ハイブリッド車の制御装置

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【発明の名称】	ハイブリッド車の制御装置
【発明者】	【氏名】中村誠志【氏名】多賀豊【氏名】天野正弥
【要約】	【課題】加速要求に応じてトルクを増大する場合のショックを抑制する。【解決手段】エンジンと車輪との間に配置されたモータ・ジェネレータと、モータ・ジェネレータと車輪との間に配置されたトルクコンバータおよび自動変速機とを有するハイブリッド車制御装置において、車両に対する加速要求を判断する加速要求判断手段（ステップ１０２）と、加速要求判断手段（ステップ１０２）により判断された加速要求に対応して車輪に伝達するトルクの増加を、モータ・ジェネレータの制御により発生させることが可能か否かを判断する可否判断手段（ステップ１０３）と、加速要求に対応するトルクを増加するためにおこなわれるモータ・ジェネレータまたはトルクコンバータ、自動変速機の制御内容を、可否判断手段（ステップ１０３）の判断結果に基づいて異ならせるトルク制御手段（ステップ１０４，１０７）とを備えている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】エンジンと車輪との間に形成されたトルク伝達経路で伝達されるトルクを制御するモータ・ジェネレータと、摩擦係合装置の係合・解放の切り換えにより、前記トルク伝達経路で伝達されるトルクを制御するトルク伝達装置とを有するハイブリッド車の制御装置において、車両に対する速度変更要求を判断する速度変更要求判断手段と、前記トルク伝達経路で伝達されるトルクを、前記速度変更要求判断手段により判断された速度変更要求に対応して前記モータ・ジェネレータの機能により制御することが可能か否かを判断する可否判断手段と、前記トルク伝達経路で伝達されるトルクを前記速度変更要求に対応して制御する際に、前記可否判断手段の判断結果に基づいて、前記モータ・ジェネレータまたは前記トルク伝達装置によるトルクの制御内容を異ならせるトルク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制御装置。
【請求項２】エンジンと車輪との間に形成されたトルク伝達経路に配置され、かつ、前記車輪に伝達されるトルクを制御するモータ・ジェネレータと、前記トルク伝達経路に配置され、かつ、摩擦係合装置の係合・解放の切り換えにより前記車輪に伝達されるトルクを制御するトルク伝達装置とを有するハイブリッド車の制御装置において、車両に対する加速要求を判断する加速要求判断手段と、この加速要求判断手段により判断された加速要求に対応して前記車輪に伝達するべきトルクの増加分を、前記モータ・ジェネレータの機能により発生させることが可能か否かを、このモータ・ジェネレータに電力を供給する電源の充電量に基づいて判断する可否判断手段と、前記車輪に伝達するべきトルクを前記加速要求に対応して増加する際に、前記可否判断の判断結果に基づいて、前記モータ・ジェネレータまたは前記トルク伝達装置の制御内容を異ならせるトルク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制御装置。
【請求項３】前記摩擦係合装置の係合・解放状態を、前記可否判断手段の判断結果以外の所定条件に基づいて制御する通常制御手段を有し、前記可否判断手段には、前記電源の充電量が所定値以上あるか否かを判断する機能が含まれており、前記トルク制御手段には、前記充電量が所定値以上ある場合は前記摩擦係合装置の係合・解放状態を変更することなく、前記モータ・ジェネレータのみにより前記加速要求に対応するトルクの増加分を発生させる機能と、前記充電量が所定値未満である場合は前記通常制御手段の制御内容により前記加速要求に対応するトルクの増加分を発生させる機能とが含まれていることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車の制御装置。
【請求項４】前記摩擦係合装置の係合・解放状態を、前記可否判断手段の判断結果以外の所定条件に基づいて制御する通常制御手段を有し、前記トルク制御手段には、前記可否判断手段により、前記加速要求に対応するトルクの増加分を前記モータ・ジェネレータにより発生させることができないと判断された場合は、前記通常制御手段の制御内容により前記加速要求に対応するトルクの増加分を発生させる機能が含まれていることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車の制御装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、異なる種類の駆動力源が搭載されたハイブリッド車の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、２種類以上の駆動力源を搭載したハイブリッド車が提案されている。このようなハイブリッド車においては、各々の駆動力源の有する特性を生かしつつ、駆動力源同士で相互に欠点を補うことにより、総合的な効率の向上を図ることが可能である。このようなハイブリッド車の制御装置の一例が、特開平９－１６８１０４号公報に記載されている。この公報に記載された制御装置は、エンジンの出力軸にモータ・ジェネレータが設けられている。
【０００３】また、エンジンの出力軸は、トルクコンバータ（トルク伝達可変装置）を介して変速機に連結されている。このトルクコンバータは、流体式トルク伝達装置であり、回転部材同士を機械的に接続する直結クラッチ（摩擦係合装置）が設けられている。上記モータ・ジェネレータは、エンジンとトルクコンバータとの間に配置されている。また、モータ・ジェネレータには、インバータを介してバッテリが接続されている。この公報に記載されたハイブリッド車によれば、エンジンまたはモータ・ジェネレータの少なくとも一方の動力を車輪に伝達することが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、車両に搭載されているトルクコンバータの直結クラッチの係合・解放は、基本的には車速およびアクセル開度をパラメータとするマップに基づいて制御される。言い換えれば、エンジンの出力軸と変速機構の入力軸との間におけるトルク伝達状態が制御される。
【０００５】また、車両に搭載されている電子制御式の自動変速機（トルク伝達装置）は、複数組の遊星歯車機構と、これらの遊星歯車機構のトルク伝達経路を切り換える摩擦係合装置と、摩擦係合装置を係合・解放させる油圧制御装置とを備えている。そして、この種の自動変速機は、基本的には車速およびアクセル開度をパラメータとする変速線図に基づいて摩擦係合装置の係合・解放状態が切り換えられて、その変速比が制御される。言い換えれば、変速機構の入力軸と出力軸との間におけるトルク伝達状態が制御される。
【０００６】しかしながら、直結クラッチ付きのトルクコンバータ、および上記の自動変速機が搭載されたハイブリッド車においては、直結クラッチが係合されている状態で加速要求が発生すると、直結クラッチの解放または自動変速機の摩擦係合装置の係合・解放状態の切り換えによるダウンシフトのうちの少なくとも一方がおこなわれ、ショックが発生する可能性があった。
【０００７】この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、車速の変更要求に応じたトルクを変更する場合のショックを抑制することの可能なハイブリッド車の制御装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、エンジンと車輪との間に形成されたトルク伝達経路で伝達されるトルクを制御するモータ・ジェネレータと、摩擦係合装置の係合・解放の切り換えにより、前記トルク伝達経路で伝達されるトルクを制御するトルク伝達装置とを有するハイブリッド車の制御装置において、車両に対する速度変更要求を判断する速度変更要求判断手段と、前記トルク伝達経路で伝達されるトルクを、前記速度変更要求判断手段により判断された速度変更要求に対応して前記モータ・ジェネレータの機能により制御することが可能か否かを判断する可否判断手段と、前記トルク伝達経路で伝達されるトルクを前記速度変更要求に対応して制御する際に、前記可否判断手段の判断結果に基づいて、前記モータ・ジェネレータまたは前記トルク伝達装置によるトルクの制御内容を異ならせるトルク制御手段とを備えていることを特徴とするものである。ここで、速度変更要求には、加速要求と減速要求とが含まれる。また、モータ・ジェネレータのトルクには、正のトルクと負のトルクとが含まれる。
【０００９】請求項１の発明によれば、トルク伝達経路で伝達されるトルクを、速度変更要求に対応して制御する場合に、モータ・ジェネレータの機能によりおこなうことが可能な場合と不可能な場合とで、モータ・ジェネレータまたはトルク伝達装置の制御内容が異なる。
【００１０】請求項２の発明は、エンジンと車輪との間に形成されたトルク伝達経路に配置され、かつ、前記車輪に伝達されるトルクを制御するモータ・ジェネレータと、前記トルク伝達経路に配置され、かつ、摩擦係合装置の係合・解放の切り換えにより前記車輪に伝達されるトルクを制御するトルク伝達装置とを有するハイブリッド車の制御装置において、車両に対する加速要求を判断する加速要求判断手段と、この加速要求判断手段により判断された加速要求に対応して前記車輪に伝達するべきトルクの増加分を、前記モータ・ジェネレータの機能により発生させることが可能か否かを、このモータ・ジェネレータに電力を供給する電源の充電量に基づいて判断する可否判断手段と、前記車輪に伝達するべきトルクを前記加速要求に対応して増加する際に、前記可否判断の判断結果に基づいて、前記モータ・ジェネレータまたは前記トルク伝達装置の制御内容を異ならせるトルク制御手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】請求項２の発明によれば、モータ・ジェネレータに電力を供給する電源の充電量に基づいて、加速要求に対応するトルクの増加分をモータ・ジェネレータの制御によりおこなうことが可能か否かが判断され、その判断結果により、モータ・ジェネレータまたはトルク伝達装置の制御内容が異なる。
【００１２】請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記摩擦係合装置の係合・解放状態を、前記可否判断手段の判断結果以外の所定条件に基づいて制御する通常制御手段を有し、前記可否判断手段には、前記電源の充電量が所定値以上あるか否かを判断する機能が含まれており、前記トルク制御手段には、前記充電量が所定値以上ある場合は前記摩擦係合装置の係合・解放状態を変更することなく、前記モータ・ジェネレータのみにより前記加速要求に対応するトルクの増加分を発生させる機能と、前記充電量が所定値未満である場合は前記通常制御手段の制御内容により前記加速要求に対応するトルクの増加分を発生させる機能とが含まれていることを特徴とするものである。
【００１３】請求項３の発明によれば、請求項２の作用に加えて、充電量が所定値以上ある場合は、モータ・ジェネレータのみにより加速要求に対応するトルクの増加分が発生し、充電量が所定値未満であると判断されている場合は通常制御手段の制御内容により加速要求に対応するトルクの増加分が発生する。
【００１４】請求項４の発明は、請求項２の構成に加えて、前記摩擦係合装置の係合・解放状態を、前記可否判断手段の判断結果以外の所定条件に基づいて制御する通常制御手段を有し、前記トルク制御手段には、前記可否判断手段により、前記加速要求に対応するトルクの増加分を前記モータ・ジェネレータにより発生させることができないと判断された場合は、前記通常制御手段の制御内容により前記加速要求に対応するトルクの増加分を発生させる機能が含まれていることを特徴とするものである。
【００１５】請求項４の発明によれば、請求項２の作用に加えて、加速要求に対応するトルクの増加分をモータ・ジェネレータにより発生させることができない場合は、通常制御手段の制御内容により加速要求に対応するトルクの増加分が発生する。
【００１６】
【発明の実施の形態】つぎにこの発明を図を参照してより具体的に説明する。図２は、この発明を適用したハイブリッド車のパワートレーンの構成を示すスケルトン図、図３は、図２のハイブリッド車のシステムの構成を示すブロック図、図４は、ハイブリッド車の制御回路を示すブロック図である。この実施形態におけるハイブリッド車は、第１の駆動力源であるエンジン１と、第２の駆動力源であるモータ・ジェネレータ２とを有する。そして、エンジン１の出力側にモータ・ジェネレータ２が配置されている。また、モータ・ジェネレータ２と車輪３との間の動力伝達経路にはトルクコンバータ４が配置され、上記動力伝達経路におけるトルクコンバータ４と車輪３との間には、自動変速機５が配置されている。
【００１７】上記エンジン１としては、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンまたはＬＰＧエンジン等の内燃機関が用いられる。このエンジン１は、始動装置（スタータモータ）６、燃料噴射装置７、吸排気装置８、点火装置９、冷却装置１０等を備えた公知の構造のものである。
【００１８】また、エンジン１の吸気管には電子スロットルバルブ１１が設けられており、電子スロットルバルブ１１の開度が電気的に制御されるように構成されている。エンジン１のクランクシャフト１２と、モータ・ジェネレータ２の回転軸１３との間の動力伝達経路にはクラッチ１４が設けられており、このクラッチ１４の係合・解放により、クランクシャフト１２と回転軸１３との間の動力伝達経路が接続もしくは遮断される。さらに、クラッチ１４とクランクシャフト１２との間の動力伝達経路にはダンパ１５が設けられている。
【００１９】モータ・ジェネレータ２は、例えば交流同期型のものが適用される。モータ・ジェネレータ２は、永久磁石を有する回転子１６と、コイルが巻き付けられた固定子１７とを備えている。そして、コイルの３相巻き線に３相交流電流を流すと回転磁界が発生し、この回転磁界を回転子１６の回転位置および回転速度に合わせて制御することによりトルクが発生する。モータ・ジェネレータ２により発生するトルクは電流の大きさにほぼ比例し、モータ・ジェネレータ２の回転数は、交流電流の周波数により制御される。そして、このモータ・ジェネレータ２は電気エネルギを機械エネルギに変換する電動機としての機能と、機械エネルギを電気エネルギに変換する発電機としての機能とを有する。
【００２０】前記トルクコンバータ４は、駆動側部材のトルクを流体を介して従動側部材に伝達する機能を備えており、このトルクコンバータ４は、ポンプインペラ１８に一体化させたフロントカバー１９と、自動変速機５の入力軸２０に連結されたタービンランナ２１と、ポンプインペラ１８から流体を介してタービンランナ２１に伝達されるトルクを増幅するためのステータ２２とを有する。そして、フロントカバー１９が回転軸１３に対して接続されている。上記構成のトルクコンバータ４は、回転軸１３と入力軸２０との間の速度比が所定の範囲（トルクコンバーターレンジ）にある場合は、そのトルク比が「１」を越えており、速度比の増加にともなってトルク比が低下する特性を備えている。そして、速度比が所定値、すなわちカップリングポイントに到達した状態においてはトルク比が「１」になる特性を備えている。
【００２１】さらに、フロントカバー１９の内部には、係合・解放可能なロックアップクラッチ２３が設けられており、ロックアップクラッチ２３の係合・解放により、回転軸１３と入力軸２０との間におけるトルク伝達状態（言い換えればトルク比）が変更される。なお、ロックアップクラッチ２３の係合には、完全係合とスリップとが含まれる。
【００２２】前記自動変速機５は複数の遊星歯車機構２４と、これらの遊星歯車機構２４のトルク伝達経路を切り換えるために係合・解放される複数の摩擦係合装置２５とを備えた公知の構造のものである。これらの摩擦係合装置２５の係合・解放状態の切り換えにより、自動変速機５の変速比（つまり変速段）が制御される。言い換えれば、摩擦係合装置２５の係合・解放の切り換えにより、入力軸２０と出力軸２８との間におけるトルク伝達状態（言い換えればトルク比）が変更される。この自動変速機５は、例えば前進段において第１速～第５速のいずれかが設定されるように構成されている。一方、油圧制御装置２６が設けられており、この油圧制御装置２６により、自動変速機５の変速段の設定または切り換え制御、ロックアップクラッチ２３の係合・解放やスリップ制御、摩擦係合装置２５に作用する油圧の油圧回路におけるライン圧の制御、摩擦係合装置２５の係合圧の制御などがおこなわれる。
【００２３】この油圧制御装置２６は電気的に制御されるもので、自動変速機５の変速を実行するための第１ないし第３のシフトソレノイドバルブＳ1 ，～Ｓ3 と、エンジンブレーキ状態を制御するための第４ソレノイドバルブＳ4 とを備えている。さらに、油圧制御装置２６は、油圧回路のライン圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLTと、自動変速機５の変速過渡時におけるアキュームレータ背圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLNと、ロックアップクラッチ２３や所定の摩擦係合装置の係合圧を制御するためのリニアソレノイドバルブＳLUとを備えている。
【００２４】さらに、自動変速機５のケーシングの内部には、オイルポンプ２７が設けられている。このオイルポンプ２７は、油圧制御装置２６により制御される油圧の元圧を発生する機能を備えている。そして、回転軸１３の動力がポンプインペラ１８を介してオイルポンプ２７に伝達され、この動力によりオイルポンプ２７が駆動される構成になっている。つまり、オイルポンプ２７は、エンジン１の動力またはモータ・ジェネレータ２の動力のいずれでも駆動することが可能である。
【００２５】前記自動変速機５の出力軸２８にはプロペラシャフト２９が接続されており、このプロペラシャフト２９が差動装置３０に接続されている。なお、この差動装置３０は最終減速装置としての機能をも備えている。そして、差動装置３０にアクスルシャフト３１が接続され、アクスルシャフト３１に対して車輪３が取り付けられている。
【００２６】つぎに、図３に基づいて、モータ・ジェネレータ２の制御回路を説明する。モータ・ジェネレータ２と、モータ・ジェネレータ２に電力を供給するメインバッテリ３２との間の回路にはインバータ３３が配置されている。メインバッテリ３２の定格電圧は、例えば２８８Ｖに設定されている。インバータ３３は、メインバッテリ３２の直流電流を３相交流電流に変換してモータ・ジェネレータ２に供給する一方、モータ・ジェネレータ２で発電された３相交流電流を直流電流に変換してメインバッテリ３２に供給する３相ブリッジ回路（図示せず）を備えている。この３相ブリッジ回路は、例えば６個のパワートランジスタ（図示せず）を電気的に接続して構成され、これらのパワートランジスタのオン・オフを切り換えることにより、モータ・ジェネレータ２とメインバッテリ３２との間の電流の向きを切り換える。このようにして、３相交流電流と直流電流との相互の変換と、モータ・ジェネレータ２に印可される３相交流電流の周波数の調整と、モータ・ジェネレータ２に印可される３相交流電流の大きさの調整と、モータ・ジェネレータ２の回生制動トルクの大きさの調整とがおこなわれる。
【００２７】前記メインバッテリ３２の正極とインバータ３３との間の回路には、第１のシステムメインリレーSMR1が配置されている。また、第１のシステムメインリレーSMR1と相互に並列に第３のシステムメインリレーSMR3が配置されているとともに、第２のシステムメインリレーSMR2に対して直列に制限抵抗３４が配置されている。さらに、メインバッテリ３２の負極とインバータ３３との間の回路には、第３のシステムメインリレーSMR3が配置されている。これら第１ないし第３のシステムメインリレーSMR1ないしSMR3は、モータ・ジェネレータ２とメインバッテリ３２との間に形成されている高電圧回路の接続・遮断をおこなう機能を有する。
【００２８】また、前記メインバッテリ３２は、所定電圧のセルを複数直列に配置することにより１モジュールを構成したものであり、複数のモジュールを２つのホルダーに分割して直列に接続した構成が採用されている。このメインバッテリ３２の回路には、安全プラグ３５が接続されている。
【００２９】さらに、インバータ３３と第２のシステムメインリレーSMR2との間、およびインバータ３３と第３のシステムメインリレーSMR3との間には、DCDCコンバータ３６が接続されている。このDCDCコンバータ３６には補機バッテリ３７が接続されている。補機バッテリ３７の定格電圧は、例えば１２Ｖに設定されている。このDCDCコンバータ３６は、メインバッテリ３２の直流電圧を所定電圧に降圧し、補機バッテリ３７に充電する機能を有する。この補機バッテリ３７は、エアコン用コンプレッサ、メインバッテリ３２を冷却するウォーターポンプ５１などに電力を供給する機能を有する。
【００３０】一方、メインバッテリ３２には、メインバッテリ用電子制御装置３８を介してハイブリッド用電子制御装置３９が接続されているとともに、インバータ３３には、モータ・ジェネレータ用電子制御装置４０を介してハイブリッド用電子制御装置３９が接続されている。メインバッテリ用電子制御装置３８、ハイブリッド用電子制御装置３９、モータ・ジェネレータ用電子制御装置４０は、それぞれ、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）ならびに入力・出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。
【００３１】そして、メインバッテリ３２とメインバッテリ用電子制御装置３８とが相互にデータ通信可能に接続され、メインバッテリ用電子制御装置３８とハイブリッド用電子制御装置３９とが相互にデータ通信可能に接続されている。また、インバータ３３とモータ・ジェネレータ用電子制御装置４０とが相互にデータ通信可能に接続され、モータ・ジェネレータ用電子制御装置４０とハイブリッド用電子制御装置３９とが相互にデータ通信可能に接続されている。
【００３２】前記メインバッテリ用電子制御装置３８は、メインバッテリ３２の充電量ＳＯＣを検出するとともに、メインバッテリ３２とモータ・ジェネレータ２との間に流れる電流の電流値を検出する機能を有する。モータ・ジェネレータ用電子制御装置４０は、ハイブリッド用電子制御装置３９からの信号により、インバータ３３を介してモータ・ジェネレータ２を制御する機能を有する。
【００３３】さらに、ハイブリッド用電子制御装置３９には、変速機用電子制御装置４１と、エンジン用電子制御装置４２と、ブレーキ用電子制御装置４３と、エアコン用電子制御装置４４とが接続されている。そして、変速機用電子制御装置４１と、エンジン用電子制御装置４２と、ブレーキ用電子制御装置４３と、エアコン用電子制御装置４４とは、それぞれ、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）ならびに入力・出力インターフェースを主体とするマイクロコンピュータにより構成されている。そして、ハイブリッド用電子制御装置３９と、変速機用電子制御装置４１およびエンジン用電子制御装置４２およびブレーキ用電子制御装置４３およびエアコン用電子制御装置４４とが、相互にデータ通信可能に接続されている。上記各電子制御装置は、補機バッテリ３７を電源として起動される。
【００３４】また、変速機用電子制御装置４１には、自動変速機５の変速比を制御するために、車両の走行状態、例えば車速およびアクセル開度をパラメータとする変速線図が記憶されている。さらに、変速機用電子制御装置４１には、車速およびアクセル開度をパラメータとしてロックアップクラッチ２３の係合・解放を制御するロックアップクラッチ制御マップが記憶されている。
【００３５】図５には、ロックアップクラッチ制御マップを兼ねた変速線図の一例が示されている。この変速線図において、所定の変速段から所定の変速段にアップシフトするアップシフト線が実線で示され、所定の変速段から所定の変速段にダウンシフトするダウンシフト線が破線で示されている。なお、図５において、各数字は自動変速機５の変速段を意味しており、各矢印は所定の変速段から所定の変速段にアップシフトもしくはダウンシフトすることを意味している。
【００３６】また、図５のロックアップクラッチ制御マップにおいて、ロックアップクラッチ２３を解放（オフ）状態から係合（オン）状態に切り換える係合線が二点鎖線で示され、ロックアップクラッチ２３を係合状態から解放状態に切り換える解放線が一点鎖線で示されている。なお、矢印はロックアップクラッチ２３が、係合状態と解放状態とで相互に切り換えられることを意味している。
【００３７】さらに、シフトレバー４５のシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ４６の信号が変速機用電子制御装置４１に入力されている。このシフトレバー４５により、例えば、Ｐ（パーキング）ポジション、Ｒ（リバース）ポジション、Ｎ（ニュートラル）ポジション、Ｄ（ドライブ）ポジション、２ポジション、Ｌ（ロー）ポジションなどを選択することが可能に構成されている。そして、このシフトポジションセンサの信号に基づいて、ハイブリッド用電子制御装置３９から制御信号が出力され、この制御信号に基づいて、油圧制御装置２６の各種のリニアソレノイドバルブなどのアクチュエータが制御される。
【００３８】また、アクセルペダル４７の踏み込み量、すなわちアクセル開度を検出するアクセル開度センサ４８の信号がエンジン用電子制御装置４２に入力されている。そして、アクセル開度センサ４８の信号およびシフトポジションセンサ４６の信号に基づいてエンジン１の出力、自動変速機５の変速比（変速段）、モータ・ジェネレータ２のトルクが演算され、車両の駆動力が制御される。ここで、エンジン１の出力は、電子スロットルバルブ１１の開度制御、燃料噴射装置７の燃料噴射量制御、点火装置９の点火時期制御などにより調整される。また、自動変速機５の変速比は油圧制御装置２６により制御される。さらに、モータ・ジェネレータ２のトルクは電流値により制御される。
【００３９】また、ハイブリッド車は、油圧ブレーキ装置（図示せず）を備えており、この油圧ブレーキ装置は、ブレーキペダル４９、マスターシリンダ、ホイールシリンダ、ホイールシリンダに作用する油圧を制御するアクチュエータなどを有する公知のものである。そして、ブレーキ用電子制御装置４３にはブレーキペダル４９の踏み込み量を検出するセンサの信号が入力されており、ブレーキペダル４９の踏み込み量に基づいて車両に対する制動要求が判断される。この判断結果に基づいて、油圧ブレーキ装置が分担するべき制動力と、モータ・ジェネレータ２の機能により分担するべき制動力（回生制動力）とが演算され、その演算結果に基づいて、モータ・ジェネレータ２の回生制動トルクおよび油圧ブレーキ装置のホイールシリンダの油圧が制御される。
【００４０】また、エアコン用電子制御装置４４にはエアコンスイッチ５０の信号が入力されている。このエアコンスイッチ５０の信号に基づいてエアコン用コンプレッサの駆動が制御される。なお、ハイブリッド用電子制御装置３９には各種センサ５２の信号が入力されているとともに、これらのセンサ５２の信号もしくはその他のセンサやスイッチの信号に基づいて、各種のアクチュエータ５３に対する制御信号が出力される。これらのセンサ５２には、シフトポジションセンサ４６、アクセル開度センサ４８、入力軸２０の回転数（言い換えればタービン回転数）を検出する入力軸回転数センサ６１、出力軸２８の回転数を検出する出力軸回転数センサ６２などが含まれる。この出力軸回転数センサ６２の信号に基づいて車速が演算される。
【００４１】また、アクチュエータ５３には、油圧制御装置２６の各種のリニアソレノイドバルブ、油圧ブレーキ装置のアクチュエータ、電子スロットルバルブ１１の開度を制御するアクチュエータ、クラッチ１４を係合・解放させるアクチュエータなどが含まれる。
【００４２】つぎに、ハイブリッド用電子制御装置３９における入出力信号を、図４に基づいて総括的に説明する。ハイブリッド用電子制御装置３９に対しては、補機バッテリ３７の充電量ＳＯＣを検出する補機バッテリ用電子制御装置５４の信号、イグニッションキーの操作位置を検出するイグニッションスイッチ５５の信号、メインバッテリ用電子制御装置３８の信号、インバータ３３の温度を示す信号、メインバッテリ３２の電圧を示すメインバッテリ用電子制御装置３８の信号、モータ・ジェネレータ２の回転数および回転角度を検出するレゾルバ５７の信号、エンジン用電子制御装置４２の信号、変速機用電子制御装置４１の信号、ブレーキ用電子制御装置４３の信号、エアコン用電子制御装置４４の信号、エンジン用電子制御装置４２の信号系統に異常が発生したときのダイアグノーシス信号、車両の衝突時に膨張・展開するエアバッグ装置（図示せず）を制御するエアバッグ用電子制御装置５８の信号、ストップランプスイッチ５９の信号、インターロックスイッチ６０の信号などが入力されている。
【００４３】一方、ハイブリッド用電子制御装置３９からは、始動装置６に対する駆動信号（スタータ信号）、始動装置６のスタータリレーに対する制御信号、ハイブリッドシステムにおける各種のリレー５６に対する制御信号、第１ないし第３のシステムメインリレーSMR1ないしSMR3に対する駆動信号、DCDCコンバータ３６に対する駆動信号または停止信号、インバータ３３に対する停止要求信号、インバータ３３の３相、すなわちＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対する駆動信号、エンジン用電子制御装置４２に対する制御信号、変速機用電子制御装置４１に対する制御信号、ブレーキ用電子制御装置４３に対する信号、エアコン用電子制御装置４４に対する信号などが出力されている。
【００４４】ここで、上記ハイブリッド車の構成と、この発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、ロックアップクラッチ２３がこの発明の摩擦係合装置に相当し、トルクコンバータ２または自動変速機５がこの発明のトルク伝達装置に相当し、メインバッテリ３２がこの発明の電源に相当する。また、モータ・ジェネレータ２、トルクコンバータ４、自動変速機５、プロペラシャフト２９、差動装置３０、アクスルシャフト３１などにより、この発明のトルク伝達経路が構成されている。
【００４５】上記ハード構成を有するハイブリッド車の制御内容を簡単に説明する。すなわち、アクセル開度および車速ならびにその他の条件に基づいて電子スロットルバルブ１１の開度制御をおこなう。また、アクセルペダル４７の操作状態、およびブレーキペダル４９の操作状態に基づいて、車両に対する速度変更要求（言い換えれば駆動力の変更要求）が判断される。具体的には加速要求もしくは減速要求が判断される。そして、現在のアクセル開度およびシフトポジションに基づいて、必要な駆動力が判断され、エンジン１の出力、自動変速機５の変速比、モータ・ジェネレータ２のトルクなどが制御される。
【００４６】ここで、自動変速機５の変速比、つまり変速段は、図５に示す変速線図に基づいて制御される。言い換えれば、自動変速機５の入力軸２０と出力軸２８との間におけるトルク比が制御される。さらに、ロックアップクラッチ２３の係合・解放は、図５に示すロックアップクラッチ制御マップに基づいて制御される。言い換えれば、回転軸１３と入力軸２０との間のトルク比が制御される。なお、この実施形態においては、図５に示す変速線図またはロックアップクラッチ制御マップ以外の条件に基づいて、自動変速機５の変速比またはロックアップクラッチ２３の係合・解放を制御することも可能である。これらの制御内容については後述する。
【００４７】そして、クラッチ１４が係合された状態においては、エンジン１またはモータ・ジェネレータ２のうちの少なくとも一方の動力を、自動変速機５、プロペラシャフト２９を介して車輪３に伝達することが可能である。これとは逆に、クラッチ１４が解放された状態においては、モータ・ジェネレータ２の動力のみを、自動変速機５、プロペラシャフト２９を介して車輪３に伝達することが可能である。また、メインバッテリ３２の充電量ＳＯＣが所定値以下になった場合は、エンジン１の動力の一部をモータ・ジェネレータ２に伝達して発電機として機能させ、その電気エネルギをメインバッテリ３２に充電することも可能である。
【００４８】一方、車両の減速時に、クラッチ１４が係合されている場合は、車輪３を介して入力される運動エネルギをエンジン１に伝達することにより、エンジンブレーキ力を発生させることが可能である。また、前記運動エネルギの一部をモータ・ジェネレータ２に入力することにより、モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させ、回生制動力（回生制動トルク）を発生させることも可能である。モータ・ジェネレータ２により回生制動力を発生させる場合は、クラッチ１４を解放することも可能である。
【００４９】つぎに、車両に対する速度変更要求に基づいて、ロックアップクラッチ２３の係合・解放状態、または自動変速機５の変速比を制御する場合のフローチャートを図１に基づいて説明する。まず、各種のセンサやスイッチの検出信号が各種の電子制御装置に入力され、これらの信号が処理される（ステップ１００）。そして、図５に示すロックアップクラッチ制御マップに基づいて、ロックアップクラッチ２３が係合状態にあるか否かが判断される（ステップ１０１）。
【００５０】ステップ１０１で否定判断された場合は、車両の走行に関連する制御、例えばその時点におけるアクセル開度、車速などの各種の条件に基づいて、エンジン１またはモータ・ジェネレータ２により分担するべきトルクの演算などがおこなわれるとともに（ステップ１０５）、これらの演算結果に対応する信号を出力し（ステップ１０６）、リターンされる。
【００５１】前記ステップ１０１で肯定判断された場合は、加速要求があるか否かが判断される（ステップ１０２）。加速要求があるか否かは、例えば、図５に示すロックアップクラッチ制御マップを基準として、アクセル開度および車速が、係合されているロックアップクラッチ２３を解放させるべき状態に変化する第１の加速要求態様が成立したか否かにより判断することが可能である。また、図５に示す変速線図を基準として、アクセル開度および車速が、自動変速機５の変速段を所定の変速段から所定の変速段にダウンシフトさせるべき状態に変化する第２の加速要求態様が成立したか否かにより判断することも可能である。
【００５２】そして、上記２つの加速要求態様のうち少なくとも一方が成立した場合はステップ１０２で肯定判断され、車速およびスロットル開度に基づいて、加速要求に対応するトルクの不足分が演算され、不足分のトルクをモータ・ジェネレータ２により確保することが可能であるか否かが判断される（ステップ１０３）。図１の制御例においては、ステップ１０３の判断基準として、メインバッテリ３２の充電量ＳＯＣが所定値以上あるか否かを用いている。この所定値は、予めメインバッテリ用電子制御装置３８またはハイブリッド用電子制御装置３９に予め記憶されている。なお、この所定値は、固定された値、または前記加速要求の程度に応じて異なった値のいずれでもよい。
【００５３】ステップ１０３で肯定判断された場合は、ロックアップクラッチ２３の係合が継続され、かつ、前記加速要求に対応する不足分のトルク（正のトルク）がモータ・ジェネレータ３から出力されて駆動力が高められ（ステップ１０４）、前述したステップ１０５に進む。すなわち、ステップ１０２において、第１の加速要求態様が成立している場合は、ロックアップクラッチ２３を解放することにより、トルクコンバータ２をトルクコンバーターレンジに切り換え、そのトルク増幅機能により伝達トルクを増大させ、かつ、駆動力を高める必要性がある。
【００５４】これに対して、ステップ１０４により確保されるトルクおよび駆動力は、ロックアップクラッチ２３の解放により発生するトルクおよび駆動力と同等のものになる。なお、メインバッテリ３２の充電量ＳＯＣが、加速要求に対応するトルクをモータ・ジェネレータ２によりアシストすることが可能な状態にある限り、ロックアップクラッチ２３の解放はおこなわれず、かつ、自動変速機５のダウンシフトもおこなわれない。
【００５５】また、ステップ１０２において、第２の加速要求態様が成立している場合は、自動変速機５をダウンシフトさせて伝達トルクを増大することにより、駆動力を高める必要性がある。これに対して、ステップ１０４の制御をおこなうことにより確保されるトルクおよび駆動力は、自動変速機５のダウンシフトにより発生するトルクおよび駆動力と同等のものになる。したがって、自動変速機５のダウンシフトをおこなうことなく、モータ・ジェネレータ２のアシストトルクにより加速性が維持される。
【００５６】一方、前記ステップ１０３で否定判断された場合は、加速要求以外の所定条件、つまり、前述した変速線図またはロックアップクラッチ制御マップに基づく制御内容により、加速要求に対応するトルクが確保され（ステップ１０７）、ステップ１０５に進む。ステップ１０７においては、第１の制御態様または第２の制御態様のいずれかを選択することが可能であるまず、第１の制御態様は、アクセル開度の増大割合が大きい場合に対応するものである。この第１の制御態様によれば、ロックアップクラッチ制御マップに基づいて、ロックアップクラッチ２３が解放され、図５に示す変速線図に基づいて、自動変速機５がダウンシフトされる。これに対して、第２の制御態様は、アクセル開度の増大割合が小さい場合に対応するものである。第２の制御態様によれば、ロックアップクラッチ制御マップに基づいて、ロックアップクラッチ２３を係合したまま、自動変速機５のダウンシフトがおこなわれる。
【００５７】なお、前記ステップ１０２で否定判断された場合は、ロックアップクラッチ２３の係合が継続され（ステップ１０８）、ステップ１０５に進む。ここで、図１に示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明する。すなわち、ステップ１０２がこの発明の速度変更要求判断手段または加速要求判断手段に相当し、ステップ１０３がこの発明の可否判断手段に相当し、ステップ１０４，１０７がこの発明のトルク制御手段に相当し、ステップ１０７がこの発明の通常制御手段に相当する。
【００５８】図６は、上記制御例に対応するタイムチャートの一例を示す。ロックアップクラッチの係合・解放制御は、ステップ１０７の第１の制御態様に対応するものであり、モータ・ジェネレータアシスト制御は、ステップ１０４に対応するものである。まず、ロックアップクラッチの係合・解放制御について説明する。アクセル開度が一定に維持されている状態においては、スロットル開度が一定に制御され、出力軸回転数（車速）が徐々に増大している。また、自動変速機５の変速段は第５速が設定され、ロックアップクラッチ２３が係合されている。
【００５９】そして、時刻ｔ１以後にアクセル開度が増大して加速要求が発生し、かつ、スロットル開度も増大し、さらには出力軸回転数も徐々に増大している。その後、時刻ｔ２に到達した時点でロックアップクラッチ２３が解放されるとともに、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間は、アクセル開度およびスロットル開度が一定に制御されている。
【００６０】ついで、時刻ｔ４以後にアクセル開度およびスロットル開度が減少し、これにともない出力軸回転数が徐々に低下している。そして、時刻ｔ６においてロックアップクラッチ２３が再び係合され、時刻ｔ７以後はアクセル開度およびスロットル開度が一定に制御されている。なお、上記制御中、モータ・ジェネレータ２のトルクは常時「零」に制御されている。
【００６１】つぎに、モータ・ジェネレータアシスト制御について説明する。時刻ｔ１までの間は、自動変速機５の変速段が第５速に設定されているとともに、ロックアップクラッチ２３が係合され、かつ、スロットル開度が一定に制御されている。また、モータ・ジェネレータ２のトルクは「零」に制御されている。そして、時刻ｔ１以降はスロットル開度が増大しているとともに、時刻ｔ２以降はスロットル開度が一定に制御されている。さらに、時刻ｔ２以降はモータ・ジェネレータ２から正のトルクが出力され、そのトルクが徐々に増大している。そして、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間は、モータ・ジェネレータ２のトルクが一定に制御され、時刻ｔ４以降はモータ・ジェネレータ２のトルクが徐々に減少している。さらに、時刻ｔ５以降はモータ・ジェネレータ２のトルクが「零」に制御され、時刻ｔ５から時刻ｔ７までの間はスロットル開度が徐々に減少し、時刻ｔ７以降は一定の開度に制御されている。
【００６２】以上のように、この制御例によれば、加速要求に対応するトルクの不足分を、モータ・ジェネレータ２の制御により確保することが可能か否かが、メインバッテリ３２の充電量ＳＯＣに基づいて判断されている。そして、モータ・ジェネレータ２の制御により、加速要求に対応する不足分のトルクを確保することが可能と判断された場合は、モータ・ジェネレータ２の電流値の制御により、モータ・ジェネレータ２から出力されるトルク（正のトルク）が増加し、加速要求に対応する駆動力が確保されて加速性が維持される。
【００６３】このため、加速要求が生じた場合においても、ロックアップクラッチ２３の係合状態から解放状態への切り換え、または自動変速機５の摩擦係合装置の係合・解放によるダウンシフトをおこなう必要がない。したがって、トルク伝達経路を介して車輪３に伝達されるトルクの急激な変動が抑制されてショックを回避することができ、スムーズな加速によりドライバビリティが向上する。
【００６４】上記図１のフローチャートにおいて、ステップ１０３の判断基準として、メインバッテリ３２の充電量ＳＯＣの他に、モータ・ジェネレータ２自体またはモータ・ジェネレータ２の制御システムが正常であるか否か、またはメインバッテリ３２やインバータ３３の温度が所定値以下であるか否かなどを用いることも可能である。この場合、所定値はいずれかの電子制御装置に予め記憶されている。なお、この発明は、自動変速機またはトルクコンバータのいずれか一方を備えているハイブリッド車にも適用可能である。また、この発明において、速度変更要求判断手段には、減速要求を判断する機能が含まれており、可否判断手段には、この速度変更判断手段により判断された減速要求に対応する負のトルク（回生制動トルク）を、モータ・ジェネレータの機能により制御することが可能か否かを判断する機能が含まれている。
【００６５】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、トルク伝達経路で伝達されるトルクを、速度変更要求に対応してモータ・ジェネレータの機能により制御することが可能な場合と不可能な場合とで、モータ・ジェネレータまたはトルク伝達装置の制御内容が異なる。このため、例えば、モータ・ジェネレータの制御により、速度変更要求に対応するトルクの変更をおこなうことができる場合は、摩擦係合装置の係合・解放の切り換えがおこなわれない。したがって、トルク伝達経路で伝達されるトルクの急激な変動が抑制されてショックを回避することができ、スムーズな速度変更によりドライバビリティが向上する。
【００６６】請求項２の発明によれば、モータ・ジェネレータに電力を供給する電源の充電量に基づいて、加速要求に対応するトルクの増加分をモータ・ジェネレータの制御に発生させることが可能か否かが判断され、その判断結果により、モータ・ジェネレータまたはトルク伝達装置の制御内容が異なる。このため、たとえば、モータ・ジェネレータの制御により、加速要求に対応する不足分のトルクを確保することができる場合は、摩擦係合装置の係合・解放の切り換えがおこなわれない。したがって、トルク伝達経路で伝達されるトルクの急激な変動が抑制されてショックを回避することができ、スムーズな加速によりドライバビリティが向上する。
【００６７】請求項３の発明によれば、請求項２の効果に加えて、充電量が所定値以上ある場合は、モータ・ジェネレータの機能のみにより加速要求に対応するトルクの増加分が確保され、充電量が所定値未満であると判断されている場合は通常制御手段の制御内容により加速要求に対応するトルクの増加分が確保される。したがって、電源の充電量に関わりなく、加速要求に応じた駆動力が得られ、ドライバビリティが一層向上する。
【００６８】請求項４の発明によれば、請求項２の効果に加えて、加速要求に対応するトルクの増加分をモータ・ジェネレータの機能により得ることができない場合は、通常制御手段の制御内容により加速要求に対応するトルクの増加分が確保される。したがって、電源の充電量に関わりなく、加速要求に応じた駆動力が得られ、ドライバビリティが一層向上する。

【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１１月１１日（１９９８．１１．１１）
【代理人】	【識別番号】１０００８３９９８【弁理士】【氏名又は名称】渡辺丈夫
【公開番号】	特開２０００－１５２４１７（Ｐ２０００－１５２４１７Ａ）
【公開日】	平成１２年５月３０日（２０００．５．３０）
【出願番号】	特願平１０－３２１１３７