JP3858487B2 - パワートレーンの制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の動力源としてエンジンおよびモータ・ジェネレータとを備えており、車輪から入力される動力によりモータ・ジェネレータで回生制動をおこなうことの可能なパワートレーンの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、エンジンを駆動させる燃料の節約と、エンジンの回転による騒音の低減と、燃料の燃焼により発生する排気ガスの低減とを目的として、エンジンおよびモータ・ジェネレータと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、車両の走行状態に基づいてエンジンまたはモータ・ジェネレータを制御して、車両を走行させるように構成されている。
【０００３】
このように、エンジンおよびモータ・ジェネレータを備えた制御装置の一例が、特開平８−１６８１０４号公報に記載されている。この公報に記載された制御装置においては、エンジンの出力軸にモータ・ジェネレータが設けられており、このモータ・ジェネレータが電動機および発電機として機能する。また、エンジンの出力軸にはトルクコンバータを介して変速機が接続されている。なお、トルクコンバータは直結クラッチを備えている。
【０００４】
上記制御装置によれば、エンジンの低速回転域において、エンジントルクの変動を吸収するようにモータ・ジェネレータのトルクを制御することにより、低車速域における直結クラッチの係合を可能にしている。その結果、燃費が向上してドライバビリティの悪化を防止することができるとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報においては、モータ・ジェネレータを電動機として機能させる場合、つまり、モータ・ジェネレータを車両の動力源として用いる場合の技術について記載されているのみである。つまり、モータ・ジェネレータにより回生制動トルクを発生させる場合の制御、特に、モータ・ジェネレータの回生制動時に、直結クラッチをどのように制御するかについては何も記述がない。したがって、モータ・ジェネレータによる回生制動時において、直結クラッチの状態に基づいて種々の問題が発生する可能性があり、この点で改善の余地が残されていた。
【０００６】
この発明は、上記事情を背景としてなされたもので、モータ・ジェネレータにより回生制動トルクを発生させる場合に、直結クラッチの状態に基づいて発生する各種の問題点を解消することの可能なパワートレーンの制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、エンジンから入力される動力または車輪から入力される動力により発電機として機能するモータ・ジェネレータと、このモータ・ジェネレータと前記車輪との間に配置された流体式動力伝達装置と、この流体式動力伝達装置の回転部材同士の動力伝達状態を切り換えるために係合・解放される直結クラッチと、前記流体式動力伝達装置と前記車輪との間に配置された変速機と有し、前記車輪から入力される動力を前記モータ・ジェネレータに伝達して回生制動トルクを発生させることの可能なパワートレーンの制御装置において、前記直結クラッチの完全係合時および前記直結クラッチのスリップ制御時および前記直結クラッチの解放時における前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を求めるとともに、前記直結クラッチが完全係合されている場合は、前記変速機の変速比および前記モータ・ジェネレータの回生トルクを制御することにより、前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を最大とし、前記直結クラッチがスリップ制御されている場合は、前記直結クラッチのスリップ率および前記変速機の変速比および前記モータ・ジェネレータの回生トルクを制御することにより、前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を最大とし、前記直結クラッチが解放されている場合は、前記直結クラッチを完全係合またはスリップ制御し、かつ、前記変速機の変速比および前記モータ・ジェネレータの回生トルクを制御することにより、前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を最大とする回生制動条件制御手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の発明によれば、モータ・ジェネレータの回生制動効率が最大となるように、モータ・ジェネレータの回生制動トルクおよび直結クラッチのスリップ率、および変速機の変速比が制御される。このため、例えばモータ・ジェネレータの回生制動効率を可及的に向上させることが可能になる。
【０００９】
請求項２の発明は、エンジンから入力される動力または車輪から入力される動力により発電機として機能するモータ・ジェネレータと、このモータ・ジェネレータと前記車輪との間に配置された流体式動力伝達装置と、この流体式動力伝達装置の回転部材同士の動力伝達状態を切り換えるために係合・解放される直結クラッチと、前記流体式動力伝達装置と前記車輪との間に配置された変速機と有し、前記車輪から入力される動力を前記モータ・ジェネレータに伝達して回生制動トルクを発生させることの可能なパワートレーンの制御装置において、前記直結クラッチが完全係合またはスリップ制御または解放のいずれかの状態に設定されている場合に、前記直結クラッチの各状態における前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を求めるとともに、前記直結クラッチの各状態における前記モータ・ジェネレータの回生制動効率が最大となるように、前記変速機の変速比および前記直結クラッチのスリップ率および前記モータ・ジェネレータの回生トルクを制御する回生制動条件制御手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明によれば、直結クラッチが完全係合またはスリップ制御または解放のいずれかの状態に設定されている場合に、直結クラッチの各状態におけるモータ・ジェネレータの回生制動効率を求めるとともに、直結クラッチの各状態におけるモータ・ジェネレータの回生制動効率が最大となるように、変速機の変速比および直結クラッチのスリップ率およびモータ・ジェネレータの回生トルクが制御される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図を参照してより具体的に説明する。図２は、この発明を適用したハイブリッド車のシステム構成を示すブロック図である。車両の第１の動力源であるエンジン１としては、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジン等の内燃機関が用いられる。この実施例のエンジン１は、燃料噴射装置および吸排気装置ならびに点火装置等を備えた公知の構造のものである。
【００１２】
また、エンジン１の吸気管には電子スロットルバルブ１Ｂが設けられており、電子スロットルバルブ１Ｂの開度が電気的に制御されるように構成されている。エンジン１の動力伝達経路（言い換えればトルク伝達経路）には、トルクコンバータ２およびモータ・ジェネレータ３ならびに歯車変速機構４が直列に配置されている。なお、この実施形態においては、エンジン１とトルクコンバータ２との間にモータ・ジェネレータ３が配置され、モータ・ジェネレータ３と歯車変速機構４との間にトルクコンバータ２が配置されている。
【００１３】
このモータ・ジェネレータ３は、車両の第２の動力源としての機能を有し、モータ・ジェネレータ３は、例えば交流同期型のものが適用される。モータ・ジェネレータ３は、永久磁石を有する回転子（図示せず）と、コイル（図示せず）が巻き付けられた固定子（図示せず）とを備えている。そして、コイルの３相巻き線に３相交流電流を流すと回転磁界が発生し、この回転磁界を回転子の回転位置および回転速度に合わせて制御することにより、トルクが発生する。発生するトルクは電流の大きさにほぼ比例し、回転数は交流電流の周波数により制御される。
【００１４】
一方、モータ・ジェネレータ３にはインバータ８０を介してバッテリ８１が接続され、モータ・ジェネレータ３およびインバータ８０ならびにバッテリ８１を制御するコントローラ８２が設けられている。前記インバータ８０は、バッテリ８１の直流電流を３相交流電流に変換してモータ・ジェネレータ３に供給する一方、モータ・ジェネレータ３で発電された３相交流電流を直流電流に変換してバッテリ８１に供給する３相ブリッジ回路（図示せず）を備えている。この３相ブリッジ回路は、例えば６個のパワートランジスタ（図示せず）を電気的に接続して構成されている。これらのパワートランジスタのオン・オフを切り換えることにより、モータ・ジェネレータ３とバッテリ８１との間の電流の向きを切り換える。このようにして、３相交流電流と直流電流との相互の変換と、モータ・ジェネレータ３に印可される３相交流電流の周波数の調整と、モータ・ジェネレータ３に印可される３相交流電流の大きさの調整と、モータ・ジェネレータ３の回生制動トルクの調整とがおこなわれる。
【００１５】
上記構成のモータ・ジェネレータ３は、機械エネルギと電気エネルギとの間で相互に変換をおこなう機能、つまり、電動機としての機能と、発電機としての機能とを兼備している。モータ・ジェネレータ３を電動機として機能させる場合は、バッテリ８１からの直流電圧を交流電圧に変換してモータ・ジェネレータ３に供給する。また、モータ・ジェネレータ３を発電機として機能させる場合は、回転子の回転により発生した誘導電圧をインバータ８０により直流電圧に変換してバッテリ８１に充電する。
【００１６】
そして、コントローラ８２は、バッテリ８１からモータ・ジェネレータ３に供給される電流値、またはモータ・ジェネレータ３により発電される電流値を検出または制御する機能を備えている。また、コントローラ８２は、モータ・ジェネレータ３の回転数を制御する機能と、バッテリ８１の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を検出および制御する機能とを備えている。
【００１７】
図３は、エンジン１と車輪３２Ａとの間に形成されているパワートレーンの構成、具体的にはトルクコンバータ２および歯車変速機構４の構成を示すスケルトン図である。このトルクコンバータ２および歯車変速機構４を有する自動変速機のケーシング３５の内部には、作動流体としてのオートマチック・トランスミッション・フルード（以下、ＡＴＦまたはオイルと略記する）が封入されている。またケーシング３５の内部には、オイルポンプ８３が設けられている。そして、エンジン１の動力がポンプインペラ７を介してオイルポンプ８３に伝達され、オイルポンプ８３が駆動されるように構成されている。
【００１８】
トルクコンバータ２は、流体式動力伝達装置の一種であり、トルク増幅機能を備えている。このトルクコンバータ２は、駆動側回転部材の動力を、オイルを介して従動側回転部材に伝達するものである。このトルクコンバータ２は、ポンプインペラ７に一体化させたフロントカバー８と、タービンランナ９を一体に取付けたハブ１０と、ロックアップクラッチ１１とを有している。ロックアップクラッチ１１は係合（オン）・解放（オフ）可能に構成されており、ロックアップクラッチ１１が解放されている場合は、ポンプインペラ７とタービンランナ９との間で、オイルによりトルクの伝達がおこなわれる。また、ロックアップクラッチ１１が係合された場合は、フロントカバー８とハブ１０とが機械的に接続される。
【００１９】
また、ポンプインペラ７およびタービンランナ９の内周側には、ステータ１３が設けられている。このステータ１３は、ポンプインペラ７からタービンランナ９に伝達されるトルクを増幅するためのものである。さらに、ハブ１０には入力軸１４が接続されている。したがって、エンジン１のクランクシャフト１２からトルクが出力されると、このトルクがＡＴＦまたはロックアップクラッチ１１を介して入力軸１４に伝達される。これとは逆に、車輪３２Ａから入力軸１４に伝達されるトルクを、ＡＴＦまたはロックアップクラッチ１１を介してエンジン１に伝達することも可能である。
【００２０】
前記歯車変速機構４は、副変速部１５および主変速部１６から構成されている。副変速部１５は、オーバドライブ用の遊星歯車機構１７を備えており、遊星歯車機構１７のキャリヤ１８に対して入力軸１４が連結されている。この遊星歯車機構１７を構成するキャリヤ１８とサンギヤ１９との間には、多板クラッチＣ0 と一方向クラッチＦ0 とが設けられている。この一方向クラッチＦ0 は、サンギヤ１９がキャリヤ１８に対して相対的に正回転、つまり、入力軸１４の回転方向に回転した場合に係合するようになっている。そして、副変速部１５の出力要素であるリングギヤ２０が、主変速部１６の入力要素である中間軸２１に接続されている。また、サンギヤ１９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。
【００２１】
したがって、副変速部１５は、多板クラッチＣ0 もしくは一方向クラッチＦ0 が係合した状態で遊星歯車機構１７の全体が一体となって回転する。このため、中間軸２１が入力軸１４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１９の回転を止めた状態では、リングギヤ２０が入力軸１４に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００２２】
他方、主変速部１６は、三組の遊星歯車機構２２，２３，２４を備えており、三組の遊星歯車機構２２，２３，２４を構成する回転要素が、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２２のサンギヤ２５と、第２遊星歯車機構２３のサンギヤ２６とが互いに一体的に連結されている。また、第１遊星歯車機構２２のリングギヤ２７と、第２遊星歯車機構２３のキャリヤ２９と、第３遊星歯車機構２４のキャリヤ３１とが連結されている。さらに、キャリヤ３１に出力軸３２が連結されている。そして、出力軸３２がトルク伝達装置（図示せず）を介して車輪３２Ａに接続されている。さらにまた、第２遊星歯車機構２３のリングギヤ３３が、第３遊星歯車機構２４のサンギヤ３４に連結されている。
【００２３】
この主変速部１６の歯車列においては、後進側の１つの変速段と、前進側の４つの変速段とを設定することができる。このような変速段を設定するための摩擦係合装置、つまり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、リングギヤ３３およびサンギヤ３４と、中間軸２１との間に第１クラッチＣ1 が設けられている。また、互いに連結されたサンギヤ２５およびサンギヤ２６と、中間軸２１との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。
【００２４】
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２２のサンギヤ２５、および第２遊星歯車機構２３のサンギヤ２６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２５，２６とケーシング３５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いる。第１一方向クラッチＦ1 はサンギヤ２５，２６が逆回転、つまり入力軸１４の回転方向とは反対方向に回転しようとする際に係合するようになっている。
【００２５】
第１遊星歯車機構２２のキャリヤ３７と、ケーシング３５との間に、多板ブレーキである第３ブレーキＢ3 が設けられている。そして第３遊星歯車機構２４はリングギヤ３８を備えており、リングギヤ３８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 とが設けられている。第４ブレーキＢ4 および第２一方向クラッチＦ2 は、ケーシング３５とリングギヤ３８との間に相互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３８が逆回転しようとする際に係合するように構成されている。さらに、歯車変速機構４の入力回転数を検出する入力回転数センサ（言い換えればタービン回転数センサ）４Ａと、歯車変速機構４の出力軸３２の回転数を検出する出力回転数センサ（言い換えれば車速センサ）４Ｂとが設けられている。
【００２６】
上記のように構成された歯車変速機構４においては、各クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置を、図４の動作図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４において○印は摩擦係合装置が係合することを示し、◎印は、エンジンブレーキ時に摩擦係合装置が係合することを示し、△印は摩擦係合装置が係合・解放のいずれでもよいこと、言い換えれば、摩擦係合装置が係合されてもトルクの伝達には無関係であることを示し、空欄は摩擦係合装置が解放されることを示している。
【００２７】
また、この実施形態では、シフトレバー４Ｃのマニュアル操作により、自動変速機のポジションを選択することが可能である。例えば、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（ロー）ポジションの各ポジションを選択可能である。ここで、ＰポジションおよびＮポジションは非走行ポジションであり、Ｒポジション、Ｄポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌポジションは走行ポジションである。
【００２８】
そして、Ｄポジションでは第１速ないし第５速のいずれかを設定することが可能であり、４ポジションでは第１速ないし第４速のいずれかを設定することが可能であり、３ポジションでは第１速ないし第３速のいずれかを設定することが可能であり、２ポジションでは第１速または第２速のいずれかを設定することが可能であり、Ｌ（ロー）ポジションでは第１速の変速段が設定される。
【００２９】
また、図２に示された油圧制御装置３９は、歯車変速機構４により設定される変速段の制御と、ロックアップクラッチ１１の係合・解放制御と、摩擦係合装置に接続されている油圧回路のライン圧の制御と、摩擦係合装置の係合圧の制御とをおこなう機能を有している。そして、この実施形態において、ロックアップクラッチ１１の係合には、動力の伝達状態において摩擦部材同士が相対回転しない完全係合状態と、動力の伝達状態において摩擦部材同士が相対回転するスリップ状態とが含まれる。
【００３０】
前記油圧制御装置３９は電気的に制御されるもので、歯車変速機構４の変速を実行するための第１ないし第３のシフトソレノイドバルブＳ1 ，〜Ｓ3 と、エンジンブレーキ状態を制御するための第４ソレノイドバルブＳ4 とを備えている。さらに、油圧制御装置３９は、油圧回路のライン圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLTと、歯車変速機構４の変速過渡時におけるアキュームレータ背圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLNと、ロックアップクラッチ１１や所定の摩擦係合装置に作用する油圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLUとを備えている。
【００３１】
また、エンジン１の他方の動力伝達経路には、駆動装置８４を介してモータ・ジェネレータ８５が設けられている。駆動装置８４は、遊星歯車機構８４Ａと、一方向クラッチ８５Ｂと、遊星歯車機構８４Ａの回転要素を選択的に固定するブレーキ８４Ｃと、駆動装置８４とクランクシャフト１２との間の動力伝達経路を接続・遮断するクラッチ８４Ｄとを備えた公知の構造のものである。モータ・ジェネレータ８５は、モータ・ジェネレータ３と同様に構成されている。また、モータ・ジェネレータ８５にはインバータ８６を介してバッテリ８７が接続されている。さらに、インバータ８６およびバッテリ８７を制御するコントローラ８８が設けられている。
【００３２】
これらのコントローラ８８およびバッテリ８７ならびにインバータ８６の構成および機能は、コントローラ８２およびバッテリ８１ならびにインバータ８０の構成および機能と同様である。そして、このモータ・ジェネレータ８５も、発電機としての機能と、電動機としての機能とを兼備している。したがって、モータ・ジェネレータ８５を電動機として機能させることにより、モータ・ジェネレータ８５の動力をエンジン１に伝達したり、エンジン１の動力の一部をモータ・ジェネレータ８５に伝達してモータ・ジェネレータ８５を発電機として機能させ、その電気エネルギをバッテリ８７に充電することが可能である。なお、モータ・ジェネレータ３とエンジン１との間で動力の伝達をおこなう場合は、駆動装置８４のクラッチ８４Ｄが係合される。
【００３３】
そして、前記コントローラ８８は、バッテリ８７からモータ・ジェネレータ８５に供給される電流値、またはモータ・ジェネレータ８５により発電される電流値を検出または制御する機能を備えている。また、コントローラ８８は、モータ・ジェネレータ８５の回転数を制御する機能と、バッテリ８７の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を検出および制御する機能とを備えている。
【００３４】
図５は、ハイブリッド車の制御回路を示すブロック図である。電子制御装置（ＥＣＵ）５８は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）ならびに入力・出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。
【００３５】
この電子制御装置５８には、エンジン回転数センサ５９の信号、エンジン水温センサ６０の信号、運転者により操作されるイグニッションキー９０の操作位置を検出するイグニッションスイッチ６１の信号、バッテリ８１，８７の充電状態、およびモータ・ジェネレータ３，８５の電流値を別個に検出するコントローラ８２，８８の信号、エアコンスイッチ６２の信号、車速センサ４Ｂの信号、ＡＴＦの温度を検出する油温センサ６３の信号、シフトレバー４Ｃの操作位置を検出するシフトポジションセンサ６４の信号等が入力されている。
【００３６】
前記電子制御装置５８には、運転者の停車意図を検出するパーキングブレーキスイッチ６５の信号、ブレーキペダル９１の踏み込み状態を検出するフットブレーキスイッチ６６の信号、排気管（図示せず）の途中に設けられた触媒温度センサ６７の信号、アクセルペダル１Ａの踏み込み量を示すアクセル開度センサ６８の信号、エンジン１の電子スロットルバルブ１Ｂの開度を示すスロットル開度センサ６９の信号、タービン回転数センサ４Ａの信号、モータ・ジェネレータ３，８５の回転数および回転角度を検出するレゾルバ７０，７１の信号等が入力されている。
【００３７】
そして、このハイブリッド車は、ブレーキペダル９１と、ブレーキマスターシリンダ（図示せず）、ホイールシリンダ（図示せず）などにより構成された制動装置９１Ａを備えており、制動装置９１Ａにより所定の制動力が発生する。
【００３８】
この電子制御装置５８からは、エンジン１の点火装置７２を制御する信号、エンジン１の燃料噴射装置７３を制御する信号、コントローラ８２，８８を介してモータ・ジェネレータ３，８５を制御する信号、駆動装置８４を制御する信号、油圧制御装置３９を制御する信号、エンジン１およびモータ・ジェネレータ３の駆動・停止状態を示すインジケータ７４への表示信号、電子スロットルバルブ１Ｂの開度を制御するアクチュエータ７５への制御信号などが出力されている。
【００３９】
上記ハード構成を有するハイブリッド車においては、電子制御装置５８に入力される信号に基づいて車両の状態が判断され、この判断結果に基づいてエンジン１およびモータ・ジェネレータ３ならびにモータ・ジェネレータ８５が制御される。そして、エンジン１の動力またはモータ・ジェネレータ３の動力の少なくとも一方を車輪３２Ａに伝達して車両を走行させることが可能である。
【００４０】
また、車両の減速時（言い換えれば惰力走行時）には、車輪３２Ａから入力される動力（つまり運動エネルギ）が歯車変速機構４およびトルクコンバータ２を介してエンジン１に入力されると、エンジンブレーキ力が発生する。また、この動力をモータ・ジェネレータ３に入力することにより、モータ・ジェネレータ３を発電機として機能させ、モータ・ジェネレータ３により回生制動力を発生させることも可能である。この場合はモータ・ジェネレータ３により発電された電気エネルギがバッテリ８１に充電される。
【００４１】
ここで、上記ハード構成を有するハイブリッド車の構成と、この発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、ロックアップクラッチ１１がこの発明の直結クラッチに相当し、トルクコンバータ２がこの発明の流体式動力伝達装置に相当し、歯車変速機構４がこの発明の変速機に相当し、モータ・ジェネレータ３，８５がこの発明の回転機としての機能をも兼備している。また、フロントカバー８およびポンプインペラ７がこの発明の第１回転部材に相当し、ハブ１０および入力軸１４がこの発明の第２回転部材に相当する。
【００４２】
つぎに、電子制御装置５８による歯車変速機構４および油圧制御装置３９ならびにロックアップクラッチ１１の制御内容を具体的に説明する。電子制御装置５８には、歯車変速機構４の変速比を制御するための変速線図（変速マップ）が記憶されている。この変速線図には、車両の走行状態、例えばアクセル開度と車速とをパラメータとして、所定の変速段から他の変速段に変速（アップシフトもしくはダウンシフト）するための変速点が設定されている。
【００４３】
そして、この変速線図に基づいて変速判断がおこなわれ、この変速判断が成立した場合は、電子制御装置５８から制御信号が出力され、この制御信号が油圧制御装置３９に入力される。その結果、所定のソレノイドバルブが動作し、所定の摩擦係合装置の係合・解放がおこなわれて変速が実行される。そして、変速を実行する摩擦係合装置の係合・解放のタイミング、および摩擦係合装置に作用する油圧が、エンジントルクに基づいて制御される。
【００４４】
また、ロックアップクラッチ１１は、シフトポジションと、アクセル開度と、車速と、歯車変速機構４の変速比（変速段）とに基づいて制御される。このため、アクセル開度および車速をパラメータとして、ロックアップクラッチ１１の完全係合・スリップ・解放の各領域を設定したロックアップクラッチ制御マップが、電子制御装置５８に記憶されている。
【００４５】
ところで、この実施形態においては、上記条件の他に、モータ・ジェネレータ３の回生制動時に、その回生制動効率が所定の状態になるように、モータ・ジェネレータ３の回生制動トルクと、ロックアップクラッチ１１の係合・スリップ・解放状態と、歯車変速機構４の変速段とを制御することが可能である。
【００４６】
以下、モータ・ジェネレータ３の回生制動時における制御内容を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、各種のセンサやスイッチの信号が電子制御装置５８入力され、これらの信号が処理される（ステップ１００）。ついで、モータ・ジェネレータ３により回生制動をおこなうための条件が成立しているかか否かが判断される（ステップ１０１）。このステップ１０１に用いられる条件には、アクセルペダル１Ａの状態と、バッテリ８１の充電量ＳＯＣとが含まれる。ここで、アクセルペダル１Ａが踏み込まれている場合は、ステップ１０１で否定判断されてリターンされる。
【００４７】
これとは逆に、アクセルペダル１Ａが踏み込まれておらず、かつ、バッテリ８１の充電量ＳＯＣが所定値以下である場合は、ステップ１０１で肯定判断され、ステップ１０２に進む。ステップ１０２においては、回生制動時用の変速線図に基づいて、歯車変速機構４の変速段が決定される。
【００４８】
図６には変速線図の一例が示されている。この変速線図においては、車両の走行状態、例えばアクセル開度と車速とをパラメータとして、所定の変速段から他の変速段に変速するための変速点が設定されている。この変速線図においては、所定の変速段から所定の変速段にアップシフトするための変速線が実線で示され、所定の変速段から所定の変速段にダウンシフトするための変速線が一点鎖線で示されている。つまり、この変速線図に示された数字が各変速段を意味しており、数字に対応して記載された矢印が、数字の変速段から数字の変速段にアップシフトもしくはダウンシフトすることを意味している。
【００４９】
ステップ１０２についで、ロックアップクラッチ１１が完全係合される領域、またはスリップ制御される領域にあるか否かが判断される（ステップ１０３）。このステップ１０３の判断に際しては、図６に示す変速線図の一部が、ロックアップクラッチ制御マップとして適用される。この実施形態においては、第４速または第５速が設定されている場合に、ロックアップクラッチ１１を完全係合またはスリップする制御がおこなわれ、第１速ないし第３速ではロックアップクラッチ１１を解放する制御がおこなわれる。
【００５０】
具体的には、第３速から第４速へのアップシフト線と、第４速から第５速へのアップシフト線との間に設定されている領域４Ｓにおいて、ロックアップクラッチ１１がスリップ制御される。また、第３速から第４速へのアップシフト線と、第４速から第５速へのアップシフト線との間に設定されている領域４Ｌにおいて、ロックアップクラッチ１１が完全係合される。さらに、第５速が設定される領域の一部である領域５Ｓにおいて、ロックアップクラッチ１１がスリップ制御される。さらにまた、第５速が設定される領域の一部である領域５Ｌにおいて、ロックアップクラッチ１１が完全係合される。なお、回生制動時に適用されるロックアップクラッチ制御マップの方が、回生制動時以外に適用されるロックアップクラッチ制御マップに比べて、より低車速領域でロックアップクラッチ１１が完全係合・スリップ制御される内容になっている。
【００５１】
ステップ１０３で否定判断された場合は、ステップ１０２に戻り、現在の変速段から、ロックアップクラッチ１１が完全係合、もしくはスリップ制御される変速段に強制的に変更する。一方、ステップ１０３で肯定判断された場合は、モータ・ジェネレータ３の回生制動トルクが決定される（ステップ１０４）。たとえば、モータ・ジェネレータ３の回生制動時に、ブレーキペダル９１が踏み込まれて制動要求が発生すると、制動装置９１Ａにより負担するべき制動力と、バッテリ８１の充電量ＳＯＣとに基づいて、モータ・ジェネレータ３により負担するべき回生制動トルクが決定される。
【００５２】
そして、ステップ１０５においては、回生制動時用のロックアップクラッチ制御マップに基づいて、ロックアップクラッチ１１を完全係合またはスリップ制御する。ここで、ロックアップクラッチ１１をスリップ制御する場合は、ロックアップクラッチ１１のスリップ量（またはスリップ率）を仮決定する（ステップ１０５）。ついで、ステップ１０２ないしステップ１０５の制御により達成されるモータ・ジェネレータ３の回生制動効率ηが最大になるか否かが判断される（ステップ１０６）。この回生制動動効率ηの算出方法は、ロックアップクラッチ１１の完全係合制御時と、ロックアップクラッチ１１のスリップ時と、ロックアップクラッチ１１の解放時とでそれぞれ異なるため、順次説明する。
【００５３】
（Ａ）ロックアップクラッチ１１の完全係合時
モータ・ジェネレータ３の回生制動時には、入力軸１４の一部がエンジン１に入力されている。ここで、エンジン１の回転に必要なトルクΔＴが、ΔＴ≒０とすれば、モータ・ジェネレータ３の回生制動効率ηは、次式（１）より求められる。
η＝ηｇ×ηＭ（×ηBATT）・・・（１）
上記（１）式において、ηｇは歯車変速機構４のギヤ効率である。また、ηＭはモータ・ジェネレータ３のモータ効率（発電効率）である。つまり、運動エネルギを電気エネルギに変換する場合の変換効率である。このモータ効率ηＭは、モータ・ジェネレータ３の回転数ＮＭおよび回生制動トルクＴＭに基づいて決定される。
【００５４】
図７には、モータ・ジェネレータ３の回転数ＮＭおよび回生トルク（負のトルク）ＴＭをパラメータとするモータ効率分布の一例が示されている。さらに、ηBATTは、モータ・ジェネレータ３で発生した電気エネルギをバッテリ８１に充電する場合の充電効率である。なお、式（１）において、（×ηBATT）は、回生制動効率ηの算出にあたり、バッテリ充電効率ηBATTを加味するか否かを任意に選択することが可能であることを意味している。
【００５５】
（Ｂ）ロックアップクラッチ１１のスリップ制御時
モータ・ジェネレータ３の回生制動効率ηは、次式（２）により求められる。
【数１】
上記式（２）において、ｔはトルクコンバータ２のトルク比であり、Ｔｌはロックアップクラッチ１１の分担トルクであり、ＴLOADは車両の走行負荷であり、ｉｇは歯車変速機構４の変速比（ギヤ比）であり、Ｎｏは歯車変速機構４の出力軸３２の回転数であり、ΔＮはロックアップクラッチ１１のスリップ量（スリップ率）である。
【００５６】
（Ｃ）ロックアップクラッチ１１の解放時
モータ・ジェネレータ３の回生制動効率ηは、エンジン１の回転に必要なトルクΔＴが、ΔＴ≒０とすれば、次式（３）により求められる。
【数２】
上記式（３）において、ηtcはトルクコンバータ２の効率であり、ηtc＝（タービン回転数×トルク）／（ポンプインペラ７の回転数×トルク）により求められる。
【００５７】
そして、ステップ１０６において肯定判断された場合はリターンされ、ステップ１０６において否定判断された場合はステップ１０２ないしステップ１０５の制御を繰り返し、回生制動効率ηが最大になるように、歯車変速機構４の変速比ｉｇと、トルクコンバータ２のスリップ率ΔＮと、モータ・ジェネレータ３の回生トルクＴＭとが制御される。
【００５８】
このようにして、ステップ１０２ないしステップ１０６の制御により、ロックアップクラッチ１１の各状態（Ａ）ないし（Ｃ）のいずれかの状態が設定されている場合に、その状態における回生制動効率ηが最大になるように各種の条件を制御することが可能である。また、ステップ１０２ないしステップ１０６の制御により、ロックアップクラッチ１１の各状態（Ａ）ないし（Ｃ）のいずれかの状態が設定されている場合に、全ての状態における回生制動効率ηが最大になる状態に、各種の条件を設定することも可能である。さらにまた、上記制御例では、各種の条件と回生制動効率ηとの関係を演算処理により求めているが、各種の条件と回生制動効率ηとの関係をマップ化したデータを、電子制御装置５８に予め記憶しておくことも可能である。
【００５９】
ここで、図１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。ステップ１０２ないしステップ１０６がこの発明の回生制動条件制御手段に相当する。
【００６０】
以上のように、図１の制御例によれば、モータ・ジェネレータ３の回生制動効率ηが最大になるように、歯車変速機構４の変速比ｉｇと、トルクコンバータ２の係合・スリップ状態と、モータ・ジェネレータ３の回生制動トルクＴＭと、バッテリ８１に対する充電効率ηBATTとが制御される。具体的には、少なくともトルクコンバータ２の係合・スリップ状態を含む条件が制御される。したがって、バッテリ８１の充電に供されるエンジン出力が可及的に抑制され、燃費が向上する。なお、エンジン１の動力により車両を走行させる場合は、ロックアップクラッチ１１を解放させることにより、エンジントルクの変動をトルクコンバータ２により吸収もしくは緩和することができる。つまり、燃費の向上と、振動および騒音の抑制機能とを両立させることができる。
【００６１】
図８は、上記ハイブリッド車の他の制御例を示すフローチャートである。まず、電子制御装置５８により入力信号が処理される（ステップ２００）。ついで、モータ・ジェネレータ３の回生制動条件が成立しているか否かが判断される（ステップ２０１）。このステップ２０１の判断基準は、前述したステップ１０１と同様である。
【００６２】
このステップ２０１で否定判断された場合はリターンされる。また、ステップ２０１で肯定判断された場合は、検出される車速およびアクセル開度が、ロックアップクラッチ１１の解放領域から、ロックアップクラッチ１１が完全係合される領域、またはスリップ制御される領域に切り換えられるか否かが判断される（ステップ２０２）。ステップ２０２の判断は、図６に示すロックアップクラッチ制御マップによりおこなわれる。ステップ２０２で否定判断された場合はリターンされる。
【００６３】
一方、ステップ２０２で肯定判断された場合は、駆動装置８４のクラッチ８４Ｄを係合させるとともに、モータ・ジェネレータ８５の動力をエンジン１に伝達し、エンジン回転数をタービン回転数に近づけるような制御をおこなう（ステップ２０３）。そして、エンジン回転数が目標値に到達したか否かが判断され（ステップ２０４）、ステップ２０４で否定判断された場合はステップ２０５に戻る。ここで、目標値とは、ロックアップクラッチ１１がスリップ制御もしくは完全係合されたとしても、エンジンブレーキ力の急激な増大によりショックが発生する可能性が少ないと判断される値である。この目標値は予め電子制御装置５８に記憶されている。
【００６４】
ステップ２０４で肯定判断された場合は、解放状態にあるロックアップクラッチ１１を完全係合またはスリップさせる制御をおこない（ステップ２０５）、リターンする。ここで、図８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。ステップ２０１ないしステップ２０５がこの発明の回転機制御手段に相当する。
【００６５】
図９は、図８の制御例に対応するシステムの状態を示すタイムチャートである。ロックアップクラッチ１１がＯＦＦ（解放）されている状態においては、出力軸３２の回転数が所定値に制御され、エンジン回転数が所定値に制御されている。そして、時刻ｔ１において、エンジン回転数を上昇させる制御信号が出力されて、モータ・ジェネレータ３の動力によりエンジン回転数が徐々に上昇する。ついで、時刻ｔ２において、エンジン回転数が目標値に到達したことの判断が成立している。
【００６６】
その後、時刻ｔ３において、ロックアップクラッチ１１をＯＮ（完全係合）させる信号が出力される。すると、ロックアップクラッチ１１の係合圧が徐々に高められてエンジンブレーキ力が増大し、出力軸３２の回転数が徐々に低下するとともに、エンジン回転数が徐々に増大している。そして、時刻ｔ４においてロックアップクラッチ１１が完全係合されると、それ以後はエンジン回転数および出力軸３２の回転数がほぼ一定値に制御される。
【００６７】
以上のように、図８の制御例によれば、モータ・ジェネレータ３の回生制動時に、解放状態のロックアップクラッチ１１を完全係合またはスリップ状態に切り換えるにあたり、エンジン回転数と入力軸１４の回転数との差を減少させるようにモータ・ジェネレータ８５が制御される。したがって、モータ・ジェネレータ３の回生制動時において、解放されているロックアップクラッチ１１を、完全係合またはスリップ状態に切り換える場合に、エンジンブレーキ力の急激な増大が抑制されショックを発生を回避することができる。なお、モータ・ジェネレータ３の動力により、エンジン回転数と入力軸１４の回転数との差を減少させる制御をおこなうことも可能である。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、モータ・ジェネレータの回生制動効率が最大になるように、モータ・ジェネレータの回生制動トルクおよび直結クラッチのスリップ率および変速機の変速比が制御される。このため、例えばモータ・ジェネレータの回生制動効率を可及的に向上させることが可能になる。したがって、モータ・ジェネレータを発電機として機能させるために供されるエンジンの動力が可及的に抑制され、燃費を向上させることができる。
【００６９】
請求項２の発明によれば、直結クラッチが完全係合またはスリップ制御または解放のいずれかの状態に設定されている場合に、直結クラッチの各状態におけるモータ・ジェネレータの回生制動効率を求めるとともに、直結クラッチの各状態におけるモータ・ジェネレータの回生制動効率が最大となるように、変速機の変速比および直結クラッチのスリップ率およびモータ・ジェネレータの回生トルクを制御できる。このため、例えばモータ・ジェネレータの回生制動効率を可及的に向上させることが可能になる。したがって、モータ・ジェネレータを発電機として機能させるために供されるエンジンの動力が可及的に抑制され、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明にかかるパワートレーンの制御装置の一例を示すフローチャートである。
【図２】 この発明が適用されたハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【図３】 図２に示された歯車変速機構およびトルクコンバータの構成を示すスケルトン図である。
【図４】 図３に示された歯車変速機構で各変速段を設定するための摩擦係合装置の作動状態を示す図表である。
【図５】 この発明が適用されたハイブリッド車の制御系統を示すブロック図である。
【図６】 この発明の実施形態において、モータ・ジェネレータの回生制動時に歯車変速機構の変速制御、およびロックアップクラッチの制御に適用されるマップである。
【図７】 この発明の実施形態において、モータ・ジェネレータの回転数と回生制動トルクにより決定されるモータ効率を示す線図である。
【図８】 この発明の他の制御例を示すフローチャートである。
【図９】 図８の制御例に対応するタイムチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２…トルクコンバータ、 ３，８５…モータ・ジェネレータ、 ４…歯車変速機構、 ７…ポンプインペラ、 ８…フロントカバー、 １０…ハブ、 １１…ロックアップクラッチ、 １４…入力軸、 ５８…電子制御装置。
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の動力源としてエンジンおよびモータ・ジェネレータとを備えており、車輪から入力される動力によりモータ・ジェネレータで回生制動をおこなうことの可能なパワートレーンの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、エンジンを駆動させる燃料の節約と、エンジンの回転による騒音の低減と、燃料の燃焼により発生する排気ガスの低減とを目的として、エンジンおよびモータ・ジェネレータと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、車両の走行状態に基づいてエンジンまたはモータ・ジェネレータを制御して、車両を走行させるように構成されている。
【０００３】
このように、エンジンおよびモータ・ジェネレータを備えた制御装置の一例が、特開平８−１６８１０４号公報に記載されている。この公報に記載された制御装置においては、エンジンの出力軸にモータ・ジェネレータが設けられており、このモータ・ジェネレータが電動機および発電機として機能する。また、エンジンの出力軸にはトルクコンバータを介して変速機が接続されている。なお、トルクコンバータは直結クラッチを備えている。
【０００４】
上記制御装置によれば、エンジンの低速回転域において、エンジントルクの変動を吸収するようにモータ・ジェネレータのトルクを制御することにより、低車速域における直結クラッチの係合を可能にしている。その結果、燃費が向上してドライバビリティの悪化を防止することができるとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報においては、モータ・ジェネレータを電動機として機能させる場合、つまり、モータ・ジェネレータを車両の動力源として用いる場合の技術について記載されているのみである。つまり、モータ・ジェネレータにより回生制動トルクを発生させる場合の制御、特に、モータ・ジェネレータの回生制動時に、直結クラッチをどのように制御するかについては何も記述がない。したがって、モータ・ジェネレータによる回生制動時において、直結クラッチの状態に基づいて種々の問題が発生する可能性があり、この点で改善の余地が残されていた。
【０００６】
この発明は、上記事情を背景としてなされたもので、モータ・ジェネレータにより回生制動トルクを発生させる場合に、直結クラッチの状態に基づいて発生する各種の問題点を解消することの可能なパワートレーンの制御装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、エンジンから入力される動力または車輪から入力される動力により発電機として機能するモータ・ジェネレータと、このモータ・ジェネレータと前記車輪との間に配置された流体式動力伝達装置と、この流体式動力伝達装置の回転部材同士の動力伝達状態を切り換えるために係合・解放される直結クラッチと、前記流体式動力伝達装置と前記車輪との間に配置された変速機と有し、前記車輪から入力される動力を前記モータ・ジェネレータに伝達して回生制動トルクを発生させることの可能なパワートレーンの制御装置において、前記直結クラッチの完全係合時および前記直結クラッチのスリップ制御時および前記直結クラッチの解放時における前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を求めるとともに、前記直結クラッチが完全係合されている場合は、前記変速機の変速比および前記モータ・ジェネレータの回生トルクを制御することにより、前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を最大とし、前記直結クラッチがスリップ制御されている場合は、前記直結クラッチのスリップ率および前記変速機の変速比および前記モータ・ジェネレータの回生トルクを制御することにより、前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を最大とし、前記直結クラッチが解放されている場合は、前記直結クラッチを完全係合またはスリップ制御し、かつ、前記変速機の変速比および前記モータ・ジェネレータの回生トルクを制御することにより、前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を最大とする回生制動条件制御手段を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の発明によれば、モータ・ジェネレータの回生制動効率が最大となるように、モータ・ジェネレータの回生制動トルクおよび直結クラッチのスリップ率、および変速機の変速比が制御される。このため、例えばモータ・ジェネレータの回生制動効率を可及的に向上させることが可能になる。
【０００９】
請求項２の発明は、エンジンから入力される動力または車輪から入力される動力により発電機として機能するモータ・ジェネレータと、このモータ・ジェネレータと前記車輪との間に配置された流体式動力伝達装置と、この流体式動力伝達装置の回転部材同士の動力伝達状態を切り換えるために係合・解放される直結クラッチと、前記流体式動力伝達装置と前記車輪との間に配置された変速機と有し、前記車輪から入力される動力を前記モータ・ジェネレータに伝達して回生制動トルクを発生させることの可能なパワートレーンの制御装置において、前記直結クラッチが完全係合またはスリップ制御または解放のいずれかの状態に設定されている場合に、前記直結クラッチの各状態における前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を求めるとともに、前記直結クラッチの各状態における前記モータ・ジェネレータの回生制動効率が最大となるように、前記変速機の変速比および前記直結クラッチのスリップ率および前記モータ・ジェネレータの回生トルクを制御する回生制動条件制御手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明によれば、直結クラッチが完全係合またはスリップ制御または解放のいずれかの状態に設定されている場合に、直結クラッチの各状態におけるモータ・ジェネレータの回生制動効率を求めるとともに、直結クラッチの各状態におけるモータ・ジェネレータの回生制動効率が最大となるように、変速機の変速比および直結クラッチのスリップ率およびモータ・ジェネレータの回生トルクが制御される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を図を参照してより具体的に説明する。図２は、この発明を適用したハイブリッド車のシステム構成を示すブロック図である。車両の第１の動力源であるエンジン１としては、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジン等の内燃機関が用いられる。この実施例のエンジン１は、燃料噴射装置および吸排気装置ならびに点火装置等を備えた公知の構造のものである。
【００１２】
また、エンジン１の吸気管には電子スロットルバルブ１Ｂが設けられており、電子スロットルバルブ１Ｂの開度が電気的に制御されるように構成されている。エンジン１の動力伝達経路（言い換えればトルク伝達経路）には、トルクコンバータ２およびモータ・ジェネレータ３ならびに歯車変速機構４が直列に配置されている。なお、この実施形態においては、エンジン１とトルクコンバータ２との間にモータ・ジェネレータ３が配置され、モータ・ジェネレータ３と歯車変速機構４との間にトルクコンバータ２が配置されている。
【００１３】
このモータ・ジェネレータ３は、車両の第２の動力源としての機能を有し、モータ・ジェネレータ３は、例えば交流同期型のものが適用される。モータ・ジェネレータ３は、永久磁石を有する回転子（図示せず）と、コイル（図示せず）が巻き付けられた固定子（図示せず）とを備えている。そして、コイルの３相巻き線に３相交流電流を流すと回転磁界が発生し、この回転磁界を回転子の回転位置および回転速度に合わせて制御することにより、トルクが発生する。発生するトルクは電流の大きさにほぼ比例し、回転数は交流電流の周波数により制御される。
【００１４】
一方、モータ・ジェネレータ３にはインバータ８０を介してバッテリ８１が接続され、モータ・ジェネレータ３およびインバータ８０ならびにバッテリ８１を制御するコントローラ８２が設けられている。前記インバータ８０は、バッテリ８１の直流電流を３相交流電流に変換してモータ・ジェネレータ３に供給する一方、モータ・ジェネレータ３で発電された３相交流電流を直流電流に変換してバッテリ８１に供給する３相ブリッジ回路（図示せず）を備えている。この３相ブリッジ回路は、例えば６個のパワートランジスタ（図示せず）を電気的に接続して構成されている。これらのパワートランジスタのオン・オフを切り換えることにより、モータ・ジェネレータ３とバッテリ８１との間の電流の向きを切り換える。このようにして、３相交流電流と直流電流との相互の変換と、モータ・ジェネレータ３に印可される３相交流電流の周波数の調整と、モータ・ジェネレータ３に印可される３相交流電流の大きさの調整と、モータ・ジェネレータ３の回生制動トルクの調整とがおこなわれる。
【００１５】
上記構成のモータ・ジェネレータ３は、機械エネルギと電気エネルギとの間で相互に変換をおこなう機能、つまり、電動機としての機能と、発電機としての機能とを兼備している。モータ・ジェネレータ３を電動機として機能させる場合は、バッテリ８１からの直流電圧を交流電圧に変換してモータ・ジェネレータ３に供給する。また、モータ・ジェネレータ３を発電機として機能させる場合は、回転子の回転により発生した誘導電圧をインバータ８０により直流電圧に変換してバッテリ８１に充電する。
【００１６】
そして、コントローラ８２は、バッテリ８１からモータ・ジェネレータ３に供給される電流値、またはモータ・ジェネレータ３により発電される電流値を検出または制御する機能を備えている。また、コントローラ８２は、モータ・ジェネレータ３の回転数を制御する機能と、バッテリ８１の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を検出および制御する機能とを備えている。
【００１７】
図３は、エンジン１と車輪３２Ａとの間に形成されているパワートレーンの構成、具体的にはトルクコンバータ２および歯車変速機構４の構成を示すスケルトン図である。このトルクコンバータ２および歯車変速機構４を有する自動変速機のケーシング３５の内部には、作動流体としてのオートマチック・トランスミッション・フルード（以下、ＡＴＦまたはオイルと略記する）が封入されている。またケーシング３５の内部には、オイルポンプ８３が設けられている。そして、エンジン１の動力がポンプインペラ７を介してオイルポンプ８３に伝達され、オイルポンプ８３が駆動されるように構成されている。
【００１８】
トルクコンバータ２は、流体式動力伝達装置の一種であり、トルク増幅機能を備えている。このトルクコンバータ２は、駆動側回転部材の動力を、オイルを介して従動側回転部材に伝達するものである。このトルクコンバータ２は、ポンプインペラ７に一体化させたフロントカバー８と、タービンランナ９を一体に取付けたハブ１０と、ロックアップクラッチ１１とを有している。ロックアップクラッチ１１は係合（オン）・解放（オフ）可能に構成されており、ロックアップクラッチ１１が解放されている場合は、ポンプインペラ７とタービンランナ９との間で、オイルによりトルクの伝達がおこなわれる。また、ロックアップクラッチ１１が係合された場合は、フロントカバー８とハブ１０とが機械的に接続される。
【００１９】
また、ポンプインペラ７およびタービンランナ９の内周側には、ステータ１３が設けられている。このステータ１３は、ポンプインペラ７からタービンランナ９に伝達されるトルクを増幅するためのものである。さらに、ハブ１０には入力軸１４が接続されている。したがって、エンジン１のクランクシャフト１２からトルクが出力されると、このトルクがＡＴＦまたはロックアップクラッチ１１を介して入力軸１４に伝達される。これとは逆に、車輪３２Ａから入力軸１４に伝達されるトルクを、ＡＴＦまたはロックアップクラッチ１１を介してエンジン１に伝達することも可能である。
【００２０】
前記歯車変速機構４は、副変速部１５および主変速部１６から構成されている。副変速部１５は、オーバドライブ用の遊星歯車機構１７を備えており、遊星歯車機構１７のキャリヤ１８に対して入力軸１４が連結されている。この遊星歯車機構１７を構成するキャリヤ１８とサンギヤ１９との間には、多板クラッチＣ0 と一方向クラッチＦ0 とが設けられている。この一方向クラッチＦ0 は、サンギヤ１９がキャリヤ１８に対して相対的に正回転、つまり、入力軸１４の回転方向に回転した場合に係合するようになっている。そして、副変速部１５の出力要素であるリングギヤ２０が、主変速部１６の入力要素である中間軸２１に接続されている。また、サンギヤ１９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。
【００２１】
したがって、副変速部１５は、多板クラッチＣ0 もしくは一方向クラッチＦ0 が係合した状態で遊星歯車機構１７の全体が一体となって回転する。このため、中間軸２１が入力軸１４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１９の回転を止めた状態では、リングギヤ２０が入力軸１４に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００２２】
他方、主変速部１６は、三組の遊星歯車機構２２，２３，２４を備えており、三組の遊星歯車機構２２，２３，２４を構成する回転要素が、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２２のサンギヤ２５と、第２遊星歯車機構２３のサンギヤ２６とが互いに一体的に連結されている。また、第１遊星歯車機構２２のリングギヤ２７と、第２遊星歯車機構２３のキャリヤ２９と、第３遊星歯車機構２４のキャリヤ３１とが連結されている。さらに、キャリヤ３１に出力軸３２が連結されている。そして、出力軸３２がトルク伝達装置（図示せず）を介して車輪３２Ａに接続されている。さらにまた、第２遊星歯車機構２３のリングギヤ３３が、第３遊星歯車機構２４のサンギヤ３４に連結されている。
【００２３】
この主変速部１６の歯車列においては、後進側の１つの変速段と、前進側の４つの変速段とを設定することができる。このような変速段を設定するための摩擦係合装置、つまり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、リングギヤ３３およびサンギヤ３４と、中間軸２１との間に第１クラッチＣ1 が設けられている。また、互いに連結されたサンギヤ２５およびサンギヤ２６と、中間軸２１との間に第２クラッチＣ2 が設けられている。
【００２４】
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２２のサンギヤ２５、および第２遊星歯車機構２３のサンギヤ２６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２５，２６とケーシング３５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いる。第１一方向クラッチＦ1 はサンギヤ２５，２６が逆回転、つまり入力軸１４の回転方向とは反対方向に回転しようとする際に係合するようになっている。
【００２５】
第１遊星歯車機構２２のキャリヤ３７と、ケーシング３５との間に、多板ブレーキである第３ブレーキＢ3 が設けられている。そして第３遊星歯車機構２４はリングギヤ３８を備えており、リングギヤ３８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 とが設けられている。第４ブレーキＢ4 および第２一方向クラッチＦ2 は、ケーシング３５とリングギヤ３８との間に相互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３８が逆回転しようとする際に係合するように構成されている。さらに、歯車変速機構４の入力回転数を検出する入力回転数センサ（言い換えればタービン回転数センサ）４Ａと、歯車変速機構４の出力軸３２の回転数を検出する出力回転数センサ（言い換えれば車速センサ）４Ｂとが設けられている。
【００２６】
上記のように構成された歯車変速機構４においては、各クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置を、図４の動作図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４において○印は摩擦係合装置が係合することを示し、◎印は、エンジンブレーキ時に摩擦係合装置が係合することを示し、△印は摩擦係合装置が係合・解放のいずれでもよいこと、言い換えれば、摩擦係合装置が係合されてもトルクの伝達には無関係であることを示し、空欄は摩擦係合装置が解放されることを示している。
【００２７】
また、この実施形態では、シフトレバー４Ｃのマニュアル操作により、自動変速機のポジションを選択することが可能である。例えば、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（ロー）ポジションの各ポジションを選択可能である。ここで、ＰポジションおよびＮポジションは非走行ポジションであり、Ｒポジション、Ｄポジション、４ポジション、３ポジション、２ポジション、Ｌポジションは走行ポジションである。
【００２８】
そして、Ｄポジションでは第１速ないし第５速のいずれかを設定することが可能であり、４ポジションでは第１速ないし第４速のいずれかを設定することが可能であり、３ポジションでは第１速ないし第３速のいずれかを設定することが可能であり、２ポジションでは第１速または第２速のいずれかを設定することが可能であり、Ｌ（ロー）ポジションでは第１速の変速段が設定される。
【００２９】
また、図２に示された油圧制御装置３９は、歯車変速機構４により設定される変速段の制御と、ロックアップクラッチ１１の係合・解放制御と、摩擦係合装置に接続されている油圧回路のライン圧の制御と、摩擦係合装置の係合圧の制御とをおこなう機能を有している。そして、この実施形態において、ロックアップクラッチ１１の係合には、動力の伝達状態において摩擦部材同士が相対回転しない完全係合状態と、動力の伝達状態において摩擦部材同士が相対回転するスリップ状態とが含まれる。
【００３０】
前記油圧制御装置３９は電気的に制御されるもので、歯車変速機構４の変速を実行するための第１ないし第３のシフトソレノイドバルブＳ1 ，〜Ｓ3 と、エンジンブレーキ状態を制御するための第４ソレノイドバルブＳ4 とを備えている。さらに、油圧制御装置３９は、油圧回路のライン圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLTと、歯車変速機構４の変速過渡時におけるアキュームレータ背圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLNと、ロックアップクラッチ１１や所定の摩擦係合装置に作用する油圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLUとを備えている。
【００３１】
また、エンジン１の他方の動力伝達経路には、駆動装置８４を介してモータ・ジェネレータ８５が設けられている。駆動装置８４は、遊星歯車機構８４Ａと、一方向クラッチ８５Ｂと、遊星歯車機構８４Ａの回転要素を選択的に固定するブレーキ８４Ｃと、駆動装置８４とクランクシャフト１２との間の動力伝達経路を接続・遮断するクラッチ８４Ｄとを備えた公知の構造のものである。モータ・ジェネレータ８５は、モータ・ジェネレータ３と同様に構成されている。また、モータ・ジェネレータ８５にはインバータ８６を介してバッテリ８７が接続されている。さらに、インバータ８６およびバッテリ８７を制御するコントローラ８８が設けられている。
【００３２】
これらのコントローラ８８およびバッテリ８７ならびにインバータ８６の構成および機能は、コントローラ８２およびバッテリ８１ならびにインバータ８０の構成および機能と同様である。そして、このモータ・ジェネレータ８５も、発電機としての機能と、電動機としての機能とを兼備している。したがって、モータ・ジェネレータ８５を電動機として機能させることにより、モータ・ジェネレータ８５の動力をエンジン１に伝達したり、エンジン１の動力の一部をモータ・ジェネレータ８５に伝達してモータ・ジェネレータ８５を発電機として機能させ、その電気エネルギをバッテリ８７に充電することが可能である。なお、モータ・ジェネレータ３とエンジン１との間で動力の伝達をおこなう場合は、駆動装置８４のクラッチ８４Ｄが係合される。
【００３３】
そして、前記コントローラ８８は、バッテリ８７からモータ・ジェネレータ８５に供給される電流値、またはモータ・ジェネレータ８５により発電される電流値を検出または制御する機能を備えている。また、コントローラ８８は、モータ・ジェネレータ８５の回転数を制御する機能と、バッテリ８７の充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を検出および制御する機能とを備えている。
【００３４】
図５は、ハイブリッド車の制御回路を示すブロック図である。電子制御装置（ＥＣＵ）５８は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）ならびに入力・出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。
【００３５】
この電子制御装置５８には、エンジン回転数センサ５９の信号、エンジン水温センサ６０の信号、運転者により操作されるイグニッションキー９０の操作位置を検出するイグニッションスイッチ６１の信号、バッテリ８１，８７の充電状態、およびモータ・ジェネレータ３，８５の電流値を別個に検出するコントローラ８２，８８の信号、エアコンスイッチ６２の信号、車速センサ４Ｂの信号、ＡＴＦの温度を検出する油温センサ６３の信号、シフトレバー４Ｃの操作位置を検出するシフトポジションセンサ６４の信号等が入力されている。
【００３６】
前記電子制御装置５８には、運転者の停車意図を検出するパーキングブレーキスイッチ６５の信号、ブレーキペダル９１の踏み込み状態を検出するフットブレーキスイッチ６６の信号、排気管（図示せず）の途中に設けられた触媒温度センサ６７の信号、アクセルペダル１Ａの踏み込み量を示すアクセル開度センサ６８の信号、エンジン１の電子スロットルバルブ１Ｂの開度を示すスロットル開度センサ６９の信号、タービン回転数センサ４Ａの信号、モータ・ジェネレータ３，８５の回転数および回転角度を検出するレゾルバ７０，７１の信号等が入力されている。
【００３７】
そして、このハイブリッド車は、ブレーキペダル９１と、ブレーキマスターシリンダ（図示せず）、ホイールシリンダ（図示せず）などにより構成された制動装置９１Ａを備えており、制動装置９１Ａにより所定の制動力が発生する。
【００３８】
この電子制御装置５８からは、エンジン１の点火装置７２を制御する信号、エンジン１の燃料噴射装置７３を制御する信号、コントローラ８２，８８を介してモータ・ジェネレータ３，８５を制御する信号、駆動装置８４を制御する信号、油圧制御装置３９を制御する信号、エンジン１およびモータ・ジェネレータ３の駆動・停止状態を示すインジケータ７４への表示信号、電子スロットルバルブ１Ｂの開度を制御するアクチュエータ７５への制御信号などが出力されている。
【００３９】
上記ハード構成を有するハイブリッド車においては、電子制御装置５８に入力される信号に基づいて車両の状態が判断され、この判断結果に基づいてエンジン１およびモータ・ジェネレータ３ならびにモータ・ジェネレータ８５が制御される。そして、エンジン１の動力またはモータ・ジェネレータ３の動力の少なくとも一方を車輪３２Ａに伝達して車両を走行させることが可能である。
【００４０】
また、車両の減速時（言い換えれば惰力走行時）には、車輪３２Ａから入力される動力（つまり運動エネルギ）が歯車変速機構４およびトルクコンバータ２を介してエンジン１に入力されると、エンジンブレーキ力が発生する。また、この動力をモータ・ジェネレータ３に入力することにより、モータ・ジェネレータ３を発電機として機能させ、モータ・ジェネレータ３により回生制動力を発生させることも可能である。この場合はモータ・ジェネレータ３により発電された電気エネルギがバッテリ８１に充電される。
【００４１】
ここで、上記ハード構成を有するハイブリッド車の構成と、この発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、ロックアップクラッチ１１がこの発明の直結クラッチに相当し、トルクコンバータ２がこの発明の流体式動力伝達装置に相当し、歯車変速機構４がこの発明の変速機に相当し、モータ・ジェネレータ３，８５がこの発明の回転機としての機能をも兼備している。また、フロントカバー８およびポンプインペラ７がこの発明の第１回転部材に相当し、ハブ１０および入力軸１４がこの発明の第２回転部材に相当する。
【００４２】
つぎに、電子制御装置５８による歯車変速機構４および油圧制御装置３９ならびにロックアップクラッチ１１の制御内容を具体的に説明する。電子制御装置５８には、歯車変速機構４の変速比を制御するための変速線図（変速マップ）が記憶されている。この変速線図には、車両の走行状態、例えばアクセル開度と車速とをパラメータとして、所定の変速段から他の変速段に変速（アップシフトもしくはダウンシフト）するための変速点が設定されている。
【００４３】
そして、この変速線図に基づいて変速判断がおこなわれ、この変速判断が成立した場合は、電子制御装置５８から制御信号が出力され、この制御信号が油圧制御装置３９に入力される。その結果、所定のソレノイドバルブが動作し、所定の摩擦係合装置の係合・解放がおこなわれて変速が実行される。そして、変速を実行する摩擦係合装置の係合・解放のタイミング、および摩擦係合装置に作用する油圧が、エンジントルクに基づいて制御される。
【００４４】
また、ロックアップクラッチ１１は、シフトポジションと、アクセル開度と、車速と、歯車変速機構４の変速比（変速段）とに基づいて制御される。このため、アクセル開度および車速をパラメータとして、ロックアップクラッチ１１の完全係合・スリップ・解放の各領域を設定したロックアップクラッチ制御マップが、電子制御装置５８に記憶されている。
【００４５】
ところで、この実施形態においては、上記条件の他に、モータ・ジェネレータ３の回生制動時に、その回生制動効率が所定の状態になるように、モータ・ジェネレータ３の回生制動トルクと、ロックアップクラッチ１１の係合・スリップ・解放状態と、歯車変速機構４の変速段とを制御することが可能である。
【００４６】
以下、モータ・ジェネレータ３の回生制動時における制御内容を、図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、各種のセンサやスイッチの信号が電子制御装置５８入力され、これらの信号が処理される（ステップ１００）。ついで、モータ・ジェネレータ３により回生制動をおこなうための条件が成立しているかか否かが判断される（ステップ１０１）。このステップ１０１に用いられる条件には、アクセルペダル１Ａの状態と、バッテリ８１の充電量ＳＯＣとが含まれる。ここで、アクセルペダル１Ａが踏み込まれている場合は、ステップ１０１で否定判断されてリターンされる。
【００４７】
これとは逆に、アクセルペダル１Ａが踏み込まれておらず、かつ、バッテリ８１の充電量ＳＯＣが所定値以下である場合は、ステップ１０１で肯定判断され、ステップ１０２に進む。ステップ１０２においては、回生制動時用の変速線図に基づいて、歯車変速機構４の変速段が決定される。
【００４８】
図６には変速線図の一例が示されている。この変速線図においては、車両の走行状態、例えばアクセル開度と車速とをパラメータとして、所定の変速段から他の変速段に変速するための変速点が設定されている。この変速線図においては、所定の変速段から所定の変速段にアップシフトするための変速線が実線で示され、所定の変速段から所定の変速段にダウンシフトするための変速線が一点鎖線で示されている。つまり、この変速線図に示された数字が各変速段を意味しており、数字に対応して記載された矢印が、数字の変速段から数字の変速段にアップシフトもしくはダウンシフトすることを意味している。
【００４９】
ステップ１０２についで、ロックアップクラッチ１１が完全係合される領域、またはスリップ制御される領域にあるか否かが判断される（ステップ１０３）。このステップ１０３の判断に際しては、図６に示す変速線図の一部が、ロックアップクラッチ制御マップとして適用される。この実施形態においては、第４速または第５速が設定されている場合に、ロックアップクラッチ１１を完全係合またはスリップする制御がおこなわれ、第１速ないし第３速ではロックアップクラッチ１１を解放する制御がおこなわれる。
【００５０】
具体的には、第３速から第４速へのアップシフト線と、第４速から第５速へのアップシフト線との間に設定されている領域４Ｓにおいて、ロックアップクラッチ１１がスリップ制御される。また、第３速から第４速へのアップシフト線と、第４速から第５速へのアップシフト線との間に設定されている領域４Ｌにおいて、ロックアップクラッチ１１が完全係合される。さらに、第５速が設定される領域の一部である領域５Ｓにおいて、ロックアップクラッチ１１がスリップ制御される。さらにまた、第５速が設定される領域の一部である領域５Ｌにおいて、ロックアップクラッチ１１が完全係合される。なお、回生制動時に適用されるロックアップクラッチ制御マップの方が、回生制動時以外に適用されるロックアップクラッチ制御マップに比べて、より低車速領域でロックアップクラッチ１１が完全係合・スリップ制御される内容になっている。
【００５１】
ステップ１０３で否定判断された場合は、ステップ１０２に戻り、現在の変速段から、ロックアップクラッチ１１が完全係合、もしくはスリップ制御される変速段に強制的に変更する。一方、ステップ１０３で肯定判断された場合は、モータ・ジェネレータ３の回生制動トルクが決定される（ステップ１０４）。たとえば、モータ・ジェネレータ３の回生制動時に、ブレーキペダル９１が踏み込まれて制動要求が発生すると、制動装置９１Ａにより負担するべき制動力と、バッテリ８１の充電量ＳＯＣとに基づいて、モータ・ジェネレータ３により負担するべき回生制動トルクが決定される。
【００５２】
そして、ステップ１０５においては、回生制動時用のロックアップクラッチ制御マップに基づいて、ロックアップクラッチ１１を完全係合またはスリップ制御する。ここで、ロックアップクラッチ１１をスリップ制御する場合は、ロックアップクラッチ１１のスリップ量（またはスリップ率）を仮決定する（ステップ１０５）。ついで、ステップ１０２ないしステップ１０５の制御により達成されるモータ・ジェネレータ３の回生制動効率ηが最大になるか否かが判断される（ステップ１０６）。この回生制動動効率ηの算出方法は、ロックアップクラッチ１１の完全係合制御時と、ロックアップクラッチ１１のスリップ時と、ロックアップクラッチ１１の解放時とでそれぞれ異なるため、順次説明する。
【００５３】
（Ａ）ロックアップクラッチ１１の完全係合時
モータ・ジェネレータ３の回生制動時には、入力軸１４の一部がエンジン１に入力されている。ここで、エンジン１の回転に必要なトルクΔＴが、ΔＴ≒０とすれば、モータ・ジェネレータ３の回生制動効率ηは、次式（１）より求められる。
η＝ηｇ×ηＭ（×ηBATT）・・・（１）
上記（１）式において、ηｇは歯車変速機構４のギヤ効率である。また、ηＭはモータ・ジェネレータ３のモータ効率（発電効率）である。つまり、運動エネルギを電気エネルギに変換する場合の変換効率である。このモータ効率ηＭは、モータ・ジェネレータ３の回転数ＮＭおよび回生制動トルクＴＭに基づいて決定される。
【００５４】
図７には、モータ・ジェネレータ３の回転数ＮＭおよび回生トルク（負のトルク）ＴＭをパラメータとするモータ効率分布の一例が示されている。さらに、ηBATTは、モータ・ジェネレータ３で発生した電気エネルギをバッテリ８１に充電する場合の充電効率である。なお、式（１）において、（×ηBATT）は、回生制動効率ηの算出にあたり、バッテリ充電効率ηBATTを加味するか否かを任意に選択することが可能であることを意味している。
【００５５】
（Ｂ）ロックアップクラッチ１１のスリップ制御時
モータ・ジェネレータ３の回生制動効率ηは、次式（２）により求められる。
【数１】
【００５６】
（Ｃ）ロックアップクラッチ１１の解放時
モータ・ジェネレータ３の回生制動効率ηは、エンジン１の回転に必要なトルクΔＴが、ΔＴ≒０とすれば、次式（３）により求められる。
【数２】
【００５７】
そして、ステップ１０６において肯定判断された場合はリターンされ、ステップ１０６において否定判断された場合はステップ１０２ないしステップ１０５の制御を繰り返し、回生制動効率ηが最大になるように、歯車変速機構４の変速比ｉｇと、トルクコンバータ２のスリップ率ΔＮと、モータ・ジェネレータ３の回生トルクＴＭとが制御される。
【００５８】
このようにして、ステップ１０２ないしステップ１０６の制御により、ロックアップクラッチ１１の各状態（Ａ）ないし（Ｃ）のいずれかの状態が設定されている場合に、その状態における回生制動効率ηが最大になるように各種の条件を制御することが可能である。また、ステップ１０２ないしステップ１０６の制御により、ロックアップクラッチ１１の各状態（Ａ）ないし（Ｃ）のいずれかの状態が設定されている場合に、全ての状態における回生制動効率ηが最大になる状態に、各種の条件を設定することも可能である。さらにまた、上記制御例では、各種の条件と回生制動効率ηとの関係を演算処理により求めているが、各種の条件と回生制動効率ηとの関係をマップ化したデータを、電子制御装置５８に予め記憶しておくことも可能である。
【００５９】
ここで、図１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。ステップ１０２ないしステップ１０６がこの発明の回生制動条件制御手段に相当する。
【００６０】
以上のように、図１の制御例によれば、モータ・ジェネレータ３の回生制動効率ηが最大になるように、歯車変速機構４の変速比ｉｇと、トルクコンバータ２の係合・スリップ状態と、モータ・ジェネレータ３の回生制動トルクＴＭと、バッテリ８１に対する充電効率ηBATTとが制御される。具体的には、少なくともトルクコンバータ２の係合・スリップ状態を含む条件が制御される。したがって、バッテリ８１の充電に供されるエンジン出力が可及的に抑制され、燃費が向上する。なお、エンジン１の動力により車両を走行させる場合は、ロックアップクラッチ１１を解放させることにより、エンジントルクの変動をトルクコンバータ２により吸収もしくは緩和することができる。つまり、燃費の向上と、振動および騒音の抑制機能とを両立させることができる。
【００６１】
図８は、上記ハイブリッド車の他の制御例を示すフローチャートである。まず、電子制御装置５８により入力信号が処理される（ステップ２００）。ついで、モータ・ジェネレータ３の回生制動条件が成立しているか否かが判断される（ステップ２０１）。このステップ２０１の判断基準は、前述したステップ１０１と同様である。
【００６２】
このステップ２０１で否定判断された場合はリターンされる。また、ステップ２０１で肯定判断された場合は、検出される車速およびアクセル開度が、ロックアップクラッチ１１の解放領域から、ロックアップクラッチ１１が完全係合される領域、またはスリップ制御される領域に切り換えられるか否かが判断される（ステップ２０２）。ステップ２０２の判断は、図６に示すロックアップクラッチ制御マップによりおこなわれる。ステップ２０２で否定判断された場合はリターンされる。
【００６３】
一方、ステップ２０２で肯定判断された場合は、駆動装置８４のクラッチ８４Ｄを係合させるとともに、モータ・ジェネレータ８５の動力をエンジン１に伝達し、エンジン回転数をタービン回転数に近づけるような制御をおこなう（ステップ２０３）。そして、エンジン回転数が目標値に到達したか否かが判断され（ステップ２０４）、ステップ２０４で否定判断された場合はステップ２０５に戻る。ここで、目標値とは、ロックアップクラッチ１１がスリップ制御もしくは完全係合されたとしても、エンジンブレーキ力の急激な増大によりショックが発生する可能性が少ないと判断される値である。この目標値は予め電子制御装置５８に記憶されている。
【００６４】
ステップ２０４で肯定判断された場合は、解放状態にあるロックアップクラッチ１１を完全係合またはスリップさせる制御をおこない（ステップ２０５）、リターンする。ここで、図８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。ステップ２０１ないしステップ２０５がこの発明の回転機制御手段に相当する。
【００６５】
図９は、図８の制御例に対応するシステムの状態を示すタイムチャートである。ロックアップクラッチ１１がＯＦＦ（解放）されている状態においては、出力軸３２の回転数が所定値に制御され、エンジン回転数が所定値に制御されている。そして、時刻ｔ１において、エンジン回転数を上昇させる制御信号が出力されて、モータ・ジェネレータ３の動力によりエンジン回転数が徐々に上昇する。ついで、時刻ｔ２において、エンジン回転数が目標値に到達したことの判断が成立している。
【００６６】
その後、時刻ｔ３において、ロックアップクラッチ１１をＯＮ（完全係合）させる信号が出力される。すると、ロックアップクラッチ１１の係合圧が徐々に高められてエンジンブレーキ力が増大し、出力軸３２の回転数が徐々に低下するとともに、エンジン回転数が徐々に増大している。そして、時刻ｔ４においてロックアップクラッチ１１が完全係合されると、それ以後はエンジン回転数および出力軸３２の回転数がほぼ一定値に制御される。
【００６７】
以上のように、図８の制御例によれば、モータ・ジェネレータ３の回生制動時に、解放状態のロックアップクラッチ１１を完全係合またはスリップ状態に切り換えるにあたり、エンジン回転数と入力軸１４の回転数との差を減少させるようにモータ・ジェネレータ８５が制御される。したがって、モータ・ジェネレータ３の回生制動時において、解放されているロックアップクラッチ１１を、完全係合またはスリップ状態に切り換える場合に、エンジンブレーキ力の急激な増大が抑制されショックを発生を回避することができる。なお、モータ・ジェネレータ３の動力により、エンジン回転数と入力軸１４の回転数との差を減少させる制御をおこなうことも可能である。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、モータ・ジェネレータの回生制動効率が最大になるように、モータ・ジェネレータの回生制動トルクおよび直結クラッチのスリップ率および変速機の変速比が制御される。このため、例えばモータ・ジェネレータの回生制動効率を可及的に向上させることが可能になる。したがって、モータ・ジェネレータを発電機として機能させるために供されるエンジンの動力が可及的に抑制され、燃費を向上させることができる。
【００６９】
請求項２の発明によれば、直結クラッチが完全係合またはスリップ制御または解放のいずれかの状態に設定されている場合に、直結クラッチの各状態におけるモータ・ジェネレータの回生制動効率を求めるとともに、直結クラッチの各状態におけるモータ・ジェネレータの回生制動効率が最大となるように、変速機の変速比および直結クラッチのスリップ率およびモータ・ジェネレータの回生トルクを制御できる。このため、例えばモータ・ジェネレータの回生制動効率を可及的に向上させることが可能になる。したがって、モータ・ジェネレータを発電機として機能させるために供されるエンジンの動力が可及的に抑制され、燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明にかかるパワートレーンの制御装置の一例を示すフローチャートである。
【図２】 この発明が適用されたハイブリッド車の構成を示すブロック図である。
【図３】 図２に示された歯車変速機構およびトルクコンバータの構成を示すスケルトン図である。
【図４】 図３に示された歯車変速機構で各変速段を設定するための摩擦係合装置の作動状態を示す図表である。
【図５】 この発明が適用されたハイブリッド車の制御系統を示すブロック図である。
【図６】 この発明の実施形態において、モータ・ジェネレータの回生制動時に歯車変速機構の変速制御、およびロックアップクラッチの制御に適用されるマップである。
【図７】 この発明の実施形態において、モータ・ジェネレータの回転数と回生制動トルクにより決定されるモータ効率を示す線図である。
【図８】 この発明の他の制御例を示すフローチャートである。
【図９】 図８の制御例に対応するタイムチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２…トルクコンバータ、 ３，８５…モータ・ジェネレータ、 ４…歯車変速機構、 ７…ポンプインペラ、 ８…フロントカバー、 １０…ハブ、 １１…ロックアップクラッチ、 １４…入力軸、 ５８…電子制御装置。
Claims (2)
- エンジンから入力される動力または車輪から入力される動力により発電機として機能するモータ・ジェネレータと、このモータ・ジェネレータと前記車輪との間に配置された流体式動力伝達装置と、この流体式動力伝達装置の回転部材同士の動力伝達状態を切り換えるために係合・解放される直結クラッチと、前記流体式動力伝達装置と前記車輪との間に配置された変速機と有し、前記車輪から入力される動力を前記モータ・ジェネレータに伝達して回生制動トルクを発生させることの可能なパワートレーンの制御装置において、
前記直結クラッチの完全係合時および前記直結クラッチのスリップ制御時および前記直結クラッチの解放時における前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を求めるとともに、前記直結クラッチが完全係合されている場合は、前記変速機の変速比および前記モータ・ジェネレータの回生トルクを制御することにより、前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を最大とし、前記直結クラッチがスリップ制御されている場合は、前記直結クラッチのスリップ率および前記変速機の変速比および前記モータ・ジェネレータの回生トルクを制御することにより、前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を最大とし、前記直結クラッチが解放されている場合は、前記直結クラッチを完全係合またはスリップ制御し、かつ、前記変速機の変速比および前記モータ・ジェネレータの回生トルクを制御することにより、前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を最大とする回生制動条件制御手段を備えていることを特徴とするパワートレーンの制御装置。 - エンジンから入力される動力または車輪から入力される動力により発電機として機能するモータ・ジェネレータと、このモータ・ジェネレータと前記車輪との間に配置された流体式動力伝達装置と、この流体式動力伝達装置の回転部材同士の動力伝達状態を切り換えるために係合・解放される直結クラッチと、前記流体式動力伝達装置と前記車輪との間に配置された変速機と有し、前記車輪から入力される動力を前記モータ・ジェネレータに伝達して回生制動トルクを発生させることの可能なパワートレーンの制御装置において、
前記直結クラッチが完全係合またはスリップ制御または解放のいずれかの状態に設定されている場合に、前記直結クラッチの各状態における前記モータ・ジェネレータの回生制動効率を求めるとともに、前記直結クラッチの各状態における前記モータ・ジェネレータの回生制動効率が最大となるように、前記変速機の変速比および前記直結クラッチのスリップ率および前記モータ・ジェネレータの回生トルクを制御する回生制動条件制御手段を備えていることを特徴とするパワートレーンの制御装置。
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