JP2000104591A - 駆動装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの空燃比を変更する場合でも、トル
ク伝達経路におけるトルクの変動を抑制することの可能
な駆動装置の制御装置を提供する。 【解決手段】 混合気の空燃比を、リーン空燃比とリッ
チ空燃比との間で変更することの可能なエンジンと、エ
ンジンから出力されるトルクの伝達経路に配置されモー
タ・ジェネレータとが設けられている駆動装置の制御装
置において、エンジンの空燃比の変更を判定する空燃比
変更判定手段（ステップ１，〜５）と、空燃比変更検出
手段（ステップ１，〜５）によりエンジンの空燃比の変
更が判定された場合に、エンジンの空燃比の変更にとも
なうトルク伝達経路のトルク変動を吸収するようにモー
タ・ジェネレータの機能を制御する回転機制御手段（ス
テップ６，〜１０）とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、混合気の空燃比
を変更可能なエンジンと、このエンジンから出力された
トルクの伝達経路に配置され、かつ、機械エネルギを電
気エネルギに変換する回生機能、または電気エネルギを
機械エネルギに変換する力行機能の少なくとも一方の機
能を有する回転機とが設けられている駆動装置の制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年では、エンジンを駆動させる燃料の
節約と、エンジンの回転による騒音の低減と、燃料の燃
焼により発生する排気ガスの低減とを目的として、エン
ジンおよびモータ・ジェネレータとを搭載したハイブリ
ッド車が提案されている。このハイブリッド車において
は、車両の走行状態に基づいてエンジンまたはモータ・
ジェネレータを制御して、車両を走行させるように構成
されている。

【０００３】具体的には、エンジンを、その燃焼効率の
良い回転領域で運転させる一方、エンジンの燃焼効率の
低下する運転領域においては、エンジンを停止して、モ
ータ・ジェネレータを電動機として機能させることによ
り車両を走行させることが可能である。また、車両の減
速時にはモータ・ジェネレータを発電機として機能させ
るとともに、モータ・ジェネレータにより回収された電
気エネルギをバッテリに充電することも可能である。こ
のように、エンジンおよびモータ・ジェネレータを備え
た制御装置の一例が、特開平９−２０９７９０号公報に
記載されている。

【０００４】ところで、省エネ化や環境保全のためにエ
ンジンの燃費を向上させることが強く望まれていること
は周知のとおりである。例えば、ガソリンエンジンで
は、空燃比を大きくしたリーンバーン運転の可能なエン
ジンが開発され、また実用化されている。このリーンバ
ーン運転は、理論空燃比より大きい空燃比の混合気をシ
リンダの内部に吸入して燃焼を生じさせる運転状態であ
る。このため、エンジントルクが低下し、また燃焼が不
安定になってトルク変動が比較的大きくなるなどの特性
がある。したがって、通常は、車速が所定車速以上でか
つスロットル開度が比較的低開度の状態で実行すること
としている。

【０００５】さらに、エンジンのシリンダから排出され
る排気中の空気濃度が高くなることにより、排気ガス中
のＮＯx の濃度が高くなる傾向にある。このため、従来
では、エンジンの排気系統中にＮＯx 吸収剤を配置し、
エンジンのリーンバーン運転により生じるＮＯx を、Ｎ
Ｏx 吸収剤により吸収している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、エンジンの
リーンバーン運転が継続されて、リーン混合気が燃焼さ
れつづけると、ＮＯx 吸収剤によるＮＯx 吸収能力が飽
和してしまい、ＮＯx 吸収剤によりＮＯx を吸収できな
くなってしまう。そこで、エンジンのシリンダ内に供給
される混合気を一時的にリッチ化するリッチスパイク
を、所定時間おきに実行している。すると、排気ガス中
の酸素濃度が低下するため、吸収剤により吸収されてい
るＮＯx が放出されて、吸収剤のＮＯx 吸収機能が回復
する。

【０００７】しかしながら、上記公報に記載れているよ
うな駆動装置の制御装置において、エンジンのリーンバ
ーン運転中にリッチスパイクを実行した場合は、エンジ
ントルクに変動が生じ、ショックとして体感される可能
性があった。

【０００８】この発明は、上記事情を背景としてなされ
たもので、エンジンと回転機とが配置された駆動装置に
おいて、エンジンの空燃比を変更する場合でも、トルク
伝達経路から出力されるトルクの変動を抑制することの
可能な駆動装置の制御装置を提供することを目的として
いる。

【０００９】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記目的
を達成するため請求項１の発明は、混合気の空燃比を変
更することの可能なエンジンと、このエンジンから出力
されるトルクの伝達経路に配置され、かつ、機械エネル
ギを電気エネルギに変換する回生機能、または電気エネ
ルギを機械エネルギに変換する力行機能の少なくとも一
方の機能を有する回転機とが設けられている駆動装置の
制御装置において、前記エンジンの空燃比の変更を判定
する空燃比変更判定手段と、この空燃比変更判定手段に
より前記エンジンの空燃比の変更が判定された場合に、
このエンジンの空燃比の変更にともなう前記トルク伝達
経路のトルク変動を吸収するように前記回転機の機能を
制御する回転機制御手段とを備えていることを特徴とす
るものである。

【００１０】ここで、回転機の機能の制御には、力行機
能の発揮状態と、回生機能の発揮状態と、力行機能また
は回生機能のいずれの機能をも発揮していない状態との
間で、相互に状態を変更する制御が含まれる。また、回
転機の機能の制御には、力行機能自体または回生機能自
体を、増大または低下させる制御が含まれる。さらに、
空燃比の変更を判定する方法には、空燃比の変更を、ス
イッチまたはセンサなどにより直接的に検出する方法
と、空燃比の変更を、電子制御装置による演算処理に基
づいて間接的に検出する方法とが含まれる。

【００１１】請求項１の発明によれば、エンジンの空燃
比の変更によりエンジントルクが変動した場合でも、ト
ルク伝達経路から出力されるトルクの変動が、回転機の
機能により抑制されてショックが軽減される。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１の構成に加え
て、前記回転機の機能を制御することが可能か否かを判
断する可否判断手段と、この可否判断手段により前記回
転機の機能を制御することが不可能であると判断された
場合に、前記空燃比の変更に伴うエンジントルクの変動
を吸収するように、このエンジンの出力トルクを補正す
る出力トルク補正手段とを備えていることを特徴とする
ものである。

【００１３】ここで、回転機の機能を制御することが可
能か否かを判断する基準には、回転機の回生機能により
得られた電気エネルギを充電するバッテリの充電量と、
回転機の構成部品である固定子のコイルの温度と、回転
機のフェール状態とが含まれる。

【００１４】請求項２の発明によれば、請求項１と同様
の作用を得られる他、トルク伝達経路から出力されるト
ルクの変動を、回転機の機能により制御することができ
ない場合には、エンジンの出力トルク自体を補正するこ
とにより、トルク伝達経路から出力されるトルクの変動
が抑制される。

【００１５】

【発明の実施の形態】つぎにこの発明を図を参照してよ
り具体的に説明する。図２は、この発明を適用したハイ
ブリッド車のシステム構成を示すブロック図である。第
１の駆動力源であるエンジン１としては、ガソリンエン
ジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジン等
の内燃機関が用いられる。

【００１６】エンジン１から出力されるトルクの伝達経
路には、トルクコンバータ２およびモータ・ジェネレー
タ３ならびに歯車変速機構４が直列に配置されている。
第２の駆動力源であるモータ・ジェネレータ３は、例え
ば交流同期型のものが適用される。モータ・ジェネレー
タ３は、永久磁石（図示せず）を有する回転子（図示せ
ず）と、コイル（図示せず）が巻き付けられた固定子
（図示せず）とを備えている。そして、コイルの３相巻
き線に３相交流電流を流すと回転磁界が発生し、この回
転磁界を回転子の回転位置および回転速度に合わせて制
御することによりトルクが発生する。発生するトルクは
電流の大きさにほぼ比例し、回転数は交流電流の周波数
により制御される。

【００１７】このモータ・ジェネレータ３は、機械エネ
ルギと電気エネルギとの間で相互に変換をおこなう機
能、つまり、電動機としての機能（力行機能）と、発電
機としての機能（回生機能）とを兼備している。なお、
この実施例においては、エンジン１とトルクコンバータ
２との間にモータ・ジェネレータ３が配置され、モータ
・ジェネレータ３と歯車変速機構４との間にトルクコン
バータ２が配置されている。

【００１８】図３は、トルクコンバータ２および歯車変
速機構４の構成を示すスケルトン図である。このトルク
コンバータ２および歯車変速機構４を有する自動変速機
の内部には、作動流体としてのオートマチック・トラン
スミッション・フルード（図示せず）が封入されてい
る。このオートマチック・トランスミッション・フルー
ドは、エンジン１によって駆動されるオイルポンプ（図
示せず）により吸入および吐出されるもので、オートマ
チック・トランスミッション・フルードは、歯車変速機
構４の摩擦係合装置を作動させる作動油としての機能
と、トルクコンバータ２の作動流体としてトルクを伝達
する機能と、自動変速機の内部に設けられている部品の
潤滑および冷却をおこなう機能とを備えている。

【００１９】トルクコンバータ２は、流体式トルク伝達
装置の一種であり、トルク増幅機能を備えている。この
トルクコンバータ２は、駆動側回転部材の回転を流体を
介して従動側回転部材にトルクを伝達するものである。
このトルクコンバータ２は、ポンプインペラ７に一体化
させたフロントカバー８と、タービンランナ９を一体に
取付けたハブ１０と、ロックアップクラッチ１１とを有
している。ロックアップクラッチ１１は係合・解放可能
に構成されており、ロックアップクラッチ１１が解放さ
れている場合は、ポンプインペラ７とタービンランナ９
との間で、流体によりトルクの伝達がおこなわれる。ま
た、ロックアップクラッチ１１が係合された場合は、フ
ロントカバー８とハブ１０とが機械的に接続される。

【００２０】フロントカバー８はクランクシャフト１２
に連結されている。また、ポンプインペラ７およびター
ビンランナ９の内周側には、ステータ１３が設けられて
いる。このステータ１３は、ポンプインペラ７からター
ビンランナ９に伝達されるトルクを増幅するためのもの
である。さらに、ハブ１０には入力軸１４が接続されて
いる。したがって、エンジン１のクランクシャフト１２
からトルクが出力されると、このトルクが作動流体また
はロックアップクラッチ１１を介して入力軸１４に伝達
される。

【００２１】これとは逆に、入力軸１４のトルクを、作
動流体またはロックアップクラッチ１１を介してエンジ
ン１に伝達することも可能である。このように、入力軸
１４のトルクをエンジン１に伝達する状態としては、車
輪の回転をエンジン１に伝達してエンジンブレーキ力を
作用させる場合が例示される。

【００２２】前記歯車変速機構４は、副変速部１５およ
び主変速部１６から構成されている。副変速部１５は、
オーバドライブ用の遊星歯車機構１７を備えており、遊
星歯車機構１７のキャリヤ１８に対して入力軸１４が連
結されている。この遊星歯車機構１７を構成するキャリ
ヤ１８とサンギヤ１９との間には、多板クラッチＣ0と
一方向クラッチＦ0 とが設けられている。この一方向ク
ラッチＦ0 は、サンギヤ１９がキャリヤ１８に対して相
対的に正回転、つまり、入力軸１４の回転方向に回転し
た場合に係合するようになっている。そして、副変速部
１５の出力要素であるリングギヤ２０が、主変速部１６
の入力要素である中間軸２１に接続されている。また、
サンギヤ１９の回転を選択的に止める多板ブレーキＢ0
が設けられている。

【００２３】したがって、副変速部１５は、多板クラッ
チＣ0 もしくは一方向クラッチＦ0が係合した状態で遊
星歯車機構１７の全体が一体となって回転する。このた
め、中間軸２１が入力軸１４と同速度で回転し、低速段
となる。また、ブレーキＢ0を係合させてサンギヤ１９
の回転を止めた状態では、リングギヤ２０が入力軸１４
に対して増速されて正回転し、高速段となる。

【００２４】他方、主変速部１６は、三組の遊星歯車機
構２２，２３，２４を備えており、三組の遊星歯車機構
２２，２３，２４を構成する回転要素が、以下のように
連結されている。すなわち、第１遊星歯車機構２２のサ
ンギヤ２５と、第２遊星歯車機構２３のサンギヤ２６と
が互いに一体的に連結されている。また、第１遊星歯車
機構２２のリングギヤ２７と、第２遊星歯車機構２３の
キャリヤ２９と、第３遊星歯車機構２４のキャリヤ３１
とが連結されている。さらに、キャリヤ３１に出力軸３
２が連結されている。そして、車輪３２がトルク伝達装
置（図示せず）を介して車輪３２Ａに接続されている。
さらにまた、第２遊星歯車機構２３のリングギヤ３３
が、第３遊星歯車機構２４のサンギヤ３４に連結されて
いる。

【００２５】この主変速部１６の歯車列においては、後
進側の１つの変速段と、前進側の４つの変速段とを設定
することができる。このような変速段を設定するための
摩擦係合装置、つまりクラッチおよびブレーキが、以下
のように設けられている。先ずクラッチについて述べる
と、リングギヤ３３およびサンギヤ３４と、中間軸２１
との間に第１クラッチＣ1 が設けられている。また、互
いに連結されたサンギヤ２５およびサンギヤ２６と、中
間軸２１との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。

【００２６】つぎにブレーキについて述べると、第１ブ
レーキＢ1 はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機
構２２のサンギヤ２５、および第２遊星歯車機構２３の
サンギヤ２６の回転を止めるように配置されている。ま
たこれらのサンギヤ２５，２６とケーシング３５との間
には、第１一方向クラッチＦ1 と、多板ブレーキである
第２ブレーキＢ2 とが直列に配列されている。第１一方
向クラッチＦ1 はサンギヤ２５，２６が逆回転、つまり
入力軸１４の回転方向とは反対方向に回転しようとする
際に係合するようになっている。

【００２７】第１遊星歯車機構２２のキャリヤ３７とケ
ーシング３５との間に、多板ブレーキである第３ブレー
キＢ3 が設けられている。そして第３遊星歯車機構２４
はリングギヤ３８を備えており、リングギヤ３８の回転
を止めるブレーキとして、多板ブレーキである第４ブレ
ーキＢ4 と、第２一方向クラッチＦ2 とが設けられてい
る。第４ブレーキＢ4 および第２一方向クラッチＦ2
は、ケーシング３５とリングギヤ３８との間に相互に並
列に配置されている。なお、この第２一方向クラッチＦ
2 はリングギヤ３８が逆回転しようとする際に係合する
ように構成されている。さらに、歯車変速機構４の入力
回転数を検出する入力回転数センサ（タービン回転数セ
ンサ）４Ａと、歯車変速機構４の出力軸３２の回転数を
検出する出力回転数センサ（車速センサ）４Ｂとが設け
られている。

【００２８】上記のように構成された歯車変速機構４に
おいては、各クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置
を、図４の動作図表に示すように係合・解放することに
より、前進５段・後進１段の変速段を設定することがで
きる。なお、図４において○印は摩擦係合装置が係合す
ることを示し、◎印は、エンジンブレーキ時に摩擦係合
装置が係合することを示し、△印は摩擦係合装置が係合
・解放のいずれでもよいこと、言い換えれば、摩擦係合
装置が係合されてもトルクの伝達には無関係であること
を示し、空欄は摩擦係合装置が解放されることを示して
いる。

【００２９】また、この実施例では、シフトレバー４Ｃ
のマニュアル操作により、図５に示すようなシフトレバ
ーポジションを設定することが可能である。すなわち、
Ｐ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジショ
ン、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポ
ジション、４ポジション、３ポジション、２ポジショ
ン、Ｌ（ロー）ポジションの各ポジションを設定可能に
なっている。

【００３０】また、図２に示された油圧制御装置３９に
より、歯車変速機構４における変速段の設定または切り
換え制御、ロックアップクラッチ１１の係合・解放やス
リップ制御、油圧回路のライン圧の制御、摩擦係合装置
の係合圧の制御などがおこなわれる。この油圧制御装置
３９は電気的に制御されるもので、歯車変速機構４の変
速を実行するための第１ないし第３のシフトソレノイド
バルブＳ1 ，〜Ｓ3 と、エンジンブレーキ状態を制御す
るための第４ソレノイドバルブＳ4 とを備えている。

【００３１】さらに、油圧制御装置３９は、油圧回路の
ライン圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLT
と、歯車変速機構４の変速過渡時におけるアキュームレ
ータ背圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLN
と、ロックアップクラッチ１１や所定の摩擦係合装置に
作用する油圧を制御するためのリニアソレノイドバルブ
ＳLUとを備えている。このように、歯車変速機構４およ
び油圧制御装置３９により、いわゆる有段式の自動変速
機が構成されている。

【００３２】図６は、モータ・ジェネレータ３の制御系
統を示すブロック図である。モータ・ジェネレータ３の
回転子はクランクシャフト１２に接続されている。ま
た、モータ・ジェネレータ３は、インバータ４０を介し
てバッテリ４１に接続されている。インバータ４０は、
直流電流と交流電流との変換を行う電力変換装置であ
る。そして、エンジン１から入力されるトルク、または
車輪３２Ａから歯車変速機構４およびトルクコンバータ
２を介して入力されるトルクにより発電をおこない、そ
の電気エネルギをインバータ４０を介してバッテリ４１
に充電することが可能である。また、バッテリ４１から
供給される電流によりモータ・ジェネレータ３を電動機
として機能させ、モータ・ジェネレータ３から出力され
たトルクを、エンジン１または歯車変速機構４に伝達す
ることも可能である。

【００３３】さらにまた、インバータ４０およびバッテ
リ４１にはコントローラ４２が接続されている。なお、
バッテリ４１には補機４１Ａが接続されており、バッテ
リ４１から供給される電流により補機４１Ａが作動する
ように構成されている。補機４１Ａとしては、エアコン
プレッサ、照明装置、デフォッガ等が例示される。この
コントローラ４２は、バッテリ４１からモータ・ジェネ
レータ３に供給される電流値と、モータ・ジェネレータ
３により発電される電流値とを検出する機能を備えてい
る。また、コントローラ４２は、モータ・ジェネレータ
３の回転数を制御する機能と、バッテリ４１の充電量
（ＳＯＣ：state of charge）を検出および制御する機
能とを備えている。

【００３４】図７は、図２および図６に示されたシステ
ムの制御回路を示すブロック図である。電子制御装置
（ＥＣＵ）５８は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および
記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）ならびに入力・出力インタ
ーフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構
成されている。

【００３５】そして、アクセルペダル１Ａの踏み込み量
（アクセル開度）がアクセル開度センサ６８により検出
され、その検出信号が電子制御装置５８に入力されてい
る。また、エンジン１の吸気ダクトには、アクチュエー
タ７５により駆動される電子スロットルバルブ１Ｂが設
けられており、この電子スロットルバルブ１Ｂの開度
は、電子制御装置５８の制御信号に基づいて電気的に制
御される。

【００３６】また、電子制御装置５８には、エンジン１
の吸入空気量を検出するエアフロメータ７１の信号、エ
ンジン１の吸入空気温度を検出する吸入空気温度センサ
７６の信号、エンジン回転数センサ５９の信号、エンジ
ン水温センサ６０の信号、イグニッションスイッチ６１
の信号、バッテリ４１の充電量を表す信号、モータ・ジ
ェネレータ３のコイルの温度を検出する温度センサ４２
Ａの信号、およびモータ・ジェネレータ３の電流値、あ
るいはモータ・ジェネレータ３のフェール状態を検出す
るコントローラ４２の信号、エアコンスイッチ６２の信
号、車速センサ４Ｂの信号、オートマチック・トランス
ミッション・フルードの温度を検出する油温センサ６３
の信号、シフトレバー４Ｃの操作位置を検出するシフト
ポジションセンサ６４の信号、エンジン１の排気系統に
設けられた排気浄化触媒の温度を検出する排気温センサ
６７の信号等が入力されている。この排気浄化触媒に
は、後述するＮＯx 吸収剤および三元触媒が含まれる。

【００３７】また、電子制御装置５８には、運転者の停
車意図を検出するパーキングブレーキスイッチ６５の信
号、運転者の減速意図または制動意図を検出するフット
ブレーキスイッチ６６の信号、エンジン１の電子スロッ
トルバルブ１Ｂの開度を示すスロットル開度センサ６９
の信号、タービン回転数センサ４Ａの信号、モータ・ジ
ェネレータ３の回転数センサ（レゾルバ）７０の信号等
が入力されている。そして、電子制御装置５８において
は、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、予めＲＯＭに
記憶されているプログラムにしたがって入力信号を処理
し、種々のエンジン制御を実行する。例えば、燃料噴射
量制御のために燃料噴射弁７３を制御し、点火時期制御
のためにイグナイタ７２を制御し、アイドルスピード制
御のためにバイパス弁（図示せず）を制御し、トラクシ
ョン制御を含む全てのスロットル制御を、アクチュエー
タ７５により制御する。

【００３８】さらに、電子制御装置５８からは、コント
ローラ４２を介してモータ・ジェネレータ３を制御する
信号、油圧制御装置３９を制御する信号、エンジン１の
作動状態を示すインジケータ７４への表示信号などが出
力されている。

【００３９】このようにして、電子制御装置５８に入力
される各種の信号に基づいて、エンジン１の動作および
モータ・ジェネレータ３の動作ならびに歯車変速機構４
の動作が制御される。より具体的には、エンジン１の始
動・停止、エンジン回転数、エンジントルクの制御は、
シフトポジションセンサ６４の信号、イグニッションス
イッチ６１の信号、アクセル開度センサ６８の信号、バ
ッテリ４１の充電状態を示す信号、自動変速機の変速
比、油温センサ６３の信号などに基づいておこなわれ
る。

【００４０】ところで、上記エンジン１は、混合気の空
燃比を変更することが可能に構成されている。具体的に
は、空燃比を理論空燃比（ストイキ）より大きくしたリ
ーンバーン運転が可能であり、かつリーンバーン運転中
にＮＯx 吸収剤からＮＯx を放出させるために、空燃比
を一時的にリッチ側に設定するリッチスパイクを実行す
るよう構成されている。そこでこのエンジン１について
説明すると、図８は吸排気系統を模式的に示しており、
ピストン１３０の頂部側に形成された燃焼室１３１に
は、点火プラグ１３２が配置されている。またこの燃焼
室１３１には、吸気弁１３３を有する吸気ポート１３４
と、排気弁１３５を有する排気ポート１３６とが連通さ
れている。

【００４１】その吸気ポート１３４は、対応するマニホ
ールド１３７を介してサージタンク１３８に連結され、
その各マニホールド１３７には、吸気ポート１３４内に
向けて燃料を噴射する燃料噴射弁７３が取り付けられて
いる。またサージタンク１３８は、吸気ダクト１４０お
よびエアフローメータ７１を介してエアクリーナ１４１
に連結され、吸気ダクト１４０内に電子スロットルバル
ブ１Ｂが配置されている。

【００４２】一方、排気ポート１３６には、排気マニホ
ールド１４２および排気管１４３を介してケーシング１
４５が接続されている。このケーシング１４５にはＮＯ
x 吸収剤１４４が内蔵されている。さらにケーシング１
４５は、排気管１４６を介して触媒コンバータ１４７に
連結されている。なお、この触媒コンバータ１４７は、
三元触媒１４８を内蔵している。

【００４３】エンジン１を制御する電子制御装置５８
は、デジタルコンピュータからなり、双方向性バス１４
９によって相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリーメ
モリ）１５０、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１５
１、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）１５２、入力ポート
１５３および出力ポート１５４を備えている。エアフロ
ーメータ７１は吸入空気量に比例した出力電圧を発生
し、この出力電圧がＡＤ変換器１５５を介して入力ポー
ト１５３に入力されるようになっている。また入力ポー
ト１５３にはエンジン回転数を表す出力パルスを発生す
るエンジン回転数センサ５９が接続されている。一方、
出力ポート１５４は対応する駆動回路１５６，１５７を
介してそれぞれ点火プラグ１３２および燃料噴射弁７３
に接続されている。

【００４４】上記のようにエンジン１は、燃料噴射弁７
３から燃料が供給されるよう構成されており、その燃料
噴射時間ＴＡＵは、 ＴＡＵ＝ＴＰ×Ｋt の式に基づいて算出される。ここでＴＰは基本燃料噴射
時間を表し、またＫt は補正係数を表している。基本燃
料噴射時間ＴＰはエンジン１のシリンダに供給される混
合気の空燃比を理論空燃比とするのに必要な燃料噴射時
間である。

【００４５】この基本燃料噴射時間ＴＰは予め実験によ
り求められ、１回転あたりの吸入空気量Ｑ／Ｎ（Ｑは吸
入空気量、Ｎはエンジン回転数）で表されるエンジン負
荷およびエンジン回転数Ｎの関数として図９に示すよう
なマップの形で予めＲＯＭ１５２内に記憶されている。
補正係数Ｋt はエンジン１内に供給される混合気の空燃
比を制御するための係数であって、Ｋt ＝１．０であれ
ば、シリンダ内に供給される混合気は理論空燃比とな
る。これに対してＫt ＜１．０となれば、シリンダ内に
供給される混合気の空燃比は理論空燃比より大きくな
り、エンジン１はリーンバーン運転されることになる。
さらにＫt ＞１．０になれば、シリンダ内に供給される
混合気の空燃比は理論空燃比よりも小さくなり、いわゆ
るリッチ状態となる。

【００４６】図８に示すエンジン１においては、通常、
例えばＫt ＝０．７もしくは０．６程度に維持されてお
り、したがってリーンバーン運転が行われる。図１０
は、燃焼室１３１から排出される排気ガス中の代表的な
成分の濃度を概略的に示している。この図１０から知ら
れるように、燃焼室１３１から排出される未燃焼のＨ
Ｃ、ＣＯの濃度は、燃焼室１３１に供給される混合気の
空燃比がリッチになるほど増大し、燃焼室１３１から排
出される排気ガス中の酸素Ｏ2 の濃度は燃焼室１３１内
に供給される混合気の空燃比がリーンになるほど増大す
る。

【００４７】一方、前記ＮＯx 吸収剤１４４は、例えば
アルミナを担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、
ナトリウムＮa 、リチウムＬi 、セシウムＣs のような
アルカリ金属、バリウムＢa 、カルシウムＣa のような
アルカリ土類、ランタンＬa、イットリウムＹのような
希土類から選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐt のよう
な貴金属とが担持されている。

【００４８】吸気ダクト１４０およびＮＯx 吸収剤１４
４の上流の排気管路内に供給された空気と燃料との比を
「ＮＯx 吸収剤１４４への流入排気ガスの空燃比」とす
ると、このＮＯx 吸収剤１４４は、流入排気ガスの空燃
比がリーンのときにＮＯx 吸収し、流入排気ガス中の酸
素濃度が低下すると、吸収したＮＯx を放出するＮＯx
の吸収放出作用を行う。

【００４９】なお、ＮＯx 吸収剤１４４の上流の排気管
路内に燃料あるいは空気が供給されない場合には、流入
排気ガスの空燃比が燃焼室１３１内に供給される混合気
の空燃比に一致し、したがってこの場合には、ＮＯx 吸
収剤１４４は燃焼室１３１内に供給される混合気の空燃
比がリーンの時にＮＯx を吸収し、燃焼室１３１内に供
給される混合気中の酸素濃度が低下すると、吸収したＮ
Ｏx を放出することになる。

【００５０】前述したように、図８に示すエンジン１で
は、通常、シリンダ内に供給される混合気はリーン（例
えばＫt ＝０．７）に維持されており、このとき発生す
るＮＯx は、ＮＯx 吸収剤１４４に吸収される。ところ
がリーン混合気が燃焼されつづけると、ＮＯx 吸収剤１
４４によるＮＯx 吸収能力が飽和してしまい、しばらく
してＮＯx 吸収剤１４４によりＮＯx を吸収できなくな
ってしまう。そこでこの実施例では、リーン混合気が継
続して燃焼されたときには図１１に示すようにシリンダ
内に供給される混合気を一時的にリッチ（Ｋt ＝ＫＫ）
に制御し、それによってＮＯx 吸収剤１４４に吸収され
たＮＯx をＮＯx 吸収剤１４４から放出させる。すなわ
ちリッチスパイクを実行する。

【００５１】つぎに、電子制御装置５８による歯車変速
機構４および油圧制御装置３９ならびにロックアップク
ラッチ１１の制御内容を具体的に説明する。電子制御装
置５８には、歯車変速機構４の変速比を制御する変速線
図（変速マップ）が記憶されている。この変速線図に
は、車両の走行状態、例えばアクセル開度と車速とをパ
ラメータとして、所定の変速段から他の変速段に変速
（アップシフトまたはダウンシフト）するための変速点
が設定されている。

【００５２】そして、この変速線図に基づいて変速判断
がおこなわれ、この変速判断が成立した場合は、電子制
御装置５８から制御信号が出力され、この制御信号が油
圧制御装置３９に入力される。その結果、所定のソレノ
イドバルブが動作し、所定の摩擦係合装置の係合・解放
がおこなわれて変速が実行される。そして、変速を実行
する摩擦係合装置の係合・解放のタイミング、および摩
擦係合装置に作用する油圧が、エンジントルクに基づい
て制御される。

【００５３】さらに、ロックアップクラッチ１１の動作
は、通常は、アクセル開度、車速、変速比（変速段）等
の条件に基づいて制御される。このため、電子制御装置
５８には、アクセル開度および車速をパラメータとし
て、ロックアップクラッチ１１を係合またはスリップあ
るいは解放する領域を設定したロックアップクラッチ制
御マップが記憶されている。

【００５４】上記ハイブリッド車の制御内容を簡単に説
明する。イグニッションスイッチ６１がスタート位置に
操作されると、モータ・ジェネレータ３のトルクがエン
ジン１に伝達され、かつ、燃料噴射弁７３による燃料噴
射制御がおこなわれ、エンジン１が始動する。そして、
エンジン水温が所定値になり、かつ、バッテリ４１の充
電が不要な場合は、所定時間後にエンジン１が自動的に
停止される。

【００５５】そして、アクセルペダル１Ａが踏み込まれ
ると、モータ・ジェネレータ３のトルクがトルクコンバ
ータ２を介して歯車変速機構４に伝達されるとともに、
このトルクが車輪３２Ａに伝達されて車両が発進する。
車両の発進時および低速走行時のように、エンジン効率
が低下する領域においては、燃料噴射弁７３による燃料
噴射をおこなわず、モータ・ジェネレータ３の出力のみ
により車両が走行する。また通常走行時には、自動的に
エンジン１が始動され、エンジン出力により車両が走行
する。高負荷走行時には、エンジン１の出力およびモー
タ・ジェネレータ３の出力により車両が走行する。

【００５６】車両の走行に必要なパワーは、アクセル開
度および車速に基づいて演算される。そして、予め電子
制御装置５８に記憶されている最適燃費線に基づいてエ
ンジン回転数が演算される。さらに、電子スロットルバ
ルブ１Ｂの開度制御をおこなうとともに、歯車変速機構
４の変速比に基づいてモータ・ジェネレータ３の回転数
を求め、エンジン回転数を制御する。これと同時に、必
要な駆動力に対して、モータ・ジェネレータ３が分担す
るトルクが演算される。

【００５７】車両の減速時または制動時には、車輪３２
Ａから入力されたトルクが歯車変速機構４をおよびトル
クコンバータ２を介してモータ・ジェネレータ３に伝達
される。すると、このトルクによりモータ・ジェネレー
タ３が発電機として機能し、回収した電気エネルギをバ
ッテリ４１に充電する。また、バッテリ４１は、充電量
が所定の範囲になるように制御されており、充電量が少
なくなった場合は、エンジン出力を増大させ、その一部
をモータ・ジェネレータ３に伝達して発電させる。な
お、車両の停車時には自動的にエンジン１が停止され
る。

【００５８】ここで、この実施例の構成と、この発明と
の対応関係を説明する。すなわち、クランクシャフト１
２と入力軸１４と出力軸３２とがこの発明のトルク伝達
経路に相当する。また、モータ・ジェネレータ３がこの
発明の回転機に相当する。

【００５９】つぎに、この発明の制御例を、図１のフロ
ーチャートに基づいて説明する。まず、電子制御装置５
８により各種の入力信号が処理される（ステップ１）。
そして、エンジン１がリーンバーン運転中であるか否か
が判断される（ステップ２）。このステップ２の判断基
準としては、エンジン１の基本燃料噴射時間ＴＰに対す
る補正係数Ｋt が用いられる。そして、Ｋt ≧１．０の
ときには、理論空燃比またはリッチ空燃比でエンジン１
が運転されていることになり、ステップ２で否定判断さ
れる。ステップ２で否定判断された場合は、エンジント
ルクが変動する可能性が少ないため、リターンされる。

【００６０】これに対して、Ｋt ＜１．０のときにはス
テップ２で肯定判断され、リッチスパイクをおこなう必
要性があるか否かが判断される（ステップ３）。具体的
には、現在のエンジン回転数ＮＥにΣＮＥを加算してΣ
ＮＥが求められる。このΣＮＥはエンジン回転数ＮＥの
累積値を示している。そして、累積回転数ΣＮＥと一定
値ＳＮＥとが比較される。この一定値ＳＮＥはＮＯx 吸
収剤１４４にそのＮＯx 吸収能力の例えば５０％のＮＯ
x 量が吸収されていると推定される累積回転数を示して
いる。

【００６１】上記の比較結果が、ΣＮＥ≦ＳＮＥの場合
はＮＯx 吸収剤１４４の吸収能力に未だ余裕があるた
め、ステップ３で否定判断されてリターンされる。ま
た、上記比較結果が、ΣＮＥ＞ＳＮＥのとき、すなわち
ＮＯx 吸収剤１４４にそのＮＯx吸収能力の５０％のＮ
Ｏx 量が吸収されていると推定されたときは、リッチス
パイクが必要であると判断され、リッチスパイクの開始
タイミング（開始時期）、および開始から終了までの継
続時間が演算される（ステップ４）。

【００６２】ついで、ステップ４の演算結果に基づくリ
ッチスパイク制御が実施され（ステップ５）、モータ・
ジェネレータ３の機能を制御することが可能であるか否
かが判断される（ステップ６）。たとえば、バッテリ４
１の充電量が所定の範囲にある場合は、モータ・ジェネ
レータ３を、発電機または電動機のいずれとしても機能
させていない状態から、モータ・ジェネレータ３を発電
機として機能させることにより、リッチスパイクに伴う
エンジントルクの上昇を、トルク伝達経路において吸収
もしくはなますことが可能である。

【００６３】そこで、バッテリ４１の充電量が所定の範
囲にある場合は、ステップ６で肯定判断され、ステップ
７に進む。なお、ステップ６においては、他の判断基
準、例えばモータ・ジェネレータ３の固定子のコイルの
温度、またはモータ・ジェネレータ３のフェール状態な
どに基づいて、モータ・ジェネレータ３を発電機として
機能させることが可能か否かを判断することも可能であ
る。

【００６４】そして、ステップ７においては、モータ・
ジェネレータ３によるトルク補正量が演算される（ステ
ップ７）。具体的には、リッチスパイクにともなうエン
ジントルクの増大分に対応する回生トルクの発生タイミ
ング（発生時期）と、回生トルクの継続時間、回生トル
クの値とが演算される。具体的には、モータ・ジェネレ
ータ３の回生トルクの発生タイミングが、リッチスパイ
クのタイミングに同期するように設定され、モータ・ジ
ェネレータ３の回生トルクの継続時間が、リッチスパイ
クの継続時間に対応して設定され、モータ・ジェネレー
タ３の回生トルクが、リッチスパイクによるエンジント
ルクの増大分を吸収する値に設定される。ついで、モー
タ・ジェネレータ３を発電機として機能させることによ
り、エンジントルクの一部をモータ・ジェネレータ３に
入力し、回収された電気エネルギがバッテリ４１に充電
される（ステップ８）。このステップ８の制御により、
入力軸１４に伝達されるトルクの変動が抑制される。

【００６５】その後、ステップ４で演算されたリッチス
パイクの継続時間が終了したか否かが判断され（ステッ
プ９）、ステップ９で否定判断された場合はステップ６
にもどる。また、ステップ９で肯定判断された場合は、
モータ・ジェネレータ３によるトルク補正制御を終了し
（ステップ１０）、リターンされる。

【００６６】一方、ステップ６で否定判断された場合
は、モータ・ジェネレータ３の機能により、トルク伝達
経路から出力されるトルクの変動を吸収することが困難
である。そこで、イグナイタ７２により点火時期の遅角
制御をおこない、エンジン１から出力されるトルク自体
の変動を抑制するための制御量が演算される（ステップ
１１）。そして、ステップ８に進み、ステップ１１で演
算された制御量に基づいて、エンジン１から出力される
トルクの変動を抑制する制御がおこなわれる。なお、ス
テップ１１を経由してステップ１０に進んだ場合は、こ
のステップ１０において点火時期遅角制御を終了し、リ
ターンされる。

【００６７】ここで、図１のフローチャートに示された
機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明す
る。ステップ１，〜５がこの発明の空燃比変更判定手段
に相当し、ステップ６，ないし１０がこの発明の回転機
制御手段に相当する。また、ステップ６がこの発明の可
否判断手段に相当し、ステップ１１が出力トルク補正手
段に相当する。

【００６８】図１２は、図１のステップ２，〜１０を実
行した場合におけるシステムの状態変化を示すタイムチ
ャートである。まず、リーンバーン運転中においては、
モータ・ジェネレータ３のトルクが零に制御されてい
る。つまり、モータ・ジェネレータ３が、電動機または
発電機のいずれの機能をも発揮しない状態に制御されて
いる。また、エンジントルクはほぼ一定に制御されてい
る。

【００６９】そして、時間ｔ１においてリッチスパイク
の実施判断が成立すると、その後の時間ｔ２においてリ
ッチスパイク信号がオフからオンに切り換わって空燃比
が小さくなり、リーン状態からリッチ状態に変更され
る。すると、空燃比の変更にともなうエンジントルクの
増大に対応して、モータ・ジェネレータ３が発電機とし
て機能し、負のトルク、つまり回生トルクが発生する。
そして、時間ｔ３から時間ｔ４までの間は、空燃比がリ
ッチ状態に制御されてエンジントルクがほぼ一定に制御
されている。これに対応して、モータ・ジェネレータ３
の回生トルクもほぼ一定に維持されている。

【００７０】そして、時間ｔ４以降は空燃比を小さくす
る制御がおこなわれ、エンジントルクが減少する。この
エンジントルクの減少に対応して、モータ・ジェネレー
タ３の回生トルクを零に近づける方向に制御される。そ
して、時間ｔ５においてリッチスパイクが終了して空燃
比がリーン状態に制御され、エンジントルクが時間ｔ１
以前の状態と同様にしてほぼ一定に制御される。これと
同期して、モータ・ジェネレータ３のトルクが零の状態
に制御される。

【００７１】以上のように、エンジン１のリーンバーン
運転中に、リッチスパイク制御がおこなわれてエンジン
トルクが一時的に増大し、その後、リーン状態に復帰し
てエンジントルクが低下している。そして、この実施例
においては、これらの空燃比の変更にともなうトルク伝
達経路のトルクの変動が、モータ・ジェネレータ３の回
生機能により吸収もしくは相殺される。特に、モータ・
ジェネレータ３は、電流値の制御により、トルク制御量
を大きく設定でき、かつ、応答性が良好であるという特
性を備えている。このため、入力軸１４に伝達されるト
ルク、ひいては出力軸３２から出力されるトルクの変動
が抑制され、ショックが軽減される。したがって、車両
の乗り心地が向上する。

【００７２】そして、この実施例においては、モータ・
ジェネレータ３の機能を制御することが不可能な場合に
は、点火時期遅角制御によりエンジントルクの変動を抑
制することができる。したがって、モータ・ジェネレー
タ３の機能の制御の可否に関わりなく出力軸３２から出
力されるトルクの変動を抑制することが可能であり、ト
ルク変動抑制機能を発揮することのできる環境を拡大す
ることができる。

【００７３】また、この実施例において、空燃比の変更
にはリーンとストイキとリッチとの間における相互の変
更が含まれる。そして、空燃比の変更にともないエンジ
ントルクが減少する場合には、モータ・ジェネレータ３
を電動機として機能させる。すると、モータ・ジェネレ
ータ３から出力されるトルクがクランクシャフト１２に
伝達されてエンジントルクの減少が補われ、トルク伝達
経路から出力されるトルクの変動を抑制することができ
る。この実施例において、空燃比の変更にともないエン
ジン１から出力されるトルクを補正する他の方法として
は、電子スロットルバルブ１Ｂの制御が例示される。

【００７４】また、この実施例において、バッテリ４１
の充電量が不足していた場合は、モータ・ジェネレータ
３を発電機として機能させてエンジントルクの減少を吸
収することが不可能であり、この場合もモータ・ジェネ
レータ３を機能させることが不可能な場合に該当する。

【００７５】さらに、モータ・ジェネレータ３が既に電
動機または発電機として機能している状態において、空
燃比の変更によりエンジントルクが増大または減少する
ことが検出された場合は、モータ・ジェネレータ３の電
動機としての機能または発電機としての機能を増大させ
ることにより、このエンジントルクの増大または減少を
吸収し、トルク伝達経路から出力されるトルクの変動を
抑制することも可能である。

【００７６】なお、この発明は、モータ・ジェネレータ
と歯車変速機構との間にトルクコンバータが設けられて
いない車両にも適用可能である。この発明は、車速およ
びアクセル開度に基づいて、自動的に変速比が制御され
る自動変速機が搭載された車両の他、運転者の手動操作
により変速比が制御される手動変速機が搭載された車両
にも適用可能である。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、エンジンの空燃比の変更によりエンジントルク
が変動した場合でも、トルク伝達経路から出力されるト
ルクの変動が、回転機の機能により抑制されてショック
が軽減される。したがって車両の乗り心地が向上する。

【００７８】請求項２の発明によれば、請求項１と同様
の効果を得られる他、トルク伝達経路から出力されるト
ルクの変動を、回転機の機能により制御することができ
ない場合には、エンジンの出力トルク自体を補正するこ
とにより、トルク伝達経路から出力されるトルクの変動
を抑制することができる。したがって、回転機の機能に
関わりなくトルク伝達経路から出力されるトルクの変動
を抑制することができ、トルク変動抑制機能を発揮する
ことのできる環境を拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明にかかる駆動装置の制御装置の制御
例を示すフローチャートである。

【図２】 この発明が適用されたハイブリッド車のシス
テム構成を示すブロック図である。

【図３】 図２に示された歯車変速機構およびトルクコ
ンバータの構成を示すスケルトン図である。

【図４】 図３に示された歯車変速機構で各変速段を設
定するための摩擦係合装置の作動状態を示す図表であ
る。

【図５】 図２に示された歯車変速機構を手動操作する
シフトレバーのシフトポジションを示す説明図である。

【図６】 図２に示されたモータ・ジェネレータと、他
のハード構成との関係を示すブロック図である。

【図７】 この発明が適用されたハイブリッド車の制御
系統を示すブロック図である。

【図８】 この発明で対象とするエンジンの吸排気系統
および空燃比の制御系統を模式的に示す図である。

【図９】 基本燃料噴射時間のマップを示す図である。

【図１０】 エンジンから排出される排気ガス中の未燃
焼ＨＣ、ＣＯおよび酸素の濃度を概略的に示す線図であ
る。

【図１１】 リッチスパイク時の空燃比を説明するため
の図である。

【図１２】 図１のフローチャートに対応するタイムチ
ャートである。

【符号の説明】

１…エンジン、 ３…モータ・ジェネレータ、 ４…歯
車変速機構、 １２…クランクシャフト、 １４…入力
軸、 ３２…出力軸、 ５８…電子制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G093 AA04 AA05 AA07 AA16 AB00 AB01 BA02 DA01 DA11 DB00 DB09 DB23 DB28 EA13 EB09 FA11 FB02 5H115 PA01 PG04 PI16 PI24 PI29 PI30 PO17 PU10 PU23 PU25 PV09 QA01 QA05 QI09 QN03 QN12 RB08 RE02 RE04 SE04 SE05 SE08 TB01 TE02 TE03 TE06 TE07 TE08 TI01 TO05 TO12 TO21

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 混合気の空燃比を変更することの可能な
   エンジンと、このエンジンから出力されるトルクの伝達
   経路に配置され、かつ、機械エネルギを電気エネルギに
   変換する回生機能、または電気エネルギを機械エネルギ
   に変換する力行機能の少なくとも一方の機能を有する回
   転機とが設けられている駆動装置の制御装置において、 前記エンジンの空燃比の変更を判定する空燃比変更判定
   手段と、この空燃比変更判定手段により前記エンジンの
   空燃比の変更が判定された場合に、このエンジンの空燃
   比の変更にともなう前記トルク伝達経路のトルク変動を
   吸収するように前記回転機の機能を制御する回転機制御
   手段とを備えていることを特徴とする駆動装置の制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記回転機の機能を制御することが可能
   か否かを判断する可否判断手段と、この可否判断手段に
   より前記回転機の機能を制御することが不可能であると
   判断された場合に、前記空燃比の変更に伴うエンジント
   ルクの変動を吸収するように、前記エンジンの出力トル
   クを補正する出力トルク補正手段とを備えていることを
   特徴とする請求項１に記載の駆動装置の制御装置。