JP3840824B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、動力伝達装置の摩擦係合装置に油圧を供給するために、複数のオイルポンプが設けられている車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の変速機として、車両の走行状態に基づいて制御される自動変速機が知られている。この自動変速機には、有段式の変速機や変速比が連続的に変化する無段変速機が含まれるが、これらいずれの自動変速機であっても変速比の制御のために油圧が広く使用されている。例えば有段式の自動変速機であれば、エンジンの出力を変速機構に伝達するための入力クラッチや、変速段を設定するためのクラッチあるいはブレーキを油圧サーボ機構によって係合および解放するように構成している。また、無段変速機であれば、その変速機構に対して動力を入力する入力クラッチを油圧によって係合する構成とし、また変速機構を油圧によって動作させるように構成している。
【０００３】
一方、車両に搭載されている内燃機関（エンジン）は、走行のための動力源であると同時に、発電のための動力源であり、さらには前記油圧を発生させるオイルポンプのための動力源とされている。したがって内燃機関が駆動されている間は、オイルポンプが内燃機関によって駆動され、所定の油圧が発生するので、自動変速機を適宜に制御することができ、変速機構に対して動力を伝達し、あるいは所定の変速比を設定して出力軸にトルクを伝達することができる。
【０００４】
ところで、最近では、排ガスの削減や燃費の向上のために、車両の停止時に所定の条件が成立した場合に、内燃機関を自動的に停止するいわゆるエコランシステムが開発されている。この種のシステムを採用している車両では、内燃機関の停止と同時にオイルポンプが停止し、油圧が発生しなくなるので、変速機に対する油圧の供給が停止する。その結果、走行途中での一時的な停車時に内燃機関が自動停止すると同時に、変速機がいわゆるニュートラル状態になってしまい、再発進時に入力クラッチが解放状態から係合状態に切り替わったり、またニュートラル状態から所定の変速比の設定状態に急激に変化することにより、出力トルクが急激に増大し、ショックが生じるなどの可能性がある。
【０００５】
従来、このような不都合を解消するための装置が特開平８−１４０７６号公報に記載されている。この公報に記載された装置は、内燃機関の出力によって駆動されるオイルポンプのほかに、電動機によって駆動することのできるオイルポンプを備えている。そして、車両が一時的に停止して内燃機関が自動停止された場合に、電動機によってオイルポンプを駆動することにより、変速機に対して必要な油圧を供給するように構成されている。
【０００６】
また、排ガスの削減や燃費の向上のために、動力源としてエンジンおよび電動機を搭載したハイブリッド車が提案されている。このハイブリッド車においては、例えば車速およびアクセル開度に基づいて、エンジンおよび電動機の駆動・停止が制御されている。このようなハイブリッド車の一例が、特開平６−３８３０３号公報に記載されている。このハイブリッド車においても、エンジンまたは電動機の動力によりオイルポンプが駆動されて油圧が発生し、この油圧が所定圧に制御されて変速機の摩擦係合装置に供給される。このような公報に記載されたハイブリッド車においては、エンジン効率の低い負荷領域においては、電動機の動力により車両を発進させることが可能であるが、電動機の回転数が低いために、オイルポンプの吐出圧もしくは吐出量が低く、摩擦係合装置に供給するべき油圧を得られない可能性がある。
【０００７】
そこで、特開平８−１４０７６号公報の技術を、特開平６−３８３０３号公報のハイブリッド車に適用し、電動機により車両が発進する場合に、別に設けられている電動機により駆動される電動オイルポンプにより、摩擦係合装置に供給するべき油圧の不足分を補うことが考えられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなシステムおよび制御を採用すれば、動力源としての内燃機関および電動機の自動停止時にも、変速機が所定の変速比を設定した状態を維持でき、したがって、車両の発進時に、電動機から変速機に対して次第にトルクを伝達することにより、円滑な発進をおこなうことができる。
【０００９】
しかしながら、電動機の動力により車両が発進する場合に、常時電動オイルポンプを駆動すれば、電動オイルポンプを駆動させる電動機に供給する電気エネルギが増加し、バッテリのＳＯＣ（state of charge：充電状態）が低下する。そして、内燃機関によって発電機を駆動し、バッテリに充電するとすれば、結局は、燃料の消費量が多くなって、排ガスの削減や燃費の向上などの本来の目的に反することになる。
【００１０】
この発明は、上記の事情を背景としてなされたものであり、動力源とは別に設けられている電動機によりオイルポンプを駆動するにあたり、電気エネルギの消費を抑制することの可能な車両の制御装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するためにこの発明は、車両の動力源としてのエンジンおよび第１の電動機と、このエンジンおよび第１の電動機から出力される動力の伝達経路に配置され、かつ、油圧により動作して変速比が制御される変速機と、前記第１の電動機から出力された動力により駆動されて前記変速機の変速比を制御する油圧を発生するオイルポンプと、第２の電動機の動力により駆動されて前記変速機の変速比を制御する油圧を発生する電動オイルポンプとを有する車両の制御装置において、前記第１の電動機の動力により車両が走行する際に前記第１のオイルポンプおよび第２のオイルポンプの油圧により前記変速機の変速比を制御する場合は、前記第１の電動機の回転数に基づいて前記第２の電動機の回転数を制御する電動機制御手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明によれば、第１の電動機の動力により車両が発進する際に、第１のオイルポンプおよび第２のオイルポンプにより発生した油圧により変速機の変速比を制御する場合は、第１の電動機の回転数に基づいて第２の電動機の回転数が制御される。例えば、第１の電動機の回転数の増加にともない第２の電動機の回転数を低下させれば、第２の電動機により消費される電気エネルギが低下する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図に示す具体例に基づいて説明する。図３はこの発明で対象とするハイブリッド車両のパワープラントの一例を示しており、内燃機関１の出力側に電動機（ＭＧ）２が接続されている。その内燃機関１は、要は、燃料を燃焼させて動力を出力する装置であって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、ガスエンジンなどを採用することができ、またその形式は、レシプロタイプのもの以外にタービン型のエンジンであってもよい。なお、以下の説明では、内燃機関１をエンジン１と記す。また、電動機２は、要は、電力が供給されてトルクを出力する装置であり、直流モータや交流モータを採用することができ、さらには固定永久磁石型同期モータなどの発電機能を兼ね備えたいわゆるモータ・ジェネレータを使用することができる。なお、以下の説明では、電動機２をモータ・ジェネレータ２と記す。
【００１４】
そのモータ・ジェネレータ２の出力側に自動変速機３が接続されている。この自動変速機３は、車両の走行状態に基づいて変速比を設定するように構成された装置であって、油圧式のトルクコンバータ（Ｔ／Ｃ）４を介して変速機構５に対してトルクを入力するように構成されている。また、これらトルクコンバータ４と変速機構５との間には、トルクコンバータ４の入力要素に連結されているオイルポンプ６が配置されている。このオイルポンプ６とは別に、電動機１１０Ａによって駆動される電動オイルポンプ１１０が設けられている。
【００１５】
そして、電動オイルポンプ１１０を駆動するためのモータ・ジェネレータ（ＭＧ）１１０Ａが設けられている。モータ・ジェネレータ１１０Ａとして固定永久磁石型同期モータが採用され、その制御のためにインバータ１１０Ｃを介してバッテリ１１０Ｂが接続されている。そして、そのインバータ１１０Ｃおよびバッテリ１１０Ｂを制御するコントローラとしての電子制御装置（ＥＣＵ）１１０Ｄが設けられている。この電子制御装置１１０Ｄは、マイクロコンピュータを主体に構成され、入力されるデータに基づいて演算をおこなって、モータ・ジェネレータ１１０Ａに供給する電流や周波数を制御するように構成されている。なお、モータ・ジェネレータ１１０Ａとエンジン１とは、相互に動力伝達が可能に構成されている。なお、バッテリ１１０Ｂとバッテリ１０とをＤＣ／ＤＣコンバータなどを介して電気的に接続することも可能である。また、バッテリ１１０Ｂとバッテリ１０とを単一の構成にすることも可能である。
【００１６】
さらに、前記変速機構５は、油圧によって変速制御されるように構成されており、その制御をおこなう油圧制御部７が設けられている。この油圧制御部７は、従来知られているものと同様に構成されており、電気的に制御される電磁弁やその電磁弁から供給される油圧によって切換動作するシフト弁（それぞれ図示せず）などを備えている。なお、自動変速機３の詳細については後述する。
【００１７】
前記エンジン１は、スロットル開度や燃料噴射量あるいは点火時期、バルブの開閉タイミングなどを電気的に制御できるように構成されており、その制御のための電子制御装置（Ｅ／Ｇ−ＥＣＵ）８が設けられている。このエンジン用電子制御装置８は、マイクロコンピュータを主体に構成され、アクセル開度や車速、変速信号、エンジン水温などの入力データに基づいて予め記憶しているプログラムに従って演算をおこない、その演算結果に基づいて制御信号を出力するように構成されている。
【００１８】
図３に示す例ではモータ・ジェネレータ２として固定永久磁石型同期モータが採用され、その制御のためにインバータ９を介してバッテリ１０が接続されている。そして、そのインバータ９およびバッテリ１０を制御するコントローラとしての電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）１１が設けられている。このモータ・ジェネレータ用電子制御装置１１は、マイクロコンピュータを主体に構成され、入力されるデータに基づいて演算をおこなって、モータ・ジェネレータ２に供給する電流や周波数、モータ・ジェネレータ２からバッテリ１０に充電する電力などを制御するように構成されている。
【００１９】
上記構成により、エンジン１の動力の一部をモータ・ジェネレータ２またはモータ・ジェネレータ１１０Ａの少なくとも一方に伝達することにより、モータ・ジェネレータ２，１１０Ａを発電機として機能させ、その電気エネルギをバッテリ１０，１１０Ｂに充電することが可能である。また、車両の減速時には車輪から入力される運動エネルギをモータ・ジェネレータ２に伝達して発電し、その電気エネルギをバッテリ１０に充電することも可能である。
【００２０】
さらに、自動変速機用電子制御装置（Ａ／Ｔ−ＥＣＵ）１２が設けられている。この自動変速機用電子制御装置１２は、マイクロコンピュータを主体に構成され、アクセル開度や車速などの車両の走行状態を示すデータが入力され、その走行状態に応じた変速段を設定するように前記油圧制御部７に制御信号を出力するように構成されている。
【００２１】
ここで、モータ・ジェネレータ２の具体的な構成について図４を参照して説明する。前記トルクコンバータ４を収容しているトランスミッションハウジング２０のエンジン１側の端部に、アダプタ２１が取り付けられている。このアダプタ２１は、トランスミッションハウジング２０の開口端とほぼ等しい外径の円筒状の部材であって、トランスミッションハウジング２０の端部とエンジン１との間に挟み込んだ状態でこれらトランスミッションハウジング２０とエンジン１とに連結されて固定されている。このアダプタ２１の内周面で軸線方向での中間部には、半径方向に沿いかつ中心部に向けて適宜に屈曲して延びた隔壁部２２が一体に形成されている。その隔壁部２２には、トルクコンバータ４の中心軸線と軸線を一致させた貫通孔が形成されている。
【００２２】
前記アダプタ２１の内周側の空間部のうち隔壁部２２によって仕切られたエンジン１側の空間部に、エンジン１の出力部材であるクランクシャフト２３の先端部が延びており、そのクランクシャフト２３の先端部にフライホイール２４がボルト２５によって固定されている。このフライホイール２４の正面（エンジン１とは反対側の面）にダンパ２６が取り付けられている。したがってフライホイール２４とダンパ２６とが、アダプタ２１の内周側で隔壁部２２によって仕切られたエンジン１側の空間部に収容されている。
【００２３】
ダンパ２６は、半径方向で外側に延びた平板部を有する中空円板状の第１のプレートとその中心側の部分に対向して取り付けられかつ第１のプレートと共に円周方向に沿う窓孔部を形成する第２のプレートとからなる駆動側部材２７と、その駆動側部材２７における各プレートの間に相対回転可能に延ばした板状の突出部を円筒状のボス部２８の外周側に一体化させ、かつその板状の突出部に前記窓孔部と一致する窓孔部を形成した従動側部材２９と、それらの窓孔部に保持させ、駆動側部材２７と従動側部材２９とが相対回転することによってこれらの部材２７，２９によって圧縮されるダンパスプリング３０とによって構成されている。そしてその駆動側部材２７における半径方向で外側に延びた平板部が、フライホイール２４の正面にボルト３１によって固定されている。すなわち駆動側部材２７がダンパ２６の入力側部材となり、かつ従動側部材２９がダンパ２６の出力側部材となっている。
【００２４】
前記隔壁部２２の内周側の端部は、軸線方向に延びた比較的短い円筒状に形成され、この円筒状の部分３２に軸受３３が嵌合させられており、この軸受３３は、前記円筒状の部分３２の内周面に取り付けた固定用部材であるスナップリング３４によって固定されている。そしてこの軸受３３の内周側に入力軸３５が嵌合させられ、したがってこの入力軸３５が軸受３３を介して隔壁部２２によって回転自在に支持され、また軸線方向に対しては固定されている。
【００２５】
この入力軸３５の先端部（図４での左側端部）が、前記ダンパ２６の内周部にまで延びており、かつ前記ダンパ２６における従動側部材２９のボス部２８に挿入されている。そして、これら入力軸３５と従動側部材２９とが、それぞれに形成されたスプライン３６によって連結されている。
【００２６】
入力軸３５の後端部（図４での右側端部）は、隔壁部２２における円筒状の部分３２の先端近傍にあってその円筒状の部分３２より半径方向で外側に延び、その半径方向で外側に突出した部分にハブ部３７が形成されている。したがってこのハブ部３７は、前記隔壁部２２を挟んで前記ダンパ２６とは反対側の空間部に収容されており、また、前記円筒状の部分３２の外周側で該円筒状部分３２と同心円上の位置に配置されている。そしてそのハブ部３７には、モータ・ジェネレータ２のロータ（回転子）３８と、トルクコンバータ４のフロントカバー３９とが一体的に連結されている。
【００２７】
このロータ３８は、円板状の部材の外周部に永久磁石を取り付けたものであって、その円板状部材の内周部を、前記ハブ部３７の円筒部３７Ａの外周面に対して、溶接などの固定手段によって一体化させることにより、ハブ部３７に取り付けられている。なお、入力軸３５が前記軸受３３を介して隔壁部２２によって軸線方向に位置決めされていることにより、ロータ３８も入力軸３５と共に軸受３３を介して隔壁部２２によって軸線方向での位置が決められている。
【００２８】
このロータ３８の外周側、すなわちトルクコンバータ４の回転中心軸線から半径方向で外側に最も離れた位置にステータ（固定子）４０が配置されている。このステータ４０は、積層鉄心とコイルとからなるものであって、前記アダプタ２１の内周面に固定されている。そしてその積層鉄心がロータ３８における永久磁石と半径方向で接近して対向しており、これに対してコイルが積層鉄心に対して軸線方向に張り出している。したがってモータ・ジェネレータ２は、コイルが軸線方向に突出し、これに対してロータ３８の永久磁石の部分がコイルよりも軸線方向で内側に大きく入り込んでおり、さらに永久磁石を取り付けてある円板状の部分が最も薄くて軸線方向に更に入り込んでいる。前記隔壁部２２は、モータ・ジェネレータ２におけるこのような輪郭形状に沿って屈曲している。
【００２９】
モータ・ジェネレータ２のロータ３８におけるハブ部３７に対する取付部には、エンジン１側に突出した円筒部４１が形成されており、その円筒部４１の外周面に、レゾルバ４２におけるロータ４３が固着されている。隔壁部２２は、モータ・ジェネレータ２のロータ３８に円筒部４１が形成されていることに伴い、その円筒部４１の先端側に位置するように形成され、したがってロータ３８に対して軸線方向にわずかずれている。そしてその隔壁部２２の内周部に円筒状の部分３２が形成され、この円筒状の部分３２が円筒部４１の内周側に延びている。したがってこの円筒状の部分３２に嵌合させた軸受３３が、レゾルバ４２に対してその半径方向で内周側に位置している。
【００３０】
さらに隔壁部２２の内面側（モータ・ジェネレータ２側）には、円周方向に所定の間隔をあけて複数のインロー嵌合部４４が突設されている。そのインロー嵌合部４４には、隔壁部２２を貫通したボルト孔が形成され、インロー嵌合部４４に嵌合させたステータ４５がこのボルト孔に挿入したボルト４６によって固定されている。なお、そのボルト孔は円周方向に向けた長孔であり、ボルト４６をゆるめた状態でステータ４５の円周方向での取付位置を微調整できるように構成されている。したがってレゾルバ４２は、軸受３３によって封止された隔壁部２２の内面側の空間部に収容され、かつモータ・ジェネレータ２におけるステータ４０の内周側に配置されている。
【００３１】
したがって上記の構成では、軸受３３およびレゾルバ４２ならびにロータ２さらにはステータ４０が半径方向にオーバーラップして配置されているので、軸線方向に沿って配列する部品数が少なくなり、その結果、軸長の短縮化が図られている。また、レゾルバ４２のロータ３８を、モータ・ジェネレータ２におけるロータ３８の内周側端部に円筒部４１を形成してその円筒部４１に取り付けた構造としてあるために、ロータ３８の入力軸３５への取付箇所すなわちハブ部３７への溶接箇所は、ロータ３８に対して軸線方向へずれた位置であり、結局、軸受３３に対して軸線方向へずれた位置となる。したがって、入力軸３５における軸受３３の取付面が入力軸３５に対するロータ３８の溶接箇所とは軸線方向にずれているから、その軸受３３の取付面（摺動面）の加工が容易になる。
【００３２】
一方、フロントカバー３９は、トルクコンバータ４におけるポンプシェル４７と一体化されてトルクコンバータ４の外側を覆う部材であって、図４に示すような異形断面の円板状の部材である。このフロントカバー３９の中心部分および半径方向での中間部分は、半径方向に沿う比較的単純な平板形状であり、これに対して外周側の部分は、軸線方向に張り出している前記コイルの内周側を通ってそのコイルの軸線方向の側面に到るように屈曲した形状に成形されている。そしてこの屈曲した外周部の先端部でポンプシェル４７の先端部に溶接などの固定手段で一体化され、また内周側の端部で前記ハブ部３７の軸線方向での他端部（図４での右端部）に溶接などの固定手段で一体化されている。
【００３３】
ポンプシェル４７は、従来のトルクコンバータのポンプシェルと同様に、回転中心から半径方向に延びた部分が、いわゆる椀形断面に湾曲した形状を成しており、その椀形に湾曲した部分の内面に、ポンプブレードが固定されてポンプインペラを構成している。そしてこのポンプシェル４７の他方の端部（図４での右側の端部）は、前記入力軸３５と中心軸線を一致させた円筒軸４８となっている。そしてこの円筒軸４８がオイルポンプ６のボデー４９におけるボス部５０の内周側に挿入され、そのボス部５０の内周部に挿入したブッシュ５１によって軸線方向に移動し得る状態で回転可能に保持されている。なお、このブッシュ５１は滑り軸受であり、これに替えて軸線方向への移動を許容できるころがり軸受を使用することもできる。
【００３４】
このオイルポンプボデー４９は、トランスミッションハウジング２０の内周面に固定されるとともに、その内部にロータ５２を回転自在に収容しており、前記ポンプシェル４７における円筒軸４８の先端部がそのロータ５２に係合している。すなわち入力軸３５に伝達された動力によってオイルポンプ６を駆動するように構成されている。なお、ボス部５０の先端部と円筒軸４８の外周面との間にオイルシール５３が配置されている。したがって前記軸受３３をシール構造のものとすることにより、モータ・ジェネレータ２が収容されている空間部が液密状態に維持されている。
【００３５】
上記の円筒軸４８の内周側に、円筒状の固定軸５４が、同一軸線上に配置されている。この固定軸５４は、オイルポンプ６のボデー４９に一体化された支持用の軸であって、その先端部がトルクコンバータ４の内部にまで延びている。そしてこの固定軸５４の先端部外周に一方向クラッチ５５のインナーレースがスプライン嵌合して取り付けられており、またその一方向クラッチ５５のアウターレースにステータ５６が取り付けられている。
【００３６】
さらに固定軸５４の内周側には変速機入力軸５７が挿入され、固定軸５４の内周面との間に配置した軸受５８によって回転自在に支持されている。この変速機入力軸５７の先端部は、前記固定軸５４の先端部方向に突出しており、その先端部にハブ５９がスプライン嵌合されている。なお、このハブ５９と変速機入力軸５７との間はオイルシール６０によって液密状態に封止されている。
【００３７】
ハブ５９には、タービンランナ６１とロックアップクラッチ（直結クラッチ）６２とが連結されている。タービンランナ６１は、椀形に湾曲したシェルの内面に複数のブレードを固定した構造であって、前記ポンプインペラとほぼ対称形状を成しており、前記ステータ５６を挟んでポンプインペラと対向して配置されている。
【００３８】
ロックアップクラッチ６２は、多板構造のクラッチであって、前記フロントカバー３９の内面に対向した位置に設けられている。すなわちフロントカバー３９の中間部で半径方向に沿う平板状の部分の正面に対向してクラッチドラム６３が配置されている。このクラッチドラム６３は、ほぼ有底円筒状を成す部材であって、フロントカバー３９の中間部の内面に対向する位置に配置されるとともに、その内周側の端部で前記ハブ５９にリベットによって固定されている。
【００３９】
このクラッチドラム６３の円筒状を成す外周部の内面に摩擦板６４がスプライン嵌合されている。またこの摩擦板６４を挟んでフロントカバー３９の内面と対向する位置に他の摩擦板６５が配置され、この他の摩擦板６５は、フロントカバー３９の内面に取り付けたリング状のリテーナ６６の外周側に嵌合されている。さらにこれらの摩擦板６４，６５を挟んでフロントカバー３９の内面に対向する位置にピストン６７が軸線方向に前後動するように配置されている。このピストン６７は、環状の板状体であって、その内周部によって前記ハブ５９に液密状態を維持して摺動自在に嵌合するとともに、外周部がクラッチドラム６３の円筒状部分の内周面に摺接している。
【００４０】
上述したフロントカバー３９およびポンプシェル４７によって区画されている空間部すなわちトルクコンバータ４の内部にはオイル（オートマチックトランスミッションフルード）が充填されており、入力軸３５と共にポンプインペラが回転して生じるオイルの螺旋流がタービンランナ６１に供給されてタービンランナ６１が回転し、その結果、入力軸３５から変速機入力軸５７に動力が伝達される。したがって入力軸３５がトルクコンバータ４の入力側の部材になっている。
【００４１】
また、ピストン６７の背面側すなわち摩擦板６４，６５とは反対側の油圧を、正面側すなわち摩擦板６４，６５側の油圧より高くすることにより、ピストン６７が摩擦板６４，６５をフロントカバー３９の内面との間に挟み付け、その結果、フロントカバー３９からこれらの摩擦板６４，６５を介してクラッチドラム６３ならびにハブ５９および変速機入力軸５７に動力が伝達される。すなわちロックアップクラッチ６２が係合することにより、このロックアップクラッチ６２を介して入力軸３５から変速機入力軸５７に直接動力が伝達される。
【００４２】
このようにロックアップクラッチ６２が設けられている位置は、フロントカバー３９の中間部であって半径方向に沿う平板部分に対向する位置であり、これは、フロントカバー３９が図に示すように屈曲していることにより、モータ・ジェネレータ２におけるステータ４０の内周側、より正確にはステータ４０におけるコイルの内周側の位置である。言い換えれば、流体伝動装置であるトルクコンバータ４の外周側の一部がステータ４０の内径より小さくなるように半径方向で内側に窪まされて凹部を形成しており、このようにして外径を縮小した部分すなわち小径部６８が、回転中心軸線方向でモータ・ジェネレータ２におけるステータ４０の内側に入り込まされている。言い換えれば、トルクコンバータ４の外周側の一部に凹部が形成され、その凹部にステータ４０のコイルの一部が配置されている。
【００４３】
したがって上記のパワープラントでは、エンジン１のクランクシャフト２３に入力軸３５が連結され、その入力軸３５にモータ・ジェネレータ２のロータ３８が連結されている。そしてその入力軸３５がトルクコンバータ４のフロントカバー３９およびポンプシェル４７ならびに円筒軸４８を介してオイルポンプ６に連結されている。そのため、オイルポンプ６に対してはエンジン１およびモータ・ジェネレータ２のいずれからもトルクを伝達してオイルポンプ６を駆動することができるように構成されている。
【００４４】
上記のパワープラントは、基本的には、走行のための動力をエンジン１によって出力し、またエンジン１によって減速し、モータ・ジェネレータ２は走行のための駆動力あるいは制動力を補助するために使用される。したがって前記自動変速機３は後進段を含む複数の変速段を設定することができるように構成されている。その変速機構５の一例を図５に示してある。
【００４５】
ここに示す構成では、前進５段・後進１段の変速段を設定するように構成されている。すなわちここに示す自動変速機３は、トルクコンバータ４およびオイルポンプ６に続けて副変速部８１と、主変速部８２とを備えている。その副変速部８１は、いわゆるオーバードライブ部であって１組のシングルピニオン型遊星歯車機構８３によって構成され、キャリヤ８４が前記変速機入力軸５７に連結され、またこのキャリヤ８４とサンギヤ８５との間に一方向クラッチＦ0 と一体化クラッチＣ0 とが並列に配置されている。なお、この一方向クラッチＦ0 はサンギヤ８５がキャリヤ８４に対して相対的に正回転（変速機入力軸５７の回転方向の回転）する場合に係合するようになっている。またサンギヤ８５の回転を選択的に止める多板ブレーキＢ0 が設けられている。そしてこの副変速部８１の出力要素であるリングギヤ８６が、主変速部８２の入力要素である中間軸８７に接続されている。
【００４６】
したがって副変速部８１は、一体化クラッチＣ0 もしくは一方向クラッチＦ0 が係合した状態では遊星歯車機構８３の全体が一体となって回転するため、中間軸８７が変速機入力軸５７と同速度で回転し、低速段となる。またブレーキＢ0 を係合させてサンギヤ８５の回転を止めた状態では、リングギヤ８６が変速機入力軸５７に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００４７】
他方、主変速部８２は三組の遊星歯車機構８８，８９，９０を備えており、それらの回転要素が以下のように連結されている。すなわち第１遊星歯車機構８８のサンギヤ９１と第２遊星歯車機構８９のサンギヤ９２とが互いに一体的に連結され、また第１遊星歯車機構８８のリングギヤ９３と第２遊星歯車機構８９のキャリヤ９４と第３遊星歯車機構９０のキャリヤ９５との三者が連結され、かつそのキャリヤ９５に出力軸９６が連結されている。さらに第２遊星歯車機構８９のリングギヤ９７が第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９８に連結されている。
【００４８】
この主変速部８２の歯車列では後進段と前進側の四つの変速段とを設定することができ、そのためのクラッチおよびブレーキが以下のように設けられている。先ずクラッチについて述べると、互いに連結されている第２遊星歯車機構８９のリングギヤ９７および第３遊星歯車機構９０のサンギヤ９８と中間軸８７との間に第１クラッチＣ1 が設けられ、また互いに連結された第１遊星歯車機構８８のサンギヤ９１および第２遊星歯車機構８９のサンギヤ９２と中間軸８７との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。
【００４９】
つぎにブレーキについて述べると、第１ブレーキＢ1 はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機構８８および第２遊星歯車機構８９のサンギヤ９１，８９の回転を止めるように配置されている。またこれらのサンギヤ９１，８９（すなわち共通サンギヤ軸）とトランスミッションハウジング２０との間には、第１一方向クラッチＦ1 と多板ブレーキである第２ブレーキＢ2 とが直列に配列されており、その第１一方向クラッチＦ1 はサンギヤ９１，８９が逆回転（変速機入力軸５７の回転方向とは反対方向の回転）しようとする際に係合するようになっている。多板ブレーキである第３ブレーキＢ3 は第１遊星歯車機構８８のキャリヤ９９とトランスミッションハウジング２０との間に設けられている。そして第３遊星歯車機構９０のリングギヤ１００の回転を止めるブレーキとして多板ブレーキである第４ブレーキＢ4 と第２一方向クラッチＦ2 とがトランスミッションハウジング２０との間に並列に配置されている。なお、この第２一方向クラッチＦ2 はリングギヤ１００が逆回転しようとする際に係合するようになっている。
【００５０】
上述した各変速部８１，８２の回転部材のうち副変速部８１のクラッチＣ0 の回転数を検出するタービン回転数センサ１０１と、出力軸９６の回転数を検出する出力軸回転数センサ１０２とが設けられている。
【００５１】
上記の自動変速機３では、各クラッチやブレーキを図６の作動表に示すように係合・解放することにより前進５段・後進１段の変速段を設定することができる。なお、図６において○印は係合状態、空欄は解放状態、◎印はエンジンブレーキ時の係合状態、△印は係合するものの動力伝達に関係しないことをそれぞれ示す。
【００５２】
図６に示すＰ（パーキング）、Ｒ（リバース：後進段）、Ｎ（ニュートラル）ならびに第１速（１ｓｔ）ないし第５速（５ｔｈ）の各シフト状態は、図示しないシフト装置のレバーをマニュアル操作することにより設定される。そのシフトレバーによって設定される各シフトポジションは、Ｐ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌポジションである。
【００５３】
ここで、Ｄポジションは車速やアクセル開度などの車両の走行状態に基づいて前進第１速ないし第５速を設定するためのポジションであり、また４ポジションは、第１速ないし第４速、３ポジションは第１速ないし第３速、２ポジションは第１速および第２速、Ｌポジションは第１速をそれぞれ設定するためのポジションである。なお、３ポジションないしＬポジションは、エンジンブレーキレンジを設定するポジションであり、それぞれのポジションで設定可能な変速段のうち最も高速側の変速段でエンジンブレーキを効かせるように構成されている。
【００５４】
また、ＤポジションないしＬポジションのいずれかをシフトレバーによって選択することにより、そのポジションに応じた変速段を設定することができるようになっている。すなわち、マニュアル操作によって変速段を設定する変速モードであって、これが前記のスポーツモードである。このスポーツモードを選択するスポーツモードスイッチ（図示せず）がインストルメントパネルもしくはセンターコンソール（それぞれ図示せず）などに設けられている。このスイッチ１０３をオン操作した状態で、シフトレバーをＤポジションに設定すると前進第５速となり、また４ポジションに設定すると前進第４速、３ポジションに設定すると前進第３速、２ポジションに設定すると前進第２速、Ｌポジションに設定すると前進第１速の各変速段が設定される。
【００５５】
上記のエンジン１やモータ・ジェネレータ２ならびに自動変速機３などの各装置は、車両の状態を示す各種のデータに基づいて制御される。例えば図７に示すように、マイクロコンピュータを主体とする総合制御装置（ＥＣＵ）１０４に各種の信号を入力し、その入力された信号に基づく演算結果を制御信号として出力するようになっている。この入力信号の例を挙げれば、ＡＢＳ（アンチロックブレーキ）コンピュータからの信号、車両安定化制御（ＶＳＣ：商標）コンピュータからの信号、エンジン回転数ＮE 、エンジン水温、イグニッションスイッチからの信号、バッテリＳＯＣ（State of Charge：充電状態）、ヘッドライトのオン・オフ信号、デフォッガのオン・オフ信号、エアコンのオン・オフ信号、車速信号、自動変速機（ＡＴ）油温、シフトポジション、サイドブレーキのオン・オフ信号、フットブレーキのオン・オフ信号、触媒（排気浄化触媒）温度、アクセル開度、カム角センサからの信号、スポーツシフト信号、車両加速度センサからの信号、駆動力源ブレーキ力スイッチからの信号、タービン回転数ＮT センサからの信号、レゾルバ信号などである。
【００５６】
また、出力信号の例を挙げると、点火信号、噴射（燃料の噴射）信号、スタータへの信号、前記コントローラ５９への信号、減速装置への信号、ＡＴソレノイドへの信号、ＡＴライン圧コントロールソレノイドへの信号、ＡＢＳアクチュエータへの信号、自動停止制御実施インジケータへの信号、自動停止制御未実施インジケータへの信号、スポーツモードインジケータへの信号、ＶＳＣアクチュエータへの信号、ＡＴロックアップコントロールバルブへの信号、および電動オイルポンプ１１０を制御する電子制御装置１１０Ｄに対する信号などである。なおここで、自動停止制御とは、車両が停止した場合に、所定の条件の成立によってエンジン１を自動停止する制御であり、燃費および排ガスの削減のための制御である。前記電動オイルポンプ１１０は、基本的には、エンジン１もしくはモータ・ジェネレータ２により駆動される前記オイルポンプ６による油圧を補完し、もしくはオイルポンプ６に替わって油圧を出力するように制御される。
【００５７】
ここで、この発明の構成と実施形態の構成との対応関係を説明する。モータ・ジェネレータ２がこの発明の第１の電動機に相当し、ロックアップクラッチ６２または変速機構５の一部を構成する各種のクラッチやブレーキがこの発明の摩擦係合装置に相当し、トルクコンバータ４および自動変速機３がこの発明の動力伝達装置に相当し、オイルポンプ６がこの発明の第１のオイルポンプに相当し、モータ・ジェネレータ１１０Ａが第２の電動機に相当し、電動オイルポンプ１１０がこの発明の第２のオイルポンプに相当する。
【００５８】
上記のパワープラントでは、モータ・ジェネレータ２を備え、かつそのモータ・ジェネレータ２がエンジン１と共に入力軸３５に連結されているので、モータ・ジェネレータ２によって発進することができ、またエンジン１を始動（クランキング）することができる。さらにオイルポンプ６が、入力軸３５に連結されていてエンジン１およびモータ・ジェネレータ２のいずれによってもオイルポンプ６を駆動し、自動変速機３で必要な油圧を発生させることができる。さらに、電動オイルポンプ１１０により上記油圧を発生させることも可能である。そこで、この発明の制御装置は、図１に示す制御を実行し、燃費を向上させる。
【００５９】
すなわち図１において、先ず、入力信号の読み込みなどの処理をおこない（ステップ２０１）、モータ・ジェネレータ２の動力のみにより車両が走行する条件が成立しているか否かが判断される（ステップ２０２）。この実施形態のハイブリッド車においては、例えば車速およびスロットル開度をパラメータとするマップにより、モータ・ジェネレータ２の単独駆動モード、エンジン１の単独駆動モード、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２を駆動する駆動モードのいずれかが選択される。具体的には、車両の発進時などのように、エンジン効率が悪い低負荷状態においては、モータ・ジェネレータ２の単独駆動モードが選択され、アクセルペダルの踏み込みにより、所定の加速要求が発生した場合は、モータ・ジェネレータ２の駆動モードからエンジン１の駆動モードに切り換えられ、急激な加速要求が発生した場合は、エンジン１の動力をモータ・ジェネレータ２の動力により補う駆動モードが選択される。
【００６０】
上記マップに基づいて、ステップ２０２で否定判断された場合はリターンされ、ステップ２０２で肯定判断された場合は、モータ・ジェネレータ２の回転数が所定値Ｎopm を越えているか否かが判断される（ステップ２０３）。このステップ２０３においては、車速が所定車速Ｖを越えているか否かを判断してもよい。ステップ２０３で否定判断された場合は、オイルポンプ６により発生する油圧（吐出圧）および吐出量が比較的低く、自動変速機３の摩擦係合装置の係合油圧を、必要な値まで高めることができない可能性がある。そこで、モータ・ジェネレータ１１０Ａを所定回転数以上に制御し、必要な油圧に対する油圧の不足分を、電動オイルポンプ１１０により発生する油圧で補う制御をおこない（ステップ２０４）、リターンされる。
【００６１】
これに対して、ステップ２０３で否定判断された場合は、自動変速機３の摩擦係合装置に供給するべき油圧を、モータ・ジェネレータ２の動力により駆動されるオイルポンプ６により確保しやすくなる。そこで、電動オイルポンプ１１０を駆動するモータ・ジェネレータ１１０Ａの回転数を漸減させて停止させる制御をおこない（ステップ２０５）、リターンされる。ここで、図１のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、ステップ２０２，〜２０５がこの発明の電動機制御手段に相当する。
【００６２】
図２は上記制御に対応するタイムチャートの一例である。すなわち、アクセルペダルがオフされている状態においては、モータ・ジェネレータ２の回転数が零に制御されており、オイルポンプ６の吐出量、すなわち、回転数が零に制御されている。一方、電動オイルポンプ１１０の吐出量、すなわちモータ・ジェネレータ１１０Ａの回転数が所定値に制御され、電動オイルポンプ１１０により発生する油圧により、係合装置の油圧が所定値に制御されている。
【００６３】
ついで時刻ｔ１においてアクセルペダルが踏み込まれて発進要求が成立すると、モータ・ジェネレータ２が単独駆動されてその回転数が徐々に上昇するとともに、オイルポンプ６の吐出量（回転数）が徐々に上昇する。そして、時刻ｔ２において、モータ・ジェネレータ２の回転数が所定値Ｎpom を越えたことが判断されるとともに、モータ・ジェネレータ２の回転数がさらに上昇すると、時刻ｔ３において電動オイルポンプ１１０を停止させる信号が出力され、電動オイルポンプ１１０の吐出量（モータ・ジェネレータ１１０Ａの回転数）が徐々に低下され、時刻ｔ４において電動オイルポンプ１１０の吐出量（モータ・ジェネレータ１１０Ａの回転数）が零に制御されている。このようにして、オイルポンプ６または電動オイルポンプ１１０Ａで発生する油圧が、油圧制御部７において所定圧に制御され、摩擦係合装置に供給される。
【００６４】
以上のようにこの実施形態においては、車速の上昇にともなってオイルポンプ６の発生油圧を高めることが可能な状況においては、電動オイルポンプ１１０により発生する油圧を徐々に低下させる。言い換えれば、モータ・ジェネレータ１１０Ａに供給される電気エネルギが低減され、その分、車両全体としての燃費が向上するとともに、モータ・ジェネレータ２の回転数の上昇により、摩擦係合装置に供給するべき油圧を確保することができ、車両の発進応答性が向上する。
【００６５】
なお、この実施形態においては、歯車変速機構および摩擦係合装置を有し、その変速比を段階的に変更することの可能な有段式の自動変速機について説明しているが、変速比を無段階（連続的）に変更することの可能な無段変速機（ＣＶＴ）に対して、この発明を適用することが可能である。また、第１の電動機の回転数の減少にともなって、第２の電動機の回転数を増加させる制御をおこなうことも可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、第１の電動機の動力により車両が発進する際に、第１のオイルポンプおよび第２のオイルポンプにより発生した油圧により変速機の変速比を制御する場合は、第１の電動機の回転数に基づいて第２の電動機の回転数が制御される。例えば、第１のオイルポンプの発生油圧を高めることが可能な状況においては、第２のオイルポンプにより発生する油圧を低下させ、第２の電動機により消費される電気エネルギを低減することができる。したがって、その分、車両全体としての燃費が向上するとともに、第１の電動機の回転数の増加により、摩擦係合装置に供給するべき油圧を確保することができ、車両の発進応答性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の制御装置で実行される制御例を説明するためのフローチャートである。
【図２】 図１に示す制御に対応するタイムチャートの一例である。
【図３】 この発明で対象とするパワートレーンおよび制御系統の一例を模式的に示すブロック図である。
【図４】 図３に示すモータ・ジェネレータの周辺の具体的な構成の例を示す部分断面図である。
【図５】 図３に示す自動変速機のギヤトレーンの一例を示すスケルトン図である。
【図６】 図３の自動変速機の各変速段を設定するためのクラッチおよびブレーキの係合・解放を示す図表である。
【図７】 この発明の一例における総合制御装置における入出力信号を示す図である。
【符号の説明】
２…モータ・ジェネレータ、 ３…自動変速機、 ６…オイルポンプ、 １１…モータ・ジェネレータ用電子制御装置、 ６２…ロックアップクラッチ、 １１０…電動オイルポンプ、 １１０Ａ…モータ・ジェネレータ。

Claims (1)

1. 車両の動力源としてのエンジンおよび第１の電動機と、このエンジンおよび第１の電動機から出力される動力の伝達経路に配置され、かつ、油圧により動作して変速比が制御される変速機と、前記第１の電動機から出力された動力により駆動されて前記変速機の変速比を制御する油圧を発生するオイルポンプと、第２の電動機の動力により駆動されて前記変速機の変速比を制御する油圧を発生する電動オイルポンプとを有する車両の制御装置において、
   前記第１の電動機の動力により車両が走行する際に前記第１のオイルポンプおよび第２のオイルポンプの油圧により前記変速機の変速比を制御する場合は、前記第１の電動機の回転数に基づいて前記第２の電動機の回転数を制御する電動機制御手段を備えていることを特徴とする車両の制御装置。

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