(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行時の動力源として備えており、
走行条件に応じて前記エンジンと前記電動モータとを使い分けて走行するハイブリッド車両の制御装置において、
前記エンジンが過回転状態に到達する直前の回転数以上となった場合には、該エンジンに機械的に連結されて回転駆動される前記電動モータに逆駆動トルクを加えて該エンジンの回転を抑制する逆駆動トルク制御手段
を、有することを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイブリッド車両の制御装置に係り、特に、エンジンの吹き上がり等を防止する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行時の動力源として備えており、走行条件に応じてエンジンと電動モータとを使い分けて走行するハイブリッド車両が、例えば特開平７−６７２０８号公報等に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなハイブリッド車両においては、例えば、アクセル操作が行われている際に、シフトレバーが動力源から駆動輪への動力伝達を行う駆動レンジから、動力源から駆動輪への動力伝達を遮断する非駆動レンジへ切り換えられた場合にはエンジンの吹き上がり（空吹かし）が発生し、また、マニュアルシフト車両において、２速などの低速変速段でひっぱり運転をしている時や、高速走行時に５速などの高速変速段から１速などの低速変速段へシフト操作が行われた場合には、車速に応じてエンジンの回転数がレッドゾーン付近まで上昇させられ、何れの場合においても騒音やエンジンの故障等の不具合を生じる可能性がある。このため、フューエルカットによってエンジンの作動を停止させるようになっているのが普通であるが、エンジン出力の急激な変化で違和感やショック等を生じるという問題があった。
【０００４】
本発明は以上のような事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、エンジンと電動モータとを車両走行時の動力源として備えており、走行条件に応じてエンジンと電動モータとを使い分けて走行するハイブリッド車両において、違和感やショック等を生じることなくエンジンの過回転を防止することにある。
【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、本発明は、(a) 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、電気エネルギーで作動する電動モータとを車両走行時の動力源として備えており、(b) 走行条件に応じて前記エンジンと前記電動モータとを使い分けて走行するハイブリッド車両の制御装置において、(c) 前記エンジンが過回転状態に到達する直前の回転数以上となった場合には、エンジンに機械的に連結されて回転駆動される電動モータに逆駆動トルクを加えてエンジンの回転を抑制する逆駆動トルク制御手段を有することを特徴とする。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、何等かの理由でエンジンが過回転状態に到達する直前の回転数以上となった場合には、電動モータに逆駆動トルクを加えてエンジンの回転を抑制するため、エンジン出力の急激な変化による違和感やショック等を生じることなくエンジンの過回転が防止される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明は、例えばクラッチにより動力伝達を接続、遮断することによって動力源を切り換えるタイプや、遊星歯車装置などの合成、分配機構によってエンジン及び電動モータの出力を合成したり分配したりするミックスタイプなど、種々のタイプのハイブリッド車両に適用され得る。
【０００８】
また、逆駆動トルクとは、電動モータに通電することにより逆回転方向のトルクを発生させることを意味する。
【０００９】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例であるハイブリッド車両の制御装置を備えているハイブリッド駆動装置１０の骨子図である。
【００１０】
図１において、このハイブリッド駆動装置１０はＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）車両用のもので、燃料の燃焼によって作動する内燃機関等のエンジン１２と、電気エネルギーによって作動する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１４と、シングルピニオン型の遊星歯車装置１６と、自動変速機１８とを車両の前後方向に沿って備えており、出力軸１９から図示しないプロペラシャフトや差動装置などを介して左右の駆動輪（後輪）へ駆動力を伝達する。
【００１１】
遊星歯車装置１６は機械的に力を合成分配する合成分配機構で、モータジェネレータ１４と共に電気式トルコン２４を構成しており、そのリングギヤ１６ｒは第１クラッチＣＥ1 を介してエンジン１２に連結され、サンギヤ１６ｓはモータジェネレータ１４のロータ軸１４ｒに連結され、キャリア１６ｃは自動変速機１８の入力軸２６に連結されている。また、サンギヤ１６ｓおよびキャリア１６ｃは第２クラッチＣＥ2 によって連結されるようになっている。
【００１２】
なお、エンジン１２の出力は、回転変動やトルク変動を抑制するためのフライホイール２８およびスプリング、ゴム等の弾性部材によるダンパ装置３０を介して第１クラッチＣＥ1 に伝達される。第１クラッチＣＥ1 および第２クラッチＣＥ2 は、何れも油圧アクチュエータによって係合、解放される摩擦式の多板クラッチである。
【００１３】
自動変速機１８は、前置式オーバードライブプラネタリギヤユニットから成る副変速機２０と、単純連結３プラネタリギヤトレインから成る前進４段、後進１段の主変速機２２とを組み合わせたものである。
【００１４】
具体的には、副変速機２０はシングルピニオン型の遊星歯車装置３２と、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式のクラッチＣ0 、ブレーキＢ0 と、一方向クラッチＦ0 とを備えて構成されている。また、主変速機２２は、３組のシングルピニオン型の遊星歯車装置３４、３６、３８と、油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる油圧式のクラッチＣ1 , Ｃ2 、ブレーキＢ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 と、一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 とを備えて構成されている。
【００１５】
そして、図２に示されているソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４の励磁、非励磁により油圧回路４０が切り換えられたり、シフトレバーに連結されたマニュアルシフトバルブによって油圧回路４０が機械的に切り換えられたりすることにより、クラッチＣ0 ，Ｃ1 ，Ｃ2 、ブレーキＢ0 ，Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 がそれぞれ係合、解放制御され、図３に示されているようにニュートラル（Ｎ）と前進５段（１ｓｔ〜５ｔｈ）、後進１段（Ｒｅｖ）の各変速段が成立させられる。
【００１６】
なお、上記自動変速機１８や前記電気式トルコン２４は、中心線に対して略対称的に構成されており、図１では中心線の下半分が省略されている。
【００１７】
図３のクラッチ、ブレーキ、一方向クラッチの欄の「○」は係合、「●」はシフトレバーがエンジンブレーキレンジ、たとえば「３」、「２」、及び「Ｌ」レンジ等の低速レンジへ操作された場合に係合、そして、空欄は非係合を表している。
【００１８】
その場合に、ニュートラルＮ、後進変速段Ｒｅｖ、及びエンジンブレーキレンジは、シフトレバーに機械的に連結されたマニュアルシフトバルブによって油圧回路４０が機械的に切り換えられることによって成立させられ、前進変速段の１ｓｔ〜５ｔｈの相互間の変速はソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４によって電気的に制御される。
【００１９】
また、前進変速段の変速比は１ｓｔから５ｔｈとなるに従って段階的に小さくなり、４ｔｈの変速比ｉ4 ＝１であり、５ｔｈの変速比ｉ5 は、副変速機２０の遊星歯車装置３２のギヤ比をρ（＝サンギヤの歯数ＺS ／リングギヤの歯数ＺR ＜１）とすると１／（１＋ρ）となる。後進変速段Ｒｅｖの変速比ｉR は、遊星歯車装置３６、３８のギヤ比をそれぞれρ2 、ρ3 とすると１−１／ρ2 ・ρ3 である。図３は各変速段の変速比の一例を示したものである。
【００２０】
図３の作動表に示されているように、第２変速段（２ｎｄ）と第３変速段（３ｒｄ）との間の変速は、第２ブレーキＢ2 と第３ブレーキＢ3 との係合・解放状態を共に変えるクラッチツウクラッチ変速になる。この変速を円滑に行うために、上述した油圧回路４０には図４に示す回路が組み込まれている。
【００２１】
図４において符号７０は１−２シフトバルブを示し、また符号７１は２−３シフトバルブを示し、さらに符号７２は３−４シフトバルブを示している。これらのシフトバルブ７０、７１、７２の各ポートの各変速段での連通状態は、それぞれのシフトバルブ７０、７１、７２の下側に示している通りである。なお、その数字は各変速段を示す。
【００２２】
その２−３シフトバルブ７１のポートのうち第１変速段および第２変速段で入力ポート７３に連通するブレーキポート７４に、第３ブレーキＢ3 が油路７５を介して接続されている。この油路にはオリフィス７６が介装されており、そのオリフィス７６と第３ブレーキＢ3 との間にダンパーバルブ７７が接続されている。このダンパーバルブ７７は、第３ブレーキＢ3 にライン圧が急激に供給された場合に少量の油圧を吸入して緩衝作用を行うものである。
【００２３】
また符号７８はＢ−３コントロールバルブであって、第３ブレーキＢ3 の係合圧ＰB3をこのＢ−３コントロールバルブ７８によって直接制御するようになっている。すなわち、このＢ−３コントロールバルブ７８は、スプール７９とプランジャ８０とこれらの間に介装したスプリング８１とを備えており、スプール７９によって開閉される入力ポート８２に油路７５が接続され、またこの入力ポート８２に選択的に連通させられる出力ポート８３が第３ブレーキＢ3 に接続されている。さらにこの出力ポート８３は、スプール７９の先端側に形成したフィードバックポート８４に接続されている。
【００２４】
一方、前記スプリング８１を配置した箇所に開口するポート８５には、２−３シフトバルブ７１のポートのうち第３変速段以上の変速段でＤレンジ圧を出力するポート８６が油路８７を介して連通させられている。また、プランジャ８０の端部側に形成した制御ポート８８には、リニアソレノイドバルブＳＬＵが接続されている。
【００２５】
したがって、Ｂ−３コントロールバルブ７８は、スプリング８１の弾性力とポート８５に供給される油圧とによって調圧レベルが設定され、且つ制御ポート８８に供給される信号圧が高いほどスプリング８１による弾性力が大きくなるように構成されている。
【００２６】
さらに、図４における符号８９は、２−３タイミングバルブであって、この２−３タイミングバルブ８９は、小径のランドと２つの大径のランドとを形成したスプール９０と第１のプランジャ９１とこれらの間に配置したスプリング９２とスプール９０を挟んで第１のプランジャ９１とは反対側に配置された第２のプランジャ９３とを有している。
【００２７】
この２−３タイミングバルブ８９の中間部のポート９４に油路９５が接続され、また、この油路９５は２−３シフトバルブ７１のポートのうち第３変速段以上の変速段でブレーキポート７４に連通させられるポート９６に接続されている。
【００２８】
さらに、この油路９５は途中で分岐して、前記小径ランドと大径ランドとの間に開口するポート９７にオリフィスを介して接続されている。この中間部のポート９４に選択的に連通させられるポート９８は油路９９を介してソレノイドリレーバルブ１００に接続されている。
【００２９】
そして、第１のプランジャ９１の端部に開口しているポートにリニアソレノイドバルブＳＬＵが接続され、また第２のプランジャ９３の端部に開口するポートに第２ブレーキＢ2 がオリフィスを介して接続されている。
【００３０】
前記油路８７は第２ブレーキＢ2 に対して油圧を供給・排出するためのものであって、その途中には小径オリフィス１０１とチェックボール付きオリフィス１０２とが介装されている。また、この油路８７から分岐した油路１０３には、第２ブレーキＢ2 から排圧する場合に開くチェックボールを備えた大径オリフィス１０４が介装され、この油路１０３は以下に説明するオリフィスコントロールバルブ１０５に接続されている。
【００３１】
オリフィスコントロールバルブ１０５は第２ブレーキＢ2 からの排圧速度を制御するためのバルブであって、そのスプール１０６によって開閉されるように中間部に形成したポート１０７には第２ブレーキＢ2 が接続されており、このポート１０７より図での下側に形成したポート１０８に前記油路１０３が接続されている。
【００３２】
第２ブレーキＢ2 を接続してあるポート１０７より図での上側に形成したポート１０９は、ドレインポートに選択的に連通させられるポートであって、このポート１０９には、油路１１０を介して前記Ｂ−３コントロールバルブ７８のポート１１１が接続されている。尚、このポート１１１は、第３ブレーキＢ3 を接続してある出力ポート８３に選択的に連通させられるポートである。
【００３３】
オリフィスコントロールバルブ１０５のポートのうちスプール１０６を押圧するスプリングとは反対側の端部に形成した制御ポート１１２が油路１１３を介して、３−４シフトバルブ７２のポート１１４に接続されている。このポート１１４は、第３変速段以下の変速段で第３ソレノイドバルブＳＬ３の信号圧を出力し、また、第４変速段以上の変速段で第４ソレノイドバルブＳＬ４の信号圧を出力するポートである。
【００３４】
さらに、このオリフィスコントロールバルブ１０５には、前記油路９５から分岐した油路１１５が接続されており、この油路１１５を選択的にドレインポートに連通させるようになっている。
【００３５】
なお、前記２−３シフトバルブ７１において第２変速段以下の変速段でＤレンジ圧を出力するポート１１６が、前記２−３タイミングバルブ８９のうちスプリング９２を配置した箇所に開口するポート１１７に油路１１８を介して接続されている。また、３−４シフトバルブ７２のうち第３変速段以下の変速段で前記油路８７に連通させられるポート１１９が油路１２０を介してソレノイドリレーバルブ１００に接続されている。
【００３６】
そして、図４において、符号１２１は第２ブレーキＢ2 用のアキュムレータを示し、その背圧室にはリニアソレノイドバルブＳＬＮが出力する油圧に応じて調圧されたアキュムレータコントロール圧が供給されている。このアキュムレータコントロール圧は、リニアソレノイドバルブＳＬＮの出力圧が低いほど高い圧力になるように構成されている。したがって、第２ブレーキＢ2 の係合・解放の過渡的な油圧ＰB2は、リニアソレノイドバルブＳＬＮの信号圧が低いほど高い圧力で推移するようになっている。変速用の他のクラッチＣ1 、Ｃ2 やブレーキＢ0 などにもアキュムレータが設けられ、上記アキュムレータコントロール圧が作用させられることにより、変速時の過渡油圧が入力軸２６のトルクなどに応じて制御されるようになっている。
【００３７】
また、符号１２２はＣ−０エキゾーストバルブを示し、さらに符号１２３はクラッチＣ0 用のアキュムレータを示している。Ｃ−０エキゾーストバルブ１２２は２速レンジでの第２変速段のみにおいてエンジンブレーキを効かせるためにクラッチＣ0 を係合させるように動作するものである。
【００３８】
したがって、上述した油圧回路４０によれば、Ｂ−３コントロールバルブ７８のポート１１１がドレインに連通していれば、第３ブレーキＢ3 の係合圧ＰB3をＢ−３コントロ−ルバルブ７８によって直接調圧することができ、また、その調圧レベルをリニアソレノイドバルブＳＬＵによって変えることができる。
【００３９】
また、オリフィスコントロールバルブ１０５のスプール１０６が、図の左半分に示す位置にあれば、第２ブレーキＢ2 はこのオリフィスコントロールバルブ１０５を介して排圧が可能になり、したがって第２ブレーキＢ2 からのドレイン速度を制御することができる。
【００４０】
さらに、第２変速段から第３変速段への変速は、第３ブレーキＢ3 を緩やかに解放すると共に第２ブレーキＢ2 を緩やかに係合する所謂クラッチツウクラッチ変速が行われるわけであるが、入力軸２６への入力軸トルクに基づいてリニアソレノイドバルブＳＬＵにより駆動される第３ブレーキＢ3 の解放過渡油圧ＰB3を制御することにより変速ショックを好適に軽減することができる。入力軸トルクに基づく油圧ＰB3の制御は、フィードバック制御などでリアルタイムに行うこともできるが、変速開始時の入力軸トルクのみを基準にして行うものであっても良い。
【００４１】
ハイブリッド駆動装置１０は、図２に示されるようにハイブリッド制御用コントローラ５０及び自動変速制御用コントローラ５２を備えている。これらのコントローラ５０、５２は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータを備えて構成され、エンジン回転数センサ６２からエンジン回転数ＮE を表す信号等が供給される他、アクセル操作量θAC、入力軸回転数ＮI 、車速Ｖ（出力軸回転数ＮO に相当）、エンジントルクＴE 、モータトルクＴM 、モータ回転数ＮM 、シフトレバーの操作レンジ、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣ、ブレーキのＯＮ、ＯＦＦ等の各種の情報を読み込むと共に、予め設定されたプログラムに従って信号処理を行う。
【００４２】
なお、エンジントルクＴE はスロットル弁開度や燃料噴射量などから求められ、モータトルクＴM はモータ電流などから求められ、蓄電量ＳＯＣはモータジェネレータ１４がジェネレータとして機能する充電時のモータ電流や充電効率などから求められる。
【００４３】
前記エンジン１２は、ハイブリッド制御用コントローラ５０によってスロットル弁開度や燃料噴射量、点火時期などが制御されることにより、運転状態に応じて出力が制御される。
【００４４】
前記モータジェネレータ１４は、図５に示すようにＭ／Ｇ制御器（インバータ）５６を介してバッテリー等の蓄電装置５８に接続されており、ハイブリッド制御用コントローラ５０により、その蓄電装置５８から電気エネルギーが供給されて所定のトルクで回転駆動される回転駆動状態と、回生制動（モータジェネレータ１４自体の電気的な制動トルク）によりジェネレータとして機能して蓄電装置５８に電気エネルギーを充電する充電状態と、ロータ軸１４ｒが自由回転することを許容する無負荷状態とに切り換えられる。
【００４５】
また、前記第１クラッチＣＥ1 及び第２クラッチＣＥ2 は、ハイブリッド制御用コントローラ５０により電磁弁等を介して油圧回路４０が切り換えられることにより、係合或いは解放状態が切り換えられる。
【００４６】
前記自動変速機１８は、自動変速制御用コントローラ５２によって前記ソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ４、リニアソレノイドバルブＳＬＵ、ＳＬＴ、ＳＬＮの励磁状態が制御され、油圧回路４０が切り換えられたり油圧制御が行われることにより、予め定められた変速条件に従って変速段が切り換えられる。変速条件は、例えばアクセル操作量θACおよび車速Ｖなどの走行状態をパラメータとする変速マップ等により設定される。
【００４７】
上記ハイブリッド制御用コントローラ５０は、例えば本願出願人が先に出願した特願平７−２９４１４８号に記載されているように、図６に示すフローチャートに従って図７に示す９つの運転モードの１つを選択し、その選択したモードでエンジン１２及び電気式トルコン２４を作動させる。
【００４８】
図６において、ステップＳ１ではエンジン始動要求があったか否かを、例えばエンジン１２を動力源として走行したり、エンジン１２によりモータジェネレータ１４を回転駆動して蓄電装置５８を充電したりするために、エンジン１２を始動すべき旨の指令があったか否かを判断する。
【００４９】
ここで、始動要求があればステップＳ２でモード９を選択する。モード９は、図７から明らかなように第１クラッチＣＥ1 を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ2 を係合（ＯＮ）し、モータジェネレータ１４により遊星歯車装置１６を介してエンジン１２を回転駆動すると共に、燃料噴射などのエンジン始動制御を行ってエンジン１２を始動する。
【００５０】
このモード９は、車両停止時には前記自動変速機１８をニュートラルにして行われ、モード１のように第１クラッチＣＥ1 を解放したモータジェネレータ１４のみを動力源とする走行時には、第１クラッチＣＥ1 を係合すると共に走行に必要な要求出力以上の出力でモータジェネレータ１４を作動させ、その要求出力以上の余裕出力でエンジン１２を回転駆動することによって行われる。また、車両走行時であっても、一時的に自動変速機１８をニュートラルにしてモード９を実行することも可能である。
【００５１】
一方、ステップＳ１の判断が否定された場合、すなわちエンジン始動要求がない場合には、ステップＳ３を実行することにより、制動力の要求があるか否かを、例えばブレーキがＯＮか否か、シフトレバーの操作レンジがＬや２などのエンジンブレーキレンジ（低速変速段のみで変速制御を行うと共にエンジンブレーキや回生制動が作用するレンジ）で、且つアクセル操作量θACが０か否か、或いは単にアクセル操作量θACが０か否か、等によって判断する。
【００５２】
この判断が肯定された場合にはステップＳ４を実行する。ステップＳ４では、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが予め定められた最大蓄電量Ｂ以上か否かを判断し、ＳＯＣ≧ＢであればステップＳ５でモード８を選択し、ＳＯＣ＜ＢであればステップＳ６でモード６を選択する。最大蓄電量Ｂは、蓄電装置５８に電気エネルギーを充電することが許容される最大の蓄電量で、蓄電装置５８の充放電効率などに基づいて例えば８０％程度の値が設定される。
【００５３】
上記ステップＳ５で選択されるモード８は、図７に示されるように第１クラッチＣＥ1 を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ2 を係合（ＯＮ）し、モータジェネレータ１４を無負荷状態とし、エンジン１２を停止状態すなわちスロットル弁を閉じると共に燃料噴射量を０とするものであり、これによりエンジン１２の引き擦り回転による制動力、すなわちエンジンブレーキが車両に作用させられ、運転者によるブレーキ操作が軽減されて運転操作が容易になる。また、モータジェネレータ１４は無負荷状態とされ、自由回転させられるため、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが過大となって充放電効率等の性能を損なうことが回避される。
【００５４】
ステップＳ６で選択されるモード６は、図７から明らかなように第１クラッチＣＥ1 を解放（ＯＦＦ）し、第２クラッチＣＥ2 を係合（ＯＮ）し、エンジン１２を停止し、モータジェネレータ１４を充電状態とするもので、車両の運動エネルギーでモータジェネレータ１４が回転駆動されることにより、蓄電装置５８を充電するとともにその車両にエンジンブレーキのような回生制動力を作用させるため、運転者によるブレーキ操作が軽減されて運転操作が容易になる。
【００５５】
また、第１クラッチＣＥ1 が開放されてエンジン１２が遮断されているため、そのエンジン１２の引き擦りによるエネルギー損失がないとともに、蓄電量ＳＯＣが最大蓄電量Ｂより少ない場合に実行されるため、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが過大となって充放電効率等の性能を損なうことがない。
【００５６】
一方、ステップＳ３の判断が否定された場合、すなわち制動力の要求がない場合にはステップＳ７を実行し、エンジン発進が要求されているか否かを、例えばモード３などエンジン１２を動力源とする走行中の車両停止時か否か、すなわち車速Ｖ＝０か否か等によって判断する。
【００５７】
この判断が肯定された場合には、ステップＳ８を実行する。ステップＳ８ではアクセルがＯＮか否か、すなわちアクセル操作量θACが略零の所定値より大きいか否かを判断し、アクセルＯＮの場合にはステップＳ９でモード５を選択し、アクセルがＯＮでなければステップＳ１０でモード７を選択する。
【００５８】
上記ステップＳ９で選択されるモード５は、図７から明らかなように第１クラッチＣＥ1 を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ2 を解放（ＯＦＦ）し、エンジン１２を運転状態とし、モータジェネレータ１４の回生制動トルクを制御することにより車両を発進させるものである。
【００５９】
具体的に説明すると、遊星歯車装置１６のギヤ比をρE とすると、エンジントルクＴE ：遊星歯車装置１６の出力トルク：モータトルクＴM ＝１：（１＋ρE ）：ρE となるため、例えばギヤ比ρE を一般的な値である０．５程度とすると、エンジントルクＴE の半分のトルクをモータジェネレータ１４が分担することにより、エンジントルクＴE の約１．５倍のトルクがキャリア１４ｃから出力される。
【００６０】
すなわち、モータジェネレータ１４のトルクの（１＋ρE ）／ρE 倍の高トルク発進を行うことができるのである。また、モータ電流を遮断してモータジェネレータ１４を無負荷状態とすれば、ロータ軸５６が逆回転させられるだけでキャリア１４ｃからの出力は０となり、車両停止状態となる。
【００６１】
すなわち、この場合の遊星歯車装置１６は発進クラッチおよびトルク増幅装置として機能するのであり、モータトルク（回生制動トルク）ＴM を０から徐々に増大させて反力を大きくすることにより、エンジントルクＴE の（１＋ρE ）倍の出力トルクで車両を滑らかに発進させることができるのである。
【００６２】
ここで、本実施例では、エンジン１２の最大トルクの略ρE 倍のトルク容量のモータジェネレータ、すなわち必要なトルクを確保しつつできるだけ小型で小容量のモータジェネレータ１４が用いられており、装置が小型で且つ安価に構成される。
【００６３】
また、本実施例ではモータトルクＴM の増大に対応して、スロットル弁開度や燃料噴射量を増大させてエンジン１２の出力を大きくするようになっており、反力の増大に伴うエンジン回転数ＮE の低下に起因するエンジンストール等を防止している。
【００６４】
ステップＳ１０で選択されるモード７は、図７から明らかなように第１クラッチＣＥ1 を係合（ＯＮ）し、第２クラッチＣＥ2 を解放（ＯＦＦ）し、エンジン１２を運転状態とし、モータジェネレータ１４を無負荷状態として電気的にニュートラルとするもので、モータジェネレータ１４のロータ軸１４ｒが逆方向へ自由回転させられることにより、自動変速機１８の入力軸２６に対する出力が零となる。これにより、モード３などエンジン１２を動力源とする走行中の車両停止時に一々エンジン１２を停止させる必要がないとともに、前記モード５のエンジン発進が実質的に可能となる。
【００６５】
一方、ステップＳ７の判断が否定された場合、すなわちエンジン発進の要求がない場合にはステップＳ１１を実行し、要求出力Ｐｄが予め設定された第１判定値Ｐ１以下か否かを判断する。要求出力Ｐｄは、走行抵抗を含む車両の走行に必要な出力で、アクセル操作量θACやその変化速度、車速Ｖ（出力軸回転数ＮO ）、自動変速機１８の変速段などに基づいて、予め定められたデータマップや演算式などにより算出される。
【００６６】
また、第１判定値Ｐ１はエンジン１２のみを動力源として走行する中負荷領域とモータジェネレータ１４のみを動力源として走行する低負荷領域の境界値であり、エンジン１２による充電時を含めたエネルギー効率を考慮して、排出ガス量や燃料消費量などができるだけ少なくなるように実験等によって定められている。
【００６７】
ステップＳ１１の判断が肯定された場合、すなわち要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１以下の場合には、ステップＳ１２で蓄電量ＳＯＣが予め設定された最低蓄電量Ａ以上か否かを判断し、ＳＯＣ≧ＡであればステップＳ１３でモード１を選択する。一方、ＳＯＣ＜ＡであればステップＳ１４でモード３を選択する。
【００６８】
最低蓄電量Ａはモータジェネレータ１４を動力源として走行する場合に蓄電装置５８から電気エネルギーを取り出すことが許容される最低の蓄電量であり、蓄電装置５８の充放電効率などに基づいて例えば７０％程度の値が設定される。
【００６９】
上記モード１は、前記図７から明らかなように第１クラッチＣＥ1 を解放（ＯＦＦ）し、第２クラッチＣＥ2 を係合（ＯＮ）し、エンジン１２を停止し、モータジェネレータ１４を要求出力Ｐｄで回転駆動させるもので、モータジェネレータ１４のみを動力源として車両を走行させる。
【００７０】
この場合も、第１クラッチＣＥ1 が解放されてエンジン１２が遮断されるため、前記モード６と同様に引き擦り損失が少なく、自動変速機１８を適当に変速制御することにより効率の良いモータ駆動制御が可能である。
【００７１】
また、このモード１は、要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１以下の低負荷領域で且つ蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ以上の場合に実行されるため、エンジン１２を動力源として走行する場合よりもエネルギー効率が優れていて燃費や排出ガスを低減できるとともに、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａより低下して充放電効率等の性能を損なうことがない。
【００７２】
ステップＳ１４で選択されるモード３は、図７から明らかなように第１クラッチＣＥ1 および第２クラッチＣＥ2 を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１２を運転状態とし、モータジェネレータ１４を回生制動により充電状態とするもので、エンジン１２の出力で車両を走行させながら、モータジェネレータ１４によって発生した電気エネルギーを蓄電装置５８に充電する。エンジン１２は、要求出力Ｐｄ以上の出力で運転させられ、その要求出力Ｐｄより大きい余裕動力分だけモータジェネレータ１４で消費されるように、そのモータジェネレータ１４の電流制御が行われる。
【００７３】
一方、前記ステップＳ１１の判断が否定された場合、すなわち要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１より大きい場合には、ステップＳ１５において、要求出力Ｐｄが第１判定値Ｐ１より大きく第２判定値Ｐ２より小さいか否か、すなわちＰ１＜Ｐｄ＜Ｐ２か否かを判断する。
【００７４】
第２判定値Ｐ２は、エンジン１２のみを動力源として走行する中負荷領域とエンジン１２およびモータジェネレータ１４の両方を動力源として走行する高負荷領域の境界値であり、エンジン１２による充電時を含めたエネルギー効率を考慮して、排出ガス量や燃料消費量などができるだけ少なくなるように実験等によって予め定められている。
【００７５】
そして、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２であればステップＳ１６でＳＯＣ≧Ａか否かを判断し、ＳＯＣ≧Ａの場合にはステップＳ１７でモード２を選択し、ＳＯＣ＜Ａの場合には前記ステップＳ１４でモード３を選択する。
【００７６】
また、Ｐｄ≧Ｐ２であればステップＳ１８でＳＯＣ≧Ａか否かを判断し、ＳＯＣ≧Ａの場合にはステップＳ１９でモード４を選択し、ＳＯＣ＜Ａの場合にはステップＳ１７でモード２を選択する。
【００７７】
上記モード２は、前記図７から明らかなように第１クラッチＣＥ1 および第２クラッチＣＥ2 を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１２を要求出力Ｐｄで運転し、モータジェネレータ１４を無負荷状態とするもので、エンジン１２のみを動力源として車両を走行させる。
【００７８】
また、モード４は、第１クラッチＣＥ1 および第２クラッチＣＥ2 を共に係合（ＯＮ）し、エンジン１２を運転状態とし、モータジェネレータ１４を回転駆動するもので、エンジン１２およびモータジェネレータ１４の両方を動力源として車両を高出力走行させる。
【００７９】
このモード４は、要求出力Ｐｄが第２判定値Ｐ２以上の高負荷領域で実行されるが、エンジン１２およびモータジェネレータ１４を併用しているため、エンジン１２およびモータジェネレータ１４の何れか一方のみを動力源として走行する場合に比較してエネルギー効率が著しく損なわれることがなく、燃費や排出ガスを低減できる。また、蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａ以上の場合に実行されるため、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａより低下して充放電効率等の性能を損なうことがない。
【００８０】
上記モード１〜４の運転条件についてまとめると、蓄電量ＳＯＣ≧Ａであれば、Ｐｄ≦Ｐ１の低負荷領域ではステップＳ１３でモード１を選択してモータジェネレータ１４のみを動力源として走行し、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２の中負荷領域ではステップＳ１７でモード２を選択してエンジン１２のみを動力源として走行し、Ｐ２≦Ｐｄの高負荷領域ではステップＳ１９でモード４を選択してエンジン１２およびモータジェネレータ１４の両方を動力源として走行する。
【００８１】
また、ＳＯＣ＜Ａの場合には、要求出力Ｐｄが第２判定値Ｐ２より小さい中低負荷領域でステップＳ１４のモード３を実行することにより蓄電装置５８を充電するが、要求出力Ｐｄが第２判定値Ｐ２以上の高負荷領域ではステップＳ１７でモード２が選択され、充電を行うことなくエンジン１２により高出力走行が行われる。
【００８２】
ステップＳ１７のモード２は、Ｐ１＜Ｐｄ＜Ｐ２の中負荷領域で且つＳＯＣ≧Ａの場合、或いはＰｄ≧Ｐ２の高負荷領域で且つＳＯＣ＜Ａの場合に実行されるが、中負荷領域では一般にモータジェネレータ１４よりもエンジン１２の方がエネルギー効率が優れているため、モータジェネレータ１４を動力源として走行する場合に比較して燃費や排出ガスを低減できる。
【００８３】
また、高負荷領域では、モータジェネレータ１４およびエンジン１２を併用して走行するモード４が望ましいが、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａより小さい場合には、上記モード２によるエンジン１２のみを動力源とする運転が行われることにより、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが最低蓄電量Ａよりも少なくなって充放電効率等の性能を損なうことが回避される。
【００８４】
次に本発明が適用された本実施例の特徴部分、即ち、エンジン出力の急激な変化による違和感やショック等を生じることなくエンジン１２の過回転を防止するための制御作動について、図８のフロチャートに基づいて説明する。尚、本制御作動において、ステップＳＡ２〜ＳＡ５が前記逆駆動トルク制御手段に対応しており、前記ハイブリッド制御用コントローラ５０により実行される。
【００８５】
図８において、ステップＳＡ１では、エンジン１２が駆動状態か否かを、例えば前記図６の運転モード判断サブルーチンでモード２、３、４、５、または７が選択されているか否か等によって判断される。
【００８６】
このステップＳＡ１の判断が肯定された場合は、ステップＳＡ２において、エンジン回転数センサ６２により検出されるエンジン回転数ＮE が所定値Ｎa 以上であるか否かが判断される。この所定値Ｎa は、エンジン１２が過回転状態に到達する直前のエンジン回転数ＮE であって、予め実験等によって決定されたものである。
【００８７】
このステップＳＡ２の判断が肯定された場合は、ステップＳＡ３において、エンジン回転数ＮE の変化率ΔＮE が正の値を示すか否かが判断される。この判断が肯定された場合は、ステップＳＡ４において、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣが所定値α以上であるか否かが判断される。所定値αは、モータジェネレータ１４に逆駆動トルクを加える場合に蓄電装置５８から電気エネルギーを取り出すことが許容される最低の蓄電量であり、例えば前記最低蓄電量Ａと同程度か、或いは充放電効率を度外視してそれよりも小さな値が設定される。
【００８８】
このステップＳＡ４の判断が肯定された場合は、ステップＳＡ５において、モータジェネレータ１４に逆駆動トルクを加えることによりエンジン回転数ＮE の上昇が抑制される。尚、本ステップが実行される際には、前記第１クラッチＣＥ1 、第２クラッチＣＥ2 は共に係合（ＯＮ）され、エンジン１２とモータジェネレータ１４とが機械的に連結される。
【００８９】
一方、ステップＳＡ４の判断が否定された場合は、モータジェネレータ１４に逆駆動トルクを加えることは出来ないので、ステップＳＡ６において、電子スロットル弁が所定量だけ閉じられることにより、エンジン１２の過回転が防止される。
【００９０】
上述のように本実施例によれば、エンジン回転数ＮE が所定値Ｎa 以上で且つ変化率ΔＮE が正の場合には、モータジェネレータ１４に逆駆動トルクを加えてエンジン１２の回転を抑制するため、エンジン出力の急激な変化による違和感やショック等を生じることなくエンジン１２の過回転が防止される。また、蓄電量ＳＯＣが所定値α以下でモータジェネレータ１４が使えない場合にも、電子スロットルを制御してエンジン１２の過回転が防止されるので一層良好である。
【００９１】
なお、本実施例は、例えば変速段を手動操作で切り換えるマニュアルシフトにおいて、低速段でひっぱり運転している時に特に有効である。
【００９２】
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００９３】
例えば、前述の実施例においては、後進１段および前進５段の変速段を有する自動変速機１８が用いられていたが、図９に示されるように、前記副変速機２０を省略して前記主変速機２２のみから成る自動変速機６０を採用し、図１０に示されるように前進４段および後進１段で変速制御を行うようにすることも可能である。
【００９４】
また、前記実施例では、エンジン回転数ＮE を検出して過回転になるか否かを判断していたが、変速機の変速比や出力軸回転数ＮO 、車速Ｖなどに基づいてエンジン１２の過回転を判断することもできる。
【００９５】
また、前記実施例では、エンジン１２が駆動状態の場合にステップＳＡ２以下を実行するようになっているが、例えば前記図７のモード８を含めてエンジン１２が回転している限りステップＳＡ２以下を実行するようにしても良い。
【００９６】
本発明は、その主旨を逸脱しない範囲において、その他種々の態様で適用され得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である制御装置を備えているハイブリッド車両のハイブリッド駆動装置の構成を説明する骨子図である。
【図２】図１のハイブリッド駆動装置に備えられている制御系統を説明する図である。
【図３】図１の自動変速機の各変速段を成立させる係合要素の作動を説明する図である。
【図４】図１の自動変速機の油圧回路の一部を示す図である。
【図５】図２のハイブリッド制御用コントローラと電気式トルコンとの接続関係を説明する図である。
【図６】図１のハイブリッド駆動装置の基本的な作動を説明するフローチャートである。
【図７】図６のフローチャートにおける各モード１〜９の作動状態を説明する図である。
【図８】本発明の特徴となる制御作動の要部を説明するフローチャートである。
【図９】図１の実施例とは異なるハイブリッド駆動装置の構成を説明する骨子図である。
【図１０】図９の自動変速機の各変速段を成立させる係合要素の作動を説明する図である。
【符号の説明】
１２：エンジン
１４：モータジェネレータ（電動モータ）
５０：ハイブリッド制御用コントローラ
ステップＳＡ２〜ＳＡ５：逆駆動トルク制御手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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