JP2000255279A

JP2000255279A - ハイブリッド車両の制御装置

Info

Publication number: JP2000255279A
Application number: JP11064869A
Authority: JP
Inventors: Minoru Arimitsu; 有満　　稔; Kazuma Okura; 一真大蔵; Susumu Komiyama; 晋小宮山; Atsushi Shoji; 淳庄司
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2000-09-19
Anticipated expiration: 2019-03-11
Also published as: JP3589076B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ハイブリッド車両のエンジンと駆動系との間
に設けられるパウダークラッチの耐久性を改善する。【解決手段】モータ４を備えた駆動系統にエンジン回
転を伝達するパウダークラッチ３と、モータ４以降の駆
動系統の減速比を無段階に変化させる無段変速機５とを
備えたハイブリッド車両において、パウダークラッチの
温度が設定温度を超える運転状態でのパウダークラッチ
の締結時には、パウダークラッチの出力側回転数が設定
回転数以下となるように無段変速機の変速比を規制し、
設定回転数以下にてエンジンと駆動系統とを締結する。
これによりパウダークラッチの摩耗を促す滑り動作を行
わせることなく高温下で速やかに締結動作を行わせ、モ
ータからエンジンへと動力源を切り換えることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両の動力源として
エンジンと回転電機とを備えたハイブリッド車両の制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と解決すべき課題】車両の動力源としてエ
ンジンとモータ（電動機と発電機とを兼ねる回転電機）
とを併有し、いずれか一方または双方の駆動力により走
行するようにしたハイブリッド車両が知られている（例
えば、鉄道日本社発行「自動車工学」VOL.46 No.7 199
7年6月号 39〜52頁参照）。

【０００３】このようなパラレル方式のハイブリッド車
両では、基本的に比較的負荷の小さい運転域ではモータ
のみで走行し、負荷が増大するとエンジンを起動して所
要の駆動力を確保し、必要に応じてモータとエンジンを
併用することにより最大の駆動力を発揮させる。また、
車両減速時にはモータを発電機として作動させる回生運
転を行い、減速エネルギーをバッテリ充電に利用する。

【０００４】ところで、エンジンの出力は一般にパウダ
ー式の電磁クラッチ（これを以下「パウダークラッチ」
という。）を介して車両の駆動系統に伝達するようにし
ているが、従来このパウダークラッチの制御について
は、締結時の衝撃を緩和する目的で徐々に締結する等の
伝達トルクの制御が中心に行われていたにすぎず、パウ
ダークラッチの耐久性や燃費を考慮した制御については
十分な配慮がなされていなかった。

【０００５】たとえば耐久性に着目すると、パウダーク
ラッチではある程度以上の高温状態下で伝達トルクを徐
々に増大または減少させる半クラッチ制御をすると、こ
のときの滑り動作に伴い磁性粉の摩耗が促進して好まし
くない。しかしながら、モータからエンジンへと動力源
を切り換えるには高温時であってもクラッチ締結をせざ
るを得ず、このためパウダークラッチの耐久性が損なわ
れていた。この対策としてはエンジンへの動力切り換え
を一時的に抑制することが考えられるが、そのようにす
ると十分な出力が確保できないので運転性が損なわれて
しまう。

【０００６】また、パウダークラッチでは開放時つまり
電磁的に締結力を発生していないときは、エンジンに連
結される入力軸側の回転に対しては内部の磁性粉が遠心
力によりクラッチハウジング内の周囲部分に分散した状
態で入力軸と共に回転するため、磁性粉の摩耗はそれほ
ど進まない。これに対して、エンジンおよび入力軸が停
止し、駆動系に連結される出力軸のみが回転している状
態（これを「内回し」という。）では、出力軸側の回転
にかかわらず磁性粉は自重によりクラッチハウジング内
の下方に溜まった状態にあり、出力軸の回転に伴い攪拌
されるため磁性粉の摩耗が進みやすい。したがって、ハ
イブリッド車両においてエンジンを停止してモータのみ
により走行しているときには、車速の上昇により出力軸
側の回転数が高くなるにもかかわらずパウダークラッチ
を開放したままでいると過剰な内回しによりその耐久性
が大きく損なわれるおそれがある。

【０００７】本発明はこのような問題点に着目してなさ
れたもので、パウダークラッチの耐久性向上やハイブリ
ッド車両の走行燃費の改善を可能とするパウダークラッ
チの最適制御を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、駆動
または回生発電を行う回転電機を備えた駆動系統と、こ
の駆動系統にエンジン回転を伝達するパウダークラッチ
と、回転電機以降の駆動系統の減速比を無段階に変化さ
せる無段変速機と、車両運転状態に応じて前記パウダー
クラッチと無段変速機を制御する制御回路とを備えたハ
イブリッド車両において、前記制御回路を、パウダーク
ラッチの温度を検出し、この検出温度が設定温度を超え
る運転状態でのパウダークラッチの締結時には、パウダ
ークラッチの出力側回転数が設定回転数以下となるよう
に無段変速機の変速比を規制したうえでパウダークラッ
チを速やかに締結する構成とした。

【０００９】請求項２の発明は、駆動または回生発電を
行う回転電機を備えた駆動系統と、この駆動系統にエン
ジン回転を伝達するパウダークラッチと、車両運転状態
に応じて前記パウダークラッチを制御する制御回路とを
備えたハイブリッド車両において、前記制御回路を、パ
ウダークラッチを締結しエンジン出力を駆動系に伝達し
ている走行状態からパウダークラッチを開放し回転電機
のみによる走行状態へと移行するときには、パウダーク
ラッチの出力側回転数が設定回転数以下の状態でパウダ
ークラッチを開放する構成とした。

【００１０】請求項３の発明は、駆動または回生発電を
行う回転電機を備えた駆動系統と、この駆動系統にエン
ジン回転を伝達するパウダークラッチと、車両運転状態
に応じて前記パウダークラッチを制御する制御回路とを
備えたハイブリッド車両において、前記制御回路を、エ
ンジンを停止しかつパウダークラッチを開放して回転電
機のみによる走行状態にあるときに、パウダークラッチ
の出力側回転数が設定回転数以上となったときにはパウ
ダークラッチを締結する構成とした。

【００１１】請求項４の発明は、駆動または回生発電を
行う回転電機を備えた駆動系統と、この駆動系統にエン
ジン回転を伝達するパウダークラッチと、車両運転状態
に応じて前記パウダークラッチを制御する制御回路とを
備えたハイブリッド車両において、前記制御回路を、パ
ウダークラッチ開放状態からエンジンを始動し、エンジ
ン回転数とパウダークラッチ入力側回転数とを同期させ
てからパウダークラッチを締結するときには、このとき
の要求駆動力と車速とから演算されるパウダークラッチ
の目標締結車速に対して、実際の車速が前記目標締結車
速に達するよりも、前記エンジン始動から回転同期が完
了するまでの期間に相当する期間だけ早期に、パウダー
クラッチに締結指令を出力する構成とした。

【００１２】請求項５の発明は、駆動または回生発電を
行う回転電機を備えた駆動系統と、この駆動系統にエン
ジン回転を伝達するパウダークラッチと、車両運転状態
に応じて前記パウダークラッチを制御する制御回路とを
備えたハイブリッド車両において、前記制御回路を、パ
ウダークラッチ締結状態での減速時には、回転電機によ
り所要の減速トルクが発生できる状態であるときに限り
パウダークラッチを開放し、前記減速トルクを発生させ
る構成とした。

【００１３】請求項６の発明は、駆動または回生発電を
行う回転電機を備えた駆動系統と、この駆動系統にエン
ジン回転を伝達するパウダークラッチと、車両運転状態
に応じて前記パウダークラッチを制御する制御回路とを
備えたハイブリッド車両において、前記制御回路を、パ
ウダークラッチを締結しエンジン出力を使用して走行し
ているときには、そのときの要求駆動力と回転電機のみ
により走行したと仮定して算出した電力予測値とを用い
てパウダークラッチの目標開放車速を決定し、実際の車
速が前記目標開放車速以下でかつ要求駆動力を回転電機
のみにより達成可能な状態であるときにはパウダークラ
ッチを開放し、前記要求駆動力を回転電機により出力さ
せると共にエンジンを停止させる構成とした。

【００１４】

【作用・効果】上述したように、パウダークラッチが高
温化しているときには滑り動作を伴う半クラッチ制御を
行うと磁性粉の摩耗が進むので、パウダークラッチの耐
久性を重視する場合は温度が低下するまで回転電機から
エンジンへの動力切換を抑制する必要が生じる。これに
対して、上記請求項１の発明によれば、このような高温
時には無段変速機での変速比を規制してパウダークラッ
チの出力側回転数がある程度以上には上昇しないように
しているので、パウダークラッチの入出力軸間の速度差
を減じて締結時の負担を減らせると共に、エンジン側
（入力軸側）との回転を容易に同期させて滑り動作を要
することなく短時間で締結を完了させることができる。
したがって、パウダークラッチの耐久性を向上できると
共に高温条件下においても回転電機からエンジンへの動
力切り換えを行うことが可能になる。

【００１５】請求項２の発明では、パウダークラッチを
締結しエンジン出力を駆動系に伝達している走行状態か
らパウダークラッチを開放し回転電機のみによる走行状
態へと移行するときには、パウダークラッチの出力側回
転数が設定回転数以下の状態でパウダークラッチを開放
するようにしている。すなわち、パウダークラッチを開
放し、エンジンを停止して内回し状態となったときのパ
ウダークラッチの入力側回転数は常に設定回転数以下と
なり、したがって過剰な内回しによるパウダークラッチ
の耐久性低下を防止することができる。

【００１６】請求項３の発明では、エンジンを停止しか
つパウダークラッチを開放して回転電機のみによる走行
状態にあるときに、パウダークラッチの出力側回転数が
設定回転数以上となったときにはパウダークラッチを締
結するようにしてる。回転電機のみによる走行時にたと
えば車速の上昇に伴いパウダークラッチの出力側回転数
が高くなると、これは内回しの回転数上昇を意味するか
らパウダークラッチの耐久性上好ましくない。これに対
して本発明によれば、出力側回転数が設定回転数を超え
たときにはパウダークラッチを締結させているので、高
速回転状態下での内回しを防止してその耐久性を向上す
ることができる。

【００１７】請求項４の発明では、パウダークラッチ開
放状態からエンジンを始動し、エンジン回転数とパウダ
ークラッチ入力側回転数とを同期させてからパウダーク
ラッチを締結するときには、このときの要求駆動力と車
速とから演算されるパウダークラッチの目標締結車速に
対して、実際の車速が前記目標締結車速に達するより
も、前記エンジン始動から回転同期が完了するまでの期
間に相当する期間だけ早期に、パウダークラッチに締結
指令を出力するようにしている。エンジンを始動してエ
ンジン出力を利用した走行状態に移行するのは、高出力
が求められると共にエンジンを使用したほうが効率がよ
い運転領域でもある。したがって、回転電機からエンジ
ンへの運転切り換えはこれを遅滞なく行うことが燃費を
改善するために好ましい。この点、本発明によれば、前
述のとおりパウダークラッチの目標締結車速に対して、
エンジン始動から回転同期が完了するまでの遅れ時間を
考慮して早めにパウダークラッチに締結指令を出力する
ようにしているので、動力源の切り換えを無駄なく行っ
て車両の走行燃費を改善することができる。

【００１８】請求項５の発明では、パウダークラッチ締
結状態での減速時には、回転電機により所要の減速トル
クが発生できる状態であるときに限りパウダークラッチ
を開放し、前記減速トルクを発生させるようにしてい
る。運転者が駆動力を要求していない減速時には一般に
エンジンの内部摩擦を利用したエンジンブレーキにより
十分な減速性能を持たせると共に回転電機を発電機とし
て作動させ、減速エネルギの一部を利用した回生動作を
行うことによりエネルギ効率を高めている。この減速状
態のときに、途中でエンジンを切り離すとその分だけ運
転者にエンジンブレーキとして感知される減速感が大き
く変動してしまい好ましくない。本発明はこのような点
に着目したもので、エンジンを使用して走行している状
態からの減速時において、その当初から回転電機の発電
により十分な減速トルクが発生できる場合には速やかに
パウダークラッチを開放し回転電気のみにより所要の減
速感を得るようにしている。また、回転電機のみによっ
ては所要の減速トルクが得られないときにはパウダーク
ラッチの開放は行わない。したがって、減速途中でのエ
ンジンの切り離しによるトルク段差感の発生を避けるこ
とができる。なお、回転電機により所要の減速トルクが
発生できるときとは、たとえば回転電機の最大発電負荷
つまり最大減速トルクが、減速開始時の車速に対して適
切な減速感を付与しうるトルクよりも大きいとき、また
はそのときのバッテリ充電状態が、前記減速トルクに相
当する発電量を受け入れ可能なときなどである。

【００１９】請求項６の発明では、パウダークラッチを
締結しエンジン出力を使用して走行しているときには、
そのときの要求駆動力と回転電機のみにより走行したと
仮定して算出した電力予測値とを用いてパウダークラッ
チの目標開放車速を決定し、実際の車速が前記目標開放
車速以下でかつ要求駆動力を回転電機のみにより達成可
能な状態であるときにはパウダークラッチを開放し、前
記要求駆動力を回転電機により出力させると共にエンジ
ンを停止させるようにしている。本発明によれば、回転
電機のみにより走行すると仮定して算出した電力予測値
（所要出力）と車速との関係からパウダークラッチを開
放する目標車速を求め、この目標開放車速以下で回転電
機による駆動が可能な運転域ではパウダークラッチを開
放して回転電機による走行を行う。したがって、エンジ
ン効率の悪い運転領域でエンジンから回転電機へと動力
源を切り換えることによる燃費の向上効果を得ることが
できる。また、電力予測値に基づいてパウダークラッチ
を開放する目標車速を決定しているので、エンジンとモ
ータとの切り換えに際してのパウダークラッチのハンチ
ング動作を防止できる効果もある。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。まず図１〜図２に本願発明が適用可能
なパラレル方式のハイブリッド車両の構成例を示す。図
１において、この車両のパワートレインは、モータ１、
エンジン２、パウダークラッチ（以下、単に「クラッ
チ」と言う。）３、モータ４（本発明の回転電機）、無
段変速機５、減速装置６、差動装置７および駆動輪８か
ら構成される。モータ１の出力軸、エンジン２の出力軸
およびクラッチ３の入力軸は互いに連結されている。モ
ータ１とエンジン２は所定の回転比を有する減速装置
（図示せず）を介して相互駆動可能に連結されている。
また、クラッチ３の出力軸、モータ４の出力軸および無
段変速機５の入力軸が互いに連結されている。

【００２１】クラッチ３締結時はエンジン２とモータ４
が車両の推進源となり、クラッチ３開放時はモータ４の
みが車両の推進源となる。エンジン２またはモータ４の
駆動力は、無段変速機５、減速装置６および差動装置７
を介して駆動輪８へ伝達される。無段変速機５には油圧
装置９から圧油が供給され、ベルトのクランプと潤滑が
なされる。

【００２２】モータ１は主としてエンジン始動と発電に
用いられ、モータ４は主として車両の力行と減速時の回
生運転に用いられる。また、モータ１０は油圧装置９の
オイルポンプ駆動用である。ただしクラッチ３締結時に
は、モータ１を車両の力行と制動に用いることもでき、
モータ４をエンジン始動や発電に用いることもできる。

【００２３】モータ１，４，１０はそれぞれ、インバー
タ１１，１２，１３により駆動される。なお、モータ
１，４，１０に直流電動モータを用いる場合には、イン
バータの代わりにＤＣ／ＤＣコンバータを用いる。イン
バータ１１〜１３は共通のＤＣリンク１４を介して強電
バッテリ１５に接続されており、強電バッテリ１５の直
流電力を交流電力に変換してモータ１，４，１０へ供給
するとともに、モータ１，４の交流発電電力を直流電力
に変換して強電バッテリ１５を充電する。なお、インバ
ータ１１〜１３は互いにＤＣリンク１４を介して接続さ
れているので、回生運転中のモータにより発電された電
力を強電バッテリ１５を介さずに直接、力行運転中のモ
ータへ供給することができる。

【００２４】１６は本発明の制御回路の機能を備えたコ
ントローラであり、マイクロコンピュータとその周辺部
品や各種アクチュエータなどを備え、クラッチ３の伝達
トルク、モータ１，４，１０の回転数や出力トルク、無
段変速機５の変速比、エンジン２の燃料噴射量・噴射時
期、点火時期などを制御する。

【００２５】コントローラ１６には、図２に示すよう
に、キースイッチ２０、セレクトレバースイッチ２１、
アクセルペダルセンサ２２、ブレーキスイッチ２３、車
速センサ２４、バッテリ温度センサ２５、バッテリＳＯ
Ｃ検出装置２６、エンジン回転数センサ２７、スロット
ル開度センサ２８が接続される。セレクトレバースイッ
チ２１は、パーキングＰ、ニュートラルＮ、リバースＲ
およびドライブＤの何れかのレンジに切り換えるセレク
トレバー（図示せず）の設定位置に応じて、Ｐ，Ｎ，
Ｒ，Ｄのいずれかのスイッチがオンする。

【００２６】アクセルペダルセンサ２２はアクセルペダ
ルの踏み込み量を検出し、ブレーキスイッチ２３はブレ
ーキペダルの踏み込み状態を検出する。車速センサ２４
は車両の走行速度を検出し、バッテリ温度センサ２５は
強電バッテリ１５の温度を検出する。バッテリＳＯＣ検
出装置２６は強電バッテリ１５の実容量の代表値である
ＳＯＣ（State Of Charge）を検出する。また、エンジ
ン回転数センサ２７はエンジン２の回転数を検出し、ス
ロットル開度センサ２８はエンジン２のスロットルバル
ブ開度を検出する。

【００２７】コントローラ１６にはさらに、エンジン２
の燃料噴射装置３０、点火装置３１、可変動弁装置３２
などが接続される。コントローラ１６は、燃料噴射装置
３０を制御してエンジン２への燃料の供給と停止および
燃料噴射量・噴射時期を調節するとともに、点火装置３
１を駆動してエンジン２の点火時期制御を行う。また、
コントローラ１６は可変動弁装置３２を制御してエンジ
ン２の吸・排気弁の作動状態を調節する。なお、コント
ローラ１６には低圧の補助バッテリ３３から電源が供給
される。

【００２８】以上は本発明が適用可能なハイブリッド車
両の基本的な構成例を示したものであり、本発明ではこ
うしたハイブリッド車両においてパウダークラッチ３の
締結または開放動作を適切に制御することにより耐久性
や燃費などの諸性能を改善するものである。以下にこの
ためのコントローラ１６の制御内容の実施形態につき図
３以下の各図面を参照しながら説明する。

【００２９】図３は、通常は中間容量によるすべり動作
を禁止すべきクラッチ過熱時に、モータ４からエンジン
２への動力切り換えを円滑に行うことを可能にするため
の制御の概要を示した流れ図、図４はこの制御による無
段変速機の変速特性変化例を示す変速特性線図である。
なお、図３以下に流れ図として示した各制御は、ハイブ
リッド車両の総合的な制御の一環として周期的に繰り返
し実行される。

【００３０】この制御では、当初にクラッチ３が開放状
態か否か検出し、開放状態のときには次にクラッチ温度
Ｔｃを検出する（ステップ３０１，３０２）。このクラ
ッチ温度Ｔｃが予め定められている中間容量使用禁止温
度Ｔｏｆｆよりも高いときには、図４に示したように無
段変速機５の最Ｌｏｗ線を変速比が小さくなる方向、図
では中間車速域にて入力側回転数（図中の「プライマリ
ー回転数」）が最大でも２５００ｒｐｍ程度となるよう
に規制する（ステップ３０３，３０４）。最Ｌｏｗ線は
もともとエンジンが過回転しないように車速に応じて最
大減速比を規制するように設定されているが、これをさ
らに高速側に再規制するのであり、その後にクラッチ即
締結を許可する（ステップ３０５）。クラッチ即締結と
は滑りを伴う中間容量を使用せずに、伝達トルクが最大
となる締結状態へと速やかに作動させる制御である。こ
のように最Ｌｏｗ線を規制することにより無段変速機５
の入力側回転数すなわちクラッチ３の出力側回転数が再
規制を行う前に比較して同一車速に対して低下するた
め、容易にエンジン２の回転数を制御してクラッチ３の
入力側回転数と出力側回転数との同期をとることが可能
であり、またクラッチ３を消耗することなくエンジン２
へと円滑に動力切り換えを行うことが可能となる。一
方、クラッチ温度Ｔｃの判定において、Ｔｃが基準温度
Ｔｏｆｆ以下であるときには、最Ｌｏｗ線の規制を解除
状態とすると共にクラッチ中間容量の使用を許可して、
半クラッチを使用した締結作動を可能とする（ステップ
３０６，３０７）。

【００３１】次に、車速が上昇してゆく過程で実行され
るクラッチ締結制御に関する他の実施形態の制御内容を
図５に示す。この制御ではまず図２に示したようなセン
サ類からの信号に基づき制御に必要な各種運転状態の検
出を行った後にクラッチ３が締結可能な状態か否かの判
定を行う（ステップ５０１，５０２）。クラッチ締結可
否の判定とは、第１にはエンジンがクラッチ締結可能な
状態にあるか否かの判定であり、たとえばエンジン始動
に失敗したとき、始動クランキングが不能なとき、エン
ジンがシリーズ運転しており放電状態であることが検出
されたときなどにはクラッチ締結要求を出さずに今回の
制御ループを終了する（ステップ５１３）。また、第２
には駆動系の制御状態としてクラッチ締結可能か否かの
判定であり、たとえば現時点でクラッチ３に対して即締
結モードでの締結要求がないこと、同じく中間容量を使
用して締結するモードでの締結要求がないこと、クラッ
チ３が現在開放されていること、クラッチ３を強制開放
状態とすべき温度状態でないこと、クラッチ３の非常時
開放要求がないこと、無段変速機５が前進走行レンジ
（ドライブレンジ、ローレンジなど）にあること、即モ
ードでの締結禁止がなされていないことなどのすべての
条件が成立したときには以下の制御に移行し、成立しな
かったときには締結要求を出さない。

【００３２】上記判定処理において締結可と判定された
ときには、次に車両の目標駆動力をスロットル開度セン
サ２８や車速センサ２４等からの信号に基づいて演算し
た結果から、目標駆動力がゼロ以下、つまり減速状態に
あるか否かの判定を行う（ステップ５０３）。ここで目
標駆動力＞０つまり減速状態ではないことを判定したと
きには、モータ電力によるクラッチ３の目標締結車速ｃ
ｎｖｓｐＰとモータ出力制限値によるクラッチ３の目標
締結車速ｃｎｖｓｐＢとをそれぞれ次式により演算する
（ステップ５０４，５０５）。なお、クラッチ３の目標
締結車速を以下単に目標締結車速と呼ぶ。

【００３３】ｃｎｖｓｐＰ＝駆動系代表値・モータ４力行電力・モータ４代表効率／目標駆動力 …(1) ｃｎｖｓｐＢ＝駆動系代表値・モータ４基準電力・モータ４出力制限値／目標駆動力…(2) 上記(1)、(2)式において、駆動系代表値とは駆動系にお
いてモータ４以降の駆動力に影響する車両諸元値であ
り、主としてその時点での総減速比とタイヤ有効半径で
ある。また、モータ４の力行電力とは力行時の消費電
力、代表効率とは最も使用頻度の高い運転領域でのモー
タ効率、基準電力とはモータ４の短時間定格電力、出力
制限値とはバッテリ能力等により制限される出力値であ
る。

【００３４】このようにして演算した２つの目標締結車
速のうち、大きい方を目標締結車速ｃｎｖｓｐとして設
定し、さらにその値からマージン車速ｃｎｖｓｐＭを減
じたものを新たな目標締結車速ｃｎｖｓｐとして再設定
する（ステップ５０６，５０７）。マージン車速とはエ
ンジン始動からクラッチ締結に至るまでの所要時間を考
慮して実際の車速に対し早めにクラッチ締結を開始する
ための補正分に相当し、たとえば４km/h程度に設定す
る。

【００３５】次に目標締結車速ｃｎｖｓｐが所定の上限
値ｃｎｖｓｐｍａｘを超えているときにはｃｎｖｓｐｍ
ａｘを、または下限値ｃｎｖｓｐｍｉｎを下回っている
ときにはｃｎｖｓｐｍｉｎを、最終的に目標締結車速ｃ
ｎｖｓｐとして再設定する（ステップ５０８）。また、
目標駆動力がゼロ以下の減速状態を判定したとき（ステ
ップ５０３）には、目標締結車速を上限値ｃｎｖｓｐｍ
ａｘに設定する（ステップ５１２）。前記上限値ｃｎｖ
ｓｐｍａｘ、下限値ｃｎｖｓｐｍｉｎとしては、それぞ
れたとえば５０km/h、１０km/h程度である。

【００３６】次に、実車速Ｖｓｐが目標締結車速ｃｎｖ
ｓｐ以上であり、かつｃｎｖｓｐが下限値ｃｎｖｓｐｍ
ｉｎに等しくない場合には、その状態が所定時間（たと
えば１００ｍｓｅｃ）以上継続したことを条件としてク
ラッチ３に即締結要求を行い即座に締結させる（ステッ
プ５０９〜５１１）。前記以外の場合にはクラッチ締結
要求は出さない（ステップ５１３）。実車速Ｖｓｐが上
限値ｃｎｖｓｐｍａｘを超えるときにはクラッチ３を締
結して過度な内回しによるクラッチ摩耗を回避する一
方、同じく下限値ｃｎｖｓｐｍｉｎを下回るときにはク
ラッチ３を開放して効率の悪い運転域でのエンジン使用
を避けるようにしている。

【００３７】図６に、車速が目標締結車速となってモー
タ４からエンジン２へと駆動力を切り換えるときのモー
タ１と４のトルク、エンジントルク、モータ４とエンジ
ン２の回転数の制御例を示す。図示したように、前記動
力切換時にはまずアイドルストップ状態にあるエンジン
２をモータ１によりクランキングおよび始動完爆させ、
その後のエンジン回転数とモータ４の回転数とを同期さ
せたうえでクラッチ３に締結指令を出してエンジン２を
駆動系に接続する。引き続き、モータ４とモータ１のト
ルクを調整しながら駆動系に付与するトルクをエンジン
トルクへと円滑に移行させる。このような駆動系への動
力切換時に、上記制御によれば実車速が目標締結車速に
達するよりも、マージン車速を与えた分だけ早期にクラ
ッチ３が締結動作を開始するので、エンジン始動からト
ルク移行に至るまでの切換動作の時間を短縮することが
でき、それだけエンジン走行による効率のよい走行域を
活用できることになるので燃費を改善することができ
る。

【００３８】次に、車速が下降してゆく過程で実行され
るクラッチ開放制御に関する実施形態の制御内容を図７
に示す。この制御ではまず各種運転状態の検出を行った
後にクラッチ３が開放可否の判定を行う（ステップ７０
１，７０２）。クラッチ開放可否の判定では、クラッチ
３の現在の締結状態と開放要求の有無を判定し、現在締
結状態かつ開放要求なしのときにはクラッチ３に開放要
求を出さずに今回の制御ループを終了する（ステップ７
１３）。前記以外の場合にはステップ７０３以降の開放
要求を行う制御に移行する。

【００３９】上記判定処理において開放可と判定された
ときには、次に車両の目標駆動力を演算した結果から車
両が減速状態にあるか否かの判定を行う（ステップ７０
３）。ここで目標駆動力＞０つまり減速状態ではないこ
とを判定したときには、モータ電力予測値によるクラッ
チ３の目標開放車速ｃｎｖｓｐＰとモータ出力制限値に
よるクラッチ３の目標開放車速ｃｎｖｓｐＢとをそれぞ
れ次式により演算する（ステップ７０４，７０５）。な
お、クラッチ３の目標開放車速を以下単に目標開放車速
と呼ぶ。

【００４０】ｃｎｖｓｐＰ＝駆動系代表値・モータ４力行電力予測値・モータ４代表効率／目標駆動力 …(3) ｃｎｖｓｐＢ＝駆動系代表値・モータ４基準電力・モータ４出力制限値／目標駆動力 …(4) 上記(3)、(4)式において、駆動系代表値、モータ４の代
表効率、基準電力、出力制限値については既述したとお
りである。モータ４力行電力予測値とは、この場合車両
の動力をエンジン２からモータ４へと切り換えてモータ
４のみによる走行状態へと移行するので、その移行後の
走行状態におけるモータ４の電力を車速、要求駆動力等
に基づいて予測演算した結果である。

【００４１】このようにして演算した２つの目標開放車
速のうち、大きい方を目標開放車速ｃｎｖｓｐとして設
定し、さらにその値からマージン車速ｃｎｖｓｐＭを減
じたものを新たな目標締結車速ｃｎｖｓｐとして再設定
する（ステップ７０６，７０７）。この場合のマージン
車速ｃｎｖｓｐＭは、開放動作におけるクラッチ３の作
動応答遅れを見込んで、実車速が目標開放車速に達する
よりも少し早めにクラッチ開放動作を開始させるための
ものである。

【００４２】次に目標開放車速ｃｎｖｓｐが所定の上限
値ｃｎｖｓｐｍａｘを超えているときにはｃｎｖｓｐｍ
ａｘを、または下限値ｃｎｖｓｐｍｉｎを下回っている
ときにはｃｎｖｓｐｍｉｎを、最終的に目標開放車速ｃ
ｎｖｓｐとして再設定する（ステップ７０８）。

【００４３】次に、実車速Ｖｓｐが目標開放車速ｃｎｖ
ｓｐ以下となったこと、無段変速機５の入力側回転数
（すなわちモータ４の回転数）Ｎｐｒが所定の基準値Ｎ
ｐｒｏ以下であること、目標駆動力がモータ４の出力可
能トルク（その時点での電力等に応じて出力しうる最大
トルクの予測値）以下であることのすべての条件が成立
したときには、さらにこの条件成立が所定時間以上継続
したことを条件としてクラッチ３に開放要求を出力して
開放動作させる（ステップ７０９〜７１１）。前記以外
の場合にはクラッチ開放要求は出さない（ステップ７１
３）。ここでは、特に前記基準値Ｎｐｒｏによりクラッ
チ開放後の内回し回転数を規制することによりクラッチ
の耐久性を高めている。

【００４４】一方、上記ステップ７０３にて目標駆動力
がゼロ以下の減速状態を判定したときには、実車速Ｖｓ
ｐが目標開放車速の上限値ｃｎｖｓｐｍａｘ以下である
こと、目標駆動力が回生可能トルク以上であること、無
段変速機５の入力側回転数Ｎｐｒが基準値Ｎｐｒｏ以下
であることのすべての条件が成立した状態が所定時間以
上継続したときにクラッチ開放を行い（ステップ７１
２，７１０，７１１）、前記条件が成立しなかったとき
にはクラッチ開放要求は行わない（ステップ７１３）。
前記の目標駆動力とはこの場合は減速時のエンジンブレ
ーキに相当する負のトルクを意味している。クラッチ締
結状態では実際のエンジンブレーキ作用をそのまま利用
するが、クラッチ開放したときには車両の慣性力により
モータ４を駆動して発電させる回生動作を原則として行
い、このときの発電負荷（回生トルク）をエンジンブレ
ーキのように利用する。ただし、もしも減速時にモータ
４によって得られる回生トルクの最大値が、適度な減速
性能を付与すべき目標駆動力に満たないとき、つまり回
生動作によっては適度な減速を行えないときには、クラ
ッチ開放を見合わせることにより減速感の変動を防止す
るようにしている。

【図面の簡単な説明】

【図１】、

【図２】本発明が適用可能なハイブリッド車両の構成例
を示す概略構成図。

【図３】本発明の制御回路による制御の第一の実施形態
の概要を示す流れ図。

【図４】上記実施形態による動作例を示す変速特性線
図。

【図５】本発明の制御回路によるクラッチ締結制御に関
する他の実施形態の概要を示す流れ図。

【図６】上記クラッチ締結制御を適用する動力切換時の
各部の回転数またはトルクの制御状態を示すタイミング
チャート。

【図７】本発明の制御回路によるクラッチ開放制御に関
する他の実施形態の概要を示す流れ図。

【符号の説明】

１モータ２エンジン３パウダークラッチ４モータ（回転電機）５無段変速機９油圧装置１０油圧発生用モータ１５バッテリ１６コントローラ１９ＤＣ／ＤＣコンバータ２０キースイッチ２１セレクトレバースイッチ２２アクセルペダルセンサ２３ブレーキスイッチ２４車速センサ２５バッテリ温度センサ２６バッテリＳＯＣ検出装置２７エンジン回転数センサ２８スロットル開度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｈ 61/02 // Ｆ１６Ｈ 59:42 59:56 63:06 (72)発明者小宮山晋神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者庄司淳神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3D039 AA01 AA02 AA04 AA19 AB27 AC07 AC34 AD01 AD06 AD44 AD53 3J052 AA09 AA17 CA05 CA12 CA21 CA32 FB01 FB31 GC32 GC46 GC64 GC72 GC73 HA11 HA17 KA01 LA01 5H115 PA12 PA15 PG04 PI16 PO17 PU02 PU08 PU22 PU25 PV02 PV09 QE10 QI04 QI09 QN06 QN12 RB08 RE01 RE02 RE05 RE20 SE04 SE05 SE08 TB01 TE03 TI01 TI10 TO21 TO23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動または回生発電を行う回転電機を備え
た駆動系統と、この駆動系統にエンジン回転を伝達する
パウダークラッチと、回転電機以降の駆動系統の減速比
を無段階に変化させる無段変速機と、車両運転状態に応
じて前記パウダークラッチと無段変速機を制御する制御
回路とを備えたハイブリッド車両において、前記制御回路を、パウダークラッチの温度を検出し、こ
の検出温度が設定温度を超える運転状態でのパウダーク
ラッチの締結時には、パウダークラッチの出力側回転数
が設定回転数以下となるように無段変速機の変速比を規
制したうえでパウダークラッチを速やかに締結する構成
としたハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】駆動または回生発電を行う回転電機を備え
た駆動系統と、この駆動系統にエンジン回転を伝達する
パウダークラッチと、車両運転状態に応じて前記パウダ
ークラッチを制御する制御回路とを備えたハイブリッド
車両において、前記制御回路を、パウダークラッチを締結しエンジン出
力を駆動系に伝達している走行状態からパウダークラッ
チを開放し回転電機のみによる走行状態へと移行すると
きには、パウダークラッチの出力側回転数が設定回転数
以下の状態でパウダークラッチを開放する構成としたハ
イブリッド車両の制御装置。
【請求項３】駆動または回生発電を行う回転電機を備え
た駆動系統と、この駆動系統にエンジン回転を伝達する
パウダークラッチと、車両運転状態に応じて前記パウダ
ークラッチを制御する制御回路とを備えたハイブリッド
車両において、前記制御回路を、エンジンを停止しかつパウダークラッ
チを開放して回転電機のみによる走行状態にあるとき
に、パウダークラッチの出力側回転数が設定回転数以上
となったときにはパウダークラッチを締結する構成とし
たハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】駆動または回生発電を行う回転電機を備え
た駆動系統と、この駆動系統にエンジン回転を伝達する
パウダークラッチと、車両運転状態に応じて前記パウダ
ークラッチを制御する制御回路とを備えたハイブリッド
車両において、前記制御回路を、パウダークラッチ開放状態からエンジ
ンを始動し、エンジン回転数とパウダークラッチ入力側
回転数とを同期させてからパウダークラッチを締結する
ときには、このときの要求駆動力と車速とから演算され
るパウダークラッチの目標締結車速に対して、実際の車
速が前記目標締結車速に達するよりも、前記エンジン始
動から回転同期が完了するまでの期間に相当する期間だ
け早期に、パウダークラッチに締結指令を出力する構成
としたハイブリッド車両の制御装置。
【請求項５】駆動または回生発電を行う回転電機を備え
た駆動系統と、この駆動系統にエンジン回転を伝達する
パウダークラッチと、車両運転状態に応じて前記パウダ
ークラッチを制御する制御回路とを備えたハイブリッド
車両において、前記制御回路を、パウダークラッチ締結状態での減速時
には、回転電機により所要の減速トルクが発生できる状
態であるときに限りパウダークラッチを開放し、前記減
速トルクを発生させる構成としたハイブリッド車両の制
御装置。
【請求項６】駆動または回生発電を行う回転電機を備え
た駆動系統と、この駆動系統にエンジン回転を伝達する
パウダークラッチと、車両運転状態に応じて前記パウダ
ークラッチを制御する制御回路とを備えたハイブリッド
車両において、前記制御回路を、パウダークラッチを締結しエンジン出
力を使用して走行しているときには、そのときの要求駆
動力と回転電機のみにより走行したと仮定して算出した
電力予測値とを用いてパウダークラッチの目標開放車速
を決定し、実際の車速が前記目標開放車速以下でかつ要
求駆動力を回転電機のみにより達成可能な状態であると
きにはパウダークラッチを開放し、前記要求駆動力を回
転電機により出力させると共にエンジンを停止させる構
成としたハイブリッド車両の制御装置。