JP3675080B2

JP3675080B2 - クリープトルク制御装置

Info

Publication number: JP3675080B2
Application number: JP34684696A
Authority: JP
Inventors: 淳田端; 豊多賀; 隆次茨木; 祐志畑; 強三上
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2016-12-26
Also published as: JPH10184411A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のクリープトルクを制御するクリープトルク制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
変速比を変更可能な動力伝達装置を介して動力源の出力が駆動輪へ伝達される車両が広く知られている。特開平３−２７３９３３号公報に記載されている車両はその一例で、動力伝達装置として変速機を備えている。一方、動力源としてエンジンを備えている通常のガソリン車両、動力源として電動モータを備えている電気車両、或いは動力源としてエンジンおよび電動モータを備えているハイブリッド車両など種々の車両において、坂路発進を容易にするなどの目的で、車両停止時でアクセルペダルが踏まれていない状態（アクセルＯＦＦ状態）でも一定のクリープトルク（駆動輪トルク）を発生させることが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなクリープトルクは動力伝達装置の変速比に応じて変化するため、例えば動力伝達装置の変速比を制御しているソレノイドバルブ等の故障により、アクセルペダルが踏み込まれていない状態で、通常の変速比（１速）とは異なる変速比しか選択され得なくなると、その変速比に応じてクリープトルクが変化するため違和感が生じる可能性がある。また、変速段をマニュアル操作で切換え可能なスポーツＡＴなどでも、車両停止時の変速段が相違するとクリープトルクが変化し、違和感が生じる可能性がある。
【０００４】
本発明は以上のような事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、クリープトルクが動力伝達装置の変速比に応じて変化することにより違和感が生じることを防止することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、変速比を変更可能な動力伝達装置を介して動力源の出力が駆動輪へ伝達される車両において、車両停止時でアクセルＯＦＦ状態でも前記動力源を作動させて前記駆動輪に所定のクリープトルクを発生させるクリープトルク制御装置であって、(a) 前記動力源は電動モータを含んでおり、 (b) 前記動力伝達装置の変速比に応じて前記電動モータのトルクを変更する出力制御手段を有することを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、出力制御手段により、動力伝達装置の変速比に応じて電動モータのトルクが変更されるため、動力伝達装置の変速比の変化に拘らずクリープトルクを略一定に維持できるなどクリープトルクを所望の値に制御することが可能で、違和感が生じることを防止できる。特に、電動モータのトルクを変更してクリープトルクを制御するため、エンジンと比べて制御が容易であり、動力伝達装置の変速比に応じてクリープトルクを最適値に制御することが出来る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
ここで、前記動力伝達装置は、正逆回転を含めて変速比を変更できるものであれば良く、例えば変速比が異なる複数の変速段を有する有段の自動変速機や、変速比を連続的に変更できる無段変速機、或いは単に前進・後退を切り換えるだけの前後進切換機構などである。
【００１２】
本発明は、上記動力伝達装置を有する種々の車両に適用でき、電動モータを動力源とする電気自動車の場合は、そのモータトルクを制御すれば良い。
【００１３】
エンジンおよび電動モータの両方を車両走行時の動力源として備えており、運転状態に応じてそれら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では、エンジン駆動時と電動モータ駆動時とで略同じクリープトルクが発生させられるようにすることが望ましい。エンジンに連結される第１回転要素、電動モータに連結される第２回転要素、および出力部材に連結される第３回転要素を有して、それらの間で機械的に力を合成、分配する遊星歯車装置などの合成分配機構を備えた電気式トルコンの場合は、エンジンを所定出力で作動させながら電動モータの反力トルクを制御することによってクリープトルクを制御できる。この場合は、電気式トルコンを含んで動力源が構成され、電気式トルコンからの出力が動力源の出力に相当する。
【００１４】
出力制御手段は、例えば動力伝達装置の変速比の変化に拘らずクリープトルクが略一定となるように電動モータのトルクを制御するように構成されるが、シフトレバー等のシフト選択操作手段によってＤレンジ等の前進走行レンジが選択されている前進走行時と、Ｒレンジ等の後進走行レンジが選択されている後進走行時とで、積極的にクリープトルクの大きさを相違させるようにしても良いなど、その制御内容は適宜設定できる。
【００１５】
なお、スノーモードなど運転者が意識的にクリープトルクを小さくしたり大きくしたりすることを望んでいる場合は、そちらを優先し、本発明による動力源の出力制御を禁止することが望ましい。
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例であるクリープトルク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。
【００１７】
図１において、このハイブリッド駆動装置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、電動モータおよび発電機としての機能を有する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。尚、自動変速機１８は変速比を変更可能な動力伝達装置に相当する。
【００１８】
遊星歯車装置１６は機械的に力を合成分配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、第１回転要素としてのリングギヤ１６ｒは第１クラッチＣＥ₁ を介してエンジン１２に連結され、第２回転要素としてのサンギヤ１６ｓはモータジェネレータ１４のロータ軸１４ｒに連結され、第３回転要素としてのキャリア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。本実施例では、前記エンジン１２、モータジェネレータ１４、および遊星歯車装置１６を含んで動力源が構成されている。
【００１９】
なお、エンジン１２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。
【００２０】
自動変速機１８は、前置式オーバードライ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。
【００２１】
具体的には、副変速機２０はシングルピニ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Ｂ₀ と、一方向クラッチＦ₀ とを備えて構成されている。また、主変速機２２は、３組のシングルピ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Ｃ₁ , 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。
【００２２】
そして、図２に示されているソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４の励磁、非励磁により油圧回路４０が切り換えられたり、シフト選択操作手段としてのシフトレバー４２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４０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。シフトレバー４２は、少なくとも前進走行レンジとしてのＤレンジ、後進走行レンジとしてのＲレンジ、および動力伝達しない中立レンジであるＮレンジを選択できるようになっている。
【００２３】
なお、上記自動変速機１８や前記電気式トルコン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。
【００２４】
図３のクラッチ、ブレーキ、一方向クラッチの欄の「○」は係合、「●」はシフトレバー４２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。
【００２５】
その場合に、ニュートラルＮ、後進変速段Ｒｅｖ、及びエンジンブレーキレンジは、シフトレバー４２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４０が機械的に切り換えられることによって成立させられ、前進変速段の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。
【００２６】
また、前進変速段の変速比は１ｓｔから５ｔｈ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２０の遊星歯車装置３２のギヤ比をρ（＝サンギヤの歯数Ｚ_S／リングギヤの歯数Ｚ_R＜１）とすると１／（１＋ρ）となる。後進変速段Ｒｅｖの変速比ｉ_Rは、遊星歯車装置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。
【００２７】
図３の作動表に示されているように、第２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４０には図４に示す回路が組み込まれている。
【００２８】
図４において符号７０は１−２シフトバルブを示し、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、７１、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。
【００２９】
その２−３シフトバルブ７１のポートのうち第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７５を介して接続されている。この油路にはオリフィス７６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。
【００３０】
また符号７８はＢ−３コントロールバルブであって、第３ブレーキＢ₃の係合圧Ｐ_B3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。
【００３１】
一方、前記スプリング８１を配置した箇所に開口するポート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。
【００３２】
したがって、Ｂ−３コントロールバルブ７８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Ｐ_SLU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。
【００３３】
さらに、図４における符号８９は、２−３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。
【００３４】
この２−３タイミングバルブ８９の中間部のポート９４に油路９５が接続され、また、この油路９５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。
【００３５】
さらに、この油路９５は途中で分岐して、前記小径ランドと大径ランドとの間に開口するポート９７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。
【００３６】
そして、第１のプランジャ９１の端部に開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。
【００３７】
前記油路８７は第２ブレーキＢ₂に対して油圧を供給・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１０４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。
【００３８】
オリフィスコントロールバルブ１０５は第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。
【００３９】
第２ブレーキＢ₂を接続してあるポート１０７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。
【００４０】
オリフィスコントロールバルブ１０５のポ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。
【００４１】
さらに、このオリフィスコントロールバルブ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。
【００４２】
なお、前記２−３シフトバルブ７１において第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。
【００４３】
そして、図４において、符号１２１は第２ブレーキＢ₂用のアキュムレータを示し、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ムレータコントロール圧Ｐ_acが供給されている。このアキュムレータコントロール圧Ｐ_ac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Ｐ_B2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。変速用の他のクラッチＣ₁、Ｃ₂やブレーキＢ₀などにもアキュムレータが設けられ、上記アキュムレータコントロール圧Ｐ_acが作用させられることにより、変速時の過渡油圧が入力軸２６のトルクなどに応じて制御されるようになっている。
【００４４】
また、符号１２２はＣ−０エキゾーストバルブを示し、さらに符号１２３はクラッチＣ₀用のアキュ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。
【００４５】
したがって、上述した油圧回路４０によれば、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Ｐ_B3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。また、オリフィスコントロールバルブ１０５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。さらに、第２変速段から第３変速段への変速は、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、入力軸２６への入力軸トルク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Ｐ_B3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。入力軸トルクに基づく油圧Ｐ_B3の制御は、フィードバック制御などでリアルタイムに行うこともできるが、変速開始時の入力軸トルクのみを基準にして行うものであっても良い。
【００４６】
ハイブリッド駆動装置１０は、図２に示さ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、車速センサ６２、シフトポジションセンサ６４、アクセル操作量センサ６６からそれぞれ車速Ｖ（自動変速機１８の出力軸回転数Ｎ_Oに対応）、シフトレバー４２の操作レンジ、アクセル操作量θ_ACを表す信号が供給される他、入力軸回転数Ｎ_I、エンジントルクＴ_E、モータトルクＴ_M、エンジン回転数Ｎ_E、モータ回転数Ｎ_M、蓄電装置５８（図５参照）の蓄電量ＳＯＣ、ブレーキのＯＮ、ＯＦＦ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。なお、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。
【００４７】
前記エンジン１２は、ハイブリッド制御用コントローラ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。前記モータジェネレータ１４は、図５に示すように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。また、前記第１クラッチＣＥ₁ 及び第２クラッチ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４０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。
【００４８】
前記自動変速機１８は、自動変速制御用コントローラ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、ＳＬＮの励磁状態が制御され、油圧回路４０が切り換えられたり油圧制御が行われることにより、予め定められた変速条件に従って変速段が切り換えられる。変速条件は、例えばアクセル操作量θ_ACおよび車速Ｖなどの走行状態をパラメータとする変速マップ等により設定される。
【００４９】
上記ハイブリッド制御用コントローラ５０は、例えば本願出願人が先に出願した特願平７−２９４１４８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。
【００５０】
図６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。
【００５１】
ここで、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、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。
【００５２】
このモード９は、車両停止時には前記自動変速機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ＣＥ₁ 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。また、車両走行時であっても、一時的に自動変速機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。
【００５３】
一方、ステップＳ１の判断が否定された場合、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４２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θ_ACが０か否か、等によって判断する。
【００５４】
この判断が肯定された場合にはステップＳ４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。
【００５５】
上記ステップＳ５で選択されるモード８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。
【００５６】
ステップＳ６で選択されるモード６は、図７から明らかなように第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。
【００５７】
また、第１クラッチＣＥ₁ が解放されてエンジン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。
【００５８】
一方、ステップＳ３の判断が否定された場合、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２やモード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≒０か否か等によって判断する。
【００５９】
この判断が肯定された場合には、ステップＳ８においてシフトレバー４２により非駆動レンジである「Ｐ」レンジまたは「Ｎ」レンジが選択されているか否かを判断し、「Ｐ」レンジまたは「Ｎ」レンジが選択されていない場合、すなわち「Ｄ」レンジや「Ｒ」レンジ等の駆動レンジが選択されている場合はステップＳ９でモード５を選択し、「Ｐ」レンジまたは「Ｎ」レンジが選択されている場合はステップＳ１０でモード７を選択する。
【００６０】
上記ステップＳ９で選択されるモード５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（反力トルク）を制御することにより車両を発進させるもので、アクセルＯＦＦすなわちアクセル操作量θ_ACが略零の場合でも所定のクリープトルクが得られるように所定の回生制動トルクが発生させられる。
【００６１】
具体的に説明すると、遊星歯車装置１６のギヤ比をρ_Eとすると、エンジントルクＴ_E：遊星歯車装置１６の出力トルク：モータトルクＴ_M＝１：（１＋ρ_E）：ρ_Eとなるため、例えばギヤ比ρ_E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１４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１６ｃから出力される。
【００６２】
すなわち、モータジェネレータ１４のトルクの（１＋ρ_E）／ρ_E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１４ｒが逆回転させられるだけでキャリア１６ｃからの出力は０となり、車両停止状態（クリープトルク＝０）となる。
【００６３】
すなわち、この場合の遊星歯車装置１６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_E）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。
【００６４】
ここで、本実施例では、エンジン１２の最大トルクの略ρ_E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。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。
【００６５】
ステップＳ１０で選択されるモード７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２６に対する出力が零となる。これにより、モード２やモード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。
【００６６】
一方、ステップＳ７の判断が否定された場合、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Ｖ、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。
【００６７】
また、第１判定値Ｐ１はエンジン１２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。
【００６８】
ステップＳ１１の判断が肯定された場合、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。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。
【００６９】
上記モード１は、前記図７から明らかなように第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発進させたり走行させる。アクセルＯＦＦすなわちアクセル操作量θ_ACが略零の場合でも所定のクリープトルクが得られるように、モータジェネレータ１４は所定の出力で作動（トルク発生）させられる。モード１が選択された場合も、第１クラッチＣＥ₁ が解放されてエンジン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。
【００７０】
また、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。
【００７１】
ステップＳ１４で選択されるモード３は、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。
【００７２】
一方、前記ステップＳ１１の判断が否定された場合、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Ｐｄ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。
【００７３】
第２判定値Ｐ２は、エンジン１２のみを動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。
【００７４】
そして、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２であればステップ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。
【００７５】
また、Ｐｄ≧Ｐ２であればステップＳ１８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。
【００７６】
上記モード２は、前記図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。
【００７７】
また、モード４は、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。
【００７８】
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。
【００７９】
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≧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＜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。
【００８０】
また、ＳＯＣ＜Ａ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。
【００８１】
ステップＳ１７のモード２は、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２の中負荷領域で且つＳＯＣ≧Ａの場合、或いはＰｄ≧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。
【００８２】
また、高負荷領域では、モータジェネレータ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。
【００８３】
次に、本発明が適用された場合の特徴部分、すなわちモード１が選択されてクリープ制御が行われている場合に、クリープトルクが自動変速機１８の変速段に応じて変化することにより違和感が生じることを防止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、ステップＳＡ５、ＳＡ７、ＳＡ９、ＳＡ１０、ＳＡ１５はそれぞれ前記出力制御手段に対応しており、ハイブリッド制御用コントローラ５０により実行される。
【００８４】
図８において、ステップＳＡ１では、シフトポジションセンサ６４から供給される信号に基づいて、シフトレバー４２が前進走行レンジ、すなわち「Ｄ」、「４」、「３」、「２」、「Ｌ」等に操作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は、ステップＳＡ２において、車速センサ６２から供給される信号に基づいて車速Ｖ≒０、すなわち車両が略停止状態にあるか否かが判断される。
【００８５】
この判断が肯定された場合は、ステップＳＡ３においてアクセル操作量センサ６６から供給される信号に基づいてアクセル操作量θ_AC≒０、すなわちアクセルペダルが略全閉に近い状態にあるか否かが判断される。この判断が肯定された場合は、ステップＳＡ４においてシフトレバー４２の操作レンジや自動変速機１８のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態（ソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４の励磁状態）などに基づいて現在の変速段が１ｓｔであるか否かが判断される。
【００８６】
この判断が肯定された場合は、ステップＳＡ５において自動変速機１８の変速段が１ｓｔである場合に、クリープトルクを予め実験的に求められた所定の最適値Ｔ_CbとするようなモータトルクＴ_Mを発生するように、１ｓｔ変速段の変速比に応じてモータジェネレータ１４へ供給される電流量が制御される。
【００８７】
一方、ステップＳＡ４の判断が否定された場合は、ステップＳＡ６においてシフトレバー４２の操作レンジや自動変速機１８のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態などに基づいて現在の変速段が２ｎｄであるか否かが判断される。この判断が肯定された場合は、ステップＳＡ７において自動変速機１８の変速段が２ｎｄである場合に、クリープトルクを前記最適値Ｔ_CbとするようなモータトルクＴ_Mを発生するように、２ｎｄ変速段の変速比に応じてモータジェネレータ１４へ供給される電流量が制御される。
【００８８】
一方、ステップＳＡ６の判断が否定された場合は、ステップＳＡ８においてシフトレバー４２の操作レンジや自動変速機１８のクラッチおよびブレーキの係合、解放状態などに基づいて現在の変速段が３ｒｄであるか否かが判断される。この判断が肯定された場合は、ステップＳＡ９において自動変速機１８の変速段が３ｒｄである場合に、クリープトルクを前記最適値Ｔ_CbとするようなモータトルクＴ_Mを発生するように、３ｒｄ変速段の変速比に応じてモータジェネレータ１４へ供給される電流量が制御される。
【００８９】
一方、ステップＳＡ８の判断が否定された場合は、ステップＳＡ１０において自動変速機１８の変速段が４ｔｈである場合に、クリープトルクを前記最適値Ｔ_CbとするようなモータトルクＴ_Mを発生するように、４ｔｈ変速段の変速比に応じてモータジェネレータ１４へ供給される電流量が制御される。なお、５ｔｈ変速段の場合も４ｔｈ変速段の場合と同じトルク制御が行われる。
【００９０】
一方、ステップＳＡ２、ＳＡ３の判断が否定された場合は、クリープ制御は行われていないため、ステップＳＡ１１においてアクセル操作量θ_ACなどに基づいてモータジェネレータ１４へ供給する電流量が通常通りに制御される。
【００９１】
一方、ステップＳＡ１の判断が否定された場合は、ステップＳＡ１２においてシフトポジションセンサ６４から供給される信号に基づいて、シフトレバー４２が後進走行レンジである「Ｒ」レンジに操作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は、ステップＳＡ１３において、車速センサ６２から供給される信号に基づいて車速Ｖ≒０、すなわち車両が略停止状態にあるか否かが判断される。
【００９２】
この判断が肯定された場合は、ステップＳＡ１４においてアクセル操作量センサ６６から供給される信号に基づいてアクセル操作量θ_AC≒０、すなわちアクセルペダルが略全閉に近い状態にあるか否かが判断される。
【００９３】
この判断が肯定された場合は、ステップＳＡ１５において自動変速機１８の変速段がＲｅｖである場合に、クリープトルクを前記最適値Ｔ_CbとするようなモータトルクＴ_Mを発生するように、Ｒｅｖ変速段の変速比に応じてモータジェネレータ１４へ供給される電流量が制御される。尚、この場合はクリープトルクを、前進時用の最適値Ｔ_Cbとは別に後進時用の予め実験的に求められた所定の最適値Ｔ_Cb’とするモータトルクＴ_Mを発生するように、モータジェネレータ１４へ供給される電流量が制御されても良い。
【００９４】
一方、ステップＳＡ１２〜ＳＡ１４の何れかの判断が否定された場合は、クリープ制御は行われていないため、ステップＳＡ１６においてアクセル操作量θ_ACなどに基づいてモータジェネレータ１４へ供給する電流量が通常通りに制御される。
【００９５】
上述のように本実施例によれば、出力制御手段（ステップＳＡ５、ＳＡ７、ＳＡ９、ＳＡ１０、ＳＡ１５）により、自動変速機１８の変速段に応じてクリープトルクを予め実験的に求められた前進時用の所定の最適値Ｔ_Cb、または後進時用の所定の最適値Ｔ_Cb’とするモータトルクＴ_Mを発生するように、各変速段の変速比に応じてモータジェネレータ１４へ供給される電流量が制御されるため、自動変速機１８の変速段の変化に拘らず前進時（５ｔｈを除く）と後進時とでそれぞれクリープトルクが略一定に維持され、違和感が生じることが無くなる。
【００９６】
また、本実施例によれば、モータジェネレータ１４を動力源として車両を発進させるモード１選択時のクリープ制御であるため、エンジン１２を動力源として車両を発進させるモード５選択時のクリープ制御と比べてトルク制御が容易であり、自動変速機１８の変速段に応じてクリープトルクを最適値に制御することが出来る。
【００９７】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００９８】
例えば、前述の実施例においては、後進１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９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１０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。
【００９９】
また、前述の実施例では、モータジェネレータ１４を動力源とするモード１の場合のクリープ制御について説明したが、エンジン１２を作動させるとともにモータジェネレータ１４の反力トルクで発進するモード５の場合のクリープ制御、すなわちモータジェネレータ１４の反力トルク制御にも本発明は同様に適用され得る。
【０１００】
本発明は、その主旨を逸脱しない範囲において、その他種々の態様で適用され得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるクリープトルク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の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１のハイブリッド駆動装置に備えられている制御系統を説明する図である。
【図３】図１の自動変速機の各変速段を成立させる係合要素の作動を説明する図である。
【図４】図１の自動変速機の油圧回路の一部を示す図である。
【図５】図２のハイブリッド制御用コントローラと電気式トルコンとの接続関係を説明する図である。
【図６】図１のハイブリッド駆動装置の基本的な作動を説明するフローチャートである。
【図７】図６のフローチャートにおける各モード１〜９の作動状態を説明する図である。
【図８】図１の実施例に本発明が適用された場合の制御作動を説明するフローチャートである。
【図９】図１の自動変速機とは異なる構成を有する自動変速機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の構成を説明する骨子図である。
【図１０】図９の自動変速機の各変速段を成立させる係合要素の作動を説明する図である。
【符号の説明】
１２：エンジン
１４：モータジェネレータ（電動モータ）
１６：遊星歯車装置
１８、６０：自動変速機（動力伝達装置）
５０：ハイブリッド制御用コントローラ（クリープトルク制御装置）
ステップＳＡ５、ＳＡ７、ＳＡ９、ＳＡ１０、ＳＡ１５：出力制御手段

Claims

変速比を変更可能な動力伝達装置を介して動力源の出力が駆動輪へ伝達される車両において、車両停止時でアクセルＯＦＦ状態でも前記動力源を作動させて前記駆動輪に所定のクリープトルクを発生させるクリープトルク制御装置であって、
前記動力源は電動モータを含んでおり、
前記動力伝達装置の変速比に応じて前記電動モータのトルクを変更する出力制御手段を有する
ことを特徴とするクリープトルク制御装置。