JP5790781B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明はハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、通常はモータ走行で走行する運転領域をエンジン走行で走行する大駆動力走行モードの改良に関するものである。

電動モータおよびエンジンを駆動力源として備えており、そのエンジンを駆動力源として用いて走行するエンジン走行と、エンジンを停止し電動モータを駆動力源として用いて走行するモータ走行とが可能なハイブリッド車両が知られている。特許文献１に記載のハイブリッド車両はその一例で、低負荷領域ではモータ走行で走行し、高負荷領域ではエンジン走行で走行する一方、動力性能を重視した走行が要求されている場合には、負荷の大きさに拘らずエンジン走行で走行するとともに、停車時もエンジンを作動状態に保持して優れた駆動力応答性が得られるようになっている。

特開２００４−９２６５５号公報

しかしながら、走行性能重視のスポーツモードや手動変速モードなどでは、優れた駆動力応答性が得られることが運転者の意図に合致して好ましいが、例えば前後輪分配用トランスファーに設けられたＨｉ−Ｌｏ切換可能な副変速機がＬｏとされるトランスファーＬｏ走行モードや、牽引車両を牽引して走行するトーイング走行モードなど、大きな駆動力が必要であるが発進加速性能に関しては必ずしも優れた応答性を必要としない場合がある。そして、そのような場合まで、エンジンを常に作動状態に保持しておくことは無駄で、燃費性能の点で好ましくない。

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、大きな駆動力が必要であるが発進加速性能に関しては必ずしも優れた応答性を必要としない大駆動力走行モードに関し、大駆動力を適切に確保しつつ燃費を向上させることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、電動モータおよびエンジンを駆動力源として備えており、そのエンジンを駆動力源として用いて走行するエンジン走行と、そのエンジンを停止し前記電動モータを駆動力源として用いて走行するモータ走行とが可能なハイブリッド車両において、（ａ）スポーツ走行モード等の予め定められた走行性能重視走行モードでは、前記モータ走行を禁止し、通常はそのモータ走行で走行する運転領域を前記エンジン走行で走行するとともに、停車時には前記エンジンを作動状態に保持する一方、（ｂ）その走行性能重視走行モードに比較して発進加速性能の要求が低い予め定められた大駆動力走行モードでは、前記モータ走行を禁止し、通常はそのモータ走行で走行する運転領域を前記エンジン走行で走行するとともに、停車時には前記エンジンを停止させていることを特徴とする。

第２発明は、第１発明のハイブリッド車両の制御装置において、前記大駆動力走行モードは、前後輪分配用トランスファーに設けられたＨｉ−Ｌｏ切換可能な副変速機がＬｏとされるトランスファーＬｏ走行モード、牽引車両を牽引して走行するトーイング走行モード、および運転者のアクセル操作およびブレーキ操作無しで前記エンジンおよび車輪ブレーキを自動的に制御して走行するクロール走行モードの少なくとも一つを含むことを特徴とする。

第３発明は、第１発明または第２発明のハイブリッド車両の制御装置において、前記大駆動力走行モードで前記エンジンを停止した停車状態からの発進時には、そのエンジンを始動してそのエンジンによる駆動力を用いて発進することを特徴とする。

第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかのハイブリッド車両の制御装置において、（ａ）前記エンジンを駆動力伝達経路から切り離すエンジン断接装置を備えているとともに、前記電動モータはそのエンジン断接装置よりもその駆動力伝達経路側に配設されており、前記エンジン走行時には前記エンジン断接装置が接続される一方、（ｂ）前記大駆動力走行モードでの停車時には前記エンジン断接装置を遮断して前記エンジンを停止させ、発進時には前記電動モータが回転駆動されている状態でそのエンジン断接装置を接続することによりそのエンジンをクランキングして始動することを特徴とする。

第５発明は、第１発明〜第３発明の何れかのハイブリッド車両の制御装置において、（ａ）前記エンジンを駆動力伝達経路から切り離すエンジン断接装置を備えているとともに、前記電動モータはそのエンジン断接装置よりもその駆動力伝達経路側に配設されており、前記エンジン走行時には前記エンジン断接装置が接続される一方、（ｂ）前記大駆動力走行モードでの停車時には前記エンジン断接装置を接続したまま前記エンジンを停止させ、発進時にはそのエンジン断接装置を接続した状態で前記電動モータを回転駆動することによりそのエンジンをクランキングして始動することを特徴とする。

第６発明は、第５発明のハイブリッド車両の制御装置において、前記大駆動力走行モードでの停車時には、発進時まで前記エンジン断接装置が接続状態に維持されることを特徴とする。

このようなハイブリッド車両の制御装置においては、大駆動力走行モードでは、通常はモータ走行で走行する運転領域をエンジン走行で走行するため、常にエンジンによる大きな駆動力がスムーズに得られ、大駆動力が必要な時の運転操作が容易になる。また、その大駆動力走行モードでの停車時にはエンジンが停止させられるため、燃費が向上する。エンジンの停止に伴い、その後の発進時には、エンジン始動時間分だけエンジンによる大きな駆動力が得られるようになるまでの時間が遅くなるが、発進加速性能に対する要求が低い場合には、運転者の意図に反したり違和感を生じさせたりする可能性は小さく、大駆動力走行モード時の運転操作性と燃費向上とを適切に両立させることができる。
一方、発進加速性能の要求が高い走行性能重視走行モードを大駆動力走行モードとは別に備えており、その走行性能重視走行モードでの停車時にはエンジンが作動状態に保持されるため、優れた発進加速性能が得られる。すなわち、発進加速性能の要求度が低い大駆動力走行モードでは、エンジン走行によりエンジンによる大きな駆動力が速やかに得られるとともに停車時にはエンジンを停止して燃費向上を図る一方、発進加速性能の要求度が高い走行性能重視走行モードでは、エンジン走行によりエンジンによる大きな駆動力が速やかに得られるとともに停車時にもエンジンが作動状態に保持されることにより、発進加速性能を含めて運転者の意図に合致した優れた走行性能が得られるのである。

第２発明は、上記大駆動力走行モードが、前後輪分配用トランスファーに設けられた副変速機がＬｏとされるトランスファーＬｏ走行モード、牽引車両を牽引して走行するトーイング走行モード、或いは運転者のアクセル操作およびブレーキ操作無しでエンジンおよび車輪ブレーキを自動的に制御して走行するクロール走行モードを含む場合で、それ等の走行モードでは、大きな駆動力が必要であるものの発進加速性能に関しては必ずしも優れた応答性を必要としないため、停車時にエンジンを停止させることにより燃費の向上を図ることができるとともに、走行中はエンジンによる大きな駆動力が速やかに得られて運転操作が容易になる。

第３発明では、上記大駆動力走行モードでエンジンを停止した停車状態からの発進時に、エンジンを始動してそのエンジンによる駆動力を用いて発進するため、エンジンが始動するまでの応答遅れがあるものの、エンジンによる大きな駆動力が速やかに得られるようになり、運転操作が容易になる。

第４発明は、エンジンを駆動力伝達経路から切り離すエンジン断接装置を備えている場合で、大駆動力走行モードでの停車時にはそのエンジン断接装置を遮断してエンジンを停止させる一方、発進時には電動モータが回転駆動されている状態でそのエンジン断接装置を接続することによりエンジンをクランキングして始動するため、エンジン回転速度を素早く持ち上げて始動することが可能で、エンジン停止による燃費向上を実現しつつ発進加速性能の低下を最小限に抑制できる。

第５発明は、エンジンを駆動力伝達経路から切り離すエンジン断接装置を備えている場合で、大駆動力走行モードでの停車時にはそのエンジン断接装置を接続したままエンジンを停止させ、発進時にはそのエンジン断接装置を接続した状態で電動モータによりエンジンをクランキングして始動するため、エンジン断接装置を接続しながらエンジンの始動制御を行う場合に比較して制御が容易であり、エンジン走行へスムーズに移行できる。

第６発明は、上記第５発明において、停車時から発進時までエンジン断接装置が接続状態に維持される場合で、エンジン始動指令等に従って直ちに電動モータでエンジンをクランキングできるため、エンジン始動時の応答性が向上する。

本発明が好適に適用されるハイブリッド車両の駆動系統の概略構成図である。 図１のハイブリッド車両が備えている副変速機付きトランスファーの一例を説明する骨子図である。 図１のハイブリッド車両の駆動力源に関する複数の走行モードを説明する図である。 図１のハイブリッド車両の自動変速機に関し、複数のギヤ段を運転状態に応じて自動的に切り換える変速マップの一例を説明する図である。 図１のハイブリッド車両のエンジン制御に関し、アクセル操作量に対するスロットル弁開度の制御特性の一例を説明する図である。 図１の電子制御装置が機能的に備えている停車時制御手段の作動を説明するフローチャートである。 本発明が好適に適用される他のハイブリッド車両の駆動系統の概略構成図である。 図７の実施例における停車時制御手段の作動を説明するフローチャートである。

本発明は、エンジンおよび電動モータがエンジン断接装置を介して接続されているハイブリッド車両に好適に適用されるが、パラレル型、シリーズ型等の種々のハイブリッド車両に適用可能である。エンジンは、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関などである。電動モータとしては、発電機としても用いることができるモータジェネレータが好適に用いられるが、発電機の機能が得られないものでも良い。エンジン断接装置は、摩擦係合式のクラッチやブレーキなどであるが、電動モータとエンジンとの間の動力伝達を接続、遮断できる種々の手段を採用できる。

エンジン走行は少なくともエンジンを駆動力源として用いて走行するもので、電動モータをアシスト的に用いたり常時用いたりすることも可能である。モータ走行は、エンジンを停止して電動モータのみを駆動力源として用いて走行するものである。そして、これ等のエンジン走行およびモータ走行は、例えば低負荷の運転領域ではモータ走行で走行し、高負荷の運転領域ではエンジン走行で走行するなど、車速およびアクセル操作量（出力要求量）等の運転状態をパラメータとして定められた切換マップに従って切り換えられる。

大駆動力走行モードは、例えば通常よりも大きな駆動力が必要であるが発進加速性能の要求度が低い予め定められた走行モードで、通常よりも大きな駆動力で走行可能なモードである。通常よりも大きな駆動力で走行可能とは、通常時に電動モータのみで走行する運転領域をエンジン或いはエンジンおよび電動モータの両方を駆動力源として用いて走行することにより、通常時よりも大きな駆動力で走行可能な状態であることを意味する。この大駆動力走行モードは、例えば第２発明に記載のトランスファーＬｏ走行モードやトーイング走行モード、クロール走行モードなどであるが、大きな駆動力が必要で発進加速性能の要求度が低い他のモードを設定することもできる。例えば、前後輪分配用トランスファーの差動を禁止するロック状態での走行モードを大駆動力走行モードに設定することもできる。また、運転者のスイッチ操作で大駆動力走行モードに任意に選択できるようになっていても良い。本発明は、前後輪分配用トランスファーを有する前後輪駆動車両に好適に適用されるが、前後輪の何れか一方のみを駆動するハイブリッド車両や、前輪および後輪を別々の駆動力源で駆動する前後輪駆動車両にも適用され得る。

大駆動力走行モードでは、モータ走行が禁止されてエンジン走行のみで走行することになるが、必要に応じて例えば自動変速機の変速線を高車速側へ変更するなどしてアップシフトし難くダウンシフトし易くなるようにしたり、アクセル操作量に対するスロットル弁開度の制御特性を高スロットル弁開度側へ変更したりして、同じ運転操作でも大きな駆動力が得られるようにしても良い。クロール走行モードは、運転者のアクセル操作およびブレーキ操作無しでエンジンおよび車輪ブレーキを自動的に制御して、例えば１０ｋｍ／時程度以下の低車速で走行するもので、運転者はステアリング操作に集中でき、運転操作が容易になる。

上記大駆動力走行モードでの停車時にはエンジンが停止させられるが、必ずしも常に停止させる必要はなく、例えばアクセルがＯＦＦ（非操作）、ブレーキがＯＮ（制動操作）、エンジン水温が所定値以上であることなど、所定のアイドリングストップ条件を満たした場合に停止させることが望ましい。車速が０ｋｍ／時の完全な停車状態だけでなく、車速が２〜３ｋｍ／時程度の低車速でエンジンを停止するようにしても良い。停車時の他、アクセルがＯＦＦの惰性走行時にエンジンを停止させることも可能である。

大駆動力走行モードでエンジンを停止した停車状態からの発進時には、第３発明のようにエンジンを始動してそのエンジンによる駆動力を用いて発進することが望ましい。
「エンジンによる駆動力を用いて発進する」とは、できるだけ速やかにエンジンを始動してエンジンによる駆動力が得られるようにする趣旨である。気筒内に燃料を直接噴射する直噴エンジンを備えている場合、燃料噴射および点火によって自力でエンジンを始動したり、電動モータによるクランキングを併用して始動したりすることもできる。第１発明の実施に際しては、電動モータの駆動力で発進し、例えば１０ｋｍ／時程度以下の所定車速に達した後にエンジン断接装置を接続するなどしてエンジンをクランキングして始動し、エンジン走行へ移行するなど、エンジンを停止した停車状態からの発進時の制御は、大駆動力走行モードの制御内容に応じて種々の態様が可能である。

第４発明では、大駆動力走行モードでの停車時にエンジン断接装置を遮断してエンジンを停止させ、発進時には電動モータが回転駆動されている状態でエンジン断接装置を接続することによりそのエンジンをクランキングして始動するため、発進当初から或いは発進直後にはエンジンによる駆動力が得られるようになるが、電動モータの駆動力により発進するとともに、例えば１０ｋｍ／時程度以下の発進過程でエンジン断接装置を接続してエンジンを始動する場合も含む。

第５発明では、大駆動力走行モードでの停車時にエンジン断接装置を接続したままエンジンを停止させ、発進時にはエンジン断接装置を接続した状態で電動モータによりエンジンをクランキングして始動するため、発進当初から或いは発進直後にはエンジンによる駆動力が得られるようになる。エンジン断接装置を接続したままエンジンを停止させることから電動モータも停止するため、例えばエンジン断接装置が油圧式係合装置の場合、電動オイルポンプを用いて所定の油圧を発生させる必要がある。なお、電動モータの駆動力により発進するとともに、例えば１０ｋｍ／時程度以下の発進過程で燃料噴射等のエンジン始動制御を行ってエンジンを始動する場合も含む。

走行性能重視走行モードは、単にモータ走行を禁止してエンジン走行のみで走行するだけでも良いが、自動変速機の変速線を高車速側へ変更するなどしてアップシフトし難くダウンシフトし易くなるようにしたり、アクセル操作量に対するスロットル弁開度の制御特性を高スロットル弁開度側へ変更したりしても良い。このような走行性能重視走行モードは、従来から知られているパワーモードやスポーツモードと言われる走行モード、或いは自動変速機のギヤ段や変速比を手動操作で変更する手動変速モードなどである。但し、これ等の走行モードの中でも、発進加速性能の要求が低いと考えられるものは大駆動力走行モードに分類し、停車時にエンジンを停止させるようにしても良い。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が好適に適用されるハイブリッド車両１０の駆動系統の概略構成図である。このハイブリッド車両１０は、燃料の燃焼で動力を発生するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン１２と、電動モータおよび発電機として機能するモータジェネレータＭＧとを駆動力源として備えている。それ等のエンジン１２およびモータジェネレータＭＧの出力は、流体式動力伝達装置であるトルクコンバータ１４からタービン軸１６を経て自動変速機２０に伝達され、更に副変速機付きの前後輪分配用のトランスファー２２によって前後輪に分配される。そして、後輪側へ分配された駆動力は、後輪出力軸２３、差動歯車装置２４を介して左右の後駆動輪２６に伝達され、前輪側へ分配された駆動力は、前輪出力軸２５から図示しない差動歯車装置等を介して左右の前駆動輪に伝達される。トルクコンバータ１４は、ポンプ翼車とタービン翼車とを直結するロックアップクラッチ（Ｌ／Ｕクラッチ）３０を備えているとともに、ポンプ翼車には機械式オイルポンプ３２が一体的に接続されており、エンジン１２やモータジェネレータＭＧによって機械的に回転駆動されることにより油圧を発生して油圧制御装置２８に供給する。ロックアップクラッチ３０は油圧式の摩擦係合装置で、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等によって締結され、或いは解放される。上記モータジェネレータＭＧは電動モータに相当する。

上記エンジン１２とモータジェネレータＭＧとの間には、ダンパ３８を介してそれ等を直結するＫ０クラッチ３４が設けられている。このＫ０クラッチ３４は、油圧シリンダによって摩擦係合させられる単板式或いは多板式の摩擦クラッチで、トルクコンバータ１４の油室４０内に油浴状態で配設されている。Ｋ０クラッチ３４は油圧式摩擦係合装置で、エンジン１２を駆動力伝達経路に対して接続したり遮断したりするエンジン断接装置として機能し、モータジェネレータＭＧはＫ０クラッチ３４よりも駆動力伝達経路側に配設されている。モータジェネレータＭＧは、インバータ４２を介してバッテリー４４に接続されている。

前記自動変速機２０は、複数の油圧式摩擦係合装置（クラッチやブレーキ）の係合解放状態によって変速比が異なる複数のギヤ段が成立させられる遊星歯車式の有段変速機で、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等によって変速制御が行われる。また、図示しない入力クラッチＣ１が解放されることにより、動力伝達を遮断するニュートラル状態を成立させることができる。

副変速機付きの前後輪分配用のトランスファー２２は、例えば図２に示すように構成される。図２はトランスファー２２の骨子図で、遊星歯車式の副変速機１１０および遊星歯車式の分配機構１１２を備えており、前記自動変速機２０から中間軸２１を介して副変速機１１０に回転が伝達される。副変速機１１０は、シングルピニオン型の遊星歯車装置で、中間軸２１はサンギヤに連結されているとともに、リングギヤはケースに固定されており、キャリア１１４が中間軸２１に対して減速回転させられる。中間軸２１はまた、直結部材１１６に連結されており、上記キャリア１１４および直結部材１１６の何れか一方がクラッチスリーブ１１８を介して択一的に分配機構１１２の入力部材１２０に接続される。クラッチスリーブ１１８は、ハイロー切換装置１２２によって駆動されるハイロー切換用シフトフォーク１２４により図の左右方向へ移動させられ、図に示すように左側のＨｉ（ハイ）位置へ移動させられると直結部材１１６が入力部材１２０に接続されて直結回転のＨｉ状態となり、右側のＬｏ（ロー）位置へ移動させられるとキャリア１１４が入力部材１２０に接続されて減速回転のＬｏ状態となる。このＨｉ状態がトランスファーＨｉで、Ｌｏ状態がトランスファーＬｏである。ハイロー切換装置１２２は、電子制御装置８０（図１参照）により電気的に駆動されて副変速機１１０をＨｉ状態とＬｏ状態とに切り換える。なお、トランスファー２２は、Ｈｉ−Ｌｏ切換が可能であれば良く、Ｌｏ状態が直結回転でＨｉ状態が増速回転であっても良い。

分配機構１１２は、シングルピニオン型の遊星歯車装置で、上記入力部材１２０はキャリアに連結されているとともに、リングギヤは前記後輪出力軸２３に連結され、サンギヤは前輪用スプロケット１２６に連結されている。前輪用スプロケット１２６は、前記前輪出力軸２５に配設されたスプロケット１２８にチェーン１３０を介して連結されており、サンギヤの回転に伴って前輪出力軸２５が回転駆動される。サンギヤにはまた、ロック部材１３２が連結されており、クラッチスリーブ１３４を介して入力部材１２０に直結されるようになっている。クラッチスリーブ１３４は、デフロック切換装置１３６によって駆動されるデフロック切換用シフトフォーク１３８により図の左右方向へ移動させられ、図に示すように左側のＦ（フリー）位置へ移動させられるとロック部材１３２と入力部材１２０との接続が遮断され、分配機構１１２の差動回転が許容されるフリー状態となり、右側のＬ（ロック）位置へ移動させられるとロック部材１３２が入力部材１２０に直結されて分配機構１１２が一体回転せられ、差動回転が阻止されるロック状態となる。デフロック切換装置１３６は、電子制御装置８０により電気的に駆動されて分配機構１１２をフリー状態とロック状態とに切り換える。なお、図示は省略するが、この分配機構１１２にはフリー状態においても機械的に差動を制限するトルセン型等の差動制限機構が設けられている。

図１に戻って、前記後駆動輪２６および図示しない前駆動輪には、それぞれ油圧シリンダによって機械的に制動トルクを発生させる車輪ブレーキ７２が設けられており、ブレーキ制御装置７０によってその制動トルク（油圧）が制御されるようになっている。ブレーキ制御装置７０は電磁式の油圧制御弁や切換弁等を備えており、電子制御装置８０から出力されるブレーキ制御信号に従って車輪ブレーキ７２の制動トルクを電気的に制御する。

電子制御装置８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、および入出力インターフェースなどを有する所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。この電子制御装置８０には、アクセル操作量センサ４６からアクセルペダルの操作量（アクセル操作量）Ａｃｃを表す信号が供給されるとともに、ブレーキ踏力センサ４８からブレーキペダルの踏力（ブレーキ踏力）Ｂｒｋを表す信号が供給される。アクセル操作量Ａｃｃは運転者の出力要求量に相当する。また、エンジン回転速度センサ５０、ＭＧ回転速度センサ５２、タービン回転速度センサ５４、車速センサ５６から、それぞれエンジン１２の回転速度（エンジン回転速度）ＮＥ、モータジェネレータＭＧの回転速度（ＭＧ回転速度）ＮＭＧ、タービン軸１６の回転速度（タービン回転速度）ＮＴ、車速Ｖ、を表す信号が供給される。

電子制御装置８０にはまた、スポーツモードスイッチ５８、ハイロー切換スイッチ６０、トーイングスイッチ６２、クロールスイッチ６４が接続されている。スポーツモードスイッチ５８は、発進加速性能を含む走行性能を重視した走行が可能なスポーツ走行モードを運転者が選択するスイッチで、そのスポーツ走行モードの選択を意味するスポーツ選択信号Ｓｐｏが供給される。ハイロー切換スイッチ６０は、トランスファー２２の副変速機１１０のＨｉ−Ｌｏを運転者が切り換えるスイッチで、ＨｉまたはＬｏを表すハイロー切換信号ＨＬが供給される。トーイングスイッチ６２は、牽引車両を牽引して走行するトーイング走行モードを運転者が選択するスイッチで、そのトーイング走行モードの選択を意味するトーイング選択信号Ｔｏｗが供給される。トーイングスイッチ６２の代わりに、或いは加えて牽引車両の有無を検出するトーイング検出スイッチを設け、それ等の何れか一方の信号または両方の信号でトーイング走行モードを判定するようにしても良い。また、クロールスイッチ６４は、運転者のアクセル操作およびブレーキ操作無しでエンジン１２、モータジェネレータＭＧ、および車輪ブレーキ７２を自動的に制御して低速走行するクロール走行モードを運転者が選択するスイッチで、そのクロール走行モードの選択を意味するクロール選択信号Ｃｒｗが供給される。上記スポーツ走行モードは、発進加速性能の要求度が高い走行性能重視走行モードである。また、副変速機１１０をＬｏ状態に切り換えて走行するトランスファーＬｏ走行モード、トーイング走行モード、クロール走行モードは、何れも通常よりも大きな駆動力が必要であるが発進加速性能の要求度が上記走行性能重視走行モードよりも低い予め定められた大駆動力走行モードである。なお、電子制御装置８０には更に、その他の各種の制御に必要な種々の情報が供給されるようになっている。

電子制御装置８０は、機能的にハイブリッド制御手段８２、変速制御手段８４、制動制御手段８６、スポーツ走行制御手段８８、大駆動力走行制御手段９０、および停車時制御手段９８を備えている。ハイブリッド制御手段８２は、エンジン１２およびモータジェネレータＭＧの作動を制御することにより、エンジン１２を動力源として用いて走行するエンジン走行モードや、モータジェネレータＭＧのみを動力源として用いて走行するモータ走行モード等の複数の走行モードを、アクセル操作量Ａｃｃや車速Ｖ等の運転状態に応じて切り換えて走行する。例えば、アクセル操作量Ａｃｃが小さいとともに低車速の低負荷領域（例えば図４に二点鎖線で示す領域）ではモータ走行モードで走行し、その低負荷領域を超えたらエンジン走行モードで走行する。図４の二点鎖線は、運転状態に応じて走行モードを切り換える切換マップの一例である。

図３は、エンジン走行モードおよびモータ走行モードの各部の作動状態を説明する図で、エンジン走行モードでは、Ｋ０クラッチ３４が締結されてエンジン１２が駆動力伝達経路に接続されるとともに、ロックアップクラッチ３０は、アクセル操作量Ａｃｃや車速Ｖ等の運転状態をパラメータとして予め定められた切換マップに従って締結、解放される。また、モータジェネレータＭＧは、基本的にはモータトルク＝０のフリー（自由回転）状態で、必要に応じて力行制御されて駆動力をアシストする。モータ走行モードでは、Ｋ０クラッチ３４が解放されてエンジン１２が動力伝達経路から遮断されるとともに、ロックアップクラッチ３０は締結状態に維持される。モータ走行モードからエンジン走行モードへ切り換える場合、Ｋ０クラッチ３４を締結してエンジン１２をクランキングするとともに、燃料噴射および点火等の始動制御を行ってエンジン１２を始動する。エンジン１２をクランキングする際の負荷による駆動力変動を抑制するため、その負荷に相当するトルクだけモータジェネレータＭＧのトルクを増大させることが望ましい。なお、停車時には、モータジェネレータＭＧが所定の回転速度で作動させられ、トルクコンバータ１４を介して所定のクリープトルクが発生させられるとともに、機械式オイルポンプ３２により所定の油圧が出力され、自動変速機２０等の所定の油圧式摩擦係合装置が係合状態に維持される。

変速制御手段８４は、油圧制御装置２８に設けられた電磁式の油圧制御弁や切換弁等を制御して自動変速機２０の複数の油圧式摩擦係合装置（クラッチやブレーキ）の係合解放状態を切り換えることにより、自動変速機２０の複数のギヤ段を、アクセル操作量Ａｃｃや車速Ｖ等の運転状態をパラメータとして予め定められた変速マップ（切換条件）に従って切り換える。図４は、車速Ｖおよびアクセル操作量Ａｃｃをパラメータとして予め記憶された変速マップの一例で、第１速ギヤ段「１」〜第５速ギヤ段「５」の前進５速を備えている場合であり、車速Ｖが低くなったりアクセル操作量Ａｃｃが大きくなったりするに従って変速比が大きい低速側のギヤ段を成立させるように定められている。図４の実線はアップ変速線で、破線はダウン変速線であり、所定のヒステリシスが設けられている。変速制御手段８４はまた、手動変速モードが選択された場合に、運転者の手動操作による変速要求に従ってギヤ段を切り換える。

制動制御手段８６は、ブレーキペダルの踏込み操作等による要求制動トルクに応じて、その要求制動トルクが得られるようにブレーキ制御装置７０を制御する。すなわち、ブレーキ踏力Ｂｒｋや車速Ｖ等に応じて求められる全体の要求制動トルクを後駆動輪２６側および図示しない前駆動輪側に分配し、前後輪各々について所定の制動トルクが得られるように各車輪の車輪ブレーキ７２を制御するのである。車輪ブレーキ７２による制動トルクだけでなく、モータジェネレータＭＧの回生制御（発電制御ともいう）による制動トルクを利用し、その両方の制動トルクによって所定の要求制動トルクが得られるようにすることもできる。

スポーツ走行制御手段８８は、スポーツモードスイッチ５８によりスポーツ走行モードが選択された場合に、発進加速性能を含む走行性能に優れたスポーツ走行モードで走行するように前記ハイブリッド制御手段８２や変速制御手段８４を制御する。具体的には、少なくともモータ走行モードを禁止してエンジン走行モードのみで走行させるようにし、エンジン１２による大きな駆動力が常に速やかに得られるようにする。この他、前記図４の変速マップの変速線を図に示すノーマル状態よりも高車速側へ変更するなどして、アップシフトし難くダウンシフトし易くなるようにし、大きな駆動力が速やかに得られる低速側のギヤ段が多用されるようにしても良い。また、エンジン１２の出力すなわちスロットル弁開度は、例えば図５に示すようにアクセル操作量Ａｃｃをパラメータとして定められているが、この制御特性を図に示すノーマル状態よりも高スロットル弁開度側へ変更し、同じアクセル操作量Ａｃｃでも大きな出力が得られるようにしても良い。なお、運転者の手動操作で自動変速機２０のギヤ段を変更できる手動変速モードが選択された場合も、運転者は発進加速性能を含む走行性能重視の走行を望んでいると考えられるため、上記スポーツ走行モードが選択された場合と同様の制御を行うようにしても良い。

大駆動力走行制御手段９０は、トランスファーＬｏ走行制御手段９２、トーイング走行制御手段９４、およびクロール走行制御手段９６を機能的に備えている。トランスファーＬｏ走行制御手段９２は、ハイロー切換スイッチ６０によりトランスファーＬｏが選択された場合のトランスファーＬｏ走行モードに関するもので、トーイング走行制御手段９４は、トーイングスイッチ６２によりトーイング走行モードが選択された場合のそのトーイング走行モードに関するもので、クロール走行制御手段９６は、クロールスイッチ６４によりクロール走行モードが選択された場合のそのクロール走行モードに関するものであり、何れの走行モードにおいてもモータ走行モードを禁止してエンジン走行モードのみで走行する。これにより、通常はモータ走行モードで走行する図４の低負荷の運転領域もエンジン走行モードで走行することになり、エンジン１２のみ或いはエンジン１２およびモータジェネレータＭＧによる大きな駆動力が常に速やかに得られるようになる。

また、トーイング走行制御手段９４は、前記図４の変速マップの変速線を図に示すノーマル状態よりも高車速側へ変更するなどして、アップシフトし難くダウンシフトし易くなるようにし、大きな駆動力が速やかに得られる低速側のギヤ段が多用されるようにするとともに、前記図５に示すスロットル弁開度の制御特性を、図に示すノーマル状態よりも高スロットル弁開度側へ変更し、同じアクセル操作量Ａｃｃでも大きな出力が得られるようにする。トランスファーＬｏ走行制御手段９２によるトランスファーＬｏ走行モードにおいても、トーイング走行モードと同様に変速線やスロットル弁開度の制御特性を変更しても良い。

クロール走行モードを実行するクロール走行制御手段９６は、運転者のアクセル操作およびブレーキ操作無しでエンジン１２、モータジェネレータＭＧ、および車輪ブレーキ７２を自動的に制御し、車輪のスピンやロックを抑制しつつ例えば１０ｋｍ／時程度以下の低車速で走行するもので、運転者はステアリング操作に集中できて運転操作が容易になる。このようなクロール走行モードは、例えば砂地やダート、岩石路等のオフロードや、雪道、凍結路等の滑り易い路面を走行する場合など、アクセルやブレーキの適切な操作が困難な条件下で走行する場合に特に有効である。

停車時制御手段９８は、上記スポーツ走行制御手段８８によって実行されるスポーツ走行モードでの走行時や、トランスファーＬｏ走行制御手段９２によるトランスファーＬｏ走行モードでの走行時、トーイング走行制御手段９４によるトーイング走行モードでの走行時、或いはクロール走行制御手段９６によるクロール走行モードでの走行時、における停車時のエンジン制御に関するもので、図６のフローチャートに従って信号処理を実行する。

図６のステップＳ１では、車速Ｖが略０の停車時か否かを判断し、Ｖ≒０でなければそのまま終了するが、Ｖ≒０の場合にはステップＳ２以下を実行する。ステップＳ２では、トランスファーＬｏ走行モード、トーイング走行モード、およびクロール走行モードの何れかの走行時か否かを判断し、その何れかの走行モードでの走行時にはステップＳ３を実行する。ステップＳ３では、予め定められたアイドリングストップ条件が成立するか否かを判断し、成立する場合にはステップＳ４でＫ０クラッチ３４を解放するとともにステップＳ５でエンジン１２を停止する。アイドリングストップ条件は、例えばアクセルがＯＦＦ（非操作）で且つブレーキがＯＮ（制動操作）である場合である。このエンジン停止時においても、モータジェネレータＭＧは所定の回転速度で回転させられ、所定のクリープトルクが発生させられるとともに、機械式オイルポンプ３２により所定の油圧が出力される。また、次のステップＳ６では、エンジン停止フラグＦｅが、エンジン停止を表す「１」とされる。

前記ステップＳ３の判断がＮＯ（否定）の場合、すなわちアイドリングストップ条件が成立しない場合は、ステップＳ７を実行する。例えば、惰性走行などで運転者がブレーキ操作していない場合や、停車状態から発進するためにブレーキ操作が解除された場合などで、ステップＳ７ではエンジン停止フラグＦｅが「１」か否かを判断する。そして、Ｆｅ＝１の場合、すなわちエンジン１２が停止している停車状態からの発進時には、ステップＳ８でＫ０クラッチ３４を締結してエンジン１２をクランキングするとともに、ステップＳ９で燃料噴射等のエンジン始動制御を実行してエンジン１２を始動することにより、そのエンジン１２の駆動力を用いて発進する。エンジン停止時にもモータジェネレータＭＧは所定の回転速度で回転駆動されているため、Ｋ０クラッチ３４の係合に伴ってエンジン回転速度ＮＥが速やかに持ち上げられて始動させられ、エンジン１２による駆動力が速やかに得られるようになる。但し、厳密には、例えば平坦路などではブレーキＯＦＦに伴ってモータジェネレータＭＧの回転により発進開始し、エンジン１２の始動に伴ってそのエンジン１２による駆動力が加えられるようになる。次のステップＳ１０では、エンジン停止フラグＦｅを「０」にする。

また、上記ステップＳ７の判断がＮＯ（否定）の場合、すなわちエンジン１２が作動状態で且つアイドリングストップ条件を満たさない場合は、ステップＳ１２およびステップＳ１３を実行し、Ｋ０クラッチ３４を締結状態に維持するとともに、エンジン１２をアイドル状態等の所定の作動状態に維持する。これにより、アクセルペダルが踏込み操作されるなどして発進する際には、作動状態のままのエンジン１２による駆動力が速やかに得られて高い応答性で発進することができる。

一方、前記ステップＳ２の判断がＮＯ（否定）の場合、すなわちトランスファーＬｏ走行モード、トーイング走行モード、およびクロール走行モードの何れでもない場合は、ステップＳ１１でスポーツ走行モードか否かを判断する。そして、スポーツ走行モードでない場合はそのまま終了するが、スポーツ走行モードの場合は前記ステップＳ１２、Ｓ１３を実行し、Ｋ０クラッチ３４を締結状態に維持するとともに、エンジン１２をアイドル状態等の所定の作動状態に維持する。これにより、アクセルペダルが踏込み操作されるなどして発進する際には、作動状態のままのエンジン１２による駆動力が速やかに得られて高い応答性で発進することができる。

このように、本実施例のハイブリッド車両１０においては、通常よりも大きな駆動力が必要であるが発進加速性能の要求が低い予め定められた大駆動力走行モード、具体的にはトランスファーＬｏ走行モード、トーイング走行モード、およびクロール走行モードの何れかの走行時には、通常はモータ走行モードで走行する運転領域をエンジン走行モードで走行するため、常にエンジン１２による大きな駆動力がスムーズに得られ、大駆動力が必要な時の運転操作が容易になる。また、それ等の大駆動力走行モードでの停車時には、アイドリングストップ条件の成立を条件としてエンジン１２が停止させられるため、燃費が向上する。エンジン１２の停止に伴い、その後の発進時には、エンジン始動時間分だけエンジン１２による大きな駆動力が得られるようになるまでの時間が遅くなるが、発進加速性能に対する要求は低いため、運転者の意図に反したり違和感を生じさせたりする可能性は小さく、大駆動力走行モード時の運転操作性と燃費向上とを適切に両立させることができる。

また、本実施例では、上記大駆動力走行モードでエンジン１２を停止した停車状態からの発進時には、直ちにエンジン１２を始動してそのエンジン１２の駆動力を用いて発進するため、エンジン１２が始動するまでの応答遅れがあるものの、エンジン１２による大きな駆動力が速やかに得られるようになり、運転操作が容易になる。

また、本実施例では、大駆動力走行モードでの停車時にはＫ０クラッチ３４を解放してエンジン１２を停止させる一方、発進時にはモータジェネレータＭＧが回転駆動されている状態でＫ０クラッチ３４を締結することによりエンジン１２をクランキングして始動するため、エンジン回転速度ＮＥを素早く持ち上げて始動することが可能で、エンジン停止による燃費向上を実現しつつ発進加速性能の低下を最小限に抑制できる。

また、本実施例では、発進加速性能の要求が高い走行性能重視走行モード、具体的にはスポーツ走行モードを、上記大駆動力走行モードとは別に備えており、そのスポーツ走行モードでの停車時にはＫ０クラッチ３４が締結状態に維持されるとともにエンジン１２が作動状態に保持されるため、アクセル操作等に伴ってエンジン１２による大きな駆動力が速やかに得られ、優れた発進加速性能が得られる。すなわち、発進加速性能の要求度が低い大駆動力走行モードでは、エンジン走行モードによりエンジン１２による大きな駆動力が速やかに得られるとともに停車時にはエンジン１２を停止して燃費向上を図る一方、発進加速性能の要求度が高い走行性能重視のスポーツ走行モードでは、エンジン走行によりエンジン１２による大きな駆動力が速やかに得られるとともに停車時にもエンジン１２が作動状態に保持されることにより、発進加速性能を含めて運転者の意図に合致した優れた走行性能が得られるのである。

次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

図７のハイブリッド車両２００は、前記実施例のハイブリッド車両１０に比較して、機械式オイルポンプ３２の代わりに電動式オイルポンプ２０２を備えている点が相違する。そして、この場合の停車時制御手段９８は、図８のフローチャートに従って信号処理を行う。図８のフローチャートは、前記図６に比較して、ステップＳ４およびＳ８の代わりにステップＳ４−１、Ｓ８−１を実行するとともに、ステップＳ５とＳ６との間に新たにステップＳ５−１が設けられている点が相違する。

具体的に説明すると、ステップＳ３でアイドリングストップ条件が成立した場合には、ステップＳ４−１でＫ０クラッチ３４を締結状態に維持したままステップＳ５およびＳ５−１を実行し、エンジン１２を停止するとともにモータジェネレータＭＧを停止する。本実施例では、電動式オイルポンプ２０２を備えているため、モータジェネレータＭＧを停止させても、電動式オイルポンプ２０２からの油圧によりＫ０クラッチ３４を締結状態に維持できるとともに、自動変速機２０の所定の油圧式摩擦係合装置を係合させて第１速ギヤ段等の所定のギヤ段を維持することができる。また、ステップＳ７の判断がＹＥＳ（肯定）の場合、すなわちエンジン１２が停止している停車状態からの発進時には、ステップＳ８−１でモータジェネレータＭＧを回転駆動することによりエンジン１２をクランキングするとともに、ステップＳ９で燃料噴射等のエンジン始動制御を実行してエンジン１２を始動することにより、そのエンジン１２の駆動力を用いて発進する。停車状態でもＫ０クラッチ３４は締結状態に維持されているため、モータジェネレータＭＧを回転駆動するだけでエンジン１２をクランキングして始動することが可能で、そのままエンジン走行モードへ移行することができる。なお、本実施例においても、厳密にはモータジェネレータＭＧの回転駆動により発進開始し、エンジン１２の始動に伴ってそのエンジン１２による駆動力が加えられるようになる。

本実施例においても、大駆動力走行モードでの停車時にアイドリングストップ条件の成立を条件としてエンジン１２が停止させられるため、大駆動力走行モード時の運転操作性と燃費向上とを適切に両立させることができるなど、前記実施例と同様の作用効果が得られる。また、本実施例では、大駆動力走行モードでの停車時にＫ０クラッチ３４を締結したままエンジン１２を停止させ、発進時にはそのＫ０クラッチ３４を締結した状態でモータジェネレータＭＧを回転駆動することによりエンジン１２をクランキングして始動するため、前記実施例のようにＫ０クラッチ３４を接続しながらエンジン１２の始動制御を行う場合に比較して制御が容易であり、エンジン走行モードへスムーズに移行できる。特に、本実施例では停車時から発進時までＫ０クラッチ３４が締結状態に維持されるため、ブレーキＯＦＦ等に伴うエンジン始動指令（アイドリングストップ条件の不成立）に従って直ちにモータジェネレータＭＧでエンジン１２をクランキングでき、エンジン始動時の応答性が向上する。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０、２００：ハイブリッド車両 １２：エンジン ２２：前後輪分配用トランスファー ３４：Ｋ０クラッチ（エンジン断接装置） ７２：車輪ブレーキ ８０：電子制御装置 ８８：スポーツ走行制御手段（走行性能重視走行モード） ９０：大駆動力走行制御手段（大駆動力走行モード） ９２：トランスファーＬｏ走行制御手段（トランスファーＬｏ走行モード） ９４：トーイング走行制御手段（トーイング走行モード） ９６：クロール走行制御手段（クロール走行モード） ９８：停車時制御手段 １１０：副変速機 ＭＧ：モータジェネレータ（電動モータ）

Claims (6)

1. 電動モータおよびエンジンを駆動力源として備えており、該エンジンを駆動力源として用いて走行するエンジン走行と、該エンジンを停止し前記電動モータを駆動力源として用いて走行するモータ走行とが可能なハイブリッド車両において、
   スポーツ走行モード等の予め定められた走行性能重視走行モードでは、前記モータ走行を禁止し、通常は該モータ走行で走行する運転領域を前記エンジン走行で走行するとともに、停車時には前記エンジンを作動状態に保持する一方、
   該走行性能重視走行モードに比較して発進加速性能の要求が低い予め定められた大駆動力走行モードでは、前記モータ走行を禁止し、通常は該モータ走行で走行する運転領域を前記エンジン走行で走行するとともに、停車時には前記エンジンを停止させている
   ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
2. 前記大駆動力走行モードは、前後輪分配用トランスファーに設けられたＨｉ−Ｌｏ切換可能な副変速機がＬｏとされるトランスファーＬｏ走行モード、牽引車両を牽引して走行するトーイング走行モード、および運転者のアクセル操作およびブレーキ操作無しで前記エンジンおよび車輪ブレーキを自動的に制御して走行するクロール走行モードの少なくとも一つを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
3. 前記大駆動力走行モードで前記エンジンを停止した停車状態からの発進時には、該エンジンを始動して該エンジンによる駆動力を用いて発進する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両の制御装置。
4. 前記エンジンを駆動力伝達経路から切り離すエンジン断接装置を備えているとともに、前記電動モータは該エンジン断接装置よりも該駆動力伝達経路側に配設されており、前記エンジン走行時には前記エンジン断接装置が接続される一方、
   前記大駆動力走行モードでの停車時には前記エンジン断接装置を遮断して前記エンジンを停止させ、発進時には前記電動モータが回転駆動されている状態で該エンジン断接装置を接続することにより該エンジンをクランキングして始動する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
5. 前記エンジンを駆動力伝達経路から切り離すエンジン断接装置を備えているとともに、前記電動モータは該エンジン断接装置よりも該駆動力伝達経路側に配設されており、前記エンジン走行時には前記エンジン断接装置が接続される一方、
   前記大駆動力走行モードでの停車時には前記エンジン断接装置を接続したまま前記エンジンを停止させ、発進時には該エンジン断接装置を接続した状態で前記電動モータを回転駆動することにより該エンジンをクランキングして始動する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
6. 前記大駆動力走行モードでの停車時には、発進時まで前記エンジン断接装置が接続状態に維持される
   ことを特徴とする請求項５に記載のハイブリッド車両の制御装置。

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