JP3745697B2

JP3745697B2 - 車両のハイブリッドシステム

Info

Publication number: JP3745697B2
Application number: JP2002072161A
Authority: JP
Inventors: 充広仁科; 祐次鈴木; 達司宮田
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2022-03-15
Also published as: JP2003269207A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の動力源にエンジンと回転電機（モータジェネレータ）を備える車両のハイブリッドシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のハイブリッドシステムとして、エンジンの出力軸と変速機の入力軸を断続するクラッチと、電動機と発電機を兼ねる回転電機と、回転電機の入出力軸と変速機の入力軸を連結する歯車伝達機構と、回転電機から供給される電力を蓄える蓄電要素と、を備えたものがある（特願2000-315757号、参照）。
【０００３】
この先願例においては、蓄電要素のSOC（State Of Chage）をパラメータに回転電機の出力とエンジンの出力との分担比を設定する制御マップがハイブリッドシステムを司る制御装置（ハイブリッドECU）に備えられる。
【０００４】
制御装置は、制御マップから蓄電要素のSOCに応じた出力分担比を求め、この分担比とアクセル操作量（車両駆動力の要求量）に基づいて、回転電機の出力およびエンジンの出力を制御するのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
回転電機の最高出力は低回転時に大きく、回転が上がるに連れて低下する特性のため、車両の発進は回転電機の出力のみで行われることが望ましい。
【０００６】
この発明は、このような要望に応える、車両の発進に係る適正な制御の実現を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、エンジンの出力軸と変速機の入力軸を断続するクラッチと、電動機と発電機を兼ねる回転電機と、回転電機の入出力軸と変速機の入力軸を連結する歯車伝達機構と、回転電機からの電力を蓄える蓄電要素と、を備える車両のハイブリッドシステムにおいて、クラッチが切断かつエンジンはアイドル制御かつ変速機が発進段セットの発進待機状態に制御する手段、発進待機状態への制御時に運転者の発進操作がクラッチペダルの踏込みを含むときは、マニュアル発進モードとして運転者のマニュアル操作に基づいて車両の発進および走行を制御する手段、発進待機状態への制御時に運転者の発進操作がクラッチペダルの踏込みを含まないときは、蓄電要素の SOC が所定レベル以上であれば、モータ単独発進モードとしてクラッチを切断状態かつエンジンのアイドル制御を維持しつつ、アクセル操作量に相当する車両の駆動トルクを確保するべく回転電機の出力を制御する一方、蓄電要素の SOC が所定レベル未満であれば、エンジン−モータ併用発進モードとしてアクセル操作量に相当する車両の駆動トルクを確保するべくクラッチを接続すると共に回転電機の出力トルクとエンジンの出力トルクをそれぞれ蓄電要素の SOC に応じた分担率に制御する手段、を備える。
【０００８】
第２の発明は、第１の発明に係る車両のハイブリッドシステムにおいて、モータ単独走行中に蓄電要素の SOC が所定レベル未満になると、エンジン回転を上昇させる制御により、エンジン回転＞変速機の入力回転になると、クラッチの接続を制御しつつ、回転電機の出力トルクとエンジンの出力トルクをそれぞれ蓄電要素の SOC に応じた分担率に調整する手段、を備える。
【００１２】
【発明の効果】
第１の発明においては、発進待機状態への制御時に運転者の発進操作がクラッチペダルの踏込みを含むときは、運転者のマニュアル操作に基づいて車両の発進および走行が制御される。つまり、発進に際して運転者がクラッチペダルを踏み込むと、運転者のマニュアル操作に基づく制御により、車両を発進および走行させることが可能となる。
発進待機状態への制御時に運転者の発進操作がクラッチペダルの踏込みを含まないときは、蓄電要素の SOC に応じてモータ単独発進モードまたはエンジン−モータ併用発進モードが選択的に制御されるのである。蓄電要素の SOC が所定レベル以上の場合、モータ単独発進モードとなり、クラッチの切断状態かつエンジンのアイドル制御が維持され、回転電機の出力トルク＝車両の駆動トルクに制御される。蓄電要素の SOC が所定レベル未満に低下する、エンジン−モータ併用走行となり、車両の駆動トルクを確保するべくクラッチが接続され、回転電機の出力トルクとエンジンの出力トルクがそれぞれ蓄電要素の SOC に応じた分担率に制御され、エンジンの出力トルク値＝車両の駆動トルク×エンジンのトルク分担率，回転電機の出力トルク＝車両の駆動トルク×回転電機のトルク分担率、となる。
【００１３】
第２の発明においては、モータ単独走行中に蓄電要素の SOC が所定レベル未満になると、エンジン−モータ併用走行へ移行することになる。その際、エンジン回転の上昇が制御され、エンジン回転＞変速機の入力回転に達すると、クラッチの接続が開始され、クラッチの接続動作中にエンジンの出力トルクおよび回転電機の出力トルクがそれぞれ SOC に応じた分担率に調整（増減）される。このため、クラッチの接続ショックが緩和され、モータ単独走行からエンジン−モータ併用走行への移行が円滑に図れるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１において、１はエンジン、２は歯車式の変速機であり、これらの間に摩擦クラッチ３ａが介装される。エンジン１は、ディーゼルエンジン（または高圧天然ガスを燃料とするCNGエンジン）が採用される。４は回転電機（モータジェネレータ）であり、その入出力軸は噛合クラッチ３ｂおよび動力伝達機構５（ギヤボックス）を介して変速機２の入力軸に連結される。
【００１８】
変速機２には、そのギヤシフトを制御するコントロールユニット６（FCT-ECU）が備えられる。コントロールユニット６は、ハイブリッド制御ユニット１０（ハイブリッドECU）に接続され、運転室のチェンジレバー装置７からの変速要求に基づくハイブリッドECU１０の命令に従ってギヤシフトを制御する。
【００１９】
摩擦クラッチ３ａ（エンジンクラッチ）には、これを断続するクラッチアクチュエータ８（クラッチブースタ）が備えられる。クラッチアクチュエータ８は、運転者のペダル操作またはハイブリッドECU１０の要求に応じてエンジン１から変速機２およびギヤボックス５への動力の伝達を断続する。
【００２０】
噛合クラッチ３ｂ（モータクラッチ）は、回転電機の運転停止時にその慣性質量を駆動系から分離するためのものであり、ハイブリッドECU１０の要求に応じて回転電機４からギヤボックス５またはその逆方向への動力の伝達を断続するクラッチアクチュエータ（図示せず）が備えられる。
【００２１】
回転電機４は、高効率および小形軽量化の面から、永久磁石型同期電動機（ＩＰＭ同期モータ）が使用され、図外の蓄電要素にインバータを介して接続される。蓄電要素には、ブレーキエネルギを短時間で無駄なく高効率に回生するため、車両の電池許容質量に対して必要な出力密度を確保しやすい、電気二重層キャパシタが使用される。
【００２２】
インバータは、ハイブリッドECU１０の要求に応じて回転電機４を電動モードまたは発電モードに制御する。電動モードにおいては、蓄電要素の充電電力（直流電力）を交流電力に変換して回転電機４を駆動する一方、発電モードにおいては、回転電機４の発電電力（交流電力）を直流電力に変換して蓄電要素を充電する。
【００２３】
ハイブリッドECU１０は、摩擦クラッチ３ａのストロークを検出するクラッチストロークセンサ１４、噛合クラッチ３ｂの断続を検出するポジションスイッチ（図示せず）、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転センサ１６、アクセルペダル１２の踏み量からアクセル開度（要求駆動力）を検出するアクセル開度センサ１３、クラッチペダル２３の開放（初期位置）および踏込み（作動位置）を検出するペダルスイッチ１４ａ，１４ｂ、変速機２の出力側の回転速度（プロペラシャフト回転速度）を検出するPS回転センサ１８（車速センサ）、変速機２の入力側の回転速度（カウンタシャフト回転速度）を検出するCP回転センサ１９、等に接続される。
【００２４】
これらの検出信号および蓄電要素のSOC（State Of Chage）を含む各種情報（回転電機４のインバータ，変速機２のコントロールユニット６、等から得られる）に基づいて、ハイブリッドECU１０は、摩擦クラッチ３ａのクラッチアクチュエータ８，噛合クラッチ３ｂのクラッチアクチュエータ，回転電機４のインバータ、を制御する一方、変速機２のコントロールユニット６への命令（目標ギヤ信号，ギヤ抜きのタイミング信号，ギヤ入れのタイミング信号、など）、図示省略のブレーキ制御ユニット（ブレーキECU）およびエンジン制御ユニット（エンジンECU）への要求、を送信する。
【００２５】
図２は、蓄電要素のSOCをパラメータに回転電機４の出力トルクとエンジン１の出力トルクとの分担率を設定する制御マップであり、ハイブリッドECU１０に格納される。ハイブリッドECU１０は、制御マップから蓄電要素のSOC情報に応じた出力トルク分担率を求め、この分担率と要求駆動トルク（アクセル操作量）に基づいて、エンジンECUとの協調制御により、回転電機４の出力およびエンジン１の出力を制御する。つまり、回転電機４が分担出力トルクを発生するようにインバータ１１を制御する一方、エンジンECUへの要求（エンジン１が分担出力トルクに応じた燃料供給量）を送信するのである。
【００２６】
回転電機４の出力トルク分担率＝１（エンジン１の出力トルク分担率＝０）の場合、摩擦クラッチ３ａが切断かつ噛合クラッチ３ｂが接続の状態において、アクセル操作量に相当する要求駆動トルクが回転電機４から得られるようにインバータ１１を制御する。回転電機４の出力トルク分担率＜１（エンジン１の出力トルク分担率＞０）の場合、摩擦クラッチ３が接続かつ噛合クラッチ３ｂが接続の状態において、蓄電要素のSOCの低下に連れて回転電機４の分担出力トルクが小さくなり、それに応じてエンジン１の分担出力トルクが大きくなるようにエンジンECUへの要求およびインバータ１１を制御する。エンジン１の出力トルク分担率が＝１（回転電機の出力トルク分担率＝０）の場合、摩擦クラッチ３ａが接続かつ噛合クラッチが切断の状態において、アクセル操作量に相当する要求駆動トルクがエンジン１から得られるようにエンジンECUへの要求を制御する。
【００２７】
ハイブリッドECU１０は、ブレーキECUとの協調制御により、ブレーキペダルの踏み量（要求制動力）に基づいて、蓄電要素への充電が可能な限り、摩擦クラッチ３ａが切断かつ噛合クラッチ３ｂが接続の状態において、後輪の配分制動力（要求制動力×制動力配分比）に相当する回生制動力が回転電機４から得られるようにインバータ１１を制御する一方、前輪の配分制動力を発生させるのに加え、後輪の配分制動力を回生制動力で賄い切れない場合、その不足分の制動力を後輪に発生させるようにブレーキECUへの要求を制御する。また、蓄電要素のSOC情報から、発電の必要を判定すると、摩擦クラッチ３ａが接続かつ噛合クラッチ３ｂが接続の状態において、エンジン１の出力に余裕がある場合、回転電機４の発電により、蓄電要素を充電するようにインバータを制御する。
【００２８】
図１において、２０は中継シリンダであり、その内部にその軸方向へ摺動可能な２つのピストン２０ａ，２０ｂが収装され、これらの互いに向き合う受圧面で仕切られる液圧室Ａと、ピストンの液圧室Ａと反対側の受圧面で仕切られる液圧室Ｂと、ピストンの液圧室Ａと反対側の受圧面に仕切られる液圧室Ｃと、を備える。
【００２９】
液圧室Ａの油圧を給排するのが自動制御回路２１、液圧室Ｂの油圧を駆動力に摩擦クラッチ３ａを断続するのがクラッチブースタ８（クラッチアクチュエータ）であり、クラッチペダル２３に連動するマスタシリンダ２４を含む手動制御回路２５が液圧室Ｃに接続される。
【００３０】
自動制御回路２１は、リザーバ２６と液圧室Ａとの間において、クラッチ切断用の油圧ポンプ２７と、クラッチ緩接続用の電磁弁２８と、クラッチ急接続用の電磁弁２９と、が並列に介装される。電磁弁２８，２９の閉弁状態において、油圧ポンプ２７が駆動すると、リザーバ２６の油が加圧され、液圧室Ａへ送り込まれる。油圧ポンプ２７から液圧室Ａへの油圧は、油圧ポンプ２７の停止により封じ込められる。このポンプの停止状態において、電磁弁２８または２９が開弁すると、液圧室Ａの油圧が電磁弁２８または２９を介してリザーバ２６側へ開放（排出）されるのである。
【００３１】
中継シリンダ２０は、図示の状態において、油圧ポンプ２７から液圧室Ａに油圧の供給を受けると、ピストン２０ａの往動により、液圧室Ｂが収縮され、その油圧をクラッチブースタ８へ供給する。油圧ポンプ２７の停止状態において、液圧室Ａの油圧が電磁弁２８または２９を介して開放されると、ピストン２０ａの復動により、液圧室Ｂがクラッチブースタ８からの油圧を受け入れながら拡張する。
【００３２】
ハイブリッドECU１０は、摩擦クラッチ３ａの切断が必要になると、電磁弁２８，２９の閉弁状態において、油圧ポンプ２７を駆動する。クラッチブースタ８の伸張により、摩擦クラッチ３ａが切断されると、摩擦クラッチ３ａを切断状態に保持するよう、油圧ポンプ２７を停止させる。その一方、摩擦クラッチ３ａの接続が必要になると、油圧ポンプ２７を停止状態に維持しつつ、要求されるクラッチのストローク特性に応じて電磁弁２８、２９の開弁を選択的に制御する。摩擦クラッチ３ａの急接続が必要なときは、電磁弁２８を開弁する一方、摩擦クラッチ３ａの緩接続が必要なときは、電磁弁２９を開弁する。クラッチブースタ８の収縮により、摩擦クラッチ３ａが接続されると、電磁弁２８または２９を閉弁状態に切り替える。
【００３３】
摩擦クラッチ３ａの接続状態において、クラッチペダル２３が踏み込まれると、マスタシリンダ２４から液圧室Ｃへ油圧が供給される。中継シリンダ２０は、図示の状態において、ピストン２０ｂ，２０ａの往動により、液圧室Ｂが収縮され、クラッチブースタ８へ油圧を供給する。クラッチペダル２３が戻されると、その分の油圧が液圧室Ｃからマスタシリンダ２３へ戻され、ピストン２０ａ，２０ｂの復動により、液圧室Ｂがクラッチブースタ８からの油圧を受け入れながら拡張する。つまり、手動制御回路２５により、クラッチペダル２３の踏み量に応じた摩擦クラッチ３ａの断続が行えるのである。
【００３４】
自動制御回路２１の働きに基づく、摩擦クラッチ３ａの切断状態においては、中継シリンダ２０の液圧室Ａに油圧が封じ込められ、クラッチペダル２３が踏み込めないことになる。そのため、ハイブリッドECU１０にペダルスイッチ１４ａがOFFすると、再びONするまでの間、自動制御回路２１の電磁弁２９を開弁状態に保持する機能（クラッチリリース）が設定される。クラッチペダル２３の初期位置とマスタシリンダ２４の初期位置との間に遊びが設けられ、ペダルスイッチ１４ａは、クラッチペダル２３の初期位置でONする一方、クラッチペダル２３が初期位置から踏まれるとOFFするように配置される。
【００３５】
図３は、車両の発進に係る制御系の機能的なブロック構成を表すものである。ハイブリッドECU１０は、各種の検出信号から運転状態を検知する手段４０（運転状態検知手段）と、蓄電要素３４（キャパシタ蓄電装置）のSOCを判定する手段４３（蓄電状態判定手段）と、噛合クラッチ３ｂのポジションスイッチ３３（モータクラッチ位置検出手段）からの入力信号に基づいて、モータクラッチ３ｂ（噛合クラッチ）が接続状態かどうかを確認する手段４２（モータ接続状態確認判定手段）と、運転状態検知情報に基づいて、車両の発進前準備操作の確認処理を行う手段４１（車両発進前準備操作確認判定手段）と、運転状態検知情報およびSOC情報に基づいて、必要な時期にエンジン−回転電機（モータ）に係る走行状態をモータの単独走行またはエンジン−モータの併用走行に決定する手段４７（エンジン−モータ走行状態決定手段）と、が備えられる。
【００３６】
車両の発進前準備操作の確認情報とモータ接続状態の確認情報およびエンジン−モータ走行状態の決定情報とから、車両の発進モードをモータ単独発進またはエンジン−モータの併用発進に決定する手段４４（発進モード決定手段）と、発進モードが決定されるとその情報に基づいて、エンジンの始動を決定する手段４５（エンジン始動決定手段）と、発進モードが決定されるとその情報およびエンジン−モータの走行状態の決定情報に基づいて、エンジンクラッチ３ｂ（摩擦クラッチ）の断続（位置）を決定する手段４６（エンジンクラッチ位置決定手段）と、エンジン−モータの走行状態の決定(SOC）情報に基づいて、図２の制御マップからエンジン１の出力トルクと回転電機４の出力トルクとの分担率を決定する手段４８（駆動トルク分担率決定手段）と、この分担率と要求駆動トルク（アクセル操作量）とから回転電機４の出力トルクを決定する手段４９（モータトルク決定手段）と、同じく分担率と要求駆動トルクとからエンジン１の出力トルクを決定する手段５０（エンジントルク決定手段）と、が設けられる。
【００３７】
３８はエンジン１の始動が決定されるとその情報に応じてエンジン１の始動を制御する手段（エンジン始動制御手段）、３７はエンジンクラッチ３ａの位置が決定されるとその情報に応じて摩擦クラッチ３ａの断続を制御する手段（エンジンクラッチ位置制御手段）、３６はモータトルクの決定情報に応じて回転電機４の出力トルクを制御する手段（モータ出力制御手段：インバータ）、３２はエンジントルクの決定情報に応じてエンジン１の出力トルクを制御すると共に後述する発進の手動制御時にエンジンの出力トルクをアクセル開度センサの検出信号およびエンジン回転センサの検出信号に基づいて制御する手段３２（エンジン出力制御手段）、である。
【００３８】
シフト操作SW検出手段７ａはチェンジレバー装置７に収装される。クラッチ位置検出手段１４Ａはクラッチストロークセンサ１４およびペダルスイッチ１４ａ，１４ｂから構成される。３０は変速機４のシフト位置センサ（ギヤ位置検出手段）、３１はブレーキ操作検出手段であり、ブレーキペダルの踏み量を検出する。
【００３９】
図４および図５は、車両の発進に係る制御内容を説明するフローチャートである。図４のS1においては、運転状態の検知処理により、エンジン１が停止かつ摩擦クラッチ３ａが接続かつ変速機２がニュートラル、の停車状態のときに停止フラグ＝１とする。S2においては、停止フラグ＝１かどうかを判定する。S2の判定がyesのときは、S3へ進む一方、S2の判定がnoのときは、図５の走行時判断処理へ移行する。
【００４０】
S3においては、車両の発進前準備操作確認処理により、ブレーキ操作の解除が確認されると、発進条件成立フラグ＝１とする。S4においては、発進条件成立フラグ＝１かどうかを判定する。S4の判定がyesのときは、S5へ進む一方、S4の判定がnoのときは、S19へ飛び、停車状態（エンジン１が停止かつ摩擦クラッチ３ａが接続かつ変速機２がニュートラル）を維持する。
【００４１】
S5においては、蓄電要素３４の蓄電状態（SOC）判定処理を行う。S6においては、エンジン始動方法の決定処理を行う。この処理は、エンジン１の始動をセルモータにより行うのか、それとも回転電機４の出力により行うのか、を決定するものである。S7においては、この決定方法に従ってエンジン１の始動を制御する。エンジン１の始動が回転電機４の出力による場合、エンジンクラッチ３ａおよびモータクラッチ３ｂを一時的に接続した状態において、回転電機４にエンジンの始動トルクを発生させるようにインバータ３６を制御する。いずれの方法においても、エンジン１の始動が完了すると、エンジン始動フラグ＝１とする。
【００４２】
S8においては、エンジン始動フラグ＝１かどうかを判定する。S8の判定がyesのときは、S9へ進む一方、S8の判定がnoのときは、S20へ飛び、エンジン１の再始動処理を行う。S9においては、エンジン１のアイドル制御を開始する。S10においては、モータクラッチ位置確認処理により、モータクラッチ3bが接続状態のときにモータクラッチ接状態フラグ＝１とする。
【００４３】
S11においては、モータクラッチ接状態フラグ＝１かどうかを判定する。S11の判定がyesのときは、S12へ進む一方、S11の判定がnoのときは、S18へ飛び、モータクラッチ３ｂの再接続処理を行う。S12，S13においては、蓄電要素３４のSOCに基づく、発進モード決定処理により、マニュアル発進モードが選択されず、SOCが所定レベル以上のときは、モータ発進許可フラグ＝１とする。
【００４４】
図６は、S13の処理内容を説明するルーチンである。S61においては、クラッチペダ信号を読み取り、クラッチペダル２３が開放位置（ペダルスイッチ１４ａがON）のときにクラッチペダル接続フラグ＝１とする。S62においては、クラッチペダル接続フラグ＝１かどうかを判定する。S62の判定がyesのときは、S63へ進む一方、S62の判定がnoのときは、S73へ飛ぶ。
【００４５】
S73，S74においては、マニュアル発進モードが選択され、そのモードに基づく発進が行われる。すなわち、クラッチリリースが働きいてエンジンクラッチ３ａの自動制御が解除される一方、モータクラッチ３ｂが切断される。エンジン１は、アクセル開度センサ１３の検出信号およびエンジン回転センサ１６の検出信号に基づいて制御され、発進段へのギヤセット後、運転者のペダル操作により、車両のマニュアル発進が制御されるのである。
【００４６】
S63においては、チェンジレバー装置７のシフト操作SW信号を読み取り、そのSW信号に基づいて、シフト操作がUPまたはDOWNのときにシフト（UPまたはDOWN）操作フラグ＝１とする。S64においては、シフト操作フラグ＝１かどうかを判定する。S64の判定がyesのときは、S65へ進み、モータ先行発進許可フラグ＝１とする。続くS66においては、エンジンクラッチ３ａを切断する。その一方、S64の判定がnoのときは、リターンへ飛ぶ。
【００４７】
S67においては、シフトUP操作フラグ＝１かどうかを判定する。S67の判定がyesのときは、S68，S69へ進み、高速発進段へのギヤセットを処理する一方、S67の判定がnoのときは、S70へ飛ぶ（S68，S69をパスする）。S70においては、シフトDOWN操作フラグ＝１かどうかを判定する。S70判定がyesのときは、S71，S72へ進み、低速発進段へのギヤセットを処理する一方、S70判定がnoのときは、リターンへ飛ぶ（S71，S72をパスする）のである。
【００４８】
図４のS14においては、モータ先行発進許可フラグ＝１かどうかを判定する。S14の判定がyesのときは、S15へ進み、発進時エンジン出力ゼロモードを選択すると共にエンジンクラッチ接フラグ＝１とする。S14の判定がnoのときは、S19へ飛び、発進時エンジン−モータ併用出力モードを選択する。S20およびS21においては、蓄電要素３４のSOCに基づく、発進時エンジン−モータ走行状態決定処理により、エンジン−モータの駆動トルク分担率を決定する。なお、S16〜S18、S21、の処理後についても、リターンへ至る。
【００４９】
図５のS31においては、運転状態検知処理により、アクセルペダルが踏まれると走行フラグ＝１とする。S32においては、走行フラグ＝１かどうかを判定する。S32の判定がyesのときは、S33へ進む一方、S32の判定がnoのときは、図４の停車時判断処理へ移行する。
【００５０】
S33においては、モータ先行発進モードフラグ＝１かどうか判定する。S33の判定がyesのときは、S34へ進む一方、S33の判定がnoのときは、リターンに至る。S34においては、運転者の要求トルク（アクセル操作量）が回転電機４の最大出力トルクを超えるかどうかの判定処理を行う（図３の運転状態検知手段４０で行われる）。S35においては、蓄電要素４のSOCが所定レベル以上かどうかの判定処理を行う（図３の蓄電状態判定手段４３で行われる）。そして、運転者の要求トルク≦回転電機の最大出力トルク（S34の判定）かつ蓄電要素のSOC≧所定レベルのときにモータ単独走行可能フラグ＝１とする。
【００５１】
S36においては、モータ単独走行可能フラグ＝１かどうかを判定する。S36の判定がyesのときは、S37〜S40へ進む一方、S36の判定がnoのときは、S41へ移行する。S37およびS38においては、蓄電要素３４のSOCに基づく、走行時エンジン−モータ走行状態決定処理により、エンジン−モータの駆動トルク分担率を決定する。S39およびS40においては、エンジン１の出力トルク値および回転電機４の出力トルク値を要求駆動力とそれぞれの分担率とから決定する。
【００５２】
S41においては、エンジンクラッチ接モードフラグ＝１かどうかを判定する。S41の判定がyesのときは、S37へ飛ぶ一方、S41の判定がnoのときは、S42〜S43を処理する。S42〜S43においては、エンジンクラッチ３ａの接続ショックを緩和するため、エンジン１の回転速度（クラッチ入力回転）と変速機４のTM回転速度（クラッチ出力回転）を合わせるよう、エンジン１の回転速度を制御するのであり、エンジン回転速度＞TM回転速度のときにエンジンクラッチ接許可フラグ＝１とする。
【００５３】
S45においては、エンジンクラッチ接許可フラグ＝１かどうかを判定する。S45の判定がyesのときは、S46へ進む一方、S45の判定がnoのときは、S51の処理（エンジンクラッチ３ａの切断状態を保持する）後、S42へリターンする。S46においては、エンジンクラッチ３ａの徐変接動作を処理する。つまり、図１における、クラッチ急接続用の電磁弁２８およびクラッチ緩接続用の電磁弁２９を所定のストローク特性が得られるように制御するのである。
【００５４】
この徐変接動作中にエンジンの出力トルクを増加させると共に回転電機の出力トルクを絞るのがS47〜S49の処理であり、エンジンクラッチ３ａが接続すると、エンジンクラッチ接フラグ＝１とする。S50においては、エンジンクラッチ接フラグ＝１かどうかを判定する。S50の判定がyesのときは、S37〜S40へ進む一方、S50の判定がnoのときは、S46へリターンする。
【００５５】
S37〜S40においては、モータ単独走行フラグ＝１の場合、エンジンの出力トルク値＝０，回転電機の出力トルク値＝車両の要求駆動力トルク、となる。また、エンジン−モータ併用走行の場合、エンジンの出力トルク値＝車両の要求駆動力×エンジンのトルク分担率，回転電機の出力トルク＝車両の要求駆動力×回転電機のトルク分担率、となる。
【００５６】
なお、図４の停車時判断処理の各フラグ＝１および図５の走行時判断処理の各フラグ＝１は、車両が走行中は保持され、停車状態へ移行するとフラグ＝０に解除される。
【００５７】
図７は、車両の発進に係る制御内容を説明するタイミングチャートであり、この例においては、モータ単独発進からエンジン−モータ併用走行へ切り替わる過程が示される。エンジン１が停止かつエンジンクラッチ３ａが接続かつ変速機２がニュートラル、の停車状態において、ブレーキ操作が解除されると、エンジン１が自動始動され、エンジンクラッチ３ａが切断される。エンジン１はアイドル制御され、運転者のチェンジレバー操作に基づいて発進段へのギヤセットが制御される。これにより、エンジンクラッチ３ａが切断かつエンジン１がアイドル運転かつ変速機２がギヤセット、の発進待機状態となり、モータ単独走行のため、噛合クラッチ３ｂ（モータクラッチ）が接続状態に維持される。
【００５８】
運転者のアクセル操作により、要求駆動トルクが発生すると、この要求トルクを発生させるように回転電機４が制御され、その出力により車両は走り始める。回転電機の最大出力トルクは、回転速度（車速）の上昇に伴って低下する。要求駆動トルクが回転電機４の最大出力トルクを上回ると、エンジンクラッチ３ａが接続（徐変接動作）され、要求駆動力の不足分は、エンジンの出力トルクにより補償（アシスト）される。また、蓄電要素３４のSOCが所定レベル未満になると、エンジンクラッチ３ａが接続（徐変接動作）され、エンジン−モータ併用走行へ移行することになる。
【００５９】
ハイブリッドECU１０にペダルスイッチ１４ａがOFFすると、再びONするまでの間、自動制御回路２１の電磁弁２９を開弁状態に保持する機能（クラッチリリース）が設定されるので、運転者のクラッチ操作（マニュアル操作）により、エンジンクラッチ３ａの断続が可能のため、エンジン１の出力トルクで車両を発進させることもできる。エンジンクラッチ３ａの自動制御も解除され、エンジン１はアクセル開度センサ１３の検出信号およびエンジン回転センサ１６の検出信号に基づいて制御される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表すシステム概要図である。
【図２】同じく制御内容を説明する特性図である。
【図３】同じく車両の発進に係るブロック図である。
【図４】同じく車両の発進係る制御フローである。
【図５】同じく車両の発進に係る制御フローである。
【図６】同じく車両の発進に係る制御フローである。
【図７】同じく車両の発進に係るタイミングチャートである。
【符号の説明】
１エンジン
２変速機
３ａエンジンクラッチ
３ｂモータクラッチ
４回転電機
５ギヤボックス
６変速機のコントロールユニット
７チェンジレバー装置
７ａシフト操作SW検出手段
８クラッチアクチュエータ
１０ハイブリッドECU
１３アクセル開度センサ
１４クラッチストロークセンサ
１４ａ，１４ｂペダルスイッチ
１６エンジン回転センサ
１８ PS回転センサ
１９ CS回転センサ
２０中継シリンダ
２１自動制御回路
２５手動制御回路
３０シフト位置センサ
３１ブレーキ操作検出手段
３２エンジンECU
３３モータクラッチ位置検出手段
３４蓄電要素（キャパシタ）
３６モータ出力制御手段（インバータ）
３７エンジンクラッチ位置制御手段

Claims

エンジンの出力軸と変速機の入力軸を断続するクラッチと、電動機と発電機を兼ねる回転電機と、回転電機の入出力軸と変速機の入力軸を連結する歯車伝達機構と、回転電機からの電力を蓄える蓄電要素と、を備える車両のハイブリッドシステムにおいて、クラッチが切断かつエンジンはアイドル制御かつ変速機が発進段セットの発進待機状態に制御する手段、発進待機状態への制御時に運転者の発進操作がクラッチペダルの踏込みを含むときは、マニュアル発進モードとして運転者のマニュアル操作に基づいて車両の発進および走行を制御する手段、発進待機状態への制御時に運転者の発進操作がクラッチペダルの踏込みを含まないときは、蓄電要素の SOC が所定レベル以上であれば、モータ単独発進モードとしてクラッチを切断状態かつエンジンのアイドル制御を維持しつつ、アクセル操作量に相当する車両の駆動トルクを確保するべく回転電機の出力を制御する一方、蓄電要素の SOC が所定レベル未満であれば、エンジン−モータ併用発進モードとしてアクセル操作量に相当する車両の駆動トルクを確保するべくクラッチを接続すると共に回転電機の出力トルクとエンジンの出力トルクをそれぞれ蓄電要素の SOC に応じた分担率に制御する手段、を備えたことを特徴とする車両のハイブリッドシステム。
モータ単独走行中に蓄電要素の SOC が所定レベル未満になると、エンジン回転を上昇させる制御により、エンジン回転＞変速機の入力回転になると、クラッチの接続を制御しつつ、回転電機の出力トルクとエンジンの出力トルクをそれぞれ蓄電要素の SOC に応じた分担率に調整する手段、を備えたことを特徴とする請求項１に係る車両のハイブリッドシステム。