JP2002089688A

JP2002089688A - 車両用駆動制御装置

Info

Publication number: JP2002089688A
Application number: JP2000283706A
Authority: JP
Inventors: Toshibumi Takaoka; 俊文高岡; Hiroshi Kanai; 弘金井; Takashi Kaji; 恭士梶
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2002-03-27
Anticipated expiration: 2020-09-19
Also published as: JP4557402B2

Abstract

(57)【要約】【課題】エンジンを停止するとともに動力断続機構を
遮断してエンジンを切り離し、モータジェネレータによ
り回生制動する回生制動モードから、エンジンを用いて
走行する直結モードへ移行する際に、動力断続機構が速
やかに同期して係合させられることによりエンジンの駆
動力が速やかに得られるようにする。【解決手段】アクセルＯＮに伴って回生制動モード
（Ｃ１が係合でＣ２、Ｂ１が解放）から直結モード（Ｃ
１、Ｃ２が係合でＢ１が解放）へ切り換える際に、入力
軸回転速度Ｎin（モータ回転速度Ｎｍ）が低下するよう
に変速機１２を変速制御し、エンジン回転速度Ｎｅとモ
ータ回転速度Ｎｍとが速やかに同期するようにして、第
２クラッチＣ２を速やかに係合させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両用駆動制御装置
に係り、特に、動力断続機構を遮断した原動機動力遮断
モードから原動機を用いて走行する原動機走行モードへ
切り換える際に、原動機の作動で動力断続機構が同期す
るまでの時間を短縮する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】(a) 変速機に接続されて車両を推進する
電動モータと、(b) 動力断続機構を介して前記変速機に
接続されて車両を推進する内燃機関と、を有するハイブ
リッド車両が知られている。このようなハイブリッド車
両において、前記動力断続機構が遮断されるとともに前
記内燃機関が停止する内燃機関停止モード、例えば電動
モータで走行するモータ走行モードなど、から内燃機関
を用いて走行する内燃機関走行モードへ切り換える際に
は、内燃機関を始動して動力断続機構の入出力回転速度
が略同期した後にその動力断続機構を接続し、内燃機関
の出力を変速機側へ伝達させるのが普通である。その場
合に、内燃機関を作動させて動力断続機構の入出力回転
速度を略同期させるまでの時間が長く、応答性が悪くて
運転者にもたもた感を生じさせることがあるため、一時
的に電動モータのトルクを増大させてアシストすること
が提案されている。例えば、特開平９−３２２３０５号
公報に記載の装置はその一例である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに電動モータでアシストしようとすると、電動モータ
の定格やバッテリを大きくする必要があるため、車両へ
の搭載スペースが大きくなるとともにコストが高くなる
という問題がある。

【０００４】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、内燃機関等の原動機
の停止モードからその原動機を用いて走行する原動機走
行モードへ移行する際に、動力断続機構が速やかに同期
して原動機の駆動力が速やかに得られるようにすること
にある。

【０００５】

【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) 動力断続機構を介して変速機に
接続されて車両を推進する原動機と、(b) 車両走行中
に、前記動力断続機構が遮断される原動機動力遮断モー
ドからその原動機を用いて走行する原動機走行モードへ
切り換える際に、その原動機が作動させられて前記動力
断続機構の入出力回転速度が略同期した後にその動力断
続機構を接続して、その原動機の出力を前記変速機側へ
伝達する同期接続手段と、を有する車両用駆動制御装置
において、(c) 前記原動機動力遮断モードから前記原動
機走行モードへ切り換える際に、前記動力断続機構の入
出力回転速度が略同期するまでの同期所要時間が短縮さ
れるように、前記変速機の変速比を制御する同期用変速
比制御手段を設けたことを特徴とする。

【０００６】第２発明は、第１発明の車両用駆動制御装
置において、前記原動機動力遮断モードは前記原動機を
停止させるモードであることを特徴とする。

【０００７】第３発明は、第２発明の車両用駆動制御装
置において、前記同期用変速比制御手段は、前記動力断
続機構の出力回転速度が、前記原動機が自力回転できる
範囲で予め定められた所定の低回転速度で略同期する回
転速度になるように、前記変速機の変速比を車速に応じ
て制御するものであることを特徴とする。

【０００８】第４発明は、第１発明〜第３発明の何れか
の車両用駆動制御装置において、(a) 前記原動機動力遮
断モードは、運転者の加速要求が無い場合に、前記変速
機を介して車両の運動エネルギーで回転駆動される発電
機により回生制動力を発生する回生制動モードであり、
(b) 運転者の所定の加速要求に伴ってその回生制動モー
ドから前記原動機走行モードへ切り換えられることを特
徴とする。

【０００９】第５発明は、第１発明〜第４発明の何れか
の車両用駆動制御装置において、前記同期用変速比制御
手段は、前記原動機動力遮断モードによる走行時に前記
変速機の変速比を前記同期所要時間が短縮されるように
定められた所定の変速比に予め変更しておくものである
ことを特徴とする。

【００１０】第６発明は、第４発明の車両用駆動制御装
置において、(a) 前記回生制動モードによる走行時に
は、前記発電機の回生効率に基づいて前記変速機の変速
比が定められており、(b) 前記同期用変速比制御手段
は、運転者の所定の加速要求があった後に前記変速機の
変速比を変更するものであることを特徴とする。

【００１１】第７発明は、第４発明または第６発明の車
両用駆動制御装置において、(a) 前記発電機は、電動モ
ータとしても機能するモータジェネレータによって構成
されており、(b) 運転者の所定の加速要求に伴って前記
回生制動モードから前記原動機走行モードへ切り換える
際に、前記モータジェネレータを力行制御して駆動力を
発生させるアシスト手段を有することを特徴とする。

【００１２】第８発明は、第１発明〜第７発明の何れか
の車両用駆動制御装置において、前記原動機は内燃機関
で、前記変速機は無段変速機であることを特徴とする。

【００１３】

【発明の効果】このような車両用駆動制御装置において
は、原動機動力遮断モードから原動機走行モードへ切り
換える際に、同期所要時間が短くなるように同期用変速
比制御手段によって変速機の変速比が制御されるため、
同期後に動力断続機構が係合させられて原動機の駆動力
が得られるようになるまでの応答性が向上する。

【００１４】第３発明では、動力断続機構の出力回転速
度が、原動機が自力回転できる範囲で予め定められた所
定の低回転速度で略同期する回転速度になるように、変
速機の変速比が車速に応じて制御されるため、動力断続
機構の接続に伴って原動機がストール（失速）すること
を回避しつつ出来るだけ短時間で同期させられるように
なり、車速に影響されることなく常に高い応答性で原動
機の駆動力が得られるようになる。

【００１５】第４発明では、原動機動力遮断モードが発
電機により回生制動力を発生する回生制動モードであ
り、動力断続機構が遮断されて原動機が切り離されるこ
とにより、発電機により効率良く回生して電気エネルギ
ーを得ることができる。

【００１６】第５発明では、原動機動力遮断モードによ
る走行時に変速機の変速比が予め同期用に変更されてい
るため、運転者の加速要求などで原動機走行モードへの
切換判断が為されてから変速比を変更する場合に比較し
て、変速に要する時間が長い場合でも同期所要時間が短
縮され、原動機の駆動力が得られるようになるまでの応
答性が向上する。

【００１７】第６発明では、回生制動モードによる走行
時には、発電機の回生効率に基づいて変速機の変速比が
定められており、運転者の加速要求があった後に変速機
の変速比が同期用に変更されるため、回生制動モード時
に発電機により効率良く回生して電気エネルギーを得る
ことができる。

【００１８】第７発明では、運転者の加速要求に伴って
回生制動モードから原動機走行モードへ切り換える際
に、モータジェネレータを力行制御して駆動力を発生さ
せるため、モード切換時に原動機の駆動力が得られるよ
うになるまでのもたつき感が軽減される。その場合に、
変速機の変速比が同期用に変更されることにより、モー
タジェネレータの回転速度は一般に小さくなるため、小
型のモータジェネレータであっても大きなトルクを発生
させることが可能で、優れたアシスト性能が得られる。

【００１９】第８発明では、原動機が内燃機関であるた
め、始動から同期までの回転上昇の応答性が電動モータ
に比較して悪く、変速機の変速比を同期用に変更するこ
とによる応答性の向上効果が顕著である。また、変速機
が無段変速機であるため、同期用変速比制御手段による
同期用変速制御や、その後に通常の変速比へ移行する際
の変速制御などをスムーズに行うことができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明は、例えば(a) 動力断続機
構を介して変速機に接続されて車両を推進する第１原動
機（内燃機関など）と、(b) 前記変速機に接続されて車
両を推進する第２原動機（電動モータ或いはモータジェ
ネレータなど）と、を有するハイブリッド車両に好適に
適用されるが、その他のハイブリッド車両や単一の原動
機を有する車両であっても、車両走行中に所定の条件下
で原動機が停止、再作動させられる場合には適用され得
る。

【００２１】動力断続機構は動力の伝達を遮断したり接
続（伝達）したりするもので、油圧式や電磁式などの摩
擦クラッチや摩擦ブレーキが好適に用いられるが、例え
ば同期機構付きの噛合クラッチなどを用いることもでき
る。ハイブリッド車両の場合、例えば遊星歯車装置など
の合成分配機構を含んで動力断続機構を構成することも
できる。例えば、(a) サンギヤに内燃機関が連結される
とともにキャリアにモータジェネレータが連結されたダ
ブルピニオン型の遊星歯車装置と、(b) その遊星歯車装
置のリングギヤをケースに連結する第１ブレーキと、
(c) 前記キャリアを変速機に連結する第１クラッチと、
(d) 前記リングギヤを前記変速機に連結する第２クラッ
チと、を有するハイブリッド車両の場合に、内燃機関を
原動機とした場合、走行モードによって異なるが遊星歯
車装置や第１クラッチ、第２クラッチ、第１ブレーキに
よって動力断続機構が構成される。第１クラッチを係合
するとともに第２クラッチおよび第１ブレーキを解放し
た回生制動モード（或いはモータ走行モード）を原動機
動力遮断モード、第１クラッチおよび第２クラッチを係
合するとともに第１ブレーキを解放した直結モードを原
動機走行モードとすると、原動機動力遮断モードでは第
２クラッチおよび第１ブレーキが解放されることにより
原動機と変速機との間の動力伝達が遮断される。

【００２２】また、動力断続機構の同期は、必ずしもそ
の入出力回転速度が一致する場合だけでなく、例えば上
記ハイブリッド車両において、第１クラッチ、第１ブレ
ーキを係合するとともに第２クラッチを解放して内燃機
関により後進走行する状態を原動機走行モード、第１ク
ラッチを係合するとともに第１ブレーキおよび第２クラ
ッチを解放して内燃機関を停止させる状態を原動機動力
遮断モードとすると、原動機動力遮断モードから内燃機
関を始動してリングギヤの回転が略零になった状態が同
期となり、その状態で第１ブレーキを係合させれば良
い。その場合は、動力断続機構の入力回転速度（内燃機
関の回転速度）と出力回転速度（変速機の入力回転速
度）とが一致しない。

【００２３】同期用変速比制御手段による同期用変速比
は、例えば第３発明のように動力断続機構の出力回転速
度が所定速度になるように車速に応じて制御されるが、
最小変速比など予め一定の変速比を設定することも可能
であるなど、原動機の種類などに応じて適宜定められ
る。

【００２４】原動機動力遮断モードは、第２発明では原
動機が停止させられるが、第１発明の実施に際しては、
原動機が所定の作動状態に維持されるようになっていて
も良い。その場合は、同期用変速比制御手段は、例えば
動力断続機構の出力回転速度が、作動状態の原動機の回
転速度に対して略同期する回転速度になるように、変速
機の変速比を車速に応じて制御するように構成される。

【００２５】第４発明では、原動機動力遮断モードが発
電機によって回生制動力を発生する回生制動モードであ
るが、他の発明の実施に際しては、単に原動機を停止す
るだけでも良いし、変速機に接続された電動モータによ
って走行するモータ走行モードであっても良いなど、種
々の態様が可能である。

【００２６】第５発明では、原動機動力遮断モードによ
る走行時に予め変速機の変速比が同期用に変更される
が、他の発明の実施に際しては、原動機動力遮断モード
による走行時の変速機の変速比は適宜設定され、原動機
走行モードへの切換判断が為された後に同期用変速比へ
変更するようになっていても良い。

【００２７】第６発明では、発電機の回生効率に基づい
て例えば最も効率の良い回転速度になるように車速に応
じて変速比が設定されるが、バッテリの充電効率や運転
者のブレーキ要求量など回生効率以外の条件を考慮した
り、同期用変速比制御手段による変速比の変更時に所定
の応答性が得られるようにガードを設けたりすることも
可能である。

【００２８】第８発明では、変速機としてベルト式、ト
ロイダル式等の無段変速機が用いられるが、他の発明で
は遊星歯車式、２軸噛合式等の有段の変速機を用いるこ
とも可能である。この変速機は、変速比（変速段を含
む）を電気的に変更できるものであれば良い。

【００２９】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。図１は、本発明の一実施例である車両
用駆動制御装置としてのハイブリッド駆動制御装置１０
を説明する概略構成図で、図２は変速機１２を含む骨子
図であり、このハイブリッド駆動制御装置１０は、燃料
の燃焼で動力を発生する内燃機関としてのエンジン１
４、電動モータおよび発電機として用いられるモータジ
ェネレータ１６、およびダブルピニオン型の遊星歯車装
置１８を備えて構成されている。遊星歯車装置１８のサ
ンギヤ１８ｓにはエンジン１４が連結され、キャリア１
８ｃにはモータジェネレータ１６が連結され、リングギ
ヤ１８ｒは第１ブレーキＢ１を介してケース２０に連結
されるようになっている。また、キャリア１８ｃは第１
クラッチＣ１を介して変速機１２の入力軸２２に連結さ
れ、リングギヤ１８ｒは第２クラッチＣ２を介して入力
軸２２に連結されるようになっている。遊星歯車装置１
８は歯車式の合成分配装置に相当し、サンギヤ１８ｓは
第１回転要素、キャリア１８ｃは第２回転要素、リング
ギヤ１８ｒは第３回転要素に相当する。上記エンジン１
４、モータジェネレータ１６は、第１原動機、第２原動
機に相当し、エンジン１４は第１発明の原動機に相当す
る。また、遊星歯車装置１８は、ブレーキＢ１、クラッ
チＣ１、Ｃ２と共に動力断続機構を構成している。

【００３０】上記クラッチＣ１、Ｃ２および第１ブレー
キＢ１は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合
させられる湿式多板式の油圧式摩擦係合装置で、油圧制
御回路２４から供給される作動油によって摩擦係合させ
られるようになっている。図３は、油圧制御回路２４の
要部を示す図で、電動ポンプを含む電動式油圧発生装置
２６で発生させられた元圧ＰＣが、マニュアルバルブ２
８を介してシフトレバー３０（図１参照）のシフトポジ
ションに応じて各クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１へ
供給されるようになっている。シフトレバー３０は、運
転者によって操作されるシフト操作部材で、本実施例で
は「Ｂ」、「Ｄ」、「Ｎ」、「Ｒ」、「Ｐ」の５つのシ
フトポジションに選択操作されるようになっており、マ
ニュアルバルブ２８はケーブルやリンク等を介してシフ
トレバー３０に連結され、そのシフトレバー３０の操作
に従って機械的に切り換えられるようになっている。

【００３１】「Ｂ」ポジションは、前進走行時に変速機
１２のダウンシフトなどにより比較的大きな動力源ブレ
ーキが発生させられるシフトポジションで、「Ｄ」ポジ
ションは前進走行するシフトポジションであり、これ等
のシフトポジションでは出力ポート２８ａからクラッチ
Ｃ１およびＣ２へ元圧ＰＣが供給される。第１クラッチ
Ｃ１へは、シャトル弁３１を介して元圧ＰＣが供給され
るようになっている。「Ｎ」レンジは動力源からの動力
伝達を遮断するシフトポジションで、「Ｒ」ポジション
は後進走行するシフトポジションで、「Ｐ」ポジション
は動力源からの動力伝達を遮断するとともに図示しない
パーキングロック装置により機械的に駆動輪の回転を阻
止するシフトポジションであり、これ等のシフトポジシ
ョンでは出力ポート２８ｂから第１ブレーキＢ１へ元圧
ＰＣが供給される。出力ポート２８ｂから出力された元
圧ＰＣは戻しポート２８ｃへも入力され、上記「Ｒ」ポ
ジションでは、その戻しポート２８ｃから出力ポート２
８ｄを経てシャトル弁３１から第１クラッチＣ１へ元圧
ＰＣが供給されるようになっている。

【００３２】クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１
には、それぞれコントロール弁３２、３４、３６が設け
られ、それ等の油圧Ｐ_C1、Ｐ_C2、Ｐ_B1が制御されるよう
になっている。クラッチＣ１の油圧Ｐ_C1についてはＯＮ
−ＯＦＦ弁３８によって調圧され、クラッチＣ２および
ブレーキＢ１についてはリニアソレノイド弁４０によっ
て調圧されるようになっている。

【００３３】そして、上記クラッチＣ１、Ｃ２、および
ブレーキＢ１の作動状態に応じて、図４に示す各走行モ
ードが成立させられる。すなわち、「Ｂ」レンジまたは
「Ｄ」レンジでは、「ＥＴＣモード」、「直結モー
ド」、「モータ走行モード（前進）」の何れかが成立さ
せられ、「ＥＴＣモード」では、第２クラッチＣ２を係
合するとともに第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ
１を解放した状態で、エンジン１４およびモータジェネ
レータ１６を共に作動させて車両を前進走行させる。
「直結モード」では、クラッチＣ１、Ｃ２を係合すると
ともに第１ブレーキＢ１を解放した状態で、エンジン１
４を作動させて車両を前進走行させる。また、「モータ
走行モード（前進）」では、第１クラッチＣ１を係合す
るとともに第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１を
解放した状態で、モータジェネレータ１６を作動させて
車両を前進走行させる。「モータ走行モード（前進）」
ではまた、アクセルＯＦＦ時などにモータジェネレータ
１６を回生制御することにより、車両の運動エネルギー
で発電してバッテリ４２（図１参照）を充電するととも
に車両に制動力を発生させることができる。

【００３４】図５は、上記前進モードにおける遊星歯車
装置１８の作動状態を示す共線図で、「Ｓ」はサンギヤ
１８ｓ、「Ｒ」はリングギヤ１８ｒ、「Ｃ」はキャリア
１８ｃを表しているとともに、それ等の間隔はギヤ比ρ
（＝サンギヤ１８ｓの歯数／リングギヤ１８ｒの歯数）
によって定まる。具体的には、「Ｓ」と「Ｃ」の間隔を
１とすると、「Ｒ」と「Ｃ」の間隔がρになり、本実施
例ではρが０．６程度である。また、(a) のＥＴＣモー
ドにおけるトルク比は、エンジントルクＴｅ：ＣＶＴ入
力軸トルクＴin：モータトルクＴｍ＝ρ：１：１−ρで
あり、モータトルクＴｍはエンジントルクＴｅより小さ
くて済むとともに、定常状態ではそれ等のモータトルク
ＴｍおよびエンジントルクＴｅを加算したトルクがＣＶ
Ｔ入力軸トルクＴinになる。ＣＶＴは無段変速機の意味
であり、本実施例では変速機１２としてベルト式無段変
速機が設けられている。

【００３５】図４に戻って、「Ｎ」レンジまたは「Ｐ」
レンジでは、「ニュートラル」または「充電・Ｅｎｇ始
動モード」の何れかが成立させられ、「ニュートラル」
ではクラッチＣ１、Ｃ２および第１ブレーキＢ１の何れ
も解放する。「充電・Ｅｎｇ始動モード」では、クラッ
チＣ１、Ｃ２を解放するとともに第１ブレーキＢ１を係
合し、モータジェネレータ１６を逆回転させてエンジン
１４を始動したり、エンジン１４により遊星歯車装置１
８を介してモータジェネレータ１６を回転駆動するとと
もにモータジェネレータ１６を発電制御して発電し、バ
ッテリ４２（図１参照）を充電したりする。

【００３６】「Ｒ」レンジでは、「モータ走行モード
（後進）」または「フリクション走行モード」が成立さ
せられ、「モータ走行モード（後進）」では、第１クラ
ッチＣ１を係合するとともに第２クラッチＣ２および第
１ブレーキＢ１を解放した状態で、モータジェネレータ
１６を逆方向へ回転駆動してキャリア１８ｃ更には入力
軸２２を逆回転させることにより車両を後進走行させ
る。「フリクション走行モード」は、上記「モータ走行
モード（後進）」での後進走行時にアシスト要求が出た
場合に実行されるもので、エンジン１４を始動してサン
ギヤ１８ｓを正方向へ回転させるとともに、そのサンギ
ヤ１８ｓの回転に伴ってリングギヤ１８ｒが正方向へ回
転させられている状態で、第１ブレーキＢ１をスリップ
係合させてそのリングギヤ１８ｒの回転を制限すること
により、キャリア１８ｃに逆方向の回転力を作用させて
後進走行をアシストするものである。

【００３７】前記変速機１２はベルト式無段変速機で、
その出力軸４４からカウンタ歯車４６を経て差動装置４
８のリングギヤ５０に動力が伝達され、その差動装置４
８により左右の駆動輪５２に動力が分配される。

【００３８】本実施例のハイブリッド駆動制御装置１０
は、図１に示すＨＶＥＣＵ６０によって走行モードが切
り換えられるようになっている。ＨＶＥＣＵ６０は、Ｃ
ＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えていて、ＲＡＭの一時記
憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラム
に従って信号処理を実行することにより、電子スロット
ルＥＣＵ６２、エンジンＥＣＵ６４、Ｍ／ＧＥＣＵ６
６、Ｔ／ＭＥＣＵ６８、前記油圧制御回路２４のＯＮ−
ＯＦＦ弁３８、リニアソレノイド弁４０、エンジン１４
のスタータ７０などを制御する。電子スロットルＥＣＵ
６２はエンジン１４の電子スロットル弁７２を開閉制御
するもので、エンジンＥＣＵ６４はエンジン１４の燃料
噴射量や可変バルブタイミング機構、点火時期などによ
りエンジン出力を制御するもので、Ｍ／ＧＥＣＵ６６は
インバータ７４を介してモータジェネレータ１６の力行
トルクや回生制動トルク等を制御するもので、Ｔ／ＭＥ
ＣＵ６８は変速機１２の変速比γ（＝入力軸回転速度Ｎ
in／出力軸回転速度Ｎout ）やベルト張力などを制御す
るものである。前記油圧制御回路２４は、変速機１２の
変速比γやベルト張力を制御するための回路を備えてい
る。スタータ７０は電動モータで、モータ軸に設けられ
たピニオンをエンジン１４のフライホイール等に設けら
れたリングギヤに噛み合わせてエンジン１４をクランキ
ングするものである。

【００３９】上記ＨＶＥＣＵ６０には、アクセル操作量
センサ７６からアクセル操作部材としてのアクセルペダ
ル７８の操作量θacを表す信号が供給されるとともに、
シフトポジションセンサ８０からシフトレバー３０の操
作ポジション（シフトポジション）を表す信号が供給さ
れる。また、エンジン回転速度センサ８２、モータ回転
速度センサ８４、入力軸回転速度センサ８６、出力軸回
転速度センサ８８から、それぞれエンジン回転速度（回
転数）Ｎｅ、モータ回転速度（回転数）Ｎｍ、入力軸回
転速度（入力軸２２の回転速度）Ｎin、出力軸回転速度
（出力軸４４の回転速度）Ｎout を表す信号がそれぞれ
供給される。出力軸回転速度Ｎout は車速Ｖに対応す
る。この他、バッテリ４２の蓄電量ＳＯＣなど、運転状
態を表す種々の信号が供給されるようになっている。蓄
電量ＳＯＣは単にバッテリ電圧であっても良いが、充放
電量を逐次積算して求めるようにしても良い。上記アク
セル操作量θacは運転者の出力要求量を表している。

【００４０】図６は、シフトレバー３０が「Ｄ」ポジシ
ョンへ操作されている前進走行中に、アクセルペダル７
８が踏込み操作されているアクセルＯＮ時、言い換えれ
ば運転者の所定の加速要求時には、前記「直結モード」
でエンジン１４を駆動源として走行する一方、アクセル
ペダル７８が踏込み操作されていないアクセルＯＦＦ時
には前記「モータ走行モード（前進）」でモータジェネ
レータ１６を回生制御してバッテリ４２を充電する際の
作動を説明するフローチャートで、上記ＨＶＥＣＵ６０
などの信号処理によって実行される。図６のフローチャ
ートは、車速Ｖなどが「直結モード」の実行条件を満足
する場合に、予め定められた所定のサイクルタイムで繰
り返し実行される。上記「モータ走行モード（前進）」
は原動機動力遮断モード、更には回生制動モードに相当
し、「直結モード」は原動機走行モードに相当する。

【００４１】図６のステップＳ１では、アクセルＯＮか
否かをアクセル操作量θacに基づいて判断し、アクセル
ＯＮであればステップＳ２以下を実行するが、アクセル
ＯＦＦの場合はステップＳ１２以下を実行することによ
り、図４の「モータ走行モード（前進）」で回生制動す
る。すなわち、ステップＳ１２では、第１クラッチＣ１
を係合させるとともに第２クラッチＣ２および第１ブレ
ーキＢ１を解放して「モータ走行モード（前進）」を成
立させる一方、エンジン１４を停止するとともにモータ
ジェネレータ１６を回生制御して、車両の運動エネルギ
ーによりモータジェネレータ１６で発電してバッテリ４
２を充電するとともに、回生制動力を車両に作用させ
る。第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１が解放さ
れることにより、エンジン１４と変速機１２との間の動
力伝達が遮断され、車両の運動エネルギーによってバッ
テリ４２が効率良く充電される。また、ステップＳ１３
では、モータジェネレータ１６の回生効率に基づいて、
基本的には最も高い回生効率で回生が行われるように予
め定められたモータ回転速度Ｎｍになるように変速機１
２の変速比γを車速Ｖに応じて制御する。ブレーキペダ
ルの踏込み操作力など運転者のブレーキ要求量を考慮し
て変速比γを設定するようにしても良い。

【００４２】図７の(a) は、上記「モータ走行モード
（前進）」で回生制動している時の遊星歯車装置１８等
の状態を示す共線図で、車両の運動エネルギーは変速機
１２から第１クラッチＣ１およびキャリア１８ｃを経て
モータジェネレータ１６に伝達されるとともに、エンジ
ン１４は摩擦やポンプ作用による回転抵抗で回転停止
し、リングギヤ１８ｒはギヤ比ρに応じて定まる所定の
回転速度で回転させられる。

【００４３】一方、アクセルＯＮの場合に実行するステ
ップＳ２では、前回のサイクルと今回のサイクルとの間
でアクセルＯＦＦからアクセルＯＮに変化したか否かを
判断し、アクセルＯＦＦからＯＮへ変化した場合はステ
ップＳ３以下の移行制御を実行するが、そうでない場
合、すなわちアクセルＯＮ状態が継続している場合はス
テップＳ１０、Ｓ１１で「直結モード」により通常のエ
ンジン制御および変速比制御を行う。すなわち、クラッ
チＣ１およびＣ２を係合させるとともに第１ブレーキＢ
１を解放して「直結モード」を成立させ、エンジン１４
についてはアクセル操作量θacをパラメータとしてスロ
ットル弁開度や燃料噴射量などを制御し、変速機１２に
ついては、アクセル操作量θacおよび車速Ｖをパラメー
タとして変速比γを制御する。また、モータジェネレー
タ１６については、無負荷状態で回転自在に保持し、エ
ンジン１４と同じ回転速度で回転させられるが、必要に
応じて力行制御してエンジン１４をアシストするように
しても良い。

【００４４】図７の(c) は、上記「直結モード」でエン
ジン１４を駆動源として走行している時の遊星歯車装置
１８等の状態を示す共線図で、クラッチＣ１およびＣ２
が係合させられることにより遊星歯車装置１８は一体回
転させられ、エンジントルクはキャリア１８ｃおよびリ
ングギヤ１８ｒから第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ
２を経て変速機１２へ伝達される。

【００４５】アクセルＯＦＦからＯＮへ変化した時に実
行するステップＳ３以下の移行制御では、ステップＳ３
でモータジェネレータ１６の回生制御を停止し、回転自
在に保持するとともに、ステップＳ４では、スタータ７
０によりエンジン１４をクランキングして始動する。始
動後においては、スロットル弁開度θ_THが予め定められ
た所定値、すなわち略無負荷状態でエンジン回転速度Ｎ
ｅが所定の同期回転速度Ｎ^*を速やかに越えるように設
定された開度に制御される。同期回転速度Ｎ^*は、エン
ジンストールを生じることなく自力回転できる範囲で比
較的低回転の、例えば１０００〜２０００ｒｐｍ程度の
範囲内で一定値、例えば１５００〜１６００ｒｐｍ程度
の値が設定されるが、車速Ｖなどの運転状態をパラメー
タとして設定されるようにしても良い。また、ステップ
Ｓ５では同期用の変速制御を行い、変速機１２の入力軸
回転速度Ｎinすなわちモータ回転速度Ｎｍが、上記同期
回転速度Ｎ^*と略一致するように、変速機１２の変速比
γを車速Ｖに応じて制御する。通常は、この同期回転速
度Ｎ^*は、前記ステップＳ１３の回生効率が優れたモー
タ回転速度Ｎｍよりも低く、変速比γが小さくなるよう
にアップシフトされる。このステップＳ５は同期用変速
比制御手段として機能しており、Ｔ／ＭＥＣＵ６８によ
って実行される。

【００４６】次のステップＳ６では、「直結モード」で
係合させるべき第２クラッチＣ２の入出力回転速度が略
一致する同期状態になったか否か、言い換えればエンジ
ン回転速度Ｎｅとモータ回転速度Ｎｍとが略一致するか
否か、を判断する。そして、Ｎｅ≒Ｎｍになったら、ス
テップＳ７を実行して第２クラッチＣ２を係合させ、
「直結モード」を成立させる。このように同期状態で第
２クラッチＣ２が係合させられることにより、第２クラ
ッチＣ２の耐久性が向上するとともに駆動力変動が抑制
される。これらのステップＳ６およびＳ７は同期接続手
段として機能しており、ＨＶＥＣＵ６０によって実行さ
れる。

【００４７】そして、第２クラッチＣ２が完全に係合さ
せられると、ステップＳ８およびＳ９を実行し、エンジ
ン１４についてはアクセル操作量θacをパラメータとし
てスロットル弁開度や燃料噴射量などを制御する通常の
エンジン制御へ滑らかに移行するとともに、変速機１２
については、アクセル操作量θacおよび車速Ｖをパラメ
ータとして変速比γを制御する通常の変速制御へ滑らか
に移行する。これにより、アクセル操作量θacに応じた
駆動力が得られるようになる。

【００４８】図７の(b) は、上記ステップＳ３以下の移
行制御の時の遊星歯車装置１８等の状態を示す共線図
で、第２クラッチＣ２が解放された状態でエンジン１４
が始動させられることにより、サンギヤ１８ｓの回転速
度が上昇させられ、実線で示すようにサンギヤ１８ｓ、
リングギヤ１８ｒ、およびキャリア１８ｃの回転速度が
略一致する同期状態で第２クラッチＣ２が係合制御され
て、図７(c) の「直結モード」が成立させられる。ま
た、図８の(a) は、本実施例に従って「モータ走行モー
ド（前進）」での回生制動から「直結モード」によるエ
ンジン走行へ移行する際の作動の一例を示すタイムチャ
ートで、時間ｔ₁はアクセルＯＦＦからＯＮへ変化した
時間であり、時間ｔ₂は第２クラッチＣ２が係合して移
行制御が終了した時間である。

【００４９】このようなハイブリッド駆動制御装置１０
においては、「モータ走行モード（前進）」での回生制
動から「直結モード」によるエンジン走行へ切り換える
際に、入力軸回転速度Ｎinすなわちモータ回転速度Ｎｍ
が、エンジン１４が自力回転できる範囲で予め定められ
た比較的低回転の同期回転速度Ｎ^*になるように、変速
機１２の変速比γが車速Ｖに応じて制御されるため、第
２クラッチＣ２の接続に伴ってエンジン１４がストール
（失速）することを回避しつつ同期所要時間が短縮さ
れ、同期後に第２クラッチＣ２が係合させられてエンジ
ン１４の駆動力が得られるようになるまでの応答性が向
上する。

【００５０】因みに、図８の(b) は、変速機１２を例え
ば前記ステップＳ１３で回生効率に基づいて設定した変
速比γのまま、或いは運転者の加速要求時に優れた加速
性能が得られるように設定した比較的大きな変速比γの
状態で、エンジン１４を始動してエンジン回転速度Ｎｅ
がモータ回転速度Ｎｍに略到達した段階で第２クラッチ
Ｃ２を係合制御した場合で、モータ回転速度Ｎｍが比較
的高いため、エンジン１４の駆動力が得られるようにな
るまでの時間ｔ₁〜ｔ₂が本実施例（図８の(a) ）に比
較して長い。

【００５１】また、予め定められた一定の同期回転速度
Ｎ^*になるように変速機１２の変速比γが車速Ｖに応じ
て制御されるため、車速Ｖに影響されることなく常に高
い応答性でエンジン１４の駆動力が得られるようにな
る。

【００５２】また、「モータ走行モード（前進）」での
回生制動時に、第２クラッチＣ２が解放されてエンジン
１４が切り離されるため、モータジェネレータ１６によ
り効率良く回生してバッテリ４２を充電することができ
る。特に、「モータ走行モード（前進）」での回生制動
時には、モータジェネレータ１６の回生効率に基づいて
変速機１２の変速比γが定められており、運転者の加速
要求があった後、すなわちアクセルペダル７８が踏込み
操作された後に、ステップＳ５で変速機１２の変速比γ
を同期用に変更するため、「モータ走行モード（前
進）」での回生制動時にモータジェネレータ１６により
一層効率良く回生して電気エネルギーを得ることができ
る。

【００５３】また、本実施例では原動機がエンジン１４
であるため、始動から同期までの回転上昇の応答性が電
動モータに比較して悪く、変速機１２の変速比γを同期
用に変更することによる応答性の向上効果が顕著である
とともに、変速機１２がベルト式の無段変速機であるた
め、ステップＳ５の同期用変速制御や、その後にステッ
プＳ９で通常の変速比γへ移行する際の変速制御をスム
ーズに行うことができる。

【００５４】なお、上記実施例では「モータ走行モード
（前進）」での回生制動時に、モータジェネレータ１６
の回生効率に基づいて例えば最も効率の良いモータ回転
速度Ｎｍになるように変速機１２の変速比γが定められ
るようになっていたが、この回生制動時における変速比
γの設定を回生効率とは無関係に行うなど、種々の変速
制御を採用できる。

【００５５】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
９は前記図６のフローチャートに対応するもので、この
実施例では、「モータ走行モード（前進）」での回生制
動時に、ステップＳ２０で前記ステップＳ５と同様に同
期用の変速制御を行い、変速機１２の入力軸回転速度Ｎ
inすなわちモータ回転速度Ｎｍが同期回転速度Ｎ^*と略
一致するように、変速機１２の変速比γを車速Ｖに応じ
て制御する。すなわち、図１０のタイムチャートにも示
すように、「モータ走行モード（前進）」での回生制動
時（時間ｔ₁より前）に変速機１２の変速比γが予め同
期用に変更され、モータ回転速度Ｎｍが同期回転速度Ｎ
^*まで低下させられているため、回生制動時の効率は低
下するものの、前記実施例のように運転者の加速要求
（アクセルＯＮ）で「直結モード」への切換判断が為さ
れてから変速比γをアップシフトする場合に比較して、
変速に要する時間が長い場合でも同期所要時間が短縮さ
れ、エンジン１４の駆動力が得られるようになるまでの
応答性が向上する。上記ステップＳ２０は同期用変速比
制御手段として機能しており、Ｔ／ＭＥＣＵ６８によっ
て実行される。

【００５６】図１１は同じく前記図６のフローチャート
に対応するもので、運転者の加速要求（アクセルＯＮ）
で「直結モード」への切換判断が為される（ステップＳ
２がＹＥＳ）と、ステップＳ３０でモータジェネレータ
１６を力行制御して駆動力を発生させ、「直結モード」
への切換が終了してエンジン１４の駆動力が得られるよ
うになると、ステップＳ３１でモータジェネレータ１６
の作動を停止させるものである。図１２は、このような
移行制御におけるタイムチャートの一例で、モード切換
時にエンジン１４の駆動力が得られるようになるまで
（時間ｔ₁〜ｔ₂）のもたつき感が軽減される。その場
合に、変速機１２の変速比γが同期用に変更されること
により、モータジェネレータ１６の回転速度Ｎｍは小さ
くなるため、小型のモータジェネレータ１６であっても
大きなトルクを発生させることが可能で、優れたアシス
ト性能が得られる。図１２の時間ｔ₃は、モータジェネ
レータ１６のアシスト制御が終了した時間である。上記
ステップＳ３０およびＳ３１はアシスト手段として機能
しており、Ｍ／ＧＥＣＵ６６によって実行される。

【００５７】また、図１２は、図１１のステップＳ９で
変速機１２を通常の変速制御へ移行する際に、アクセル
操作量θacおよび車速Ｖをパラメータとして求められる
通常の変速比γよりも所定量、或いは所定割合だけ大き
な変速比γまで一時的にダウンシフトさせた場合で、優
れた加速性能が得られる。この場合の変速比γを、例え
ば車速Ｖ等の運転状態をパラメータとして設定するよう
にしても良い。なお、前記各実施例についても、同様な
ダウンシフト制御を適用することが可能である。

【００５８】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、これ等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ハイブリッド駆動制御装置
を説明する概略構成図である。

【図２】図１のハイブリッド駆動制御装置の動力伝達系
を示す骨子図である。

【図３】図１の油圧制御回路の一部を示す回路図であ
る。

【図４】図１のハイブリッド駆動制御装置において成立
させられる幾つかの走行モードと、クラッチおよびブレ
ーキの作動状態との関係を説明する図である。

【図５】図４のＥＴＣモード、直結モード、およびモー
タ走行モード（前進）における遊星歯車装置の各回転要
素の回転速度の関係を示す共線図である。

【図６】図１のハイブリッド駆動制御装置において、前
進走行時にアクセルのＯＮ、ＯＦＦに伴って「モータ走
行モード」での回生制動と「直結モード」によるエンジ
ン走行とを切り換える際の作動を説明するフローチャー
トである。

【図７】図６のフローチャートに従って「モータ走行モ
ード」での回生制動から「直結モード」によるエンジン
走行へ切り換える際の共線図の変化を示す図である。

【図８】「モータ走行モード」での回生制動から「直結
モード」によるエンジン走行へ切り換える移行時の各部
の作動状態の変化を示すタイムチャートの一例で、(a)
は図６のフローチャートに従って同期用変速制御が行わ
れた場合で、(b) は同期用変速制御を行わない場合であ
る。

【図９】本発明の他の実施例を説明するフローチャート
で、図６に対応する図である。

【図１０】図９のフローチャートに従って「モータ走行
モード」での回生制動から「直結モード」によるエンジ
ン走行へ切り換える移行時の各部の作動状態の変化を示
すタイムチャートの一例である。

【図１１】本発明の更に別の実施例を説明するフローチ
ャートで、図６に対応する図である。

【図１２】図１１のフローチャートに従って「モータ走
行モード」での回生制動から「直結モード」によるエン
ジン走行へ切り換える移行時の各部の作動状態の変化を
示すタイムチャートの一例である。

【符号の説明】

１０：ハイブリッド駆動制御装置（車両用駆動制御装
置）１２：変速機（無段変速機）１４：エンジ
ン（原動機、内燃機関）１６：モータジェネレータ
（発電機、電動モータ）１８：遊星歯車装置（動力
断続機構）６０：ＨＶＥＣＵ６６：Ｍ／ＧＥＣ
Ｕ６８：Ｔ／ＭＥＣＵＣ１、Ｃ２：クラッチ
（動力断続機構）Ｂ１：第１ブレーキ（動力断続機
構）ステップＳ５、Ｓ２０：同期用変速比制御手段ステップＳ６、Ｓ７：同期接続手段ステップＳ３０、Ｓ３１：アシスト手段

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｂ６０Ｋ 41/14 Ｂ６０Ｋ 41/20 41/20 41/28 41/28 Ｂ６０Ｌ 7/10 ＺＨＶＢ６０Ｌ 7/10 ＺＨＶ 11/14 ＺＨＶ 11/14 ＺＨＶＦ０２Ｄ 29/02 ＤＦ０２Ｄ 29/02 Ｆ１６Ｈ 59:40 // Ｆ１６Ｈ 59:40 59:42 59:42 59:44 59:44 59:70 59:70 63:06 63:06 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ (72)発明者金井弘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)発明者梶恭士愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 3D041 AA32 AA51 AB00 AD02 AD10 AD30 AD31 AD51 AE02 AE04 AE07 AE36 3G093 AA06 AA07 AA16 CB06 CB08 DA01 DA06 DB01 DB05 DB11 EA05 EA09 EB03 EC02 3J552 MA07 MA09 MA13 MA30 NA01 NB04 NB06 NB08 PA02 PA20 RA28 RB14 RC07 SA34 SA44 SB01 SB31 SB35 TB02 TB07 UA07 VA32W VA37W VA62Z VA74W VB01W VC01Z VC03Z VD02Z 5H115 PC06 PG04 PI16 PI21 PI29 PO17 PU01 PU23 PU25 PV09 QE08 QI04 QN03 SE02 SE03 SE05 SE08 TB02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動力断続機構を介して変速機に接続され
て車両を推進する原動機と、車両走行中に、前記動力断続機構が遮断される原動機動
力遮断モードから該原動機を用いて走行する原動機走行
モードへ切り換える際に、該原動機が作動させられて前
記動力断続機構の入出力回転速度が略同期した後に該動
力断続機構を接続して、該原動機の出力を前記変速機側
へ伝達する同期接続手段と、を有する車両用駆動制御装置において、前記原動機動力遮断モードから前記原動機走行モードへ
切り換える際に、前記動力断続機構の入出力回転速度が
略同期するまでの同期所要時間が短縮されるように、前
記変速機の変速比を制御する同期用変速比制御手段を設
けたことを特徴とする車両用駆動制御装置。
【請求項２】前記原動機動力遮断モードは前記原動機
を停止させるモードであることを特徴とする請求項１に
記載の車両用駆動制御装置。
【請求項３】前記同期用変速比制御手段は、前記動力
断続機構の出力回転速度が、前記原動機が自力回転でき
る範囲で予め定められた所定の低回転速度で略同期する
回転速度になるように、前記変速機の変速比を車速に応
じて制御するものであることを特徴とする請求項２に記
載の車両用駆動制御装置。
【請求項４】前記原動機動力遮断モードは、運転者の
加速要求が無い場合に、前記変速機を介して車両の運動
エネルギーで回転駆動される発電機により回生制動力を
発生する回生制動モードであり、運転者の所定の加速要求に伴って該回生制動モードから
前記原動機走行モードへ切り換えられることを特徴とす
る請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用駆動制御装
置。
【請求項５】前記同期用変速比制御手段は、前記原動
機動力遮断モードによる走行時に前記変速機の変速比を
前記同期所要時間が短縮されるように定められた所定の
変速比に予め変更しておくものであることを特徴とする
請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用駆動制御装
置。
【請求項６】前記回生制動モードによる走行時には、
前記発電機の回生効率に基づいて前記変速機の変速比が
定められており、前記同期用変速比制御手段は、運転者の所定の加速要求
があった後に前記変速機の変速比を変更するものである
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用駆動制御装
置。
【請求項７】前記発電機は、電動モータとしても機能
するモータジェネレータによって構成されており、運転者の所定の加速要求に伴って前記回生制動モードか
ら前記原動機走行モードへ切り換える際に、前記モータ
ジェネレータを力行制御して駆動力を発生させるアシス
ト手段を有することを特徴とする請求項４または６に記
載の車両用駆動制御装置。
【請求項８】前記原動機は内燃機関で、前記変速機は
無段変速機であることを特徴とする請求項１〜７の何れ
か１項に記載の車両用駆動制御装置。