JP3956536B2 - ハイブリッド車の駆動制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関とモータやモータ・ジェネレータなどの電力によって動作してトルクを出力する電動機とを動力源として備えたハイブリッド車における駆動力を制御する装置に関し、特に遊星歯車機構などからなるトルク合成分配機構によって内燃機関の出力トルクと電動機の出力トルクとを合成して出力することのできるハイブリッド車の駆動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上述した内燃機関および電動機を動力源としたハイブリッド車の形式として、内燃機関を発電機を駆動するためのみに使用するシリーズハイブリッド形式や内燃機関を発電と走行とのための動力源として使用するパラレルハイブリッド形式などが知られている。後者のパラレルハイブリッド形式の駆動装置の例として、内燃機関の出力トルクと電動機の出力トルクとを、トルク合成分配機構で合成して出力するように構成した例が特開平９−１９３６７６号公報に記載されている。
【０００３】
この公報に記載されたハイブリッド駆動装置におけるトルク合成分配機構は、１組のシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成され、そのサンギヤにモータ・ジェネレータの回転軸が連結され、またリングギヤに入力クラッチを介してエンジンの出力軸（クランクシャフト）が接続され、さらにキャリヤが変速機の入力軸に連結されている。そしてトルク合成分配機構の全体を一体回転させるための一体化クラッチがキャリヤとサンギヤとの間に設けられている。
【０００４】
したがって上記従来の駆動装置では、入力クラッチを解放しかつ一体化クラッチを係合させることにより、モータ・ジェネレータのみをトルク合成分配機構を介して変速機に連結してモータ・ジェネレータによって走行することができ、また入力クラッチを係合させるとともに一体化クラッチを解放させた状態では、トルク合成分配機構を構成している遊星歯車機構が差動作用をおこなうので、エンジントルクにモータ・ジェネレータの出力トルクを付加して走行でき、またその際に発電をおこなうこともできる。さらに一体化クラッチおよび入力クラッチを共に係合させれば、エンジンで走行しかつ発電をおこなうことができる。
【０００５】
このようにトルク合成分配機構を備えたハイブリッド車では、エンジンとモータ・ジェネレータとのトルクの出力の仕方あるいは伝達の仕方によって様々な走行形態（走行モード）を設定することができる。例えば、エンジンをアイドリング状態に維持し、かつモータ・ジェネレータをエンジンとは反対方向に回転させつつ発電をおこなうと、モータ・ジェネレータを連結してあるサンギヤに反力トルクが入力されるので、出力要素であるキャリヤに正方向のトルクが発生する。その結果、アイドリング状態であっても駆動トルクが生じ、これが、トルクコンバータを搭載している車両におけるクリープトルクと同様に作用し、車両をゆっくり走行させることができる。このようにエンジンを連結してあるリングギヤに対して、モータ・ジェネレータを連結してサンギヤが反力要素となっているので、エンジンを駆動している状態でサンギヤに対してモータ・ジェネレータにより更に大きいトルクを入力すれば、出力要素であるキャリアから、エンジントルクを遊星歯車機構のギヤ比に応じて増幅したトルクが出力される。すなわちエンジントルクをモータ・ジェネレータのトルクで補助した駆動状態となり、いわゆるアシストモードとなる。また反対に、エンジンを所定回転数で運転している状態でモータ・ジェネレータをエンジンの回転方向とは反対の方向に大きく回転させると、それに伴ってエンジン回転数が増大する。なおその場合、キャリアに現れる出力トルクは低下する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したトルク合成分配機構を備えたハイブリット車では、アクセルペダルを完全に戻してエンジンをアイドリング状態としていても、モータ・ジェネレータによってトルク合成分配機構に反力トルクを入力することにより、いわゆるクリープトルクを出力させることができ、クリープ走行が可能である。このクリープ走行状態から加速のためにアクセルペダルを大きく踏み込むと、その駆動力の増大要求に応じてエンジン回転数を増大させることになる。その場合、上記のトルク合成分配機構においては、モータ・ジェネレータがエンジンとは反対方向に回転することによりエンジンの回転数が増大するので、駆動力の増大要求に基づいた目標回転数となるようにエンジン回転数を増大させるために、一時的に、モータ・ジェネレータをエンジンとは反対方向に回転させることになる。
【０００７】
スロットル開度を制御することによるエンジン回転数の制御応答性に対してモータ・ジェネレータの回転数の制御応答性の方が優れているので、クリープ走行中の駆動力の増大要求に基づいてモータ・ジェネレータを上記のように制御すれば、エンジン回転数を迅速に目標回転数にまで増大させることができる。しかしながら、エンジンの制御応答性が相対的に遅いために、モータ・ジェネレータの逆回転方向への制御およびそれに伴う反力トルクの低下により、駆動装置からの出力トルクが一時的に低下する。すなわちアクセルペダルを踏み込んだ直後にエンジン回転数が増大するものの、駆動トルクが一時的に低下し、これが原因で失速感（あるいは引き込み感）が生じるおそれがあった。
【０００８】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、内燃機関と電動機とをトルク合成分配機構を介して互いに連結したハイブリット車においてクリープ走行中からの加速の際に駆動トルクの一時的な低下を防止してドライバビリティを良好にする制御装置を提供することを目的とをするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、アイドリング状態でのクリープ走行から駆動力の増大要求に応じて内燃機関の回転数を増大させる場合に、内燃機関の出力トルクの増大およびそれに伴う回転数の増大を待って、内燃機関の回転数を増大させるための電動機のトルク制御をおこなうように構成したことを特徴とするものである。より具体的には、請求項１の発明は、内燃機関と電動機とがこれら内燃機関の出力トルクと電動機の出力トルクとを所定の割合で合成して出力するトルク合成分配機構を介して互いに連結されるとともに、そのトルク合成分配機構が、内燃機関の回転方向とは反対方向に電動機の回転数を増大させるように前記電動機の出力トルクを増大させることにより内燃機関の回転数が増大するように構成され、加速要求に基づいて前記内燃機関の目標回転数を求めるとともに、その内燃機関の目標回転数に基づいて前記電動機の目標回転数を求め、電動機をその目標回転数となるように制御するハイブリッド車の駆動制御装置であって、駆動力の要求量が予め定めた基準値以下であることを検出するクリープ走行検出手段と、駆動力の要求量が前記基準値以下の状態であることが前記クリープ走行検出手段で検出されている状態で駆動力の要求量が増大させられた場合に前記内燃機関の回転数を増大させるべく前記電動機の出力トルクを制御するトルク指令値を、駆動力の要求量が前記基準値以下の状態での走行中における前記電動機のトルク指令値より下回らないように規制する電動機トルク規制手段とを備えていることを特徴とする駆動制御装置である。
【００１０】
したがって請求項１の発明では、アクセルペダルを完全に戻すなどのアイドリング状態で電動機からトルク合成分配機構にトルクを入力して走行するクリープ走行が実行されていると、これがクリープ走行検出手段によって検出される。またそのクリープ走行状態でアクセルペダルが踏み込まれるなどのことによって加速要求が生じると、その加速要求すなわち駆動力の増大要求に応じた内燃機関の目標回転数が求められ、その目標回転数に基づいて電動機の目標回転数が求められて電動機がその目標回転数となるように制御される。その場合、電動機を目標回転数に制御することに伴ってそのトルク指令値が、クリープ走行時におけるトルク指令値よりも小さい場合、内燃機関の回転数を目標回転数とするための電動機のトルク指令値が、クリープ走行時のトルク指令値に規制される。そのため、クリープ走行中に加速要求が生じて内燃機関の回転数を増大させる場合に、その制御開始時に電動機の出力トルクが低下しないので、ハイブリッド車全体としての駆動トルクの低下が生じない。
【００１１】
また、請求項２の発明は、内燃機関と電動機とがこれら内燃機関の出力トルクと電動機の出力トルクとを所定の割合で合成して出力するトルク合成分配機構を介して互いに連結されるとともに、そのトルク合成分配機構が、内燃機関の回転方向とは反対方向に電動機の回転数を増大させるように前記電動機の出力トルクを増大させることにより内燃機関の回転数が増大するように構成され、加速要求に基づいて前記内燃機関の目標回転数を求めるとともに、その内燃機関の目標回転数に基づいて前記電動機の目標回転数を求め、電動機をその目標回転数となるように制御するハイブリッド車の駆動制御装置において、駆動力の要求量が予め定めた基準値以下であることを検出するクリープ走行検出手段と、駆動力の要求量が前記基準値以下の状態であることが前記クリープ走行検出手段で検出されている状態で駆動力の要求量が増大させられた場合に前記内燃機関の目標回転数を制御する前記電動機の出力トルクの制御開始を前記電動機の回転数を目標回転数に制御してもその出力トルクが前記クリープ走行時のトルクより小さくならない時点まで遅延させる遅延手段とを備えていることを特徴とする駆動制御装置である。
【００１２】
したがって請求項２の発明では、クリープ走行中に加速要求すなわち駆動力の増大要求が生じ、それに伴って内燃機関の回転数を増大させるべく電動機のトルク制御を開始する場合、遅延手段によってその電動機のトルク制御の開始が電動機の回転数を目標回転数に制御してもその出力トルクが前記クリープ走行時のトルクより小さくならない時点まで遅延させられる。すなわち、加速要求に基づく内燃機関の制御によりその出力トルクおよび回転数がある程度増大した状態で、内燃機関の回転数を増大させるための電動機のトルク制御が開始される。その結果、その時点での電動機のトルク指令値は、クリープ走行中におけるトルク指令値よりも大きくなり、そのため駆動トルクの低下が生じない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明を図面を参照してより具体的に説明する。この発明は、電動機と内燃機関とを動力源としたハイブリッド車を対象とする駆動制御装置である。ここで、内燃機関は、要は、燃料を燃焼させて動力を出力する動力源であり、具体的には、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは水素ガスなどの気体燃料を使用するガスエンジンなどであり、またその形式は、レシプロエンジンに限らずタービンエンジンなどであってもよい。なお、以下の説明では、内燃機関を「エンジン」と記す。
【００１４】
また、電動機は、要は、電力によって動作してトルクを出力する機能を有する動力源であればよく、固定磁石式同期モータや直流モータなど各種のモータを使用することができ、さらには外力によって駆動されて発電する機能を併せ持ったモータ・ジェネレータを使用することができる。さらに電動機と発電機とを併用することができる。なお、以下に説明する例は、電動機としてモータ・ジェネレータを使用した例である。
【００１５】
この発明で対象とするハイブリッド車は、電動機の出力によって内燃機関を回転させ、その内燃機関の回転数が所定の回転数に達した際に燃料を供給することにより、内燃機関を始動する形式のハイブリッド車である。すなわち内燃機関と電動機とをトルク合成分配機構に連結し、電動機の出力トルクによって内燃機関を駆動し、またこれら電動機と内燃機関との出力トルクをトルク合成分配機構によって合成して出力し、さらには内燃機関の出力トルクをトルク合成分配機構によって電動機と変速機とに分配することが可能である。したがってこのトルク合成分配機構は、遊星歯車機構によって構成することができる。またトルク合成分配機構の出力側に連結された変速機構は、車速およびエンジン負荷などの走行状態に応じて変速比が制御される自動変速機を使用することができる。
【００１６】
図３は、この発明によるハイブリッド車における駆動装置の全体的な構成を示しており、動力源としてエンジン１およびモータ・ジェネレータ２とを備えている。エンジン１は図示しないアクセルペダルの踏み込み量に応じてスロットル開度が増減する電子スロットルバルブ３を備えており、その電子スロットルバルブ３の開度を主に制御するための電子スロットル用電子制御装置（電子スロットルＥＣＵ）４が設けられている。この電子制御装置４には、アクセルペダルの踏み込み量すなわちエンジン１に対する出力要求量（もしくはハイブリッド車に対する駆動力の要求量）を示すアクセル開度信号が入力されており、そのアクセル開度信号に基づいたスロットル開度信号を電子スロットルバルブ３に出力するように構成されている。なお、そのアクセル開度とスロットル開度との関係を決定する特性値は、車両の状態に応じて、あるいは運転者の手動操作によって変更されるように構成されている。またエンジン１を制御するためのエンジン用電子制御装置（エンジンＥＣＵ）５が設けられている。
【００１７】
モータ・ジェネレータ２は、コイルに通電することによってロータが回転してロータと一体の回転軸６に出力トルクが生じ、また回転軸６を介してロータを外力によって回転させることによってコイルに起電力が生じる公知の構成のものである。このモータ・ジェネレータ２には、インバータ７を介してバッテリ８が接続されている。またモータ・ジェネレータ２の回転を制御するために、インバータ７にはモータ・ジェネレータ用電子制御装置（Ｍ／Ｇ−ＥＣＵ）９が接続されている。
【００１８】
上記のエンジン１およびモータ・ジェネレータ２が、トルク合成分配機構１０に連結されている。そのトルク合成分配機構１０は、一組のシングルピニオン型遊星歯車機構１１と二つのクラッチＣi ，Ｃd とを主体として構成されている。その遊星歯車機構１１の第１の回転要素であるサンギヤ１２がモータ・ジェネレータ２の回転軸６に連結されている。またこのサンギヤ１２とサンギヤ１２に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ（第２の回転要素に相当する）１３との間に配置したピニオンギヤを保持しているキャリヤ（第３の回転要素に相当する）１４もしくはそのキャリヤ１４に一体化させてある軸などの部材（図示せず）が出力部材となっている。
【００１９】
そのリングギヤ１３とエンジン１の出力軸１Ａとの間にこれらを選択的に連結する入力クラッチＣi が配置されている。また遊星歯車機構１１におけるいずれか二つの回転要素（具体的にはサンギヤ１２とキャリヤ１４）を連結して遊星歯車機構１１の全体を一体化する一体化クラッチＣd が設けられている。なお、これらのクラッチＣi ，Ｃd は、油圧によって係合させられる摩擦クラッチによって構成されている。
【００２０】
上記のキャリヤ１４がトルク合成分配機構１０における出力部材に相当し、このキャリヤ１４が変速機１５に連結されている。この変速機１５は変速比を電気的に制御可能な自動変速機であって、その制御のための変速機用電子制御装置（Ｔ／Ｍ−ＥＣＵ）１６が設けられている。この電子制御装置１６には、ブレーキ信号やシフトレンジ信号などの車両の状態を示す信号が入力されている。
【００２１】
そして前述した各電子制御装置４，５，９，１６がハイブリッド用電子制御装置１７にデータ通信可能に接続されている。このハイブリッド用電子制御装置１７には、ブレーキ信号などの車両の状態を示す信号が入力され、さらに他の電子制御装置４，５，９，１６との間で相互にデータを通信するように構成されている。
【００２２】
図４は図３に示す駆動装置によって設定することのできる走行モードを示し、この図４において○印は係合状態、×印は解放状態をそれぞれ示す。ここで各走行モードについて簡単に説明すると、モータ走行モードは、モータ・ジェネレータ２の出力のみによって走行するモードであって、入力クラッチＣi が解放もしくは半係合状態とされ、あるいは一時的に係合させられ、かつ一体化クラッチＣd が係合させられる。したがって遊星歯車機構１１の全体が一体化されるので、モータ・ジェネレータ２が変速機１５に直結された状態になり、モータトルクが変速機１５に入力される。
【００２３】
エンジン走行モードは、エンジン１の出力によって走行し、また必要に応じて発電をおこなうモードである。この場合は、入力クラッチＣi と一体化クラッチＣd とを共に係合状態とすることにより、エンジン１をリングギヤ１３に連結するとともに遊星歯車機構１１の全体を一体化する。したがって、エンジン１の出力トルクが、一体化されている遊星歯車機構１１に伝達され、かつここから変速機１５に伝達される。一方、モータ・ジェネレータ２が一体化されている遊星歯車機構１１に連結されているから、エンジン１によってモータ・ジェネレータ２を回転させて、発電をおこなうことができる。また、モータ・ジェネレータ２の出力するトルクを、遊星歯車機構１１から変速機１５に伝達することができるので、エンジン１の出力トルクとモータ・ジェネレータ２の出力トルクとを合成して出力することができる。
【００２４】
つぎに、アシストモードについて説明する。前述したトルク合成分配機構１０が遊星歯車機構１１によって構成されているから、遊星歯車機構１１が差動作用をおこなうことにより、出力トルクを多様に変更することができる。したがって、このアシストモードにおいては、遊星歯車機構１１に差動作用をおこなわせるために、一体化クラッチＣd が解放され、これに対して入力クラッチＣi が係合させられて、エンジン１がリングギヤ１３に連結される。この場合、変速機１５に連結されているキャリヤ１４が出力要素となり、またリングギヤ１３が入力要素となり、さらにサンギヤ１２が反力要素となる。
【００２５】
その状態で、エンジン１の出力トルクをリングギヤ１３に伝達し、かつモータ・ジェネレータ２と共にサンギヤ１２を逆回転させれば、キャリヤ１４が停止状態となり、あるいはリングギヤ１３よりも低速で回転する。すなわち、キャリヤ１４が停止している状態となるように、モータ・ジェネレータ２を逆回転させれば、停止状態を維持することができるとともに、モータ・ジェネレータ２およびこれに連結したサンギヤ１２の逆回転方向への回転数を次第に減じれば、キャリヤ１４がエンジン１と同方向に回転し、その回転数が次第に増大する。したがって、キャリヤ１４に生じるトルクは、エンジン１の出力トルクにモータ・ジェネレータ２の反力トルクを加えたトルク、あるいは遊星歯車機構１１におけるギヤ比に応じて増大させたトルクとなり、結果的には、エンジントルクをモータトルクによって増大させた状態となる。
【００２６】
さらに、ニュートラルモードは、変速機１５にトルクが入力されない状態であって、入力クラッチＣi および一体化クラッチＣd が共に解放状態とされる。したがって、遊星歯車機構１１においては、リングギヤ１３が空転してここからトルクが抜けてしまうために、エンジン１あるいはモータ・ジェネレータ２が回転したとしても、その出力トルクは変速機１５に入力されない。すなわち、駆動トルクが発生しないニュートラル状態となる。
【００２７】
上述したハイブリッド駆動装置では、アクセルペダルが踏み込まれるなどのことによって出力の増大要求があった場合、エンジントルクにモータ・ジェネレータ２のトルクを付加するアシストモードを経てエンジン１で走行するエンジン走行モードに移行する。そのアシストモードでのトルクおよび回転数の状態を前記遊星歯車機構１１についての共線図によって図５に示してある。図５において符号ρは、遊星歯車機構１１のギヤ比すなわちサンギヤ１２の歯数とリングギヤ１３の歯数との比である。
【００２８】
前記入力クラッチＣi を係合させてエンジン１をリングギヤ１３に連結し、その状態でエンジン１およびモータ・ジェネレータ２を動作させキャリヤ１４から変速機１５にトルクを伝達している場合のエンジン回転数Ｎe 、モータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm ならびに変速機１５の入力回転数Ｎtin （すなわちトルク合成分配機構１０の出力回転数）は、下記の式で表される。
Ｎm ＝（（１＋ρ）・Ｎtin −Ｎe ）／ρ
【００２９】
またこの状態でのトルクの関係は、エンジン１の出力トルク（すなわちリングギヤ１３に入力されているトルク）Ｔe に対してモータ・ジェネレータ２に（ρ×Ｔe ）の反力トルクを生じており、その結果、出力部材であるキャリヤ１４には（（１＋ρ）×Ｔe ）のトルクが発生している。すなわちアシストモードでは、エンジントルクＴe にモータ・ジェネレータ２による反力トルク（ρ×Ｔe ）を加えたトルクが出力され、出力増大要求（加速要求）に沿った駆動力が生じる。
【００３０】
その場合、モータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm を次第に増大させて最終的にはエンジン回転数Ｎe と一致させてエンジン走行モードに移行するが、その過程では、モータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm が以下に述べるように制御される。図６はその制御ルーチンの一例を示しており、先ず、アシストモードが設定されているか否かが判断される（ステップ００１）。アシストモード以外の走行モードが設定されていることによりステップ００１で否定判断された場合には特に制御をおこなうこなくこのルーチンから抜ける。また反対にステップ００１で肯定判断された場合には、エンジン回転数Ｎe 、変速機入力回転数Ｎtin 、モータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm の三者の偏差が所定値以下か否かが判断される（ステップ００２）。このステップ００２の判断で採用されている所定値（すなわちしきい値）はゼロに近い小さい値であり、したがってステップ００２では、モータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm がエンジン回転数Ｎe に達しているか否かを判断することになる。
【００３１】
各回転数の関係が例えば図５に示す状態にあれば、ステップ００２で否定判断され、この場合は、アクセル開度Ｖa と変速機入力回転数Ｎtin とに基づいてエンジン目標回転数Ｎetを求める（ステップ００３）。そのエンジン目標回転数Ｎetは、一例として、アクセル開度Ｖa と変速機入力回転数Ｎtin とをパラメータとしたマップに基づいて求められ、これらのパラメータが大きいほど、エンジン目標回転数Ｎetが大きい値に設定される。また変速機入力回転数Ｎtin が大きくなるほど偏差が小さくなるように設定され、前記一体化クラッチＣd を係合させる程度の回転数すなわち遊星歯車機構１１の全体が一体となって回転する程度の回転数では偏差がほぼゼロとなるように設定されている。ここで、アクセル開度Ｖa がこの発明における駆動力の要求量に相当する。
【００３２】
エンジン回転数Ｎe とモータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm と変速機入力回転数Ｎtin との三者の間には前述した式で表される関係があるから、前記式におけるエンジン回転数にエンジン目標回転数Ｎetを代入することにより、モータ・ジェネレータ２の目標回転数Ｎmtが求められる（ステップ００４）。すなわち
Ｎmt＝（（１＋ρ）・Ｎtin −Ｎet）／ρ
となる。
【００３３】
また一方、アクセル開度Ｖa とエンジン目標回転数Ｎetとに基づいてエンジントルク要求値Ｔe が求められる（ステップ００５）。このエンジントルク要求値Ｔe は、一例として、予め用意したマップに基づいて算出することができる。ついで、エンジン目標回転数Ｎetとエンジントルク要求値Ｔe とに基づいて電子スロットルバルブ３で設定する電子スロットル目標開度θthが求められる（ステップ００６）。この電子スロットル目標開度θthは、一例として、予め用意したマップに基づいて算出することができる。
【００３４】
このようにして求められた電子スロットル目標開度θthを電子スロットルバルブ用電子制御装置４に指令し（ステップ００７）、またモータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm が、ステップ００４で求めた目標回転数Ｎmtとなるようにフィードバック制御によるモータ・ジェネレータ２のトルク目標値Ｔmtを決定する（ステップ００８）。そしてそのトルク目標値Ｔmtをモータ・ジェネレータ用電子制御装置９に指令する（ステップ００９）。
【００３５】
したがって上記の図６に示す制御によれば、エンジン目標回転数Ｎetに基づいてモータ・ジェネレータ２の目標回転数Ｎmtを設定し、かつその目標回転数となるようにモータ・ジェネレータ２を制御するから、アクセルペダルの踏み込み量などの駆動力の要求量が変化した場合には、それに伴うエンジン目標回転数の変化によってモータ・ジェネレータ２の目標回転数（あるいは制御量）が変化する。言い換えれば、駆動力の要求量がモータ・ジェネレータ２の回転数制御に反映される。その結果、駆動力の要求量が増大後に低下した場合には、エンジン目標回転数Ｎetが低下するために、モータ・ジェネレータ２の目標回転数が高くなり、また反対に駆動力の要求量が増大の後に更に増大した場合には、エンジン目標回転数Ｎetが増大するために、モータ・ジェネレータ２の目標回転数が低くなるので、変速機入力回転数Ｎtin を強制的に変化させるトルクは発生せずに、エンジントルクとモータ・ジェネレータ２のトルクとの和として現れる変速機１５の入力トルクが、駆動力の要求量に追従して滑らかに変化し、駆動力の意図しない変動を防止して乗り心地を良好に維持することができる。
【００３６】
モータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm を上記のように制御して次第に増大させると、モータ・ジェネレータ２の回転数Ｎm および変速機入力回転数Ｎtin （すなわちキャリヤ１４の回転数）がエンジン回転数Ｎe に次第に近づく。そしてこれらの各回転数Ｎe ，Ｎm ，Ｎtin の偏差が所定値以下になると、すなわちほぼ等しくなると、ステップ００２で肯定判断され、その場合は前記一体化クラッチＣd が完全係合しているか否かが判断される（ステップ０１０）。この判断は、一体化クラッチＣd を係合させる制御信号の出力の状態やその係合圧を調圧するバルブ（図示せず）の制御量、あるいはその制御信号の出力からの経過時間などによって判断することができる。
【００３７】
一体化クラッチＣd が未だ完全に係合していないことによりステップ０１０で否定判断された場合には、一体化クラッチＣd を係合させるための油圧処理を実施する（ステップ０１１）。これは、一例として、係合制御開始当初はパッククリアランスを詰めるために高い油圧を供給し、その後に比較的に低い油圧に維持し、ついで係合油圧を次第に高くする（スィープアップ）ことにより実施される。このステップ０１１での油圧処理を開始した後、ステップ００３に進み、前述したモータ・ジェネレータ２の回転数の上昇制御を継続する。
【００３８】
ステップ０１１での油圧処理を継続することにより、一体化クラッチＣd の係合油圧が次第に上昇し、ついには一体化クラッチＣd が完全に係合する。その場合にはステップ０１０で肯定判断され、ステップ０１２に進む。このステップ０１２では、一体化クラッチＣd が完全に係合してからの時間が、予め定めた所定値を超えたか否かが判断される。一体化クラッチＣd が完全に係合してからの経過時間が予め定めた所定時間を経過していないことによりステップ０１２で否定判断された場合には、モータ・ジェネレータ２の出力トルクＴm を次第に低下させる（ステップ０１３）。すなわちスィープダウンさせる。この制御は、駆動力の低下が体感されない程度の勾配でモータ・ジェネレータ２の出力トルクを次第に低下させる制御である。
【００３９】
このステップ０１３の制御と並行してアクセル開度Ｖa とエンジン回転数Ｎe とに基づいてエンジントルク要求値Ｔe が求められ（ステップ０１４）、またエンジン目標回転数Ｎetとエンジントルク要求値Ｔe とに基づいて電子スロットル目標開度θthが求められる（ステップ０１５）。これらのステップ０１４，０１５の制御は、前述したステップ００５，００６と同様な制御である。そしてステップ０１５の後、ステップ００７に進んで、電子スロットルバルブ３およびモータ・ジェネレータ２を前述したと同様に制御する。
【００４０】
このようにしてエンジン１の出力を増大させつつモータ・ジェネレータ２の出力トルクを次第に低下させ、その結果、一体化クラッチＣd を完全に係合させた後の経過時間が所定時間を超えると、ステップ０１２で肯定判断される。これと同時にアシストモードからエンジン走行モードに切り換える（ステップ０１６）。具体的には、エンジン１をトルク合成分配機構１０を介して変速機１５に直結した状態で、エンジン１のみを駆動して走行する。
【００４１】
前述したようにエンジン１がアイドリング状態にあるときに、モータ・ジェネレータ２の回転数あるいはトルクを制御することにより、変速機１５の入力回転数すなわち前記キャリヤ１４の回転数をゼロにし、エンジン１を駆動したまま車両を停止状態に維持することができ、またその状態でモータ・ジェネレータ２の出力トルクを増大させることにより、キャリヤ１４のトルクを生じさせて変速機１５の入力回転数を高くし、走行することができる。その際の変速機１５の入力トルクは、エンジン１のアイドリング状態での出力トルクとモータ・ジェネレータ２によって与える反力トルクとに応じたものとなるので、モータ・ジェネレータ２の出力トルクを制御することにより、車両がゆっくり走行する程度の駆動トルクに設定することができる。すなわち流体式トルクコンバータを備えた車両で発生するいわゆるクリープトルク程度の駆動トルクとすることができる。
【００４２】
このようなクリープトルクで走行しているいわゆるクリープ走行の状態では、アクセルペダルが完全に戻されていてエンジン１がアイドリング状態にある。この状態から加速のためにアクセルペダルを踏み込むと、すなわち駆動力の要求量を増大させると、電子スロットルバルブ３の開度を駆動力の要求量に応じて増大させるとともに、エンジン回転数を増大させる。図５に示す共線図から知られるように、サンギヤ１２に連結してあるモータ・ジェネレータ２の回転数を低下させると、リングギヤ１３に連結してあるエンジン１の回転数が増大する。したがって駆動力の増大要求に応じてエンジン回転数を増大させる場合、モータ・ジェネレータ２の回転数もしくはトルクを制御することになる。これは、エンジン１の駆動状態を最適燃費線に即して変化させる制御となる場合もある。
【００４３】
この発明の駆動制御装置は、駆動力の増大要求に基づいくエンジン回転数を増大させるためのモータ・ジェネレータ２の制御を以下のように実施する。図１はその制御例を説明するためのフローチャートであって、これは、前述したステップ００８の制御の内容となる。図１において、先ず、クリープ走行中か否かが判断される（ステップ０２１）。クリープ走行とは、前述したようにスロットル開度を全閉に近い所定値以下に設定してエンジン１をアイドリング状態程度に駆動し、かつモータ・ジェネレータ２によってサンギヤ１２に反力トルクを与えて出力トルクを生じさせる走行状態である。
【００４４】
クリープ走行をおこなっていることによりこのステップ０２１で肯定判断された場合、その時点のモータ・ジェネレータ２の出力トルクＴm を記憶値Ｔmmとしてメモリーする（ステップ０２２）。また、フラグＦ0 をオンにする（ステップ０２３）。したがってこのフラグＦ0 はモータ・ジェネレータ２をクリープ走行のための出力トルクもしくはこれと同等のトルクに制御している状態を示すフラグである。
【００４５】
つぎに前述した図６に示すステップ００４で求めたモータ・ジェネレータ２の目標回転数Ｎmtとモータ・ジェネレータ２の実際の回転数Ｎm との偏差ΔＮm （＝Ｎmt−Ｎm ）を演算する（ステップ０２４）。なお、アシストモードにおいてはモータ・ジェネレータ２の目標回転数を設定し、実際の回転数がその目標回転数となるように制御するので、前記のステップ０２１で否定判断された場合には、直ちにそのステップ０２４に進み、目標回転数と実回転数との偏差を演算する。
【００４６】
こうして求めたモータ・ジェネレータ２の目標回転数Ｎmtと実回転数Ｎm との偏差ΔＮm に基づいてＰＩＤ（比例積分微分）フィードバック制御によりモータ・ジェネレータ２の出力トルクＴmfを決定する（ステップ０２５）。ついでフラグＦ0 がオンか否かが判断される（ステップ０２６）。このフラグＦ0 がオンであれば、クリープ走行中であってその走行状態でのモータ・ジェネレータ２のトルクが記憶されていることになるから、ステップ０２６で肯定判断された場合には、その記憶されたトルク値Ｔmmよりステップ０２４で決定され出力トルクＴmfが大きいか否かが判断される（ステップ０２７）。
【００４７】
ＰＩＤフィードバック制御によって決定された出力トルクＴmfが、クリープ走行時のモータ・ジェネレータ２の出力トルクとして記憶されたトルク値Ｔmmより大きい場合、すなわちステップ０２７で肯定判断された場合には、そのＰＩＤフィードバック制御によって決定されたトルク値Ｔmfをモータ・ジェネレータ２の目標トルクＴmtとする（ステップ０２８）。そしてフラグＦ0 をオフにセットする（ステップ０２９）。
【００４８】
これに対してＰＩＤフィードバック制御で決定されたモータ・ジェネレータ２の出力トルクかＴmfがクリープ走行時のモータ・ジェネレータ２の出力トルクとして記憶されたトルク値Ｔmm以下の場合、すなわちステップ０２７で否定判断された場合には、記憶されているトルク値Ｔmmをモータ・ジェネレータ２の目標トルクＴmtとする（ステップ０３０）。この場合、フラグＦ0 をオンのままにしてリターンする。
【００４９】
なお、フラグＦ0 がオフであることによりステップ０２６で否定判断された場合には、ステップ０２７を飛ばしてステップ０２８に進む。すなわちモータ・ジェネレータ２の目標トルクとしてクリープ走行時のトルクより大きいトルクが設定されている場合には、ＰＩＤフィードバック制御で決定されたトルク値Ｔmfが目標トルクＴmtとして採用される。
【００５０】
したがって上記の制御では、クリープ走行状態でアクセルペダルが踏み込まれるなどの加速要求あるいは駆動力の増大要求があり、それに基づいてエンジン回転数の増大制御をおこなう場合、モータ・ジェネレータ２の目標トルクがクリープ走行時のトルクより低下するとすれば、その目標値を採用せずに、クリープ走行時のトルク値を目標トルクとして採用する。言い換えれば、クリープ走行中の駆動力の増大要求に基づいてエンジン回転数を増大させる場合、その制御のためにモータ・ジェネレータ２の出力トルクをクリープ走行時より低下させることが判断されても、これを実行せずにモータ・ジェネレータ２の出力トルをクリープ走行時のトルクに維持する。
【００５１】
この制御をおこなった場合のタイムチャートを図２に示してある。クリープ走行中のｔ0 時点にアクセルペダルが踏み込まれて駆動力の増大要求（加速要求）があると、スロットル開度を増大させるなどのエンジン１の出力を増大させる制御が開始され、またエンジン回転数を増大するためのモータ・ジェネレータ２の目標回転数が求められる。駆動力の増大要求のあったｔ0 時点から不可避的な遅れ時間の経過したｔ1 時点にエンジントルクが増大し始めるが、モータ・ジェネレータ２を目標回転数に制御するためにその出力トルクを低下させることになる場合には、モータ・ジェネレータ２についての制御が実行されずにその出力トルクがクリープ走行時のトルクに維持される。
【００５２】
そしてエンジントルクがある程度増大し、それに伴ってエンジン回転数がある程度増大し、その結果、モータ・ジェネレータ２の回転数を目標回転数に制御するためにその出力トルクを低下させない状態になったｔ2 時点にモータ・ジェネレータ２についての制御が開始される。言い換えれば、加速要求に伴ってエンジン回転数をモータ・ジェネレータ２によって増大させる制御が、ｔ2 時点まで遅延させられる。
【００５３】
したがって駆動トルクは図２に実線で示すように、クリープ走行時のトルクに維持され、その後エンジントルクの増大およびモータ・ジェネレータ２の出力トルクの増大に応じて増大し、最終的には駆動力の増大要求に応じたトルクに設定される。このようにクリープ走行からの加速の際に、モータ・ジェネレータ２の出力トルクを低下させることがないので、駆動トルクの一時的な低下やそれに起因する失速感（引き込み感）などが生じない。これに対して、モータ・ジェネレータ２の出力トルクを、エンジン回転数を増大させるための目標回転数とするべく制御した場合には、すなわち図１に示すステップ０３０の制御を実行しなかった場合には、図２に破線で示すように、エンジン回転数の増大が早期に開始するものの、モータ・ジェネレータ２の出力トルクが一時的に低下し、それに伴って駆動トルクが低下し、これが原因で失速感（引き込み感）が生じてドライバビリティが悪化する。
【００５４】
なお、上述した図１に示す制御では、クリープ走行からの加速要求（駆動力の増大要求）に伴うモータ・ジェネレータ２の出力トルクの制御を、ＰＩＤフィードバック制御で求められる値が、クリープ走行時のトルク値を超えるまで禁止し、その間はクリープ走行時のトルク値に維持するように構成したので、図１に示すステップ０３０を実行する機能的手段が、請求項１の発明における電動機トルク規制手段に相当する。また、ステップ０２１を実行する機能的手段が、請求項１の発明におけるクリープ走行検出手段に相当する。
【００５５】
しかしながら上記のステップ０２７およびステップ０３０の制御は、モータ・ジェネレータ２の回転数を目標回転数に制御してもその出力トルクがクリープ走行時のトルクより小さくならない時点までモータ・ジェネレータ２の制御を遅延させる制御と大きな差異はない。したがって演算して求めたトルク値がクリープ走行時の記憶したトルク値より大きくなったことを確認してモータ・ジェネレータ２の出力トルクの制御を実行することに替えて、エンジン回転数を増大させるためのモータ・ジェネレータ２のトルク制御の開始を一定時間遅延させるように構成することもできる。そのような遅延制御を実行する手段が、請求項２の発明における遅延手段に相当する。なおその場合、遅延時間はアクセル開度（スロットル開度）やエンジンの温度などの車両の条件に応じて変えてもよい。
【００５６】
また、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、図３に示す駆動系統の構成や制御系統以外の構成を有する車両を対象とした駆動制御装置に適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、アクセルペダルを完全に戻すなどのアイドリング状態で電動機からトルク合成分配機構にトルクを入力して走行するクリープ走行が実行されていると、これがクリープ走行検出手段によって検出され、またそのクリープ走行状態でアクセルペダルが踏み込まれるなどのことによって加速要求が生じると、その加速要求すなわち駆動力の増大要求に応じた内燃機関の目標回転数が求められ、その目標回転数に基づいて電動機の目標回転数が求められて電動機がその目標回転数となるように制御される。その場合、電動機を目標回転数に制御することに伴ってそのトルク指令値が、クリープ走行時におけるトルク指令値よりも小さい場合、内燃機関の回転数を目標回転数とするための電動機のトルク指令値が、クリープ走行時のトルク指令値に規制されるため、クリープ走行中に加速要求が生じて内燃機関の回転数を増大させる場合に、その制御開始時に電動機の出力トルクが低下しないので、ハイブリッド車全体としての駆動トルクの一時的な低下やそれに起因する失速感あるいは引き込み感を防止してドライバビリティを向上させることができる。
【００５８】
また、請求項２の発明によれば、クリープ走行中に加速要求すなわち駆動力の増大要求が生じ、それに伴って内燃機関の回転数を増大させるべく電動機のトルク制御を開始する場合、その開始が電動機の回転数を目標回転数に制御してもその出力トルクが前記クリープ走行時のトルクより小さくならない時点まで遅延させられるので、加速要求に基づく内燃機関の制御によりその出力トルクおよび回転数がある程度増大した状態で、内燃機関の回転数を増大させるための電動機のトルク制御が開始されることになり、その結果、その時点での電動機のトルク指令値は、クリープ走行中におけるトルク指令値よりも大きくなり、そのため駆動トルクの一時的な低下やそれに起因する失速感あるいは引き込み感を防止してドライバビリティを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の制御装置で実行される駆動力増大要求時におけるモータ・ジェネレータの回転数制御の一例を示すフローチャートである。
【図２】 図１に示す制御を実行した場合のタイムチャートである。
【図３】 この発明で対象とするハイブリッド車の駆動装置の一例を模式的に示す図である。
【図４】 その駆動装置で設定可能な走行モードをまとめて示す図表である。
【図５】 図３に示す駆動装置におけるトル合成分配機構について共線図である。
【図６】 この発明の駆動制御装置によって実施されるアシストモードでのエンジンおよびモータ・ジェネレータの出力制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…エンジン、 ２…モータ・ジェネレータ、 １０…トルク合成分配機構、
１５…変速機。

Claims (2)

1. 内燃機関と電動機とがこれら内燃機関の出力トルクと電動機の出力トルクとを所定の割合で合成して出力するトルク合成分配機構を介して互いに連結されるとともに、そのトルク合成分配機構が、内燃機関の回転方向とは反対方向に電動機の回転数を増大させるように前記電動機の出力トルクを増大させることにより内燃機関の回転数が増大するように構成され、加速要求に基づいて前記内燃機関の目標回転数を求めるとともに、その内燃機関の目標回転数に基づいて前記電動機の目標回転数を求め、電動機をその目標回転数となるように制御するハイブリッド車の駆動制御装置において、
   駆動力の要求量が予め定めた基準値以下であることを検出するクリープ走行検出手段と、
   駆動力の要求量が前記基準値以下の状態であることが前記クリープ走行検出手段で検出されている状態で駆動力の要求量が増大させられた場合に前記内燃機関の回転数を増大させるべく前記電動機の出力トルクを制御するトルク指令値を、駆動力の要求量が前記基準値以下の状態での走行中における前記電動機のトルク指令値より下回らないように規制する電動機トルク規制手段と
   を備えていることを特徴とするハイブリッド車の駆動制御装置。
2. 内燃機関と電動機とがこれら内燃機関の出力トルクと電動機の出力トルクとを所定の割合で合成して出力するトルク合成分配機構を介して互いに連結されるとともに、そのトルク合成分配機構が、内燃機関の回転方向とは反対方向に電動機の回転数を増大させるように前記電動機の出力トルクを増大させることにより内燃機関の回転数が増大するように構成され、加速要求に基づいて前記内燃機関の目標回転数を求めるとともに、その内燃機関の目標回転数に基づいて前記電動機の目標回転数を求め、電動機をその目標回転数となるように制御するハイブリッド車の駆動制御装置において、
   駆動力の要求量が予め定めた基準値以下であることを検出するクリープ走行検出手段と、
   駆動力の要求量が前記基準値以下の状態であることが前記クリープ走行検出手段で検出されている状態で駆動力の要求量が増大させられた場合に前記内燃機関の目標回転数を制御する前記電動機の出力トルクの制御開始を前記電動機の回転数を目標回転数に制御してもその出力トルクが前記クリープ走行時のトルクより小さくならない時点まで遅延させる遅延手段と
   を備えていることを特徴とするハイブリッド車の駆動制御装置。

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