JP3909696B2 - ハイブリッド車輌の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車輌の制御装置に係り、詳しくは、コースト走行開始時においてのロックアップクラッチの係合制御を改善し得るハイブリッド車輌の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジン及びモータ・ジェネレータの両方を変速機に付設して、発進時や加速時等においてはエンジン及びモータ・ジェネレータの両方の駆動力を変速機に伝え、また降坂路走行時や制動時においてはモータ・ジェネレータをジェネレータとして機能させてエンジンブレーキ効果を補い、また制動エネルギを回生して燃費を向上すると共に排気ガス排出量を低減させるようにしたパラレル・ハイブリット方式が知られるようになった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなハイブリッド方式の車輌（ＨＥＶ:Hybrid Electric Vehicle）に限らず、エンジンのみの駆動トルクで走行する車輌においても、エンジンと駆動車輪との間に自動変速機を備え、かつ該自動変速機とエンジンとの間にトルクコンバータを備える場合、該トルクコンバータには、そのポンプインペラ側（入力側）とタービンランナ側（出力側）とを直結させ得るロックアップクラッチが搭載されている。
【０００４】
このようなトルクコンバータにおいては、燃費向上を図るなどの目的から、例えば、ロックアップクラッチをＯＦＦ（解除）した走行状態から、エンジントルクに依らずに慣性走行するコースト状態に移行した際には、エンジン回転数を低下させない（エンジンストールさせない）ためにロックアップクラッチをＯＮ（係合）した上で、エンジンへの燃料噴射を遮断（フューエルカット）するように制御している（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２１５２７０号公報（図１，図５及び図６）
【特許文献２】
特開２０００−１３４７１３号公報（図１ないし図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ロックアップクラッチの係合は、その入力側（エンジン側）と出力側（駆動車輪側）との回転数差をできる限り小さくした状態で行わなければ、ロックアップクラッチに大きな負担をかけることになり、また該クラッチの油圧構造上の問題などから或る程度の時間をかけなければ実行が困難である。このため、ロックアップクラッチ係合に時間がかかってドライバに違和感を与えたり、ロックアップクラッチ係合後のフューエルカットの実施が遅くなってフューエルカット領域をそれほど拡大できず燃費をあまり向上できなくなったりする、などの問題を招く虞がある。
【０００７】
そこで本発明は、コースト状態の開始時に、車輌がハイブリッド車輌である場合に特有のモータを活用し、トルクコンバータ等の流体伝動装置における入力側の回転数を出力側と略々等しくなるように制御してロックアップクラッチを速やかに接続し得るように構成し、もって上記課題を解決するハイブリッド車輌の制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は（例えば図１及び図５参照）、エンジン（１）と連係して駆動し得るモータ（２）と、これらエンジン及びモータの両方に共通する回転部（３３）に駆動連結した入力部材（３２）と該入力部材（３２）で受けた前記エンジン（１）及び前記モータ（２）からの駆動トルクを動力伝達下流側に出力する出力部材（１９）とを有する流体伝動装置（５）と、該出力部材（１９）からの前記駆動トルクを変速して駆動車輪に伝達する変速機構（６）と、前記入力部材（３２）と前記出力部材（１９）とを直結し得るロックアップクラッチ（２７）と、を備えたハイブリッド車輌の制御装置において、
前記車輌の走行中、前記車輌を慣性走行させるコースト状態の開始を判定するコースト判定手段（５６）と、
該コースト判定手段（５６）により前記コースト状態の開始が判定された際、前記ロックアップクラッチ（２７）を係合させるロックアップクラッチ制御手段（５５）と、
該ロックアップクラッチ制御手段（５５）による前記ロックアップクラッチ（２７）の係合動作に先立ち、前記入力部材（３２）の回転数を、前記慣性走行に伴い前記駆動車輪側からのトルクで回転する前記出力部材（１９）の回転数との差が小さくなるように前記モータ（２）を駆動させるモータ制御手段（５３）と、を備え、
前記モータ制御手段（５３）は、
前記ロックアップクラッチ（２７）の係合動作に先立って行う前記モータ駆動制御に必要な、前記入力部材（３２）と前記出力部材（１９）の間の回転差を０にし得るような回転数が得られるモータトルク値を算出した際に、該必要モータトルク値が前記モータ（２）のその時点での出力可能な少なくとも回転数に基づいた前記モータの最大トルク値より大きいか否かを判定し、前記必要モータトルク値が前記モータ最大トルク値以下の場合には前記モータのみを使用し、前記必要モータトルク値が前記モータ最大トルク値より大きい場合には前記モータ及び前記エンジンにてトルクを補って、前記入力部材（３２）の回転数を前記出力部材（１９）の回転数と略々等しくするように前記モータ（２）を駆動させてなる、
ことを特徴とするハイブリッド車輌の制御装置にある。
【０００９】
なお、本発明における「モータ」とは、電気エネルギを回転運動に変換する所謂狭義のモータに限らず、回転運動を電気エネルギに変換する所謂ジェネレータをも含む概念である。
【００１１】
請求項２に係る本発明は（例えば図１参照）、前記コースト判定手段（５６）は、前記入力部材（３２）と前記出力部材（１９）とに関する回転数の変化に基づき前記コースト状態の開始と判定してなる、
請求項１記載のハイブリッド車輌の制御装置にある。
【００１２】
請求項３に係る本発明は（例えば図１参照）、前記エンジン（１）の駆動を所定の条件に応じて停止させて前記コースト状態に移行させるエンジン制御手段（５２）と、前記エンジン（１）側に備えたスロットルの開度を検出するスロットル開度検出手段（６０）と、を備え、
前記コースト判定手段（５６）は、前記スロットル開度が０％になったことを前記スロットル開度検出手段（６０）が検出したときに前記コースト状態の開始と判定してなる、
請求項１記載のハイブリッド車輌の制御装置にある。
【００１３】
請求項４に係る本発明は（例えば図１参照）、前記エンジン（１）の駆動を所定の条件に応じて停止させて前記コースト状態に移行させるエンジン制御手段（５２）と、前記エンジン（１）側に備えたインジェクションの作動状態を検出するインジェクション検出手段（５８）と、を備え、
前記コースト判定手段（５６）は、前記インジェクションのＯＦＦ状態を前記インジェクション検出手段（５８）が検出したときに前記コースト状態の開始と判定してなる、
請求項１記載のハイブリッド車輌の制御装置にある。
【００１５】
請求項５に係る本発明は（例えば図１及び図５参照）、前記モータ制御手段（５３）は、前記必要モータトルク値が前記モータ最大トルク値より大きいと判定した場合、該モータ最大トルク値を、前記エンジン（１）の減少分のトルク値である予め設定された規定値と比較してなり、
前記モータ制御手段（５３）は、前記モータ最大トルク値が前記規定値より大きいと判定した場合、該モータ最大トルク値と共に使用し得る前記エンジン（１）の低減トルク出力を要求してなる、
請求項１ないし４のいずれか１項記載のハイブリッド車輌の制御装置にある。
【００１７】
請求項６に係る本発明は（例えば図１及び図５参照）、前記モータ制御手段（５３）は、前記モータ最大トルク値が前記規定値より小さいと判定した場合、前記モータ（２）のトルク出力は行わず前記エンジン（１）を一時的に駆動させる旨の要求をしてなる、
請求項１ないし５のいずれか１項記載のハイブリッド車輌の制御装置にある。
【００１８】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１に係る本発明によると、コースト判定手段がコースト状態の開始を判定し、該コースト状態の開始が判定された際にロックアップクラッチ制御手段がロックアップクラッチを係合させ、該ロックアップクラッチの係合動作に先立って、モータ制御手段が流体伝動装置の入力部材の回転数を、慣性走行に伴い駆動車輪側からのトルクで回転する流体伝動装置の出力部材の回転数と略々等しくするようにモータ駆動させるので、ハイブリッド車輌に特有のモータを活用して、コースト状態の開始時に流体伝動装置の入力部材の回転数を出力部材との差が小さくなるように制御して、ロックアップクラッチに大きな負担をかけることなく速やかに接続することができる。これにより、ロックアップクラッチ係合に時間がかかってドライバに違和感を与えたり、ロックアップクラッチ係合後のフューエルカットの実施が遅くなって燃費向上をあまり期待できなくなったりする等の問題を解消することができる。また、モータ制御手段が、入力部材の回転数を、出力部材の回転数と略々等しくするようにモータを駆動させるので、ロックアップクラッチのより速やかな接続が実現する。更に、必要モータトルク値をモータから出力し得るか否かを特定することができる。
【００２１】
請求項２に係る本発明によると、コースト判定手段が入力部材と出力部材とに関する回転数の変化に基づき前記コースト状態の開始と判定するので、特別な検出手段を別途用意することなく、コーストの開始を簡単にかつ確実に検出することができる。
【００２２】
請求項３に係る本発明によると、コースト判定手段が、電子制御スロットルによるスロットル開度が０％になったことをスロットル開度検出手段が検出したときにコースト状態の開始と判定するので、コースト状態の開始をより簡単に検出することができる。
【００２３】
請求項４に係る本発明によると、コースト判定手段が、インジェクションのＯＦＦ状態をインジェクション検出手段が検出したときにコースト状態の開始と判定するので、コースト状態の開始をより簡単に検出することができる。
【００２５】
請求項５に係る本発明によると、必要モータトルク値をモータから出力し得ない場合での適切な処置を判断することができる。そして、全ての必要トルクをモータのみでは出力し得ない場合でも、該必要トルクをモータとエンジンとで分配して燃費効果を高めることができる。
【００２７】
請求項６に係る本発明によると、モータの出力トルクが期待できない場合での適切な処置を実施できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明に係る実施の形態について説明する。図１は本実施の形態におけるハイブリッド車輌の制御装置を示すブロック図、図２は該制御装置にて制御し得る車輌の駆動系を示すブロック図、図３は図２に示す車輌の駆動系の一例を詳細に示す断面図、図４は該駆動系の要部を詳細に示す断面図、図５は本制御装置による制御の具体例を示すフローチャート、図６は本制御装置による制御状況の一例を示すタイムチャートである。
【００２９】
図２に示すように、ハイブリッド車輌の駆動源は、内燃エンジン（以下、単にエンジンとも言う）１と、ブラシレスＤＣモータ等からなるモータ・ジェネレータ（以下、単にモータとも言う）２とから構成されており、その駆動力は自動変速機３に出力される。該自動変速機３は、上記エンジン１及びモータ２の出力トルクを、動力伝達下流側の駆動車輪（図示せず）に伝達するもので、トルクコンバータ（流体伝動装置）５と自動変速機構（多段変速機構）６とから構成されている。なお、本実施の形態における「内燃エンジン」は、燃料を燃焼させてエネルギを回転運動に変換するものであり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等を含む概念である。
【００３０】
上記自動変速機構６は、変速するための複数の摩擦係合要素（図示せず）を有しており、該摩擦係合要素の係合状態が、後述する変速制御手段６２の制御にて変更される。これにより、エンジン１やモータ２から入力される駆動力が、車輌走行状況に基づき変速されて、駆動車輪等に出力される。
【００３１】
図３に示すように、前記車輌の駆動系では、自動変速機（Ａ／Ｔ）のトルクコンバータ部分にモータ・ジェネレータ２が付設されており、内燃エンジン（同図ではエンジン出力軸７のみ図示）１と、モータハウジング９に収納されているモータ・ジェネレータ２と、これらエンジン１及びモータ２からの駆動力が伝達される自動変速機３と、を備えている。すなわち、該車輌の駆動系では、エンジン側（図３の右側）から順に、モータ・ジェネレータ２、自動変速機３のトルクコンバータ５及び自動変速機構６が配置されている。トルクコンバータ５と自動変速機構６との間にはオイルポンプ１０が配置されている。
【００３２】
エンジン１（図２参照）から自動変速機３へはクランク軸（エンジン出力軸）７が延設されており、そのクランク軸７の先端部分には可撓性のドライブプレート１１が固定されている。また、このドライブプレート１１に対向する位置には可撓性のインプットプレート１２が、互いの先端部をボルトで固定・連結された状態で配置されている。そして、モータ・ジェネレータ２はステータ１３とロータ１５とを有している。
【００３３】
前記自動変速機３に備えた多段変速機構６は、ミッションケース１６及びリヤケース１７に収納されていて、入力軸１９に同軸状に配置されている主変速機構部２０、上記入力軸１９に平行なカウンタ軸２１に同軸状に配置されている副変速機構部２２、及び前輪駆動軸に同軸状に配置されたディファレンシャル装置２３からなり、これらが分割可能な一体ケースに収納されたＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）タイプのものからなる。
【００３４】
トルクコンバータ５は、コンバータハウジング２６に収納されていて、ロックアップクラッチ２７、タービンランナ２９、ポンプインペラ３０、ステータ３１、及びこれらを覆うように配置されたフロントカバー３２を有しており、該フロントカバー３２における回転中心部分には、その外側にセンターピース３３が固定されている。そして、ポンプインペラ３０の外郭には、フロントカバー３２に溶接されてポンプシェル３５が一体に設けられており、該ポンプシェル３５の内径部分（回転中心部分）には、スリーブ状のインペラハブ３６が溶接により一体に固定されている。
【００３５】
そして、図４に示すように、上記インペラハブ３６は、上記ケース２６，１６と一体のポンプケース３７の円筒部の内周面にブッシュ３９を介して回転自在に支持されていると共に、その先端部にて前記オイルポンプ１０のロータ１０ａに結合されている。
【００３６】
また、前記ロックアップクラッチ２７は、フロントカバー３２の中間部分３２ｂの内径側に収納・配置されており、該中間部分３２ｂの内周面には、軸方向に延びるスプライン４０が一体に形成されている。該スプライン４０には、複数の外摩擦板が抜け止めされて係合されている。更に、上記中間部分３２ｂの内周面と、センターピース３３に一体のピストンハブ３３ａの外周面との間には、油密状で移動可能にピストンプレート４１が配置されている。
【００３７】
また、上記センターピース３３と一軸状に前記入力軸１９が配置されており、該入力軸１９は、その一端部を上記ピストンハブ３３ａの内周部に回転自在に被嵌された状態で、前記トルクコンバータ５の回転中心部のブッシュ３９内を貫通して、その他端が前記自動変速機構６側に延びている。上記ロックアップクラッチ２７は、その外径側がフロントカバー３２の内周面に係合した状態でその内径側が、衝撃的回転を吸収するダンパ装置４２、及び上記タービンランナ２９に連結されているハブ４３を介して上記入力軸１９に連結されている。該ハブ４３は該入力軸１９に対してスプライン係合している。また、前記ステータ３１は、ワンウェイクラッチ４５及びスリーブ軸４６を介してポンプカバー４７に固定されている。
【００３８】
なお、上記フロントカバー３２によりトルクコンバータ（流体伝動装置）５の入力部材が構成されると共に、上記タービンランナ２９にハブ４３を介して連結される上記自動変速機構６の入力軸１９により上記トルクコンバータ５の出力部材が構成されている。また、上記「入力部材」には、上記フロントカバー３２に限らず、該フロントカバー３２と一体に回転し得る部材であれば他の部材を用いることができることは勿論である。
【００３９】
上記構成を有するロックアップクラッチ４２では、ピストンプレート４１及びフロントカバー内径部分３２ａにて形成される油室を有するロックアップ制御バルブ４４の該油室に所定油圧が供給又は解放されることにより、ピストンプレート４１を移動させ、該プレート４１の外摩擦板への押圧力を制御し、摩擦板を接続（係合）、解放又はスリップ制御させることができる。なお、該スリップ制御は、ロックアップクラッチ２７を係合動作させる際に、入力側と出力側とが適度の回転数差になった状態で該クラッチ２７の摩擦板を相互に摺接させながら徐々に回転数を合わせつつ係合させる制御である。このように制御すると、モータ制御手段５３の制御によるモータ２の回転によって入力部材側の回転数を出力部材側の回転数に合わせてロックアップクラッチ２７を係合させる際に、より滑らかなクラッチ係合動作が実現する。
【００４０】
ついで、本発明に係るハイブリッド車輌の制御装置を図１に沿って説明する。同図に示すように、該制御装置は電子制御装置（ＥＣＵ:Electronic Control Unit）５１を有しており、該電子制御装置５１は、エンジン制御手段５２、モータ制御手段５３、ロックアップクラッチ制御手段５５、コースト判定手段５６、トルク算出手段５７、車速検出手段５９、インジェクション検出手段５８と、アクセル開度検出手段６０、エンジン回転数検出手段６１、及び変速制御手段６２と、を有している。
【００４１】
上記電子制御装置５１には、スロットルセンサ６７、自動変速機構６の入力軸１９（出力部材）の回転数を検知する出力側回転数センサ６５、車輌の走行速度を検知する車速センサ６６、不図示のインジェクションのＯＮ，ＯＦＦ状態（即ち作動状態）を検知するインジェクションセンサ６４、不図示のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル操作量）を検知しその結果を上記アクセル開度検出手段６０に出力するアクセルセンサ７０、及びエンジン１の回転数を検知するエンジン回転数センサ６９が接続されている。なお、該エンジン回転数センサ６９の検知結果により、トルクコンバータ５のフロントカバー３２（入力部材）の回転数が得られる。また、本実施の形態では、エンジン１側に設けられたスロットルバルブ（図示せず）の回動軸に電磁クラッチを介して連結されたＤＣモータ（図示せず）の駆動力にて該スロットルバルブの開度（実スロットル開度）を制御するのであるが、上記スロットルセンサ６７は、該実スロットル開度の検知結果を上記エンジン制御手段５２に出力する。更に上記電子制御装置５１には、前記エンジン１、前記モータ・ジェネレータ２、前記ロックアップクラッチ２７用のロックアップ制御バルブ４４（図４参照）、及び自動変速機構６が接続されている。
【００４２】
なお、上記エンジン１には、そのクランク軸の回転数、スロットル開度などに基づいて出力トルクとイナーシャトルクとを含めて所定のトルク信号として出力する不図示のコンピュータが設けられており、上記モータ２には、これに通電される電流値などに基づいて出力トルクとイナーシャトルクとを含めて所定のトルク信号として出力する不図示のコンピュータが設けられている。
【００４３】
上記エンジン制御手段５２は、アクセル開度検出手段６０からの後述する目標スロットル開度の設定信号を受けたとき、エンジン１側のスロットルバルブ（図示せず）をフィードバック制御で前述のＤＣモータを駆動し、前記スロットルセンサ６７から受けた実スロットル開度を目標スロットル開度に一致させるように制御する。また、該エンジン制御手段５２は、車速センサ６６の検知結果に基づき車速検出手段５９で検出された車速や不図示のブレーキセンサの検知結果に基づくブレーキ作動状態などに基づいたエンジン１の停止制御、エンジン１の完爆判定、或いは、エンジン１の点火制御など、エンジン駆動に関する各種制御を実行する。該点火制御において、エンジン制御手段５２は、車速センサ６６の検知結果に基づき車速０［km/h］になったことを検出した時点でインジェクションをＯＦＦにしてエンジン１の駆動を停止させ、またモータ２のみの回転駆動で走行開始した後、スロットル開度が所定値以上でかつエンジン回転数が所定値以上になったとき、インジェクションをＯＮにして点火し、エンジン１を回転駆動するように制御する。更に、上記エンジン制御手段５２は、車輌の走行中、ドライバがアクセルペダルの踏み込みを緩めてアクセル開度が０％になった等の所定の条件に応じて、インジェクションをＯＦＦにしてエンジン駆動を停止させて、車輌を慣性走行（コースト走行）させるコースト制御を行う。なお、これに限らず、例えばスロットル開度が３％以下になったときにアイドルスイッチをＯＮとしてコースト制御を行うことも可能である。
【００４４】
前記モータ制御手段５３は、モータ・ジェネレータ２による始動制御、停止制御及びアシスト制御を含む走行駆動制御と、発電制御と、回生制御とを実行するもので、車速検出手段５９で検出される車速、及びアクセル開度検出手段６０で検出される目標スロットル開度、或いはブレーキセンサの検知結果に基づき検出されるドライバの減速意図、変速制御手段６２からの指令、及びトルク算出手段５７からの算出データなどの諸条件に基づき、モータ・ジェネレータ２を適時制御する。更に、該モータ制御手段５３は、前記ロックアップクラッチ制御手段５５によるロックアップクラッチ２７の係合動作に先立ち、前記トルクコンバータ５の入力部材であるフロントカバー３２の回転数を、慣性走行に伴い駆動車輪側からのトルクで回転する出力部材である前記入力軸１９の回転数と略々等しくするようにモータ２を駆動させる補助トルク付与制御を実行する。
【００４５】
上記ロックアップクラッチ制御手段５５は、前記コースト判定手段５６によりコースト状態の開始が判定された際、上記トルクコンバータ５を係合させる制御を実行する。
【００４６】
前記コースト判定手段５６は、車輌の走行中、前記コースト判定手段５６にてフロントカバー３２と入力軸１９とに関する所定の回転数変化が判定されたことに基づき、コースト状態の開始と判定する。該所定の回転数変化とは、即ち、エンジン回転数センサ６９及び出力側回転数センサ６５からそれぞれ入力されるフロントカバー３２及び入力軸１９それぞれの回転数から両方の回転数差を算出し、該算出した回転数差に基づき、コースト状態の開始を判定する。なお、出力側回転数センサ６５に基づく出力側回転数からエンジン回転数センサ６９に基づく入力側回転数を減じた際の値が正になったときにコースト状態と判定することもできる。
【００４７】
また、前記トルク算出手段５７は、エンジン１からの出力トルクとイナーシャトルクとを含めた所定のトルク信号を受けて、エンジン１の出力トルクとイナーシャトルクとを算出すると共に、モータ２からの所定のトルク信号を受けて、該モータ２の出力トルクとイナーシャトルクとを算出する。そして、該トルク算出手段５７は、後述する変速制御手段６２による変速制御中に、エンジン回転数検出手段６１で検出されるエンジン回転数に基づき、エンジンクランク軸７（図４参照）やトルクコンバータ５などのイナーシャトルクを算出し、該算出したイナーシャトルクと、予め算出したエンジン１及びモータ２の上記出力トルク及びイナーシャトルクとを合計した合計トルクを算出し、エンジン制御手段５２及びモータ制御手段５３に出力する。
【００４８】
前記車速検出手段５９は、車速センサ６６の検知結果に基づき、本制御装置１が搭載されたハイブリッド車輌の走行速度（車速）を検出して、エンジン制御手段５２及びモータ制御手段５３に出力する。
【００４９】
前記アクセル開度検出手段６０は、前記アクセルセンサ７０によるアクセルペダル（図示せず）の踏み込み量の検知結果に基づいて目標スロットル開度を設定し、その設定信号をエンジン制御手段５２に出力する。
【００５０】
前記エンジン回転数検出手段６１は、エンジン回転数センサ６９からの検知結果に基づき、エンジン回転数を検出してエンジン制御手段５２、モータ制御手段５３及びコースト判定出力５６に出力する。
【００５１】
前記変速制御手段６２は、自動変速機構６に備えた摩擦係合要素である複数のクラッチやブレーキの係合、解放による掴み替えの制御を、車速検出手段５９にて検出される車速等に基づいて行い、自動変速機構６による各種の変速制御を実行する。この際、トルクが関わる変速制御（例えば直接制御等）では、車速と共に、アクセル開度検出手段６０にて検出される目標スロットル開度を用い、また変速点に関わる変速制御（運転者の意志をチェックしたい場合等）では、アクセル開度を用いることができる。また、該変速制御手段６２は、自動変速機構６における入力軸１９及び出力軸の回転数に基づき、ギヤ比（入出力回転数比）を検出し、該ギヤ比の変化に基づき、実際の変速開始及び実際の変速終了を判定する。
【００５２】
ついで、本発明に係るハイブリッド車輌の制御装置による作用について、図１、図５ないし図８に沿って説明する。なお、図８では、各タイミングの関係を明瞭に示す目的から、便宜上ロックアップクラッチ２７の係合状態などを瞬間的に描いているが、実際にはやや緩やかなカーブを描くこととなる。
【００５３】
まず、本制御装置を搭載した車輌の停止状態において、イグニッションスイッチ（図示せず）がＯＮされ、運転席に設けられたシフトレバー（図示せず）が走行レンジに操作されると、モータ制御手段５３が制御を開始する。そして、アクセルペダルの踏み込みに応じて、モータ２が回転駆動されて走行が開始され、その後、所定のタイミングでエンジン制御手段５２がエンジン１を始動させると共にモータ制御手段５３がモータのトルク出力を停止させ、この状態で走行が継続される。
【００５４】
そして、上記走行中、図８におけるＢ，Ｃに示すように、自動変速機構６により前進４速段（４ｔｈ）とされ、かつロックアップクラッチがＯＦＦされた状態において、ドライバが時刻ｔ0から継続してアクセルペダルを踏み込んでいることにより、上述のようにモータ出力トルク０状態でエンジン１のみが駆動している。この際、同図ＤのようにインジェクションがＯＮとされ、同図Ｆのように、フューエルカット領域(FuelCut)を超えた領域においてエンジン回転数が時刻ｔ1に向かって次第に高まり、これに伴い、不図示の駆動車輪への出力回転(OutPutRpm)が同図Ｅのように時刻ｔ1に向かって次第に上昇している。
【００５５】
そして、例えば時刻ｔ1にて、踏み込まれていたアクセルペダルが解放されると、同図Ａのようにアクセル開度が０［％］となり、かつ同図ＤのようにインジェクションがＯＦＦとなる。すると、これらの変化に基づく変速制御手段６２の制御により、自動変速機構６内で所定の変速動作が行われて前進４速段が前進５速段（５ｔｈ）に切換えられる。また、コースト判定手段５６が、出力側回転数センサ６５の検知結果に基づきトルクコンバータ５の出力部材をなす入力軸１９の回転数（つまり出力側回転数）Ｒ１と、エンジン回転数センサ６９の検知結果に基づきトルクコンバータ５の入力部材をなすフロントカバー３２の回転数（つまり入力側回転数）Ｒ２とを求める等により、コースト状態の開始を判定する（ステップＳ３）。なお、コースト状態開始の判定に限らず、例えば、スロットル開度が０％以上でアイドルスイッチがＯＮされた場合を判定することも可能である。
【００５６】
上記判定の結果、コースト状態開始と判定した場合にはステップＳ５に進み、そうでなければ、処理を終了する。該ステップＳ５では、ロックアップクラッチ制御手段５５が、ロックアップクラッチ２７にフェールが有るか否かを判定し、フェールがある場合はそのまま処理を終了し、またフェールが無いと判定した場合は、更に、ロックアップクラッチ２７の切換え状態を判定する（ステップＳ６）。上記ステップＳ５では、ロックアップクラッチ２７を係合し得る状態、又はスリップ制御で係合できる状態にあるか否かをフェールの有無として判定する。引き続き、ロックアップクラッチ２７の状態を判定し（ステップＳ６）、ロックアップクラッチ２７がＯＮしていれば処理を終了し、ロックアップクラッチ２７がＯＦＦしていれば、ステップＳ４に進んで、モータトルク要求量の算出を行う。即ち、上記フロントカバー３２の回転数を上げて上記入力軸１９の回転数と略々等しくさせて、ロックアップクラッチ２７の係合動作を容易にするために必要なモータトルク値を算出する。この際、ロックアップクラッチ２７では、トルクコンバータ５の構造にもよるが、上記入力部材と出力部材の間の回転数差が１００回転位以下となるように制御されることが望ましく、従って上記モータトルク指令値は、回転数差を０にし得るような回転数が得られるように設定される。
【００５７】
ここで、上記ステップＳ４における「モータトルク要求量算出」処理のサブルーチンを、図６に沿って説明する。即ち、まずステップＳ２０において入力（インプット）回転数（出力側回転数）とエンジン回転数（入力側回転数）とを取得した後、ステップＳ２１において、次式、
tempRpm＝inRpm−EgRpm
により、入力側回転数（inRpm）とエンジン回転数（つまり出力側回転数(EgRpm)）との偏差（tempRpm）を算出する。引き続き、ステップＳ２２において、モータトルク値の算出を行う。即ち、上記偏差（tempRpm）と、出力側回転数（inRpm）とに応じてモータトルク値を可変とする。例えば、偏差（tempRpm）や出力側回転数（inRpm）が大きければ大きいほど大となるようにする。
【００５８】
また、上記ステップＳ４における「モータトルク要求量算出」処理は、図６に示したものに限らず、図７に示すような処理をしても実現することができる。即ち、同図に示すように、ステップＳ２３において、出力側回転数（inRpm）を目標値としてモータ速度制御を行い、ＰＩ制御によって算出されたモータ出力トルク値を算出する。
【００５９】
次いで、上記「モータトルク要求量算出」処理の後、ステップＳ７にて、モータ制御手段５３が、モータトルク指令値はモータ最大出力トルクより大きいか、つまり、算出した必要モータトルク指令値を実際にモータ２から出力できる状態にあるか否かを判定する。
【００６０】
上記判定の結果、モータトルク指令値がモータ最大出力トルクより大きければ、モータ２が現在実際に出力可能な最大の出力トルク（モータ最大出力トルク）が規定値より大きいか否かを判定する（ステップＳ９）。つまり、該ステップＳ９では、全ての必要モータトルクは出力できないがエンジン１側とモータ２側とでトルクを分配して燃費効果を向上させるための判定を行う。なお、モータ最大出力トルクは、回転数と最大トルクの関係を予め定めたマップから求められ、更にＳＯＣ（充電量）に応じて制限をかけることもできるが、この場合のように電力使用する際には、ＳＯＣが低いときはトルク量で制限するようにすることもできる。また、上記ステップＳ９の判定はつまり、モータ２だけでは全ての必要トルクを出力できない場合に、エンジン１側とモータ２側とでトルクを分配して燃費効果を向上させる等のために行う。上記規定値には、例えば４気筒エンジンの場合そのうちの所定の２気筒へのフューエルカットを一時的に行なって気筒カットした状態でのエンジントルクの減少分のトルク値、或いは、上記４気筒の全てに対する吸気減少による減少分のトルク値などを用いることができる。
【００６１】
一方、上記ステップＳ７における判定の結果、モータトルク指令値がモータ最大出力トルク以下であれば、インジェクション検出手段５８がフューエルカットを要求（ステップＳ８）した後、モータ制御手段５３の制御に基づいてモータトルクが出力される（ステップＳ１０）。ここで、エンジン回転数は図８のＦに示すようにやや減少するが、この時点で、同図Ｇのように時刻ｔ1から時刻ｔ2までの間、モータ制御手段５３が、算出したモータトルク指令値に応じた所定回転数となるようにモータ２を回転駆動させるので、同図Ｅに示す出力回転数は、急に落ち込むことなく、緩やかなカーブを描いて徐々に下降する。
【００６２】
次いで、ロックアップクラッチ制御手段５５がロックアップ制御バルブ４４を制御してロックアップクラッチ２７を係合させる（ステップＳ１１）。つまり、時刻ｔ2に至るまでに、トルクコンバータ５の入力部材であるフロントカバー３２と出力部材である入力軸１９との回転数差が略々等しくなっているので、ロックアップクラッチ２７は滑らかに係合する。この際、ロックアップクラッチ制御手段５５は、上記入力部材及び出力部材の双方の回転数が所定の許容範囲に入った時点から、ロックアップクラッチ２７の摩擦板同士をスリップ（摺接）させて両者間の微妙な回転数差を吸収しつつ徐々に係合させるようにロックアップ制御バルブ４４を制御（スリップ制御）するので、ロックアップクラッチ２７はより滑らかに係合することとなる。なお、該ロックアップクラッチ係合時のスリップ制御は、目標値であるモータトルク指令値に対してステップで段階的にトルク出力するように、或いは、制御開始時のトルクから所定のスィープ量（傾き）によって徐々にモータ駆動信号を増加させるように実施することができる。
【００６３】
続いて、ロックアップクラッチ２７がＯＮ（係合）したか否かを判定し（ステップＳ１２）、ＯＮしていなければ上記の処理を繰り返し実行する。そして、前記モータ２は、図８のＧに示すように、前記時刻ｔ2でロックアップクラッチ２７が係合した時点から徐々にトルクダウンし、モータトルク(MTrq)が０Ｎｍより下降したときからモータ制御手段５３による制御切換えにて回生制御されることとなる（ステップＳ１３）。
【００６４】
また、前記ステップＳ７にて必要モータトルク指令値をモータ２からは出力できない状態にあると判定した場合にあって、モータ制御手段５３が、前記ステップＳ９にてモータ最大出力トルクが規定値よりも大きいと判定した際には、エンジン制御手段５２に対してエンジン１の気筒カットを要求し（ステップＳ１４）、ステップＳ１６に進む。該ステップＳ１６では、上記モータトルク指令値をモータ最大出力トルクに設定した後、ステップＳ１０に進む。なお、上記ステップＳ１４では、例えば、フューエルＯＮ時よりも少ない燃料噴射量の要求、或いは、４気筒エンジンの場合にそのうちの所定の２気筒への吸気量を減少させる旨の要求、など行うことで減少させたエンジントルクを、後段のステップＳ１０で発生させる比較的弱いモータトルクによって補うようにする。
【００６５】
また、上記ステップＳ９において、モータ最大出力トルクが規定値以下であると判定した際には、モータトルクを全く使用せずにエンジン１を一時的に駆動させた際の出力トルクのみにて前記フロントカバー３２の回転を引き上げるため、遮断していた燃料の噴射（フューエル復帰）を要求した後（ステップＳ１５）、ロックアップクラッチ制御手段５５によりロックアップクラッチ２７の係合（ＯＮ）制御を実行する（ステップＳ１１）。
【００６６】
なお、本実施の形態では、ステップＳ３において、コースト状態開始の有無を、前記コースト判定手段５６が回転数差を検出することで判定したが、これに限らず、例えばアクセル開度検出手段６０によってアクセル開度が０［％］となった旨（及びアイドル回転となった旨）を検出した際にコースト状態開始と判定することができる。また、該判定は、０％ではなく、極低開度できる３％程度とすることもできる。また、インジェクション検出手段５８によりインジェクションＯＦＦを検出した際にコースト状態開始と判定すること、或いは、入力側のエンジントルクと出力側のエンジントルクとの偏差に基づいてコースト状態開始と判定することもできる。
【００６７】
ここで、図９及び図１０のタイムチャートに沿って、モータトルクでなくエンジントルクのみを用いて入力部材側と出力部材側との回転数差を合わせるようにした第１及び第２の比較例について説明する。
【００６８】
まず、図９に示すように、第１の比較例では、同図Ｃのように、ロックアップクラッチＯＦＦ状態、かつ自動変速機構６による前進４速段の状態において、ドライバが時刻ｔ0から継続してアクセルペダルを踏み込んでいることで、モータ停止状態でのエンジン駆動のみにて走行している。この際、同図ＤのようにインジェクションがＯＮとされ、また同図Ｆのように、フューエルカット領域(FuelCut)を超えた領域においてエンジン回転数が時刻ｔ1に向かって次第に高まり、これに伴い、駆動車輪への出力回転(OutPutRpm)が同図Ｅのように、時刻ｔ1に向かって次第に上昇している。
【００６９】
上記状態において、例えば時刻ｔ1でアクセルペダルが解放されると、同図Ａのようにスロットル開度が０［％］となり、かつ同図Ｄのようにインジェクションが一旦ＯＦＦとなってコースト状態になると共に、自動変速機構６内で所定の変速動作が実行されて前進４速段が前進５速段に切換えられる。すると、同図Ｆのようにエンジン回転数が急峻に減少して、フューエルカット領域を下回る瞬間（時刻ｔ3）に、インジェクションがＯＮされてエンジン駆動が一時的に再開される。これにより、エンジントルクがフューエルカット領域に至り（この時点で再度フューエルカットされる(時刻ｔ4)）、そして該領域に復帰してトルクコンバータの入力部材の回転数を出力部材の回転数と略々等しくなるように高める。このため、ロックアップクラッチが、スリップ制御の併用により滑らかに係合する(時刻ｔ2’)ので、同図Ｅに示す出力回転数は、急に落ち込むようなことなく、緩やかなカーブを描いて徐々に下降する。更に、同図Ｇのように、ロックアップクラッチが係合した上記時刻ｔ2’からモータ・ジェネレータの回生制御が行われる。
【００７０】
また、図１０に示す第２の比較例は、図９の第１の比較例におけるＧに示したモータ・ジェネレータの回生制御を実施しない点で異なるが、他の制御に関しては略々同様である。つまり、該第２の比較例では、ロックアップクラッチの係合後に回生制御を実施しないことにより、図１０のＥに示す駆動車輪への出力回転(OutPutRpm)が、上記第１の比較例の場合よりも緩やかに下降している。
【００７１】
以上のように上記第１及び第２の比較例では、コースト状態開始時にトルクコンバータの入力部材の回転数を、一旦停止させたエンジンを再度駆動させて高めるように制御するので、図９及び図１０のＤにおいての時刻ｔ3〜時刻ｔ4間での燃料噴射分が浪費されることになり、フューエルカットの拡大が制限されている。
【００７２】
これに比して本実施の形態の制御装置では、図８に示すように、コースト状態が開始した時刻ｔ1の時点から直ちにモータ２を回転駆動させその出力トルクにて出力部材の回転数を持ち上げるので、上記第１及び第２の比較例にて示した上記時刻ｔ3〜時刻ｔ4間での燃料噴射による浪費を削減して燃費を向上させることができると共に、図９及び図１０のＦにて落ち込んだエンジントルクを持ち上げるのに要する時間（時刻ｔ1〜ｔ4）を削減した分だけロックアップクラッチ係合作動を速やかに行なうことができる。
【００７３】
このように本実施の形態によると、ロックアップクラッチ２７に大きな負担をかけることなく速やかに接続することができ、ロックアップクラッチ係合に時間がかかってドライバに違和感を与えたり、ロックアップクラッチ係合後のフューエルカットの実施が遅くなって燃費向上をあまり期待できなくなったりする等の問題を解消することができる。
【００７４】
また、本実施の形態によると、コースト判定手段５６が上記フロントカバー３２と入力軸１９とに関する回転数の変化に基づき前記コースト状態の開始と判定するので、特別な検出手段を別途用意することなく、コーストの開始を簡単にかつ確実に検出することができる。或いは、これに代えて、コースト判定手段５６が、電子制御スロットル開度（目標スロットル開度）が０％になったことをスロットル開度検出手段が検出したときにコースト状態開始と判定するように構成することで、コースト状態の開始をより簡単に検出することができる。また、コースト判定手段５６がインジェクションのＯＦＦ状態をインジェクション検出手段５８が検出したときにコースト状態開始と判定するように構成しても、コースト状態の開始をより簡単に検出できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態におけるハイブリッド車輌の制御装置を示すブロック図。
【図２】本制御装置によって制御し得る車輌の駆動系を示すブロック図。
【図３】車輌の駆動系の一例を詳細に示す断面図。
【図４】図３に示す駆動系の主要部を詳細に示す断面図。
【図５】本制御装置による制御を具体的に示すフローチャート。
【図６】図５のフローチャートにおけるサブルーチンを示すフローチャート。
【図７】図５のフローチャートにおけるサブルーチンを示すフローチャート。
【図８】本制御装置による制御状況を示すタイムチャート。
【図９】第１の比較例を示すタイムチャート。
【図１０】第２の比較例を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１ エンジン
２ モータ
３ 回転部
５ 流体伝動装置（トルクコンバータ）
６ 変速機構（自動変速機構）
１９ 出力部材（自動変速機構の入力軸）
２７ ロックアップクラッチ
３２ 入力部材（フロントカバー）
３３ 回転部（センターピース）
４４ ロックアップ制御バルブ
５１ 電子制御装置
５２ エンジン制御手段
５３ モータ制御手段
５５ ロックアップクラッチ制御手段
５６ コースト判定手段
５８ インジェクション検出手段
６０ アクセル開度検出手段

Claims (6)

1. エンジンと連係して駆動し得るモータと、これらエンジン及びモータの両方に共通する回転部に駆動連結した入力部材と該入力部材で受けた前記エンジン及び前記モータからの駆動トルクを動力伝達下流側に出力する出力部材とを有する流体伝動装置と、該出力部材からの前記駆動トルクを変速して駆動車輪に伝達する変速機構と、前記入力部材と前記出力部材とを直結し得るロックアップクラッチと、を備えたハイブリッド車輌の制御装置において、
   前記車輌の走行中、前記車輌を慣性走行させるコースト状態の開始を判定するコースト判定手段と、
   該コースト判定手段により前記コースト状態の開始が判定された際、前記ロックアップクラッチを係合させるロックアップクラッチ制御手段と、
   該ロックアップクラッチ制御手段による前記ロックアップクラッチの係合動作に先立ち、前記入力部材の回転数を、前記慣性走行に伴い前記駆動車輪側からのトルクで回転する前記出力部材の回転数との差が小さくなるように前記モータを駆動させるモータ制御手段と、を備え、
   前記モータ制御手段は、
   前記ロックアップクラッチの係合動作に先立って行う前記モータ駆動制御に必要な、前記入力部材と前記出力部材の間の回転差を０にし得るような回転数が得られるモータトルク値を算出した際に、該必要モータトルク値が前記モータのその時点での出力可能な少なくとも回転数に基づいた前記モータの最大トルク値より大きいか否かを判定し、前記必要モータトルク値が前記モータ最大トルク値以下の場合には前記モータのみを使用し、前記必要モータトルク値が前記モータ最大トルク値より大きい場合には前記モータ及び前記エンジンにてトルクを補って、前記入力部材の回転数を前記出力部材の回転数と略々等しくするように前記モータを駆動させてなる、
   ことを特徴とするハイブリッド車輌の制御装置。
2. 前記コースト判定手段は、前記入力部材と前記出力部材とに関する回転数の変化に基づき前記コースト状態の開始と判定してなる、
   請求項１記載のハイブリッド車輌の制御装置。
3. 前記エンジンの駆動を所定の条件に応じて停止させて前記コースト状態に移行させるエンジン制御手段と、前記エンジン側に備えたスロットルの開度を検出するスロットル開度検出手段と、を備え、
   前記コースト判定手段は、前記スロットル開度が０％になったことを前記スロットル開度検出手段が検出したときに前記コースト状態の開始と判定してなる、
   請求項１記載のハイブリッド車輌の制御装置。
4. 前記エンジンの駆動を所定の条件に応じて停止させて前記コースト状態に移行させるエンジン制御手段と、前記エンジン側に備えたインジェクションの作動状態を検出するインジェクション検出手段と、を備え、
   前記コースト判定手段は、前記インジェクションのＯＦＦ状態を前記インジェクション検出手段が検出したときに前記コースト状態の開始と判定してなる、
   請求項１記載のハイブリッド車輌の制御装置。
5. 前記モータ制御手段は、前記必要モータトルク値が前記モータ最大トルク値より大きいと判定した場合、該モータ最大トルク値を、前記エンジンの減少分のトルク値である予め設定された規定値と比較してなり、
   前記モータ制御手段は、前記モータ最大トルク値が前記規定値より大きいと判定した場合、該モータ最大トルク値と共に使用し得る前記エンジンの低減トルク出力を要求してなる、
   請求項１ないし４のいずれか１項記載のハイブリッド車輌の制御装置。
6. 前記モータ制御手段は、前記モータ最大トルク値が前記規定値より小さいと判定した場合、前記モータのトルク出力は行わず前記エンジンを一時的に駆動させる旨の要求をしてなる、
   請求項１ないし５のいずれか１項記載のハイブリッド車輌の制御装置。

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