JPH10331677A - 車両のパワートレーンシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な運転性を確保しつつ格段の燃料消費節
減を図る。 【解決手段】 補機２を駆動可能でクラッチ１０により
クランクシャフト１ａと連結可能の第１モータ９と、減
速・差動装置部６に接続した第２モータ８とを備える。
減速時には第２モータ８で回生するとともに第１モータ
９によりエンジン１をモータリングして車両停止までは
エンストを防止し、停車時には第１モータ９で補機を駆
動しながら第２モータ８により車両にクリープ力を与え
ることにより、減速および停車中燃料噴射を停止する。
モータリングからエンジン停止移行時にはクラッチ１０
をデューティ制御して徐々に締結力を低下させ、エンジ
ン１の逆転を防止してシリンダの停止位置を明確にする
ことにより、再発進時には最適なシーケンシャル噴射を
行い、良好な始動性と一層の燃料節減を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のパワートレ
ーンシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃エンジン駆動の車両における典型的
なパワートレーンは、例えば図２３に示すような構成を
有している。すなわち、エンジン１のクランクシャフト
１ａにトルクコンバータ３と変速機構部５からなる自動
変速機３０が接続され、続いて減速・差動装置部６を経
て駆動輪７にエンジン１の出力トルクが伝達されるよう
になっている。また、自動変速機のトルクコンバータ３
にはロックアップクラッチ４が付設されている。さら
に、エンジンのクランクシャフト１ａには、エアコンコ
ンプレッサ、オルタネータ、パワーステアリング用ポン
プ、エンジン冷却ウォーターポンプ等の補機２が連結さ
れている。

【０００３】このようなパワートレーンを備える車両で
は、その運行中、例えば交差点などでの停車時には、エ
ンジン１は補機２の駆動を継続するとともに、走行レン
ジでは次の発進に備えてクリープ力を発生させている。
そのため、走行していないにもかかわらず、所定量の燃
料を消費している。

【０００４】そこで、運行中の燃料消費を節減するため
に、高車速やロックアップしている場合に減速の際補機
の駆動は行ないながらも、エンジン１への燃料停止を行
なうことが考えられる。すなわち、高車速における減速
時にはトルクコンバータ部のロックアップクラッチ４を
締結してトルクコンバータ３における滑りをなくすると
ともに、エンジン１への燃料噴射を停止する。これによ
り、いわゆるエンジンブレーキがかかり、平坦路であれ
ば徐々に車速が下がってくる。

【０００５】車速の低下にしたがって変速機構部５で変
速が行われるが、変速比が大きくなる限界が存在し、当
然車速が下がってくるとエンジン回転速度を高く保てな
くなる。その結果、ロックアップしたままでは、車速の
低下とともにエンジン１がアイドル回転速度以下となり
エンジンストール（エンスト）を起こす車速領域が生じ
る。また、変速比が大きくなり過ぎて強いエンジンブレ
ーキにより運転性の悪化を生じる場合もある。 そこ
で、このようなエンストや運転性の悪化が生じる領域に
入ると、ロックアップを解除することになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような燃料消費の節減法では次のような問題がある。ま
ず、減速時にロックアップしない場合はもちろんのこ
と、上記のようにロックアップしていてもとくに低車速
に至ればロックアップを解除せざるを得ず、この場合、
エンジン回転は急速に自らのフリクションにより低下し
てエンストとなる。この結果、エアコンコンプレッサ、
オルタネータ、パワーステアリング用ポンプ、エンジン
冷却ウォーターポンプ等の補機機能が失われ、また自動
変速機のオイルポンプが停止して内部のフォワードクラ
ッチなどが非締結となり、動力伝達が不能となる。そし
て、クリープ力の発生もなくなる。

【０００７】エンジン１により駆動されるオイルポンプ
は、エンジンの始動により油圧を作ることとなるが、初
期状態として自動変速機の内部クラッチが非締結の状態
ではそのクラッチが締結するまでの時間遅れがあり、こ
の間エンジン１の動力が伝達されないから、結局始動の
遅れ時間にクラッチの締結遅れ時間を加えたものが遅れ
時間となる。また仮に、自動変速機作動に必要な油圧が
何らかの手段で確保されて、動力伝達が可能としても、
エンストしながらの減速状態でアクセルペダルを踏んで
再加速する場合には、エンジン１を始動してから加速を
開始しなければならないので、始動に要する時間分だけ
は依然としてトルク立ち上がりが遅くなり、運転性が悪
化するおそれがある。

【０００８】このように、減速時に最終的にロックアッ
プを解除するとエンジン回転は急速に低下してエンスト
に至るので、これを避けるためには車両がまだ停止に至
ってもいないうちに燃料噴射を再開してエンストを防止
しなければならず、燃料消費節減の目的が十分に達せら
れないことになる。一方、燃料消費節減追求のため敢え
て燃料噴射停止を継続して最終的にエンジン１を停止す
る場合にも、さらに次のような問題が生じる。

【０００９】すなわち、一般にエンジンを始動する場
合、スタータモータを用いてクランキングを行い、この
クランキングを行なっている間に気筒（シリンダ）判別
を行なってから燃料の噴射を行なうという制御がなされ
る。この方法でエンジンの始動を行なうと、燃料の噴射
時期が遅れるために始動性が悪いという問題がある。そ
こでエンジン停止時のシリンダ位置を示すクランク角セ
ンサの出力値を記憶しておいて、その記憶値に基づいて
始動の開始時からシリンダを識別して燃料の噴射制御を
行なう方法が考えられる。

【００１０】しかし、単に燃料噴射を停止してエンジン
回転の停止を成り行きに任せると、エンジン停止の最終
段階でクランクシャフト１ａの逆転現象が生じる場合が
あり、クランク角センサの出力値を記憶しておいても次
回の始動時に燃料噴射すべきシリンダを誤認識してしま
うことになる。したがって、正確にシリンダ位置を特定
して最適なシーケンシャル制御により燃料噴射すること
ができず、上記従来一般の制御に戻ってしまい、回転の
立ち上がりが遅れるか、あるいは全シリンダに燃料噴射
して始動せねばならないため、燃料を多く消費してしま
い、目的と反する結果になる。なおこれは、減速の際燃
料停止を行なうか否かにかかわらず発生する問題でもあ
る。したがって本発明は、上記の問題点に鑑み、燃料消
費の格段の節減を実現しながらしかも良好な始動性が得
られるようにした車両のパワートレーンシステムを提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１の発
明は、エンジンがそのクランクシャフト出力を変速機、
減速部、車軸を経て駆動輪に伝達されて車両走行の動力
源とされ、クランクシャフトにクラッチにより連結可能
に第１モータが付設されるとともに、エンジンへの燃料
供給を停止してその回転を停止する際に、第１モータか
らエンジンに伝達される力がエンジンの回転数に対し所
定の比率で低下するように制御するエンジン回転数制御
手段を有するものとした。

【００１２】また請求項２の発明は、エンジンがそのク
ランクシャフト出力を変速機、減速部、車軸を経て駆動
輪に伝達されて車両走行の動力源とされ、クランクシャ
フトにクラッチにより連結可能に第１モータが付設され
るとともに、エンジンおよび変速機を制御するととも
に、エンジン回転数制御手段を備える制御装置を有し、
制御装置は車両減速の間エンジンへの燃料供給を停止す
るとともに、エンジン回転数制御手段は、エンジン回転
停止の際に上記クラッチの伝達容量制御により、エンジ
ンの逆転を抑えるようにエンジン回転数の低下状態を制
御するものとした。

【００１３】上記の第１モータは常時エンジン補機と連
結されているとともに、制御装置は車両減速の間第１モ
ータによりエンジンをモータリングして、車両停止まで
はエンジン回転状態を保持するものとすることができ
る。この場合、エンジン回転数制御手段は、エンジン回
転数をモータリングによる回転数から徐々に低下させる
のが好ましく、その際は、クラッチをデューティ制御し
て徐々に伝達容量を低下させる。

【００１４】また、変速機より後段には第２モータが接
続され、制御装置は車両減速の間第２モータによる車両
減速エネルギーの回生を行うとともに、車両停止中は第
２モータによりクリープ力を与えるよう構成することが
できる。さらに、エンジンの燃料供給が燃料噴射により
行われ、車両再発進時にはクラッチを締結して第１モー
タによりクランクシャフトをクランキングして始動し、
エンジンの停止位置に基づいてシーケンシャル噴射によ
り始動時の燃料供給を行うのが好ましい。そしてまた、
車両再発進時には第２モータにより上記クリープ力より
大きい駆動力が付加するようにすることができる。

【００１５】

【作用】請求項１のものでは、エンジンへの燃料供給を
停止してその回転を停止する際に、エンジン回転数制御
手段が第１モータからエンジンに伝達される力をエンジ
ンの回転数に対し所定の比率で低下するように制御する
ので、エンジン回転停止の際のエンジンの逆転を抑え
る。これにより、エンジンシリンダの停止位置を誤りな
く特定でき、再発進始動時の制御に有効に利用できる。

【００１６】請求項２のものでは、クランクシャフトと
第１モータ間のクラッチの伝達容量を制御することによ
り、エンジン回転停止の際のエンジンの逆転を抑えてエ
ンジンシリンダの停止位置を誤りなく特定できるととも
に、車両減速時にエンジンへの燃料供給が停止されるこ
とにより、この間の燃料消費も節減される。

【００１７】上記の第１モータを常時エンジン補機と連
結するとともに、車両減速の間第１モータによりエンジ
ンをモータリングして、車両停止まではエンジン回転状
態を保持するものとすることにより、減速中は何時でも
エンジンの再始動を要せず再加速することができる。こ
の場合、エンジン回転数制御手段による制御において、
エンジン回転数をモータリングによる回転数から徐々に
低下させることにより、モータリング状態から滑らかに
回転数を変化させ、停止させることができる。とくに、
デューティ制御によりクラッチの伝達容量を低下させる
のが簡単でかつ制御精度がよい。

【００１８】また、第２モータを設けることにより、車
両減速エネルギーを回生して適切な減速感を得るととも
にエネルギーを貯えることができる一方、エンジン停止
中はそのエネルギーをもとに第２モータを駆動してクリ
ープ力を与えることができる。

【００１９】さらに、再始動時にはエンジンの停止位置
に基づいてシーケンシャル噴射により燃料供給を行なう
ことにより、良好な始動性が得られ、また始動時の燃料
噴射量も少なくて済む。また、第１モータでクランキン
グすることにより、スタータモータを兼用できる。そし
てまた、車両再発進時に第２モータにより停車中のクリ
ープ力より大きい駆動力を付加することにより、発進の
立ち上がりが迅速となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例によ
り説明する。図１は、実施例におけるパワートレーンを
示すスケルトン図である。エンジン１には、一方におい
てトルクコンバータ３、ロックアップクラッチ４および
変速機構部５からなる自動変速機３０、減速・差動装置
部６、ドライブシャフト７ａ、７ｂそして駆動輪７が順
次接続され、他方では、エアコンコンプレッサ、オルタ
ネータ、パワーステアリング用ポンプ、エンジン冷却ウ
ォーターポンプ等の補機２に接続している。エンジン１
は図示しない燃料噴射弁により燃料供給を受けるさら
に、補機２に連結されるとともにエンジン１に連結可能
の第１モータ９が設けられるとともに、減速・差動装置
部６には自動変速機３０と並列に第２モータ８が接続さ
れている。

【００２１】すなわち、より詳細には、エンジン１の出
力はそのクランクシャフト１ａに接続されたトルクコン
バータ３またはそれと並列接続のロックアップクラッチ
４を経て変速機構部５に伝達され、さらに減速・差動装
置部６からドライブシャフト７ａ、７ｂを経て駆動輪７
に伝達される。第２モータ８は減速・差動装置部６のト
ランスアクスル第３軸６ａに接続され、エンジン１の出
力と第２モータ８の出力が第３軸で合流して、駆動輪７
に動力を伝える。

【００２２】一方、エンジン１は、そのクランクシャフ
ト１ａに取り付けられたクランクプーリ１ｂとベルト９
ａを経て、電磁式のクラッチ１０を介して第１モータ９
につながっており、さらに第１モータ９と補機２がベル
ト２ａにより連結している。クラッチ１０が締結される
と、エンジン１と第１モータ９は回転速度比一定で連動
して回転する。

【００２３】エアコンコンプレッサ、オルタネータ、パ
ワーステアリング用ポンプ、エンジン冷却ウォーターポ
ンプ等の補機２や、第２モータ８および第１モータ９
は、エンジン１のブロックに支持されている。

【００２４】また、自動変速機３０には、油圧コントロ
ールユニット１２が付設されている。油圧コントロール
ユニット１２には、図２に示すように、エンジン１によ
り駆動される自動変速機用オイルポンプ２０とモータ２
５により駆動されるオイルポンプ２１とが接続され、自
動変速機作動用のライン圧を生成する。オイルポンプ２
０と２１の油圧はそれぞれ逆止弁２２、２２を介して油
圧コントロールユニット１２に接続され、いずれか高い
方の油圧が油圧コントロールユニットへ出力される。こ
れにより、エンジン１の停止状態でも自動変速機３０の
例えば前進時締結するフオワードクラッチなど内部クラ
ッチ５ａの締結ができ、動力伝達が可能となっている。

【００２５】図３は上記パワートレーンにおける制御装
置の構成を示す。制御装置は、エンジンコントロールユ
ニット１３、自動変速機コントロールユニット１４およ
びハイブリツドシステムコントロールユニット１５を含
み、低電圧バッテリ２９からの電源供給で作動する。エ
ンジンコントロールユニット１３は、アクセル開度およ
びアイドルスイッチ状態を含む各種センサからの情報に
基づいて、スロットル開度、点火時期、燃料噴射弁、吸
排気バルブ等を制御することによりエンジン１を制御す
る。

【００２６】自動変速機コントロールユニット１４は、
シフトレバー選択位置、エンジン回転数、車速を含む各
種センサからの情報に基づいて、ロックアップクラッチ
４やその他変速比制御アクチュエータ等を制御すること
により自動変速機３０を制御する。ハイブリツドシステ
ムコントロールユニット１５は、アイドルスイッチ状
態、エンジン回転数、車速、ブレーキスイッチ状態を含
む各種センサからの情報に基づいて、クラッチ１０、あ
るいはモータ駆動の自動変速機用オイルポンプ２１を制
御するとともに、インバータ２６、２７を介して第２モ
ータ８、第１モータ９を制御する。第２モータ８、第１
モータ９はインバータを介して高電圧バッテリ２８と接
続され、駆動制御時には高電圧バッテリ２８から電力を
とり、回生制御時には高電圧バッテリ２８を充電できる
ようになっている。また、各種センサからの情報の他、
協調制御のための情報を共有するため、各コントロール
ユニット間が通信線により接続されている。

【００２７】つぎに、上記制御装置による車両運行中の
制御状態の変遷について説明する。まず、図４は高速で
定速走行している状態から減速する場合の各センサ信号
ならびにトルクの変化を示すタイムチャートである。高
速走行時には、燃料噴射が行われてエンジン１が駆動中
の燃料噴射モードであるが、トルクコンバータ３におけ
る滑りを防止し燃料消費を低減するため、ロックアップ
クラッチ４が締結状態とされている。また第１モータ９
は出力状態ではないが、クラッチ１０は締結され、エン
ジン１の出力により回転されて、補機２が回転している
状態にある。これが、図のＡ区間に該当する。

【００２８】つぎに運転者が時刻ｔ１でアクセルペダル
から足を離し、アイドルスイッチがオンになると、エン
ジンコントロールユニット１３は、減速状態に入ったと
判断し、エンジン１への燃料噴射を停止する。これによ
り、駆動輪７からエンジン１が逆駆動され、車軸トルク
は被動側となって、ロックアップ（Ｌ／Ｕ）車軸トルク
で表わされるエンジンブレーキ効果が生じ、Ｂ区間のロ
ックアップ（Ｌ／Ｕ）減速モードに移る。

【００２９】続いてさらに、運転者が時刻ｔ２でブレー
キペダルを踏み、ブレーキスイッチがオンすると、ハイ
ブリツドシステムコントロールユニット１５では必要な
減速度を得るため図５のようなマップから車速に対応す
る目標車軸トルクを求め、この目標車軸トルクに対して
ロックアップ車軸トルクで足りない分を第２モータ８に
よる回生車軸トルクで補う。

【００３０】すなわち、図６のエンジンフリクションマ
ップからエンジンフリクショントルクを求め、選択され
ているギア比を考慮して車軸トルクに換算されたエンジ
ンフリクション車軸トルクを計算する。また、図７の変
速機フリクションマップからエンジン回転数とギア比と
を考慮して車軸に換算された変速機フリクション車軸ト
ルクを計算する。これらエンジンフリクション車軸トル
クと変速機フリクション車軸トルクがロックアップ車軸
トルクとなり、目標車軸トルクからロックアップ車軸ト
ルクを減算して回生車軸トルクが求められる。

【００３１】この間、エンジン１は回転を続け、補機２
はエンジン出力によって回転されるので補機機能は存続
している。また、自動変速機のオイルポンプ２０もエン
ジン出力で駆動されているから、自動変速機３０の内部
クラッチ５ａも締結可能で動力伝達機能は存続してい
る。したがって、この減速中はエンジン１が回転してい
るため、再加速する場合には再始動のためのクランキン
グに要する時間が不要で直ちに燃料噴射を実行でき、駆
動力立ち上り遅れの心配がない。

【００３２】次に、上記の減速状態が続いて車速が下が
ってくると、ロックアップしたままでは、車速の低下と
ともにエンジン回転数Ｎｅがアイドル回転速度以下とな
りエンジンストールを起こしたり、自動変速機３０での
変速段切換によって変速比が大きくなり、エンジンブレ
ーキが強く運転性の悪化を生じる。そこで、所定のエン
ジン回転数まで低下すると、自動変速機コントロールユ
ニット１４はロックアップ信号を非締結側にしてロック
アップクラッチ４の締結を解除し、滑りを許容できるト
ルクコンバータ伝達に切り換える。

【００３３】しかし、ロックアップクラッチ４の締結を
解除しても、エンジン１の燃料噴射を停止したままで
は、エンジン１は自らのフリクションにより急速にその
回転数が低下する。そのため、本実施例では、ハイブリ
ツドシステムコントロールユニット１５がクラッチ１０
を締結状態のまま、第１モータ９によりエンジン１をモ
ータリングして例えばアイドリング回転数に維持してエ
ンストしないようにする。このロックアップクラッチ４
の締結解除後のＣ区間はモータリング減速モードとな
る。

【００３４】エンジン１のモータリングに必要な動力
は、トルクコンバータ３を介して駆動輪７側から駆動さ
れるトルクで不足する分のみを分担すればよいから、第
１モータ９の負担は小さい。モータリング減速モードで
は、Ｂ区間におけるロックアップ車軸トルクよりは低い
トルコン車軸トルクに切り替わるので、目標車軸トルク
を得るために第２モータ８の回生車軸トルクを増大させ
る。この間車速はＢ区間におけると同様に低下してい
く。

【００３５】回生車軸トルクの決定は、Ｂ区間における
と同様であるが、ロックアップが解除されている点で相
違点がある。ここでは、トルコン伝達車軸トルクを求め
る。エンジン回転数Ｎｅと車速Ｖと選択されているギア
比からトルクコンバータ３前後の回転速度比がわかる。
そして、図８のようなトルクコンバータの入力容量係数
マップから入力容量係数τを求め、次式によりトルクコ
ンバータが伝達するトルクＴ’が計算できる。 Ｔ’＝τ＊Ｎｅ＊Ｎｅ そして、ギア比を考慮して車軸トルクに換算されたトル
コン伝達車軸トルクを計算する。

【００３６】目標車軸トルクは、トルコン伝達車軸トル
クと変速機フリクション車軸トルクと回生車軸トルクの
合計で与えられるとして、減算によって回生車軸トルク
を求め、この回生車軸トルクを実現するように第２モー
タ８を制御する。このように、まず、エンジン１をアイ
ドリング回転数など目標回転とするように第１モータ９
を定速度制御し、その結果から、回生車軸トルクを実現
するよう第２モータ８を制御することにより、全体とし
てエンジン回転と回生車軸トルクを目標値とすることが
できる。なお、エンジン１を目標回転にすることで、車
両が停止したときには第１モータ９により車両クリープ
トルクが発生する。

【００３７】図９は減速状態から車両停止に至ったとき
の各回転速度ならびにトルクの変化を示す。車両停止ま
では上述のように第１モータ９により車両クリープトル
クが発生しているが、車両停止後はトルクコンバータ３
側からの逆駆動力がなくなるために、第１モータ９だけ
でエンジンフリクションに打ち勝ってエンジン１を駆動
するには、第１モータの動力損失が大きい。そこで、減
速状態から車両停止に至ると、Ｄ区間の移行モードに入
り、第１モータ９のクラッチ１０の伝達容量を落とし
て、エンジンのフリクションによってエンジン回転数を
落として行く。ただし、この間補機２の機能を維持する
ため第１モータ９の回転は一定に保持する。そしてかわ
りに、第２モータ８を回生から駆動に切り換え、第２モ
ータによってクリープ力を発生させる。

【００３８】エンジン回転数が低下するに従ってトルク
コンバータ３の駆動トルクは低下する。トルコン伝達車
軸トルクは前述のとおりτ＊Ｎｅ＊Ｎｅ＊ｔで計算でき
る。目標車軸トルクからトルコン伝達車軸トルクと変速
機フリクション車軸トルクを引くと目標の第２モータ８
による駆動車軸トルクが求められる。このようにして、
最終的には、エンジン回転が０となった時点でクラッチ
１０が非締結状態とされ、Ｅ区間のアイドルストップモ
ードに移る。ここでは、第１モータ９は補機２の駆動の
みを行ない、第２モータ８によりクリープ力が維持され
る。なお、エンジン１が停止したときには、エンジンコ
ントロールユニット１３は、次回始動時にどのシリンダ
が点火時期となるか、あるいは燃料噴射シリンダとなる
かを特定できるようにエンジンすなわちシリンダの停止
位置を記憶する。

【００３９】図１０は車両停止状態から発進する場合の
各回転速度ならびにトルクの変化を示す。アクセルペダ
ルが踏まれて発進加速する場合には、第１モータ９をス
タータモータとして用いる。その際、エンジン１を始動
してから加速を始めるのでは、始動のクランキングに要
する分の時間がかかりトルク立ち上がりが遅くなるの
で、併せて第２モータ８による発進トルクを発生させて
エンジン始動遅れを補う。

【００４０】すなわち、Ｅ区間のアイドルストップモー
ド状態でアクセルペダルが踏まれ、所定値以上のアクセ
ル開度となると、クラッチ１０を締結して、Ｆ区間の発
進モードに移る。第１モータ９の回転数は目標回転を維
持するよう制御するが、クラッチ１０を締結して回転数
が下がる場合には、結果として最大トルクを出力するこ
とになる。 クラッチ締結により第１モータ９とエンジ
ンのクランクシャフト１ａが連結され、クランキングが
開始される。なお、アクセル開度に対応して、エンジン
１には燃料噴射弁から燃料が供給される。この際、エン
ジン停止時に記憶されていたシリンダの停止位置に基づ
いて、適切なシリンダからシーケンシャル制御により点
火順序にしたがって燃料噴射が行われる。

【００４１】クランキングによりエンジン１の回転が上
昇し、エンジンが完爆してトルク発生を開始すると、第
１モータ９の駆動を停止して空転するようにし、エンジ
ン出力により補機２を駆動するようにする。エンジン１
が完爆したことは、例えばエンジンの回転数変化が急と
なったこと、あるいは第１モータ９の駆動トルクが正か
ら負に反転することなどから、ハイブリツドシステムコ
ントロールユニット１５において検知することができ
る。

【００４２】一方この間、図１１に示すようなマップか
らアクセル開度に応じた目標車軸トルクを求め、第２モ
ータ８による発進駆動力を発生させて、その目標車軸ト
ルクを実現する。第２モータ８による駆動車軸トルク
は、目標車軸トルクからトルコン伝達車軸トルクと変速
機フリクション車軸トルクを減算して求められる。この
ようにして、エンジン１の始動完了まで、第２モータ８
による発進アシストが行われ、迅速な駆動トルクの立ち
上がりが得られる。第２モータ８による駆動車軸トルク
が０になったあとは、エンジンの出力のみで目標車軸ト
ルクを賄うＧ区間の燃料噴射モードになる。

【００４３】なお、Ｅ区間のアイドルストップモードで
は、モータ駆動の自動変速機用オイルポンプ２１によ
り、エンジン停止状態でも自動変速機３０は油圧を送り
込まれているので、内部クラッチ５ａを締結させておく
ことができ、遅れは始動のクランキング時間だけとな
る。したがって、第２モータ８による発進アシスト時間
が短くなり、発進アシストをする車速範囲が少なくて済
むので、第２モータ８として出力の小さいものを選択す
ることができる。

【００４４】つぎに、本実施例における全体制御の流れ
を図１２−図１７により説明する。まず、ステップ１０
１、１０２で移行終了フラグおよび発進モードフラグが
初期設定され、燃料噴射モードで制御されて運行が開始
される。ステップ１０３では、エンジンコントロールユ
ニット１３においてアイドルスイッチの状態がチェック
される。アイドルスイッチがオンでなければ、ステップ
１０４に進んで、発進モードフラグが立っているかどう
かがチェックされる。ここで発進モードフラグが立って
いない間は、ステップ１０１へ戻り、上記のフローを繰
り返す。

【００４５】そして、ステップ１０３でのチェックでア
イドルスイッチがオンになると、ステップ１０５に進
み、エンジンコントロールユニット１３は燃料噴射を停
止する。つぎのステップ１０６では、ハイブリツドシス
テムコントロールユニット１５が車速をチェックして、
車速が０でなくしたがって走行中であるときには、ステ
ップ１０７で自動変速機コントロールユニット１４にお
けるロックアップ信号が締結側であるかどうかをチェッ
クする。ここで、ロックアップ信号が締結側になってい
るときは、ステップ１０８でロックアップ減速モードと
判定して、ステップ１２０以降のロックアップ減速モー
ド制御に進む。

【００４６】また、ロックアップ信号が非締結側である
ときは、ステップ１０９で非ロックアップ減速モードと
判定し、次いでステップ１１０でエンジン回転数が第１
の設定値Ｎ１より低いかどうかをチェックする。ここで
エンジン回転数が高い間はステップ１０７へ戻り、同じ
流れを繰り返す。そして、エンジン回転数が第１の設定
値より低くなると、ステップ１１０からステップ１１１
へ進んで、モータリング減速モードと判定し、ステップ
１３０以降のモータリング減速モード制御に進む。

【００４７】一方、ステップ１０６のチェックで車速が
０になった場合には、ハイブリツドシステムコントロー
ルユニット１５では、ステップ１１２で移行終了フラグ
をチェックする。移行終了フラグが０のときはステップ
１１３で移行モードと判定し、ステップ１４０以降の移
行モード制御に進む。また、移行終了フラグが立ってい
るときには、ステップ１１４でアイドルストップモード
と判定し、ステップ１６０以降のアイドルストップモー
ド制御に進む。

【００４８】さらに、ステップ１０４のチェックで発進
モードフラグが立っているときは、ステップ１７０以降
の、発進モード制御に進む。

【００４９】ロックアップ減速モード制御では、まずス
テップ１２０において、ハイブリツドシステムコントロ
ールユニット１５で目標車軸トルクを求める。ここで
は、図５に示すような車速と目標車軸トルクのマップを
用いて車速センサによる検出車速に対応して目標車軸ト
ルクを読み出し決定する。

【００５０】次のステップ１２１では、図６のエンジン
フリクションマップからエンジン回転数に対するエンジ
ンフリクショントルクを求め、選択されているギア比を
考慮して車軸トルクに換算されたエンジンフリクション
車軸トルクを計算する。そして、ステップ１２２では、
図７の変速機フリクションマップからエンジン回転数と
ギア比とを考慮して車軸に換算された変速機フリクショ
ン車軸トルクを求める。

【００５１】このあと、ステップ１２３において、回生
車軸トルクを求める。目標車軸トルクは、エンジンフリ
クション車軸トルクと変速機フリクション車軸トルクと
回生車軸トルクの合計で与えられるから、回生車軸トル
クは目標車軸トルクからエンジンフリクション車軸トル
クと変速機フリクション車軸トルクの減算によって求め
られる。なおこの際、アイドルスイッチがオンであるの
みならず、さらにブレーキ操作が行われてブレーキスイ
ッチがオンしている場合には、上記のようにして求めら
れた回生車軸トルクにさらに車速による補正を加えるの
が好ましい。ステップ１２４では、この回生車軸トルク
を回生電流に換算して第２モータ８を制御し、このあと
ステップ１０３へ戻る。

【００５２】モータリング減速モード制御では、まずス
テップ１３０において、ハイブリツドシステムコントロ
ールユニット１５で目標エンジン回転数を決定するとと
もに、ステップ１３１で、実際のエンジン回転数と目標
エンジン回転数の差分を求める。そして、ステップ１３
２で、この差分に所定のゲインを乗じて第１モータ９の
トルク操作量を求め、ステップ１３３で第１モータをフ
ィードバック制御する。 これにより、エンジン１は目
標エンジン回転数、例えばアイドリング回転数に駆動保
持される。

【００５３】続いてステップ１３４では、先のステップ
１２０におけると同じく、目標車軸トルクを求める。そ
して、ステップ１３５では、トルコン伝達車軸トルクを
求め、さらにステップ１３６で、変速機フリクション車
軸トルクを求める。

【００５４】このあと、ステップ１３７で、目標回生車
軸トルクを求める。目標車軸トルクは、トルコン伝達車
軸トルクと変速機フリクション車軸トルクと回生車軸ト
ルクの合計で与えられるから、回生車軸トルクは目標車
軸トルクからトルコン伝達車軸トルクと変速機フリクシ
ョン車軸トルクの減算によって求められる。ステップ１
３８では、この回生車軸トルクを第２モータの回生電流
に換算して第２モータ８を制御し、このあとステップ１
０３へ戻る。これが繰り返されて減速してゆき、車速が
０になると移行モード制御に移る。

【００５５】移行モード制御では、まずステップ１４０
において、ハイブリツドシステムコントロールユニット
１５が目標車軸トルク（クリープトルク）を設定すると
ともに、ステップ１４１で、デューティ制御によりクラ
ッチ１０の伝達容量を制御し、第１モータ９によるエン
ジンのモータリングを落としていく。この間、第１モー
タ９の回転数は、ステップ１４２においてモータリング
減速モード時のレベルに保持する。

【００５６】次のステップ１４３では、トルクコンバー
タ３の伝達トルクを求め、ステップ１４４において、ま
だ回転中のエンジン１からトルクコンバータ３を経て駆
動輪７側へ伝達されるトルコン伝達車軸トルク（トルコ
ンクリープトルク）を演算する。そして、ステップ１４
５で、目標車軸トルクからトルコンクリープトルクを減
算して第２モータ８による目標クリープトルクを求め
る。ステップ１４６において、目標クリープトルクを駆
動電流に換算して、第２モータ８を制御する。

【００５７】ステップ１４７では、アイドルスイッチが
オンしているかどうかをチェックする。ここで、もしア
イドルスイッチがオフになれば、アクセルペダルが踏ま
れたわけであるから、発進モード制御へ移ることにな
る。アイドルスイッチがオンであれば、次のステップ１
４８で、エンジン回転数が０になったかどうかをチェッ
クする。エンジン回転数が０になるまではステップ１０
３に戻って上記を繰り返す。エンジン回転数が０になる
と、ステップ１４９に進み、クラッチ１０を完全に非締
結とし、第１モータ９は補機２のみを定回転で駆動する
ことになる。このあと、ステップ１５０で移行終了フラ
グを立て、ステップ１０３に戻る。

【００５８】つぎに、上記のステップ１４１におけるク
ラッチ１０の伝達容量の制御について説明する。ここで
は、とくにエンジン停止時にクランクシャフト１ａの逆
転を防止する。すなわち、図１８の（ａ）は時間経過に
おけるエンジン回転数（回転速度）の変化を示すが、単
にクラッチ１０を非締結にしてエンジンの回転数低下を
成り行きにまかせると、Ｂ線のように逆転現象を起こ
す。これは、エンジン各部の慣性によりクランクシャフ
ト１ａが最終停止位置を超えた位置まで回転したあと逆
戻りして揺動することに起因する。

【００５９】このため、本来なら（ｃ）に示すように、
例えば４シリンダエンジンであれば基準信号（例えば第
１シリンダレファランス信号（１ｃｙｌ））が４信号ご
とに検出されるべきであるにもかかわらず、（ｂ）に示
すように、或るシリンダのレファランス信号が複数個検
出され、基準信号が想定外の点で検出される結果とな
る。そのため、各シリンダの停止位置が判別不能とな
る。そこで、本実施例では、フィードバック制御によ
り、クラッチ１０をデューティ制御して、（ａ）のＡ線
のように安定した傾斜で徐々にエンジン回転数を低下さ
せて、逆転の発生を押さえるようにしている。

【００６０】図１９はフィードバック制御によるエンジ
ン回転数制御の流れを示すフローチャートである。すな
わち、まずステップ１４１０において、あらかじめ定め
た所定の中間デューティ値ＤＴを制御デューティ値とし
てセットする。つぎに、ステップ１４１１では、目標エ
ンジン回転数Ｎｓｔｐ（回転速度）を次式により求め
る。 Ｎｓｔｐ＝Ｎｓｅｔ−Ｄｄｗｎ ここで、Ｎｓｅｔは移行開始時のエンジン回転数、例え
ばアイドリング回転数であり、Ｄｄｗｎは固定値であっ
て、目標エンジン回転数をＤｄｗｎだけ低下させること
を示している。

【００６１】次いでステップ１４１２で、目標エンジン
回転数Ｎｓｔｐと実際のエンジン回転数Ｎｅの差分ｄＮ
ｅを求める。つぎにステップ１４１３で、図２０のマッ
プから差分ｄＮｅに対応する補正量Ｄｓを求める。この
マップでは、差分ｄＮｅが（−）の領域には不感帯を設
定してあるが、ｄＮｅが（＋）の領域では不感帯を設け
ないで、エンジン回転の下がり過ぎが発生するのを防止
している。

【００６２】ステップ１４１４では、デューティ値ＤＴ
に補正量Ｄｓを加えて、新たな制御デューティ値ＤＴと
する。基本傾向として制御デューティ値ＤＴは０に向か
って低減していく。このあと、ステップ１４１５で、Ｎ
ｓｅｔ＝Ｎｓｔｐとして、ステップ１４１１へ戻り、エ
ンジン回転数が０になるまで上記フローを繰り返す。こ
うして、マップの移行時目標エンジン回転数Ｎｓｔｐが
徐々に０に向かって低減するので、停止の瞬間エンジン
がオーバーシュートすることによる逆転が抑えられる。
上記のステップ１４１０から１４１５が発明のエンジン
回転数制御手段を構成している。

【００６３】全体フローに戻って、アイドルストップモ
ード制御では、ステップ１６０において、ハイブリツド
システムコントロールユニット１５により第１モータ９
が目標回転数に保持されるとともに、ステップ１６１
で、目標車軸トルク（クリープトルク）が維持されるよ
うに第２モータ８が制御される。ステップ１６２では、
アイドルスイッチがオンしているかどうかをチェックす
る。ここで、もしアイドルスイッチがオフになれば、ア
クセルペダルが踏まれたわけであるから、発進モード制
御へ移ることになる。

【００６４】アイドルスイッチがオンであれば、次のス
テップ１６３で、車速が０であるかどうかをチェックす
る。アクセルペダルを踏んでいなくてもクリープを許し
て車両を前進させた場合には、上と同じく発進モード制
御へ移る。ステップ１６３のチェックで車速が０である
ときは、ステップ１６０に戻って上記を繰り返し、アイ
ドルストップモード制御を継続する。

【００６５】発進モード制御では、ステップ１７０にお
いて、ハイブリツドシステムコントロールユニット１５
でまず発進モードフラグを立てる。次いでステップ１７
１で、クラッチ１０を締結するとともに、ステップ１７
２で、それまでの第１モータ９の回転数を維持するよう
に回転数制御を行う。これにより、第１モータ９の回転
出力でエンジン１のクランキングが行われる。回転数を
維持する制御結果として、クランキングの間、第１モー
タ９の出力トルクは増大する。

【００６６】ステップ１７３では、図１１のマップに基
づいて目標車軸トルクを求め、ステップ１７４で、目標
車軸トルクとトルコン伝達車軸トルクの差分から第２モ
ータ８の目標トルクを求める。ステップ１７５では、目
標トルクを駆動電流に換算して、第２モータ８を制御す
る。この間、ステップ１７６において、エンジンコント
ロールユニット１３は燃料噴射、点火時期等のエンジン
の始動制御を行う。

【００６７】ステップ１７７では、エンジン１が完爆し
たかどうかをチェックし、完爆するまではステップ１７
２へ戻って上記を繰り返す。エンジン１が完爆すると、
ステップ１７８へ進み、第１モータ９の駆動を停止して
その出力トルクを０にする。なお、完爆後は、エンジン
出力によるトルコン伝達車軸トルクが目標車軸トルクに
到達したところで、第２モータ８の駆動は終了する。こ
のあと、ステップ１７９において、発進モードフラグを
０にして、ステップ１０３へ戻る。

【００６８】本実施例は以上のように構成され、エンジ
ン１とは独立して補機２を駆動できるとともにクラッチ
１０でエンジンのクランクシャフト１ａと連結可能の第
１モータ９と、トルクコンバータ３と駆動輪７の間に接
続された第２モータ８とを備え、減速時には第２モータ
８で回生するとともに第１モータ９によりエンジン１を
モータリングして車両停止まではエンストを防止し、停
車時には第１モータ９により補機を駆動しながら第２モ
ータ８により車両にクリープ力を与えるものとしたの
で、減速および交差点などでの停車中燃料噴射を停止し
て顕著な燃料節減を得ることができる。

【００６９】また、発進時には第１モータ９でクランキ
ングするようにしているので、スタータモータを兼用で
きる。さらに停車中も補機２が駆動され、始動発進時に
は第２モータ８を駆動してアシストするので、再発進時
の立ち上がりが格段に迅速である。

【００７０】そしてとくに、モータリングからエンジン
回転停止の移行に際して、第１モータ９とクランクシャ
フト１ａ間のクラッチ１０をデューティ制御して徐々に
締結力を低下させ、エンジン１の逆転を防止したので、
シリンダの停止位置が明確に特定される。これにより、
再発進時には燃料の全シリンダ噴射が不要で、当初から
最適なシーケンシャル噴射を行うことができ、良好な始
動性が得られるとともに、燃料節減にさらに寄与してい
る。

【００７１】なお、実施例では、エンジンのクランクシ
ャフトと第１モータを連結するクラッチが第１モータに
付設されているが、第１モータが常時補機と連結され、
選択的にクランクシャフトと連結可能であれば、クラッ
チの設置部位はとくに限定されず、例えばクラッチを補
機側に付設して、補機を経由して第１モータとクランク
シャフトを連結可能とすることもできる。

【００７２】また上記実施例では、移行モード制御にお
けるエンジン回転停止時に、目標エンジン回転数Ｎｓｔ
ｐをフローの繰り返しごとに（Ｎｓｔｐ＝Ｎｓｅｔ−Ｄ
ｄｗｎ）の演算により求めるものとしたが、このほか、
演算によらずマップから読み出して決定することもでき
る。すなわち、図２１はフィードバック制御によるエン
ジン回転数制御における目標エンジン回転数設定の他の
例を示すフローチャートである。まずステップ１４２０
において、あらかじめ定めた所定の中間デューティ値Ｄ
Ｔを制御デューティ値としてセットする。

【００７３】つぎに、ステップ１４２１では、移行モー
ドに入った最初のフローであるかどうかをチェックす
る。初回であれば、ステップ１４２２へ進んでカウンタ
Ｃｓｔｐを０とし、２回目以降は、ステップ１４２３で
カウンタＣｓｔｐをインクリメントしていく。このあ
と、それぞれステップ１４２４へ進み、図２２に示すよ
うな移行時目標エンジン回転数マップからカウンタＣｓ
ｔｐの値に対応する目標エンジン回転数Ｎｓｔｐ（回転
速度）を求める。このマップでは、カウンタ値が進むに
したがって目標エンジン回転数Ｎｓｔｐが移行開始時の
エンジン回転数、例えばアイドリング回転数から直線的
に低下するとともに、最終段階では緩やかに０に落ち着
くように設定されている。

【００７４】このあとのステップ１４２５から１４２８
は図１９のステップ１４１２から１４１５と同じであ
り、ステップ１４２８からステップ１４２１へ戻って、
エンジン回転数が０になるまで上記フローを繰り返す。
目標エンジン回転数をマップとして用意するので任意の
変化傾向を設定でき、これによっても緩やかに停止させ
ることができる。

【００７５】

【発明の効果】以上のとおり、本発明は、エンジンのク
ランクシャフトにクラッチにより連結可能の第１モータ
を付設するとともにエンジン回転数制御手段を備え、エ
ンジンへの燃料供給を停止してその回転を停止する際
に、第１モータからエンジンに伝達される力がエンジン
の回転数に対し所定の比率で低下するように制御するも
のとしたので、エンジン回転停止の際エンジンの逆転が
抑えられるから、エンジンシリンダの停止位置を誤りな
く特定できて、再発進時に良好な始動性を得られるとと
もに始動時の燃料も節減できるという効果を有する。

【００７６】さらに、車両減速の間燃料供給を停止する
ものとし、エンジン回転停止の際、エンジン回転数制御
手段はクラッチの伝達容量を制御することにより、エン
ジンの逆転を抑えるに加えて、減速時の燃料消費も節減
されるという効果を有する。

【００７７】また、第１モータを常時エンジン補機と連
結するとともに、車両減速の間第１モータによりエンジ
ンをモータリングして、車両停止まではエンジン回転状
態を保持するものとすることにより、減速中は何時でも
エンジンの再始動を要せず再加速することができる。こ
の場合、エンジン回転数制御手段による制御において、
エンジン回転数をモータリングによる回転数から徐々に
低下させることにより、モータリング状態から滑らかに
回転数が変化するので乗員へのショックもない。とく
に、デューティ制御によりクラッチの伝達容量を低下さ
せるのが簡単でかつ精度のよい制御が得られる。

【００７８】また、第２モータを設けることにより、車
両減速エネルギーを回生して適切な減速感を得るととも
にエネルギーを貯えることができる一方、エンジン停止
中はそのエネルギーをもとに第２モータを駆動してクリ
ープ力を与えることができる。

【００７９】さらに、車両再発進時に第２モータにより
停車中のクリープ力より大きい駆動力を付加することに
より、発進の立ち上がりを迅速にできるという効果が得
られる。また発進時第１モータでクランキングすること
により、スタータモータを兼用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるパワートレーンを示す
スケルトン図である。

【図２】自動変速機用油圧供給源の構成を示す図であ
る。

【図３】パワートレーンにおける制御装置の構成を示す
図である。

【図４】定速走行している状態から減速する場合のタイ
ムチャートである。

【図５】減速時の目標車軸トルクを求めるマップを示す
図である。

【図６】エンジンフリクションマップを示す図である。

【図７】変速機フリクションマップを示す図である。

【図８】トルクコンバータの入力容量係数マップを示す
図である。

【図９】減速状態から車両停止に至ったときのタイムチ
ャートである。

【図１０】車両停止状態から発進する場合のタイムチャ
ートである。

【図１１】発進時の目標車軸トルクを求めるマップを示
す図である。

【図１２】実施例における全体制御の流れを示すフロー
チャートである。

【図１３】実施例における全体制御の流れを示すフロー
チャートである。

【図１４】実施例における全体制御の流れを示すフロー
チャートである。

【図１５】実施例における全体制御の流れを示すフロー
チャートである。

【図１６】実施例における全体制御の流れを示すフロー
チャートである。

【図１７】実施例における全体制御の流れを示すフロー
チャートである。

【図１８】エンジン停止の際のエンジン回転数の変化を
示す図である。

【図１９】エンジン回転数制御の流れを示すフローチャ
ートである。

【図２０】デューティ制御における補正量マップを示す
図である。

【図２１】エンジン回転数制御の流れを示すフローチャ
ートである。

【図２２】エンジン停止移行時の目標エンジン回転数マ
ップを示す図である。

【図２３】従来例を示す図である。

【符号の説明】

１ エンジン １ａ クランクシャフト １ｂ クランクプーリ ２ 補機 ２ａ ベルト ３ トルクコンバータ ４ ロックアップクラッチ ５ 変速機構部 ５ａ 内部クラッチ ６ 減速・差動装置部 ７ 駆動輪 ７ａ、７ｂ ドライブシャフト ８ 第２モータ ９ 第１モータ ９ａ ベルト １０ クラッチ １２ 油圧コントロールユニット １３ エンジンコントロールユニット １４ 自動変速機コントロールユニット １５ ハイブリツドシステムコントロールユニット ２０、２１ オイルポンプ ２２ 逆止弁 ３０ 自動変速機 Ｎｅ エンジン回転数 Ｎｓｔｐ 目標エンジン回転数

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 恒吉 孝 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンがそのクランクシャフト出力を
   変速機、減速部、車軸を経て駆動輪に伝達されて車両走
   行の動力源とされ、前記クランクシャフトにクラッチに
   より連結可能に第１モータが付設されるとともに、エン
   ジンへの燃料供給を停止してその回転を停止する際に、
   第１モータからエンジンに伝達される力がエンジンの回
   転数に対し所定の比率で低下するように制御するエンジ
   ン回転数制御手段を有することを特徴とする車両のパワ
   ートレーンシステム。
2. 【請求項２】 エンジンがそのクランクシャフト出力を
   変速機、減速部、車軸を経て駆動輪に伝達されて車両走
   行の動力源とされ、前記クランクシャフトにクラッチに
   より連結可能に第１モータが付設されるとともに、エン
   ジンおよび変速機を制御するとともに、エンジン回転数
   制御手段を備える制御装置を有し、前記制御装置は車両
   減速の間前記エンジンへの燃料供給を停止するととも
   に、前記エンジン回転数制御手段は、エンジン回転停止
   の際に前記クラッチの伝達容量制御により、エンジンの
   逆転を抑えるようにエンジン回転数の低下状態を制御す
   ることを特徴とする車両のパワートレーンシステム。
3. 【請求項３】 前記第１モータは常時エンジン補機と連
   結されているとともに、前記制御装置は車両減速の間前
   記第１モータにより前記エンジンをモータリングして、
   車両停止まではエンジン回転状態を保持するよう構成さ
   れていることを特徴とする請求項２記載の車両のパワー
   トレーンシステム。
4. 【請求項４】 前記エンジン回転数制御手段は、エンジ
   ン回転数を前記モータリングによる回転数から徐々に低
   下させるものであることを特徴とする請求項３記載の車
   両のパワートレーンシステム。
5. 【請求項５】 前記エンジン回転数制御手段は、前記ク
   ラッチをデューティ制御して徐々に伝達容量を低下させ
   るものであることを特徴とする請求項４記載の車両のパ
   ワートレーンシステム。
6. 【請求項６】 前記変速機より後段には第２モータが接
   続され、前記制御装置は車両減速の間第２モータによる
   車両減速エネルギーの回生を行うとともに、車両停止中
   は第２モータによりクリープ力を与えるよう構成されて
   いることを特徴とする請求項２、３、４または５記載の
   車両のパワートレーンシステム。
7. 【請求項７】 前記エンジンの燃料供給が燃料噴射によ
   り行われ、車両再発進時には前記クラッチを締結して第
   １モータによりクランクシャフトをクランキングして始
   動し、エンジンの停止位置に基づいてシーケンシャル噴
   射により始動時の燃料供給が行われることを特徴とする
   請求項２、３、４、５または６記載の車両のパワートレ
   ーンシステム。
8. 【請求項８】 車両再発進時には前記第２モータにより
   前記クリープ力より大きい駆動力が付加されることを特
   徴とする請求項７記載の車両のパワートレーンシステ
   ム。