JP2003212004A - ハイブリッド車両のクラッチ制御装置 - Google Patents

ハイブリッド車両のクラッチ制御装置

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JP2003212004A
JP2003212004A JP2002009609A JP2002009609A JP2003212004A JP 2003212004 A JP2003212004 A JP 2003212004A JP 2002009609 A JP2002009609 A JP 2002009609A JP 2002009609 A JP2002009609 A JP 2002009609A JP 2003212004 A JP2003212004 A JP 2003212004A
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clutch
engine
input
hybrid vehicle
valve
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Atsushi Tabata
淳 田端
Masato Ogiso
誠人 小木曽
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイブリッド車両においてエンジン走行のた
めのクラッチの係合ショックが好適に回避されるハイブ
リッド車両のクラッチ制御装置を提供する。 【解決手段】 回転速度同期制御手段100により吸気
弁20および排気弁22(電磁駆動弁)を用いてクラッ
チC1の入出力回転が同期させられたときに、クラッチ
係合制御手段90によりそのクラッチC1が係合させら
れるので、たとえばエンジン走行モードへの切換に際し
てクラッチC1の係合ショックが好適に回避される。ま
た、専らモータジェネレータMG2を用いて上記クラッ
チC1の入出力回転を同期させる場合に比較して、その
モータジェネレータMG2の使用不可状態や使用制限域
内となったりしてそのクラッチC1の同期制御が困難と
なり係合ショックが発生するということが好適に解消さ
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、内燃機関と電動機
とを備えたハイブリッド車両において、該内燃機関の起
動に応答して該内燃機関を駆動輪に連結するためのクラ
ッチを係合させる形式のハイブリッド車両のクラッチ制
御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】内燃機関と電動機とを備えたハイブリッ
ド車両が知られている。このようなハイブリッド車両で
は、たとえばモータ走行モードからエンジン走行モード
への切換時には、たとえばモータジェネレータを用い
て、エンジンを駆動輪に連結するためのクラッチを回転
同期させた後、そのクラッチを係合させることにより係
合ショックを抑制する装置が提案されている。たとえ
ば、Inderscience Enterprises Ltd. から発行された刊
行物「Heavy Vehicle Systems 」(Vol.7,No.4,2000)
の第281頁〜298頁に記載された装置がそれであ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の車両においては、クラッチの回転同期のために
モータジェネレータを用いるので電力消費が大きくなる
ことに加えて、モータジェネレータの過熱、蓄電装置の
充電残量の過少、高域の出力回転速度が必要である場合
などのように、そのモータジェネレータが駆動使用不可
状態となったり、使用制限域内となったりする場合に
は、上記クラッチの同期制御が困難となって係合ショッ
クが避けられない場合があるという不都合があった。
【0004】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、ハイブリッド車
両においてエンジン走行のためのクラッチの係合ショッ
クが好適に回避されるハイブリッド車両のクラッチ制御
装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための第1の手段】かかる目的を達成
するための第1発明の要旨とするところは、吸気および
/または排気のための電磁駆動弁を有する内燃機関と電
動機とを備えたハイブリッド車両において、上記内燃機
関の起動に応答してその内燃機関を駆動輪に連結するた
めのクラッチを係合させる形式の制御装置であって、
(a) 前記電磁駆動弁を用いて前記内燃機関の回転速度を
制御することにより、前記クラッチの入出力回転を同期
させる回転速度同期制御手段と、(b) その回転速度同期
制御手段により前記クラッチの入出力回転が同期させら
れたときにそのクラッチを係合させるクラッチ係合制御
手段とを、含むことにある。
【0006】
【第1発明の効果】このようにすれば、回転速度同期制
御手段により電磁駆動弁を用いて前記クラッチの入出力
回転が同期させられたときに、クラッチ係合制御手段に
よりそのクラッチが係合させられるので、エンジン走行
モードへの切換に際してクラッチの係合ショックが好適
に回避される。また、専らモータジェネレータを用いて
上記クラッチの入出力回転を同期させる場合に比較し
て、そのモータジェネレータの使用不可状態や使用制限
域内となったりしてそのクラッチの同期制御が困難とな
り係合ショックが発生するということが好適に解消され
る。
【0007】
【第1発明の他の態様】ここで、好適には、前記電磁駆
動弁による回転速度制御機能が得られる状態であるか否
かを判定する電磁駆動弁判定手段を含み、前記回転速度
同期制御手段は、その電磁駆動弁判定手段により前記電
磁駆動弁による回転速度制御機能が得られる状態ではな
いと判定された場合には、上記電動機を用いて前記内燃
機関の回転速度を制御することにより、前記クラッチの
入出力回転を同期させるものである。このようにすれ
ば、電磁駆動弁判定手段により前記電磁駆動弁による回
転速度制御機能が得られる状態ではないと判定された場
合には、電動機を用いて内燃機関の回転速度が制御され
ることにより前記クラッチの入出力回転が同期させられ
るので、電磁駆動弁による回転速度制御が不可である場
合でも、係合ショックの発生が防止される。
【0008】
【課題を解決するための第2の手段】また、前記目的を
達成するための第2発明の要旨とするところは、吸気お
よび/または排気のための電磁駆動弁を有する内燃機関
と電動機とを備えたハイブリッド車両において、上記内
燃機関の起動に応答してその内燃機関を駆動輪に連結す
るためのクラッチを係合させる形式の制御装置であっ
て、(a) 前記電磁駆動弁および電動機を用いて前記内燃
機関の回転速度を制御することにより、前記クラッチの
入出力回転を同期させる回転速度同期制御手段と、(b)
その回転速度同期制御手段により前記クラッチの入出力
回転が同期させられたときに該クラッチを係合させるク
ラッチ係合制御手段とを、含むことにある。
【0009】
【第2発明の効果】このようにすれば、回転速度同期制
御手段により電磁駆動弁と電動機との両方を用いて前記
クラッチの入出力回転が同期させられたときに、クラッ
チ係合制御手段によりそのクラッチが係合させられるの
で、エンジン走行モードへの切換に際してクラッチの係
合ショックが好適に回避される。また、専らモータジェ
ネレータを用いて上記クラッチの入出力回転を同期させ
る場合に比較して、そのモータジェネレータの使用不可
状態や使用制限域内となったりしても、電磁駆動弁によ
ってそのクラッチの同期制御が行われるので、係合ショ
ックが発生することが好適に防止される。
【0010】ここで、好適には、前記ハイブリッド車両
がモータ走行中であるか否かを判定するモータ走行判定
手段と、そのモータ走行判定手段によりハイブリッド車
両がモータ走行中であると判定されているときに、エン
ジンを作動させる走行モードへの切換指令を判定するエ
ンジン切換判定手段とを含み、前記回転速度同期制御手
段は、そのモータ走行判定手段によりハイブリッド車両
がモータ走行中であると判定され、且つエンジン切換判
定手段によりエンジンを作動させる走行モードへの切換
指令が判定された場合に、前記電磁駆動弁または電磁駆
動弁および電動機を用いて前記クラッチの入出力回転を
同期させるものである。このようにすれば、ハイブリッ
ド車両がモータ走行からエンジンを作動させる走行モー
ドへ切換られるときに、電磁駆動弁または電磁駆動弁お
よび電動機を用いてクラッチの入出力回転が同期させら
れるので、そのクラッチの係合ショックが好適に防止さ
れる。
【0011】
【発明の好適な実施の形態】以下、本発明の一実施例を
図面に基づいて詳細に説明する。
【0012】図1は、本発明の一実施例のエンジン制御
装置が適用されたハイブリッド車両の動力伝達装置の構
成を説明する骨子図である。図において、動力源として
のエンジン10の出力は、振動減衰装置(ダンパ)12
を順次介して、副変速部14および無段変速部16を含
む無段変速機17に入力され、差動歯車装置18および
車軸19を介して一対の駆動輪(たとえば前輪)21へ
伝達されるようになっている。また、第2の動力源およ
び発電機として機能するモータジェネレータMG2が上
記副変速機14の入力軸に連結されている。
【0013】上記エンジン10は、好適には、燃料消費
を減少させるために、燃料が筒内噴射されることにより
軽負荷時においては空燃比A/Fが理論空燃比よりも高
い燃焼である希薄燃焼が行われるリーンバーンエンジン
から構成される。このエンジン10は、たとえば3気筒
ずつから構成される左右1対のバンクを備え、その1対
のバンクは単独で或いは同時に作動させられるようにな
っており、作動気筒数の変更が可能とされている。この
エンジン10の吸気配管には、必要に応じて過給機を備
えているとともに、スロットルアクチュエータによって
操作されるスロットル弁とが設けられている。このスロ
ットル弁は、基本的には図示しないアクセルペダルの操
作量すなわちアクセル開度θACC に対応する大きさのス
ロットル開度θTHとなるように制御されるが、エンジン
10の出力を調節するために変速過渡時などの種々の車
両状態に応じた開度となるように制御されるようになっ
ている。
【0014】上記エンジン10には、エンジン10の起
動、補機の駆動、回転エネルギの回収などのために、駆
動用電動モータおよび発電機などとして機能するモータ
ジェネレータMG1が直接的に連結されている。
【0015】また、上記エンジン10は、その運転サイ
クル数が変更可能となるように構成されている。たとえ
ば図2に示すように、各気筒の電磁駆動弁すなわち吸気
弁20および排気弁22と、それらをそれぞれ開閉駆動
する電磁アクチュエータ24および26とを含む可変動
弁機構28と、クランク軸30の回転角を検出する回転
センサ32からの信号に従って上記吸気弁20および排
気弁22の作動時期(タイミング)を制御する弁駆動制
御装置34とを備えている。この弁駆動制御装置34
は、エンジン負荷に応じて作動タイミングを最適時期に
変更するだけでなく、加速操作時などの運転サイクル切
り換え指令に従って、4サイクル運転を実現する開閉時
期および2サイクル運転を実現する開閉時期となるよう
に制御したり、たとえばモータ走行からエンジン走行へ
の切換過渡期間において、エンジン10から出力される
動力を駆動輪21へ伝達するためのクラッチC1の入出
力回転を同期させるためにエンジン回転速度NE を制御
する。上記電磁アクチュエータ24および26は、たと
えば図3に示すように、吸気弁20または排気弁22に
連結されてその吸気弁20または排気弁22の軸心方向
に移動可能に支持された磁性体製の円盤状の可動部材3
6と、その可動部材36を択一的に吸着するためにそれ
を挟む位置に設けられた一対の電磁石38、40と、可
動部材36をその中立位置に向かって付勢する一対のス
プリング42、44とを備えている。
【0016】前記無段変速機17の副変速部14は、ギ
ヤ比(変速比)γA [=エンジン回転速度(入力軸回転
速度)/入力軸56の回転速度(出力軸回転速度)]が
1である高速側ギヤ段とギヤ比が1/ρ1 である低速側
ギヤ段との前進2段、およびギヤ比が−1/ρ2 である
高速側ギヤ段とギヤ比が−1/ρ1 である低速側ギヤ段
との後進2段を有するラビニヨ型遊星歯車装置を有する
有段変速機である。この副変速部14は、第1クラッチ
C1を介してエンジン10と連結される第1入力軸50
と、第1クラッチC1および第2クラッチC2を介して
エンジン10と連結される第2入力軸52と、それら第
1入力軸50および第2入力軸52に設けられた第1サ
ンギヤS1および第2サンギヤS2と、ブレーキB1を
介して非回転のハウジング54と選択的に連結されるキ
ャリヤKと、副変速部14の出力軸すなわち無段変速部
16の入力軸56に連結されたリングギヤRと、キャリ
ヤKによって回転可能に支持されるとともに第1サンギ
ヤS1およびリングギヤRと噛み合う軸長の大きい第1
遊星歯車P1と、同様にキャリヤKによって回転可能に
支持されるとともに第2サンギヤS2および第1遊星歯
車P1と噛み合う軸長の短い第2遊星歯車P2とを備え
ている。前記モータジェネレータMG2は、上記第2入
力軸52に連結されている。
【0017】図4は、上記副変速部14における各摩擦
係合装置の係合作動の組み合わせによって得られる変速
ギヤ段を,よく知られたP、R、N、D、2、Lなどの
シフトレバーの操作位置(シフトポジション)毎に示す
係合表である。図4において、○は係合、×は解放、△
はスリップ係合を示している。前記副変速部14では、
シフトレバーのDレンジ位置において、たとえば第1ク
ラッチC1および第2クラッチC2が係合させられると
ともにブレーキBが解放されることにより変速比γA
「1」である高速側ギヤ段(前進2nd)が成立させら
れ、たとえば第1クラッチC1およびおよび第2クラッ
チC2が解放されるとともにブレーキBが係合されるこ
とにより変速比γA が「1/ρ1 」である低速側ギヤ段
(前進1st)が成立させられる。また、シフトレバー
のRレンジ位置において、たとえば第1クラッチC1お
よびブレーキBが係合させられるとともに第2クラッチ
C2が解放されることにより変速比γA が「−1/
ρ2 」である後進高速側ギヤ段が成立させられ、たとえ
ば第1クラッチC1およびブレーキBが解放されるとと
もに第2クラッチC2が係合されることにより変速比γ
A が「−1/ρ1 」である後進低速側ギヤ段が成立させ
られる。上記クラッチC1、C2およびブレーキB1は
何れも油圧アクチュエータによって係合させられる油圧
式摩擦係合装置である。
【0018】上記車両のモータ走行による後進時には、
モータジェネレータMG2の回転が反転させられて第2
サンギヤS2へ入力される。車両停止中は、基本的に
は、前進および後進のいずれにおいても上記モータジェ
ネレータMG2によりクリープ力が確保される。このた
め、二次電池68の充電残量が不足しても、エンジン1
0を始動することによりモータジェネレータMG2から
発電された電力が充電のために二次電池68に供給され
るので、故障時以外は、モータジェネレータMG2によ
るモータ発進走行が常時可能とされている。また、前進
走行においては、モータジェネレータMG2でクリープ
トルクを確保しつつ、モータ発進走行が行われる。ま
た、モータジェネレータMG1でエンジン10を始動さ
せ、同期回転に到達したらクラッチC1が係合させられ
て、エンジン10によりセカンド(2nd)走行が行わ
れる。エンジン10でも発進可能とされており、低速で
はクラッチC1をスリップさせつつ徐々に車速Vを上昇
させる。比較的高速となると、クラッチC1を完全に係
合させる。後進走行においては、モータジェネレータM
G2が反転駆動されてクリープ力が確保され、トルクが
必要なときはさらにエンジン10が始動される。低速で
は上記と同様にクラッチC1がスリップ係合させられ
る。このように、上記副変速部14は、少ない回転要素
の数ですべての機能が達成される特徴がある。後進走行
時のモータジェネレータMG2からエンジン10への駆
動源切換時においてブレーキB1がそのままであり、摩
擦係合装置の作動を切り換える必要がない。
【0019】図1に戻って、前記無段変速機17の無段
変速部16は、入力軸56に設けられた有効径が可変の
入力側可変プーリ60と、出力軸62に設けられた有効
径が可変の出力側可変プーリ64と、それら入力側可変
プーリ60および出力側可変プーリ64に巻き掛けられ
た伝動ベルト66とを備えたベルト式無段変速機であ
る。この伝動ベルト66は、一対の入力側可変プーリ6
0および出力側可変プーリ64にそれぞれ挟圧された状
態で摩擦により動力を伝達する動力伝達部材として機能
している。上記入力側可変プーリ60は、入力軸56に
固定された固定回転体60aとその入力軸56に軸方向
に移動可能且つ軸周りに回転不能に設けられた可動回転
体60bとを備え、図示しない入力側油圧シリンダによ
り挟圧力が付与されるようになっている。また、出力側
可変プーリ64も、出力軸62に固定された固定回転体
64aとその出力軸62に軸方向に移動可能且つ軸周り
に回転不能に設けられた可動回転体64bとを備え、図
示しない出力側油圧シリンダにより挟圧力が付与される
ようになっている。一般に、上記入力側油圧シリンダ
は、無段変速機16の変速比γCVT (=入力軸56の回
転速度NIN/出力軸62の回転速度NOUT )を変化させ
るために用いられ、上記出力側油圧シリンダは伝動ベル
ト66の張力を最適に制御するために用いられる。
【0020】車両には、充電可能な鉛蓄電池などの二次
電池68と、水素などの燃料に基づいて発電を行う燃料
電池70とが設けられている。これら二次電池68およ
び又は燃料電池70は、切換装置72によってモータジ
ェネレータMG1および/またはモータジェネレータM
G2の電源として選択的に利用され得るようになってい
る。
【0021】図5は、電子制御装置80に入力される信
号およびその電子制御装置80から出力される信号を例
示している。たとえば、電子制御装置80には、アクセ
ルペダルの操作量であるアクセル開度θACC を表すアク
セル開度信号、無段変速機16の出力軸62の回転速度
OUT に対応する車速信号、エンジン回転速度NE を表
す信号、吸気配管50内の過給圧Pa を表す信号、空燃
比A/Fを表す信号、シフトレバーSHの操作位置SH
を表す信号などが図示しないセンサから供給されてい
る。また、電子制御装置80からは、燃料噴射弁からエ
ンジン10の気筒内へ噴射される燃料の量を制御するた
めの噴射信号、自動変速機16の変速比γ CVT を変更す
るために油圧制御回路78内のシフト弁を駆動するシフ
トソレノイドを制御する変速指令信号、無段変速機16
の伝動ベルト66の張力を制御するために張力指令信
号、エンジン10のサイクル数を指令する信号などが出
力される。
【0022】上記電子制御装置80は、CPU、RO
M、RAM、入出力インターフェースなどから成る所謂
マイクロコンピュータを含んで構成されており、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行うことにより、無段変速
部16のギヤ比γCVT を最適値に自動的に切り換える変
速制御、無段変速部16の伝動ベルト66の張力を最適
値に制御するため張力制御、駆動源切換(ハイブリッド
駆動)制御などを実行する。たとえば、上記変速制御で
は、予め記憶されたよく知られた関係(変速線図)から
アクセル開度θAC C (%)および車速Vに基づいて目標
変速比γCVT * を決定し、実際の変速比γ CVT がその目
標変速比γCVT * と一致するように前記入力側油圧シリ
ンダを作動させる。上記張力制御では、予め記憶された
関係から実際のスロットル弁開度θ TH、エンジン回転速
度NE 、および副変速機14のギヤ比γA に基づいて基
本挟圧力を算出し、実際の作動油温度TOIL 、トルク振
動幅或いはエンジン10サイクル数に基づいてその基本
挟圧力を補正し、その補正後の挟圧力で伝動ベルト66
を挟圧してその張力を制御するために出力側油圧シリン
ダを作動させる。また、駆動源切換制御では、たとえば
図7および図8に示す予め記憶された関係から車速Vお
よび出力軸トルクTOUT に基づいて、駆動源および副変
速機14のギヤ段の判定を行い、判定された駆動源およ
び副変速機14のギヤ段に切り換えて走行させる。
【0023】上記の駆動源切換制御により、図4に示さ
れるように、図示しないシフトレバーが前進(ドライ
ブ:D)ポジションへ操作された前進走行では、モータ
走行領域であるので、ブレーキB1が係合されて副変速
機14が第1速状態(ギヤ比が1/ρ2 の減速状態)と
された状態で、モータジェネレータMG2でクリープト
ルクを確保しながら、モータ発進が行われる。車速Vが
増加してエンジン走行領域となると、エンジン10が起
動され且つクラッチC1の入出力回転速度が同期するよ
うにエンジン回転速度NE が制御され、同期が完了する
とそのクラッチC1が係合されてエンジン走行が行われ
る。二次電池68の充電残量が不足でもエンジン10を
起動してモータジェネレータMG1で発電させてその二
次電池68に充電することが可能であるので、故障時以
外は上記のモータ発進が可能とされている。大きな駆動
力を必要とするような場合にはエンジンで発進すること
も可能であり、この場合には、低車速ではクラッチC1
をスリップ係合させながら車速を増加させ、比較的高車
速となるとクラッチC1を完全係合させる。シフトレバ
ーが後進(リバース:R)ポジションへ操作された後進
走行では、モータジェネレータMG2の回転が反転させ
られてクリープ力が確保されつつ、上記と同様に、ブレ
ーキB1が係合されて副変速機14が第1速状態(ギヤ
比が1/ρ2 の減速状態)とされた状態で、モータ発進
が行われる。この後進走行においてモータ走行からエン
ジン走行への切換時には、ブレーキB1は係合状態のま
まであり、切換が不要とされている。そして、車速増加
などにより更に駆動トルクが必要となると、上記エンジ
ン発進と同様に、エンジン10が起動され且つクラッチ
C1がスリップ係合される。
【0024】図6は、上記電子制御装置80の制御機能
の要部を説明する機能ブロック線図である。図6におい
て、クラッチ係合制御装置90は、電子制御装置80か
らの指令信号に従って駆動力伝達用のクラッチC1およ
びC2の係合状態をそれぞれ制御する。たとえば、C1
係合指令またはC1解放指令信号に従ってクラッチC1
を係合または解放させ、C1スリップ係合指令信号に従
ってクラッチC1をスリップ係合(半係合)させる。
【0025】駆動源切換制御手段92は、たとえば図示
しないシフトレバーが前進ポジションに操作されたとき
に用いられる図7に示す予め記憶された関係、或いは後
進ポジションに操作されたときに用いられる図8に示す
予め記憶された関係から実際の車速V(km/h)およ
び出力軸62のトルクTOUT に基づいて駆動源およびギ
ヤ段を判定し、判定結果にしたがって駆動源およびギヤ
段を切り換える指令を出力する。モータ走行判定手段9
4は、ハイブリッド車両がたとえばモータジェネレータ
MG2を駆動源として走行させられるモータ走行中であ
るか否かを判定する。エンジン切換判定手段96は、モ
ータ走行中において駆動源をモータジェネレータMG2
からエンジン10へ切り換える判定が行われたか否か
を、たとえば上記駆動源切換制御手段92からの出力信
号に基づいて判定する。電磁駆動弁判定手段98は、弁
駆動制御装置34の故障、電磁アクチュエータ24およ
び26の機械的或いは電気的故障による回転速度制御性
低下、回転速度制御量や応答性、排気ガス浄化条件を維
持不能となることなどの他の装置からの条件により、そ
の電磁アクチュエータ24および26によりそれぞれ開
閉駆動される吸気弁20(電磁駆動弁)または排気弁2
2(電磁駆動弁)による回転速度制御機能が得られる状
態であるか否かを判定する。
【0026】回転速度同期制御手段100は、上記モー
タ走行判定手段94によりハイブリッド車両がクラッチ
C1の後段に配置されたモータジェネレータMG2を駆
動源として走行させられるモータ走行中であると判定さ
れ、エンジン切換判定手段96によりそのモータ走行中
において駆動源をモータジェネレータMG2からエンジ
ン10へ切り換える判定が行われたと判定され、しか
も、上記電磁駆動弁判定手段98により吸気弁20およ
び排気弁22によるエンジン回転速度制御機能が得られ
る状態であると判定された場合には、それら吸気弁20
および排気弁22によるエンジン回転速度制御機能、ま
たはそれに加えてクラッチC1の前段側(エンジン側)
に設けられたモータジェネレータMG1によるエンジン
回転速度制御機能を用いて、エンジン10を駆動輪21
に連結してエンジン走行を行うために、モータ走行中の
ハイブリッド車両のクラッチC1の入出力回転速度を同
期させる。このようにクラッチC1の入出力回転速度を
同期させられた時点で、その同期を示し信号に従って前
記クラッチ係合制御装置90によりクラッチC1が係合
させられる。
【0027】上記吸気弁20および排気弁22によるエ
ンジン回転速度制御機能は、エンジン回転速度NE をク
ラッチC1の同期回転まですみやかに変化させてその同
期回転に維持するために用いられるものであり、吸気弁
20および排気弁22の開閉タイミング(作動位相)、
作動角範囲、リフト量を調節することにより得られる。
たとえば、吸気弁20はその弁解放期間を調節すること
により吸入空気量の調節を行うスロットル弁としての機
能を持つことができるので、気筒の吸入行程における吸
気弁20の開期間やリフト量を変化させることによりエ
ンジン出力トルクを増加させる一方、エンジン10にお
いて吸気弁20が閉じられる気筒の圧縮工程において排
気弁22を閉じて回転抵抗を大きくすることにより、エ
ンジン出力トルクを低下させることができ、それら異な
る方向の制御を適宜実行することにより、エンジン回転
速度NE を応答性よく且つ安定的に制御できるのであ
る。
【0028】図9は、電子制御装置90による制御作動
の要部すなわちモータ走行からエンジン走行へ切り換え
るためのクラッチC1の同期制御ルーチンを説明するフ
ローチャートであり、数msec 乃至数十msec 程度の極
めて短い周期で繰り返し実行される。
【0029】図9において、前記モータ走行判定手段9
4に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S
1では、ハイブリッド車両がクラッチC1の後段に配置
されたモータジェネレータMG2を駆動源として走行さ
せられるモータ走行中であるか否かが判断される。この
S1の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させら
れるが、肯定される場合は、前記エンジン切換判定手段
96に対応するS2において、ハイブリッド車両のモー
タ走行中において駆動源をモータジェネレータMG2か
らエンジン10へ切り換える判定即ちモータ走行からエ
ンジン走行への切換判定が行われたか否かが判断され
る。このS2の判断が否定される場合は本ルーチンが終
了させられるが、肯定される場合は、前記電磁駆動弁判
定手段98に対応するS3において、電磁アクチュエー
タ24および26によりそれぞれ開閉駆動される吸気弁
20および排気弁22による回転速度制御機能が得られ
る状態であるか否かが判断される。
【0030】上記S3の判断が肯定される場合すなわち
吸気弁20および排気弁22による回転速度制御機能が
得られる状態である場合は、前記回転速度同期制御手段
100に対応するS4において、エンジン10を駆動輪
21に連結してエンジン走行を行うために、エンジン1
0が起動されるとともに、上記吸気弁20および排気弁
22によるエンジン回転速度制御機能、またはそれに加
えてクラッチC1の前段側(エンジン側)に設けられた
モータジェネレータMG1によるエンジン回転速度制御
機能を用いて、モータ走行中のハイブリッド車両のクラ
ッチC1の入出力回転速度が同期させられた後、そのク
ラッチC1が係合させられる。しかし、上記S3の判断
が否定される場合は、前記回転速度同期制御手段100
に対応するS5において、モータジェネレータMG1に
よる回転速度制御機能を用いて、モータ走行中のハイブ
リッド車両のクラッチC1の入出力回転速度が同期させ
られた後、そのクラッチC1が係合させられる。
【0031】図10は、上記の作動を説明するタイムチ
ャートである。図10のt1 は上記エンジン10の起動
時点を示しており、t1 時点乃至t2 時点は上記回転速
度同期制御手段100によるエンジン回転速度制御によ
るクラッチC1の入出力回転速度の同期制御区間を示
し、t3 時点は同期後のクラッチC1の係合開始点を示
している。
【0032】上述のように、本実施例によれば、回転速
度同期制御手段100(S4)により吸気弁20および
排気弁22(電磁駆動弁)を用いてクラッチC1の入出
力回転が同期させられたときに、クラッチ係合制御手段
90によりそのクラッチC1が係合させられるので、た
とえばエンジン走行モードへの切換に際してクラッチC
1の係合ショックが好適に回避される。また、専らモー
タジェネレータMG2を用いて上記クラッチC1の入出
力回転を同期させる場合に比較して、そのモータジェネ
レータMG2の使用不可状態や使用制限域内となったり
してそのクラッチC1の同期制御が困難となり係合ショ
ックが発生するということが好適に解消される。
【0033】また、本実施例によれば、電磁アクチュエ
ータ24および26によりそれぞれ開閉駆動される吸気
弁20および排気弁22による回転速度制御機能が得ら
れる状態であるか否かを判定する電磁駆動弁判定手段9
8(S3)が設けられ、回転速度同期制御手段100
(S5)は、その電磁駆動弁判定手段98により上記吸
気弁20および排気弁22による回転速度制御機能が得
られる状態ではないと判定された場合には、クラッチC
1の前段においてエンジン10と連結されたモータジェ
ネレータMG1を用いてエンジン回転速度NE を制御す
ることによりクラッチC1の入出力回転を同期させるも
のであることから、電磁駆動弁である吸気弁20および
排気弁22による回転速度制御が不可である場合でも、
係合ショックの発生が防止される。
【0034】また、本実施例によれば、回転速度同期制
御手段100(S4)により、電磁アクチュエータ24
および26によりそれぞれ開閉駆動される吸気弁20お
よび排気弁22とモータジェネレータMG1との両方を
用いてクラッチC1の入出力回転が同期させられたとき
に、クラッチ係合制御手段90によりそのクラッチC1
が係合させられるので、たとえばエンジン走行モードへ
の切換に際してクラッチの係合ショックが好適に回避さ
れる。また、専らモータジェネレータMG1を用いて上
記クラッチC1の入出力回転を同期させる場合に比較し
て、そのモータジェネレータMG1の使用不可状態や使
用制限域内となったりしても、電磁駆動弁によってその
クラッチC1の同期制御が行われるので、係合ショック
が発生することが好適に防止される。
【0035】また、本実施例によれば、ハイブリッド車
両がモータ走行中であるか否かを判定するモータ走行判
定手段94(S1)と、そのモータ走行判定手段94に
よりハイブリッド車両がモータ走行中であると判定され
ているときに、エンジン10を作動させるエンジン走行
モードへの切換指令を判定するエンジン切換判定手段9
6(S4)とを含み、前記回転速度同期制御手段100
(S4)は、そのモータ走行判定手段94によりハイブ
リッド車両がモータ走行中であると判定され、且つエン
ジン切換判定手段96によりエンジンを作動させる走行
モードへの切換指令が判定された場合に、電磁アクチュ
エータ24および26によりそれぞれ開閉駆動される吸
気弁20および排気弁22、または吸気弁20および排
気弁22とモータジェネレータMG1とを用いてクラッ
チC1の入出力回転を同期させるものであることから、
ハイブリッド車両がモータ走行からエンジンを作動させ
る走行モードへ切り換えられるときに、クラッチC1の
入出力回転が同期させられるので、クラッチC1の係合
ショックが好適に防止される。
【0036】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
説明したが、本発明はその他の態様においても適用され
る。
【0037】たとえば、前述の実施例では、駆動源とし
て専らモータジェネレータMG2を用いるモータ走行か
ら駆動源として専らエンジン10を用いるエンジン走行
への切換に際してのクラッチC1の同期制御について説
明されていたが、そのモータ走行からモータジェネレー
タMG2とエンジン10との両方を駆動源として用いる
エンジンモータ走行への切換に際してのクラッチC1の
同期制御に対しても適用される。
【0038】また、前述の実施例では、クラッチC1の
後段には、モータジェネレータMG2と副変速部14お
よび無段変速部16から成る無段変速機17とが設けら
れていたが、そのモータジェネレータMG2は電動機で
あってもよいし、その無段変速機17は、たとえば複数
組の遊星歯車装置から成る自動変速機などの有段変速機
であってもよい。
【0039】また、前記無段変速部16は、動力伝達部
材として機能する伝動ベルト66が有効径が可変である
一対の可変プーリ60および64に巻き掛けられた所謂
ベルト式無段変速機であったが、共通の軸心まわりに回
転させられる一対のコーンと、その軸心と交差する回転
中心回転可能な複数個のローラがそれら一対のコーンの
間で挟圧され、そのローラの回転中心と軸心との交差角
が変化させられることによって変速比が可変とされた所
謂トラクション型無段変速機などであってもよい。この
トラクション型無段変速機では、一対のコーンの間で挟
圧されるローラが動力伝達部材として機能している。
【0040】また、前述の実施例において、モータジェ
ネレータMG2によりトルク振動を低減させるトルク振
動低減手段92が設けられていたが、モータジェネレー
タMG2やトルク振動低減手段92は必ずしも設けられ
ていなくてもよい。
【0041】また、前述の実施例において、前後進の切
換および前進2段の変速機能を備えた副変速部14がエ
ンジン10と無段変速部16との間に設けられていた
が、無段変速部16の出力側に設けられていてもよい
し、副変速部14は必ずしも前進2段の変速機能を備え
たものでなくてもよい。
【0042】また、前述の実施例では、モータジェネレ
ータMG1およびMG2が備えられていたが、本発明の
実施には必ずしも2つのモータが設けられる必要はな
く、たとえば請求項1および2にかかる発明の実施に
は、クラッチC1の後段に設けられたモータジェネレー
タMG2だけでもよい。
【0043】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】本発明の一実施例のハイブリッド車両の制御装
置によって、エンジン走行のためのクラッチの入出力回
転が同期制御される車両用動力伝達装置の構成を説明す
る骨子図である。
【図2】図1のエンジンの各気筒に設けられた可変動弁
機構を説明する図である。
【図3】図2の可変動弁機構に設けられて吸気弁或いは
排気弁を開閉作動させる電磁アクチュエータの構成を説
明する図である。
【図4】図1の副変速機におけるシフトレバーの操作位
置および摩擦係合装置の作動の組み合わせによって得ら
れる走行モード或いはギヤ段を説明する図である。
【図5】図1の実施例の車両に設けられた電子制御装置
の入出力信号を説明する図である。
【図6】図5の電子制御装置の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】図5の電子制御装置による駆動源切換制御にお
いて用いられる予め記憶された関係であって、前進走行
時に用いられる関係を示す図である。
【図8】図5の電子制御装置による駆動源切換制御にお
いて用いられる予め記憶された関係であって、後進走行
時に用いられる関係を示す図である。
【図9】図5の電子制御装置の制御作動の要部すなわち
動力伝達用クラッチ同期制御作動を説明するフローチャ
ートである。
【図10】図6および図9に示す同期制御により得られ
る作動を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
10:エンジン 20:吸気弁(電磁駆動弁) 22:排気弁(電磁駆動弁) 90:電子制御装置(クラッチ係合制御装置) 92:駆動源切換制御手段 94:モータ走行判定手段 96:エンジン切換判定手段 98:電磁駆動弁判定手段 100:回転同期制御手段 MG1:モータジェネレータ(電動機) MG2:モータジェネレータ(電動機)
───────────────────────────────────────────────────── 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 6/04 530 B60K 6/04 530 3G301 731 731 3J057 41/00 301 41/00 301A 5H115 301B 301C B60L 15/20 B60L 15/20 J F01L 9/04 F01L 9/04 A F02D 13/02 F02D 13/02 G J 29/00 29/00 H 29/02 29/02 D 41/06 320 41/06 320 45/00 322 45/00 322B F16D 48/02 F16D 25/14 640S Fターム(参考) 3D041 AA26 AA59 AB01 AC01 AC03 AC06 AC15 AC19 AD02 AD05 AD10 AD12 AD13 AD14 AD31 AD41 AD42 AD51 AE03 AE05 AE14 AE31 AF03 3G018 AA07 AA14 AB09 AB16 BA38 CA12 DA70 EA02 EA11 EA13 EA21 EA22 EA26 FA06 FA07 FA12 FA16 FA26 FA27 GA01 3G084 AA03 AA04 BA03 BA04 BA23 BA29 BA32 CA01 DA02 DA18 EB09 EB12 FA05 FA06 FA07 FA10 FA13 FA20 FA33 FA36 FA38 3G092 AA01 AA06 AA09 AA11 AB02 AC02 BA03 CA07 DA01 DA02 DA07 DG09 EA01 EA02 EA03 EA04 EC09 FA04 FA24 GA01 HA06Z HE01X HE01Z HE08Z HF08Z HF12Z HF15Z HF21Z HF26Z 3G093 AA01 AA06 AA07 AB02 BA03 BA19 CA01 DA01 DA05 DA06 DA07 DA09 DB03 DB05 DB10 DB11 DB15 DB25 EA03 EA15 EB01 EB03 EB08 EC01 FA11 3G301 HA01 HA04 HA07 HA08 HA11 HA16 HA19 JA02 JA04 KA04 LA07 NA07 NC02 ND18 NE11 NE12 NE24 PA11Z PA16Z PD02Z PE01Z PE03Z PE08Z PF01Z PF03Z PF05Z PF06Z PF08Z PF13Z PF16Z 3J057 AA03 BB03 GA47 GA67 GB02 GB13 GB14 GC11 GE05 HH01 JJ01 5H115 PA01 PA08 PG04 PI16 PU01 PU21 QE18 QN02 QN03 SE09

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸気および/または排気のための電磁駆
    動弁を有する内燃機関と電動機とを備えたハイブリッド
    車両において、該内燃機関の起動に応答して該内燃機関
    を駆動輪に連結するためのクラッチを係合させる形式の
    制御装置であって、 前記電磁駆動弁を用いて前記内燃機関の回転速度を制御
    することにより、前記クラッチの入出力回転を同期させ
    る回転速度同期制御手段と、 該回転速度同期制御手段により前記クラッチの入出力回
    転が同期させられたときに該クラッチを係合させるクラ
    ッチ係合制御手段とを、含むことを特徴とするハイブリ
    ッド車両のクラッチ制御装置。
  2. 【請求項2】 前記電磁駆動弁による回転速度制御機能
    が得られる状態であるか否かを判定する電磁駆動弁判定
    手段と、 前記回転速度同期制御手段は、該電磁駆動弁判定手段に
    より前記電磁駆動弁による回転速度制御機能が得られる
    状態ではないと判定された場合には、前記電動機を用い
    て前記内燃機関の回転速度を制御することにより、前記
    クラッチの入出力回転を同期させるものである請求項1
    のハイブリッド車両のクラッチ制御装置。
  3. 【請求項3】 吸気および/または排気のための電磁駆
    動弁を有する内燃機関と電動機とを備えたハイブリッド
    車両において、該内燃機関の起動に応答して該内燃機関
    を駆動輪に連結するためのクラッチを係合させる形式の
    制御装置であって、 前記電磁駆動弁および電動機を用いて前記内燃機関の回
    転速度を制御することにより、前記クラッチの入出力回
    転を同期させる回転速度同期制御手段と、 該回転速度同期制御手段により前記クラッチの入出力回
    転が同期させられたときに該クラッチを係合させるクラ
    ッチ係合制御手段とを、含むことを特徴とするハイブリ
    ッド車両のクラッチ制御装置。
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