JP2004069070A - ハイブリッド車両の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　エンジンおよび電動モータを車両走行用の動力源として備えているハイブリッド車両に関し、変速用や潤滑用のオイルを自動変速機に供給する油圧制御装置において、車両発進時のオイルの供給遅れを防止する。
【解決手段】　シフトレバー８０が「Ｄ」レンジ等の駆動レンジへ操作されることによりエンジンやモータジェネレータが起動させられるハイブリッド車両において、シフトレバー８０を「Ｐ」レンジから他のレンジへ操作するＰ抜き操作はブレーキＯＮが条件であるため、ブレーキスイッチ９２のＯＮでオイルポンプ１００を起動することにより、シフトレバー８０が「Ｄ」レンジ等の駆動レンジへ操作されてエンジンやモータジェネレータが起動させられるのに先立って十分な量のオイルを自動変速機に供給できる。
【選択図】　　　図７

Description

　本発明はハイブリッド車両に係り、特に、変速機の変速段を切り換える油圧式係合装置等に作動油を供給したり変速機各部の潤滑部位に潤滑油を供給したりする油圧制御装置に関するものである。

　燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行用の動力源として備えており、走行条件に応じてそれ等のエンジンおよび電動モータを使い分けて走行するハイブリッド車両が提案されているが、このようなハイブリッド車両の一種に、上記エンジンおよび電動モータの少なくとも一方と駆動輪との間の動力伝達経路に変速機が設けられているものがある。特許文献１に記載されている装置はその一例で、エンジンの回転を変速機により変速して駆動輪へ伝達するようになっているとともに、エンジン停止時でも潤滑や冷却用のオイルを供給できるように、専用モータで駆動されるオイルポンプを備えている。

特開平５−３１００４８号公報

　しかしながら、このように専用モータで駆動されるオイルポンプを有するハイブリッド車両においても、例えば発進時などに車両走行用の動力源とオイルポンプとを同時に起動した場合、オイルの供給遅れにより変速用の摩擦係合装置等の係合力不足で滑りが生じたり、十分な潤滑作用が得られなかったりする可能性があった。オイルポンプがオイルを供給できる所定油圧に達するまでには若干の時間遅れがあるのに対し、例えば電動モータを動力源として車両を発進させる場合には、エンジンに比べて優れたレスポンス（応答性）が得られるため、オイルの供給遅れが発生し易いのである。

　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、車両発進時における変速機へのオイルの供給遅れを防止することにある。

　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、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行用の動力源として備えている一方、(b) そのエンジンおよび電動モータの少なくとも一方と駆動輪との間の動力伝達経路に配設された変速機と、(c) その変速機にオイルを供給する電動式のオイルポンプとを有するハイブリッド車両の油圧制御装置において、(d) 前記エンジンおよび前記電動モータは何れも前記変速機を介して前記駆動輪を回転駆動するもので、(e) そのエンジンおよび電動モータの少なくとも一方が起動させられる前に前記オイルポンプを起動するポンプ起動手段を有することを特徴とする。

　第２発明は、第１発明のハイブリッド車両の油圧制御装置において、(a) 前記エンジンおよび前記電動モータが共に停止状態に保持される駐車位置と、そのエンジンおよび電動モータの少なくとも一方を動力源として走行する駆動位置とへ移動操作されるシフトレバーと、(b) そのシフトレバーが前記駐車位置から抜き操作されることを検出するＰ抜き検出手段とを有し、且つ(c) 前記ポンプ起動手段は、前記Ｐ抜き検出手段によって前記シフトレバーが前記駐車位置から抜き操作されることが検出された場合に前記オイルポンプを起動するものであることを特徴とする。

　このようなハイブリッド車両の油圧制御装置においては、エンジンおよび電動モータの少なくとも一方が起動させられる前にオイルポンプが起動させられるため、変速機に対するオイルの供給遅れが防止され、車両の発進当初から十分な潤滑作用が得られるとともに、変速用の油圧式係合装置の係合力不足などが解消する。

　第２発明では、シフトレバーが駐車位置から抜き操作される時にオイルポンプを起動するため、オイルポンプの無駄な作動時間を短くでき、オイルの供給遅れを防止しつつポンプ駆動に伴う電力消費を節減できる。

　ここで、本発明は、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、遊星歯車装置などの合成、分配機構によってエンジンおよび電動モータの出力を合成したり分配したりするミックスタイプ、電動モータを補助的に使うアシストタイプなど、エンジンと電動モータとを車両走行時の動力源として備えているとともに、それ等と駆動輪との間に変速機が設けられ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。

　変速機は、手動変速式でも自動変速式であっても差し支えないし、一定の変速比で増速または減速するだけのもの、回転方向を変更するもの（前後進切換え機構）など、種々のものを採用できる。自動変速機としては、摩擦クラッチや摩擦ブレーキ、噛合い式クラッチなど油圧アクチュエータによって係合状態が制御される油圧式係合装置により変速比が異なる複数の変速段で変速制御される遊星歯車式、平行２軸式などの有段の自動変速機が好適に用いられるが、変速比を連続的に変化させるベルト駆動式、トロイダル型などの無段変速機を用いることも可能である。

　また、本発明は、車両の発進時に十分な量のオイルが変速機に供給されるようにするためのもので、始動時に好適に適用されるが、車両走行中の一時停止などでオイルポンプの作動を停止し、発進前に再び起動する場合にも適用され得る。車両走行中は電動式オイルポンプの通電を停止し、動力伝達経路などの回転を利用してオイルポンプを駆動するようにしても良いし、動力伝達経路などに配設された別の機械式オイルポンプを用いてオイルを供給するようにしても良い。

　第１発明は、例えば第２発明のように構成することができるが、エンジンまたは電動モータの起動時に所定の遅れ時間だけその起動を遅延させる遅延手段を設け、その遅れ時間の間にオイルポンプを起動して変速機にオイルが供給されるようにすることも可能である。

　また、(a) ＯＮおよびスタートを選択可能で、ＯＮが選択された後にスタートが選択されることにより前記エンジンおよび前記電動モータをそれぞれ駆動可能なレディ状態とする始動操作手段を備えており、且つ、(b) 前記ポンプ起動手段を、前記始動操作手段によってＯＮが選択された段階で前記オイルポンプを起動するように構成することも可能で、オイルの供給遅れを確実に防止できる。エンジンおよび電動モータは、一般にそのレディ状態でシフトレバーが駆動位置へ操作されることにより起動させられるため、変速機に対するオイルの供給が十分に間に合うのであり、また、蓄電装置の蓄電量が少ない場合に、シフトレバーが駐車位置に保持されている状態でエンジンを起動して蓄電装置を充電するとともに、変速機をニュートラル（動力伝達遮断状態）にして駆動輪側への動力伝達を遮断することがあるが、そのように駐車状態で充電制御が行われる場合でもオイルの供給遅れを生じることがない。

　上記始動操作手段は、内燃機関を動力源とする車両のイグニッションスイッチに対応するもので、ハイブリッド車両においても例えばＬＯＣＫ位置、ＡＣＣ位置、ＯＮ位置、ＳＴ（スタート）位置が設けられ、操作キーが抜き挿しされるＬＯＣＫ位置およびＡＣＣ位置では車両駆動に関する総ての電源がＯＦＦ（非通電）となるように構成される。また、シフトレバーが駐車位置（Ｐレンジなど）へ操作されていない場合は、操作キーを抜き取ることができないようにインタロックが設けられ、車両を最初に起動（始動）する時はシフトレバーが駐車位置に保持されるように構成される。なお、始動操作手段を押釦スイッチなどで構成することも可能である。

　第２発明のシフトレバーは、例えば上記のように車両始動時には駐車位置に保持され、前進走行するＤレンジや後進走行するＲレンジ等の駆動位置へ移動操作されることにより、エンジンおよび電動モータの少なくとも一方を動力源とする走行を許容するように構成される。シフトレバーを他の位置へ操作するために駐車位置から抜き操作（Ｐ抜き操作）するためには、一般にブレーキを踏込み操作したりシフトロック解除手段を解除操作したりする必要があり、それ等の操作を検出するブレーキスイッチやシフトロックスイッチなどをＰ抜き検出手段として利用することが望ましい。前記始動操作手段とのインタロックをとるために、シフトレバーが駐車位置に存在するか否かを検出するキーインタロックスイッチなどを利用することもできるし、オイルポンプ起動用の専用のスイッチなどを設けることも可能である。オイルポンプ起動手段は、例えば前記始動操作手段がＯＮ、更にはエンジンおよび電動モータがレディ状態とされ、且つＰ抜き検出手段によってＰ抜き操作が検出された場合にオイルポンプを起動するように構成される。

　上記第２発明では、駐車位置では基本的にオイルポンプが停止状態とされるが、油温が所定値以下で油圧の立上りに問題がある冷間時や、車両整備のためにサービススイッチが操作された場合、蓄電装置の蓄電量が所定値以下で変速機をニュートラルにしてエンジンを作動させて充電する充電制御を行う場合などには、シフトレバーが駐車位置に保持されていてもオイルポンプを起動するように構成することが望ましい。

　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油圧制御装置を備えているハイブリッド車両の駆動装置８の骨子図である。この駆動装置８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、燃料の燃焼によって作動する内燃機関等のエンジン１０と、電動モータおよび発電機として機能するモータジェネレータ１２と、シングルピニオン型の遊星歯車装置１４とを備えている。遊星歯車装置１４は、機械的に力を合成、分配する合成分配機構であり、第１クラッチ１６を介してエンジン１０に連結される第１回転要素としてのリングギヤ１４ｒと、モータジェネレータ１２のロータ軸１２ｒに連結された第２回転要素としてのサンギヤ１４ｓと、出力部材としてのスプロケット１８が一体的に設けられた第３回転要素としてのキャリア１４ｃとを備えており、サンギヤ１４ｓおよびキャリア１４ｃは第２クラッチ２０によって連結されるようになっている。なお、エンジン１０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２２およびスプリング，ゴム等の弾性部材によるダンパ装置２４を介して第１クラッチ１６に伝達される。また、第１クラッチ１６および第２クラッチ２０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。

　上記スプロケット１８は、自動変速機２６の入力部材であるドリブンスプロケット２８にチェーン３０を介して連結されている。自動変速機２６は平行２軸式変速機で、ドリブンスプロケット２８が設けられた第１軸（入力軸）３２と平行に第２軸（出力軸）３４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３６，３８、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４０，４２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と前進４速の変速段が成立させられ、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４４によって後進段が成立させられる。上記第２軸３４には出力歯車４６が設けられ、傘歯車式の差動装置４８の入力部材であるリングギヤ５０と噛み合わされており、一対の出力軸５２，５４を経て左右の駆動輪（前輪）に動力が分配される。なお、図１における第２軸３４の下側半分は、上側と略対称的に構成されているため、出力歯車４６を除いて省略してある。

　図２は、上記駆動装置８の制御系統を説明するブロック線図で、機械的な結合関係は太い実線で示され、電気的な結合関係は細線で示されている。電気トルコン５８は前記モータジェネレータ１２、遊星歯車装置１４、第１クラッチ１６、および第２クラッチ２０によって構成されており、減速機６０は前記差動装置４８などによって構成されており、車両駆動手段６２は駆動輪などである。

　エンジン１０は、コントローラ６４によって燃料噴射制御用アクチュエータ６６、スロットル制御用アクチュエータ６８、点火時期制御用アクチュエータ７０、吸排気バルブ制御用アクチュエータ７２がそれぞれ制御されることにより、その作動状態が制御される。モータジェネレータ１２は、モータジェネレータ制御装置（インバータなど）７４を介してバッテリやコンデンサ等の蓄電装置７６に接続されており、そのモータジェネレータ制御装置７４がコントローラ６４によって制御されることにより、蓄電装置７６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１２自体の電気的な制動トルク）により発電機として機能することにより蓄電装置７６に電気エネルギーを充電する充電状態と、モータ軸１２ｒ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、第１クラッチ１６および第２クラッチ２０は、コントローラ６４により電磁弁等のクラッチ制御用アクチュエータ７８を介して油圧回路が切り換えられることにより、それぞれ係合、解放状態が切り換えられ、エンジン１０とリングギヤ１４ｒとの間、サンギヤ１４ｓとキャリア１４ｃとの間が、それぞれ接続、遮断される。

　自動変速機２６は、運転者によってシフトレバー８０が操作され、そのシフトレバー８０に機械的に連結されたマニュアルシフトバルブなどの切換えアクチュエータ８２によって油圧回路が切り換えられることにより、前進段（ＦＷＤ）、ニュートラル（Ｎ）、後進段（ＲＥＶ）が切り換えられる。シフトレバー８０は、「Ｐ（パーキング）」，「Ｒ（リバース）」、「Ｎ（ニュートラル）」、「Ｄ（ドライブ）」、および「Ｂ（エンジンブレーキ）」の計５つのシフトレンジを備えており、「Ｒ」レンジで上記後進段が成立させられ、「Ｎ」レンジでニュートラルが成立させられ、「Ｄ」レンジで前進段が成立させられる。また、それ等のシフトポジションＳ_H を表す信号がシフトポジションスイッチ８４からコントローラ６４に供給され、「Ｄ」レンジでは、変速用ソレノイドバルブなどの変速比制御アクチュエータ８６が制御されて油圧回路が切り換えられることにより、前記油圧式クラッチ３６，３８の係合，解放状態や噛合い式クラッチ４０，４２の噛合い状態が切り換えられ、例えばアクセル操作量θ_ACおよび車速Ｖをパラメータとして予め定められた変速マップなどの変速条件に従って前進４速の変速段が切り換えられる。上記「Ｐ」レンジは駐車位置に相当し、「Ｒ」レンジ、「Ｄ」レンジ、および「Ｂ」レンジは駆動位置に相当する。

　コントローラ６４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、予め設定されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、例えば図３に示すフローチャートに従って図４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作動させる。コントローラ６４には、アクセル操作量センサ９０、ブレーキスイッチ９２、ブレーキ踏力センサ９４からそれぞれアクセル操作量θ_AC、ブレーキのＯＮ，ＯＦＦ、ブレーキ踏力を表す信号が供給される他、エンジントルクＴ_E やモータトルクＴ_M 、エンジン回転速度Ｎ_E 、モータ回転速度Ｎ_M 、自動変速機１６の入力回転速度Ｎ_i 、出力回転速度（車速Ｖに対応）Ｎ_O 、蓄電装置７６の蓄電量ＳＯＣ、シフトレバー８０のシフトポジションＳ_H 等に関する情報が、種々の検出手段などから供給されるようになっている。エンジントルクＴ_E 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Ｔ_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１２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。

　図３は、シフトレバー８０が「Ｒ」、「Ｄ」または「Ｂ」の駆動レンジへ操作された場合に実行するもので、シフトレバー８０が「Ｐ」レンジに保持されている場合は、エンジン１０およびモータジェネレータ１２は共に非作動状態（停止状態）に保持される。図３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１０を動力源として走行したりエンジン１０によりモータジェネレータ１２を回転駆動して蓄電装置７６を充電したりするために、エンジン１０を始動すべき旨の指令があったか否かなどにより判断し、始動要求があればステップＳ２でモード９を選択する。モード９は、前記図４から明らかなように第１クラッチ１６を係合（ＯＮ）し、第２クラッチ２０を係合（ＯＮ）し、モータジェネレータ１２により遊星歯車装置１４を介してエンジン１０を回転駆動するとともに、燃料噴射などのエンジン始動制御を行ってエンジン１０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２６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１６を解放したモータジェネレータ１２のみを動力源とする走行時には、第１クラッチ１６を係合するととも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１２を作動させ、その要求出力以上の余裕出力でエンジン１０を回転駆動することによって行われる。車両走行時であっても、一時的に自動変速機２６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。このようにモータジェネレータ１２によってエンジン１０が始動させられることにより、始動専用のスタータ（電動モータなど）が不要となり、部品点数が少なくなって装置が安価となる。

　ステップＳ１の判断がＮＯの場合、すなわちエンジン始動要求がない場合にはステップＳ３を実行し、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８０のシフトポジションＳ_H が「Ｂ（エンジンブレーキ）」レンジで且つアクセル操作量θ_ACが０か否か、或いは単にアクセル操作量θ_ACが０か否か、等によって判断し、ＹＥＳであればステップＳ４を実行する。ステップＳ４では、蓄電装置７６の蓄電量ＳＯＣが予め定められた最大蓄電量Ａ２以上か否かを判断し、ＳＯＣ≧Ａ２であればステップＳ５でモード８を選択し、ＳＯＣ＜Ａ２であればステップＳ６でモード６を選択する。最大蓄電量Ａ２は、蓄電装置７６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あり、蓄電装置７６の充放電効率（充電効率や放電効率）などに基づいて例えば８０％程度の値が設定される。

　上記ステップＳ５で選択されるモード８は、図４から明らかなように第１クラッチ１６を係合（ＯＮ）し、第２クラッチ２０を係合（ＯＮ）し、モータジェネレータ１２を無負荷状態とし、エンジン１０を停止状態すなわちスロットル弁を閉じるとともに燃料噴射量を０とするものであり、これにより、エンジン１０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１２は無負荷状態とされ、自由回転させられるため、蓄電装置７６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。

　ステップＳ６で選択されるモード６は、図４から明らかなように第１クラッチ１６を解放（ＯＦＦ）し、第２クラッチ２０を係合（ＯＮ）し、エンジン１０を停止し、モータジェネレータ１２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１２が回転駆動されることにより、蓄電装置７６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１６が解放されてエンジン１０が遮断されているため、そのエンジン１０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Ａ２より少ない場合に実行されるため、蓄電装置７６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。

　ステップＳ３の判断がＮＯの場合、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３などエンジン１０を動力源とする走行中の車両停止時か否か、すなわち車速に対応する出力回転数Ｎ_O ＝０か否か等によって判断し、ＹＥＳであればステップＳ８を実行する。ステップＳ８ではアクセルがＯＮか否か、すなわちアクセル操作量θ_ACが略零の所定値より大きいか否かを判断し、アクセルＯＮの場合にはステップＳ９でモード５を選択し、アクセルがＯＮでなければステップＳ１０でモード７を選択する。

　上記ステップＳ９で選択されるモード５は、図４から明らかなように第１クラッチ１６を係合（ＯＮ）し、第２クラッチ２０を解放（ＯＦＦ）し、エンジン１０を運転状態とし、モータジェネレータ１２の回生制動トルクを制御することにより、車両を発進させるものである。具体的に説明すると、遊星歯車装置１４のギヤ比（サンギヤ１４ｓの歯数／リングギヤ１４ｒの歯数）をρとすると、エンジントルクＴ_E ：遊星歯車装置１４の出力トルク：モータトルクＴ_M ＝１：（１＋ρ）：ρとなるため、例えばギヤ比ρを一般的な値である０．５程度とすると、エンジントルクＴ_E の半分のトルクをモータジェネレータ１２が分担することにより、エンジントルクＴ_E の約１．５倍のトルクがキャリア１４ｃから出力される。すなわち、モータジェネレータ１２のトルクの（１＋ρ）／ρ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１２を無負荷状態とすれば、ロータ軸１２ｒが逆回転させられるだけでキャリア１４ｃ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１４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）Ｔ_M を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Ｔ_E の（１＋ρ）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。

　ここで、本実施例では、エンジン１０の最大トルクの略ρ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１２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Ｔ_M 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１０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Ｎ_E の低下に起因するエンジンストール等を防止している。

　ステップＳ１０で選択されるモード７は、図４から明らかなように第１クラッチ１６を係合（ＯＮ）し、第２クラッチ２０を解放（ＯＦＦ）し、エンジン１０を運転状態とし、モータジェネレータ１２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１２のロータ軸１２ｒが逆方向へ自由回転させられることにより、キャリア１４ｃからの出力が零となる。これにより、モード３などエンジン１０を動力源とする走行中の車両停止時に一々エンジン１０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。

　ステップＳ７の判断がＮＯの場合、すなわちエンジン発進の要求がない場合にはステップＳ１１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θ_ACやその変化速度、車速（出力回転数Ｎ_O ）、自動変速機２６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１０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１２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１０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。そして、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Ａ１以上か否かを判断し、ＳＯＣ≧Ａ１であればステップＳ１３でモード１を選択し、ＳＯＣ＜Ａ１であればステップＳ１４でモード３を選択する。最低蓄電量Ａ１は、モータジェネレータ１２を動力源として走行する場合に蓄電装置７６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７６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。

　上記モード１は、前記図４から明らかなように第１クラッチ１６を解放（ＯＦＦ）し、第２クラッチ２０を係合（ＯＮ）し、エンジン１０を停止し、モータジェネレータ１２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１２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１６が解放されてエンジン１０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２６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。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７６の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ１以上の場合に実行されるため、エンジン１０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７６の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ１より低下して充放電効率等の性能を損なうことがない。

　ステップＳ１４で選択されるモード３は、図４から明らかなように第１クラッチ１６および第２クラッチ２０を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１０を運転状態とし、モータジェネレータ１２を回生制動により充電状態とするもので、エンジン１０の出力で車両を走行させながら、モータジェネレータ１２によって発生した電気エネルギーを蓄電装置７６に充電する。エンジン１０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１２で消費されるように、そのモータジェネレータ１２の電流制御が行われる。

　前記ステップＳ１１の判断がＮＯの場合、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において第１判定値Ｐ１より大きい第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１０のみを動力源として走行する中負荷領域とエンジン１０およびモータジェネレータ１２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１０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ＳＯＣ≧Ａ１か否かを判断し、ＳＯＣ≧Ａ１の場合にはステップＳ１７でモード２を選択し、ＳＯＣ＜Ａ１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≧Ａ１か否かを判断し、ＳＯＣ≧Ａ１の場合にはステップＳ１９でモード４を選択し、ＳＯＣ＜Ａ１の場合にはステップＳ１７でモード２を選択する。

　上記モード２は、前記図４から明らかなように第１クラッチ１６および第２クラッチ２０を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１０を要求出力Ｐｄで運転し、モータジェネレータ１２を無負荷状態とするもので、エンジン１０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１６および第２クラッチ２０を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１０を運転状態とし、モータジェネレータ１２を回転駆動するもので、エンジン１０およびモータジェネレータ１２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１０およびモータジェネレータ１２を併用しているため、エンジン１０およびモータジェネレータ１２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Ａ１以上の場合に実行されるため、蓄電装置７６の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ１より低下して充放電効率等の性能を損なうことがない。

　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≧Ａ１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１２のみを動力源として走行し、Ｐ１＜Ｐｄ＜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１０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１０およびモータジェネレータ１２の両方を動力源として走行する。また、ＳＯＣ＜Ａ１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７６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１０により高出力走行が行われる。

　ステップＳ１７のモード２は、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２の中負荷領域で且つＳＯＣ≧Ａ１の場合、或いはＰｄ≧Ｐ２の高負荷領域で且つＳＯＣ＜Ａ１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１２よりもエンジン１０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１２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。高負荷領域では、モータジェネレータ１２およびエンジン１０を併用して走行するモード４が望ましいが、蓄電装置７６の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ１より小さい場合には、上記モード２によるエンジン１０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７６の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ１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。

　一方、本実施例のハイブリッド車両は、前記自動変速機２６の油圧式クラッチ３６，３８，４４、噛合い式クラッチ４０，４２に作動油を供給して変速段や前後進を切り換えたり、歯車の噛合い部、軸受部などを潤滑したりするために、専用の駆動モータを有するオイルポンプ１００（図２参照）を備えており、図示しない油圧回路を介して自動変速機２６にオイルを供給する。このオイルポンプ１００は、コントローラ６４によりポンプ駆動回路９８を介して作動させられるようになっており、始動スイッチ１０２、シフトロックスイッチ１０４、キーインタロックスイッチ１０６、前記ブレーキスイッチ９２などからの信号に基づいて起動させられる。

　始動スイッチ１０２は始動操作手段に相当するもので、図５に示すようにＬＯＣＫ位置、ＡＣＣ位置、ＯＮ位置、ＳＴ（スタート）位置が設けられており、操作キーが抜き挿しされるＬＯＣＫ位置およびＡＣＣ位置では車両駆動に関する総ての電源がＯＦＦ（非通電）で、操作キーがＯＮ位置まで操作されることによりコントローラ６４の電源がＯＮ（通電）となる。そして、一旦ＳＴ（スタート）位置まで操作されると、コントローラ６４によってモータジェネレータ制御装置（インバータ）７４の電源がＯＮ（通電）とされ、モータジェネレータ１２およびエンジン１０がそれぞれ起動可能なレディ状態とされる。ＳＴ位置はモメンタリスイッチで、操作キーは自動的にＯＮ位置へ戻されるとともに、モータジェネレータ１２およびエンジン１０のレディ状態が保持される。

　シフトロックスイッチ１０４は、シフトレバー８０などに配設されたシフトロック解除手段（釦など）が解除操作されたか否かを検出するためのもので、このシフトロック解除手段を解除操作しないと、シフトレバー８０はシフトロック機構のシフトロックソレノイド１０８（図８参照）により「Ｐ」レンジに固定され、他のレンジへ操作できないようになっている。シフトロック機構は、上記シフトロック解除手段が解除操作されてシフトロックスイッチ１０４がＯＦＦとなり、且つブレーキペダルが踏込み操作されてブレーキスイッチ９２がＯＮとなった場合に、シフトロックを解除してシフトレバー８０のＰ抜き操作、すなわち「Ｐ」レンジから他のレンジへ操作することを許容する。

　キーインタロックスイッチ１０６は、前記シフトレバー８０が「Ｐ」レンジへ操作されていない場合は前記始動スイッチ１０２から操作キーを抜き取ることができないようにインタロックするためのもので、シフトレバー８０が「Ｐ」レンジへ操作されることによってＯＦＦとなり、操作キーの抜取りを許容する。すなわち、始動スイッチ１０２に操作キーを挿入して車両を最初に起動（始動）する時は、シフトレバー８０が「Ｐ」レンジに保持される。図６のトランジスタ１０９は、キーインタロックソレノイドのためのものである。

　そして、コントローラ６４は、例えば図６に示されているように機能的にＯＲ回路１１０およびＡＮＤ回路１１２から成るポンプ起動手段１１４を備えて構成され、始動スイッチ１０２の操作キーが一旦ＳＴ位置まで操作された後にＯＮ位置に保持され、且つブレーキスイッチ９２およびキーインタロックスイッチ１０６の少なくとも一方がＯＮの場合に、オイルポンプ１００を作動させて自動変速機２６にオイルを供給する。図７は、この場合のタイムチャートの一例であり、ブレーキスイッチ９２およびキーインタロックスイッチ１０６はＰ抜き検出手段に相当する。ブレーキスイッチ９２は、シフトレバー８０を「Ｐ」レンジから他のレンジへ操作するＰ抜き操作以外でもＯＮとなり、必要以上にオイルポンプ１００が作動させられる場合があるが、Ｐ抜き操作はブレーキＯＮが条件で、そのブレーキＯＮ操作からシフトロック解除手段の解除操作、シフトレバー８０のシフト操作を行うのが普通であるため、ブレーキＯＮでオイルポンプ１００が起動させられることにより、シフトレバー８０が「Ｄ」レンジ等の駆動レンジへ操作されてエンジン１０やモータジェネレータ１２が起動させられるのに先立って十分な量のオイルを自動変速機２６に供給できる。図７における始動スイッチ１０２のＯＦＦは、操作キーがＬＯＣＫ位置またはＡＣＣ位置へ操作されたことを意味しており、ＯＮは一旦ＳＴ位置まで操作された後のＯＮでエンジン１０およびモータジェネレータ１２がレディ状態とされていることを意味する。また、シフトレバー８０の欄の塗りつぶし部分は操作位置を表している。

　このように、本実施例のハイブリッド車両は、シフトレバー８０がＰ抜き操作される段階でオイルポンプ１００が作動させられ、自動変速機２６にオイルが供給されるようになっているため、シフトレバー８０が「Ｄ」レンジ等の駆動レンジへ操作されてエンジン１０やモータジェネレータ１２が起動させられ、その動力が自動変速機２６に伝達される前に、その自動変速機２６に確実に十分な量のオイルが供給されるようになり、自動変速機２６に対するオイルの供給遅れが防止され、車両の発進当初から十分な潤滑作用が得られるとともに、油圧式クラッチ３６，３８，４４の係合力不足などが解消する。特に、Ｐ抜き操作の段階でオイルポンプ１００を起動するため、例えば始動スイッチ１０２がＯＮとされるだけでオイルポンプ１００を作動させる場合に比較して、オイルポンプ１００の無駄な作動時間を短くでき、オイルの供給遅れを防止しつつポンプ駆動に伴う電力消費を節減できる。

　次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例で前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

　図８は、前記キーインタロックスイッチ１０６の代わりにシフトロックスイッチ１０４を利用してＰ抜き操作、更にはシフトレバー８０が「Ｐ」レンジ以外のレンジに操作されていることを検出し、オイルポンプ１００を作動させるようにしたもので、この場合にも前記実施例と同様の作用効果が得られる。この実施例では、ブレーキスイッチ９２およびシフトロックスイッチ１０４がＰ抜き検出手段に相当する。

　図９は、油温が予め定められた所定値以下で油圧の立上りに問題がある冷間時、すなわち温度スイッチ１２０がＯＮの場合や、車両整備のためにサービススイッチ１２２がＯＮ操作された場合、或いは蓄電装置７６の蓄電量ＳＯＣが所定値以下で、前記図４のモード３と同様にして蓄電装置７６を充電する停車時充電制御を行う場合、すなわち停車時充電制御スイッチ１２４がＯＮの場合には、シフトレバー８０が「Ｐ」レンジに保持されていても始動スイッチ１０２がＯＮであることを条件としてオイルポンプ１００を作動させるようにした場合である。「Ｐ」レンジでは、自動変速機２６は「Ｎ」レンジと同様に動力伝達遮断状態で、且つメカニカルパーキングロック機構等によって前記第２軸３４の回転は阻止されるため、停車時充電制御で車両が走行させられる恐れはない。停車時充電制御スイッチ１２４は、例えばコントローラ６４内においてソフト的に構成される。

　なお、上記各実施例では何れも複数のＰ抜き検出手段が設けられているが、何れか１つのＰ抜き検出手段を設けるだけでも良い。

　図１０は、本発明の別の実施例を説明するフローチャートで、前記始動スイッチ１０２の操作キーがＬＯＣＫ位置からＯＮ位置まで操作され、コントローラ６４の電源がＯＮとなることにより、そのコントローラ６４によって実行される。ステップＲ１でシステムチェックを行うとともに、ステップＲ２で各種のデータを読み込み、ステップＲ３で油圧源モータすなわちオイルポンプ１００専用の駆動モータを起動する。コントローラ６４による一連の信号処理のうち、このステップＲ３を実行する部分はポンプ起動手段に相当する。

　ステップＲ４では、操作キーがＳＴ位置まで操作されることによって「１」とされるＳＴフラグが「１」か否かを判断し、ＳＴフラグが「１」の場合には、ステップＲ５でモータジェネレータ制御装置（インバータ）７４の電源を投入（ＯＮ）する。これにより、モータジェネレータ１２が起動可能なレディ状態となり、ステップＲ６でモータジェネレータ制御装置７４が正常か否かのチェックを行う。正常であれば、次のステップＲ７でエンジン始動許可フラグを「１」とし、これによりエンジン１０が起動可能なレディ状態となる。

　ステップＲ８では蓄電装置７６の蓄電量ＳＯＣが所定値以上、例えば前記最低蓄電量Ａ１以上か否かを判断し、蓄電量ＳＯＣが所定値以上であればステップＲ１１を実行するが、そうでない場合にはステップＲ９においてシフトポジションＳ_H が「Ｐ」レンジまたは「Ｎ」レンジであるか否かを判断し、「Ｐ」レンジまたは「Ｎ」レンジであればステップＲ１０で前記停車時充電制御を行う。また、ステップＲ１１では、シフトポジションＳ_H が「Ｐ」レンジで、ブレーキＯＮで、且つＳＴフラグが「１」であるか否かを判断し、ＹＥＳであればステップＲ１２でシフトロック解除信号をＯＮとし、シフトロック解除手段を解除操作しながらシフトレバー８０を「Ｐ」レンジから他のレンジへ操作することを許容する。

　この実施例では、図１１に示すように、始動スイッチ１０２の操作キーがＯＮ位置へ操作された段階でオイルポンプ１００が起動（ＯＮ）させられる一方、エンジン１０およびモータジェネレータ１２は、操作キーがＯＮ位置から更にＳＴ位置まで操作されることによって起動可能なレディ状態とされるため、自動変速機２６に対するオイルの供給遅れが確実に防止される。エンジン１０およびモータジェネレータ１２は、通常はレディ状態でシフトレバー８０が「Ｒ」レンジや「Ｄ」レンジ等の駆動レンジへ操作されることによって起動させられるため、自動変速機２６に対するオイル供給が十分に間に合うのであり、また、蓄電装置７６の蓄電量ＳＯＣが少ない場合には「Ｐ」レンジでエンジン１０およびモータジェネレータ１２を作動させて停車時充電制御（ステップＲ１０）を行う場合があるが、その場合でも本実施例ではオイルの供給遅れを生じることがないのである。

　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本発明の一実施形態であり、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。

本発明の一実施例である油圧制御装置を備えているハイブリッド車両の駆動系統を説明する骨子図である。 図１のハイブリッド車両の制御系統を説明するブロック線図である。 図１のハイブリッド車両の運転モード判断サブルーチンを説明するフローチャートである。 図１のハイブリッド車両の複数の運転モードを説明する図である。 図１のハイブリッド車両における始動スイッチのキー位置と各部の作動状態を説明する図である。 図１のハイブリッド車両におけるポンプ起動手段の具体的構成を説明する図である。 図１のハイブリッド車両におけるオイルポンプの作動を説明するタイムチャートの一例である。 図６のポンプ起動手段の別の例を説明する図である。 図６のポンプ起動手段の更に別の例を説明する図である。 本発明の更に別の実施例を説明する図で、システムの起動処理ルーチンを説明するフローチャートである。 図１０の実施例における始動スイッチのキー位置と各部の作動状態を説明する図である。

符号の説明

　１０：エンジン　　１２：モータジェネレータ（電動モータ）　　２６：自動変速機　　６４：コントローラ　　８０：シフトレバー　　９２：ブレーキスイッチ（Ｐ抜き検出手段）　　１００：オイルポンプ　　１０４：シフトロックスイッチ（Ｐ抜き検出手段）　　１０６：キーインタロックスイッチ（Ｐ抜き検出手段）　　１１４：ポンプ起動手段
　ステップＲ３：ポンプ起動手段

Claims (2)

1. 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行用の動力源として備えている一方、
   　該エンジンおよび電動モータの少なくとも一方と駆動輪との間の動力伝達経路に配設された変速機と、
   　該変速機にオイルを供給する電動式のオイルポンプと
   　を有するハイブリッド車両の油圧制御装置において、
   　前記エンジンおよび前記電動モータは何れも前記変速機を介して前記駆動輪を回転駆動するもので、
   　該エンジンおよび電動モータの少なくとも一方が起動させられる前に前記オイルポンプを起動するポンプ起動手段を有する
   　ことを特徴とするハイブリッド車両の油圧制御装置。
2. 前記エンジンおよび前記電動モータが共に停止状態に保持される駐車位置と、該エンジンおよび該電動モータの少なくとも一方を動力源として走行する駆動位置とへ移動操作されるシフトレバーと、
   　該シフトレバーが前記駐車位置から抜き操作されることを検出するＰ抜き検出手段と
   　を有し、且つ
   　前記ポンプ起動手段は、前記Ｐ抜き検出手段によって前記シフトレバーが前記駐車位置から抜き操作されることが検出された場合に前記オイルポンプを起動するものである
   　ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の油圧制御装置。

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