JPH1023607A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車両の制御装置

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JPH1023607A
JPH1023607A JP8176141A JP17614196A JPH1023607A JP H1023607 A JPH1023607 A JP H1023607A JP 8176141 A JP8176141 A JP 8176141A JP 17614196 A JP17614196 A JP 17614196A JP H1023607 A JPH1023607 A JP H1023607A
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隆次 茨木
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祐志 畑
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Nレンジ等の非駆動レンジからDレンジ等の
駆動レンジへ切り換えられた時にシフトショックを発生
したり駆動系に過大な負荷がかかったりすることを防止
する。 【解決手段】 エンジン発進時に、エンジン回転数が所
定値以上で且つ車速が略0の急係合発進の場合には、ス
テップSA7で自動変速機への動力伝達が緩やかに行わ
れるようにモータジェネレータの反力トルクの立上げ特
性を変更する。また、モータ発進時に、モータ回転数が
所定値以上で且つ車速が略0の急係合発進の場合には、
ステップSA10でモータジェネレータのトルクを低減
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はハイブリッド車両の
制御装置に係り、特に、Nレンジ等の非駆動レンジから
Dレンジ等の駆動レンジへ切り換えられた時の駆動力制
御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
(a) 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いる一
方、(b) その動力源と駆動輪との間に自動変速機等の動
力伝達切換手段が配設されているハイブリッド車両が、
例えば特開平7−67208号公報等に記載されてい
る。動力伝達切換手段は、N(ニュートラル)やP(パ
ーキング)などの動力伝達を遮断する非駆動状態と、D
(ドライブ)やR(リバース)などの動力伝達を行う駆
動状態とを備えているのが普通であり、(c) 非駆動レン
ジと駆動レンジとを選択できる選択操作手段、例えばシ
フトレバーなどの操作に応じて機械的に、或いは電気的
に切り換えられるようになっている。
【0003】また、(a) 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、それ等の間で機械的に力を合成、分配する合成分
配機構と、(b) 前記選択操作手段によって前記非駆動レ
ンジが選択された場合に、前記モータジェネレータを無
負荷状態として前記第2回転要素の自由回転を許容する
ことにより、前記エンジンから前記出力部材への動力伝
達を遮断する電気的ニュートラル達成手段と、(c) 前記
選択操作手段によって前記非駆動レンジから前記駆動レ
ンジへ切り換えられた場合に、前記モータジェネレータ
の反力トルクを零から増大させることにより、前記エン
ジンから前記合成分配機構を介して前記出力部材へ動力
が伝達されるようにする立上げ制御手段とを有し、上記
合成分配機構の出力部材と駆動輪との間に前記動力伝達
切換手段が配設されているハイブリッド車両が、例えば
本願出願人が先に出願した特願平7−294148号
(未公知)などで提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなハイブリッド車両は、エンジンを動力源とするオー
トマチック車両に設けられている流体式トルクコンバー
タを備えていないのが普通であるため、選択操作手段が
非駆動レンジから駆動レンジへ操作された時に、駆動力
変動などによって大きなシフトショックを発生したり、
駆動力系に過大な負荷がかかったりする可能性があっ
た。例えば、非駆動レンジでアクセルが踏込み操作さ
れ、エンジンまたはモータジェネレータが回転駆動され
ている状態で、選択操作手段により駆動レンジへ切り換
えられると、イナーシャなどにより動力伝達切換手段等
の駆動力系に過大な負荷が作用したり、大きなシフトシ
ョックを発生したりする。合成分配機構を有するハイブ
リッド車両では、モータジェネレータの反力トルクの立
上げ特性が一定であると、非駆動レンジでのエンジン回
転数が高い時には、エンジンのイナーシャなどで過大な
負荷が作用したりシフトショックを発生したりすること
がある。
【0005】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、Nレンジ等の非駆動
レンジからDレンジ等の駆動レンジへ切り換えられた時
にシフトショックを発生したり駆動系に過大な負荷がか
かったりすることを防止することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第1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、それ等の間で機械的に力を合
成、分配する合成分配機構と、(d) 非駆動レンジと駆動
レンジとを選択できる選択操作手段と、(e) その選択操
作手段によって前記非駆動レンジが選択された場合に、
前記モータジェネレータを無負荷状態として前記第2回
転要素の自由回転を許容することにより、前記エンジン
から前記出力部材への動力伝達を遮断する電気的ニュー
トラル達成手段と、(f) 前記選択操作手段によって前記
非駆動レンジから前記駆動レンジへ切り換えられた場合
に、前記モータジェネレータの反力トルクを零から増大
させることにより、前記エンジンから前記合成分配機構
を介して前記出力部材へ動力が伝達されるようにする立
上げ制御手段とを有するハイブリッド車両の制御装置に
おいて、(g) 前記立上げ制御手段は、予め定められた立
上げ条件に従って複数の異なる特性で前記モータジェネ
レータの反力トルクを立ち上げるものであることを特徴
とする。
【0007】第2発明は、第1発明の制御装置におい
て、前記立上げ制御手段は、前記エンジンまたは前記モ
ータジェネレータの回転数が所定値以上の場合には、前
記反力トルクを通常より緩やかに立ち上げるものである
ことを特徴とする。
【0008】第3発明は、第1発明の制御装置におい
て、前記立上げ制御手段は、前記エンジンまたは前記モ
ータジェネレータの回転数が所定値以上の場合には、そ
の回転数が所定の許容回転数以下となるまで前記反力ト
ルクの立上げを禁止するものであることを特徴とする。
【0009】第4発明は、第1発明の制御装置におい
て、前記立上げ制御手段は、前記エンジンまたは前記モ
ータジェネレータの回転数が所定値以上の場合には、前
記反力トルクの立上げ幅を通常より小さくするものであ
ることを特徴とする。
【0010】第5発明は、第1発明の制御装置におい
て、(a) 前記選択操作手段は、非駆動レンジと前進駆動
レンジと後進駆動レンジとを選択できるもので、(b) 前
記立上げ制御手段は、前記非駆動レンジから前記前進駆
動レンジへ切り換えられた場合と前記後進駆動レンジへ
切り換えられた場合とで、前記反力トルクの立上げ特性
を変更するものである一方、(c) 前記合成分配機構と駆
動輪との間には、前記選択操作手段によって前記非駆動
レンジが選択された場合には動力伝達を遮断する非駆動
状態とされ、前記前進駆動レンジが選択された場合には
車両を前進させるように動力伝達する前進駆動状態とさ
れ、前記後進駆動レンジが選択された場合には車両を後
進させるように動力伝達する後進駆動状態とされる動力
伝達切換手段が設けられていることを特徴とする。
【0011】第6発明は、第1発明の制御装置におい
て、(a) 低μ路走行モードを選択できるモード選択手段
を有する一方、(b) 前記立上げ制御手段は、前記モード
選択手段によって前記低μ路走行モードが選択された場
合には、前記反力トルクの立上げ幅を通常より小さくす
るものであることを特徴とする。
【0012】第7発明は、第1発明の制御装置におい
て、前記立上げ制御手段は、前記反力トルクの制御に関
連して変化する所定の物理量が所定の目標値となるよう
にその反力トルクをフィードバック制御するものである
ことを特徴とする。
【0013】第8発明は、第1発明の制御装置におい
て、前記立上げ制御手段は、所定の目標値に従って前記
反力トルクを制御するもので、その目標値は制御結果に
従って学習補正されることを特徴とする。
【0014】なお、第7発明、第8発明の目標値はそれ
ぞれ一定値であっても良いが、目標値が連続的に変化す
る目標パターン(目標特性など)であっても良い。
【0015】第9発明は、(a) 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
力源として備えている一方、(b) 非駆動レンジと駆動レ
ンジとを選択できる選択操作手段と、(c) 前記動力源と
駆動輪との間に配設され、前記選択操作手段によって前
記非駆動レンジが選択された場合には動力伝達を遮断す
る非駆動状態とされ、前記駆動レンジが選択された場合
には動力伝達を行う駆動状態とされる動力伝達切換手段
とを有するハイブリッド車両の制御装置において、(d)
前記選択操作手段によって前記非駆動レンジから前記駆
動レンジへ切り換えられた時に、前記動力伝達切換手段
の入力回転数が所定値以上の場合には、その入力回転数
が低下するように前記モータジェネレータを制御する駆
動シフト時モータ制御手段を有することを特徴とする。
【0016】なお、非駆動レンジから駆動レンジへ切り
換えられた時に、動力伝達切換手段の入力回転数が所定
値以上の場合とは、非駆動レンジでも動力源から動力伝
達切換手段の入力部材(入力軸など)に動力伝達が為さ
れ、実際に入力部材が所定値以上で回転している場合は
勿論であるが、非駆動レンジでは動力源から動力伝達切
換手段への動力伝達がクラッチなどにより遮断され、駆
動レンジへ切り換えられた時に動力源からの動力伝達に
よって入力回転数が所定値以上となる場合も含む。すな
わち、駆動レンジへの切換えに伴って動力源から動力伝
達切換手段へそのまま動力伝達が行われると、その入力
回転数が所定値以上となる場合であっても良いのであ
り、駆動シフト時モータ制御手段によって入力回転数が
低下するようにモータジェネレータが制御されることに
より、実際には入力回転数が所定値以上とならない場合
であっても良い。例えば、動力源から動力が伝達される
前に動力伝達切換手段が駆動状態にされると、入力部材
の回転が制限されるため、本制御の過程で実際に入力回
転数が所定値以上となることはない。第11発明につい
ても同様である。
【0017】第10発明は、第9発明の制御装置におい
て、前記駆動シフト時モータ制御手段は、前記モータジ
ェネレータの出力に基づいて前記動力伝達切換手段に動
力伝達が行われる場合に、そのモータジェネレータのト
ルクを低減するものであることを特徴とする。
【0018】第11発明は、(a) 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いる一方、(b) 非駆動レンジと駆動
レンジとを選択できる選択操作手段と、(c) 前記動力源
と駆動輪との間に配設され、前記選択操作手段によって
前記非駆動レンジが選択された場合には動力伝達を遮断
する非駆動状態とされ、前記駆動レンジが選択された場
合には動力伝達を行う駆動状態とされる動力伝達切換手
段とを有するハイブリッド車両の制御装置において、
(d) 前記選択操作手段によって前記非駆動レンジから前
記駆動レンジへ切り換えられた時に、前記動力伝達切換
手段の入力回転数が所定値以上の場合には、前記動力源
と該動力伝達切換手段との間の動力伝達を制限する入力
制限手段を有することを特徴とする。
【0019】なお、動力伝達の制限は、動力伝達を遮断
する場合も含む概念である。
【0020】
【発明の効果】第1発明のハイブリッド車両の制御装置
においては、モータジェネレータの反力トルクが予め定
められた立上げ条件に従って複数の異なる特性で立ち上
げられ、その反力トルクの立上げ特性に対応して出力部
材からトルクが出力されるため、例えばエンジンまたは
モータジェネレータの回転数が所定値以上の場合に第2
発明〜第4発明のように立上げ特性が制御されることに
より、シフトショックを発生したり駆動系に過大な負荷
がかかったりすることが防止される。
【0021】第5発明では、前進駆動レンジと後進駆動
レンジとで反力トルクの立上げ特性が異なるため、例え
ば駆動力(クリープトルク)が略等しくなるように変速
比に対応して反力トルクの立上げ幅を異なる大きさとす
れば、前進駆動レンジへの操作時と後進駆動レンジへの
操作時のシフトショックが略同じになり、運転者に違和
感などを生じさせることがなくなる。
【0022】第6発明では、低μ路走行モードが選択さ
れた場合に反力トルクの立上げ幅が通常より小さくされ
るため、発進時のスリップが良好に防止される。
【0023】第7発明では、反力トルクの制御に関連し
て変化する所定の物理量が所定の目標値となるようにそ
の反力トルクをフィードバック制御するため、モータコ
イル温度などの外乱に拘らず目標通りの駆動力立上げ特
性が得られる。
【0024】第8発明では、所定の目標値に従って反力
トルクを制御するとともに、その目標値を制御結果に従
って学習補正するため、モータ等の構成部品の個体差や
経時変化に拘らず目標通りの駆動力立上げ特性が得られ
る。
【0025】第9発明では、動力伝達切換手段の入力回
転数が所定値以上の場合には、その入力回転数が低下す
るようにモータジェネレータが制御されるため、その回
転数の低下分だけイナーシャが小さくなり、動力源から
動力伝達切換手段を経て駆動輪へ動力伝達が行われる際
のシフトショックや駆動系にかかる負荷が軽減される。
【0026】第11発明では、動力伝達切換手段の入力
回転数が所定値以上の場合には、動力源と動力伝達切換
手段との間の動力伝達が制限されるため、動力源のイナ
ーシャ等に起因するシフトショックや駆動系にかかる負
荷が軽減される。
【0027】
【発明の実施の形態】ここで、第9発明〜第11発明の
ハイブリッド車両は、例えばクラッチにより動力伝達を
接続、遮断することによって動力源を切り換える切換タ
イプや、モータジェネレータを補助的に使用するアシス
トタイプなど、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いる種々のタイプのハイブ
リッド車両に適用され得る。第1発明のように合成分配
機構を備えているハイブリッド車両にも適用され得る。
【0028】前記動力伝達切換手段としては、油圧式ク
ラッチやブレーキなどの油圧式摩擦係合手段によって駆
動状態および非駆動状態、更には変速段が切り換えられ
る遊星歯車式等の自動変速機が好適に用いられるが、無
段変速機や手動変速機などを用いることも可能である。
選択操作手段は例えばシフトレバーなどで、機械的また
は電気的に動力伝達切換手段を切り換えるように構成さ
れる。
【0029】立上げ制御手段によるモータジェネレータ
の反力トルクは、出力部材にエンジントルクを伝達する
ために必要なトルクで、その方向は合成分配機構との接
続関係や出力部材の回転方向などに応じて定められる。
例えば、合成分配機構が遊星歯車装置で、第1回転要素
がリングギヤ、第2回転要素がサンギヤ、第3回転要素
がキャリアであり、その第3回転要素を第1回転要素す
なわちエンジンと同じ方向へ回転させる場合には、モー
タジェネレータをエンジンと同じ方向へ回転させるトル
クを発生させれば良い。具体的には、電気的ニュートラ
ル時にモータジェネレータはエンジンと逆方向へ回転さ
せられるため、その回転方向とは反対の逆回転トルク
(エンジン回転と同じ方向のトルク)を発生させれば良
く、モータジェネレータの逆回転が停止するまでは発電
制御により回生制動トルクを発生させるようにしても良
い。
【0030】第1発明の予め定められた立上げ条件は、
第2発明〜第4発明のようにエンジンまたはモータジェ
ネレータの回転数が所定値以上か否か、第5発明のよう
に前進駆動レンジか後進駆動レンジか、第6発明のよう
に低μ路走行モード(スノーモードなど)が選択されて
いるか否かなどであるが、この他、アクセル操作量、ア
クセル操作量の変化率、車速、ホールドモード、スポー
ツモードなど特殊モードが選択されているか否かなど、
種々の車両状態を設定することが可能である。反力トル
クの立上げ特性は、立上げ幅や変化率などによって定め
られる。また、アクセルONの場合だけでなく、アクセ
ルOFFの場合に駆動レンジでクリープトルクを発生さ
せる場合にも本発明は適用され得る。
【0031】モータトルクは、モータコイル温度などの
外乱によってばらつく可能性があるし、個体差や経時変
化などがあるため、第7発明や第8発明のようにフィー
ドバック制御や学習制御などを行うことが望ましい。例
えば、出力部材のトルクや回転数など反力トルク制御に
関連して変化する所定の物理量が所定の目標パターン
(目標値)に従って変化するようにフィードフォワード
制御するとともに、偏差に応じてフィードバック制御す
ることが望ましい。また、例えばそのフィードバック制
御時の偏差或いは補正量などに応じて、フィードフォワ
ード制御の目標パターン(目標値)を学習補正すること
が望ましく、この学習制御ではモータコイル温度やエン
ジントルク(アクセル操作量など)、シフトの種類、自
動変速機等の動力伝達切換手段の油温などをパラメータ
とする学習マップを用いることが望ましい。フィードバ
ック制御以外の反力トルク立上げに関するパラメータ、
例えば立上げに要した時間などを用いて目標パターンの
学習制御を行うことも可能である。
【0032】第8発明は、例えば反力トルクが所定の目
標値となるようにフィードフォワード制御するととも
に、その目標値を学習補正するように構成されるが、反
力トルク制御に関連して変化する所定の物理量が所定の
目標値に従って変化するように反力トルクをフィードバ
ック制御するとともに、その目標値を学習補正するよう
に構成することもできるなど、種々の形態で実施でき
る。
【0033】第2発明〜第4発明は、駆動シフト時のエ
ンジン回転数の変化に伴うエンジンイナーシャでシフト
ショックや過負荷が発生することを防止するためのもの
で、車速が略0の場合、例えば5〜10km/時程度以
下の場合等に適用することが望ましい。第3発明では、
アクセル操作量に拘らずエンジン回転数が低くなるよう
にフューエルカット制御を行うことが望ましい。
【0034】第9発明では、モータジェネレータの出力
に基づいて動力伝達切換手段の入力部材が回転させられ
る場合は、第7発明のようにそのモータジェネレータの
トルクを低下させれば良いが、エンジンの出力に基づい
て動力伝達切換手段の入力部材が回転させられる場合
で、そのエンジン回転に連動してモータジェネレータが
回転駆動される場合には、通電によってその回転方向と
逆方向へ回転させる逆回転トルクを発生させたり、発電
制御による回生制動トルクを発生させたりすれば良い。
【0035】第9発明および第10発明で、動力伝達切
換手段の入力部材がエンジン出力に基づいて回転させら
れる場合は、モータジェネレータの制御にフューエルカ
ットを併用してエンジン出力を低下させることが望まし
く、蓄電量SOCの過不足などでモータジェネレータを
使用できない場合は、フューエルカットだけでも実施す
ることが望ましい。第11発明についても、フューエル
カットを併用することが可能である。
【0036】これ等の第9発明〜第11発明は、駆動シ
フト時のエンジン回転数の変化やモータ回転数の変化に
伴うイナーシャでシフトショックや過負荷が発生するこ
とを防止するためのもので、車速が略0の場合、例えば
5〜10km/時程度以下の場合等に適用することが望
ましい。また、エンジン駆動状態かモータ駆動状態かに
よってイナーシャが相違するため、動力源の作動状態に
応じて制御実行条件すなわち入力回転数の閾値を異なる
値に設定することが望ましい。
【0037】第11発明の入力制限手段は、例えば動力
伝達を遮断するクラッチなどにより構成されるが、第1
発明のように合成分配機構を有する場合は、モータジェ
ネレータを無負荷状態として電気的ニュートラルとする
場合であっても良い。この入力制限手段は、少なくとも
その時の動力源であるエンジンまたはモータジェネレー
タと動力伝達切換手段との間の動力伝達を制限(遮断を
含む)するものであれば良い。
【0038】また、第9発明〜第11発明は、動力伝達
切換手段の入力回転数が所定値以上の場合に所定の制御
を行うものであり、非駆動レンジで動力源と動力伝達切
換手段の入力部材とが連結されている場合は、その入力
回転数そのものを検出して判断できるが、エンジン回転
数またはモータ回転数を検出して判断するようにしても
良い。非駆動レンジで動力源と動力伝達切換手段の入力
部材とが遮断されている場合は、エンジン回転数または
モータ回転数を検出して判断すれば良い。
【0039】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図1は、本発明の一実施例である制御装
置を備えているハイブリッド車両のハイブリッド駆動装
置10の骨子図である。このハイブリッド駆動装置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、電動モータおよび発電機として使用されるモ
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
動力を伝達する。
【0040】遊星歯車装置16は機械的に力を合成分配
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、第1回転要素として
リングギヤ16rは第1クラッチCE1 を介してエンジ
ン12に連結され、第2回転要素としてのサンギヤ16
sはモータジェネレータ14のロータ軸14rに連結さ
れ、第3回転要素としてのキャリア16cは自動変速機
18の入力軸26に連結されている。また、任意の2つ
の回転要素としてサンギヤ16sおよびキャリア16c
が第2クラッチCE2 によって連結されるようになって
いる。第1クラッチCE1 および第2クラッチCE
2 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。また、エンジン12
の出力は、回転変動や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。上記入力軸26は自動変速機18の入力部材に
相当するものであるが、遊星歯車装置16から動力を出
力する出力部材としても機能している。
【0041】自動変速機18は動力伝達切換手段に相当
するもので、前置式オーバードライ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2
2とを組み合わせたものである。具体的には、副変速機
20はシングルピニ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B0 と、一方向クラッチF0 とを
備えて構成されている。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 ,B
4 と、一方向クラッチF1 ,F2 とを備えて構成されて
いる。
【0042】そして、図2に示されているソレノイドバ
ルブSL1〜SL4の励磁、非励磁により油圧回路44
が切り換えられたり、シフトレバー40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44が
機械的に切り換えられたりすることにより、係合手段で
あるクラッチC0 ,C1 ,C2 、ブレーキB0 ,B1
2 ,B3 ,B4 がそれぞれ係合、解放制御され、図3
に示されているニュートラル(N)、前進5段(1st
〜5th)、後進1段(Rev)、および図示しないパ
ーキング(P)が成立させられる。なお、上記自動変速
機18や前記電気式トルコン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。
【0043】シフトレバー40は選択操作手段に相当す
るもので、図5に示されているように「P」、「R」、
「N」、「D」、「4」、「3」、「2」、「L」の計
8つのレンジを選択できるようになっており、「P」レ
ンジまたは「N」レンジの非駆動レンジが選択される
と、自動変速機18は動力伝達を遮断する非駆動状態、
すなわちパーキング状態またはニュートラル状態(図3
のN)とされる。前進駆動レンジである「D」レンジが
選択されると、自動変速機18は車両を前進させるよう
に動力伝達する前進駆動状態、すなわち図3の1st〜
5thの何れかの変速段を成立させ、後進駆動レンジで
ある「R」レンジが選択されると、自動変速機18は車
両を後進させるように動力伝達する後進駆動状態、すな
わち図3のRevを成立させる。
【0044】図3のクラッチ、ブレーキ、一方向クラッ
チの欄の「○」は係合、「●」はシフトレバー40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。その場合に、ニュ
ートラルN、後進変速段Rev、及びエンジンブレーキ
レンジは、シフトレバー40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44が機械的に切
り換えられることによって成立させられ、シフトレバー
40が「D」レンジへ操作された場合の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。また、前進変速段の変速比は
1st(第1変速段)から5th(第5変速段)となる
に従って段階的に小さくなり、4thの変速比i4 =1
(直結)である。図3に示されている変速比は一例であ
る。
【0045】油圧回路44は図4に示す回路を備えてい
る。図4において符号70は1−2シフトバルブを示
し、符号71は2−3シフトバルブを示し、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、71、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。
【0046】2−3シフトバルブ71のポートのうち第
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75を
介して接続されている。この油路にはオリフィス76が
介装されており、そのオリフィス76と第3ブレーキB
3 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P
L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。
【0047】符号78はB−3コントロールバルブであ
って、第3ブレーキB3 の係合圧を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78
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。一
方、上記スプリング81を配置した箇所に開口するポー
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(ライン圧PL)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、信号圧PSLU が作用させられるようになっている。
したがって、B−3コントロールバルブ78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PSLU 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。
【0048】図4における符号89は、2−3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9
3とを有している。2−3タイミングバルブ89の中間
部のポート94に油路95が接続され、また、この油路
95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。油路95は途中で分岐し
て、前記小径ランドと大径ランドとの間に開口するポー
ト97にオリフィスを介して接続されており、上記ポー
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。そして、第1のプランジャ91の端部に開口してい
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。
【0049】前記油路87は第2ブレーキB2 に対して
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はオリフィスコントロ
ールバルブ105に接続されている。
【0050】オリフィスコントロールバルブ105は第
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。第2ブレーキB2 を接続してあるポート107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。
【0051】オリフィスコントロールバルブ105のポ
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。さらに、この
オリフィスコントロールバルブ105には、前記油路9
5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。
【0052】なお、前記2−3シフトバルブ71におい
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。
【0053】符号121は第2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が出力する信号圧PSLN に応じて調圧されたア
キュムレータコントロール圧Pacが供給されるようにな
っている。2→3変速時に前記2−3シフトバルブ71
が切り換えられると、第2ブレーキB2 には油路87を
介してDレンジ圧(ライン圧PL)が供給されるが、こ
のライン圧PLによってアキュムレータ121のピスト
ン121pが上昇を開始する。このピストン121pが
上昇している間は、ブレーキB2 に供給される油圧(係
合圧)PB2は、スプリング121sの下向きの付勢力お
よびピストン121pを下向きに付勢する上記アキュム
レータコントロール圧Pacと釣り合う略一定、厳密には
スプリング121sの圧縮変形に伴って漸増させられ、
ピストン121pが上昇端に達するとライン圧PLまで
上昇させられる。すなわち、ピストン121pが移動す
る変速過渡時の係合圧PB2は、アキュムレータコントロ
ール圧Pacによって定まるのである。
【0054】アキュムレータコントロール圧Pacは、第
3変速段成立時に係合制御される上記第2ブレーキB2
用のアキュムレータ121の他、図示は省略するが第1
変速段成立時に係合制御されるクラッチC1 用のアキュ
ムレータ、第4変速段成立時に係合制御されるクラッチ
2 用のアキュムレータ、第5変速段成立時に係合制御
されるブレーキB0 用のアキュムレータにも供給され、
それ等の係合・解放時の過渡油圧が制御される。
【0055】図4の符号122はC−0エキゾーストバ
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。
【0056】このような油圧回路44によれば、第2変
速段から第3変速段への変速、すなわち第3ブレーキB
3 を解放すると共に第2ブレーキB2 を係合する所謂ク
ラッチツウクラッチ変速において、入力軸26の入力ト
ルクなどに基づいて第3ブレーキB3 の解放過渡油圧や
第2ブレーキB2 の係合過渡油圧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。その
他の変速についても、リニアソレノイドバルブSLNの
デューティ制御によってアキュムレータコントロール圧
acを調圧することにより、クラッチC1 、C2 やブレ
ーキB0 の過渡油圧が制御される。
【0057】ハイブリッド駆動装置10は、図2に示さ
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、アク
セル操作量センサ62、車速センサ63、インプットシ
ャフト回転数センサ64からそれぞれアクセル操作量θ
AC、車速V(自動変速機18の出力軸19の回転数NO
に対応)、自動変速機18の入力軸26の回転数NI
表す信号が供給される他、エンジントルクTE やモータ
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、OF
F、シフトレバー40の操作レンジ(シフトポジショ
ン)などに関する情報が、種々の検出手段などから供給
されるようになっており、予め設定されたプログラムに
従って信号処理を行う。エンジントルクTE はスロット
ル弁開度や燃料噴射量などから求められ、モータトルク
M 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。
【0058】前記エンジン12は、ハイブリッド制御用
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。モータジェネレータ14は、
図6に示すように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。また、前
記第1クラッチCE1 及び第2クラッチ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44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。自動変速機18は、自動
変速制御用コントローラ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、SLNの励磁状態が制御され、油圧回路44が
切り換えられたり油圧制御が行われたりすることによ
り、運転状態(例えばアクセル操作量θACおよび車速V
など)をパラメータとして予め定められた変速条件に従
って変速段が自動的に切り換えられる。自動変速制御用
コントローラ50は変速制御手段として機能している。
【0059】上記ハイブリッド制御用コントローラ50
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。ハイブリッド制御用コントロ
ーラ50による一連の信号処理のうち図7のフローチャ
ートを実行する部分はモード切換手段として機能してい
る。
【0060】図7において、ステップS1ではエンジン
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
か否か等によって判断し、始動要求があればステップS
2でモード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1
4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。このモード9は、車両停
止時には前記自動変速機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CE1 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。
【0061】ステップS1の判断が否定された場合、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40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。この判断が肯定された場合に
はステップS4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。
【0062】上記ステップS5で選択されるモード8
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。
【0063】ステップS6で選択されるモード6は、図
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。また、第1クラッ
チCE1 が解放されてエンジン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。
【0064】ステップS3の判断が否定された場合、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2やモード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。この判断が肯定された場合には、ステ
ップS8においてシフトレバー40により非駆動レンジ
すなわち「P」レンジまたは「N」レンジが選択されて
いるか否かを判断し、非駆動レンジでなければステップ
S9でモード5を選択し、非駆動レンジの場合にはステ
ップS10でモード7を選択する。
【0065】上記ステップS9で選択されるモード5
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(反力トルク)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すなわちアク
セル操作量θACが略零の場合でも所定のクリープトルク
が得られるように所定の回生制動トルクが発生させられ
る。遊星歯車装置16のギヤ比を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16cから出力される。す
なわち、モータジェネレータ14のトルクの(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14rが逆回転さ
せられるだけでキャリア16cからの出力は0となり、
車両停止状態となる。すなわち、この場合の遊星歯車装
置16は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
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。モード
5を選択して実行するステップS9は、立上げ制御手段
として機能している。
【0066】ここで、本実施例では、エンジン12の最
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。また、本実施例で
はモータトルクTM の増大に対応して、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。
【0067】ステップS10で選択されるモード7は、
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2やモ
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。また、このモード7では、エンジン走行モード(モ
ード2)と同様に、アクセル操作量θACに応じてスロッ
トル弁開度等が制御されるとともに、アクセル操作量θ
ACが略0のアクセルOFFでも所定のアイドル回転で作
動させられる。このモード7を選択して実行するステッ
プS10は、電気的ニュートラル達成手段として機能し
ている。
【0068】ステップS7の判断が否定された場合、す
なわちエンジン発進の要求がない場合にはステップS1
1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。また、第1判定
値P1はエンジン12のみ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。
【0069】ステップS11の判断が肯定された場合、
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。最低蓄電
量Aはモータジェネレータ14を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70%程度の値が設定され
る。
【0070】上記モード1は、前記図8から明らかなよ
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。この場合も、第1クラッチCE1
解放されてエンジン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。また、このモード1は、要求出力Pdが
第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。
【0071】ステップS14で選択されるモード3は、
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。
【0072】ステップS11の判断が否定された場合、
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Pd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。第2判定
値P2は、エンジン12のみを動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。
そして、P1<Pd<P2であればステップS16でS
OC≧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。また、Pd≧
P2であればステップS18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。
【0073】上記モード2は、前記図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。また、モード4は、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。このモー
ド4は、要求出力Pdが第2判定値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。
【0074】上記モード1〜4の運転条件についてまと
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。また、SOC<Aの場合に
は、要求出力Pd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。
【0075】ステップS17のモード2は、P1<Pd
<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。また、高
負荷領域では、モータジェネレータ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S
OC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。
【0076】ハイブリッド制御用コントローラ50はま
た、非駆動レンジから駆動レンジへの駆動シフト時に、
図9に示すフローチャートに従って立上げ制御を行うよ
うになっている。一連の信号処理のうち図9のステップ
SA6〜SA8を実行する部分は、前記ステップS9と
共に請求項1〜4の立上げ制御手段を構成しており、ス
テップSA9およびSA10を実行する部分は請求項9
および10の駆動シフト時モータ制御手段に相当する。
【0077】図9において、ステップSA1ではシフト
レバー40がNレンジからDレンジへシフト操作された
(N→Dシフト)か否かを判断し、ステップSA2では
NレンジからRレンジへシフト操作された(N→Rシフ
ト)か否かを判断し、ステップSA3ではPレンジから
Rレンジへシフト操作された(P→Rシフト)か否かを
判断する。シフトレバー40の操作レンジはシフトポジ
ションセンサ66(図2参照)によって検出されるよう
になっており、その信号に基づいて判断できる。そし
て、それ等の何れかのシフト操作が為された場合には、
ステップSA4でモータジェネレータ14を動力源とす
る発進、すなわち前記モード1のモータ走行による発進
か否かを前記図7の判断結果に基づいて判断し、モータ
発進であればステップSA9以下を実行する。また、モ
ータ発進でない場合にはステップSA5でエンジン12
を動力源とする発進、すなわち前記モード5のエンジン
発進か否かを図7の判断結果に基づいて判断し、エンジ
ン発進であればステップSA6以下を実行する。
【0078】モータ発進時に実行するステップSA9で
は急係合発進か否かを、例えば車速V≒0で且つモータ
回転数NM が予め設定された所定値NM1以上か否かなど
により判断し、急係合発進でなければステップSA11
で通常の制御を行うが、急係合発進の場合にはステップ
SA10でモータトルクTM の低減制御を行う。モータ
発進の場合(モード1)は、第2クラッチCE2 が係合
状態で遊星歯車装置16は一体回転させられるため、モ
ータ回転数NM は自動変速機18の入力回転数NI と等
しい。また、モータ走行モード(モード1)では、非駆
動レンジであるか駆動レンジであるかに拘らず、モータ
ジェネレータ14はアクセル操作量θACに応じてトルク
制御される。所定値NM1は、駆動シフト時に係合制御さ
れるクラッチC1 やC2 などにモータジェネレータ14
等のイナーシャによって過大な負荷が作用して耐久性等
が損なわれることを防止するために適当な値が設定さ
れ、駆動シフトの種類によって異なる値を設定すること
も可能である。
【0079】ステップSA11の通常の制御は、アクセ
ル操作量θACなどをパラメータとして予め定められたト
ルクマップや演算式などに従ってモータトルクTM を制
御するものであるが、モータ回転数NM すなわち入力回
転数NI が所定値NM1より小さいため、クラッチC1
2 などに過大な負荷が作用して耐久性などを損なうこ
とはない。アクセル操作量θACが略0のアクセルOFF
でも、駆動レンジでは所定のクリープトルクが得られる
ようにモータトルクTM を制御する。また、ステップS
A10では、モータトルクTM が低減されてモータ回転
数NM が低下させられるため、同じくクラッチC1 やC
2 などに過大な負荷が作用して耐久性などを損なうこと
が防止されるとともに、駆動力変動などによるシフトシ
ョックが軽減される。
【0080】エンジン発進時に実行するステップSA6
では急係合発進か否かを、例えば車速V≒0で且つエン
ジン回転数NE が予め設定された所定値NE1以上か否か
などにより判断し、急係合発進でなければステップSA
8で通常の制御を行うが、急係合発進の場合にはステッ
プSA7でモータトルク(反力トルク)TM の立上げ特
性を変更する。エンジン発進の場合、モータジェネレー
タ14の反力トルクを立ち上げて入力軸26へ動力伝達
を行うが、エンジン回転数NE が高いと自動変速機18
やプロペラシャフト等の駆動系にエンジン12等のイナ
ーシャによって過大な負荷が作用して耐久性等が損なわ
れるため、所定値NE1は、このような過大な負荷が作用
しないように適当な値が設定される。エンジン12のイ
ナーシャはモータジェネレータ14よりも大きいのが普
通であり、所定値NE1は前記所定値NM1よりも小さい
値、例えば3000rpm程度の値が設定される。駆動
シフトの種類によって異なる値を設定することも可能で
ある。
【0081】ステップSA8の通常の制御は、アクセル
操作量θACなどをパラメータとして予め定められたマッ
プや演算式などに従ってスロットル弁開度や燃料噴射量
などを制御するとともに、モータジェネレータ14のモ
ータトルク(反力トルク)T M を予め定められた標準立
上げ特性に従って立ち上げることにより、自動変速機1
8へ動力伝達を行うが、エンジン回転数NE が所定値N
E1より小さいため自動変速機18等に過大な負荷が作用
して耐久性などを損なうことはない。アクセル操作量θ
ACが略0のアクセルOFFでも、モータトルクTM が標
準立上げ特性に従って立ち上げられることにより、エン
ジン12のアイドル回転に基づいて所定のクリープトル
クが得られる。図10のエンジン回転数NE およびモー
タトルク(回生制動トルク)TM の欄の破線で示すグラ
フは、アクセルOFFの通常の制御の場合である。な
お、図10はN→Dシフト時のタイムチャートで、PC1
はクラッチC1 の係合油圧であり、クラッチC1 の係合
完了後にモータジェネレータ14のトルク制御が行われ
る。
【0082】ステップSA7では、自動変速機18への
動力伝達が緩やかに行われるようにモータトルク(反力
トルク)TM の立上げ特性が変更され、これにより自動
変速機18等に過大な負荷が作用して耐久性などを損な
うことが防止される。この場合のモータトルクTM の立
上げ特性としては、図10において(a) の実線で示すよ
うに通常より緩やかに立ち上げたり、(b) の一点鎖線で
示すようにエンジン回転数NE が所定の許容回転数以下
となるまで立上げを禁止したり、(c) の二点鎖線で示す
ように立上げ幅を通常より小さくしたりすることが適当
である。何れの場合もエンジン回転数NE の急激な変化
が防止されるため、回転変化に基づくエンジン12のイ
ナーシャが低減され、自動変速機18等に作用する負荷
が軽減されるとともに、駆動力変動などによるシフトシ
ョックが軽減される。上記(a) 、(b) 、(c) の立上げ特
性はそれぞれ請求項2、請求項3、請求項4の一実施例
に相当するもので、図10のエンジン回転数NE の欄に
示す(a) 、(b) 、(c) のグラフは、それぞれそれ等(a)
、(b) 、(c) の立上げ特性に対応する。なお、(b)はフ
ューエルカット制御を行ってエンジン12の出力をアク
セル操作量θACに拘らず強制的に低下させた場合であ
る。
【0083】このように本実施例では、モード5のエン
ジン発進時(駆動シフトに伴ってクリープトルクを発生
するだけの場合を含む)であってエンジン回転数NE
所定値NE1以上で且つ車速V≒0の急係合発進の場合に
は、ステップSA7で自動変速機18への動力伝達が緩
やかに行われるようにモータジェネレータ14の反力ト
ルクTM の立上げ特性が変更されるため、シフトショッ
クを発生したり駆動系に過大な負荷がかかったりするこ
とが防止される。
【0084】また、モータ発進時(駆動シフトに伴って
クリープトルクを発生するだけの場合を含む)であって
モータ回転数NM が所定値NM1以上で且つ車速V≒0の
急係合発進の場合には、その入力回転数NI が低下する
ようにモータジェネレータ14のトルクTM が低下させ
られるため、その回転数の低下分だけモータジェネレー
タ14等のイナーシャが小さくなり、シフトショックや
駆動系にかかる負荷が軽減される。
【0085】なお、ステップSA6、SA9の急係合発
進か否かの判断は、アクセル操作量θACが所定値以上の
アクセルON状態であることを急係合発進の条件に加え
るなど、適宜変更することが可能である。
【0086】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
11は、前記図9のフローチャートの代わりに実行され
るもので、請求項1、請求項5、および請求項6に記載
の発明の一実施例を成すものであり、ハイブリッド制御
用コントローラ50による一連の信号処理のうちステッ
プSB2、SB3、SB4、SB5、SB7、SB1
1、SB13を実行する部分を含んで立上げ制御手段が
構成されている。
【0087】図11において、ステップSB1では前記
図7の判断結果がエンジン発進モード(モード5)か否
かを判断し、エンジン発進モードであればステップSB
2でN→Dシフトか否か、厳密にはN→Dシフトによっ
てモード7からモード5に変更されたか否かを判断す
る。そして、N→Dシフトの場合はステップSB5以下
の前進駆動の立上げ制御を実行するが、N→Dシフトで
ない場合にはステップSB3、SB4でそれぞれN→R
シフトか否か、P→Rシフトか否かを判断し、N→Rシ
フトまたはP→RシフトであればステップSB11以下
の後進駆動の立上げ制御を実行する。
【0088】ステップSB5、SB11では、それぞれ
モータジェネレータ14の反力トルク特性、この実施例
では回生制動トルクの立上げ特性を、その時の車両状態
に応じて設定し、ステップSB6、SB12では、それ
ぞれクラッチC1 、C2 の係合が完了したか否か、すな
わち自動変速機18が前進駆動状態または後進駆動状態
に切り換えられたか否かを、例えばタイマにより経過時
間を計測したり油圧を検出したりしたりクラッチC1
2 前後の部材の回転数を検出したりして判断する。R
レンジではブレーキB4 も係合させられるが、油圧回路
の関係などでブレーキB2 はクラッチC2 の係合に先立
って係合させられるため、クラッチC2の係合が完了し
たか否かを判断すれば良い。
【0089】クラッチC1 またはC2 の係合が完了する
と、ステップSB7、SB13を実行し、モータジェネ
レータ14のモータトルク(回生制動トルク)TM をそ
れぞれ上記ステップSB5、SB11で設定された立上
げ特性に従ってフィードフォワード制御などにより立ち
上げる。これにより自動変速機18に動力伝達が行われ
るようになり、所定の駆動力が発生させられる。ステッ
プSB8、SB14では、それぞれ車速Vが予め定めら
れた判定車速V1 、V2 以上となったか否かを判断し、
判定車速V1 、V2 以上になると、ステップSB9でモ
ード5の終了制御を行い、ステップSB10で通常の制
御すなわち図7に基づく制御で、具体的にはエンジン1
2を動力源として走行するエンジン走行モード(モード
2)へ移行する。なお、モータジェネレータ14をエン
ジン12と同じ方向へ回転させるようにモータトルクT
M を発生させて反力トルクを持たせるようにしても良
く、エンジン回転数NE とモータ回転数NM とが略一致
するようになるまで反力トルクを高くしてモード5から
モード2へ移行することが望ましい。他の実施例につい
ても同様である。
【0090】ここで、本実施例のハイブリッド駆動装置
10は、流体式のトルクコンバータを備えていないた
め、モータジェネレータ14のモータトルク(回生制動
トルク)TM に応じてエンジントルクTE がダイレクト
に自動変速機18へ伝達されるため、車両状態に応じて
予め定められた立上げ条件に従って異なる立上げ特性で
モータトルクTM を立ち上げることにより、シフトショ
ックや過負荷を防止しつつ運転者の意図に合致した駆動
力の立上げ特性が得られるようになっている。例えば、
図12はN→Dシフト後に直ちにアクセルが踏込み操作
された場合で、アクセル操作量θACの大きさに応じてモ
ータトルクTM の立上げ特性(立上げ幅および変化率)
が設定されるようになっており、実線で示す(a) はアク
セル操作量θACが小さい場合で立上げ幅および変化率が
小さく、一点鎖線で示す(b) はアクセル操作量θACが中
程度の場合で立上げ幅および変化率が中程度であり、二
点鎖線で示す(c) はアクセル操作量θACが大きい場合で
立上げ幅および変化率が大きい。
【0091】また、図13は、アクセル操作量θACの変
化速度に応じてモータトルクTM の立上げ特性(立上げ
変化率)を設定する場合で、最終的なアクセル操作量θ
ACの大きさが同程度であっても異なる特性に設定され
る。すなわち、実線はアクセル操作量θACの変化速度が
小さい場合で立上げ変化率が小さく(緩やか)、一点鎖
線はアクセル操作量θACの変化速度が中程度の場合で立
上げ変化率が中程度であり、二点鎖線はアクセル操作量
θACの変化速度が大きい場合で立上げ変化率が大きい
(急)。
【0092】図14は、例えばパターンセレクトスイッ
チ65(図2参照)などでスノーモードやホールドモー
ドを選択できる場合で、実線で示す通常モードに比較し
てスノーモードやホールドモードでは立上げ幅を小さく
し、駆動力(クリープトルク)を小さくするようになっ
ている。スノーモードは、雪道など低μ路での走行に適
した駆動力制御や変速制御などを行うモードで低μ路走
行モードに相当し、上記のようにクリープトルクが小さ
くされることにより車両発進時のスリップが良好に防止
される。パターンセレクトスイッチ65はモード選択手
段に相当する。また、ホールドモードは傾斜地などで車
両の後退を防止するモードで基本的にはクリープトルク
を必要としないモードである。この他、パワーモードや
スポーツモードなど走行性能を重視したモードを選択で
きる場合に、それ等のモードではエコノミーモードやノ
ーマルモードに比較してモータトルクTM の立上げ変化
率を大きくするなど、車両状態に応じて種々の態様で実
施できる。
【0093】図15は、N→DシフトかN→Rシフトか
によって立上げ幅を変更した場合で、実線で示すN→D
シフト時に比較して一点鎖線で示すN→Rシフト時は立
上げ幅が小さくされている。前記図3に示すようにRレ
ンジで成立させられるRev(後進駆動状態)の変速比
はDレンジで成立させられる1st(前進駆動状態)に
比較して大きいが、モータトルクTM の立上げ幅が小さ
くされることにより、例えばアクセルOFF時のクリー
プトルクを略同じ大きさにすることができる。
【0094】上述した事例は何れも請求項1に記載の発
明の一実施例に相当するものであるが、図14の場合は
請求項6に記載の発明の一実施例にも相当し、図15の
場合は請求項5に記載の発明の一実施例にも相当する。
なお、車両走行時(V<V1)のN→Dシフトなどで
は、車両停止時(V=0)に比較してエンジン12の回
転数変化が小さく、イナーシャが小さいため、上記の立
上げ特性よりも立上げ変化率を大きくすることが可能で
ある。
【0095】このように本実施例では、N→D、N→
R、またはP→Rの駆動シフト時であってモード5のエ
ンジン発進制御を行う場合に、車両状態に応じて予め定
められた立上げ条件に従って異なる立上げ特性でモータ
トルク(回生制動トルク)TMが立ち上げられるように
なっているため、シフトショックや過負荷を防止しつつ
運転者の意図に合致した駆動力の立上げ特性が得られ
る。
【0096】また、図14では、パターンセレクトスイ
ッチ65によってスノーモードが選択されている場合
に、反力トルクの立上げ幅を通常より小さくするように
なっているため、低μ路での車両発進時のスリップが良
好に防止される。図15では、DレンジかRレンジかに
よって立上げ幅が変更され、例えば両者の変速比の相違
に拘らずアクセルOFF時のクリープトルクが略同じ大
きさとされるため、Dレンジへの操作時とRレンジへの
操作時のシフトショックが略同じになり、運転者に違和
感などを生じさせることがなくなる。
【0097】図16は、エンジン発進時(モード5)に
おけるモータトルク(回生制動トルク)TM の立上げ制
御をフィードバック制御するとともに学習補正する場合
で、上記図11の実施例などに好適に適用される。この
実施例は請求項7および請求項8に記載の発明の一実施
例を成すもので、ハイブリッド制御用コントローラ50
による一連の信号処理のうちステップSC1〜SC9の
各ステップを実行する部分は立上げ制御手段に相当す
る。
【0098】ステップSC1ではN→D、N→R、また
はP→Rの駆動シフトか否かを判断し、駆動シフトであ
ればステップSC2でモード5、すなわちエンジン発進
モードか否かを判断する。そして、モード5の場合には
ステップSC3を実行し、入力軸26の基準トルク特性
TRG を設定するとともに、その基準トルク特性TTR G
に学習値(補正値)ΔTTRG を加算して目標トルク特性
TRG * を求める。基準トルク特性TTRG は、基本的に
は前記実施例と同様にスポーツモードか否か、スノーモ
ードか否か、駆動シフトの種類、発進変速段など車両状
態に応じて設定されるが、モータジェネレータ14のモ
ータコイル温度TTEMP、自動変速機18のT/M油温T
ATF 、エンジントルクTE に対応するアクセル操作量θ
ACなどをパラメータとして定められている。学習値ΔT
TRG も、図17に示すようにT/M油温TATF 、モータ
コイル温度TTEMP、アクセル操作量θACなどをパラメー
タとして学習マップに記憶されている。
【0099】次のステップSC4では、上記目標トルク
特性TTRG * が得られる目標立上げ特性TM * をエンジ
ン出力(アクセル操作量θACなど)等をパラメータとし
て設定する。この目標立上げ特性TM * は、モータジェ
ネレータ14のモータトルク(回生制動トルク)TM
立上げ特性で、モータジェネレータ14はその目標立上
げ特性TM * に従って変化するようにフィードフォワー
ド制御される。目標立上げ特性TM * は請求項8の目標
値に相当する。ステップSC5では、基準トルク特性T
TRG と実際の入力トルクTI との偏差ΔTを求め、ステ
ップSC6で偏差ΔTの絶対値|ΔT|が所定値α以上
か否かを判断し、|ΔT|≧αの場合は、ステップSC
7で偏差ΔTに応じて次式(1) に従ってモータトルクT
M を補正する。すなわち、目標立上げ特性TM * に従っ
て変化するようにフィードフォワード制御されるモータ
トルクTM を、更に基準トルク特性TTRG に従って実際
の入力トルクTI が変化するようにフィードバック制御
するのである。基準トルク特性TTRG は請求項7の目標
値に相当し、入力トルクTI は反力トルク制御に関連し
て変化する所定の物理量に相当する。実際の入力トルク
I は、例えば入力軸26に設けられたトルクセンサに
よって検出される。所定値αは0であっても良いし、駆
動シフトの種類毎に異なる値が定められても良い。ま
た、(1) 式のkは、フィードバック制御のゲインであ
る。 TM =TM +k・ΔT ・・・(1)
【0100】ステップSC8では、一連の立上げ制御が
終了したか否かをタイマによる経過時間の計測、入力ト
ルクTI 、入力回転数NI などによって判断し、立上げ
制御が終了すると、ステップSC9で新たな学習値(補
正値)ΔTTRG を算出して学習マップの該当箇所を書き
換える。この学習値ΔTTRG は、フィードバック制御中
の補正量k・ΔTに基づいて求められる。すなわち、フ
ィードバック制御のずれ(偏差ΔT)が大きい場合に
は、そのずれが最初から無くなるように目標トルク特性
TRG * 、更には目標立上げ特性TM * を変更するので
ある。
【0101】この場合には、T/M油温TATF やモータ
コイル温度TTEMP、アクセル操作量θAC(エンジントル
ク)に応じて所定の基準トルク特性TTRG に従って入力
トルクTI が変化するようにモータトルクTM の立上げ
制御が行われるため、T/M油温TATF やモータコイル
温度TTEMP、アクセル操作量θACの相違に起因してシフ
トショックや過負荷などを生じることがない。また、基
準トルク特性TTRG に従って入力トルクTI が変化する
ようにモータトルクTM をフィードバック制御するとと
もに、フィードバック制御の補正量k・ΔTに基づいて
目標立上げ特性TM * を学習補正するようにしているた
め、一層高い制御精度が得られるとともに、エンジン1
2やモータジェネレータ14の個体差、出力トルク特性
の経時変化などに拘らず、常に好適な立上げ制御が行わ
れる。
【0102】なお、上例では入力トルクTI をパラメー
タとしてモータトルクTM をフィードバック制御するよ
うになっていたが、モータ回転数NM 、エンジン回転数
E、入力回転数NI などのシフト時に変化する他の物
理量をパラメータとしてモータトルクTM をフィードバ
ック制御するようにしても良い。
【0103】図18および図19の実施例は、駆動シフ
ト時のアクセルOFF状態における立上げ制御(クリー
プ制御)に関するもので、請求項1、請求項5、および
請求項6に記載の発明の一実施例であり、ハイブリッド
制御用コントローラ50による一連の信号処理のうちス
テップSD4以下の各ステップを実行する部分を含んで
立上げ制御手段が構成されている。
【0104】図18のステップSD1およびSD2で
は、前記ステップSC1およびSC2と同様にして駆動
シフトか否か、モード5か否かを判断する。また、ステ
ップSD3ではアクセルOFF、すなわちアクセル操作
量θACが略0のアイドル状態か否かをアクセル操作量θ
ACや図示しないアイドルスイッチなどを用いて判断し、
何れの判断もYESであればステップSD4以下の立上
げ制御を実行する。
【0105】ステップSD4ではファーストアイドルか
否か、すなわちエンジン始動当初の暖機運転状態でアイ
ドル回転数が高い状態か否かを、エンジン12の制御状
態などから判断し、ファーストアイドルでなければステ
ップSD5以下を実行するが、ファーストアイドルの場
合は図19のステップSD13以下を実行する。ステッ
プSD5では前進レンジか否か、すなわち「D」レンジ
は勿論であるが、本実施例ではマニュアル操作で変速段
を選択できるシフトレバー40が採用されており、1s
t〜5thの何れかの変速段が選択されている場合も、
シフトポジションセンサ66からの信号等に基づいて前
進レンジと判断する。前進レンジであれば、ステップS
D6でスノーモードが選択されているか否かを判断し、
スノーモードであればステップSD10を実行する一
方、スノーモードでなければステップSD7で1st発
進か否かを、現在の自動変速機18の変速段が1stで
あるか否かなどによって判断する。そして、1st発進
であればステップSD9を実行し、1st発進でなけれ
ばステップSD8を実行する。また、ステップSD5の
判断がNOの場合、すなわち前進レンジでない場合はス
テップSD11でRレンジか否かを判断し、Rレンジで
あればステップSD12を実行する。
【0106】ステップSD8、SD9、SD10、SD
12は、それぞれエンジン出力PE、モータトルク(回
生制動トルク)TM を設定するステップで、エンジン出
力P E 1〜PE 4は次式(2) の関係を有し、モータトル
クTM 1〜TM 4は次式(3)の関係を有する。自動変速
機18の入力トルクTI はモータトルクTM すなわち反
力トルクによって決まるため、各条件下での入力トルク
I の大きさはモータトルクTM と同じ関係となり、
(スノーモード)<(Rレンジ)≦(1st発進)<
(1st以外の発進)となるが、自動変速機18の変速
比によりそれぞれ適切な駆動トルク(クリープトルク)
が得られる。 PE 3<PE 4≦PE 2<PE 1 ・・・(2) TM 3<TM 4≦TM 2<TM 1 ・・・(3)
【0107】図19のステップSD13〜SD20の各
ステップは、それぞれ上記ステップSD5〜SD12と
略同じで、ステップSD16、SD17、SD18、S
D20で設定されるエンジン出力PE 5〜PE 8が相違
するだけである。これは、ファーストアイドルに伴う出
力アップによるもので、前記エンジン出力PE 1〜P E
4よりもそれぞれ大きい。
【0108】本実施例においても、車両状態すなわちス
ノーモードかRレンジか1st発進か1st以外の発進
かにより、モータトルクTM の大きさすなわち立上げ幅
が異なるため、それぞれの車両状態においてシフトショ
ックや過負荷を防止しつつ運転者の意図に合致した適切
な駆動トルク(クリープトルク)が得られる。
【0109】また、ファーストアイドル時にはエンジン
出力PE が増大させられるが、モータトルクTM は通常
のアイドル時と同じであるため、エンジン出力PE の増
大に拘らず入力トルクTI やクリープトルクは通常のア
イドル時と同程度の大きさに維持され、ファーストアイ
ドル時にクリープトルクが大きくなって運転者に違和感
を生じさせることがない。
【0110】なお、エアコンなどの補機類の作動状態に
よってエンジン出力PE が増減制御される場合も、アク
セルOFFで且つ車両停止時にはモータトルク(回生制
動トルク)TM を通常のアイドル時と略同じに制御する
ことにより、それ等の補機類の作動状態によってクリー
プトルクが変動することが防止される。
【0111】図20は、本発明の一実施例である制御装
置を備えているハイブリッド車両のハイブリッド駆動装
置200の骨子図である。このハイブリッド駆動装置2
00はFF車両用、すなわち車両の幅方向と略平行に配
置される横置きのもので、前記エンジン12、モータジ
ェネレータ14、遊星歯車装置16、第1クラッチCE
1 、第2クラッチCE2 が、前記ハイブリッド駆動装置
10とは配置が異なるが同じ連結関係で同軸上に配設さ
れている。遊星歯車装置16のキャリア16cには出力
部材としてのスプロケット202が一体的に設けられて
おり、自動変速機204の入力部材であるドリブンスプ
ロケット206にチェーン208を介して連結されてい
る。
【0112】自動変速機204は平行2軸式変速機で、
ドリブンスプロケット206が設けられた第1軸(入力
軸)210と平行に第2軸(出力軸)212を備えてお
り、互いに噛み合わされた前進用の4組の歯車対と、後
進用アイドル歯車を介して連結された後進用歯車対とを
有するもので、油圧アクチュエータによって摩擦係合さ
せられる油圧式クラッチ214、216、および油圧ア
クチュエータによって切り換えられる噛合い式クラッチ
218、220がそれぞれ係合、解放制御されることに
より、動力伝達を遮断するニュートラル(非駆動状態)
と前進4速の変速段(前進駆動状態)が成立させられ、
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
クラッチ222によって後進段(後進駆動状態)が成立
させられる。この自動変速機204は動力伝達切換手段
に相当するもので、前記シフトレバー40等の選択操作
手段の操作に従って切り換えられる。上記第2軸212
には出力歯車224が設けられ、傘歯車式の差動装置2
26の入力部材であるリングギヤ228と噛み合わされ
ており、一対の出力軸230、232を経て左右の駆動
輪(前輪)に動力が分配される。なお、図20における
第2軸212の下半分は、上側と略対称的に構成されて
いるため、出力歯車224を除いて省略されている。
【0113】かかるハイブリッド駆動装置200は、前
記ハイブリッド駆動装置10と同様に種々の走行モード
で走行することが可能で、図21に示すように少なくと
もエンジン走行モード(E/G)、モータ走行モード
(M/G)、およびエンジン+モータ走行モード(E/
G+M/G)の3つのモードを備えている。図21は、
各走行モード時における変速段とクラッチの作動状態と
の関係を示す図で、「○」は係合、空欄は解放、「△」
は係合、解放のどちらでも良いことを表している。
【0114】また、かかるハイブリッド駆動装置200
は、図示は省略するが前記ハイブリッド駆動装置10と
同様な制御装置を備えており、各種の情報を読み込むと
ともに図22に示すフローチャートに従って信号処理を
行うようになっている。一連の信号処理のうちステップ
SE10、SE12、SE14、SE15を実行する部
分を含んで請求項9および10に記載の駆動シフト時モ
ータ制御手段が構成されている。
【0115】図22のステップSE1ではN→Dシフト
が行われたか否かを判断し、ステップSE2ではN→R
シフトが行われたか否かを判断する。それ等の何れかの
シフト操作が為された場合には、ステップSE3で車速
Vが予め設定された判定車速Vth以下か否かを判断し、
V≦Vthの場合にはステップSE4以下を実行する。判
定車速Vthは、動力源のイナーシャの影響が大きい車両
停止時若しくは極低車速時に本制御を行うためのもの
で、例えば5〜10km/時程度の車速が設定される。
【0116】ステップSE4ではモータ走行か否かを判
断し、モータ走行モードであればステップSE14でモ
ータ回転数NM が予め定められた判定値NM 1以上か否
かを判断する。判定値NM 1は、モータジェネレータ1
4の回転数低下に伴うイナーシャの影響でショックや過
負荷を生じるか否かを基準に定められており、変速比が
異なるN→Dシフト時とN→Rシフト時とで異なる値
(変速比の大きいRシフト時の判定値を小さくする)が
設定されるようにしても良い。そして、NM ≧N M 1の
場合にはステップSE15を実行し、モータトルクTM
を低減してモータ回転数NM を低下させることにより、
駆動シフトに伴って自動変速機204へ動力伝達が行わ
れる際のショックや負荷を軽減する。これは請求項10
に記載の発明の一実施例に相当する。モータトルクTM
の低減幅は、例えばモータジェネレータ14等のイナー
シャを考慮してモータ回転数NM に応じて異なる値が設
定される。なお、この時のモータトルクTM の低減制御
は、自動変速機204のクラッチ216、220、22
2等の係合、第2クラッチCE2 の係合の少なくとも一
方に先立って行われれば良い。
【0117】上記ステップSE4の判断がNOの場合、
すなわちモータ走行モードでない場合には、ステップS
E5でエンジン走行モードか否かを判断し、エンジン走
行モードであればステップSE10を実行する。ステッ
プSE10では、エンジン回転数NE が予め定められた
判定値NE 1以上か否かを判断する。判定値NE 1は、
エンジン12の回転数低下に伴うイナーシャの影響でシ
ョックや過負荷を生じるか否かを基準に定められてお
り、例えばN→Dシフト時には3500rpm程度、D
レンジより変速比が大きいN→Rシフト時には2500
rpm程度等の値が設定される。そして、NE ≧NE
の場合にはステップSE11を実行し、蓄電量SOCが
予め定められた判定値α以上か否か、例えばモータジェ
ネレータ14を電動モータとして使用可能な前記最低蓄
電量A以上か否かを判断し、SOC≧αであればステッ
プSE12においてモータジェネレータ14に逆回転方
向のトルクTM を発生させる。これにより、エンジン回
転数NE が低下させられ、駆動シフトに伴って自動変速
機204へ動力伝達が行われる際のショックや負荷が軽
減される。逆回転方向のモータトルクTM の大きさは、
例えばエンジン12等のイナーシャを考慮してエンジン
回転数NE 等に応じて異なる値が設定される。なお、こ
の時のモータトルクTM の制御は、クラッチCE1 およ
びCE2 の係合完了後であって、自動変速機204のク
ラッチ216、220、222等の係合前に行われる。
また、モータジェネレータ14に回生制動トルクを発生
させてエンジン回転数NE を低下させるようにすること
も可能である。
【0118】上記SOC<αでモータジェネレータ14
を電動モータとして使用できない場合には、ステップS
E13でエンジン12のフューエルカット制御を行うこ
とにより、動力伝達時のショック等を少しでも軽減す
る。
【0119】上記ステップSE5の判断がNOの場合、
すなわちエンジン走行モードでない場合には、ステップ
SE6でエンジン+モータ走行モードか否かを判断し、
エンジン+モータ走行モードであればステップSE7を
実行する。ステップSE7では、エンジン回転数NE
予め定められた判定値NE 2以上か否かを判断する。判
定値NE 2は、エンジン12の回転数低下に伴うイナー
シャの影響でショックや過負荷を生じるか否かを基準に
定められるが、モータジェネレータ14のイナーシャも
考慮して例えばN→Dシフト時には3000rpm程
度、N→Rシフト時には2000rpm程度等の値が設
定される。そして、NE ≧NE 2であれば前記ステップ
SE11以下を実行するが、この場合のステップSE1
2では、ステップSE15と同様にモータトルクTM
低減して回転数NM 、NE を低下させるようにしても良
い。この時の逆回転方向のモータトルクTM の大きさ、
或いはトルク低減量は、例えばエンジン12およびモー
タジェネレータ14の両方のイナーシャを考慮してそれ
等の回転数NE 、NM 等に応じて異なる値が設定され
る。
【0120】NE <NE 2の場合は、ステップSE8で
モータ回転数NM が予め定められた判定値NM 2以上か
否かを判断する。判定値NM 2は、モータジェネレータ
14の回転数低下に伴うイナーシャの影響でショックや
過負荷を生じるか否かを基準に定められるが、エンジン
12のイナーシャも考慮して前記判定値NM 1より小さ
い値が設定され、変速比が異なるN→Dシフト時とN→
Rシフト時とで異なる値が設定されるようにしても良
い。そして、NM ≧NM 2であれば前記ステップSE1
1以下を実行するが、NM <NM 2の場合は、ステップ
SE9でエンジントルクTE とモータトルクTM とを加
算したトータルトルクTA が判定値TA 1以上か否かを
判断し、TA ≧TA 1であればステップSE11以下を
実行する。判定値TA 1は、エンジン12およびモータ
ジェネレータ14の回転数低下に伴うイナーシャの影響
でショックや過負荷を生じるか否かを基準に定められ、
変速比が異なるN→Dシフト時とN→Rシフト時とで異
なる値が設定されるようにしても良い。
【0121】このような本実施例のハイブリッド駆動装
置200によれば、N→D、N→Rの駆動シフト時にモ
ータ回転数NM やエンジン回転数NE が所定値以上の場
合には、その回転数NM 、NE が低下するようにモータ
ジェネレータ14が制御されるため、その回転数の低下
分だけイナーシャが小さくなり、動力源から自動変速機
204を経て駆動輪へ動力伝達が行われる際のシフトシ
ョックや駆動系にかかる負荷が軽減される。イナーシャ
を考慮して回転数を強制的に低下させるため、単にフュ
ーエルカットを行うだけの場合に比較してイナーシャト
ルクが確実に低減され、シフトショック等が効果的に軽
減される。
【0122】図23は、図22のステップSE11〜S
E13の代わりに実施するフローチャートで、請求項1
1に記載の発明の一実施例を成すものであり、ステップ
SE21ではクラッチCE1 を解放し、エンジン12と
自動変速機204との間の動力伝達を遮断する。このス
テップSE21を実行する部分は入力制限手段に相当
し、駆動シフトに伴って自動変速機204のクラッチ2
16、220、222等が係合させられる前にクラッチ
CE1 が解放される。その後、ステップSE22で、前
進走行または後進走行に備えてモータジェネレータ14
に所定のモータトルクTM を発生させ、ステップSE2
3ではエンジン回転数NE が徐々に低下するようにフュ
ーエルカット制御を行う。
【0123】本実施例では、動力源であるエンジン12
と自動変速機204との間の動力伝達が遮断されるた
め、エンジン12が高回転で回転していても、駆動シフ
トに伴って自動変速機204のクラッチ216、22
0、222等が係合させられる際にそのエンジン12の
イナーシャの影響を受けることがなく、シフトショック
や駆動系にかかる負荷が軽減される。
【0124】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、本発明は更に別の態様で実施すること
もできる。
【0125】例えば、前記実施例では後進1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24に示すように前記副変速機20を省略して
主変速機22のみから成る自動変速機60を採用し、図
25に示すように前進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できる。
【0126】その他一々例示はしないが、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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である制御装置を備えている
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。
【図2】図1のハイブリッド駆動装置が備えている制御
系統を説明する図である。
【図3】図1の自動変速機の各変速段を成立させる係合
要素の作動を説明する図である。
【図4】図1の自動変速機が備えている油圧回路の一部
を示す図である。
【図5】図2に示されているシフトレバーの操作レンジ
を説明する図である。
【図6】図2のハイブリッド制御用コントローラと電気
式トルコンとの接続関係を説明する図である。
【図7】図1のハイブリッド駆動装置の基本的な作動を
説明するフローチャートである。
【図8】図7のフローチャートにおける各モード1〜9
の作動状態を説明する図である。
【図9】本発明が適用された一実施例の特徴となる制御
作動の要部を説明するフローチャートである。
【図10】図9のフローチャートに従って駆動シフト時
の立上げ制御が行われた場合の一例を説明するタイムチ
ャートである。
【図11】駆動シフト時の立上げ制御の別の例を説明す
るフローチャートである。
【図12】図11のフローチャートに従って駆動シフト
時の立上げ制御が行われた場合の一例を説明するタイム
チャートである。
【図13】図11のステップSB5、SB11で設定さ
れるモータトルクの立上げ特性の別の例を説明する図で
ある。
【図14】図11のステップSB5、SB11で設定さ
れるモータトルクの立上げ特性の更に別の例を説明する
図である。
【図15】図11のステップSB5、SB11で設定さ
れるモータトルクの立上げ特性の更に別の例を説明する
図である。
【図16】モータトルクの立上げ制御を学習補正する場
合の一例を説明するフローチャートである。
【図17】図16の制御で学習値が記憶される学習マッ
プの一例を説明する図である。
【図18】図19と共に駆動シフト時の立上げ制御の別
の例を説明するフローチャートである。
【図19】図18と共に駆動シフト時の立上げ制御の別
の例を説明するフローチャートである。
【図20】本発明が好適に適用されるハイブリッド車両
のハイブリッド駆動装置の別の例を説明する骨子図であ
る。
【図21】図20のハイブリッド駆動装置の走行モード
および変速段とクラッチの作動状態との関係を説明する
図である。
【図22】図20のハイブリッド駆動装置の駆動シフト
時モータ制御手段の作動を説明するフローチャートであ
る。
【図23】請求項11に記載の発明の一実施例を説明す
るフローチャートである。
【図24】本発明が好適に適用されるハイブリッド車両
のハイブリッド駆動装置の更に別の例を説明する骨子図
である。
【図25】図24の自動変速機の各変速段を成立させる
係合要素の作動を説明する図である。
【符号の説明】
12:エンジン 14:モータジェネレータ 16:遊星歯車装置(合成分配機構) 18、60、204:自動変速機(動力伝達切換手段) 26:入力軸(出力部材) 40:シフトレバー(選択操作手段) 50:ハイブリッド制御用コントローラ 65:パターンセレクトスイッチ(モード選択手段) 202:スプロケット(出力部材) ステップS10:電気的ニュートラル達成手段 ステップS9、SA6〜SA8、SB2〜SB5、SB
7、SB11、SB13、SC1〜SC9、SD4〜S
D20:立上げ制御手段 ステップSA9、SA10、SE10、SE12、SE
14、SE15:駆動シフト時モータ制御手段 ステップSE21:入力制限手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑 祐志 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 三上 強 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  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、それ等の間で機械
    的に力を合成、分配する合成分配機構と、 非駆動レンジと駆動レンジとを選択できる選択操作手段
    と、 該選択操作手段によって前記非駆動レンジが選択された
    場合に、前記モータジェネレータを無負荷状態として前
    記第2回転要素の自由回転を許容することにより、前記
    エンジンから前記出力部材への動力伝達を遮断する電気
    的ニュートラル達成手段と、 前記選択操作手段によって前記非駆動レンジから前記駆
    動レンジへ切り換えられた場合に、前記モータジェネレ
    ータの反力トルクを零から増大させることにより、前記
    エンジンから前記合成分配機構を介して前記出力部材へ
    動力が伝達されるようにする立上げ制御手段とを有する
    ハイブリッド車両の制御装置において、 前記立上げ制御手段は、予め定められた立上げ条件に従
    って複数の異なる特性で前記モータジェネレータの反力
    トルクを立ち上げるものであ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2】 請求項1において、 前記立上げ制御手段は、前記エンジンまたは前記モータ
    ジェネレータの回転数が所定値以上の場合には、前記反
    力トルクを通常より緩やかに立ち上げるものであること
    を特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1において、 前記立上げ制御手段は、前記エンジンまたは前記モータ
    ジェネレータの回転数が所定値以上の場合には、該回転
    数が所定の許容回転数以下となるまで前記反力トルクの
    立上げを禁止するものであ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4】 請求項1において、 前記立上げ制御手段は、前記エンジンまたは前記モータ
    ジェネレータの回転数が所定値以上の場合には、前記反
    力トルクの立上げ幅を通常より小さくするものであるこ
    とを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  5. 【請求項5】 請求項1において、 前記選択操作手段は、非駆動レンジと前進駆動レンジと
    後進駆動レンジとを選択できるもので、 前記立上げ制御手段は、前記非駆動レンジから前記前進
    駆動レンジへ切り換えられた場合と前記後進駆動レンジ
    へ切り換えられた場合とで、前記反力トルクの立上げ特
    性を変更するものである一方、 前記合成分配機構と駆動輪との間には、前記選択操作手
    段によって前記非駆動レンジが選択された場合には動力
    伝達を遮断する非駆動状態とされ、前記前進駆動レンジ
    が選択された場合には車両を前進させるように動力伝達
    する前進駆動状態とされ、前記後進駆動レンジが選択さ
    れた場合には車両を後進させるように動力伝達する後進
    駆動状態とされる動力伝達切換手段が設けられているこ
    とを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  6. 【請求項6】 請求項1において、 低μ路走行モードを選択できるモード選択手段を有する
    一方、 前記立上げ制御手段は、前記モード選択手段によって前
    記低μ路走行モードが選択された場合には、前記反力ト
    ルクの立上げ幅を通常より小さくするものであることを
    特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  7. 【請求項7】 請求項1において、 前記立上げ制御手段は、前記反力トルクの制御に関連し
    て変化する所定の物理量が所定の目標値となるように該
    反力トルクをフィードバック制御するものであることを
    特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  8. 【請求項8】 請求項1において、 前記立上げ制御手段は、所定の目標値に従って前記反力
    トルクを制御するもので、該目標値は制御結果に従って
    学習補正され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9】 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
    ている一方、 非駆動レンジと駆動レンジとを選択できる選択操作手段
    と、 前記動力源と駆動輪との間に配設され、前記選択操作手
    段によって前記非駆動レンジが選択された場合には動力
    伝達を遮断する非駆動状態とされ、前記駆動レンジが選
    択された場合には動力伝達を行う駆動状態とされる動力
    伝達切換手段とを有するハイブリッド車両の制御装置に
    おいて、 前記選択操作手段によって前記非駆動レンジから前記駆
    動レンジへ切り換えられた時に、前記動力伝達切換手段
    の入力回転数が所定値以上の場合には、該入力回転数が
    低下するように前記モータジェネレータを制御する駆動
    シフト時モータ制御手段を有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10】 請求項9において、 前記駆動シフト時モータ制御手段は、前記モータジェネ
    レータの出力に基づいて前記動力伝達切換手段に動力伝
    達が行われる場合に、該モータジェネレータのトルクを
    低減するものであ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11】 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
    えている一方、 非駆動レンジと駆動レンジとを選択できる選択操作手段
    と、 前記動力源と駆動輪との間に配設され、前記選択操作手
    段によって前記非駆動レンジが選択された場合には動力
    伝達を遮断する非駆動状態とされ、前記駆動レンジが選
    択された場合には動力伝達を行う駆動状態とされる動力
    伝達切換手段とを有するハイブリッド車両の制御装置に
    おいて、 前記選択操作手段によって前記非駆動レンジから前記駆
    動レンジへ切り換えられた時に、前記動力伝達切換手段
    の入力回転数が所定値以上の場合には、前記動力源と該
    動力伝達切換手段との間の動力伝達を制限する入力制限
    手段を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御
    装置。
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