JPH10951A - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents
ハイブリッド車両の駆動制御装置Info
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- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
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Abstract
ータジェネレータとを車両走行時の動力源として備えて
おり、エンジンを作動させるとともに、モータジェネレ
ータの反力を零から徐々に増大させて車両を発進させる
エンジン発進モードを有するハイブリッド車両におい
て、モータジェネレータの故障時にも、エンジン発進モ
ードを実行できるようにする。 【解決手段】 モータジェネレータの故障時に、シフト
レバーがNまたはPレンジからDまたはRレンジへ操作
された場合には、ステップSA6において第2クラッチ
CE2 が係合(ON)されるとともに、ステップSA
8、SA10、SA12において第1クラッチCE1 が
徐々に滑り率を小さくしていく所定のスリップ状態で係
合させられる。
Description
の駆動制御装置に係り、特に、モータジェネレータの故
障時に、エンジン発進モードを実行させるための技術に
関するものである。
ンと、(b) モータジェネレータと、(c) 前記エンジンに
連結される第1回転要素、前記モータジェネレータに連
結される第2回転要素、および出力部材に連結される第
3回転要素を有して、それらの間で機械的に力を合成、
分配する合成分配機構とを備えている、所謂ミックス型
のハイブリッド車両が知られている。特開平7−135
701号公報に記載されている装置はその一例である。
4148号公報では、(d) 前記エンジンと第1回転要素
との間に配設される第1クラッチと、(e) 前記合成分配
機構の2つの回転要素を連結してその合成分配機構を一
体回転させる第2クラッチとを備えたハイブリッド車両
が提案されている。かかるハイブリッド車両において
は、動力源の作動状態と上記第1クラッチ、第2クラッ
チの係合状態の組み合わせ方により複数の異なる運転モ
ードで走行することが可能で、その一例として、上記第
1クラッチを係合し、上記第2クラッチを解放し、上記
エンジンを作動させるとともに、上記モータジェネレー
タの反力を零から徐々に増大させて車両を発進させるエ
ンジン発進モードが挙げられている。
なハイブリッド車両においては、モータジェネレータが
故障してしまうと、モータでの走行ができないばかりで
なく、モータジェネレータの反力を的確に制御できない
ため、エンジン発進モードも実行できなくなり、車両が
走行不能になる可能性があった。
されたもので、その目的とするところは、燃料の燃焼に
よって作動するエンジンと、モータジェネレータとを車
両走行時の動力源として備えており、エンジンを作動さ
せるとともに、モータジェネレータの反力を零から徐々
に増大させて車両を発進させるエンジン発進モードを有
するハイブリッド車両において、モータジェネレータの
故障時にも、エンジン発進モードを実行できるようにす
ることにある。
めに、本発明は、(a) 燃料の燃焼によって作動するエン
ジンと、(b) モータジェネレータと、(c) 前記エンジン
に連結される第1回転要素、前記モータジェネレータに
連結される第2回転要素、および出力部材に連結される
第3回転要素を有して、それらの間で機械的に力を合
成、分配する合成分配機構と、(d) 前記エンジンと前記
第1回転要素との間、または前記出力部材と前記第3回
転要素との間の動力伝達経路を接続、遮断する第1クラ
ッチと、(e) 前記合成分配機構の2つの回転要素を連結
して該合成分配機構を一体回転させる第2クラッチとを
備えており、(f) 前記第1クラッチを係合し、前記第2
クラッチを解放し、前記エンジンを作動させるととも
に、前記モータジェネレータの反力を零から徐々に増大
させて車両を発進させるエンジン発進モードを有するハ
イブリッド車両の駆動制御装置において、(g) 駆動輪へ
動力伝達が行われる伝達状態と、駆動輪へ動力伝達が行
われない非伝達状態とを切り換えるために、乗員によっ
て操作される伝達状態切換操作手段と、(h) 前記モータ
ジェネレータの故障時に、前記伝達状態切換操作手段が
前記非伝達状態から前記伝達状態へ切り換え操作された
場合には、前記第1クラッチと第2クラッチのうち、一
方を係合させると共に、他方を所定のスリップ状態で係
合させるモータ故障時クラッチ制御手段とを有すること
を特徴とする。
置においては、モータジェネレータの故障時に、伝達状
態切換操作手段が非伝達状態から伝達状態へ切り換えら
れた場合には、前記第1クラッチと第2クラッチのう
ち、一方を係合させると共に、他方を所定のスリップ状
態で係合させるため、そのスリップ状態に応じてエンジ
ンから駆動輪への伝達トルクが徐々に上昇させられ、エ
ンスト等を起こすことなくエンジン発進が可能となり、
また、発進時のショックや駆動系の負荷が小さくなる。
なお、実際に車両が発進する場合だけでなく、運転者の
ブレーキ操作などにより停止状態を維持しつつ所定のク
リープトルクを発生させる場合も含む。
車装置や傘歯車式の差動装置など、作動的に連結されて
相対回転させられる3つの回転要素を有して、機械的に
力の合成、分配を行うことができるもので、遊星歯車装
置が好適に用いられる。遊星歯車装置を用いた場合、リ
ングギヤを前記第1回転要素とし、サンギヤを前記第2
回転要素とし、キャリアを前記第3回転要素とすること
が望ましい。
圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式ク
ラッチ、電磁力で係合させられる電磁式クラッチなど、
係合力を制御可能なクラッチが好適に用いられるが、ス
リップ制御されない方は噛合式クラッチなどの他のクラ
ッチを用いることも可能である。また、第1クラッチ
は、エンジンと出力部材との間の動力伝達経路を接続、
遮断できるものであればよく、エンジンと第1回転要素
との間、または出力部材と第3回転要素との間に適宜設
けられる。出力部材は駆動輪であってもよいが、自動変
速機の入力部材などでもよい。さらに、第2クラッチ
は、合成分配機構の3つの回転要素のうちの2つを連結
するものであれば良く、連結時の負荷トルクの点でサン
ギヤとキャリアとの間に設けることが望ましいが、サン
ギヤとリングギヤ、或いはキャリアとリングギヤとの間
に設けることも可能である。
速機を必須とするものではないが、平行2軸式や遊星歯
車式などの有段の歯車式変速機や、変速比が無段階で変
化させられるベルト式やトロイダル型などの無段変速機
を第3回転要素と駆動輪との間に設けることが可能であ
る。
換操作手段が非伝達状態から伝達状態へ切り換えられた
場合に、エンジンを作動させるとともに、モータジェネ
レータの反力をアクセル操作に応じて零から徐々に増大
させて車両を発進させるが、アクセルがOFFであって
も、モータジェネレータの反力をアクセル操作に拘らず
所定量だけ発生させ、所謂クリープトルクを発生させる
ことが望ましい。
第1クラッチと第2クラッチのうちの一方を係合させる
場合のその係合は完全な係合(相対回転が0)を意味す
る他、徐々に滑りを小さくしていく所定のスリップ状態
での係合をも意味している。即ち、第1クラッチと第2
クラッチの係合パターンには、第1クラッチを完全係合
させ、第2クラッチをスリップ係合させるパターンと、
第1クラッチをスリップ係合させ、第2クラッチを完全
係合させるパターンと、第1クラッチと第2クラッチを
共にスリップ係合させるパターンの3態様が存在するの
である。
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。
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
ータおよび発電機として用いられる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。
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16
rは第1クラッチCE1 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CE2 によって連
結されるようになっている。尚、本実施例において、リ
ングギヤ16r、サンギヤ16s、キャリア16cがそ
れぞれ前記第1回転要素、第2回転要素、第3回転要素
に対応しており、入力軸26が前記出力部材に対応して
いる。
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CE1 に伝達される。第1クラッチ
CE1 および第2クラッチCE2 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。
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。
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C0 、ブレー
キB 0 と、一方向クラッチF0 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C1 ,
C2 、ブレーキB1 ,B2 ,B3 ,B4 と、一方向クラ
ッチF1 ,F2 とを備えて構成されている。
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に連結されたマ
ニュアルシフトバルブによって油圧回路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C0 ,C
1 ,C2 、ブレーキB0 ,B1 ,B2 ,B3 ,B4 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。
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。
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。
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。
thとなるに従って段階的に小さくなり、4thの変速
比i4 =1であり、5thの変速比i5 は、副変速機2
0の遊星歯車装置32のギヤ比をρ(=サンギヤの歯数
ZS /リングギヤの歯数ZR<1)とすると1/(1+
ρ)となる。後進変速段Revの変速比iR は、遊星歯
車装置36、38のギヤ比をそれぞれρ2 、ρ3 とする
と1−1/ρ2 ・ρ3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。
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。なお、本実施例に
おいて、シフトレバー42が前記伝達状態切換操作手段
に対応しており、クラッチC1 、C2 が解放されるNレ
ンジやPレンジが非伝達状態で、RレンジやDレンジが
伝達状態である。
変速段(2nd)と第3変速段(3rd)との間の変速
は、第2ブレーキB2 と第3ブレーキB3 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5に示す回路が組み込まれている。
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、7
1、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。
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B3 が油路7
5を介して接続されている。この油路にはオリフィス7
6が介装されており、そのオリフィス76と第3ブレー
キB3 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B3 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。
であって、第3ブレーキB3 の係合圧PB3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7
8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B3 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。
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。
8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。
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。
のポート94に油路95が接続され、また、この油路9
5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。
前記小径ランドと大径ランドとの間に開口するポート9
7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。
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B2 がオリフィスを介して接続され
ている。
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B2 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1
04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。
2ブレーキB2 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B2
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。
07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B3 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。
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。
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。
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。
ブレーキB2 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
B2 の係合・解放の過渡的な油圧PB2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。変速用の他のクラッチC1 、C2
やブレーキB0などにもアキュムレータが設けられ、上
記アキュムレータコントロール圧が作用させられること
により、変速時の過渡油圧が入力軸26のトルクTI な
どに応じて制御されるようになっている。
ルブを示し、さらに符号123はクラッチC0 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1
22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C0 を係合させるよ
うに動作するものである。
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B3 の係合圧P
B3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。
5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B2 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B2 からのドレイン速度を制御することができ
る。
速は、第3ブレーキB3 を緩やかに解放すると共に第2
ブレーキB2 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、入力軸26への入力
軸トルクTI 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B3 の解放過渡油圧P B3
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。入力軸トルクTI に基づく油圧PB3の制御
は、フィードバック制御などでリアルタイムに行うこと
もできるが、変速開始時の入力軸トルクTI のみを基準
にして行うものであっても良い。
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、始動
スイッチ44のON、OFF、シフトポジションセンサ
46からシフトレバー42の操作レンジ、車速センサ4
8から車速V(出力軸回転数NO に対応)を表す信号等
が供給される他、アクセル操作量θAC、入力軸回転数N
I 、エンジントルクTE 、モータトルクTM 、エンジン
回転数NE 、モータ回転数NM 、蓄電装置58の蓄電量
SOC、ブレーキのON、OFF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。
開度や燃料噴射量などから求められ、モータトルクTM
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。
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。
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。
ラッチCE2 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。
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、SL
N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、予め定められた変
速条件に従って変速段が切り換えられる。変速条件は、
例えばアクセル操作量θACおよび車速Vなどの走行状態
をパラメータとする変速マップ等により設定される。
は、例えば本願出願人が先に出願した特願平7−294
148号に記載されているように、図7に示すフローチ
ャートに従って図8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。
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。
モード9を選択する。モード9は、図8から明らかなよ
うに第1クラッチCE1 を係合(ON)し、第2クラッ
チCE2 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。
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CE1 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。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。
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θACが0か否か、或いは単にアクセル操作量θACが
0か否か、等によって判断する。
4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。
は、図8に示されるように第1クラッチCE1 を係合
(ON)し、第2クラッチCE2 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。
8から明らかなように第1クラッチCE1 を解放(OF
F)し、第2クラッチCE2 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。
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。
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。
S8を実行する。ステップS8ではシフトレバー42が
非伝達状態すなわちNまたはPレンジを選択しているか
否かを判断し、NまたはPレンジでなければステップS
9でモード5を選択し、NまたはPレンジの場合にはス
テップS10でモード7を選択する。
は、図8から明らかなように第1クラッチCE1 を係合
(ON)し、第2クラッチCE2 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、アクセルOFFの状態でも所定のクリープト
ルクを発生させるようになっている。
ギヤ比をρE とすると、エンジントルクTE :遊星歯車
装置16の出力トルク:モータトルクTM =1:(1+
ρE):ρE となるため、例えばギヤ比ρE を一般的な
値である0.5程度とすると、エンジントルクTE 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TE の約1.5倍のトルクがキャ
リア14cから出力される。
クの(1+ρE )/ρE 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。
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)TM 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TE の(1+ρE )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。
大トルクの略ρE 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。
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NE の低下に起因
するエンジンストール等を防止している。
図8から明らかなように第1クラッチCE1 を係合(O
N)し、第2クラッチCE2 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2
6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。
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θACやその変化速度、車速V(出力軸回転数NO )、
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。
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。
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。
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7
0%程度の値が設定される。
うに第1クラッチCE1 を解放(OFF)し、第2クラ
ッチCE2 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。
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。
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。
図8から明らかなように第1クラッチCE1 および第2
クラッチCE2 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。
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P
d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。
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。
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。
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。
うに第1クラッチCE1 および第2クラッチCE2 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。
よび第2クラッチCE2 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。
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。
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<P
d<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。
d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。
<P2の中負荷領域で且つSOC≧Aの場合、或いはP
d≧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。
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。
部分、即ち、モータジェネレータ14の故障時にも、エ
ンジン発進モードを実行できるようにするための制御作
動について、図9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SA6、SA8、
SA10、SA12が前記モータ故障時クラッチ制御手
段に対応し、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。
タジェネレータ14が故障しているか否かが判断され
る。この故障は、モータジェネレータ14自体の故障は
勿論であるが、モータジェネレータ14に接続されてい
る電気系統の故障などモータジェネレータ14が正常に
作動できない種々の異常を含むもので、モータ回転数N
M の異常や、ダイアグノーシス機能などに基づいて判断
される。尚、モータジェネレータ14の故障は、例えば
ウォーニングランプなどにより運転者に報知されること
が望ましい。そして、この判断が肯定された場合は、ス
テップSA2において、エンジン12が起動(ON)し
ているか否かが、エンジン回転数NE 等から判断され
る。
合は、ステップSA3において、始動スイッチ44がO
Nであるか否かが判断される。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、現
在、モータジェネレータ14でエンジン12を始動でき
ないため、補助的に設けられるスタータでエンジン12
が始動される。これにより、モータジェネレータ14を
使用できなくてもエンジン12を使用して走行すること
が可能となる。
れた場合は、ステップSA5において、シフトレバー4
2が非伝達状態を達成させるためのNまたはPレンジへ
操作されているか否かが、シフトポジションセンサ46
から供給される信号に基づいて判断される。
合は、ステップSA6において、第2クラッチCE2 が
係合(ON)される。続いてステップSA7において、
シフトレバー42がNレンジから伝達状態を達成させる
ためのDレンジへ操作されたか否かが、シフトポジショ
ンセンサ46から供給される信号に基づいて判断され
る。このステップSA7の判断が肯定された場合は、ス
テップSA8において、第1クラッチCE1 が、徐々に
滑り率を小さくしていく所定のスリップ状態で係合(O
N)される。このスリップ制御は、回転センサや油圧セ
ンサなどでクラッチC1 の係合を確認した後で開始さ
れ、リニアソレノイドバルブなどの油圧制御手段(係合
力制御手段)を用いて、例えば滑り状態をモニタしなが
ら行われる。尚、この時、ブレーキがONであれば適当
なクリープトルクが発生するように滑り率を制御し、ア
クセルがONであれば比較的早く滑り率を小さくして完
全係合とすることが望ましい。
れた場合は、ステップSA9において、シフトレバー4
2がNレンジから伝達状態を達成させるためのRレンジ
へ操作されたか否かが、シフトポジションセンサ46か
ら供給される信号に基づいて判断される。この判断が肯
定された場合は、ステップSA10において、前記ステ
ップSA8と同様に第1クラッチCE1 が、徐々に滑り
率を小さくしていく所定のスリップ状態で係合(ON)
される。但し、この場合はクラッチC2 およびブレーキ
B4 の係合を確認した後で実行される。
れた場合は、ステップSA11において、シフトレバー
42がPレンジから伝達状態を達成させるためのRレン
ジへ操作されたか否かが、シフトポジションセンサ46
から供給される信号に基づいて判断される。この判断が
肯定された場合は、ステップSA12において、前記ス
テップSA10と同様に、第1クラッチCE1 が徐々に
滑り率を小さくしていく所定のスリップ状態で係合(O
N)される。
れた場合は、ステップSA13において、シフトレバー
42がDまたはRレンジから、PまたはNレンジへ操作
されたか否かが、シフトポジションセンサ46から供給
される信号に基づいて判断される。
場合は、ステップSA14において、車速センサ48か
ら検出される車速Vが所定値α以上であるか否かが判断
される。所定値αは、DまたはRレンジへ切り換えられ
てクラッチC1 またはC2 が係合された時にエンジン1
2が直結されていてもエンストしたり過大な負荷が生じ
たりしない程度の車速に設定される。この判断が肯定さ
れると、ステップSA15において、第1クラッチCE
1 は係合(ON)された状態が維持される。一方、この
判断が否定されると、ステップSA16において、第1
クラッチCE1はエンスト或いはショック等を回避する
ために徐々に解放(OFF)される。
された場合は、ステップSA17において、車速センサ
48から検出される車速Vが前記所定値α以上であるか
否かが判断される。この判断が肯定されると、ステップ
SA18において、エンジン発進に備えて前記モード2
が実行される。一方、この判断が否定されると、クラッ
チC1 、C2 が解放(OFF)されてニュートラルが達
成されているものの、更に確実にニュートラルを達成さ
せるために、前記モード7が実行される。
ェネレータ14の故障時に、シフトレバー42が非伝達
状態を達成させるためのNまたはPレンジから、伝達状
態を達成させるためのDまたはRレンジへ操作された場
合には、第2クラッチCE2が係合されるとともに、第
1クラッチCE1 が所定のスリップ状態で係合されるた
め、そのスリップ状態に応じてエンジン12から駆動輪
への伝達トルクが徐々に上昇させられ、エンスト等を起
こすことなくエンジン発進が可能となり、また、発進時
のショックや駆動系の負荷が小さくなる。
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。
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10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11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。
ッチCE1 はエンジン12と前記第1回転要素としての
リングギヤ16rとの間に配設されていたが、別に、前
記出力部材としての入力軸26と前記第3回転要素とし
てのキャリア16cとの間に配設されていても構わな
い。
飛ばしたR⇔D間のシフト操作に関して特に何も記述さ
れてないが、この場合は、第1クラッチCE1 に関して
特別な操作は何もしないものとする。
いて、その他種々の態様で適用され得るものである。
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。
制御系統を説明する図である。
要素の作動を説明する図である。
ある。
ある。
式トルコンとの接続関係を説明する図である。
説明するフローチャートである。
の作動状態を説明する図である。
フローチャートである。
置の構成を説明する骨子図である。
係合要素の作動を説明する図である。
故障時クラッチ制御手段
Claims (1)
- 【請求項1】 燃料の燃焼によって作動するエンジン
と、 モータジェネレータと、 前記エンジンに連結される第1回転要素、前記モータジ
ェネレータに連結される第2回転要素、および出力部材
に連結される第3回転要素を有して、それらの間で機械
的に力を合成、分配する合成分配機構と、 前記エンジンと前記第1回転要素との間、または前記出
力部材と前記第3回転要素との間の動力伝達経路を接
続、遮断する第1クラッチと、 前記合成分配機構の2つの回転要素を連結して該合成分
配機構を一体回転させる第2クラッチとを備えており、 前記第1クラッチを係合し、前記第2クラッチを解放
し、前記エンジンを作動させるとともに、前記モータジ
ェネレータの反力を零から徐々に増大させて車両を発進
させるエンジン発進モードを有するハイブリッド車両の
駆動制御装置において、 駆動輪へ動力伝達が行われる伝達状態と、該駆動輪へ動
力伝達が行われない非伝達状態とを切り換えるために、
乗員によって操作される伝達状態切換操作手段と、 前記モータジェネレータの故障時に、前記伝達状態切換
操作手段が前記非伝達状態から前記伝達状態へ切り換え
操作された場合には、前記第1クラッチと第2クラッチ
のうち、一方を係合させると共に、他方を所定のスリッ
プ状態で係合させるモータ故障時クラッチ制御手段とを
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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15681496A JP3536536B2 (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | ハイブリッド車両の駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15681496A JP3536536B2 (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | ハイブリッド車両の駆動制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10951A true JPH10951A (ja) | 1998-01-06 |
JP3536536B2 JP3536536B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=15635921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15681496A Expired - Lifetime JP3536536B2 (ja) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | ハイブリッド車両の駆動制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3536536B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11220802A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Mazda Motor Corp | 電気自動車における走行表示装置 |
JP2006327552A (ja) * | 2005-05-30 | 2006-12-07 | Toyota Motor Corp | 車両用駆動装置の制御装置 |
KR100820419B1 (ko) | 2006-08-08 | 2008-04-10 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 차량의 비상 운전 장치 및 방법 |
US7549945B2 (en) | 2006-04-26 | 2009-06-23 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus and control method for vehicular drive apparatus |
US7935015B2 (en) | 2005-05-30 | 2011-05-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device for vehicle drive apparatus |
KR101241215B1 (ko) | 2010-11-24 | 2013-03-13 | 기아자동차주식회사 | 하이브리드 자동차의 제어장치 및 방법 |
-
1996
- 1996-06-18 JP JP15681496A patent/JP3536536B2/ja not_active Expired - Lifetime
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KR101241215B1 (ko) | 2010-11-24 | 2013-03-13 | 기아자동차주식회사 | 하이브리드 자동차의 제어장치 및 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3536536B2 (ja) | 2004-06-14 |
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