(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、
少なくとも発電機としての機能を有するモータジェネレータと、
前記エンジンに連結される第１回転要素、前記モータジェネレータに連結される第２回転要素、および出力部材に連結される第３回転要素を有して、それらの間で機械的に力を合成、分配する合成分配機構と、
前進走行を行う前進変速段と後進走行を行う後進変速段とを有して前記出力部材に連結され、運転者の切換操作に従って油圧式摩擦係合手段により該前進変速段および該後進変速段が成立させられる変速機と、
所定車速以上で前進走行している際に、運転者の切換操作に従って前記後進変速段が成立させられる場合には、前記合成分配機構の各回転要素の相対回転を許容するとともに、前記エンジンから前記出力部材への動力伝達が低減されるように前記モータジェネレータを制御する動力伝達制限手段と
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。
【請求項２】
燃料の燃焼によって作動するエンジンと、
電動モータおよび発電機としての機能を有するモータジェネレータと、
前進走行を行う前進変速段と後進走行を行う後進変速段とが、運転者の切換操作に従って油圧式摩擦係合手段により成立させられる変速機と、
前記エンジンおよび前記モータジェネレータに連結され、それ等の出力を前記変速機に伝達する遊星歯車装置と、
所定車速以上で前進走行している際に、運転者の切換操作に従って前記後進変速段が成立させられる場合には、前記遊星歯車装置でニュートラルにして前記エンジンから前記変速機への動力伝達を遮断する動力伝達制限手段と
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。
【請求項３】
前記所定車速より低車速で前進走行している際に、運転者の切換操作に従って前記後進変速段が成立させられる場合には、前記モータジェネレータは通常の制御に従って作動させられる
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、所定車速以上で走行している際に、Ｄレンジ等の前進状態からＲレンジ等の後進状態へ切り換えられた場合に発生するショック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、前進走行を行う前進状態と後進走行を行う後進状態とを有する変速機がそれらの動力源と駆動輪との間に配設されてい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】
ここで、変速機は、Ｄ（ドライブ）などの前進走行を行う前進状態と、Ｒ（リバース）などの後進走行を行う後進状態とを備えており、シフトレバーやマニュアルシフトバルブなどにより運転者の切換操作に従って機械的に切り換えられるようになっているのが普通である。
【０００４】
【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、所定車速以上で走行している際に、その走行状態と前後進が反対となるように上記変速機の切換えが行われると、ショック等を発生する可能性があった。
【０００５】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、動力源と駆動輪との間に変速機が配設されているハイブリッド車両において、所定車速以上で走行している際に、その走行状態と前後進が反対となるような変速機の切換えが行われた場合に発生するショック等を防止することにある。
【０００６】
【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、第１発明は、(a) 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、(b) 少なくとも発電機としての機能を有するモータジェネレータと、(c) 前記エンジンに連結される第１回転要素、前記モータジェネレータに連結される第２回転要素、および出力部材に連結される第３回転要素を有して、それらの間で機械的に力を合成、分配する合成分配機構と、(d) 前進走行を行う前進変速段と後進走行を行う後進変速段とを有して前記出力部材に連結され、運転者の切換操作に従って油圧式摩擦係合手段によりその前進変速段および後進変速段が成立させられる変速機と、(e) 所定車速以上で前進走行している際に、運転者の切換操作に従って前記後進変速段が成立させられる場合には、前記合成分配機構の各回転要素の相対回転を許容するとともに、前記エンジンから前記出力部材への動力伝達が低減されるように前記モータジェネレータを制御する動力伝達制限手段とを有することを特徴とする。
第２発明は、(a) 燃料の燃焼によって作動するエンジンと、(b) 電動モータおよび発電機としての機能を有するモータジェネレータと、(c) 前進走行を行う前進変速段と後進走行を行う後進変速段とが、運転者の切換操作に従って油圧式摩擦係合手段により成立させられる変速機と、(d) 前記エンジンおよび前記モータジェネレータに連結され、それ等の出力を前記変速機に伝達する遊星歯車装置と、(e) 所定車速以上で前進走行している際に、運転者の切換操作に従って前記後進変速段が成立させられる場合には、前記遊星歯車装置でニュートラルにして前記エンジンから前記変速機への動力伝達を遮断する動力伝達制限手段とを有することを特徴とする。
第３発明は、第１発明または第２発明のハイブリッド車両の制御装置において、前記所定車速より低車速で前進走行している際に、運転者の切換操作に従って前記後進変速段が成立させられる場合には、前記モータジェネレータは通常の制御に従って作動させられることを特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
第１発明によれば、所定車速以上で前進走行している際に、運転者の切換操作に従って後進変速段が成立させられる場合には、動力伝達制限手段により、合成分配機構の各回転要素の相対回転が許容されるとともに、エンジンから出力部材への動力伝達を低減するようにモータジェネレータが制御されるため、ショック等が発生することが防止される。
第２発明では、所定車速以上で前進走行している際に、運転者の切換操作に従って後進変速段が成立させられる場合には、遊星歯車装置でニュートラルにしてエンジンから変速機への動力伝達が遮断されるため、ショック等が発生することが防止される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
ここで、変速機は、油圧式クラッチやブレーキなどの油圧式摩擦係合手段によって前進変速段および後進変速段が切り換えられる遊星歯車式等の自動変速機が好適に用いられる。シフトレバーの切換操作に伴って油圧回路が切り換えられ、クラッチやブレーキの係合状態が変更されて前後進が切り換えられるまでには所定の遅れ時間があるため、その間に動力源から変速機への動力伝達が低減されるようにすればよい。
【０００９】
本発明は、電気式トルコンを備えた形式のハイブリッド車両に関するものであり、好適には、(a) 前記エンジンと第１回転要素との間を接続、遮断する第１クラッチと、(b) 前記合成分配機構の２つの回転要素を連結してその合成分配機構を一体回転させる第２クラッチとを有して構成され、前記動力伝達制限手段は、第１クラッチを係合し、第２クラッチを解放し、モータジェネレータを無負荷状態とすることにより電気的ニュートラルを成立させるように構成される。なお、このようなハイブリッド車両は、第１クラッチを解放し、第２クラッチを係合し、モータジェネレータを動力源として走行するモータ走行モード、第１クラッチを係合し、第２クラッチを係合し、モータジェネレータを無負荷状態とし、エンジンを動力源として走行するエンジン走行モードなど、種々の運転モードで走行することが可能である。
【００１０】
本発明の合成分配機構は、遊星歯車装置や傘歯車式の差動装置など、作動的に連結されて相対回転させられる３つの回転要素を有して、機械的に力の合成、分配を行うことができるもので、遊星歯車装置が好適に用いられる。遊星歯車装置を用いた場合、リングギヤを前記第１回転要素とし、サンギヤを前記第２回転要素とし、キャリアを前記第３回転要素とすることが望ましい。
【００１１】
また、本発明において、動力伝達制限手段によりエンジンから出力部材への動力伝達が低減される状態は、動力伝達を完全に遮断してしまう状態をも含んでおり、動力伝達制限手段は、モータジェネレータを無負荷状態として自由回転を許容することにより、エンジンから出力部材への動力伝達を電気的に遮断するように構成することが望ましい。
【００１２】
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１０の骨子図である。
【００１３】
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としての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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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４４が切り換えられたり、シフトレバー４０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４４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。
【００１９】
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。
【００２０】
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４０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。
【００２１】
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４０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４４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。
【００２２】
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。
【００２３】
図４は、図２に表されるシフトレバー４０の操作位置を示している。図において、車両の前後方向の６つの操作位置と車両の左右方向の２つの操作位置との組み合わせにより、シフトレバー４０を８通りの操作位置へ操作可能に支持する図示しない支持装置によってシフトレバー４０が支持されている。
【００２４】
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４４には図５に示す回路が組み込まれている。
【００２５】
図５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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
さらに、図５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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
そして、図５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。
【００４１】
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。
【００４２】
したがって、上述した油圧回路４４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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、その変速に先立って入力軸２６への入力トルクを予め推定し、その入力トルク推定値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。
【００４５】
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、それぞれ図２のようにエンジントルクＴE 、モータトルクＴM 、エンジン回転数ＮE 、モータ回転数ＮM 、車速Ｖ（自動変速機１８の出力軸回転数ＮO に対応）、アクセル操作量θAC、自動変速機１８の入力軸回転数ＮI 、蓄電装置５８の蓄電量ＳＯＣ、ブレーキのＯＮ、ＯＦＦ、シフトレバー４０の操作レンジ、車両の進行方向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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
前記モータジェネレータ１４は、図６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。
【００４９】
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４４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。
【００５０】
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４４が切り換えられたり油圧制御が行われることにより、運転状態に応じて変速段が切り換えられる。
【００５１】
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７に示すフローチャートに従って図８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。
【００５２】
図７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。
【００５３】
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８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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。このようにモータジェネレータ１４によってエンジン１２が始動させられることにより、始動専用のスタータ（電動モータなど）が不要となり、部品点数が少なくなって装置が安価となる。
【００５６】
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４０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。
【００５７】
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。
【００５８】
上記ステップＳ５で選択されるモード８は、図８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。
【００５９】
ステップＳ６で選択されるモード６は、図８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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
上記ステップＳ９で選択されるモード５は、図８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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
ステップＳ１０で選択されるモード７は、図８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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
上記モード１は、前記図８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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
ステップＳ１４で選択されるモード３は、図８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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
上記モード２は、前記図８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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
次に、本発明が適用された本実施例の特徴部分、即ち、所定車速以上で走行している際に、その走行状態と前後進が反対となるようなシフトレバー４０の切換え操作が行われた場合に、ショック等の発生を防止する制御作動について、図９のフローチャートに基づいて説明する。尚、本実施例において、ステップＳＡ４が前記動力伝達制限手段に対応しており、ハイブリッド制御用コントローラ５０によって実行される。また、自動変速機１８は、シフトレバー４０の切換操作に従って機械的に前進変速段および後進変速段が成立させられる変速機である。
【００９０】
図９において、ステップＳＡ１では、シフトレバー４０がＲレンジに操作されているか否かが、シフトポジションセンサ６２から供給される信号に基づいて判断される。この判断が否定された場合は、本ルーチンは終了させられるが、この判断が肯定された場合は、続くステップＳＡ２が実行される。
【００９１】
ステップＳＡ２においては、車両が前進走行をしているか否かが、進行方向センサ６４から供給される信号に基づいて判断される。この判断が肯定された場合は、続くステップＳＡ３が実行される。
【００９２】
ステップＳＡ３においては、車速Ｖが２０（Ｋｍ／時）以上であるか否かが、車速センサ６６に基づいて判断される。この判断が肯定された場合は、続くステップＳＡ４において、第２クラッチＣＥ2 を解放するとともに、モータジェネレータ１４が無負荷状態とされて自由回転が許容される（モード７）ことにより、電気式トルコン２４がニュートラルとされて、エンジン１２から入力軸２６への動力伝達が遮断される。シフトレバー４０がＲレンジへ操作された後、自動変速機１８の後進変速段（Ｒｅｖ）が成立するまでには遅れ時間があり、その間に電気式トルコン２４がニュートラルとされるのである。なお、電気式トルコン２４は、例えば車速Ｖが１０（Ｋｍ／時）以下となった時点でニュートラル状態が解除され、自動変速機１８への動力伝達を再開するように構成される。上記車速判断値（２０Ｋｍ／時、１０Ｋｍ／時）は適宜変更され得るものである。
【００９３】
一方、上記ステップＳＡ２、ＳＡ３の何れかの判断が否定された場合は、ステップＳＡ５が実行されることにより、電気式トルコン２４がニュートラルとされることなく、前記図７に従う通常の制御が行われる。
【００９４】
上述のように本実施例によれば、所定車速以上で前進走行している際に、シフトレバー４０がＲレンジへ切換え操作された場合には、動力伝達制限手段に対応するステップＳＡ４により、電気式トルコン２８がニュートラルとされて、エンジン１２から入力軸２６への動力伝達が遮断されるため、ショック等が発生することが防止される。
【００９５】
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。
【００９６】
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１０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１８を採用し、図１１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。
【００９７】
また、前記実施例では、進行方向センサ６４によって、前進走行か否かを判断するようになっているが、例えばシフトレバー４０が短時間でＤレンジ等の前進走行レンジからＲレンジへ操作されたか否かを判断すれば、ステップＳＡ２を省略してステップＳＡ３以下を実行するようにしても良い。
【００９８】
また、前記実施例では、前進走行時にＲレンジへ操作された場合に、動力伝達を遮断するようになっていたが、後進走行時にＤレンジ等の前進走行レンジへ操作された場合に動力伝達を遮断するようにすることも可能で、その両方の制御を行うこともできる。
【００９９】
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２のシフトレバーの操作位置を説明する図である。
【図５】図１の自動変速機の油圧回路の一部を示す図である。
【図６】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７】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８】図７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９】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１０】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１１】図１０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
１６：遊星歯車装置（合成分配機構）
１６ｒ：リングギヤ（第１回転要素）
１６ｓ：サンギヤ（第２回転要素）
１６ｃ：キャリア（第３回転要素）
１８、６０：自動変速機（変速機）
２６：入力軸（出力部材）
５０：ハイブリッド制御用コントローラ
Ｃ0 , Ｃ1 , Ｃ2 ：クラッチ（油圧式摩擦係合手段）
Ｂ0 ，Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 ，Ｂ4 ：ブレーキ（油圧式摩擦係合手段）
ステップＳＡ４：動力伝達制限手段
【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】
0003744597.tif 000008
【図８】
0003744597.tif 000009
【図９】
0003744597.tif 000010
【図１０】
0003744597.tif 000011
【図１１】
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