウンシフトされる。
【００３４】
ところで、図２に示すハイブリッド車には、前記機械式オイルポンプ６とは別の電動オイルポンプ１１０が設けられている。また、電動オイルポンプ１１０を駆動するための電動機１１０Ａが設けられているとともに、電動機１１０Ａにはインバータ１１０Ｃを介してバッテリ１１０Ｂが接続されている。そして、インバータ１１０Ｃおよびバッテリ１１０Ｂを制御するコントローラとしての電子制御装置（ＥＣＵ）１１０Ｄが設けられている。この電子制御装置１１０Ｄは、マイクロコンピュータを主体に構成され、入力されるデータに基づいて演算をおこなって、電動機１１０Ａを制御するように構成されている。そして、電動オイルポンプ１１０は、エンジン１の停止時などに駆動されるもので、機械式オイルポンプ６の機能と同じ機能を有している。
【００３５】
つまり、機械式オイルポンプ６および電動オイルポンプ１１０は、共に、自動変速機３および入力クラッチ１２２に対する油圧源となっており、そのための油圧回路が図８に示すように構成されている。すなわち、オイルパン１２３に貯留されているオイルが機械式オイルポンプ６および電動オイルポンプ１１０により汲み上げられるように構成されている。また、機械式オイルポンプ６および電動オイルポンプ１１０とプライマリレギュレータバルブ１２４との間には、チェックボール機構１５０が設けられている。そして、吐出圧の高いポンプの油圧が、チェックボール機構１５０を経由してプライマリレギュレータバルブ１２４の入力ポートに供給されるように構成されている。プライマリレギュレータバルブ１２４により、ライン圧が、スロットル開度あるいはアクセル開度に応じた圧力に調圧される。またプライマリレギュレータバルブ１２４の出力ポートに対しては、マニュアルバルブ１２５および入力クラッチコントロールソレノイド（リニアソレノイド）１２６が並列に接続されている。
【００３６】
このマニュアルバルブ１２５はシフトレバー１２７の操作により動作し、マニュアルバルブ１２５の動作により、マニュアルバルブ１２５と第１クラッチＣ1 および第２クラッチＣ2 とを接続するポートが開閉される。一方、入力クラッチコントロールソレノイド１２６は、入力クラッチ１２２とプライマリレギュレータバルブ１２４とを接続する油路に設けられており、入力クラッチ１２６に作用する油圧が、入力クラッチコントロールソレノイド１２６の機能により直接的に制御される。したがって、入力クラッチコントロールソレノイド１２６以外に格別の部品を設ける必要がなく、自動変速機３の製造コストを低減することができる。
【００３７】
一方、図２に示すように、エンジン１のクランクシャフト１Ｃに対して、駆動装置１２７を介してモータ・ジェネレータ（ＭＧ）１２８が連結されている。モータ・ジェネレータ１２８は、エンジン１に動力を伝達する機能と、エアコン用コンプレッサなどの補機を駆動する機能と、エンジン１の動力により駆動される発電機としての機能とを有している。この駆動装置１２７は、遊星歯車機構（図示せず）、およびこの遊星歯車機構によるトルク伝達状態を切り換える摩擦係合装置（図示せず）ならびに一方向クラッチ（図示せず）などを有する減速装置（図示せず）を備えている。また、駆動装置１２７は、エンジン１とモータ・ジェネレータ１２８との間の動力伝達経路を接続・遮断するクラッチ機構を備えている。また、モータ・ジェネレータ１２８には、インバータ１２９を介してバッテリ１３０が電気的に接続されているとともに、インバータ１２９およびバッテリ１３０を制御する電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）１３１が設けられている。
【００３８】
図９には、上記ハイブリッド車のシステムを総合的に制御する総合制御装置（ＥＣＵ）１０４が示されている。そして、図２に示された各種の電子制御装置８，１１，１２，１１０Ｄ，１３１と総合制御装置１０４とが相互にデータ通信可能に接続されている。そして、エンジン１、駆動装置１２７の減速装置、モータ・ジェネレータ２，１２８、自動変速機３、ロックアップクラッチ６２、入力クラッチ１２２などの各装置は、車両の状態を示す各種のデータに基づいて制御される。
【００３９】
具体的には、総合制御装置１０４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。この総合制御装置１０４には、ＡＢＳ（アンチロックブレーキ）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 、エンジン水温、イグニッションスイッチからの信号、バッテリ１９のＳＯＣ（State of Charge：充電状態）を含むモータ・ジェネレータ２の機能検出信号などが入力される。モータ・ジェネレータ２の機能検出信号には、モータ・ジェネレータ２の温度を検出する温度検出センサの信号などが含まれている。
【００４０】
また、総合制御装置１０４には、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（出力軸回転数）信号、自動変速機（ＡＴ）油温、シフトポジションセンサの信号、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、アクセル開度、カム角センサからの信号、スポーツシフト（スポーツモードスイッチ７６およびダウンシフトスイッチ７８ならびにアップシフトスイッチ８０の操作を示す）信号、車両加速度センサからの信号、駆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 センサからの信号、レゾルバ２Ａの信号などが入力される。
【００４１】
また、出力信号の例を挙げると、点火信号、噴射（燃料の噴射）信号、スタータ１Ｂへの信号、前記モータ・ジェネレータ２，１２８を制御するコントローラとしての電子制御装置１１，１３１への信号、駆動装置１２７の減速装置またはクラッチ機構に対する制御信号、ＡＴソレノイドへの信号、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、入力クラッチコントロールソレノイド１２６に対する制御信号、電子スロットルバルブ１Ａに対する制御信号、スポーツ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、ＡＴロックアップコントロールバルブへの信号、電動オイルポンプ１１０を制御する電子制御装置１１０Ｄに対する信号などである。
【００４２】
ここで、この発明の構成と実施形態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の動力源および電動機に相当し、変速機構５がこの発明の変速機に相当し、トルクコンバータ４がこの発明の流体式動力伝達装置に相当する。
【００４３】
つぎに、上記ハード構成を有するハイブリッド車の制御例を図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、各種の電子制御装置８，１１，１２，１３，１１０Ｄおよび総合制御装置１０４により、入力信号の処理がおこなわれる（ステップＳ１）。そして、車両の状態に基づいて、エンジン１またはモータ・ジェネレータ２のいずれか一方を動力源として走行する制御がおこなわれる。この実施形態においては、シフトレバー１２７により選択される各シフトポジションに対応して、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の駆動・停止を切り換えるための制御態様、すなわち、駆動力源切り換えマップが予め設定されている。
【００４４】
図１０〜図１３には、各シフトポジションに対応する駆動力源切り換えマップ、の一例と、各シフトポジションで自動変速機３の変速段を制御するための変速マップ（変速線図）の一例とが総括的に示されている。これらの駆動力源切り換えマップにおいては、車両の状態、具体的には車速およびアクセル開度をパラメータとし、かつ、実線で示す状態を境界として、エンジン駆動領域（運転領域）とモータ・ジェネレータ駆動領域とが設定され、車速およびアクセル開度をパラメータとして、破線で示す状態を境界として、自動変速機３の変速点（変速線）が設定されている。
【００４５】
まず図１０の駆動力源切り換えマップは、Ｄポジションまたは４ポジションまたは３ポジションに対応している。すなわち、車速Ｖ５以下であり、かつ、所定のアクセル開度以下の領域に、モータ・ジェネレータ駆動領域が設定され、モータ・ジェネレータ駆動領域以外の領域に、エンジン駆動領域が設定されている。このモータ・ジェネレータ駆動領域においては、自動変速機３が第１速〜第３速のいずれかの変速段に制御される。具体的には車速零〜車速Ｖ１の領域では第１速が設定され、車速Ｖ１〜車速Ｖ３の領域では第２速が設定され、車速Ｖ３〜車速Ｖ５の領域では第３速が設定される。なお、車速Ｖ３は車速Ｖ１よりも高速であり、車速Ｖ５は車速Ｖ３よりも高速である。これに対して、エンジン駆動領域においては、自動変速機ＡＴが第１速〜第５速のうちのいずれかの変速段に制御される。
【００４６】
また、図１１の駆動力源切り換えマップは２ポジションに対応するものであり、この駆動力源切り換えマップにおいては、車速Ｖ４以下であり、かつ、所定のアクセル開度以下の領域に、モータ・ジェネレータ駆動領域が設定され、モータ・ジェネレータ駆動領域以外の領域に、エンジン駆動領域が設定されている。このモータ・ジェネレータ駆動領域においては、自動変速機３が第１速または第２速のいずれかの変速段に制御される。具体的には車速零〜車速Ｖ１の領域では第１速が設定され、車速Ｖ１〜車速Ｖ４の領域では第２速が設定される。なお、車速Ｖ４は前記車速Ｖ３よりも高速であり、かつ、前記車速Ｖ５よりも低速である。これに対して、エンジン駆動領域においては、自動変速機３が第１速または第２速のいずれかの変速段に制御される。
【００４７】
さらに、図１２の駆動力源切り換えマップはＬポジションに対応するものであり、この駆動力源切り換えマップにおいては、車速Ｖ２以下であり、かつ、所定のアクセル開度以下の領域に、モータ・ジェネレータ駆動領域が設定され、モータ・ジェネレータ駆動領域以外の領域に、エンジン駆動領域が設定されている。このモータ・ジェネレータ駆動領域およびエンジン駆動領域においては、自動変速機３の変速段が第１速に固定される。
【００４８】
さらにまた、図１３の駆動力源切り換えマップはＲポジションに対応するものであり、この駆動力源切り換えマップにおいては、車速Ｖ２以下であり、かつ、所定のアクセル開度以下の領域に、モータ・ジェネレータ駆動領域が設定され、モータ・ジェネレータ駆動領域以外の領域に、エンジン駆動領域が設定されている。
【００４９】
このように、図１０〜図１３の変速マップにおいて、所定の変速比、例えば第２速が設定される領域（車速）は、各シフトポジション毎に相違しており、高速側の変速段の設定がなくなると（言い換えれば設定できる最小変速比が大きくなることに比例して）、第２速の設定される領域が広くなっている。具体的には図１０の変速マップよりも図１１の変速マップの方が、第２速の設定される領域が広くなっている。このように設定することにより、モータ・ジェネレータ駆動領域が可及的に増やされ、騒音および排気ガスを低減することができる。また、電子制御装置１２には、ロックアップクラッチ６２の状態を制御するロックアップクラッチ制御マップが記憶されている。このロックアップクラッチ制御マップは、車速およびアクセル開度をパラメータとしてロックアップクラッチ６２の係合・半係合（スリップ）・解放を設定している。
【００５０】
このようにして、車速およびアクセル開度に基づいて、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の駆動・停止が制御され、その動力が車輪９６Ａに伝達されて車両が走行する。また、車両の減速時には、車輪９６Ａから入力される動力が自動変速機３を経由して動力伝達軸１２１に伝達されるとともに、この動力によりモータ・ジェネレータ２を発電機として機能させ、発生した電力をバッテリ１０に充電することができる。なお、この実施形態においては、停止中のエンジン１をスタータモータ１Ｂにより始動させる制御と、入力クラッチ１２２を係合させるとともに、モータ・ジェネレータ２の動力によりエンジン１を始動させることもできる。
【００５１】
上記ステップＳ１についで、等速シフト制御をおこなうべき状態が発生しているか否かが判断される（ステップＳ２）。ここで、等速シフト制御とは、自動変速機３の変速にともない、エンジン１またはモータ・ジェネレータ２により、自動変速機３の入力回転数を変速後の入力回転数に強制的に同期させる制御である。この等速シフト制御は、自動変速機３の変速時間を短縮することなどを目的としておこなわれる。したがって、例えば、アクセルペダルが閉じられている惰力走行状態、いわゆる、コースト状態において、エンジンブレーキ力を強めるために、ダウンシフトスイッチ７８がオンされた場合は、ステップＳ２で肯定的に判断されてステップＳ３に進む。なお、ステップＳ２で否定的に判断された場合はそのままリターンされる。
【００５２】
上記ステップＳ３では、バッテリ１０の充電量（ＳＯＣ）が所定値Ｌｏ％以上であるか否かが判断される。すなわち、このステップＳ３においては、自動変速機３をダウンシフトさせる際に、モータ・ジェネレータ２により自動変速機３の入力回転数を変速後の入力回転数に同期させるために必要な最低限度の電力が、バッテリ１０に残っているか否かを判断しているのである。
【００５３】
ステップＳ３で否定的に判断された場合は、モータ・ジェネレータ２の制御により等速シフト制御をおこなうことが困難であるため、つぎのようにしてエンジン１により等速シフト制御がおこなわれる。まず、ロックアップクラッチ６２を半係合状態または解放状態に制御するとともに（ステップＳ４）、入力クラッチ１２２を係合状態に制御する（ステップＳ５）。ついで、エンジン１の電子スロットルバルブ１Ａの開度を増加させ、エンジン回転数を自動変速機３のダウンシフト後の同期回転数まで強制的に上昇させる（ステップＳ６）。
【００５４】
そして、自動変速機３のダウンシフトが終了したか否かが判断される（ステップＳ７）。自動変速機３のダウンシフトが終了したか否かは、タービン回転数がダウンシフト後の同期回転数に到達したか否か、またはダウンシフトが開始されてからの経過時間をタイマーにより計測し、ダウンシフトが終了すると推定される所定時間が経過したか否かにより判断することができる。ステップＳ７で否定的に判断された場合はステップＳ６，７が繰り返され、ステップＳ７で肯定的に判断された場合はロックアップクラッチ６２を係合状態に制御し（ステップＳ８）、リターンされる。なお、ステップＳ８においては、前述したロックアップクラッチ制御マップによりロックアップクラッチ６２を制御する状態に切り換えてもよい。
【００５５】
一方、前記ステップＳ３で肯定的に判断された場合は、モータ・ジェネレータ２による自動変速機３の等速シフト制御が、つぎのようにしておこなわれる。まず、ロックアップクラッチ６２を半係合状態または解放状態に制御し（ステップＳ９）、かつ、入力クラッチ１２２を半係合状態または解放状態に制御する（ステップＳ１０）。ついで、モータ・ジェネレータ２の回転数を上昇させることにより、自動変速機３の入力回転数を強制的に上昇させ、この入力回転数をダウンシフト後の入力回転数に同期させるように制御する（ステップＳ１１）。
【００５６】
そして、自動変速機３のダウンシフトが終了したか否かが判断される（ステップＳ１２）。このステップＳ１２の判断は、ステップＳ７と同様にしておこなわれる。ステップＳ１２で否定的に判断された場合は、ステップＳ１１，１２が繰り返され、ステップＳ１２で肯定的に判断された場合は、入力クラッチ１２２が係合状態に制御される（ステップＳ１３）。また、このステップＳ１３において、モータ・ジェネレータ１２８の動力をエンジン１に伝達することにより、エンジン回転数をダウンシフト後の同期回転数まで上昇させて、入力クラッチ１２２の係合によるショックを抑制することもできる。ついで、ロックアップクラッチ６２を係合状態に制御し（ステップＳ１４）、リターンされる。
【００５７】
図１４には、上記等速シフト制御に対応するタイムチャートの一例が示されている。このタイムチャートでは、等速シフト判断が成立する以前には、ロックアップクラッチ６２の油圧が高圧Ｐ２に制御されてロックアップクラッチ６２が係合状態に制御され、入力クラッチ１２２が解放されている。また、自動変速機３の入力回転数は一定の低回転数に制御されている。そして、時刻ｔ１に等速シフト（ダウンシフト）判断が成立すると、ロックアップクラッチ６２を半係合状態または解放状態に制御するために、ロックアップクラッチ６２の油圧を徐々に低下する制御がおこなわれる。
【００５８】
ついで、時刻ｔ２において変速制御信号が出力され、時刻ｔ３においてモータ・ジェネレータ２の回転数を上昇させる指令が出力され、自動変速機３の入力回転数Ｎｉが上昇を開始する。ここで、ロックアップクラッチ６２を解放状態に制御する場合は、時刻ｔ３以降にロックアップクラッチ６２の油圧が一定の低圧Ｐ０に制御されている。また、ロックアップクラッチ６２を半係合状態に制御する場合は、時刻ｔ２以降にロックアップクラッチ６２の油圧が、油圧Ｐ０よりも高圧の油圧Ｐ１に制御されている。
【００５９】
そして、時刻ｔ４で自動変速機３の変速が終了したか否かの判定がおこなわれ、かつ、入力クラッチ１２２の油圧が上昇が開始されている。ついで、時刻ｔ５において、自動変速機３の入力回転数がダウンシフト後の同期回転数に到達することによりダウンシフト終了判断が成立し、その後、入力クラッチ１２２の油圧が所定の高圧に制御されて入力クラッチ１２２が係合される。一方、ロックアップクラッチ６２が解放されていた場合は、時刻ｔ６からロックアップクラッチ６２の油圧を上昇させる制御がおこなわれる。また、ロックアップクラッチ６２が半係合されていた場合は、時刻ｔ６よりも遅れた時点でロックアップクラッチ６２の制御油圧の上昇が開始される。そして時刻ｔ７以降はロックアップクラッチ６２の制御油圧がＰ２に制御されてロックアップクラッチ６２が係合状態に制御される。
【００６０】
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。ステップＳ１ないしステップＳ１４がこの発明の変速制御手段に相当する。上記のように、この実施形態によれば、ダウンシフトスイッチ７８の操作に基づいて自動変速機３をダウンシフトするにあたり、モータ・ジェネレータ２により自動変速機３の入力回転数をダウンシフト後の入力回転数に強制的に同期させる前に、入力クラッチ１２２が半係合状態または解放状態に制御される。このため、自動変速機３の入力回転数を上昇させる場合に、エンジン１が回転慣性質量体として作用しにくくなるため、自動変速機３の入力系統（動力伝達軸１２１およびトルクコンバータ４ならびに入力軸５７）のイナーシャが可及的に小さくなる。したがって、等速シフト制御の応答性が向上し、ダウンシフトに要する時間を短縮することができる。また、モータ・ジェネレータ２は電流値によりその回転数が制御されるものであるため、その特性により回転数の制御が比較的容易である。したがって、エンジン１により入力回転数を制御する場合に比べて、モータ・ジェネレータ２により入力回転数を制御する方が、応答性に優れている。
【００６１】
また、バッテリ１０の充電量が所定値Ｌｏ％以下である場合は、エンジン１により等速シフト制御がおこなわれる。したがって、モータ・ジェネレータ２により自動変速機３の入力回転数を上昇させることができない状況であっても、自動変速機３の等速シフト制御をおこなうことができる。さらに、自動変速機３の入力回転数を上昇させる前に、ロックアップクラッチ６２を半係合または解放させて、トルクコンバータ４を流体による動力伝達状態に切り換えている。したがって、変速途中のトルク変動、特に、エンジン１の電子スロットルバルブ１Ａを開いた場合のトルク変動が、自動変速機３に伝達されにくく、変速ショックを抑制することができる。なお、車両がコースト状態にある際に、上記のように等速シフト制御をおこなった場合は、変速の終了後にロックアップクラッチ６２が係合されて機械的な動力伝達状態に切り換わることにより、エンジンブレーキ力が強められる。
【００６２】
なお、図１のフローチャートのステップＳ３において、モータ・ジェネレータ３の温度を温度検出センサなどにより判断し、その温度が所定値以下である場合はステップＳ９に進み、その温度が所定値を越えている場合はステップＳ４に進むような制御を採用することもできる。すなわち、モータ・ジェネレータ２の設定回転数は、その温度により制約される場合もある。そこで、この制御を採用することにより、モータ・ジェネレータ２の温度に基づく異常や故障により、モータ・ジェネレータ２の回転数を所定値以上に上昇させることができない場合でも、エンジン１により等速シフト制御をおこなうことができる。
【００６３】
さらに、入力クラッチ１２２に用いられる摩擦式クラッチには、乾式クラッチおよび湿式クラッチが含まれる。この乾式クラッチおよび湿式クラッチには、単板クラッチおよび多板クラッチが含まれる。さらにまた、入力クラッチ１２２は、摩擦式クラッチ代えて電磁式クラッチを用いることもできる。さらに、この発明においては、流体式動力伝達装置として、トルクを増幅する機能のないフルードカップリングを用いることもできる。
【００６４】
なお、上記実施形態においては、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２を共に、車両の駆動力源として機能させることのできるハイブリッド車について説明しているが、エンジンを車両の駆動力源として機能させる一方、モータ・ジェネレータを車両の駆動力源として用いない構成の車両に対して、この発明を適用することができる。例えば、この発明は、モータ・ジェネレータを、エンジンを始動させる場合の動力源（始動装置）として用いる車両に対しても適用することができる。このような車両の具体例としては、所定のエンジン停止条件に基づいてエンジンを自動的に停止させるとともに、所定のエンジン始動条件に基づいてモータ・ジェネレータによりエンジンを始動させる制御をおこなうことのできる、いわゆるエコラン車を挙げることができる。また、この発明を、エンジンを駆動力源として用い、モータ・ジェネレータをエアコン用のコンプレッサなどの補機装置の動力源として用いている車両に対して適用することもできる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、変速機の変速時に、第２の動力源により、変速機の入力回転数を変速後の入力回転数に強制的に同期させる制御をおこなう前に、ロックアップクラッチを半係合状態または解放状態に制御し、かつ、入力クラッチを半係合状態または解放状態に制御することができる。このため、変速機の入力回転数を制御することに関与していない第１の動力源が、変速機の入力系統に対して回転慣性質量体として作用しにくくなる。したがって、変速機の入力系統のイナーシャが可及的に小さくなり、変速機の変速応答性が向上する。
【００６６】
請求項２の発明によれば、請求項１と同様の効果を得られるほか、変速機の入力回転数を変速後の入力回転数に同期させる制御が終了した後、入力クラッチおよびロックアップクラッチを係合状態に制御できる。
【００６７】
請求項３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ほか、バッテリの電力不足により電動機の回転数を制御できない状況であっても、第１の動力源により変速機の入力回転数を強制的に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の制御装置で実行される制御例を説明するためのフローチャートである。
【図２】 この発明で対象とするパワートレーンおよび制御系統の一例を模式的に示すブロック図である。
【図３】 図２に示すパワープラントを具体化したスケルトン図である。
【図４】 図３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５】 図２に示す自動変速機を制御するシフトレバーの操作により選択されるシフトポジションを示す概念図である。
【図６】 図２に示す自動変速機の変速段を手動操作により変更できる状態を設定・解除するためのスポーツモードスイッチを示す概念図である。
【図７】 図６に示されたスポーツモードスイッチのオン状態において、自動変速機をダウンシフトまたはアップシフトするために、ステアリングホイールに設けられているスイッチの一例を示す図である。
【図８】 自動変速機の油圧回路の要部を示す図である。
【図９】 この発明の一例における総合制御装置における入出力信号を示す図である。
【図１０】 図２に示されたハイブリッド車のエンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動・停止を制御する制御態様と、自動変速機の変速段を制御する変速線図と総括的に示すマップである。
【図１１】 図２に示されたハイブリッド車のエンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動・停止を制御する制御態様と、自動変速機の変速段を制御する変速線図と総括的に示すマップである。
【図１２】 図２に示されたハイブリッド車のエンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動・停止を制御する制御態様と、自動変速機の変速段を制御する変速線図と総括的に示すマップである。
【図１３】 図２に示されたハイブリッド車のエンジンおよびモータ・ジェネレータの駆動・停止を制御する制御態様と、自動変速機の変速段を制御する変速線図と総括的に示すマップである。
【図１４】 図１に示す制御に対応するタイムチャートの一例である。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２…モータ・ジェネレータ、 ３…自動変速機、 ４…流体式動力伝達装置、 １０…バッテリ、 ６２…ロックアップクラッチ、 １２２…入力クラッチ。

Claims (3)

1. 第１の動力源および第２の動力源と、この第１の動力源および第２の動力源の動力が入力される変速機と、前記第１の動力源と前記変速機との間の動力伝達状態を制御する入力クラッチとを有する駆動制御装置において、
   前記第２の動力源が連結された動力伝達軸が設けられており、この動力伝達軸と前記第１の動力源との間に前記入力クラッチが設けられており、前記動力伝達軸と前記変速機との間に、ロックアップクラッチを有する流体式動力伝達装置が設けられており、
   前記変速機の変速に際して、前記ロックアップクラッチを解放状態または半係合状態に制御し、かつ、前記入力クラッチを解放状態または半係合状態に制御するとともに、前記第２の動力源の回転数を制御することにより、前記変速機の入力回転数を変速後の入力回転数に同期させる変速制御手段を備えていることを特徴とする駆動制御装置。
2. 前記変速制御手段は、前記変速機の入力回転数を変速後の入力回転数に同期させる制御が終了した後、前記入力クラッチおよび前記ロックアップクラッチを係合状態に制御する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
3. 前記第２の動力源が、バッテリの電力により駆動される電動機を有するとともに、
   前記変速制御手段は、
   前記バッテリの充電量が所定値以上であるか否かの判断で肯定的に判断された場合は、前記電動機の回転数を制御することにより前記変速機の入力回転数を制御する手段と、
   前記バッテリの充電量が前記所定値以上であるか否かの判断で否定的に判断されて、前記電動機により前記変速機の入力回転数を制御することができない場合は、前記入力クラッチを係合状態に制御し、かつ、前記第１の動力源により前記変速機の入力回転数を変速後の入力回転数に同期させる手段と
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。

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