JP2000314474A

JP2000314474A - 駆動制御装置

Info

Publication number: JP2000314474A
Application number: JP11123108A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tabata; 淳田端
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2000-11-14
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: JP3861510B2

Abstract

(57)【要約】【課題】変速機の変速時に、変速機の入力回転数を強
制的に制御する場合の応答性を向上させる。【解決手段】エンジンおよびモータ・ジェネレータの
動力が入力される自動変速機と、エンジンと自動変速機
との間に設けられた入力クラッチとを有する駆動制御装
置において、自動変速機のダウンシフトに際して、入力
クラッチを解放状態または半係合状態に制御する機能
と、モータ・ジェネレータの回転数を上昇させることに
より、自動変速機の入力回転数をダウンシフト後の出力
回転数に強制的に同期させる機能とを有する変速制御手
段（ステップＳ１，〜ステップＳ１４）を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、変速機に対して
複数種類の動力源の動力を伝達することができるように
構成されている駆動制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年では、エンジンを駆動させる燃料の
節約と、エンジンの回転による騒音の低減と、燃料の燃
焼により発生する排気ガスの低減とを目的として、エン
ジンおよび電動機を駆動力源とするハイブリッド車が提
案されている。また、このほかに、エンジンの出力軸に
電動機を設け、停車時にエンジンを自動停止させる一
方、車両の発進時に自動的に電動機によりエンジンを始
動させることのできる車両、いわゆるエコラン車も提案
されている。

【０００３】このようなハイブリッド車またはエコラン
車においては、車速およびアクセル開度などの条件に基
づいてエンジンおよび電動機の駆動・停止が制御され
る。ところで、車両に搭載される変速機としては、歯車
変速機構と、クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置と
を有する有段式の自動変速機が広く用いられている。こ
のような構成の自動変速機においては、摩擦係合装置の
係合・解放を制御することにより変速段が設定される。

【０００４】一方、上記ハイブリッド車またはエコラン
車に上記自動変速機が搭載されている車両において、変
速機の変速ショックの低減や変速時間の短縮などを目的
として、変速機の変速時に、変速機の入力回転数が変速
後の出力回転数に同期するように、電動機の回転数制御
をおこなうことが知られている。このような技術は、例
えば特開平９−３０８０１１号公報に記載されている。
この公報においては、自動変速機のダウンシフト時に
は、自動変速機の入力回転数をダウンシフト後の変速比
に応じて出力回転数と同期させるために、モータ・ジェ
ネレータを用いて自動変速機の入力回転数を強制的に上
昇させる制御がおこなわれている。また、モータ・ジェ
ネレータを使えない場合には、エンジンのスロットル弁
の開度制御により、自動変速機の入力回転数を制御する
ものとされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なハイブリッド車またはエコラン車においては、エンジ
ンおよびモータ・ジェネレータが共に、自動変速機に対
して動力を伝達することができるように構成されてい
る。このため、上記公報のように、自動変速機の変速時
に、その入力回転数が変速後の出力回転数に同期するよ
うに、モータ・ジェネレータの制御がおこなわれた場合
は、自動変速機の入力回転数を強制的に上昇させるため
の動力源以外の動力源が、変速機の入力系統に対して回
転慣性質量体として作用する。その結果、上記等速シフ
トに際して、入力系統のイナーシャが大きくなり、自動
変速機の変速応答性に悪影響を及ぼす可能性があった。

【０００６】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、変速機の変速に際して、動力源により
変速機の入力回転数を制御する場合の応答性を向上させ
ることのできる駆動制御装置を提供することを目的とし
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するため請求項１の発明は、複数種類の動力源
と、これらの動力源の動力が入力される変速機と、前記
複数の動力源のうちの第１の動力源と前記変速機との間
の動力伝達状態を制御する入力クラッチとを有する駆動
制御装置において、前記変速機の変速に際して、前記入
力クラッチを解放状態または半係合状態に制御するとと
もに第２の動力源の回転数を制御することにより、前記
変速機の入力回転数を変速後の出力回転数に同期させる
機能を有する変速制御手段を備えていることを特徴とす
るものである。

【０００８】請求項１の発明によれば、変速機の変速に
際して、この変速機の入力回転数を制御することに関与
していない第１の動力源と変速機との間の入力クラッチ
が解放状態または半係合状態に制御される。したがっ
て、第２の動力源により変速機の入力回転数を制御する
際には、第１の動力源が回転慣性質量体として作用しに
くくなる。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の構成に加え
て、前記変速制御手段には、前記第２の動力源により前
記変速機の入力回転数を制御することができない場合
に、前記入力クラッチを係合状態に制御し、かつ、前記
第１の動力源により前記変速機の入力回転数を同期させ
る機能が含まれていることを特徴とするものである。

【００１０】請求項２の発明によれば、請求項１と同様
の作用が生じるほか、第２の動力源により変速機の入力
回転数を制御することができない場合は、入力クラッチ
が係合状態に制御され、かつ、第１の動力源により変速
機の入力回転数が制御される。したがって、第２の動力
源の機能の低下、または異常もしくは故障が発生した場
合でも、変速機の入力回転数を強制的に制御することが
できる。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２の構成に加え
て、前記第２の動力源が、バッテリの電力により駆動さ
れる電動機を有するとともに、この電動機により前記変
速機の入力回転数を制御することができない状況には、
前記バッテリの充電量が所定値以下である場合が含まれ
ていることを特徴とするものである。

【００１２】請求項３の発明によれば、バッテリの充電
量が所定値以下になり、電動機により変速機の入力回転
数を制御することができない場合には、第１の動力源に
より変速機の入力回転数が制御される。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１ないし３のい
ずれかの構成に加えて、前記複数種類の動力源と前記変
速機との間に、ロックアップクラッチを有する流体式動
力伝達装置が設けられているとともに、前記変速制御手
段の機能には、前記変速機の変速に際して前記ロックア
ップクラッチを解放状態または半係合状態に制御するこ
とが含まれていることを特徴とするものである。

【００１４】請求項４の発明によれば、請求項１ないし
３のいずれかと同様の作用が生じるほか、変速機の変速
に際してロックアップクラッチが解放状態または半係合
状態に制御される。したがって、動力源により変速機の
入力回転数を制御するにあたり、動力源のトルク変動が
発生しても、このトルク変動は変速機に入力されにく
い。

【００１５】

【発明の実施の形態】つぎにこの発明を図に示す具体例
に基づいて説明する。図２はこの発明の一実施例である
ハイブリッド車のパワープラントを示している。すなわ
ち、内燃機関１の出力側に電動機（ＭＧ）２が接続され
ており、内燃機関１および電動機２を、車両を走行させ
るための駆動力源として機能させることができる。その
内燃機関１は、要は、燃料を燃焼させて動力を出力する
装置であって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジ
ン、ＬＰＧエンジンなどを採用することができ、またそ
の形式は、レシプロタイプのもの以外にタービン型のエ
ンジンであってもよい。なお、以下の説明では、内燃機
関１をエンジン１と記す。

【００１６】このエンジン１は、電子スロットルバルブ
１Ａの開度や燃料噴射量あるいは点火時期などを電気的
に制御できるように構成されているとともに、エンジン
１を始動させるスタータ１Ｂが設けられている。そし
て、エンジン１を制御するための電子制御装置（Ｅ／Ｇ
−ＥＣＵ）８が設けられている。この電子制御装置８
は、演算処理装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）および記憶装
置（ＲＡＭおよびＲＯＭ）ならびに入出力インターフェ
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。以下、各種の電子制御装置が説明されている
が、その構成はこれとほぼ同様である。そして、この電
子制御装置８において、アクセル開度や車速、変速信
号、エンジン水温などの入力データに基づいて予め記憶
しているプログラムに従って演算をおこない、その演算
結果に基づいて制御信号を出力するように構成されてい
る。

【００１７】また、電動機２は、要は、電力が供給され
てトルクを出力する装置であり、直流モータや交流モー
タを採用することができ、さらには固定永久磁石型同期
モータなどの発電機能を兼ね備えたいわゆるモータ・ジ
ェネレータを使用することができる。なお、以下の説明
では、電動機２をモータ・ジェネレータ２と記す。ま
た、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２Ａが設けられている。さらに、モー
タ・ジェネレータ２には、インバータ９を介してバッテ
リ１０が接続されている。

【００１８】そして、モータ・ジェネレータ２を制御す
るコントローラとしての電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）
１１が設けられている。この電子制御装置１１に入力さ
れるデータに基づいて演算をおこなって、モータ・ジェ
ネレータ２に供給する電流や周波数、モータ・ジェネレ
ータ２からバッテリ１０に充電する電力、モータ・ジェ
ネレータ２を発電機として機能させる場合の回生制動ト
ルクなどを制御するように構成されている。また、モー
タ・ジェネレータ２の出力側には自動変速機３が設けら
れており、この自動変速機３は、トルクコンバータ（Ｔ
／Ｃ）４および変速機構５ならびに油圧制御部７を有し
ている。

【００１９】図３は、この発明のハイブリッド車のパワ
ープラントを示すスケルトン図である。エンジン１のク
ランクシャフト１Ｃと、トルクコンバータ４のフロント
カバー１２０が接続された動力伝達軸１２１との間に
は、入力クラッチ１２２が配置されている。この入力ク
ラッチ１２２は、エンジン１と動力伝達軸１２１との間
の動力伝達状態を制御する機能を有している。この実施
形態では、入力クラッチ１２２として公知の摩擦式クラ
ッチが用いられている。すなわち、入力クラッチ１２２
は、シリンダおよびピストンならびにリターンスプリン
グ（いずれも図示せず）などを有する。そして、入力ク
ラッチ１２は、ピストンに作用する油圧により、入力ク
ラッチ１２の係合（完全係合）・半係合（スリップ）・
解放が制御されるように構成されている。また、この動
力伝達軸１２１に対して、モータ・ジェネレータ２のロ
ータ（図示せず）が取り付けられている。

【００２０】トルクコンバータ４は油圧によりその動作
が制御されるように構成されており、フロントカバー１
２０に一体的に結合されたポンプインペラ４７と、変速
機構５の入力軸５７に取り付けられたタービンランナ６
１と、トルクコンバータ４の内部のオイルの流れを変え
るステータ５６と、フロントカバー１２０と入力軸５７
との間に動力伝達状態を切り換えるロックアップクラッ
チ６２とを有している。

【００２１】ロックアップクラッチ６２が解放されると
流体による動力伝達状態になり、ロックアップクラッチ
６３が係合されると機械的な動力伝達状態になる。な
お、ロックアップクラッチ６２が解放された状態では、
ステータ５６の機能により、ポンプインペラ４７からタ
ービンランナ６１に伝達されるトルクを増幅することが
できる。

【００２２】また、トルクコンバータ４と変速機構５と
の間には、機械式オイルポンプ６が配置されている。こ
の機械式オイルポンプ６の回転軸は、ポンプインペラ４
７に接続されている。したがって、この機械式オイルポ
ンプ６は、エンジン１またはモータ・ジェネレータ２の
動力により駆動することができる。機械式オイルポンプ
６は、入力クラッチ１２２や、変速機構５の変速段を設
定するためのクラッチあるいはブレーキなどの摩擦係合
装置（後述）を、油圧サーボ機構によって係合・半係合
・解放の各状態を制御する油圧の元圧を発生する機能を
有している。

【００２３】一方、図３に示す自動変速機３は、前進５
段・後進１段の変速段を設定することができるように構
成されている。すなわちここに示す自動変速機３は、ト
ルクコンバータ４およびオイルポンプ６に続けて副変速
部８１と、主変速部８２とを備えている。その副変速部
８１は、いわゆるオーバードライブ部であって１組のシ
ングルピニオン型遊星歯車機構８３によって構成され、
キャリヤ８４が前記入力軸５７に連結され、またこのキ
ャリヤ８４とサンギヤ８５との間に一方向クラッチＦ0
と一体化クラッチＣ0 とが並列に配置されている。な
お、この一方向クラッチＦ0 はサンギヤ８５がキャリヤ
８４に対して相対的に正回転（入力軸５７の回転方向の
回転）する場合に係合するようになっている。またサン
ギヤ８５の回転を選択的に止める多板ブレーキＢ0 が設
けられている。そしてこの副変速部８１の出力要素であ
るリングギヤ８６が、主変速部８２の入力要素である中
間軸８７に接続されている。

【００２４】したがって副変速部８１は、一体化クラッ
チＣ0 もしくは一方向クラッチＦ0が係合した状態では
遊星歯車機構８３の全体が一体となって回転するため、
中間軸８７が入力軸５７と同速度で回転し、低速段とな
る。またブレーキＢ0 を係合させてサンギヤ８５の回転
を止めた状態では、リングギヤ８６が入力軸５７に対し
て増速されて正回転し、高速段となる。

【００２５】他方、主変速部８２は三組の遊星歯車機構
８８，８９，９０を備えており、それらの回転要素が以
下のように連結されている。すなわち第１遊星歯車機構
８８のサンギヤ９１と第２遊星歯車機構８９のサンギヤ
９２とが互いに一体的に連結され、また第１遊星歯車機
構８８のリングギヤ９３と第２遊星歯車機構８９のキャ
リヤ９４と第３遊星歯車機構９０のキャリヤ９５との三
者が連結され、かつそのキャリヤ９５に出力軸９６が連
結されている。この出力軸９６が、動力伝達装置（図示
せず）を介して車輪９６Ａに接続されている。にがさら
に第２遊星歯車機構８９のリングギヤ９７が第３遊星歯
車機構９０のサンギヤ９８に連結されている。

【００２６】この主変速部８２の歯車列では後進段と前
進側の四つの変速段とを設定することができ、そのため
のクラッチおよびブレーキが以下のように設けられてい
る。先ずクラッチについて述べると、互いに連結されて
いる第２遊星歯車機構８９のリングギヤ９７および第３
遊星歯車機構９０のサンギヤ９８と中間軸８７との間に
第１クラッチＣ1 が設けられ、また互いに連結された第
１遊星歯車機構８８のサンギヤ９１および第２遊星歯車
機構８９のサンギヤ９２と中間軸８７との間に第２クラ
ッチＣ2 が設けられている。

【００２７】つぎにブレーキについて述べると、第１ブ
レーキＢ1 はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機
構８８および第２遊星歯車機構８９のサンギヤ９１，８
９の回転を止めるように配置されている。またこれらの
サンギヤ９１，８９（すなわち共通サンギヤ軸）とトラ
ンスミッションハウジング２０との間には、第１一方向
クラッチＦ1 と多板ブレーキである第２ブレーキＢ2 と
が直列に配列されており、その第１一方向クラッチＦ1
はサンギヤ９１，８９が逆回転（入力軸５７の回転方向
とは反対方向の回転）しようとする際に係合するように
なっている。多板ブレーキである第３ブレーキＢ3 は第
１遊星歯車機構８８のキャリヤ９９とトランスミッショ
ンハウジング２０との間に設けられている。

【００２８】そして第３遊星歯車機構９０のリングギヤ
１００の回転を止めるブレーキとして多板ブレーキであ
る第４ブレーキＢ4 と第２一方向クラッチＦ2 とがトラ
ンスミッションハウジング２０との間に並列に配置され
ている。なお、この第２一方向クラッチＦ2 はリングギ
ヤ１００が逆回転しようとする際に係合するようになっ
ている。上述した各変速部８１，８２の回転部材のうち
副変速部８１のクラッチＣ0 の回転数を検出するタービ
ン回転数センサ１０１と、出力軸９６の回転数を検出す
る出力軸回転数センサ１０２とが設けられている。

【００２９】上記の自動変速機３では、各クラッチやブ
レーキを図４の作動図表に示すように係合・解放するこ
とにより前進第１段ないし第５段の変速段と、後進１段
の変速段とを設定することができる。すなわち、自動変
速機３は、その変速比を段階的に変更することのでき
る、いわゆる有段式の自動変速機である。なお、図４に
おいて○印は係合されることを意味し、空欄は解放され
ることを意味し、◎印はエンジンブレーキ時に係合され
ることを意味し、△印は係合されるものの動力伝達に関
係しないことを意味している。

【００３０】一方、図２に示すように、自動変速機３の
変速比の制御範囲を設定するシフトレバー１２７が設け
られており、シフトレバー１２７と油圧制御部７とが機
械的に連結されている。このシフトレバー１２７の操作
により選択されるシフトポジションが図５に示されてい
る。すなわち、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、４ポジション、３ポジショ
ン、２ポジション、Ｌポジションを選択することができ
る。

【００３１】ここで、Ｄポジションは車速やアクセル開
度などの車両の走行状態に基づいて、自動変速機３で前
進第１速ないし第５速のいずれかを設定するためのポジ
ションであり、また４ポジションは、第１速ないし第４
速のいずれか、３ポジションは第１速ないし第３速のい
ずれか、２ポジションは第１速または第２速、Ｌポジシ
ョンは第１速をそれぞれ設定するためのポジションであ
る。３ポジションないしＬポジションは、エンジンブレ
ーキレンジを設定するポジションであり、それぞれのポ
ジションで設定可能な変速段のうち最も高速側の変速段
でエンジンブレーキを効かせるように構成されている。

【００３２】また、この実施形態においては、自動変速
機３の変速比を、電子制御装置１２に入力される信号に
基づいて自動的に制御することのできる自動変速制御状
態と、手動操作により制御することのできる手動変速制
御状態とを相互に切り換えることができる。図６は、ス
ポーツモードスイッチ７６を示し、このスポーツモード
スイッチ７６は、例えばインストルメントパネル（図示
せず）付近またはコンソールボックス（図示せず）付近
などに配置されている。このスポーツモードスイッチ７
６がオンされると、前記手動変速制御状態が設定され、
スポーツモードスイッチ７６がオフされると、手動変速
制御状態が解除される。

【００３３】図７はダウンシフトスイッチ７８およびア
ップシフトスイッチ８０の配置位置の一例を示す図であ
る。このダウンシフトスイッチ７８およびアップシフト
スイッチ８０は、手動変速制御状態において、実際に自
動変速機３の変速段をダウンシフトまたはアップシフト
させるためのものである。具体的には、ステアリングホ
イール７９の表面側にダウンシフトスイッチ７８が設け
られており、ステアリングホイール７９の裏面側にアッ
プシフトスイッチ８０が設けられている。なお、図７に
おいては便宜上、ダウンシフトスイッチ７８およびアッ
プシフトスイッチ８０を共にステアリングホイール７９
の表面側に表示している。そして、シフトレバーにより
例えばＤポジションが選択され、かつ、スポーツモード
スイッチ７６がオンされた状態において、アップシフト
スイッチが操作されると変速機構５の変速段がアップシ
フトされ、ダウンシフトスイッチ７８が操作されると変
速機構５の変速段がダウンシフトされる。

【００３４】ところで、図２に示すハイブリッド車に
は、前記機械式オイルポンプ６とは別の電動オイルポン
プ１１０が設けられている。また、電動オイルポンプ１
１０を駆動するための電動機１１０Ａが設けられている
とともに、電動機１１０Ａにはインバータ１１０Ｃを介
してバッテリ１１０Ｂが接続されている。そして、イン
バータ１１０Ｃおよびバッテリ１１０Ｂを制御するコン
トローラとしての電子制御装置（ＥＣＵ）１１０Ｄが設
けられている。この電子制御装置１１０Ｄは、マイクロ
コンピュータを主体に構成され、入力されるデータに基
づいて演算をおこなって、電動機１１０Ａを制御するよ
うに構成されている。そして、電動オイルポンプ１１０
は、エンジン１の停止時などに駆動されるもので、機械
式オイルポンプ６の機能と同じ機能を有している。

【００３５】つまり、機械式オイルポンプ６および電動
オイルポンプ１１０は、共に、自動変速機３および入力
クラッチ１２２に対する油圧源となっており、そのため
の油圧回路が図８に示すように構成されている。すなわ
ち、オイルパン１２３に貯留されているオイルが機械式
オイルポンプ６および電動オイルポンプ１１０により汲
み上げられるように構成されている。また、機械式オイ
ルポンプ６および電動オイルポンプ１１０とプライマリ
レギュレータバルブ１２４との間には、チェックボール
機構１５０が設けられている。そして、吐出圧の高いポ
ンプの油圧が、チェックボール機構１５０を経由してプ
ライマリレギュレータバルブ１２４の入力ポートに供給
されるように構成されている。プライマリレギュレータ
バルブ１２４により、ライン圧が、スロットル開度ある
いはアクセル開度に応じた圧力に調圧される。またプラ
イマリレギュレータバルブ１２４の出力ポートに対して
は、マニュアルバルブ１２５および入力クラッチコント
ロールソレノイド（リニアソレノイド）１２６が並列に
接続されている。

【００３６】このマニュアルバルブ１２５はシフトレバ
ー１２７の操作により動作し、マニュアルバルブ１２５
の動作により、マニュアルバルブ１２５と第１クラッチ
Ｃ1および第２クラッチＣ2 とを接続するポートが開閉
される。一方、入力クラッチコントロールソレノイド１
２６は、入力クラッチ１２２とプライマリレギュレータ
バルブ１２４とを接続する油路に設けられており、入力
クラッチ１２６に作用する油圧が、入力クラッチコント
ロールソレノイド１２６の機能により直接的に制御され
る。したがって、入力クラッチコントロールソレノイド
１２６以外に格別の部品を設ける必要がなく、自動変速
機３の製造コストを低減することができる。

【００３７】一方、図２に示すように、エンジン１のク
ランクシャフト１Ｃに対して、駆動装置１２７を介して
モータ・ジェネレータ（ＭＧ）１２８が連結されてい
る。モータ・ジェネレータ１２８は、エンジン１に動力
を伝達する機能と、エアコン用コンプレッサなどの補機
を駆動する機能と、エンジン１の動力により駆動される
発電機としての機能とを有している。この駆動装置１２
７は、遊星歯車機構（図示せず）、およびこの遊星歯車
機構によるトルク伝達状態を切り換える摩擦係合装置
（図示せず）ならびに一方向クラッチ（図示せず）など
を有する減速装置（図示せず）を備えている。また、駆
動装置１２７は、エンジン１とモータ・ジェネレータ１
２８との間の動力伝達経路を接続・遮断するクラッチ機
構を備えている。また、モータ・ジェネレータ１２８に
は、インバータ１２９を介してバッテリ１３０が電気的
に接続されているとともに、インバータ１２９およびバ
ッテリ１３０を制御する電子制御装置（ＭＧ−ＥＣＵ）
１３１が設けられている。

【００３８】図９には、上記ハイブリッド車のシステム
を総合的に制御する総合制御装置（ＥＣＵ）１０４が示
されている。そして、図２に示された各種の電子制御装
置８，１１，１２，１１０Ｄ，１３１と総合制御装置１
０４とが相互にデータ通信可能に接続されている。そし
て、エンジン１、駆動装置１２７の減速装置、モータ・
ジェネレータ２，１２８、自動変速機３、ロックアップ
クラッチ６２、入力クラッチ１２２などの各装置は、車
両の状態を示す各種のデータに基づいて制御される。

【００３９】具体的には、総合制御装置１０４に各種の
信号を入力し、その入力された信号に基づく演算結果を
制御信号として出力するようになっている。この総合制
御装置１０４には、ＡＢＳ（アンチロックブレーキ）コ
ンピュータからの信号、車両安定化制御（ＶＳＣ：商
標）コンピュータからの信号、エンジン回転数ＮE 、エ
ンジン水温、イグニッションスイッチからの信号、バッ
テリ１９のＳＯＣ（State of Charge：充電状態）を含
むモータ・ジェネレータ２の機能検出信号などが入力さ
れる。モータ・ジェネレータ２の機能検出信号には、モ
ータ・ジェネレータ２の温度を検出する温度検出センサ
の信号などが含まれている。

【００４０】また、総合制御装置１０４には、ヘッドラ
イトのオン・オフ信号、デフォッガのオン・オフ信号、
エアコンのオン・オフ信号、車速（出力軸回転数）信
号、自動変速機（ＡＴ）油温、シフトポジションセンサ
の信号、サイドブレーキのオン・オフ信号、フットブレ
ーキのオン・オフ信号、触媒（排気浄化触媒）温度、ア
クセル開度、カム角センサからの信号、スポーツシフト
（スポーツモードスイッチ７６およびダウンシフトスイ
ッチ７８ならびにアップシフトスイッチ８０の操作を示
す）信号、車両加速度センサからの信号、駆動力源ブレ
ーキ力スイッチからの信号、タービン回転数ＮT センサ
からの信号、レゾルバ２Ａの信号などが入力される。

【００４１】また、出力信号の例を挙げると、点火信
号、噴射（燃料の噴射）信号、スタータ１Ｂへの信号、
前記モータ・ジェネレータ２，１２８を制御するコント
ローラとしての電子制御装置１１，１３１への信号、駆
動装置１２７の減速装置またはクラッチ機構に対する制
御信号、ＡＴソレノイドへの信号、ＡＴライン圧コント
ロールソレノイドへの信号、ＡＢＳアクチュエータへの
信号、入力クラッチコントロールソレノイド１２６に対
する制御信号、電子スロットルバルブ１Ａに対する制御
信号、スポーツモードインジケータへの信号、ＶＳＣア
クチュエータへの信号、ＡＴロックアップコントロール
バルブへの信号、電動オイルポンプ１１０を制御する電
子制御装置１１０Ｄに対する信号などである。

【００４２】ここで、この発明の構成と実施形態の構成
との対応関係を説明する。すなわち、エンジン１がこの
発明の第１の動力源に相当し、モータ・ジェネレータ２
がこの発明の第２の動力源および電動機に相当し、自動
変速機３がこの発明の変速機に相当し、トルクコンバー
タ４がこの発明の流体式動力伝達装置に相当する。

【００４３】つぎに、上記ハード構成を有するハイブリ
ッド車の制御例を図１のフローチャートに基づいて説明
する。まず、各種の電子制御装置８，１１，１２，１
３，１１０Ｄおよび総合制御装置１０４により、入力信
号の処理がおこなわれる（ステップＳ１）。そして、車
両の状態に基づいて、エンジン１またはモータ・ジェネ
レータ２のいずれか一方を動力源として走行する制御が
おこなわれる。この実施形態においては、シフトレバー
１２７により選択される各シフトポジションに対応し
て、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２の駆動・
停止を切り換えるための制御態様、すなわち、駆動力源
切り換えマップが予め設定されている。

【００４４】図１０〜図１３には、各シフトポジション
に対応する駆動力源切り換えマップ、の一例と、各シフ
トポジションで自動変速機３の変速段を制御するための
変速マップ（変速線図）の一例とが総括的に示されてい
る。これらの駆動力源切り換えマップにおいては、車両
の状態、具体的には車速およびアクセル開度をパラメー
タとし、かつ、実線で示す状態を境界として、エンジン
駆動領域（運転領域）とモータ・ジェネレータ駆動領域
とが設定され、車速およびアクセル開度をパラメータと
して、破線で示す状態を境界として、自動変速機３の変
速点（変速線）が設定されている。

【００４５】まず図１０の駆動力源切り換えマップは、
Ｄポジションまたは４ポジションまたは３ポジションに
対応している。すなわち、車速Ｖ５以下であり、かつ、
所定のアクセル開度以下の領域に、モータ・ジェネレー
タ駆動領域が設定され、モータ・ジェネレータ駆動領域
以外の領域に、エンジン駆動領域が設定されている。こ
のモータ・ジェネレータ駆動領域においては、自動変速
機３が第１速〜第３速のいずれかの変速段に制御され
る。具体的には車速零〜車速Ｖ１の領域では第１速が設
定され、車速Ｖ１〜車速Ｖ３の領域では第２速が設定さ
れ、車速Ｖ３〜車速Ｖ５の領域では第３速が設定され
る。なお、車速Ｖ３は車速Ｖ１よりも高速であり、車速
Ｖ５は車速Ｖ３よりも高速である。これに対して、エン
ジン駆動領域においては、自動変速機ＡＴが第１速〜第
５速のうちのいずれかの変速段に制御される。

【００４６】また、図１１の駆動力源切り換えマップは
２ポジションに対応するものであり、この駆動力源切り
換えマップにおいては、車速Ｖ４以下であり、かつ、所
定のアクセル開度以下の領域に、モータ・ジェネレータ
駆動領域が設定され、モータ・ジェネレータ駆動領域以
外の領域に、エンジン駆動領域が設定されている。この
モータ・ジェネレータ駆動領域においては、自動変速機
３が第１速または第２速のいずれかの変速段に制御され
る。具体的には車速零〜車速Ｖ１の領域では第１速が設
定され、車速Ｖ１〜車速Ｖ４の領域では第２速が設定さ
れる。なお、車速Ｖ４は前記車速Ｖ３よりも高速であ
り、かつ、前記車速Ｖ５よりも低速である。これに対し
て、エンジン駆動領域においては、自動変速機３が第１
速または第２速のいずれかの変速段に制御される。

【００４７】さらに、図１２の駆動力源切り換えマップ
はＬポジションに対応するものであり、この駆動力源切
り換えマップにおいては、車速Ｖ２以下であり、かつ、
所定のアクセル開度以下の領域に、モータ・ジェネレー
タ駆動領域が設定され、モータ・ジェネレータ駆動領域
以外の領域に、エンジン駆動領域が設定されている。こ
のモータ・ジェネレータ駆動領域およびエンジン駆動領
域においては、自動変速機３の変速段が第１速に固定さ
れる。

【００４８】さらにまた、図１３の駆動力源切り換えマ
ップはＲポジションに対応するものであり、この駆動力
源切り換えマップにおいては、車速Ｖ２以下であり、か
つ、所定のアクセル開度以下の領域に、モータ・ジェネ
レータ駆動領域が設定され、モータ・ジェネレータ駆動
領域以外の領域に、エンジン駆動領域が設定されてい
る。

【００４９】このように、図１０〜図１３の変速マップ
において、所定の変速比、例えば第２速が設定される領
域（車速）は、各シフトポジション毎に相違しており、
高速側の変速段の設定がなくなると（言い換えれば設定
できる最小変速比が大きくなることに比例して）、第２
速の設定される領域が広くなっている。具体的には図１
０の変速マップよりも図１１の変速マップの方が、第２
速の設定される領域が広くなっている。このように設定
することにより、モータ・ジェネレータ駆動領域が可及
的に増やされ、騒音および排気ガスを低減することがで
きる。また、電子制御装置１２には、ロックアップクラ
ッチ６２の状態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。このロックアップクラッチ制御
マップは、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６２の係合・半係合（スリップ）
・解放を設定している。

【００５０】このようにして、車速およびアクセル開度
に基づいて、エンジン１およびモータ・ジェネレータ２
の駆動・停止が制御され、その動力が車輪９６Ａに伝達
されて車両が走行する。また、車両の減速時には、車輪
９６Ａから入力される動力が自動変速機３を経由して動
力伝達軸１２１に伝達されるとともに、この動力により
モータ・ジェネレータ２を発電機として機能させ、発生
した電力をバッテリ１０に充電することができる。な
お、この実施形態においては、停止中のエンジン１をス
タータモータ１Ｂにより始動させる制御と、入力クラッ
チ１２２を係合させるとともに、モータ・ジェネレータ
２の動力によりエンジン１を始動させることもできる。

【００５１】上記ステップＳ１についで、等速シフト制
御をおこなうべき状態が発生しているか否かが判断され
る（ステップＳ２）。ここで、等速シフト制御とは、自
動変速機３の変速にともない、エンジン１またはモータ
・ジェネレータ２により、自動変速機３の入力回転数を
変速後の出力回転数に強制的に同期させる制御である。
この等速シフト制御は、自動変速機３の変速時間を短縮
することなどを目的としておこなわれる。したがって、
例えば、アクセルペダルが閉じられている惰力走行状
態、いわゆる、コースト状態において、エンジンブレー
キ力を強めるために、ダウンシフトスイッチ７８がオン
された場合は、ステップＳ２で肯定的に判断されてステ
ップＳ３に進む。なお、ステップＳ２で否定的に判断さ
れた場合はそのままリターンされる。

【００５２】上記ステップＳ３では、バッテリ１０の充
電量（ＳＯＣ）が所定値Ｌｏ％以上であるか否かが判断
される。すなわち、このステップＳ３においては、自動
変速機３をダウンシフトさせる際に、モータ・ジェネレ
ータ２により自動変速機３の入力の回転数を変速後の出
力回転数に同期させるために必要な最低限度の電力が、
バッテリ１０に残っているか否かを判断しているのであ
る。

【００５３】ステップＳ３で否定的に判断された場合
は、モータ・ジェネレータ２の制御により等速シフト制
御をおこなうことが困難であるため、つぎのようにして
エンジン１により等速シフト制御がおこなわれる。ま
ず、ロックアップクラッチ６２を半係合状態または解放
状態に制御するとともに（ステップＳ４）、入力クラッ
チ１２２を係合状態に制御する（ステップＳ５）。つい
で、エンジン１の電子スロットルバルブ１Ａの開度を増
加させ、エンジン回転数を自動変速機３のダウンシフト
後の同期回転数まで強制的に上昇させる（ステップＳ
６）。

【００５４】そして、自動変速機３のダウンシフトが終
了したか否かが判断される（ステップＳ７）。自動変速
機３のダウンシフトが終了したか否かは、タービン回転
数がダウンシフト後の同期回転数に到達したか否か、ま
たはダウンシフトが開始されてからの経過時間をタイマ
ーにより計測し、ダウンシフトが終了すると推定される
所定時間が経過したか否かにより判断することができ
る。ステップＳ７で否定的に判断された場合はステップ
Ｓ６，７が繰り返され、ステップＳ７で肯定的に判断さ
れた場合はロックアップクラッチ６２を係合状態に制御
し（ステップＳ８）、リターンされる。なお、ステップ
Ｓ８においては、前述したロックアップクラッチ制御マ
ップによりロックアップクラッチ６２を制御する状態に
切り換えてもよい。

【００５５】一方、前記ステップＳ３で肯定的に判断さ
れた場合は、モータ・ジェネレータ２による自動変速機
３の等速シフト制御が、つぎのようにしておこなわれ
る。まず、ロックアップクラッチ６２を半係合状態また
は解放状態に制御し（ステップＳ９）、かつ、入力クラ
ッチ１２２を半係合状態または解放状態に制御する（ス
テップＳ１０）。ついで、モータ・ジェネレータ２の回
転数を上昇させることにより、自動変速機３の入力回転
数を強制的に上昇させ、この入力回転数をダウンシフト
後の出力回転数に同期させるように制御する（ステップ
Ｓ１１）。

【００５６】そして、自動変速機３のダウンシフトが終
了したか否かが判断される（ステップＳ１２）。このス
テップＳ１２の判断は、ステップＳ７と同様にしておこ
なわれる。ステップＳ１２で否定的に判断された場合
は、ステップＳ１１，１２が繰り返され、ステップＳ１
２で肯定的に判断された場合は、入力クラッチ１２２が
係合状態に制御される（ステップＳ１３）。また、この
ステップＳ１３において、モータ・ジェネレータ１２８
の動力をエンジン１に伝達することにより、エンジン回
転数をダウンシフト後の同期回転数まで上昇させて、入
力クラッチ１２２の係合によるショックを抑制すること
もできる。ついで、ロックアップクラッチ６２を係合状
態に制御し（ステップＳ１４）、リターンされる。

【００５７】図１４には、上記等速シフト制御に対応す
るタイムチャートの一例が示されている。このタイムチ
ャートでは、等速シフト判断が成立する以前には、ロッ
クアップクラッチ６２の油圧が高圧Ｐ２に制御されてロ
ックアップクラッチ６２が係合状態に制御され、入力ク
ラッチ１２２が解放されている。また、自動変速機３の
入力回転数は一定の低回転数に制御されている。そし
て、時刻ｔ１に等速シフト（ダウンシフト）判断が成立
すると、ロックアップクラッチ６２を半係合状態または
解放状態に制御するために、ロックアップクラッチ６２
の油圧を徐々に低下する制御がおこなわれる。

【００５８】ついで、時刻ｔ２において変速制御信号が
出力され、時刻ｔ３においてモータ・ジェネレータ２の
回転数を上昇させる指令が出力され、自動変速機３の入
力回転数Ｎｉが上昇を開始する。ここで、ロックアップ
クラッチ６２を解放状態に制御する場合は、時刻ｔ３以
降にロックアップクラッチ６２の油圧が一定の低圧Ｐ０
に制御されている。また、ロックアップクラッチ６２を
半係合状態に制御する場合は、時刻ｔ２以降にロックア
ップクラッチ６２の油圧が、油圧Ｐ０よりも高圧の油圧
Ｐ１に制御されている。

【００５９】そして、時刻ｔ４で自動変速機３の変速が
終了したか否かの判定がおこなわれ、かつ、入力クラッ
チ１２２の油圧が上昇が開始されている。ついで、時刻
ｔ５において、自動変速機３の入力回転数がダウンシフ
ト後の同期回転数に到達することによりダウンシフト終
了判断が成立し、その後、入力クラッチ１２２の油圧が
所定の高圧に制御されて入力クラッチ１２２が係合され
る。一方、ロックアップクラッチ６２が解放されていた
場合は、時刻ｔ６からロックアップクラッチ６２の油圧
を上昇させる制御がおこなわれる。また、ロックアップ
クラッチ６２が半係合されていた場合は、時刻ｔ６より
も遅れた時点でロックアップクラッチ６２の制御油圧の
上昇が開始される。そして時刻ｔ７以降はロックアップ
クラッチ６２の制御油圧がＰ２に制御されてロックアッ
プクラッチ６２が係合状態に制御される。

【００６０】ここで、図１のフローチャートに示された
機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明す
る。ステップＳ１ないしステップＳ１４がこの発明の変
速制御手段に相当する。上記のように、この実施形態に
よれば、ダウンシフトスイッチ７８の操作に基づいて自
動変速機３をダウンシフトするにあたり、モータ・ジェ
ネレータ２により自動変速機３の入力回転数をダウンシ
フト後の出力回転数に強制的に同期させる前に、入力ク
ラッチ１２２が半係合状態または解放状態に制御され
る。このため、自動変速機３の入力回転数を上昇させる
場合に、エンジン１が回転慣性質量体として作用しにく
くなるため、自動変速機３の入力系統（動力伝達軸１２
１およびトルクコンバータ４ならびに入力軸５７）のイ
ナーシャが可及的に小さくなる。したがって、等速シフ
ト制御の応答性が向上し、ダウンシフトに要する時間を
短縮することができる。また、モータ・ジェネレータ２
は電流値によりその回転数が制御されるものであるた
め、その特性により回転数の制御が比較的容易である。
したがって、エンジン１により入力回転数を制御する場
合に比べて、モータ・ジェネレータ２により入力回転数
を制御する方が、応答性に優れている。

【００６１】また、バッテリ１０の充電量が所定値Ｌｏ
％以下である場合は、エンジン１により等速シフト制御
がおこなわれる。したがって、モータ・ジェネレータ２
により自動変速機３の入力回転数を上昇させることがで
きない状況であっても、自動変速機３の等速シフト制御
をおこなうことができる。さらに、自動変速機３の入力
回転数を上昇させる前に、ロックアップクラッチ６２を
半係合または解放させて、トルクコンバータ４を流体に
よる動力伝達状態に切り換えている。したがって、変速
途中のトルク変動、特に、エンジン１の電子スロットル
バルブ１Ａを開いた場合のトルク変動が、自動変速機３
に伝達されにくく、変速ショックを抑制することができ
る。なお、車両がコースト状態にある際に、上記のよう
に等速シフト制御をおこなった場合は、変速の終了後に
ロックアップクラッチ６２が係合されて機械的な動力伝
達状態に切り換わることにより、エンジンブレーキ力が
強められる。

【００６２】なお、図１のフローチャートのステップＳ
３において、モータ・ジェネレータ３の温度を温度検出
センサなどにより判断し、その温度が所定値以下である
場合はステップＳ９に進み、その温度が所定値を越えて
いる場合はステップＳ４に進むような制御を採用するこ
ともできる。すなわち、モータ・ジェネレータ２の設定
回転数は、その温度により制約される場合もある。そこ
で、この制御を採用することにより、モータ・ジェネレ
ータ２の温度に基づく異常や故障により、モータ・ジェ
ネレータ２の回転数を所定値以上に上昇させることがで
きない場合でも、エンジン１により等速シフト制御をお
こなうことができる。

【００６３】さらに、入力クラッチ１２２に用いられる
摩擦式クラッチには、乾式クラッチおよび湿式クラッチ
が含まれる。この乾式クラッチおよび湿式クラッチに
は、単板クラッチおよび多板クラッチが含まれる。さら
にまた、入力クラッチ１２２は、摩擦式クラッチ代えて
電磁式クラッチを用いることもできる。さらに、この発
明においては、流体式動力伝達装置として、トルクを増
幅する機能のないフルードカップリングを用いることも
できる。

【００６４】なお、上記実施形態においては、エンジン
１およびモータ・ジェネレータ２を共に、車両の駆動力
源として機能させることのできるハイブリッド車につい
て説明しているが、エンジンを車両の駆動力源として機
能させる一方、モータ・ジェネレータを車両の駆動力源
として用いない構成の車両に対して、この発明を適用す
ることができる。例えば、この発明は、モータ・ジェネ
レータを、エンジンを始動させる場合の動力源（始動装
置）として用いる車両に対しても適用することができ
る。このような車両の具体例としては、所定のエンジン
停止条件に基づいてエンジンを自動的に停止させるとと
もに、所定のエンジン始動条件に基づいてモータ・ジェ
ネレータによりエンジンを始動させる制御をおこなうこ
とのできる、いわゆるエコラン車を挙げることができ
る。また、この発明を、エンジンを駆動力源として用
い、モータ・ジェネレータをエアコン用のコンプレッサ
などの補機装置の動力源として用いている車両に対して
適用することもできる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、変速機の変速時に、第２の動力源により、変速機
の入力回転数を変速後の出力回転数に強制的に同期させ
る制御をおこなう前に、入力クラッチが半係合状態また
は解放状態に制御することができる。このため、変速機
の入力回転数を制御することに関与していない第１の動
力源が、変速機の入力系統に対して回転慣性質量体とし
て作用しにくくなる。したがって、変速機の入力系統の
イナーシャが可及的に小さくなり、変速機の変速応答性
が向上する。

【００６６】請求項２の発明によれば、請求項１と同様
の効果を得られるほか、第２の動力源の故障または異常
または機能の低下により変速機の入力回転数を強制的に
制御することができない状況であっても、第１の動力源
により変速機の入力回転数を強制的に制御するこなうこ
とができる。

【００６７】請求項３の発明によれば、請求項３と同様
の効果を得られるほか、バッテリの電力不足により電動
機の回転数を制御することができない状況であっても、
第１の動力源により変速機の入力回転数を強制的に制御
するこなうことができる。

【００６８】請求項４の発明によれば、請求項１ないし
請求項３のいずれかと同様の効果を得られるほか、変速
機の入力回転数を強制的に制御する前に、流体式動力伝
達装置を、流体による動力伝達状態に制御している。し
たがって、変速途中における動力源のトルク変動が変速
機に伝達されにくく、変速ショックを抑制することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の制御装置で実行される制御例を説
明するためのフローチャートである。

【図２】この発明で対象とするパワートレーンおよび
制御系統の一例を模式的に示すブロック図である。

【図３】図２に示すパワープラントを具体化したスケ
ルトン図である。

【図４】図３の自動変速機の各変速段を設定するため
のクラッチおよびブレーキの係合・解放を示す図表であ
る。

【図５】図２に示す自動変速機を制御するシフトレバ
ーの操作により選択されるシフトポジションを示す概念
図である。

【図６】図２に示す自動変速機の変速段を手動操作に
より変更できる状態を設定・解除するためのスポーツモ
ードスイッチを示す概念図である。

【図７】図６に示されたスポーツモードスイッチのオ
ン状態において、自動変速機をダウンシフトまたはアッ
プシフトするために、ステアリングホイールに設けられ
ているスイッチの一例を示す図である。

【図８】自動変速機の油圧回路の要部を示す図であ
る。

【図９】この発明の一例における総合制御装置におけ
る入出力信号を示す図である。

【図１０】図２に示されたハイブリッド車のエンジン
およびモータ・ジェネレータの駆動・停止を制御する制
御態様と、自動変速機の変速段を制御する変速線図と総
括的に示すマップである。

【図１１】図２に示されたハイブリッド車のエンジン
およびモータ・ジェネレータの駆動・停止を制御する制
御態様と、自動変速機の変速段を制御する変速線図と総
括的に示すマップである。

【図１２】図２に示されたハイブリッド車のエンジン
およびモータ・ジェネレータの駆動・停止を制御する制
御態様と、自動変速機の変速段を制御する変速線図と総
括的に示すマップである。

【図１３】図２に示されたハイブリッド車のエンジン
およびモータ・ジェネレータの駆動・停止を制御する制
御態様と、自動変速機の変速段を制御する変速線図と総
括的に示すマップである。

【図１４】図１に示す制御に対応するタイムチャート
の一例である。

【符号の説明】

１…エンジン、２…モータ・ジェネレータ、３…自
動変速機、４…流体式動力伝達装置、１０…バッテ
リ、６２…ロックアップクラッチ、１２２…入力ク
ラッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ６０Ｌ 15/20 // Ｆ１６Ｈ 59:40 59:42 63:12 Ｆターム(参考） 3D041 AA53 AA66 AA71 AB01 AC09 AC15 AC18 AD00 AD01 AD02 AD10 AD12 AD14 AD31 AD35 AD39 AD42 AD51 AD52 AE02 AE04 AE07 AE09 AE37 AE39 3J052 AA01 AA04 CA11 EA02 EA03 EA10 GC04 GC13 GC34 GC41 GC44 GC46 GC51 GC64 GC72 GC73 HA02 KA02 LA01 5H115 PG04 PI16 PI22 PI29 PI30 PO17 PU02 PU10 PU22 PU24 PU25 PU29 QA01 QE10 QI04 QI09 QN03 RB08 RE01 RE05 RE20 SE05 SE08 SJ12 SJ13 TB01 TE02 TE07 TE08 TI01 TO05 TO21 TO23 TO30

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数種類の動力源と、これらの動力源の
動力が入力される変速機と、前記複数の動力源のうちの
第１の動力源と前記変速機との間の動力伝達状態を制御
する入力クラッチとを有する駆動制御装置において、前記変速機の変速に際して、前記入力クラッチを解放状
態または半係合状態に制御するとともに第２の動力源の
回転数を制御することにより、前記変速機の入力回転数
を変速後の出力回転数に同期させる機能を有する変速制
御手段を備えていることを特徴とする駆動制御装置。
【請求項２】前記変速制御手段には、前記第２の動力
源により前記変速機の入力回転数を制御することができ
ない場合に、前記入力クラッチを係合状態に制御し、か
つ、前記第１の動力源により前記変速機の入力回転数を
同期させる機能が含まれていることを特徴とする請求項
１に記載の駆動制御装置。
【請求項３】前記第２の動力源が、バッテリの電力に
より駆動される電動機を有するとともに、この電動機に
より前記変速機の入力回転数を制御することができない
状況には、前記バッテリの充電量が所定値以下である場
合が含まれていることを特徴とする請求項２に記載の駆
動制御装置。
【請求項４】前記複数種類の動力源と前記変速機との
間に、ロックアップクラッチを有する流体式動力伝達装
置が設けられているとともに、前記変速制御手段の機能
には、前記変速機の変速に際して前記ロックアップクラ
ッチを解放状態または半係合状態に制御することが含ま
れていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
に記載された駆動制御装置。