JP4077415B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン及び電動モータを車両走行時の動力源として備えているハイブリッド車両の制御装置に関する。

燃料の燃焼により作動させられて前後輪の一方を回転駆動するエンジンと、蓄電装置に蓄えられた電気エネルギにより作動させられて前記前後輪の他方を回転駆動するとともに、回生時に電気エネルギの回収を行うモータ／ジェネレータとを有する４輪駆動型ハイブリッド車両が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−２０９９０５号公報

このようなハイブリッド車両では、エンジンの駆動力により車両を走行するモード（以下、ＥＮＧモードという）と、エンジンを停止し、モータ／ジェネレータの駆動力のみで車両を走行させるモード（以下、ＥＶモードという）と、エンジンを停止し、モータ／ジェネレータにより電気エネルギを回収する走行モード（以下、回生モードという）とが可能なものがある。

また、最近では、エンジンにＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）などの無段変速機を組み合わせたハイブリッド車両も提案されている。このＣＶＴは、入力軸に連結された入力軸プーリと出力軸に連結された出力軸プーリとの間にベルトを掛け回し、各プーリのシリンダに油圧を給排することで、入力軸プーリ及び出力軸プーリの各溝幅を相対的に変化させて変速させている。そして、このようなＣＶＴを有するハイブリッド車では、ドライバが操作するアクセル開度と車両の速度（車速）とに基づいて、車両が必要とする要求出力が設定され、この要求出力が発揮されるようにＣＶＴの変速比が設定される。

上記のように、ハイブリッド車両では、ＥＮＧモード、ＥＶモード、回生モードの各モードでの走行が可能であるが、ＥＶモードまたは回生モードでは、エンジンを停止するため、ＥＶモードまたは回生モード時に駆動輪にエンジンがつながっていると、エンジンが負荷となるという問題がある。このため、エンジンと駆動輪をつなぐクラッチを解放することが考えられるが、単にクラッチを解放すると、車両にショックを与え、ドライバに違和感を与えるという問題があった。
また、クラッチの解放中にエンジンが再始動されたり、エンストしてしまうなど、制御状態が急変すると、ショックが発生したり、トランスミッションを破損してしまう恐れもあった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、ＥＶモード、回生モードでの車両の負荷を軽減するとともに、クラッチ解放時の車両のショックを軽減することが可能なハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（１）は、
駆動輪の１つを無段変速機を介して回転駆動するエンジンと、上記エンジンが駆動する駆動輪とは異なる駆動輪の１つを回転駆動するモータ／ジェネレータと、上記エンジンと上記無段変速機とを係合するトルクコンバータにおけるロックアップクラッチと、このトルクコンバータの出力軸に接続されたニュートラル状態にするためのクラッチと、上記無段変速機と上記ロックアップクラッチと上記ニュートラル状態にするためのクラッチを制御する制御手段を備えた車両において、
上記車両はエンジンの駆動力により車両を走行するＥＮＧモードと、エンジンを停止し、モータ／ジェネレータの駆動力のみで車両を走行させるＥＶモードと、エンジンを停止し、モータ／ジェネレータにより電気エネルギを回収する回生モードとが可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
走行中にＥＮＧモードからＥＶモードまたは回生モードに移行するとき、上記制御手段が上記ロックアップクラッチと、上記ニュートラル状態にするためのクラッチを開放状態にするものであり、
上記制御手段が上記ロックアップクラッチの解放が完了した後、エンジン制御手段にエンジン回転数と無段変速機の入力軸プーリ回転数の偏差が所定値以下になるように制御させ、その後に他のモードへの移行を禁止し、その状態が所定時間継続した後、上記ニュートラル状態にするためのクラッチの解放を開始することを特徴とする。

また、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（２）は、ハイブリッド車両の制御装置（１）において、
上記制御手段が、上記ニュートラル状態にするためのクラッチを解放するための油圧指令値がニュートラル状態にするためのクラッチの解放時に対応する油圧である状態が所定時間継続したとき、上記ニュートラル状態にするためのクラッチが解放されたと判断することを特徴とする。

さらに、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（３）は、ハイブリッド車両の制御装置（２）において、
上記ニュートラル状態にするためのクラッチの解放を判断するための上記所定時間を上記制御手段の作動油の油温によって変更することを特徴とする。

また、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（４）は、ハイブリッド車両の制御装置（１）において、
ＥＮＧモードから移行するモードが、ＥＶモードである場合と回生モードである場合とで、上記ロックアップクラッチを解放するための油圧の変動指令を変更することを特徴とする。

さらに、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（５）は、ハイブリッド車両の制御装置（１）において、
ＥＮＧモードから移行するモードが回生モードである場合には、エンジン回転数と無段変速機の入力軸プーリ回転数の偏差の状態に関係なく、上記ニュートラル状態にするためのクラッチの解放を開始することを特徴とする。

また、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（６）は、ハイブリッド車両の制御装置（１）において、
上記ニュートラル状態にするためのクラッチが解放された後、エンジン停止状態の間、上記制御手段が、上記ニュートラル状態にするためのクラッチを作動させるための油圧を所定油圧以上に保持することを特徴とする。

さらに、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（７）は、ハイブリッド車両の制御装置（１）〜（６）のいずれかにおいて、
上記ニュートラル状態にするためのクラッチの解放を開始してから完了するまでの間、上記制御手段が車両の運転モードの切り換えを禁止することを特徴とする。

また、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（８）は、ハイブリッド車両の制御装置（１）〜（６）のいずれかにおいて、
上記ロックアップクラッチ、ニュートラル状態にするためのクラッチの解放中に、シフトレバーが操作された場合、上記制御手段が制御を中断することを特徴とする。

また、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（９）は、ハイブリッド車両の制御装置（１）において、
ＥＶモードまたは回生モードからＥＮＧモードに移行するとき、上記ロックアップクラッチとニュートラル状態にするためのクラッチを係合するものであり、上記制御手段が、上記ニュートラル状態にするためのクラッチを係合するための油圧指令値がニュートラル状態にするためのクラッチの係合時に対応する油圧である状態が所定時間継続したとき、上記ニュートラル状態にするためのクラッチが係合されたと判断することを特徴とする。

さらに、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（１０）は、ハイブリッド車両の制御装置（９）において、
上記ニュートラル状態にするためのクラッチが係合されたことを判断するための上記所定時間を制御手段の作動油の油温によって変更することを特徴とする。

さらに、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（１１）は、ハイブリッド車両の制御装置（９）において、
エンジン制御手段が、ＥＮＧモードへの移行時に、エンジンの始動を行い、クラッチ係合制御時の無段変速機目標入力軸プーリ回転数とエンジン回転数とが近くなるようにエンジン回転数を制御するとともに、
上記制御手段が、上記無段変速機目標入力軸プーリ回転数に入力軸プーリ回転数が追従するよう変速制御を行い、エンジン回転数と無段変速機入力軸プーリ回転数の偏差が所定値以下の状態が所定時間継続した後に、上記ニュートラル状態にするためのクラッチの係合を開始することを特徴とする。

さらに、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（１２）は、ハイブリッド車両の制御装置（９）において、
上記制御手段が、上記ニュートラル状態にするためのクラッチが係合されたと判断した後に、トルクコンバータのロックアップクラッチの係合を許可することを特徴とする。

さらに、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（１３）は、
駆動輪の１つを無段変速機を介して回転駆動するエンジンと、上記エンジンが駆動する駆動輪とは異なる駆動輪の１つを回転駆動するモータ／ジェネレータと、上記エンジンと上記無段変速機とを係合するトルクコンバータにおけるロックアップクラッチと、このトルクコンバータの出力軸に接続されたニュートラル状態にするためのクラッチと、上記無段変速機と上記ロックアップクラッチと上記ニュートラル状態にするためのクラッチを制御する制御手段を備えた車両において、
上記車両はエンジンの駆動力により車両を走行するＥＮＧモードと、エンジンを停止し、モータ／ジェネレータの駆動力のみで車両を走行させるＥＶモードと、エンジンを停止し、モータ／ジェネレータにより電気エネルギを回収する回生モードとが可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
走行中にＥＮＧモードからＥＶモードまたは回生モードに移行するとき、上記制御手段が上記ロックアップクラッチと、上記ニュートラル状態にするためのクラッチを開放状態にするものであり、上記制御手段が上記ロックアップクラッチと、上記ニュートラル状態にするためのクラッチを同時に開放せず、
ＥＶモードまたは回生モードからＥＮＧモードに移行するとき、上記ロックアップクラッチと上記ニュートラル状態にするためのクラッチを係合するものであり、上記制御手段が、上記ニュートラル状態にするためのクラッチを係合するための油圧指令値がニュートラル状態にするためのクラッチの係合時に対応する油圧である状態が所定時間継続したとき、上記ニュートラル状態にするためのクラッチが係合されたと判断するとともに、
上記制御手段に油圧を供給するポンプとしてエンジンに直結された機械式オイルポンプと電動オイルポンプとを備え、
上記ニュートラル状態にするためのクラッチの係合の開始時に、上記電動ポンプが停止していた場合、上記制御手段が、エンジン回転数が所定値以上の状態が所定時間継続するまで、ニュートラル状態にするためのクラッチの係合開始を待機することを特徴とする。

また、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（１４）は、ハイブリッド車両の制御装置（１０）〜（１３）のいずれかにおいて、
上記ニュートラル状態にするためのクラッチの係合を開始してから完了するまでの間、上記制御手段が、車両の運転モードの切り換えを禁止することを特徴とする。

さらに、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（１５）は、ハイブリッド車両の制御装置（１０）〜（１３）のいずれかにおいて、
上記ニュートラル状態にするためのクラッチ、ロックアップクラッチの係合中に、シフトレバーが操作された場合、上記制御手段が制御を中断することを特徴とする。

本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（１）によれば、エンジンとモータとが別々の駆動輪に接続される構成であるので、エンジンと駆動輪との間に設けられたロックアップクラッチとニュートラル状態にするためのクラッチを解放するのみでエンジンの切離しが可能となり、また、既存のニュートラル状態にするためのクラッチ、ロックアップクラッチを解放するのみでエンジンの切離しが可能となるので、ＥＶモードまたは回生モード時にエンジンを連れまわすことがなく、動力の損失を最小限に抑えることができるとともに、回生モード時には効率よくエネルギを回収することができる。

また、ロックアップクラッチの解放制御とニュートラル状態にするためのクラッチの解放制御を同時に行うことができない場合があり、また、同一軸上に配されている２つのクラッチを同時に操作すると、それぞれのクラッチの解放の判定が難しく、制御的に不安定になるが、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（１）によれば、ＥＶモードまたは回生モード移行時に、ロックアップクラッチと、ニュートラル状態にするためのクラッチが同時に開放されないので、ロックアップクラッチの解放制御とニュートラル状態にするためのクラッチの解放制御を同時に行うことができない場合でもクラッチを解放できるとともに、クラッチ解放の制御を安定して行なうことができる。

さらに、エンジンの回転数とＣＶＴ入力軸の回転数に差が出るような駆動／被駆動状態であると、クラッチ解放によるショックが出てしまうが、本発明のハイブリッド車両の制御装置（１）によれば、エンジン回転数とＣＶＴ入力軸回転数の同期を取ることができるので、クラッチ解放による車両のショックを軽減し、ドライバに違和感を与えることなくクラッチを解放することができる。

また、エンジン回転数とＣＶＴ入力軸回転数の同期制御を行った場合、回転数によるクラッチの解放判定ができないが、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（２）によれば、クラッチの油圧の状態によってクラッチの解放を判断するので、容易にクラッチ解放を判断することができる。また、作動油は油温によって粘度が変わるため、油圧指令値が所定値以下となっても実際の油圧は追従が遅れる場合があるが、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（３）によれば、油温によってクラッチ解放を判断する時間が変更されるので、正確にクラッチが解放される時点を判断することができる。

さらに、ＥＮＧモードから回生モードに移行する場合、ドライバはブレーキの踏み込みを行うなどの停止意図があると判断されるため、多少のショックは許容でき、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（４）によれば、ＥＮＧモードから回生モードに移行する場合に、ロックアップクラッチを急激に解放することができ、速やかにニュートラル状態にするためのクラッチの制御に移行することができる。また、本発明のハイブリッド車両の制御装置（５）によれば、ＥＮＧモードから回生モードに移行する場合には、エンジン回転数と無段変速機の入力軸プーリ回転数の偏差の状態に関係なく、ニュートラル状態にするためのクラッチの解放を開始するので、速やかにエンジン停止の制御に移行することができる。

また、ニュートラル状態にするためのクラッチの解放後、次にニュートラル状態にするためのクラッチを係合する際に、ニュートラル状態にするためのクラッチの油圧室から作動油が抜けてしまっていると、再係合時に作動油をニュートラル状態にするためのクラッチの油圧室内に充満させることが必要となり、クラッチの係合時間に応答遅れが生じるが、本発明のハイブリッド車両の制御装置（６）によれば、ニュートラル状態にするためのクラッチの油圧室内の作動油を充満させたままにしておくことができるので、次回のクラッチの係合を速やかに開始することができる。

また、本発明のハイブリッド車両の制御装置（９）によれば、走行中のエンジン停止状態からエンジン始動に移行するとき、ニュートラル状態にするためのクラッチを係合するが、このクラッチ係合時にも解放時と同様にエンジン回転数とＣＶＴ入力軸回転数の同期を行い、回転数によるクラッチの係合判定ができないが、クラッチの油圧を用いることによりクラッチの係合を容易に判断することができる。また、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（１０）によれば、解放時と同様に、油温によってクラッチ係合を判断する時間を変更することができ、正確にクラッチが係合される時点を判断することができる。

さらに、本発明に係るハイブリッド車両の制御装置（１１）によれば、エンジン回転数とＣＶＴ入力軸回転数の目標回転数を同じにすることができるので、外乱の影響を受けることなく、２つの制御対象を安定して制御することができる。

また、本発明のハイブリッド車両の制御装置（１２）によれば、エンジンによる走行モードに移行した場合は、ロックアップすることでエンジンのトルクを有効に用いることができる。

さらに、本発明のハイブリッド車両の制御装置（１３）によれば、電動オイルポンプが故障したり、何らかの要因で停止した場合であっても、エンジン回転数が所定値以上になり、安定した油圧供給状態になってからクラッチを係合させることができるので、クラッチの破損を防止することができる。

また、クラッチの解放中または係合中にエンジンが再始動されたり、エンストしてしまうなど、エンジンの制御状態が急変すると、ショックが発生したり、トランスミッションを破壊してしまう恐れがあるが、本発明のハイブリッド車両の制御装置（７）、（１４）によれば、クラッチの解放制御中または係合制御中はエンジンの制御状態の切り替えが禁止されるので、安定した制御状態を維持することができる。

さらに、クラッチの解放中または係合中にシフトレバーがニュートラルやＰレンジの位置に切り替えられると、制御が不能となるが、本発明のハイブリッド車両の制御装置（８）、（１５）によれば、シフトレバーが操作されると、制御が中断されるので、制御不能を回避することができる。

以下、本発明のハイブリッド車両の制御装置を図面により説明する。
図１は本発明のハイブリッド車両の制御装置を適用するハイブリッド車両の全体システムを示す図であり、エンジン１はトルクコンバータ２、前後進クラッチ３、無段変速機（以下、ＣＶＴという）４、ギア５を介してフロント駆動輪６を駆動し、モータ／ジェネレータ７はリア駆動輪８を駆動する。

このハイブリッド車両の制御装置として、ハイブリッドシステム電子制御装置（以下、ＨＶ−ＥＣＵという）１２、エンジン電子制御装置（以下、ＥＮＧ−ＥＣＵという）１３、トルクコンバータ２、前後進クラッチ３、ＣＶＴ４を制御するＣＶＴ電子制御装置（以下、ＣＶＴ−ＥＣＵという）１４、モータ／ジェネレータ７を制御するモータ／ジェネレータ電子制御装置（以下、ＭＧ−ＥＣＵという）１５が設けられている。

トルクコンバータ２、前後進クラッチ３及びＣＶＴ４にはＣＶＴ−ＥＣＵ１４により制御される油圧制御装置９が付設され、油圧制御装置９にはエンジン１により駆動される機械式オイルポンプ１０とエンジン停止時に油圧を供給する電動オイルポンプ１１とが接続され、これらのオイルポンプがトルクコンバータ２、前後進クラッチ３、ＣＶＴ４作動用のライン圧を生成する。このように、電動オイルポンプ１１を備えているので、エンジン１の停止状態でも前後進クラッチ３の係合等を行うことができる。
油圧制御装置９は電磁切換弁やリニアソレノイドバルブ等を備えており、それらのソレノイドを制御し、油路を切り換えたり、油圧を制御することにより、ＣＶＴ４の変速比の切り換えやクラッチの係合・解放を行う。

トルクコンバータ２はロックアップクラッチを備えているとともに、タービン翼車が前後進クラッチ３の入力軸に接続され、油圧制御装置９からの油圧ＰＬＵによりロックアップクラッチの係合・解放が行われる。このトルクコンバータ２の出力軸に前後進の切り換え及び駆動力の伝達を切断し、ニュートラル状態を形成することが可能な前後進クラッチ３が接続され、油圧制御装置９からの油圧ＰＣ１により前後進クラッチ３の係合・解放が行われる。

また、前後進クラッチ３の出力軸に接続されたＣＶＴ４は、入力軸プーリ１８と出力軸プーリ１９とに駆動ベルト２０が掛け渡されて構成され、入力軸に入力された回転が同軸一体の入力軸プーリ１８から駆動ベルト２０を介して出力軸プーリ１９に伝達され、出力軸に出力されるようになっている。そして、油圧制御装置９からの油圧ＰＩＮを入力軸プーリ１８のシリンダに給排することによりプーリの溝幅を変更して所定の変速比を得ることができ、その時点の車速やアクセル開度などの走行状態に基づいて決定される変速比に設定される。また、出力軸プーリ１９のシリンダには油圧制御回路９からベルトクランプ力の調整用油圧ＰＤが給排される。

また、モータ／ジェネレータ７はインバータ１６を介してバッテリ１７に接続され、ＭＧ−ＥＣＵ１５の制御に従ってバッテリ１７から電気エネルギが供給されて所定のトルクで回転駆動される状態（ＥＶモード）と回生制動により発電機として機能することによりバッテリ１７に電気エネルギを充電する状態（回生モード）と、モータ軸が自由回転することを許容する無負荷状態（フリー）とに切り換えられる。
上記の回生モードでは、モータ／ジェネレータ７を強制的に回転させるトルクが制動トルクとなり、いわゆるエンジンブレーキを効かせることができる。この場合、出力軸とエンジン１の間のトルクの伝達を遮断することにより、エンジンを連れまわすことがなく、したがって、動力の損失を最小限に抑えて効率よくエネルギ回生を行うことができる。

一方、図２はハイブリッド車両の制御装置の各ＥＣＵ間で多重通信によって送信される信号を示す図であり、ＨＶ−ＥＣＵ１２は、アイドルスイッチ状態、エンジン回転数、車速、ブレーキスイッチ状態を含む各種センサからの情報に基づいて、図３のエンジンの運転モードの状態遷移図に示す、「０：イグニッションオフ（ＩＧＯＦＦ）」、「１：運転中」、「２：停止要求」、「３：停止制御中」及び「４：始動要求」のいずれかのエンジン運転モード及び走行モードを決定し、ＥＮＧ−ＥＣＵ１３、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４、ＭＧ−ＥＣＵ１５にエンジン制御モード、ＥＶ走行モード要求、回生走行モード要求の指令を行う。また、ＥＮＧ−ＥＣＵ１３はエンジン制御モード及びアクセル開度、アイドルスイッチ状態を含む各種センサからの情報に基づいてスロットル開度、点火時期、燃料噴射弁、吸排気バルブ等を制御することにより、エンジン１を制御する。

さらに、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、エンジン制御モード、シフトレバー選択位置、エンジン回転数、車速を含む各種センサからの情報に基づいてトルクコンバータ２のロックアップクラッチや前後進クラッチ３の係合・解放及びＣＶＴ４の変速比を制御するとともに、ＨＶ―ＥＣＵ１２にモード遷移禁止要求信号を、ＥＮＧ−ＥＣＵ１３にエンジン停止要求、回転数制御要求、目標回転数等の信号を送信する。また、ＭＧ−ＥＣＵ１５は、ＥＶモード時には、インバータ１６によりバッテリ１７からの電力によりモータ／ジェネレータ７を駆動し、回生モード時にはインバータ１６を介してモータ／ジェネレータ７からの回生電力をバッテリ１７に充電する。

一方、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４では、クラッチの制御を行うにあたり、それぞれの制御状態をクラッチ制御モードとして定義し、図４のクラッチ制御モードの状態遷移表に示すように、「０：制御非実行」、「１：解放準備中」、「２：解放制御中」、「３：解放」、「４：係合制御中」の５つのクラッチ制御モードを有し、ＨＶ−ＥＣＵ１２からのエンジン制御モード及びＥＶ走行モードフラグ・回生走行モードフラグをもとに、クラッチの解放／係合制御のモードを決定する。すなわち、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は上記の各クラッチ制御モードを図５の表に示す遷移条件を満足するときに、他のクラッチ制御モードに遷移させる。

次に、図５のクラッチ制御モードの遷移条件表、図６−１、図６−２の
フローチャート、図７のＥＶ走行モード移行によるクラッチ制御チャート及び図８の回生走行モード移行によるクラッチ制御チャートを用いて、運転モードの変更時のクラッチ制御について説明する。
ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はタイマなどにより定時間ごとに図６−１、図６−２のフローチャートに示すプログラムを実行し、この処理の実行がスタートすると、まず、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、クラッチ制御モードが「０：制御非実行」か否かを判定する（ステップ１０１）。クラッチ制御モードが「０：制御非実行」でない場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はステップ１０４に移る。

一方、クラッチ制御モードが「０：制御非実行」の場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は遷移条件［１］が成立するか否かを判定する（ステップ１０２）。遷移条件［１］が成立しない場合には、ステップ１０４に移り、遷移条件［１］が成立した場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードを「０：制御非実行」から「１：解放準備中」に移行する（ステップ１０３）。
すなわち、エンジン制御モードが「１：運転中」から「２：停止要求」に遷移したときに、ＥＶ走行モードフラグがオンとなっており、モータ／ジェネレータ７のみの駆動に切り替わると判断した場合、あるいは回生走行モードフラグがオンとなっている場合には、クラッチの解放制御に移行し、クラッチ制御モードを「０：制御非実行」から「１：解放準備中」に移行する。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、クラッチ制御モードが「１：解放準備中」か否かを判定する（ステップ１０４）。クラッチ制御モードが「１：解放準備中」の場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は遷移条件［６］が成立するか否かを判定する（ステップ１０５）。遷移条件［６］が成立した場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードを「１：解放準備中」から「０：制御非実行」に移行し（ステップ１０６）、プログラムを終了する。
すなわち、図５の遷移条件表の［６］に示すように、エンジン制御モードが「１：運転中」または「４：始動要求」に変更されていた場合、あるいは、ＥＶ走行モード要求、回生走行モード要求でなく、車速が所定値未満で、かつブレーキオンの場合は、クラッチ制御モードを「１：解放準備中」から「０：制御非実行」に移行する。また、クラッチレバーがニュートラルあるいはＰレンジである場合にも、制御不能であるので、クラッチ制御モードを「１：解放準備中」から「０：制御非実行」に移行する。

一方、ステップ１０５において、遷移条件［６］が成立しない場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、ロックアップクラッチの解放制御及びＥＮＧ−ＥＣＵ１３に対するエンジン停止禁止要求を行う（ステップ１０７）。前後進クラッチ３とロックアップクラッチの解放を同時に行わず、ロックアップクラッチの解放を行ってから、前後進クラッチ３の解放を行うのは、ロックアップクラッチの解放制御と前後進クラッチ３の解放制御を同時に行うことができない場合があり、また、同一軸上に配されている２つのクラッチを同時に操作すると、それぞれのクラッチの解放の判定が難しく、制御的に不安定になるためである。また、ＥＮＧ−ＥＣＵ１３に対してエンジン停止禁止要求を発行するのは、エンジン１が途中でエンストしてしまわないようにするためである。

このクラッチ制御モードがＥＶ走行モードフラグによる開始であった場合、ドライバはアクセル操作のみで一定走行を行いたいという意思であると思われるので、ロックアップクラッチの解放によるショックは許容できない。このため、ＥＶ走行モードフラグによる開始であった場合には、ロックアップクラッチを滑らかに解放するため、図７のＥＶ走行モード移行によるクラッチ制御チャートの油圧ＰＬＵに示すように、ロックアップクラッチ圧ＰＬＵを漸減させ、ショックなく滑らかにロックアップクラッチを解放する。

一方、回生走行モードフラグによって制御を開始した場合は、ドライバはブレーキ操作も行っており、停止の意思があると思われるので、多少のショックは許容される。このため、回生走行モードフラグによる開始であった場合には、図８の回生走行モード移行によるクラッチ制御チャートの油圧ＰＬＵに示すように、ロックアップクラッチを急激に解放してすばやく前後進クラッチ３の解放に移行させる。

ロックアップクラッチが解放されると、次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、エンジン回転数とＣＶＴ４の入力軸回転数の同期を取る制御を行う（ステップ１０８）。これは、前後進クラッチ３を解放する場合、エンジン1の回転数とＣＶＴ４の入力軸回転数に差が出るような駆動／被駆動状態であると、クラッチ解放によるショックが出てしまうため、ＥＮＧ−ＥＣＵ１３により電子スロットルなどを用いてエンジン回転数とＣＶＴ入力軸回転数の同期を行うものである。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、遷移条件［２］が成立するか否かを判定し（ステップ１０９）、遷移条件［２］が成立しない場合には、プログラムを終了する。一方、遷移条件［２］が成立した場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードを「１：解放準備中」から「２：解放制御中」に移行し（ステップ１１０）、プログラムを終了する。
すなわち、図５の遷移条件表の［２］に示すように、ロックアップクラッチの解放が確定し、エンジン1の回転数とＣＶＴ４の入力軸回転数の偏差が小さい状態が所定時間継続し、エンジン制御モードが「２：停止要求」であり、かつ、走行モードがＥＶ走行モードまたは回生走行モードの条件が成立する場合に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードを「１：解放準備中」から「２：解放制御中」に移行する。

一方、ステップ１０４において、クラッチ制御モードが「１：解放準備中」でないと判定された場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードが「２：解放制御中」か否かを判定する（ステップ１１１）。クラッチ制御モードが「２：解放制御中」の場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は遷移条件［７］が成立するか否かを判定する（ステップ１１２）。遷移条件［７］が成立した場合、すなわち、クラッチレバーがニュートラルあるいはＰレンジである場合には、制御不能であるので、クラッチ制御モードを「２：解放制御中」から「０：制御非実行」に移行し（ステップ１１３）、プログラムを終了する。

また、ステップ１１２において、遷移条件［７］が成立しない場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、前後進クラッチ３のクラッチ圧ＰＣ１を漸減させる（ステップ１１４）。これにより、前後進クラッチ３が徐々に解放される。なお、この場合も、ロックアップクラッチの解放時と同様に、クラッチ制御モードがＥＶ走行モードフラグによる開始であった場合は、図７のＥＶ走行モード移行によるクラッチ制御チャートに示すように、油圧ＰＣ１を緩やかに減少させてショックを少なくし、回生走行モードフラグによって制御を開始した場合は、図８の回生走行モード移行によるクラッチ制御チャートに示すように、油圧ＰＣ１をエンジン回転数と入力軸回転数の偏差に関係なく、早い時点から減少させることにより、前後進クラッチをすばやく解放することができる。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、エンジン制御モード遷移禁止要求を行う（ステップ１１５）。
ここで、エンジン制御モード遷移禁止を行うのは、前後進クラッチ３のクラッチ油圧ＰＣ１を漸減している間にエンジン制御モードが遷移してしまうと、クラッチを再結合させるなどの処理が必要になり、車両挙動にも影響を及ぼし、制御がビジーになってしまうため、安定した制御を保つためであり、前後進クラッチ３の解放を開始したら、ＨＶ−ＥＣＵ１２に対してエンジン制御モード遷移禁止を要求する。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、遷移条件［３］が成立するか否かを判定し（ステップ１１６）、遷移条件［３］が成立しない場合には、プログラムを終了する。一方、遷移条件［３］が成立した場合、すなわち、前後進クラッチ３の解放完了が判定された場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードを「２：解放制御中」から「３：解放」に移行する（ステップ１１７）。次に、上記のエンジン制御モード遷移禁止及びエンジン停止禁止要求を解除し、電動オイルポンプ１１の駆動を開始させた（ステップ１１８）後、プログラムを終了する。なお、エンジン停止禁止要求解除によりエンジンが完全停止し、エンジンが停止してしまうと油圧の供給元である機械式オイルポンプ１０も停止するので、圧力制御を継続するために電動オイルポンプ１１を駆動する。

上記の前後進クラッチ３の解放完了の判定を行う場合、上記のようにエンジン回転数とＣＶＴ入力軸回転数の同期制御を行うと、回転数によるクラッチの解放判定ができないため、ＰＣ１圧力状態によって前後進クラッチ３の解放を判断する。ただし、ＰＣ１指令圧に対して実際のＰＣ１圧は応答遅れがあるため、ＰＣ1指令圧が所定油圧以下の状態が所定時間継続したとき、すなわち、図７、図８のｔ１時点で実際のＰＣ１圧が所定油圧値に追従できたと判断して、クラッチ解放と判断する。なお、この応答遅れは作動油の油温によって変化するので、油温に応じて上記所定時間を変更する。

一方、ステップ１１１において、クラッチ制御モードが「２：解放制御中」でないと判定された場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードが「３：解放」か否かを判定する（ステップ１１９）。クラッチ制御モードが「３：解放」の場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は遷移条件［８］が成立するか否かを判定する（ステップ１２０）。遷移条件［８］が成立した場合、すなわち、クラッチレバーがニュートラルあるいはＰレンジである場合には、制御不能であるので、クラッチ制御モードを「３：解放」から「０：制御非実行」に移行し（ステップ１２１）、プログラムを終了する。

また、ステップ１２０において、遷移条件［８］が成立しない場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、前後進クラッチのクラッチ解放時の油圧指令値を保持する（ステップ１２２）。これは、ＰＣ１圧を０とすると、前後進クラッチ３のクラッチ油室から作動油が抜けてしまい、次に前後進クラッチ３を係合する際に、作動油をクラッチ油室に充満させる必要があるので、クラッチの係合時間に応答遅れが生じないように、クラッチ油室内の作動油を充満させたままにしておくためである。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、遷移条件［４］が成立するか否かを判定し（ステップ１２３）、遷移条件［４］が成立しない場合には、プログラムを終了する。一方、遷移条件［４］が成立した場合、すなわち、エンジン制御モードが「４：始動要求」で、かつ、電動オイルポンプ１１が正常作動している場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードを「３：解放」から「４：係合制御中」に移行し（ステップ１２４）、プログラムを終了する。
なお、ステップ１２３において、電動オイルポンプが何らかの理由で停止していると判定された場合には、エンジンの始動を先に実施し、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、エンジン回転数が所定回転以上の状態になっており、機械式オイルポンプ１０が安定した油圧を供給できる状態になったことを判断してから、クラッチ制御モードを「３：解放」から「４：係合制御中」に移行する。

また、ステップ１１９において、クラッチ制御モードが「３：解放」でないと判定された場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はクラッチ制御モードが「４：係合制御中」か否かを判定し（ステップ１２５）、クラッチ制御モードが「４：係合制御中」でない場合には、プログラムを終了する。一方、クラッチ制御モードが「４：係合制御中」の場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、エンジン１の回転数とＣＶＴ４の入力軸回転数の同期制御を行うとともに、ＥＮＧ−ＥＣＵ１３に対するエンジン停止禁止要求を行う（ステップ１２６）。

上記の回転数同期制御を行うのは、解放時と同様に、クラッチの係合前後でエンジン回転とＣＶＴ入力軸回転に差が出るような駆動／被駆動状態であると、クラッチ係合によるショックが出てしまうためである。
ＥＮＧ−ＥＣＵ１３は、ＥＮＧモードへの移行時に、エンジンの始動を行うが、エンジン１の回転数をＣＶＴ４の実入力軸回転数に追従させてしまうと、ＣＶＴ４の入力軸回転数の振動などによりエンジン回転数まで振動してしまう恐れがあるため、アクセル操作量に基づいて推定したエンジントルクと車速から算出した要求出力に基づいて、クラッチ係合制御時の無段変速機目標入力軸プーリ回転数を算出し、この無段変速機目標入力軸プーリ回転数とエンジン回転数との回転比が１．０となるようにエンジン回転数を制御する。一方、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、上記の無段変速機目標入力軸プーリ回転数に入力軸プーリ回転数が追従するようにＣＶＴ４の変速制御を行う。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はエンジン１の回転数とＣＶＴ４の入力軸回転数の偏差が所定値以下の状態が所定時間継続したか否かを判定し（ステップ１２７）、偏差が大きい場合には、プログラムを終了する。一方、回転数の偏差が所定値以下の状態が所定時間継続した場合には、前後進クラッチ３のクラッチ圧ＰＣ１を漸増させることで前後進クラッチを係合させるとともに、解放時と同様に、制御を安定的に行うために、ＨＶ−ＥＣＵ１２に対してエンジン制御モード遷移の禁止を行う（ステップ１２８）。

次に、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４は、遷移条件［５］が成立するか否かを判定し（ステップ１２９）、遷移条件［５］が成立しない場合には、プログラムを終了する。一方、遷移条件［５］が成立した場合、すなわち、前後進クラッチ３の係合完了が判定されたか、あるいは、クラッチレバーがニュートラルあるいはＰレンジに切り替えられた場合には、ＣＶＴ−ＥＣＵ１４はロックアップクラッチの係合許可、エンジン制御モード遷移禁止及びエンジン停止禁止要求を解除するとともに、クラッチ制御モードを「４：係合制御中」から「０：制御非実行」に移行し（ステップ１３０）、プログラム終了する。

上記の前後進クラッチ３の係合完了を判定する場合も、エンジン回転数とＣＶＴ４の入力軸回転数が一致し、回転数によるクラッチの係合完了判定が不可能であるため、前後進クラッチ３のクラッチ油圧指令値に基づいて、すなわち、クラッチ圧ＰＣ１が係合指令値になってから所定時間経過後、図７、図８のｔ２の時点で係合完了と判断する。この場合も、クラッチ解放と同様に、作動油の油温によって応答性が変わるために上記の所定時間を油温によって変更する。

なお、上記の実施例では、エンジンによりフロント駆動輪を駆動し、モータ／ジェネレータによりリア駆動輪を駆動したが、エンジンによりリア駆動輪を駆動し、モータ／ジェネレータによりフロント駆動輪を駆動するようにすることも可能である。また、上記の実施例では、単一のモータ／ジェネレータにより左右の車輪を駆動する例を説明したが、モータ／ジェネレータを車輪毎に設けることも可能である。
さらに、上記の実施例では、四輪の車両の場合について説明したが、これに限らず、２つ以上の車輪がある車両であれば、本発明を適用することが可能である。

また、上記の実施例では、制御装置としてＨＶ−ＥＣＵ、ＣＶＴ−ＥＣＵ等の複数のＥＣＵを使用しているが、複数のＥＣＵの機能を一つのＥＣＵで実施するようにすることも可能である。
さらに、上記の実施例では、ＰＣ1指令圧が所定油圧の状態が所定時間継続したとき、クラッチ解放／係合と判断したが、ＣＶＴ４の出力軸プーリ１９に取り付けられたＰＤ圧センサの測定値から実ＰＣ１値を予測し、予測値に基づいて前後進クラッチ３の解放／係合を判断することも可能である。

本発明のハイブリッド車両の制御装置を適用するハイブリッド車両の全体システムを示す図である。 ハイブリッド車両の制御装置の各ＥＣＵ間で多重通信によって送信される信号を示す図である。 エンジンの運転モードの状態遷移を示す図である。 クラッチ制御モードの状態遷移を示す図である。 各クラッチ制御モードの遷移条件を示す表である。 運転モードの変更時の作用を示すフローチャートである。 運転モードの変更時の作用を示すフローチャートである。 ＥＶ走行モード移行によるクラッチの制御チャートを示す図である。 回生走行モード移行によるクラッチの制御チャートを示す図である。

符号の説明

１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 前後進クラッチ
４ ＣＶＴ
５ ギヤ
６ フロント駆動輪
７ モータ／ジェネレータ
８ リア駆動輪
９ 油圧制御装置
１０ 機械式オイルポンプ
１１ 電動オイルポンプ
１２ ＨＶ−ＥＣＵ
１３ ＥＮＧ−ＥＣＵ
１４ ＣＶＴ−ＥＣＵ
１５ ＭＧ−ＥＣＵ
１６ インバータ
１７ バッテリ
１８ 入力軸プーリ
１９ 出力軸プーリ
２０ ベルト

Claims (15)

1. 駆動輪の１つを無段変速機を介して回転駆動するエンジンと、上記エンジンが駆動する駆動輪とは異なる駆動輪の１つを回転駆動するモータ／ジェネレータと、上記エンジンと上記無段変速機とを係合するトルクコンバータにおけるロックアップクラッチと、このトルクコンバータの出力軸に接続されたニュートラル状態にするためのクラッチと、上記無段変速機と上記ロックアップクラッチと上記ニュートラル状態にするためのクラッチを制御する制御手段を備えた車両において、
   上記車両はエンジンの駆動力により車両を走行するＥＮＧモードと、エンジンを停止し、モータ／ジェネレータの駆動力のみで車両を走行させるＥＶモードと、エンジンを停止し、モータ／ジェネレータにより電気エネルギを回収する回生モードとが可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
   走行中にＥＮＧモードからＥＶモードまたは回生モードに移行するとき、上記制御手段が上記ロックアップクラッチと、上記ニュートラル状態にするためのクラッチを開放状態にするものであり、
   上記制御手段が上記ロックアップクラッチの解放が完了した後、エンジン制御手段にエンジン回転数と無段変速機の入力軸プーリ回転数の偏差が所定値以下になるように制御させ、その後に他のモードへの移行を禁止し、その状態が所定時間継続した後、上記ニュートラル状態にするためのクラッチの解放を開始することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   上記制御手段が、上記ニュートラル状態にするためのクラッチを解放するための油圧指令値がニュートラル状態にするためのクラッチの解放時に対応する油圧である状態が所定時間継続したとき、上記ニュートラル状態にするためのクラッチが解放されたと判断することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項２に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   上記ニュートラル状態にするためのクラッチの解放を判断するための上記所定時間を上記制御手段の作動油の油温によって変更することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   ＥＮＧモードから移行するモードが、ＥＶモードである場合と回生モードである場合とで、上記ロックアップクラッチを解放するための油圧の変動指令を変更することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   ＥＮＧモードから移行するモードが回生モードである場合には、エンジン回転数と無段変速機の入力軸プーリ回転数の偏差の状態に関係なく、上記ニュートラル状態にするためのクラッチの解放を開始することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
6. 請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   上記ニュートラル状態にするためのクラッチが解放された後、エンジン停止状態の間、上記制御手段が、上記ニュートラル状態にするためのクラッチを作動させるための油圧を所定油圧以上に保持することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   上記ニュートラル状態にするためのクラッチの解放を開始してから完了するまでの間、上記制御手段が車両の運転モードの切り換えを禁止することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
8. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   上記ロックアップクラッチ、ニュートラル状態にするためのクラッチの解放中に、シフトレバーが操作された場合、上記制御手段が制御を中断することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
9. 請求項１に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
   ＥＶモードまたは回生モードからＥＮＧモードに移行するとき、上記ロックアップクラッチと上記ニュートラル状態にするためのクラッチを係合するものであり、上記制御手段が、上記ニュートラル状態にするためのクラッチを係合するための油圧指令値がニュートラル状態にするためのクラッチの係合時に対応する油圧である状態が所定時間継続したとき、上記ニュートラル状態にするためのクラッチが係合されたと判断することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
10. 請求項９に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
    上記ニュートラル状態にするためのクラッチが係合されたことを判断するための上記所定時間を制御手段の作動油の油温によって変更することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
11. 請求項９に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    エンジン制御手段が、ＥＮＧモードへの移行時に、エンジンの始動を行い、クラッチ係合制御時の無段変速機目標入力軸プーリ回転数とエンジン回転数とが近くなるようにエンジン回転数を制御するとともに、
    上記制御手段が、上記無段変速機目標入力軸プーリ回転数に入力軸プーリ回転数が追従するよう変速制御を行い、エンジン回転数と無段変速機入力軸プーリ回転数の偏差が所定値以下の状態が所定時間継続した後に、上記ニュートラル状態にするためのクラッチの係合を開始することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
12. 請求項９に記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
    上記制御手段が、上記ニュートラル状態にするためのクラッチが係合されたと判断した後に、トルクコンバータのロックアップクラッチの係合を許可することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
13. 駆動輪の１つを無段変速機を介して回転駆動するエンジンと、上記エンジンが駆動する駆動輪とは異なる駆動輪の１つを回転駆動するモータ／ジェネレータと、上記エンジンと上記無段変速機とを係合するトルクコンバータにおけるロックアップクラッチと、このトルクコンバータの出力軸に接続されたニュートラル状態にするためのクラッチと、上記無段変速機と上記ロックアップクラッチと上記ニュートラル状態にするためのクラッチを制御する制御手段を備えた車両において、
    上記車両はエンジンの駆動力により車両を走行するＥＮＧモードと、エンジンを停止し、モータ／ジェネレータの駆動力のみで車両を走行させるＥＶモードと、エンジンを停止し、モータ／ジェネレータにより電気エネルギを回収する回生モードとが可能なハイブリッド車両の制御装置であって、
    走行中にＥＮＧモードからＥＶモードまたは回生モードに移行するとき、上記制御手段が上記ロックアップクラッチと、上記ニュートラル状態にするためのクラッチを開放状態にするものであり、上記制御手段が上記ロックアップクラッチと、上記ニュートラル状態にするためのクラッチを同時に開放せず、
    ＥＶモードまたは回生モードからＥＮＧモードに移行するとき、上記ロックアップクラッチと上記ニュートラル状態にするためのクラッチを係合するものであり、上記制御手段が、上記ニュートラル状態にするためのクラッチを係合するための油圧指令値がニュートラル状態にするためのクラッチの係合時に対応する油圧である状態が所定時間継続したとき、上記ニュートラル状態にするためのクラッチが係合されたと判断するとともに、
    上記制御手段に油圧を供給するポンプとしてエンジンに直結された機械式オイルポンプと電動オイルポンプとを備え、
    上記ニュートラル状態にするためのクラッチの係合の開始時に、上記電動ポンプが停止していた場合、上記制御手段が、エンジン回転数が所定値以上の状態が所定時間継続するまで、ニュートラル状態にするためのクラッチの係合開始を待機することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
14. 請求項１０〜請求項１３のいずれかに記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
    上記ニュートラル状態にするためのクラッチの係合を開始してから完了するまでの間、上記制御手段が、車両の運転モードの切り換えを禁止することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
15. 請求項１０〜請求項１３のいずれかに記載されたハイブリッド車両の制御装置において、
    上記ニュートラル状態にするためのクラッチ、ロックアップクラッチの係合中に、シフトレバーが操作された場合、上記制御手段が制御を中断することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。