JP2001105908A - 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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高いシフト応答性が得られるハイブリッド車
両の制御装置を提供する。 【解決手段】 ニュートラルモード判定手段１３２（Ｓ
２乃至Ｓ４）によりニュートラルモード１であると判定
された場合には、次に係合させられる第１クラッチＣ１
を構成する１対の摩擦部材の回転が第１同期制御手段１
４０（Ｓ５）により相互に同期させられる。また、ニュ
ートラルモード判定手段１３２（Ｓ２乃至Ｓ４）により
ニュートラルモード２であると判定された場合には、次
に係合させられる第２クラッチＣ２を構成する１対の摩
擦部材の回転が第２同期制御手段１４２（Ｓ６）により
相互に同期させられる。このため、ニュートラル状態に
続く駆動モードで係合させられるクラッチＣ１またはＣ
２が予め同期させられるので、そのクラッチＣ１または
Ｃ２の係合によるショックが軽減され、且つ、迅速なシ
フト応答性が得られる。

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
の制御装置に関し、ニュートラルモードから駆動モード
への運転モードの切り換えにおける車両の応答遅れやシ
ョックを抑制する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関および電動機を備え、それらの
間およびそれらと変速機との間がクラッチを介して連結
されることにより、それら内燃機関および電動機の駆動
力が選択的に変速機へ伝達されたり、車両の運動エネル
ギにより電動機が回転駆動されて回生が行われたり、電
動機により内燃機関が始動させられたりするハイブリッ
ド車両が知られている。たとえば、特開平１１−１２７
５０２号公報に記載された車両がそれである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ハイブリッド車両では、運転モードがニュートラルモー
ドから駆動モード（車両が電動機または内燃機関により
駆動されるモード）へ切り換えられるとき、クラッチの
回転同期を行なってからクラッチを係合させることによ
り、そのクラッチの係合ショックが防止されて円滑な駆
動力の伝達が行われるようになっている。
【０００４】しかしながら、モード切り換えに際してク
ラッチの回転同期を行っていることから、その回転同期
の時間が必要であり、クラッチの係合までに遅れ時間が
必要となり、速やかなモード切り換えが困難であるの
で、シフト応答性が得られなかった。
【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、高いシフト応答性が
得られるハイブリッド車両の制御装置を提供することに
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
めの本発明の要旨とするところは、遊星歯車装置の第１
回転要素が内燃機関に連結され、その遊星歯車装置の第
２回転要素が第１モータジェネレータに連結されるとと
もに第１クラッチを介して変速機に連結され、その遊星
歯車装置の第３回転要素が第２クラッチを介してその変
速機に連結される形式のハイブリッド車両の制御装置で
あって、(a) 前記第１クラッチおよび第２クラッチが共
に開放されたニュートラル状態において、その第１クラ
ッチおよび第２クラッチのいずれが次の走行に係合させ
られるかに基づいて第１ニュートラルモードであるか或
いは第２ニュートラルモードであるかを判定するニュー
トラルモード判定手段と、(b) そのニュートラルモード
判定手段により第１ニュートラルモードであると判定さ
れた場合には、前記第１クラッチを構成する１対の摩擦
部材の回転を相互に同期させる第１同期制御手段と、
(c) 前記ニュートラルモード判定手段により第２ニュー
トラルモードであると判定された場合には、前記第２ク
ラッチを構成する１対の摩擦部材の回転を相互に同期さ
せる第２同期制御手段とを、含むことにある。
【０００７】
【第１発明の効果】このようにすれば、ニュートラルモ
ード判定手段により第１ニュートラルモードであると判
定された場合には、次に係合させられる第１クラッチを
構成する１対の摩擦部材の回転が第１同期制御手段によ
り相互に同期させられる。また、ニュートラルモード判
定手段により第２ニュートラルモードであると判定され
た場合には、次に係合させられる第２クラッチを構成す
る１対の摩擦部材の回転が第２同期制御手段により相互
に同期させられる。このため、ニュートラル状態に続く
駆動モードで係合させられるクラッチが予め同期させら
れるので、そのクラッチの係合によるショックが軽減さ
れ、且つ、迅速なシフト応答性が得られる。
【０００８】
【発明の他の態様】ここで、好適には、前記第１同期制
御手段或いは第２同期制御手段は、前記第１モータジェ
ネレータを用いて前記第１クラッチ或いは第２クラッチ
を構成する１対の摩擦部材の回転の同期制御を行うもの
である。このようにすれば、内燃機関の回転ではなく、
第１モータジェネレータの回転を用いてクラッチが同期
制御されるので、変速機の入力軸回転速度に関して広い
範囲で対応できる利点がある。
【０００９】また、好適には、前記ハイブリッド車両の
前輪および後輪のうちの一方は前記変速機を介して前記
内燃機関および前記第１モータジェネレータに連結さ
れ、他方の車輪には、被駆動時においてその他方の車輪
の回転方向を表す信号を出力する第２モータジェネレー
タが連結され、前記第１同期制御手段は、その第２モー
タジェネレータから出力された信号が表す車輪の回転方
向に基づいて、前記第１クラッチを構成する１対の摩擦
部材の回転を相互に同期させ、前記第２同期制御手段
は、その第２モータジェネレータから出力された信号が
表す車輪の回転方向に基づいて、前記第２クラッチを構
成する１対の摩擦部材の回転を相互に同期させるもので
ある。このようにすれば、第１同期制御手段および第２
同期制御手段において、車輪の回転方向に基づいてクラ
ッチの摩擦部材の回転が相互に同期させられるので、車
両が前進および後進のいずれであっても、確実に、ニュ
ートラル状態に続く駆動モードで係合させられるクラッ
チを予め同期させることができる。
【００１０】また、前記ニュートラルモード判定手段
は、前記ニュートラル状態において前記内燃機関が停止
している場合には、次に駆動モードとされたときには前
記モータジェネレータの駆動力を前記変速機に伝達させ
るためにクラッチＣ１が係合させられることから第１ニ
ュートラルモードを選択し、前記ニュートラル状態にお
いて前記内燃機関が作動している場合には、次に駆動モ
ードとされたときには前記内燃機関の駆動力を前記変速
機に伝達させるためにクラッチＣ２が係合させられるこ
とから第２ニュートラルモードを選択するものである。
すなわち、前記ニュートラルモード判定手段は、クラッ
チＣ１およびＣ２が共に開放されたニュートラル状態に
おいて、内燃機関の作動状態に基づいて第１ニュートラ
ルモードであるか或いは第２ニュートラルモードである
かを判定するものである。このようにすれば、第１ニュ
ートラルモードおよび第２ニュートラルモードは、確実
に選択される。
【００１１】
【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の実施例を図
面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】図１は、本発明が適用された４輪駆動車両
すなわち前後輪駆動車両における動力伝達装置の構成を
説明する骨子図である。この前後輪駆動車両は、前輪系
を第１原動機を備えた第１駆動装置すなわち主駆動装置
１０にて駆動し、後輪系を第２原動機を備えた第２駆動
装置すなわち副駆動装置１２にて駆動する形式の車両で
ある。
【００１３】上記主駆動装置１０は、空気および燃料の
混合気が燃焼させられることにより作動させられる内燃
機関であるエンジン１４と、電気モータおよび発電機と
して選択的に機能する第１モータジェネレータ（以下、
ＭＧという）１６と、ダブルピニオン型の遊星歯車装置
１８と、変速比が連続的に変化させられる無段変速機２
０とを同心に備えている。上記エンジン１４は第１原動
機すなわち主原動機として機能している。上記エンジン
１４は、その吸気配管の吸入空気量を制御するスロット
ル弁の開度θTHを変化させるためにそのスロットル弁を
駆動するスロットルアクチュエータ２１を備えている。
【００１４】上記遊星歯車装置１８は、機械的に力を合
成し或いは分配する合成分配機構であって、共通の軸心
まわりに独立して回転可能に設けられた３つの回転要
素、すなわち上記エンジン１４にダンパ装置２２を介し
て連結され、第１回転要素として機能しているサンギヤ
２４と、第１クラッチＣ１を介して無段変速機２０の入
力軸２６に連結され且つ上記ＭＧ１６の出力軸が連結さ
れ、第２回転要素として機能しているキャリヤ２８と、
第２クラッチＣ２を介して無段変速機２０の入力軸２６
に連結され且つブレーキＢ１を介して非回転部材たとえ
ばハウジング３０に連結され、第３回転要素として機能
しているリングギヤ３２とを備えている。上記キャリヤ
２８は、サンギヤ２４およびリングギヤ３２とかみ合い
且つ相互にかみ合う１対のピニオン（遊星歯車）３４お
よび３６を、それらの自転可能に支持している。上記第
１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、ブレーキＢ１は、
いずれも互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチ
ュエータによって押圧されることにより係合させられた
り、その押圧解除により解放されたりする油圧式摩擦係
合装置である。
【００１５】上記遊星歯車装置１８とそのキャリヤ２８
に連結されたＭＧ１６は、エンジン１４の作動状態すな
わちサンギヤ２４の回転状態においてＭＧ１６の発電量
を逐次増加させることすなわちＭＧ１６の回転駆動トル
クである反力が逐次大きくなるようにキャリヤ２８に発
生させられることにより、リングギヤ３２の回転速度を
滑らかに増加させて車両の滑らかな発進加速を可能とす
る電気トルコン（ＥＴＣ）装置を構成している。このと
き、遊星歯車装置１８のギヤ比ρ（サンギヤ２４の歯数
／リングギヤ３２の歯数）がたとえば一般的な値である
０．５とすると、リングギヤ３２のトルク：キャリヤ２
８のトルク：サンギヤ２４のトルク＝１／ρ：（１−
ρ）／ρ：１の関係から、エンジン１４のトルクが１／
ρ倍たとえば２倍に増幅されて無段変速機２０へ伝達さ
れるので、トルク増幅モードと称される。
【００１６】また、上記無段変速機２０は、入力軸２６
および出力軸３８にそれぞれ設けられた有効径が可変の
１対の可変プーリ４０および４２と、それら１対の可変
プーリ４０および４２に巻き掛けられた無端環状の伝動
ベルト４４とを備えている。それら１対の可変プーリ４
０および４２は、入力軸２６および出力軸３８にそれぞ
れ固定された固定回転体４６および４８と、その固定回
転体４６および４８との間にＶ溝を形成するように入力
軸２６および出力軸３８に対して軸心方向に移動可能且
つ軸心まわりに相対回転不能に取付られた可動回転体５
０および５２と、それら可動回転体５０および５２に推
力を付与して可変プーリ４０および４２の掛かり径すな
わち有効径を変化させることにより変速比γ（＝入力軸
回転速度／出力軸回転速度）を変更する１対の油圧シリ
ンダ５４および５６とを備えている。
【００１７】上記無段変速機２０の出力軸３８から出力
されたトルクは、減速装置５８、差動歯車装置６０、お
よび１対の車軸６２、６４を介して１対の前輪６６、６
８へ伝達されるようになっている。なお、本実施例で
は、前輪６６、６８の舵角を変更する操舵装置が省略さ
れている。
【００１８】前記副駆動装置１２は、第２原動機すなわ
ち副原動機として機能するリヤモータ−ェネレータ（以
下、ＲＭＧという）７０を備え、そのＲＭＧ７０から出
力されたトルクは、減速装置７２、差動歯車装置７４、
および１対の車軸７６、７８を介して１対の後輪８０、
８２へ伝達されるようになっている。上記ＲＭＧ７０
は、回転速度および回転方向を検出するレゾルバとして
の機能を備え、作動的に連結されている後輪８０、８２
の回転によりそのＲＭＧ７０が回転させられる被駆動時
には、後輪８０、８２の回転速度および回転方向を表す
信号を出力する。従って、本実施例ではＲＭＧ７０が第
２モータジェネレータとして機能している。
【００１９】図２は、前記主駆動装置１０の遊星歯車装
置１８を種々の作動モードに切り換えるための油圧制御
回路の構成を簡単に示す図である。運転者によりＰ、
Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｂの各レンジ位置へ操作されるシフトレバ
ー９０に機械的に連結されたマニアル弁９２は、シャト
ル弁９３を利用しつつ、シフトレバー９０の操作に応答
して、Ｄレンジ、Ｂレンジ、Ｒレンジにおいて第１クラ
ッチＣ１の係合圧を調圧する第１調圧弁９４へ図示しな
いオイルポンプから出力された元圧を供給し、Ｄレン
ジ、ＢレンジにおいてクラッチＣ２の係合圧を調圧する
第２調圧弁９５へ元圧を供給し、Ｎレンジ、Ｐレンジ、
ＲレンジにおいてブレーキＢ１の係合圧を調圧する第３
調圧弁９６へ元圧を供給する。上記第２調圧弁９５、第
３調圧弁９６は、ハイブリッド制御装置１０４によって
駆動されるリニヤソレイド弁９７からの出力信号に従っ
て第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１の係合圧を制御
し、第１調圧弁９４は、ハイブリッド制御装置１０４に
よってデューティー駆動される三方弁である電磁開閉弁
９８からの出力信号に従って第１クラッチＣ１の係合圧
を制御する。
【００２０】図３は、本実施例の前後輪駆動車両に設け
られた制御装置の構成を説明する図である。エンジン制
御装置１００、変速制御装置１０２、ハイブリッド制御
装置１０４、蓄電制御装置１０６、ブレーキ制御装置１
０８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェ
ースを備えた所謂マイクロコンピュータであって、ＣＰ
ＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記
憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、種々の
制御を実行する。また、上記の制御装置は、相互に通信
可能に接続されており、所定の制御装置から必要な信号
が要求されると、他の制御装置からその所定の制御装置
へ適宜送信されるようになっている。
【００２１】エンジン制御装置１００は、エンジン１４
のエンジン制御を実行する。例えば、燃料噴射量制御の
ために図示しない燃料噴射弁を制御し、点火時期制御の
ために図示しないイグナイタを制御し、トラクション制
御ではスリップ中の前輪６６、６８が路面をグリップす
るようにエンジン１４の出力を一時的に低下させるため
にスロットルアクチュエータ２１を制御する。
【００２２】上記変速制御装置１０２は、たとえば、無
段変速機２０の伝動ベルト４４の張力が必要かつ十分な
値となるように予め設定された関係から、実際の変速比
γおよび伝達トルクすなわちエンジン１４およびＭＧ１
６の出力トルクに基づいて、ベルト張力圧を調圧する調
圧弁を制御し、伝動ベルト４４の張力を最適な値とする
とともに、エンジン１４が最小燃費率曲線或いは最適曲
線に沿って作動するように予め記憶された関係から、実
際の車速Ｖおよびエンジン負荷たとえばスロットル弁開
度θTH或いはアクセルペダル操作量ＡCCに基づいて目標
変速比γm を決定し、実際の変速比γがその目標変速比
γm と一致するように無段変速機２０の変速比γを制御
する。
【００２３】また、上記エンジン制御装置１００および
変速制御装置１０２は、たとえば図４に示す最良燃費運
転線に沿ってエンジン１４の作動点すなわち運転点が移
動するように、たとえば上記スロットルアクチュエータ
２１や燃料噴射量を制御するとともに無段変速機２０の
変速比γを変更する。また、ハイブリッド制御装置１０
４からの指令に応じて、上記エンジン１４の出力トルク
ＴE または回転速度Ｎ E を変更するために上記スロット
ルアクチュエータ２１や変速比γを変更し、エンジン１
４の運転点を移動させる。
【００２４】上記ハイブリッド制御装置１０４は、電池
などから成る蓄電装置１１２からＭＧ１６に供給される
駆動電流或いはそのＭＧ１６から蓄電装置１１２へ出力
される発電電流を制御するインバータ１１４を制御する
ための第１ＭＧ制御装置１１６と、蓄電装置１１２から
ＲＭＧ７０に供給される駆動電流或いはそのＲＭＧ７０
から蓄電装置１１２へ出力される発電電流を制御するイ
ンバータ１１８を制御するための第２ＭＧ制御装置１２
０とを含み、シフトレバー９０の操作位置ＰSH、アクセ
ルペダル１２２の操作量ＡCC、車速Ｖ、蓄電装置１１２
の蓄電量ＳＯＣに基づいて、たとえば図５に示す複数の
運転モードのうちからいずれか１つを選択を行うととも
に、アクセルペダル１２２の操作量ＡCC、ブレーキペダ
ル１２４の操作量ＢF に基づいて、ＭＧ１６或いはＲＭ
Ｇ７０の発電に必要なトルクにより制動力を発生させる
トルク回生制動モード、或いはエンジン１４の回転抵抗
トルクにより制動力を発生させるエンジンブレーキモー
ドを選択する。
【００２５】シフトレバー９０がＢレンジ或いはＤレン
ジへ操作された場合、たとえば比較的低負荷の発進或い
は定速走行ではモータ走行モードが選択され、第１クラ
ッチＣ１が係合させられ且つ第２クラッチＣ２およびブ
レーキＢ１が共に解放されることにより、専らＭＧ１６
により車両が駆動される。なお、このモータ走行モード
において、蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが予め設定さ
れた下限値を下回った不足状態となった場合や、駆動力
をさらに必要とするためにエンジン１４を始動させる場
合には、後述のＥＴＣモード或いは直結モードへ切り換
えられて、それまでの走行を維持しながらＭＧ１６或い
はＲＭＧ７０が駆動され、そのＭＧ１６或いはＲＭＧ７
０により蓄電装置１１２が充電される。
【００２６】また、比較的中負荷走行または高負荷走行
では直結モードが選択され、第１クラッチＣ１および第
２クラッチＣ２が共に係合させられ且つブレーキＢ１が
解放されることにより遊星歯車装置１８が一体的に回転
させられ、専らエンジン１４によりまたはそのエンジン
１４およびＭＧ１６により車両が駆動されたり、或いは
専らエンジン１４により車両が駆動されると同時にＭＧ
１６により蓄電装置１１２の充電が行われる。この直結
モードでは、サンギヤ２４の回転速度即ちエンジン回転
速度ＮE （rpm ）とキャリヤ部材２８の回転速度すなわ
ちＭＧ１６の回転速度ＮMG（rpm ）とリングギヤ３２の
回転速度即ち無段変速機２０の入力軸２６の回転速度Ｎ
IN（rpm ）とは同じ値であるから、二次元平面内におい
て３本の回転速度軸（縦軸）すなわちサンギヤ回転速度
軸Ｓ、リングギヤ回転速度Ｒ、およびキャリヤ回転速度
軸Ｃと変速比軸（横軸）とから描かれる図６の共線図で
は、たとえば１点鎖線に示されるものとなる。なお、図
６において、上記サンギヤ回転速度軸Ｓとキャリヤ回転
速度軸Ｃとの間隔は１に対応し、リングギヤ回転速度Ｒ
とキャリヤ回転速度軸Ｃとの間隔はダブルピニオン型遊
星歯車装置１８のギヤ比ρに対応している。
【００２７】また、たとえば発進加速走行では、ＥＴＣ
モードすなわちトルク増幅モードが選択され、第２クラ
ッチＣ２が係合させられ且つ第１クラッチＣ１およびブ
レーキＢ１が共に解放された状態でＭＧ１６の発電量
（回生量）すなわちそのＭＧ１６の反力（ＭＧ１６を回
転させる駆動トルク）が徐々に増加させられることによ
り、エンジン１４が所定の回転速度に維持された状態で
車両が滑らかに零発進させられる。このようにエンジン
１４によって車両およびＭＧ１６が駆動される場合に
は、エンジン１４のトルクが１／ρ倍たとえばρ＝０．
５とすると２倍に増幅されて無段変速機２０へ伝達され
る。すなわち、ＭＧ１６の回転速度ＮMGが図６のＡ点
（負の回転速度すなわち発電状態）である場合には、無
段変速機２０の入力軸回転速度ＮINは零であるため車両
は停止しているが、図６の破線に示すように、そのＭＧ
１６の発電量が増加させられてその回転速度ＮMGがその
正側のＢ点へ変化させられることにともなって無段変速
機２０の入力軸回転速度ＮINが増加させられて、車両が
発進させられるのである。
【００２８】シフトレバー９０がＮレンジ或いはＰレン
ジへ操作された場合、ニュートラルモードが選択され
る。このニュートラルモードには、非充電モードおよび
充電・エンジン始動モードの２つのモードがあり、いず
れのモードも第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２
は解放されている。そして、非充電モードにおいては、
ブレーキＢ１も解放されることにより、遊星歯車装置１
８において動力伝達経路が解放され、充電・エンジン始
動モードにおいては、ブレーキＢ１は係合させられる。
通常は、非充電モードが選択されるが、蓄電装置１１２
の蓄電量ＳＯＣが予め設定された下限値を下回った不足
状態となった場合などにおいては、充電・エンジン始動
モードとされ、ブレーキＢ１が係合させられた状態で、
ＭＧ１６によりエンジン１４が始動させられる。
【００２９】シフトレバー９０がＲレンジへ操作された
場合、たとえば軽負荷後進走行ではモータ走行モードが
選択され、第１クラッチＣ１が係合させられるとともに
第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１が共に解放される
ことにより、専らＭＧ１６により車両が後進走行させら
れる。しかし、たとえば中負荷或いは高負荷後進走行で
はフリクション走行モードが選択され、第１クラッチＣ
１が係合させられ且つ第２クラッチＣ２が解放されると
ともに、ブレーキＢ１がスリップ係合させられる。これ
により、車両を後進させる駆動力としてＭＧ１６の出力
トルクにエンジン１４の出力トルクが加えられる。
【００３０】また、前記ハイブリッド制御装置１０４
は、前輪６６、６８の駆動力に従った車両の発進時或い
は急加速時において、車両の駆動力を一時的に高めるた
めに、所定の駆動力配分比に従ってＲＭＧ７０を作動さ
せ、後輪８０、８２からも駆動力を発生させる高μ路ア
シスト制御や、凍結路、圧雪路のような低摩擦係数路
（低μ路）における発進走行時において、車両の発進能
力を高めるために、ＲＭＧ７０により後輪８０、８２を
駆動させると同時に、たとえば無段変速機２０の変速比
γを低くさせて前輪６６、６８の駆動力を低下させる低
μ路アシスト制御を実行する。
【００３１】蓄電制御装置１０６は、電池、コンデンサ
などの蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが予め設定された
下限値ＳＯＣD を下回った場合には、ＭＧ１６或いはＲ
ＭＧ７０により発電された電気エネルギで蓄電装置１１
２を充電あるいは蓄電するが、蓄電量ＳＯＣが予め設定
された上限値ＳＯＣU を上まわった場合には、そのＭＧ
１６或いはＲＭＧ７０からの電気エネルギで充電するこ
とを禁止する。また、上記蓄電に際して、蓄電装置１１
２の温度ＴB の関数である電力或いは電気エネルギの受
入制限値ＷINと持出制限値ＷOUT との間の範囲を、実際
の電力見込み値Ｐb 〔＝発電電力ＰMG＋消費電力ＰRMG
（負）〕が越えた場合には、その受入れ或いは持ち出し
を禁止する。
【００３２】ブレーキ制御装置１０８は、たとえばＴＲ
Ｃ制御、ＡＢＳ制御、ＶＳＣ制御などを実行し、低μ路
などにおける発進走行時、制動時、旋回時の車両の安定
性を高めたり或いは牽引力を高めるために、油圧ブレー
キ制御回路を介して各車輪６６、６８、８０、８２に設
けられたホイールブレーキ６６WB、６８WB、８０WB、８
２WBを制御する。たとえば、ＴＲＣ制御では、各車輪に
設けられた回転センサからの信号に基づいて、車輪車速
（車輪回転速度に基づいて換算される車体速度）たとえ
ば右前輪車輪車速ＶFR、左前輪車輪車速ＶFL、右後輪車
輪車速ＶRR、左後輪車輪車速ＶRL、前輪車速〔＝（ＶFR
＋ＶFL）／２〕、後輪車速〔＝（ＶRR＋ＶRL）／２〕、
および車体車速（ＶFR、ＶFL、ＶRR、ＶRLのうちの最も
遅い速度）を算出する一方で、たとえば主駆動輪である
前輪車速と非駆動輪である後輪車速との差であるスリッ
プ速度ΔＶが予め設定された制御開始判断基準値ΔＶ1
を越えると、前輪にスリップ判定をし、且つスリップ率
ＲS 〔＝（ΔＶ／ＶF ）×１００％〕が予め設定された
目標スリップ率ＲS1内に入るようにスロットルアクチュ
エータ２１、ホイールブレーキ６６WB、６８WBなどを用
いて前輪６６、６８の駆動力を低下させる。また、ＡＢ
Ｓ制御では、制動操作時において、各車輪のスリップ率
が所定の目標スリップ範囲内になるように、ホイールブ
レーキ６６WB、６８WB、８０WB、８２WBを用いて前輪６
６、６８後輪８０、８２の制動力を維持し、車両の方向
安定性を高める。また、ＶＳＣ制御では、車両の旋回走
行時において、図示しない舵角センサからの舵角、ヨー
レートセンサからのヨーレート、２軸Ｇセンサからの前
後左右加速度などに基づいて車両のオーバステア傾向或
いはアンダーステア傾向を判定し、そのオーバステア或
いはアンダーステアを制御するように、ホイールブレー
キ６６WB、６８WB、８０WB、８２WBのいずれか、および
スロットルアクチュエータ２１を制御する。
【００３３】図７は、上記ハイブリッド制御装置１０４
によるＭＧ１６の回転制御機能の要部を説明する機能ブ
ロック線図である。図７において、ニュートラル状態判
定手段１３０は、第１クラッチＣ１および第２クラッチ
Ｃ２が共に解放されたニュートラル状態であるか否か
を、たとえば、シフトレバー９０の操作に基づいて判定
する。すなわち、シフトレバー９０の操作位置ＰSHが非
走行レンジ（ＮレンジまたはＰレンジ）である場合に
は、ニュートラル状態であると判定する。
【００３４】ニュートラルモード判定手段１３２は、上
記ニュートラル状態判定手段１３０で、ニュートラル状
態であると判定された場合に、次の駆動モード成立時に
クラッチＣ１またはクラッチＣ２のいずれが係合される
状態にあるかをさらに判定するものであり、エンジン作
動判定手段１３４、ニュートラルモード１判定手段１３
６、およびニュートラルモード２判定手段１３８を含ん
でいる。そのエンジン作動判定手段１３４は、前記ニュ
ートラル状態判定手段１３０により車両がニュートラル
状態であると判定された場合に、エンジン１４が作動し
ているか否かを判断する。
【００３５】上記ニュートラルモード１判定手段１３６
は、上記エンジン作動判定手段１３４によりエンジン１
４が停止していると判定された場合は、ニュートラルモ
ード１すなわち第１ニュートラルモードであると判定す
る。このニュートラルモード１の状態とは、次に駆動モ
ード（すなわち、ＥＴＣモード、直結モード、モータ走
行モード、フリクション走行モードのいずれか）が成立
させられる場合、クラッチＣ１が係合させられることに
より駆動モードが成立させられる状態をいう。エンジン
１４が停止している場合には、次の走行においてはＭＧ
１６の駆動力により車両が駆動させられる。たとえば、
モータ走行モード、またはフリクション走行モードが成
立することから、次の駆動モードではクラッチＣ１が係
合させられるのである。
【００３６】また、上記ニュートラルモード２判定手段
１３８は、上記エンジン作動判定手段１３４によりエン
ジン１４が作動していると判定された場合は、ニュート
ラルモード２すなわち第２ニュートラルモードであると
判定する。このニュートラルモード２の状態とは、次に
駆動モードが成立させられる場合、クラッチＣ２が係合
させられることにより駆動モードが成立させられる状態
をいう。エンジン１４が作動している場合には、次の走
行においてはエンジン１４の駆動力により車両が駆動さ
せられる。たとえば、ＥＴＣモードあるいは直結モード
が成立することから、次の走行においてはクラッチＣ２
が係合させられる状態にあるのである。
【００３７】第１同期制御手段１４０は、上記ニュート
ラルモード１判定手段１３６により、ニュートラルモー
ド１であると判定された場合に、ＲＭＧ７０から出力さ
れる後輪８０、８２の回転方向に基づいて、ＭＧ１６の
回転速度ＮMGを制御することによって、第１クラッチＣ
１を構成する複数の摩擦板の回転速度を同期させる。す
なわち、一方においてキャリヤ２８を介して第１クラッ
チＣ１と連結するＭＧ１６の目標回転速度ＮMGO を他方
において第１クラッチＣ１と連結する入力軸２６の回転
速度ＮINとし、実際のＭＧ１６の回転速度ＮMGを目標回
転速度ＮMGO に一致させるように制御する。図８は、図
６と同様の縦軸および横軸を有する共線図であって、Ｒ
ＭＧ７０から出力される後輪８０、８２の回転方向が前
進方向である場合、すなわち入力軸回転速度ＮINが正の
回転速度である場合に、上記第１同期制御手段１４０に
よって入力軸回転速度ＮINにＭＧ１６の回転速度ＮMGが
同期させられた状態の共線図を示している。
【００３８】第２同期制御手段１４２は、上記ニュート
ラルモード２判定手段１３８により、ニュートラルモー
ド２であると判定された場合に、ＲＭＧ７０から出力さ
れる後輪８０、８２の回転方向に基づいて、ＭＧ１６の
回転速度ＮMGを制御することによって、第２クラッチＣ
２を構成する複数の摩擦板の回転速度を同期させる。す
なわち、一方において第２クラッチＣ２と連結する入力
軸２６の回転速度ＮINと、他方において第２クラッチＣ
２と連結するリングギヤ３２の回転速度ＮR とを一致さ
せるように、ＭＧ１６の回転速度ＮMGを制御する。
【００３９】図９乃至図１１は、図６または図８と同様
の縦軸および横軸を有する共線図であって、図９はＲＭ
Ｇ７０から出力される後輪８０、８２の回転方向が前進
方向である状態、図１０は車両が停止している状態、図
１１はＲＭＧ７０から出力される後輪８０、８２の回転
方向が後進方向である状態であり、それぞれ、エンジン
１４が作動しているニュートラルモード２において、入
力軸回転速度ＮINにリングギヤ３２の回転速度ＮR が一
致させられた状態の共線図である。図９乃至図１１よ
り、第２同期制御手段１４２で、入力軸回転速度ＮINに
リングギヤ３２の回転速度ＮR を一致させるためには、
数式１に基づいて決定される目標回転速度ＮMGO に、実
際のＭＧ１６の回転速度ＮMGを一致させればよいことが
分かる。なお、図１１の破線ＮIN’は、回転方向に関係
なく回転速度に対応した周期のパルス信号が出力される
通常の回転センサのみを用いたため、実際には負の値で
ある入力軸回転速度ＮINを誤って正の値として検出した
場合の破線であり、他方の破線は、その誤って検出した
入力軸回転速度ＮIN’に基づいて算出されたＭＧ１６の
目標回転速度ＮMGO ’を示す破線である。このように、
入力軸２６の回転方向が判断できないと、第２クラッチ
Ｃ２を構成する摩擦板の回転速度を同期させられない場
合も生じ得るが、本実施例では、レゾルバとしての機能
を有するＲＭＧ７０から、後輪８０、８２の回転方向を
表す信号が出力される。そして、後輪８０、８２の回転
方向と入力軸２６の回転方向は一対一に対応するので、
本実施例では、ＭＧ１６の回転速度ＮMGが誤って制御さ
れることはない。
【００４０】 （数式１） ＮMGO ＝（ＮIN−ρＮE ）／（１−ρ）
【００４１】図１２は、前記ハイブリッド制御装置１０
４によるＭＧ１６の回転制御作動の要部を説明するフロ
ーチャートである。このフローチャートは、予め設定さ
れた比較的短い所定周期（たとえば数十ミリ秒）毎に実
行される。
【００４２】図１２において、ニュートラル状態判定手
段１３０に対応するステップＳ１（以下、ステップを省
略する。）では、シフトレバー９０の操作位置ＰSHが、
非走行レンジすなわちＮレンジまたはＰレンジであるか
否かが判断される。
【００４３】上記Ｓ１の判断が否定された場合には、本
ルーチンは終了させられるが、肯定された場合には、続
いて、ニュートラルモード判定手段１３２に対応するＳ
２乃至Ｓ４が実行される。まず、エンジン作動判定手段
１３４に対応するＳ２において、エンジン１４が作動し
ているか否かが判断される。このＳ２の判断が否定され
た場合には、エンジン１４は停止しているので、続くニ
ュートラルモード１判定手段１３６に対応するＳ３にお
いて、ニュートラルモード１の状態であると判定され
る。一方、上記Ｓ２の判断が肯定された場合には、エン
ジン１４は作動しているので、続くニュートラルモード
２判定手段１３８に対応するＳ５において、ニュートラ
ルモード２の状態であると判定される。
【００４４】ニュートラルモード１の状態では、次に成
立させられる駆動モードは、第１クラッチＣ１の係合に
基づいて達成される。従って、前記Ｓ３においてニュー
トラルモード１の状態であると判定された場合には、続
いて、第１同期制御手段１４０に対応するＳ５が実行さ
れて、図示しない入力軸回転速度センサからの出力およ
び前記ＲＭＧ７０から出力された後輪８０、８２の回転
方向により決定された入力軸回転速度ＮINと、図示しな
いＭＧ回転速度センサにより検出されるＭＧ１６の回転
速度ＮMGとが一致するように、そのＭＧ１６の回転速度
ＮMGがフィードバック制御される。
【００４５】また、ニュートラルモード２の状態では、
次に成立させられる駆動モードは、第２クラッチＣ２の
係合に基づいて達成される。従って、前記Ｓ４において
ニュートラルモード２の状態であると判定された場合に
は、続いて、第２同期制御手段１４２に対応するＳ６が
実行されて、入力軸回転速度ＮINとリングギヤ３２の回
転速度ＮR とを一致させるためのＭＧ１６の目標回転速
度ＮMGO が、図示しないエンジン回転速度センサにより
検出されたエンジン回転速度ＮE と、図示しない入力軸
回転速度センサの出力および前記ＲＭＧ７０から出力さ
れた後輪８０、８２の回転方向により決定された入力軸
回転速度ＮINとに基づいて、前記数式１から算出され、
その算出された目標回転速度ＮMGO と、図示しないＭＧ
回転速度センサにより検出される実際のＭＧ１６の回転
速度ＮMGとが一致するようにＭＧ１６の回転がフィード
バック制御される。
【００４６】上述のように、本実施例によれば、ニュー
トラルモード判定手段１３２（Ｓ２乃至Ｓ４）によりニ
ュートラルモード１であると判定された場合には、次に
係合させられる第１クラッチＣ１を構成する１対の摩擦
部材の回転が第１同期制御手段１４０（Ｓ５）により相
互に同期させられる。また、ニュートラルモード判定手
段１３２（Ｓ２乃至Ｓ４）によりニュートラルモード２
であると判定された場合には、次に係合させられる第２
クラッチＣ２を構成する１対の摩擦部材の回転が第２同
期制御手段１４２（Ｓ６）により相互に同期させられ
る。このため、ニュートラル状態に続く駆動モードで係
合させられるクラッチＣ１またはＣ２が予め同期させら
れるので、そのクラッチＣ１またはＣ２の係合によるシ
ョックが軽減され、且つ、迅速なシフト応答性が得られ
る。
【００４７】また、本実施例によれば、エンジン１４の
回転ではなく、ＭＧ１６の回転を用いてクラッチＣ１ま
たはＣ２が同期制御されるので、変速機２０の入力軸回
転速度ＮINに関して広い範囲で対応できる利点がある。
【００４８】また、本実施例によれば、第１同期制御手
段１４０（Ｓ５）および第２同期制御手段１４２（Ｓ
６）において、後輪８０、８２の回転方向に基づいてク
ラッチＣ１またはＣ２の摩擦部材の回転が相互に同期さ
せられるので、車両が前進および後進のいずれであって
も、確実に、ニュートラル状態に続く駆動モードで係合
させられるクラッチＣ１またはＣ２を予め同期させるこ
とができる。
【００４９】また、本実施例によれば、前記ニュートラ
ルモード判定手段１３２（Ｓ２乃至Ｓ４）は、クラッチ
Ｃ１およびＣ２が共に開放されたニュートラル状態にお
いて、エンジン１４の作動状態に基づいてニュートラル
モード１であるか或いはニュートラルモード２であるか
を判定するものであるので、ニュートラルモード１およ
びニュートラルモード２は、確実に選択される。
【００５０】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明は他の態様においても適用される。
【００５１】たとえば、前述の実施例において、図１２
のフローチャートのＳ１では、シフトレバー９０の操作
位置ＰSHが非走行レンジであるか否かに基づいて、ニュ
ートラル状態を判定していた。すなわち運転者による操
作によりニュートラル状態とされる場合のみを判定して
いたが、運転者の操作によらず自動的にニュートラル状
態とされた場合をも含めてニュートラル状態を判定する
ように構成されてもよい。たとえば、低μ路でＡＢＳが
作動した場合、ＡＢＳ作動中のショックを軽減するため
に、タイヤスリップ時に自動的にニュートラル状態とす
ることがあるが、そのような場合にもニュートラル状態
であると判定されて、図１２のＳ２以降が実行されても
よい。
【００５２】また、前述の実施例の前後輪駆動車両は、
前輪６６、６８をエンジン１４およびＭＧ１６を備えた
主駆動装置１０が駆動し、後輪８０、８２をＲＭＧ７０
を備えた副駆動装置１２が駆動する形式であったが、後
輪８０、８２を主駆動装置１０が駆動し、前輪６６、６
８を副駆動装置１２が駆動する形式であってもよいし、
副駆動装置１２が設けられていない車両であってもよ
い。
【００５３】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、
本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加
えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された４輪駆動車両における動力
伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の遊星歯車装置を制御する油圧制御回路の
要部を説明する図である。
【図３】図１の４輪駆動車両に設けられた制御装置を説
明する図である。
【図４】図３のエンジン制御装置により制御されるエン
ジンの運転点の目標である最良燃費率曲線を示す図であ
る。
【図５】シフト操作により選択される複数の運転モード
を示す図表である。
【図６】サンギヤ回転速度軸Ｓ、リングギヤ回転速度
Ｒ、およびキャリヤ回転速度軸Ｃ（縦軸）と変速比軸
（横軸）とから描かれる共線図であって、直結モードお
よびＴＣモードにおける各回転速度を示す図である。
【図７】図３のハイブリッド制御装置によるＭＧ１６の
回転制御機能の要部を説明する機能ブロック線図であ
る。
【図８】図６と同様の縦軸および横軸を有する共線図で
あって、エンジンが停止している状態で、入力軸回転速
度ＮINにＭＧ１６の回転速度ＮMGが同期させられた状態
の共線図を示している。
【図９】図６と同様の縦軸および横軸を有する共線図で
あって、エンジンが作動し且つ車両が前進している状態
において、入力軸回転速度ＮINにリングギヤの回転速度
ＮR が一致させられた状態の共線図である。
【図１０】図６と同様の縦軸および横軸を有する共線図
であって、エンジンが起動し且つ車両が停止している状
態において、入力軸回転速度ＮINにリングギヤの回転速
度ＮR が一致させられた状態の共線図である。
【図１１】図６と同様の縦軸および横軸を有する共線図
であって、エンジンが起動し且つ車両が後進している状
態において、入力軸回転速度ＮINにリングギヤの回転速
度ＮR が一致させられた状態の共線図である。
【図１２】図３のハイブリッド制御装置によるＭＧ１６
の回転制御作動の要部を説明するフローチャートであ
る。
【符号の説明】
１４：エンジン（内燃機関） １６：モータジェネレータ（ＭＧ） １８：遊星歯車装置 ２０：無段変速機 ２４：サンギヤ（第１回転要素） ２８：キャリヤ（第２回転要素） ３２：リングギヤ（第３回転要素） １０４：ハイブリッド制御装置 １３２：ニュートラルモード判定手段 １４０：第１同期制御手段 １４２：第２同期制御手段 Ｃ１：第１クラッチ Ｃ２：第２クラッチ
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ Ｆ１６Ｄ 48/02 Ｆ１６Ｄ 25/14 ６４０Ａ (72)発明者 遠藤 弘淳 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3D039 AA01 AA03 AA04 AA07 AB27 AC03 AC21 AC24 AC26 AC34 AD03 AD06 AD11 AD44 AD53 3D041 AA26 AA59 AA66 AB01 AC01 AC20 AD00 AD01 AD04 AD10 AD22 AD23 AD31 AD51 AE02 AE04 AE07 AE09 AE11 AE15 AE36 AE43 AF09 3G093 AA07 AA16 BA03 BA15 BA19 CB05 DA06 DB05 DB11 EB03 EB08 EC01 FA07 3J057 AA04 BB04 GA66 GB02 GB27 GE05 HH02 JJ02 5H115 PG04 PI16 PI29 PU01 PU23 PU25 QE14 QE15 QE16 QI04 QI07 QN03 RB08 RE05 RE06 RE13 SE04 SE05 SE06 SE08 SJ12 SJ13 TB01 TI01 TO21 TO23

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 遊星歯車装置の第１回転要素が内燃機関
    に連結され、該遊星歯車装置の第２回転要素が第１モー
    タジェネレータに連結されるとともに第１クラッチを介
    して変速機に連結され、該遊星歯車装置の第３回転要素
    が第２クラッチを介して該変速機に連結される形式のハ
    イブリッド車両の制御装置であって、 前記第１クラッチおよび第２クラッチが共に開放された
    ニュートラル状態において、該第１クラッチおよび第２
    クラッチのいずれが次の走行に係合させられるかに基づ
    いて第１ニュートラルモードであるか或いは第２ニュー
    トラルモードであるかを判定するニュートラルモード判
    定手段と、 該ニュートラルモード判定手段により第１ニュートラル
    モードであると判定された場合には、前記第１クラッチ
    を構成する１対の摩擦部材の回転を相互に同期させる第
    １同期制御手段と、 前記ニュートラルモード判定手段により第２ニュートラ
    ルモードであると判定された場合には、前記第２クラッ
    チを構成する１対の摩擦部材の回転を相互に同期させる
    第２同期制御手段とを、含む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】 前記第１同期制御手段或いは第２同期制
    御手段は、前記第１モータジェネレータを用いて前記第
    １クラッチ或いは第２クラッチを構成する１対の摩擦部
    材の回転の同期制御を行うものである請求項１のハイブ
    リッド車両の制御装置。
  3. 【請求項３】 前記ハイブリッド車両の前輪および後輪
    のうちの一方は前記変速機を介して前記内燃機関および
    前記第１モータジェネレータに連結され、他方の車輪に
    は、被駆動時において該他方の車輪の回転方向を表す信
    号を出力する第２モータジェネレータが連結され、前記
    第１同期制御手段は、該第２モータジェネレータから出
    力された信号が表す車輪の回転方向に基づいて、前記第
    １クラッチを構成する１対の摩擦部材の回転を相互に同
    期させ、前記第２同期制御手段は、該第２モータジェネ
    レータから出力された信号が表す車輪の回転方向に基づ
    いて、前記第２クラッチを構成する１対の摩擦部材の回
    転を相互に同期させるものである請求項１または２のハ
    イブリッド車両の制御装置。
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