(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
上記エンジンにクラッチ手段を介して連結される出力軸と、
上記エンジンに連結された発電機モータと、
上記発電機モータにより発生する電力を蓄える蓄電手段と、
上記蓄電手段の電力により駆動される走行用モータと、
上記走行用モータ及び出力軸に連結された駆動輪と、
上記クラッチ手段におけるエンジン側の入力側回転数及び出力軸側の出力側回転数を検出する検出手段と、
上記検出手段が検出したクラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数とが一致するようにエンジンの始動後にエンジン及び発電機モータの双方によって入力側回転数を調節した上でクラッチ手段を締結する制御手段とを備え、
上記制御手段は、検出手段が検出したクラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数とが一致するようにエンジンの始動後にエンジン及び発電機モータの双方によって入力側回転数を調節した上でクラッチ手段を締結する動作を第１の動作とする一方、検出手段が検出したクラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数とが一致するように発電機モータでエンジンを回転駆動した上でクラッチ手段を締結し、クラッチ手段の締結後にエンジンを始動させる動作を第２の動作とし、第１の動作と第２の動作とを走行状態に応じて切り換えて行うように構成されているハイブリッド車両。
【請求項２】
エンジンと、
上記エンジンにクラッチ手段を介して連結される出力軸と、
上記エンジンに連結された発電機モータと、
上記発電機モータにより発生する電力を蓄える蓄電手段と、
上記蓄電手段の電力により駆動される走行用モータと、
上記走行用モータ及び出力軸に連結された駆動輪と、
上記クラッチ手段におけるエンジン側の入力側回転数及び出力軸側の出力側回転数を検出する検出手段と、
上記検出手段が検出したクラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数とが一致するようにエンジンの始動後にエンジン及び発電機モータの双方によって入力側回転数を調節した上でクラッチ手段を締結する制御手段とを備え、
上記制御手段は、検出手段が検出したクラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数とが一致するようにエンジンの始動後にエンジン及び発電機モータの双方によって入力側回転数を調節した上でクラッチ手段を締結する動作を第１の動作とする一方、検出手段が検出したクラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数とが一致するように発電機モータでエンジンを回転駆動した上でエンジンを始動させ、エンジンの始動後にクラッチ手段を締結する動作を第２の動作とし、第１の動作と第２の動作とを走行状態に応じて切り換えて行うように構成されているハイブリッド車両。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のハイブリッド車両において、
制御手段は、車速が所定値を超えた状態では第１の動作を行うように構成されているハイブリッド車両。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のハイブリッド車両において、
制御手段は、加速走行状態では第１の動作を行うように構成されているハイブリッド車両。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１つに記載のハイブリッド車両において、
エンジンと出力軸との間に介設され、且つ入力側と出力側が切断されるニュートラル状態と、入力側と出力側が接続された変速状態とに切り換わる自動変速機を備え、
上記クラッチ手段は、上記自動変速機をニュートラル状態と変速状態とに切り換える自動変速機用クラッチ手段であるハイブリッド車両。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンとモータとを併用して走行するハイブリッド車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ハイブリッド車両としてシリーズ方式と呼ばれるものが知られている（例えば、特開平６−１６５３０９号公報参照）。このものでは、エンジンでジェネレータを駆動して発電を行い、電力をバッテリに蓄える。そして、バッテリからモータに電力を供給し、このモータによって走行用の駆動力を得るようにしている。
【０００３】
一方、ハイブリッド車両としてパラレル方式と呼ばれるものが知られている。このものでは、電気モータ及びエンジンを併用して走行するように構成されている。つまり、エンジンでジェネレータを駆動してバッテリを充電する点は上記シリーズ方式と同様であるが、該シリーズ方式とは異なり、バッテリの電力で駆動するモータによる走行だけでなく、エンジンのみによる走行やエンジンとモータの双方による走行も可能に構成されている。そして、発進時にはモータで走行し、車速が上がってエンジンを効率のよい回転で運転できる状態となるとモータからエンジンに駆動源を切り換えて走行するようにしている。また、急発進や急加速のように大きな駆動力を要する場合にはモータとエンジンの双方によって走行するようにしている。
【０００４】
上述のパラレル方式のハイブリッド車両には、モータは駆動輪に直結する一方、エンジンはクラッチを介して駆動輪に連結するものが提案されている。そして、この種のハイブリッド車両では、モータのみで走行する際には上記クラッチを切り、エンジンのみ又はエンジンとモータの両方で走行する際には上記クラッチを締結するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、パラレル方式のハイブリッド車両では、モータによる走行中に途中からエンジンのトルクが駆動輪に伝えられる。つまり、走行中にクラッチを締結することとなる。従って、クラッチにおける駆動輪側とエンジン側との回転差が大きな状態でクラッチを締結すると、クラッチの損傷を招くという問題があった。また、クラッチの損傷にまで至らない場合であっても、例えばエンジン側の回転が低い状態でクラッチを締結すると、車体に減速によるショックが生じ、走行状態が不安定となって運転者にも違和感を与えてしまうという問題があった。
【０００６】
これに対して、クラッチを締結する際にスロットルの制御によってエンジンの回転数を調節し、クラッチにおける駆動輪側とエンジン側との回転数差を小さくすることが考えられる。しかしながら、スロットル開度の変化に対するエンジン回転数の応答性が低いため、クラッチ両側での回転数をうまく合わせることができず、上述の問題を解決することができなかった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、エンジンと駆動輪との間を断続するクラッチ手段を有するパラレル式のハイブリッド車両において、クラッチ手段を締結する際のクラッチ手段の損傷や走行状態の不安定化を防止して、信頼性の向上及び走行性能の向上を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発電機モータによってエンジンの回転数を制御するようにしたものである。
【０００９】
具体的に、本発明が講じた第１及び第２の各解決手段は、エンジンと、上記エンジンにクラッチ手段を介して連結される出力軸と、上記エンジンに連結された発電機モータと、上記発電機モータにより発生する電力を蓄える蓄電手段と、上記蓄電手段の電力により駆動される走行用モータと、上記走行用モータ及び出力軸に連結された駆動輪と、上記クラッチ手段におけるエンジン側の入力側回転数及び出力軸側の出力側回転数を検出する検出手段とを備えるハイブリッド車両を対象としている。
【００１０】
そして、上記第１及び第２の各解決手段は、上記検出手段が検出したクラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数とが一致するようにエンジンの始動後にエンジン及び発電機モータの双方によって入力側回転数を調節した上でクラッチ手段を締結する制御手段を設けるものである。
【００１１】
また、上記第１の解決手段は、制御手段が、検出手段が検出したクラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数とが一致するようにエンジンの始動後にエンジン及び発電機モータの双方によって入力側回転数を調節した上でクラッチ手段を締結する動作を第１の動作とする一方、検出手段が検出したクラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数とが一致するように発電機モータでエンジンを回転駆動した上でクラッチ手段を締結し、クラッチ手段の締結後にエンジンを始動させる動作を第２の動作とし、第１の動作と第２の動作とを走行状態に応じて切り換えて行うように構成されるものである。
【００１２】
また、上記第２の解決手段は、制御手段が、検出手段が検出したクラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数とが一致するようにエンジンの始動後にエンジン及び発電機モータの双方によって入力側回転数を調節した上でクラッチ手段を締結する動作を第１の動作とする一方、検出手段が検出したクラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数とが一致するように発電機モータでエンジンを回転駆動した上でエンジンを始動させ、エンジンの始動後にクラッチ手段を締結する動作を第２の動作とし、第１の動作と第２の動作とを走行状態に応じて切り換えて行うように構成されるものである。
【００１３】
また、本発明が講じた第３の解決手段は、上記第１又は第２の解決手段において、制御手段が、車速が所定値を超えた状態では第１の動作を行うように構成されるものである。
【００１４】
また、本発明が講じた第４の解決手段は、上記第１又は第２の解決手段において、制御手段が、加速走行状態では第１の動作を行うように構成されるものである。
【００１５】
また、本発明が講じた第５の解決手段は、上記第１〜第４の何れか１つの解決手段において、エンジンと出力軸との間に介設され、且つ入力側と出力側が切断されるニュートラル状態と、入力側と出力側が接続された変速状態とに切り換わる自動変速機を設け、上記クラッチ手段は、上記自動変速機をニュートラル状態と変速状態とに切り換える自動変速機用クラッチ手段とするものである。
【００１６】
−作用−
上記第１及び第２の各解決手段では、走行用モータの駆動力が駆動輪に伝達される一方、クラッチ手段を締結するとエンジンの駆動力も駆動輪に伝達される。そして、走行用モータとエンジンの一方の駆動力又は両方の駆動力を駆動輪に伝達して、車両が走行する。発電機モータは、エンジンに駆動されて発電を行い、発生した電力は蓄電手段に蓄えられて走行用モータの駆動等に用いられる。
【００１７】
ハイブリッド車両では、駆動源を切り換えるために車両の走行中にクラッチ手段の断続操作を行う。その際、制御手段が所定の動作を行い、エンジンの始動とクラッチ手段の締結とを行う。
【００１８】
また、上記第１及び第２の各解決手段では、制御手段が、所定の第１の動作と第２の動作とを走行状態に応じて使い分ける。この制御手段の第１の動作では、エンジンを始動した後に、エンジン及び発電機モータを制御してクラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数との一致を図り、その上でクラッチ手段を締結する。
【００１９】
また、上記第１の解決手段の制御手段が行う第２動作では、発電機モータによってエンジンを回転駆動し、これによってクラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数との一致を図る。そして、両回転数の一致を図った上でクラッチを締結し、その後エンジンを始動する。
【００２０】
また、上記第２の解決手段の制御手段が行う第２動作では、発電機モータによってエンジンを回転駆動し、これによってクラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数との一致を図る。そして、両回転数の一致を図った上でエンジンを始動し、その後クラッチを締結する。
【００２１】
また、上記第６の解決手段では、第１の動作と第２の動作を使い分けを車速が所定値を超えるか否かによって行う。
【００２２】
また、上記第７の解決手段では、第１の動作と第２の動作を使い分けを加速状態か否かによって行う。
【００２３】
また、上記第８の解決手段では、自動変速機を構成する自動変速機用クラッチ手段が、エンジンと出力軸との間を断続するクラッチ手段としても機能する。
【００２４】
【発明の効果】
従って、上記第１及び第２の各解決手段によれば、制御性と応答性に優れた発電機モータを用いてエンジンの回転数を制御しているため、エンジン回転数の迅速な制御か可能となる。また、発電機モータを用いることによってエンジン回転数の検出が容易となる。従って、スロットル開度の調節等によってエンジン自体を制御する場合に比して、発電機モータを用いることによってクラッチ手段の入力側回転数を確実に且つ迅速に制御することができる。特に、エンジンがかかって自力で回転する前の状態でエンジンを発電機モータで駆動しているため、エンジンの回転数を一層確実に制御できる。このため、クラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数との一致が確実に図られ、クラッチ手段の締結する際のクラッチ手段の損傷を防止でき、またその際の車両の走行状態を安定に維持することができる。この結果、信頼性の向上及び走行性能の向上を図ることができる。
【００２５】
また、上記第１及び第２の各解決手段によれば、所定の第１の動作と第２の動作とを使い分けることによって、クラッチ手段の入力側回転数と出力側回転数の一致をより確実に図ることが可能となる。
【００２６】
つまり、上述のように、第２の動作では、始動前のエンジンを発電機モータで駆動して上記クラッチ手段の両回転数の一致を図っている。一方、第１の動作では、始動後のエンジンを発電機モータで駆動して上記両回転数の一致を図っている。ここで、例えば、車速が高いような場合には、エンジンの回転数をある程度高くしなければ上記両回転数の一致を図ることができない。このため、第２の動作では発電機モータのトルクが不足してエンジンの回転数を充分に高められないおそれがあるのに対し、第１の動作では発電機モータが始動後のエンジンを駆動するため、発電機モータのトルクが小さくてもエンジンの回転数を充分に高めることができる。このため、第１の動作と第２の動作とを走行状態に応じて使い分けることによってエンジン回転数を的確に制御することができ、この結果、上記両回転数の一致を充分に図ることができる。
【００２７】
また、上記第５の解決手段では、自動変速機を構成する自動変速機用クラッチ手段が、エンジンと出力軸との間を断続するクラッチ手段を兼ねている。ここで、自動変速機用クラッチ手段は、大きな動力の断続を目的とする専用クラッチに比してクラッチ容量が低い。従って、入力側と出力側との間の回転数差が大きい状態でニュートラル状態から変速状態に切り換えることは想定されておらず、このような状態で切り換えると容易に損傷してしまう。これに対して、本解決手段では、制御手段が所定の動作を行ってクラッチ手段を締結しているため、自動変速機がクラッチ手段を兼ねる構成とした場合であっても、自動変速機の損傷を確実に防止することができる。そして、エンジンと出力軸との間に自動変速機を介設する場合にはエンジンと出力軸との間に独立したクラッチを設ける必要がなくなり、構成の簡素化を図ることが可能となる。
【００２８】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
−ハイブリッド自動車の機械的構成−
図１は、本実施形態のハイブリッド自動車の機械的構成を示すブロック図である。
【００３０】
図１に示すように、本実施形態のハイブリッド自動車は、駆動力を発生するためのパワーユニットとして、蓄電手段であるバッテリ３から供給される電力により駆動される走行用モータ２とガソリン等の液体燃料の爆発力により駆動されるエンジン１とを併用して走行し、後述する車両の走行状態に応じて、走行用モータ２のみによる走行、エンジン１のみによる走行、或いは走行用モータ２とエンジン１の双方による走行とが実現される。
【００３１】
エンジン１は、トルクコンバータ５及び自動変速機７を介して駆動輪９，１０に連結されている。そして、エンジン１の駆動力は、自動変速機７の出力側に直結された出力軸１２からギヤトレイン１１及び差動機構８を介して駆動輪９，１０に伝達される。また、エンジン１はバッテリ３を充電するために発電機モータ４を駆動する。
【００３２】
トルクコンバータ５は、図示しないが、ロックアップ機構であるロックアップクラッチを有し、ロックアップクラッチを繋ぐとロックアップされ、ロックアップクラッチを切るとロックアップが解除されるように構成されている。
【００３３】
自動変速機７は、図示しないが、遊星歯車機構、多板クラッチ、ブレーキ、ワンウェイクラッチ等の構成要素から成る４速の変速機である。そして、この自動変速機７は、多板クラッチの断続等によって、入力側と出力側とが切断されるニュートラルレンジ（以下、Ｎレンジという）と、入力側と出力側とが連結される１速〜４速の各変速レンジとに切り換わるように構成されている。この自動変速機７は、変速機として機能するほか、Ｎレンジと変速レンジとに切り換わることによってエンジン１と駆動輪９，１０との間の断続を行う。そして、自動変速機７をＮレンジと変速レンジとに切り換える多板クラッチ等の自動変速機用クラッチ手段が、エンジン１と出力軸１２との間を断続するクラッチ手段を構成している。
【００３４】
走行用モータ２は、バッテリ３から供給される電力により駆動され、ギヤトレイン１１を介して駆動輪９，１０に駆動力を伝達する。また、走行用モータ２は、車両の減速時には逆に駆動輪９，１０に駆動され、車両の運動エネルギを電力に変換してバッテリ３に供給する。
【００３５】
発電機モータ４は、エンジン１によって駆動されて発電を行い、バッテリ３に電力を供給する。また、この発電機モータ４は、エンジン１の始動時にはバッテリ３から電力を受けてエンジン１をクランキングさせる。
【００３６】
エンジン１は例えば高燃費型のバルブの閉弁タイミングを遅延させるタイプのものが搭載され、走行用モータ２は例えば最大出力２０ＫＷのＩＰＭ同期式モータが使用され、発電機モータ４は例えば最大出力１０ＫＷのものが使用され、バッテリ３は例えば最大出力３０ＫＷのニッケル水素電池が搭載される。
【００３７】
統括制御ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路及びインバータ回路等からなり、エンジン１の点火時期や燃料噴射量等をコントロールすると共に、走行用モータ２及び発電機モータ４の出力や回転数の制御、トルクコンバータ５のロックアップ制御、自動変速機７の制御、バッテリ３の充放電等を総括的に制御する制御手段に構成されている。
【００３８】
また、統括制御ＥＣＵ１００には、エンジン１のクランク軸回転数と走行用モータ２の回転数とが入力されている。そして、統括制御ＥＣＵ１００は、入力された両回転数に基づき、自動変速機７の変速比及びギヤトレイン１１のギヤ比を考慮して自動変速機７における入力側及び出力側の軸回転数をそれぞれ算出するように構成されている。即ち、統括制御ＥＣＵ１００は、自動変速機７の入力側回転数及び出力側回転数を検出する検出手段を構成している。
【００３９】
更に、統括制御ＥＣＵ１００は、図２に示すようなシフトスケジュールに従って自動変速機７を変速するように構成されている。このシフトスケジュールは、車速とアクセル踏込量との関係で表され、４速の自動変速機７に対応して３本の変速ラインが定められている。そして、この変速ラインを横切ると自動変速機７を変速するようにしている。このシフトスケジュールは、車速との関係でエンジン１の回転数が最もエンジン１の効率の良い回転数の範囲となるように定められている。
【００４０】
また、図２にハッチングで示すように、所定のロックアップ領域が定められ、このロックアップ領域ではトルクコンバータ５をロックアップするようにしている。つまり、エンジン１のみの車両ではロックアップ領域が変速の行われない領域に限られるのに対し、本ハイブリッド自動車では変速が行われる領域にまでロックアップ領域が拡大されている。これは、本ハイブリッド自動車では、変速によるエンジン１の駆動力の変化を走行用モータ２の駆動力で吸収することができ、トルクコンバータ５のロックアップ状態でも変速ショックを生じることなく変速が可能だからである。
【００４１】
−運転動作−
次に、下記表１を参照して主要な状態下におけるエンジン１、発電機モータ４、走行用モータ２及びバッテリ３の制御について説明する。尚、表１において「力行」とは駆動トルクを出力している状態を意味する。
【００４２】
【表１】
0003873501.tif 000002
［停車時］
表１に示すように、停車時では、エンジン１、発電機モータ４、走行用モータ２は停止される。但し、エンジン１は冷間時とバッテリ蓄電量低下時に運転され、発電機モータ４はエンジン運転中は発電するために駆動されてバッテリ３を充電する。
［緩発進時］
表１に示すように、緩発進時では、エンジン１、発電機モータ４は停止され、走行用モータ２が駆動トルクを出力する。
［急発進時］
表１に示すように、急発進時では、走行用モータ２が駆動トルクを出力し、エンジン１は始動後高出力で運転される。バッテリ３は走行用モータ２に放電する。尚、ここではエンジン１の始動後は発電機モータ４を停止しているが、発電機モータ４が継続して駆動トルクを出力するようにしてもよい。
［エンジン始動時］
表１に示すように、エンジン始動時では、発電機モータ４がエンジン１をクランキングするために駆動トルクを出力してエンジン１が起動される。バッテリ３は発電機モータ４に放電する。
［定常低負荷走行時］
表１に示すように、定常低負荷走行時では、エンジン１、発電機モータ４は停止され、走行用モータ２が駆動トルクを出力する。バッテリ３は走行用モータ２に放電する。但し、エンジン１は冷間時とバッテリ蓄電量低下時に運転され、発電機モータ４はエンジン運転中は発電するために駆動されてバッテリ３を充電する。尚、本実施形態では、定常低負荷走行の状態となるのは車速が時速２０キロ以下の場合に限られている。従って、定常走行時において車速が時速２０キロを超えると、低負荷運転から中負荷運転に移行する。
［定常中負荷走行時］
表１に示すように、定常中負荷走行時では、走行用モータ２は無出力とされ、エンジン１は高効率領域で運転され、バッテリ３は走行用モータ２には放電せず、発電機モータ４はバッテリ３を充電する。
［定常高負荷走行時］
表１に示すように、定常高負荷走行時では、エンジン１は高出力運転され、発電機モータ４と走行用モータ２が駆動トルクを出力する。バッテリ３は発電機モータ４と走行用モータ２に放電する。但し、発電機モータ４はバッテリ蓄電量低下時はバッテリ３を充電する。
［急加速時］
表１に示すように、急加速時では、エンジン１は高出力運転され、発電機モータ４と走行用モータ２が走行のために駆動トルクを出力する。バッテリ３は発電機モータ４と走行用モータ２に放電する。
［減速時（回生制動時）］
表１に示すように、減速時では、エンジン１及び発電機モータ４は停止され、走行用モータ２は発電機として電力を回生してバッテリ３を充電する。
【００４３】
−エンジン締結時の動作−
本実施形態のハイブリッド自動車では、走行用モータ２の駆動トルクのみでの走行中に、途中からエンジン１のトルクを駆動輪９，１０に伝達する場合がある。具体的には、上述の急発進時や、定常低負荷走行から定常中負荷走行、定常高負荷走行又は急加速へ移行する場合が該当する。そして、この場合において、統括制御ＥＣＵ１００は、所定のエンジン締結制御を行う。以下、このエンジン締結制御について、図３及び図４のフロー図を参照しながら説明する。
【００４４】
先ず、ステップST１において、車速、アクセル踏込量、走行用モータ２の回転数及びエンジン１の回転数を読み込む。そして、走行用モータ２の回転数にギヤトレイン１１のギヤ比を乗じて出力軸１２の回転数を算出し、ステップST２に移る。
【００４５】
ステップST２では、車速、アクセル踏込量及びアクセル踏込量の変化率に基づいて、エンジン１の始動を要するか否かを判断する。つまり、車速が時速２０キロを超えて上述の定常中負荷走行へ移行した場合や、アクセルが急激に踏み込まれて急加速や急発進が要求されている場合には、エンジン１の始動が必要と判断してステップST３に移る。一方、エンジン１の始動が不要であれば通常の制御に戻る。
【００４６】
ステップST３では、シフトスケジュールに基づいて自動変速機７の変速レンジを選択し、出力軸回転数に該変速レンジの変速比を乗じて目標エンジン回転数を算出する。エンジン１の回転数がこの目標エンジン回転数となると、自動変速機７の入力側回転数と出力側回転数とが一致することとなる。尚、このステップST３以降は、自動変速機７の変速が完了するまで一度選択した変速レンジの変更を禁止する。
【００４７】
続くステップST４では、車速が時速６０キロを超えるか否かを判定する。そして、車速が時速６０キロ以下の場合はステップST２０に移る一方、時速６０キロを超える場合はステップST５に移る。
【００４８】
車速が時速６０キロを超えていれば、ステップST５において加速中か否かを判定する。つまり、アクセルが急激に踏み込まれた場合には加速中であると判定してステップST２０へ移る一方、加速中でないと判定するとステップST６へ移る。尚、出力軸回転数の変化率に基づいて加速中か否かを判定してもよい。つまり、出力軸回転数の増加率が大きければ加速中であると判定し、該増加率が小さければ加速中ではないと判定してもよい。
【００４９】
ステップST６以降では、所定の第２動作を行う。ステップST６では、発電機モータ４がバッテリ３から電力を受けてエンジン１を回転駆動し、エンジン回転数がステップST３で算出した目標エンジン回転数となるように制御を行う。
【００５０】
続くステップST７では、エンジン１の実際の回転数と上記目標エンジン回転数とがほぼ一致したとみなせるまでステップST６の状態を保持し、両回転数が一致したとみなせればステップST８に移る。尚、この時点で、エンジン１はまだ始動されず、発電機モータ４の駆動力のみで回転している。
【００５１】
ステップST８では、自動変速機７をＮレンジからステップST３で選択した変速レンジへと切り換える変速動作を開始する。そして、続くステップST９で変速レンジへの切り換え完了を確認すると、ステップST１０に移る。
【００５２】
ステップST１０では、駆動輪９，１０に伝達される駆動力がアクセル踏込量に対応した量となるように、走行用モータ２、発電機モータ４及びエンジン１の出力を制御する。以後、この制御を継続する。
【００５３】
続くステップST１１では、エンジン１に燃料噴射及び点火を行ってエンジン１の始動を試みる。その後、ステップST１２に移ってエンジン１が始動したか否かを確認し、始動していればステップST１３に移る。一方、エンジン１が始動していなければ、エンジン始動制御へ移行してエンジン１の始動を更に試みる。このエンジン始動制御については、後述する。尚、エンジン１が始動したか否かは、発電機モータ４へ供給される電流に基づいて判断する。つまり、発電機モータ４への電流が減少していればエンジン１が始動したと判断し、減少していなければエンジン１が始動していないと判断する。
【００５４】
ステップST１３では、発電機モータ４によってエンジン１に与えていた負荷と走行用モータ２の駆動力をゼロとし、エンジン１に対してはアクセルの踏込量に応じたスロットル開度の制御を行う。尚、発電機モータ４によるエンジン１への負荷をゼロとせず、エンジン１の出力を多めに制御して発電機モータ４による発電を継続するようにしてもよい。
【００５５】
上述のように、上記ステップST４で車速が時速６０キロを超えると判定された場合、又は上記ステップST５で加速中と判定された場合には、図４に示すステップST２０に移る。
【００５６】
ステップST２０では、トルクコンバータ５のロックアップを解除する。この様にロックアップを解除するのは、トルクコンバータ５のトルク増幅作用を利用してより大きな駆動力を駆動輪９，１０に伝達するためである。
【００５７】
続くステップST２１以降では、所定の第１動作を行う。ステップST２１では、発電機モータ４にバッテリ３から電力を供給し、エンジン１を始動するために発電機モータ４でエンジン１をクランキングする。そして、エンジン回転数が１０００ｒｐｍに達するとステップST２２に移る。
【００５８】
ステップST２２では、ステップST１１に対応して、エンジン１に燃料噴射及び点火を行ってエンジン１の始動を試みる。その後、ステップST２３に移る。
【００５９】
ステップST２３では、ステップST１２に対応して、エンジン１が始動したか否かを確認し、始動していればステップST２４に移る。一方、エンジン１が始動していなければ、エンジン始動制御へ移行してエンジン１の始動を更に試みる。
【００６０】
ステップST２４では、目標トルクに加算トルクαを加えて出力トルクを算出する。この目標トルクは、ステップST１で読み込んだ車速及びステップST３で選択した自動変速機７の変速レンジの変速比においてエンジン１のみで走行するためにエンジン１が発生させなければならないトルクである。一方、加算トルクαは、走行状態に応じて予め設定されたものである。そして、エンジン１に対して出力トルクを発生させるように制御を行う。具体的には、スロットルを所定の開度とし、そのスロットル開度を一定に保持する。
【００６１】
続くステップST２５では、走行用モータ２に対して発生するトルクを一定に保つように制御を行い、この状態を自動変速機７の変速が完了するまで保持する。つまり、変速の完了までは、アクセルの踏込量、即ち運転者の意志とは無関係に走行用モータ２のトルクを一定に保持する。この様にするのは、出力軸回転数又は該回転数の変化率が一定に保持し、この出力軸回転数に対応したエンジン回転数の調整を確実に行うためである。
【００６２】
続くステップST２６では、発電機モータ４が発電機として動作してエンジン１に負荷を与え、エンジン１の回転数がステップST３で算出した目標エンジン回転数となるように該負荷の量をエンジン回転数に対してフィードバック制御する。即ち、ステップST２６では、既に始動したエンジン１の駆動力を発電機モータ４で吸収し、これによってエンジン１の回転数を制御する。この制御を所定時間に亘って行い、ステップST２７に移る。
【００６３】
ステップST２７では、自動変速機７をＮレンジから変速レンジへ切り換える動作を開始する。その際、ある程度の時間に亘って回転同期動作を行えば実際のエンジン回転数と目標エンジン回転数との回転数差は充分に小さく、また、ステップST２０でトルクコンバータ５のロックアップを解除しており、ある程度の回転数差があってもトルクコンバータ５で吸収できるため、自動変速機７の変速動作を行う。
【００６４】
続くステップST２８では、変速レンジへの切り換え完了を確認し、その後ステップST２９に移る。従って、ステップST２９に移る時点では、エンジン１の駆動力が駆動輪９，１０に伝達されている。
【００６５】
ステップST２９では、発電機モータ４によってエンジン１に与えていた負荷をゼロとし、エンジン１に対してはアクセルの踏込量に応じたスロットル開度の制御を行う。そして、エンジン１及び走行用モータ２の駆動力を駆動輪９，１０に伝達して加速走行を行う。
【００６６】
−エンジン始動のための動作−
上述のエンジン締結制御の際に上記ステップST１２，ST２３でエンジン１を始動できなかった場合には、図５のフロー図に示すエンジン始動制御を行う。
【００６７】
ステップST３０では、バッテリ３から発電機モータ４へ供給する電力を増やし、エンジン回転数を上昇させる。そして、エンジン回転数が１５００ｒｐｍに達するとステップST３１に移る。
【００６８】
ステップST３１では、エンジン１に燃料噴射及び点火を行ってエンジン１の始動を試みる。そして、エンジン１が始動したが否かを確認し、始動していればステップST３７に移り、元の制御フローに帰還してステップST１２，ST２３から次のステップに移行する。一方、エンジン１が始動していなければ、ステップST３２に移る。
【００６９】
ステップST３２では、バッテリ３から走行用モータ２に供給する電流を削減する。これは、バッテリ３が放電できる電流には上限があるので、走行用モータ２への電流を削減してエンジン１をクランキングする発電機モータ４への電流を確保するためである。
【００７０】
続くステップST３３では、ステップST３１と同様にエンジン１の始動を試みる。そして、エンジン１が始動すればステップST３７に移って元の制御フローに帰還する一方、エンジン１が始動していなければステップST３４に移る。
【００７１】
ステップST３４では、発電機モータ４の駆動力のみでエンジン１の回転数とステップST３の目標エンジン回転数との一致を図り、その上で自動変速機７をＮレンジから２速レンジへと切り換える。そして、発電機モータ４の駆動力だけでなく、走行用モータ２の駆動力及び車体の慣性力によってもエンジン１を回転させ、続くステップST３５でエンジン１の始動を試みる。つまり、ステップST３４，ST３５では、いわゆる「押しがけ」を試みる。
【００７２】
その際、自動変速機７をＮレンジから２速レンジへと切り換えるのに伴って走行用モータ２の駆動力を増大させ、走行状態を一定に維持する制御を行う。ここで、走行用モータ２の駆動力が一定のままであれば、エンジン１と駆動輪９，１０とを直結すると車両が減速してしまう。これに対し、走行用モータ２の駆動力を増やすことによって車両の状態を一定に維持し、運転者に違和感を与えないようにしている。
【００７３】
ステップST３５において、エンジン１が始動すればステップST３７に移って元の制御フローに帰還する一方、エンジン１が始動していなければステップST３６に移る。
【００７４】
ステップST３６では、エンジン１の始動が出来なかったことを警告ランプ等で運転者に知らせる一方、バッテリ３の充電量を確保するために走行用モータ２による回生を重視する制御を行う。
【００７５】
−実施形態１の効果−
本実施形態１では、制御性と応答性に優れた発電機モータ４を用いてエンジン１の回転数を制御している。従って、スロットル開度の調節等によってエンジン１自体を制御する場合に比して、発電機モータ４によってエンジン１の回転数を確実に制御できる。また更に、始動前のエンジンを発電機モータで駆動しているため、エンジンの回転数を一層確実に制御できる。このため、自動変速機７の入力側回転数と出力側回転数との一致が確実に図られ、Ｎレンジから変速レンジに切り換えてエンジン１の駆動力を駆動輪９，１０に伝達する際において、入力側と出力側との回転数差に起因する自動変速機７の損傷を確実に防止できる。また、上記回転数差に起因して車両が減速されたりするのを防止して、レンジの切り換えの際も走行状態を安定に維持することができる。この結果、信頼性の向上及び走行性能の向上を図ることができる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、第１動作と第２動作を使い分けることによって、自動変速機７の入力側回転数と出力側回転数の一致をより確実に図ることが可能となる。
【００７７】
つまり、第２動作では、始動前のエンジン１を発電機モータ４で駆動して上記自動変速機７の両回転数の一致を図っている。一方、第１動作では、始動後のエンジン１を発電機モータ４で駆動して上記両回転数の一致を図っている。ここで、車速が高いような場合には、エンジン１の回転数をある程度高くしなければ上記両回転数の一致を図ることができない。このため、第２動作では発電機モータ４のトルクが不足してエンジン１の回転数を充分に高められないおそれがあるのに対し、第１動作では発電機モータ４が始動後のエンジン１を駆動するため、発電機モータ４のトルクが小さくてもエンジン１の回転数を充分に高めることができる。このため、第１動作と第２動作を走行状態に応じて使い分けることによってエンジン回転数を的確に制御することができ、この結果、上記両回転数の一致を充分に図ることができる。
【００７８】
また、本実施形態では、自動変速機７を構成する多板クラッチ等がエンジン１と出力軸１２との間を断続するクラッチ手段を兼ねている。ここで、上記多板クラッチ等は、大きな動力の断続を目的とする専用クラッチに比してクラッチ容量が低い。従って、入力側と出力側との間の回転数差が大きい状態でＮレンジから変速レンジに切り換えると容易に損傷してしまう。これに対して、本実施形態によれば自動変速機７の入力側回転数と出力側回転数との一致を確実に図ることができる。このため、自動変速機７がクラッチ手段を兼ねる構成としても自動変速機７の損傷を回避でき、信頼性を維持しつつ構成の簡素化を図ることができる。
【００７９】
【発明の実施の形態２】
本発明の実施形態２は、上記実施形態１において第２動作の内容を変更したものである。つまり、上記実施形態１では、第２動作として自動変速機７の変速を完了してからエンジン１を始動するのに対し、本実施形態２では、第２動作としてエンジン１を始動した後に自動変速機７の変速を行うようにしている。その他の構成は、上記実施形態１と同様である。
【００８０】
以下、第２動作を含む統括制御ＥＣＵ１００のエンジン締結動作について、図６のフロー図を参照しながら説明する。尚、ステップST５１〜ST５７の各ステップでは、それぞれ図３に示すステップST１〜ST７の各ステップに対応して同様の動作を行う。そして、ステップST５７において、エンジン１の実際の回転数と上記目標エンジン回転数とがほぼ一致したとみなせればステップST５８に移る。
【００８１】
ステップST５８では、エンジン１に燃料噴射及び点火を行ってエンジン１の始動を試みる。その後、ステップST５９に移ってエンジン１が始動したか否かを確認し、始動していればステップST６０に移る。一方、エンジン１が始動していなければ、実施形態１と同様に、エンジン始動制御へ移行してエンジン１の始動を更に試みる。
【００８２】
ステップST６０では、駆動輪９，１０に伝達される駆動力がアクセル踏込量に対応した量となるように、走行用モータ２、発電機モータ４及びエンジン１の出力を制御する。以後、この制御を継続する。
【００８３】
続くステップST６１では、自動変速機７をＮレンジからステップST５３で選択した変速レンジへと切り換える変速動作を開始する。つまり、自動変速機７であるクラッチ手段の締結を開始する。そして、続くステップST６２で変速レンジへの切り換え完了を確認すると、ステップST６３に移る。
【００８４】
ステップST６３では、発電機モータ４によってエンジン１に与えていた負荷と走行用モータ２の駆動力をゼロとし、エンジン１に対してはアクセルの踏込量に応じたスロットル開度の制御を行う。
【００８５】
本実施形態２によれば、上記実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
【発明のその他の実施の形態】
上記実施形態では、エンジン１と出力軸１２との間を断続するクラッチ手段を自動変速機７に設けられた多板クラッチ等の自動変速機用クラッチ手段により構成するようにしたが、エンジン１と出力軸１２との間に独立したクラッチを設けるようにしてもよい。
【００８７】
また、上記実施形態では、エンジン締結制御において目標エンジン回転数を算出する際に、出力軸回転数に自動変速機７の変速比を乗じている（ステップST３，ST５３参照）。しかしながら、トルクコンバータ５のロックアップが解除されている状態では、トルクコンバータ５の滑りがあるため、エンジン回転数と目標エンジン回転数が一致しても自動変速機７の入力側回転数と出力側回転数とは必ずしも一致しない。従って、トルクコンバータ５が非ロックアップ状態の時には、出力軸回転数に上記変速比を乗じた値にトルクコンバータ５の滑りを考慮した補正を加え、この補正後の値を目標エンジン回転数としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ハイブリッド自動車の構成を示すブロック図である。
【図２】  自動変速機のシフトスケジュール及びトルクコンバータのロックアップ領域を示す車速とアクセル踏込量の関係図である。
【図３】  実施形態１に係るハイブリッド自動車におけるエンジン締結制御の際の動作を示すフロー図であ。
【図４】  実施形態１に係るハイブリッド自動車におけるエンジン締結制御の際の動作を示すフロー図である。
【図５】  実施形態１に係るハイブリッド自動車におけるエンジン始動制御の際の動作を示すフロー図である。
【図６】  実施形態２に係るハイブリッド自動車におけるエンジン締結制御の際の動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
１      エンジン
２      走行用モータ
３      バッテリ（蓄電手段）
４      発電機モータ
５      トルクコンバータ
７      自動変速機
１２    出力軸
【図１】
0003873501.tif 000003
【図２】
0003873501.tif 000004
【図３】
0003873501.tif 000005
【図４】
0003873501.tif 000006
【図５】
0003873501.tif 000007
【図６】
0003873501.tif 000008