JP3458795B2 - ハイブリッド駆動装置 - Google Patents
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- F16H—GEARING
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Description
置に係り、特に、エンジンおよび電動モータを遊星歯車
装置により機械的に連結したハイブリッド駆動装置にお
いて、モータ走行からエンジン走行へ移行する際の制御
に関するものである。
ンと、(b) 電動モータと、(c) 前記エンジン、前記電動
モータ、および出力部材の間で動力を合成、分配する遊
星歯車装置と、(d) それ等の回転要素の内の所定のもの
を連結、遮断したりケースに連結したりする摩擦係合式
のクラッチやブレーキと、を有するハイブリッド駆動装
置が知られている。特開平9−37411号公報に記載
の装置はその一例であり、クラッチやブレーキの作動状
態を切り換えることにより、電動モータを動力源として
走行するモータ走行モードやエンジンを動力源として走
行するエンジン走行モードなどの各種の走行モードが成
立させられるようになっている。
うな従来のハイブリッド駆動装置においては、モータ走
行モードからエンジン走行モードへ切り換える際に、エ
ンジン回転速度が低い段階でクラッチを係合させると駆
動力が低下する可能性があるなど、移行時の制御が必ず
しも十分に満足できるものではなかった。
もので、その目的とするところは、モータ走行モードか
らエンジン走行モードへ移行する際の制御がより適切に
行われるようにすることにある。
燃焼で動力を発生するエンジンと、電動モータと、第1
回転要素に前記エンジンが連結されるとともに第2回転
要素に前記電動モータが連結された遊星歯車装置と、そ
の第2回転要素を出力部材に連結する第1クラッチと、
前記遊星歯車装置の第3回転要素を前記出力部材に連結
する第2クラッチと、を有する一方、(b) 前記第1クラ
ッチを係合させるとともに前記第2クラッチを開放し
て、前記エンジンの回転停止を許容しつつ前記電動モー
タを作動させて車両を前進走行させるモータ前進手段
と、(c) 前記エンジンを作動させるとともに少なくとも
前記第2クラッチを係合させて車両を前進走行させるエ
ンジン前進手段と、を備えているハイブリッド駆動装置
において、(d) 前記モータ前進手段による前進走行から
前記エンジンを始動して前記エンジン前進手段による前
進走行へ移行する際に、そのエンジンの回転速度が前記
電動モータの回転速度以上になってから前記第2クラッ
チを係合させる第2クラッチ制御手段を有する、ことを
特徴とする。
装置において、(a) 前記第2クラッチはスリップ係合可
能な油圧式摩擦係合装置で、(b) 前記第2クラッチ制御
手段は、前記エンジンの回転速度が前記電動モータの回
転速度以上になった時に、前記第2クラッチを係合させ
るための油圧のスイープアップを開始するものである、
ことを特徴とする。
イブリッド駆動装置において、(a)前記第2クラッチは
スリップ係合可能な摩擦係合式のものである一方、(b)
前記エンジンをスタータによりクランキングして始動さ
せるスタータ始動手段と、(c) 前記第2クラッチをスリ
ップ係合させて前記エンジンをクランキングして始動さ
せるフリクション始動手段と、(d) 前記スタータ始動手
段によって前記エンジンを始動させることができない場
合には前記フリクション始動手段によってそのエンジン
を始動させる始動手段変更手段と、を有することを特徴
とする。
するエンジンと、電動モータと、第1回転要素に前記エ
ンジンが連結されるとともに第2回転要素に前記電動モ
ータが連結された遊星歯車装置と、その第2回転要素を
出力部材に連結する第1クラッチと、前記遊星歯車装置
の第3回転要素を前記出力部材に連結する第2クラッチ
と、を有する一方、(b) 前記第1クラッチを係合させる
とともに前記第2クラッチを開放して、前記エンジンの
回転停止を許容しつつ前記電動モータを作動させて車両
を前進走行させるモータ前進手段と、(c) 前記エンジン
を作動させるとともに、前記第1クラッチおよび前記第
2クラッチを共に係合させて前記遊星歯車装置を一体回
転させながら車両を前進走行させるエンジン直結モー
ド、および前記第1クラッチを開放するとともに前記第
2クラッチを係合させて、前記エンジンおよび前記電動
モータを共に作動させて車両を前進走行させるエンジン
・モータ走行モードの2種類の走行モードを有するエン
ジン前進手段と、を備えているハイブリッド駆動装置に
おいて、(d) 前記モータ前進手段による前進走行から前
記エンジン前進手段による前進走行へ移行する際に、前
記エンジン直結モードではエンジンストールが生じるか
否かを予測し、エンジンストールが生じると予測された
場合は前記エンジン・モータ走行モードを選択するモー
ド選択手段を有することを特徴とする。
するエンジンと、電動モータと、第1回転要素に前記エ
ンジンが連結されるとともに第2回転要素に前記電動モ
ータが連結された遊星歯車装置と、その第2回転要素を
出力部材に連結する第1クラッチと、前記遊星歯車装置
の第3回転要素を前記出力部材に連結する第2クラッチ
と、を有する一方、(b) 前記第1クラッチを係合させる
とともに前記第2クラッチを開放して、前記エンジンの
回転停止を許容しつつ前記電動モータを作動させて車両
を前進走行させるモータ前進手段と、(c) 前記エンジン
を作動させるとともに少なくとも前記第2クラッチを係
合させて車両を前進走行させるエンジン前進手段と、を
備えているハイブリッド駆動装置において、(d) 前記第
2クラッチはスリップ係合可能な摩擦係合式のもので、
前記出力部材はベルト式無段変速機に接続されている一
方、(e) 前記モータ前進手段による前進走行から前記エ
ンジン前進手段による前進走行へ移行する際に前記第2
クラッチをスリップ係合させるスリップ制御手段と、
(f) 前記移行時には、前記スリップ制御手段によってス
リップ係合させられる前記第2クラッチの係合トルクを
考慮して前記ベルト式無段変速機への入力トルクを推定
する移行時入力トルク推定手段と、を有することを特徴
とする。
するエンジンと、電動モータと、第1回転要素に前記エ
ンジンが連結されるとともに第2回転要素に前記電動モ
ータが連結された遊星歯車装置と、その第2回転要素を
出力部材に連結する第1クラッチと、前記遊星歯車装置
の第3回転要素を前記出力部材に連結する第2クラッチ
と、を有する一方、(b) 前記第1クラッチを係合させる
とともに前記第2クラッチを開放して、前記エンジンの
回転停止を許容しつつ前記電動モータを作動させて車両
を前進走行させるモータ前進手段と、(c) 前記第1クラ
ッチを開放するとともに前記第2クラッチを係合させ
て、前記エンジンおよび前記電動モータを共に作動させ
て車両を前進走行させるエンジン・モータ走行モードを
有するエンジン前進手段と、を備えているハイブリッド
駆動装置において、(d) 前記第1クラッチは摩擦係合式
のもので、(e) 前記モータ前進手段による前進走行から
前記エンジン前進手段による前記エンジン・モータ走行
モードへ移行する際に、前記第1クラッチの開放に先立
ってその第1クラッチの係合トルクを滑りが生じない範
囲で低下させる第1クラッチ開放スタンバイ手段を有す
る、ことを特徴とする。
するエンジンと、電動モータと、第1回転要素に前記エ
ンジンが連結されるとともに第2回転要素に前記電動モ
ータが連結された遊星歯車装置と、その第2回転要素を
出力部材に連結する第1クラッチと、前記遊星歯車装置
の第3回転要素を前記出力部材に連結する第2クラッチ
と、を有する一方、(b) 前記第1クラッチを係合させる
とともに前記第2クラッチを開放して、前記エンジンの
回転停止を許容しつつ前記電動モータを作動させて車両
を前進走行させるモータ前進手段と、(c) 前記第1クラ
ッチを開放するとともに前記第2クラッチを係合させ
て、前記エンジンおよび前記電動モータを共に作動させ
て車両を前進走行させるエンジン・モータ走行モードを
有するエンジン前進手段と、を備えているハイブリッド
駆動装置において、(d) 前記第2クラッチは摩擦係合式
のもので、(e) 前記モータ前進手段による前進走行から
前記エンジン前進手段によるエンジン・モータ走行モー
ドへ移行する際に、前記第2クラッチの係合トルクを漸
増させるとともに、その第2クラッチの係合トルクが前
記電動モータのトルクに対して、そのエンジン・モータ
走行モード時のトルク比の関係を満足するようになった
ら前記第1クラッチを開放するクラッチ制御手段を有す
る、ことを特徴とする。
段による前進走行からエンジン前進手段による前進走行
へ移行する際に、エンジン回転速度がモータ回転速度以
上になってから第2クラッチを係合させるようになって
いるため、例えばアクセルペダル等のアクセル操作部材
が増大操作された場合にエンジン前進手段による前進走
行へ移行するようになっている場合などに、駆動力の低
下を生じることなくエンジン前進手段による前進走行へ
円滑に移行して、駆動力を速やかに増大させることがで
きる。すなわち、エンジン回転速度がモータ回転速度よ
りも低い状態で第2クラッチを係合させると、エンジン
回転速度の引き上げのために動力が費やされて駆動力が
低下してしまうのである。
ション始動手段とを備えていて、スタータ始動手段によ
ってエンジンを始動させることができない場合にはフリ
クション始動手段によってエンジンを始動させるように
なっているため、スタータの不良時でもエンジンを始動
させることが可能で、エンジンを使用するエンジン前進
手段による前進走行等を実行できる。
走行からエンジン前進手段による前進走行へ移行する際
に、エンジン直結モードではエンジンストールが生じる
か否かを予測し、エンジンストールが生じると予測され
た場合はエンジン・モータ走行モードが選択されるた
め、エンジン前進手段による前進走行への移行に伴って
エンジンストールを生じる恐れがないとともに、エンジ
ン・モータ走行モードで大きな駆動力を得ることができ
る。すなわち、エンジンのアイドル回転速度以下の比較
的低車速でもエンジンを動力源として走行することが可
能である。
走行からエンジン前進手段による前進走行へ移行する際
に、第2クラッチをスリップ係合させるとともに、その
第2クラッチの係合トルク(伝達トルク容量)を考慮し
てベルト式無段変速機への入力トルクを推定するように
なっているため、モータ前進手段による前進走行からエ
ンジン前進手段による前進走行への移行時においても入
力トルクが高い精度で求められ、ベルト式無段変速機の
油圧制御などが高い精度で行われる。すなわち、一般に
変速機の各部の必要油圧を算出する場合、動力源の発生
トルク、回転メンバのイナーシャ、トルクコンバータの
トルク比等を考慮して計算が行われるが、動力源の切替
え時にクラッチがスリップ制御される場合には、その係
合トルクを考慮しないと過大入力によってベルト式無段
変速機のベルトがスリップする恐れがある。
走行からエンジン前進手段による前記エンジン・モータ
走行モードへ移行する際に、第1クラッチの開放に先立
ってその係合トルクを滑りが生じない範囲で低下させる
ため、例えば第7発明のように所定の条件下で第1クラ
ッチを開放する場合に優れた応答性が得られるようにな
り、応答遅れに起因する駆動力変化やエンジンストール
等が抑制され、エンジン・モータ走行モードへの移行制
御が容易になる。
走行からエンジン前進手段によるエンジン・モータ走行
モードへ移行する際に、第2クラッチの係合トルクを漸
増させるとともに、その第2クラッチの係合トルクが電
動モータのトルクに対して、エンジン・モータ走行モー
ド時のトルク比の関係を満足するようになったら第1ク
ラッチを開放するようになっているため、第1クラッチ
開放時の駆動力変動が抑制されてエンジン・モータ走行
モードへ滑らかに移行する。
で動力を発生するエンジンと、(b) モータジェネレータ
と、(c) サンギヤに前記エンジンが連結されるとともに
キャリアに前記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、(d) そのキャリアを出力
部材に連結する第1クラッチと、(e) 前記遊星歯車装置
のリングギヤを前記出力部材に連結する第2クラッチ
と、を有するハイブリッド駆動装置に好適に適用され
る。サンギヤは第1回転要素で、キャリアは第2回転要
素で、リングギヤは第3回転要素に相当する。また、出
力部材は、例えば変速機の入力軸で、変速機としてはベ
ルト式無段変速機が好適に用いられる。なお、遊星歯車
装置としてシングルピニオン型のものを採用することも
できるし、第5発明以外では、変速機としてトロイダル
型等の他の無段変速機や有段変速機を用いることも可能
である。
当するものであるが、電動モータおよびジェネレータと
して使用できるもので、走行用動力源である電動モータ
として使用するとともに回生制動などでジェネレータと
して使用することが望ましいが、電動モータとしてのみ
使用されるものでも良い。電動モータとジェネレータと
を別々に設けることもできるし、2個のモータジェネレ
ータを用いてハイブリッド駆動装置を構成することもで
きる。
圧アクチュエータによって摩擦係合させられる単板式、
多板式等の油圧式摩擦クラッチが好適に用いられるが、
電磁クラッチなどを用いることもできる。必要に応じ
て、他のクラッチやブレーキを追加して設けることも可
能である。
回転速度以上になってから第2クラッチを係合させるよ
うにすれば良く、エンジン回転速度とモータ回転速度と
を直接比較するようにしても良いが、遊星歯車装置の任
意の2つの回転速度を比較することにより、エンジン回
転速度がモータ回転速度以上になったか否かを判断する
こともできる。例えば、前記第1回転要素、第2回転要
素、および第3回転要素が、その第1回転要素の回転速
度が第2回転要素の回転速度を越えるのに伴って、第3
回転要素の回転速度も第2回転要素の回転速度を越える
ように設定されている場合には、エンジン回転速度の上
昇により第1回転要素または第3回転要素の回転速度が
第2回転要素の回転速度以上になったか否かを判断して
第2クラッチの係合制御を行うようにしても良い。
クション始動手段を備えているが、更に前記電動モータ
のみを動力源として走行するモータ走行モードから前記
エンジンを始動して該エンジンを動力源として走行する
エンジン走行モードへ移行する際に、エンジン回転速度
が所定値以上の時にはクランキングを行うことなく燃料
噴射等のエンジン始動制御のみで該エンジンを始動させ
るクランキング無し始動手段などを設けることも可能で
ある。第1発明の実施に際しては、必ずしもそれ等の始
動手段を全て備えている必要はないし、その他の始動手
段を採用することもできる。複数の始動手段を備えてい
る場合には、始動手段の種類に拘らず常に第2クラッチ
制御手段による制御を実施することが望ましいが、応答
性が損なわれるなど場合によっては一部の始動手段によ
るエンジン始動時にだけ第2クラッチ制御手段の制御を
実施するようにしても良い。フリクション始動手段は、
モータ回転速度が所定値(例えばエンジンの爆発に必要
な回転速度)以上の場合にだけ実施されるようにするこ
とが望ましい。
ータ走行モードにおいて、電動モータの負荷トルクがエ
ンジンより小さくなるとともに、定常状態では出力部材
に出力されるトルクがエンジンおよび電動モータの各々
のトルクを加算した値になるように、遊星歯車装置との
連結関係や遊星歯車装置のギヤ比ρなどを設定すること
が望ましい。エンジン・モータ走行モードを備えている
他の発明についても同様である。
ジン前進手段による前進走行へ移行する際にエンジン回
転速度を監視し、第2クラッチの係合に伴ってエンジン
回転速度が所定値以下まで低下した場合にエンジンスト
ールが生じると予測したり、第2クラッチの係合過程の
所定のタイミング、例えばエンジン回転速度が減少し始
めた時などに、その時の入力軸回転速度に基づいてエン
ジンストールを予測したりするなど、種々の態様を採用
できる。
詳細に説明する。図1は、本発明が適用されたハイブリ
ッド駆動装置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装置
10は、燃料の燃焼で動力を発生するエンジン14、電
動モータおよびジェネレータ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。なお、サンギヤ
18sは第1回転要素で、キャリア18cは第2回転要
素で、リングギヤ18rは第3回転要素に相当する。ま
た、変速機12の入力軸22は出力部材に相当する。
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)の操作レンジ
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つのレン
ジ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。
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
が発生させられる操作レンジで、「D」レンジは前進走
行する操作レンジであり、これ等の操作レンジでは出力
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操作レンジ
で、「R」レンジは後進走行する操作レンジで、「P」
レンジ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
転を阻止する操作レンジであり、これ等の操作レンジで
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」レンジで
は、その戻しポート28cから出力ポート28d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。
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PC1、PC2、PB1が制御されるよう
になっている。クラッチC1の油圧PC1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。
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を開放した状態で、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を開放した状態で、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
開放した状態で、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。「ETCモード」は電気トルコ
ンモードでエンジン・モータ走行モードに相当し、「直
結モード」はエンジン直結モードに相当する。
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。
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
も開放する。「充電・Eng始動モード」では、クラッ
チC1、C2を開放するとともに第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を回生制御して発電し、バ
ッテリ42(図1参照)を充電したりする。
(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を開放した状態で、モータジェネレータ
16を逆回転方向へ作動させて車両を後進走行させる。
「フリクション走行モード」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を開放した状態で、
モータジェネレータ16を逆回転方向へ作動させて車両
を後進走行させる一方、エンジン14を作動させるとと
もにリングギヤ18rが正方向へ回転させられる状態で
第1ブレーキB1をスリップ係合させることにより、キ
ャリア18c更には入力軸22に後進方向のアシスト力
を作用させるものである。
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。
図1に示すHVECU60によって制御されるようにな
っている。HVECU60は、CPU、RAM、ROM
等を備えていて、RAMの一時記憶機能を利用しつつR
OM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/GECU66、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ECU62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E
CU64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/MECU68は変速機12の
変速比γ(=入力軸回転速度Nin/出力軸回転速度Nou
t )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1
4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。
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
作レンジ(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。
に図6に示す各機能を備えていて、前記図4の走行モー
ドを実施するようになっている。図6のETCモード制
御手段100は「ETCモード」を実施するもので、直
結モード制御手段102は「直結モード」を実施するも
ので、モータ前進手段104は「モータ走行モード(前
進)」を実施するもので、充電制御手段106は「充電
・Eng始動モード」を実施するもので、モータ後進手
段108は「モータ走行モード(後進)」を実施するも
ので、エンジンアシスト後進手段110は「フリクショ
ン走行モード」を実施するものであり、ETCモード制
御手段100および直結モード制御手段102はエンジ
ン前進手段112を構成している。また、モード判定手
段114は、アクセル操作量θacや車速V(出力軸回転
速度Nout )、蓄電量SOC、シフトレバー30のシフ
トポジション等に基づいて走行モードを判定し、その判
定した走行モードで運転が行われるように上記各手段を
切り換える。
タ走行モード(前進)」からエンジン14を始動して直
結モード制御手段102による「直結モード」へ移行す
る際には、図7のフローチャートに従って信号処理が行
われる。図7のフローチャートは、HVECU60によ
って実行されるもので、シフトレバー30が「D」また
は「B」レンジへ操作されて「モータ走行モード(前
進)」での走行時に所定のサイクルタイムで繰り返し実
行される。また、図8は、本制御の実行時におけるタイ
ムチャートの一例である。
判定手段114により「モータ走行モード(前進)」か
ら「直結モード」へ切り替えるべき判定が為されたか否
かを、その判定によって切り替えられる移行フラグによ
って判断する。「直結モード」へ切り替えるべき判断が
為されると、ステップS1−2でスタータ70によりエ
ンジン14を所定のクランキング回転(例えば500r
pm程度)でクランキングするとともに、電子スロット
ル弁72の開制御や燃料噴射制御などによるエンジン始
動制御を行う。また、同時に前記リニアソレノイド弁4
0により第2クラッチC2に対して作動油の供給を開始
し、ファーストフィルを行った後に第2クラッチC2が
トルク容量を発生する直前の低圧待機に保持する。図8
の時間t 1 は、「直結モード」への切替え判断に従って
エンジン始動制御や第2クラッチC2に対する作動油の
供給が開始された時間である。
発により自力回転が可能(完爆)となり且つエンジン回
転速度Neがモータ回転速度Nmを越えたか否かを判断
する。完爆か否かは、例えばエンジン回転速度Neが所
定の回転速度(例えば650rpm程度)を越えたか否
かによって判断できる。ステップS1−3の判断がYE
S(肯定)の場合にはステップS1−6を実行するが、
NO(否定)の場合にはステップS1−4でエンジン始
動指令が出力された後の経過時間が所定時間を越えたか
否かを判断する。この所定時間は、エンジン14が完爆
するとともにエンジン回転速度Neがモータ回転速度N
mを越えるのに十分な予め定められた一定値で、通常は
この所定時間を経過する前にステップS1−3の判断が
YESになってステップS1−6を実行するが、スター
タ70の故障などで所定時間を過ぎてもエンジン14を
始動できない場合には、ステップS1−5で第2クラッ
チC2をスリップ係合させることによりエンジン14を
クランキングする。すなわち、前記リニアソレノイド弁
40により油圧PC2を上昇させて第2クラッチC2をス
リップ係合させると、その係合トルクでエンジン14が
回転駆動されるのであり、その状態で燃料噴射等のエン
ジン始動制御が行われる。
弁40により第2クラッチC2の油圧PC2をスイープア
ップ(漸増)させることにより、第2クラッチC2がト
ルク容量を持つようになってエンジン14の出力が駆動
力に反映されるとともに、第2クラッチC2の係合トル
クTC2に対応させてモータジェネレータ16のトルクT
mを漸減させることにより、運転者の所望する要求パワ
ーPdrv が得られるようにする。油圧PC2の増加率は、
例えばアクセル操作量θacおよび車速Vをパラメータと
して求めれる要求パワーPdrv に拘らず予め定められた
一定時間で走行モードの移行が終了するように、要求パ
ワーPdrv が大きい程大きな増加率に設定される。図8
の時間t2 は、ステップS1−3の判断がYESになっ
た時間である。なお、ステップS1−5で第2クラッチ
C2のスリップ制御によりエンジン14を始動した場合
には、そのまま第2クラッチC2の油圧PC2をスイープ
アップ(漸増)させてステップS1−6へ移行する。
C2が完全係合してエンジン回転速度Neがモータ回転
速度Nmと一致するまで、エンジン14のトルクダウン
制御を行って油圧PC2の勾配に応じてエンジン回転速度
Neを制御する。エンジン14のトルクダウン制御は、
例えばエンジン回転速度Neとモータ回転速度Nmとの
回転速度差(Ne−Nm)やエンジン回転速度Neの変
化率ΔNeなどをパラメータとして、駆動力変動を抑制
しつつエンジン回転速度Neを滑らかにモータ回転速度
Nmと一致させるように行われる。図8の時間t3 は、
第2クラッチC2が略完全に係合した時間であり、回転
速度差(Ne−Nm)が所定値以下の状態が所定時間継
続した時間t4 で移行制御の終了判定が行われる。この
終了判定に従って「モータ走行モード(前進)」から
「直結モード」へ切り替えるための移行フラグが切り替
えられ、以後のサイクルではステップS1−1の判断が
NOになる。
ド(前進)」からエンジン14を始動して「直結モー
ド」へ移行する際に、ステップS1−3でエンジン回転
速度Neがモータ回転速度Nmを上回ったか否かを判断
し、Ne>NmになってからステップS1−6で油圧P
C2をスイープアップさせて第2クラッチC2を係合させ
るようになっているため、例えばアクセルペダル78が
踏込み操作(増大操作)されて「直結モード」へ移行す
る場合などに、駆動力の低下を生じることなく「直結モ
ード」へ円滑に移行して、駆動力を速やかに増大させる
ことができる。すなわち、Ne<Nmの状態で第2クラ
ッチC2が係合させられると、エンジン回転速度Neの
引き上げのために動力が費やされて駆動力が低下してし
まうのである。
によりエンジン14をクランキングして始動させるが、
所定時間経過してもエンジン回転速度Neがモータ回転
速度Nmを超えない場合、言い換えればエンジン14を
始動できない場合には、ステップS1−5で第2クラッ
チC2をスリップ係合させてエンジン14をクランキン
グするようになっているため、スタータ70の不良時で
もエンジン14を始動させて「直結モード」を実行でき
る。
エンジン14をクランキングするようにしているため、
極低車速時にも速やかにエンジン14を始動してエンジ
ントルクTeを駆動力に反映することができる。
施例に相当し、HVECU60による一連の信号処理の
うちステップS1−3およびS1−6を実行する部分は
第2クラッチ制御手段として機能しており、ステップS
1−2を実行する部分はスタータ始動手段として機能し
ており、ステップS1−5を実行する部分はフリクショ
ン始動手段として機能しており、ステップS1−4を実
行する部分は始動手段変更手段として機能している。
「B」レンジへ操作された状態において、モータ前進手
段104による「モータ走行モード(前進)」でアクセ
ルペダル30が踏込み操作されることにより、車両発進
と同時にエンジン14を始動して直結モード制御手段1
02による「直結モード」またはETCモード制御手段
100による「ETCモード」へ移行する場合のフロー
チャートで、同じくHVECU60によって実行され
る。また、図10は、本制御の実行時におけるタイムチ
ャートの一例である。
判定手段114により「モータ走行モード(前進)」か
らエンジン前進手段112による「直結モード」または
「ETCモード」へ切り替えるべき判定が為されたか否
かを、その判定によって切り替えられる移行フラグによ
って判断する。「直結モード」または「ETCモード」
へ切り替えるべき判断が為されると、前記図7のステッ
プS1−2〜S1−7と同様な制御が行われ、エンジン
14が始動させられるとともに第2クラッチC2が係合
させられるが、その過程でステップS2−2を実行して
エンジン回転速度Neが所定値を超えたか否かを判断す
る。この判断は、例えばエンジン14が完爆するととも
にモータ回転速度Nmを超えたか否かによって行われ、
満足する場合にはステップS2−3を実行する。図10
の時間t1 は、移行フラグが切り替えられてステップS
2−1の判断がYESになった時間である。
−Nm)が増加から減少に転じたか否かを判断し、第2
クラッチC2の係合トルクTC2の増加やエンジン14の
トルクダウン制御により回転速度差(Ne−Nm)が減
少し始めたらステップS2−4を実行する。図10の時
間t2 は、回転速度差(Ne−Nm)が減少し始めてス
テップS2−3の判断がYESになった時間である。
転速度Ninが予め定められた所定値より小さいか否かを
判断し、小さい場合はステップS2−5で「ETCモー
ド」へ移行する一方、所定値より大きい場合はステップ
S2−6で「直結モード」へ移行する。この場合の所定
値は、そのまま第2クラッチC2が係合させられてエン
ジン回転速度Neが入力軸回転速度Ninと一致させられ
た場合に、エンジンストールが生じるか否かを予測する
ためのもので、エンジン14が自力回転できる一定値
(例えば1000rpm程度)が設定されても良いが、
第2クラッチC2が完全係合するまでの入力軸回転速度
Ninの変化を考慮して、例えば図11に示すようにアク
セル操作量θacをパラメータとするマップや演算式など
から所定値を求めるようにすることが望ましい。すなわ
ち、この時の入力軸回転速度Ninの勾配はアクセル操作
量θacに対応し、アクセル操作量θacが大きい程入力軸
回転速度Ninの勾配は大きくなるため、所定値として
は、アクセル操作量θacが大きくなる程小さい値が設定
されるようにするのである。なお、この段階では第1ク
ラッチC1は係合状態に維持されており、入力軸回転速
度Ninとモータ回転速度Nmは一致する。
ッチC1を開放して「ETCモード」へ移行し、エンジ
ン回転速度Neを例えば最適燃費ライン上に維持するよ
うにエンジン14の出力制御を行うとともに、運転者の
要求パワーPdrv に応じてモータジェネレータ16のト
ルク制御を行って車両を前進走行させる。また、ステッ
プS2−6では、第1クラッチC1を係合したまま第2
クラッチC2を係合させて「直結モード」へ移行し、モ
ータジェネレータ16の出力を0にして自由回転させな
がらエンジン14のみで車両を前進走行させる。
4による前進走行からエンジン前進手段112による前
進走行へ移行する際に、ステップS2−4で「直結モー
ド」ではエンジンストールが生じるか否かを予測し、エ
ンジンストールが生じると予測された場合は「ETCモ
ード」が選択されるため、エンジン前進手段112によ
る前進走行への移行に伴ってエンジンストールを生じる
恐れがないとともに、「ETCモード」でエンジン14
およびモータジェネレータ16により大きな駆動力を得
ることができる。すなわち、急坂路走行時や積載重量が
重い場合などで車速Vが上がらない時に、エンジン14
のアイドル回転速度以下の比較的低車速でエンジン14
を始動して「直結モード」ヘ移行するとエンジンストー
ルが生じるが、本実施例では「ETCモード」へ移行す
ることにより、エンジンストールを回避しつつエンジン
14およびモータジェネレータ16を動力源として走行
することができるのである。
m)が増加から減少に転じた段階で、その時の入力軸回
転速度Ninとアクセル操作量θacに応じて設定される所
定値とを比較してエンジンストールを予測するため、エ
ンジンストールを高い精度で予測できるとともに、実際
にエンジンストールする前に「ETCモード」へ移行し
て第1クラッチC1を開放することにより、エンジンス
トールを良好に回避できる。なお、回転速度差(Ne−
Nm)を用いる代わりにエンジン回転速度Neの変化率
に基づいて、例えば変化率が略0になった時、或いは正
から負へ変化した時にステップS2−4の判定を行うよ
うにしても良い。
し、HVECU60による一連の信号処理のうちステッ
プS2−4、S2−5、およびS2−6を実行する部分
はモード選択手段として機能している。
にエンジンストールが生じるか否かを判断し、必要に応
じて「ETCモード」へ移行させるようになっている。
は「B」レンジへ操作されて前進走行している時に、モ
ータ前進手段104による前進走行とエンジン前進手段
112による前進走行とを切り替える際のフローチャー
トで、同じくHVECU60によって実行される。ま
た、図14は、本制御の実行時におけるタイムチャート
の一例である。
エンジン走行移行制御中フラグがONか否かを判断し、
ONの場合は直ちにステップS3−5以下のモータ→エ
ンジン走行移行制御を実行するが、OFFの場合はステ
ップS3−2でモータ走行中フラグがONか否かを判断
する。モータ走行中フラグがONの場合、すなわち前記
モータ前進手段による「モータ走行モード(前進)」で
走行中の時には、ステップS3−3で前記モード判定手
段114によりエンジン走行が要求されているか否かを
判断する。また、モータ走行中フラグがOFFの場合
は、ステップS3−11でエンジン→モータ走行移行制
御中フラグがONか否かを判断し、ONの場合は直ちに
ステップS3−14以下のエンジン→モータ走行移行制
御を実行するが、OFFの場合はステップS3−12で
前記モード判定手段114によりモータ走行が要求され
ているか否かを判断する。
行モードの判定は、前記図7、図9の場合も含めて例え
ば図13に示すように行われる。すなわち、先ず運転者
の要求パワーPdrv が所定値以上か否かを判断し、要求
パワーPdrv が所定値以上であればステップS4−2で
エンジン前進手段112によるエンジン走行、具体的に
は「ETCモード」または「直結モード」による走行を
要求し、要求パワーPdrv が所定値より小さい場合はス
テップS4−3でモータ走行が可能か否かを判断する。
要求パワーPdrv は、アクセル操作量θacや車速V等を
パラメータとして求められ、モータ走行が可能か否か
は、蓄電量SOCが所定値以上、エンジン水温が所定値
以上、モータ/インバータ温度が所定値以下、高圧系異
常無し等に基づいて判断される。そして、モータ走行が
不可の場合は、ステップS4−2でエンジン前進手段1
12によるエンジン走行を要求するが、モータ走行が可
能であればステップS4−4でモータジェネレータ16
によるモータ走行、具体的には「モータ走行モード(前
進)」による走行を要求する。
求されている場合は、ステップS3−4でモータ→エン
ジン走行移行制御中フラグをONにして、ステップS3
−5以下のモータ→エンジン走行移行制御を実施する。
また、ステップS3−12でモータ走行が要求されてい
る場合は、ステップS3−13でエンジン→モータ走行
移行制御中フラグをONにして、ステップS3−14以
下のエンジン→モータ走行移行制御を実施する。図14
は、ドライバ要求パワーPdrv の減少により時間t0 で
エンジン走行からモータ走行への切替え要求が為され、
その後ドライバ要求パワーPdrv が再び増加して、時間
t1 でモータ走行からエンジン走行への切替え要求が為
された場合である。
S3−5では、エンジン14の燃料噴射等のエンジン始
動制御を行い、ステップS3−6では、エンジン回転速
度Neが予め定められた所定値以上か否かを判断する。
この場合の所定値は、燃料噴射のみでエンジン14を始
動させることができる下限値、例えば500rpm程度
の一定値が設定される。そして、エンジン回転速度Ne
が所定値より小さい場合は、ステップS3−7でスター
タ70によりエンジン14をクランキングしてステップ
S3−8を実行するが、エンジン回転速度Neが所定値
以上の場合はスタータ70によるクランキングを行うこ
となくステップS3−8を実行する。すなわち、「モー
タ走行モード(前進)」による前進走行では、エンジン
14は自身の回転抵抗によって略回転停止させられる
が、図14の時間t1 のようにエンジン走行からモータ
走行への切替え要求からの経過時間が短い場合は、エン
ジン回転速度Neがそれ程低下しておらず、スタータ7
0によるクランキングを行うことなくエンジン14を始
動することができるのである。
では、前記図7や図8のようにエンジン14およびモー
タジェネレータ16の出力制御、第2クラッチC2の係
合制御などを行ってエンジン走行モード、この場合には
一般に「直結モード」を成立させる。また、ステップS
3−10では、エンジン走行中フラグをONにするとと
もにモータ→エンジン走行移行制御中フラグをOFFに
し、モータ→エンジン走行移行制御を終了する。図14
の時間t3 は、モータ→エンジン走行移行制御の終了時
間である。
テップS3−14では、第2クラッチC2を開放すると
ともにエンジン14の出力低減およびモータジェネレー
タ16の出力増大制御を行う。また、ステップS3−1
5では、モータ回転速度Nmとエンジン回転速度Neと
の回転速度差(Nm−Ne)が所定値以上になったか否
かを判断し、所定値以上になったらステップS3−16
でエンジン14の燃料噴射を停止する。ステップS3−
17では、モータ走行中フラグをONにするとともにエ
ンジン→モータ走行移行制御中フラグをOFFにし、エ
ンジン→モータ走行移行制御を終了する。
4によるモータ走行モードからエンジン前進手段112
によるエンジン走行モードへ移行する際に、ステップS
3−6でエンジン回転速度Neが所定値以上か否かを判
断し、所定値以上の時にはスタータ70によるクランキ
ングを行うことなく燃料噴射等のエンジン始動制御のみ
でエンジン14が始動させられるため、図14のように
エンジン走行モードからモータ走行モードへ移行した直
後にアクセルペダル78の踏込み操作に従って再びエン
ジン走行モードへ移行する場合、そのエンジン走行モー
ドへの移行が速やかに実施される。すなわち、エンジン
回転速度Neが一定値以上である場合はクランキングを
行う必要がなくなり、エンジン14の始動、更にはエン
ジン走行モードへ移行する際の時間的ロスを回避できる
のである。スタータ70でエンジン14をクランキング
する場合は、スタータ70のピニオンをエンジン14の
リングギヤ等に噛み合わせるために、エンジン回転速度
Neが極低回転の所定値以下になるまでピニオンを噛み
合わせることができないため、時間的ロスが生じる。
度Neが極低回転になるまで待ってスタータ70により
クランキングしてエンジン14を始動する場合で、時間
t2がクランキング開始時間で、時間t4 がモータ→エ
ンジン走行移行制御の終了時間であり、本実施例に比較
して時間(t4 −t3 )だけエンジン走行モードへの移
行が遅くなる。
所定値以上の場合には、スタータ70によるクランキン
グを行うことなくエンジン14が始動させられるため、
例えば前車との車間距離を略一定にコントロールしなが
ら追従走行する場合など、アクセル操作量θacの変化に
伴ってエンジン走行とモータ走行とを頻繁に切り替える
場合には、スタータ70の作動回数が低減される。
ちステップS3−6を実行する部分はクランキング無し
始動手段として機能している。
チャートに従ってモータ→エンジン走行移行制御が行わ
れる際に、変速機12へ入力される入力トルクTinをを
推定する際の作動を説明する図で、図15は前記HVE
CU60の信号処理によって実行されるフローチャート
である。前記変速機12の各部の油圧は入力トルクTin
に基づいて制御されるようになっている。なお、図16
のクラッチ伝達トルク「A」は第2クラッチC2の係合
トルクTC2で、エンジントルク指令値「B」はエンジン
14のトルクTeに対応し、MGトルク指令値「C」は
モータジェネレータ16のトルクTmに対応する。
を判断し、モータ走行中、具体的には前記モータ前進手
段104による「モータ走行モード(前進)」であれ
ば、ステップS5−2でモータトルクTm(=MGトル
ク指令値C)を入力トルクTinとする。モータ走行中で
あるか否かは、例えば前記図12のモータ走行中フラグ
がONか否か等によって判断できる。図16の時間t1
は、図7のステップS1−1の判断がYESになってモ
ータ→エンジン走行移行制御が開始された時間で、その
時間t1 よりも前はモータ走行モードであり、ステップ
S5−2で入力トルクTinが求められる。
ステップS5−3でエンジン走行中か否かを判断し、エ
ンジン走行中、具体的には前記直結モード制御手段10
2による「直結モード」であれば、ステップS5−4で
エンジントルクTe(=エンジントルク指令値B)とモ
ータトルクTm(=MGトルク指令値C)とを加算して
入力トルクTinを算出する。エンジン走行中であるか否
かは、例えば前記図12のエンジン走行中フラグがON
か否か等によって判断できる。図16の時間t 3 は、第
2クラッチC2が完全係合させられてモータ→エンジン
走行移行制御が終了した時間で、その時間t3 よりも後
はエンジン走行モードであり、ステップS5−4で入力
トルクTinが求められる。エンジントルクTeは、電子
スロットル弁72のスロットル弁開度指令値およびエン
ジン回転速度Ne等をパラメータとして予め定められた
マップや演算式などから求められる。
ステップS5−5でモータ→エンジン走行移行制御実施
中か否かを判断し、モータ→エンジン走行移行制御実施
中であれば、ステップS5−6で油圧PC2をスイープア
ップ中か否かを判断する。そして、油圧PC2をスイープ
アップ中の場合は、ステップS5−7でモータトルクT
m(=MGトルク指令値C)および第2クラッチC2の
係合トルクTc2(=クラッチ伝達トルクA)を考慮して
入力トルクTinを推定する。モータ→エンジン走行移行
制御実施中か否かは、例えば前記図12のモータ→エン
ジン走行移行制御中フラグがONか否か等によって判断
でき、PC2スイープアップ中か否は、例えばステップS
1−6の実行中を表すフラグ等によって判断できる。
は、その係合トルクTC2がリングギヤ18rから出力軸
22に作用する一方、キャリア18cに接続されたモー
タジェネレータ16がその反力TC2×(1−ρ)を受け
るため、次式(1) に従って入力トルクTinが求められ
る。係合トルクTC2は、例えば摩擦係数μ、摩擦面の数
n、半径R、および押し付け力Fを用いて次式(2) に従
って求めることが可能で、押し付け力Fは、油圧シリン
ダの面積S、油圧PC2、低圧待機圧PC2 * から次式(3)
に従って求められる。油圧PC2、低圧待機圧PC2 * につ
いては、例えばリニアソレノイド弁40に対する指令値
に基づいて算出できる。図16の時間t2は、前記ステ
ップS1−3の判断がYESになってステップS1−6
のPC2スイープアップが開始された時間であり、時間t
2 から時間t3 までの間ではステップS5−7で入力ト
ルクTinが求められる。なお、(2) 式、(3) 式は基本式
であり、各部のイナーシャなどを考慮して更にきめ細か
く高い精度で求めることもできる。
合、すなわちPC2スイープアップ中でない場合は、第2
クラッチC2に作動油が供給されるとともに低圧待機に
保持されている段階であるため、係合トルクTC2=0で
あり、ステップS5−8でモータトルクTm(=MGト
ルク指令値C)を入力トルクTinとする。図16におい
て、モータ→エンジン走行移行制御が開始された時間t
1 からPC2スイープアップが開始される時間t2 までの
間は、ステップS5−7で入力トルクTinが求められ
る。
速度Nm(=入力軸回転速度Nin)よりも高いか否かに
よって係合トルクTC2の正負、すなわち入力軸22に対
して駆動側(増速側)に作用するか制動側(減速側)に
作用するかが異なるため、例えば図17に示すフローチ
ャートに従って判定することが望ましい。図17のステ
ップS6−1、S6−2は、図15のステップS5−
6、S5−8に相当するステップで、第2クラッチC2
の係合が開始するまでは係合トルクTC2=0とする。ス
テップS6−3ではNe>Nmか否かを判断し、Ne>
NmであればステップS6−4で係合トルクTC2を正と
する一方、Ne≦Nmの場合はステップS6−5で係合
トルクTC2を負とする。前記図7のフローチャートで
は、Ne>Nmになってから第2クラッチC2をスリッ
プ制御するため、通常は係合トルクT C2が正である。
らエンジン走行モードへ移行する際に、油圧PC2がスイ
ープアップされて第2クラッチC2がスリップ制御され
る段階では、第2クラッチC2の係合トルクTC2を考慮
して入力トルクTinを推定するようになっているため、
モータ走行モードからエンジン走行モードへの移行時に
おいても入力トルクTinが高い精度で求められ、変速機
12の油圧制御などが高い精度で行われてベルトのスリ
ップ等が防止される。すなわち、一般に従来のオートマ
チック車両においては、変速機の各部の必要油圧を算出
する場合、動力源の発生トルク、回転メンバのイナーシ
ャ、トルクコンバータのトルク比等を考慮して計算が行
われるが、本実施例のように動力源の切替え時に第2ク
ラッチC2がスリップ制御される場合には、その係合ト
ルクTC2を考慮しないと過大入力によって変速機12の
ベルトがスリップする恐れがあるのである。
当し、HVECU60による一連の信号処理のうちステ
ップS5−6、S5−7、S5−8を実行する部分は第
5発明の移行時入力トルク推定手段として機能してい
る。また、前記図7のフローチャートにおいて、第2ク
ラッチC2の油圧PC2のスイープアップを行うステップ
S1−6は、第5発明のスリップ制御手段に相当する。
は「B」レンジへ操作された状態において、モータ前進
手段104による「モータ走行モード(前進)」でアク
セルペダル30が踏込み操作されることにより、車両発
進と同時にエンジン14を始動してETCモード制御手
段100による「ETCモード」へ移行する場合のフロ
ーチャートで、HVECU60の信号処理によって実行
される。また、図19は、本制御の実行時におけるタイ
ムチャートの一例である。
ド判定手段114により「モータ走行モード(前進)」
からエンジン前進手段112による「ETCモード」へ
切り替えるべき判定が為されたか否かを、その判定によ
って切り替えられる移行フラグによって判断する。通常
は「直結モード」への移行判定が為されるが、蓄電量S
OCの低下やエアコン等の補機類のONなど、何らかの
理由でエンジン14を始動する必要が生じて「ETCモ
ード」へ切り替えるべき判断が為されると、ステップS
7−2を実行し、前記ステップS1−2と同様にスター
タ70によりエンジン14をクランキングするとともに
燃料噴射等のエンジン始動制御を実行するとともに、第
2クラッチC2にファーストフィルを行って低圧待機に
保持する。次のステップS7−3では、エンジン回転速
度Neが所定値を超えたか否かを判断する。この判断
は、例えばエンジン14が完爆するとともにモータ回転
速度Nmを超えたか否かによって行われ、満足する場合
はステップS7−4を実行する。図19の時間t1 は、
移行フラグが切り替えられてステップS7−1の判断が
YESになった時間で、時間t2 はエンジン回転速度N
eが所定値を超えてステップS7−3の判断がYESに
なった時間である。
−6と同様にリニアソレノイド弁40により第2クラッ
チC2の油圧PC2をスイープアップ(漸増)させること
により、第2クラッチC2がトルク容量を持つようにな
ってエンジン14の出力が駆動力に反映されるととも
に、第2クラッチC2の係合トルクTC2に対応させてモ
ータジェネレータ16のトルクTmを漸減させることに
より、運転者の所望する要求パワーPdrv が得られるよ
うにする。また、同時に前記ON−OFF弁38により
第1クラッチC1の油圧PC1を滑りが生じない必要最低
圧に制御する。この油圧PC1の制御はキャリアトルクに
基づいて行われ、モータトルクTmの低下に伴って油圧
PC1も低下させられる。油圧PC1は、第1クラッチC1
の係合トルクTC1に対応し、係合トルクTC1が次式(4)
を満足するように油圧PC1を制御すれば良い。(4) 式の
αは、所定の余裕値である。 TC1=Tm−TC2×(1−ρ)+α ・・・(4)
ウン制御によりエンジン回転速度Neが目標回転速度N
e* になるようにエンジン14の出力制御を行う。目標
回転速度Ne* は、例えば予め定められた最適燃費ライ
ン上を移動するように設定される。
と第2クラッチC2の係合トルクT C2とが次式(5) の関
係を満足するか否かを判断し、(5) 式を満足するように
なったらステップS7−7で第1クラッチC1を開放す
るとともに、モータ回転速度Nmを所定の目標回転速度
Nm* に向かって所定の勾配でスイープダウンさせる。
(5) 式は、「ETCモード」におけるトルク比を表して
おり、第1クラッチC1を開放しても遊星歯車装置18
の各部の回転速度やトルクが急激に変化する恐れがな
い。また、目標回転速度Nm* は、前記目標回転速度N
e* および実際の入力軸回転速度Ninに基づいて、次式
(6) に従って求められる。図19の時間t 3 は、(5) 式
を満足するようになってステップS7−6の判断がYE
Sになった時間である。 Tm/TC2≦1−ρ ・・・(5) Nm* =(Nin−Ne* ×ρ)/(1−ρ) ・・・(6)
回転速度Neを監視して第1クラッチC1の開放タイミ
ングを判定し、各種のバラツキ(例えばエンジントル
ク)にリアルタイムに対応する。この判断は、例えばエ
ンジン回転速度Neと目標回転速度Ne* との偏差やエ
ンジン回転速度Neの変化率などを考慮することが望ま
しい。また、例えばエンジン14がトルクを出していな
い場合、上記(5) 式が成立するまで待っているとTe<
ρ×TC2になってエンジンストールを生じる可能性があ
るため、エンジン回転速度Neが所定の回転速度以下に
なったらステップS7−7へ移行して直ちに第1クラッ
チC1を開放する。
目標回転速度Nm* に略到達すると、リングギヤ18r
の回転速度が入力軸回転速度Ninと略一致させられ、第
2クラッチC2が完全係合させられる。図19の時間t
4 は、モータ回転速度Nmが目標回転速度Nm* に略到
達して第2クラッチC2が完全係合させられた時間であ
り、その後、モータ回転速度Nmおよびエンジン回転速
度Neから算出したリングギヤ18rの回転速度と入力
軸回転速度Ninとの偏差が所定値以下の状態が所定時間
継続した時間t5 で移行制御の終了判定が行われる。
による「モータ走行モード(前進)」からエンジン前進
手段112による「ETCモード」へ移行する際に、ス
テップS7−4で第1クラッチC1の油圧PC1を滑りが
生じない必要最低圧に制御するようになっているため、
所定の条件下でステップS7−7において第1クラッチ
C1を開放する場合に優れた応答性が得られるようにな
り、応答遅れに起因する駆動力変化やエンジンストール
等が抑制されて、「ETCモード」への移行制御が容易
になる。
を漸増させるとともに、その係合トルクTC2がモータト
ルクTmに対して前記(5) 式の関係、すなわち「ETC
モード」におけるトルク比の関係を満足するようになっ
たか否かをステップS7−6て判断し、(5) 式の関係を
満足するようになったらステップS7−7で第1クラッ
チC1を開放するようになっているため、第1クラッチ
C1の開放時の駆動力変動が抑制されて「ETCモー
ド」へ滑らかに移行する。
実施例に相当し、ハイブリッドECU60による一連の
信号処理のうちステップS7−4(特に、油圧PC1を滑
りが生じない必要最低圧に制御する部分)を実行する部
分は第1クラッチ開放スタンバイ手段として機能してお
り、ステップS7−4(特に、油圧PC2をスイープアッ
プさせる部分)、S7−6、S7−7(特に、第1クラ
ッチC1を開放する部分)を実行する部分はクラッチ制
御手段として機能している。
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。
明する概略構成図である。
す骨子図である。
る。
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。
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。
示すブロック線図である。
行する際の作動を説明するフローチャートである。
れる際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。
行する際の作動の別の例を説明するフローチャートであ
る。
われる際のエンジン回転速度Ne、モータ回転速度N
m、およびアクセル操作量θacの変化を示すタイムチャ
ートの一例である。
acに応じて所定値を求める際に用いられるデータマップ
の一例である。
間の移行時の制御の更に別の例を説明するフローチャー
トである。
かを判定するフローチャートの一例である。
行われる際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。
モードに応じて変速機に入力される入力トルクTinを推
定するフローチャートである。
ードからエンジン走行モードへの移行制御が行われる際
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、併せて図15のフローチャートに従って求められる
入力トルクTinを説明する図である。
て入力トルクTinを求める際の係合トルクTC2の正負を
判定するフローチャートである。
ン・モータ走行モード)へ移行する際の作動を説明する
フローチャートである。
行われる際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。
4:エンジン 16:モータジェネレータ(電動モー
タ) 18:遊星歯車装置 18s:サンギヤ(第
1回転要素) 18r:キャリア(第2回転要素)
18r:リングギヤ(第3回転要素) 22:入力
軸(出力部材) 60:HVECU 70:スタータ 104:モータ前進手段 11
2:エンジン前進手段 C1:第1クラッチ C2:第2クラッチ ステップS1−2:スタータ始動手段 ステップS1−3、S1−6:第2クラッチ制御手段 ステップS1−4:始動手段変更手段 ステップS1−5:フリクション始動手段 ステップS1−6:スリップ制御手段 ステップS2−4、S2−5、S2−6:モード選択手
段ス テップS5−6、S5−7、S5−8:移行時入力ト
ルク推定手段 ステップS7−4:第1クラッチ開放スタンバイ手段 ステップS7−4、S7−6、S7−7:クラッチ制御
手段
Claims (7)
- 【請求項1】 燃料の燃焼で動力を発生するエンジン
と、電動モータと、第1回転要素に前記エンジンが連結
されるとともに第2回転要素に前記電動モータが連結さ
れた遊星歯車装置と、該第2回転要素を出力部材に連結
する第1クラッチと、前記遊星歯車装置の第3回転要素
を前記出力部材に連結する第2クラッチと、を有する一
方、 前記第1クラッチを係合させるとともに前記第2クラッ
チを開放して、前記エンジンの回転停止を許容しつつ前
記電動モータを作動させて車両を前進走行させるモータ
前進手段と、 前記エンジンを作動させるとともに少なくとも前記第2
クラッチを係合させて車両を前進走行させるエンジン前
進手段と、 を備えているハイブリッド駆動装置において、 前記モータ前進手段による前進走行から前記エンジンを
始動して前記エンジン前進手段による前進走行へ移行す
る際に、該エンジンの回転速度が前記電動モータの回転
速度以上になってから前記第2クラッチを係合させる第
2クラッチ制御手段を有する、 ことを特徴とするハイブリッド駆動装置。 - 【請求項2】 前記第2クラッチはスリップ係合可能な
油圧式摩擦係合装置で、 前記第2クラッチ制御手段は、前記エンジンの回転速度
が前記電動モータの回転速度以上になった時に、前記第
2クラッチを係合させるための油圧のスイープアップを
開始するものである、 ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド駆動装
置。 - 【請求項3】 前記第2クラッチはスリップ係合可能な
摩擦係合式のものである一方、 前記エンジンをスタータによりクランキングして始動さ
せるスタータ始動手段と、 前記第2クラッチをスリップ係合させて前記エンジンを
クランキングして始動させるフリクション始動手段と、 前記スタータ始動手段によって前記エンジンを始動させ
ることができない場合には前記第フリクション始動手段
によって該エンジンを始動させる始動手段変更手段と、 を有することを特徴とする請求項1または2に記載のハ
イブリッド駆動装置。 - 【請求項4】 燃料の燃焼で動力を発生するエンジン
と、電動モータと、第1回転要素に前記エンジンが連結
されるとともに第2回転要素に前記電動モータが連結さ
れた遊星歯車装置と、該第2回転要素を出力部材に連結
する第1クラッチと、前記遊星歯車装置の第3回転要素
を前記出力部材に連結する第2クラッチと、を有する一
方、 前記第1クラッチを係合させるとともに前記第2クラッ
チを開放して、前記エンジンの回転停止を許容しつつ前
記電動モータを作動させて車両を前進走行させるモータ
前進手段と、 前記エンジンを作動させるとともに、前記第1クラッチ
および前記第2クラッチを共に係合させて前記遊星歯車
装置を一体回転させながら車両を前進走行させるエンジ
ン直結モード、および前記第1クラッチを開放するとと
もに前記第2クラッチを係合させて、前記エンジンおよ
び前記電動モータを共に作動させて車両を前進走行させ
るエンジン・モータ走行モードの2種類の走行モードを
有するエンジン前進手段と、 を備えているハイブリッド駆動装置において、 前記モータ前進手段による前進走行から前記エンジン前
進手段による前進走行へ移行する際に、前記エンジン直
結モードではエンジンストールが生じるか否かを予測
し、エンジンストールが生じると予測された場合は前記
エンジン・モータ走行モードを選択するモード選択手段
を有することを特徴とするハイブリッド駆動装置。 - 【請求項5】 燃料の燃焼で動力を発生するエンジン
と、電動モータと、第1回転要素に前記エンジンが連結
されるとともに第2回転要素に前記電動モータが連結さ
れた遊星歯車装置と、該第2回転要素を出力部材に連結
する第1クラッチと、前記遊星歯車装置の第3回転要素
を前記出力部材に連結する第2クラッチと、を有する一
方、 前記第1クラッチを係合させるとともに前記第2クラッ
チを開放して、前記エンジンの回転停止を許容しつつ前
記電動モータを作動させて車両を前進走行させるモータ
前進手段と、 前記エンジンを作動させるとともに少なくとも前記第2
クラッチを係合させて車両を前進走行させるエンジン前
進手段と、 を備えている ハイブリッド駆動装置において、前記第2クラッチはスリップ係合可能な摩擦係合式のも
ので、前記出力部材はベルト式無段変速機に接続されて
いる一方、 前記モータ前進手段による前進走行から前記エンジン前
進手段による前進走行へ移行する際に前記第2 クラッチ
をスリップ係合させるスリップ制御手段と、 前記移行時には、前記スリップ制御手段によってスリッ
プ係合させられる前記第2クラッチの係合トルクを考慮
して前記ベルト式無段変速機への入力トルクを推定する
移行時入力トルク推定手段と、 を有することを特徴とするハイブリッド駆動装置。 - 【請求項6】 燃料の燃焼で動力を発生するエンジン
と、電動モータと、第1回転要素に前記エンジンが連結
されるとともに第2回転要素に前記電動モータが連結さ
れた遊星歯車装置と、該第2回転要素を出力部材に連結
する第1クラッチと、前記遊星歯車装置の第3回転要素
を前記出力部材に連結する第2クラッチと、を有する一
方、 前記第1クラッチを係合させるとともに前記第2クラッ
チを開放して、前記エンジンの回転停止を許容しつつ前
記電動モータを作動させて車両を前進走行させるモータ
前進手段と、 前記第1クラッチを開放するとともに前記第2クラッチ
を係合させて、前記エンジンおよび前記電動モータを共
に作動させて車両を前進走行させるエンジン・モータ走
行モードを有するエンジン前進手段と、 を備えているハイブリッド駆動装置において、 前記第1クラッチは摩擦係合式のもので、 前記モータ前進手段による前進走行から前記エンジン前
進手段による前記エンジン・モータ走行モードへ移行す
る際に、前記第1クラッチの開放に先立って該第1クラ
ッチの係合トルクを滑りが生じない範囲で低下させる第
1クラッチ開放スタンバイ手段を有する、 ことを特徴とするハイブリッド駆動装置。 - 【請求項7】 燃料の燃焼で動力を発生するエンジン
と、電動モータと、第1回転要素に前記エンジンが連結
されるとともに第2回転要素に前記電動モータが連結さ
れた遊星歯車装置と、該第2回転要素を出力部材に連結
する第1クラッチと、前記遊星歯車装置の第3回転要素
を前記出力部材に連結する第2クラッチと、を有する一
方、 前記第1クラッチを係合させるとともに前記第2クラッ
チを開放して、前記エンジンの回転停止を許容しつつ前
記電動モータを作動させて車両を前進走行させるモータ
前進手段と、 前記第1クラッチを開放するとともに前記第2クラッチ
を係合させて、前記エンジンおよび前記電動モータを共
に作動させて車両を前進走行させるエンジン・モータ走
行モードを有するエンジン前進手段と、 を備えているハイブリッド駆動装置において、 前記第2クラッチは摩擦係合式のもので、 前記モータ前進手段による前進走行から前記エンジン前
進手段によるエンジン・モータ走行モードへ移行する際
に、前記第2クラッチの係合トルクを漸増させるととも
に、該第2クラッチの係合トルクが前記電動モータのト
ルクに対して、該エンジン・モータ走行モード時のトル
ク比の関係を満足するようになったら前記第1クラッチ
を開放するクラッチ制御手段を有する、 ことを特徴とするハイブリッド駆動装置。
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