JP3584809B2 - ハイブリッド車両の制御装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に関し、ニュートラルモードから駆動モードへの運転モードの切り換えにおける車両の応答遅れやショックを抑制する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関および電動機を備え、それらの間およびそれらと変速機との間がクラッチを介して連結されることにより、それら内燃機関および電動機の駆動力が選択的に変速機へ伝達されたり、車両の運動エネルギにより電動機が回転駆動されて回生が行われたり、電動機により内燃機関が始動させられたりするハイブリッド車両が知られている。たとえば、特開平１１−１２７５０２号公報に記載された車両がそれである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のハイブリッド車両では、運転モードがニュートラルモードから駆動モード（車両が電動機または内燃機関により駆動されるモード）へ切り換えられるとき、クラッチの回転同期を行なってからクラッチを係合させることにより、そのクラッチの係合ショックが防止されて円滑な駆動力の伝達が行われるようになっている。
【０００４】
しかしながら、モード切り換えに際してクラッチの回転同期を行っていることから、その回転同期の時間が必要であり、クラッチの係合までに遅れ時間が必要となり、速やかなモード切り換えが困難であるので、シフト応答性が得られなかった。
【０００５】
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、高いシフト応答性が得られるハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、遊星歯車装置の第１回転要素が内燃機関に連結され、その遊星歯車装置の第２回転要素が第１モータジェネレータに連結されるとともに第１クラッチを介して変速機に連結され、その遊星歯車装置の第３回転要素が第２クラッチを介してその変速機に連結される形式のハイブリッド車両の制御装置であって、（ａ） 前記第１クラッチおよび第２クラッチが共に開放されたニュートラル状態において、その第１クラッチおよび第２クラッチのいずれが次の走行に係合させられるかに基づいて第１ニュートラルモードであるか或いは第２ニュートラルモードであるかを判定するニュートラルモード判定手段と、（ｂ） そのニュートラルモード判定手段により第１ニュートラルモードであると判定された場合には、前記第１クラッチを構成する１対の摩擦部材の回転を相互に同期させる第１同期制御手段と、（ｃ） 前記ニュートラルモード判定手段により第２ニュートラルモードであると判定された場合には、前記第２クラッチを構成する１対の摩擦部材の回転を相互に同期させる第２同期制御手段とを、含むことにある。
【０００７】
【第１発明の効果】
このようにすれば、ニュートラルモード判定手段により第１ニュートラルモードであると判定された場合には、次に係合させられる第１クラッチを構成する１対の摩擦部材の回転が第１同期制御手段により相互に同期させられる。また、ニュートラルモード判定手段により第２ニュートラルモードであると判定された場合には、次に係合させられる第２クラッチを構成する１対の摩擦部材の回転が第２同期制御手段により相互に同期させられる。このため、ニュートラル状態に続く駆動モードで係合させられるクラッチが予め同期させられるので、そのクラッチの係合によるショックが軽減され、且つ、迅速なシフト応答性が得られる。
【０００８】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、前記第１同期制御手段或いは第２同期制御手段は、前記第１モータジェネレータを用いて前記第１クラッチ或いは第２クラッチを構成する１対の摩擦部材の回転の同期制御を行うものである。このようにすれば、内燃機関の回転ではなく、第１モータジェネレータの回転を用いてクラッチが同期制御されるので、変速機の入力軸回転速度に関して広い範囲で対応できる利点がある。
【０００９】
また、好適には、前記ハイブリッド車両の前輪および後輪のうちの一方は前記変速機を介して前記内燃機関および前記第１モータジェネレータに連結され、他方の車輪には、被駆動時においてその他方の車輪の回転方向を表す信号を出力する第２モータジェネレータが連結され、前記第１同期制御手段は、その第２モータジェネレータから出力された信号が表す車輪の回転方向に基づいて、前記第１クラッチを構成する１対の摩擦部材の回転を相互に同期させ、前記第２同期制御手段は、その第２モータジェネレータから出力された信号が表す車輪の回転方向に基づいて、前記第２クラッチを構成する１対の摩擦部材の回転を相互に同期させるものである。このようにすれば、第１同期制御手段および第２同期制御手段において、車輪の回転方向に基づいてクラッチの摩擦部材の回転が相互に同期させられるので、車両が前進および後進のいずれであっても、確実に、ニュートラル状態に続く駆動モードで係合させられるクラッチを予め同期させることができる。
【００１０】
また、前記ニュートラルモード判定手段は、前記ニュートラル状態において前記内燃機関が停止している場合には、次に駆動モードとされたときには前記モータジェネレータの駆動力を前記変速機に伝達させるためにクラッチＣ１が係合させられることから第１ニュートラルモードを選択し、前記ニュートラル状態において前記内燃機関が作動している場合には、次に駆動モードとされたときには前記内燃機関の駆動力を前記変速機に伝達させるためにクラッチＣ２が係合させられることから第２ニュートラルモードを選択するものである。すなわち、前記ニュートラルモード判定手段は、クラッチＣ１およびＣ２が共に開放されたニュートラル状態において、内燃機関の作動状態に基づいて第１ニュートラルモードであるか或いは第２ニュートラルモードであるかを判定するものである。このようにすれば、第１ニュートラルモードおよび第２ニュートラルモードは、確実に選択される。
【００１１】
【発明の好適な実施の形態】
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。
【００１２】
図１は、本発明が適用された４輪駆動車両すなわち前後輪駆動車両における動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。この前後輪駆動車両は、前輪系を第１原動機を備えた第１駆動装置すなわち主駆動装置１０にて駆動し、後輪系を第２原動機を備えた第２駆動装置すなわち副駆動装置１２にて駆動する形式の車両である。
【００１３】
上記主駆動装置１０は、空気および燃料の混合気が燃焼させられることにより作動させられる内燃機関であるエンジン１４と、電気モータおよび発電機として選択的に機能する第１モータジェネレータ（以下、ＭＧという）１６と、ダブルピニオン型の遊星歯車装置１８と、変速比が連続的に変化させられる無段変速機２０とを同心に備えている。上記エンジン１４は第１原動機すなわち主原動機として機能している。上記エンジン１４は、その吸気配管の吸入空気量を制御するスロットル弁の開度θＴＨを変化させるためにそのスロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータ２１を備えている。
【００１４】
上記遊星歯車装置１８は、機械的に力を合成し或いは分配する合成分配機構であって、共通の軸心まわりに独立して回転可能に設けられた３つの回転要素、すなわち上記エンジン１４にダンパ装置２２を介して連結され、第１回転要素として機能しているサンギヤ２４と、第１クラッチＣ１を介して無段変速機２０の入力軸２６に連結され且つ上記ＭＧ１６の出力軸が連結され、第２回転要素として機能しているキャリヤ２８と、第２クラッチＣ２を介して無段変速機２０の入力軸２６に連結され且つブレーキＢ１を介して非回転部材たとえばハウジング３０に連結され、第３回転要素として機能しているリングギヤ３２とを備えている。上記キャリヤ２８は、サンギヤ２４およびリングギヤ３２とかみ合い且つ相互にかみ合う１対のピニオン（遊星歯車）３４および３６を、それらの自転可能に支持している。上記第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、ブレーキＢ１は、いずれも互いに重ねられた複数枚の摩擦板が油圧アクチュエータによって押圧されることにより係合させられたり、その押圧解除により解放されたりする油圧式摩擦係合装置である。
【００１５】
上記遊星歯車装置１８とそのキャリヤ２８に連結されたＭＧ１６は、エンジン１４の作動状態すなわちサンギヤ２４の回転状態においてＭＧ１６の発電量を逐次増加させることすなわちＭＧ１６の回転駆動トルクである反力が逐次大きくなるようにキャリヤ２８に発生させられることにより、リングギヤ３２の回転速度を滑らかに増加させて車両の滑らかな発進加速を可能とする電気トルコン（ＥＴＣ）装置を構成している。このとき、遊星歯車装置１８のギヤ比ρ（サンギヤ２４の歯数／リングギヤ３２の歯数）がたとえば一般的な値である０．５とすると、リングギヤ３２のトルク：キャリヤ２８のトルク：サンギヤ２４のトルク＝１／ρ：（１−ρ）／ρ：１の関係から、エンジン１４のトルクが１／ρ倍たとえば２倍に増幅されて無段変速機２０へ伝達されるので、トルク増幅モードと称される。
【００１６】
また、上記無段変速機２０は、入力軸２６および出力軸３８にそれぞれ設けられた有効径が可変の１対の可変プーリ４０および４２と、それら１対の可変プーリ４０および４２に巻き掛けられた無端環状の伝動ベルト４４とを備えている。それら１対の可変プーリ４０および４２は、入力軸２６および出力軸３８にそれぞれ固定された固定回転体４６および４８と、その固定回転体４６および４８との間にＶ溝を形成するように入力軸２６および出力軸３８に対して軸心方向に移動可能且つ軸心まわりに相対回転不能に取付られた可動回転体５０および５２と、それら可動回転体５０および５２に推力を付与して可変プーリ４０および４２の掛かり径すなわち有効径を変化させることにより変速比γ（＝入力軸回転速度／出力軸回転速度）を変更する１対の油圧シリンダ５４および５６とを備えている。
【００１７】
上記無段変速機２０の出力軸３８から出力されたトルクは、減速装置５８、差動歯車装置６０、および１対の車軸６２、６４を介して１対の前輪６６、６８へ伝達されるようになっている。なお、本実施例では、前輪６６、６８の舵角を変更する操舵装置が省略されている。
【００１８】
前記副駆動装置１２は、第２原動機すなわち副原動機として機能するリヤモータ−ェネレータ（以下、ＲＭＧという）７０を備え、そのＲＭＧ７０から出力されたトルクは、減速装置７２、差動歯車装置７４、および１対の車軸７６、７８を介して１対の後輪８０、８２へ伝達されるようになっている。上記ＲＭＧ７０は、回転速度および回転方向を検出するレゾルバとしての機能を備え、作動的に連結されている後輪８０、８２の回転によりそのＲＭＧ７０が回転させられる被駆動時には、後輪８０、８２の回転速度および回転方向を表す信号を出力する。従って、本実施例ではＲＭＧ７０が第２モータジェネレータとして機能している。
【００１９】
図２は、前記主駆動装置１０の遊星歯車装置１８を種々の作動モードに切り換えるための油圧制御回路の構成を簡単に示す図である。運転者によりＰ、Ｒ、Ｎ、Ｄ、Ｂの各レンジ位置へ操作されるシフトレバー９０に機械的に連結されたマニアル弁９２は、シャトル弁９３を利用しつつ、シフトレバー９０の操作に応答して、Ｄレンジ、Ｂレンジ、Ｒレンジにおいて第１クラッチＣ１の係合圧を調圧する第１調圧弁９４へ図示しないオイルポンプから出力された元圧を供給し、Ｄレンジ、ＢレンジにおいてクラッチＣ２の係合圧を調圧する第２調圧弁９５へ元圧を供給し、Ｎレンジ、Ｐレンジ、ＲレンジにおいてブレーキＢ１の係合圧を調圧する第３調圧弁９６へ元圧を供給する。上記第２調圧弁９５、第３調圧弁９６は、ハイブリッド制御装置１０４によって駆動されるリニヤソレイド弁９７からの出力信号に従って第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１の係合圧を制御し、第１調圧弁９４は、ハイブリッド制御装置１０４によってデューティー駆動される三方弁である電磁開閉弁９８からの出力信号に従って第１クラッチＣ１の係合圧を制御する。
【００２０】
図３は、本実施例の前後輪駆動車両に設けられた制御装置の構成を説明する図である。エンジン制御装置１００、変速制御装置１０２、ハイブリッド制御装置１０４、蓄電制御装置１０６、ブレーキ制御装置１０８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースを備えた所謂マイクロコンピュータであって、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って入力信号を処理し、種々の制御を実行する。また、上記の制御装置は、相互に通信可能に接続されており、所定の制御装置から必要な信号が要求されると、他の制御装置からその所定の制御装置へ適宜送信されるようになっている。
【００２１】
エンジン制御装置１００は、エンジン１４のエンジン制御を実行する。例えば、燃料噴射量制御のために図示しない燃料噴射弁を制御し、点火時期制御のために図示しないイグナイタを制御し、トラクション制御ではスリップ中の前輪６６、６８が路面をグリップするようにエンジン１４の出力を一時的に低下させるためにスロットルアクチュエータ２１を制御する。
【００２２】
上記変速制御装置１０２は、たとえば、無段変速機２０の伝動ベルト４４の張力が必要かつ十分な値となるように予め設定された関係から、実際の変速比γおよび伝達トルクすなわちエンジン１４およびＭＧ１６の出力トルクに基づいて、ベルト張力圧を調圧する調圧弁を制御し、伝動ベルト４４の張力を最適な値とするとともに、エンジン１４が最小燃費率曲線或いは最適曲線に沿って作動するように予め記憶された関係から、実際の車速Ｖおよびエンジン負荷たとえばスロットル弁開度θＴＨ或いはアクセルペダル操作量ＡＣＣに基づいて目標変速比γｍ を決定し、実際の変速比γがその目標変速比γｍ と一致するように無段変速機２０の変速比γを制御する。
【００２３】
また、上記エンジン制御装置１００および変速制御装置１０２は、たとえば図４に示す最良燃費運転線に沿ってエンジン１４の作動点すなわち運転点が移動するように、たとえば上記スロットルアクチュエータ２１や燃料噴射量を制御するとともに無段変速機２０の変速比γを変更する。また、ハイブリッド制御装置１０４からの指令に応じて、上記エンジン１４の出力トルクＴＥ または回転速度ＮＥ を変更するために上記スロットルアクチュエータ２１や変速比γを変更し、エンジン１４の運転点を移動させる。
【００２４】
上記ハイブリッド制御装置１０４は、電池などから成る蓄電装置１１２からＭＧ１６に供給される駆動電流或いはそのＭＧ１６から蓄電装置１１２へ出力される発電電流を制御するインバータ１１４を制御するための第１ＭＧ制御装置１１６と、蓄電装置１１２からＲＭＧ７０に供給される駆動電流或いはそのＲＭＧ７０から蓄電装置１１２へ出力される発電電流を制御するインバータ１１８を制御するための第２ＭＧ制御装置１２０とを含み、シフトレバー９０の操作位置ＰＳＨ、アクセルペダル１２２の操作量ＡＣＣ、車速Ｖ、蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣに基づいて、たとえば図５に示す複数の運転モードのうちからいずれか１つを選択を行うとともに、アクセルペダル１２２の操作量ＡＣＣ、ブレーキペダル１２４の操作量ＢＦ に基づいて、ＭＧ１６或いはＲＭＧ７０の発電に必要なトルクにより制動力を発生させるトルク回生制動モード、或いはエンジン１４の回転抵抗トルクにより制動力を発生させるエンジンブレーキモードを選択する。
【００２５】
シフトレバー９０がＢレンジ或いはＤレンジへ操作された場合、たとえば比較的低負荷の発進或いは定速走行ではモータ走行モードが選択され、第１クラッチＣ１が係合させられ且つ第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１が共に解放されることにより、専らＭＧ１６により車両が駆動される。なお、このモータ走行モードにおいて、蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが予め設定された下限値を下回った不足状態となった場合や、駆動力をさらに必要とするためにエンジン１４を始動させる場合には、後述のＥＴＣモード或いは直結モードへ切り換えられて、それまでの走行を維持しながらＭＧ１６或いはＲＭＧ７０が駆動され、そのＭＧ１６或いはＲＭＧ７０により蓄電装置１１２が充電される。
【００２６】
また、比較的中負荷走行または高負荷走行では直結モードが選択され、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が共に係合させられ且つブレーキＢ１が解放されることにより遊星歯車装置１８が一体的に回転させられ、専らエンジン１４によりまたはそのエンジン１４およびＭＧ１６により車両が駆動されたり、或いは専らエンジン１４により車両が駆動されると同時にＭＧ１６により蓄電装置１１２の充電が行われる。この直結モードでは、サンギヤ２４の回転速度即ちエンジン回転速度ＮＥ （ｒｐｍ ）とキャリヤ部材２８の回転速度すなわちＭＧ１６の回転速度ＮＭＧ（ｒｐｍ ）とリングギヤ３２の回転速度即ち無段変速機２０の入力軸２６の回転速度ＮＩＮ（ｒｐｍ ）とは同じ値であるから、二次元平面内において３本の回転速度軸（縦軸）すなわちサンギヤ回転速度軸Ｓ、リングギヤ回転速度Ｒ、およびキャリヤ回転速度軸Ｃと変速比軸（横軸）とから描かれる図６の共線図では、たとえば１点鎖線に示されるものとなる。なお、図６において、上記サンギヤ回転速度軸Ｓとキャリヤ回転速度軸Ｃとの間隔は１に対応し、リングギヤ回転速度Ｒとキャリヤ回転速度軸Ｃとの間隔はダブルピニオン型遊星歯車装置１８のギヤ比ρに対応している。
【００２７】
また、たとえば発進加速走行では、ＥＴＣモードすなわちトルク増幅モードが選択され、第２クラッチＣ２が係合させられ且つ第１クラッチＣ１およびブレーキＢ１が共に解放された状態でＭＧ１６の発電量（回生量）すなわちそのＭＧ１６の反力（ＭＧ１６を回転させる駆動トルク）が徐々に増加させられることにより、エンジン１４が所定の回転速度に維持された状態で車両が滑らかに零発進させられる。このようにエンジン１４によって車両およびＭＧ１６が駆動される場合には、エンジン１４のトルクが１／ρ倍たとえばρ＝０．５とすると２倍に増幅されて無段変速機２０へ伝達される。すなわち、ＭＧ１６の回転速度ＮＭＧが図６のＡ点（負の回転速度すなわち発電状態）である場合には、無段変速機２０の入力軸回転速度ＮＩＮは零であるため車両は停止しているが、図６の破線に示すように、そのＭＧ１６の発電量が増加させられてその回転速度ＮＭＧがその正側のＢ点へ変化させられることにともなって無段変速機２０の入力軸回転速度ＮＩＮが増加させられて、車両が発進させられるのである。
【００２８】
シフトレバー９０がＮレンジ或いはＰレンジへ操作された場合、ニュートラルモードが選択される。このニュートラルモードには、非充電モードおよび充電・エンジン始動モードの２つのモードがあり、いずれのモードも第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２は解放されている。そして、非充電モードにおいては、ブレーキＢ１も解放されることにより、遊星歯車装置１８において動力伝達経路が解放され、充電・エンジン始動モードにおいては、ブレーキＢ１は係合させられる。通常は、非充電モードが選択されるが、蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが予め設定された下限値を下回った不足状態となった場合などにおいては、充電・エンジン始動モードとされ、ブレーキＢ１が係合させられた状態で、ＭＧ１６によりエンジン１４が始動させられる。
【００２９】
シフトレバー９０がＲレンジへ操作された場合、たとえば軽負荷後進走行ではモータ走行モードが選択され、第１クラッチＣ１が係合させられるとともに第２クラッチＣ２およびブレーキＢ１が共に解放されることにより、専らＭＧ１６により車両が後進走行させられる。しかし、たとえば中負荷或いは高負荷後進走行ではフリクション走行モードが選択され、第１クラッチＣ１が係合させられ且つ第２クラッチＣ２が解放されるとともに、ブレーキＢ１がスリップ係合させられる。これにより、車両を後進させる駆動力としてＭＧ１６の出力トルクにエンジン１４の出力トルクが加えられる。
【００３０】
また、前記ハイブリッド制御装置１０４は、前輪６６、６８の駆動力に従った車両の発進時或いは急加速時において、車両の駆動力を一時的に高めるために、所定の駆動力配分比に従ってＲＭＧ７０を作動させ、後輪８０、８２からも駆動力を発生させる高μ路アシスト制御や、凍結路、圧雪路のような低摩擦係数路（低μ路）における発進走行時において、車両の発進能力を高めるために、ＲＭＧ７０により後輪８０、８２を駆動させると同時に、たとえば無段変速機２０の変速比γを低くさせて前輪６６、６８の駆動力を低下させる低μ路アシスト制御を実行する。
【００３１】
蓄電制御装置１０６は、電池、コンデンサなどの蓄電装置１１２の蓄電量ＳＯＣが予め設定された下限値ＳＯＣＤ を下回った場合には、ＭＧ１６或いはＲＭＧ７０により発電された電気エネルギで蓄電装置１１２を充電あるいは蓄電するが、蓄電量ＳＯＣが予め設定された上限値ＳＯＣＵ を上まわった場合には、そのＭＧ１６或いはＲＭＧ７０からの電気エネルギで充電することを禁止する。また、上記蓄電に際して、蓄電装置１１２の温度ＴＢ の関数である電力或いは電気エネルギの受入制限値ＷＩＮと持出制限値ＷＯＵＴ との間の範囲を、実際の電力見込み値Ｐｂ 〔＝発電電力ＰＭＧ＋消費電力ＰＲＭＧ （負）〕が越えた場合には、その受入れ或いは持ち出しを禁止する。
【００３２】
ブレーキ制御装置１０８は、たとえばＴＲＣ制御、ＡＢＳ制御、ＶＳＣ制御などを実行し、低μ路などにおける発進走行時、制動時、旋回時の車両の安定性を高めたり或いは牽引力を高めるために、油圧ブレーキ制御回路を介して各車輪６６、６８、８０、８２に設けられたホイールブレーキ６６ＷＢ、６８ＷＢ、８０ＷＢ、８２ＷＢを制御する。たとえば、ＴＲＣ制御では、各車輪に設けられた回転センサからの信号に基づいて、車輪車速（車輪回転速度に基づいて換算される車体速度）たとえば右前輪車輪車速ＶＦＲ、左前輪車輪車速ＶＦＬ、右後輪車輪車速ＶＲＲ、左後輪車輪車速ＶＲＬ、前輪車速〔＝（ＶＦＲ＋ＶＦＬ）／２〕、後輪車速〔＝（ＶＲＲ＋ＶＲＬ）／２〕、および車体車速（ＶＦＲ、ＶＦＬ、ＶＲＲ、ＶＲＬのうちの最も遅い速度）を算出する一方で、たとえば主駆動輪である前輪車速と非駆動輪である後輪車速との差であるスリップ速度ΔＶが予め設定された制御開始判断基準値ΔＶ１ を越えると、前輪にスリップ判定をし、且つスリップ率ＲＳ 〔＝（ΔＶ／ＶＦ ）×１００％〕が予め設定された目標スリップ率ＲＳ１内に入るようにスロットルアクチュエータ２１、ホイールブレーキ６６ＷＢ、６８ＷＢなどを用いて前輪６６、６８の駆動力を低下させる。また、ＡＢＳ制御では、制動操作時において、各車輪のスリップ率が所定の目標スリップ範囲内になるように、ホイールブレーキ６６ＷＢ、６８ＷＢ、８０ＷＢ、８２ＷＢを用いて前輪６６、６８後輪８０、８２の制動力を維持し、車両の方向安定性を高める。また、ＶＳＣ制御では、車両の旋回走行時において、図示しない舵角センサからの舵角、ヨーレートセンサからのヨーレート、２軸Ｇセンサからの前後左右加速度などに基づいて車両のオーバステア傾向或いはアンダーステア傾向を判定し、そのオーバステア或いはアンダーステアを制御するように、ホイールブレーキ６６ＷＢ、６８ＷＢ、８０ＷＢ、８２ＷＢのいずれか、およびスロットルアクチュエータ２１を制御する。
【００３３】
図７は、上記ハイブリッド制御装置１０４によるＭＧ１６の回転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において、ニュートラル状態判定手段１３０は、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が共に解放されたニュートラル状態であるか否かを、たとえば、シフトレバー９０の操作に基づいて判定する。すなわち、シフトレバー９０の操作位置ＰＳＨが非走行レンジ（ＮレンジまたはＰレンジ）である場合には、ニュートラル状態であると判定する。
【００３４】
ニュートラルモード判定手段１３２は、上記ニュートラル状態判定手段１３０で、ニュートラル状態であると判定された場合に、次の駆動モード成立時にクラッチＣ１またはクラッチＣ２のいずれが係合される状態にあるかをさらに判定するものであり、エンジン作動判定手段１３４、ニュートラルモード１判定手段１３６、およびニュートラルモード２判定手段１３８を含んでいる。そのエンジン作動判定手段１３４は、前記ニュートラル状態判定手段１３０により車両がニュートラル状態であると判定された場合に、エンジン１４が作動しているか否かを判断する。
【００３５】
上記ニュートラルモード１判定手段１３６は、上記エンジン作動判定手段１３４によりエンジン１４が停止していると判定された場合は、ニュートラルモード１すなわち第１ニュートラルモードであると判定する。このニュートラルモード１の状態とは、次に駆動モード（すなわち、ＥＴＣモード、直結モード、モータ走行モード、フリクション走行モードのいずれか）が成立させられる場合、クラッチＣ１が係合させられることにより駆動モードが成立させられる状態をいう。エンジン１４が停止している場合には、次の走行においてはＭＧ１６の駆動力により車両が駆動させられる。たとえば、モータ走行モード、またはフリクション走行モードが成立することから、次の駆動モードではクラッチＣ１が係合させられるのである。
【００３６】
また、上記ニュートラルモード２判定手段１３８は、上記エンジン作動判定手段１３４によりエンジン１４が作動していると判定された場合は、ニュートラルモード２すなわち第２ニュートラルモードであると判定する。このニュートラルモード２の状態とは、次に駆動モードが成立させられる場合、クラッチＣ２が係合させられることにより駆動モードが成立させられる状態をいう。エンジン１４が作動している場合には、次の走行においてはエンジン１４の駆動力により車両が駆動させられる。たとえば、ＥＴＣモードあるいは直結モードが成立することから、次の走行においてはクラッチＣ２が係合させられる状態にあるのである。
【００３７】
第１同期制御手段１４０は、上記ニュートラルモード１判定手段１３６により、ニュートラルモード１であると判定された場合に、ＲＭＧ７０から出力される後輪８０、８２の回転方向に基づいて、ＭＧ１６の回転速度ＮＭＧを制御することによって、第１クラッチＣ１を構成する複数の摩擦板の回転速度を同期させる。すなわち、一方においてキャリヤ２８を介して第１クラッチＣ１と連結するＭＧ１６の目標回転速度ＮＭＧＯ を他方において第１クラッチＣ１と連結する入力軸２６の回転速度ＮＩＮとし、実際のＭＧ１６の回転速度ＮＭＧを目標回転速度ＮＭＧＯ に一致させるように制御する。図８は、図６と同様の縦軸および横軸を有する共線図であって、ＲＭＧ７０から出力される後輪８０、８２の回転方向が前進方向である場合、すなわち入力軸回転速度ＮＩＮが正の回転速度である場合に、上記第１同期制御手段１４０によって入力軸回転速度ＮＩＮにＭＧ１６の回転速度ＮＭＧが同期させられた状態の共線図を示している。
【００３８】
第２同期制御手段１４２は、上記ニュートラルモード２判定手段１３８により、ニュートラルモード２であると判定された場合に、ＲＭＧ７０から出力される後輪８０、８２の回転方向に基づいて、ＭＧ１６の回転速度ＮＭＧを制御することによって、第２クラッチＣ２を構成する複数の摩擦板の回転速度を同期させる。すなわち、一方において第２クラッチＣ２と連結する入力軸２６の回転速度ＮＩＮと、他方において第２クラッチＣ２と連結するリングギヤ３２の回転速度ＮＲ とを一致させるように、ＭＧ１６の回転速度ＮＭＧを制御する。
【００３９】
図９乃至図１１は、図６または図８と同様の縦軸および横軸を有する共線図であって、図９はＲＭＧ７０から出力される後輪８０、８２の回転方向が前進方向である状態、図１０は車両が停止している状態、図１１はＲＭＧ７０から出力される後輪８０、８２の回転方向が後進方向である状態であり、それぞれ、エンジン１４が作動しているニュートラルモード２において、入力軸回転速度ＮＩＮにリングギヤ３２の回転速度ＮＲ が一致させられた状態の共線図である。図９乃至図１１より、第２同期制御手段１４２で、入力軸回転速度ＮＩＮにリングギヤ３２の回転速度ＮＲ を一致させるためには、数式１に基づいて決定される目標回転速度ＮＭＧＯ に、実際のＭＧ１６の回転速度ＮＭＧを一致させればよいことが分かる。なお、図１１の破線ＮＩＮ’は、回転方向に関係なく回転速度に対応した周期のパルス信号が出力される通常の回転センサのみを用いたため、実際には負の値である入力軸回転速度ＮＩＮを誤って正の値として検出した場合の破線であり、他方の破線は、その誤って検出した入力軸回転速度ＮＩＮ’に基づいて算出されたＭＧ１６の目標回転速度ＮＭＧＯ ’を示す破線である。このように、入力軸２６の回転方向が判断できないと、第２クラッチＣ２を構成する摩擦板の回転速度を同期させられない場合も生じ得るが、本実施例では、レゾルバとしての機能を有するＲＭＧ７０から、後輪８０、８２の回転方向を表す信号が出力される。そして、後輪８０、８２の回転方向と入力軸２６の回転方向は一対一に対応するので、本実施例では、ＭＧ１６の回転速度ＮＭＧが誤って制御されることはない。
【００４０】
（数式１） ＮＭＧＯ ＝（ＮＩＮ−ρＮＥ ）／（１−ρ）
【００４１】
図１２は、前記ハイブリッド制御装置１０４によるＭＧ１６の回転制御作動の要部を説明するフローチャートである。このフローチャートは、予め設定された比較的短い所定周期（たとえば数十ミリ秒）毎に実行される。
【００４２】
図１２において、ニュートラル状態判定手段１３０に対応するステップＳ１（以下、ステップを省略する。）では、シフトレバー９０の操作位置ＰＳＨが、非走行レンジすなわちＮレンジまたはＰレンジであるか否かが判断される。
【００４３】
上記Ｓ１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、肯定された場合には、続いて、ニュートラルモード判定手段１３２に対応するＳ２乃至Ｓ４が実行される。まず、エンジン作動判定手段１３４に対応するＳ２において、エンジン１４が作動しているか否かが判断される。このＳ２の判断が否定された場合には、エンジン１４は停止しているので、続くニュートラルモード１判定手段１３６に対応するＳ３において、ニュートラルモード１の状態であると判定される。一方、上記Ｓ２の判断が肯定された場合には、エンジン１４は作動しているので、続くニュートラルモード２判定手段１３８に対応するＳ５において、ニュートラルモード２の状態であると判定される。
【００４４】
ニュートラルモード１の状態では、次に成立させられる駆動モードは、第１クラッチＣ１の係合に基づいて達成される。従って、前記Ｓ３においてニュートラルモード１の状態であると判定された場合には、続いて、第１同期制御手段１４０に対応するＳ５が実行されて、図示しない入力軸回転速度センサからの出力および前記ＲＭＧ７０から出力された後輪８０、８２の回転方向により決定された入力軸回転速度ＮＩＮと、図示しないＭＧ回転速度センサにより検出されるＭＧ１６の回転速度ＮＭＧとが一致するように、そのＭＧ１６の回転速度ＮＭＧがフィードバック制御される。
【００４５】
また、ニュートラルモード２の状態では、次に成立させられる駆動モードは、第２クラッチＣ２の係合に基づいて達成される。従って、前記Ｓ４においてニュートラルモード２の状態であると判定された場合には、続いて、第２同期制御手段１４２に対応するＳ６が実行されて、入力軸回転速度ＮＩＮとリングギヤ３２の回転速度ＮＲ とを一致させるためのＭＧ１６の目標回転速度ＮＭＧＯ が、図示しないエンジン回転速度センサにより検出されたエンジン回転速度ＮＥ と、図示しない入力軸回転速度センサの出力および前記ＲＭＧ７０から出力された後輪８０、８２の回転方向により決定された入力軸回転速度ＮＩＮとに基づいて、前記数式１から算出され、その算出された目標回転速度ＮＭＧＯ と、図示しないＭＧ回転速度センサにより検出される実際のＭＧ１６の回転速度ＮＭＧとが一致するようにＭＧ１６の回転がフィードバック制御される。
【００４６】
上述のように、本実施例によれば、ニュートラルモード判定手段１３２（Ｓ２乃至Ｓ４）によりニュートラルモード１であると判定された場合には、次に係合させられる第１クラッチＣ１を構成する１対の摩擦部材の回転が第１同期制御手段１４０（Ｓ５）により相互に同期させられる。また、ニュートラルモード判定手段１３２（Ｓ２乃至Ｓ４）によりニュートラルモード２であると判定された場合には、次に係合させられる第２クラッチＣ２を構成する１対の摩擦部材の回転が第２同期制御手段１４２（Ｓ６）により相互に同期させられる。このため、ニュートラル状態に続く駆動モードで係合させられるクラッチＣ１またはＣ２が予め同期させられるので、そのクラッチＣ１またはＣ２の係合によるショックが軽減され、且つ、迅速なシフト応答性が得られる。
【００４７】
また、本実施例によれば、エンジン１４の回転ではなく、ＭＧ１６の回転を用いてクラッチＣ１またはＣ２が同期制御されるので、変速機２０の入力軸回転速度ＮＩＮに関して広い範囲で対応できる利点がある。
【００４８】
また、本実施例によれば、第１同期制御手段１４０（Ｓ５）および第２同期制御手段１４２（Ｓ６）において、後輪８０、８２の回転方向に基づいてクラッチＣ１またはＣ２の摩擦部材の回転が相互に同期させられるので、車両が前進および後進のいずれであっても、確実に、ニュートラル状態に続く駆動モードで係合させられるクラッチＣ１またはＣ２を予め同期させることができる。
【００４９】
また、本実施例によれば、前記ニュートラルモード判定手段１３２（Ｓ２乃至Ｓ４）は、クラッチＣ１およびＣ２が共に開放されたニュートラル状態において、エンジン１４の作動状態に基づいてニュートラルモード１であるか或いはニュートラルモード２であるかを判定するものであるので、ニュートラルモード１およびニュートラルモード２は、確実に選択される。
【００５０】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は他の態様においても適用される。
【００５１】
たとえば、前述の実施例において、図１２のフローチャートのＳ１では、シフトレバー９０の操作位置ＰＳＨが非走行レンジであるか否かに基づいて、ニュートラル状態を判定していた。すなわち運転者による操作によりニュートラル状態とされる場合のみを判定していたが、運転者の操作によらず自動的にニュートラル状態とされた場合をも含めてニュートラル状態を判定するように構成されてもよい。たとえば、低μ路でＡＢＳが作動した場合、ＡＢＳ作動中のショックを軽減するために、タイヤスリップ時に自動的にニュートラル状態とすることがあるが、そのような場合にもニュートラル状態であると判定されて、図１２のＳ２以降が実行されてもよい。
【００５２】
また、前述の実施例の前後輪駆動車両は、前輪６６、６８をエンジン１４およびＭＧ１６を備えた主駆動装置１０が駆動し、後輪８０、８２をＲＭＧ７０を備えた副駆動装置１２が駆動する形式であったが、後輪８０、８２を主駆動装置１０が駆動し、前輪６６、６８を副駆動装置１２が駆動する形式であってもよいし、副駆動装置１２が設けられていない車両であってもよい。
【００５３】
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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された４輪駆動車両における動力伝達装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１の遊星歯車装置を制御する油圧制御回路の要部を説明する図である。
【図３】図１の４輪駆動車両に設けられた制御装置を説明する図である。
【図４】図３のエンジン制御装置により制御されるエンジンの運転点の目標である最良燃費率曲線を示す図である。
【図５】シフト操作により選択される複数の運転モードを示す図表である。
【図６】サンギヤ回転速度軸Ｓ、リングギヤ回転速度Ｒ、およびキャリヤ回転速度軸Ｃ（縦軸）と変速比軸（横軸）とから描かれる共線図であって、直結モードおよびＴＣモードにおける各回転速度を示す図である。
【図７】図３のハイブリッド制御装置によるＭＧ１６の回転制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。
【図８】図６と同様の縦軸および横軸を有する共線図であって、エンジンが停止している状態で、入力軸回転速度ＮＩＮにＭＧ１６の回転速度ＮＭＧが同期させられた状態の共線図を示している。
【図９】図６と同様の縦軸および横軸を有する共線図であって、エンジンが作動し且つ車両が前進している状態において、入力軸回転速度ＮＩＮにリングギヤの回転速度ＮＲ が一致させられた状態の共線図である。
【図１０】図６と同様の縦軸および横軸を有する共線図であって、エンジンが起動し且つ車両が停止している状態において、入力軸回転速度ＮＩＮにリングギヤの回転速度ＮＲ が一致させられた状態の共線図である。
【図１１】図６と同様の縦軸および横軸を有する共線図であって、エンジンが起動し且つ車両が後進している状態において、入力軸回転速度ＮＩＮにリングギヤの回転速度ＮＲ が一致させられた状態の共線図である。
【図１２】図３のハイブリッド制御装置によるＭＧ１６の回転制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１４：エンジン（内燃機関）
１６：モータジェネレータ（ＭＧ）
１８：遊星歯車装置
２０：無段変速機
２４：サンギヤ（第１回転要素）
２８：キャリヤ（第２回転要素）
３２：リングギヤ（第３回転要素）
１０４：ハイブリッド制御装置
１３２：ニュートラルモード判定手段
１４０：第１同期制御手段
１４２：第２同期制御手段
Ｃ１：第１クラッチ
Ｃ２：第２クラッチ

Claims (3)

  1. 遊星歯車装置の第１回転要素が内燃機関に連結され、該遊星歯車装置の第２回転要素が第１モータジェネレータに連結されるとともに第１クラッチを介して変速機に連結され、該遊星歯車装置の第３回転要素が第２クラッチを介して該変速機に連結される形式のハイブリッド車両の制御装置であって、
    前記第１クラッチおよび第２クラッチが共に開放されたニュートラル状態において、該第１クラッチおよび第２クラッチのいずれが次の走行に係合させられるかに基づいて第１ニュートラルモードであるか或いは第２ニュートラルモードであるかを判定するニュートラルモード判定手段と、
    該ニュートラルモード判定手段により第１ニュートラルモードであると判定された場合には、前記第１クラッチを構成する１対の摩擦部材の回転を相互に同期させる第１同期制御手段と、
    前記ニュートラルモード判定手段により第２ニュートラルモードであると判定された場合には、前記第２クラッチを構成する１対の摩擦部材の回転を相互に同期させる第２同期制御手段と
    を、含むことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
  2. 前記第１同期制御手段或いは第２同期制御手段は、前記第１モータジェネレータを用いて前記第１クラッチ或いは第２クラッチを構成する１対の摩擦部材の回転の同期制御を行うものである請求項１のハイブリッド車両の制御装置。
  3. 前記ハイブリッド車両の前輪および後輪のうちの一方は前記変速機を介して前記内燃機関および前記第１モータジェネレータに連結され、他方の車輪には、被駆動時において該他方の車輪の回転方向を表す信号を出力する第２モータジェネレータが連結され、前記第１同期制御手段は、該第２モータジェネレータから出力された信号が表す車輪の回転方向に基づいて、前記第１クラッチを構成する１対の摩擦部材の回転を相互に同期させ、前記第２同期制御手段は、該第２モータジェネレータから出力された信号が表す車輪の回転方向に基づいて、前記第２クラッチを構成する１対の摩擦部材の回転を相互に同期させるものである請求項１または２のハイブリッド車両の制御装置。
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