JP3518163B2 - 車両の制御装置 - Google Patents
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Description
り、特に、自動変速機の変速時等における一方向クラッ
チの係合時のショックを低減する技術に関するものであ
る。
と、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行
時の動力源として備えており、そのエンジンおよび電動
モータの作動状態が異なる複数の運転モードで走行する
とともに、変速比が異なる複数の変速段を有する自動変
速機がそのエンジンおよび電動モータと駆動輪との間に
配設されているハイブリッド車両が、例えば特開平7−
67208号公報等に記載されている。上記運転モード
としては、エンジンのみを動力源として使用するエンジ
ン運転モードや、電動モータのみを動力源として使用す
るモータ運転モード、エンジンおよび電動モータの両方
を動力源として使用するエンジン・モータ運転モードな
どがある。
どの係合手段の係合、解放制御によって複数の変速段が
成立させられるようになっているのが普通であるが、変
速制御を容易に行うために一方向クラッチを利用するこ
とが広く行われている。また、変速時などに一方向クラ
ッチが空転状態から同期状態となる係合時(ロック時)
のショックを軽減するために、その係合時にエンジント
ルクを一時的に低減させることが、エンジンのみを動力
源としているオートマチック車両に関して、例えば特開
平5−1589号公報等で開示されている。
ンの他に電動モータを動力源として備えているハイブリ
ッド車両においては、電動モータの影響があるため、従
来通りのエンジントルク低減制御では一方向クラッチ係
合時のショックを必ずしも十分に低減できない可能性が
あった。
もので、その目的とするところは、エンジンおよび電動
モータを備えているとともに、それ等のエンジンおよび
電動モータと駆動輪との間に自動変速機が配設されてい
る車両において、変速時等における一方向クラッチ係合
時のショックを効果的に低減することにある。
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備
えている一方、(b) 少なくとも一方向クラッチを有して
変速比が異なる複数の変速段が成立させられる自動変速
機が、前記エンジンおよび前記電動モータと駆動輪との
間に配設されている車両の制御装置であって、(c) 前記
一方向クラッチが空転状態から同期状態となる係合時
に、前記自動変速機に加えられる入力トルクが一時的に
低減するように前記電動モータのトルク制御を行う係合
時モータ制御手段と、 (d) 前記一方向クラッチが空転状
態から同期状態となる係合時に、前記自動変速機に加え
られる入力トルクが一時的に低減するように前記エンジ
ンのトルクを低減させる係合時エンジン制御手段と、を
有し、 (e) その係合時エンジン制御手段と前記係合時モ
ータ制御手段とを使い分けて前記入力トルクを低減する
ことを特徴とする。第2発明は、第1発明の車両の制御
装置において、前記係合時エンジン制御手段と前記係合
時モータ制御手段は、前記エンジンおよび前記電動モー
タの作動状態が異なる複数の運転モードに応じて使い分
けられることを特徴とする。
て作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動
モータとを備えている一方、(b) 少なくとも一方向クラ
ッチを有して変速比が異なる複数の変速段が成立させら
れる自動変速機が、前記エンジンおよび前記電動モータ
と駆動輪との間に配設されている車両の制御装置であっ
て、(c) 前記一方向クラッチが空転状態から同期状態と
なる係合時に、前記エンジンのトルクを低減させること
により前記自動変速機に加えられる入力トルクを一時的
に低減させるとともに、前記電動モータのトルクを考慮
してそのエンジンのトルクダウン量を変更する係合時エ
ンジン制御手段を有することを特徴とする。第4発明
は、第3発明の車両の制御装置において、前記係合時エ
ンジン制御手段は、前記エンジンおよび前記電動モータ
の作動状態が異なる複数の運転モードに応じて前記エン
ジンのトルクダウン量を変更することを特徴とする。
明のトルクダウン制御を行わない場合、即ちアクセル操
作量などの要求出力等によって定まる本来の値に比較し
て入力トルクが低下させられることを意味するもので、
一方向クラッチの係合時は一般に入力トルクが増大する
ため、その増大の程度が小さくなる場合や、入力トルク
が殆ど変化しない場合であってもよい。
ンジン制御手段と係合時モータ制御手段とを使い分け
て、一方向クラッチの係合時に入力トルクを一時的に低
減させるため、一方向クラッチ係合時のショックを良好
に低減できる。例えば、電動モータのトルク制御で入力
トルクを低減する場合、電動モータを動力源として走行
するモータ運転モードでは電動モータの駆動トルクを低
減することにより、エンジンを動力源として走行するエ
ンジン運転モードでは電動モータに逆駆動トルクを加え
たり回生制動トルクを発生させたりすることにより、何
れの場合も一方向クラッチ係合時のショックを良好に低
減できる。
のトルクを考慮してエンジンのトルクダウン量を変更す
るため、電動モータの存在に拘らず一方向クラッチ係合
時のショックを良好に低減できる。
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
種々のタイプのハイブリッド車両に適用され得る。自動
変速機は、少なくとも一方向クラッチを有するものであ
れば良く、油圧式クラッチやブレーキなどの油圧式摩擦
係合手段によって変速段が切り換えられる遊星歯車式の
自動変速機が好適に用いられる。
なる係合時としては、一方向クラッチの係合によって成
り立つ変速段への変速(ダウンシフト)時は勿論である
が、その変速段でパワーオフとなって一方向クラッチが
空転状態とされた後にパワーオンに伴って再係合させら
れる場合も含む。すなわち、例えばアクセル操作に応じ
て動力源の回転数が上昇するパワーオン時で、且つ一方
向クラッチが同期していなければ、変速時も含めて空転
状態から同期状態となる係合時と判断することが可能
で、このような係合時判断手段を備えて構成される。同
期しているか否かは、自動変速機の変速比と実際の回転
数とを比較することによって判断できる。
モータを動力源とする走行時は勿論エンジンを動力源と
する走行時にも、電動モータのトルク制御で入力トルク
を低減させることが可能であるが、エンジンを動力源と
する走行時には係合時エンジン制御手段などを用いるよ
うにしても良いなど、運転モード(動力源の相違)に応
じて使い分けることもできる。係合時エンジン制御手段
を使用できない場合に係合時モータ制御手段を使用する
ようにしても良い。係合時エンジン制御手段は、例えば
エンジンの遅角によるトルクダウンやスロットル弁開度
の減少によるトルクダウンなど、良く知られた種々の手
法を採用できる。
転モード(動力源の相違)に応じて定められ、エンジン
および電動モータの総トルクに比例して大きくなるよう
に演算式などによって求められるようにすることが望ま
しく、更には変速段の種類や一方向クラッチの種類、エ
ンジンイナーシャ(回転数の変化速度)などをパラメー
タとしてきめ細かく設定されるようにすることもでき
る。電動モータのみを動力源とする走行時には、同期回
転までモータ回転数を滑らかに変化させるようにモータ
トルクを調整することも可能である。
細に説明する。図1は、本発明の一実施例である制御装
置を備えているハイブリッド車両のハイブリッド駆動装
置10の骨子図である。
10はFR(フロントエンジン・リヤドライブ)車両用
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12と、電気エネルギーによって作動する電動モ
ータとしてのモータジェネレータ14と、シングルピニ
オン型の遊星歯車装置16と、自動変速機18とを車両
の前後方向に沿って備えており、出力軸19から図示し
ないプロペラシャフトや差動装置などを介して左右の駆
動輪(後輪)へ駆動力を伝達する。
する合成分配機構で、モータジェネレータ14と共に電
気式トルコン24を構成しており、そのリングギヤ16
rは第1クラッチCE1 を介してエンジン12に連結さ
れ、サンギヤ16sはモータジェネレータ14のロータ
軸14rに連結され、キャリア16cは自動変速機18
の入力軸26に連結されている。また、サンギヤ16s
およびキャリア16cは第2クラッチCE2 によって連
結されるようになっている。
トルク変動を抑制するためのフライホイール28および
スプリング、ゴム等の弾性部材によるダンパ装置30を
介して第1クラッチCE1 に伝達される。第1クラッチ
CE1 および第2クラッチCE2 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。
ブプラネタリギヤユニットから成る副変速機20と、単
純連結3プラネタリギヤトレインから成る前進4段、後
進1段の主変速機22とを組み合わせたものである。
オン型の遊星歯車装置32と、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のクラッチC0 、ブレー
キB 0 と、一方向クラッチF0 とを備えて構成されてい
る。
ニオン型の遊星歯車装置34、36、38と、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のクラッ
チC 1 , C2 、ブレーキB1 ,B2 ,B3 ,B4 と、一
方向クラッチF1 ,F2 とを備えて構成されている。
ルブSL1〜SL4の励磁、非励磁により油圧回路44
が切り換えられたり、シフトレバーに機械的に連結され
たマニュアルシフトバルブによって油圧回路44が機械
的に切り換えられたりすることにより、クラッチC0 ,
C1 ,C2 、ブレーキB0 ,B1 ,B2 ,B3 ,B4が
それぞれ係合、解放制御され、図3に示されているよう
にニュートラル(N)と前進5段(1st〜5th)、
後進1段(Rev)の各変速段が成立させられる。
ルコン24は、中心線に対して略対称的に構成されてお
り、図1では中心線の下半分が省略されている。
チの欄の「○」は係合、「●」は図示しないシフトレバ
ーがエンジンブレーキレンジ、たとえば「3」、
「2」、及び「L」レンジ等の低速レンジへ操作された
場合に係合、そして、空欄は非係合を表している。
Rev、及びエンジンブレーキレンジは、シフトレバー
に機械的に連結されたマニュアルシフトバルブによって
油圧回路44が機械的に切り換えられることによって成
立させられ、シフトレバーがD(前進)レンジへ操作さ
れた場合の1st〜5thの相互間の変速はソレノイド
バルブSL1〜SL4によって電気的に制御される。
thとなるに従って段階的に小さくなり、4thの変速
比i4 =1であり、5thの変速比i5 は、副変速機2
0の遊星歯車装置32のギヤ比をρ(=サンギヤの歯数
ZS /リングギヤの歯数ZR<1)とすると1/(1+
ρ)となる。
車装置36、38のギヤ比をそれぞれρ2 、ρ3 とする
と1−1/ρ2 ・ρ3 である。図3は各変速段の変速比
の一例を示したものである。
変速段(2nd)と第3変速段(3rd)との間の変速
は、第2ブレーキB2 と第3ブレーキB3 との係合・解
放状態を共に変えるクラッチツウクラッチ変速になる。
この変速を円滑に行うために、上述した油圧回路44に
は図4に示す回路が組み込まれている。
ブを示し、また符号71は2−3シフトバルブを示し、
さらに符号72は3−4シフトバルブを示している。こ
れらのシフトバルブ70、71、72の各ポートの各変
速段での連通状態は、それぞれのシフトバルブ70、7
1、72の下側に示している通りである。なお、その数
字は各変速段を示す。
ち第1変速段および第2変速段で入力ポート73に連通
するブレーキポート74に、第3ブレーキB3 が油路7
5を介して接続されている。この油路にはオリフィス7
6が介装されており、そのオリフィス76と第3ブレー
キB3 との間にダンパーバルブ77が接続されている。
このダンパーバルブ77は、第3ブレーキB3 にライン
圧が急激に供給された場合に少量の油圧を吸入して緩衝
作用を行うものである。
であって、第3ブレーキB3 の係合圧をこのB−3コン
トロールバルブ78によって直接制御するようになって
いる。すなわち、このB−3コントロールバルブ78
は、スプール79とプランジャ80とこれらの間に介装
したスプリング81とを備えており、スプール79によ
って開閉される入力ポート82に油路75が接続され、
またこの入力ポート82に選択的に連通させられる出力
ポート83が第3ブレーキB3 に接続されている。さら
にこの出力ポート83は、スプール79の先端側に形成
したフィードバックポート84に接続されている。
に開口するポート85には、2−3シフトバルブ71の
ポートのうち第3変速段以上の変速段でDレンジ圧を出
力するポート86が油路87を介して連通させられてい
る。また、プランジャ80の端部側に形成した制御ポー
ト88には、リニアソレノイドバルブSLUが接続され
ている。
8は、スプリング81の弾性力とポート85に供給され
る油圧とによって調圧レベルが設定され、且つ制御ポー
ト88に供給される信号圧が高いほどスプリング81に
よる弾性力が大きくなるように構成されている。
タイミングバルブであって、この2−3タイミングバル
ブ89は、小径のランドと2つの大径のランドとを形成
したスプール90と第1のプランジャ91とこれらの間
に配置したスプリング92とスプール90を挟んで第1
のプランジャ91とは反対側に配置された第2のプラン
ジャ93とを有している。
のポート94に油路95が接続され、また、この油路9
5は2−3シフトバルブ71のポートのうち第3変速段
以上の変速段でブレーキポート74に連通させられるポ
ート96に接続されている。
前記小径ランドと大径ランドとの間に開口するポート9
7にオリフィスを介して接続されている。この中間部の
ポート94に選択的に連通させられるポート98は油路
99を介してソレノイドリレーバルブ100に接続され
ている。
口しているポートにリニアソレノイドバルブSLUが接
続され、また第2のプランジャ93の端部に開口するポ
ートに第2ブレーキB2 がオリフィスを介して接続され
ている。
油圧を供給・排出するためのものであって、その途中に
は小径オリフィス101とチェックボール付きオリフィ
ス102とが介装されている。また、この油路87から
分岐した油路103には、第2ブレーキB2 から排圧す
る場合に開くチェックボールを備えた大径オリフィス1
04が介装され、この油路103は以下に説明するオリ
フィスコントロールバルブ105に接続されている。
2ブレーキB2 からの排圧速度を制御するためのバルブ
であって、そのスプール106によって開閉されるよう
に中間部に形成したポート107には第2ブレーキB2
が接続されており、このポート107より図での下側に
形成したポート108に前記油路103が接続されてい
る。
07より図での上側に形成したポート109は、ドレイ
ンポートに選択的に連通させられるポートであって、こ
のポート109には、油路110を介して前記B−3コ
ントロールバルブ78のポート111が接続されてい
る。尚、このポート111は、第3ブレーキB3 を接続
してある出力ポート83に選択的に連通させられるポー
トである。
ートのうちスプール106を押圧するスプリングとは反
対側の端部に形成した制御ポート112が油路113を
介して、3−4シフトバルブ72のポート114に接続
されている。このポート114は、第3変速段以下の変
速段で第3ソレノイドバルブSL3の信号圧を出力し、
また、第4変速段以上の変速段で第4ソレノイドバルブ
SL4の信号圧を出力するポートである。
ブ105には、前記油路95から分岐した油路115が
接続されており、この油路115を選択的にドレインポ
ートに連通させるようになっている。
て第2変速段以下の変速段でDレンジ圧を出力するポー
ト116が、前記2−3タイミングバルブ89のうちス
プリング92を配置した箇所に開口するポート117に
油路118を介して接続されている。また、3−4シフ
トバルブ72のうち第3変速段以下の変速段で前記油路
87に連通させられるポート119が油路120を介し
てソレノイドリレーバルブ100に接続されている。
ブレーキB2 用のアキュームレータを示し、その背圧室
にはリニアソレノイドバルブSLNが出力する油圧に応
じて調圧されたアキュームレータコントロール圧が供給
されている。このアキュームレータコントロール圧は、
リニアソレノイドバルブSLNの出力圧が低いほど高い
圧力になるように構成されている。したがって、第2ブ
レーキB2 の係合・解放の過渡的な油圧は、リニアソレ
ノイドバルブSLNの信号圧が低いほど高い圧力で推移
するようになっている。
ルブを示し、さらに符号123はクラッチC0 用のアキ
ュームレータを示している。C−0エキゾーストバルブ
122は2速レンジでの第2変速段のみにおいてエンジ
ンブレーキを効かせるためにクラッチC0 を係合させる
ように動作するものである。
ば、B−3コントロールバルブ78のポート111がド
レインに連通していれば、第3ブレーキB3 の係合圧を
B−3コントロ−ルバルブ78によって直接調圧するこ
とができ、また、その調圧レベルをリニアソレノイドバ
ルブSLUによって変えることができる。
5のスプール106が、図の左半分に示す位置にあれ
ば、第2ブレーキB2 はこのオリフィスコントロールバ
ルブ105を介して排圧が可能になり、したがって第2
ブレーキB2 からのドレイン速度を制御することができ
る。
速は、第3ブレーキB3 を緩やかに解放すると共に第2
ブレーキB2 を緩やかに係合する所謂クラッチツウクラ
ッチ変速が行われるわけであるが、その変速に先立って
入力軸26への入力トルクを予め推定し、その入力トル
ク推定値に基づいてリニアソレノイドバルブSLUによ
り駆動される第3ブレーキB3 の解放過渡油圧を制御す
ることにより変速ショックを好適に軽減することができ
る。
れるようにハイブリッド制御用コントローラ50及び自
動変速制御用コントローラ52を備えている。これらの
コントローラ50、52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、それ
ぞれ図2のようにアクセル操作量θAC等の各種の情報を
読み込むと共に、予め設定されたプログラムに従って信
号処理を行う。
コントローラ50によってスロットル弁開度や燃料噴射
量、点火時期などが制御されることにより、運転状態に
応じて出力が制御される。
すようにM/G制御器(インバータ)56を介してバッ
テリー等の蓄電装置58に接続されており、ハイブリッ
ド制御用コントローラ50により、その蓄電装置58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
14自体の電気的な制動トルク)によりジェネレータと
して機能して蓄電装置58に電気エネルギーを充電する
充電状態と、ロータ軸14r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。
ラッチCE2 は、ハイブリッド制御用コントローラ50
により電磁弁等を介して油圧回路44が切り換えられる
ことにより、係合或いは解放状態が切り換えられる。
ントローラ52によって前記ソレノイドバルブSL1〜
SL4、リニアソレノイドバルブSLU、SLT、SL
Nの励磁状態が制御され、油圧回路44が切り換えられ
たり油圧制御が行われることにより、運転状態に応じて
変速段が切り換えられる。
は、例えば本願出願人が先に出願した特願平7−294
148号に記載されているように、図6に示すフローチ
ャートに従って図7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エンジン12及び電気式ト
ルコン24を作動させる。
には、エンジントルクTE やモータトルクTM 、エンジ
ン回転数NE 、モータ回転数NM 、車速V(自動変速機
18の出力軸回転数NO に対応)、アクセル操作量
θAC、蓄電装置58の蓄電量SOC、ブレーキのON、
OFF、シフトレバーの操作レンジなどに関する情報
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。
開度や燃料噴射量などから求められ、モータトルクTM
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14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。
始動要求があったか否かを、例えばエンジン12を動力
源として走行したり、エンジン12によりモータジェネ
レータ14を回転駆動して蓄電装置58を充電したりす
るために、エンジン12を始動すべき旨の指令があった
か否かを判断する。
モード9を選択する。モード9は、図7から明らかなよ
うに第1クラッチCE1 を係合(ON)し、第2クラッ
チCE2 を係合(ON)し、モータジェネレータ14に
より遊星歯車装置16を介してエンジン12を回転駆動
すると共に、燃料噴射などのエンジン始動制御を行って
エンジン12を始動する。
変速機18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CE1 を解放したモータジェネレータ
14のみを動力源とする走行時には、第1クラッチCE
1 を係合すると共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14を作動させ、その要求出力以上
の余裕出力でエンジン12を回転駆動することによって
行われる。
動変速機18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14
によってエンジン12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。
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を実行することにより、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、シフトレバーの操
作レンジがLや2などのエンジンブレーキレンジ(低速
変速段のみで変速制御を行うと共にエンジンブレーキや
回生制動が作用するレンジ)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θACが0か否
か、等によって判断する。
4を実行する。ステップS4では、蓄電装置58の蓄電
量SOCが予め定められた最大蓄電量B以上か否かを判
断し、SOC≧BであればステップS5でモード8を選
択し、SOC<BであればステップS6でモード6を選
択する。最大蓄電量Bは、蓄電装置58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、蓄電装
置58の充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。
は、図7に示されるように第1クラッチCE1 を係合
(ON)し、第2クラッチCE2 を係合(ON)し、モ
ータジェネレータ14を無負荷状態とし、エンジン12
を停止状態すなわちスロットル弁を閉じると共に燃料噴
射量を0とするものであり、これによりエンジン12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14は無負荷状態とされ、自由回転させられるた
め、蓄電装置58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。
7から明らかなように第1クラッチCE1 を解放(OF
F)し、第2クラッチCE2 を係合(ON)し、エンジ
ン12を停止し、モータジェネレータ14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14が回転駆動されることにより、蓄電装置58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。
ンジン12が遮断されているため、そのエンジン12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Bより少ない場合に実行されるた
め、蓄電装置58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。
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12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Vに対応する出力軸回
転数NO =0か否か等によって判断する。
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θAC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。
は、図7から明らかなように第1クラッチCE1 を係合
(ON)し、第2クラッチCE2 を解放(OFF)し、
エンジン12を運転状態とし、モータジェネレータ14
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。
ギヤ比をρE とすると、エンジントルクTE :遊星歯車
装置16の出力トルク:モータトルクTM =1:(1+
ρE):ρE となるため、例えばギヤ比ρE を一般的な
値である0.5程度とすると、エンジントルクTE の半
分のトルクをモータジェネレータ14が分担することに
より、エンジントルクTE の約1.5倍のトルクがキャ
リア14cから出力される。
クの(1+ρE )/ρE 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14を無負荷状態とすれば、ロータ軸56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。
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)TM 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TE の(1+ρE )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。
大トルクの略ρE 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14が用いられており、
装置が小型で且つ安価に構成される。
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12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NE の低下に起因
するエンジンストール等を防止している。
図7から明らかなように第1クラッチCE1 を係合(O
N)し、第2クラッチCE2 を解放(OFF)し、エン
ジン12を運転状態とし、モータジェネレータ14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14のロータ軸14rが逆方向へ自由
回転させられることにより、自動変速機18の入力軸2
6に対する出力が零となる。これにより、モード3など
エンジン12を動力源とする走行中の車両停止時に一々
エンジン12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。
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θACやその変化速度、車速V(出力軸回転数NO )、
自動変速機18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。
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14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12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。
すなわち要求出力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A以上か否かを判断し、SOC≧Aであればス
テップS13でモード1を選択する。一方、SOC<A
であればステップS14でモード3を選択する。
動力源として走行する場合に蓄電装置58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58の充放電効率などに基づいて例えば7
0%程度の値が設定される。
うに第1クラッチCE1 を解放(OFF)し、第2クラ
ッチCE2 を係合(ON)し、エンジン12を停止し、
モータジェネレータ14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14のみを動力源として
車両を走行させる。
れてエンジン12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18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。
1判定値P1以下の低負荷領域で且つ蓄電装置58の蓄
電量SOCが最低蓄電量A以上の場合に実行されるた
め、エンジン12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58の蓄電量SOCが最低蓄電量A
より低下して充放電効率等の性能を損なうことがない。
図7から明らかなように第1クラッチCE1 および第2
クラッチCE2 を共に係合(ON)し、エンジン12を
運転状態とし、モータジェネレータ14を回生制動によ
り充電状態とするもので、エンジン12の出力で車両を
走行させながら、モータジェネレータ14によって発生
した電気エネルギーを蓄電装置58に充電する。エンジ
ン12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14で消費されるように、そのモータジェネレー
タ14の電流制御が行われる。
れた場合、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、要求出力P
dが第1判定値P1より大きく第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。
力源として走行する中負荷領域とエンジン12およびモ
ータジェネレータ14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12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。
プS16でSOC≧Aか否かを判断し、SOC≧Aの場
合にはステップS17でモード2を選択し、SOC<A
の場合には前記ステップS14でモード3を選択する。
でSOC≧Aか否かを判断し、SOC≧Aの場合にはス
テップS19でモード4を選択し、SOC<Aの場合に
はステップS17でモード2を選択する。
うに第1クラッチCE1 および第2クラッチCE2 を共
に係合(ON)し、エンジン12を要求出力Pdで運転
し、モータジェネレータ14を無負荷状態とするもの
で、エンジン12のみを動力源として車両を走行させ
る。
よび第2クラッチCE2 を共に係合(ON)し、エンジ
ン12を運転状態とし、モータジェネレータ14を回転
駆動するもので、エンジン12およびモータジェネレー
タ14の両方を動力源として車両を高出力走行させる。
値P2以上の高負荷領域で実行されるが、エンジン12
およびモータジェネレータ14を併用しているため、エ
ンジン12およびモータジェネレータ14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A以上の
場合に実行されるため、蓄電装置58の蓄電量SOCが
最低蓄電量Aより低下して充放電効率等の性能を損なう
ことがない。
めると、蓄電量SOC≧A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14のみを動力源として走行し、P1<P
d<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12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12およびモータジェネレータ14の両
方を動力源として走行する。
d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58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12により高出力走行が行われ
る。
<P2の中負荷領域で且つSOC≧Aの場合、或いはP
d≧P2の高負荷領域で且つSOC<A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14
よりもエンジン12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14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。
タ14およびエンジン12を併用して走行するモード4
が望ましいが、蓄電装置58の蓄電量SOCが最低蓄電
量Aより小さい場合には、上記モード2によるエンジン
12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58の蓄電量SOCが最低蓄電量A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。
部分、即ち、変速時等における一方向クラッチ係合時の
ショックを効果的に低減するための制御作動を図8のフ
ローチャートに基づいて説明する。尚、本実施例におい
て、ステップSA4、SA7、SA14が係合時モータ
制御手段に対応し、ステップSA11が係合時エンジン
制御手段に対応しており、それぞれハイブリッド制御用
コントローラ50によって実行される。また、ステップ
SA1、SA2が係合時判断手段に対応し、自動変速制
御用コントローラ52によって実行される。
ーオン状態か否かが判断される。このパワーオン状態の
判断は、例えば車速Vとアクセル操作量θACのマップか
ら把握できるが、自動変速機18の入力軸26にトルク
センサを設け、このトルクセンサの値からパワーオン状
態を判断すると一層正確である。
ラッチF0 、F1 、F2 の何れかが同期直前であるか否
かが判断される。この判断は、例えば次式(1)に示さ
れるように、出力軸回転数NO に現時点における変速比
iを掛け合わせたものと、入力軸回転数(入力軸26の
回転数)NI との差が、所定値ΔN1 以上で所定値ΔN
2 以下であるか否かを判断することにより行われる。
尚、所定値ΔN1 及びΔN2 は、予め実験等により求め
られる定数値である。 ΔN1 ≦NO ×i−NI ≦ΔN2 ・・・(1)
る運転モード判断サブルーチンにおいて、前記モード1
が選択されているか否かが判断される。この判断が肯定
された場合には、ステップSA4において、モータジェ
ネレータ14の出力トルク(モータトルクTM )が低減
される。この低減量は、低減前のモータトルクTM に比
例して大きくなるように予め設定される演算式などによ
って求められる。更に、低減量は変速段の種類や一方向
クラッチの種類、入力軸回転数NI の変化速度などをパ
ラメータとしてきめ細かく設定することもできる。ま
た、モータトルクTM は同期回転までモータ回転数を滑
らかに変化させて好適に調整することもできる。
ラッチF0 、F1 、F2 の何れかが係合した(空転状態
から同期状態となった)か否かが判断される。この判断
は、例えば出力軸回転数NO に現時点における変速比i
を掛け合わせたものと、入力軸回転数NI とが等しくな
ったか否かを判断することにより行われる。この判断が
否定された場合には、ステップSA4〜SA5が繰り返
されるが、この判断が肯定された場合には、ステップS
A16において、モータトルクTM が所定の復帰制御に
従って低減前の状態に復帰されるとともに、本ルーチン
は終了させられる。
れた場合には、ステップSA6において、図6に示され
る運転モード判断サブルーチンにおいて、前記モード4
が選択されているか否かが判断される。この判断が肯定
された場合には、ステップSA7において、モータジェ
ネレータ14の出力トルク(モータトルクTM )が低減
される。この低減量は、低減前のモータトルクTM とエ
ンジントルクTE との合計量に比例して大きくなるよう
に予め設定される演算式などによって求められる。更
に、低減量は変速段の種類や一方向クラッチの種類、入
力軸回転数NI の変化速度などをパラメータとしてきめ
細かく設定することもできる。また、モータトルクTM
は同期回転までモータ回転数を滑らかに変化させて好適
に調整することもできる。
ップSA5と同様にして一方向クラッチF0 、F1 、F
2 の何れかが係合したか否かが判断される。この判断が
否定された場合には、ステップSA7〜SA8が繰り返
されるが、この判断が肯定された場合には、ステップS
A16においてモータトルクTM が低減前の状態に復帰
されるとともに、本ルーチンは終了させられる。
れた場合には、ステップSA9において、図6に示され
る運転モード判断サブルーチンにおいて、前記モード2
が選択されているか否かが判断される。この判断が否定
された場合には、本ルーチンは終了させられるが、この
判断が肯定された場合には、ステップSA10が実行さ
れる。
ルクTE を低減するために、エンジン12の点火時期の
遅角制御を行えるか否かが判断される。エンジン12の
点火時期の遅角制御を行うと、燃焼が不安定になり、排
気が悪化して排気浄化触媒の負担が増大することから、
例えばエンジン水温TW が低い場合(エンジン12の暖
機が十分でない場合)や、排気浄化触媒の温度が低くて
排気浄化機能が充分でない場合、或いは、連続して点火
時期の遅角制御を行ったために排気浄化触媒の温度が高
くなり過ぎている場合などには遅角制御を行うことは不
可能と判断される。
場合には、ステップSA11において、エンジン12の
点火時期の遅角制御が行われることによりエンジントル
クT E が低減される。この低減量は、遅角制御前のエン
ジントルクTE に比例して大きくなるように予め設定さ
れる演算式などによって求められる。更に、低減量は変
速段の種類や一方向クラッチの種類、入力軸回転数NI
の変化速度などをパラメータとしてきめ細かく設定する
こともできる。なお、エンジントルクTE を低減させる
方法としては、スロットル弁開度を減少する方法なども
採用され得る。
テップSA5と同様にして一方向クラッチF0 、F1 、
F2 の何れかが係合したか否かが判断される。この判断
が否定された場合には、ステップSA11〜SA12が
繰り返されるが、この判断が肯定された場合には、ステ
ップSA16において、エンジントルクTE が低減前の
状態に復帰されるとともに、本ルーチンは終了させられ
る。
された場合には、ステップSA13において、蓄電装置
58の蓄電量SOCが予め設定された最低蓄電量A以上
であるか否かが判断される。最低蓄電量Aは、モータジ
ェネレータ14を動力源として走行する場合に蓄電装置
58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58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。
場合には、本ルーチンは終了させられるが、この判断が
肯定された場合には、ステップSA14において、モー
タジェネレータ14に逆駆動トルクを加えることによ
り、自動変速機18の入力トルクTI が低減される。こ
の低減量は、低減前のエンジントルクTE に比例して大
きくなるように予め設定される演算式などによって求め
られる。更に、低減量は変速段の種類や一方向クラッチ
の種類、入力軸回転数NI の変化速度などをパラメータ
としてきめ細かく設定され得る。なお、モータジェネレ
ータ14に回生制動トルクを発生させて入力トルクTI
を低減することもできる。
テップSA5と同様にして一方向クラッチF0 、F1 、
F2 の何れかが同期したか否かが判断される。この判断
が否定された場合には、ステップSA14〜SA15が
繰り返されるが、この判断が肯定された場合には、ステ
ップSA16において、モータジェネレータ14の逆駆
動トルクが所定の復帰制御に従って0に戻されるととも
に、本ルーチンは終了させられる。
チャートの一例で、破線が従来のもので、実線が本実施
例のものである。従来、一方向クラッチF1 の係合と同
時に出力トルクT0 が急激に立ち上がるとともに駆動系
のねじり振動に起因した振動が発生していたが、本実施
例では同期の直前から入力トルクTI が破線で示す従来
の値より低減されるため、滑らかな変速特性が得られて
いる。なお、図9のC 2 回転数は、クラッチC2 すなわ
ち遊星歯車装置34、36のサンギヤの回転数である。
ータ制御手段に対応するステップSA4、SA7におい
て、モータトルクTM が低減されることにより、或いは
ステップSA14において、逆駆動トルクが加えられる
ことにより、一方向クラッチF0 、F1 、F2 の係合時
のショックが良好に低減される。
点火時期の遅角制御が行われてエンジントルクTE が低
減されることにより、一方向クラッチF0 、F1 、F2
の係合時のショックが良好に低減される。
御手段に対応するステップSA7において、モータジェ
ネレータ14のトルク制御で入力トルクTI が低減され
ていることから、エンジン12のトルク制御で入力トル
クTI を低減する場合と比較して入力トルクTI の低減
タイミングや低減幅などを高い精度で制御できるため、
一方向クラッチF0 、F1 、F2 の係合時のショックを
一層効果的に低減することが可能である。
詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適
用される。
段および前進5段の変速段を有する自動変速機18が用
いられていたが、図10に示されるように、前記副変速
機20を省略して前記主変速機22のみから成る自動変
速機60を採用し、図11に示されるように前進4段お
よび後進1段で変速制御を行うようにすることも可能で
ある。
いてその他種々の態様に適用され得るものである。
ハイブリッド車両のハイブリッド駆動装置の構成を説明
する骨子図である。
制御系統を説明する図である。
要素の作動を説明する図である。
ある。
式トルコンとの接続関係を説明する図である。
説明するフローチャートである。
の作動状態を説明する図である。
作動を説明するフローチャートである。
の変化を示すタイムチャートの一例である。
のハイブリッド駆動装置の別の一例を説明する骨子図で
ある。
係合要素の作動を説明する図である。
手段 ステップSA11:係合時エンジン制御手段
Claims (4)
- 【請求項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備えてい
る一方、 少なくとも一方向クラッチを有して変速比が異なる複数
の変速段が成立させられる自動変速機が、前記エンジン
および前記電動モータと駆動輪との間に配設されている
車両の制御装置であって、 前記一方向クラッチが空転状態から同期状態となる係合
時に、前記自動変速機に加えられる入力トルクが一時的
に低減するように前記電動モータのトルク制御を行う係
合時モータ制御手段と、 前記一方向クラッチが空転状態から同期状態となる係合
時に、前記自動変速機に加えられる入力トルクが一時的
に低減するように前記エンジンのトルクを低減させる係
合時エンジン制御手段と、 を有し、該係合時エンジン制御手段と前記係合時モータ
制御手段とを使い分けて前記入力トルクを低減する こと
を特徴とする車両の制御装置。 - 【請求項2】 前記係合時エンジン制御手段と前記係合
時モータ制御手段は、前記エンジンおよび前記電動モー
タの作動状態が異なる複数の運転モードに応じて使い分
けられることを特徴とする請求項1に記載の車両の制御
装置。 - 【請求項3】 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備えてい
る一方、 少なくとも一方向クラッチを有して変速比が異なる複数
の変速段が成立させられる自動変速機が、前記エンジン
および前記電動モータと駆動輪との間に配設されている
車両の制御装置であって、 前記一方向クラッチが空転状態から同期状態となる係合
時に、前記エンジンのトルクを低減させることにより前
記自動変速機に加えられる入力トルクを一時的に低減さ
せるとともに、前記電動モータのトルクを考慮して該エ
ンジンのトルクダウン量を変更する係合時エンジン制御
手段を有することを特徴とする車両の制御装置。 - 【請求項4】 前記係合時エンジン制御手段は、前記エ
ンジンおよび前記電動モータの作動状態が異なる複数の
運転モードに応じて前記エンジンのトルクダウン量を変
更することを特徴とする請求項3に記載の車両の制御装
置。
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