ハイブリッド車の駆動制御装置

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【発明の名称】	ハイブリッド車の駆動制御装置
【発明者】	【氏名】大庭秀洋【氏名】星屋一美【氏名】遠藤弘淳【氏名】野本久徳
【要約】	【課題】低車速時であってもエンジンを始動でき、かつ駆動トルクの変動に起因する乗り心地の悪化を防止することのできるハイブリッド車の駆動制御装置を提供する。【解決手段】電動機３が連結された動力伝達系統に、内燃機関１が断続機構５を介して選択的に連結されるハイブリッド車の駆動制御装置であって、前記電動機３の出力で走行している際に、前記内燃機関１に対する燃料の供給を停止した状態で前記断続機構１を係合状態に制御することにより前記内燃機関１を動力伝達系統に連結して内燃機関１を回転させるモータリング手段を備えている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】電動機が連結された動力伝達系統に、内燃機関が断続機構を介して選択的に連結されるハイブリッド車の駆動制御装置において、前記電動機の出力で走行している際に、前記内燃機関に対する燃料の供給を停止した状態で前記断続機構を係合状態に制御することにより前記内燃機関を動力伝達系統に連結して内燃機関を回転させるモータリング手段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。
【請求項２】変速機を含む動力伝達系統に電動機が連結されるとともに、その動力伝達機構に断続機構を介して内燃機関が選択的に連結されるハイブリッド車の駆動制御装置において、前記電動機の出力で走行している際の車速あるいは変速機の入力回転数が所定値以下の時もしくは変速比が所定変速比以上の高変速比時に、前記内燃機関を動力伝達系統に連結して内燃機関を回転させ、かつ前記電動機の出力で走行している際の車速あるいは変速機の入力回転数が所定値以上の時もしくは変速比が所定変速比以下の中低変速比時に、前記断続機構を開放状態に制御して前記内燃機関と動力伝達系統との連結を解くモータリング手段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。
【請求項３】前記電動機の出力で内燃機関を回転させている際の内燃機関の回転数を予め定めた所定の回転数に制限するモータリング回転数制御手段を備えている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の駆動制御装置。
【請求項４】電動機が連結された動力伝達系統に、内燃機関が断続機構を介して選択的に連結されるハイブリッド車の駆動制御装置において、前記電動機の出力によって発進する発進時に前記断続機構を係合状態に制御して前記内燃機関を動力伝達系統に連結するモータリング手段と、前記内燃機関の回転数が予め定めた基準回転数に達したことを検出する回転数検出手段と、内燃機関の回転数が前記基準回転数に達したことが前記回転数検出手段によって検出された場合に内燃機関での燃料の燃焼を開始させる点火手段と、前記内燃機関での燃料の燃焼が継続して生じ始めた後に前記断続機構による内燃機関と動力伝達系統との連結を解除する開放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。
【請求項５】電動機が連結された動力伝達系統に、内燃機関が断続機構を介して選択的に連結されるハイブリッド車の駆動制御装置において、前記電動機の出力で発進後、車速が予め定めた基準車速に達した後もしくは電動機の回転数が予め定めた基準回転数に達した後に前記断続機構を係合状態に制御して前記内燃機関を動力伝達系統に連結するモータリング手段と、前記内燃機関の回転数が予め定めた基準回転数に達したことを検出する回転数検出手段と、内燃機関の回転数が前記基準回転数に達したことが前記回転数検出手段によって検出された場合に内燃機関での燃料の燃焼を開始させる点火手段と、前記内燃機関での燃料の燃焼が継続して生じ始めた後に前記断続機構による内燃機関と動力伝達系統との連結を解除する開放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。
【請求項６】電動機が連結された動力伝達系統に、内燃機関が断続機構を介して選択的に連結されるハイブリッド車の駆動制御装置において、前記電動機の出力で走行し始めた後の電動機によって回転させられる内燃機関の回転数が予め定めた基準回転数に達したことを検出する回転数検出手段と、内燃機関の回転数が前記基準回転数に達したことが回転数検出手段によって検出された場合に内燃機関での燃料の燃焼を開始させる点火手段と、前記内燃機関での燃料の燃焼が継続し始めた後に前記断続機構を開放させて内燃機関と動力伝達系統との連結を解除する開放手段とを更に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。
【請求項７】前記開放した断続機構を、前記内燃機関の回転数が予め定めた所定の回転数となるように再度係合させる係合制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載のハイブリッド車の駆動制御装置。
【請求項８】電動機が連結された第１回転要素と断続機構を介して内燃機関が選択的に連結される第２回転要素と出力部材となる第３回転要素とを備えかつこれら３つの回転要素によって差動作用をおこなうトルク合成分配機構、およびそれらの回転要素の少なくとも２つを選択的に連結して前記トルク合成分配機構を一体化する一体化係合機構とを有するハイブリッド車の駆動制御装置において、前記電動機の出力によって発進する発進時に前記断続機構および前記一体化係合機構を係合状態に制御して電動機のトルクを内燃機関に伝達して内燃機関を回転させるモータリング手段と、前記内燃機関の回転数が予め定めた基準回転数に達したことを検出する回転数検出手段と、内燃機関の回転数が前記基準回転数に達したことが前記回転数検出手段によって検出された場合に内燃機関での燃料の燃焼を開始させる点火手段と、前記内燃機関での燃料の燃焼が継続して生じ始めた後に前記断続機構による内燃機関と動力伝達系統との連結を解除する開放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。
【請求項９】電動機が連結された第１回転要素と断続機構を介して内燃機関が選択的に連結される第２回転要素と出力部材となる第３回転要素とを備えかつこれら３つの回転要素によって差動作用をおこなうトルク合成分配機構、およびそれらの回転要素の少なくとも２つを選択的に連結して前記トルク合成分配機構を一体化する一体化係合機構とを有するハイブリッド車の駆動制御装置において、前記電動機の出力で発進後、車速が予め定めた基準車速に達した後もしくは電動機の回転数が予め定めた基準回転数に達した後に前記断続機構および前記一体化係合機構を係合状態に制御して電動機のトルクを内燃機関に伝達して内燃機関を回転させるモータリング手段と、前記内燃機関の回転数が予め定めた基準回転数に達したことを検出する回転数検出手段と、内燃機関の回転数が前記基準回転数に達したことが前記回転数検出手段によって検出された場合に内燃機関での燃料の燃焼を開始させる点火手段と、前記内燃機関での燃料の燃焼が継続して生じ始めた後に前記断続機構による内燃機関と動力伝達系統との連結を解除する開放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。
【請求項１０】前記断続機構が開放された後に、内燃機関の回転数が予め定めた所定の回転数となるように断続機構を再度係合させかつ前記一体化係合手段を開放させる再係合制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項８もしくは９に記載のハイブリッド車の駆動制御装置。
【請求項１１】前記断続機構が開放された後に、前記一体化係合手段を開放した状態で前記内燃機関の回転数が予め決めた回転数となるように前記断続機構のトルク容量を制御し、かつ前記第２回転要素の回転数を内燃機関の回転数に近づけるように前記電動機の回転数を制御する係合制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項１０に記載のハイブリッド車の駆動制御装置。
【請求項１２】電動機が連結された第１回転要素と断続機構を介して内燃機関が選択的に連結される第２回転要素と出力部材となる第３回転要素とを備えかつこれら３つの回転要素によって差動作用をおこなうトルク合成分配機構、およびそれらの回転要素の少なくとも２つを選択的に連結して前記トルク合成分配機構を一体化する一体化係合機構とを有するハイブリッド車の駆動制御装置において、車速が予め定めた基準車速以下に低下したことを検出する停車検出手段と、車速が前記基準車速以下に低下したことが停車検出手段で検出された場合に、前記一体化係合手段を開放するとともに断続機構を係合させ、かつ内燃機関に対する燃料の供給を停止した状態で内燃機関の回転数が予め定めた回転数となるように電動機の回転数を制御する回転数維持制御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。
【請求項１３】車速が予め定めた基準車速以下の状態の継続時間を検出する停車継続検出手段と、この停車継続検出手段で検出された前記継続時間が予め定めた時間を経過した後に内燃機関を停止させる停止制御手段とを更に備えていることを特徴とする請求項１２に記載のハイブリッド車の駆動制御装置。

【発明の詳細な説明】【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するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように内燃機関は、不可避的に排ガスを生じる。その排ガスの成分や量は、内燃機関の運転状態に依存し、一般的な傾向として低車速でスロットル開度を増大した高負荷運転時には排ガスの清浄度が低下しやすく、また燃費も低下しやすい。これに対して最近では、内燃機関を搭載した車両の排ガスに対する清浄度の要求が高くなってきており、このような要望に応えるべく内燃機関と電動機とを動力源としたハイブリッド車が開発されている。この種のハイブリッド車においては、走行状態あるいは駆動力の要求状態に応じて動力源を選択することができるので、最も効率の良い状態で内燃機関を運転することが可能になり、その結果、燃費を従来になく向上させることができ、またいわゆる地球温暖化ガスの排出量を少なくすることができる。
【０００３】一方、ハイブリッド車の形式とし、電動機および発電機を変速機やドライブシャフトなどの動力伝達系統に連結しておき、その動力伝達系統に対して内燃機関をクラッチなどの断続機構によって選択的に連結するように構成し、内燃機関の出力を発電のための動力および走行のための動力として使用するように構成したいわゆるパラレルハイブリッドが知られている。このパラレルハイブリッド車では、内燃機関の運転効率が低下し、あるいは不安定な運転状態となる低車速時には、電動機によって走行し、車速がある程度高くなってから内燃機関を始動することになる。その場合、電動機のトルクをクラッチなどの係合手段を介して内燃機関に伝達できるので、電動機によって走行している際に係合手段を係合させれば、内燃機関を回転させて始動させることができる。このような構成であれば、従来一般の車両で使用されていたスタータを廃止し、駆動装置の小型軽量化を図ることができる。
【０００４】上記のように車速がある程度高くなってから内燃機関を始動する場合、発進時などの低車速時には断続機構を開放して内燃機関を動力伝達系統から切り離し、内燃機関を停止させておくことができる。このような制御をおこなう装置が特開平９－３７４１１号公報に記載されており、この装置によれば、電動機の出力の一部が、内燃機関を単に回転させることに伴う摩擦などによって消費されることがないので、動力損失を防止してエネルギー効率を向上させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで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は、アイドル回転数以下の低回転数の状態であっても燃料を供給しかつ点火することができるが、そのような低回転数の状態では、燃焼が安定しないために、出力トルクあるいは出力回転が不安定になる。上述した公報に記載されている装置では、低車速時に内燃機関を動力伝達系統から切り離して内燃機関を停止させておくから、上述した動力損失の防止に加えて、駆動トルクの変動やそれに起因する乗り心地の悪化を防止することができる。
【０００６】しかしながら上記従来の装置では、低車速時に内燃機関を完全に停止させておくように構成されているから、低速走行状態から加速する場合、電動機の回転数が内燃機関のアイドル回転数に相当する回転数に上昇するまで、電動機の出力によって走行し、その後に内燃機関を動力伝達系統に連結し、かつ内燃機関に燃料を供給して始動することになる。そのため内燃機関が出力する大きいトルクを得ることができるのは、電動機の回転数が内燃機関のアイドル回転数に相当する回転数にまで上昇した後である。その結果、運転者が加速操作をおこなってから加速要求に見合う駆動力を発生するまでに時間がかかり、加速応答性が劣る不都合がある。
【０００７】また急登坂路などの走行抵抗の大きい状態で発進する場合、電動機の出力トルクが相対的に不足していれば、車速が上がらない。このような場合、内燃機関を始動できないから、電動機による走行を継続せざるを得ず、加速要求を満たすことができないばかりか、バッテリーの充電量が異常に低下してしまうおそれがある。
【０００８】さらに、上記従来の装置によれば、一時的に停止するなどのために減速すると、内燃機関を動力伝達系統から切り離して停止させることになる。しかしながら一時的に停止した後、再加速する場合、電動機の回転数が内燃機関のアイドリング回転数に相当する回転数になるまで内燃機関を始動することができないので、加速力が低下し、また加速応答性に劣る不都合がある。
【０００９】この発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、発進直後などの低車速時にも容易に内燃機関を始動することのできるハイブリッド車の駆動制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、電動機が連結された動力伝達系統に、内燃機関が断続機構を介して選択的に連結されるハイブリッド車の駆動制御装置において、前記電動機の出力で走行している際に、前記内燃機関に対する燃料の供給を停止した状態で前記断続機構を係合状態に制御することにより前記内燃機関を動力伝達系統に連結して内燃機関を回転させるモータリング手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１１】したがって請求項１の発明によれば、電動機の出力によって走行している状態で、駆動力の増大要求や発電の要求などによって内燃機関を始動する必要が生じた場合、内燃機関に燃料を供給することにより直ちに内燃機関を始動することができる。そのため駆動力の増大要求や発電の要求などに対する応答の遅れが回避される。
【００１２】また、請求項２の発明は、変速機を含む動力伝達系統に電動機が連結されるとともに、その動力伝達機構に断続機構を介して内燃機関が選択的に連結されるハイブリッド車の駆動制御装置において、前記電動機の出力で走行している際の車速あるいは変速機の入力回転数が所定値以下の時もしくは変速比が所定変速比以上の高変速比時に、前記内燃機関を動力伝達系統に連結して内燃機関を回転させ、かつ前記電動機の出力で走行している際の車速あるいは変速機の入力回転数が所定値以上の時もしくは変速比が所定変速比以下の中低変速比時に、前記断続機構を開放状態に制御して前記内燃機関と動力伝達系統との連結を解くモータリング手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１３】したがって請求項２の発明によれば、電動機の出力で走行している際に内燃機関を動力伝達系統に連結して内燃機関を回転させるとしても、車速あるいは変速機の入力回転数が低い場合もしくは変速比が大きい場合に限られるので、電動機での走行中に内燃機関に対する燃料の供給を開始することにより内燃機関を始動できるので、内燃機関の始動に起因するショックを低減し易く、また燃料を供給しない状態での内燃機関の回転数が低いので、動力損失が抑制される。これとは反対の走行状態の場合、すなわち電動機の出力で走行しておりかつ車速あるいは変速機の入力回転数が高い場合もしくは変速比が小さい場合には、内燃機関を動力伝達系統から切り離して内燃機関を停止させるから、内燃機関を回転させることに伴う動力損失が発生することがなく、また内燃機関を始動するために内燃機関を回転させ始めるとしても、駆動トルクの変化が小さくなるので、ショックが抑制される。
【００１４】請求項３の発明は、請求項１もしくは請求項２の構成に加えて、前記電動機の出力で内燃機関を回転させている際の内燃機関の回転数を予め定めた所定の回転数に制限するモータリング回転数制御手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１５】したがって請求項３の発明によれば、燃料を供給しない状態での内燃機関の回転数が低い回転数に制限されるので、内燃機関での摩擦あるいは空気の圧縮などによる動力損失が抑制され、また内燃機関の回転数の制限を断続機構のトルク容量を制限することによりおこなえば、内燃機関を回転させることに伴うトルク変動が駆動トルクに現れることが抑制される。
【００１６】請求項４の発明は、電動機が連結された動力伝達系統に、内燃機関が断続機構を介して選択的に連結されるハイブリッド車の駆動制御装置において、前記電動機の出力によって発進する発進時に前記断続機構を係合状態に制御して前記内燃機関を動力伝達系統に連結するモータリング手段と、前記内燃機関の回転数が予め定めた基準回転数に達したことを検出する回転数検出手段と、内燃機関の回転数が前記基準回転数に達したことが前記回転数検出手段によって検出された場合に内燃機関での燃料の燃焼を開始させる点火手段と、前記内燃機関での燃料の燃焼が継続して生じ始めた後に前記断続機構による内燃機関と動力伝達系統との連結を解除する開放手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１７】したがって請求項４の発明によれば、電動機の出力による発進の際から内燃機関を電動機のトルクで回転させるので、電動機の回転数あるいは車速が小さい値の場合であっても内燃機関に対する燃料の供給をおこなうことにより内燃機関を始動することができ、また内燃機関での燃焼が継続して生じる状態であれば、内燃機関を動力伝達系統から切り離すので、内燃機関の回転数が低回転数であることにより燃焼あるいは出力トルクが不安定であっても、駆動トルクが大きく変動することがない。
【００１８】請求項５の発明は、電動機が連結された動力伝達系統に、内燃機関が断続機構を介して選択的に連結されるハイブリッド車の駆動制御装置において、前記電動機の出力で発進後、車速が予め定めた基準車速に達した後もしくは電動機の回転数が予め定めた基準回転数に達した後に前記断続機構を係合状態に制御して前記内燃機関を動力伝達系統に連結するモータリング手段と、前記内燃機関の回転数が予め定めた基準回転数に達したことを検出する回転数検出手段と、内燃機関の回転数が前記基準回転数に達したことが前記回転数検出手段によって検出された場合に内燃機関での燃料の燃焼を開始させる点火手段と、前記内燃機関での燃料の燃焼が継続して生じ始めた後に前記断続機構による内燃機関と動力伝達系統との連結を解除する開放手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１９】したがって請求項５の発明によれば、請求項４の発明と同様に、低車速状態での内燃機関の始動が可能になり、かつ駆動トルクの変動が防止され、これに加えて、電動機の出力で内燃機関を回転させる期間が、内燃機関の回転数が内燃機関での燃焼を開始させる回転数に近づく僅かな期間であるから、燃料を供給せずに内燃機関を回転させることに伴う動力損失が抑制される。
【００２０】請求項６の発明は、電動機が連結された動力伝達系統に、内燃機関が断続機構を介して選択的に連結されるハイブリッド車の駆動制御装置において、前記電動機の出力で走行し始めた後の電動機によって回転させられる内燃機関の回転数が予め定めた基準回転数に達したことを検出する回転数検出手段と、内燃機関の回転数が前記基準回転数に達したことが回転数検出手段によって検出された場合に内燃機関での燃料の燃焼を開始させる点火手段と、前記内燃機関での燃料の燃焼が継続し始めた後に前記断続機構を開放させて内燃機関と動力伝達系統との連結を解除する開放手段とを更に備えていることを特徴とするものである。
【００２１】したがって請求項６の発明によれば、低車速もしくは電動機の回転数が低い状態での内燃機関の始動が可能になり、かつ低回転数で内燃機関を始動した際の内燃機関の出力トルクの変動が駆動トルクに現れず、したがって乗り心地の悪化が防止される。
【００２２】請求項７の発明は、請求項４ないし６のいずれかに記載した構成に加え、前記開放した断続機構を、前記内燃機関の回転数が予め定めた所定の回転数となるように再度係合させる係合制御手段を更に備えていることを特徴とするものである。
【００２３】したがって請求項７の発明によれば、断続機構が係合した時点で電動機と内燃機関との回転数が同期し、電動機による走行から内燃機関による走行もしくは電動機と内燃機関とによる走行が可能になる。
【００２４】請求項８の発明は、電動機が連結された第１回転要素と断続機構を介して内燃機関が選択的に連結される第２回転要素と出力部材となる第３回転要素とを備えかつこれら３つの回転要素によって差動作用をおこなうトルク合成分配機構、およびそれらの回転要素の少なくとも２つを選択的に連結して前記トルク合成分配機構を一体化する一体化係合機構とを有するハイブリッド車の駆動制御装置において、前記電動機の出力によって発進する発進時に前記断続機構および前記一体化係合機構を係合状態に制御して電動機のトルクを内燃機関に伝達して内燃機関を回転させるモータリング手段と、前記内燃機関の回転数が予め定めた基準回転数に達したことを検出する回転数検出手段と、内燃機関の回転数が前記基準回転数に達したことが前記回転数検出手段によって検出された場合に内燃機関での燃料の燃焼を開始させる点火手段と、前記内燃機関での燃料の燃焼が継続して生じ始めた後に前記断続機構による内燃機関と動力伝達系統との連結を解除する開放手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００２５】したがって請求項８の発明によれば、トルク合成分配機構を一体化させて回転させるとともにそのトルク合成分配機構に内燃機関を連結することにより、電動機の出力によって発進する際にその出力で内燃機関を回転させるので、低車速もしくは低回転数での内燃機関の始動が可能になり、かつ低車速もしくは低回転数で内燃機関を始動した後に、内燃機関を切り離すことにより、内燃機関の出力トルクの変動が駆動トルクに現れることを防止することができる。
【００２６】請求項９の発明は、電動機が連結された第１回転要素と断続機構を介して内燃機関が選択的に連結される第２回転要素と出力部材となる第３回転要素とを備えかつこれら３つの回転要素によって差動作用をおこなうトルク合成分配機構、およびそれらの回転要素の少なくとも２つを選択的に連結して前記トルク合成分配機構を一体化する一体化係合機構とを有するハイブリッド車の駆動制御装置において、前記電動機の出力で発進後、車速が予め定めた基準車速に達した後もしくは電動機の回転数が予め定めた基準回転数に達した後に前記断続機構および前記一体化係合機構を係合状態に制御して電動機のトルクを内燃機関に伝達して内燃機関を回転させるモータリング手段と、前記内燃機関の回転数が予め定めた基準回転数に達したことを検出する回転数検出手段と、内燃機関の回転数が前記基準回転数に達したことが前記回転数検出手段によって検出された場合に内燃機関での燃料の燃焼を開始させる点火手段と、前記内燃機関での燃料の燃焼が継続して生じ始めた後に前記断続機構による内燃機関と動力伝達系統との連結を解除する開放手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００２７】したがって請求項９の発明によれば、電動機の出力により発進後、一体化されて回転しているトルク合成分配機構に内燃機関が連結されることに内燃機関が回転させられるので、低車速もしくは低回転数での内燃機関の始動が可能になり、かつ低車速もしくは低回転数で内燃機関を始動した後に、内燃機関を切り離すことにより、内燃機関の出力トルクの変動が駆動トルクに現れることを防止することができる。
【００２８】請求項１０の発明は、前記断続機構が開放された後に、内燃機関の回転数が予め定めた所定の回転数となるように断続機構を再度係合させかつ前記一体化係合手段を開放させる再係合制御手段を更に備えていることを特徴とするものである。
【００２９】したがって請求項１０の発明によれば、始動の完了した内燃機関をトルク合成分配機構に連結し、かつそのトルク合成分配機構に差動作用をおこなわせるので、内燃機関の出力するトルクと電動機のトルクとにより走行することができ、あるいは電動機によって反力トルクを与えて内燃機関のトルクを増幅して走行することができる。
【００３０】請求項１１の発明は、請求項１０の構成に加えて、前記断続機構が開放された後に、前記一体化係合手段を開放した状態で前記内燃機関の回転数が予め決めた回転数となるように前記断続機構のトルク容量を制御し、かつ前記第２回転要素の回転数を内燃機関の回転数に近づけるように前記電動機の回転数を制御する係合制御手段を更に備えていることを特徴とするものである。
【００３１】したがって請求項１１の発明によれば、内燃機関の回転数を制御しつつ内燃機関がトルク合成分配機構に連結され、かつ第２回転要素の回転数が内燃機関の回転数に近づくように電動機が制御されるので、短時間で内燃機関の回転数と第２回転要素すなわち断続機構の回転数とを同期させ断続機構を完全係合状態とすることができる。
【００３２】請求項１２の発明は、電動機が連結された第１回転要素と断続機構を介して内燃機関が選択的に連結される第２回転要素と出力部材となる第３回転要素とを備えかつこれら３つの回転要素によって差動作用をおこなうトルク合成分配機構、およびそれらの回転要素の少なくとも２つを選択的に連結して前記トルク合成分配機構を一体化する一体化係合機構とを有するハイブリッド車の駆動制御装置において、車速が予め定めた基準車速以下に低下したことを検出する停車検出手段と、車速が前記基準車速以下に低下したことが停車検出手段で検出された場合に、前記一体化係合手段を開放するとともに断続機構を係合させ、かつ内燃機関に対する燃料の供給を停止した状態で内燃機関の回転数が予め定めた回転数となるように電動機の回転数を制御する回転数維持制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００３３】したがって請求項１２の発明によれば、車速が基準車速以下に低下した場合、内燃機関を燃料を供給せずに電動機の出力トルクで回転させる。そして電動機の回転数を制御することにより、その内燃機関の回転数が予め定めた回転数に維持される。したがって停車した場合、あるいはほぼ停車した場合に、再度加速する要求があれば、内燃機関に燃料を供給することにより、直ちに内燃機関を始動し、加速に必要な充分大きい駆動力が得られる。
【００３４】請求項１３の発明は、請求項１２に記載した構成で、車速が予め定めた基準車速以下の状態の継続時間を検出する停車継続検出手段と、この停車継続検出手段で検出された前記継続時間が予め定めた時間を経過した後に内燃機関を停止させる停止制御手段とを更に備えていることを特徴とするものである。
【００３５】したがって請求項１３の発明によれば、一時的な停止、もしくは停止に近い車速まで減速した後の加速の際に、内燃機関を短時間のうちに始動して加速に必要とする駆動力を得ることができ、また反対に長時間停止する場合には、内燃機関を不必要に回転させることによる動力の損失を防止することができる。
【００３６】
【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。
【００３７】また、電動機は、要は、電力によって動作して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合わせ持ったモータ・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。
【００３８】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、走行のための動力伝達系統に共に連結し、それぞれの出力によって走行することのできるいわゆるパラレル形式のハイブリッド車である。
【００３９】その動力伝達系統は、要は、走行のための車輪に対して駆動力を伝達する機構であり、変速機を備えていなくてもよく、あるいは変速機を備えていてもよい。変速機を備えていれば、動力伝達系統において駆動力の制御をおこなうことができる。そしてその変速機としては、手動操作によって変速比を変更する手動変速機や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。その変速比を段階的に変化させる有段変速機のみならず、変速比が連続的に変化する無段変速機を使用することもできる。以下の例では、自動変速機を使用した例を示す。
【００４０】そしてその動力伝達系統には、遊星歯車機構のように３つの回転要素を組み合わせることにより差動作用をなす機構を使用することができる。その場合、いずれかの回転要素に電動機を連結し、また他の回転要素に内燃機関を連結することにより、電動機の出力と内燃機関の出力とを合成して出力し、また内燃機関の出力を走行のための駆動力として出力する一方、電動機を駆動して発電することができる。したがってその差動作用をおこなう機構を、トルクの合成および分配をおこなう機構として機能させることができる。
【００４１】図１は、この発明に係る駆動制御装置を模式的に示すブロック図であり、エンジン１の出力軸（すなわちクランクシャフト）２がモータ・ジェネレータ（ＭＧ）３の回転軸４に、入力クラッチ５を介して連結されている。この入力クラッチ５がこの発明における断続機構に相当する。より具体的には、この入力クラッチ５として、油圧によって摩擦板同士が接触させられて伝達トルク容量を持ち、その伝達トルク容量が供給される油圧に応じて増大する形式の摩擦クラッチを使用することができ、さらには湿式多板クラッチを使用することができる。この入力クラッチ５に対する油圧およびその給排を電気的に制御するための制御装置（図示せず）が設けられている。
【００４２】図１に示す例におけるエンジン１は、点火時期や燃料供給量（燃料噴射量）、アイドル回転数、バルブタイミング、スロットル開度などを電気的に制御する形式のエンジンであり、その制御のための電子制御装置（エンジンＥＣＵ）６が設けられている。この電子制御装置６はマイクロコンピュータを主体として構成された装置であり、吸入空気量やアクセルポジション、エンジン水温、エンジン回転数ＮE などのデータが入力され、予め記憶しているデータおよびプログラムと入力されたデータとに基づいて点火時期やスロットル開度などの制御量を決定して出力するように構成されている。
【００４３】モータ・ジェネレータ３は、例えばコイルを備えたステータの内周側に、回転軸４と一体のロータを回転自在に配置し、さらにロータの回転を検出するレゾルバなどを備えた公知の構造のものであり、コイルへの通電を制御することにより、ロータが正回転もしくは逆回転するとともに、そのトルクが制御され、またロータを外力によって回転させることにより起電力を生じるように構成されている。このモータ・ジェネレータ３を制御するために、マイクロコンピュータを主体とした電子制御装置（Ｍ／Ｇ－ＥＣＵ）７が設けられている。この電子制御装置７には、制御データとして例えばモータ・ジェネレータ３の回転数（モータ回転数）ＮM が入力されている。
【００４４】さらにモータ・ジェネレータ３に電流を供給し、またモータ・ジェネレータ３で発生した電力を蓄えるバッテリー８が設けられている。このバッテリー８の放電および充電を制御するために、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（バッテリーＥＣＵ）９が設けられている。
【００４５】上記のモータ・ジェネレータ３の回転軸４に変速機１０の入力軸１１が連結されている。この図１に示す例では、その変速機１０として走行状態に基づいて変速比が制御される電子制御式の自動変速機が採用されている。すなわちこの変速機１０は、スロットル開度や車速あるいはシフトパターン、シフトレンジなどのデータに基づいて変速比を決定し、その変速比を達成するようにクラッチやブレーキなどの摩擦係合装置（図示せず）を油圧によって制御するように構成されている。その制御のために、マイクロコンピュータを主体とした電子制御装置（Ｔ／Ｍ－ＥＣＵ）１２が設けられている。
【００４６】そしてこの変速機１０の出力軸１３が、プロペラシャフト１４および終減速機１５を介して駆動輪１６に連結されている。したがってモータ・ジェネレータ３の回転軸４から変速機１０を経て駆動輪１６に到る動力の伝達経路が、この発明の動力伝達系統に相当している。
【００４７】上記の各電子制御装置６，７，９，１２が、マイクロコンピュータを主体としたハイブリッド制御装置（ＨＶ－ＥＣＵ）１７に相互にデータを通信するように接続されている。このハイブリッド制御装置１７は、前記入力クラッチ５の係合・開放や伝達トルク容量の制御、およびエンジン１の燃料供給のタイミングおよび燃料供給量の制御、ならびにモータ・ジェネレータ３の駆動・回生および出力トルクの制御、変速機１０による変速比の制御などを総合的におこない、ハイブリッド車の駆動力を制御するように構成されている。すなわちハイブリッド制御装置１７は、その制御のために必要とするデータの入出力をおこない、またデータ処理のためのプログラムを備えている。
【００４８】ハイブリッド車は、燃費を向上させ、また排ガスをクリーンにすることを主な目的として開発された車両であり、低車速時にはモータの出力で走行し、所定の車速以上での一定車速で走行する場合には、エンジンの出力で走行し、より大きい駆動力が要求される場合には、エンジンとモータとの出力で走行するなど、走行状態に応じて動力源を選択する。したがって発進時にアクセルペダル（図示せず）が大きく踏み込まれていて大きい駆動力が要求されている場合には、低車速あるいはモータ回転数が低回転数であってもエンジン１を始動して駆動力を増大させる必要がある。
【００４９】そのためにこの発明の制御装置で実行される制御例を以下に説明する。先ず、図２は、発進時にアクセルペダルが大きく踏み込まれた場合のスロットル開度とモータ・ジェネレータ３のトルク（ＭＧトルク）との演算ルーチンを示している。すなわちアクセル開度（アクセルペダルの踏み込み角度）に基づいてモータ・ジェネレータ３のトルクおよびエンジン１で発生させるトルクを算出する（ステップ１）。これは、例えばアクセル開度に対応させてマップの形で予め記憶してあるトルク値を読み込むことによりおこなうことができる。
【００５０】ついで、ステップ１で求められたエンジントルクを出力するのに要するスロットル開度を設定する指令信号を出力する（ステップ２）。またステップ１で求められたトルクをモータ・ジェネレータ３が出力するようにモータ・ジェネレータ３に指令信号を出力する（ステップ３）。
【００５１】一方、上記のアクセルペダルを操作することによる発進および要求された駆動トルクを出力するためのエンジン１の始動が図３に示すように制御される。先ず、停車状態あるいは発進状態か否かが判断される（ステップ１１）。これは、スタートスイッチ（図示せず）のオン・オフ信号や車速信号などに基づいて判断することができる。またこの場合、入力クラッチ５は開放され、エンジン１は停止している。
【００５２】このステップ１で否定判断された場合には、特に制御をおこなうことなくこのルーチンから抜け、また反対にステップ１１で肯定判断された場合には入力クラッチ５を係合させる（ステップ１２）。すなわちモータ・ジェネレータ３の出力によって発進する際に入力クラッチ５を係合してエンジン１にモータ・ジェネレータ３からトルクを伝達し、エンジン１を回転させる。
【００５３】このようにしてエンジン１をいわゆる引きずり（連れ回し）ながら発進した後、エンジン１の回転数ＮE が予め定めた基準回転数αより大きいか否かが判断される（ステップ１３）。この基準回転数αは、一般的にはアイドル回転数より低い回転数であって、定性的に述べれば、エンジン１に燃料を供給しかつ点火することにより不安定ながらもエンジン１において連続して燃料の燃焼が生じ、エンジン１がいわゆる自力で回転し続けることのできる回転数である。
【００５４】したがってステップ１３で否定判断された場合には、エンジン１での点火をおこない得る状態になっていないことにるので、特に制御をおこなうことなくリターンする。これとは反対にステップ１３で肯定判断された場合には、エンジン１に燃料を供給するとともに点火をおこなう（ステップ１４）。その後、エンジン１での点火が完了したか否かが判断される（ステップ１５）。
【００５５】このステップ１５における点火完了の判断は、要は、エンジン１の実質的な始動すなわち燃料の燃焼が継続して生じるか否かの判断であり、具体的には、エンジン１の出力トルクやステップ１４における燃料供給および点火制御の開始時点からの経過時間に基づいて判断することができる。あるいはモータ・ジェネレータ３の負荷がエンジン１の自動によって小さくなることによる電流値の変化に基づいて判断することができる。
【００５６】このステップ１５で否定判断された場合には、エンジン１の実質的な始動が完了していないことになるので、リターンする。これとは反対に、点火が完了していることによりステップ１５で肯定判断された場合には、入力クラッチ５を一時的に開放し、またエンジン回転数ＮE が予め定めた所定の回転数となるように入力クラッチ５の油圧を制御する（ステップ１６）。すなわちエンジン１での点火は、エンジン１での安定した燃焼が生じない低回転数あるいは出力トルクの変動の大きい低回転数でおこなわれるから、入力クラッチ５を開放することによりエンジン１を動力伝達系統から一時的に遮断する。このようにすることにより、エンジン１での燃焼が不安定であることに伴う出力トルクの変動が動力伝達系統に伝達されることがなく、その結果、車両としての駆動力の変動やそれに起因する乗り心地の悪化が防止される。
【００５７】また、入力クラッチ５は一時的に開放した後、再度係合させられ、その際の伝達トルク容量は、エンジン回転数ＮE が上昇しすぎないように、また反対に負荷が大きすぎてエンジン回転数ＮE が低下しすぎないように油圧によって制御される。このような入力クラッチ５の係合力の制御は、例えば、油圧指示値を予め定めた勾配でスィープアップした後にその油圧を一定値に維持することにより実行できる。具体的には、電気信号（デューティ比あるいは電流値）に応じて出力油圧が変化する電磁弁を使用し、その出力信号によって入力クラッチ５の油圧を制御すればよい。入力クラッチ５の係合力の他の制御例は、入力クラッチ５の油圧のフィードバック制御である。これは、入力クラッチ５を再度係合させることにより設定されるエンジン回転数ＮE の目標値を例えばアイドル回転数程度とし、実際に検出されるエンジン回転数ＮE とその目標回転数との偏差に応じて入力クラッチ５の油圧を制御する。
【００５８】つぎに、エンジン回転数ＮE とモータ回転数ＮM とがほぼ等しくなったか否かが判断される（ステップ１７）。このステップ１７で否定判断された場合にはリターンし、これとは反対に肯定判断された場合には、入力クラッチ５を完全係合させる（ステップ１８）。すなわちこれら二つの回転数ＮE ，ＮM が同期した場合には、エンジン１を動力伝達系統に完全に連結することに伴う回転変化が急激には生じないので、ショックが防止されると同時に、エンジン１の出力を動力伝達系統に完全に伝達することにより、走行のために要求されている必要十分な駆動力を得ることができる。
【００５９】したがって図２に示すように制御することにより、エンジン１は発進直後の低車速状態で始動される。そのため低車速状態で大きい駆動力を必要とする場合、エンジン１の出力を駆動力として直ちに使用することができるので、駆動力に対する要求を迅速かつ充分に満たすことができる。また、低車速状態あるいはモータ・ジェネレータ３の低回転数状態でエンジン１を始動することになるものの、エンジン１での燃焼が不安定であり、それに伴ってエンジントルクの変動が大きい状態では、エンジン１を動力伝達系統から遮断するので、エンジントルクの変動が駆動トルクの変動として現れることがなく、その結果、車両の乗り心地の悪化を防止することができる。したがって図２に示す制御によれば、急登坂路での発進の際においてもエンジン出力を駆動力に利用でき、その結果、急登坂路での加速が可能になるのみならず、モータ・ジェネレータ３を長時間運転することによるバッテリー８の過度な放電を未然に防止することができる。
【００６０】ところで、この発明の制御装置は、発進直後の低車速時あるいはモータ回転数が低回転数の時にエンジン１を始動させ、その出力トルクを加速のために有効に使用する制御を実行するように構成されており、したがってエンジン１の始動を発進直後の低車速もしくは低回転数時に実行できればよい。図４は点火直前にエンジン１を初めて回転させるように構成した制御例である。したがって図４に示す制御を実行する場合、発進時に入力クラッチ５が開放され、またエンジン１が停止されている。
【００６１】図４において、先ず、発進後におけるモータ回転数ＮM が予め決めた第１の基準回転数α1 より大きいか否かが判断される（ステップ２１）。この基準回転数α1 は、エンジン１の実質的な始動が可能な最低回転数程度あるいはそれより若干低い回転数であって、一例として１００ｒｐｍ程度の回転数である。
【００６２】このステップ２１で否定判断された場合には、特に制御をおこなうことなくリターンする。また反対にステップ２１で肯定判断された場合には、入力クラッチ５を滑らかに係合させる（ステップ２２）。入力クラッチ５としては、摩擦力によってトルクを伝達する摩擦クラッチを採用することができ、その摩擦板が接触する圧力すなわち係合力（油圧）を次第に高くすることにより、伝達されるトルクが滑らかに増大する。したがってステップ２２の制御をおこなうことにより、エンジン１に対してトルクが次第に伝達され、その回転数ＮE が上昇する。またその場合、モータトルクのうちエンジン１を回転させるために使用されるトルクの増大が滑らかになることにより、駆動トルクの変化が滑らかになり、その結果、ショックが未然に回避される。
【００６３】ついで、エンジン回転数ＮE が予め定めた第２の基準回転数α2 より大きくなったか否かが判断される（ステップ２３）。この第２の基準回転数α2 は、エンジン１に燃料を供給するとともに点火することにより、エンジン１での燃焼が継続して生じるいわゆるエンジン１が自立回転することのできる最低回転数に相当する回転数であり、一例として２００～３００ｒｐｍである。このステップ２３で否定判断された場合には、エンジン１の始動条件が整っていないことになるのでリターンする。また反対にステップ２３で肯定判断された場合には、エンジン１に燃料を供給するとともに点火をおこなう（ステップ２４）。このステップ２４の制御は、前述した図３におけるステップ１４と同様の制御である。
【００６４】以降、点火完了の判断（ステップ２５）を前記ステップ１５と同様にしておこない、また入力クラッチ５の一時的な開放およびその後のエンジン回転数ＮE を所定回転数に維持する入力クラッチ５の再係合制御（ステップ２６）を前記ステップ１６と同様にしておこない、さらにエンジン回転数ＮE とモータ回転数ＮMとの同期判断（ステップ２７）を前記ステップ１７と同様におこない、そして入力クラッチ５の完全係合制御（ステップ２８）を前記ステップ１８と同様にしておこなう。
【００６５】すなわち図４に示す制御においては、モータ出力により発進した後、モータ回転数ＮM が、エンジン１を実質的に始動できる回転数程度になるまでエンジン１を動力伝達系統から遮断しておく。その結果、発進直後では、エンジン１をいわゆる引きずる状態になることがないので、動力を無駄に消費することが回避され、車両の燃費の向上に有利になる。そしてエンジン１は燃焼が不安定ながらも、いわゆる自立回転が可能な低回転数で始動され、またその直後に入力クラッチ５が一時的に開放されるので、低車速状態でのエンジン１の始動が可能になるとともに、エンジントルクの変動が駆動トルクに現れないために、乗り心地が悪化するなどの不都合が未然に回避される。また急登坂路での発進であっても駆動トルクを充分大きくすることができるなどの作用・効果は、図３に示す制御を実行した場合と同様である。
【００６６】上述した制御をおこなった場合のエンジン回転数ＮE および変速機１０の入力回転数（モータ回転数ＮM ）の変化を図５に概略的に示してある。図５において、発進時点ｔ0 から変速機１０の入力回転数が上昇し始め、モータ回転数が所定の回転数に達することによりエンジン１での点火がおこなわれた直後のｔ1 時点で、入力クラッチ５が開放される。すなわちエンジン１が動力伝達系統から遮断されることにより、その回転数ＮE が増大する。またそれと併せて入力クラッチ５が伝達トルクを制御されつつ再係合させられるので、エンジン回転数ＮE が予め設定した回転数、例えばアイドル回転数に維持される。その間にモータ回転数すなわち変速機１０の入力回転数が増大してｔ2 時点でエンジン回転数ＮE と変速機１０の入力回転数（モータ回転数ＮM ）とが同期し、この時点で入力クラッチ５が完全に係合するように制御される。
【００６７】したがって、エンジン１で点火の完了したｔ1 時点から前記各回転数の同期のｔ2 時点までの間では、入力クラッチ５がいわゆるスリップ制御（不完全な係合状態となる制御）されるから、エンジントルクの一部が動力伝達系統に伝達されて駆動力となり、また同期時点ｔ2 以降では、エンジントルクがそのまま動力伝達系統を介して駆動トルクとなる。そのため、駆動力を充分大きくし、加速要求を満たすことができる。またエンジン１の始動の直後に一時的に入力クラッチ５を開放するので、駆動トルクの変動やそれに起因するショックなどを防止できる。これに対して従来では、モータ回転数あるいは変速機１０の入力回転数がアイドル回転数程度に高くなった時点で初めてエンジンの始動制御を開始することとしているので、低車速時では駆動力が不足して加速要求を満たすことができず、また変速機１０の入力回転数（モータ回転数）がアイドル回転数程度に高くなるまでエンジントルクが発生しないので、加速制御の遅れが顕著になるが、この発明に係る制御装置では、このような不都合を未然に回避することができる。
【００６８】なお、この発明の制御装置は、いわゆるパラレルハイブリッド形式の車両もしくは駆動装置を対象としており、そのパラレルハイブリッド形式は、前述した図１に示す形式のものに限定されない。図６は、トルクの合成分配機構を介してモータ・ジェネレータとエンジンとを動力伝達系統に接続したハイブリッド駆動装置の一例を示しており、この発明の制御装置はこの図６に示す形式のパラレルハイブリッド駆動装置あるいはハイブリッド車を対象とすることができる。
【００６９】先ず、図６に示す構成について説明すると、符号１８は全体としてトルク合成分配機構を示しており、このトルク合成分配機構１８は遊星歯車機構１９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１９の第１の回転要素であるサンギヤ２０がモータ・ジェネレータ３の回転軸４に連結されている。またこのサンギヤ２０とサンギヤ２０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）２１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）２２が変速機１０の入力軸１１に連結されている。そのリングギヤ２１とエンジン１の出力軸２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１９におけるいずれか二つの回転要素（具体的にはサンギヤ２０とキャリヤ２２）を連結して遊星歯車機構１９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。
【００７０】図６におけるエンジン１は、電気的に開度が制御される電子スロットルバルブ２３を備えており、この電子スロットルバルブ２３を制御するための電子制御装置（電子スロットルＥＣＵ）２４が設けられている。この電子制御装置２４には例えばアクセルペダル（図示せず）の開度に応じたアクセル開度信号やモード信号などが入力され、各モードに応じたゲインで電子スロットルバルブ２３を制御するように構成されている。またモータ・ジェネレータ３にはインバータ２５が接続され、このインバータ２５をＭ／Ｇ－ＥＣＵ７によって制御するように構成されている。なお、他の構成は図１に示す構成と同様であり、図６に図１と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７１】図７は図６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ている。なお、図７において、○印は係合状態、×印は開放状態、△印は状況に応じて制御されることをそれぞれ示す。それぞれの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３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 が開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１９の全体が一体化されるので、モータ・ジェネレータ３が変速機１０すなわち動力伝達系統に直結された状態になり、モータトルクが変速機１０に入力される。
【００７２】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Ｃ１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２１に連結するとともに遊星歯車機構１９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１９に伝達されるとともに、ここから変速機１０に伝達される。一方、モータ・ジェネレータ３が一体化されている遊星歯車機構１９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３を回転させて、発電をおこなうことができる。また、あるいはモータ・ジェネレータ３の出力するトルクを、遊星歯車機構１９から変速機１０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３の出力トルクとを合成して出力することができる。
【００７３】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１８が遊星歯車機構１９によって構成されているから、遊星歯車機構１９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１９に差動作用をおこなわせるために、一体化クラッチＣd が開放され、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２１に連結される。この場合、変速機１０に連結されているキャリヤ２２が出力要素となり、またリングギヤ２１が入力要素となり、さらにサンギヤ２０が反力要素となる。
【００７４】その状態で、エンジン１の出力トルクをリングギヤ２１に伝達し、かつモータ・ジェネレータ３と共にサンギヤ２０を逆回転させれば、キャリヤ２２が停止状態となり、あるいはリングギヤ２１よりも低速で回転する。すなわち、キャリヤ２２が停止している状態となるように、モータ・ジェネレータ３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３およびこれに連結したサンギヤ２０の逆回転方向への回転数を次第に減じれば、キャリヤ２２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２２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３の反力トルクを加えたトルクあるいは、遊星歯車機構１９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。
【００７５】さらに、ニュートラルモードは、変速機１０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 が共に開放状態とされる。したがって、遊星歯車機構１９においては、リングギヤ２１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３が回転したとしても、その出力トルクは変速機１０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。
【００７６】図６に示すパラレルハイブリッド駆動機構を備えた車両において、アクセルペダルが大きく踏み込まれて発進し、もしくは発進とほぼ同時にアクセルペダルが大きく踏み込まれて、出力トルクの増大要求があった場合、発進はモータ・ジェネレータ３の出力によっておこなうものの、トルク増大要求に応じて直ちにエンジンを始動し、駆動トルクを増大させる。そのための制御例を図８にフローチャートによって示してある。
【００７７】図８に示す制御例においても、発進時にはエンジン１を停止させておく。そして、停車状態もしくは発進状態の判断（ステップ３０）が行われて、車両は停車状態もしくは発進状態であれば、入力クラッチＣi と一体化クラッチＣd とが共に係合させられる（ステップ３１）。すなわち、発進の際には、遊星歯車機構１９を一体化させた状態で、エンジン１を遊星歯車機構１９に連結する。なお、停車状態あるいは発進状態でないことにより、ステップ３０で否定判断された場合、特に制御をおこなうことなくこのルーチンから抜ける。
【００７８】遊星歯車機構１９を一体化させるとともに、この遊星歯車機構１９にエンジン１を連結した状態で発進した後、エンジン回転数ＮE が予め定めた基準回転数αより大きくなったか否かが判断される（ステップ３２）。すなわち、モータ・ジェネレータ３の出力で発進している状態で、動力伝達機構にエンジン１が連結されているから、走行に伴ってエンジン１がいわゆる引きずられて回転し、車速の増大に伴ってその回転数ＮE が次第に増大する。なお、図６に示す構成では、トルク合成分配機構１８および変速機１０ならびにその出力軸１３に連結されている駆動機構が動力伝達機構に相当している。ステップ３２における基準回転数αは、図３を参照して説明した制御例における基準回転数と同じであって、一例として１００～２００ｒｐｍの値である。したがって、エンジン回転数ＮE が、未だ十分に増大していないことにより、ステップ３２で否定判断された場合には、このルーチンから抜け、これとは反対にステップ３２で肯定判断された場合には、エンジン１に燃料の供給を開始するとともに、点火をおこなう（ステップ３３）。
【００７９】ここで、燃料の供給は、例えば燃料噴射式のエンジンであれば、燃料噴射の制御を開始することにより行われる。ついでエンジン１における点火が完了したか否かが判断される（ステップ３４）。この点火完了の判断は、図３に示すステップ１５と同じ制御であって、エンジントルクあるいはいは経過時間もしくは電流値などによって判断することができる。
【００８０】ステップ３４で否定判断された場合には、リターンして従前の制御を継続する。これに対して、点火が完了してステップ３４で肯定判断されれば、入力クラッチＣi を開放する（ステップ３５）。すなわち、エンジン１を動力伝達機構から遮断し、エンジン１の出力トルクが動力伝達系統に入力されないようにする。このステップ３５の制御をおこなうことにより、エンジン１を低回転数で始動し、その燃焼あるいは出力トルクが不安定であっても、その出力トルクの変動が駆動トルクとしてあらわれることはない。このため、エンジン始動初期の駆動トルクの変動やこれに起因するショックが防止される。
【００８１】このステップ３５において、入力クラッチＣi を開放した状態では、一体化クラッチＣd のみが係合した状態となるから、前述した図７に示してあるように、この走行状態はモータ走行モードとなる。この状態で、エンジン回転数ＮE が予め定めた第２の基準回転数β以上か否かが判断される（ステップ３６）。この第２の基準回転数βは、一例としてアイドル回転数程度あるいはアイドル回転数より幾分低いの回転数であって、エンジン１の燃焼が安定する回転数である。このステップ３６で否定判断された場合は、リターンすることにより従前の状態を維持する。また、ステップ３６で肯定判断された場合には、エンジン１の実質的な始動がほぼ完了したことになるので、入力クラッチＣi を滑らかに係合させると同時に、一体化クラッチＣd を滑らかに開放させる（ステップ３７）。
【００８２】このステップ３７の制御は、前述した図７に示すアシストモードに移行する制御であって、リングギヤ２１にエンジントルクを徐々に与えつつ遊星歯車機構１９の一体化を徐々に解除して、差動作用を生じさせる制御である。その状態で、モータ・ジェネレータ３の回転数を制御して、リングギヤ２１の回転数すなわち入力クラッチＣi の回転数をエンジン回転数ＮE に一致させる（ステップ３８）。すなわち、入力クラッチＣi の伝達トルク容量を次第に上昇させつつ、一体化クラッチＣd を次第に開放すれば、遊星歯車機構１９の一体化状態が解除され、かつリングギヤ２１にエンジン１からのトルクがある程度伝達されるために、遊星歯車機構１９が差動作用をおこなうようになる。したがって、キャリヤ２２に変速機１０からの負荷がかかっている状態で、モータ・ジェネレータ３の回転数、すなわちサンギヤ２０の回転数を制御することにより、遊星歯車機構１９の差動によってリングギヤ２１すなわち入力クラッチＣi の回転数が変化する。このようにすることにより、入力クラッチＣi のトルク容量の増大と相まって、リングギヤ２１の回転数がエンジン回転数ＮE に速やかに一致することになる。そして、エンジン回転数と入力クラッチＣi の回転数すなわちリングギヤ２１の回転数とが一致した時点で、入力クラッチＣi を完全に係合させる（ステップ３９）。
【００８３】したがって、図８に示す制御を行えば、モータ・ジェネレータ３の出力によって発進すると同時に、エンジン１にトルクを与えてこれを回転させ、そのエンジン回転数ＮE が点火可能な回転数になった時点で、エンジン１に燃料を供給して点火するから、低車速状態あるいは、モータ・ジェネレータ３の低回転数状態でエンジン１を実質的に始動することができる。また、エンジン１の燃焼が不安定な状態では、エンジン１を動力伝達系統から遮断するので、エンジントルクの変動は駆動トルクとしてあらわれることがないので、ショックや乗り心地の悪化を防止することができる。そして、燃焼が安定した状態のエンジン１を動力伝達系統に接続する場合には、トルク合成分配機構１８を構成する遊星歯車機構１９の差動作用により、入力クラッチＣi の回転数をエンジン回転数に短時間のうちに一致させるから、エンジン１の出力トルクを動力伝達系統に入力し始めるまでの時間を短くすることができ、また、エンジン１を動力伝達系統に再度連結することによるショックを未然に回避することができる。
【００８４】そして、図８に示す制御をおこなうことにより、前述した図３に示す制御の場合と同様に、急登坂路での発進の際などのように発進直後に大きい駆動力を必要とする場合においても、発進の直後にエンジントルクを利用して駆動力を大きくすることができ、またモータ・ジェネレータ３のみで走行する時間を短くできるので、バッテリーの過度な放電を未然に防止することができる。
【００８５】ところで、図６に示すトルク合成分配機構を動力伝達機構に備えているハイブリッド車においても、発進直後にエンジン１を引きずる時間を短くして、燃費の向上を図ることが可能である。その制御例を図９に示してある。
【００８６】この図９に示す制御例は、前述した図４に示す制御例と同様に、停止状態のエンジンを動力伝達系統から遮断した状態で、モータトルクにより発進し、その後、モータ回転数がある程度上昇した時点で、エンジン１を動力伝達系統に連結してエンジンを回転させ、かつ始動する制御をおこなう例である。すなわち、入力クラッチＣi を開放するとともに一体化クラッチＣd を係合させることにより、停止状態のエンジン１を動力伝達系統から遮断した状態で、モータ・ジェネレータ３によって発進し、その後、モータ回転数ＮM が第１の基準回転数α1 より大きくなったか否かが判断される（ステップ４０）。この第１の基準回転数α1 は、前述した図４のステップ２１における基準回転数と同じであって、一例として１００ｒｐｍ程度の小さい値である。このステップ４０で否定判断された場合には、リターンして従前の状態を維持する。
【００８７】これとは反対に、ステップ４０で肯定判断された場合には、入力クラッチＣiを滑らかに係合させる（ステップ４１）。すなわち、燃料の供給されていないエンジン１を動力伝達系統に連結し、そのエンジン１を回転させるトルクを次第に増大させる。このように制御することにより、モータ・ジェネレータ３の出力トルクで走行している際の駆動トルクの急激な変動が防止され、ショックを回避することができる。
【００８８】このようにして、エンジン１をいわゆる引きずる（連れ回す）ことにより、その回転数が次第に上昇し、そのエンジン回転数ＮE が第２の基準回転数α2 より大きくなったか否かが判断される（ステップ４２）。この第２の基準回転数α2は、図４を参照して説明した制御例におけるステップ２３の基準回転数と同じであって、エンジン１で燃焼をおこなうことのできる最低回転数程度の値であり、一例として２００～３００ｒｐｍである。そして、このステップ４２で否定判断された場合には、リターンして従前の状態を継続し、これと反対に肯定判断された場合には、ステップ４３に進んで、エンジン１に対する燃料の供給および点火をおこなう。
【００８９】以降、点火完了の判断（ステップ４４）、入力クラッチの開放（ステップ４５）、エンジン回転数ＮE が基準回転数β以上になったか否かの判断（ステップ４６）、入力クラッチの滑らかな係合および、一体化クラッチの滑らかな開放（ステップ４７）、モータ・ジェネレータ３の回転数を制御して、入力クラッチＣiの回転数をエンジン回転数ＮE に一致させる制御（ステップ４８）、ならびに、入力クラッチの完全係合（ステップ４９）を、それぞれ図８を参照して説明したステップ３４ないしステップ３９の制御と同様にしておこなう。
【００９０】すなわち、図９に示す制御では、モータ回転数がある程度高くなるまでエンジン１を動力伝達系統から遮断しておくことになるため、その間の摩擦損失が回避され、燃費の向上に有利になる。また、図９に示す制御においても、低車速状態あるいはモータ・ジェネレータ３の低回転数状態であっても、エンジン１を実質的に始動することができ、かつその始動直後の回転数の不安定な状態での駆動トルクの変動を回避することができる。そして、低車速状態でエンジン１を実質的に始動することができることにより、発進直後あるいは発進時に大きいトルクが要求されている場合には、そのエンジントルクを駆動トルクとして利用できることにより、トルク増大要求に応じた十分なトルクを得て加速性を向上させることができる。また、その加速要求あるいはトルク増大要求に対する応答の遅れを解消することができる。さらに、エンジントルクを駆動トルクとして使用できる車速が従来に比べて低車速になるから、急登坂路での発進のように車速が増大せずにモータトルクによって走行する時間が長くなるなどの事態を回避し、それによってバッテリーが過剰に放電するなどの事態を未然に防止することができる。
【００９１】図１０は上述した図８あるいは図９に示す制御を行った場合の回転数の変化を示す図であって、発進時点ｔ10から所定時間後のｔ11時点にエンジンの点火が行われ、またこれとほぼ同時にエンジンの点火が完了することにより、エンジン１が動力伝達系統から遮断される。その結果、エンジン回転数ＮE が増大して前記第２の基準回転数βに達すると、その時点ｔ12に入力クラッチＣi を滑らかに係合させるとともに一体化クラッチＣd を滑らかに開放させる制御、およびモータ・ジェネレータ３の回転数の制御が開始され、入力クラッチＣi の回転数がエンジン回転数ＮE に一致するように制御される。そして、入力クラッチＣi の回転数とエンジン回転数ＮE とが同期したｔ13時点で、入力クラッチＣi が完全に係合させられる。その後、モータ・ジェネレータ３の回転数を次第に上昇させることにより、出力トルクをモータ・ジェネレータ３によってアシストして増大させ、最終的には、モータ・ジェネレータ３の回転数、すなわちサンギヤ２０の回転数が、エンジン回転数ＮE すなわちリングギヤ２１の回転数に一致し、遊星歯車機構１９の全体が実質的に一体回転する。この時点を図１０にｔ14として示してある。これ以降では、エンジン１の出力よって走行することになる。
【００９２】上述したようにパラレルハイブリッド車では、モータ・ジェネレータなどの電動機を連結した動力伝達系統にエンジンなどの内燃機関を選択的に連結できるように構成されていることにより、モータトルクによって内燃機関を回転させて内燃機関を始動することができる。その場合、燃料の供給を停止した内燃機関をモータトルクによって回転させるいわゆる連れ回す状態では、内燃機関での摩擦や吸入した空気の圧縮などのために消費される動力が多くなる場合があり、これが車両の全体としての燃費の悪化要因になる。そこでこの発明に係る制御装置では、内燃機関を始動するために内燃機関を連れ回す（引きずる）ことに起因する動力損失を可及的に抑制するために以下の制御がおこなわれる。
【００９３】図１１はその制御例を示すフローチャートであって、車速Ｖや変速比γ、変速機への入力回転数Ｎi などのデータを予め読み込み（ステップ５１）、ついでモータ走行中か否か、すなわちモータ・ジェネレータ３の出力によって走行しているか否かが判断される（ステップ５２）。このステップ５２で否定判断されれば、車両が停止しているか、あるいはエンジン１が既に始動されていることになるので、特に制御をおこなうことなくこのルーチンを抜ける。また反対にステップ５２で肯定判断された場合には、車速Ｖが所定の基準車速Ｖ1 未満か否かが判断される（ステップ５３）。
【００９４】この基準車速Ｖ1 は、エンジン１を始動することのできる車速以上の値であり、かつ燃料の供給を停止している状態のエンジン１を回転させることによる不都合が生じず、あるいは許容範囲内に収まる車速であり、その値は予め定めておくことができる。またエンジン水温などの車両の状態に応じて異なる値を採用することができる。
【００９５】車速Ｖが低いことによりステップ５３で肯定判断された場合には、エンジン１を動力伝達系統に連結してエンジン１を回転させる（ステップ５４）。このエンジン１を動力伝達系統に連結するための制御は、前述した図１に示す装置を対象とする場合には、入力クラッチ５を係合させ、また図６に示す装置を対象とする場合には、入力クラッチＣi を係合させることによりおこなう。
【００９６】燃料の供給を停止した状態のエンジン１を動力伝達系統に連結する場合、入力クラッチ５，Ｃi を完全には係合させずに、半係合状態（スリップ状態）に制御する。その制御例を図１２にタイムチャートで示してある。すなわちモータ・ジェネレータ３の出力で走行している際に駆動力の増大要求があり、かつその時点の車速Ｖが前記基準車速Ｖ1 未満であることにより、エンジン１の始動の判定が成立する。そのｔ20時点に入力クラッチを係合させるための指令信号が出力される。これは例えば、入力クラッチの油圧の調圧レベルを決定する電磁弁に対するデューティ信号あるいは電流値を増大させることによりおこなわれる。
【００９７】その後、エンジン回転数ＮE とモータ回転数ＮM （変速機１０への入力回転数）との偏差が所定の値以下になったｔ21時点で入力クラッチのフィードバック制御を開始する。すなわちエンジン回転数ＮE とモータ回転数ＮM との偏差が予め定めた値となるように入力クラッチ油圧の指示値をフィードバック制御する。なお、フィードバック制御の開始をｔ21時点まで遅らせるのは、エンジン１を回転させ始めると同時にフィードバック制御を実行すると制御値がオーバーシュートする可能性が高いためである。
【００９８】上記のように入力クラッチのフィードバック制御をおこなうことになり、入力クラッチはスリップ状態に維持され、エンジン１と動力伝達系統との間でのトルクの伝達が制限される。このように入力クラッチを制御することにより、エンジン１を過剰に回転させることがないので、エンジン１を強制回転させることに伴う動力損失を抑制することができる。またエンジン１をいわゆる引きずることに伴うトルク変動が動力伝達系統を介して駆動トルクに影響することが抑制され、ショックや振動に起因する乗り心地の悪化が回避される。
【００９９】前述したように入力クラッチ５，Ｃi には、摩擦クラッチを使用でき、特に湿式の摩擦クラッチが有効であるが、オイルによって冷却可能な湿式摩擦クラッチであってもスリップ状態が継続することにより熱負荷が大きくなってその耐久性が低下する可能性がある。したがってモータ走行中にエンジン１をいわゆる連れ回すにあたり、入力クラッチをスリップ制御する場合には、図１３に示す制御を合わせておこなうことが好ましい。
【０１００】この図１３に示す制御は、入力クラッチのスリップ状態を制限するための制御ルーチンであって、先ず、入力クラッチのスリップ制御中か否かが判断される（ステップ６０）。これは、入力クラッチ油圧の制御信号の出力の有無に基づいて判断することができる。このステップ６０で肯定判断された場合には、そのスリップ制御の実行時間をカウントし（ステップ６１）、そのカウント値Ｔが予め定めた基準値τ1 を越えたか否かが判断される（ステップ６２）。この基準時間τ1 は、入力クラッチをスリップ状態に継続的に維持することを許容できる限界時間であり、したがってステップ６２で肯定判断された場合には、スリップ制御が限界に達したことになるので、スリップ制御を中止し（ステップ６３）、入力クラッチを完全に係合させる（ステップ６４）。具体的には、クラッチ油圧を制御装置全体の元圧であるライン圧にまで昇圧する。
【０１０１】なお、タイマ値Ｔが基準値τ1 以下であることによりステップ６２で否定判断された場合にはリターンして従前の状態を維持する。またスリップ制御が実行されていないことによりステップ６０で否定判断された場合には、スリップ制御の実行時間を計測するタイマＴをクリアし（ステップ６５）、リターンする。このように入力クラッチのスリップ状態を制御することにより入力クラッチの過剰な滑りが防止され、その耐久性の低下が回避される。
【０１０２】図１１に示すステップ５４における入力クラッチの係合制御を上述のようにおこない、モータトルクによってエンジン１を回転させる。その場合、前述した入力クラッチのスリップ制御をおこなうことに加えて、エンジン１をいわゆる空転させることに伴う損失を軽減するための制御を実行する。具体的には、図１１のステップ５５に示すように、エンジン１の実効圧縮比およびスロットル開度を変更する。ここで対象としているエンジン１は、吸気および圧縮の行程を含むサイクルで運転される内燃機関であるから、燃料を供給しないでいわゆる空転させる場合には、インテークバルブとエキゾーストバルブとが共に開いている時間を長くするなどのことにより、吸入した空気の圧縮比を小さくする。また吸気の際の管路抵抗を低減するためにスロットル開度を増大させる。このようにすることにより、モータ走行時にエンジン１を連れ回すことに伴う損失トルクおよびトルク変動を抑制することができる。
【０１０３】したがって再度アクセルペダルが大きく踏み込まれて駆動トルクの増大要求があった場合、エンジン１の実効圧縮比を通常の状態に戻すとともにスロットル開度をアクセルペダルの踏み込み量に応じた開度に設定し、かつ燃料を供給して点火をおこなえば、エンジン１を実質的に始動することができる。そのためエンジン１の始動およびエンジントルクを使用した駆動トルクの増大の制御の遅れを解消できる。またエンジン１が既に回転させられているので、エンジン１を始動することに起因する駆動トルクの変動が少なく、ショックを防止もしくは抑制することができる。
【０１０４】一方、モータトルクで走行している際の車速Ｖが前記の基準車速Ｖ1 より高車速であることによりステップ５３で否定判断された場合には、車速Ｖが第２の基準車速Ｖ2 より高車速か否かが判断される（ステップ５６）。ここで第２の基準車速Ｖ2 は前記ステップ５３での基準車速Ｖ1 より大きい値（Ｖ2 ＞Ｖ1 ）である。このステップ５６で否定判断された場合にはリターンして従前の状態を維持し、また反対に肯定判断された場合には、入力クラッチの開放制御をおこなうとともにエンジン１を完全に停止させる（ステップ５７）。すなわちエンジン１に対するトルクの伝達を完全に遮断し、かつエンジン１に対する燃料の供給を止める。言い換えれば、モータ走行をおこなうもののエンジン１のいわゆる連れ回しをおこなわない。
【０１０５】これに対して入力クラッチの開放制御では、入力クラッチの油圧を完全にゼロにせずに、いわゆるスタンバイ状態となる油圧を維持する。この制御を図１４を参照して説明する。前記ステップ５６によって肯定判断されたｔ30時点に入力クラッチ油圧の指示値を徐々に下げ、エンジン１に対して伝達するトルクを低下させてエンジン回転数ＮE を次第に下げる。これは、回転数の急激な変化によるショックを防止するためである。そしてエンジン回転数ＮE がゼロになった直後のｔ31時点でそのときのクラッチ油圧を維持するように制御する。
【０１０６】この状態がスタンバイ状態であって、入力クラッチに油圧がわずか掛かっているものの入力クラッチが伝達トルク容量を持たない状態である。言い換えれば、入力クラッチの摩擦板同士の間のクリアランスおよび油圧ピストンと摩擦板との間のクリアランスが詰まってこれらがトルクを伝達しない程度に接触している状態である。したがって再度アクセルペダルが大きく踏み込まれるなどのことによってトルクの増大要求があった場合、入力クラッチの油圧を上昇させることにより直ちにエンジン１を回転させかつ始動することができる。そのため、エンジン１の始動の遅れを防止することができる。またこの場合、エンジン１を停止状態から回転させることになるが、車速Ｖが前記第２の基準車速Ｖ2 より高車速であるから、駆動トルクの変動が相対的に小さくなってショックが悪化することはない。
【０１０７】なお、図１１に示す制御例では、エンジン１を連れ回す制御の実行・不実行の判断を車速Ｖに基づいておこなうこととした。これは、低車速状態でエンジン１の連れ回しを開始するとすれば、駆動トルクの変動が相対的に大きくなってショックが悪化し、また高車速状態でエンジン１を連れ回すと、動力損失が大きくなるからである。したがってこのように不都合を解消することができるのであれば、車速以外のパラメータによってエンジン１の連れ回しの実行・不実行の判断をおこなってもよい。すなわちエンジン１の連れ回しの実行条件として、例えば、車速Ｖに替えて変速比（ギヤ比）γあるいは変速機１０の入力回転数Ｎi を採用し、それらのデータとそれぞれに対応して設定した基準値γ1 ，γ2 ，Ｎi1，Ｎi2との比較結果に基づいてモータ走行時のエンジン１の連れ回しの実行・不実行を判断することとしてもよい。その場合にも前記ステップ５３およびステップ５６におけると同様に、判断基準値にヒステリシスを設定し、入力クラッチの係合・開放のハンチングを防止することが好ましい。変速比γに基づいて制御する場合、変速比γが基準値γ1 より大きければ、入力クラッチを係合させることによりエンジン１を動力伝達系統に連結し、エンジン１を回転させる。このようにすることによりエンジン１を始動するためにエンジン１を新たに回転させ始めるとがないので、ショックを防止できる。これとは反対に変速比γが他の基準値γ2よりも小さい場合には、入力クラツチを開放してエンジン１を動力伝達系統から遮断する。このようにすれば、エンジン１を新たに回転させる際にトルク変動が生じても、変速比が小さいことにより駆動トルクの変動として大きくは現れず、ショックの悪化を招くおそれがない。
【０１０８】上述した制御では、低車速時にエンジン１をモータトルクによって回転させておくこととした。これは低車速からの加速のためにトルクが要求された場合に、エンジン１を直ちに始動して駆動力を増大させるためである。しかしながら、停車を含む低車速状態が長い時間継続した場合には、動力を無駄に消費する可能性がある。図１５はこのような不都合を解消することのできる制御例を示している。
【０１０９】この図１５に示す制御例は、前述した図６に示すトルク合成分配機構１８を動力伝達系統に含むハイブリッド車を対象として実施される制御であり、先ず、変速機１０の入力回転数Ｎi などの必要とするデータが読み込みまれる（ステップ７０）。そしてモータ走行中か否かあるいは制御実行フラグＦがＯＮか否かが判断される（ステップ７１）。このステップ７１で否定判断された場合には、エンジン１の始動・停止の制御を必要としないのでこのルーチンを抜ける。これとは反対にステップ７１で肯定判断された場合には、変速機１０の入力回転数Ｎi が予め設定した第１の基準回転数Ｎ1 より小さいか否かが判断される（ステップ７２）。図６に示す構成であれば、モータ走行の際に一体化クラッチＣd を係合させるから、変速機１０の入力回転数Ｎi はモータ回転数と同じになり、したがってステップ７２ではモータ回転数を判断することとしてもよい。
【０１１０】変速機１０の入力回転数Ｎi が基準回転数Ｎ1 より低回転数であることによりステップ７２で肯定判断された場合には、一体化クラッチＣd を開放するとともに入力クラッチＣi を係合させる（ステップ７３）。これは、図７に示すアシストモードである。また同時に制御実行フラグＦをＯＮにする（ステップ７４）。前述したようにアシストモードは、遊星歯車機構１９の差動作用を利用したモードであり、モータ回転数（モータ・ジェネレータ３の回転数）によってエンジン１の回転数ＮE や変速機１０の入力回転数Ｎi を制御することができる。したがってステップ７５では、エンジン回転数ＮE が予め設定した第２の基準回転数Ｎ2 となるようにモータ・ジェネレータ３を制御する。なお、この第２の基準回転数Ｎ2 は、前記第１の基準回転数Ｎ1 より小さい値であり、より具体的にはエンジン１を始動できる最低回転数程度の値である。
【０１１１】ついで車両が停止中か否かが判断される（ステップ７６）。これは車速や変速機の出力回転数に基づいて判断することができ、車両が停止していることによりステップ７６で肯定判断された場合に停止状態の継続時間を計測するタイマＴ1によるカウントをおこなう（ステップ７７）。なお、走行中であることによりステップ７６で否定判断された場合にはタイマＴ1 をゼロに設定する（ステップ７８）。そのカウント値Ｔ1 が予め決めた基準値τ0 を越えたか否かが判断される（ステップ７９）。この基準時間τ0 は任意に設定でき、要は、つぎの制御を開始するまでの待機時間として設定すればよい。
【０１１２】したがってステップ７９で否定判断された場合には現在の状態を維持する（ステップ８０）。すなわちこの場合は、モータ・ジェネレータ３によってエンジン回転数ＮE を所定の回転数に維持する。これに対してステップ７９で肯定判断された場合には、モータ・ジェネレータ３の回転数をゼロにすることによりエンジン１を停止させる（ステップ８１）。また一体化クラッチＣd を係合させ、かつ入力クラッチＣi を開放することにより、つぎのモータ・ジェネレータ３による発進にそなえるとともに、制御実行フラグＦをＯＦＦにする（ステップ８２）。なお、前述したステップ７２で否定判断された場合には、ステップ８０に進んでその時点の状態を維持する。
【０１１３】図１６は、エンジン１によって走行している際に上記の制御を実行した場合のタイムチャートを示しており、変速機１０の入力回転数Ｎi が第１の基準回転数Ｎ1 よりも低い回転数に低下するまでの間は、各クラッチＣi ，Ｃd の油圧がライン圧に相当する圧力に維持され、図７に示すエンジン走行モードとなっている。そして変速機１０の入力回転数Ｎi が第１の基準回転数Ｎ1 より低回転数に低下したｔ40時点に一体化クラッチＣd が開放させられる。
【０１１４】これによってエンジン走行モードからアシストモードに切り替わり、車両が制動されていることにより車速が低下し、それに合わせて変速機１０の入力回転数Ｎi が低下する。一方、モータ・ジェネレータ３の回転数が逆回転方向に大きく制御される。その結果、エンジン回転数ＮE が第２の基準回転数Ｎ2 に維持される。その状態の遊星歯車機構１９についての共線図を、図１６に併せて記載してある。車両の停止が判断されたｔ41時間以降、エンジン回転数ＮE が第２の基準回転数Ｎ2 に維持され、その継続時間Ｔ1 が基準時間τ0 に達したｔ42時点に、モータ・ジェネレータ３の回転数がゼロに設定され、これによりエンジン１が停止させられる。そして一体化クラッチＣd が係合させられ、かつ入力クラッチＣi が開放させられて図７に示すモータ走行モードとされる。
【０１１５】したがって図１５に示す制御では、車両が停止した場合、エンジン１を直ちに停止させずに、トルク合成分配機構１８の機能を有効に利用してエンジン１を始動可能な回転数に維持する。そのため、停止状態から大きくアクセルペダルが踏み込まれて加速要求があった場合、エンジン１が既に回転させられているので、エンジン１の始動が速やかにおこなわれ、制御の遅れを生じることなく加速要求を満たすことができる。
【０１１６】なお、上述したこの発明による各具体例では、変速機１０の前段側すなわちエンジン１側にモータ・ジェネレータ３を連結する構成を示したが、この発明で対象とする駆動装置は、上述した図１あるいは図６に示す構成に限らないのであり、変速機の出力側にモータ・ジェネレータなどの電動機を連結した構成のハイブリッド駆動装置を対象とすることもできる。また、内燃機関をスタータモータで回転させる機構を備えたハイブリッド車の駆動制御装置にこの発明を適用することができる。
【０１１７】上述した各具体例で説明したように、この発明は様々な実施の態様を含むのであり、ここでその数例を請求項と同様な形式で記述すれば、以下のとおりである。
【０１１８】内燃機関と動力伝達系統とを選択的に連結する断続機構が完全係合と完全開放との中間の半係合状態に制御可能なクラッチ手段を含み、電動機の出力で内燃機関を回転させるモータリング回転数制御手段がそのクラッチ手段を半係合状態に制御する手段を含むハイブリッド車の駆動制御装置。
【０１１９】電動機で発進した後に始動した内燃機関の回転数が予め定めた回転数となるように断続機構を制御して内燃機関を動力伝達系統に再度連結させる係合制御手段が、断続機構の係合状態を、内燃機関の回転数に基づいてフィードバック制御するフィードバック制御手段を含むハイブリッド車の駆動制御装置。
【０１２０】トルク合成分配機構が差動作用のある機構によって構成され、そのトルク合成分配機構の全体を一体化させる一体化係合手段と、そのトルク合成分配機構のずれか一つの回転要素に内燃機関が断続機構を介して連結され、電動機の出力で発進して断続機構を開放した後、内燃機関の回転数が予め定めた所定の回転数となるように断続機構を再度係合させつつ一体化係合手段を開放させる再係合制御手段を備えているハイブリッド車の駆動制御装置。
【０１２１】電動機の出力で内燃機関を始動した後、内燃機関を動力伝達機構に連結している断続機構を開放して内燃機関を動力伝達系統から遮断し、その後に断続機構を再係合するにあたりスロットル開度あるいはアクセル開度に基づいて内燃機関の回転数を算定する回転数算定手段と、内燃機関の回転数がその算定された回転数となるように断続機構のトルク容量を内燃機関の回転数に基づいてフィードバック制御するフィードバック手段を備えているハイブリッド車の駆動制御装置。
【０１２２】さらにこの発明の各請求項に記載された構成と上述した具体例における各構成との対応関係をまとめて示すと以下のとおりである。すなわち前述したモータ・ジェネレータ３がこの発明の電動機に相当し、またエンジン１が内燃機関に相当する。さらにモータ・ジェネレータ３の回転軸４および変速機１０ならびに変速機から駆動輪１６に到るトルクの伝達経路を構成する部材、トルク合成分配機構１８がこの発明の動力伝達系統に相当し、入力クラッチ５，Ｃi がこの発明の断続機構に相当する。特に請求項１の発明については、前述したステップ１２，２２，３１，４１，７３の機能がモータリング手段に相当する。また請求項２の発明については、前記ステップ５４，５７の機能がモータリング手段に相当する。さらに請求項３の発明については、前記ステップ５４の機能がモータリング回転数制御手段に相当する。請求項４の発明については、前記ステップ１２の機能がモータリング手段、ステップ１３の機能が回転数検出手段、ステップ１４の機能が点火手段、ステップ１６の機能が開放手段にそれぞれ相当する。
【０１２３】請求項５の発明については、前記ステップ２２の機能がモータリング手段、ステップ２３の機能が回転数検出手段、ステップ２６の機能が開放手段にそれぞれ相当する。請求項６の発明については、前記ステップ１３，２３の機能が回転数検出手段、ステップ１４，２４の機能が点火手段、ステップ１６，２６の機能が開放手段にそれぞれ相当する。請求項７の発明については、前記ステップ１６，２６の機能が係合制御手段に相当する。請求項８の発明については、前記サンギヤ２０が第１回転要素、リングギヤ２１が第２回転要素、キャリヤ２２が第３回転要素、一体化クラッチＣd が一体化係合機構、前記ステップ３１の機能がモータリング手段、ステップ３２の機能が回転数検出手段、ステップ３４の機能が点火手段、ステップ３７の機能が開放手段にそれぞれ相当する。
【０１２４】請求項９の発明については、前記ステップ４１の機能がモータリング手段、ステップ４２が回転数検出手段、ステップ４３が点火手段、ステップ４７が開放手段にそれぞれ相当し、その他は請求項８の発明と同様である。請求項１０の発明については、ステップ３８，４８の機能が再係合制御手段に相当する。請求項１１の発明については、前記ステップ３８，４８の機能が係合制御手段に相当する。請求項１２の発明については、前記ステップ７６の機能が停車検出手段、ステップ７９，８０の機能が回転数維持制御手段に相当し、その他は請求項８と同様である。そして請求項１３の発明については、前記ステップ７７，７９が停車継続検出手段、ステップ８１が停止制御手段にそれぞれ相当する。
【０１２５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、電動機の出力で走行している際に内燃機関をいわゆる連れ回すので、駆動力の増大要求や発電の要求などによって内燃機関を始動する必要が生じた場合、内燃機関に燃料を供給することにより直ちに内燃機関を始動することができ、そのため駆動力の増大要求や発電の要求などに対する応答の遅れを回避することができる。
【０１２６】また、請求項２の発明によれば、電動機の出力で走行している際に内燃機関を動力伝達系統に連結して内燃機関を回転させるとしても、車速あるいは変速機の入力回転数が低い場合もしくは変速比が大きい場合に限られるので、電動機での走行中に内燃機関に対する燃料の供給を開始することにより内燃機関を始動できるので、内燃機関の始動に起因するショックを低減し易く、また燃料を供給しない状態での内燃機関の回転数が低いので、動力損失を抑制して燃費を向上させることができる。これとは反対の走行状態の場合、すなわち電動機の出力で走行しておりかつ車速あるいは変速機の入力回転数が高い場合もしくは変速比が小さい場合には、内燃機関を動力伝達系統から切り離して内燃機関を停止させるから、内燃機関を回転させることに伴う動力損失が発生することがなく、また内燃機関を始動するために内燃機関を回転させ始めるとしても、駆動トルクの変化が小さくなるので、ショックの悪化を防止することができる。
【０１２７】請求項３の発明によれば、燃料を供給しない状態での内燃機関の回転数を低回転数に制限できるので、内燃機関での摩擦あるいは空気の圧縮などによる動力損失が抑制され、また内燃機関の回転数の制限を断続機構のトルク容量を制限することによりおこなうことにより、内燃機関を回転させることに伴うトルク変動が駆動トルクに現れることを抑制し、乗り心地の悪化を防止できる。
【０１２８】請求項４の発明によれば、電動機の出力による発進の際から内燃機関を電動機のトルクで回転させるので、電動機の回転数あるいは車速が小さい値の場合であっても内燃機関に対する燃料の供給をおこなうことにより内燃機関を始動することができ、また内燃機関での燃焼が継続して生じる状態であれば、内燃機関を動力伝達系統から切り離すので、内燃機関の回転数が低回転数であることにより燃焼あるいは出力トルクが不安定であっても、駆動トルクの変動やショックあるいは振動などを防止することができる。
【０１２９】請求項５の発明によれば、請求項４の発明と同様に、低車速状態での内燃機関の始動が可能になり、かつ駆動トルクの変動が防止され、これに加えて、電動機の出力で内燃機関を回転させる期間が、内燃機関の回転数が内燃機関での燃焼を開始させる回転数に近づく僅かな期間であるから、燃料を供給せずに内燃機関を回転させることに伴う動力損失を抑制することができる。
【０１３０】請求項６の発明によれば、低車速もしくは電動機の回転数が低い状態で内燃機関を始動し、かつ始動後に内燃機関を動力伝達系統から遮断するので、低車速もしくは電動機の回転数が低い状態での内燃機関の始動が可能になり、かつ低回転数で内燃機関を始動した際の内燃機関の出力トルクの変動が駆動トルクに現れず、したがって乗り心地の悪化を防止できる。
【０１３１】請求項７の発明は、開放した断続機構を、内燃機関の回転数が予め定めた所定の回転数となるように再度係合させるから、断続機構が係合した時点で電動機と内燃機関との回転数が同期し、電動機による走行から内燃機関による走行もしくは電動機と内燃機関とによる走行が可能になる。
【０１３２】請求項８の発明によれば、トルク合成分配機構を一体化させて回転させるとともにそのトルク合成分配機構に内燃機関を連結することにより、電動機の出力によって発進する際にその出力で内燃機関を回転させるので、低車速もしくは低回転数での内燃機関の始動が可能になり、かつ低車速もしくは低回転数で内燃機関を始動した後に、内燃機関を切り離すことにより、内燃機関の出力トルクの変動が駆動トルクに現れることを防止することができる。
【０１３３】請求項９の発明によれば、電動機の出力により発進後、一体化されて回転しているトルク合成分配機構に内燃機関が連結されることに内燃機関が回転させられるので、低車速もしくは低回転数での内燃機関の始動が可能になり、かつ低車速もしくは低回転数で内燃機関を始動した後に、内燃機関を切り離すことにより、内燃機関の出力トルクの変動が駆動トルクに現れることを防止することができる。
【０１３４】請求項１０の発明によれば、始動の完了した内燃機関をトルク合成分配機構に連結し、かつそのトルク合成分配機構に差動作用をおこなわせるので、内燃機関の出力するトルクと電動機のトルクとにより走行することができ、あるいは電動機によって反力トルクを与えて内燃機関のトルクを増幅して走行することができる。
【０１３５】請求項１１の発明によれば、内燃機関の回転数を制御しつつ内燃機関がトルク合成分配機構に連結され、かつ第２回転要素の回転数が内燃機関の回転数に近づくように電動機が制御されるので、短時間で内燃機関の回転数と第２回転要素すなわち断続機構の回転数とを同期させ断続機構を完全係合状態とすることができる。
【０１３６】請求項１２の発明によれば、車速が基準車速以下に低下した場合、内燃機関を燃料を供給せずに電動機の出力トルクで回転させる。そして電動機の回転数を制御することにより、その内燃機関の回転数が、予め定めた回転数に維持される。したがって停車した場合、あるいはほぼ停車した場合に、再度加速する要求があれば、内燃機関に燃料を供給することにより、直ちに内燃機関を始動し、加速に必要な充分大きい駆動力が得られる。
【０１３７】請求項１３の発明によれば、一時的な停止、もしくは停止に近い車速まで減速した後の加速の際に、内燃機関を短時間のうちに始動して加速に必要とする駆動力を得ることができ、また反対に長時間停止する場合には、内燃機関を不必要に回転させることによる動力の損失を防止することができる。

【出願人】	【識別番号】０００００３２０７【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】	平成１０年（１９９８）１月１６日
【代理人】	【弁理士】【氏名又は名称】渡辺丈夫
【公開番号】	特開平１１－２０５９０７
【公開日】	平成１１年（１９９９）７月３０日
【出願番号】	特願平１０－２０４９５