(57)【要約】【課題】  固定変速比モードから自由変速比モードに遷移する際に、駆動力抜けを防止しつつ、モータ制御にかかわる電子部品等の耐久性の向上を図ることが可能な車両の制御装置を提供すること。【解決手段】  動力源が接続された第１回転要素と、モータが接続された第２回転要素と、駆動輪が接続された第３回転要素とを異なる回転メンバとして有する変速機と、前記第２回転要素を選択的に停止するブレーキと、前記ブレーキの締結状態及び前記モータ及び／又は前記動力源の駆動状態を制御し、複数の走行モードを達成する制御手段と、を備えた車両の制御装置において、前記制御手段は、前記ブレーキを締結した第１走行モードから、前記ブレーキを解放し、前記モータに前記ブレーキにより発生している方向と同じ方向のトルクを発生させる第２走行モードに遷移するとき、前記ブレーキを締結状態のまま、前記モータに前記モータが回転していない状態で発生可能な出力可能トルクを発生させる第１制御フェーズを有することとした。【選択図】        図８
2007069842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源が接続された第１回転要素と、モータが接続された第２回転要素と、駆動輪が接続された第３回転要素とを異なる回転メンバとして有する変速機と、
前記第２回転要素を選択的に停止するブレーキと、
前記ブレーキの締結状態及び前記モータ及び／又は前記動力源の駆動状態を制御し、複数の走行モードを達成する制御手段と、
を備えた車両の制御装置において、
前記制御手段は、前記ブレーキを締結した第１走行モードから、前記ブレーキを解放し、前記モータに前記ブレーキにより発生している方向と同じ方向のトルクを発生させる第２走行モードに遷移するとき、前記ブレーキを締結状態のまま、前記モータに前記モータが回転していない状態で発生可能な出力可能トルクを発生させる第１制御フェーズを有することを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の制御装置において、
前記制御手段は、前記第１制御フェーズにおいて前記出力可能トルクを発生させたときは、前記ブレーキの締結力を前記出力可能トルク分低下させ、前記ブレーキに作用する内部応力の前記出力可能トルク分を前記ブレーキから前記モータに置き換えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両の制御装置において、
前記制御手段は、前記第１制御フェーズ終了後、前記ブレーキが滑り出すタイミングを予測し、この予測されたタイミングより前に前記第２走行モードにおける目標モータトルクを前記モータに発生させることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１つに記載の車両の制御装置において、
前記制御手段は、
前記第１走行モードから前記第２走行モードに遷移するのに必要な時間を推定する遷移時間推定手段と、
この推定された遷移時間が長いほど、前記出力可能トルクを小さく設定する出力可能トルク設定手段と、
を有することを特徴とする車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の制御装置に関し、特に固定変速比モードと自由変速比モードを備えた車両のモード遷移制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、共線図上に６つの入出力要素が配列される遊星歯車機構を構成し、前記入出力要素にエンジンからの入力、駆動系統への出力、第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータとを連結したハイブリッド駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このハイブリッド駆動装置には、変速比を無段階に制御可能な無段変速比モードと、変速機ケース等に回転要素を固定するブレーキにより固定変速比に制御する固定変速比モードを備え、走行状態に応じて適宜最適な走行モードを達成している。
【特許文献１】特開２００４−１５０６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術において、固定変速比モードから自由変速比モードへ遷移する際、ブレーキにより変速機ケース等に固定されていたモータジェネレータは、ブレーキの解放に伴ってトルクを発生し、これにより自由変速比を達成する。具体的には、ブレーキが滑り出すぎりぎりまでブレーキ締結トルクを低下させ、ブレーキが滑り出すと同時にモータジェネレータトルクを立ち上げるため、モータトルクの発生遅れが生じる虞があった。このモータトルクの発生遅れにより、瞬間的な駆動力低下が発生すると、運転者に違和感を与える虞があった。
【０００４】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、固定変速比モードから自由変速比モードに遷移する際に、駆動力抜けを防止しつつ、モータ制御にかかわる電子部品等の耐久性の向上を図ることが可能な車両の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の車両の制御装置では、動力源が接続された第１回転要素と、モータが接続された第２回転要素と、駆動輪が接続された第３回転要素とを異なる回転メンバとして有する変速機と、前記第２回転要素を選択的に停止するブレーキと、前記ブレーキの締結状態及び前記モータ及び／又は前記動力源の駆動状態を制御し、複数の走行モードを達成する制御手段と、を備えた車両の制御装置において、前記制御手段は、前記ブレーキを締結した第１走行モードから、前記ブレーキを解放し、前記モータに前記ブレーキにより発生している方向と同じ方向のトルクを発生させる第２走行モードに遷移するとき、前記ブレーキを締結状態のまま、前記モータに前記モータが回転していない状態で発生可能な第１トルクを発生させる第１制御フェーズを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
よって、ブレーキを解放する前にモータトルクを確保することが可能となり、駆動力抜けを抑制することができる。また、モータトルクとしてモータが回転していない状態で発生可能な第１トルクを与えるため、電子部品等に過大な電流が流れることが抑制され、電子部品の耐久性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
まず、本発明をハイブリッド車両に適用した実施例１について、ハイブリッド車両の駆動系の構成を説明する。
【０００９】
図１は実施例１のハイブリッド車両の駆動系を示す全体システム図である。実施例１のハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、エンジンＥ（特許請求の範囲に記載の動力源に相当）と、第１モータジェネレータMG1（特許請求の範囲に記載のモータに相当）と、第２モータジェネレータMG2（特許請求の範囲に記載の動力源に相当）と、出力軸OUT（特許請求の範囲に記載の第３回転要素に相当）と、これらの入出力要素Ｅ，MG1，MG2，OUTが連結される差動装置（第１遊星歯車PG1、第２遊星歯車PG2、第３遊星歯車PG3）と、選択された走行モードに応じて後述する油圧制御装置５からの制御油圧により締結・解放が制御される摩擦締結要素（ローブレーキLB、ハイクラッチHC、ハイローブレーキHLB）と、エンジンクラッチEC（第１クラッチ）と、モータジェネレータクラッチMGC（第２クラッチ）と、シリーズクラッチSC（第３クラッチ）と、を備えている。
【００１０】
前記エンジンＥは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンであり、後述するエンジンコントローラ１からの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度などが制御される。
【００１１】
前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2は、永久磁石を埋設したロータと、ステータコイルが巻き付けられたステータと、を有する同期型モータジェネレータであり、後述するモータコントローラ２からの制御指令に基づいて、インバータ３により作り出された三相交流をそれぞれのステータコイルに印加することにより独立に制御される。
【００１２】
前記差動装置としての第１遊星歯車PG1と第２遊星歯車PG2と第３遊星歯車PG3は、何れも２自由度３要素のシングルピニオン型遊星歯車である。前記第１遊星歯車PG1は、第１サンギヤS1と、第１ピニオンP1を支持する第１ピニオンキャリアPC1と、第１ピニオンP1に噛み合う第１リングギヤR1と、によって構成されている。前記第２遊星歯車PG2は、第２サンギヤS2と、第２ピニオンP2を支持する第２ピニオンキャリアPC2と、第２ピニオンP2に噛み合う第２リングギヤR2と、によって構成されている。前記第３遊星歯車PG3は、第３サンギヤS3と、第３ピニオンP3を支持する第３ピニオンキャリアPC3と、第３ピニオンP3に噛み合う第３リングギヤR3と、によって構成されている。
【００１３】
前記第１サンギヤS1と前記第２サンギヤS2とは第１回転メンバM1により直結され、前記第１リングギヤR1と第３サンギヤS3とは第２回転メンバM2により直結され、前記第２ピニオンキャリアPC2と前記第３リングギヤR3とは第３回転メンバM3により直結される。したがって、３組の遊星歯車PG1,PG2,PG3は、第１回転メンバM1と第２回転メンバM2と第３回転メンバM3と第１ピニオンキャリアPC1と第２リングギヤR2と第３ピニオンキャリアPC3との６つの回転要素を有する。
【００１４】
前記差動装置の６つの回転要素に対する動力源Ｅ,MG1,MG2と出力軸OUTと各係合要素LB,HC,HLB,EC,SC,MGCの連結関係について説明する。
前記第１回転メンバM1（S1,S2）には、第２モータジェネレータMG2が連結されている。
前記第２回転メンバM2（R1,R3）には、入出力要素の何れにも連結されていない。
前記第３回転メンバM3（PC2,R3）には、エンジンクラッチECと第１オイルポンプOP1を介してエンジンＥが連結されている。
前記第１ピニオンキャリアPC1には、ハイクラッチHCを介して第２モータジェネレータMG2が連結されている。また、ローブレーキLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第２リングギヤR2には、モータジェネレータクラッチMGCを介して第１モータジェネレータMG1が連結されている。また、ハイローブレーキHLBを介して変速機ケースTCに連結されている。
前記第３ピニオンキャリアPC3には、出力軸OUTが連結されている。なお、出力軸OUTからは、図外のプロペラシャフトやディファレンシャルやドライブシャフトを介して左右の駆動輪に駆動力が伝達される。
なお、前記第１モータジェネレータMG1とは、シリーズクラッチSCを介して連結されている。
【００１５】
上記連結関係により、図２に示す共線図上において、第１モータジェネレータMG1(R2)、エンジンＥ(PC2,R3)、出力軸OUT(PC3)、第２モータジェネレータMG2(S1,S2)の順に配列され、遊星歯車列の動的な動作を簡易的に表せる剛体レバーモデル（第１遊星歯車PG1のレバー(1)、第２遊星歯車PG2のレバー(2)、第３遊星歯車PG3のレバー(3)）を導入することができる。ここで、「共線図」とは、差動歯車のギヤ比を考える場合、式により求める方法に代え、より簡単で分かりやすい作図により求める方法で用いられる速度線図であり、縦軸に各回転要素の回転数（回転速度）をとり、横軸にリングギヤ、キャリア、サンギヤ等の各回転要素をとり、各回転要素の間隔をサンギヤとリングギヤの歯数比に基づく共線図レバー比（α、β、δ）になるように配置したものである。
【００１６】
前記ローブレーキLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図４の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸より外側位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、締結によりロー側変速比を分担する「ローギヤ固定モード」と「ロー側無段変速モード」を実現する。
【００１７】
前記ハイクラッチHCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４の共線図上において、第２モータジェネレータMG2の回転速度軸と一致する位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、締結によりハイ側変速比を分担する「２速固定モード」と「ハイ側無段変速モード」と「ハイギヤ固定モード」を実現する。
【００１８】
前記ハイローブレーキHLBは、油圧により締結される多板摩擦ブレーキであり、図４の共線図上において、第１モータジェネレータMG1の回転速度軸と一致する位置に配置され、図２及び図３の共線図に示すように、ローブレーキLBと共に締結することにより変速比をアンダードライブ側の「ローギヤ固定モード」とし、ハイクラッチHCと共に締結することにより変速比をオーバードライブ側の「ハイギヤ固定モード」とする。
【００１９】
前記エンジンクラッチECは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４の共線図上において、エンジンＥとの回転速度軸と一致する位置に配置され、締結によりエンジンＥの回転とトルクを、エンジン入力回転要素である第３回転メンバM3（PC2,R3）に入力する。
【００２０】
前記シリーズクラッチSCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４の共線図上において、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを連結する位置に配置され、締結によりエンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを連結する。
【００２１】
前記モータジェネレータクラッチMGCは、油圧により締結される多板摩擦クラッチであり、図４の共線図上において、第１モータジェネレータMG1と第２リングギヤR2を連結する位置に配置され、第１モータジェネレータMG1と第２リングギヤR2との締結解除を行う。
【００２２】
次に、ハイブリッド車両の制御系を説明する。
実施例１におけるハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、エンジンコントローラ１と、モータコントローラ２と、インバータ３と、高電圧バッテリ４と、油圧制御装置５と、統合コントローラ６と、アクセル開度センサ７と、車速センサ８と、エンジン回転数センサ９と、第１モータジェネレータ回転数センサ１０と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１と、第３リングギヤ回転数センサ１２と、昇圧DC/DCコンバータ１３と、から構成されている。
【００２３】
前記エンジンコントローラ１は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APとエンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neを入力する統合コントローラ６からの目標エンジントルク指令等に応じ、エンジン動作点（Ne,Te）を制御する指令を、例えば、図外のスロットルバルブアクチュエータへ出力する。
【００２４】
前記モータコントローラ２は、レゾルバによる両モータジェネレータ回転数センサ１０、１１からのモータジェネレータ回転数N1,N2を入力する統合コントローラ６からの目標モータジェネレータトルク指令等に応じ、第１モータジェネレータMG1のモータ動作点（N1,T1）と、第２モータジェネレータMG2のモータ動作点（N2,T2）と、をそれぞれ独立に制御する指令をインバータ３へ出力する。なお、このモータコントローラ２からは、高電圧バッテリ４の充電状態をあらわすバッテリS.O.Cの情報が統合コントローラ６に対して出力される。
【００２５】
前記インバータ３は、前記第１モータジェネレータMG1と第２モータジェネレータMG2との各ステータコイルに接続され、モータコントローラ２からの指令により独立した３相交流を作り出す。このインバータ３には、昇圧DC/DCコンバータ１３を介して力行時に放電し回生時に充電する高電圧バッテリ４が接続されている。尚、昇圧DC/DCコンバータ１３の採用により、第１モータジェネレータMG1及び第２モータジェネレータMG2に対し高電圧で電力を供給することが可能となり、少ない電流での電力供給を可能とし、高効率化を図っている。
【００２６】
前記油圧制御装置５は、両オイルポンプOP1,OP2の少なくとも一方からの油圧供給を受け、統合コントローラ６からの油圧指令に基づいて、ローブレーキLBと、ハイクラッチHCと、ハイローブレーキHLBと、エンジンクラッチECと、シリーズクラッチSCと、モータジェネレータクラッチMGCの締結油圧制御及び解放油圧制御を行う。この締結油圧制御及び解放油圧制御には、滑り締結制御や滑り解放制御による半クラッチ制御も含む。
【００２７】
ABS/TCSコントローラ２０は、車輪速センサ１８から４輪各輪の車輪速を入力し、ブレーキユニット１７及び統合コントローラ６に対し制御信号を出力する。ABS/TCSコントローラ２０には、疑似車体速を演算する疑似車体速演算部と、疑似車体速と各車輪速とを比較し、車輪のスリップ状態を検出するスリップ状態検出部と、ABS制御部と、TCS制御部を有する。
【００２８】
ABS制御部では、運転者のブレーキペダル操作により車輪と路面との間にスリップ状態が検出されたとき、ブレーキユニット１７に設けられた増減圧バルブを開閉制御し、ホイルシリンダ内のブレーキ液圧を制御することで所望のスリップ状態を達成するABS制御部を有する。尚、ブレーキ液の油圧により制動力を得る場合について説明したが、モータ駆動によりブレーキパッドの位置制御を行うことで制動力を発生する電動式ブレーキを採用しても良く、特に限定しない。
【００２９】
TCS制御部では、運転者のアクセルペダル操作により車輪と路面との間にスリップ状態が検出されたとき、統合コントローラ６及びエンジンコントローラ１を介してエンジンＥのトルクダウン制御を実行し、所望のスリップ状態を達成するTCS制御部を有する。尚、トルクダウン制御としては、エンジンＥの出力トルクを制御する例を示したが、エンジンクラッチECの締結力制御により入力されるトルクを制限しても良いし、各輪に設けられたブレーキキャリパによって制動力を発生させ、所望のスリップ状態を達成するようにしてもよく、特に限定しない。
【００３０】
前記統合コントローラ６は、アクセル開度センサ７からのアクセル開度APと、車速センサ８からの車速VSPと、エンジン回転数センサ９からのエンジン回転数Neと、第１モータジェネレータ回転数センサ１０からの第１モータジェネレータ回転数N1と、第２モータジェネレータ回転数センサ１１からの第２モータジェネレータ回転数N2と、第３リングギヤ回転数センサ１２からのエンジン入力回転速度ωinと、ABS/TCSコントローラ１６からのABS制御情報、TCS制御情報等の情報を入力し、所定の演算処理を行う。そして、エンジンコントローラ１、モータコントローラ２、油圧制御装置５に対し演算処理結果にしたがって制御指令を出力する。
【００３１】
なお、統合コントローラ６とエンジンコントローラ１、統合コントローラ６とモータコントローラ２、及び統合コントローラ６とABS/TCSコントローラ２０とは、情報交換のためにそれぞれ双方向通信線１４，１５，１６により接続されている。
【００３２】
次に、ハイブリッド車両の走行モードについて説明する。
走行モードとしては、ローギヤ固定モード（以下、「Lowモード」という。）と、ロー側無段変速モード（以下、「Low-iVTモード」という。）と、２速固定モード（以下、「2ndモード」という。）と、ハイ側無段変速モード（以下、「High-iVTモード」という。）と、ハイギヤ固定モード（以下、「Highモード」という。）と、の５つの走行モードを有する。
【００３３】
前記５つの走行モードについては、エンジンＥを用いないで両モータージェネレータMG1,MG2のみで走行する電気自動車モード（以下、「EVモード」という。）と、エンジンＥと両モータージェネレータMG1,MG2を用いて走行するハイブリッドモード（以下、「HEVモード」という。）とに分けられる。
【００３４】
よって、図２（EVモード関連の５つの走行モード）及び図３（HEVモード関連の５つの走行モード）に示すように、「EVモード」と「HEVモード」とを合わせると「１０の走行モード」が実現されることになる。
【００３５】
尚、Low-iVTモード，High-iVTモードを自由変速比モードと定義し、Lowモード，2ndモード，Highモードを固定変速比モードと定義する。
【００３６】
ここで、図２(a)は「EV-Lowモード」の共線図、図２(b)は「EV-Low-iVTモード」の共線図、図２(c)は「EV-2ndモード」の共線図、図２(d)は「EV-High-iVTモード」の共線図、図２(e)は「EV-Highモード」の共線図である。また、図３(a)は「HEV-Lowモード」の共線図、図３(b)は「HEV-Low-iVTモード」の共線図、図３(c)は「HEV-2ndモード」の共線図、図３(d)は「HEV-High-iVTモード」の共線図、図３(e)は「HEV-Highモード」の共線図である。
【００３７】
前記「Lowモード」は、図２(a)及び図３(a)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを締結し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるローギヤ固定モードである。
【００３８】
前記「Low-iVTモード」は、図２(b)及び図３(b)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを解放し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるロー側無段変速モードである。
【００３９】
前記「2ndモード」は、図２(c)及び図３(c)の共線図に示すように、ローブレーキLBを締結し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られる２速固定モードである。
【００４０】
前記「High-iVTモード」は、図２(d)及び図３(d)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを解放し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるハイ側無段変速モードである。
【００４１】
前記「Highモード」は、図２(e)及び図３(e)の共線図に示すように、ローブレーキLBを解放し、ハイクラッチHCを締結し、ハイローブレーキHLBを締結し、シリーズクラッチSCを解放し、モータジェネレータクラッチMGCを締結することで得られるハイギヤ固定モードである。
【００４２】
そして、前記「１０の走行モード」のモード遷移制御は、統合コントローラ６により行われる。すなわち、統合コントローラ６には、要求駆動力Fdrv（アクセル開度APにより求められる。）と車速VSPとバッテリS.O.Cによる三次元空間に、例えば、図５に示すような前記「１０の走行モード」を割り振った走行モードマップが予め設定されていて、車両走行時等においては、要求駆動力Fdrvと車速VSPとバッテリS.O.Cの各検出値により走行モードマップが検索され、要求駆動力Fdrvと車速VSPにより決まる車両動作点やバッテリ充電量に応じた最適な走行モードが選択される。なお、図５は三次元走行モードマップをバッテリS.O.Cが充分な容量域のある値で切り取ることにより、要求駆動力Fdrvと車速VSPとの二次元によりあらわした走行モードマップの一例である。
【００４３】
さらに、シリーズクラッチSCとモータジェネレータクラッチMGCを採用したことに伴い、上記「１０の走行モード」に加え、図６に示すように、発進時等で選択されるシリーズローギヤ固定モード（以下、「S-Lowモード」という。）が追加される。この「S-Lowモード」は、ローブレーキLBとハイローブレーキHLBを締結し、エンジンクラッチECとハイクラッチHCとモータジェネレータクラッチMGCを解放し、シリーズクラッチSCを締結することで得られる。
【００４４】
つまり、上記「１０の走行モード」はパラレル型ハイブリッド車両としての走行モードであるが、シリーズローギヤ固定モードである「S-Lowモード」については、エンジンＥと第１モータジェネレータMG1とを共線図から切り離し、エンジンＥにより第１モータジェネレータMG1を駆動して発電し、該第１モータジェネレータMG1による発電電力を受け入れて充電するバッテリ４と、該バッテリ４の充電電力を用いて第２モータジェネレータMG2を駆動するというシリーズ型ハイブリッド車両としての走行モードを達成する。つまり、実施例１は、パラレルにシリーズを組み合わせたハイブリッド車両として構成される。
【００４５】
前記走行モードマップの選択により、「EVモード」と「HEVモード」との間においてモード遷移を行う場合には、図６に示すように、エンジンＥの始動・停止と、エンジンクラッチECを締結・解放する制御が実行される。また、「EVモード」の５つのモード間でのモード遷移や「HEVモード」の５つのモード間でのモード遷移を行う場合には、図６に示すON/OFF作動表にしたがって行われる。
【００４６】
これらのモード遷移制御のうち、例えば、エンジンＥの始動・停止とクラッチやブレーキの締結・解放が同時に必要な場合や、複数のクラッチやブレーキの締結・解放が必要な場合や、エンジンＥの始動・停止またはクラッチやブレーキの締結・解放に先行してモータジェネレータ回転数制御が必要な場合等においては、予め決められた手順にしたがったシーケンス制御により行われる。
【００４７】
図７は統合コントローラ６において実行される制御アルゴリズムのメインルーチンである。
【００４８】
ステップS1では、車速、アクセルペダル操作量から要求駆動力を算出し、この要求駆動力に応じた最適な目標駆動力を決定する。
【００４９】
ステップS2では、目標駆動力を実現し、かつ、エネルギー効率が最適となる走行モードを選択する。
【００５０】
ステップS3では、モード遷移に必要な各種アクチュエータの動作方法を規定する。
【００５１】
ステップS4では、ステップS1で求めた目標駆動力を実現できるようにエンジンコントローラ１に対して目標トルクを送信する。
【００５２】
ステップS5では、各モードを実現するためにハイブリッド変速機に対して油圧指令値を送り、各ブレーキ、クラッチの油圧を制御する。
【００５３】
ステップS6では、ステップS1で求めた目標駆動力を実現できるように、モータコントローラ２に対して目標トルクを送信する。
【００５４】
実施例１のハイブリッド車両の制御装置にあっては、上記ルーチンを繰り返し、現在の走行モードから他の走行モードへの遷移制御を実行している。
【００５５】
次に、ハイローブレーキHLBが締結され第１モータジェネレータMG1が拘束された走行モード（Lowモード，Highモード）、或いは、ローブレーキLBが締結され第２モータジェネレータMG2が拘束された2ndモード（以下、これらのモードを総称して第１走行モードとする）から、ハイローブレーキHLBもしくはローブレーキLBの締結を解放する走行モード（Low-iVTモード，High-iVTモード）（以下、これらのモードを総称して第２走行モードとする）に遷移する場合に適用されるブレーキ締結トルク制御について説明する。図８はモード遷移時のブレーキ解放制御を表すフローチャートである。
【００５６】
ステップS501では、フェーズ１かどうかを判定し、フェーズ１のときはステップS502へ進み、それ以外のときはステップS508へ進む。このフェーズ１かどうかの判定基準としては、モード遷移要求からブレーキが滑り出すまでの時間を実験やシミュレーションによって予測しておき、フェーズ２に移行するタイミングを予め決定しておいてもよいし、ブレーキ締結トルクがある閾値に達した状態としてもよい。
【００５７】
ステップS502では、ブレーキを締結しておくのに必要な内部応力（BRK_TRQ）を算出する。ここで、内部応力とは、ブレーキによってモータジェネレータを０回転に拘束しておくのに必要なトルクを表す。
【００５８】
ステップS503では、停止しているモータジェネレータで出力可能なトルク（Tm_max）を決定する。ここで、連続出力が可能なトルクTm_maxとは、モータの巻き線やモータ駆動用のスイッチング素子等に電流が流れ続けたとしても故障しない範囲のトルクであり、ブレーキに作用するトルクの一部を置き換えるためのトルクである。
【００５９】
尚、この連続出力が可能なトルクTm_maxは、連続出力する時間、すなわちモード遷移に必要な時間によっても異なる。そこで、モード遷移に必要な時間を推定する遷移時間推定手段等を設け、図１０に示すように、モード遷移にかかる時間と出力可能トルクとの関係を表すマップ等を予め設定し（出力可能トルク設定手段に相当）、モード遷移に必要な時間に応じたトルクを設定してもよい。遷移時間の推定については、予めモード遷移の種類に応じて設定してもよいし、走行状態（車速や、アクセルペダル開度等）から推定してもよい。
【００６０】
ステップS504では、モータジェネレータトルクがTm_maxとなるように指令を与える。
【００６１】
ステップS505では、内部応力BTK＿TRQからモータジェネレータにより発生するトルクTm_maxを差し引いたブレーキ締結トルクを決定する。
【００６２】
ステップS506では、ブレーキの必要締結油圧を決定する。尚、必要締結油圧は、油圧とブレーキ締結トルクの関係を表すマップ等を予め設定し、この関係に基づいて適宜設定すればよい。
【００６３】
ステップS507では、油圧指令値にブレーキの必要締結油圧を代入し、ブレーキ油圧を出力する。
【００６４】
ステップS508では、フェーズ２かどうかを判定し、フェーズ２のときはステップS509へ進み、それ以外のときはステップS511へ進む。尚、フェーズ２とフェーズ３との判定基準は、ブレーキが滑り出したかどうか、すなわちモータジェネレータが回転を開始したかどうかに基づいて判断すればよい。
【００６５】
ステップS509では、要求駆動力に応じた目標モータジェネレータトルクを決定する。
【００６６】
ステップS510では、ブレーキが滑り出すタイミングを予測し、予測されたタイミングの直前に目標モータジェネレータトルク指令を与える。
【００６７】
ステップS511では、フェーズ３かどうかを判定し、フェーズ３のときはステップS512へ進み、それ以外のときは本制御フローを終了する。
【００６８】
ステップS512では、ブレーキに解放指令を与える（ブレーキ締結トルク＝０）。
【００６９】
ステップS513では、ブレーキ解放に必要な必要締結油圧を決定する。
【００７０】
ステップS514では、油圧指令値にブレーキの必要締結油圧を代入し、ブレーキ油圧を出力する。
【００７１】
次に、上記フローチャートの作用について図９のタイムチャートに基づいて説明する。
時刻ｔ１において、モータジェネレータの回転がブレーキにより０回転に拘束された状態から、この拘束を解除して回転状態へ遷移するというモード遷移要求があり、ブレーキの解放指令がハイブリッドコントローラによって与えられる。また、モータジェネレータに０回転で連続出力が可能なトルク（Tm_max）までモータジェネレータトルクを立ち上げるように指令を送る。
【００７２】
時刻ｔ２において、ブレーキが滑り出した瞬間からモータジェネレータが目標モータトルクを出力している状態とするために、ブレーキの滑り出す時刻ｔ３を予測し、モータジェネレータトルクを立ち上げる。
【００７３】
時刻ｔ３以降は、ブレーキ締結トルクが０となるように油圧指令を出力する。また、時刻ｔ４において、ブレーキ締結トルクが０となると、自由変速比モードに遷移し、各アクチュエータの制御を行う。
【００７４】
次に、実施例１の作用効果を比較例１，２を用いて説明する。図１１は、ブレーキを解放するモード遷移要求が成され、ブレーキ締結トルクを低下させつつモータジェネレータトルクを上昇させた比較例１のタイムチャートである。
【００７５】
時刻ｔ１において、ブレーキを解放するモード遷移要求が成されると、まずブレーキの締結力をブレーキが滑るぎりぎりの締結力まで低下させる。この状態で、時刻ｔ２においてモータジェネレータのトルク発生を開始すると、モータジェネレータのトルクは徐々に大きくなるものの、目標モータジェネレータトルクに到達するのに時間がかかり、この間、一時的に駆動力が抜けてしまうという問題がある。
【００７６】
これに対し、実施例１では、ある程度までモータジェネレータトルクが上昇している段階で更にモータジェネレータトルクを上昇させるため、上昇までの時間を短くすることが可能となり、駆動力の抜けを防止することができる。
【００７７】
図１２は、ブレーキを解放するモード遷移要求が成された後、ブレーキの締結トルクをブレーキが滑るぎりぎりの締結力まで低下させつつ、モータジェネレータのトルクを上昇させた比較例２のタイムチャートである。
【００７８】
時刻ｔ１において、ブレーキを解放するモード遷移要求が成されると、まずブレーキの締結力をブレーキが滑るぎりぎりの締結力まで低下させると共に、モータジェネレータのトルクを目標モータジェネレータトルクまで発生させる。この状態で、時刻ｔ２においてブレーキを解放すると、モータジェネレータトルクは既に発生しているため、駆動力の一時的な抜けを防止することができる。
【００７９】
しかしながら、モータジェネレータトルクが目標モータジェネレータトルクに到達するのには時間がかかるため、ある程度の余裕を持ってモータジェネレータトルクを立ち上げる必要があり、モータジェネレータが０回転で大きなトルクを出力する時間が長くなる。すると、モータジェネレータの巻き線や、モータ駆動電流を制御するスイッチング素子等に過大な電流が流れ、電子部品等の耐久性の低下を招く虞がある。
【００８０】
これに対し、実施例１では、モータジェネレータが０回転であっても、過大な電流が流れることのない出力可能トルクに上昇させているため、この時点で電子部品等の耐久性の低下を招くことはない。また、ある程度のモータジェネレータトルクが上昇した状態で、フェーズ２において目標モータジェネレータトルクまで上昇させるため、トルク上昇までに必要な時間を短くすることができる。よって、電子部品等の耐久性の低下を招くことなく、駆動力抜けを防止することができるものである。
【００８１】
以上説明したように、実施例１の車両の制御装置にあっては、下記に列挙する作用効果を得ることができる。
【００８２】
(1)ブレーキを締結した第１走行モードから、ブレーキを解放し、モータジェネレータにブレーキにより発生している方向と同じ方向のトルクを発生させる第２走行モードに遷移するとき、ブレーキを締結状態のまま、モータジェネレータにモータジェネレータが回転していない状態で発生可能な出力可能トルクを発生させるフェーズ１（第１制御フェーズ）を有することとした。よって、ブレーキを解放する前にモータトルクを確保することが可能となり、駆動力抜けを抑制することができる。また、モータトルクとしてモータが回転していない状態で発生可能な第１トルクを与えるため、電子部品等に過大な電流が流れることが抑制され、電子部品の耐久性の向上を図ることができる。
【００８３】
(2)フェーズ１において出力可能トルクを発生させたときは、ブレーキの締結力を出力可能トルク分低下させ、ブレーキに作用する内部応力の出力可能トルク分をブレーキからモータジェネレータに置き換えることとした。よって、ブレーキに作用するトルクを小さくすることで、ブレーキが滑る際の摩擦力を小さくすることが可能となり、ブレーキの耐久性の向上を図ることができる。また、出力可能トルクから目標モータジェネレータトルクまで上昇させる際に、上昇時間を短くすることが可能となり、更に駆動力抜けを防止できる。更に、モータジェネレータの回転数が０の状態での目標モータジェネレータトルク出力時間を短くすることが可能となり、電子部品等の耐久性の向上を図ることができる。
【００８４】
(3)フェーズ１終了後、ブレーキが滑り出すタイミングを予測し、この予測されたタイミングより前に第２走行モードにおける目標モータジェネレータトルクを発生させることとした。よって、更に、モータジェネレータが発生するトルクの立ち上がりに応答遅れがあったとしても、ブレーキが滑り出すタイミングにおいて、確実に目標モータジェネレータトルクを確保することができる。
【００８５】
(4)第１走行モードから前記第２走行モードに遷移するのに必要な時間を推定し、この推定された遷移時間が長いほど、出力可能トルクを小さく設定してもよい。これにより、電子部品等の耐久性に応じて出力可能トルクをより高く設定することが可能となり、上記(1)〜(3)に記載の作用効果を向上することができる。
【００８６】
実施例１のハイブリッド車両の制御装置は、３つのシングルピニオン型遊星歯車により構成された差動装置を有し、パラレル走行モードとシリーズ走行モードとが選択可能なハイブリッド差動装置の例を示したが、例えば、特開２００３−３２８０８号公報等に記載されているようにラビニョウ型遊星歯車により構成された差動装置を有し、パラレル走行モードとシリーズ走行モードとが選択可能なハイブリッド差動装置に適用することもできる。また、エンジンを搭載しない電気自動車にあっても、複数のモータジェネレータ等を搭載し、少なくとも１つのモータジェネレータがブレーキにより固定される固定変速比モードを備えていれば、同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】実施例１のハイブリッド車両を示す全体システム図である。
【図２】実施例１のハイブリッド車両において電気自動車モードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。
【図３】実施例１のハイブリッド車両においてハイブリッドモードでの５つの走行モードをあらわす共線図である。
【図４】実施例１のハイブリッド車両において各係合要素との関係を示す共線図である。
【図５】実施例１のハイブリッド車両において走行モードの選択に用いられる走行モードマップの一例を示す図である。
【図６】実施例１のハイブリッド車両において「１０の走行モード」でのエンジン・エンジンクラッチ・モータジェネレータ・ローブレーキ・ハイクラッチ・ハイローブレーキ・シリーズクラッチ・モータジェネレータクラッチの作動表である。
【図７】実施例１の統合コントローラにおいて実行される制御アルゴリズムのメインルーチンである。
【図８】実施例１の第１走行モードから第２走行モードへのモード遷移時のブレーキ解放制御を表すフローチャートである。
【図９】実施例１のモード遷移時の各回転要素の回転数及びトルクの関係を表すタイムチャートである。
【図１０】実施例１のモード遷移にかかる時間と出力可能トルクとの関係を表すマップである。
【図１１】比較例１のモード遷移時の各回転要素の回転数及びトルクの関係を表すタイムチャートである。
【図１２】比較例２のモード遷移時の各回転要素の回転数及びトルクの関係を表すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００８８】
Ｅ  エンジン
MG1  第１モータジェネレータ
MG2  第２モータジェネレータ
OUT  出力軸（出力部材）
PG1  第１遊星歯車
PG2  第２遊星歯車
PG3  第３遊星歯車
LB  ローブレーキ
HC  ハイクラッチ
HLB  ハイローブレーキ
EC  エンジンクラッチ
MGC  モータジェネレータクラッチ
SC  シリーズクラッチ
１  エンジンコントローラ
２  モータコントローラ
３  インバータ
４  バッテリ
５  油圧制御装置
６  統合コントローラ
７  アクセル開度センサ
８  車速センサ
９  エンジン回転数センサ
１０  第１モータジェネレータ回転数センサ
１１  第２モータジェネレータ回転数センサ
１２  第３リングギヤ回転数センサ
【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】
2007069842.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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