JP4208008B2 - ハイブリッド車両の駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明はハイブリッド車両の駆動制御装置に係り、特に、減速走行時の制御に関するものである。

燃料の燃焼によって作動するエンジンを動力源として走行する通常のエンジン車両においては、スロットル弁が略全閉の減速走行時で且つエンジンストールの恐れがない所定車速以上でエンジンへの燃料供給を停止するフューエルカット技術が、例えば特許文献１に記載されている。このような技術によれば、エンジントルクを必要としない減速走行時にエンジンへ燃料が供給されないため、燃費効率が向上させられる。

一方、エンジンおよび電動モータを車両走行時の動力源として備えており、運転条件に応じてそれ等のエンジンおよび電動モータを使い分けて走行するハイブリッド車両が、例えば特許文献２等に記載されている。
特開昭５８−１８７５６５号公報 特開平７−６７２０８号公報

しかしながら、ハイブリッド車両においては、減速走行時におけるエンジンに対する燃料供給制御技術が未だ確立されていない。

また、このようなハイブリッド車両においては、電動モータのみを動力源とする走行時にエンジンを駆動系から切り離し、エンジンの引き擦り回転やポンピング作用による動力損失を防止することが考えられているが、エンジンを動力源とする走行中の減速走行時にエンジンへの燃料供給を停止するとともに、駆動系から切り離して停止させると、再加速時にエンジンが始動するまでに時間がかかり、運転者の意図する速やかな駆動力の増大が得られず、もたつき感が発生する可能性があった。

本発明は以上のような事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジンおよび電動モータを車両走行時の動力源として備えており、運転条件に応じてエンジンおよび電動モータの作動状態が異なる複数の運転モードで走行するハイブリッド車両において、エンジンへの燃料供給を停止するフューエルカット技術により燃費効率を向上させると共に、そのフューエルカットによって再加速時にもたつき感が生じることを防止することにある。

上記目的を達成するために、第１発明は、(a) 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行時の動力源として備えており、運転条件に応じて該エンジンおよび該電動モータの作動状態が異なる複数の運転モードで走行するハイブリッド車両において、(b) 前記エンジンを駆動系から切り離すクラッチ手段と、(c) 所定の減速走行時に前記エンジンへの燃料供給を停止する燃料供給停止手段と、(d) その燃料供給停止手段によって前記エンジンへの燃料供給が停止されている時に、予め定められた条件下で前記クラッチ手段を解放してそのエンジンを切り離すエンジン切離し手段と、を有し、(e) エンジン切離し状態で前記電動モータにより回生制動する回生制動状態からの再加速時には、そのエンジンが切り離されていない状態でその電動モータにより回生制動する回生制動状態からの再加速時よりも、そのエンジンの始動遅れを見込んで前記電動モータの出力を高くすることを特徴とする。

第２発明は、(a) 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行時の動力源として備えており、運転条件に応じてそれ等のエンジンおよび電動モータの作動状態が異なる複数の運転モードで走行するハイブリッド車両において、(b) 前記エンジンを駆動系から切り離すクラッチ手段と、(c) 所定の減速走行時に前記エンジンへの燃料供給を停止する燃料供給停止手段と、(d) その燃料供給停止手段によって前記エンジンへの燃料供給が停止されている時に、予め定められた条件下で前記クラッチ手段を解放してそのエンジンを切り離すエンジン切離し手段と、を有し、(e) 前記クラッチ手段の係合状態が維持されて前記エンジンが強制回転させられる状態で前記電動モータにより回生制動する回生制動状態からの再加速時には、燃料供給に伴ってエンジン出力が速やかに上昇させられ、運転者の意図する駆動力が速やかに得られる一方、前記クラッチ手段が解放されたエンジン切離し状態で前記電動モータにより回生制動する回生制動状態からの再加速時には、その電動モータの出力が高められることにより運転者の意図する駆動力が速やかに得られるとともに、前記エンジンおよび電動モータの両方を動力源として走行するエンジン＋モータ走行領域では、そのエンジンの始動遅れを見込んでモータトルクが大きめに制御されることを特徴とする。
第３発明は、第１発明または第２発明のハイブリッド車両の駆動制御装置において、前記エンジン切離し手段は、触媒温度がエンジン再始動時の排出ガスが問題とならないように定められた所定値以上であることを条件として前記クラッチ手段を解放して前記エンジンを切り離すことを特徴とする。

第４発明は、第１発明または第２発明のハイブリッド車両の駆動制御装置において、前記エンジン切離し手段は、ブレーキＯＮであることを条件として前記クラッチ手段を解放して前記エンジンを切り離すことを特徴とする。

第１発明のハイブリッド車両の駆動制御装置によれば、エンジントルクを必要としない所定の減速走行時には、燃料供給停止手段によってエンジンへの燃料供給が停止されるため、燃費効率が向上させられる。また、燃料供給停止手段によってエンジンへの燃料供給が停止されている時に、予め定められた条件下でクラッチ手段を解放してエンジンを切り離し、その回転を停止させるようになっているが、そのエンジン切離し状態で電動モータにより回生制動する回生制動状態からの再加速時には、エンジンが切り離されていない状態で電動モータにより回生制動する回生制動状態からの再加速時よりも、エンジンの始動遅れを見込んで電動モータの出力が高くされるため、運転者の意図する駆動力が速やかに得られ、もたつき感を生じる恐れはない。
クラッチ手段の係合状態が維持されてエンジンが強制回転させられる状態で電動モータにより回生制動する回生制動状態からの再加速時には、燃料供給に伴ってエンジン出力が速やかに上昇させられ、運転者の意図する駆動力が速やかに得られる一方、クラッチ手段が解放されたエンジン切離し状態で電動モータにより回生制動する回生制動状態からの再加速時には、その電動モータの出力が高められることにより運転者の意図する駆動力が速やかに得られるとともに、エンジン＋モータ走行領域ではエンジンの始動遅れを見込んでモータトルクが大きめに制御される第２発明においても、実質的に第１発明と同様の効果が得られる。

一方、エンジン切離し手段により一定の条件下でエンジンが切り離されるため、引き擦り回転やポンピング作用によるエンジンブレーキ力が得られなくなるが、必要であれば電動モータ等の回生制動で補完できるとともに、その回生制動で蓄電装置を充電すれば燃費効率が一層向上する。

ここで、本発明は、例えばクラッチにより動力伝達を接続、遮断することによって動力源を切り換える切換えタイプや、遊星歯車装置などの合成、分配機構によってエンジンおよび電動モータの出力を合成したり分配したりするミックスタイプ、電動モータを補助的に用いるアシストタイプなど、エンジンと電動モータとを車両走行時の動力源として備えている種々のタイプのハイブリッド車両に適用され得る。

また、前記燃料供給停止手段が前記エンジンへの燃料供給を停止する所定の減速走行時は、例えばアクセルペダル等のアクセル操作手段が操作されていない時間が所定時間以上となったか否か、或いはアクセル操作量が略０であると共に車速の変化率が所定値以下となったか否かなどを判断する減速走行判断手段などにより判断される。

また、電動モータのみを動力源として走行するモータ走行領域や、電動モータおよびエンジンの両方を動力源として走行するエンジン＋モータ走行領域、エンジンのみを動力源として走行するエンジン走行領域等の運転領域は、例えば排出ガス量や燃料消費量などができるだけ少なくなるように、アクセル操作量や車速などの運転状態をパラメータとしてマップや演算式などにより設定される。また、エンジンの振動で駆動系が共振してＮＶＨ（ノイズ、振動、粗い乗り心地）が悪化するエンジン共振領域は、電動モータのみを動力源として走行するモータ走行領域とすることが望ましい。

また、前記エンジン切離し手段によってエンジンを切り離した場合に、エンジンブレーキ力に相当する制動力を回生制動で発生させる制動力補完手段を設けることが望ましい。また、触媒温度が低い時にエンジンを切り離して回転停止させると、次にエンジンを始動した時にＮＯ_X やＣＯ等の排出ガスの発生が問題になるため、触媒温度が所定値以下の時には上記エンジン切離し手段によるエンジンの切離しを禁止するエンジン切離し制限手段を設けることが望ましい。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例である駆動制御装置を備えているハイブリッド車両のハイブリッド駆動装置１０の骨子図である。

図１において、このハイブリッド駆動装置１０はＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両用のもので、燃料の燃焼によって作動する内燃機関等のエンジン１２と、電動モータおよび発電機としての機能を有するモータジェネレータ１４と、シングルピニオン型の遊星歯車装置１６と、自動変速機１８とを車両の前後方向に沿って備えており、出力軸１９から図示しないプロペラシャフトや差動装置などを介して左右の駆動輪（後輪）へ駆動力を伝達する。

遊星歯車装置１６は機械的に力を合成分配する合成分配機構で、モータジェネレータ１４と共に電気式トルコン２４を構成しており、そのリングギヤ１６ｒは第１クラッチＣＥ₁ を介してエンジン１２に連結され、サンギヤ１６ｓはモータジェネレータ１４のロータ軸１４ｒに連結され、キャリア１６ｃは自動変速機１８の入力軸２６に連結されている。また、サンギヤ１６ｓおよびキャリア１６ｃは第２クラッチＣＥ₂ によって連結されるようになっている。第１クラッチＣＥ₁ は、エンジン１２を駆動系から切り離すクラッチ手段に相当する。

なお、エンジン１２の出力は、回転変動やトルク変動を抑制するためのフライホイール２８およびスプリング、ゴム等の弾性部材によるダンパ装置３０を介して第１クラッチＣＥ₁ に伝達される。第１クラッチＣＥ₁ および第２クラッチＣＥ₂ は、何れも油圧アクチュエータによって係合、解放される摩擦式の多板クラッチである。

自動変速機１８は、前置式オーバードライブプラネタリギヤユニットから成る副変速機２０と、単純連結３プラネタリギヤトレインから成る前進４段、後進１段の主変速機２２とを組み合わせたものである。

具体的には、副変速機２０はシングルピニオン型の遊星歯車装置３２と、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式のクラッチＣ₀ 、ブレーキＢ₀ と、一方向クラッチＦ₀ とを備えて構成されている。また、主変速機２２は、３組のシングルピニオン型の遊星歯車装置３４、３６、３８と、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式のクラッチＣ₁ , Ｃ₂ 、ブレーキＢ₁ ，Ｂ₂ ，Ｂ₃ ，Ｂ₄ と、一方向クラッチＦ₁ ，Ｆ₂ とを備えて構成されている。

そして、図２に示されているソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４の励磁、非励磁により油圧回路４０が切り換えられたり、図示しないシフトレバーに連結されたマニュアルシフトバルブによって油圧回路４０が機械的に切り換えられたりすることにより、クラッチＣ₀ ，Ｃ₁ ，Ｃ₂ 、ブレーキＢ₀ ，Ｂ₁ ，Ｂ₂ ，Ｂ₃ ，Ｂ₄ がそれぞれ係合、解放制御され、図３に示されているようにニュートラル（Ｎ）と前進５段（１ｓｔ〜５ｔｈ）、後進１段（Ｒｅｖ）の各変速段が成立させられる。

なお、上記自動変速機１８や前記電気式トルコン２４は、中心線に対して略対称的に構成されており、図１では中心線の下半分が省略されている。

図３のクラッチ、ブレーキ、一方向クラッチの欄の「○」は係合、「●」はシフトレバーがエンジンブレーキレンジ、たとえば「３」、「２」、及び「Ｌ」レンジ等の低速レンジへ操作された場合に係合、そして、空欄は非係合を表している。

その場合に、ニュートラルＮ、後進変速段Ｒｅｖ、及びエンジンブレーキレンジは、シフトレバーに機械的に連結されたマニュアルシフトバルブによって油圧回路４０が機械的に切り換えられることによって成立させられ、前進変速段の１ｓｔ〜５ｔｈの相互間の変速はソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４によって電気的に制御される。

また、前進変速段の変速比は１ｓｔから５ｔｈとなるに従って段階的に小さくなり、４ｔｈの変速比ｉ₄ ＝１である。図３は各変速段の変速比の一例を示したものである。

図３の作動表に示されているように、第２変速段（２ｎｄ）と第３変速段（３ｒｄ）との間の変速は、第２ブレーキＢ₂ と第３ブレーキＢ₃ との係合・解放状態を共に変えるクラッチツウクラッチ変速になる。この変速を円滑に行うために、上述した油圧回路４０には図４に示す回路が組み込まれている。

図４において符号７０は１−２シフトバルブを示し、また符号７１は２−３シフトバルブを示し、さらに符号７２は３−４シフトバルブを示している。これらのシフトバルブ７０、７１、７２の各ポートの各変速段での連通状態は、それぞれのシフトバルブ７０、７１、７２の下側に示している通りである。なお、その数字は各変速段を示す。

その２−３シフトバルブ７１のポートのうち第１変速段および第２変速段で入力ポート７３に連通するブレーキポート７４に、第３ブレーキＢ₃ が油路７５を介して接続されている。この油路にはオリフィス７６が介装されており、そのオリフィス７６と第３ブレーキＢ₃ との間にダンパーバルブ７７が接続されている。このダンパーバルブ７７は、第３ブレーキＢ₃ にライン圧が急激に供給された場合に少量の油圧を吸入して緩衝作用を行うものである。

また符号７８はＢ−３コントロールバルブであって、第３ブレーキＢ₃ の係合圧Ｐ_B3をこのＢ−３コントロールバルブ７８によって直接制御するようになっている。すなわち、このＢ−３コントロールバルブ７８は、スプール７９とプランジャ８０とこれらの間に介装したスプリング８１とを備えており、スプール７９によって開閉される入力ポート８２に油路７５が接続され、またこの入力ポート８２に選択的に連通させられる出力ポート８３が第３ブレーキＢ₃ に接続されている。さらにこの出力ポート８３は、スプール７９の先端側に形成したフィードバックポート８４に接続されている。

一方、前記スプリング８１を配置した箇所に開口するポート８５には、２−３シフトバルブ７１のポートのうち第３変速段以上の変速段でＤレンジ圧を出力するポート８６が油路８７を介して連通させられている。また、プランジャ８０の端部側に形成した制御ポート８８には、リニアソレノイドバルブＳＬＵが接続されている。

したがって、Ｂ−３コントロールバルブ７８は、スプリング８１の弾性力とポート８５に供給される油圧とによって調圧レベルが設定され、且つ制御ポート８８に供給される信号圧が高いほどスプリング８１による弾性力が大きくなるように構成されている。

さらに、図４における符号８９は、２−３タイミングバルブであって、この２−３タイミングバルブ８９は、小径のランドと２つの大径のランドとを形成したスプール９０と第１のプランジャ９１とこれらの間に配置したスプリング９２とスプール９０を挟んで第１のプランジャ９１とは反対側に配置された第２のプランジャ９３とを有している。

この２−３タイミングバルブ８９の中間部のポート９４に油路９５が接続され、また、この油路９５は２−３シフトバルブ７１のポートのうち第３変速段以上の変速段でブレーキポート７４に連通させられるポート９６に接続されている。

さらに、この油路９５は途中で分岐して、前記小径ランドと大径ランドとの間に開口するポート９７にオリフィスを介して接続されている。この中間部のポート９４に選択的に連通させられるポート９８は油路９９を介してソレノイドリレーバルブ１００に接続されている。

そして、第１のプランジャ９１の端部に開口しているポートにリニアソレノイドバルブＳＬＵが接続され、また第２のプランジャ９３の端部に開口するポートに第２ブレーキＢ₂ がオリフィスを介して接続されている。

前記油路８７は第２ブレーキＢ₂ に対して油圧を供給・排出するためのものであって、その途中には小径オリフィス１０１とチェックボール付きオリフィス１０２とが介装されている。また、この油路８７から分岐した油路１０３には、第２ブレーキＢ₂ から排圧する場合に開くチェックボールを備えた大径オリフィス１０４が介装され、この油路１０３は以下に説明するオリフィスコントロールバルブ１０５に接続されている。

オリフィスコントロールバルブ１０５は第２ブレーキＢ₂ からの排圧速度を制御するためのバルブであって、そのスプール１０６によって開閉されるように中間部に形成したポート１０７には第２ブレーキＢ₂ が接続されており、このポート１０７より図での下側に形成したポート１０８に前記油路１０３が接続されている。

第２ブレーキＢ₂ を接続してあるポート１０７より図での上側に形成したポート１０９は、ドレインポートに選択的に連通させられるポートであって、このポート１０９には、油路１１０を介して前記Ｂ−３コントロールバルブ７８のポート１１１が接続されている。尚、このポート１１１は、第３ブレーキＢ₃ を接続してある出力ポート８３に選択的に連通させられるポートである。

オリフィスコントロールバルブ１０５のポートのうちスプール１０６を押圧するスプリングとは反対側の端部に形成した制御ポート１１２が油路１１３を介して、３−４シフトバルブ７２のポート１１４に接続されている。このポート１１４は、第３変速段以下の変速段で第３ソレノイドバルブＳＬ３の信号圧を出力し、また、第４変速段以上の変速段で第４ソレノイドバルブＳＬ４の信号圧を出力するポートである。

さらに、このオリフィスコントロールバルブ１０５には、前記油路９５から分岐した油路１１５が接続されており、この油路１１５を選択的にドレインポートに連通させるようになっている。

なお、前記２−３シフトバルブ７１において第２変速段以下の変速段でＤレンジ圧を出力するポート１１６が、前記２−３タイミングバルブ８９のうちスプリング９２を配置した箇所に開口するポート１１７に油路１１８を介して接続されている。また、３−４シフトバルブ７２のうち第３変速段以下の変速段で前記油路８７に連通させられるポート１１９が油路１２０を介してソレノイドリレーバルブ１００に接続されている。

そして、図４において、符号１２１は第２ブレーキＢ₂ 用のアキュムレータを示し、その背圧室にはリニアソレノイドバルブＳＬＮが出力する油圧に応じて調圧されたアキュムレータコントロール圧が供給されている。このアキュムレータコントロール圧は、リニアソレノイドバルブＳＬＮの出力圧が低いほど高い圧力になるように構成されている。したがって、第２ブレーキＢ₂ の係合・解放の過渡的な油圧Ｐ_B2は、リニアソレノイドバルブＳＬＮの信号圧が低いほど高い圧力で推移するようになっている。変速用の他のクラッチＣ₁ 、Ｃ₂ やブレーキＢ₀ などにもアキュムレータが設けられ、上記アキュムレータコントロール圧が作用させられることにより、変速時の過渡油圧が入力軸２６のトルクＴ_I などに応じて制御されるようになっている。

また、符号１２２はＣ−０エキゾーストバルブを示し、さらに符号１２３はクラッチＣ₀ 用のアキュムレータを示している。Ｃ−０エキゾーストバルブ１２２は２速レンジでの第２変速段のみにおいてエンジンブレーキを効かせるためにクラッチＣ₀ を係合させるように動作するものである。

したがって、上述した油圧回路４０によれば、Ｂ−３コントロールバルブ７８のポート１１１がドレインに連通していれば、第３ブレーキＢ₃ の係合圧Ｐ_B3をＢ−３コントロ−ルバルブ７８によって直接調圧することができ、また、その調圧レベルをリニアソレノイドバルブＳＬＵによって変えることができる。

また、オリフィスコントロールバルブ１０５のスプール１０６が、図の左半分に示す位置にあれば、第２ブレーキＢ₂ はこのオリフィスコントロールバルブ１０５を介して排圧が可能になり、したがって第２ブレーキＢ₂ からのドレイン速度を制御することができる。

さらに、第２変速段から第３変速段への変速は、第３ブレーキＢ₃ を緩やかに解放すると共に第２ブレーキＢ₂ を緩やかに係合する所謂クラッチツウクラッチ変速が行われるわけであるが、入力軸２６への入力軸トルクＴ_I に基づいてリニアソレノイドバルブＳＬＵにより駆動される第３ブレーキＢ₃ の解放過渡油圧Ｐ_B3を制御することにより変速ショックを好適に軽減することができる。入力軸トルクＴ_I に基づく油圧Ｐ_B3の制御は、フィードバック制御などでリアルタイムに行うこともできるが、変速開始時の入力軸トルクＴ_I のみを基準にして行うものであっても良い。

ハイブリッド駆動装置１０は、図２に示されるようにハイブリッド制御用コントローラ５０及び自動変速制御用コントローラ５２を備えている。これらのコントローラ５０、５２は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータを備えて構成され、アクセル操作量センサ６２からアクセル操作量（アクセルペダル等のアクセル操作手段の操作量）θ_AC、ブレーキスイッチ６４からブレーキのＯＮ、ＯＦＦ、触媒温度センサ６６から排気管内の触媒温度Ｔ_S を表す信号がそれぞれ供給される他、自動変速機１８の入力軸回転数Ｎ_I 、自動変速機１８の出力軸回転数Ｎ_O （車速Ｖに対応）、エンジントルクＴ_E 、モータトルクＴ_M 、エンジン回転数Ｎ_E 、モータ回転数Ｎ_M 、蓄電装置５８（図５参照）の蓄電量ＳＯＣ、シフトレバーの操作レンジ等の各種の情報を読み込むと共に、予め設定されたプログラムに従って信号処理を行う。

なお、エンジントルクＴ_E はスロットル弁開度や燃料噴射量などから求められ、モータトルクＴ_M はモータ電流などから求められ、蓄電量ＳＯＣはモータジェネレータ１４がジェネレータとして機能する充電時のモータ電流や充電効率などから求められる。

前記エンジン１２は、ハイブリッド制御用コントローラ５０によってスロットル弁開度や燃料噴射量、点火時期などが制御されることにより、運転状態に応じて出力が制御される。

前記モータジェネレータ１４は、図５に示すようにＭ／Ｇ制御器（インバータ）５６を介してバッテリー等の蓄電装置５８に接続されており、ハイブリッド制御用コントローラ５０により、その蓄電装置５８から電気エネルギーが供給されて所定のトルクで回転駆動される回転駆動状態と、回生制動（モータジェネレータ１４自体の電気的な制動トルク）によりジェネレータとして機能して蓄電装置５８に電気エネルギーを充電する充電状態と、ロータ軸１４ｒが自由回転することを許容する無負荷状態とに切り換えられる。

また、前記第１クラッチＣＥ₁ 及び第２クラッチＣＥ₂ は、ハイブリッド制御用コントローラ５０により電磁弁等を介して油圧回路４０が切り換えられることにより、係合或いは解放状態が切り換えられる。

前記自動変速機１８は、自動変速制御用コントローラ５２によって前記ソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４、リニアソレノイドバルブＳＬＵ、ＳＬＴ、ＳＬＮの励磁状態が制御され、油圧回路４０が切り換えられたり油圧制御が行われることにより、予め定められた変速条件に従って変速段が切り換えられる。変速条件は、例えばアクセル操作量θ_ACおよび車速Ｖなどの走行状態をパラメータとする変速マップ等により設定される。

上記ハイブリッド制御用コントローラ５０は、例えば本願出願人が先に出願した特願平７−２９４１４８号に記載されているように、図６に示すフローチャートに従って図７に示す９つの運転モードの１つを選択し、その選択したモードでエンジン１２及び電気式トルコン２４を作動させる。

図６において、ステップＳ１ではエンジン始動要求があったか否かを、例えばエンジン１２を動力源として走行したり、エンジン１２によりモータジェネレータ１４を回転駆動して蓄電装置５８を充電したりするために、エンジン１２を始動すべき旨の指令があったか否かを判断する。

ここで、始動要求があればステップＳ２でモード９を選択する。モード９は、図７から明らかなように第１クラッチＣＥ₁ を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ₂ を係合（ＯＮ）し、モータジェネレータ１４により遊星歯車装置１６を介してエンジン１２を回転駆動すると共に、燃料噴射などのエンジン始動制御を行ってエンジン１２を始動する。

このモード９は、車両停止時には前記自動変速機１８をニュートラルにして行われ、モード１のように第１クラッチＣＥ₁ を解放したモータジェネレータ１４のみを動力源とする走行時には、第１クラッチＣＥ₁ を係合すると共に走行に必要な要求出力以上の出力でモータジェネレータ１４を作動させ、その要求出力以上の余裕出力でエンジン１２を回転駆動することによって行われる。

また、車両走行時であっても、一時的に自動変速機１８をニュートラルにしてモード９を実行することも可能である。このようにモータジェネレータ１４によってエンジン１２が始動させられることにより、始動専用のスタータ（電動モータなど）が不要となり、部品点数が少なくなって装置が安価となる。

一方、ステップＳ１の判断が否定された場合、すなわちエンジン始動要求がない場合には、ステップＳ３を実行することにより、制動力の要求があるか否かを、例えばブレーキがＯＮか否か、シフトレバーの操作レンジがＬや２などのエンジンブレーキレンジ（低速変速段のみで変速制御を行うと共にエンジンブレーキや回生制動が作用するレンジ）で、且つアクセル操作量θ_ACが０か否か、或いは単にアクセル操作量θ_ACが０か否か、等によって判断する。

この判断が肯定された場合にはステップＳ４を実行する。ステップＳ４では、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが予め定められた最大蓄電量Ｂ以上か否かを判断し、ＳＯＣ≧ＢであればステップＳ５でモード８を選択し、ＳＯＣ＜ＢであればステップＳ６でモード６を選択する。最大蓄電量Ｂは、蓄電装置５８に電気エネルギーを充電することが許容される最大の蓄電量で、蓄電装置５８の充放電効率などに基づいて例えば８０％程度の値が設定される。

上記ステップＳ５で選択されるモード８は、図７に示されるように第１クラッチＣＥ₁ を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ₂ を係合（ＯＮ）し、モータジェネレータ１４を無負荷状態とし、エンジン１２を停止状態すなわちスロットル弁を閉じると共に燃料噴射量を０とするものであり、これによりエンジン１２の引き擦り回転やポンピング作用による制動力、すなわちエンジンブレーキが車両に作用させられ、運転者によるブレーキ操作が軽減されて運転操作が容易になる。また、モータジェネレータ１４は無負荷状態とされ、自由回転させられるため、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが過大となって充放電効率等の性能を損なうことが回避される。

ステップＳ６で選択されるモード６は、図７から明らかなように第１クラッチＣＥ₁ を解放（ＯＦＦ）し、第２クラッチＣＥ₂ を係合（ＯＮ）し、エンジン１２を停止し、モータジェネレータ１４を充電状態とするもので、車両の運動エネルギーでモータジェネレータ１４が回転駆動されることにより、蓄電装置５８を充電するとともにその車両にエンジンブレーキのような回生制動力を作用させるため、運転者によるブレーキ操作が軽減されて運転操作が容易になる。

また、第１クラッチＣＥ₁ が開放されてエンジン１２が遮断されているため、そのエンジン１２の引き擦りによるエネルギー損失がないとともに、蓄電量ＳＯＣが最大蓄電量Ｂより少ない場合に実行されるため、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが過大となって充放電効率等の性能を損なうことがない。

一方、ステップＳ３の判断が否定された場合、すなわち制動力の要求がない場合にはステップＳ７を実行し、エンジン発進が要求されているか否かを、例えばモード３などエンジン１２を動力源とする走行中の車両停止時か否か、すなわち車速Ｖ＝０か否か等によって判断する。

この判断が肯定された場合には、ステップＳ８を実行する。ステップＳ８ではアクセルがＯＮか否か、すなわちアクセル操作量θ_ACが略零の所定値より大きいか否かを判断し、アクセルＯＮの場合にはステップＳ９でモード５を選択し、アクセルがＯＮでなければステップＳ１０でモード７を選択する。

上記ステップＳ９で選択されるモード５は、図７から明らかなように第１クラッチＣＥ₁ を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ₂ を解放（ＯＦＦ）し、エンジン１２を運転状態とし、モータジェネレータ１４の回生制動トルクを制御することにより、車両を発進させるものである。

具体的に説明すると、遊星歯車装置１６のギヤ比をρ_E とすると、エンジントルクＴ_E ：遊星歯車装置１６の出力トルク：モータトルクＴ_M ＝１：（１＋ρ_E ）：ρ_E となるため、例えばギヤ比ρ_E を一般的な値である０．５程度とすると、エンジントルクＴ_E の半分のトルクをモータジェネレータ１４が分担することにより、エンジントルクＴ_E の約１．５倍のトルクがキャリア１６ｃから出力される。

すなわち、モータジェネレータ１４のトルクの（１＋ρ_E ）／ρ_E 倍の高トルク発進を行うことができるのである。また、モータ電流を遮断してモータジェネレータ１４を無負荷状態とすれば、ロータ軸１４ｒが逆回転させられるだけでキャリア１６ｃからの出力は０となり、車両停止状態となる。

すなわち、この場合の遊星歯車装置１６は発進クラッチおよびトルク増幅装置として機能するのであり、モータトルク（回生制動トルク）Ｔ_M を０から徐々に増大させて反力を大きくすることにより、エンジントルクＴ_E の（１＋ρ_E ）倍の出力トルクで車両を滑らかに発進させることができるのである。

ここで、本実施例では、エンジン１２の最大トルクの略ρ_E 倍のトルク容量のモータジェネレータ、すなわち必要なトルクを確保しつつできるだけ小型で小容量のモータジェネレータ１４が用いられており、装置が小型で且つ安価に構成される。

また、本実施例ではモータトルクＴ_M の増大に対応して、スロットル弁開度や燃料噴射量を増大させてエンジン１２の出力を大きくするようになっており、反力の増大に伴うエンジン回転数Ｎ_E の低下に起因するエンジンストール等を防止している。

ステップＳ１０で選択されるモード７は、図７から明らかなように第１クラッチＣＥ₁ を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ₂ を解放（ＯＦＦ）し、エンジン１２を運転状態とし、モータジェネレータ１４を無負荷状態として電気的にニュートラルとするもので、モータジェネレータ１４のロータ軸１４ｒが逆方向へ自由回転させられることにより、自動変速機１８の入力軸２６に対する出力が零となる。これにより、モード３などエンジン１２を動力源とする走行中の車両停止時に一々エンジン１２を停止させる必要がないとともに、前記モード５のエンジン発進が実質的に可能となる。

一方、ステップＳ７の判断が否定された場合、すなわちエンジン発進の要求がない場合にはステップＳ１１を実行し、要求出力Ｐｄが予め設定された第１判定値Ｐ１以下か否かを判断する。要求出力Ｐｄは、走行抵抗を含む車両の走行に必要な出力で、アクセル操作量θ_ACやその変化速度、車速Ｖ（出力軸回転数Ｎ_O ）、自動変速機１８の変速段などに基づいて、予め定められたデータマップや演算式などにより算出される。また、第１判定値Ｐ１はエンジン１２のみを動力源として走行する中負荷領域とモータジェネレータ１４のみを動力源として走行する低負荷領域の境界値であり、エンジン１２による充電時を含めたエネルギー効率を考慮して、排出ガス量や燃料消費量などができるだけ少なくなり、且つエンジン１２の振動で駆動系が共振してＮＶＨが悪化するエンジン共振領域ではモータジェネレータ１４のみを動力源として走行するように、予め実験等によって定められている。

ステップＳ１１の判断が肯定された場合、すなわち要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１以下の場合には、ステップＳ１２で蓄電量ＳＯＣが予め設定された最低蓄電量Ａ以上か否かを判断し、ＳＯＣ≧ＡであればステップＳ１３でモード１を選択する。一方、ＳＯＣ＜ＡであればステップＳ１４でモード３を選択する。最低蓄電量Ａはモータジェネレータ１４を動力源として走行する場合に蓄電装置５８から電気エネルギーを取り出すことが許容される最低の蓄電量であり、蓄電装置５８の充放電効率などに基づいて例えば７０％程度の値が設定される。

上記モード１は、前記図７から明らかなように第１クラッチＣＥ₁ を解放（ＯＦＦ）し、第２クラッチＣＥ₂ を係合（ＯＮ）し、エンジン１２を停止し、モータジェネレータ１４を要求出力Ｐｄで回転駆動させるもので、モータジェネレータ１４のみを動力源として車両を走行させる。

この場合も、第１クラッチＣＥ₁ が解放されてエンジン１２が遮断されるため、前記モード６と同様に引き擦り損失が少なく、自動変速機１８を適当に変速制御することにより効率の良いモータ駆動制御が可能である。

また、このモード１は、要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１以下の低負荷領域で且つ蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ以上の場合に実行されるため、エンジン１２を動力源として走行する場合よりもエネルギー効率が優れていて燃費や排出ガスを低減できるとともに、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａより低下して充放電効率等の性能を損なうことがない。

ステップＳ１４で選択されるモード３は、図７から明らかなように第１クラッチＣＥ₁ および第２クラッチＣＥ₂ を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１２を運転状態とし、モータジェネレータ１４を回生制動により充電状態とするもので、エンジン１２の出力で車両を走行させながら、モータジェネレータ１４によって発生した電気エネルギーを蓄電装置５８に充電する。エンジン１２は、要求出力Ｐｄ以上の出力で運転させられ、その要求出力Ｐｄより大きい余裕動力分だけモータジェネレータ１４で消費されるように、そのモータジェネレータ１４の電流制御が行われる。

一方、前記ステップＳ１１の判断が否定された場合、すなわち要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１より大きい場合には、ステップＳ１５において、要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１より大きく第２判定値Ｐ２より小さいか否か、すなわちＰ１＜Ｐｄ＜Ｐ２か否かを判断する。

第２判定値Ｐ２は、エンジン１２のみを動力源として走行する中負荷領域とエンジン１２およびモータジェネレータ１４の両方を動力源として走行する高負荷領域の境界値であり、エンジン１２による充電時を含めたエネルギー効率を考慮して、排出ガス量や燃料消費量などができるだけ少なくなるように実験等によって予め定められている。

そして、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２であればステップＳ１６でＳＯＣ≧Ａか否かを判断し、ＳＯＣ≧Ａの場合にはステップＳ１７でモード２を選択し、ＳＯＣ＜Ａの場合には前記ステップＳ１４でモード３を選択する。また、Ｐｄ≧Ｐ２であればステップＳ１８でＳＯＣ≧Ａか否かを判断し、ＳＯＣ≧Ａの場合にはステップＳ１９でモード４を選択し、ＳＯＣ＜Ａの場合にはステップＳ１７でモード２を選択する。

上記モード２は、前記図７から明らかなように第１クラッチＣＥ₁ および第２クラッチＣＥ₂ を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１２を要求出力Ｐｄで運転し、モータジェネレータ１４を無負荷状態とするもので、エンジン１２のみを動力源として車両を走行させる。

また、モード４は、第１クラッチＣＥ₁ および第２クラッチＣＥ₂ を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１２を運転状態とし、モータジェネレータ１４を回転駆動するもので、エンジン１２およびモータジェネレータ１４の両方を動力源として車両を高出力走行させる。

このモード４は、要求出力Ｐｄが第２判定値Ｐ２以上の高負荷領域で実行されるが、エンジン１２およびモータジェネレータ１４を併用しているため、エンジン１２およびモータジェネレータ１４の何れか一方のみを動力源として走行する場合に比較してエネルギー効率が著しく損なわれることがなく、燃費や排出ガスを低減できる。また、蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ以上の場合に実行されるため、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａより低下して充放電効率等の性能を損なうことがない。

上記モード１〜４の運転条件についてまとめると、蓄電量ＳＯＣ≧Ａであれば、Ｐｄ≦Ｐ１の低負荷領域ではステップＳ１３でモード１を選択してモータジェネレータ１４のみを動力源として走行し、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２の中負荷領域ではステップＳ１７でモード２を選択してエンジン１２のみを動力源として走行し、Ｐ２≦Ｐｄの高負荷領域ではステップＳ１９でモード４を選択してエンジン１２およびモータジェネレータ１４の両方を動力源として走行する。

図９は、このような運転モード１，２，および４の切換条件と略等価なモード切換マップで、アクセル操作量θ_ACおよび車速Ｖをパラメータとして設定したものであり、要求出力Ｐｄを求めることなく、かかるモード切換マップに従ってモード切換えを行うようにしても良い。なお、モード１の領域はモータ走行領域に相当し、モード２の領域はエンジン走行領域に相当し、モード４の領域はエンジン＋モータ走行領域に相当する。

また、ＳＯＣ＜Ａの場合には、要求出力Ｐｄが第２判定値Ｐ２より小さい中低負荷領域でステップＳ１４のモード３を実行することにより蓄電装置５８を充電するが、要求出力Ｐｄが第２判定値Ｐ２以上の高負荷領域ではステップＳ１７でモード２が選択され、充電を行うことなくエンジン１２により高出力走行が行われる。

ステップＳ１７のモード２は、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２の中負荷領域で且つＳＯＣ≧Ａの場合、或いはＰｄ≧Ｐ２の高負荷領域で且つＳＯＣ＜Ａの場合に実行されるが、中負荷領域では一般にモータジェネレータ１４よりもエンジン１２の方がエネルギー効率が優れているため、モータジェネレータ１４を動力源として走行する場合に比較して燃費や排出ガスを低減できる。

また、高負荷領域では、モータジェネレータ１４およびエンジン１２を併用して走行するモード４が望ましいが、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａより小さい場合には、上記モード２によるエンジン１２のみを動力源とする運転が行われることにより、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａよりも少なくなって充放電効率等の性能を損なうことが回避される。

一方、前記ハイブリッド制御用コントローラ５０は、所定の減速走行時に前記図６のモード切換制御に優先して図８のフローチャートに従って信号処理を行い、エンジン１２のフューエルカット制御やモータジェネレータ１４の回生制御、第１クラッチＣＥ₁ の係合、解放制御を行う。図８のステップＳＡ１〜ＳＡ４は燃料供給停止手段に相当し、ステップＳＡ８およびＳＡ１０はエンジン切離し手段に相当する。また、ステップＳＡ１〜ＳＡ３は減速走行判断手段に相当し、ステップＳＡ７はエンジン切離し制限手段に相当し、ステップＳＡ９は制動力補完手段に相当する。

図８において、ステップＳＡ１では、アクセル操作量センサ６２から供給される信号に基づいて、アクセルペダルが踏み込まれていない時間を表すアクセルオフ時間Ｔ_ACが所定時間α以上となったか否かが判断される。この判断が否定された場合は、ステップＳＡ２において、アクセル操作量センサ６２から供給される信号に基づいて、現時点においてアクセル操作量θ_ACが略０であるか否かが判断される。この判断が肯定された場合は、ステップＳＡ３において車速Ｖの変化率ΔＶが所定値−βよりも小さいか否か、言い換えれば所定の減速状態であるか否かが判断される。

そして、上記ステップＳＡ１の判断が肯定された場合、或いはステップＳＡ３の判断が肯定された場合は、ステップＳＡ４においてエンジン１２への燃料供給が停止される（フューエルカット制御）。また、ステップＳＡ５では、モータジェネレータ１４の回生制動トルクが制御され、車両に所定の回生制動力が作用させられるとともに、その制動力に対応して蓄電装置５８が充電される。この回生制動は、前記図７のモード６とは異なり、この段階では第１クラッチＣＥ₁ を係合（ＯＮ）状態に保持したまま行われる。なお、第２クラッチＣＥ₂ は係合（ＯＮ）状態である。

次に、ステップＳＡ６において、ブレーキスイッチ６４からブレーキＯＮ信号が供給されているか否かが判断される。この判断が肯定された場合は、ステップＳＡ７において、触媒温度センサ６６により排気管内の触媒温度Ｔ_S が所定値γ以上であるか否かが判断される。所定値γは、今エンジン１２の回転を停止した後に再び始動した場合、ＮＯ_X やＣＯ等の排出ガスの発生が問題となるような温度に設定されている。

上記ステップＳＡ７の判断が肯定された場合は、ステップＳＡ８においてモータジェネレータ１４を動力源として走行する運転領域か否かを、前記図６の運転モード判断サブルーチンに従ってモード１または４が選択されているか否か、或いは図９においてモード１または４の運転領域か否か等によって判断する。この判断が否定された場合、すなわちエンジン１２のみを動力源として走行する運転領域の場合には、第１クラッチＣＥ₁ は係合（ＯＮ）状態に維持され、車速に応じてエンジン１２が強制回転させられる。

一方、ステップＳＡ８の判断が肯定された場合は、ステップＳＡ９において、ステップＳＡ１０でエンジン１２が切り離されることによるエンジンブレーキ力の消滅を補うために、モータジェネレータ１４の回生トルクが制御されて、エンジンブレーキ力に相当する分だけ回生による制動力が増大させられる。続いて、ステップＳＡ１０で第１クラッチＣＥ₁ が解放（ＯＦＦ）され、エンジン１２が遊星歯車装置１６から切り離されて回転停止させられる。ステップＳＡ９の回生トルク制御は、ステップＳＡ１０の第１クラッチＣＥ₁ の解放制御によるエンジンブレーキ力の低下に対応させて行うことが望ましい。

上述のように本実施例によれば、燃料供給停止手段に対応するステップＳＡ１〜ＳＡ４により、エンジントルクを必要としない減速走行時には、エンジン１２への燃料供給が停止されるため、燃費効率が向上させられる。

また、エンジン１２への燃料供給が停止されている時に、エンジン１２のみを動力源として走行する運転領域ではステップＳＡ８の判断がＮＯとなり、第１クラッチＣＥ₁ の係合（ＯＮ）状態が維持されて、車両の走行に伴ってエンジン１２が強制回転させられるようになっているため、アクセルペダルが踏込み操作された再加速時には燃料供給に伴ってエンジン出力が速やかに上昇させられ、運転者の意図する駆動力が速やかに得られてもたつき感を生じる恐れがない。

一方、モータジェネレータ１４を動力源として走行する運転領域では、ステップＳＡ８の判断がＹＥＳとなってステップＳＡ１０で第１クラッチＣＥ₁ が解放され、エンジン１２が切り離されて回転停止させられるが、再加速時にはモータジェネレータ１４の出力を高めることにより運転者の意図する駆動力が速やかに得られるため、もたつき感を生じる恐れはない。モード４のエンジン＋モータ走行領域では、再加速の際にエンジン１２の始動遅れを見込んで、その分だけモータトルクが大きめに制御される。

また、エンジン１２が切り離されると、引き擦り回転やポンピング作用によるエンジンブレーキ力が得られなくなるが、本実施例ではステップＳＡ９で、そのエンジンブレーキ力に相当する分だけモータジェネレータ１４の回生トルクが増大させられるため、制動力が変化して運転者に違和感を生じさせることがないとともに、その回生制動で蓄電装置５８が充電されるため燃費効率が一層向上する。

また、触媒温度Ｔ_S が低い時にエンジン１２を切り離して回転停止させると、次にエンジン１２を始動した時にＮＯ_X やＣＯ等の排出ガスの発生が問題になるが、本実施例では触媒温度Ｔ_S が所定値γより低い時にはステップＳＡ７の判断がＮＯとなり、エンジン１２の切離しが禁止されるため、そのようなエンジン１２の再始動時における排出ガスの問題が回避される。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例においては、後進１段および前進５段の変速段を有する自動変速機１８が用いられていたが、図１０に示されるように、前記副変速機２０を省略して前記主変速機２２のみから成る自動変速機６０を採用し、図１１に示されるように前進４段および後進１段で変速制御を行うようにすることも可能である。なお、変速機を備えていないハイブリッド車両にも適用され得る。

本発明は、その主旨を逸脱しない範囲において、その他種々の態様で適用され得るものである。

本発明の一実施例である駆動制御装置を備えているハイブリッド車両のハイブリッド駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図１のハイブリッド駆動装置に備えられている制御系統を説明する図である。 図１の自動変速機の各変速段を成立させる係合要素の作動を説明する図である。 図１の自動変速機の油圧回路の一部を示す図である。 図２のハイブリッド制御用コントローラと電気式トルコンとの接続関係を説明する図である。 図１のハイブリッド駆動装置の基本的な作動を説明するフローチャートである。 図６のフローチャートにおける各モード１〜９の作動状態を説明する図である。 本発明の特徴となる制御作動の要部を説明するフローチャートである。 運転条件に応じて動力源を切り換えるために用いられるアクセル操作量および車速をパラメータとして予め設定されたマップを例示する図である。 図１の実施例とは異なる自動変速機を備えているハイブリッド駆動装置の構成を説明する骨子図である。 図１０の自動変速機の各変速段を成立させる係合要素の作動を説明する図である。

符号の説明

１２：エンジン １４：モータジェネレータ（電動モータ） ５０：ハイブリッド制御用コントローラ ＣＥ₁ ：第１クラッチ（クラッチ手段）
ステップＳＡ１〜ＳＡ４：燃料供給停止手段
ステップＳＡ８、ＳＡ１０：エンジン切離し手段

Claims (4)

1. 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行時の動力源として備えており、運転条件に応じて該エンジンおよび該電動モータの作動状態が異なる複数の運転モードで走行するハイブリッド車両において、
   前記エンジンを駆動系から切り離すクラッチ手段と、
   所定の減速走行時に前記エンジンへの燃料供給を停止する燃料供給停止手段と、
   該燃料供給停止手段によって前記エンジンへの燃料供給が停止されている時に、予め定められた条件下で前記クラッチ手段を解放して該エンジンを切り離すエンジン切離し手段と、
   を有し、エンジン切離し状態で前記電動モータにより回生制動する回生制動状態からの再加速時には、該エンジンが切り離されていない状態で該電動モータにより回生制動する回生制動状態からの再加速時よりも、該エンジンの始動遅れを見込んで前記電動モータの出力を高くする
   ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
2. 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行時の動力源として備えており、運転条件に応じて該エンジンおよび該電動モータの作動状態が異なる複数の運転モードで走行するハイブリッド車両において、
   前記エンジンを駆動系から切り離すクラッチ手段と、
   所定の減速走行時に前記エンジンへの燃料供給を停止する燃料供給停止手段と、
   該燃料供給停止手段によって前記エンジンへの燃料供給が停止されている時に、予め定められた条件下で前記クラッチ手段を解放して該エンジンを切り離すエンジン切離し手段と、
   を有し、前記クラッチ手段の係合状態が維持されて前記エンジンが強制回転させられる状態で前記電動モータにより回生制動する回生制動状態からの再加速時には、燃料供給に伴ってエンジン出力が速やかに上昇させられ、運転者の意図する駆動力が速やかに得られる一方、前記クラッチ手段が解放されたエンジン切離し状態で前記電動モータにより回生制動する回生制動状態からの再加速時には、該電動モータの出力が高められることにより運転者の意図する駆動力が速やかに得られるとともに、前記エンジンおよび該電動モータの両方を動力源として走行するエンジン＋モータ走行領域では、該エンジンの始動遅れを見込んでモータトルクが大きめに制御される
   ことを特徴とするハイブリッド車両の駆動制御装置。
3. 前記エンジン切離し手段は、触媒温度がエンジン再始動時の排出ガスが問題とならないように定められた所定値以上であることを条件として前記クラッチ手段を解放して前記エンジンを切り離す
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。
4. 前記エンジン切離し手段は、ブレーキＯＮであることを条件として前記クラッチ手段を解放して前記エンジンを切り離す
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のハイブリッド車両の駆動制御装置。

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