JP3786021B2

JP3786021B2 - ハイブリッド車両の制御装置

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Publication number: JP3786021B2
Application number: JP2002018769A
Authority: JP
Inventors: 淳田端
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2022-01-28
Also published as: JP2003220838A

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係り、特に、電気系トルク伝達経路の伝達トルク容量が低下した場合の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両走行用の動力伝達経路として、電気エネルギーが介在する電気系トルク伝達経路と、機械系のみでトルクを伝達する機械系トルク伝達経路とを備えているとともに、その電気系トルク伝達経路のみで発進する電気系発進手段を有するハイブリッド車両が知られている。特開２０００−３２４６１４号公報に記載されているハイブリッド車両はその一例で、車両走行用の駆動力源として、燃料の燃焼で動力を発生するエンジンを備えているとともに、上記電気系トルク伝達経路は、そのエンジンによって回転駆動される発電機により電気エネルギーを発生してバッテリを充電するとともに、そのバッテリの電気エネルギーで電動モータを回転駆動して車両を発進させるようになっている。また、機械系トルク伝達経路は、摩擦係合装置（油圧式クラッチ）を介してエンジンの動力を車輪側へ伝達するようになっており、所定車速以上では摩擦係合装置を完全係合させて走行するとともに、電気系トルク伝達経路のフェール時には、摩擦係合装置をスリップ係合させて車両を発進させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低温時にバッテリや発電機、電動モータの性能が低下したり、バッテリの蓄電量が不足したりすると、電気系トルク伝達経路の伝達トルク容量が制約され、電気系トルク伝達経路のみでは十分な走行性能が得られない可能性があった。
【０００４】
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、電気系トルク伝達経路の伝達トルク容量が制約される場合でも十分な走行性能が得られるようにすることにある。
【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に、第１発明は、車両走行用の動力伝達経路として、電気エネルギーが介在する電気系トルク伝達経路と、機械系でトルクを伝達する機械系トルク伝達経路とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、(a) 前記機械系トルク伝達経路は、摩擦係合装置のスリップ制御で伝達トルク容量が制御され、 (b) 前記電気系トルク伝達経路は、発電機により電気エネルギーを発生するとともに、その発電機とは別に設けられた電動モータをその電気エネルギーで回転駆動して車両を走行させるものであり、 (c) 要求加速度に応じて前記電気系トルク伝達経路および前記機械系トルク伝達経路の伝達トルク容量の分担を決定し、その電気系トルク伝達経路および機械系トルク伝達経路の両方を用いて走行する併用走行手段を設けたことを特徴とする。
第２発明は、第１発明のハイブリッド車両の制御装置において、前記併用走行手段による走行制御は車両発進時に行われることを特徴とする。
【０００７】
第３発明は、第１発明のハイブリッド車両の制御装置において、前記併用走行手段による走行制御は通常の走行時に行われることを特徴とする。
【０００８】
第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかのハイブリッド車両の制御装置において、前記併用走行手段による走行制御は前記電気系トルク伝達経路の伝達トルク容量が低下した場合に行われることを特徴とする。
【０００９】
第５発明は、第１発明〜第４発明の何れかのハイブリッド車両の制御装置において、前記要求加速度は、運転者のアクセル操作量をパラメータとして求められることを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
このようなハイブリッド車両の制御装置は、電気系トルク伝達経路および機械系トルク伝達経路の両方を用いて走行するため、摩擦係合装置のスリップ制御で機械系トルク伝達経路の伝達トルク容量を適切に制御することにより、電気系トルク伝達経路の伝達トルク容量の低下に拘らず十分な走行性能を確保することができる。
【００１４】
第２発明は車両発進時の制御に関するもので、電気系トルク伝達経路の伝達トルク容量の一時的な低下や故障による低下に拘らず、機械系トルク伝達経路を用いて十分な発進性能を確保することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のハイブリッド車両は、例えば(a) 車両走行用の駆動力源として、燃料の燃焼で動力を発生するエンジンを有し、(b) 前記電気系トルク伝達経路は、前記エンジンによって回転駆動される発電機により電気エネルギーを発生するとともに、該電気エネルギーで電動モータを回転駆動して車両を走行させるように構成され、(c) 前記機械系トルク伝達経路は、摩擦係合装置を介して前記エンジンの動力を伝達するとともに、該摩擦係合装置の係合力制御（スリップ制御）で伝達トルク容量が制御されるように構成される。電気系トルク伝達経路には、上記発電機によって発生した電気エネルギーで充電されるとともに上記電動モータへ電気エネルギーを供給するバッテリが必要に応じて設けられる。
【００１７】
上記電気系トルク伝達経路や機械系トルク伝達経路には、必要に応じて有段変速機や無段変速機、前後進切換などの変速機構が設けられる。また、電気系トルク伝達経路および機械系トルク伝達経路は、完全に別経路で駆動輪までトルクを伝達するように構成することもできるが、電気系トルク伝達経路と機械系トルク伝達経路とを途中で一体に結合して両方のトルクを伝達する結合伝達状態と、機械系トルク伝達経路を遮断して電気系のトルクのみを伝達する電気系伝達状態と、電気系トルク伝達経路を遮断して機械系のトルクのみを伝達する機械系伝達状態と、に切り換えることができる伝達状態切換装置を設けて適宜切り換えられるようにしても良い。伝達状態切換装置は、例えば遊星歯車装置などの合成分配機構やクラッチ或いはブレーキなどにより構成される。
【００１８】
車速が上昇すれば、機械系トルク伝達経路のみで走行することが可能であるため、所定車速以上で電気系トルク伝達経路の伝達トルクを徐々に低下させるなど、車速をパラメータとして分担率を変更することが望ましい。また、例えばトルクコンバータを有するオートマチック車両と同様な発進フィーリングが得られるように、要求加速度に基づいて所定のピークを形成するようにトータルの伝達トルクを経時的に変化させることが望ましい。
【００１９】
第１発明は、第２発明のように車両発進時の制御、例えば５ｋｍ／ｈ〜１０ｋｍ／ｈ以下等の制御に好適に適用されるが、１０ｋｍ／ｈ以上等の通常の走行中であっても同様に適用され得る。また、車両発進時の制御に関しては、例えば電気系トルク伝達経路のみで発進する電気系発進手段を有するハイブリッド車両の制御装置に好適に適用される。
【００２０】
【実施例】
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。
図１は、本発明が適用されたハイブリッド車両の動力伝達装置１０を説明する骨子図である。この動力伝達装置１０は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両用のものであり、燃料の燃焼によって作動するエンジン１２と、電気エネルギーで作動する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、遊星歯車式の副変速機１６と、ベルト式の無段変速機（以下ＣＶＴという）１８と、差動装置２０と、駆動軸２２Ｒ、２２Ｌとを備えており、それら駆動軸２２Ｒ、２２Ｌから図示しない左右の前輪（駆動輪）へ駆動力が伝達されるようになっている。上記エンジン１２、モータジェネレータ１４、副変速機１６、および無段変速機１８の入力軸３８は、同一の軸線上にその順番で配設されている。上記エンジン１２およびモータジェネレータ１４は車両走行用の駆動力源すなわち原動機として機能するもので、エンジン１２の吸気弁および排気弁は、電気的に開閉制御できる電磁駆動弁にて構成されている。また、上記無段変速機１８は、動力伝達装置１０内の主変速機として機能するものであって、有効径が可変な１対の可変プーリ１８ａおよび１８ｂとそれら１対の可変プーリ１８ａおよび１８ｂに巻き掛けられた伝動ベルト１９とを備えており、それら１対の可変プーリ１８ａ、１８ｂの掛かり径すなわち有効径が相対的に変化させられることにより、その変速比ｅ（入力軸３８の回転速度／出力軸３９の回転速度）が連続的に変化させられるようになっている。これにより、本実施例では駆動軸２２Ｒ、２２Ｌまでの間において３〜１１程度の範囲内でＣＶＴ１８および副変速機１６を含む全体の変速比が変化させられる。
【００２１】
上記エンジン１２には、ベルト等の伝動装置を介してモータジェネレータ２４が接続されている。このモータジェネレータ２４は、補機駆動用およびエンジン１２の始動時のクランキング用の電動モータとして用いられるもので、バッテリ２６から電気エネルギーが供給されるようになっている。モータジェネレータ２４はまた、エンジン１２により回転駆動されることにより電気エネルギーを発生する発電機としても用いられ、発生した電気エネルギーでバッテリ２６が充電される。バッテリ２６は、電気エネルギーを３６Ｖ程度の比較的低電圧で前記モータジェネレータ１４に供給してそれを作動させるとともに、そのモータジェネレータ１４の回生制御によって車両の走行中に逐次充電されるようになっている。そして、例えばバッテリ２６の蓄電量ＳＯＣが所定値以下まで低下した時、すなわちモータジェネレータ１４を電動モータとして作動させることができない場合や、モータジェネレータ１４を用いて走行する場合には、基本的にエンジン１２でモータジェネレータ２４を回転駆動して発電させ、バッテリ２６を充電することにより、故障時以外は常時モータジェネレータ１４を用いて走行することが可能とされている。
【００２２】
前記副変速機１６は、互いに近接して並列に配設されたダブルプラネタリ型の第１遊星歯車装置３０およびシングルプラネタリ型の第２遊星歯車装置３２を備えている。これらの遊星歯車装置３０、３２は、所謂ラビニヨ型であって、共通のリングギヤＲおよびキャリアＣを有するとともに、第１遊星歯車装置３０のキャリアのリングギヤ側のピニオンギヤと第２遊星歯車装置３２のキャリアのピニオンギヤとが一体化されている。上記第１遊星歯車装置３０のサンギヤＳ１には、前記モータジェネレータ１４が連結され、第２遊星歯車装置３２のサンギヤＳ２には、第１クラッチＣ１およびダンパ装置３４を介してエンジン１２のクランク軸が連結されるようになっている。また、それ等のサンギヤＳ１およびＳ２は第２クラッチＣ２によって連結されるとともに、キャリアＣは反力ブレーキＢによってハウジング４４に連結されて回転が阻止されるようになっており、リングギヤＲは出力部材３６を介して無段変速機１８の入力軸３８に連結されている。クラッチＣ１、Ｃ２、および反力ブレーキＢ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油圧式の摩擦係合装置である。
【００２３】
上記サンギヤＳ１は、第１遊星歯車装置３０に隣接して配設されるモータジェネレータ１４の中心を貫通して配設された円筒状の連結部材４０を介して、そのモータジェネレータ１４よりもエンジン１２側に設けられた第２クラッチＣ２に接続されており、モータジェネレータ１４のロータは連結部材４０の中間位置に相対回転不能に固定されている。サンギヤＳ２は、上記連結部材４０を挿通して相対回転可能に配設された連結部材４２を介して、モータジェネレータ１４よりもエンジン１２側に設けられた第１クラッチＣ１に接続されているとともに、その第１クラッチＣ１を経由することなく第２クラッチＣ２に接続されている。また、前記反力ブレーキＢは、副変速機１６とモータジェネレータ１４との間から外周側へ延び出すキャリアＣをハウジング４４に固定するように配設されている。
【００２４】
図２は、上記副変速機１６の各回転要素Ｓ１、Ｓ２、Ｒ、Ｃの回転速度の相互関係を直線で表すための、回転速度を表す縦軸を備えた共線図を示している。この共線図において、各回転要素Ｓ１、Ｓ２、Ｒ、Ｃの位置および間隔は、連結状態や遊星歯車装置３０、３２のギヤ比ρ１、ρ２によって一義的に定まる。この共線図上において、入力回転要素であるサンギヤＳ１、Ｓ２は互いに反対側の両端に位置しているとともに、出力用回転要素であるリングギヤＲは反力用回転要素であるキャリアＣとサンギヤＳ１との間に位置している。
【００２５】
図３には、上記クラッチＣ１、Ｃ２、および反力ブレーキＢの係合状態と副変速機１６の変速モード（一例）との関係が示されており、エンジン１２を駆動力源として使用する場合、モータジェネレータ１４を駆動力源として使用する場合、或いはシフトレバーの操作ポジションなどにより場合分けされている。シフトレバーは運転席の近傍に配設されており、例えば前進走行用の「Ｄ（ドライブ）」ポジション、後進走行用の「Ｒｅｖ（リバース）」ポジション、および動力伝達を遮断する「Ｎ（ニュートラル）」ポジションを備えており、「Ｄ」ポジションでは、アクセル操作量θや車速Ｖなどをパラメータとして予め定められた変速条件に従って無段変速機１８の変速比ｅが自動的に変更される。
【００２６】
図３において、エンジン１２を駆動力源として前進走行する「Ｄ」ポジションでは、クラッチＣ１、Ｃ２が共に係合させられるとともに反力ブレーキＢが解放されることにより、副変速機１６が一体回転する変速比ｒ＝１の高速前進モード「２ｎｄ」が成立させられる。その場合に、第１クラッチＣ１をスリップ係合させれば、エンジン発進が可能なエンジン低速前進モード「２ｎｄ（低速）」が成立させられ、バッテリ２６の蓄電量ＳＯＣの低下や故障などでモータジェネレータ１４を使用できない場合でも、エンジン１２で前進方向のクリープトルクを発生させたり車両を前方へ発進させたりすることができる。「Ｒｅｖ」ポジションでは、第１クラッチＣ１および反力ブレーキＢが係合させられるとともに第２クラッチＣ２が解放されることにより、変速比ｒ＝−１／ρ２〔ρ２は、第２遊星歯車装置３２のギヤ比（＝サンギヤＳ２の歯数／リングギヤＲの歯数）〕の高速後進モード「高速」が成立させられる。その場合に第１クラッチＣ１をスリップ係合させれば、前進時と同様にエンジン発進が可能なエンジン低速後進モード「低速（エンジン）」が成立させられ、バッテリ２６の蓄電量ＳＯＣの低下や故障などでモータジェネレータ１４を使用できない場合でも、エンジン１２で後進方向のクリープトルクを発生させたり車両を後方へ発進させたりすることができる。なお、「Ｎ」ポジションでは、クラッチＣ１、Ｃ２が共に解放させられるとともに反力ブレーキＢが係合させられることにより、エンジン１２からの動力伝達が遮断される。
【００２７】
一方、モータジェネレータ１４を駆動力源として前進走行する「Ｄ」ポジションでは、クラッチＣ１、Ｃ２が共に解放されるとともに反力ブレーキＢが係合させられることにより低速前進モード「１ｓｔ」が成立させられ、車両停止時には前進方向のクリープトルクを発生させるとともにアクセル操作に従って発進する。この時の変速比ｒは１／ρ１〔ρ１は第１遊星歯車装置３０のギヤ比（＝サンギヤＳ１の歯数／リングギヤＲの歯数）〕で比較的大きく、大きなトルク増幅が得られるため、無段変速機１８の大きな変速比ｅと相まって、３６Ｖ程度の電圧によって作動させられるモータジェネレータ１４においても、実用上満足できるクリープトルクや発進性能が得られる。また、クラッチＣ１、Ｃ２を係合させるとともに反力ブレーキＢを解放することにより、エンジン１２およびモータジェネレータ１４の両方を駆動力源として走行する変速比ｒ＝１のアシストモード「２ｎｄ（アシスト）」が成立させられ、第１クラッチＣ１および反力ブレーキＢを解放するとともに第２クラッチＣ２を係合させれば、モータジェネレータ１４を回生制御してバッテリ２６を充電しながら制動力を発生させる変速比ｒ＝１の回生制動モード「２ｎｄ（回生）」が成立させられる。更に、「Ｒｅｖ」ポジションでは、クラッチＣ１、Ｃ２が共に解放されるとともに反力ブレーキＢが係合させられることにより低速後進モード「低速（モータ）」が成立させられ、モータジェネレータ１４に逆回転のトルクを発生させることにより、車両停止時には後進方向のクリープトルクを発生させるとともにアクセル操作に従って後方へ発進する。この時の変速比ｒは−１／ρ１で比較的大きく、上記低速前進モード「１ｓｔ」と同様に実用上満足できるクリープトルクや発進性能が得られる。
【００２８】
ここで、エンジン１２のみを駆動力源として走行する際の動力伝達経路、すなわちエンジン１２からダンパ装置３４、クラッチＣ１、Ｃ２、副変速機１６、ＣＶＴ１８、差動装置２０を経て駆動輪に伝達する経路が、機械系のみでトルクを伝達する機械系トルク伝達経路５０であり、クラッチＣ１の係合トルク制御（油圧制御）で伝達トルク容量を制御できる。また、モータジェネレータ１４のみを駆動力源として走行する際の動力伝達経路、すなわちモータジェネレータ２４により発電してバッテリ２６を充電するとともに、そのバッテリ２６から供給される電気エネルギーをモータジェネレータ１４によって機械的なトルクに変換し、副変速機１６からＣＶＴ１８、差動装置２０を経て駆動輪に伝達する経路が、電気エネルギーが介在する電気系トルク伝達経路５２である。モータジェネレータ２４は発電機に相当し、モータジェネレータ１４は電動モータに相当する。
【００２９】
また、エンジン１２のみを駆動力源として走行する変速モード「２ｎｄ」、「２ｎｄ（低速）」、「高速」、「低速（エンジン）」は機械系伝達状態で、モータジェネレータ１４のみを駆動力源として走行する変速モード「１ｓｔ」、「低速（モータ）」は電気系伝達状態で、エンジン１２およびモータジェネレータ１４の両方を駆動力源として走行する変速モード「２ｎｄ（アシスト）」は結合伝達状態であり、それ等の伝達状態を切り換える副変速機１６（クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢを含む）は伝達状態切換装置として機能している。
【００３０】
上記エンジン１２およびモータジェネレータ１４の使い分けは、例えば車速Ｖおよびアウトプットトルク（アクセル操作量θに対応）をパラメータとして、図４の基本マップに示すように定められる。この基本マップでは、高車速、高トルク（アクセル操作量大）の領域ではエンジン１２を使用し、低車速、低トルク（アクセル操作量小）の領域ではモータジェネレータ１４を使用するが、低電圧のモータジェネレータ１４を使用する本実施例では、モータジェネレータ１４の使用範囲は比較的狭く、車両停止時のクリープトルクおよび僅かな走行領域に限定されている。なお、各領域の境界線は、無段変速機１８の変速比ｅなどに応じて変化する。
【００３１】
図５は、本実施例の動力伝達装置１０の作動を制御する制御系統を示す図である。図５において、電子制御装置すなわちＥＣＵ（Electronic Control Unit)６０は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェースなどを備えた所謂マイクロコンピュータである。ＥＣＵ６０には、図５の左側に示す車速センサ６２、エンジン回転速度センサ６４、モータ回転速度センサ６６、入力軸回転速度センサ６８、バッテリＳＯＣセンサ７０、バッテリ温度センサ７２、アクセル操作量センサ７４、操作ポジションスイッチ７６、フットブレーキスイッチ７８などから、車速Ｖ（出力軸３９の回転速度Ｎout に対応）、エンジン回転速度ＮＥ、モータジェネレータ１４の回転速度ＮＭ、入力軸３８の回転速度Ｎin、バッテリ２６の蓄電量ＳＯＣ、バッテリ温度Ｔ_B、アクセル操作量θ、シフトレバーの操作ポジション、フットブレーキの有無、などの車両の各種の情報が入力されるようになっており、ＲＯＭ等に予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、右側に示すモータ用コントローラ８０、８２、エンジン１２の点火装置８４、噴射装置８６、電子スロットル弁８８、電磁駆動弁９０、副変速機１６のクラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢの油圧アクチュエータ、システムインジケータ９２、などを制御し、例えば副変速機１６の変速モードを前記図３に従って切り換えたり、前記図４に従ってエンジン１２およびモータジェネレータ１４の作動を制御したりする。ＥＣＵ６０にはまた、ダイアグノーシス９４が接続されており、例えばモータジェネレータ１４、２４やバッテリ２６などの電気系統の故障など、各種の異常情報が記録されるとともに、所定の異常情報をインストルメントパネル等に配置された上記システムインジケータ９２に表示する。
【００３２】
図６は、車両発進時の制御を説明するフローチャートで、上記ＥＣＵ６０の信号処理によって実行されるものである。図６のステップＳ１では、車両発進時か否かを、例えばシフトレバーの操作ポジションが「Ｄ」または「Ｒｅｖ」で且つ車速Ｖが５〜１０ｋｍ／ｈ等の所定車速以下か否かによって判断し、車両発進時の場合にはステップＳ２以下を実行する。ステップＳ２では、モータジェネレータ１４、２４やバッテリ２６に関する電気系統が故障でモータジェネレータ１４の使用が不可か否かを、例えばダイアグノーシス９４の異常情報などに基づいて判断し、故障の場合には電気系トルク伝達経路５２による伝達トルク容量が完全に０になるため、ステップＳ３で完全フリクション発進制御、すなわち前記図３のエンジン低速前進モード「２ｎｄ（低速）」、またはエンジン低速後進モード「低速（エンジン）」により、必要な総てのトルクを機械系トルク伝達経路５０で賄うように発進制御を行う。また、ステップＳ４で、そのエンジン低速前進モード「２ｎｄ（低速）」、またはエンジン低速後進モード「低速（エンジン）」による発進である旨をシステムインジケータ９２に表示する。ＥＣＵ６０による一連の信号処理のうちステップＳ２を実行する部分は、電気系統が故障か否かを判断するフェール判断手段として機能しており、ステップＳ３を実行する部分は、機械系トルク伝達経路５０のみで発進する機械系発進手段として機能している。
【００３３】
上記ステップＳ２の判断がＮＯの場合、すなわちモータジェネレータ１４を使用可能の場合には、ステップＳ５を実行し、そのモータジェネレータ１４のトルクが制限されているか否かを判断する。モータジェネレータ１４のトルク制限は、例えばバッテリ温度Ｔ_Bが低くて電気エネルギーを最大限に取り出すことができない場合や、バッテリ２６の蓄電量ＳＯＣが不足している場合など、故障ではなく何れ回復するが、一時的にモータジェネレータ１４の出力が制限されて伝達トルク容量が低下する場合で、そのバッテリ温度Ｔ_Bが所定の下限温度以下か否か、蓄電量ＳＯＣが所定の下限値以下か否か、などによって判断される。そして、モータジェネレータ１４のトルクが制限されていない場合には、ステップＳ６を実行し、通常のシリーズ発進制御、すなわち前記図３の低速前進モード「１ｓｔ」、または低速後進モード「低速（モータ）」による発進制御を行う。この場合は、第１クラッチＣ１のスリップ制御が不要で、モータジェネレータ１４のトルク制御のみで発進するため、ショックや振動が無いスムーズな発進が可能である。ＥＣＵ６０による一連の信号処理のうちステップＳ５を実行する部分は、電気系トルク伝達経路５２の伝達トルク容量が一時的に制限されているか否かを判断する一時的トルク低下判断手段として機能しており、ステップＳ６を実行する部分は、電気系トルク伝達経路５２のみで発進する電気系発進手段として機能している。
【００３４】
上記ステップＳ５の判断がＹＥＳ（肯定）の場合は、ステップＳ７で、電気系トルク伝達経路５２のみで発進する場合のトルク不足分を演算し、ステップＳ８で、その不足分を機械系トルク伝達経路５０で補うようにして、前進時には前記図３のアシストモード「２ｎｄ（アシスト）」による発進制御を、第１クラッチＣ１をスリップ係合させながら行い、電気系トルク伝達経路５２および機械系トルク伝達経路５０の両方を用いて発進する。また、後進時には、エンジン１２を作動させるとともに第１クラッチＣ１をスリップ係合させながら、前記図３の低速後進モード「低速（モータ）」による発進制御を行う。上記ステップＳ７では、例えば図７に示すようにアクセル操作量θをパラメータとするデータマップや演算式などから運転者の要求加速度（図７の実線）を求め、その要求加速度から、電気系トルク伝達経路５２で伝達可能な伝達トルク容量（一点鎖線）を差し引くことにより、機械系トルク伝達経路５０の伝達トルク容量を決定する。電気系トルク伝達経路５２で伝達可能な伝達トルク容量は、例えばバッテリ温度Ｔ_Bや蓄電量ＳＯＣをパラメータとして予め定められたデータマップや演算式などから求められる。なお、アクセル操作量θの変化速度（アクセルペダルの踏込み速度など）をパラメータとして要求加速度を求めたり、アクセル操作量θおよびその変化速度の両方をパラメータとして要求加速度を求めたりすることもできる。また、スポーツモード、パワーモード、登坂路等を検出して要求加速度を補正するなど、種々の態様が可能である。前記ステップＳ３、Ｓ６においても、アクセル操作量θ等に基づいて要求加速度を求めてトルク制御が行われる。
【００３５】
また、ステップＳ８では、例えば所定のサイクルタイムで上記ステップＳ７において逐次求められる機械系の伝達トルク容量および電気系の伝達トルク容量に従って、第１クラッチＣ１の係合トルクすなわち油圧制御を行うとともに、モータジェネレータ１４の力行トルク制御を行うように構成されるが、車速Ｖが上昇すれば、機械系トルク伝達経路５０のみで走行することが可能となるため、所定車速以上で電気系トルク伝達経路５２の伝達トルクを徐々に低下させるなど、車速Ｖをパラメータとして分担率を変更することが望ましい。また、トルクコンバータを有するオートマチック車両と同様な発進フィーリングが得られるように、例えば図８に示すように上記要求加速度に基づいて所定のピークを形成するようにトータルの伝達トルクを経時的に変化させることも可能である。図８の時間ｔ₀は発進制御の開始時間で、その制御開始時間ｔ₀から所定時間後の時間ｔ₁において、アクセル操作量θ等に基づいて求めた最大要求加速度が得られるように、予め定められた制御パターンに従って機械系および電気系の伝達トルク制御を行うのであり、その時間ｔ₁で電気系トルク伝達経路５２の伝達トルクは、伝達可能な最大トルクとなるように制御される。時間ｔ₁は、例えばアクセル操作量θやその変化速度、或いは要求加速度などをパラメータとして定められ、応答性や制御性に優れたモータジェネレータ１４のトルク制御をメインとしてピークが形成されるようになっている。また、時間ｔ₂は、車速Ｖが所定車速以上になり、機械系トルク伝達経路５０のみで走行するように電気系トルク伝達経路５２の伝達トルク、具体的にはモータジェネレータ１４のトルクを徐々に低下させる漸減制御の開始時間である。
【００３６】
ＥＣＵ６０による一連の信号処理のうち、ステップＳ７およびＳ８を実行する部分は、機械系トルク伝達経路５０および電気系トルク伝達経路５２の両方を用いて発進する併用発進手段として機能しており、本発明の併用走行手段に相当する。
【００３７】
このような本実施例のハイブリッド車両の制御装置においては、電気系トルク伝達経路５２の伝達トルク容量の低下時、すなわち故障時や一時的な制約時には、ステップＳ３またはステップＳ７およびＳ８で機械系トルク伝達経路５０を用いて発進するため、電気系トルク伝達経路５２の伝達トルク容量の一時的な低下や故障に拘らず十分な発進性能を確保することができる。
【００３８】
また、電気系トルク伝達経路５２で伝達可能な伝達トルク容量に応じて機械系トルク伝達経路５０の伝達トルク容量が相違させられるようになっており、故障により電気系トルク伝達経路５２の伝達トルク容量が０となった場合には、ステップＳ３で必要な伝達トルク容量を総て機械系トルク伝達経路５０で賄うように第１クラッチＣ１をスリップ制御する一方、低温時やバッテリ２６の蓄電量不足などで電気系トルク伝達経路５２の伝達トルク容量が制約されて一時的に低下した場合には、ステップＳ７およびＳ８で電気系トルク伝達経路５２および機械系トルク伝達経路５０の両方を用いて発進するため、電気系トルク伝達経路５２によって伝達可能な伝達トルク容量に応じて機械系トルク伝達経路５０の伝達トルク容量が適切に制御され、所定の発進性能を確保しつつ出来るだけ電気系トルク伝達経路５２を利用して燃費の悪化等を抑制できる。
【００３９】
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ハイブリッド車両の動力伝達装置の構成を説明するための骨子図である。
【図２】図１の副変速機の各回転要素の回転速度の相互関係を直線で示す共線図である。
【図３】図１の副変速機で成立させられる変速モードと係合装置の係合状態との関係を示す図である。
【図４】図１のハイブリッド車両のモータジェネレータとエンジンの使い分けを説明する図である。
【図５】図１のハイブリッド車両の制御系統を説明するブロック線図である。
【図６】図１のハイブリッド車両の発進制御を説明するフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ７で伝達トルク容量の不足分を求める際のマップの一例を説明する図である。
【図８】電気系のトルク伝達経路の伝達トルク容量が制約されている場合の機械系および電気系の伝達トルクの時間変化の一例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：副変速機１８：無段変速機２４：モータジェネレータ（発電機）５０：機械系トルク伝達経路５２：電気系トルク伝達経路
ステップＳ７、Ｓ８：併用走行手段

Claims

車両走行用の動力伝達経路として、電気エネルギーが介在する電気系トルク伝達経路と、機械系でトルクを伝達する機械系トルク伝達経路とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、
前記機械系トルク伝達経路は、摩擦係合装置のスリップ制御で伝達トルク容量が制御され、
前記電気系トルク伝達経路は、発電機により電気エネルギーを発生するとともに、該発電機とは別に設けられた電動モータを該電気エネルギーで回転駆動して車両を走行させるものであり、
要求加速度に応じて前記電気系トルク伝達経路および前記機械系トルク伝達経路の伝達トルク容量の分担を決定し、該電気系トルク伝達経路および該機械系トルク伝達経路の両方を用いて走行する併用走行手段を設けた
ことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
前記併用走行手段による走行制御は車両発進時に行われる
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記併用走行手段による走行制御は通常の走行時に行われる
ことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記併用走行手段による走行制御は前記電気系トルク伝達経路の伝達トルク容量が低下した場合に行われる
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。
前記要求加速度は、運転者のアクセル操作量をパラメータとして求められる
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のハイブリッド車両の制御装置。