JP2012250602A - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無段変速機の応答性を向上させる。
【解決手段】無段変速機１１の入力側にはエンジン１３が連結され、無段変速機１１の出力側にはクラッチ１４を介してモータジェネレータ１５が連結される。また、モータジェネレータ１５には駆動輪１７が連結される。クラッチ１４が解放されるＥＶモードにおいては、電動オイルポンプ４７から無段変速機１１に対して作動油が供給される。これにより、エンジン停止に伴ってオイルポンプ４６が停止するＥＶモードにおいても、プライマリ油室２３やセカンダリ油室２５からの作動油流出を防止することができ、変速要求時には無段変速機１１を素早く作動させることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、無段変速機の入力側に連結されるエンジンと、無段変速機の出力側に連結される電動モータと、電動モータに連結される駆動輪とを備えるハイブリッド車両の制御装置に関する。

無段変速機を備えるハイブリッド車両として、無段変速機の入力側にエンジンを組み付ける一方、無段変速機の出力側に電動モータを組み付けるようにしたハイブリッド車両が開発されている(例えば、特許文献１参照)。このハイブリッド車両はエンジンと電動モータとの間にクラッチを有しており、クラッチを制御することによって走行モードを切り換えることが可能となっている。すなわち、クラッチを締結して駆動輪にエンジンを接続することにより、エンジンおよび電動モータによって走行させるハイブリッド走行モードに設定することが可能となる。また、クラッチを解放して駆動輪からエンジンを切り離すことにより、電動モータを用いて走行させるモータ走行モードに設定することが可能となる。

特開平８−２６６０１２号公報

ところで、無段変速機に制御油圧を供給するオイルポンプは、エンジンによって駆動されることから、エンジン停止時には無段変速機に対する制御油圧の供給も停止される。すなわち、エンジンが停止するモータ走行モードにおいては、無段変速機に対する油圧供給が停止されることになっていた。このように、無段変速機に対する制御油圧の供給停止は、無段変速機の制御油室からの作動油流出を招くことになるため、無段変速機を再び変速制御させる際の応答遅れを招く要因となっていた。

特に、前述したクラッチを締結状態に切り換える際には、締結前にクラッチ前後の回転数を同期させることにより、クラッチの締結ショックを抑制することが求められている。このクラッチの同期制御においては、エンジンの回転数制御と共に無段変速機の変速制御を実施する必要があることから、無段変速機の応答遅れは素早い同期制御を阻害する要因となる。このため、モータ走行モードでエンジンを停止させるハイブリッド車両においては、無段変速機の応答遅れを防止することが所望されている。

本発明の目的は、無段変速機の応答性を向上させることにある。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、無段変速機の入力側に連結されるエンジンと、前記無段変速機の出力側に連結される電動モータと、前記電動モータに連結される駆動輪とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、前記無段変速機と前記電動モータとの間に設けられ、前記無段変速機と前記電動モータとを連結する締結状態と、前記無段変速機と前記電動モータとを切り離す解放状態とに切り換えられるクラッチと、前記クラッチを解放状態に切り換えることにより、前記駆動輪から前記エンジンおよび前記無段変速機を切り離し、前記電動モータによって前記駆動輪を駆動するモータ走行モードを設定するモード設定手段と、前記モータ走行モードにおけるエンジン停止中に、前記無段変速機に油圧を供給する油圧供給手段とを有することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記モータ走行モードが設定された状態のもとで、前記クラッチを滑り状態または締結状態に制御して前記電動モータから前記無段変速機に動力を伝達するとともに、前記油圧供給手段からの油圧を用いて前記無段変速機を変速させる変速制御手段を有することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記エンジンと前記無段変速機との間に設けられ、前記エンジンと前記無段変速機とを連結する締結状態と、前記エンジンと前記無段変速機とを切り離す解放状態とに切り換えられる第２クラッチを有し、前記第２クラッチは、前記モータ走行モードでの変速時に解放状態に切り換えられることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記変速制御手段は、前記モータ走行モードでの変速終了時に前記クラッチを解放状態に切り換えることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記モータ走行モードでの変速時に、前記クラッチの伝達トルクに基づき前記電動モータの出力トルクを増加させるモータ制御手段を有することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記変速制御手段は、前記無段変速機の変速比と所定の目標変速比とが所定値を超えて離れる場合、所定の減速状態を超えて車両が減速する場合、または前記無段変速機の変速比が所定範囲内に収束する場合に、前記モータ走行モードでの変速を実施することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記目標変速比を車速に基づき算出する目標変速比算出手段を有することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記目標変速比は、前記エンジンを所定回転数で制御したときに、前記クラッチの入力回転数と出力回転数とを同期させる変速比であることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記目標変速比は、走行中の車両を所定減速度で停車させるまでに、前記無段変速機を所定変速速度で減速側の所定変速比に到達させる変速比であることを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記目標変速比算出手段は、前記車速に基づいて、前記エンジンを所定回転数で制御したときに、前記クラッチの入力回転数と出力回転数とを同期させる第１目標変速比を算出し、前記車速に基づいて、走行中の車両を所定減速度で停車させるまでに、前記無段変速機を所定変速速度で減速側の所定変速比に到達させる第２目標変速比を算出し、前記第１目標変速比と前記第２目標変速比とを比較し、減速側の変速比を前記目標変速比として設定することを特徴とする。

本発明のハイブリッド車両の制御装置は、前記エンジンからの動力によって駆動され、前記無段変速機に油圧を供給するオイルポンプを有し、前記変速制御手段は、前記モータ走行モードでの変速時に所定の加減速状態を超えて車両が加減速する場合に、前記オイルポンプからの油圧を用いて前記無段変速機を変速させることを特徴とする。

本発明によれば、モータ走行モードにおいてエンジンが停止する場合であっても、油圧供給手段から無段変速機に対して油圧が供給される。これにより、無段変速機の制御油室からの作動油流出を防止することができ、再び無段変速機を作動させる際の応答性を向上させることが可能となる。

また、本発明によれば、モータ走行モードにおいてエンジンが停止する場合であっても、油圧供給手段から無段変速機に対して油圧が供給される。これにより、モータ走行モードにおいて無段変速機を変速させておくことができ、クラッチ前後の回転数を素早く同期させて、クラッチを締結状態に切り換えることが可能となる。

ハイブリッド車両に搭載されるパワーユニットを示す概略図である。 (ａ)〜(ｃ)はＥＶモードからＨＥＶモードへの走行モードの切換過程を示す説明図である。 (ａ)〜(ｃ)はＥＶモードでの変速制御過程を示す説明図である。 パワーユニットとその制御系との一部の構成を示す概略図である。 制御ユニットによって実行される変速制御手順の一例を示すフローチャートである。 制御ユニットによって実行される変速制御手順の一例を示すフローチャートである。 (ａ)は同期変速比を算出する際に参照される特性線図であり、(ｂ)は戻し変速比を算出する際に参照される特性線図である。 目標変速比を示す線図である。 追従判定の手順を示す説明図である。 ＥＶモードでの変速状況の一例を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はハイブリッド車両に搭載されるパワーユニット１０を示す概略図である。このパワーユニット１０は、本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の制御装置によって制御されている。図１に示すように、パワーユニット１０は無段変速機１１を有しており、無段変速機１１の入力側にはトルクコンバータ１２を介してエンジン１３が連結される一方、無段変速機１１の出力側にはクラッチ１４を介してモータジェネレータ(電動モータ)１５が連結されている。また、モータジェネレータ１５には、デファレンシャル機構１６を介して駆動輪１７が連結されている。このパワーユニット１０においては、クラッチ１４を締結することでエンジン１３および無段変速機１１を駆動輪１７に連結することが可能となり、クラッチ１４を解放することでエンジン１３および無段変速機１１を駆動輪１７から切り離すことが可能となる。

無段変速機１１は、プライマリ軸２０とこれに平行となるセカンダリ軸２１とを有している。プライマリ軸２０にはプライマリプーリ２２が設けられており、プライマリプーリ２２の背面側にはプライマリ油室２３が区画されている。また、セカンダリ軸２１にはセカンダリプーリ２４が設けられており、セカンダリプーリ２４の背面側にはセカンダリ油室２５が区画されている。さらに、プライマリプーリ２２およびセカンダリプーリ２４には駆動チェーン２６が巻き掛けられている。プライマリ油室２３に供給するプライマリ圧Ｐｐおよびセカンダリ油室２５に供給するセカンダリ圧Ｐｓを調整することにより、プーリ溝幅を変化させて駆動チェーン２６の巻き付け径を変化させることができ、プライマリ軸２０からセカンダリ軸２１に対する無段変速が可能となる。なお、チェーンドライブ式の無段変速機１１に限られることはなく、ベルトドライブ式やトラクションドライブ式の無段変速機であっても良い。

無段変速機１１にエンジン動力を伝達するため、エンジン１３とプライマリプーリ２２との間にはトルクコンバータ１２が設けられている。トルクコンバータ１２は、クランク軸３０に連結されるポンプインペラ３１と、このポンプインペラ３１に対向するとともにタービン軸３２に連結されるタービンランナ３３とを備えている。また、トルクコンバータ１２にはロックアップクラッチ(第２クラッチ)３４が組み込まれている。ロックアップクラッチ３４はタービンランナ３３に連結されるクラッチプレート３５を有しており、このクラッチプレート３５はフロントカバー３６とタービンランナ３３との間に配置されている。クラッチプレート３５のタービンランナ３３側にはアプライ室３７が区画されており、クラッチプレート３５のフロントカバー３６側にはリリース室３８が区画されている。アプライ室３７に作動油を供給してリリース室３８から作動油を排出することにより、クラッチプレート３５はフロントカバー３６に押し付けられ、ロックアップクラッチ３４はクランク軸３０とタービン軸３２とを直結する締結状態となる。一方、リリース室３８に作動油を供給してアプライ室３７から作動油を排出することにより、クラッチプレート３５はフロントカバー３６から引き離され、ロックアップクラッチ３４はクランク軸３０とタービン軸３２とを切り離す解放状態となる。なお、図示する場合には、トルクコンバータ１２のタービン軸３２と無段変速機１１のプライマリ軸２０とが直結されているが、これに限られることはなく、タービン軸３２とプライマリ軸２０との間に遊星歯車列等からなる前後進切換機構を組み付けても良く、タービン軸３２とプライマリ軸２０との間にギヤ列を組み付けても良い。

前述したように、セカンダリプーリ２４とモータジェネレータ１５との間には、走行モードを切り換えるためのクラッチ１４が設けられている。このクラッチ１４は、セカンダリ軸２１に連結されるクラッチ入力軸４０と、モータジェネレータ１５のロータ１５ａに連結されるクラッチ出力軸４１とを備えている。クラッチ入力軸４０には摩擦板４２ａを備えたクラッチドラム４２が連結されており、クラッチ出力軸４１には摩擦板４３ａを備えたクラッチハブ４３が連結されている。また、クラッチドラム４２には油圧ピストン４４が組み込まれており、油圧ピストン４４の背面側には締結油室４５が区画されている。この締結油室４５に作動油を供給することにより、油圧ピストン４４を摩擦板４２ａ，４３ａに向けて移動させることが可能となる。これにより、油圧ピストン４４によって摩擦板４２ａ，４３ａを互いに押し付けることができ、クラッチ１４を締結状態に切り換えることが可能となる。一方、締結油室４５から作動油を排出することにより、油圧ピストン４４を摩擦板４２ａ，４３ａから引き離すことが可能となる。これにより、摩擦板４２ａ，４３ａの押し付けを解除することができ、クラッチ１４を解放状態に切り換えることが可能となる。また、摩擦クラッチであるクラッチ１４は、前述した締結状態や解放状態に制御されるだけでなく、摩擦板４２ａ，４３ａの間にスリップが生じる滑り状態(半クラッチ状態)に制御することが可能となっている。このように、滑り状態に制御可能なクラッチ１４を設けることにより、締結油室４５の油圧を調整することでクラッチ１４の伝達トルクを調整することが可能となる。なお、クラッチ１４としては、図示する油圧クラッチに限られることはなく、電磁力によって締結状態、滑り状態、解放状態に制御される電磁クラッチであっても良い。

無段変速機１１、クラッチ１４、ロックアップクラッチ３４等に対して作動油を供給するため、エンジン１３にはポンプインペラ３１を介してオイルポンプ４６が連結されている。このオイルポンプ４６は、エンジン１３によって駆動されることから、エンジン１３の運転状態に連動して油圧を供給することが可能となっている。同様に、無段変速機１１、クラッチ１４、ロックアップクラッチ３４等に対して作動油を供給するため、パワーユニット１０には電動オイルポンプ(油圧供給手段)４７が組み付けられている。この電動オイルポンプ４７は、駆動源となる図示しない電動モータを備えており、エンジン１３の運転状態に影響されることなく油圧供給が可能となっている。さらに、オイルポンプ４６や電動オイルポンプ４７はバルブユニット４８に接続されており、バルブユニット４８を介して無段変速機１１、クラッチ１４、ロックアップクラッチ３４等に作動油が供給制御されている。なお、バルブユニット４８には複数の電磁弁が組み込まれており、これらの電磁弁は後述する制御ユニット５０によって制御される。

図２(ａ)〜(ｃ)はＥＶモードからＨＥＶモードへの走行モードの切換過程を示す説明図である。ここで、ＥＶモード(モータ走行モード)とは、クラッチ１４を解放状態に切り換えることにより、駆動輪１７からエンジン１３および無段変速機１１を切り離して走行させる走行モードである。すなわち、動力源としてモータジェネレータ１５のみが駆動輪１７に連結されており、モータ動力のみが駆動輪１７に伝達されている。なお、ＥＶモードにおいて、エンジン１３および無段変速機１１は停止した状態となっている。また、ＨＥＶモード(ハイブリッド走行モード)とは、クラッチ１４を締結状態に切り換えることにより、駆動輪１７にエンジン１３および無段変速機１１を接続して走行させる走行モードである。すなわち、駆動源としてモータジェネレータ１５およびエンジン１３が駆動輪１７に連結されており、モータ動力およびエンジン動力が駆動輪１７に伝達されている。なお、ＨＥＶモードにおいて、モータジェネレータ１５を空転状態に制御することにより、エンジン動力のみを駆動輪１７に伝達することも可能である。

図２(ａ)に示すように、ＥＶモードでの走行時には、クラッチ出力軸４１は車速に連動して回転する一方、クラッチ入力軸４０は停止した状態となっている。すなわち、クラッチ１４の入力回転数Ｎｉは出力回転数Ｎｏに比べて大幅に低下した状態となっている。このＥＶモードからクラッチ１４を締結してＨＥＶモードに移行させるためには、図２(ｂ)に示すように、エンジン１３を始動してエンジン回転数Ｎｅを引き上げることにより、出力回転数Ｎｏに入力回転数Ｎｉを同期させる必要がある。図２(ａ)に示すように、無段変速機１１が減速側で停止している場合には、エンジン回転数Ｎｅが減速されてクラッチ入力軸４０に伝達されることから、入力回転数Ｎｉを素早く引き上げることが困難となる。そこで、図２(ｂ)に示すように、エンジン回転数Ｎｅを引き上げるとともに、無段変速機１１を増速側(Ｈｉｇｈ側)にアップシフトさせることにより、入力回転数Ｎｉを出力回転数Ｎｏに向けて素早く上昇させている。そして、入力回転数Ｎｉが出力回転数Ｎｏに到達すると、図２(ｃ)に示すように、クラッチ１４が締結状態に切り換えられ、ＥＶモードからＨＥＶモードへの切り換えが完了することになる。

このように、クラッチ１４を締結してＥＶモードからＨＥＶモードに切り換える際には、無段変速機１１の変速制御を併せて実施することにより、入力回転数Ｎｉを出力回転数Ｎｏに素早く同期させている。この無段変速機１１の変速制御においては、出力回転数Ｎｏが車速に連動することから、出力回転数Ｎｏが増大する高車速時においては、無段変速機１１を増速側に大きくアップシフトさせる必要があった。このように、無段変速機１１を大きな変速幅で変速させることは、同期制御に掛かる時間を引き延ばす要因となるため、本発明の一実施の形態であるハイブリッド車両の制御装置は、同期制御前のＥＶモードにおいて事前に無段変速機１１を変速させている。以下、ＥＶモードでの変速制御について説明する。

図３(ａ)〜(ｃ)はＥＶモードでの変速制御過程を示す説明図である。図３(ａ)に示すように、車両発進時に用いられるＥＶモードにおいては、無段変速機１１の変速比が減速側(Ｌｏｗ側)にダウンシフトされた状態となっている。前述したように、車速が上昇してＥＶモードをＨＥＶモードに切り換える際には、同期制御において無段変速機１１にアップシフトが要求されることから、予めＥＶモードにおいて無段変速機１１をアップシフトさせている。この変速制御を実施する際には、図３(ｂ)に示すように、クラッチ１４が解放状態から滑り状態に切り換えられ、モータジェネレータ１５から無段変速機１１に対して動力が分配される。これにより、無段変速機１１のプライマリプーリ２２およびセカンダリプーリ２４が回転した状態となり、無段変速機１１は変速制御が可能な状態となる。そして、プライマリ油室２３およびセカンダリ油室２５の油圧を制御することにより、無段変速機１１が所定の目標変速比までアップシフトされると、図３(ｃ)に示すように、クラッチ１４が滑り状態から解放状態に切り換えられる。このように、ＥＶモードでの変速終了時にクラッチ１４を解放状態に切り換えることにより、プライマリプーリ２２およびセカンダリプーリ２４の回転が停止することから、無段変速機１１の変速比をクラッチ１４の解放時点で固定することが可能となる。このように、ＥＶモードにおいて事前に変速制御を実施しておくことにより、その後の同期制御において要求される変速幅を狭めることができ、クラッチ１４の同期制御を素早く実行してクラッチ１４を締結状態に切り換えることが可能となる。

図４はパワーユニット１０とその制御系との一部の構成を示す概略図である。図４に示すように、無段変速機１１、エンジン１３、クラッチ１４、ロックアップクラッチ３４を制御するため、ハイブリッド車両の制御系には制御ユニット５０が設けられている。この制御ユニット５０は、後述するように、モード設定手段、変速制御手段、モータ制御手段、目標変速比算出手段として機能している。制御ユニット５０には、エンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ５１、プライマリプーリ２２の回転数(プライマリ回転数Ｎｐ)を検出するプライマリ回転数センサ５２、セカンダリプーリ２４の回転数(セカンダリ回転数Ｎｓ)を検出するセカンダリ回転数センサ５３、入力回転数Ｎｉを検出する入力回転数センサ５４、出力回転数Ｎｏを検出する出力回転数センサ５５、車速を検出する車速センサ５６、車両加速度を検出する加速度センサ５７、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサ５８、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ５９等が接続されている。そして、制御ユニット５０は、各種センサ等からの情報に基づき車両状態を判定し、無段変速機１１、エンジン１３、クラッチ１４、ロックアップクラッチ３４等に向けて制御信号を出力する。なお、制御ユニット５０は、制御信号等を演算するＣＰＵを備えるとともに、制御プログラム、演算式、マップデータ等を格納するＲＯＭや、一時的にデータを格納するＲＡＭを備えている。

図４に示すように、制御ユニット５０は、エンジン制御部６１、ロックアップ制御部６２、ＣＶＴ制御部６３、クラッチ制御部６４、電動ポンプ制御部６５およびモータ制御部６６を有している。エンジン制御部６１は、エンジン１３の図示しないスタータモータ、スロットルバルブ、インジェクタ、イグナイタ等に対して制御信号を出力し、エンジン１３の運転状態を制御する。ロックアップ制御部６２は、バルブユニット４８に制御信号を出力し、ロックアップクラッチ３４の作動状態を制御する。ＣＶＴ制御部６３は、バルブユニット４８に制御信号を出力し、無段変速機１１の変速比を制御する。クラッチ制御部６４は、バルブユニット４８に制御信号を出力し、クラッチ１４の作動状態を制御する。電動ポンプ制御部６５は、電動オイルポンプ４７に制御信号を出力し、電動オイルポンプ４７の作動状態を制御する。さらに、モータ制御部６６は、ステータ１５ｂの通電状態を制御するインバータ６７に制御信号を出力し、モータジェネレータ１５の作動状態を制御する。

また、制御ユニット５０は、走行モード制御部６８およびＥＶ変速制御部６９を有している。走行モード制御部６８は、各種センサ等からの情報に基づいて走行モード(ＥＶモード，ＨＥＶモード)を判定する。ＥＶモードが選択された場合には、走行モード制御部６８からの制御信号に基づいて、クラッチ１４が解放状態に切り換えられるとともに、モータジェネレータ１５の駆動状態(力行，回生)が制御される。このＥＶモードにおいては、ＥＶ変速制御部６９からの制御信号に基づいて、ＨＥＶモードへの切り換えに伴う同期制御に備えて変速制御が実施される。また、ＨＥＶモードが選択された場合には、走行モード制御部６８からの制御信号に基づいて、クラッチ１４が締結状態に切り換えられるとともに、エンジン１３およびモータジェネレータ１５の駆動状態が制御される。

以下、フローチャートに沿ってＥＶモードでの変速制御について説明する。図５および図６は制御ユニット５０によって実行される変速制御手順の一例を示すフローチャートである。なお、図５および図６のフローチャートは、符号ａ〜ｄの箇所で互いに接続されている。また、図７(ａ)は同期変速比Ｚｉを算出する際に参照される特性線図であり、図７(ｂ)は戻し変速比Ｙｉを算出する際に参照される特性線図である。

図５に示すように、ＥＶモードにおいては、ステップＳ１において電動オイルポンプ４７が始動され、続くステップＳ２においてロックアップクラッチ３４が解放される。続くステップＳ３では、車速に基づき図７(ａ)の特性線図を参照し、第１目標変速比としての同期変速比Ｚｉが算出される。ここで、同期変速比Ｚｉとは、現在の車速を維持したままエンジン１３を所定のエンジン回転数(例えば１０００ｒｐｍ)に制御するとともに、クラッチ１４の同期制御を実施した場合に、無段変速機１１に対して要求される変速比である。すなわち、ＥＶモードにおいて無段変速機１１の変速比を同期変速比Ｚｉに制御しておくことにより、同期制御においてはエンジン１３を始動して所定回転数(例えば１０００ｒｐｍ)に到達させるだけで、クラッチ１４の入力回転数Ｎｉと出力回転数Ｎｏとを同期させることが可能となる。クラッチ１４の出力回転数Ｎｏは車速に連動して増減することから、図７(ａ)に示すように、同期変速比Ｚｉを車速に基づき設定することが可能となっている。なお、オイルポンプ４６を適切に駆動する最低限のエンジン回転数を確保する観点から、同期変速比Ｚｉの算出に用いられるエンジン回転数を１０００ｒｐｍに設定しているが、これに限られることはなく、他の回転数であっても良いことはいうまでもない。

また、図５に示すように、ステップＳ４では、車速に基づき図７(ｂ)の特性線図を参照し、第２目標変速比としての戻し変速比Ｙｉが算出される。ここで、戻し変速比Ｙｉとは、停車時までに無段変速機１１を所定変速比にダウンシフト(ロー戻し変速)させる観点から設定される変速比であり、車両の発進性能を確保するために設定される変速比である。すなわち、戻し変速比Ｙｉとは、走行中の車両が所定減速度で停車するまでに、無段変速機１１を所定変速速度で減速側の所定変速比に到達させることが可能な変速比である。このロー戻し変速時において、無段変速機１１に与えられる変速時間は、減速開始時の車速に連動して増減することから、図７(ｂ)に示すように、戻し変速比Ｙｉについても車速に基づき設定することが可能となっている。なお、通常、車両発進時にはＥＶモードが選択されることから、無段変速機１１を介してエンジン動力が出力されることはない。しかしながら、バッテリ残量が大きく低下している場合等には、車両発進時にＨＥＶモードが選択されることも想定されるため、停車時までに無段変速機１１を所定変速比にダウンシフトさせることが望ましい。

このように、同期変速比Ｚｉおよび戻し変速比Ｙｉが算出されると、続くステップＳ５において、同期変速比Ｚｉと戻し変速比Ｙｉとが比較され、減速側の変速比が目標変速比Ｘｉとして設定される。ここで、図８は目標変速比Ｘｉを示す線図である。図８に示すように、車速がＶａを下回る場合には、戻し変速比Ｙｉに基づき目標変速比Ｘｉが設定され、車速がＶａを上回る場合には、同期変速比Ｚｉに基づき目標変速比Ｘｉが設定される。このように、減速側の変速比を目標変速比Ｘｉとして設定することにより、停車時のロー戻し変速を可能とする変速比範囲を外れることなく、同期制御に備えて無段変速機１１を変速させることが可能となる。なお、図８に示す場合には、低車速領域において同期変速比Ｚｉを戻し変速比Ｙｉが減速側に上回り、高車速領域において戻し変速比Ｙｉを同期変速比Ｚｉが減速側に上回っているが、これに限られることはなく、同期変速比Ｚｉや戻し変速比Ｙｉは様々な条件によって変化するものである。なお、同期変速比Ｚｉは、エンジン１３から駆動輪１７までの間に設けられるギヤのギヤ比や、初期条件として設定されるエンジン回転数(所定回転数)の値に応じて変化する変速比である。また、戻し変速比Ｙｉは、初期条件として設定される車両の減速度(所定減速度)、無段変速機１１の変速速度(所定変速速度)、停車時に要求される無段変速機１１の変速比(所定変速比)の値に応じて変化する変速比である。

図５に示すように、ステップＳ５において目標変速比Ｘｉが設定されると、ステップＳ６に進み、車両走行中であるか否かが判定される。ステップＳ６において車両停止中であると判定された場合、つまりクラッチ出力軸４１の回転が停止している場合には、無段変速機１１を変速させることができないため、ステップＳ３に進み、目標変速比Ｘｉが再設定される。一方、ステップＳ６において車両走行中であると判定された場合、つまりクラッチ出力軸４１が回転している場合には、無段変速機１１を変速させることが可能であるため、ステップＳ７に進み、ＥＶモードでの変速制御を開始するか否かが判断される。ステップＳ７において、目標変速比Ｘｉと実変速比ｉとが所定値αを超えて離れる場合(式(１))、所定の減速状態を超えて車両が減速する場合、または実変速比ｉが所定範囲内に収束している場合には、ステップＳ８に進み、ＥＶモードでの変速制御が開始される。一方、ステップＳ７において、目標変速比Ｘｉと実変速比ｉとが所定値αを超えて離れていない場合、所定の減速状態を超えて車両が減速していない場合、または実変速比ｉが所定範囲内に収束していない場合には、ステップＳ３に進み、変速制御を開始することなく再び目標変速比Ｘｉを設定する。なお、実変速比ｉとは、プライマリ回転数Ｎｐをセカンダリ回転数Ｎｓで除した値であり(ｉ＝Ｎｐ／Ｎｓ)、無段変速機１１の実際の変速比を意味している。
｜Ｘｉ−ｉ｜＞α …(１)

前述したステップＳ７において、所定の減速状態を超えて車両が減速する場合とは、ブレーキセンサ５８によって検出されるブレーキペダルの操作量が所定値を超えた場合や、加速度センサ５７によって検出される車両減速度が所定値を超えた場合等が該当する。このように、運転手に減速意思があると判定された場合には、ロー戻し変速を実施する必要があることから、ステップＳ８に進み、ＥＶモードでの変速制御が開始される。また、ステップＳ７において、実変速比ｉが所定範囲内に収束している場合とは、クラッチ１４を解放状態に保持しているにも拘わらず、セカンダリプーリ２４が回転してしまう状況を意味している。解放中のクラッチ１４からセカンダリプーリ２４には僅かなドラグトルク(引きずりトルク)が伝達され、無段変速機１１の回転抵抗は実変速比ｉによって左右されている。すなわち、前述した所定範囲とは無段変速機１１の回転抵抗がクラッチ１４のドラグトルクを下回る変速比範囲であり、この所定範囲内に実変速比ｉが収束する状況とはドラグトルクによって無段変速機１１が回転する状況である。このように、クラッチ１４を解放していてもセカンダリプーリ２４が回転してしまう状況では、エネルギーの有効利用を図る観点から、ステップＳ８に進み、ＥＶモードでの変速制御を開始している。

ステップＳ８では、クラッチ１４が解放状態から滑り状態に切り換えられ、モータジェネレータ１５からセカンダリプーリ２４に動力が分配される。このステップＳ８においては、プライマリ回転数Ｎｐやセカンダリ回転数Ｎｓが変速可能となる最低限の回転数を超えるように、締結油室４５の油圧を調整してクラッチ１４の伝達トルクが制御される。続くステップＳ９では、クラッチ１４の伝達トルクに基づいてモータジェネレータ１５の加算トルクを算出し、モータジェネレータ１５の出力トルクに加算トルクが上乗せされる。このように、モータジェネレータ１５からクラッチ１４を介して無段変速機１１に動力を分配する際には、モータジェネレータ１５の出力トルクを増加させるようにしている。これにより、モータジェネレータ１５から駆動輪１７に伝達される動力の変動を抑制することができ、運転手に違和感を与えることなくＥＶモードでの変速制御を実施することが可能となる。

なお、以下の式(２)に示すように、モータジェネレータ１５の加算トルクＴａは、クラッチ１４の上限伝達トルクＴｂと、ＣＶＴ抵抗トルクＴｃおよびＣＶＴ加速トルクＴｄの合成トルク(Ｔｃ＋Ｔｄ)とを比較し、小さい方のトルクが加算トルクＴａとして設定される。上限伝達トルクＴｂは、滑り状態となるクラッチ１４を介して伝達される伝達トルクの上限値であり、締結油室４５の油圧に基づき所定の伝達トルクマップを参照することで求められる。また、ＣＶＴ抵抗トルクＴｃは、無段変速機１１の回転抵抗を表すトルクであり、プライマリ圧Ｐｐ、セカンダリ圧Ｐｓ、プライマリ回転数Ｎｐ、セカンダリ回転数Ｎｓに基づき、所定の抵抗トルクマップを参照することで求められる。さらに、ＣＶＴ加速トルクＴｄは、無段変速機１１の回転上昇に必要なトルクであり、プライマリプーリ２２およびセカンダリプーリ２４の角加速度や無段変速機１１の慣性相当重量に基づき求められる。なお、クラッチ１４とモータジェネレータ１５との間にギヤ列が設けられる場合には、このギヤ列のギヤ比を考慮して加算トルクＴａが算出される。
Ｔａ＝ｍｉｎ(Ｔｂ，Ｔｃ＋Ｔｄ) …(２)

このように、ステップＳ８においてクラッチ１４を滑り状態に制御して無段変速機１１を回転させ、ステップＳ９においてモータジェネレータ１５の出力トルクが引き上げられると、前述したステップＳ３〜Ｓ５と同様の手順に沿って、ステップＳ１０では同期変速比Ｚｉが算出され、ステップＳ１１では戻し変速比Ｙｉが算出され、ステップＳ１２では目標変速比Ｘｉが算出される。そして、続くステップＳ１３において、目標変速比Ｘｉに向けて無段変速機１１の変速制御が実行される。なお、ＥＶモードにおいては、エンジン１３と共にオイルポンプ４６が停止しているが、クラッチ１４の締結油室４５、プライマリプーリ２２のプライマリ油室２３、セカンダリプーリ２４のセカンダリ油室２５、ロックアップクラッチ３４のリリース室３８には、ステップＳ１で始動された電動オイルポンプ４７から作動油が供給されている。なお、ＨＥＶモードにおいてはオイルポンプ４６が駆動されることから、電動オイルポンプ４７の吐出能力はＥＶモードでの変速制御に必要な最低限の能力に設定されている。また、ＥＶモードでの変速制御においては、ロックアップクラッチ３４を解放して無段変速機１１からエンジン１３を切り離すようにしたので、エンジン１３を回転させることなく変速制御を行うことができ、エネルギー損失を低減することが可能となる。

図６に示すように、続くステップＳ１４では、所定の加減速状態を超えて急減速や急加速されているか否かが判定される。なお、ステップＳ１４において急減速の判定基準となる所定の減速状態とは、ステップＳ７での判定に用いた所定の減速状態よりも減速度の大きな減速状態を意味している。ステップＳ１４において、急加速や急減速が発生していないと判定された場合には、ステップＳ１５に進み、ＥＶモードでの変速制御を終了するか否かが判断される。ステップＳ１５において、目標変速比Ｘｉと実変速比ｉとが所定値β以内に近づいており、所定の減速状態を超えて車両が減速しておらず、かつ実変速比ｉが所定範囲内に収束していない場合には、ステップＳ１６に進み、クラッチ１４が滑り状態から解放状態に切り換えられる。すなわち、ステップＳ１５において、ＥＶモードでの変速制御が終了したと判定された場合には、ステップＳ１６に進み、クラッチ１４が解放されて変速比が固定されることになる。一方、ステップＳ１５において、目標変速比Ｘｉと実変速比ｉとが所定値βを超えて離れる場合、所定の減速状態を超えて車両が減速する場合、または実変速比ｉが所定範囲内に収束している場合には、ステップＳ８に進み、ＥＶモードでの変速制御が継続されることになる。

一方、ステップＳ１４において、急加速や急減速が発生していると判定された場合には、ステップＳ１７に進み、現在の変速能力で変速比の追従が可能であるか否かが判定される。ここで、図９は追従判定の手順を示す説明図である。図９に示すように、現在の走行状態(車速Ｖ１，変速比ｉ１)から、所定の減速状態を超えて車両を急減速させた場合には、所定車速Ｖ２(例えば０ｋｍ／ｈ)における目標変速比ｉａ２が読み込まれる。この目標変速比ｉａ２とは、所定車速Ｖ２における目標変速比Ｘｉである。また、想定される車両減速度に基づいて車速Ｖ２に達するまでの制動時間Ｔ２を算出する。そして、電動オイルポンプ４７の吐出状態とバルブユニット４８の作動状態によって決まるプーリ作動油圧を図示しない油圧センサから検出し、予め実測したプーリ作動油圧と変速速度のマップに基づいて無段変速機１１の変速速度を算出する。さらに、変速速度および制動時間Ｔ２に基づいて変速可能な変速幅を算出し、この変速幅と変速比ｉ１とに基づいて到達が予測される予測変速比ｉｂ２を算出する。そして、目標変速比ｉａ２と予測変速比ｉｂ２とを比較判定し、目標変速比ｉａ２と予測変速比ｉｂ２とが所定値Ｃを超えて離れる場合(｜ｉａ２−ｉｂ２｜＞Ｃ)には、現在の変速能力では変速比の追従が不可能であると判定される。一方、目標変速比ｉａ２と予測変速比ｉｂ２とが所定値Ｃを超えて離れていない場合には、現在の変速能力で変速比の追従が可能であると判定される。

また、図９に示すように、現在の走行状態(車速Ｖ１，変速比ｉ１)から、所定の加速状態を超えて車両を急加速させた場合には、所定車速Ｖ３における目標変速比ｉａ３が読み込まれる。この目標変速比ｉａ３とは、所定車速Ｖ３における目標変速比Ｘｉである。また、想定される車両加速度に基づいて車速Ｖ３に達するまでの加速時間Ｔ３を算出する。そして、電動オイルポンプ４７の吐出状態とバルブユニット４８の作動状態によって決まるプーリ作動油圧を図示しない油圧センサから検出し、予め実測したプーリ作動油圧と変速速度のマップに基づいて無段変速機１１の変速速度を算出する。さらに、変速速度および加速時間Ｔ３に基づいて変速可能な変速幅を算出し、この変速幅と変速比ｉ１とに基づいて到達が予測される予測変速比ｉｂ３を算出する。そして、目標変速比ｉａ３と予測変速比ｉｂ３とを比較判定し、目標変速比ｉａ３と予測変速比ｉｂ３とが所定値Ｃを超えて離れる場合(｜ｉａ３−ｉｂ３｜＞Ｃ)には、現在の変速能力では変速比の追従が不可能であると判定される。一方、目標変速比ｉａ３と予測変速比ｉｂ３とが所定値Ｃを超えて離れていない場合には、現在の変速能力で変速比の追従が可能であると判定される。

このように、ＥＶモードでの変速制御時に、過度な急減速や急加速が実施された場合には、ステップＳ１７において変速比の追従判定が実施される。ステップＳ１７において、現在の変速能力では変速比の追従が不可能であると判定された場合には、ステップＳ１８に進み、クラッチ１４が滑り状態から解放状態に切り換えられ、続くステップＳ１９において停止中のエンジン１３が始動される。次いで、前述したステップＳ３〜Ｓ５と同様の手順に沿って、ステップＳ２０では同期変速比Ｚｉが算出され、ステップＳ２１では戻し変速比Ｙｉが算出され、ステップＳ２２では目標変速比Ｘｉが算出される。そして、ステップＳ２３において、目標変速比Ｘｉ(前述したｉａ２，ｉａ３)に向けて変速制御が実施される。このように、電動オイルポンプ４７からの作動油だけでは変速速度が足りない状況においては、エンジン１３を始動してオイルポンプ４６を駆動した上で、無段変速機１１の変速制御を実施している。これにより、急減速や急加速が行われた場合であっても、適切な変速比に無段変速機１１を制御することが可能となる。続いて、ステップＳ２４に進み、目標変速比Ｘｉに実変速比ｉが達したか否かが判定される。ステップＳ２４において、実変速比ｉが目標変速比Ｘｉに到達したと判定された場合には、ステップＳ２５に進み、エンジン１３が停止される。そして、ステップＳ３に戻り、ＥＶモードでの変速制御に備えて、再び目標変速比Ｘｉが設定される。一方、ステップＳ２４において、実変速比ｉが目標変速比Ｘｉに到達していないと判定された場合には、実変速比ｉが目標変速比Ｘｉに到達するまで、オイルポンプ４６を用いた変速制御が継続される。なお、ステップＳ１７において、現在の変速能力で変速比の追従が可能であると判定された場合には、前述したステップＳ１５に進み、電動オイルポンプ４７を用いた変速制御が継続されることになる。

続いて、ＥＶモードでの変速状況を線図に沿って説明する。ここで、図１０はＥＶモードでの変速状況の一例を示す説明図である。図１０に示すように、ＥＶモードで走行している場合には、変化する車速に応じて目標変速比Ｘｉが算出される。また、目標変速比Ｘｉと実変速比ｉとは比較判定されており、目標変速比Ｘｉと実変速比ｉとが所定値αを上回って離れる場合には、クラッチ１４を滑り状態に制御しながら目標変速比Ｘｉに向けて無段変速機１１の変速制御が実施される。そして、変速制御を実施することにより、目標変速比Ｘｉと実変速比ｉとが所定値βを下回って近づいた場合には、クラッチ１４が解放状態に切り換えられて実変速比ｉが固定される。このような変速制御は、目標変速比Ｘｉと実変速比ｉとが乖離する度に実施されることから、ＥＶモードにおいて実変速比ｉを目標変速比Ｘｉに近づけておくことが可能となる。これにより、ＨＥＶモードに切り換えるためにクラッチ１４の同期制御を実施する際には、無段変速機１１に要求される変速幅を狭めることができ、素早く同期制御を実施することが可能となる。

これまで説明したように、ハイブリッド車両に電動オイルポンプ４７を設けるようにしたので、エンジン停止中に無段変速機１１に対して油圧を供給することが可能となる。これにより、エンジン１３が停止するＥＶモードにおいて、無段変速機１１を変速させることが可能となり、クラッチ１４の同期制御を素早く完了させることが可能となる。また、オイルポンプ４６が停止するエンジン停止中に、無段変速機１１に対する油圧供給を継続することができるため、制御油室であるプライマリ油室２３やセカンダリ油室２５を作動油で満たしておくことが可能となり、無段変速機１１の応答性を高めて停止中の無段変速機１１を素早く再稼働させることが可能となる。なお、前述の説明では、ＥＶモードの設定期間中に渡って電動オイルポンプ４７を駆動しているが、これに限られることはなく、ＥＶモードでの変速制御時だけ電動オイルポンプ４７を駆動しても良い。また、ＥＶモードだけでなくＨＥＶモードにおいて電動オイルポンプ４７を駆動しても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、前述の説明では、ＥＶモードでの変速時にクラッチ１４を滑り状態に制御しているが、これに限られることはなく、クラッチ１４を締結状態に切り換えてモータジェネレータ１５から無段変速機１１に動力を伝達しても良い。また、前述の説明では、エンジン停止中に油圧を供給する油圧供給手段として電動オイルポンプ４７を挙げているが、これに限られることはなく、蓄圧した作動油を必要に応じて放出するアキュムレータを油圧供給源として採用しても良い。また、油圧供給手段として、モータジェネレータ１５によって駆動されるオイルポンプを採用しても良い。

また、前述の説明では、特性線図を参照して同期変速比Ｚｉや戻し変速比Ｙｉを算出しているが、これに限られることはなく、適宜演算することで同期変速比Ｚｉや戻し変速比Ｙｉを算出しても良い。さらに、同期変速比Ｚｉと戻し変速比Ｙｉとを比較して目標変速比Ｘｉを設定しているが、これに限られることはなく、同期変速比Ｚｉだけを用いて目標変速比Ｘｉを設定しても良く、戻し変速比Ｙｉだけを用いて目標変速比Ｘｉを設定しても良い。なお、図示するパワーユニット１０は、エンジン１３と無段変速機１１との間にトルクコンバータ１２を有しているが、これに限られることはなく、パワーユニット１０からトルクコンバータ１２を削減しても良い。

１１ 無段変速機
１３ エンジン
１４ クラッチ
１５ モータジェネレータ(電動モータ)
１７ 駆動輪
３４ ロックアップクラッチ(第２クラッチ)
４６ オイルポンプ
４７ 電動オイルポンプ(油圧供給手段)
５０ 制御ユニット(モード設定手段、変速制御手段、モータ制御手段、目標変速比算出手段)
Ｘｉ 目標変速比
Ｚｉ 同期変速比(目標変速比，第１目標変速比)
Ｙｉ 戻し変速比(目標変速比，第２目標変速比)

Claims (11)

1. 無段変速機の入力側に連結されるエンジンと、前記無段変速機の出力側に連結される電動モータと、前記電動モータに連結される駆動輪とを備えるハイブリッド車両の制御装置であって、
   前記無段変速機と前記電動モータとの間に設けられ、前記無段変速機と前記電動モータとを連結する締結状態と、前記無段変速機と前記電動モータとを切り離す解放状態とに切り換えられるクラッチと、
   前記クラッチを解放状態に切り換えることにより、前記駆動輪から前記エンジンおよび前記無段変速機を切り離し、前記電動モータによって前記駆動輪を駆動するモータ走行モードを設定するモード設定手段と、
   前記モータ走行モードにおけるエンジン停止中に、前記無段変速機に油圧を供給する油圧供給手段とを有する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１記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記モータ走行モードが設定された状態のもとで、前記クラッチを滑り状態または締結状態に制御して前記電動モータから前記無段変速機に動力を伝達するとともに、前記油圧供給手段からの油圧を用いて前記無段変速機を変速させる変速制御手段を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
3. 請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記エンジンと前記無段変速機との間に設けられ、前記エンジンと前記無段変速機とを連結する締結状態と、前記エンジンと前記無段変速機とを切り離す解放状態とに切り換えられる第２クラッチを有し、
   前記第２クラッチは、前記モータ走行モードでの変速時に解放状態に切り換えられることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
4. 請求項２または３記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記変速制御手段は、前記モータ走行モードでの変速終了時に前記クラッチを解放状態に切り換えることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
5. 請求項２〜４のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記モータ走行モードでの変速時に、前記クラッチの伝達トルクに基づき前記電動モータの出力トルクを増加させるモータ制御手段を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記変速制御手段は、前記無段変速機の変速比と所定の目標変速比とが所定値を超えて離れる場合、所定の減速状態を超えて車両が減速する場合、または前記無段変速機の変速比が所定範囲内に収束する場合に、前記モータ走行モードでの変速を実施することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
7. 請求項６記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記目標変速比を車速に基づき算出する目標変速比算出手段を有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
8. 請求項７記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記目標変速比は、前記エンジンを所定回転数で制御したときに、前記クラッチの入力回転数と出力回転数とを同期させる変速比であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
9. 請求項７記載のハイブリッド車両の制御装置において、
   前記目標変速比は、走行中の車両を所定減速度で停車させるまでに、前記無段変速機を所定変速速度で減速側の所定変速比に到達させる変速比であることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
10. 請求項７記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記目標変速比算出手段は、
    前記車速に基づいて、前記エンジンを所定回転数で制御したときに、前記クラッチの入力回転数と出力回転数とを同期させる第１目標変速比を算出し、
    前記車速に基づいて、走行中の車両を所定減速度で停車させるまでに、前記無段変速機を所定変速速度で減速側の所定変速比に到達させる第２目標変速比を算出し、
    前記第１目標変速比と前記第２目標変速比とを比較し、減速側の変速比を前記目標変速比として設定することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
11. 請求項２〜１０のいずれか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置において、
    前記エンジンからの動力によって駆動され、前記無段変速機に油圧を供給するオイルポンプを有し、
    前記変速制御手段は、前記モータ走行モードでの変速時に所定の加減速状態を超えて車両が加減速する場合に、前記オイルポンプからの油圧を用いて前記無段変速機を変速させることを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。

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