JP4557402B2

JP4557402B2 - 車両用駆動制御装置

Info

Publication number: JP4557402B2
Application number: JP2000283706A
Authority: JP
Inventors: 俊文高岡; 弘金井; 恭士梶
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-09-19
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2020-09-19
Also published as: JP2002089688A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用駆動制御装置に係り、特に、動力断続機構を遮断した原動機動力遮断モードから原動機を用いて走行する原動機走行モードへ切り換える際に、原動機の作動で動力断続機構が同期するまでの時間を短縮する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
(a) 変速機に接続されて車両を推進する電動モータと、(b) 動力断続機構を介して前記変速機に接続されて車両を推進する内燃機関と、を有するハイブリッド車両が知られている。このようなハイブリッド車両において、前記動力断続機構が遮断されるとともに前記内燃機関が停止する内燃機関停止モード、例えば電動モータで走行するモータ走行モードなど、から内燃機関を用いて走行する内燃機関走行モードへ切り換える際には、内燃機関を始動して動力断続機構の入出力回転速度が略同期した後にその動力断続機構を接続し、内燃機関の出力を変速機側へ伝達させるのが普通である。その場合に、内燃機関を作動させて動力断続機構の入出力回転速度を略同期させるまでの時間が長く、応答性が悪くて運転者にもたもた感を生じさせることがあるため、一時的に電動モータのトルクを増大させてアシストすることが提案されている。例えば、特開平９−３２２３０５号公報に記載の装置はその一例である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように電動モータでアシストしようとすると、電動モータの定格やバッテリを大きくする必要があるため、車両への搭載スペースが大きくなるとともにコストが高くなるという問題がある。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、内燃機関等の原動機の停止モードからその原動機を用いて走行する原動機走行モードへ移行する際に、動力断続機構が速やかに同期して原動機の駆動力が速やかに得られるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 動力断続機構を介して変速機に接続されて車両を推進する原動機と、(b) 車両走行中に、前記動力断続機構が遮断される原動機動力遮断モードからその原動機を用いて走行する原動機走行モードへ切り換える際に、その原動機が作動させられて前記動力断続機構の入出力回転速度が略同期した後にその動力断続機構を接続して、その原動機の出力を前記変速機側へ伝達する同期接続手段と、を有する車両用駆動制御装置において、(c) 前記原動機動力遮断モードから前記原動機走行モードへ切り換える際に、前記動力断続機構の入出力回転速度が略同期するまでの同期所要時間が短縮されるように、その動力断続機構の出力回転速度が所定の同期回転速度と略一致するように前記変速機の変速比を制御する同期用変速比制御手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
第２発明は、第１発明の車両用駆動制御装置において、前記原動機動力遮断モードは前記原動機を停止させるモードであることを特徴とする。
【０００７】
第３発明は、第２発明の車両用駆動制御装置において、(a) 前記同期回転速度は、前記動力断続機構の出力回転速度が、前記原動機が自力回転できる範囲で予め定められた所定の低回転速度で略同期する回転速度で、(b) 前記同期用変速比制御手段は、前記動力断続機構の出力回転速度が前記同期回転速度になるように、前記変速機の変速比を車速に応じて制御するものであることを特徴とする。
【０００８】
第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかの車両用駆動制御装置において、(a) 前記原動機動力遮断モードは、運転者の加速要求が無い場合に、前記変速機を介して車両の運動エネルギーで回転駆動される発電機により回生制動力を発生する回生制動モードであり、(b) 運転者の所定の加速要求に伴ってその回生制動モードから前記原動機走行モードへ切り換えられることを特徴とする。
【０００９】
第５発明は、第１発明〜第４発明の何れかの車両用駆動制御装置において、前記同期用変速比制御手段は、前記原動機動力遮断モードによる走行時に前記変速機の変速比を前記同期回転速度に応じて求められる所定の変速比に予め変更しておくものであることを特徴とする。
【００１０】
第６発明は、第４発明の車両用駆動制御装置において、(a) 前記回生制動モードによる走行時には、前記発電機の回生効率に基づいて前記変速機の変速比が定められており、(b) 前記同期用変速比制御手段は、運転者の所定の加速要求があった後に前記変速機の変速比を変更するものであることを特徴とする。
【００１１】
第７発明は、第４発明または第６発明の車両用駆動制御装置において、(a) 前記発電機は、電動モータとしても機能するモータジェネレータによって構成されており、(b) 運転者の所定の加速要求に伴って前記回生制動モードから前記原動機走行モードへ切り換える際に、前記モータジェネレータを力行制御して駆動力を発生させるアシスト手段を有することを特徴とする。
【００１２】
第８発明は、第１発明〜第７発明の何れかの車両用駆動制御装置において、前記原動機は内燃機関で、前記変速機は無段変速機であることを特徴とする。
【００１３】
【発明の効果】
このような車両用駆動制御装置においては、原動機動力遮断モードから原動機走行モードへ切り換える際に、同期所要時間が短くなるように同期用変速比制御手段によって変速機の変速比が制御されるため、同期後に動力断続機構が係合させられて原動機の駆動力が得られるようになるまでの応答性が向上する。
【００１４】
第３発明では、動力断続機構の出力回転速度が、原動機が自力回転できる範囲で予め定められた所定の低回転速度で略同期する同期回転速度になるように、変速機の変速比が車速に応じて制御されるため、動力断続機構の接続に伴って原動機がストール（失速）することを回避しつつ出来るだけ短時間で同期させられるようになり、車速に影響されることなく常に高い応答性で原動機の駆動力が得られるようになる。
【００１５】
第４発明では、原動機動力遮断モードが発電機により回生制動力を発生する回生制動モードであり、動力断続機構が遮断されて原動機が切り離されることにより、発電機により効率良く回生して電気エネルギーを得ることができる。
【００１６】
第５発明では、原動機動力遮断モードによる走行時に変速機の変速比が予め同期用に変更されているため、運転者の加速要求などで原動機走行モードへの切換判断が為されてから変速比を変更する場合に比較して、変速に要する時間が長い場合でも同期所要時間が短縮され、原動機の駆動力が得られるようになるまでの応答性が向上する。
【００１７】
第６発明では、回生制動モードによる走行時には、発電機の回生効率に基づいて変速機の変速比が定められており、運転者の加速要求があった後に変速機の変速比が同期用に変更されるため、回生制動モード時に発電機により効率良く回生して電気エネルギーを得ることができる。
【００１８】
第７発明では、運転者の加速要求に伴って回生制動モードから原動機走行モードへ切り換える際に、モータジェネレータを力行制御して駆動力を発生させるため、モード切換時に原動機の駆動力が得られるようになるまでのもたつき感が軽減される。その場合に、変速機の変速比が同期用に変更されることにより、モータジェネレータの回転速度は一般に小さくなるため、小型のモータジェネレータであっても大きなトルクを発生させることが可能で、優れたアシスト性能が得られる。
【００１９】
第８発明では、原動機が内燃機関であるため、始動から同期までの回転上昇の応答性が電動モータに比較して悪く、変速機の変速比を同期用に変更することによる応答性の向上効果が顕著である。また、変速機が無段変速機であるため、同期用変速比制御手段による同期用変速制御や、その後に通常の変速比へ移行する際の変速制御などをスムーズに行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば(a) 動力断続機構を介して変速機に接続されて車両を推進する第１原動機（内燃機関など）と、(b) 前記変速機に接続されて車両を推進する第２原動機（電動モータ或いはモータジェネレータなど）と、を有するハイブリッド車両に好適に適用されるが、その他のハイブリッド車両や単一の原動機を有する車両であっても、車両走行中に所定の条件下で原動機が停止、再作動させられる場合には適用され得る。
【００２１】
動力断続機構は動力の伝達を遮断したり接続（伝達）したりするもので、油圧式や電磁式などの摩擦クラッチや摩擦ブレーキが好適に用いられるが、例えば同期機構付きの噛合クラッチなどを用いることもできる。ハイブリッド車両の場合、例えば遊星歯車装置などの合成分配機構を含んで動力断続機構を構成することもできる。例えば、(a) サンギヤに内燃機関が連結されるとともにキャリアにモータジェネレータが連結されたダブルピニオン型の遊星歯車装置と、(b) その遊星歯車装置のリングギヤをケースに連結する第１ブレーキと、(c) 前記キャリアを変速機に連結する第１クラッチと、(d) 前記リングギヤを前記変速機に連結する第２クラッチと、を有するハイブリッド車両の場合に、内燃機関を原動機とした場合、走行モードによって異なるが遊星歯車装置や第１クラッチ、第２クラッチ、第１ブレーキによって動力断続機構が構成される。第１クラッチを係合するとともに第２クラッチおよび第１ブレーキを解放した回生制動モード（或いはモータ走行モード）を原動機動力遮断モード、第１クラッチおよび第２クラッチを係合するとともに第１ブレーキを解放した直結モードを原動機走行モードとすると、原動機動力遮断モードでは第２クラッチおよび第１ブレーキが解放されることにより原動機と変速機との間の動力伝達が遮断される。
【００２２】
また、動力断続機構の同期は、必ずしもその入出力回転速度が一致する場合だけでなく、例えば上記ハイブリッド車両において、第１クラッチ、第１ブレーキを係合するとともに第２クラッチを解放して内燃機関により後進走行する状態を原動機走行モード、第１クラッチを係合するとともに第１ブレーキおよび第２クラッチを解放して内燃機関を停止させる状態を原動機動力遮断モードとすると、原動機動力遮断モードから内燃機関を始動してリングギヤの回転が略零になった状態が同期となり、その状態で第１ブレーキを係合させれば良い。その場合は、動力断続機構の入力回転速度（内燃機関の回転速度）と出力回転速度（変速機の入力回転速度）とが一致しない。
【００２４】
原動機動力遮断モードは、第２発明では原動機が停止させられるが、第１発明の実施に際しては、原動機が所定の作動状態に維持されるようになっていても良い。その場合は、同期用変速比制御手段は、例えば動力断続機構の出力回転速度が、作動状態の原動機の回転速度に対して略同期する同期回転速度になるように、変速機の変速比を車速に応じて制御するように構成される。
【００２５】
第４発明では、原動機動力遮断モードが発電機によって回生制動力を発生する回生制動モードであるが、他の発明の実施に際しては、単に原動機を停止するだけでも良いし、変速機に接続された電動モータによって走行するモータ走行モードであっても良いなど、種々の態様が可能である。
【００２６】
第５発明では、原動機動力遮断モードによる走行時に予め変速機の変速比が同期用に変更されるが、他の発明の実施に際しては、原動機動力遮断モードによる走行時の変速機の変速比は適宜設定され、原動機走行モードへの切換判断が為された後に同期用変速比へ変更するようになっていても良い。
【００２７】
第６発明では、発電機の回生効率に基づいて例えば最も効率の良い回転速度になるように車速に応じて変速比が設定されるが、バッテリの充電効率や運転者のブレーキ要求量など回生効率以外の条件を考慮したり、同期用変速比制御手段による変速比の変更時に所定の応答性が得られるようにガードを設けたりすることも可能である。
【００２８】
第８発明では、変速機としてベルト式、トロイダル式等の無段変速機が用いられるが、他の発明では遊星歯車式、２軸噛合式等の有段の変速機を用いることも可能である。この変速機は、変速比（変速段を含む）を電気的に変更できるものであれば良い。
【００２９】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である車両用駆動制御装置としてのハイブリッド駆動制御装置１０を説明する概略構成図で、図２は変速機１２を含む骨子図であり、このハイブリッド駆動制御装置１０は、燃料の燃焼で動力を発生する内燃機関としてのエンジン１４、電動モータおよび発電機として用いられるモータジェネレータ１６、およびダブルピニオン型の遊星歯車装置１８を備えて構成されている。遊星歯車装置１８のサンギヤ１８ｓにはエンジン１４が連結され、キャリア１８ｃにはモータジェネレータ１６が連結され、リングギヤ１８ｒは第１ブレーキＢ１を介してケース２０に連結されるようになっている。また、キャリア１８ｃは第１クラッチＣ１を介して変速機１２の入力軸２２に連結され、リングギヤ１８ｒは第２クラッチＣ２を介して入力軸２２に連結されるようになっている。遊星歯車装置１８は歯車式の合成分配装置に相当し、サンギヤ１８ｓは第１回転要素、キャリア１８ｃは第２回転要素、リングギヤ１８ｒは第３回転要素に相当する。上記エンジン１４、モータジェネレータ１６は、第１原動機、第２原動機に相当し、エンジン１４は第１発明の原動機に相当する。また、遊星歯車装置１８は、ブレーキＢ１、クラッチＣ１、Ｃ２と共に動力断続機構を構成している。
【００３０】
上記クラッチＣ１、Ｃ２および第１ブレーキＢ１は、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる湿式多板式の油圧式摩擦係合装置で、油圧制御回路２４から供給される作動油によって摩擦係合させられるようになっている。図３は、油圧制御回路２４の要部を示す図で、電動ポンプを含む電動式油圧発生装置２６で発生させられた元圧ＰＣが、マニュアルバルブ２８を介してシフトレバー３０（図１参照）のシフトポジションに応じて各クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１へ供給されるようになっている。シフトレバー３０は、運転者によって操作されるシフト操作部材で、本実施例では「Ｂ」、「Ｄ」、「Ｎ」、「Ｒ」、「Ｐ」の５つのシフトポジションに選択操作されるようになっており、マニュアルバルブ２８はケーブルやリンク等を介してシフトレバー３０に連結され、そのシフトレバー３０の操作に従って機械的に切り換えられるようになっている。
【００３１】
「Ｂ」ポジションは、前進走行時に変速機１２のダウンシフトなどにより比較的大きな動力源ブレーキが発生させられるシフトポジションで、「Ｄ」ポジションは前進走行するシフトポジションであり、これ等のシフトポジションでは出力ポート２８ａからクラッチＣ１およびＣ２へ元圧ＰＣが供給される。第１クラッチＣ１へは、シャトル弁３１を介して元圧ＰＣが供給されるようになっている。「Ｎ」レンジは動力源からの動力伝達を遮断するシフトポジションで、「Ｒ」ポジションは後進走行するシフトポジションで、「Ｐ」ポジションは動力源からの動力伝達を遮断するとともに図示しないパーキングロック装置により機械的に駆動輪の回転を阻止するシフトポジションであり、これ等のシフトポジションでは出力ポート２８ｂから第１ブレーキＢ１へ元圧ＰＣが供給される。出力ポート２８ｂから出力された元圧ＰＣは戻しポート２８ｃへも入力され、上記「Ｒ」ポジションでは、その戻しポート２８ｃから出力ポート２８ｄを経てシャトル弁３１から第１クラッチＣ１へ元圧ＰＣが供給されるようになっている。
【００３２】
クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１には、それぞれコントロール弁３２、３４、３６が設けられ、それ等の油圧Ｐ_C1、Ｐ_C2、Ｐ_B1が制御されるようになっている。クラッチＣ１の油圧Ｐ_C1についてはＯＮ−ＯＦＦ弁３８によって調圧され、クラッチＣ２およびブレーキＢ１についてはリニアソレノイド弁４０によって調圧されるようになっている。
【００３３】
そして、上記クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１の作動状態に応じて、図４に示す各走行モードが成立させられる。すなわち、「Ｂ」レンジまたは「Ｄ」レンジでは、「ＥＴＣモード」、「直結モード」、「モータ走行モード（前進）」の何れかが成立させられ、「ＥＴＣモード」では、第２クラッチＣ２を係合するとともに第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１を解放した状態で、エンジン１４およびモータジェネレータ１６を共に作動させて車両を前進走行させる。「直結モード」では、クラッチＣ１、Ｃ２を係合するとともに第１ブレーキＢ１を解放した状態で、エンジン１４を作動させて車両を前進走行させる。また、「モータ走行モード（前進）」では、第１クラッチＣ１を係合するとともに第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１を解放した状態で、モータジェネレータ１６を作動させて車両を前進走行させる。「モータ走行モード（前進）」ではまた、アクセルＯＦＦ時などにモータジェネレータ１６を回生制御することにより、車両の運動エネルギーで発電してバッテリ４２（図１参照）を充電するとともに車両に制動力を発生させることができる。
【００３４】
図５は、上記前進モードにおける遊星歯車装置１８の作動状態を示す共線図で、「Ｓ」はサンギヤ１８ｓ、「Ｒ」はリングギヤ１８ｒ、「Ｃ」はキャリア１８ｃを表しているとともに、それ等の間隔はギヤ比ρ（＝サンギヤ１８ｓの歯数／リングギヤ１８ｒの歯数）によって定まる。具体的には、「Ｓ」と「Ｃ」の間隔を１とすると、「Ｒ」と「Ｃ」の間隔がρになり、本実施例ではρが０．６程度である。また、(a) のＥＴＣモードにおけるトルク比は、エンジントルクＴｅ：ＣＶＴ入力軸トルクＴin：モータトルクＴｍ＝ρ：１：１−ρであり、モータトルクＴｍはエンジントルクＴｅより小さくて済むとともに、定常状態ではそれ等のモータトルクＴｍおよびエンジントルクＴｅを加算したトルクがＣＶＴ入力軸トルクＴinになる。ＣＶＴは無段変速機の意味であり、本実施例では変速機１２としてベルト式無段変速機が設けられている。
【００３５】
図４に戻って、「Ｎ」レンジまたは「Ｐ」レンジでは、「ニュートラル」または「充電・Ｅｎｇ始動モード」の何れかが成立させられ、「ニュートラル」ではクラッチＣ１、Ｃ２および第１ブレーキＢ１の何れも解放する。「充電・Ｅｎｇ始動モード」では、クラッチＣ１、Ｃ２を解放するとともに第１ブレーキＢ１を係合し、モータジェネレータ１６を逆回転させてエンジン１４を始動したり、エンジン１４により遊星歯車装置１８を介してモータジェネレータ１６を回転駆動するとともにモータジェネレータ１６を発電制御して発電し、バッテリ４２（図１参照）を充電したりする。
【００３６】
「Ｒ」レンジでは、「モータ走行モード（後進）」または「フリクション走行モード」が成立させられ、「モータ走行モード（後進）」では、第１クラッチＣ１を係合するとともに第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１を解放した状態で、モータジェネレータ１６を逆方向へ回転駆動してキャリア１８ｃ更には入力軸２２を逆回転させることにより車両を後進走行させる。「フリクション走行モード」は、上記「モータ走行モード（後進）」での後進走行時にアシスト要求が出た場合に実行されるもので、エンジン１４を始動してサンギヤ１８ｓを正方向へ回転させるとともに、そのサンギヤ１８ｓの回転に伴ってリングギヤ１８ｒが正方向へ回転させられている状態で、第１ブレーキＢ１をスリップ係合させてそのリングギヤ１８ｒの回転を制限することにより、キャリア１８ｃに逆方向の回転力を作用させて後進走行をアシストするものである。
【００３７】
前記変速機１２はベルト式無段変速機で、その出力軸４４からカウンタ歯車４６を経て差動装置４８のリングギヤ５０に動力が伝達され、その差動装置４８により左右の駆動輪５２に動力が分配される。
【００３８】
本実施例のハイブリッド駆動制御装置１０は、図１に示すＨＶＥＣＵ６０によって走行モードが切り換えられるようになっている。ＨＶＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えていて、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を実行することにより、電子スロットルＥＣＵ６２、エンジンＥＣＵ６４、Ｍ／ＧＥＣＵ６６、Ｔ／ＭＥＣＵ６８、前記油圧制御回路２４のＯＮ−ＯＦＦ弁３８、リニアソレノイド弁４０、エンジン１４のスタータ７０などを制御する。電子スロットルＥＣＵ６２はエンジン１４の電子スロットル弁７２を開閉制御するもので、エンジンＥＣＵ６４はエンジン１４の燃料噴射量や可変バルブタイミング機構、点火時期などによりエンジン出力を制御するもので、Ｍ／ＧＥＣＵ６６はインバータ７４を介してモータジェネレータ１６の力行トルクや回生制動トルク等を制御するもので、Ｔ／ＭＥＣＵ６８は変速機１２の変速比γ（＝入力軸回転速度Ｎin／出力軸回転速度Ｎout ）やベルト張力などを制御するものである。前記油圧制御回路２４は、変速機１２の変速比γやベルト張力を制御するための回路を備えている。スタータ７０は電動モータで、モータ軸に設けられたピニオンをエンジン１４のフライホイール等に設けられたリングギヤに噛み合わせてエンジン１４をクランキングするものである。
【００３９】
上記ＨＶＥＣＵ６０には、アクセル操作量センサ７６からアクセル操作部材としてのアクセルペダル７８の操作量θacを表す信号が供給されるとともに、シフトポジションセンサ８０からシフトレバー３０の操作ポジション（シフトポジション）を表す信号が供給される。また、エンジン回転速度センサ８２、モータ回転速度センサ８４、入力軸回転速度センサ８６、出力軸回転速度センサ８８から、それぞれエンジン回転速度（回転数）Ｎｅ、モータ回転速度（回転数）Ｎｍ、入力軸回転速度（入力軸２２の回転速度）Ｎin、出力軸回転速度（出力軸４４の回転速度）Ｎout を表す信号がそれぞれ供給される。出力軸回転速度Ｎout は車速Ｖに対応する。この他、バッテリ４２の蓄電量ＳＯＣなど、運転状態を表す種々の信号が供給されるようになっている。蓄電量ＳＯＣは単にバッテリ電圧であっても良いが、充放電量を逐次積算して求めるようにしても良い。上記アクセル操作量θacは運転者の出力要求量を表している。
【００４０】
図６は、シフトレバー３０が「Ｄ」ポジションへ操作されている前進走行中に、アクセルペダル７８が踏込み操作されているアクセルＯＮ時、言い換えれば運転者の所定の加速要求時には、前記「直結モード」でエンジン１４を駆動源として走行する一方、アクセルペダル７８が踏込み操作されていないアクセルＯＦＦ時には前記「モータ走行モード（前進）」でモータジェネレータ１６を回生制御してバッテリ４２を充電する際の作動を説明するフローチャートで、上記ＨＶＥＣＵ６０などの信号処理によって実行される。図６のフローチャートは、車速Ｖなどが「直結モード」の実行条件を満足する場合に、予め定められた所定のサイクルタイムで繰り返し実行される。上記「モータ走行モード（前進）」は原動機動力遮断モード、更には回生制動モードに相当し、「直結モード」は原動機走行モードに相当する。
【００４１】
図６のステップＳ１では、アクセルＯＮか否かをアクセル操作量θacに基づいて判断し、アクセルＯＮであればステップＳ２以下を実行するが、アクセルＯＦＦの場合はステップＳ１２以下を実行することにより、図４の「モータ走行モード（前進）」で回生制動する。すなわち、ステップＳ１２では、第１クラッチＣ１を係合させるとともに第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１を解放して「モータ走行モード（前進）」を成立させる一方、エンジン１４を停止するとともにモータジェネレータ１６を回生制御して、車両の運動エネルギーによりモータジェネレータ１６で発電してバッテリ４２を充電するとともに、回生制動力を車両に作用させる。第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１が解放されることにより、エンジン１４と変速機１２との間の動力伝達が遮断され、車両の運動エネルギーによってバッテリ４２が効率良く充電される。また、ステップＳ１３では、モータジェネレータ１６の回生効率に基づいて、基本的には最も高い回生効率で回生が行われるように予め定められたモータ回転速度Ｎｍになるように変速機１２の変速比γを車速Ｖに応じて制御する。ブレーキペダルの踏込み操作力など運転者のブレーキ要求量を考慮して変速比γを設定するようにしても良い。
【００４２】
図７の(a) は、上記「モータ走行モード（前進）」で回生制動している時の遊星歯車装置１８等の状態を示す共線図で、車両の運動エネルギーは変速機１２から第１クラッチＣ１およびキャリア１８ｃを経てモータジェネレータ１６に伝達されるとともに、エンジン１４は摩擦やポンプ作用による回転抵抗で回転停止し、リングギヤ１８ｒはギヤ比ρに応じて定まる所定の回転速度で回転させられる。
【００４３】
一方、アクセルＯＮの場合に実行するステップＳ２では、前回のサイクルと今回のサイクルとの間でアクセルＯＦＦからアクセルＯＮに変化したか否かを判断し、アクセルＯＦＦからＯＮへ変化した場合はステップＳ３以下の移行制御を実行するが、そうでない場合、すなわちアクセルＯＮ状態が継続している場合はステップＳ１０、Ｓ１１で「直結モード」により通常のエンジン制御および変速比制御を行う。すなわち、クラッチＣ１およびＣ２を係合させるとともに第１ブレーキＢ１を解放して「直結モード」を成立させ、エンジン１４についてはアクセル操作量θacをパラメータとしてスロットル弁開度や燃料噴射量などを制御し、変速機１２については、アクセル操作量θacおよび車速Ｖをパラメータとして変速比γを制御する。また、モータジェネレータ１６については、無負荷状態で回転自在に保持し、エンジン１４と同じ回転速度で回転させられるが、必要に応じて力行制御してエンジン１４をアシストするようにしても良い。
【００４４】
図７の(c) は、上記「直結モード」でエンジン１４を駆動源として走行している時の遊星歯車装置１８等の状態を示す共線図で、クラッチＣ１およびＣ２が係合させられることにより遊星歯車装置１８は一体回転させられ、エンジントルクはキャリア１８ｃおよびリングギヤ１８ｒから第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２を経て変速機１２へ伝達される。
【００４５】
アクセルＯＦＦからＯＮへ変化した時に実行するステップＳ３以下の移行制御では、ステップＳ３でモータジェネレータ１６の回生制御を停止し、回転自在に保持するとともに、ステップＳ４では、スタータ７０によりエンジン１４をクランキングして始動する。始動後においては、スロットル弁開度θ_THが予め定められた所定値、すなわち略無負荷状態でエンジン回転速度Ｎｅが所定の同期回転速度Ｎ^*を速やかに越えるように設定された開度に制御される。同期回転速度Ｎ^*は、エンジンストールを生じることなく自力回転できる範囲で比較的低回転の、例えば１０００〜２０００ｒｐｍ程度の範囲内で一定値、例えば１５００〜１６００ｒｐｍ程度の値が設定されるが、車速Ｖなどの運転状態をパラメータとして設定されるようにしても良い。また、ステップＳ５では同期用の変速制御を行い、変速機１２の入力軸回転速度Ｎinすなわちモータ回転速度Ｎｍが、上記同期回転速度Ｎ^*と略一致するように、変速機１２の変速比γを車速Ｖに応じて制御する。通常は、この同期回転速度Ｎ^*は、前記ステップＳ１３の回生効率が優れたモータ回転速度Ｎｍよりも低く、変速比γが小さくなるようにアップシフトされる。このステップＳ５は同期用変速比制御手段として機能しており、Ｔ／ＭＥＣＵ６８によって実行される。
【００４６】
次のステップＳ６では、「直結モード」で係合させるべき第２クラッチＣ２の入出力回転速度が略一致する同期状態になったか否か、言い換えればエンジン回転速度Ｎｅとモータ回転速度Ｎｍとが略一致するか否か、を判断する。そして、Ｎｅ≒Ｎｍになったら、ステップＳ７を実行して第２クラッチＣ２を係合させ、「直結モード」を成立させる。このように同期状態で第２クラッチＣ２が係合させられることにより、第２クラッチＣ２の耐久性が向上するとともに駆動力変動が抑制される。これらのステップＳ６およびＳ７は同期接続手段として機能しており、ＨＶＥＣＵ６０によって実行される。
【００４７】
そして、第２クラッチＣ２が完全に係合させられると、ステップＳ８およびＳ９を実行し、エンジン１４についてはアクセル操作量θacをパラメータとしてスロットル弁開度や燃料噴射量などを制御する通常のエンジン制御へ滑らかに移行するとともに、変速機１２については、アクセル操作量θacおよび車速Ｖをパラメータとして変速比γを制御する通常の変速制御へ滑らかに移行する。これにより、アクセル操作量θacに応じた駆動力が得られるようになる。
【００４８】
図７の(b) は、上記ステップＳ３以下の移行制御の時の遊星歯車装置１８等の状態を示す共線図で、第２クラッチＣ２が解放された状態でエンジン１４が始動させられることにより、サンギヤ１８ｓの回転速度が上昇させられ、実線で示すようにサンギヤ１８ｓ、リングギヤ１８ｒ、およびキャリア１８ｃの回転速度が略一致する同期状態で第２クラッチＣ２が係合制御されて、図７(c) の「直結モード」が成立させられる。また、図８の(a) は、本実施例に従って「モータ走行モード（前進）」での回生制動から「直結モード」によるエンジン走行へ移行する際の作動の一例を示すタイムチャートで、時間ｔ₁はアクセルＯＦＦからＯＮへ変化した時間であり、時間ｔ₂は第２クラッチＣ２が係合して移行制御が終了した時間である。
【００４９】
このようなハイブリッド駆動制御装置１０においては、「モータ走行モード（前進）」での回生制動から「直結モード」によるエンジン走行へ切り換える際に、入力軸回転速度Ｎinすなわちモータ回転速度Ｎｍが、エンジン１４が自力回転できる範囲で予め定められた比較的低回転の同期回転速度Ｎ^*になるように、変速機１２の変速比γが車速Ｖに応じて制御されるため、第２クラッチＣ２の接続に伴ってエンジン１４がストール（失速）することを回避しつつ同期所要時間が短縮され、同期後に第２クラッチＣ２が係合させられてエンジン１４の駆動力が得られるようになるまでの応答性が向上する。
【００５０】
因みに、図８の(b) は、変速機１２を例えば前記ステップＳ１３で回生効率に基づいて設定した変速比γのまま、或いは運転者の加速要求時に優れた加速性能が得られるように設定した比較的大きな変速比γの状態で、エンジン１４を始動してエンジン回転速度Ｎｅがモータ回転速度Ｎｍに略到達した段階で第２クラッチＣ２を係合制御した場合で、モータ回転速度Ｎｍが比較的高いため、エンジン１４の駆動力が得られるようになるまでの時間ｔ₁〜ｔ₂が本実施例（図８の(a) ）に比較して長い。
【００５１】
また、予め定められた一定の同期回転速度Ｎ^*になるように変速機１２の変速比γが車速Ｖに応じて制御されるため、車速Ｖに影響されることなく常に高い応答性でエンジン１４の駆動力が得られるようになる。
【００５２】
また、「モータ走行モード（前進）」での回生制動時に、第２クラッチＣ２が解放されてエンジン１４が切り離されるため、モータジェネレータ１６により効率良く回生してバッテリ４２を充電することができる。特に、「モータ走行モード（前進）」での回生制動時には、モータジェネレータ１６の回生効率に基づいて変速機１２の変速比γが定められており、運転者の加速要求があった後、すなわちアクセルペダル７８が踏込み操作された後に、ステップＳ５で変速機１２の変速比γを同期用に変更するため、「モータ走行モード（前進）」での回生制動時にモータジェネレータ１６により一層効率良く回生して電気エネルギーを得ることができる。
【００５３】
また、本実施例では原動機がエンジン１４であるため、始動から同期までの回転上昇の応答性が電動モータに比較して悪く、変速機１２の変速比γを同期用に変更することによる応答性の向上効果が顕著であるとともに、変速機１２がベルト式の無段変速機であるため、ステップＳ５の同期用変速制御や、その後にステップＳ９で通常の変速比γへ移行する際の変速制御をスムーズに行うことができる。
【００５４】
なお、上記実施例では「モータ走行モード（前進）」での回生制動時に、モータジェネレータ１６の回生効率に基づいて例えば最も効率の良いモータ回転速度Ｎｍになるように変速機１２の変速比γが定められるようになっていたが、この回生制動時における変速比γの設定を回生効率とは無関係に行うなど、種々の変速制御を採用できる。
【００５５】
次に、本発明の他の実施例を説明する。
図９は前記図６のフローチャートに対応するもので、この実施例では、「モータ走行モード（前進）」での回生制動時に、ステップＳ２０で前記ステップＳ５と同様に同期用の変速制御を行い、変速機１２の入力軸回転速度Ｎinすなわちモータ回転速度Ｎｍが同期回転速度Ｎ^*と略一致するように、変速機１２の変速比γを車速Ｖに応じて制御する。すなわち、図１０のタイムチャートにも示すように、「モータ走行モード（前進）」での回生制動時（時間ｔ₁より前）に変速機１２の変速比γが予め同期用に変更され、モータ回転速度Ｎｍが同期回転速度Ｎ^*まで低下させられているため、回生制動時の効率は低下するものの、前記実施例のように運転者の加速要求（アクセルＯＮ）で「直結モード」への切換判断が為されてから変速比γをアップシフトする場合に比較して、変速に要する時間が長い場合でも同期所要時間が短縮され、エンジン１４の駆動力が得られるようになるまでの応答性が向上する。上記ステップＳ２０は同期用変速比制御手段として機能しており、Ｔ／ＭＥＣＵ６８によって実行される。
【００５６】
図１１は同じく前記図６のフローチャートに対応するもので、運転者の加速要求（アクセルＯＮ）で「直結モード」への切換判断が為される（ステップＳ２がＹＥＳ）と、ステップＳ３０でモータジェネレータ１６を力行制御して駆動力を発生させ、「直結モード」への切換が終了してエンジン１４の駆動力が得られるようになると、ステップＳ３１でモータジェネレータ１６の作動を停止させるものである。図１２は、このような移行制御におけるタイムチャートの一例で、モード切換時にエンジン１４の駆動力が得られるようになるまで（時間ｔ₁〜ｔ₂）のもたつき感が軽減される。その場合に、変速機１２の変速比γが同期用に変更されることにより、モータジェネレータ１６の回転速度Ｎｍは小さくなるため、小型のモータジェネレータ１６であっても大きなトルクを発生させることが可能で、優れたアシスト性能が得られる。図１２の時間ｔ₃は、モータジェネレータ１６のアシスト制御が終了した時間である。上記ステップＳ３０およびＳ３１はアシスト手段として機能しており、Ｍ／ＧＥＣＵ６６によって実行される。
【００５７】
また、図１２は、図１１のステップＳ９で変速機１２を通常の変速制御へ移行する際に、アクセル操作量θacおよび車速Ｖをパラメータとして求められる通常の変速比γよりも所定量、或いは所定割合だけ大きな変速比γまで一時的にダウンシフトさせた場合で、優れた加速性能が得られる。この場合の変速比γを、例えば車速Ｖ等の運転状態をパラメータとして設定するようにしても良い。なお、前記各実施例についても、同様なダウンシフト制御を適用することが可能である。
【００５８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたハイブリッド駆動制御装置を説明する概略構成図である。
【図２】図１のハイブリッド駆動制御装置の動力伝達系を示す骨子図である。
【図３】図１の油圧制御回路の一部を示す回路図である。
【図４】図１のハイブリッド駆動制御装置において成立させられる幾つかの走行モードと、クラッチおよびブレーキの作動状態との関係を説明する図である。
【図５】図４のＥＴＣモード、直結モード、およびモータ走行モード（前進）における遊星歯車装置の各回転要素の回転速度の関係を示す共線図である。
【図６】図１のハイブリッド駆動制御装置において、前進走行時にアクセルのＯＮ、ＯＦＦに伴って「モータ走行モード」での回生制動と「直結モード」によるエンジン走行とを切り換える際の作動を説明するフローチャートである。
【図７】図６のフローチャートに従って「モータ走行モード」での回生制動から「直結モード」によるエンジン走行へ切り換える際の共線図の変化を示す図である。
【図８】「モータ走行モード」での回生制動から「直結モード」によるエンジン走行へ切り換える移行時の各部の作動状態の変化を示すタイムチャートの一例で、(a) は図６のフローチャートに従って同期用変速制御が行われた場合で、(b) は同期用変速制御を行わない場合である。
【図９】本発明の他の実施例を説明するフローチャートで、図６に対応する図である。
【図１０】図９のフローチャートに従って「モータ走行モード」での回生制動から「直結モード」によるエンジン走行へ切り換える移行時の各部の作動状態の変化を示すタイムチャートの一例である。
【図１１】本発明の更に別の実施例を説明するフローチャートで、図６に対応する図である。
【図１２】図１１のフローチャートに従って「モータ走行モード」での回生制動から「直結モード」によるエンジン走行へ切り換える移行時の各部の作動状態の変化を示すタイムチャートの一例である。
【符号の説明】
１０：ハイブリッド駆動制御装置（車両用駆動制御装置）１２：変速機（無段変速機）１４：エンジン（原動機、内燃機関）１６：モータジェネレータ（発電機、電動モータ）１８：遊星歯車装置（動力断続機構）６０：ＨＶＥＣＵ６６：Ｍ／ＧＥＣＵ６８：Ｔ／ＭＥＣＵＣ１、Ｃ２：クラッチ（動力断続機構）Ｂ１：第１ブレーキ（動力断続機構）ステップＳ５、Ｓ２０：同期用変速比制御手段ステップＳ６、Ｓ７：同期接続手段ステップＳ３０、Ｓ３１：アシスト手段

Claims

動力断続機構を介して変速機に接続されて車両を推進する原動機と、
車両走行中に、前記動力断続機構が遮断される原動機動力遮断モードから該原動機を用いて走行する原動機走行モードへ切り換える際に、該原動機が作動させられて前記動力断続機構の入出力回転速度が略同期した後に該動力断続機構を接続して、該原動機の出力を前記変速機側へ伝達する同期接続手段と、
を有する車両用駆動制御装置において、
前記原動機動力遮断モードから前記原動機走行モードへ切り換える際に、前記動力断続機構の入出力回転速度が略同期するまでの同期所要時間が短縮されるように、該動力断続機構の出力回転速度が所定の同期回転速度と略一致するように前記変速機の変速比を制御する同期用変速比制御手段を設けた
ことを特徴とする車両用駆動制御装置。
前記原動機動力遮断モードは前記原動機を停止させるモードである
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用駆動制御装置。
前記同期回転速度は、前記動力断続機構の出力回転速度が、前記原動機が自力回転できる範囲で予め定められた所定の低回転速度で略同期する回転速度で、
前記同期用変速比制御手段は、前記動力断続機構の出力回転速度が前記同期回転速度になるように、前記変速機の変速比を車速に応じて制御するものである
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用駆動制御装置。
前記原動機動力遮断モードは、運転者の加速要求が無い場合に、前記変速機を介して車両の運動エネルギーで回転駆動される発電機により回生制動力を発生する回生制動モードであり、
運転者の所定の加速要求に伴って該回生制動モードから前記原動機走行モードへ切り換えられる
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用駆動制御装置。
前記同期用変速比制御手段は、前記原動機動力遮断モードによる走行時に前記変速機の変速比を前記同期回転速度に応じて求められる所定の変速比に予め変更しておくものである
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用駆動制御装置。
前記回生制動モードによる走行時には、前記発電機の回生効率に基づいて前記変速機の変速比が定められており、
前記同期用変速比制御手段は、運転者の所定の加速要求があった後に前記変速機の変速比を変更するものである
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用駆動制御装置。
前記発電機は、電動モータとしても機能するモータジェネレータによって構成されており、
運転者の所定の加速要求に伴って前記回生制動モードから前記原動機走行モードへ切り換える際に、前記モータジェネレータを力行制御して駆動力を発生させるアシスト手段を有する
ことを特徴とする請求項４または６に記載の車両用駆動制御装置。
前記原動機は内燃機関で、前記変速機は無段変速機である
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の車両用駆動制御装置。